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(普通問題)
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問題答案
( 4 )
答:
跳頻技術源于軍事通信,目的是為了獲得較好的保密性和抗干擾能力。跳頻分為快速和慢速兩種,GSM中的跳頻屬于慢跳頻。
跳頻方式從時域概念上分為幀跳頻和時隙跳頻,從載頻實現(xiàn)方式上分為射頻跳頻和基帶跳頻。
幀跳頻:每個TDMA幀頻點變換一次,這種方式下,每一個載頻可以看做一個信道,在一個小區(qū)中幀跳頻時BCCH所在的TRX載頻上的TCH不能參與跳頻,其它不同的載頻應有不同MAIO,它是時隙跳頻的特例。
時隙跳頻:即每個TDMA幀的每個時隙頻點變換一次,時隙跳頻時BCCH所在的TRX中的TCH可以參加跳頻,但目前只在基帶跳頻時實現(xiàn)。
射頻跳頻:TRX的發(fā)射TX和接收RX都參與跳頻。小區(qū)參與跳頻頻點數(shù)可以超過該小區(qū)內的TRX數(shù)目。
基帶跳頻:每個發(fā)信機工作在固定的頻率上,TX不參與跳頻,通過基帶信號的切換來實現(xiàn)發(fā)射的跳頻,但其接收必須參與跳頻。因此小區(qū)跳頻頻點數(shù)不可能大于該小區(qū)的TRX數(shù)。
就ERICSSON的設備來說,有X總線的為基帶跳頻;基帶跳頻的頻點數(shù)與載波數(shù)是一樣的;而綜合跳頻(射頻跳頻)的頻點數(shù)一般比載波數(shù)多。移動一般為基帶跳頻,聯(lián)通一般用的是綜合跳頻。聯(lián)通的可用頻點少,在滿足容量的基礎上面,必須采用綜合跳頻來降低頻點干擾咯。
基帶跳頻的技術難點在于如何實現(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。 考慮以無線接口時隙為基礎進行數(shù)據(jù)的交換,交換方法可以是空分、時分、數(shù)據(jù)包交換;驹谠O計中采用了先進的總線技術,以時隙交換為基礎實現(xiàn)基帶跳頻,其具體的實現(xiàn)方法為:每個發(fā)射機(TRX)調諧在固定頻率,有一個固定的ID號。收發(fā)信機的編碼器將下行信號編碼,形成突發(fā)格式數(shù)據(jù),編碼器根據(jù)跳頻算法計算本突發(fā)應調制的頻道(即TRX號),加上有關功率控制等附加信息形成特定的數(shù)據(jù)包格式,收發(fā)信機的編碼器在固定的時間(子時隙)內發(fā)出數(shù)據(jù)包。調制器對每個子時隙的數(shù)據(jù)包的TRX號進行檢查,如和本TRX的ID號不同,則收下一子時隙;如相同,則將本子時隙的數(shù)據(jù)包接收下來,延時一時隙再發(fā)射到空間接口,實現(xiàn)了基帶跳頻。
射頻跳頻實現(xiàn)的技術難點主要表現(xiàn)在如何實現(xiàn)寬頻帶內的快速變頻和在快速變頻的同時如何保證信號的高質量?焖僮冾l與信號的高質量是相互矛盾的。在GSM系統(tǒng)中各個時隙之間的間隙只有二十幾微秒,要實現(xiàn)射頻跳頻,系統(tǒng)必須在時隙之間二十幾微秒的保護時間內快速地從一個頻點切換到另一個頻點。按照以前的技術,在實現(xiàn)快速跳頻的同時必然會帶來調制精度下降、接收靈敏度惡化、雜散增加以及阻塞性能下降等一系列負作用。
采用緊密頻率復用技術時,系統(tǒng)干擾是決定頻率復用比的最重要因素。為了降低系統(tǒng)干擾,通常采用的技術是功率控制、非連續(xù)發(fā)射技術;而為了抗干擾,提高系統(tǒng)在同等干擾條件下的通信質量,通常采用跳頻技術。
因此,跳頻是GSM系統(tǒng)抗干擾和提高頻率復用度的一項重要技術。 按照GSM規(guī)范,慢跳頻可以用于GSM通信系統(tǒng)中,跳頻是指載波頻率在一定范圍內,按某種規(guī)律跳變。每個小區(qū)信道組的跳頻功能都能單獨激活或關閉。 BCCH由于是廣播信道,不參與跳頻,TCH信道,SDCCH信道可以使用跳頻;臼褂玫奶l有兩種,基帶跳頻和射頻跳頻,各自的實現(xiàn)原理是不相同的。
系統(tǒng)中具有多個相對獨立的基帶處理單元和載頻處理單元,每一個載頻處理單元的工作頻點固定不變;每一路通信的業(yè)務信息由固定的基帶單元處理,按照時間順序和一定的跳頻規(guī)則,通過總線結構,將處理后待發(fā)送的信息傳送到工作于不同頻點的載頻單元處理并發(fā)送。這種跳頻的實現(xiàn)方式稱為“基帶跳頻”。 在基帶跳頻中,每個發(fā)信機工作在一個不變的頻率,同一話路的突發(fā)脈沖,被有控制地送入各個發(fā)射機,實現(xiàn)基于基帶信號的切換。由于每一個收發(fā)信機頻率不變,則合路器不需要改變,因此可以用寬帶合路器,也可以用空腔合路器。TRX的數(shù)目,限制跳頻的最大數(shù)目。基帶跳頻的問題是,如果有一個TRX板壞了,則對應的碼字丟失,影響通話性能。在另種方式下,每一路業(yè)務信息由固定的基帶單元和頻帶單元處理;而頻帶單元的工作頻點由頻率合成器提供,在控制單元的控制下,頻點可以實現(xiàn)按照一定的規(guī)律改變。這種方式稱為“頻帶跳頻”或“射頻跳頻”。 在射頻跳頻中,一個發(fā)信機處理一個通話的所有突發(fā)脈沖所用的頻點,是通過合成器頻率的改變來實現(xiàn),而不是經(jīng)過基帶信號的切換來實現(xiàn),收發(fā)信機數(shù)目(TRX)不受載頻的限制,而取決于小區(qū)話務量的大小。由于合成器頻率要變化,合路器也要變化,只能用寬帶合路器。 。這種合成器有大約3db的插入損耗。使用多個合路器級連插入損耗較大,實際應用受到限制。但是,一旦某一TRX發(fā)生故障,系統(tǒng)的故障維護功能,會關掉此TRX。
