移动通信技术课程设计报告

移动通信技术课程设计报告LTE移动通信网络规划系别专业班级学生姓名指导教师提交日期2017年12月18日山西大学电子信息工程系课程设计报告2目录摘要......................................................................................................................................3第一章绪论.........................................................................................................................4第二章天馈系统调整...........................................................................................................62.1天馈系统概述.........................................................................................................62.2分类........................................................................................................................72.3影响天馈系统性能的原因分析................................................................................8第三章基站调测..................................................................................................................93.1基站的构成及功能..................................................................................................93.2基站选择...............................................................................................................133.3天线选择...............................................................................................................13课程设计总结.....................................................................................................................14参考资料.............................................................................................................................15山西大学电子信息工程系课程设计报告3摘要随着4G移动通信技术日渐商业化，有关4G网络的研究、设计、部署也逐步提上日程。对于运营企业来说，一方面要部署多种无线设备，考虑覆盖等问题；另一方面，后期应用也对无线网络的优化提出了挑战，因为3g网络（特别是TS-SCDMA）尚没有完全成熟情况下，部署4g宽带无线通信系统。在无线网络搭建之前的规划、与之后的优化和管理，是无线网络真正可用的润滑剂。LTE移动通信网络设计对宽带移动通信的研究具有重要意义,其中考虑与多媒体业务相关的网络设计是其中的重点和难点。针对LTE网络的设计要求,运用移动通信基本理论知识,分析网络需求。我将用相关的理论知识对我校校园环境和用户情况加以分析，设计出基站的分布和资源的配置。山西大学电子信息工程系课程设计报告4第一章绪论移动通信是通信双方有一方或两方处于运动中的通信。包括陆、海、空移动通信。采用的频段遍及低频、中频、高频、甚高频和特高频。移动通信系统由移动台、基台、移动交换局组成。若要同某移动台通信，移动交换局通过各基台向全网发出呼叫，被叫台收到后发出应答信号，移动交换局收到应答后分配一个信道给该移动台并从此话路信道中传送一信令使其振铃。移动通信(Mobilecommunication)是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。移动通信由两部分组成：空间系统；地面系统：卫星移动无线电台和天线；关口站、基站。移动通信系统从20世纪80年代诞生以来，到2020年将大体经过5代的发展历程，而且到2010年，将从第3代过渡到第4代(4G)。到4G，除蜂窝电话系统外，宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统(ITS)和同温层平台(HAPS)系统将投入使用。未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性山西大学电子信息工程系课程设计报告5和无缝隙漫游。实现这些要求在技术上将面临更大的挑战。此外，系统性能(如蜂窝规模和传输速率)在很大程度上将取决于频率的高低。考虑到这些技术问题，有的系统将侧重提供高数据速率，有的系统将侧重增强机动性或扩大覆盖范围。