移动通信课程讲义.doc
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1、(完整word)移动通信课程讲义移动通信课程讲义第一部分、移动通信的基本概念一、特点:1无线电波传播环境复杂2移动台工作时经常受到各种干扰3通道容量有限4通信系统复杂二、发展阶段:1、模拟(大哥大,贵,信号差)2、2G数字(便宜、通话质量改善)3、2.5G数字(可以上网了)4、3G数字(上网速度大大加快)第二部分 移动通信的主要技术一、数字调制技术概念:给原始的信号(基带信号)加上一个高频载波,使其随着基带信号的变化而变化,就变成了已调信号(频道信号),这就叫调制。在接收端会有对应的解调。GSM系统一般的调制方式为高斯最小移频键控法。二、信源编码信源编码主要完成两大任务:第一是将模拟信号转换成
2、数字信号(也就是实现模拟信号数字化),第二是实现数据压缩。一般就是指PCM。三、信道编码信道编码将信源编码的码型变换成适合于信道传输的形式。即加入纠错码。四、多址技术多址传输是指在一个信息传输网中不同地址的各用户之间通过一个共用的信道进行的传输,其理论基础仍然是信号分割理论.多址传输方式也分为频分多址传输(FDMA)、时分多址传输(TDMA)和码分多址传输(CDMA)等几种FDMA-根据用户频道的不同,来区分不同用户。TDMA-根据用户所占时隙的不同,来区分不同用户。CDMA根据用户所用伪随机码的不同,来区分不同用户。五、分集接收技术为了克服多径衰落。单极化天线一扇区安2个接收天线.(空间分集
3、)双极化天线一扇区安1个。(极化分集)六、多信道共用技术v 任何一个小区内的移动用户可选取小区内的空闲信道,所有信道对用户共用。v 很明显,多信道共用技术提高了频率的利用率。v 爱尔兰呼损率表第三部分、移动通信的网络结构一、大区制采用单无线小区结构,即采用一个基站覆盖某一范围的用户服务区。通常在25200W之间.覆盖区域半径一般为2550km,用户容量为几十到几百个。v 优点:组成简单,投资少,见效快。v 缺点:服务区内的所有频道(一个频道包含收、发一对频率)的频率都不能重复,频率利用率和通信容量都受到了限制。v 适用范围:主要用于专网或用户较少的地域二、小区制v 小区:把整个服务区域划分为若
4、干个无线小区(cell),每个小区分别设置一个基站。半径2至20km,小的1至3km、500m。v 功率:5至20W。v 基站作用:负责本区移动通信的联络和控制,又可在移动业务交换中心()的统一控制下,实现小区之间移动用户通信的转接,以及移动用户与市话用户的联系。基站覆盖区面积越大,通信容量越小,频率利用率越低.三、同频复用l 每个小区原则上可以分配不同的频率,但这样做需要大量的频率资源,且频谱的利用率低,为了提高频谱利用率,减少对频率资源的需求,在用户服务区内,需将相同的频率在相隔一定的小区中重复使用,只要使用相同频率的小区(同频小区)之间干扰足够小即可。因此,小区制的频率利用率高.一般把使
5、用一套频率的几个小区称为一个簇或小区群。上述这种重复利用相同频率的技术称为同频复用。四、信道的指配和信令柔性配置法即指各个基站先用等频距配置法得到频道,在某些基站留有一些预留频道,这样就可应付局部业务量的变化,这是一种很实用的方法。l 信令;在移动通信网中,除了传输用户信息(如话音信息)之外,为使全网有秩序地工作,还必须在正常通话的前后和过程中传输很多其它的控制信号,诸如一般电话网中必不可少的摘机、挂机、空闲音、忙音、拨号、振铃、回铃以及无线通信网中所需的频道分配、用户登记与管理、呼叫与应答、过区切换和发射机功率控制等等信号。这些与通信有关的一系列控制信号统称为信令。l 因此,信令可看作是整个
6、通信网络的神经中枢,其性能在很大程度上决定了一个通信网络为用户提供服务的能力和质量l 网络信令称为7号信令系统(SS7).五、交换中心系统组成六、接口:n Um:移动台与基站收发信机之间的无线 接口,也称无线接口或空中接口.n Sm:用户与移动网之间的接口,也称人 机接口。在移动设备中包括键盘、 液晶显示以及实现用户身份识别 功能的部件(SIM卡)。n A接口:基站与移动交换中心之间的接口, 此接口所传递的主要信息有基 站管理、呼叫处理与移动特 性管理等。n Abis:基站控制器(BSC)与基站收发信机 (BTS)之间的接口。此接口支持所 有向用户提供的服务,并支持对 BST无线设备的控制和对
7、无线资源 的分配。六、移动通信的电波传播与干扰无线电波是电磁波的一种。人耳能听到的声音频率在20Hz20KHz之间,称之为音频,声音的传播速度为340m/s,受环境影响较大,衰减很快,所以不能传送到很远的地方.电磁波频率高,传播速度与光速一样,可达3108m/s,具有较强的辐射力和较长的传播距离.如果将声音通过话筒转换成电信号,装载到具有强辐射力、波长短、频率很高的电磁振荡波上,然后借助天线发射出去。经这样装载的声音就可以传播得很远。一般我们把音频信号叫做调制信号。将发射机中的振荡电路产生频率很高的电磁振荡,称为载波。音频信号加到“载波”的过程叫做调制,经过调制后的高频振荡信号叫已调信号.已调