GSM規(guī)范并未規(guī)定GSM的基站必須使用“基帶跳頻”或“頻帶跳頻”,基站設備采用的跳頻方式將由設備供應商決定;而對于移動終端,因為每個終端只有一套載頻單元,所以必然采用頻帶跳頻。
華為基站BTS同時支持兩種方式,在基站系統(tǒng)設計中充分考慮到跳頻在頻率分集和干擾分集的作用,可以同時支持基帶跳頻和射頻跳頻這兩種實現(xiàn)方式,并在網(wǎng)上獲得了規(guī)模應用。從實際應用的情況來看,華為自主開發(fā)的跳頻技術能夠提高GSM系統(tǒng)的抗干擾、抗衰落性能,大大提高通話質量,增強緊密復用的組網(wǎng)能力,增加系統(tǒng)容量,具有很強的技術特色。
射頻跳頻實現(xiàn)的技術難點主要表現(xiàn)在如何實現(xiàn)寬頻帶內的快速變頻和在快速變頻的同時如何保證信號的高質量?焖僮冾l與信號的高質量是相互矛盾的。在GSM系統(tǒng)中各個時隙之間的間隙只有二十幾微秒,要實現(xiàn)射頻跳頻,系統(tǒng)必須在時隙之間二十幾微秒的保護時間內快速地從一個頻點切換到另一個頻點。按照以前的技術,在實現(xiàn)快速跳頻的同時必然會帶來調制精度下降、接收靈敏度惡化、雜散增加以及阻塞性能下降等一系列負作用。華為的基站是怎樣解決這個問題的呢?下面我們從對射頻鎖相環(huán)的分析入手加以說明。
鎖相環(huán)的鎖定時間主要由環(huán)路帶寬決定,帶寬越寬鎖定時間越短。本振信號的質量主要由參考時鐘(鑒相頻率)、壓控振蕩器、環(huán)路帶寬等因素決定,在環(huán)路帶寬以內本振的相位噪聲取決于參考時鐘,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。欢翘岣邊⒖夹阅。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,即降低頻率鎖定時間。為了克服以上兩個難點,華為公司通過采用一套特有的動態(tài)環(huán)路帶寬及乒乓切換技術,可以很好地解決快速變頻與信號質量之間的矛盾。
動態(tài)環(huán)路帶寬技術: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,環(huán)路帶寬保證變回最佳帶寬,使輸出信號最佳,保證系統(tǒng)的最佳性能。
乒乓切換技術:在電路上設計了兩個完全相同的振蕩器,通過開關對兩個本振進行選擇,當一個本振工作時,另外一個本振快速鎖定到下一個需要的頻點上,在兩個時隙的中間通過開關切換到另一個本振電路。這樣,避免了在時隙的開頭和最后出現(xiàn)瞬時的系統(tǒng)性能惡化。
通過采用特有的動態(tài)環(huán)路帶寬及乒乓切換技術后,實現(xiàn)了900MHz的25MHz帶寬、1800MHz的75MHz帶寬內的任意跳頻,所有跳頻指標均超過GSM協(xié)議要求。
基帶跳頻的技術難點在于如何實現(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。
考慮以無線接口時隙為基礎進行數(shù)據(jù)的交換,交換方法可以是空分、時分、數(shù)據(jù)包交換。華為基站在設計中采用了先進的總線技術,以時隙交換為基礎實現(xiàn)基帶跳頻,其具體的實現(xiàn)方法為:
每個發(fā)射機(TRX)調諧在固定頻率,有一個固定的ID號。收發(fā)信機的編碼器將下行信號編碼,形成突發(fā)格式數(shù)據(jù),編碼器根據(jù)跳頻算法計算本突發(fā)應調制的頻道(即TRX號),加上有關功率控制等附加信息形成特定的數(shù)據(jù)包格式,收發(fā)信機的編碼器在固定的時間(子時隙)內發(fā)出數(shù)據(jù)包。調制器對每個子時隙的數(shù)據(jù)包的TRX號進行檢查,如和本TRX的ID號不同,則收下一子時隙;如相同,則將本子時隙的數(shù)據(jù)包接收下來,延時一時隙再發(fā)射到空間接口,實現(xiàn)了基帶跳頻。基帶跳頻對TRX的ID識別實時性要求非常高,在這一點上華為是采用ASIC技術來解決的,可實現(xiàn)高速、可靠的TRX-ID識別功能。
兩者的區(qū)別是:
1) 基帶跳頻采用的腔體合成器衰耗小,而射頻跳頻采用的混合合成器的衰耗大,對基站覆蓋范圍有一定影響
2) 腔體合成器對頻段的要求不如混合合成器靈活,混合合成器的發(fā)信機可以使用一組頻率,而腔體合成器的發(fā)信機僅能使用固定的頻率發(fā)射。
3)射頻跳頻比基帶跳頻具有更高的性能改善和抗同頻干擾能力,但其缺點是只有當每小區(qū)擁有4個頻率以上時效果比較明顯;混合合成器要求網(wǎng)網(wǎng)絡中各基站必須保持同步,對基站設備性能要求較高。
BTS側:
對于基帶跳頻,小區(qū)內每個TRX的頻率固定,但是用戶基帶信號在不同時間按一定的規(guī)律來變化頻率發(fā)射。
對于射頻跳頻,小區(qū)內除了BCCH以外的TRX頻率隨時間變化,但是用戶基帶信號送到固定的TRX上。
MS側:
手機只有射頻跳頻,因為它只有一個接收機。
合成器跳頻就是射頻跳頻。
跳頻技術源于軍事通信,目的是為了獲得較好的保密性和抗干擾能力。跳頻分為快速和慢速兩種,GSM中的跳頻屬于慢跳頻。
跳頻方式從時域概念上分為幀跳頻和時隙跳頻,從載頻實現(xiàn)方式上分為射頻跳頻和基帶跳頻。
幀跳頻:每個TDMA幀頻點變換一次,這種方式下,每一個載頻可以看做一個信道,在一個小區(qū)中幀跳頻時BCCH所在的TRX載頻上的TCH不能參與跳頻,其它不同的載頻應有不同MAIO,它是時隙跳頻的特例。
時隙跳頻:即每個TDMA幀的每個時隙頻點變換一次,時隙跳頻時BCCH所在的TRX中的TCH可以參加跳頻,但目前只在基帶跳頻時實現(xiàn)。
射頻跳頻:TRX的發(fā)射TX和接收RX都參與跳頻。小區(qū)參與跳頻頻點數(shù)可以超過該小區(qū)內的TRX數(shù)目。
