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移动通信系统介绍网讯教育一．通信技术和通信系统二．移动通信系统三．移动通信系统网络优化四．网络优化射频工程五．测量技术和测试仪器六．射频设备及器件主要内容一、通信技术和通信系统什么是通信？简单地说，通信就是传递信息。Communicate→Communication通信的革命性变化是在以电为信息载体后发生，现代通信一般指电子信息通信。通信历史的五个阶段第一阶段的通信方式是语言和简单符号。第二阶段从发明文字以及邮政通信开始。书信便是搭载文字信息的使者。第三阶段从造纸和印刷术的发明开始。文字是通信历史上使用最广泛的方式。第四阶段从电报、电话和广播的发明开始，从此人类进入了电气通信时代。第五阶段为信息时代，随着科学技术和经济的发展，人类对信息传递、储存和处理的要求愈来愈高，信源种类愈来愈多，不仅有语言和文字信息，还包括文本、数据和图像等信息。在这一阶段，通信和计算机技术已经而且必将更加紧密地结合起来。一、通信技术和通信系统通信技术研究什么？通信技术实际上就是研究信息传输的技术。从总体上看，现代通信技术实际上就是研究通信系统和通信网的技术。通信系统和通信网通信系统是指信息传递所需的全部设施，而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。通信网是连接通信技术和人类应用需求的桥梁，为人类提供通信服务的不是通信技术本身，而是这些利用通信技术建设的通信网。现代通信的状况现代通信网连接着几十亿部固定、移动电话和计算机终端，通信已经成为最为重要的信息技术服务。许多发达国家的通信收入已经超过铁路交通部门，能源、汽车、钢铁、通信与农业已经成为世界五大行业。有研究统计表明，进入21世纪后，以通信为主要应用的信息技术行业已经超过能源和汽车，成为世界上最大的行业。一、通信技术和通信系统怎样看待现代通信要建立大通信的概念，通信是一个整体。特别是通信和计算机技术是密不可分的，两者的结合形成了更广义的电子信息技术，多媒体技术也是两者的结合。未来通信的展望通信已经成为人类生活中必不可少的基本需求，现在的通信网已经难以满足人类对通信的需求。通用个人通信（UPT，UniversalPersonalTelecommunication），即能够在任何时间、以任何方式、与任何地点的任何人、实现任何形式的信息交流（5W，FiveWhether），已经成为人们的期望和通信产业界的追求。通信行业发展的关键最关键的是“人”，任何通信网都是人类自己建设并用来为人类自己提供通信服务的。通信行业的继续发展需要大批具备专业技术知识并愿意投身通信事业的各个层次的专业技术人员，利用各种通信技术设计出通信系统、制造出通信产品、建成通信网络并保障通信网络的运行。一、通信技术和通信系统通信技术电子技术信号处理技术传输技术接入技术微电子技术电路技术DSP技术编解码技术计算机技术调制解调技术电路交换技术分组交换技术无线传输技术光纤传输技术芯片技术软件技术交换技术有线接入技术无线接入技术系统技术网络技术一、通信技术和通信系统通信媒介微波通信卫星通信光纤通信通信业务固定电信网计算机互联网移动电信网广播电视网通信系统工程技术系统设计安装调试运行维护有线通信设备制造专用通信网一、通信技术和通信系统一、通信技术和通信系统TelMSFAX接入网PC接入网TelMSFAXPC传输网交换网交换网传输网交换网ISP最简化的通信系统模型一、通信技术和通信系统无线通信系统以移动通信系统为典型代表的无线通信系统，无论是技术上还是应用上都正在处于蓬勃发展的时期，这一点每一个用户都有直接的体会。无线通信系统是一个开路系统，信息的载体是电磁波，电磁波传输不需要介质，可在自由空间传播，这是无线通信与有线通信的最大区别。电磁波的频率资源非常有限，并且由ITU（国际电信联盟）按照业务和应用进行了严格的频段划分。无线通信初创时期使用的频率较低，频率范围较窄，波段主要限于长波和中波。