从用户角度看，可以使用的接入技术包括：蜂窝移动无线系统，如3G；无绳系统，如DECT；近距离通信系统，如蓝牙和DECT数据系统；无线局域网(WLAN)系统；固定无线接入或无线本地环系统；卫星系统；广播系统，如DAB和DVB-T；ADSL和CableModem。移动通信的特点有:移动性：就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。电波传播条件复杂：因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多卜勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应。噪声和干扰严重：在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。系统和网络结构复杂：它是一个多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。要求频带利用率高、设备性能好。移动通信的种类繁多。按使用要求和工作场合不同可以分为以下几种。集群移动通信：也称大区制移动通信。它的特点是只有一个基站，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为30公里，发射机功率可高达200瓦。用户数约为山西大学电子信息工程系课程设计报告6几十至几百，可以是车载台，也可是以手持台。它们可以与基站通信，也可通过基站与其它移动台及市话用户通信，基站与市站有线网连接。使用模拟识别信号的移动通信，称为模拟移动通信。为了解决容量增加，提高通信质量和增加服务功能，目前大都使用数字识别信号，即数字移动通信。在制式上则有时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种。前者在全世界有欧洲的GSM系统(全球移动通信系统)、北美的双模制式标准IS一54和日本的JDC标准。对于码分多址，则有美国Qualcomnn公司研制的IS-95标准的系统。总的趋势是数字移动通信将取代模拟移动通信。而移动通信将向个人通信发展。进入21世纪则成为全球信息高速公路的重要组成部分。移动通信将有更为辉煌的未来。第二章天馈系统调整2.1天馈系统概述天馈系统是指天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们规定：电场的方向就是天线极化方向。一般使用的天线为单极化的。下图示出了两种基本的单极化的情况：垂直极化和水平极化。山西大学电子信息工程系课程设计报告72.2分类天线对空间不同方向具有不同的辐射或接受能力，这就是天线的方向性。衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接受无最大方向的天线成为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。天馈系统主要包括天线和馈线系统两大类。天线主要包括:吸盘天线：价格适中、安装方便、增益适中，适合于安装在移动车辆上，或吸附在金属物体上。一般增益在2.6dB、5dB等几种。防盗天线：价格适中、安装方便、增益同吸盘天线，安装在金属箱体外时从箱体外无法拆除，故名为防盗天线。低增益全向天线：增益为3.5dB，安装需有固定支架，适合远距离多点传输。高增益全向天线：增益为8.5dB，安装需有固定支架，适合远距离多点传输。定向天线：增益很高，为12dB，安装需有固定支架，适合远距离固定方向传输。2、馈线主要包括山西大学电子信息工程系课程设计报告850―3（阻抗50Ω,截面3）的馈线损耗为0.2dB/m。50―7（阻抗50Ω,截面7）的馈线损耗为0.1dB/m。50―9（阻抗50Ω,截面9）的馈线损耗为0.07dB/m。馈线是连接电台与天线的重要设备。不同粗细、不同质量的馈线对通信距离会产生很大的影响。信号在馈线里传输，除有导体的电阻性损耗外，还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。因此，应合理布局尽量缩短馈线长度。2.3影响天馈系统性能的原因分析天馈系统的性能指标很多，但在日常维护中两个指标容易劣化，一是天馈系统的驻波比增高，二是天下增益下降。根据时间经验，造成这两个重要指标下降的原因主要有以下几个方面。1、天线安装不规范天线的俯仰角和方位角与设计不符。天线俯仰角过大时，天线的主瓣将随着天线俯仰角的加大而发生不同程度的变形，影响基站的无线覆盖效果和质量；天线的俯仰角过小时，会出现越区覆盖，易造成小区相互干扰，影响网络质量。天线的方位角主要影响网络区域覆盖。天线的主瓣覆盖受到阻挡会造成天线覆盖区受影响而容易产生掉话等影响网络覆盖的现象，同时还容易造成小区间的信号干扰，影响通话质量。2、馈线、跳线安装不规范馈线、跳线安装中常见的问题有：一是馈线、跳线的各类街头密封不严，匹配不好，造成驻波比升高；二是馈线的安装工艺达不到要求，如馈线有外力受损、山西大学电子信息工程系课程设计报告9过弯半径太小、固定不牢等。这些问题都会使馈线的驻波比升高。3、天馈系统受潮进水由于天线及馈线长期暴露在外，雨雪等天气可能会造成其接口处受潮，甚至在跳线和天线、馈线和跳线的借口处聚集冷凝水，使整个天馈系统驻波比升高，引起功率损失，使基站覆盖范围缩小。4、天线的外罩积结灰垢较多由于天线外罩长期处于暴露的天气中，外罩结的灰垢较多。天线表面的灰垢在大雾及雨雪天气及结冰时容易受分布电容的影响，天馈系统驻波比变化较大。第三章基站调测3.1基站的构成及功能基站即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及IP化。一个基站的选择，需从性能、配套、兼容性及使用要求等各方面综合考虑，其中特别注意的是基站设备必须与移动交换中心相兼容或配套，这样才能取得较好的通信效果。基站子系统主要包括两类设备：基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)。基站收发台：一个完整的