基帶跳頻:每個發(fā)信機工作在固定的頻率上,TX不參與跳頻,通過基帶信號的切換來實現(xiàn)發(fā)射的跳頻,但其接收必須參與跳頻。因此小區(qū)跳頻頻點數(shù)不可能大于該小區(qū)的TRX數(shù)。
就ERICSSON的設備來說,有X總線的為基帶跳頻;基帶跳頻的頻點數(shù)與載波數(shù)是一樣的;而綜合跳頻(射頻跳頻)的頻點數(shù)一般比載波數(shù)多。移動一般為基帶跳頻,聯(lián)通一般用的是綜合跳頻。聯(lián)通的可用頻點少,在滿足容量的基礎上面,必須采用綜合跳頻來降低頻點干擾咯。
基帶跳頻的技術難點在于如何實現(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。 考慮以無線接口時隙為基礎進行數(shù)據(jù)的交換,交換方法可以是空分、時分、數(shù)據(jù)包交換;驹谠O計中采用了先進的總線技術,以時隙交換為基礎實現(xiàn)基帶跳頻,其具體的實現(xiàn)方法為:每個發(fā)射機(TRX)調諧在固定頻率,有一個固定的ID號。收發(fā)信機的編碼器將下行信號編碼,形成突發(fā)格式數(shù)據(jù),編碼器根據(jù)跳頻算法計算本突發(fā)應調制的頻道(即TRX號),加上有關功率控制等附加信息形成特定的數(shù)據(jù)包格式,收發(fā)信機的編碼器在固定的時間(子時隙)內發(fā)出數(shù)據(jù)包。調制器對每個子時隙的數(shù)據(jù)包的TRX號進行檢查,如和本TRX的ID號不同,則收下一子時隙;如相同,則將本子時隙的數(shù)據(jù)包接收下來,延時一時隙再發(fā)射到空間接口,實現(xiàn)了基帶跳頻。
射頻跳頻實現(xiàn)的技術難點主要表現(xiàn)在如何實現(xiàn)寬頻帶內的快速變頻和在快速變頻的同時如何保證信號的高質量?焖僮冾l與信號的高質量是相互矛盾的。在GSM系統(tǒng)中各個時隙之間的間隙只有二十幾微秒,要實現(xiàn)射頻跳頻,系統(tǒng)必須在時隙之間二十幾微秒的保護時間內快速地從一個頻點切換到另一個頻點。按照以前的技術,在實現(xiàn)快速跳頻的同時必然會帶來調制精度下降、接收靈敏度惡化、雜散增加以及阻塞性能下降等一系列負作用。
采用緊密頻率復用技術時,系統(tǒng)干擾是決定頻率復用比的最重要因素。為了降低系統(tǒng)干擾,通常采用的技術是功率控制、非連續(xù)發(fā)射技術;而為了抗干擾,提高系統(tǒng)在同等干擾條件下的通信質量,通常采用跳頻技術。
因此,跳頻是GSM系統(tǒng)抗干擾和提高頻率復用度的一項重要技術。 按照GSM規(guī)范,慢跳頻可以用于GSM通信系統(tǒng)中,跳頻是指載波頻率在一定范圍內,按某種規(guī)律跳變。每個小區(qū)信道組的跳頻功能都能單獨激活或關閉。 BCCH由于是廣播信道,不參與跳頻,TCH信道,SDCCH信道可以使用跳頻;臼褂玫奶l有兩種,基帶跳頻和射頻跳頻,各自的實現(xiàn)原理是不相同的。
系統(tǒng)中具有多個相對獨立的基帶處理單元和載頻處理單元,每一個載頻處理單元的工作頻點固定不變;每一路通信的業(yè)務信息由固定的基帶單元處理,按照時間順序和一定的跳頻規(guī)則,通過總線結構,將處理后待發(fā)送的信息傳送到工作于不同頻點的載頻單元處理并發(fā)送。這種跳頻的實現(xiàn)方式稱為“基帶跳頻”。 在基帶跳頻中,每個發(fā)信機工作在一個不變的頻率,同一話路的突發(fā)脈沖,被有控制地送入各個發(fā)射機,實現(xiàn)基于基帶信號的切換。由于每一個收發(fā)信機頻率不變,則合路器不需要改變,因此可以用寬帶合路器,也可以用空腔合路器。TRX的數(shù)目,限制跳頻的最大數(shù)目。基帶跳頻的問題是,如果有一個TRX板壞了,則對應的碼字丟失,影響通話性能。在另種方式下,每一路業(yè)務信息由固定的基帶單元和頻帶單元處理;而頻帶單元的工作頻點由頻率合成器提供,在控制單元的控制下,頻點可以實現(xiàn)按照一定的規(guī)律改變。這種方式稱為“頻帶跳頻”或“射頻跳頻”。 在射頻跳頻中,一個發(fā)信機處理一個通話的所有突發(fā)脈沖所用的頻點,是通過合成器頻率的改變來實現(xiàn),而不是經(jīng)過基帶信號的切換來實現(xiàn),收發(fā)信機數(shù)目(TRX)不受載頻的限制,而取決于小區(qū)話務量的大小。由于合成器頻率要變化,合路器也要變化,只能用寬帶合路器。 。這種合成器有大約3db的插入損耗。使用多個合路器級連插入損耗較大,實際應用受到限制。但是,一旦某一TRX發(fā)生故障,系統(tǒng)的故障維護功能,會關掉此TRX。
GSM規(guī)范并未規(guī)定GSM的基站必須使用“基帶跳頻”或“頻帶跳頻”,基站設備采用的跳頻方式將由設備供應商決定;而對于移動終端,因為每個終端只有一套載頻單元,所以必然采用頻帶跳頻。
華為基站BTS同時支持兩種方式,在基站系統(tǒng)設計中充分考慮到跳頻在頻率分集和干擾分集的作用,可以同時支持基帶跳頻和射頻跳頻這兩種實現(xiàn)方式,并在網(wǎng)上獲得了規(guī)模應用。從實際應用的情況來看,華為自主開發(fā)的跳頻技術能夠提高GSM系統(tǒng)的抗干擾、抗衰落性能,大大提高通話質量,增強緊密復用的組網(wǎng)能力,增加系統(tǒng)容量,具有很強的技術特色。
射頻跳頻實現(xiàn)的技術難點主要表現(xiàn)在如何實現(xiàn)寬頻帶內的快速變頻和在快速變頻的同時如何保證信號的高質量?焖僮冾l與信號的高質量是相互矛盾的。在GSM系統(tǒng)中各個時隙之間的間隙只有二十幾微秒,要實現(xiàn)射頻跳頻,系統(tǒng)必須在時隙之間二十幾微秒的保護時間內快速地從一個頻點切換到另一個頻點。按照以前的技術,在實現(xiàn)快速跳頻的同時必然會帶來調制精度下降、接收靈敏度惡化、雜散增加以及阻塞性能下降等一系列負作用。華為的基站是怎樣解決這個問題的呢?下面我們從對射頻鎖相環(huán)的分析入手加以說明。
