最新最全无线通信基础知识(精装版版)

无线专业基础知识培训2010年10月-2-•目录•典型的移动通信系统•天线基础知识•无线网络规划基础-3-GSM系统结构BSS是NSS和MS之间的桥梁，主要完成无线信道管理和无线收发功能。BSS主要包括基站控制器BSC和基站收发信台BTS两部分。BSC：位于MSC与BTS之间，具有对一个或多个BTS进行控制和管理的功能，主要完成无线信道的分配、BTS和MS发射功率的控制以及越区信道切换等功能。BSC也是一个小交换机，它把局部网络汇集后通过A接口与MSC相连。BTS：基站子系统的无线收发设备，由BSC控制，主要负责无线传输功能，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。BTS通过Abis接口与BSC相连，通过空中接口Um与MS相连。此外，BSS系统还包括码变换和速率适配单元TRAU。TRAU通常位于BSC和MSC之间，主要完成16kbps的RPE-LTP编码和64kbps的A律PCM编码之间的码型变换。。-4-BTS结构按制式分类：GSM基站、CDMA基站、PHS基站按频段分类：900M，1800M按站型分类：宏站，微站，直放站按用途分类：覆盖站，容量站，容量兼覆盖站按天线分类：全向站，定向站，全向+定向站-5-GSM承载能力单载频承载用户数如果该载频上不含BCCH信道，则每个载频是8个时隙，也就是在同一时刻能多8个用户接入，如果开半速率则最多语序同时16个用户接入。单载频承载erl数如果该载频上不含BCCH信道，那么每个载频是8个时隙，按照0.02的呼损，一块载频8个信道能承受的话务量是3.63erl。从全网来看，一般忙时1个载频理论平均承载4~5爱尔兰的话务量，也就是200个左右的用户（平均每个用户只有2%~2.5%的时间在打电话，其他时间待机）已可用以下方法对新增载频数进行计算：根据集团对载频利用率为70%计算，（全网用户数×单机话务量）/（全网载频数×单载频理论承载erl数）=70%，则新增用户数对应需新增载频数=，（新增用户数×单机话务量）/（载频数单载频理论承载erl数×70%），已仁怀市区为例，若新增10000用户，单载频理论承载话务量按4.5erl计算，则对应需新增的载频数=（10000×0.016)/（4.5×70%）=50.79，在计算新增载频数时，建议各地级市及县公司单机话务量取0.016erl，遵义市取0.022erl，（该单机话务量为参照其他地州市区及县级市取值，遵义各地级市及县公司单机话务量已现网提取数据为准）单载频理论承载话务量为4.5erl。-6-基站图例自建房+升高架自建房+铁塔抱杆基站三角杆基站宏基站作为主要覆盖方式：适合高密度话务量地区，每小区的覆盖半径大多为400m—25km发射功率较强，一般在10w以上一般需要机房、配套电源等辅助设施微基站作为宏基站的补充和延伸，应用于：宏蜂窝覆盖不到又有较大话务量的地点作为热点应用的场合一般是话务量比较集中的地区；对配套设施的要求较低；载干比要求高，需严格控制天线增益、发射功率。-7-TD-SCDMA的关键技术TD关键技术多址技术；双工技术；码道数量；接力切换；联合检测；同步方式；智能天线；TD-SCDMA＝FDMA+TDMA+CDMA-8-智能天线——基本原理天线圆阵天线线阵-9-TD-SCDMA信道组成TD-SCDMA各业务占用码道数：TD-SCDMA每载频分为7个时隙，每个时隙16个码道，时隙及码道组成如下图：-10-TD-SCDMA承载能力对于CS12.2K语音业务，1块载频若上下时隙对称（上下行时隙配置为3：3），上下行各需2个码道才能承载，所以一个时隙能容纳8个12.2K语音用户，对于主载频，其TS1时隙需要2个码道做PRACH信道，所以要少一个用户，则该载频能容纳7+2*6=23个用户数。若一个小区配置3块载频，1个主载频，2个辅载频，上下时隙配置对3：3，则该小区支持语音用户数位则为23+24+24=71个。