GSM基础知识培训学习教案

1、会计学1GSM基础知识培训基础知识培训第1页/共45页主要参数：主要参数： 阻抗、增益、半功率角、极化方式、前后比、工作频段、功率容量、驻波比等。第2页/共45页全向天线全向天线定向天线定向天线第3页/共45页峰值峰值- 3dB点点- 3dB点点15 60 峰值峰值 - 3dB点点 - 3dB点点半功率角：半功率角：3dB 波束宽度波束宽度水平面方向水平面方向图图垂直面方向图垂直面方向图立体方向图立体方向图（2）半功率角第4页/共45页 （3）增益理想点源理想点源半波振子半波振子实际天线实际天线第5页/共45页一个对称振子一个对称振子4个对称振子个对称振子垂直排列垂直排列（“扇形覆盖天线扇形覆

2、盖天线 ”）反射板反射板 （4）天线阵板状高增益天线板状高增益天线第6页/共45页 （4）工程中常用天线第7页/共45页（2）空间分集）空间分集天线天线 1接收的信号接收的信号天线天线2接收的信号接收的信号合成的信号合成的信号 通常基站高度在3060米时，天线的间距在46米之间。D第8页/共45页天线 A天线 B合成的信号ABABV+Hor+/（2）极化分集）极化分集双极化双极化天线天线第9页/共45页V/H (垂直垂直/水平水平)倾斜倾斜 (+/- 45)垂直极垂直极化化水平极化水平极化- 45度倾斜的极化度倾斜的极化+ 45度倾斜的极度倾斜的极化化（电场方向）（电场方向）第10页/共45页

3、 （1）选择合适的半功率角天线，控制覆盖范围和切换区域；第11页/共45页 （2）选择天线增益、架设高度，调整下倾角，控制覆盖半径、减小近区死区；天线垂直方向图中上天线垂直方向图中上3dB3dB半功率点指向小区边界半功率点指向小区边界 ！ 俯仰角：俯仰角：=arctg(H/R)+A=arctg(H/R)+Am m H: H:天线高度天线高度 R:R:小区半径小区半径第12页/共45页 电调下倾天线：下倾角度范围较大（可大于10），调整容易，天线方向图无明显畸变，但价格较贵。第13页/共45页 （3）直放站、微蜂窝、室内覆盖系统解决特殊地域的覆盖。v直放站直放站 射频信号功率增强器，改善或扩大覆

4、盖。第14页/共45页v室内覆盖系统 通过泄漏电缆或分布天线进行覆盖。第15页/共45页1. 噪声2. 邻频道及同频道干扰3. 互调干扰第16页/共45页 无线通信信道的开放性，必然引入大量的噪声和干扰，城市移动环境噪声和干扰更为突出。 噪声将恶化通信质量、缩短通信距离，干扰则既是蜂窝系统性能的主要限制因素，又是提高系统容量的一个重要瓶颈。第17页/共45页噪声噪声内部噪声：热噪声、散弹噪声、电源哼声等内部噪声：热噪声、散弹噪声、电源哼声等外部噪声外部噪声自然噪声：大气噪声、太阳噪声、银河噪声等自然噪声：大气噪声、太阳噪声、银河噪声等人为噪声：郊区人为噪声、市区人为噪声人为噪声：郊区人为噪声、

5、市区人为噪声（主要由电动机、电焊机、电气开关产生的（主要由电动机、电焊机、电气开关产生的火花放电形成的电磁辐射）火花放电形成的电磁辐射）第18页/共45页各种噪声功率与频率的关系各种噪声功率与频率的关系频率升高，噪声下降频率升高，噪声下降第19页/共45页 干扰主要指无线电台间的相互干扰，如邻频干扰、同频干扰、互调干扰等。是指相邻的或邻近的频道之间相互干扰。 f f1 12 2n n第20页/共45页降低邻道干扰的措施：降低邻道干扰的措施：提高中频滤波器的选择性；提高中频滤波器的选择性；提高发信机的频率稳定度和准确度提高发信机的频率稳定度和准确度；限制发射信号带宽；限制发射信号带宽；功率控制；

6、功率控制；改进信道分配策略，增大使用的改进信道分配策略，增大使用的相邻信道间间隔。相邻信道间间隔。 第21页/共45页 相同频率信号间的干扰。 蜂窝系统的关键之一是频率复用频率复用，这样在一片区域内就形成了许多同频小区，也就必然带来同频干扰。 产生的原因：频率分配不合理；同频复用距离设计不合理。第22页/共45页增大同频复用因子Q可减小同频干扰，但复用次数会降低 系统容量降低！第23页/共45页同波道复用距离： 保证接收机输入端有用信号与同波道干扰信号之比（简称载干比C/I）大于某一门限的最小距离。 对于GSM系统，要求：同频干扰保护比同频干扰保护比 C/I9dBC/I9dB邻频干扰保护比邻频

7、干扰保护比 C/I -9dBC/I -9dB 定向天线、合理的基站设置、合理的频率定向天线、合理的基站设置、合理的频率规化可降低同频道干扰。规化可降低同频道干扰。第24页/共45页 当两个或多个不同频率的信号输入到非线性器件上时，由于非线性器件非线性器件的作用，会产生许多谐波和组合频率分量，其中与所需接收信号频率f0相接近的组合频率分量会顺利的通过接收机而形成干扰，这就是互调干扰。 其中对通信影响最大的是三阶互调三阶互调。 2fa-fb2fb-fa2fa +fb 2fb+fa 第25页/共45页增加基站发射机之间的耦合损耗增加基站发射机之间的耦合损耗LcLc 在共用天线系统中各发射机与天线之间

