无线基础知识与基本概念-知识点

一．基础知识与基本概念1.第一代移动通信系统的主要特点是利用模拟传输方式实现话音业务；系统无线信道的随机变参特征使无线电波受多径快衰落和阴影慢衰落的影响2.第二代蜂窝移动通信系统以数字传输方式实现话音和低速数据业务。3.第三代蜂窝移动通信系统以更高速的数据业务和更好的频谱利用率为目标，采用宽带CDMA为主流技术，目前已形成两类三种空中接口标准，即WCDMA-FDD（简称WCDMA）、WCDMA-TDD（简称TD-SCDMA）和CDMA2000。它的主要特点是：（可能多选题）1)新型的调制技术，包括多载波调制和可变速率调制技术；2)高效的信道编译码技术，除了沿用第二代的卷积码外，还对高速数据采用了Turbo纠错编码技术；3)Rake接收多径分集技术以提高接收灵敏度和实现软切换；4)软件无线电技术易于多模工作；5)智能天线技术有利于提高载干比；6)多用户检测技术以消除和降低多址干扰；7)可与固定网中的电路交换和分组交换网很好地相适应，满足各类用户对话音及高、中、低速率数据业务的需求。4.“双工”两种方式：当收信和发信采用一对频率资源时，称为“频分双工”（FDD）；而当收信和发信采用相同频率仅以时间分隔时称为“时分双工”（TDD）。5.“多址”（MultiAccess）技术：是指在多信道共用系统中，终端用户选择通信对象的传输方式，在蜂窝移动通信系统中，用户可以通过选择“频道”、“时隙”或“PN码”等多种方式进行选址，它们分别对应地被称为“频分（FrequencyDivision）多址”、“时分（TimeDivision）多址”和“码分（CodeDivision）多址”，简称FDMA、TDMA和CDMA.6.发信功率及其单位换算：1dBW=30dBm7.无线接收机的灵敏度是接收弱信号能力的量度，通常用v、dBv、dBmW表示；电压电平（v和dBv）或功率电平（dBm）8.三阶互调干扰的特点（可能多选题）：1)将发信频谱扩大了三倍；2)三阶互调产物以三倍（dB）数增加；3)互调产物对接收系统的影响应按被干扰系统的多址方式决定；9.香农定律：香农（shannon）信道容量公式可以用来论证信噪比，信道带宽和信道容量之间的关系，即：a)NP1BlogCr2式中，C是给定信号速率条件下的最大容量2.B是传输带宽3.Pr为载频功率，它是距离d的函数4.N为接收机射频输入端的噪声功率b)由于Pr随距离d的增大而降低；故信道容量也将随着距离d的增大而减小。c)公式中可知：若要增加信道容量，则可以增加传输带宽B或者提高载噪比Pr/N10.电场强度、电压及功率电平的换算a)电场强度（E）是指长度为1米的天线所感应到的电压e公式：e=E（v）11.对半波偶极天线而言，其有效长度为，E为电场强度（v/m），为波长（m）12.对于移动通信系统，按惯例是以电动势（开路电压）作为灵敏度指标值.13.对于900MHz频段，=0.33m，当采用半波偶极天线时(特性阻抗是73.13，而移动通信接收机的输入阻抗通常为50)，输入电压A与接收场强E之间的关系为：A（dBv）=E（dBv/m）-21.3314.智能天线系统是以阵列天线和实时自适应信号处理算法为基础，能够从多个路径信号和干扰信号中把有用信号区分出来，自动地产生多个窄波束方向图，把主瓣指向不同的移动台用户，并自动抑制干扰方向的副瓣电平。智能天线所具有的这种精确跟踪能力和干扰抑制能力特别适用干扰自限的码分多址系统，从而提高了系统容量。智能天线使用后将有以下优点：1)智能天线波束成型的结果等效于天线增益的提高，从而提高了接收灵敏度。2)智能天线的波束成型算法可以克服多径衰落引起的性能恶化，并利用了多径能量改善系统性能。3)智能天线波束成型以后，大大降低位于零点附近的干扰信号，使多用户干扰问题缓解，同时小区间的干扰也大大减少。4)智能天线获取的上行信息可用于实现用户定位。