移动通信直放站系统基础知识

培训资料之福州三元达通讯设备有限公司二OO四年三月移移动动通通信信直直放放站站系系统统基基础础知知识识移动通信直放站系统基础知识三元达通讯2目录一、移动通信概述二、GSM数字移动通信三、CDMA数字移动通信四、PHS通信系统五、射频、光纤、网络知识Sunnada工程技术培训书籍√√移移动动通通信信直直放放站站系系统统基基础础知知识识综综合合覆覆盖盖系系统统综综合合覆覆盖盖系系统统工工程程材材料料介介绍绍工工程程作作业业指指导导书书工工程程施施工工规规范范汇汇编编：：林林书书沉沉、、黄黄环环球球22000044、、33移动通信直放站系统基础知识三元达通讯3移动通信概述1．移动通信概述移动通信是指通信双方至少有一方在移动状态中进行信息的传输和交换。由于广泛地利用了通信工具，替代了出差、联系工作，即可大量节约能源，又可节约大量的旅途时间，提高了社会生产、流通领域各个环节的速度和效率，创造出更多、更高的社会经济价值。1.1移动通信发展移动通信起始于20世纪20年代，是20世纪的重大成就之一。在1895年发明了无线电之后，有关人士将莫尔斯电报用于船舶通信上，曾在1912年的一次海难中起到了通信作用，使得695人获救生还。从此开始了移动通信的发展。自20世纪70年代后期第一代蜂窝网（1G）在美国、日本和欧洲国家为公众开放使用以来，频谱资源的不足和模拟电子技术的局限性制约着蜂窝移动通信的发展。直至1990年，泛欧数字蜂窝网正式向公众开放使用，采用数字时分多址（TDMA）技术，信道带宽200kHz,使用新的900MHz频谱，称为GSM（全球移动通信系统）系统，属于第二代蜂窝网（2G），这是具有现代网络特征的第一个全球数字蜂窝移动通信系统，从而使GSM成为世界上最流行的数字蜂窝网标准，随后，世界各国政府又联合制定了GSM的等效技术标准――DCS1800，它在1．8～2GHz上提供个人通信业务（PCS）。1991年开始使用数字时分多址（TDMA），1993年又有基于码分多址（CDMA）的数字蜂窝移动通信系统，分别称为IS-54和IS-95。20世纪90年代后，第二代数字蜂窝网广泛使用，数字通信技术成为大势所趋，2G除了提供移动手机互通电话外，还容许移动用户的手机或便携电脑实现数据通信。这意味着，2G的基站可能提供这类应用的不对称传输通路，用户至基站方向的上行信息较短，而基站至用户方向的下行线路传送信息可以较长。这样的蜂窝网被称为GPRS（通用分组无线业务），即介于2G～3G之间，俗称二代半（2.5G）。20世纪90年代末至21世纪初，第二代移动通信系统积极参与、准备迎接即将来临的第三代移动通信系统（3G）。3G被称为使IMT－2000（国际移动通信系统），他将采用最新的无线电技术、发挥各种通信技术的优点，能够适应世界各国的数字蜂窝网和个人通信业务（PCS）使用。我国模拟蜂窝移动电话网1986年开始组建，邮电部于1987年引进了美国Motorola公司、瑞典Ericsson公司的900MHzTACS体制系统。1995年以前，我国主要发展900MHzTACS模拟蜂窝移动电话。数字移动电话网的建设，起步于1994年9月。广东率先建成特区及珠江三角洲数字移动电话网，初期容量为5万户，10月份试运行。我国CDMA网络于2002年初正式开网放号,按照中国联通的发展计划，我国将建世界最大、最好的CDMA网络，其中第一期工程网络容量1515万，覆盖全国31个省（自治区、直辖市）的300多个地级市和2000多个县级市。截止2001年3月，世界各地已有160多个CDMA网络，覆盖了美洲、欧洲、大洋洲、亚洲、非洲、等许多国家。全球CDMA移动通信用户达9，000万，较2000年增加58％。从1999年起，美国CDMA用户发展就牢牢地占据了第一的位置；在亚太地区：移动通信直放站系统基础知识三元达通讯4中国香港、日本、韩国、澳大利亚、泰国、印度、菲律宾、新西兰、孟加拉国等许多国家和地区都已建有CDMA商用网络，其中韩国是全球最大的CDMA市场之一，CDMA用户达2700万。