鎖相環(huán)的鎖定時間主要由環(huán)路帶寬決定,帶寬越寬鎖定時間越短。本振信號的質量主要由參考時鐘(鑒相頻率)、壓控振蕩器、環(huán)路帶寬等因素決定,在環(huán)路帶寬以內本振的相位噪聲取決于參考時鐘,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。欢翘岣邊⒖夹阅。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,即降低頻率鎖定時間。為了克服以上兩個難點,華為公司通過采用一套特有的動態(tài)環(huán)路帶寬及乒乓切換技術,可以很好地解決快速變頻與信號質量之間的矛盾。
動態(tài)環(huán)路帶寬技術: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,環(huán)路帶寬保證變回最佳帶寬,使輸出信號最佳,保證系統(tǒng)的最佳性能。
乒乓切換技術:在電路上設計了兩個完全相同的振蕩器,通過開關對兩個本振進行選擇,當一個本振工作時,另外一個本振快速鎖定到下一個需要的頻點上,在兩個時隙的中間通過開關切換到另一個本振電路。這樣,避免了在時隙的開頭和最后出現(xiàn)瞬時的系統(tǒng)性能惡化。
通過采用特有的動態(tài)環(huán)路帶寬及乒乓切換技術后,實現(xiàn)了900MHz的25MHz帶寬、1800MHz的75MHz帶寬內的任意跳頻,所有跳頻指標均超過GSM協(xié)議要求。
基帶跳頻的技術難點在于如何實現(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。
考慮以無線接口時隙為基礎進行數(shù)據(jù)的交換,交換方法可以是空分、時分、數(shù)據(jù)包交換。華為基站在設計中采用了先進的總線技術,以時隙交換為基礎實現(xiàn)基帶跳頻,其具體的實現(xiàn)方法為:
每個發(fā)射機(TRX)調諧在固定頻率,有一個固定的ID號。收發(fā)信機的編碼器將下行信號編碼,形成突發(fā)格式數(shù)據(jù),編碼器根據(jù)跳頻算法計算本突發(fā)應調制的頻道(即TRX號),加上有關功率控制等附加信息形成特定的數(shù)據(jù)包格式,收發(fā)信機的編碼器在固定的時間(子時隙)內發(fā)出數(shù)據(jù)包。調制器對每個子時隙的數(shù)據(jù)包的TRX號進行檢查,如和本TRX的ID號不同,則收下一子時隙;如相同,則將本子時隙的數(shù)據(jù)包接收下來,延時一時隙再發(fā)射到空間接口,實現(xiàn)了基帶跳頻。基帶跳頻對TRX的ID識別實時性要求非常高,在這一點上華為是采用ASIC技術來解決的,可實現(xiàn)高速、可靠的TRX-ID識別功能。
兩者的區(qū)別是:
1) 基帶跳頻采用的腔體合成器衰耗小,而射頻跳頻采用的混合合成器的衰耗大,對基站覆蓋范圍有一定影響
2) 腔體合成器對頻段的要求不如混合合成器靈活,混合合成器的發(fā)信機可以使用一組頻率,而腔體合成器的發(fā)信機僅能使用固定的頻率發(fā)射。
3)射頻跳頻比基帶跳頻具有更高的性能改善和抗同頻干擾能力,但其缺點是只有當每小區(qū)擁有4個頻率以上時效果比較明顯;混合合成器要求網(wǎng)網(wǎng)絡中各基站必須保持同步,對基站設備性能要求較高。
BTS側:
對于基帶跳頻,小區(qū)內每個TRX的頻率固定,但是用戶基帶信號在不同時間按一定的規(guī)律來變化頻率發(fā)射。
對于射頻跳頻,小區(qū)內除了BCCH以外的TRX頻率隨時間變化,但是用戶基帶信號送到固定的TRX上。
MS側:
手機只有射頻跳頻,因為它只有一個接收機。
合成器跳頻就是射頻跳頻。
回答者:
wangyuan072
回答時間:2009-06-04 20:18
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樓上夠詳細
回答者:
haboct
回答時間:2009-06-04 20:35
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跳頻技術是一種擴頻通信技術,由于跳頻技術具有通信的秘密和對抗干擾,因此它首先被應用于軍事通信。但是隨著移動通信的發(fā)展和數(shù)字化,跳頻技術已在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中獲得應用,我國所采用的GSM移動通信系統(tǒng)就采用了這種技術。
跳頻是指載波頻率在很寬頻帶范圍內按某種圖案(序列)進行跳變。信息數(shù)據(jù)D經(jīng)信息調制成帶寬為Bd的基帶信號后,進入載波調制。載波頻率受偽隨機碼發(fā)生器控制,在帶寬Bss(Bss>>Bd)的頻帶內隨機跳變,實現(xiàn)基帶信號帶寬Bd擴展到發(fā)射信號使用的帶寬Bss的頻普擴展。可變頻率合成器受偽隨機序列(跳頻序列)控制,使載波頻率隨跳頻序列的序列值改變而改變,因此載波調制又被稱為擴頻調制。
跳頻系統(tǒng)的特點
跳頻系統(tǒng)具有以下特點:
。√l系統(tǒng)大大提高了通信系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力;
。∧芏嘀饭ぷ鞫M量不互相干擾;
* 不存在直接擴頻通信系統(tǒng)的遠近效應問題,即可以減少近端強信號干擾遠端弱信號的問題;
。√l系統(tǒng)的抗干擾性嚴格說是“躲避”式的,外部干擾的頻率改變跟不上跳頻系統(tǒng)的頻率改變;
。√l序列的速率低,通常情況,碼元速率小于或等于信息速率。在TDMA系統(tǒng)中,跳頻速率往往等于每秒傳輸?shù)膸瑪?shù)。GSM系統(tǒng)中每秒跳頻為217次!
