GSM直放站原理及工程應(yīng)用基礎(chǔ)-阿爾創(chuàng)

中國移動直放站設(shè)備技術(shù)手冊 目錄 第 I 頁 共 V 頁 GSM 直放站原理及工程應(yīng)用 目 錄 第一章 移動通信直放站概述 .1 1.1 移動通信直放站起源 . 1 1.2 移動通信直放站分類 . 1 1.2.1 按安裝條件分類 .1 1.2.2 按通信制式分類 .1 1.2.3 按信號拾取及處理分類 .1 1.3 移動通信直放站的應(yīng)用 . 2 1.4 移動通信直放站的優(yōu)缺點 . 2 1.4.1 移動通信直放站的優(yōu)點 .2 1.4.2 移動通信直放站的缺點 .2 第二章 與移動通信直放站相關(guān)射頻基礎(chǔ)知識 .3 2.1 dB、 dBc、 dBi、 dBd、 dBm、 dBw、 dBuv 辨析 . 3 2.1.2 dB 和 dBc 辨析 .3 2.1.2 dBi 和 dBd 辨析 .3 2.1.3 dBm、 dBw 和 dBuv 辨析 .3 2.2 無線電波 . 4 2.2.1 無線電波概述 .4 2.2.2 無線電波傳播速度 .5 2.2.3 無線電波的波長、速度與頻率的關(guān)系 .5 2.2.4 無線電波傳播的幾個基本概念 .5 2.2.5 電磁波的繞射傳播 .6 2.2.6 無線電波的傳播方式 .6 2.2.7 無線電波的衰落特性 .6 2.2.8 無線電波的傳播損耗 .7 中國移動直放站設(shè)備技術(shù)手冊 目錄 第 II 頁 共 V 頁 2.2.9 無線電波傳播中的菲涅耳區(qū) .7 2.2.10 無線電頻段及波段命名 .8 2.2.11 頻率、頻點和頻段的區(qū)別 .8 2.3 傳輸線及饋線 . 8 2.3.1 傳輸線概述 .8 2.3.2 傳輸線分類 .9 2.3.3 傳輸線的特性阻抗 .9 2.3. 移動通信工程常用射頻同軸電纜 .9 2.4 噪聲和干擾 . 10 2.4.1 噪聲和干擾概述 . 10 2.4.2 熱噪聲 . 10 2.4.3 噪聲系數(shù) . 10 2.4.4 級聯(lián)噪聲系數(shù) . 11 2.4.5 噪聲系數(shù)的測量方法 . 12 2.4.6 噪聲疊加 . 12 2.4.7 信噪比、信干比和信納比 . 14 2.5 駐波比、反射系數(shù)、回波損耗 . 14 2.6 電磁兼容（ EMC） . 16 2.7 無源器件 . 16 2. . 無源器件概述 . 16 2. . 無源器件中的幾個較常用指標(biāo) . 16 2. . 功分器和耦合器 . 17 2. . dB 電橋和合路器 . 18 2. . 衰減器和負載 . 19 2. . 濾波器 . 19 2. . 環(huán)行器 . 19 2. . POI(多系統(tǒng)合路平臺 ). 20 2. 射頻同軸連接器 . 21 2. 天線 . 22 中國移動直放站設(shè)備技術(shù)手冊 目錄 第 III 頁 共 V 頁 2. . 天線概述 . 22 2. . 天線增益 . 22 2. . 天線方向圖 . 22 2. . 天線極化 . 23 2. . 天線其他指標(biāo) . 24 2.10 三階互調(diào) . 25 2.10. 互調(diào)概述 . 25 2.10. 三階互調(diào) . 26 2.11 分集接收技術(shù) . 28 2.11.1 分集接收技術(shù)概述 . 28 2.11. 分集接收的分類 . 28 2.11. 分集接收合并技術(shù) . 29 2.12 網(wǎng)絡(luò)的 OSI 七層模型 . 30 2.12.1 概述 . 30 2.12.2 OSI 各層的基本功能： . 31 2.13 其他一些無線通信基本知識 . 31 2.13.1 全雙工、半雙工、單工 . 31 2.13.2 覆蓋路損預(yù)算上下行平衡 . 32 2.13.3 多址方式 . 32 2.13.4 信道、載波、時隙 . 33 2.13.5 邏輯信道、物理信道、傳輸信道的區(qū)別 . 33 2.13.6 話務(wù)容量與呼損率 . 34 第三章 與 GSM 直放站工程有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)知識 .35 3.1 GSM 通信系統(tǒng)起源 . 35 3.2 GSM 通 信系統(tǒng)組成 . 35 3.3 GSM 信道特性 . 37 3.3.1 工作頻段 . 37 3.3.2 信道間隔 . 37 3.3.3 GSM 調(diào)制方式和語音編碼 . 37 中國移動直放站設(shè)備技術(shù)手冊 目錄 第 IV 頁 共 V 頁 3.3.4 頻道配置 . 37 3.3.5 干擾保護比 . 38 3.3.6 GSM 信道的作用和配置 . 39 3.4 GSM 時隙和幀結(jié)構(gòu) . 41 3.5 GSM 網(wǎng)絡(luò)分區(qū) . 42 3.5 GSM 編號計劃 . 43 3.5.1 用戶的 ISDN 號碼（ MSISDN） . 43 3.5.2 業(yè)務(wù)接入號（ N1N2N3） . 44 3.5.3 國際移動用戶識別碼（ IMSI） . 44 3.5.4 移動用戶漫游號碼（ MSRN） . 45 3.5.5 切換號碼（ HON） . 45 3.5.6 臨時移動用戶識別碼（ TMSI） . 45 3.5.7 位置區(qū)識別碼（ LAI） . 45 3.6 GSM 頻率規(guī)劃和常用的頻率復(fù)用方式 . 46 3.7 GSM 小區(qū)和信道選擇 . 47 3.7.1 一般情況下的小區(qū)選擇和重選 . 47 3.7.2 雙頻網(wǎng)小區(qū)選擇和重選 . 48 3.7.3 信道分配算法 . 48 3.8 GSM 小區(qū)切換 . 48 3.8.1 小區(qū)切換的分類 . 48 3.8.2 小區(qū)切換算法 . 49 3.9 GSM 空中控制技術(shù) . 50 3.9.1 分集接收 . 50 3.9.2 不連續(xù)發(fā)射 . 50 3.9.3 半速率 . 50 3.9.4 時間提前量（ TA） . 50 3.9.5 時間色散 . 51 3.9.6 功率控制 . 52 3.9.7 GSM 跳頻技術(shù) . 52 中國移動直放站設(shè)備技術(shù)手冊 目錄 第 V 頁 共 V 頁 3.9.8 空 閑信道干擾電平（ IOI） . 53 第四章 GSM 基站 .54 4.1 GSM 基站 . 54 4.2 GSM 基站合成分配單元（ CDU） . 55 4.2.1 CDU 概述 . 55 4.2.2 跳頻與 CDU 的關(guān)系 . 56 4.2.3 CDU-A 介紹（ CDU 中的小精靈） . 57 4.2.4 CDU-C 介紹（應(yīng)用最廣泛的 CDU） . 58 4.2.4 CDU-C介紹 . 59 4.2.5 CDU-D 介紹 （最節(jié)省天線的 CDU） . 60 4.2.6 CDU-F 介紹（可以看作是兩個 CDU-D） . 61 4.2.7 CDU-G 介紹（三個 CDU-A 的組合） . 62 4.2.8 CDU 總結(jié) . 63 第五章 GSM 直放站原理及工程應(yīng)用 . 110 5.1 GSM 直放站原理 .錯誤 !未定義書簽。 5.1.1 GSM 寬帶（選帶、選頻）直放站原理 .錯誤 !未定義書簽。 5.1.2 GSM 干放 .118 5.1.3 GSM 光纖直放站 .錯誤 !未定義書簽。 5.1.4 GSM 移頻直放站 .錯誤 !未定義書簽。 5.2 GSM 室內(nèi)覆蓋工程 .錯誤 !未定義書簽。 5.3 室外直放站工程設(shè)計與調(diào)測 . 122 5.4 直放站工 程維護 . 164 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 1 頁 共 CLXII 頁 第 一 章 移動通信 直放站 概述 1.1 移動通信直放站起源 無線直放站最初是用于 調(diào)頻 廣播通信 及消防無線設(shè)備信號接收轉(zhuǎn)發(fā) ， 進入 90 年代以來，隨著移動通信的蓬勃發(fā)展，由于用戶對移動通信服務(wù)質(zhì)量及運營商之間的競爭也越來越激烈，但移動信號覆蓋不可避免會出現(xiàn) 大量大大小小的 盲區(qū) ，如果全部用基站進行覆蓋不僅沒有必要而且耗費巨大，因此移 動通信直放站應(yīng)運而生，國內(nèi)第一臺 GSM 移動通信直放站是由 福建省郵電科學(xué)研究所 （現(xiàn)為 福建電信科學(xué)技術(shù)研究院 ） 于 1991 年研制成功 。現(xiàn)在直放站及室內(nèi)分布覆蓋已經(jīng)發(fā)展 為移動通信產(chǎn)業(yè)的一環(huán)，為移動通信發(fā)展做出了自己的貢 獻。 