CN102970057A - 一种基站跳频方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基站跳频方法，包括步骤：当基站近端机收到跳频指示，并判断为射频跳频时，将基准帧号和跳频参数采用有线传输帧封装后发送给远端机；所述跳频参数包括：跳频序列偏移量、每次通信中移动台和基站所用的频率集和跳频序列号；远端机从所述有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数计算跳频频点；远端机根据所述跳频频点进行频点切换。本发明还提出一种基站跳频系统，可以使得基站进行跳频处理时，跳频序列频率数不受小区载波数的限制，并且不影响正常业务的速率。

Description

一种基站跳频方法以及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术，具体涉及一种基站跳频方法以及系统。

背景技术

随着移动通信的不断发展和演进，GSM基站的规模越来越大。在业务发展特点上，我国话音业务需求依然强劲，移动互联网的爆发式增长，给GSM网络的建设和运营带来了巨大的压力。我国在后续的GSM网络的扩容改造和优化上，就要积极引进新技术、新设备和新组网的迎新，而GSM蜂窝系统是一种频分多址系统，它的容量受到一定的频率带宽限制。频率必须进行复用才能满足一定区域的容量需求，但频率复用尤其是紧密的频率复用方式必然会使我们面临如何降低同邻频干扰的问题。而且对于不同的频率，它们的衰落特性是不同的，频率间隔越大，衰落特性的相关性越小。通过跳频，可以克服在单一频率下信号被瑞利衰落给破坏掉。而且跳频是克服干扰、获得跳频增益的有效途径，得到广泛的应用。而射频跳频的好处是，跳频序列不受限于小区的频率列表，使跳频增益更大，抗干扰效果更好。

跳频分为基带跳频和射频跳频。基带跳频的每个发信机TX只能对应一个频点，因为基带跳频的跳频序列频率数受限于小区的载频数。干扰效果取决于小区的载频数，当小区的载频数很少时，跳频效果一般。现有射频跳频的技术中，基带处理模块（基站近端机）计算频点号，然后发送给数字变频器（远端机），由数字变频器实现射频跳频。但是，基带处理模块不断的发送频点号给数字变频器，例如：基站需要在当前时隙上发送频点号给远端机，该频点号占用10个bit。一个帧有8个时隙，每帧长度为4.615ms，这样一个载波通道所占用的速率为17.345kbit/s。因此载波通道越多，射频跳频占用的带宽越多，导致正常的业务速率下降。

发明内容

本发明的目的是提出一种基站跳频方法，可以使得基站进行跳频处理时，跳频序列频率数不受小区载波数的限制，并且不影响正常业务的速率。

基于上述目的，采用的技术方案是：

一种基站跳频方法，包括步骤：

当基站近端机收到跳频指示，并判断为射频跳频时，将基准帧号和跳频参数采用有线传输帧封装后发送给远端机；所述跳频参数包括：跳频序列偏移量、每次通信中移动台和基站所用的频率集和跳频序列号；

远端机从所述有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数计算跳频频点；

远端机根据所述跳频频点进行频点切换。

采用上述方案可达到的效果是：基站近端机利用有线传输帧封装基准帧号和跳频参数，然后传输给远端机；这样基站近端机只负责参数的传递，由远端机根据基准帧号和跳频参数计算跳频频点；无需每次频点调整时，都占用正常的业务带宽发送给远端机；减少了对接口传输带宽的占用率和提高了正常业务的速率，跳频序列频率数不受小区载波数的限制。

本发明还提出了一种基站跳频系统，包括：基站近端机、远端机；

其中，当所述基站近端机收到跳频指示，并判断为射频跳频时，所述基站近端机将基准帧号和跳频参数采用有线传输帧封装后发送给远端机；所述跳频参数包括：跳频序列偏移量、每次通信中移动台和基站所用的频率集和跳频序列号；

所述远端机从所述有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数计算跳频频点；

所述远端机根据所述跳频频点进行频点切换。

附图说明

图1是本发明的一个实施例流程图；

图2是射频跳频系统的下行链路组成示意图；

图3是射频跳频系统的上行行链路组成示意图；

图4是本发明的另一个实施例流程图；

图5是本发明中远端机确定无线传输帧号的一个示意图。

具体实施方式

为便于理解本发明方案，下面进行详细阐述。

如图1，一种基站跳频方法，包括步骤：

101、基站近端机收到跳频指示并判断为射频跳频时，利用有线传输帧封装基准帧号和跳频参数传输给远端机；

当基站近端机收到的跳频指示并判断为射频跳频时，将基准帧号和跳频参数采用有线传输帧封装后发送给远端机；跳频参数包括：跳频序列偏移量、每次通信中移动台和基站所用的频率集和跳频序列号。