8、加装单在共用天线系统中各发射机与天线之间加装单向隔离器、滤波器向隔离器、滤波器提高发射机末级功放、接收机前级的线性提高发射机末级功放、接收机前级的线性动态范围动态范围发射机与天馈系统的良好调谐发射机与天馈系统的良好调谐增加天线间的空间增加天线间的空间距离距离合理分配频率（采用无三阶互调频率）合理分配频率（采用无三阶互调频率）第26页/共45页第27页/共45页1.电波传播基本原理2.移动通信电波传播方式及传播特性3.地形、地物的分类，传播损耗估算方法第28页/共45页接收机接收机天线天线天线天线传输线传输线发信机发信机传输线传输线l功率输出功率输出l调制类型调制类型l频谱密度频谱密度l传输线损

9、耗传输线损耗l增益、带宽增益、带宽l波束宽度波束宽度l极化极化l路径损耗路径损耗l增益、带宽增益、带宽l波束宽度波束宽度l极化极化l传输线损耗传输线损耗l灵敏度灵敏度l扩频增益扩频增益l编码增益编码增益l动态范围动态范围第29页/共45页 不同频段的无线电波可以以不同的传播方式进行传播： 长波（LW）、中波（MW）： 地波或表面波 短波（SW、HF）：电离层反射 VHF、UHF：视距传播（直射+反射） 微波（SHF、EHF）：直射波视距传播 第30页/共45页 移动通信广泛使用VHF、UHF频段无线电波。 VHF、UHF频段的无线电波在视距范围内直线传播，由于地形地物的影响，接收点的电波往往由

10、直射波和反射波构成，还存在电波的散射及绕射现象。VHFVHF、UHFUHF频段电波实际的传播路径频段电波实际的传播路径很复杂！很复杂！BA直射直射绕射绕射直射直射+反射反射第31页/共45页 (1) 受地形地物影响大； (2) 存在着严重的多径衰落现象； (3) 存在着固定通信中没有的阴影衰落； (4) 存在有相对运动引起的多普勒效应； (5) 存在有时延散布引起信号波形展宽。第32页/共45页tE衰落衰落阴影衰落阴影衰落第33页/共45页 移动台接收的电波除直射波外，还有从各种障碍体移动台接收的电波除直射波外，还有从各种障碍体(包括大地包括大地)反射或散射传播到达接收点电波，其相互迭反射或散

11、射传播到达接收点电波，其相互迭加（合成）造成接收信号包络的快速起伏。加（合成）造成接收信号包络的快速起伏。衰落速率：衰落速率：nd=2v/ (900M、60km/h时达时达100次次/s)衰落深度：可达衰落深度：可达30dB衰落持续时间：可能长达数秒衰落持续时间：可能长达数秒 接收信号包络服从瑞利分布。接收信号包络服从瑞利分布。技术措施：分集接收（技术措施：分集接收（时间、频率、空间、极化分集时间、频率、空间、极化分集） 扩频（扩频（跳频跳频）交织、纠错编码交织、纠错编码第34页/共45页阴影衰落）阴影衰落）地形地物在电波传播路径的阻挡，造成被阻挡区域接收信号场强中值减弱。 场强中值的分布：对

12、数正态分布 衰落时间长、幅度大，但变化缓慢。f f c=900MHz，V=50Km/h f =80Hz 第35页/共45页第36页/共45页 中等起伏地形（准平滑地形准平滑地形）和不规则地形中等起伏地形（传播基准） 在传播路径的地形剖面图上，地面的起伏高度不超地面的起伏高度不超过过20m20m，且起伏缓慢。不规则地形 丘陵、孤立山岳、斜坡和水陆混合地形等第37页/共45页 开阔地、郊区、市区开阔地、郊区、市区（中等市区、密集市区）。开阔地 电波传播路径上无高大树木、建筑物等障碍物，呈开阔状地面，如农田、广场、沙漠等。郊区 在靠近移动台近处有些障碍物但不稠密，例如，有少量的低层房屋或小树林等。市

13、区（传播基准） 有较密集的建筑物和高层楼房。第38页/共45页 多径传播、与地形地物密切相关 传播模型复杂！ 方法：方法： 在不同地形地物、不同工作频率条件下，作大量的电波传播试验，得到大量的实测实测数据，研究统计统计规律，从而得到各种地形地物条件下的传播衰耗和工作频率、距工作频率、距离、天线高度离、天线高度之间的关系，绘出电波传播特性的计算图表或得到计算电波传播衰耗的计算模型计算模型，用来预测移动通信中的传播衰耗。第39页/共45页 A、Okumura模型（图表计算模型） B、Okumura-HATA模型（工程拟合公式） C、 COST-231模型 传播损耗与工作频率、距离、天线高度、地形传

14、播损耗与工作频率、距离、天线高度、地形地物密切相关！地物密切相关！第40页/共45页（1） Okumura模型 传播损耗采用实验图表计算法TmmbbmfsTKfhHdhHdfALL),(),(),(自由空间损耗24d中等起伏地区基本衰耗中值基台天线高度因子移动台天线高度因子地形地物修正因子f：载波频率； hb：基台天线高度；d：传输距离； hm：移动台天线高度。第41页/共45页（2）Okumura-Hata模型 Okumura模型不利于计算机预测。HATA通过曲线拟合，提出了传播损耗的经验公式。其中： d为距离（km），f为工作频率 (1501500MHz)； hb、hm基站、移动台天线有效高度（米）69.55 26.16lg13.82lg()(44.9 6.55lg)(lg )bmbb