一文读懂跳频技术

跳频是移动通信中常用的载波技术，有良好的扛干扰作用，能够有效提高通信质量。

跳频指载波频率在一定范围内，按某种规律跳变。

跳频就是手机和基站都按照一个相同的频点序列来收发信息，这个频点序列就是跳频序列（HSN）。一个跳频序列就是在给定的包含N个频点的频点集（MA）内，通过一定算法，由跳频序列号（HSN）和移动分配偏移（MAIO）唯一确定所有（N个）频点的一个排列。不同时隙（TN）上的N个信道可以使用相同的跳频序列，同一小区相同时隙内的不同信道使用不同的移动分配偏移（MAIO）。

采用紧密频率复用技术时，系统干扰是决定频率复用比的最重要因素。为了降低系统干扰，通常采用的技术是功率控制、非连续发射技术（DTX）；而为了抗干扰，提高系统在同等干扰条件下的通信质量，通常采用跳频技术。

因此，跳频是GSM系统抗干扰和提高频率复用度的一项重要技术。 按照GSM规范，慢跳频可以用于GSM通信系统中，跳频是指载波频率在一定范围内，按某种规律跳变。每个小区信道组的跳频功能都能单独激活或关闭。 BCCH时隙不参与跳频，TCH信道，SDCCH信道可以使用跳频。基站使用的跳频有两种，基带跳频和射频跳频，各自的实现原理是不相同的。

跳频可以降低多种类型的干扰，如同信道干扰，邻信道干扰，互调干扰等。 跳频使移动台所受的连续长时间干扰变成单个突发脉冲的不连续干扰； 而这种干扰通过信道解码、去交织与纠错技术，可以在很大程度上获得纠正。因此采用跳频技术后使得GSM的基站和移动台可以工作在较恶劣的电波环境下。

总之使用跳频后，小区规划更灵活。均化干扰的效果取决于跳频的模式，如果干扰信号和有用信号使用相互不同的跳频序列即非相关序列，那么通话质量就可获得最佳效果。相关性越小，均化效果越好。如果干扰信号和有用信号都使用循环跳频，且跳频序列一样，则它们有可能步调一致，干扰信号和有用信号始终在同频上，有用 信号所受的干扰就和没有使用跳频的一样。这相当于两个跳频序列是完全相关的。因此，随机跳频的干扰分集效果要好一些。

在全负荷系统中，所有干扰信号都在被同时发射，因而存在连续的干扰。即使这样，使用随机跳频序列仍可获得很好通话质量的改善。只是，同频率小区要使用不同的跳频序列。跳频的频率越多，效果越好。

跳频可以降低瑞利衰落对信号强度的影响。这种影响相当于频率分集。GSM的一个语音码块经过信道编码以后，分散在8个突发（BURST）中传输。因为瑞利衰落是基于频率的，也就是说信号衰落的谷点在不同的频率出现在不同的位置，因此，在采用跳频以后，每个突发脉冲的调制频率不同，如果某一频点发生了频率选择性衰落，则手机接收的信号位于谷点的时间不会超过一个burst周期，影响的仅仅是一个突发脉冲，信号强度的变化被分成足够小，可以达到信道编码和交织纠误的要求 ，瑞利衰落的信号谷点就可以被忽略，瑞利衰落信号电平出现的谷点趋于平缓。这样一来，慢速移动的手机就会处于更均匀电波环境。对于快速移动的手机，不考虑其速度，受频率分集的影响是一样的。只是由于bursts之间距离变化大，效果不是很好。

在GSM系统中，小区中每个频点所受的干扰强度和分布是不一样的，同一路通话的突发脉冲的载频的变化，降低了信号所受的干扰，通话受到的电波干扰被平均，否则，如不采用跳频，移动台一直工作在固定的频点上，则整个通话过程的每一个突发脉冲可能都会受到固定不变的强干扰。也就是说采用跳频技术把干扰分散到了携带突发脉冲的不同的载频上，这种效果被称为“均化干扰”或“干扰分集”，如图，B1、B2、。。。为突发，跳频时，以f1f2f3.。。频率传播。蜂窝网络是频率复用的，同频干扰是存在，跳频使信号所受的是不连续的干扰，而非连续干扰，电波环境得到了改善。对于每一个突发脉冲所受的干扰是变化的，这一点有利于通话质量的提高，否则，整个通话会受到很大干扰。也就是说干扰分散到了携带突发脉冲的不同的载频上。当然跳频出现的频率碰撞会引起很强的瞬时干扰，定义不同的MAIO能解决这个问题。跳频时，我们使用的频点越多，频率冲撞的可能性就越小，跳频增益越高。