102、远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数，计算跳频频点；

103、远端机根据跳频频点进行频点切换。

采用上述方案可达到的效果是：基站近端机利用有线传输帧封装基准帧号和跳频参数，然后传输给远端机；这样基站近端机只负责参数的传递，由远端机根据基准帧号和跳频参数计算跳频频点；无需每次频点调整时，都占用正常的业务带宽发送给远端机；减少了对接口传输带宽的占用率和提高了正常业务的速率，跳频序列频率数不受小区载波数的限制。

图2示出了射频跳频系统的下行链路组成。包括远端机Q1、基站近端机Q2；远端机Q1包括：射频处理器L1、混频器L2、中频DAC L3、N个中频处理单元（L41、L42......L4n)、总线L5以及远端机基带处理单元L6。每个中频处理单元包括：变频器W1、滤波器W2、内插单元W3、NCO（数字控制振荡器）W5以及跳频处理单元W4；

基站近端机Q2下发跳频参数基准帧号，经过有线传输帧的封装传输给远端机基带处理单元L6，远端单元基带处理单元L6把参数分时传递到各中频处理单元的不同载波通道的跳频处理单元W4，跳频处理单元W4存储自己当前的跳频参数和基准帧号，计算跳频频点；同时远端机基带处理单元L6把下行数据分时传递到不同的载波通道上去，在各载波通道中，下行数据经过内插单元W3、滤波器W2处理，再经由NCO W5控制的变频器W1后，经过中频DAC L3转化为模拟的中频信号，输入到混频器L2混频，经由射频处理器L1发射出去，从而实现射频跳频。

图3示出了射频跳频系统的上行链路组成。与下行链路组成类似，包括远端机Q1、基站近端机Q2；远端机Q1包括：射频处理器L1、混频器L2、中频DAC L3、N个中频处理单元（L41、L42......L4n)、总线L5以及远端机基带处理单元L6。每个中频处理单元包括：变频器W1、滤波器W2、抽取单元W6、滤波器W7、NCO（数字控制振荡器）W5以及跳频处理单元W4；

射频处理器L1将接收到的射频信号经混频器L2混频到中频模拟信号，再经过中频ADC L3转化为中频数字信号，将每个载波通道的上行NCO的控制字生效时间比下行NCO控制字晚3个时隙，即可正确接收上行信号。上行信号经由NCO W5控制的变频器W1的处理，再经由滤波器W2、抽取单元W6、滤波器W7等处理后传递到远端机基带处理单元L6。

具体的，请参考图4，本发明方法的详细实施流程如下：

401、向基站近端机发送跳频指示；

402、基站近端机判断是否接收到跳频指示；

基站近端机判断是否接收到跳频指示，若是，则进行步骤403；若否，则进行步骤404。

403、是否为射频跳频；

基站近端机判断是否需要进行射频跳频，若是，则进行步骤405；若否，则进行步骤406。

404、启用无跳频处理；

405、基站近端机将基准帧号、跳频参数用有线传输帧封装后发送给远端机；

基站近端机将基准帧号、跳频参数用有线传输帧封装后发送给远端机，采用有线传输帧封装传输数据时，可采用CPRI、IR、OBASI等传输协议。

406、启用基带跳频处理；

407、远端机判断是否为射频跳频；

远端机判断是否为射频跳频；若是，则进行步骤409；若否，则进行步骤408。

408、启用基带跳频处理；

409、远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数；

410、远端机根据基准帧号和跳频参数计算跳频频点；

具体的，远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数，以该基准帧号为初始无线传输帧号；每隔一个无线传输帧将无线传输帧号加1；并确定每个时隙起始点；例如：用有线传输帧的CPRI传输协议传递射频跳频参数的一种方法。13个GSM帧4.615ms的时长为60ms，这是CPRI中5ms同步帧的12倍，超帧的900倍，因此，可以每13个GSM帧发送一次基准帧号到远端机，远端机每检测到基准帧号后，根据本地时钟来计时，界定出每个无线传输帧号的起始点和每个时隙的起始点；

参见图5，在某一时刻远端机解析出基站近端机传输的基准帧号B，则从当前时刻起4.615ms内的GSM帧的帧号为B，下一个4.615ms内的GSM帧的帧号为B+1，如此类推，直到第13个GSM帧的帧号为B+12；若，在某一时刻然后远端单元会再次收到基准帧号C，则远端单元以此帧号为起点进行计数。从当前时刻起4.615ms内的GSM帧的帧号为C，下一个4.615ms内的GSM帧的帧号为C+1，如此类推。