5)智能天线使用多个小功率发射及代替大功率发射机，提高了设备的可靠性并降低成本。6)智能天线具备定位和跟踪用户终端的功能，从而可以自适应地调整系统参数以满足业务要求，并实现信道的动态分配。7)智能天线根据上行定位信息可以一次性地完成用户的接力切换，避免了频繁的软切换以及大量无线资源的占用，提高了通信质量、系统容量和效率。8)智能天线在发射功率和接收抗干扰方面的优势，相当于在同样功率情况下，覆盖范围的增加，降低了建网投资。二．电波传播基础理论1.陆地移动通信中无线电波传播有两个最显著的特点：第一．随着移动体的行进，由于建筑物、树林、起伏的地形及其他人为的、自然的障碍物的连续变化，接收信号场强会产生两种衰落，即多径快衰落和阴影慢衰落。这两种衰落叠加在一起就是陆地移动通信电波传播的主要特性第二．在城市环境中，衰落信号的平均强度与自由空间或光滑球面传播相比要小得多，并且接收信号的质量还要受到环境噪声的严重影响。通常，随距离增大而衰落的平均强度用电波传播的路径（中值）损耗表示。2.移动通信电波传播路径（中值）损耗：距离、频率、收发天线的高度、地形地貌有关3.快衰落遵循什么分布规律？多径衰落遵循瑞利（Raxleigh）分布规律多径快衰落克服方法：（可能多选题）a)采用合理的纠错编码（如卷积码、Turbo码等）、交织保护和重传协议，以增加信号的冗余度，并进行时间分集；b)利用快速功控和（接收和/或发信）分集缓解功率损失；c)使用多个Rake接收指峰进行多径分集接收，更好地集中能量。4.慢衰落遵循什么分布规律？服从对数—正态分布规律，正态分布有两个特征值，即均值（）和偏差（）5.多普勒（Doppler）效应：由于接收端的用户高速运动引起传输频率的扩散而引起的；其扩散程度与用户运动的速度成正比。多普勒频移可以为正值，也可为负值，取决于入射角θ6.小区传播模式a)2G系统的宏小区传播模式：奥村（Okumura-Hata）模式所提供的曲线及其归纳的经验公式b)3G系统的宏小区传播模式：奥村模式的扩展模型，即COST—231Hata模型c)微小区传播模式：COST—231WI模型和双线模型d)室内传播模式：Motely—Kennan模型7.为什么有时会收到很远的基站发射的电波？非标准大气的状况，等效地球半径因子K值有很大变化，当K1时，为正折射，射线朝地球方向弯曲；当K1时，为负折射，射线背地球方向弯曲。也就是说，当某地出现浓雾时，射线将背地面方向上翘，本地移动通信变坏；如果周边地区恰好为晴天的话。射线会朝向地面弯曲，好像是一个基站天线被拉高以后再向远处传播。这样就会造成上百公里以外的两地可以收到同频信号的情况。当然，这种情况出现是可能的，但带有绝大的偶然性。8.信号中值电平定义是：在给定的短时间和短区间内，有50%时间的电平超过某个数值时，该数值就称为电平中值；中值的概念是在统计意义上标志了信号的强弱，目前使用的路测仪或测试手机所显示的接收电平应该是短时间和短区间的电平中值。9.无线覆盖区边缘位置百分比和整区位置百分比关系：边缘可通概率确定覆盖区可通概率三．室内覆盖系统与器件相关概念介绍1.单位换算a)dB相对值，表征两个量的相对大小关系，如A的功率比B的功率大或小b)dBm表征功率绝对值的量，也可认为是以1mw功率为基准的一个比值，计算为：10log(功率值/1mw)。举例：功率值为10w，换算成dBm为10log(10w/1mw)=40dBm。c)dBcdBc是相对于载波功率而言举例：如用来度量互调指标，dBc=dBm－输入功率d)dBi及dBd均表征天线增益的量，也是一个相对值，举例：0dBd=2.15dBi。2.室内分布系统的分类1)按信号源的不同，宏蜂窝、微蜂窝、直放站2)按设备的不同，无源系统、有源系统。3)按分布方式不同，同轴电缆系统、光纤系统、泄漏电缆系统3.