1.2 移動通信直放站 分類 移動通信直放站經(jīng)過十幾年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為一個種類多、型號全的產(chǎn)業(yè)， 可按照 以下幾種方式進行分類。 1.2.1 按 安裝條件 分類 室內(nèi)直放站 室外直放站 他們的主要區(qū)別是 室在直放站 防水方面較好，且規(guī)范要求上行噪聲系數(shù)小于室內(nèi)直放站，這是由于室外直放站施主天線視野一般較開闊，噪聲系數(shù)較小可以有效降低對網(wǎng)絡(luò)的影響。 1.2.2 按通信制式分類 GSM 移動通信直放站 IS-95 CDMA/CDMA2000 移動通信直放站 PHS 移動通信直放站 WCDMA 移動通信直放站 TD-SCDMA 移動通信直放站 等目前存在的各種移動通信制式直放站。 1.2.3 按信號拾取及 處理分類 無線寬帶（選帶）直放站 無線選頻直放站 光纖 直放站 移頻直放站 干放 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 2 頁 共 CLXII 頁 塔放 &基站放大器 目前較新型的載波池產(chǎn)品應(yīng)該算光纖直放站的一個新的應(yīng)用，還沒有到自成門類的地步。 1.3 移動通信直放站的應(yīng)用 目前移動通信直放站的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，基本上可以分為以下幾種應(yīng)用情形： 幫助 覆蓋移動基站信號盲區(qū)、弱區(qū) ， 由于無線信號傳播受到建筑物、高山、樹林等的阻擋，必然會產(chǎn)生很多信號盲區(qū)和信號弱區(qū)，這些地方的 面積不大 且 話務(wù)量不高，如果都采用基站進行覆蓋，一是投資巨大，投入產(chǎn)出不成比例；二是造成無線資源緊張 ，規(guī)劃及優(yōu)化難度加大。而采用直放站就不存在這些問題。 幫助基站擴大覆蓋范圍 采用塔放、基站放大器就能明顯擴大基站的覆蓋范圍，在室內(nèi)分布系統(tǒng)中 基站 后串聯(lián)干放也能彌補 基站功率不夠 的 問題 ，此外用光纖直放站也可以極大的增加將基站的覆蓋范圍 。 幫助 無明顯 主導(dǎo)頻區(qū)域 確定主導(dǎo)頻，避免頻繁切換 在基站密集地區(qū)，某些區(qū)域信號繁雜，雖然信號都較強，但沒有明顯強信號，導(dǎo)致用戶在該區(qū)域通話時 切換過多，影響通話質(zhì)量，這時安裝一個直放站取該區(qū)域中原有的一個較強的信號，經(jīng)過放大后使該信號強度明 顯高于其他導(dǎo)頻信號，就可以消除用戶在在該區(qū)域通話過程中的頻繁切換。 對基站載波資源進行調(diào)配，疏忙補閑 采用無線直放站、光纖直放站、載波池等直放站設(shè)備可以將較閑小區(qū)信號 引入到較忙小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)，幫助較忙小區(qū)分擔(dān)話務(wù)，可以改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，緩解無線資源緊張局面，減少投資。 1.4 移動通信直放站的優(yōu)缺點 1.4.1 移動通信直放站的優(yōu)點 投資少 工程設(shè)計及工程施工簡單靈活 安裝條件簡單 覆蓋更為靈活 1.4.2 移動通信直放站的缺點 會給網(wǎng)絡(luò)帶來干擾 不能增加容量 受隔離度的影響，有 些站點 同頻直放站無法安裝 容易退服 自我測試及控制功能較差 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 3 頁 共 CLXII 頁 第 二 章 與移動通信直放站相關(guān) 射頻 基礎(chǔ) 知識 2.1 dB、 dBc、 dBi、 dBd、 dBm、 dBw、 dBuv 辨析 2.1.2 dB 和 dBc 辨析 dB 是一個表征相對值的值， 直放站中的增益和衰減就是用 dB 表示。 當(dāng)考慮甲的功率相比于 乙功率大或小多少個 dB 時，按下面計算公式： 10lg（甲功率 /乙功率） X dB 舉例： 例 甲功率比乙功率大一倍，那么 10lg（甲功率 /乙功率） =10lg2=3dB。也就是說，甲 的功率比乙的功率大 3 dB。 例 7/8 英寸 GSM900 饋線的 100 米傳輸損耗約為 3.9dB。 例 如果甲的功率為 46dBm，乙的功率為 40dBm，則可以說，甲比乙大 6 dB。 例 如果甲天線 增益 為 12dBd，乙天線 增益 為 14dBd，可以說甲比乙 天線增益 小 2 dB。 dBc 也是一個表 示功率相對值的單位，與 dB的計算方法完全一樣。一般來說， dBc 是相對于載波（ Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對量值。 在采用 dBc 的地方，原則上也可以使用 dB 替代。 2.1.2 dBi 和 dBd 辨析 dBi 和 dBd 是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個相對值，但參考基準(zhǔn)不一樣。 dBi 的參考基準(zhǔn)為全方向性天線， dBd 的參考基準(zhǔn)為偶極子，所以兩者略有不同。一般認為，表示同一個增益，用 dBi 表示出來 比用 dBd 表示出來要大 2.15，即0dBd=2.15dBi。 例 對于一面增益為 16dBd 的天線，其增益折算成單位為 dBi 時，則為 18.15dBi（一 般忽略小數(shù)位，為 18dBi）。 2.1.3 dBm、 dBw 和 dBuv 辨析 dBm、 dBw 和 dBuv 都是一個考征功率和電平絕對值的值，計算公式為： dBm=10lgP（功率值 /1mw） dBw=10lgP（功率值 /1w） dBuv=10lgP（電平值 /1uV） 換算： dBm=10lgP功率值 /1w 10-3） =dBw +30 當(dāng)以接收機端電壓 表示，阻抗為 50： W=V2/4R 10 lg （ 10-3） dBm = 10lg（ uV2 10-12/4R） 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 4 頁 共 CLXII 頁 dBm -30 = dBuv-120- 10lg(4 50) dBm = dBuv-120- 23 30 dBm = dBuv-113 當(dāng) 端 電壓包括匹配天線，阻抗為 50： W=V2/R 10 lg （ 10-3） dBm = 10lg（ uV2 10-12/R） dBm -30 = dBuv-120- 10lg(50) dBm = dBuv-120- 17 30 dBm = dBuv-107 舉例： 例 如果發(fā)射功率 P 為 1mw，折算為 dBm 后為 0dBm。 例 對于 40W 的功率，按 dBm 單位進行折算后的值應(yīng)為： 10lg（ 40W/1mw)=10lg（ 40000） =10lg4+10lg10000=46dBm。 對于 40W 的功率，按 dBw 單位進行折算后的值應(yīng)為： 10lg（ 40W/1w)=10lg（ 40） =10lg4+10lg10=16dBw。 2.2 無線電波 2.2.1 無線電波概述 整個電磁頻譜，包含從電波到宇宙射線的各種波、光、和射線的集合。不同頻率段落分別命名為無線電 波 (3KHz3000GHz)、紅外線、可見光、紫外線、 X 射線、丫射線和宇宙射線。 無線電波是 電磁輻射的一種形式， 也是一種 能量傳輸形式， 可以在傳輸線路中傳播，也可以在空氣及真空中傳播。 在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時這兩者又都垂直于傳播方向。 無線電波傳播示意圖如下： 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 5 頁 共 CLXII 頁 無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱 為無線電波的 極化 。無線電波的電場方向稱為電波的極化方向。如果電波的電 場方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極化波。如果電波的電場方向與地面平 行，則稱它為 水平極化波。 2.2.2 無線電波傳播速度 無線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用 公里秒 表示。在媒質(zhì)中的傳播速度為： /，式中為傳播媒質(zhì)的相對介電常數(shù)。空氣的相對介電常數(shù)與真空的相對介電常數(shù)很接近，略大于。因此，無線電波在空氣中的傳播速度略小于光速，通常我們就認為它等于光速。 2.2.3 無線電波的波長、速度與頻率的關(guān)系 該關(guān)系可用式 / 表示， 其中： 為速度，單位為 m/s； 為頻率，單位為 Hz； 為 波長，單位為 m。 