GSM系统跳频技术及应用

在语音信号经处理、调制后发射时，还会采用跳频技术──即在不同时隙发射载频在不断地改变（当然，同时要符合频率规划原则）。引入跳频技术，主要是出于以下两点考虑。

由于过程中的衰落具有一定的频带性，引入跳频可减少瑞利衰落的相关性。

由于干扰源分集特性：在业务密集区，蜂窝的容量受频率复用产生的干扰限制，因为系统的目标是满足尽可能多买主的需要，系统的最大容量是在一给定部分呼叫由于干扰使质量受到明显降低的基础上计算的，当在给定的C/I值附近统计分散尽可能小时，系统容量较好。我们考虑一个系统，其中一个呼叫感觉到的干扰是由许多其他呼叫引起的干扰电平的平均值。那么，对于一给定总和，干扰源的数量越多，系统性能越好。

GSM系统的无线接口采用了慢速跳频（Slowly Frequency Hopping，SFH）技术。慢速跳频与快速跳频（Fast Frequency Hopping，FFH）之间的区别在于后者的频率变化快于调制频率。GSM系统在整个突发序列传输期，传送频率保持不变，因此是属于慢跳频情况，如图2-1-28所示。

慢跳频中跳频速率低于信息比特率，即连续几个信息比特跳频一次。GSM系统中的跳频属于慢跳频，每一帧改变一次频率，跳频的速率大约为217次/s。快跳频中跳频速率高于或等于信息比特率，即每个信息比特跳频一次以上。在上、下行线两个方向上，突发序列号在时间上相差3BP，跳频序列在频率上相差45MHz。GSM系统允许有64种不同的跳频序列，对它的描述主要有两个参数：移动分配指数偏置（Mobile Allocation Index Offset，MAIO）和跳频序列号（Hopping Sequence Number，HSN）。MAIO的取值可以与一组频率的频率数一样多。HSN可以取64个不同值。跳频序列选用伪随机序列。通常，在一个小区的信道载有同样的HSN和不同的MAIO，这是避免小区内信道之间的干扰所希望的。邻近小区不会有干扰，因它们使用不同的频率组。为了获得干扰参差的效果，使用同样频率组的远小区应使用不同的HSN。对跳频算法感兴趣的读者，可参阅GSM Rec.05.02，这里不再细述。

实现跳频的方法有两种：基带跳频和频率合成器跳频。

（1）基带跳频

基带信号按照规定的路由传送到相应的发射机上即形成基带跳频，基带信号由一部发射机转到另一部发射机来实现跳频。GSM系统中基带信号的切换速率达到217次/s。慢跳频适合收发信机数量较多的高业务小区。(www.xing528.com)

这种模式，每个收发信机停留在一个频率上，而是将基带数据通过交换矩阵切换到相应的收发信机上，从而实现跳频。

（2）频率合成器跳频

频率合成器跳频是采用改变频率合成器的输出频率，而使无线收发信机的工作频率由一个频率调到另一个频率的。这种方法不必增加收发信机数量，但需要采用空腔谐振器的组合，以实现跳频在天线合路器的滤波组合。

这种模式，给定的收发信机在每个时隙中能在不同频率上发射，即收发信机要在时隙间复位，也就是说，它是通过不断改变收发信机的频率合成器合成的频率而实现跳频的。

图2-1-28 GSM系统调频示意图