在GSM數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中,跳頻技術可以提高抗衰落、抗干擾能力。跳頻技術對于靜態(tài)或慢速移動的移動臺具有很好的抗衰落效果,而對于快速移動的移動臺由于同一信道的兩個連接的突發(fā)脈沖序列其位置差已足以使它們與瑞利變化不相關,因此跳頻增益很小,這就是跳頻所具有的頻率分集。由于跳頻時頻率在不停的變化,頻率的干擾是瞬時的,因此跳頻具有干擾分集。
GSM網(wǎng)絡質量評估
在GSM數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中,由于存在著頻率復用,因此必然存在著同頻和鄰頻干擾,同鄰干擾強度決定著話音質量。在我們通話過程中,通常遇到的話音辨別不清,時斷時續(xù)等情況很大程度上存在著干擾,根據(jù)GSM規(guī)范為了保證網(wǎng)絡質量,需要定義相應的同頻干擾和鄰頻干擾保護值,因此在實際網(wǎng)絡設計中,需要根據(jù)該保護值來設計網(wǎng)絡!
在非跳頻網(wǎng)絡中表示網(wǎng)絡干擾程度的C/I和BER(比特誤碼率),FER(幀刪除率)的關系是唯一的,并且是獨立于系統(tǒng)的負載率。但是引入跳率技術后,我們發(fā)現(xiàn)某一C/I值所對應的RXQUAL值和非跳頻網(wǎng)絡是相似的,但在解碼后所得到的誤碼率和幀刪除率主要依賴于跳頻數(shù)量的多少和系統(tǒng)負載情況,因此在跳頻網(wǎng)絡僅僅用C/I或QXQUAL來評估跳頻網(wǎng)絡是不夠的。在跳頻網(wǎng)絡解碼后的誤碼率和幀刪除率的指標才能衡量網(wǎng)絡的質量!
作為衡量網(wǎng)絡中語音話務信道的好壞,我們通常用在服務區(qū)域內至少90%的語音話務信道的FER2%表示較好的質量。從相關模擬結果知道跳頻技術降低了C/I的要求,但同時卻提高了話音質量,而話音質量的提高在一定程度上提高了系統(tǒng)的容量。
跳頻系統(tǒng)的模擬
大量的模擬結果表明跳頻技術不僅能降低干擾,而且能夠明顯的提高容量。網(wǎng)絡容量受到兩方面限制即Hard blocking和soft blocking。Hard blocking條件下的容量為靜態(tài)容量,跟網(wǎng)絡的配置有關,如對GSM網(wǎng)絡在一定的X%的block查Erlang B表可以得到某一配置的容量。而soft blocking表示了網(wǎng)絡的動態(tài)容量,對于質量非常好的網(wǎng)絡,其網(wǎng)絡容量接近于靜態(tài)容量,但對于干擾強的網(wǎng)絡,其網(wǎng)絡容量卻達不到靜態(tài)容量。因此在實際的網(wǎng)絡規(guī)劃中要考慮靜態(tài)容量和動態(tài)容量的平衡點,不能因為追求靜態(tài)容量無限制的提高配置,也不能完全考慮質量而影響容量。
跳頻增益
模擬結果表明,跳頻增益的大小很大程度上取決于跳頻數(shù)量的大小,跳頻數(shù)量越多其跳頻增益越大,而跳頻數(shù)量越少,相應的跳頻增益越少。但模擬結果同時表明,當跳頻數(shù)量達到一定程度后,由于跳頻數(shù)的增加引起的跳頻增益的增加是有限的。因此在實際網(wǎng)絡規(guī)劃時要充分考慮跳頻數(shù)量和跳頻增益的對應關系。
跳頻網(wǎng)絡的頻率復用考慮
對于一定頻段,一定配置的實際網(wǎng)絡,在引入跳頻技術后,我們需要確定采用某一頻率復用度來規(guī)劃。模擬結果表明,頻段的大小,以及網(wǎng)絡結構的差別在很大程度上影響著頻率復用度的采用。在實際網(wǎng)絡中我們通常采用1x1,1x3等頻率復用度來規(guī)劃網(wǎng)絡,當然具體情況要具體分析,下面從兩個角度來說明影響頻率復用度的因素!
從模擬結果可以看出,網(wǎng)絡結構對頻率復用度的采用有明顯的影響,譬如1x1復用對網(wǎng)絡結構相對不敏感,而1x3復用卻對網(wǎng)絡結構較敏感。對于比較理想化的網(wǎng)絡1x3復用能取得較好的結果!