如對于 900MHz 其波長 / 300000000（米） /900000000（ Hz） 0.33 米 33 厘米 由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無線電波在不 同的媒質(zhì)中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。 2.2.4 無線電波傳播的幾個基本概念 多徑效應(yīng) 移動通信中無線電波在傳播過程中會遇到各種各樣的建筑物、樹木、植被以及起伏的地形，會引起電波的反射、散射和繞射等 ，導(dǎo)致到達同一個接收機的信號是由不同路經(jīng)傳播過來的，這就是多徑效應(yīng) ，對接收機而言，同一個信號經(jīng)過不同的路經(jīng)到達，必 定會有先后順序， 不同路經(jīng)到達的信號對于路經(jīng)最短的信號的時延的差值稱為 多徑時延 ，對于有些數(shù)字通信系統(tǒng)（如 GSM系統(tǒng)）而言，多徑時延會帶來 多徑干擾 ， 但對于有些通信系統(tǒng)（如 IS-95CDMA系統(tǒng)） 多徑時延可以帶來更好的接收效果 （時間分集和 RAKE 接收技術(shù)） 。 陰影效應(yīng) 有大型建筑物和其他物體的阻擋而在傳播接收區(qū)域上形成半盲區(qū)的現(xiàn)象。電波在傳播途徑上遇到障礙物時，總是力圖繞過障礙物，再向前傳播。這種現(xiàn)象叫做電波的 繞射 。超短波的繞射能力較弱，在高大建筑物后面會形成所謂的“陰影區(qū)”。信號質(zhì)量受到影響的程度不僅 和接 收天線距建筑物的距離及建筑物的高度有關(guān)，還和頻率有關(guān)。例如一個建筑物的高度為米，在距建筑物米處接收的信號質(zhì)量幾乎不受影響，但在距建筑物米處，接收信號場強將比無高摟時明顯減弱。這時，如果接收的是兆赫的電視信號，接收信號場強比無高摟時減弱分貝，當(dāng)接收兆赫的電視信號時，接收信號場強將比無高摟時減弱分貝。如果建筑物的高度增加到米時，則在距建筑物米以內(nèi)，接收信號的場強都將受到影響，因而有不同程度的減弱。也就是說，頻率越高，建筑物越高、越近，影響越大。相反，頻率越 低，建筑物越矮、越遠，影響越小。因此，架設(shè)天線 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 6 頁 共 CLXII 頁 選擇基站場地時，必須按上述原則來考慮對繞射傳播可能產(chǎn)生的各種不利因素，并努力加以避免。 遠近效應(yīng) 由于接收用戶的隨機移動性，移動用戶與基站見的距離也是隨即的變化。若各移動用戶發(fā)射功率一樣，那么到達基站的信號強弱會有不同，離基站近信號強，離基站遠信號弱。通信系統(tǒng)的非線性則進一步加重了這種情況，出現(xiàn)強者更強、弱者更弱和以強壓弱的現(xiàn)象，通常稱這類現(xiàn)象為遠近效應(yīng)。 多普勒效應(yīng) 由于接收的移動用戶高速運動而引起傳播 頻率 的擴散而引起的，其擴散程度與用戶運的速度成正比 。 2.2.5 電磁波的繞射傳播 電波在傳播途徑上遇到障礙物時，總是力圖繞過障礙物，再向前傳播。這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。超短波的繞射能力較弱，在高大建筑物后面會形成所謂的“陰影區(qū)”。信號質(zhì)量受到影響的程度不僅和接收天線距建筑物的距離及建筑物的高度有關(guān)，還和頻率有關(guān)。例如一個建筑物的高度為米，在距建筑物米處接收的信號質(zhì)量幾乎不受影響，但在距建筑物米處，接收信號場強將比無高摟時明顯減弱。這時，如果接收的是兆赫的電視信號，接收信號場強比無高摟時減弱分貝，當(dāng)接收兆赫的電視信號 時，接收信號場強將比無高摟時減弱分貝。如果建筑物的高度增加到米時，則在距建筑物米以內(nèi)，接收信號的場強都將受到影響，因而有不同程度的減弱。也就是說，頻率越高，建筑物越高、越近，影響越大。相反，頻率越低，建筑物越矮、越遠，影響越小。 因此，架設(shè)天線選擇基站場地時，必須按上述原則來考慮對繞射傳播可能產(chǎn)生的各種不利因素，并努力加以避免。 2.2.6 無線電波的傳播方式 直射 直射是無線電波在自由空間傳播的方式。 反射 當(dāng)電磁波遇到比波長大得多的物體時，就會發(fā)生反射。反射常發(fā)生在地球表面、建筑物和墻壁表面。 繞射（衍射） 波在傳播時，若被一個大小接近于或小于波長的物體阻擋，就繞過這個物體，繼續(xù)進行。 散射 散射就是由于介質(zhì)中存在的微小粒子（異質(zhì)體）或者分子對電磁波的作用，使電磁波偏離原來的傳播方向而向四周傳播的現(xiàn)象。 2.2.7 無線電波的衰落特性 衰落一般分為快衰落與慢衰落兩種 慢衰落 慢衰落是由接收點周圍地形地物對信號反射，使得信號電平在幾十米范圍內(nèi)有大幅度的變化，若 MS 在沒有任何障礙物的環(huán)境下移動，則某點信號電平與該點和發(fā)射機的距離有關(guān)。 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 7 頁 共 CLXII 頁 快衰落 快衰落是疊加在慢衰落的信號上 的，這個信號衰落的速度很快，每秒鐘可達到幾十次，除 與地形地物有關(guān)， 與 MS 的速度和信號的 快衰落波長有關(guān) 外 ， 還與 繞射、散射和反射所產(chǎn)生的多個電波的疊加 也有關(guān)， 并且幅度可達幾十個 dB，信號的變化呈瑞利分布，也叫 瑞利衰落 。 2.2.8 無線電波的傳播損耗 對于移動通信的電波傳播 ,其 傳播損耗 由下 式 已知 ： - 自由空間的傳播衰耗 ： Lbs 32.45+20lgD(km)+20lgf(MHz) 或 Lbs 32.45+20lgD(m)+20lgf(GHz) 使用該公式有一個先決條件，即 D 要遠遠大于波長，例如對于 1000MHz，波長為 30CM 當(dāng) D 為 1 米時其空間損耗實際為 30dB，但如果代入上式計算則為 32.45，與實際不符。 從以上公式可以看出，自由空間的傳播損耗只與工作頻率與傳播距離有關(guān)。 - 室內(nèi)專有無線電傳播損耗模型 PL=PL(d0)+10Nsflog(d/d0)+FAF 這也是專家經(jīng)過大量的試驗得出的經(jīng)驗公式，其中 PL（ d0） 為距天線 1 米處的路徑衰減：典型值為 ： 30dB(1GHZ)， 33dB(2GHz)。 Nsf 指的是同層衰減指數(shù)，介于 1.8 3.25 之間。 FAF 是衰減因子，根據(jù)實際阻擋情況選用。 - 室外宏蜂窩覆蓋 路徑傳播衰耗 模型 對于 大區(qū)制 電波傳播，已建立了許多場強預(yù)測模型，例如：平面大地模型、 Bullington模型（ BM）、 Egli 模型、 Okumura 模型、 CCIR 模型、 CAM 模型、 AP（ Allsebrooke Parsons）模型、 Malaga 模型、 LR 模型等，其中 Okumura 模型提供的數(shù)據(jù)較齊全，應(yīng)用較廣泛，適用于機 UHF（特高頻）和 VHF（甚高頻）頻段，是較通用的預(yù)測模型。 一般可以利用 Okumura（奧村） 模型可計算路徑損耗 。 Okumra（奧村）模型 經(jīng)驗公式如下： Lm=69.55+26.16lgf-13.82log(hb)-a(hm)+449.9-6.51log(hb)log(d) 其中 ： a(hm)為修正因子， 中小城市： a(hm)=2.53hm-3.8； 大城市： a(hm)=3.2lg(11.75km)12-4.97 hm 為移動用戶天線高度，取 hm=1.5m, 則 a(hm)=0，通過路徑損耗 Lm 可以測出覆蓋距離。 2.2.9 無線電波 傳播中的菲涅耳區(qū) 無線傳播中的菲涅爾區(qū)是指 以收發(fā)點為焦點的一系列橢球面所包圍的空間， 其中 每一個 橢球面上任一點到收發(fā)點距離之和與收發(fā)最短路徑之差是半波長的整數(shù)倍，倍數(shù)n 即費涅耳區(qū)的序號。垂直于收發(fā)點連線的切面園的半徑，叫做 菲 涅耳半徑。 因此該 橢球區(qū)域厚度會因信號通路長度和信號頻率的不同而有變化。 無線傳 播主要通過菲涅爾區(qū)進行的。因此在實際傳播損耗中收發(fā)點雖然可視，但會因為傳播路線上菲涅爾區(qū)有物體阻擋而帶來較大的傳播損耗（如下圖所示）。而其中又以第一菲涅爾區(qū)和 最小菲涅爾區(qū) （ 1/3 菲涅爾區(qū)）最為重要，如果不考慮大氣等的影響，在視距范圍內(nèi)，只要這一帶菲涅爾區(qū)內(nèi)沒有阻擋物就可以認為是自由空間傳播。 