GSM网络跳频技术的应用

　　跳频技术引入的目的

　　随着数字移动通信网络的飞速发展，移动用户的急剧增加，那么网络中单位面积的话务量也在不断地增加。在某些大城市的市中心等繁华地段，在忙时甚至出现严重的话务拥塞情况，面对日益增长的话务需求，需要对网络进行扩容以满足容量和覆盖的要求。　

　
　　在网络建设的初期，由于用户数量不多，因此网络规划中首先考虑的是覆盖问题，但是随着网络的不断扩容，覆盖的不断完善，我们发现容量问题成为制约网络进一步发展的瓶颈。对于我国现在采用的GSM网络由于受到频段的限制，在经过这么多年的快速扩容之后，容量上的限制表现得越来越明显。　

　
　　对于网络扩容，通常我们可以采用以下几种方法：小区分裂，增加新的频段以及提高频率复用度来增加每个小区配置等方法。很显然在网络建设的初期通常采用小区分裂，通过不断增加新的基站（宏蜂窝和微蜂窝基站）来达到扩容的目的，但是随着站距的不断接近，我们发现网络的干扰也在不断的增加，因此当宏蜂窝基站的站距达到一定程度之后就很难在网络中增加新的基站。那么在这种情况下就出现了在GSM900网络的基础上引入GSM1800网络，通过引入这一新的频段来解决网络瓶紧问题，这也是我们现在所看到中国移动和联通公司在现网所采用的DCS双频网络。但是由于GSM900／GSM1800频段有限而且各个运行商所分配到的频率资源不同，而且考虑到引入双频网的成本很高，因此可以考虑通过在现有的GSM900单频网络或在引入GSM1800的双频网络中通过提高频率复用度，增加单位面积的容量配置来达到节省网络成本和提高容量的目的。通过引入跳频、功率控制、不连续发射等无线链路控制技术来达到扩容的目的。

　　跳频系统工作原理　　

　　我们大家都知道跳频技术是一种扩频通信技术，由于跳频技术具有通信的秘密和对抗干扰，因此它首先被应用于军事通信。但是随着移动通信的发展和数字化，跳频技术已在数字蜂窝系统中获得应用，我国所采用的GSM移动通信系统就采用了这种技术。　　

　　跳频是指载波频率在很宽频带范围内按某种图案（序列）进行跳变。信息数据D经信息调制成带宽为Bd的基带信号后，进入载波调制。载波频率受伪随机码发生器控制，在带宽Bss（Bss＞＞Bd）的频带内随机跳变，实现基带信号带宽Bd扩展到发射信号使用的带宽Bss的频普扩展。可变频率合成器受伪随机序列（跳频序列）控制，使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变，因此载波调制又被称为扩频调制。　　

　　跳频系统的特点　　跳频系统具有以下特点：

　
＊ 跳频系统大大提高了通信系统抗干扰、抗衰落能力；　

　
＊ 能多址工作而尽量不互相干扰；
＊ 不存在直接扩频通信系统的远近效应问题，即可以减少近端强信号干扰远端弱信号的问题；
＊ 跳频系统的抗干扰性严格说是"躲避"式的，外部干扰的频率改变跟不上跳频系统的频率改变；
＊　跳频序列的速率低，通常情况，码元速率小于或等于信息速率。在TDMA系统中，跳频速率往往等于每秒传输的帧数。GSM系统中每秒跳频为217次。　　

　　在GSM数字蜂窝系统中，跳频技术可以提高抗衰落、抗干扰能力。跳频技术对于静态或慢速移动的移动台具有很好的抗衰落效果，而对于快速移动的移动台由于同一信道的两个连接的突发脉冲序列其位置差已足以使它们与瑞利变化不相关，因此跳频增益很小，这就是跳频所具有的频率分集。由于跳频时频率在不停的变化，频率的干扰是瞬时的，因此跳频具有干扰分集。

通信产业报 (2001.04.25)