在当前时隙的下一个时隙到来前的保护时隙内，根据无线传输帧号和跳频参数计算当前时隙的下一时隙的跳频频点。

411、远端机根据跳频频点进行频点切换。

远端机根据跳频频点进行频点切换，具体包括：若远端单元进行下行链路跳频，则在当前时隙的下一时隙到来时，切换至当前时隙的下一时隙的跳频频点；

若远端单元进行上行链路跳频，则在当前时隙结束后，延长3个时隙再切换至上述计算的当前时隙的下一时隙的跳频频点。

因为在基站近端机和远端机的参数传递是利用有线传输帧进行的，这就有可能造成基站自身支持的无线传输帧与该有线传输帧的帧长不一致，例如：GSM的帧长为60/13ms（约等于4.615ms），而CPRI的超帧帧长为200/3us（约等于66.67us）。在实际工程中，对GSM帧长的判断采用定时计数方式，即每4.615ms计算一次帧号，然而，由于4.615ms实际上并不完全等于60/13ms，因此，会存在一定的误差，经过一定时间的积累后，该误差会被积累放大，从而导致远端单元在计算帧号时出现偏移，并影响跳帧的准确性。因此需要对基站近端机、远端机进行定时同步，以保证基站跳频的准确度，具体步骤如下：

基站近端机每N个无线传输帧向远端机发送采用有线传输帧封装后的基准帧号；其中A×N=B×M，A为无线传输帧的帧长，B为有线传输帧的帧长，N、M为正整数；

远端机解析出基准帧号后重新确定无线传输帧号和每个时隙的起始点。

优选地，N取使得A×N=B×M成立时，N的最小正整数。N值越小，跳频的准确度越高。

为了进一步的减小基站跳频所需参数占用正常业务带宽，可以在基站近端机根据接收到的跳频指示进行判断前，进行基站近端机和远端机的初始化，并将每次通信中移动台和基站所用的频率集和跳频序列号传递给远端机；

进行有线传输帧封装传输时，只封装跳频序列偏移量、基准帧号。

这样基站只需要在该时隙上发送MAIO和跳频指示，MAIO占7个位，而且一个通话只需一个MAIO，只有该通话结束才需要重新传递，所以此参数传递所占用的带宽可以忽略。而对于基准帧号的传递是每60ms发一次，该参数占22bit，所以占用速率为：367bit/s。MA、HSN都可以在小区初始化时，通过基站的基带处理单元传递给远端单元存储即可。且MA、HSN更新周期很长。其中，MA表示每次通信中移动台和基站所用的频率集；

MAIO：跳频序列偏移量，由6个比特组成，0-63的编码。使用MAIO的目的是为了防止多个信道在同一时间争强同一频率；

FN:无线通信协议帧号；

HSN：跳频序列号，由6个比特组成，0-63的编码。HSN是规定跳频时采用哪种算法进行循环。

优选地，为了进一步提高基站跳频的准确度，在远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数计算跳频频点的步骤前，向远端机发送跳频指示，当远端机收到跳频指示时，才进行远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数计算跳频频点的步骤。

另外，本发明提出了一种基站跳频系统，包括：基站近端机、远端机；

其中，当基站近端机收到跳频指示并判断为射频跳频时，基站近端机将基准帧号和跳频参数采用有线传输帧封装后发送给远端机；跳频参数包括：跳频序列偏移量、每次通信中移动台和基站所用的频率集和跳频序列号；

远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数计算跳频频点；

远端机根据跳频频点进行频点切换。

其中，远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数计算跳频频点时，

远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数，以该基准帧号为初始无线传输帧号；每隔一个无线传输帧将无线传输帧号加1；并确定每个时隙起始点；

在当前时隙的下一个时隙到来前的保护时隙内，根据无线传输帧号和跳频参数计算当前时隙的下一时隙的跳频频点。

具体的，远端机根据跳频频点进行频点切换时，

若远端单元进行下行链路跳频，则远端机在当前时隙的下一时隙到来时，切换至当前时隙的下一时隙的跳频频点；

若远端单元进行上行链路跳频，则远端机在当前时隙结束后，延迟3个时隙再切换至当前时隙的下一时隙的跳频频点。

优选地，基站近端机每N个无线传输帧向远端机发送采用有线传输帧封装后的基准帧号；其中A×N=B×M，A为无线传输帧的帧长，B为有线传输帧的帧长，N、M为正整数；

远端机解析出基准帧号后重新确定无线传输帧号和每个时隙的起始点。

优选地，N取使得A×N=B×M成立时，N的最小正整数。

另外，在远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数计算跳频频点前，向远端机发送跳频指示，当远端机收到跳频指示时，才进行远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数计算跳频频点的操作。