如下圖所示： 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 8 頁 共 CLXII 頁 2.2.10 無線電 頻段及波段命名 無線電頻段及波段命名見下表： 段號 頻帶名稱 頻率范圍 波段名稱 波長范圍 1 極低頻 3-30Hz 極長波 100kkm-10kkm 2 超低頻 30-300Hz 超長波 10kkm-1kkm 3 特低頻 300-3000Hz 特長波 1000km-100km 4 甚低頻（ VLF） 3-30KHz 甚長波 100k-10km 5 低頻（ LF） 30-300KHz 長波 10k-1km 6 中頻（ MF） 300-3000KHz 中波 1000-100m 7 高頻（ HF） 3-30MHz 短波 100-10m 8 甚高頻（ VHF） 30-300MHz 米波 10-1m 9 特高頻（ UHF） 300-3000MHz 分米波 微波 100-10cm 10 超高頻（ SHF） 3-30GHz 厘米波 10-1cm 11 極高頻（ EHF） 30-300GHz 毫米 波 10-1mm 12 至高頻 300-3000GHz 絲米波 1-0.1mm 2.2.11 頻率、頻點和頻段的區(qū)別 電磁波 振蕩周期的倒數(shù)，每秒鐘振動 (變化 )的次數(shù)稱頻率。 在無線通信中指最小一段作為物理信道進行信息傳輸?shù)念l率稱為頻點，這段頻率的編號則稱為頻點號或載波號或信道號。如 GSM 系統(tǒng)中， 1 號頻點其中心頻率為 890.2MHz，頻率范圍為 890.1MHz 890. MHz，頻點帶寬為 200KHz。 在無線通信中某種制式通信系統(tǒng)占用的連續(xù)頻率稱為頻段，一 般包含多個頻點。對于GSM 網(wǎng)絡(luò)，在中國使用的頻段為上行 885MHz915MHz，下行頻段為 930MHz960MHz。 2.3 傳輸線及饋線 2.3.1 傳輸線概述 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 9 頁 共 CLXII 頁 連接天線和發(fā)射（或接收）機輸出（或輸入）端的導(dǎo)線稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務(wù)是有效地傳輸信號能量。因此它應(yīng)能將天線接收的信號以最小的損耗傳送到接收機輸入端，或?qū)l(fā)射機發(fā)出的信號以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，同時它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號。這樣，就要求傳輸線必須屏蔽或平衡。 當(dāng)傳輸線的幾何長度等于或大于所傳送信號的波長時就叫 做長傳輸線，簡稱長線。 2.3.2 傳輸線分類 超短波段的傳輸線一般有兩種：平行線傳輸線和同軸電纜傳輸線 ， 微波傳輸線有 同軸電纜傳輸線 、波導(dǎo)和微帶等 。平行線傳輸線通常由兩根平行的導(dǎo)線組成。它是對稱式或平衡式的傳輸線。這種饋線損耗大，不能用于 UHF 頻段。同軸電纜傳輸線的兩根導(dǎo)線為芯線和屏蔽銅網(wǎng)，因銅網(wǎng)接地，兩根導(dǎo)體對地不對稱，因此叫做不對稱式或不平衡式傳輸線。同軸電纜工作頻率范圍寬，損耗小，對靜電耦合有一定的屏蔽作用，但對磁場的干擾卻無能為力。使用時切忌與有強電流的線路并行走向，也不能靠近低頻信號線路。 2.3.3 傳輸線的特性阻抗 無限長傳輸線上各點電壓與電流的比值等于特性阻抗，用符號。表示。同軸電纜的特性阻抗 ： 。 138/ log(D/d) 。通常。 =50 /或 75 式中， D 為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑； d 為其芯線外徑； 為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對介電 常數(shù)。由上式不難看出，饋線特性阻抗與導(dǎo)體直徑、導(dǎo)體間距和導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)，與饋線長短、工作頻率以及饋線終端所接負載阻抗大小無關(guān)。 2.3. 移動通信工程常用射頻同軸電纜 在移動通信設(shè)備及工程中最為常用的電纜為射頻同軸電纜， 可以分為 以下幾類： 柔性電纜 也稱為軟電纜，較常用的射頻電纜，易于布線，使用方便。 半柔性電纜 半剛性電 纜 彎曲性能差，但彎曲后易于定型。 剛性電纜 也稱為硬電纜，布線困難，通信工程中很少用。 波紋銅管電纜 這種電纜就為現(xiàn)在室內(nèi)覆蓋工程中最常用的電纜，電纜的外包皮為波紋狀銅管，尺寸較 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 10 頁 共 CLXII 頁 大，損耗小，容量大，電性能優(yōu)越。 泄漏電纜 普通電纜 在信號傳輸過程中希望橫向屏蔽效果最好，以最小損耗將信號從一端傳送到另一端，但泄漏電纜卻是希望信號在傳送過程中能進行橫向輻射，以達到覆蓋的目的。 泄漏 電纜分耦合型泄漏電纜和輻射型泄漏電纜，其中耦合型泄漏電纜適用于寬頻譜、多系統(tǒng)信號傳送，但信號泄漏速度較快。輻射型泄漏電纜適用于小范圍頻段、專網(wǎng)信號傳送，信號泄漏速度較慢。 2.4 噪聲 和干擾 2.4.1 噪聲 和干擾 概述 噪聲 和干擾 是影響通信系統(tǒng)性能的重要因素之一。 噪聲 按其產(chǎn)生來源分類為：自然噪聲（天電噪聲、宇宙噪聲） ；人為噪聲 （汽車 點火、微波爐、電動工具、發(fā)電機、高壓輸配電線 ） ；內(nèi)部噪聲 （熱噪聲） 。 干擾主要是來自 其他 無線電臺干擾。 干擾 對通信系統(tǒng)的干擾可分為以下幾種：同頻干擾、鄰頻干擾、收發(fā)信機互 調(diào)干擾、阻塞干擾、收發(fā)信機寄生輻射干擾、組合頻率和副波道干擾。 2.4.2 熱噪聲 熱噪聲只是眾多噪聲中的一種，但在一個 有大量直放站的通信網(wǎng)絡(luò)中 ， 熱噪聲 是通信系統(tǒng)噪聲的一個主要來源。 熱噪聲 產(chǎn)生是由于 自由電子在電阻一類導(dǎo)體 中由于熱能引起 的布朗運動會產(chǎn)生一個交流電流成分。 電磁波產(chǎn)生的熱噪聲可以由下式計算得到： Nrs=K*T*B 其中 K：波耳茲曼常數(shù) K=1.38*10-23J/K T：內(nèi)阻的絕對溫度，如 17就為 290K（開爾文） K*T： 熱噪聲密度 B：系統(tǒng)信道帶寬 在室溫下， 1Hz 頻帶寬度內(nèi)產(chǎn)生的熱噪聲 功率為： PNT0B0 =(1.38X10-23 J/k*294k） (1Hz)=4.057*10-21W =4.057x10-18mW = -174dBm 對于 GSM 系統(tǒng)其 B 為 200KHz，則其 Nrs=K*T*B 1.38*10-23*290*200*103 = 8.1*10-16w = -151dBw = -121dBm 2.4.3 噪聲系數(shù) 放大器噪聲系數(shù)是指放大器輸入端信號的信噪比 Sin/Nin 與輸出端信號的信噪比Sout/Nout 之比值。即 ： 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 11 頁 共 CLXII 頁 f=（ Sin/Nin） /（ Sout/Nout） 其中： Sin ：輸入信號功率 Nin：輸入噪聲功率 Sout：輸出信號功率 Nout：輸出噪聲功率 用 dB 表示時為： N f=10Log（ f）。 它表示信號通過放大器后信號信噪比變壞的程度。如果放大器是理想無噪聲網(wǎng)絡(luò)，則 f =1 或 N f =0dB，信號與噪聲得到同樣的放大。若放大器本身有噪聲，則輸出噪聲功率等于放大后的輸入噪聲功率和放大器本身的噪聲功率之和。即經(jīng)放大器后的輸出噪聲為： Nout=Nin*G+NF=Nin*G+Np= Nin*NF*G 其中 g 為放大器放大倍數(shù)， NP 為放大器本身產(chǎn)生的噪聲功率。 放大器產(chǎn)生的噪聲為： Np=Nin*NF*g-NIN*g=（ NF-1） *Nin*g 2.4.4 級聯(lián) 噪聲系數(shù) 多級放大器連接示意圖如下： Qin Pin1 Pout1 Pin2 Pout2 A1 A2 Nin1 Nout1 Nin2 Nout2 多級放大器的噪聲系數(shù) ： 我們先考慮二級放大器的噪聲 :由于第二級放大器的輸入噪聲電平即為第一級放大器的輸出噪聲： 即（ Nin） 2=（ Nout） 1=（ Nin） 1*（ NF） 1*G1 根據(jù)上面的結(jié)論我們可知，第二級放大器的噪聲功率由放大后的第一級放大器的輸出噪聲功率加上第二級放大器本身產(chǎn)生的噪聲功率 NP2。 