8、信号是装载有信息的无线电波,通过天线辐射出去,这种传播信息的方式称为无线电通信。无线电通信就是不用导线的通信.电磁波是无线通信的载体。1、无线电波的传播方式无线电广播采用垂直极化波(电场方向垂直地面);电视采用水平极化波(电场方向与地面平行);卫星通信采用平面圆极化波(电场振幅不随时间变化,方向以等角速度旋转).移动通信以直射和反射为主。2、衰落衰落是指信号强度变弱。快衰落:移动台快速移动造成的衰落。慢衰落:建筑物的阴影效应,遮挡.多径衰落:它是由于移动体周围的局部散射体引起的多径传播,使到达接收机输入端的信号相互叠加,其合成的信号幅度表现为快速起伏变化。分集技术就是针对它。3、干扰同频 邻频
9、 互调第七部分、GSM和CDMA移动通信系统GSMCDMA多址技术先频分为124个频道,在时分为8个时隙先把信号扩频100倍以上,再加入伪随机码网络结构见第三部分与GSM类似特点n 抗干扰能力强!n 系统容量大!n 保密性极强!手机600mW200mW绿色手机第八部分、RBS2000基站系统一、基本概念爱立信GSM基站分为RBS200和RBS2000系列,RBS200是第一代基站产品,RBS2000是目前广泛使用的第二代基站产品,它是一个家族系列,包括广域覆盖、宏蜂窝覆盖、微蜂窝覆盖的基站,适用于GSM900、GSM1800、GSM1900的室内和室外机. 基站系统(BSS)由两部分组成。即无
10、线基站(RBS)和基站控制器(BSC)。在GSM系统中,基站控制器(BSC)担负着基站控制和话务集中的功能;无线基站(RBS)担负着无线覆盖和话务交换的功能.v 上图中的TRC是指负责话音信号码速变换和数据信号速率变换的设备。TRX单个收发信机。TRU是指载波块(硬件)。v 总结:基站系统里的组成有两大部分:BSC与RBS. v 其中BSC里可能包含了TRC。v RBS里包含TRI(接口设备)与BTS。v BTS就是收发信机子系统(又叫TRS).其中TRS包括收发信机组(TG)和本地维护终端。多个 TRX构成TG。v MSC与BSC之间的接口是开放性的接口,称为A接口,所以不同厂家的产品都可以
11、互联.BSC与RBS之间的接口是非标准接口,称为Abit接口。不同厂家不能互联.v 在基站系统中,BSC起控制作用是核心。TRC负责话音速率和数据速率。RBS负责与MS无线通信及通过天线进行无线的覆盖。RBS的容量v 室外RBS应支持以下容量v 全向RBS应支持以下配置:1-3个TRX及2个2Mbit/s端口v 扇区RBS应支持以下配置: 两扇区BTS,1+1个TRX至2+2个TRX及2个2Mbit/s端口. 三扇区BTS,1+1+1个TRX至2+2+2个TRX及2个2Mbit/s端口二。RBS2202(1)分配交换单元(DXU,Distribution Switch Unit) DXU是RB
12、S2000的中央控制单元,它具有分配交换的功能;也是BTS面向BSC的Abit接口(2)无线收发单元(TRU)v 软件上可大致分为两类:发信模块和收信模块。发信模块执行信号的调制与放大,并有一个监测功能。收信模块执行信号的接受与解调功能。 注:2000系列基站可以在TRU内部进行网络测试,测试收发信息的误码率。 硬件上可分为N个载波块,与RBS最大载波数容量相对应.(3) 合成和分配单元(CDU) v CDU是TRU和天线系统的接口,它允许几个TRU载波块连接到同一天线(GSM多频天线) 。它合成几部发信机来的发射信号和分配接收信号到所有的收信机,在发射前和接收后所有的信号都必须经过滤波器的滤
13、波.(4) 能源环境控制单元(ECU,Energy Control Unit) ECU控制和监视电源设备及调整机架内的环境设备。(5)电源侍服单元(PSU,Power Supply Unit) PSU把230VAC变换为+24VDC。基站操作维护软件OMTv OMT软件功能介绍:v 1、IDB(智能数据库)的操作v 2、外部告警设置v 3、PCM网络参数设置v 4、智能天线系统参数设置v 5、硬件故障监控与定位九、无线基站维护一、选址与安装v 站址的选择应根据站点布局图进行。首先站址要初选经过房主的同意后,再进行现场勘查,确定站址条件是否满足建站条件,最后再确定站址.1、站址设计初选站址时应考
14、虑到以下基本要求:(1)交通方便,市电可靠,环境安全.(2)首先选择的站址应保证用户密度大的地区有良好的覆盖.(3)站址位置不能大于基站布局图半径的四分之一,以便规划。(4)在勘测市区基站时,对于小蜂窝区(R=13km)基站要选高于建筑物平均高度但低于最高建筑物的楼房作为站址;对于微蜂窝区基站则选低于建筑物平均高度的楼房设站.(5)市区基站应避免天线方向与大街方面一致而造成对前方同频基站的严重干扰;也要避免天线前方近处有高大楼房反射后干扰后方的同频基站。(6)避免在高山上设站,避免在树林中设站,高于树冠。(7)对于大楼建站有以下条件:A。楼面负荷B.楼顶有安装天线的场所2、现场勘查基站选址时一
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