各类分布系统特点（了解）：1)蜂窝分布系统的优点是信号稳定、可靠，通信质量好；缺点是建设周期较长，一次性投资大，还要解决传输线路等问题。因此蜂窝系统大多应用于星级酒店、高级写字楼等比较大型的室内建筑。2)直放站分布系统（包括同频、光纤、移频直放站作为信号源）的优点是投资省、安装方便快捷，可以很快解决信号弱和盲区问题；缺点是无法解决话务量问题。因此直放站系统大多应用于小型酒店、小型娱乐场所等规模较小的室内建筑3)无源系统主要由无源器件组成，设备性能稳定、安全性高、维护简单。4)有源系统是指当覆盖范围比较大，馈线传输距离比较远时，需增加干线放大器补偿信号损耗，达到理想的强度和覆盖效果。5)同轴电缆分布式系统采用同轴电缆传输，将射频信号传输到建筑物内部各个地方。6)光纤分布系统利用光纤将信号引入，进入建筑物以后采用同轴电缆传输。因此光纤分布系统是用于大面积、远距离复杂区域的室内覆盖。7)泄漏电缆系统不需要室内天线，在电缆通过的地方，信号即可泄漏出来，完成覆盖。泄漏电缆室内分布系统安装方便，但造价高，对电缆的性能要求高，使用较少。4.无源器件包括：功分器、耦合器、负载和电桥功分器;能量的等值分配，功分器关键指标之一为插入损耗性能：同频合路，可实现多路合成，隔离度较低，只能提供一路输出功分器正常的损耗如下表：功分器种类插损分配损耗总损耗二功分0.2533.25三功分0.34.85.1四功分0.566.5定向耦合器：微波信号按一定的比例进行功率分配３dＢ电桥;定向耦合器的一种，也叫同频合路器，能将一个输入信号分为两个互为等幅且具有90°相位差的信号。局限：只能实现两路信号合成,隔离度较低，可实现两路等幅输出滤波器:它最基本的应用就是抑制不需要的频率信号，让需要的频率信号通过在微波系统中起频率选择的作用。主要可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。频段合路器(Combiner)：多个滤波器组成的单元,所有端口均为输入/输出双功能端可实现两路以上信号合成，能实现高隔离合成，主要用于不同频段的合路，可提供不同系统间最小的干扰。5.室分方案重点（楼宇）室分建设标准方案为POI+双缆方案为保证信号覆盖且符合外泄要求，天线口功率应设置合理，不应过高或过低；典型系统天线口功率如GSM可控制在5～10dB，CDMA800可控制在0～5dB，WCDMA可控制在0～5dB，TD-LTE可控制在-15～-20dB主干馈线及平层布放馈线超过50米需采用7/8”馈线，平层不超过50米可采用1/2”馈线6.室分方案重点（隧道）1)隧道场景覆盖主要采用漏缆分布系统，电梯覆盖中除采用天线方案覆盖外，也可以采用辐射型泄漏电缆方案覆盖2)泄漏电缆分为辐射型和耦合型两类3)高铁和地铁隧道内泄漏电缆挂高最好在车窗处，距轨面2.1-2.6米4)泄漏电缆卡具安装时每隔1米安装一个，防火卡具每隔10米安装1个铁路项目中对于泄漏电缆特殊要求a)铁路隧道中，单条漏缆敷设长度超过1000米时，应装设直流隔断器b)铁路隧道出入口处漏缆需进行防雷处理c)铁路隧道内要求采用无卤、低烟、阻燃泄漏电缆7.多运营商共建共享室分系统1)目前多运营商共建共享室分系统采用无源分布系统方案，通过合路器和POI进行信号合路2)POI主要包括9口和12口两类3)无源器件最重要的指标为互调和功率容限。4)多系统共建干扰主要包括杂散、阻塞和互调5)室分出现故障后，首先应排查信源，尽快与运营商确定责任归属6)对分布系统进行故障排查时，与系统硬件故障相关度较高的是驻波告警，系统正常情况下驻波值应大于1小于1.5。8.相关参数：天线增益：天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄，天线长度或宽度越大。分集技术：时间分集，频率分集，空间分集和极化分集等，在移动通信天线中使用的是空间分集和极化分集