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随着移动通信用户数的不断扩大，频宽受限正成为移动通信系统，特别是GSM系统的重要问题之一。目前，我国用于900 MHzGSM的频谱为上下行各25 MHz(MS→BS:890～915 MHz;BS→MS:935～960 MHz)，其中，中国移动拥有低端的19 MHz，中国联通拥有高端的6MHz，各公司每站可用载频数非常有限，在给定带宽下，频率复用因子K和系统容量成为一个矛盾。因此，在GSM系统中如何采用更加紧密的同频复用技术与跳频技术相结合，正成为无线网络规划和优化的重要手段。

扩频通信的理论基础来源于信息论和抗干扰理论。C．E．Shannon在其信息论中得到如下有关信道容量的著名公式:

式中，C为信道容量(bps);B为信道带宽(Hz);S为信号功率，N为噪声功率。从该公式可以得出以下重要结论:对于给定的信道容量C可以用不同的带宽B和信噪比S/N的组合来传输;若减小带宽则必须发送较大的信号功率;若有较大的传输带宽，则同样的信道容量能够用较小的信号功率来传送。这表明宽带系统有较好的抗干扰性。因此，当S/N太小无法保证通信质量时，常采用增加带宽(展宽频谱)来提高信道容量或改善通信质量，即所谓带宽换功率的措施。Shannon给出的是基带模型，但也适合于RF(射频)信道。扩频通信就是将信息信号的频谱扩展再进行传输，因而提高系统抗干扰能力，使之在强干扰情况下，甚至信号被噪声淹没的情况下，仍然能保持可靠的通信。

跳频技术是扩频通信中的一种。GSM系统中使用跳频技术，其主要功能是:可以有效地减小传播信道对某个频率的选择性衰落，可避免迟到多径信号的干扰。跳频分为基带跳频和射频跳频两种。

基带跳频是在不同的时隙使用不同频率发射机发射，原理如图3-20所示。在基带跳频中，每个发射机工作在一个不变的频率，同一话路的突发脉冲被有效控制送入各个发射机，跳频的实现是基于基带信号的切换来实现的。因此，TRX的数目即限制了跳频的最大数。基带跳频的问题是，如果有一个TRX单板故障，则对应码字丢失，影响通话性能。

射频跳频则是使用两类发射机，一类是一个固定发射载频f₀(含逻辑信道BCCH)，在BCCH上携带跳频序列信息，使MS在接收端同步跳频，保证正确解码;另一类的每个发射机受一定的伪随机序列(如RS编码中的某个5、4、7、0、6、3、1序列)控制，频率合成器使发射频率按序列跳变(如f₅、f₄、f₇、f₀、f₆、f₃、f₁)，使其在每个时隙的基础上按照序列跳变。原理如图3-21所示。在射频跳频中，一个发信机处理一个通话的所有突发脉冲所用的频点。

跳频系统最重要的参数是跳频增益G(扩频增益):

式中，B _RF为扩频带宽;B _b为信息速率;N为跳频频率数。跳频处理增益等于选用的跳频频率数。例如，一个具有可供选用的频率数为N= 10的跳频系统，则跳频增益G= 20 dB。显然，跳频的频点率数越多，增益越大，但对频率资源和频率合成器件就是挑战。在相同S/N下，跳频系统可以得到更大的容量，而在相同的容量下，跳频系统则可以获得更高的信息质量。

4．跳频与同频复用的结合应用

跳频的作用，一是可以起到频率分集，二是可以起到干扰均化的作用。一般4×3频率复用方式不使用跳频技术，也能满足同频道干扰保护比C/I的要求，但3×3频率复用方式、1×3频率复用方式就需要使用跳频技术才能满足同频载干比的要求。下面以1×3频率复用方式中使用跳频技术进行简要说明。

1×3是最为紧密的复用方式，它用一个基站的3个小区作为复用单位，相邻基站区使用相同的频率，由于复用距离缩小，同频载干比C/I比4×3大约下降10 dB，因此必须采用跳频及其他(如动态功控、不连续发射、天线分集等)抗干扰技术。采用1×3复用方式，BCCH发信机由于携带小区特征信息而一直处于发射状态，出现网内小区间干扰的几率最大，所以要将公共控制信道按4×3复用进行规划，且不参加跳频;然后将余下频道分配到3个扇区。如以6 MHz带宽为例，则(30－12)/3= 6，每个小区除开BCCH载频还可再分配到6个;但实际应用中为避免不同基站扇区间的同频跳到一起，产生很大的同频干扰，所以每个扇区跳频的收发信机数小于分配到每扇区的频道数，一般收发信机(TRX)数与频道数的比例按跳频算法决定，最大为50%，且不同扇区使用不同的跳频随机序列;因此一个基站的载频配置可以做到433或444。这样相对于4×3方式，基站容量提高了〔［(4+ 3+ 3)－(3+ 2+ 2)］/(3+2+2)〕约40%;而带来的C/I增益约为4．2 dB;要弥补降低的10 dB还须采用其他抗干扰技术。1×3复用方式更适合于带宽小、容量比较集中、不需很多基站的地区。在实际应用中，如某市主城区，使用CH113～CH124为BCCH的12个频点，3个小区TCH使用的跳频组各5个频点共15个，还保留2个频点用于微蜂窝基站。