同時頻段的大小對頻率復用度的采用也有明顯的影響。當頻段較緊張時采用緊密的復用如1x1復用效果較好,而當有充足的頻段資源時較寬松的復用卻有較好的效果!
相關q的模擬結果說明了網(wǎng)絡結構和頻段對復用度的影響,對于某一實際網(wǎng)絡到底采用哪一種頻率復用系數(shù),需要結合實際網(wǎng)絡情況進行分析!
跳頻系統(tǒng)的規(guī)劃的考慮
GSM系統(tǒng)存在著二種跳頻系統(tǒng)即基帶跳頻和射頻跳頻,在現(xiàn)有的網(wǎng)絡中這二種跳頻技術都得到了廣泛的應用。由于基帶跳頻是基于現(xiàn)有網(wǎng)絡的頻率規(guī)劃,因此實施起來相對容易,而對于射頻跳頻需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡重新進行規(guī)劃。
在GSM系統(tǒng)無論對基帶跳頻還是射頻跳頻都需要定義相應的跳頻序列,總共有64種不同的跳頻序列,其中0表示循環(huán)跳頻,1~63表示隨機跳頻,跳頻序列選用偽隨機序列,對它的描述主要有兩個參數(shù):移動分配指數(shù)偏置MAIO和跳頻序列號HSN。通過對同一小區(qū)和不同小區(qū)的載頻MAIO和HSN的定義可以避免同頻道和鄰頻道的干擾,當然具體如何去定義這些參數(shù)跟頻率復用系數(shù)的采用是有關的!
由于跳頻具有相應的跳頻增益,所得到的同頻及鄰頻道干擾及FER模擬圖是錯誤的,因此在做跳頻系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃時需要考慮引入支持跳頻的規(guī)劃工具。西門子公司開發(fā)的跳頻規(guī)劃工具不僅提供了先進的自動頻率分配算法,而且能真正考慮跳頻的各種增益,所得到的C/I和FER模擬圖比較真實的反映了實際網(wǎng)絡,為跳頻網(wǎng)絡規(guī)劃提供了強有力的工具。
跳頻技術在現(xiàn)有網(wǎng)絡中的應用
由于跳頻技術具有的種種優(yōu)點,特別是引入跳頻后能減少干擾,提高網(wǎng)絡質量,同時通過跳頻等相關無線鏈路控制技術的應用,可以極大的提高頻率復用度,從而達到提高容量的目的。
西門子公司在全世界各地開通了眾多的跳頻網(wǎng)絡,同樣我們在中國的許多網(wǎng)絡實施了基帶和射頻跳頻,從這些網(wǎng)絡開通的結果來看,這些網(wǎng)絡取得了很大的成功。為了在中國能成功的實施射頻跳頻,我們對各種情況進行了各種各樣的模擬,而且在現(xiàn)網(wǎng)實施射頻跳頻之前,特地選擇運行的現(xiàn)網(wǎng)對射頻跳頻的各項技術指標進行測試,通過測試清楚地知道各項無線鏈路控制技術對網(wǎng)絡性能的影響。
跳頻是指載波頻率在很寬頻帶范圍內按某種圖案(序列)進行跳變。信息數(shù)據(jù)D經(jīng)信息調制成帶寬為Bd的基帶信號后,進入載波調制。載波頻率受偽隨機碼發(fā)生器控制,在帶寬Bss(Bss>>Bd)的頻帶內隨機跳變,實現(xiàn)基帶信號帶寬Bd擴展到發(fā)射信號使用的帶寬Bss的頻普擴展。可變頻率合成器受偽隨機序列(跳頻序列)控制,使載波頻率隨跳頻序列的序列值改變而改變,因此載波調制又被稱為擴頻調制。
跳頻系統(tǒng)的特點
跳頻系統(tǒng)具有以下特點:
。√l系統(tǒng)大大提高了通信系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力;
。∧芏嘀饭ぷ鞫M量不互相干擾;
* 不存在直接擴頻通信系統(tǒng)的遠近效應問題,即可以減少近端強信號干擾遠端弱信號的問題;
。√l系統(tǒng)的抗干擾性嚴格說是“躲避”式的,外部干擾的頻率改變跟不上跳頻系統(tǒng)的頻率改變;
。√l序列的速率低,通常情況,碼元速率小于或等于信息速率。在TDMA系統(tǒng)中,跳頻速率往往等于每秒傳輸?shù)膸瑪?shù)。GSM系統(tǒng)中每秒跳頻為217次!
在GSM數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中,跳頻技術可以提高抗衰落、抗干擾能力。跳頻技術對于靜態(tài)或慢速移動的移動臺具有很好的抗衰落效果,而對于快速移動的移動臺由于同一信道的兩個連接的突發(fā)脈沖序列其位置差已足以使它們與瑞利變化不相關,因此跳頻增益很小,這就是跳頻所具有的頻率分集。由于跳頻時頻率在不停的變化,頻率的干擾是瞬時的,因此跳頻具有干擾分集。
GSM網(wǎng)絡質量評估
在GSM數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中,由于存在著頻率復用,因此必然存在著同頻和鄰頻干擾,同鄰干擾強度決定著話音質量。在我們通話過程中,通常遇到的話音辨別不清,時斷時續(xù)等情況很大程度上存在著干擾,根據(jù)GSM規(guī)范為了保證網(wǎng)絡質量,需要定義相應的同頻干擾和鄰頻干擾保護值,因此在實際網(wǎng)絡設計中,需要根據(jù)該保護值來設計網(wǎng)絡!
在非跳頻網(wǎng)絡中表示網(wǎng)絡干擾程度的C/I和BER(比特誤碼率),FER(幀刪除率)的關系是唯一的,并且是獨立于系統(tǒng)的負載率。但是引入跳率技術后,我們發(fā)現(xiàn)某一C/I值所對應的RXQUAL值和非跳頻網(wǎng)絡是相似的,但在解碼后所得到的誤碼率和幀刪除率主要依賴于跳頻數(shù)量的多少和系統(tǒng)負載情況,因此在跳頻網(wǎng)絡僅僅用C/I或QXQUAL來評估跳頻網(wǎng)絡是不夠的。在跳頻網(wǎng)絡解碼后的誤碼率和幀刪除率的指標才能衡量網(wǎng)絡的質量!