1.2我国移动通信发展过程:在第一代移动通信技术主要指蜂窝式(TACS)模拟移动通信，其载波间隔25kHz，技术特征是蜂窝网络结构克服了大区制容量低、活动范围受限的问题。第二代移动通信是蜂窝数字移动通信，使蜂窝系统具有数字传输所能提供的综合业务等种种优点。第二代半移动通信可以说是CDMA了，只有CDMA能实现二代到二代半、二代半到三代的平滑过渡，因此“二代半”具有不同的含义。它能提供7到10倍于模拟技术、6倍于TDMA数字移动通信技术的容量。第三代移动通信的主要特征使除了能提供第二代移动通信系统所拥有的各种优点，克服了其缺点外，还能够提供宽带多媒体业务能提供高质量的视频宽带多媒全综合业务，并能实现全球漫游。核心技术上从第二代到第三代有着重大的变迁。1.3移动通信的特点1.3.1移动通信具有有线无线相结合的通信方式。1.3.2电波传播有严重的衰落现象。1.3.3远近效应。移动通信是在运动过程中进行通信的，大量的移动台之间会出现近处移动台干扰远距离移动台的通信现象。因此要求移动台发射功率具有自动调整功能。1.3.4经常处于强干扰条件下工作。1.3.5阴影区（盲区）。1.3.6多普勒效应。指当波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的波的频率和波源发出的频率不同的现象。两者相互接近时，观察者接收到的频率升高，相互远离时，频率降低。1.4移动通信分类1.4.1按设备的使用环境分为：陆地移动通信、海上移动通信、航空移动通信。1.4.2按服务对象分为：公用移动通信和专用移动通信。公用移动通信是目前我国由中国移动和中国联通经营的移动电话业务。1.4.3按移动通信设备分：1、蜂窝状移动电话系统。2、专用调度电话。3、集群调度移动电话。4、无中心个人无线电话系统。5、公用无绳电话系统。6、移动卫星通信系统。7、移动数据通信。1.4.4通信按工作频段分：根据通信设备的工作频率不同，通信通常可分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信等。为了较全面对通信中所使用的频段有所了解，下面把通信使用的频段及说明列入下表：移动通信直放站系统基础知识三元达通讯5表1-1通信使用的频段及主要用途频率范围（f）波长（λ）符号常用传输媒介用途3Hz~30kHz108~104m甚低频VLF有线线对长波无线电音频、电话、数据终端、长距离导航、时标30Hz~300kHz104~103m低频LF有线线对长波无线电导航、信标、电力线通信300kHz~3MHz103~102m中频MF同轴电缆中波无线电调幅广播、移动陆地通信、业余无线电3~30MHz102~10m高频HF同轴电缆短波无线电移动无线电话、短波广播、定点军用通信、业余无线电30~300MHz10~1m甚高频VHF同轴电缆米波无线电电视、调频广播、空中管制、车辆通信、导航、集群通信、无线寻呼300MHz~3GHz100~10cm特高频UHF波导分米波无线电电视、空间遥测、雷达导航、点对点通信、移动通信3~30GHz10~1cm超高频SHF波导厘米波无线电微波接力、卫星和空间通信、雷达30~300GHz10~1mm极高频EHF波导毫米波无线电雷达、微波接力、射电天文学105~107GHz310-4~310-6cm紫外、可见光红外光纤激光空间传播光通信通信中工作频率和工作波长可互换，公式为：λ=C/f式中，λ为工作波长；f为工作频率；C为电波在自由空间中的传播速度，通常认为C=3×108m/s1.5移动通信无线设备的工作方式1.5.1无线电通信工作方式有以下几种：(1)单向通信方式。这是最简单的一种工作方式，也是最原始的通信方式，即两个移动电台，一个作发射台，一个作接收台。(2)双向通信方式。这种方式通信双方可以相互对话，即固定台（基站）或移动台与移动台之间互作发射台或接收台进行通信。如常见的对讲机。(3)中继通信方式。