GSM射頻與基帶跳頻技術(shù)

　　從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度而言，GSM中的跳頻的實(shí)現(xiàn)分為基帶跳頻、射頻跳頻兩種。

　　華為基站BTS同時(shí)支持兩種方式，在基站系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分考慮到跳頻在頻率分集和干擾分集的作用，可以同時(shí)支持基帶跳頻和射頻跳頻這兩種實(shí)現(xiàn)方式，并在網(wǎng)上獲得了規(guī)模應(yīng)用。從實(shí)際應(yīng)用的情況來看，華為自主開發(fā)的跳頻技術(shù)能夠提高GSM系統(tǒng)的抗干擾、抗衰落性能，大大提高通話質(zhì)量，增強(qiáng)緊密復(fù)用的組網(wǎng)能力，增加系統(tǒng)容量，具有很強(qiáng)的技術(shù)特色。

　　射頻跳頻實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)主要表現(xiàn)在如何實(shí)現(xiàn)寬頻帶內(nèi)的快速變頻和在快速變頻的同時(shí)如何保證信號(hào)的高質(zhì)量?？焖僮冾l與信號(hào)的高質(zhì)量是相互矛盾的。在GSM 系統(tǒng)中各個(gè)時(shí)隙之間的間隙只有二十幾微秒，要實(shí)現(xiàn)射頻跳頻，系統(tǒng)必須在時(shí)隙之間二十幾微秒的保護(hù)時(shí)間內(nèi)快速地從一個(gè)頻點(diǎn)切換到另一個(gè)頻點(diǎn)。按照以前的技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)快速跳頻的同時(shí)必然會(huì)帶來調(diào)制精度下降、接收靈敏度惡化、雜散增加以及阻塞性能下降等一系列負(fù)作用。華為的基站是怎樣解決這個(gè)問題的呢？下面我們從對(duì)射頻鎖相環(huán)的分析入手加以說明。

　　鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間主要由環(huán)路帶寬決定，帶寬越寬鎖定時(shí)間越短。本振信號(hào)的質(zhì)量主要由參考時(shí)鐘（鑒相頻率）、壓控振蕩器、環(huán)路帶寬等因素決定，在環(huán)路帶寬以內(nèi)本振的相位噪聲取決于參考時(shí)鐘，在環(huán)路帶寬以外主要取決于壓控振蕩器。要將最佳環(huán)路帶寬變寬只有兩條途徑，一是降低壓控振蕩器的性能，這顯然不可取；二是提高參考性能。由于GSM系統(tǒng)采用的是200kHz帶寬，鑒相頻率不可能太高，尤其對(duì)于DCS1800系統(tǒng)不可能太小，因此在GSM系統(tǒng)中很難提高環(huán)路帶寬，即降低頻率鎖定時(shí)間。為了克服以上兩個(gè)難點(diǎn)，華為公司通過采用一套特有的動(dòng)態(tài)環(huán)路帶寬及乒乓切換技術(shù)，可以很好地解決快速變頻與信號(hào)質(zhì)量之間的矛盾。

　　動(dòng)態(tài)環(huán)路帶寬技術(shù)：工作中環(huán)路帶寬不是固定的，而是隨著系統(tǒng)的需要而變，但系統(tǒng)處于不工作狀態(tài)時(shí)，環(huán)路帶寬保證變回最佳帶寬，使輸出信號(hào)最佳，保證系統(tǒng)的最佳性能。

　　乒乓切換技術(shù)：在電路上設(shè)計(jì)了兩個(gè)完全相同的振蕩器，通過開關(guān)對(duì)兩個(gè)本振進(jìn)行選擇，當(dāng)一個(gè)本振工作時(shí)，另外一個(gè)本振快速鎖定到下一個(gè)需要的頻點(diǎn)上，在兩個(gè)時(shí)隙的中間通過開關(guān)切換到另一個(gè)本振電路。這樣，避免了在時(shí)隙的開頭和最后出現(xiàn)瞬時(shí)的系統(tǒng)性能惡化。

　　通過采用特有的動(dòng)態(tài)環(huán)路帶寬及乒乓切換技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)了900MHz的25MHz帶寬、1800MHz的75MHz帶寬內(nèi)的任意跳頻，所有跳頻指標(biāo)均超過GSM協(xié)議要求。

　　基帶跳頻的技術(shù)難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的高速交換，滿足217跳/秒的跳頻速度及271kbits/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　考慮以無線接口時(shí)隙為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，交換方法可以是空分、時(shí)分、數(shù)據(jù)包交換。華為基站在設(shè)計(jì)中采用了先進(jìn)的總線技術(shù)，以時(shí)隙交換為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)基帶跳頻，其具體的實(shí)現(xiàn)方法為：

　　每個(gè)發(fā)射機(jī)(TRX)調(diào)諧在固定頻率，有一個(gè)固定的ID號(hào)。收發(fā)信機(jī)的編碼器將下行信號(hào)編碼，形成突發(fā)格式數(shù)據(jù)，編碼器根據(jù)跳頻算法計(jì)算本突發(fā)應(yīng)調(diào)制的頻道（即TRX號(hào)），加上有關(guān)功率控制等附加信息形成特定的數(shù)據(jù)包格式，收發(fā)信機(jī)的編碼器在固定的時(shí)間(子時(shí)隙)內(nèi)發(fā)出數(shù)據(jù)包。調(diào)制器對(duì)每個(gè)子時(shí)隙的數(shù)據(jù)包的TRX號(hào)進(jìn)行檢查，如和本TRX的ID號(hào)不同，則收下一子時(shí)隙；如相同，則將本子時(shí)隙的數(shù)據(jù)包接收下來，延時(shí)一時(shí)隙再發(fā)射到空間接口，實(shí)現(xiàn)了基帶跳頻。基帶跳頻對(duì)TRX的ID識(shí)別實(shí)時(shí)性要求非常高，在這一點(diǎn)上華為是采用ASIC技術(shù)來解決的，可實(shí)現(xiàn)高速、可靠的TRX－ID識(shí)別功能。