作為衡量網(wǎng)絡中語音話務信道的好壞,我們通常用在服務區(qū)域內至少90%的語音話務信道的FER2%表示較好的質量。從相關模擬結果知道跳頻技術降低了C/I的要求,但同時卻提高了話音質量,而話音質量的提高在一定程度上提高了系統(tǒng)的容量。
跳頻系統(tǒng)的模擬
大量的模擬結果表明跳頻技術不僅能降低干擾,而且能夠明顯的提高容量。網(wǎng)絡容量受到兩方面限制即Hard blocking和soft blocking。Hard blocking條件下的容量為靜態(tài)容量,跟網(wǎng)絡的配置有關,如對GSM網(wǎng)絡在一定的X%的block查Erlang B表可以得到某一配置的容量。而soft blocking表示了網(wǎng)絡的動態(tài)容量,對于質量非常好的網(wǎng)絡,其網(wǎng)絡容量接近于靜態(tài)容量,但對于干擾強的網(wǎng)絡,其網(wǎng)絡容量卻達不到靜態(tài)容量。因此在實際的網(wǎng)絡規(guī)劃中要考慮靜態(tài)容量和動態(tài)容量的平衡點,不能因為追求靜態(tài)容量無限制的提高配置,也不能完全考慮質量而影響容量。
跳頻增益
模擬結果表明,跳頻增益的大小很大程度上取決于跳頻數(shù)量的大小,跳頻數(shù)量越多其跳頻增益越大,而跳頻數(shù)量越少,相應的跳頻增益越少。但模擬結果同時表明,當跳頻數(shù)量達到一定程度后,由于跳頻數(shù)的增加引起的跳頻增益的增加是有限的。因此在實際網(wǎng)絡規(guī)劃時要充分考慮跳頻數(shù)量和跳頻增益的對應關系。
跳頻網(wǎng)絡的頻率復用考慮
對于一定頻段,一定配置的實際網(wǎng)絡,在引入跳頻技術后,我們需要確定采用某一頻率復用度來規(guī)劃。模擬結果表明,頻段的大小,以及網(wǎng)絡結構的差別在很大程度上影響著頻率復用度的采用。在實際網(wǎng)絡中我們通常采用1x1,1x3等頻率復用度來規(guī)劃網(wǎng)絡,當然具體情況要具體分析,下面從兩個角度來說明影響頻率復用度的因素!
從模擬結果可以看出,網(wǎng)絡結構對頻率復用度的采用有明顯的影響,譬如1x1復用對網(wǎng)絡結構相對不敏感,而1x3復用卻對網(wǎng)絡結構較敏感。對于比較理想化的網(wǎng)絡1x3復用能取得較好的結果!
同時頻段的大小對頻率復用度的采用也有明顯的影響。當頻段較緊張時采用緊密的復用如1x1復用效果較好,而當有充足的頻段資源時較寬松的復用卻有較好的效果!
相關q的模擬結果說明了網(wǎng)絡結構和頻段對復用度的影響,對于某一實際網(wǎng)絡到底采用哪一種頻率復用系數(shù),需要結合實際網(wǎng)絡情況進行分析!
跳頻系統(tǒng)的規(guī)劃的考慮
GSM系統(tǒng)存在著二種跳頻系統(tǒng)即基帶跳頻和射頻跳頻,在現(xiàn)有的網(wǎng)絡中這二種跳頻技術都得到了廣泛的應用。由于基帶跳頻是基于現(xiàn)有網(wǎng)絡的頻率規(guī)劃,因此實施起來相對容易,而對于射頻跳頻需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡重新進行規(guī)劃。
在GSM系統(tǒng)無論對基帶跳頻還是射頻跳頻都需要定義相應的跳頻序列,總共有64種不同的跳頻序列,其中0表示循環(huán)跳頻,1~63表示隨機跳頻,跳頻序列選用偽隨機序列,對它的描述主要有兩個參數(shù):移動分配指數(shù)偏置MAIO和跳頻序列號HSN。通過對同一小區(qū)和不同小區(qū)的載頻MAIO和HSN的定義可以避免同頻道和鄰頻道的干擾,當然具體如何去定義這些參數(shù)跟頻率復用系數(shù)的采用是有關的!