当两用户相距较远时，或受地形影响，如建筑物、高山等，可以通过中继转发即中继方式，以扩大移动通信的服务范围。移动通信直放站系统基础知识三元达通讯61.5.2按频率不同的无线通信方式有以下几种：(1)单频单工(2)异频单工方式(3)双频双工方式——即在收发信机和天线之间插入一个双工器以实现共用一副天线，可同时完成发射和接收信号。(4)中继转发方式。1.6干扰和噪声概述：外部噪声和干扰是使通信性能变坏的重要因素。接收机能否正常工作，不紧取决于接收机输入信号的大小，而且取决于噪声和干扰的大小。比如说，在接收机灵敏度很高的情况下，当外部噪声和干扰远高于接收机的固有噪声时，接收机的实际灵敏度就会大大降低。外部噪声分自然噪声和人为噪声。自然噪声主要是天电噪声、宇宙噪声和太阳噪声；人为噪声是各种电气设备所产生的噪声。自然噪声一般比接收机固有噪声低得多，故可忽略不计。通常，仅需考虑人为噪声。1.6.1移动通信系统中的主要干扰(1)发射机互调和接收机互调在移动通信系统中，三阶互调是主要考虑的内容。(2)邻道干扰由于移动台有可能与基站靠得很近，这样一来邻近信道的信号就可能很大，这种干扰的产生，主要是发射机带外辐射造成的。(3)同频干扰由于移动通信采用信道地区复用，因此在系统设计时要考虑同频复用的距离，和地理条件等因素。除以上三方面主要干扰外，还有发射机寄生辐射、接收机寄生灵敏度、接收机阻塞等。1.6.2互调干扰的起因互调的产生是由于多个信号加至非线性器件上产生大量的互调产物。这些新的频率成分的产生是由于器件的非线性特性造成的。1.6.3发射机互调为了提高效率，发射机输出级通常是工作于C类的非线性状态。当一台发射机输出级与另一台或多台发射机的输出信号耦合时，通常它本身的非线性作用将产生很多互调产物，互调产物又通过天线辐射出去，因而造成对接收机的干扰，这种由于发射机末级的非线性产生的互调，称为发射机互调。1.6.4接收机互调由于接收机前端射频通带较宽，假如有两个或多个干扰信号进入高放或混频级。则通过他们自身的非线性作用。各干扰信号就会彼此混频。若互调产物落入接收机带内。就会造成接收机的互调干扰。小结移动通信直放站系统基础知识三元达通讯71、什么是移动通信？它在人们生活中的作用？2、移动通信特点？3、移动无线设备的工作方式有哪几种？4、互调产物产生的原因是什么？5、移动通信系统中主要的干扰有哪些方面？6、减小发射机互调干扰的措施是什么？7、减小接收机互调干扰的措施是什么？GSM数字移动通信2.1.GSM泛欧数字蜂窝系统1982年欧洲邮电主管部门会议建立了移动通信特别组（GSM），着手进行泛欧蜂窝状移动通信系统标准工作。1991年在欧洲开通第一个系统，同时将GSM更名为“全球移动通信系统”（GlobalSystemforMobilecommunications）。从此蜂窝移动通信跨入了第二代数字蜂窝移动通信系统。并提出主要参数如下：频段：935~960MHz（基站发）；890~915MHz（移动台发）；频带宽度：25MHz；通信方式：全双工；载波间隔：200KHz；信道分配TDMA每载波8时隙，全速信道8个，半速信道16个；信道总速率：270.83Kbit/s；调制方式:GMSK调制指数0.3；话音RPE---LTP13Kbit/s规则脉冲激励线性预测编码；数据9.6kbit/s；分集接收：跳频217跳/s，交错信道编码，自适应均衡，判决反馈自适应均衡器（16us以上）；每个时隙信道比特率：22.8kbit/s。2.2.网络结构2.2.1.数字蜂窝网络系统由三个部分组成，即交换系统(NSS)、基站系统(BSS)、操作和支持系统(OSS)。2.2.2.交换系统由五部分组成：移动业务交换中心（MSC），本地用户位置寄存器（HLR），外来用户位置寄存器（VLR），鉴别中心（AUC）和设备识别寄存器（EIR）。2.2.3.基站系统（BSS）包含两部分：基站控制器（BSC）和基站收发信机（BTS）。从功能上看，BTS主要负责无线传输，BSC主要负责控制和管理。通常，交换系统中一个MSC监控一