NP2=（ NF2-1） *Nin*G2 這樣，第二級放大器輸出噪聲功率為： 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 12 頁 共 CLXII 頁 （ Nout） 2=（ Nout） 1*G+NP2=Nin*NF1*G1*G2+（ NF2-1） *Nin*G2 按照噪聲系數(shù)的定義，二級放大器噪聲系數(shù)為 （ NF） 1 2=（ Nout） 2/（ Nin） *(G12) = Nin *NF1* G1*G2+（ NF2-1） *Nin*G2/( Nin*G1*G2） = NF1+（ NF2-1） / G1 采用同樣方法 ,可以得 n 級級聯(lián)放大器的噪聲系數(shù) （ NF） 1、 2.n= NF1+（ NF2-1） / G1+（ NF3-1） / (G1*G2） +. （ NFn-1） /(G1*G2*.Gn） 由此可見 ,多級放大器的噪聲系數(shù)取決于一、二級。當(dāng)出現(xiàn)多級放大器時，最關(guān)鍵的第一級不僅要求它噪聲系數(shù)低，而且要求它增益盡可能大，但在室內(nèi)分布系統(tǒng)中，由于每級之間還接入其他用戶，因此，應(yīng)與純放大器的多級串聯(lián)有不同的考慮，即應(yīng)將所有用戶狀態(tài)綜合起來考慮。 注意：上面所有公式中的參數(shù)都是絕對值，不是 dB 值。 2.4.5 噪聲系數(shù) 的測量方法 方法 1： 使用噪聲系數(shù)測試儀 使用噪聲系數(shù)測試儀是測量噪聲系數(shù)的最直接方法。在大多數(shù)情況下也 是最準(zhǔn)確地。工程師可在特定的頻率范圍內(nèi)測量噪聲系數(shù)，分析儀能夠同時顯示增益和噪聲系數(shù)幫助測量。分析儀具有頻率限制。例如， Agilent N8973A 可工作頻率為 10MHz 至 3GHz。當(dāng)測量很高的噪聲系數(shù)時，例如噪聲系數(shù)超過 10dB，測量結(jié)果非常不準(zhǔn)確。這種方法需要非常昂貴的設(shè)備。 方法 2： 使用 一般頻譜儀 測試 根據(jù)計算的設(shè)備的熱噪聲 Nrs，測量出設(shè)備的增益 G，再測量出設(shè)備的噪聲 No，則噪聲系數(shù)可以由下式得出： NF=No G Nrs。不過這種方法可以用來大略判斷設(shè)備的噪聲系數(shù)，并不是非常準(zhǔn) 確。 在用這種方法測試中，要注意頻譜儀的 RBW（測試帶寬），如將 RBW設(shè)置為 100KHz，設(shè)備的上行增益 G 測得為 90dB，上行噪聲 No 為 -29dBm，則上行噪聲系數(shù) NF=No G Nrs -29-90-（ -124） 5dB。 2.4.6 噪聲 疊加 下面我們舉直放站上行噪聲疊加到基站的例子來說明噪聲疊加。 設(shè)直放站的上行增益為 Gbp 上 ， Gbp 上 直放站 BP 基站BTS LBTS-bp 綜合傳輸損耗 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 13 頁 共 CLXII 頁 直放站 到達基站的噪聲電平為： (Npbts) = Npbp+Gbp 上 Lbts-bp 基站總的噪聲電平為： (Npbts)total = 10lg 10Npbts /10+10 (Npbts)/10 直放站 噪聲使 基站的噪聲電平 升高 為： ROT = (Npbts)total Npbts = 10 lg10(Npbts / 10) +10 (Npbts)/10 Npbts = 10lg 10Npbts / 10 +10 (Npbts)/10 10lg 10Npbts / 10 =10lg 10Npbts / 10 +10 (Npbts)/10 /10Npbts / 10 =10lg 1 +10 (Npbts )/10- Npbts / 10 =10lg 1 +10 (Npbts) Npbts) /10 =10lg 1 +10 (KTB+Nfbp+Gbp 上 Lbts-bp (KTB+Nfbts) /10 =10lg 1 +10(Nfbp+Gbp 上 Lbts-bp Nfbts) /10 例 設(shè)一個 GSM 直放站上行增益為 85dB，上行噪聲系數(shù)為 5，施主基站噪聲系數(shù)為5， 基站到直放站路經(jīng)損耗為 95dB， 不考慮其他干擾，計算 這時基站底噪總共為多少？ 該直放站對施主基站的底噪提高多少？ 計算：基站熱噪聲為： Nrs-bts = -121+5= -116dBm 直放站到達基站的噪聲為： Nbts-rp = -121+85+5-95 = -126dBm 這時基站底噪為： (Npbts)total = 10lg 10Nrs-bts /10+10Nbts-rp /10 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 14 頁 共 CLXII 頁 = 10lg 10-11.6+10-12.6 = 10lg 10-11.6(1+10-1) = -116+0.4 = -115.6 dBm 直放站對基站的底噪提高為： -115.6 - (-116) = 0.4dB 即直放站使施主基站靈敏度下降了 0.4dB。 2.4.7 信噪比、信干比和信納比 有用信號 signal，噪聲 noise（熱噪聲等），其它畸變 （失真） 信號 distortion， 干擾信號 interference等 ，它們相互之間的關(guān)系如下： 信噪比 signal/noise； 信干比 signal/（ noise interference)； 信納比 signal/（ noise distortion+interference)； 但在實際應(yīng)用中，往往將信噪比與信干比等同來使用，而一般情況下，信號失真度較小，也比較難測量得到，因此信納比一般用得不多。 2.5 駐波比、反射系數(shù)、回波損耗 駐波比是衡量兩個射頻設(shè)備阻抗是否匹配的間接參數(shù)， 什么叫 匹配 ？簡單地說，饋線終端所接負載阻抗 L 等于饋線特性阻抗 0 時，稱為饋線終端是匹配連接的。匹配時，饋線上只存在傳向終端負載的入射波，而沒有由終端負載產(chǎn)生的反射波 我們平時所說得駐波比為電壓駐波比 VSWR，簡稱為 SWR，其計算式為： SWR = ( Po / R + Pr / R) ( Po / R - Pr / R) = ( Po + Pr) ( Po / - Pr ) 其中： Po：進入測試系統(tǒng)端口的功率 ，單位為 W 或 mW； Pr：從測試系統(tǒng)反射回來的功率 ，單位為 W 或 mW。 R：天饋阻抗。 如下圖所示，設(shè)備輸出 10W 功率，發(fā)射出去的 有 9.5W，反射回來的有 0.5W。 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 15 頁 共 CLXII 頁 理想系統(tǒng)（阻抗完全匹配）的反射功率即 Pr 為零，故而 SWR 為 1，實際中駐波肯定大于 1。我們一般用網(wǎng)絡(luò)分析儀來測試駐波。如果端口駐波太大，則說明反射回來的功率比較大，造成信號的損失，系統(tǒng)發(fā)熱等影響。 反射系數(shù) T Pr Po，是指反射功率與入射功率的比值再開平方，因此駐波比 SWR（ 1 T） /（ 1 T）； 回波損耗：它是反射系數(shù)絕對值的倒數(shù)，以分貝值表示 ，即： Hdb 20lg（ 1/T） 20lg（ SWR 1） /（ SWR 1） 回波損耗的值在 0dB 的到無窮大之間，回 波損耗越大表示匹配越 好 ， 0 表示全反射，無窮大表示完全匹配。 下表為三個相關(guān)參數(shù)部分值的對應(yīng)表： T 0.024 0.032 0.048 0.056 0.10 0.0178 0.200 0.316 0.330 VSWR 1.05 1.07 1.10 1.12 1.22 1.43 1.50 1.92 2.00 Hdb 32.3 30.0 26.4 25.0 20.0 15.0 14.0 10.0 9.6 移動通信系統(tǒng)中，一般要求 駐波比小于 1.5，此時 回波損耗 為 14dB，反射系數(shù)為 0.2。 駐波比太高就會引 起回波和反射波加大，進一步削弱了直射有用信號，但噪聲電平并不因反射而減少，因而造成了信噪比的下降。駐波比太高還會產(chǎn)生很多的回波干擾，最后將全部折合到噪聲電平上來，引起系統(tǒng)信噪比的進一步下降。 例 設(shè)直放站下行輸出 功率 為 100mW，反射 功率 25mW，計算該設(shè)備下行輸出的駐波比。 SWR = ( Po + Pr) ( Po - Pr) = ( 100+ 25) ( 100 - 25) = (10+ 5) (10 - 5) = 15 5 = 3 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 16 頁 共 CLXII 頁 2.6 電磁兼容（ EMC） 由于電磁干擾 源的大量普遍曾在，電磁干擾現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。