对于64K业务，上下行都需要8个码道，若一小区配置3块载频，上下时隙配置为2：4，TS1时隙需要2个码道做PRACH信道，则主载频32个码道剩余24个码道支持3个用户，每块辅载频支持4个用户，所以整个小区能容纳11个63K业务用户。-11-•目录•典型的移动通信系统•天线基础知识•无线网络规划-12-－12－天线知识--基本常识无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来，并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。从实质上讲天线是一种转换器，在移动通信系统中使用的基站天线一般多为由基本单元振子组成的天线阵列。单元振子馈电网络馈电网络天线接头天线接头单元振子馈电网络定向天线全向天线-13-•通信天线基本功能辐射和接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。如图1.1a所示，若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；将两导线张开，如图1.1b所示，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。必须指出，当导线的长度L远小于波长λ时，辐射很微弱；导线的长度L增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。•通信天线种类-按工作频段：超长波、长波、中波、短波、超短波、微波天线-按方向性：全向、定向天线-按结构特性：线天线、面天线图1.1a图1.1b天线知识--基本常识-14-•目录•典型的移动通信系统•天线基础知识•无线网络规划基础-15-无线网络规划流程测试分析工程调整无线网络规划分为前期准备、预规划、详细规划三大部分，建成后期通过网络优化对网络进行优化、调整。前期准备：包括集团发展策略理解，区域政治、经济发展情况以及省公司和分公司的业务发展需求了解，现网2G站点、小区、工程参数和话务、流量、数字地图、传播模型、业务模型等规划信息的收集；预规划：通过对规划信息的整理和分析，综合考虑现网业务需求，通过链路预算和容量估算确定网络规模；详细规划：通过站点规划、勘察确认、仿真的循环过程，使站点方案满足规划指标需求，包括覆盖规划、容量规划和性能评估。-16-覆盖、容量、质量平衡质量目标覆盖目标容量目标加大室内分布建设力度，有数据业务需求的室内分布系统要100％开通TD；覆盖数据业务热点，实现室外成片连续覆盖,数据业务热点地区的TD室外覆盖要100％达到GSM覆盖水平，实现成片连续。根据业务发展水平，满足当期用户需求。（1）覆盖区内无线可通率：移动台在无线覆盖区内90%的位置，99%的时间可接入网络。（2）无线信道呼损：无线信道呼损市区不高于2％，郊区不高于5％。（3）块差错率目标值（BLERTarget）：话音1％，CS64K0.1%－1%，PS数据5－10%。无线网络规划-目标-17-TD-SCDMANodeBTD-SCDMANodeB各业务覆盖半径基本相同12.2kbps64kbps384kbps不同速率业务覆盖半径基本相同无明显“呼吸效应”传统的CDMA系统，负荷和干扰的上升对系统的服务质量、覆盖、容量会造成较大的影响。TD-SCDMA系统各种多址技术使产生呼吸效应的因素显著降低，智能天线和联合检测技术最大限度的克服了小区呼吸效应：联合检测技术给系统带来较大增益，使小区内干扰因子下降智能天线波束赋形进一步减少小区内和小区间干扰采用多小区联合检测技术后，使得干扰进一步降低无线网络规划-预规划-18-通过完善的一次性全网规划，保证网络规划的战略性目标，降低扩容对现网运行系统的影响，保证无线网络的低复杂性，易于网络建设和网络维护“一次规划，分期建设”优化时考虑：升级加载波规划时考虑：当前网络规模规划时考虑：热点地区分层覆盖无线网络规划-预规划-19-基站设置原则—宏基站-20-－20－8防雷保护器主馈线（7/8“）5馈线卡6走线架4接地装置3接头密封件绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带1天线调节支架GSM/CDMA板状天线抱杆（50~114mm）2室外馈线9室内超柔馈线7馈线过线窗基站主设备天馈系统示意图-21-基站设置原则—宏基站满足覆盖和容量要求：参考链路预算的计算值，充分考虑基站的有效覆盖范围，使系统满足覆盖目标的要求；充分保证重要区域和用户密集区的覆盖。