综上，本发明的优点如下：1、基站近端机利用有线传输帧封装基准帧号和跳频参数，然后传输给远端机；这样基站近端机只负责参数的传递，由远端机根据基准帧号和跳频参数计算跳频频点；无需每次频点调整时，都占用正常的业务带宽发送给远端机；减少了对接口传输带宽的占用率和提高了正常业务的速率；所以本发明不仅不对速率造成影响，而且跳频的频点集可以达到理论的最大值64个频点；2、可以在现有硬件架构的基础上，通过更新软件架构，即可实现射频跳频。3、巧妙地用有线传输帧的同步信息和GSM的帧号关联起来，以便正确地传输GSM帧。4、远端单元能够在时隙间的保持间隙GP二十几微秒的保护时间控制数字中频的NCO值的变化，从而快速地从一个频点切换到另一个频点，从而可以省去射频模块的开销，减少射频模块的负担。

以上的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基站跳频方法，其特征是，包括步骤：

当基站近端机收到跳频指示并判断为射频跳频时，将基准帧号和跳频参数采用有线传输帧封装后发送给远端机；所述跳频参数包括：跳频序列偏移量、每次通信中移动台和基站所用的频率集和跳频序列号；

所述远端机从所述有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数计算跳频频点；

所述远端机根据所述跳频频点进行频点切换。

2.根据权利要求1所述的基站跳频方法，其特征是，所述远端机从所述有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数计算跳频频点的步骤包括：

所述远端机从所述有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数，以该基准帧号为初始无线传输帧号；每隔一个无线传输帧将无线传输帧号加1；并确定每个时隙起始点；

在当前时隙的下一个时隙到来前的保护时隙内，根据无线传输帧号和所述跳频参数计算当前时隙的下一时隙的跳频频点。

3.根据权利要求2所述的基站跳频方法，其特征是，所述远端机根据所述跳频频点进行频点切换的步骤包括：

若所述远端单元进行下行链路跳频，则在当前时隙的下一时隙到来时，切换至所述当前时隙的下一时隙的跳频频点；

若所述远端单元进行上行链路跳频，则在当前时隙结束后，延迟3个时隙再切换至所述当前时隙的下一时隙的跳频频点。

4.根据权利要求2所述的基站跳频方法，其特征是，所述基站近端机每N个无线传输帧向所述远端机发送采用所述有线传输帧封装后的基准帧号；其中A×N=B×M，A为无线传输帧的帧长，B为有线传输帧的帧长，N、M为正整数；

所述远端机解析出基准帧号后重新确定无线传输帧号和每个时隙的起始点。

5.根据权利要求4所述的基站跳频方法，其特征是，

所述N取使得A×N=B×M成立时，N的最小正整数。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基站跳频方法，其特征是，

在所述远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数计算跳频频点的步骤前，向所述远端机发送跳频指示，当所述远端机收到跳频指示时，才进行所述远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数计算跳频频点的步骤。

7.一种基站跳频系统，其特征是，包括：基站近端机、远端机；

其中，当所述基站近端机收到跳频指示，并判断为射频跳频时，所述基站近端机将基准帧号和跳频参数采用有线传输帧封装后发送给远端机；所述跳频参数包括：跳频序列偏移量、每次通信中移动台和基站所用的频率集和跳频序列号；

所述远端机从所述有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数计算跳频频点；

所述远端机根据所述跳频频点进行频点切换。

8.根据权利要求7所述的基站跳频系统，其特征是，所述远端机从所述有线传输帧中解析出基准帧号和跳频参数计算跳频频点时，

所述远端机从所述有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数，以该基准帧号为初始无线传输帧号；每隔一个无线传输帧将无线传输帧号加1；并确定每个时隙起始点；

在当前时隙的下一个时隙到来前的保护时隙内，所述远端机根据无线传输帧号和所述跳频参数计算当前时隙的下一时隙的跳频频点。

9.根据权利要求8所述的基站跳频系统，其特征是，所述远端机根据所述跳频频点进行频点切换时，

若所述远端单元进行下行链路跳频，则所述远端机在当前时隙的下一时隙到来时，切换至所述当前时隙的下一时隙的跳频频点；

若所述远端单元进行上行链路跳频，则所述远端机在当前时隙结束后，延迟3个时隙再切换至所述当前时隙的下一时隙的跳频频点。

10.根据权利要求8所述的基站跳频系统，其特征是，所述基站近端机每N个无线传输帧向所述远端机发送采用所述有线传输帧封装后的基准帧号；其中A×N=B×M，A为无线传输帧的帧长，B为有线传输帧的帧长，N、M为正整数；

所述远端机解析出基准帧号后重新确定无线传输帧号和每个时隙的起始点。

11.根据权利要求10所述的基站跳频系统，其特征是，

所述N取使得A×N=B×M成立时，N的最小正整数。

12.根据权利要求7至11任一项所述的基站跳频方法，其特征是，

在所述远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数计算跳频频点前，向所述远端机发送跳频指示，当所述远端机收到跳频指示时，才进行所述远端机从有线传输帧中解析出基准帧号和所述跳频参数计算跳频频点的操作。

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