如果在一個系統(tǒng)中各種用電設(shè)備能和諧正常工作而不致相互發(fā)生電磁干擾造成性能改變和遭受損壞，人們就滿意的稱這個系統(tǒng)中的用電設(shè)備是相互兼容的。但是隨著用電設(shè)備功能的多樣化、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化、功率加大和頻率提高，同時它們的靈敏度已越來越高，這種相互包容兼顧、各顯其能的狀態(tài)很難獲得。為了使系統(tǒng)達到電磁兼容，必須以系統(tǒng)的電磁環(huán)境為依據(jù)，要求每個用電設(shè)備不產(chǎn)生超過一定限度的電磁發(fā)射，同時又要求它具有一定的抗干擾能力。只有對每一個設(shè)備作這兩方面的約束，才能保證系統(tǒng)達到完全兼容。 因此 人們對電磁兼容的含義作出了科學(xué)的概括，認為電磁兼容是 設(shè)備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)）在共同的電磁環(huán)境中。能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。即該設(shè)備不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中的其他設(shè)備的電磁發(fā)射導(dǎo)致或遭受不允許的降級，它也不會使同一電磁環(huán)境中其它設(shè)備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)）應(yīng)受其電磁發(fā)射而導(dǎo)致或遭受不允許的降級。 2.7 無源器件 2. . 無源器件概述 無源器件是指不需要電源可以對電磁波進行處理的器件，包括合路器件、分路器件、饋線 、連接器和 天線等等 ，在實際應(yīng)用中一般將這類除天線和饋線外的器件稱為無源器件 。無線通信系統(tǒng) 中用到的無源器件有以下幾種：功分器、耦合器、合路器、電橋、衰減器、負載、環(huán)行器 和 POI（多系統(tǒng)合路平臺） 。 見下圖所示幾種無源器件： 2. . 無源器件中的幾個較常用指標(biāo) 插損 當(dāng)某一器件或部件接入傳輸電路后所增加的衰減，單位用 dB 表示。 在無源器件中插損有時指的是不包含分配損耗，有時又包括分配損耗。如對于一個 10耦合器，輸入 100mW的信號功率，那么對于主通路的分配損耗 為 10lg(100) - 10lg(100-10) = 20 19.54 = 0.46，如果不包含分配損耗的插損為 0.3dB，那 么包含分配損耗的插損為 0.3 0.46 = 0.76dB。 例 如果一個無源器件輸出的信號是輸入信號的 1/100，試問該器件的插入損耗是多少？ L 10lg(1/100) = 20dB。 帶內(nèi)波動 給無源器件輸入掃頻信號，觀察輸出信號，在有效工作頻帶內(nèi)最大和最小電平之間的差值。如下圖中的 。 工作帶寬 無源器件通過最高頻率與最低頻率的差值。 不管是有源還是無源設(shè)備帶寬一般指 3dB 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 17 頁 共 CLXII 頁 帶寬 ， 即信號下降 dB 的帶寬 。 選擇性（帶外衰減） 衡量工作頻帶內(nèi)的增益及帶外輻射的抑制能力 ，如上圖所 示 。衰減越大，選擇性越好。理想的濾波器的幅頻特性應(yīng)該是一個矩形。 隔離度 一個 端口信號泄漏到其他端口的功率與原有功率之比，單位為 dB，也可以理解為路經(jīng)損耗，如二功分器兩個輸出端口的隔離度實際就為兩個端口的路經(jīng)損耗，測量方法為將某一強度的信號輸入到其中一個輸出端口，在另一個輸出端口測量該信號的信號強度 ，兩個信號強度之差就為二功分器的隔離度。 此外還有 駐波比、功率容量、 無源 三階互調(diào) （ PIM3） 等指標(biāo)。 2. . 功分器 和耦合器 二 功分器 四 功分器 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 18 頁 共 CLXII 頁 耦合器 功分器用于系統(tǒng)中功率的均勻分配 耦合器用于系統(tǒng)中功率的不均勻分配 按照結(jié)構(gòu)分為：腔體器件和微帶器件 腔體器件 插損小，穩(wěn)定性高，功率容限大，價格高 微帶器件 插損大，穩(wěn)定差，功率容限低，價格低 2. . dB 電橋和合路器 二進一出電橋 二進二出電橋 合路器 3dB 電橋用于同頻的合路 不同頻段間的合路可以采用異頻合路器 GSM&CDMA 雙頻合路器， GSM&DCS&3G 三頻合路器 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 19 頁 共 CLXII 頁 直放站內(nèi)置的 雙工器 其實也是一種合路器，只不過是用來合路同一個通信系統(tǒng)的上下行信號。 合路器同時也可以用作分路器。 2. . 衰減器和負載 衰減器 負載 衰減器用于減小信號電平； 負載用于吸收末端的信號，同時做到良好匹配 ； 2. . 濾波器 濾波器是具有頻率選擇作用的電路或運算處理系統(tǒng)。按所處理信號形式不同，濾波器可分為模擬濾波器與數(shù)字濾波器兩類；按功能濾波器可分為低通、高通、帶通與帶阻四類。 低通濾波器抑制較高頻段的信號，通過較低頻段信號。 高通濾波器抑制較低頻段的信號，通過較高頻段信號。 帶通濾波器可通過某段頻帶信號，抑制其余頻段信號。 帶阻濾波器抑制某段 頻帶信號，需要通過其余頻段信號。 2. . 環(huán)行器 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 20 頁 共 CLXII 頁 環(huán)行器是使信號單方向傳輸?shù)钠骷?。所有射頻信號以同樣的環(huán)形方向傳輸，但是只能從一個端口出去，所有射頻信號必須從它遇到的第一個端口出來。 2. . POI(多系統(tǒng)合路 平臺 ) POI(多系統(tǒng)合路 平臺 )用于將多個通信系統(tǒng)的信號合路后進行覆蓋，合路時一般會將 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 21 頁 共 CLXII 頁 上下行分開進行合路。 多系統(tǒng)合路平臺實際上很多個濾波器組成的。 2. 射頻同軸 連接器 常用的射頻連接器可以分為以下幾類： 標(biāo)準(zhǔn)型（ N 系列和 C 系列） N 系列是目前大量使用的連接器，工作頻率為 011GHz，采用螺紋連接，可以配接 312MM 柔性、半柔性和半剛性電纜。 C 系列使用不多，工作頻率也為 011GHz，采用內(nèi)卡口方式連接。 小 型（ BNC 系列和 TNC 系列） BNC 系列是目前大量使用的連接器，工作頻率為 04GHz，采用外卡口連接，連接方便，適用于頻繁連接與分離，在測試中使用較多。 TNC 系列是 BNC 系列螺紋式變形，工作頻率為 011GHz，連接牢靠，抗震性好，多用于軍用設(shè)備。 超 小 型（ SMA、 SMB、 SMC、 MCX、 BMA、 SAA） SMA 采用螺紋連接 ，工作頻率為 018GHz， 多用于民用通信設(shè)備內(nèi)部配件的連接 。 SMB 采用帶止動件的推入式連接 ，工作頻率為 0 GHz， 占用空間小， 連接牢靠，抗震性好，多用于 儀器儀表 。 SMC 是 SMB 螺紋式變形，工作頻率為 011GHz，尺寸與 SMB 一樣，多用于雷達、導(dǎo)航等軍用設(shè)備。 MCX 與 SMC 功能大致相同，但體積更小，目前使用也越來越廣泛。 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 22 頁 共 CLXII 頁 2. 天線 2. . 天線概述 在無線通信系統(tǒng)中，與外界傳播媒介接口是天線系統(tǒng)。 天線輻射和接收無線電波：發(fā)射時，把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波；接收時把電磁波轉(zhuǎn)換為高頻 電流。 天線的型號、增益、方向圖、驅(qū)動天線功率、簡單或復(fù)雜的天線配置和天線極化等都影響系統(tǒng)的性能。 無線電發(fā)射機輸出的射頻信號功率，通過饋線（電纜）輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達接收地點后，由天線接下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機?？梢?，天線是發(fā)射和接收電磁波的一個重要的無線電設(shè)備，沒有天線也就沒有無線電通信。 