由于跳頻具有相應的跳頻增益,所得到的同頻及鄰頻道干擾及FER模擬圖是錯誤的,因此在做跳頻系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃時需要考慮引入支持跳頻的規(guī)劃工具。西門子公司開發(fā)的跳頻規(guī)劃工具不僅提供了先進的自動頻率分配算法,而且能真正考慮跳頻的各種增益,所得到的C/I和FER模擬圖比較真實的反映了實際網(wǎng)絡,為跳頻網(wǎng)絡規(guī)劃提供了強有力的工具。
跳頻技術在現(xiàn)有網(wǎng)絡中的應用
由于跳頻技術具有的種種優(yōu)點,特別是引入跳頻后能減少干擾,提高網(wǎng)絡質量,同時通過跳頻等相關無線鏈路控制技術的應用,可以極大的提高頻率復用度,從而達到提高容量的目的。
西門子公司在全世界各地開通了眾多的跳頻網(wǎng)絡,同樣我們在中國的許多網(wǎng)絡實施了基帶和射頻跳頻,從這些網(wǎng)絡開通的結果來看,這些網(wǎng)絡取得了很大的成功。為了在中國能成功的實施射頻跳頻,我們對各種情況進行了各種各樣的模擬,而且在現(xiàn)網(wǎng)實施射頻跳頻之前,特地選擇運行的現(xiàn)網(wǎng)對射頻跳頻的各項技術指標進行測試,通過測試清楚地知道各項無線鏈路控制技術對網(wǎng)絡性能的影響。
回答者:
haboct
回答時間:2009-06-04 20:46
12 12
頻率規(guī)劃調整包括:頻率復用方式調整
各小區(qū)BCCH載波頻率調整
各小區(qū)TCH載波頻率調整
頻率復用方式的調整
頻率復用是指在數(shù)字蜂窩中重復使用相同頻率,把有限的頻率分成若干組,依次開成一簇頻率分配給相鄰的小區(qū)進行使用。
頻率復用方式包括:
普通復用:4X3復用 3X3復用 2X6復用 1X3復用
雙重復用:BCCH、TCH分別采用不同的復用方式
同心圓復用:常規(guī)層、超級層分別采用不同的復用方式
多重復用MRP:各層頻率分別采用不同的復用方式
普通復用方式:
4X3普通復用方式:
4X3普通復用方式主要針對每基站為3個扇區(qū)的規(guī)劃。
12個頻率為一組,輪流分配到4個基站中,第個基站可使用其中的3個頻率。
注意:
4X3頻率復用方式是900MHZ TDMA 數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)絡持術體制建議采用的復用方式。
4X3頻率復用方式是最常用、最典型的頻率復用方式。
3X3普通復用方式:
3X3普通復用方式主要針對每基站為3個扇區(qū)的規(guī)劃。
9個頻率為一組,輪流分配到3個基站中,第個基站可使用其中的3個頻率。
注意:
3X3頻率復用方式是900MHZ TDMA 數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)絡持術體制建議采用的復用方式。
3X3頻率復用方式通常與跳頻(基帶跳頻)、DTX、功率控制一起使用,可達到抗干擾要求。
3X3頻率復用方式在帶寬6MHZ以下時,不能提供足夠的跳頻增益,因此性能不佳。
1X3普通復用方式:
它是將所有頻率分成A1、A2、A3三組,將這三組分別作為每個基站3個扇區(qū)的MA,此種復用方式頻率緊密度較高,多數(shù)用于TCH頻率復用中。
注意:
3X3普通復用方式是較緊密的復用方式,雖然頻率利用率較高,但其干擾增加很大,必須采用足夠的抗干擾技術,如射頻跳頻、功控、不連繼發(fā)射、天線分集等,否則將對網(wǎng)絡質量造成較大影響,因此必須注意網(wǎng)絡優(yōu)化工作。
2X6普通復用方式:
Motorola提出的用以解決高話務地區(qū)頻率復用方式(六扇區(qū))。
注意:2X6普通復用方式在不同天線方向上存在著不同的頻率復用度。
雙重復用方式:
即將網(wǎng)絡可使用的頻率分成兩組,每組頻率使用不同的普通復用方式,并分別分配給BCCH、TCH載波使用。
注意:射頻跳頻通常采用此類頻率復用方式。
兩組頻率之間建議使用保護頻點。
同心圓復用方式:
同心圓頻率復用方式即內層圓與外層圓分別使用不同的頻率復用方式。
同心圓:是指把基站中的某幾個載頻的功率降低,使基覆蓋變小,成為內層圓,其它載頻以正常功率發(fā)射,成為外層圓。
同心圓根據(jù)切換的實現(xiàn)方式可分為:
普通同心圓:內外層發(fā)射功率不同,內外層之間切換算法為功率或距離。(容量提升:10%--30%,通話質量差)
智能雙層網(wǎng)(IUO):內外層發(fā)射功率相同,內外層之間切換算法C/I。(容量提升:20%--40%,通話質量好)
注意:
外層圓多數(shù)使用4X3普通復用方式,外層圓多數(shù)使用更為緊密的復用方式3X3、2X3、1X3等。
同心圓復用方式不同于雙重復用方式,在于內層圓覆蓋半徑較小,其頻率也可以在相鄰小區(qū)中使用(內、外層)。
多重復用MRP方式:
將所有可用載頻分為幾組,每一組載頻作為獨立的一層,不同層的頻率采用不同的頻率復用方式,頻率復用逐層緊密。
TCH分組方法不同可分為:嚴格MRP和改進的MRP
注意:MRP中用于BCCH的載頻數(shù)應小于12 個。
MRP可釋放出一些頻率用于微峰窩。
必須采用跳頻、功控、不連續(xù)發(fā)射等來降低干擾。
MRP應注意分配順序,先分配BCCH再分配TCH。
頻率復用方式的調整
頻率復用方式包括:
普通復用:4X3復用 3X3復用 2X6復用 1X3復用
雙重復用:BCCH、TCH分別采用不同的復用方式
同心圓復用:常規(guī)層、超級層分別采用不同的復用方式
多重復用MRP:各層頻率分別采用不同的復用方式
注意:
4X3頻率復用方式是900MHZ TDMA 數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)絡持術體制建議采用的復用方式。
4X3頻率復用方式是最常用、最典型的頻率復用方式。
注意:
3X3頻率復用方式是900MHZ TDMA 數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)絡持術體制建議采用的復用方式。
3X3頻率復用方式通常與跳頻(基帶跳頻)、DTX、功率控制一起使用,可達到抗干擾要求。
3X3頻率復用方式在帶寬6MHZ以下時,不能提供足夠的跳頻增益,因此性能不佳。
注意:
3X3普通復用方式是較緊密的復用方式,雖然頻率利用率較高,但其干擾增加很大,必須采用足夠的抗干擾技術,如射頻跳頻、功控、不連繼發(fā)射、天線分集等,否則將對網(wǎng)絡質量造成較大影響,因此必須注意網(wǎng)絡優(yōu)化工作。
注意:2X6普通復用方式在不同天線方向上存在著不同的頻率復用度。
注意:射頻跳頻通常采用此類頻率復用方式。
注意:
外層圓多數(shù)使用4X3普通復用方式,外層圓多數(shù)使用更為緊密的復用方式3X3、2X3、1X3等。
同心圓復用方式不同于雙重復用方式,在于內層圓覆蓋半徑較小,其頻率也可以在相鄰小區(qū)中使用(內、外層)。
注意:MRP中用于BCCH的載頻數(shù)應小于12 個。
回答者:
wangyuan072
回答時間:2009-06-04 21:10
14 11
• 西安中興精誠通訊有限公司
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