随着通信技术的不断进步，使用的频率范围逐步扩大。目前无线通信使用的频率从超长波波段到亚毫米波段，包括亚毫米波以下以至光波。移动通信主要使用微波频段，目前使用300~3000MHz的分米波，比如GSM使用900MHz和1800MHz频段。一、通信技术和通信系统频段名称频率范围波段名称波长范围极低频（ELF）3~30Hz极长波108~107m（100~10Mm）超低频（SLF）30~300Hz超长波107~106m（10~1Mm）特低频（ULF）300~3000Hz特长波106~105m（1000~100Km）甚低频（VLF）3~30KHz甚长波105~104m（100~10Km）低频（LF）30~300KHz长波104~103m（10~1Km）中频（MF）300~3000KHz中波103~102m（1000~100m）高频（HF）3~30MHz短波102~10m（100~10m）甚高频（VHF）30~300MHz超短波（米波）10~1m特高频（UHF）300~3000MHz微波分米波1~0.1m超高频（SHF）3~30GHz厘米波10~1cm极高频（EHF）30~300GHz毫米波10~1mm至高频（THF）300~3000GHz亚毫米波1~0.1mm100~10000THz光波3×10-3~3×10-5mm一、通信技术和通信系统无线信道的复杂性无线电波在自由空间传播，其传播环境非常复杂和恶劣，噪声、干扰、损耗、衰落、多普勒效应等因素都会对通信造成影响。如何在复杂的传播环境下有效地利用有限的带宽是无线通信的关键问题之一。特别是在移动通信系统的实际应用中，有大量的应用技术是针对无线通信的这些特性而发展起来的。无线蜂窝技术（频率复用，它能在有限的频谱上提供非常大的容量）；无线多址技术（允许许多移动用户同时共享有限的无线频率资源）；均衡、分集和信道编码技术（改进恶劣的无线电传播环境中的链路性能）；调制解调技术（以尽可能好的质量同时占用最少的带宽来传输信号）；语音编码技术（在保证通话质量的前提下尽量减少每一路电话的带宽）；自动功率控制技术（为减少干扰采取的自动调节移动台发射功率）。二、移动通信系统移动通信的特点MS与BTS之间的接入方式是无线接入。MS与通信系统是动态连接越区漫游不同体制的系统共存。2G：GSM、CDMA-IS953G：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA手机是一个多媒体终端话音网络视频二、移动通信系统贝尔实验室20世纪70年代提出的无线蜂窝的概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破。蜂窝概念是一种系统级的概念，它能在有限的频谱上提供非常大的容量，而不需要做技术上的重大修改。可以说没有蜂窝理论，就不可能有现代移动通信。无线蜂窝技术CABDEFGCABDEFGCABDEFG同频小区二、移动通信系统移动通信系统从第一代发展到第三代，无线多址方式的变化：频分多址（FDMA）→（时分多址）TDMA→（码分多址）CDMA。信道1信道2信道3……………………………信道N频率代码时间频率代码时间信道N时隙信道3信道2信道1信道2……………频率代码时间信道1信道3信道NFDMATDMACDMA无线多址技术二、移动通信系统地面无线信号多径衰落二、移动通信系统MSC/VLRPSTNISDNPSPDN蜂窝小区SMCVMHLCAUCEIROMC其它MSC/VLRBSCBTSBTSMSMSMSMSMSC：移动交换中心BSC：基站控制器BTS：基站收发信台HLR：归属位置寄存器VLR：拜访位置寄存器AUC：鉴权中心EIR：设备识别寄存器SMC：短消息中心VM：语音邮箱OMC：操作维护中心MS：移动台无线信道MAPMAPIPIPIPAAbisUm移动通信系统组网技术二、移动通信系统基站设备基站机房电源系统Abis接口（到BSC）小区1小区2小区3GSM基站的基本组成二、移动通信系统TXFILRXFILTXFILRXFILDUCOMTXFILRXFILRXAMCORXAMCORXAMCOPAPAPATRXATRXDTPUBUS1ALCO分集外部告警控制LIMCLKBBSIGCCTRLBUS2到LMTAbis接口表示有多个单元GSM基站机柜方框图二、移动通信系统LPC-LTP-RPE话音编码器信道编码器信道码交织/加密TDMA帧的形成GMSK中频调制射频发信机VCO频率综合器射频收信机射频双工器GMSK中频解调均衡器信道码去织/解密信道解码器LPC-LTP-RPE话音解码器定时和控制104Kbit/s话音数据456bit/20ms=22.8Kbit/s31.25Kbit/s260bit/20ms=13Kbit/s270.833Kbit/sTDMA帧数据流手机框图三、移动通信系统网络优化三、移动通信系统网络优化网络优化的目的就是在现有的网络条件下，通过不断地对系统进行调整从而改善网络的运行质量，提高网络话务量以取得更好的社会效益和经济效益，也就是说在给定的投资下得到最大的回报。对于网络优化工程师来说，在掌握了移动通信基础和分析方法后，接下来一个重要的知识来源就是经验的积累和交流，为了迅速提高水平，对网络优化中常见故障分析和处理方法进行总结。网络优化主要包括：优化小区的信号覆盖均衡小区的话务量提高接通率、降低掉话率优化越区切换解决干扰问题三、移动通信系统网络优化网络优化是不断进行的过程，它的任务是在持续扩展网络的同时改进服务质量，保持现有用户，并吸引新的用户。为保留已有客户和吸引新的客户，无线通信服务提供商必须保持最高质量的网络服务。除了有良好的初期网络规划外，实地模拟用户在应用状态下的无线下行网络测量和统计报告分析，是解决移动通信运营网络存在问题的有效方法。网络优化过程中，利用DT测试就能模拟用户使用中的实际情形，尽可能多的发现网络中存在的问题，同时也收集更多的数据进行故障分析和网络调整。优化是网络生命期中要进行的重要步骤，路测是优化过程中非常重要的一步，其任务是收集与用户位置有关的测量数据。一旦在所要的RF覆盖范围收集到数据，就把这些数据输出到后处理软件工具。工程师可用后处理和收集工具确定无线覆盖或干扰问题的原因，分析如何解决这些问题。确定了问题、原因和解决方案，就可转入采取实际措施解决问题。测试手机笔记本计算机+测试软件GPS网络优化测试系统频谱分析仪测试天线三、移动通信系统网络优化三、移动通信系统网络优化网络优化测试系统三、移动通信系统网络优化三、移动通信系统网络优化四、网络优化射频工程利用直放站进行信号覆盖的延伸四、网络优化射频工程利用射频分布工程解决建筑物的信号覆盖四、网络优化射频工程室内覆盖示意图四、网络优化射频工程10米定向耦合器1-110米定向耦合器1-2区域3定向耦合器1-35米区域516层5米干线放大器17~20层5米区域4区域621层5米22~25层同16层分布系统同22层分布系统来自微蜂窝基站10米10米26层同26层分布系统27~30层电梯覆盖10米区域1二功分器1-1区域2区域7区域8定向耦合器1二功分器1-2二功分器1-310米10米10米10米10米10米10米二功分器1-4定向耦合器6-110米定向耦合器6-2区域3定向耦合器6-3区域5区域4区域610米10米10米区域1二功分器6-1区域2区域7区域8二功分器6-2二功分器6-310米10米10米10米10米10米10米二功分器6-410米定向耦合器6定向耦合器1110米5米定向耦合器11-110米定向耦合器11-2区域3定向耦合器11-3区域5区域4区域610米10米10米二功分器11-1区域2区域7区域8二功分器11-2二功分器11-310米10米10米10米10米10米10米二功分器11-4区域15米楼层信号的分布四、网络优化射频工程电梯井1#电梯井2#电梯井3#电梯井4#电梯轿厢30层定向耦合器15四功分器30米10米10米10米10米电梯轿厢电梯轿厢电梯轿厢电梯覆盖四、网络优化射频工程地下1层地下2层二功分器16层二功分器50米天线150米天线260米地下楼层的覆盖五、测量技术和测试