天線品種繁多，以供不同頻率、不同用途、不同場合、不同要求等不同情況下使用。對于眾多品種的天線，進行適當(dāng)?shù)姆诸愂潜匾模?按用途分類，可分為通信天線、電視天線、雷達天線等； 按工作頻段分類，可分為短波天線、超短波天線、微波天線等；按方向性分類，可分為全向天線、定向天線等；按外形分類，可分為線狀天線、面狀天線等。 2. . 天線增益 增益是天線系統(tǒng)的最重要參數(shù)之一，天線增益的定義與全向天線或半波振子天線有關(guān)。 天線 增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小， 增益越高。 可以這樣來理解增益的物理含義 -為在一定的距離上的某點處產(chǎn)生一定大小的信號，如果用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線，需要 100W 的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB = 20 的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需 100 / 20 = 5W， 換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。 全向輻射器是假設(shè)在所有方向上都輻射等功率的輻射器，在某一方向的天線增益是該方向上的場強。定向輻射器在該方向產(chǎn)生輻射強度之比，見下圖天 線增益比較： 2. . 天線方向圖 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 23 頁 共 CLXII 頁 天線的輻射電磁場在固定距離上隨角坐標(biāo)分布的圖形，稱為方向圖。用輻射場強表示的稱為場強方向圖，用功率密度表示的稱之功率方向圖，用相位表示的稱為相位方向圖。天線方向圖是空間立體圖形，但是通常應(yīng)用的是兩個互相垂直的主平面內(nèi)的方向圖，稱為平面方向圖。在線性天線中，由于地面影響較大，都采用垂直面和水平面作為主平面。在面型天線中，則采用 E 平面和 H 平面作為兩個主平面。歸一化方向圖取最大值為一。 在方向圖中，包含所需最大輻射方向的輻射波瓣叫天線主波瓣，也稱天線波束。主瓣之外的波瓣叫副 瓣或旁瓣或邊瓣，與主瓣相反方向上的旁瓣叫后瓣，見下圖： 全向天線水平波瓣和垂直波瓣圖，其天線外形為圓柱型 ，如下圖所示： 通常會用到天線方向圖的以下一些參數(shù)： 零功率波瓣寬度，指主瓣最大值兩邊兩個零輻射方向之間的夾角。 半功率點波瓣寬度，指最大值下降到 0.707（即下降 3dB)點的夾角。 副瓣電平，指副瓣最大值和主瓣最大值之比。 前后比等。 2. . 天線極化 極化是描述電磁波場強矢量空間指向的一個輻射特性，當(dāng)沒有特別說明時，通常以 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 24 頁 共 CLXII 頁 電場矢量的空間指向作為電磁波的極化方向，而且是指在該天線的 最大輻射方向上的電場矢量來說的。電場矢量在空間的取向在任何時間都保持不變的電磁波叫直線極化波，有時以地面作參考，將電場矢量方向與地面平行的波叫水平極化波，與地面垂直的波叫垂直極化波。由于水平極化波和入射面垂直，故又稱正交極化波；垂直極化波的電場矢量與入射平面平行，稱之平行極化波。電場矢量和傳播方向構(gòu)成平面叫極化平面。 電場矢量在空間的取向有的時候并不固定，電場失量端點描繪的軌跡是圓，稱圓極化波；若軌跡是橢圓，稱之為橢圓極化波，橢圓極化波和圓極化波都 有旋相性。不論圓極化波或橢圓極化波，都可由兩個互相垂直線性極 化波合成。若大小相等合成圓極化波，不相等則合成橢圓極化波。天線可能會在非預(yù)定的極化上輻射不需要的能量。這種不需要的能量稱為交叉極化輻射分量。對線極化天線而言，交叉極化和 預(yù)定的極化方向垂直。對于圓極化天線，交叉極化與預(yù)訂極化的旋向相反。所以交叉極化稱正交極化。 2. . 天線其他指標(biāo) 電壓駐波比（ VSWR） VSWR 在移動通信蜂窩系統(tǒng)的基站天線中，其最大值應(yīng)小于或等于 1.5:1。天線輸入阻抗與特性阻抗不一致時，產(chǎn)生 的反射波和入射波在饋線上疊加形成駐波，其相鄰電壓最大值和最小值之比就是電壓駐波比。 電壓駐波比過大，將 縮短通信距離，而且反射功率將返回發(fā)射機功放部分，容易燒壞功放管，影響通信系統(tǒng)正常工作。 前后比（ F/B） 天線的后向 180 30以內(nèi)的副瓣電平與最大波束之差，用正值表示。一般天線的前后比在 18 45dB 之間。對于密集市區(qū)要積極采用前后比大的天線，如 40dB。 端口隔離度 對于多端口天線，如雙極化天線、雙頻段雙極化天線，收發(fā)共用時端口之間的隔離度應(yīng)大于 30dB。 回波損耗 指在天線的接頭處的反射功率與入射功率的比值?；夭〒p耗反映了天線的匹配特性。 功率容量 指平均 功率容量，天線包括匹配、平衡、移相等其它耦合裝置，其所承受的功率是有限的，考慮到基站天線的實際最大輸入功率（單載波功率為 20W),若天線的 一個端口最多輸入六個載波，則天線的輸入功率為 120W,因此天線的單端口功率容量應(yīng)大于 200W（環(huán)境溫度為 65時）。 零點填充 基站天線垂直面內(nèi)采用賦形波束設(shè)計時，為了使業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的輻射電平更勻，下副瓣第一零點需要填充，不能有明顯的零深。通常零深相對于主波大于 -20dB 即表示天線有零點填充，對于大區(qū)制基站天線無這一要求。高益天線尤其需要采取零點填充技術(shù)來有效改善近處 覆蓋。 上副瓣抑制 對于小區(qū)制蜂窩系統(tǒng)，為了提高頻率復(fù)用能力， 減少對鄰區(qū)的同頻干擾，站天線波束賦形時應(yīng)盡可能降低那些瞄準(zhǔn)干擾區(qū)的副瓣，提高 D/U 值，上一副瓣 增益 應(yīng)小于 -18dB，對于大區(qū)制基站天線無這一要求。 天線輸入接口 為了改善無源交調(diào)及射頻連接的可靠性，基站天線的輸入接口采 7/16DIN-Female，在天線使用前，端口上應(yīng)有保護蓋，以免生成氧化物或入雜質(zhì)。 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 25 頁 共 CLXII 頁 無源互調(diào)（ PIM） 所謂無源互調(diào)特性是指接頭，饋線，天線，濾波器等無源部件工作在多個頻的大功率信號條件下由于部件本身存在非 線性而引起的互調(diào)效應(yīng)。通常認為無源部件是線性的，但是在大功率條件下無源部件都不同程度地存在定的非線性，這種非線性主要是由以下因素引起的： 不同材料的金屬的觸； 相同材料的接觸表面不光滑； 連接處不緊密； 存在磁性物質(zhì)等。互調(diào)產(chǎn)物的存在會對通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，特別是落在接收帶內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物對系統(tǒng)的接收性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此在 GSM 系統(tǒng)中對接頭，電纜，天線無源部件的互調(diào)特性都有嚴(yán)格的要求。我們選用的廠家的接頭的無源互調(diào)標(biāo)可達到 -150dBc，電纜的無源互調(diào)指標(biāo)可達到-170dBc，天線的無源互調(diào)標(biāo)可達到 -150dBc。 天線尺寸和重量 為了便于天線儲存、運輸、安裝及安全，在滿足各項電氣指標(biāo)情況下，天的外形尺寸應(yīng)盡可能小，重量盡可能輕。 風(fēng)載荷 基站天線通常安裝在高樓及鐵塔上，尤其在沿海地區(qū)，常年風(fēng)速較大，要天線在 36m/s 時正常工作，在 55m/s 時不破壞。 工作溫度和濕度 基站天線應(yīng)在環(huán)境溫度 -40 -+65范圍內(nèi)正常工作?；咎炀€應(yīng)在環(huán)境相對濕度0-100%范圍內(nèi)正常工作。 雷電防護 基站天線所有射頻輸入端口均要求直流直接接地。 三防能力 基站天線必須具備三防能力，即：防潮、防鹽 霧、防霉菌。對于基站全向天線必須允許天線倒置安裝，同時滿足三防要求。 2.10 三階 互 調(diào) 2.10. 互調(diào) 概述 互調(diào) （有時也稱交調(diào)） 是指非線性射頻線路中，兩個或多個頻率混合后所產(chǎn)生的噪音信號。互調(diào)產(chǎn)生的本來并不存在“錯誤”信號，此信號會被系統(tǒng)誤認為是真實的信號?