包括党政军重要机关、移动分公司所在地、世界文化遗产风景区、机场火车站交通枢纽、企业办公楼、商业中心、酒店和娱乐场所等。进行需求预测，将基站设置在真正有话务和数据业务需求的地区。各类区域站间距建议区间为市区：400-800米；郊区：800-1200米；交通干线(铁路，高速公路)：2000－3000米；满足网络结构要求：基站站址在目标覆盖区内尽可能平均分布，尽量符合蜂窝网络结构的要求，基站站址分布与标准蜂窝结构的偏差应小于站间距的1/4。避免周围环境对网络质量产生影响：天线高度在覆盖范围内基本保持一致、不宜过高，且要求天线主瓣方向无明显阻挡。-22-基站设置原则—宏基站机房选择：一般情况下，新建基站机房使用面积需要25平米，若兼顾未来发展需求，可按40平米考虑。若主设备采用挂墙式BBU+RRU，机房使用面积应不小于15平米。机房高度：大于2.6米机房楼面均布活荷载标准值应达到6kN/平米（电信专用房屋设计规范）。站址选择:基站站址宜选在交通便利的地方。不宜在大功率无线发射台、大功率电视发射台、大功率雷达站以及有电焊设备、X光设备或产生强脉冲干扰的热和机、高频炉的企业或医疗单位附近设站。站址不应选择在易燃、易爆的仓库和材料堆积场，以及在生产过程中容易发生火灾和爆炸危险的工业、企业附近不宜选择在生产过程中散发有害气体、多烟雾、粉尘、有害物质的工业企业附近。远离加油站，至少保证：油量少于50立方时间距大于12m，油量为50～1000立方时间距大于15m，油量为1000～2000立方时间距大于20m；基站尽可能避免设在雷击区严禁将基站设置在矿山开采区和易受洪水淹灌、易塌方的地方；机房不应选择木质结构或钢木结构房屋；不同通信铁塔间距离应保证50m以上，如果小于50m，必须要在不同地网间保证三点以上互连。当基站需要设置在飞机场附近时，其天线高度应符合机场净空高度要求，并且需经相关部门批准；高压线附近设站时，通信机房应保持20m以上的距离，铁塔离开高压线距离必须在自身塔高以上；外电引入交流电缆的选择：业主应该提供1路不小于三类的市电电源，80A（或以上）容量的分路开关。-23-基站设置原则—宏基站站址选择:基站站址不宜选择在环保评估敏感区域，如学校、医院、部队。由于无委要求对每个新建基站进行环境评估，应该在查勘报告中详细记录敏感单位情况，包括敏感单位名称、方向、距离等新选站与周边基站要尽量新城理想蜂窝结构为达到较好的覆盖效果，选址的楼宇一般要控制在规划点方圆R/4范围内，R为基站覆盖半径天线高度在覆盖范围内基本保持一致、不宜过高，且要求天线主瓣方向无明显阻挡要充分考虑基站的有效覆盖范围，使系统满足覆盖目标的要求，如农村站点尽量设置在地势相对较高处天线高度在覆盖范围内基本保持一致、不宜过高，且要求天线主瓣方向无明显阻挡密集市区，新选站高度应控制在25－40米之间一般市区，新选站高度应控制在30－50米之间其他区域，新建站高度应控制在60米以内市区边缘或郊区的海拔很高的山峰（与市区海拔高度相差100米以上），一般不考虑作为站址-24-根据仿真结果确认的天线方向角度，需要确认相应方向角是否有合适的天线安装位置不宜选择坡屋顶的房屋安装天线；定向天线要求前方无障碍物阻挡，全向天线要求保证4～6米的隔离度，安装在同一水平高度上，全向天线离塔体的水平距离应大于1.5米由于智能天线的波束较窄，且智能天线的性能对TD系统网络覆盖效果有着极其重要的影响，因此在天