；フ{(diào)可由有源元件（無線電設(shè)備、二極管）或無 源元件（電纜、接頭、天線、濾波器）引起，產(chǎn)生的原因有：構(gòu)件材料、因為磁滯的關(guān)系、鐵質(zhì)材料是屬非線性的材料不純、電鍍問題、接觸區(qū)域 /電流密度和觸點壓力等原因 。 載波為 A 和 B 的信號 同時通過一個器件 ， 會 產(chǎn)生如 下互調(diào)信號： 1 階： A， B 2 階：（ A+B），（ A-B） 3 階：（ 2A B），（ 2B A） 4 階：（ 3A B），（ 3B A），（ 2A 2B） 5 階：（ 4A B），（ 4B A），（ 3A 2B），（ 3B 2A） 互調(diào)信號對通信系統(tǒng)來說是一種失真信號，會對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，降低信納比。較高功率的發(fā)射信號通常會混合產(chǎn)生互調(diào)信號，最后進入接收波段。而基站天線接收的信號通常功率較低。如果互調(diào)信號與實際的接收信號具有相近或較高的功率，系統(tǒng)會誤把互調(diào)信號視為真實信號。其中以三階互調(diào)失真信號對系統(tǒng)的影響最大。假如功放輸 入兩個信號 A 和 B，其中 A=935MHz， B=960MHz，則會產(chǎn)生下面兩個三階互調(diào)信號： 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 26 頁 共 CLXII 頁 2A-B=1870-960=910MHz 2B-A=1920-935=985MHz 其中互調(diào)信號 2A-B 進入 GSM BTS 接收波段，對 BT S 接收產(chǎn)生較大影響。 2.10. 三階互調(diào) 三階互調(diào)產(chǎn)生機理見下圖： 雙頻交調(diào)檢測概念 三階 互調(diào) 性能可以用以下兩種參數(shù)定義： 三階 互調(diào) 輸出截止點 （也稱截取點或截獲點） OIP3（ dBm） =P0UT（ dBm） +P0UT（ dBm） -POUT 3（ dBm） /2 P0UT 和 POUT 3 是輸出點一階和三階信號的功率電平。 OIP3 參數(shù)實際上并不存在， 從數(shù)學(xué)的角度看， OIP3 是在基波和三階失真輸出曲線交點的理論輸入功率 （見下圖） 。 藍色 線是基波 (有用的 )信號輸出功率隨輸入功率變化的曲線， 綠色 線是三階失真輸出功率隨輸入功率變化的曲線。 綠色 線的斜率是 藍色 線斜率的 3 倍 (以 dB 為單位 )理論上會與 A 相交。這個交點就是三階 互調(diào)輸出 截 止 點。在這一點時假設(shè)的輸入功率就是輸入 IIP3，輸出功率就是輸出 OIP3。 該參數(shù) 只是為了表征器件三階互調(diào)的人為計算出 來的參數(shù)，該值越大，說明器件 線性度越好， 產(chǎn)生的互調(diào)干擾信號越小。 三階 互調(diào) 抑制（ dBc） IMD3= P0 u t（ dBm） -POUT3（ dBm） 三階互調(diào)抑制也是表征器件三階互調(diào)指標(biāo)的一個參數(shù)，該指標(biāo)越大，說明器件對三階互調(diào)抑制能力越強，產(chǎn)生的互調(diào)干擾信號越小。 該指標(biāo)會隨著輸出功率的增加而惡化。 OIP3 和 IMD3 的關(guān)系 OIP3（ dBm） =P0UT（ dBm） +P0UT（ dBm） -POUT 3（ dBm） /2 =P0UT（ dBm） + IMD3/2 Pin、 Pout、 IM3、 IIP3、 OIP3、 G、 P1dB 等指標(biāo)之間的關(guān)系如 下圖 所示 ： 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 27 頁 共 CLXII 頁 G ( dB )IM 3 ( dBm )P1 dB( dBm )OIP 3 ( dBm )IIP 3 ( dBm )IMD 3 ( dBc )圖中 ： 、 藍色線表示線性放大器理想輸出曲線 。 、 紅色線表示放大器實際輸出特性曲線 。 、 綠色線表示三階互調(diào)特性曲線 。Pout( dBm )P in ( dBm )Slope = 1Slope = 3 圖 1： IM3、 IIP3、 OIP3、 G、 P1dB等指標(biāo)之間的關(guān)系圖 Pin： 輸入電平 Pout： 輸出電平 IM3： 三階互調(diào)電平 IIP3： 輸入三階互調(diào) 截止 電平 OIP3： 輸出三階 互調(diào)截止 電平 G： 增益 P1dB： dB 壓縮點 IMD3： 三階互調(diào)抑制 名詞解釋： IIP3（輸入三階互調(diào)截止電平）：與指 OIP3 一樣， 實際上并不存在，只是為了表征器件三階互調(diào)的人為計算出來的參數(shù)，該值越大 ，說明器件的三階互調(diào)指標(biāo)越好，產(chǎn)生的互調(diào)干擾信號越小。 P1dB（ dB 壓縮點） ：放大器有一個線性動態(tài)范圍，在這個范圍內(nèi)，放大器的輸出功率隨輸入功率線性增加。隨著輸入功率的繼續(xù)增大，放大器進入非線性區(qū)，其輸出功率不再隨輸入功率的增加而線性增加，也就是說，其輸出功率低于小信號增益所預(yù)計的值。通常把增益下降到比線性增益低 1dB 時的輸出功率值定義為輸出功率的 1dB 壓縮點，用 P1dB 表示 ，也一般為設(shè)備的額定輸出功率 。 如一臺 W直放站， 下行 增益為 90dB，當(dāng) 下行 輸入小于 -58dBm 時 下行 輸出隨著 下行 輸入的變化一直呈線 性變化， 但當(dāng)下行輸入大于 -58dBm 時，由于設(shè)備自動增益控制或自動電平控制的原因，下行輸出并不隨著下行輸入線性增加，如下行輸入為 -56dBm，此時 實際 下行輸出為 33dBm， 而按照線性應(yīng)該為 34dBm，即下行增益被壓縮了dB，則 33dBm 就為該直放站的 P1dB（ dB壓縮點） 也即設(shè)備的額定輸出功率 。 當(dāng)功率超過 P1dB 時，增益將迅速下降并達到一個最大的或完全飽和的輸出功率，其值比 P1dB 大 3-4dB。 對于射頻放大器、中頻放大器、混頻器等器件， OIP3 一般比 P1dB 大 10 15dB。 各指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān) 系如下 （用平面幾何知識可以完成下列各式的推導(dǎo)） ： 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 28 頁 共 CLXII 頁 Pout (dBm) = Pin (dBm) + G (dB) （ 1） OIP3 (dBm) = IIP3 (dBm) + G (dB) （ 2） OIP3 (dBm) = Pout (dBm) +IMD3/2 (dBc) （ 3） IIP3 (dBm) = Pin (dBm) +IMD3/2 (dBc) （ 4） IM3 (dBm) = 3Pin (dBm) 2IIP3 (dBm) + G (dB) = 3Pout (dBm) 2IIP3 (dBm) 2G (dB) = 3Pout (dBm) 2OIP3 (dBm) （ 5） 當(dāng)某器件的輸出信號 Pout 比 P1dB 小 10dB 時， IMD3 的值（ OIP3 一般比 P1dB 大 1015dB）。根據(jù)式（ 3）可知， IMD3 在 40 50dBc 之間。 當(dāng)某器件的輸出信號 Pout 比 P1dB 小 20dB 時， IMD3 的值（ OIP3 一般比 P1dB 大 1015dB）。根據(jù)式（ 3）可知， IMD3 在 60 70dBc 之間。 2.11 分集接收 技術(shù) 2.11.1 分集接收 技術(shù) 概述 快衰落信道中接收的信號是到達接收機的各條路徑分量的合成。如果在接收端同時獲得幾個不同路徑的信號，將這些信號適當(dāng)合并構(gòu)成總的接收信號，則能夠大大減小衰落的影響。這就是分集接收的基本思想。分集兩個字就是分散得到幾個合成信號并集中這些信號的意思。只要被分集的幾個信號之間是統(tǒng)計獨立的，那么經(jīng)適當(dāng)?shù)暮喜⒑缶湍苁窍到y(tǒng)性能大為改善。 2.11. 分集接收的分類 互相獨立或基本獨立的一些接收信號，一般可利用不同路徑或不同頻率、不同角度、不同極化等接 收手段來獲取。于是大致有如下幾種分集方式： 空間分集 空間分集是利用多副接收天線來實現(xiàn)的。在發(fā)端采用一副天線發(fā)射，而在接收端采用多副天線接收。接收端天線之間的距離 d/2（ 為工作波長），以保證接收天線輸出信號的衰落特性是相互獨立的，也就是說，當(dāng)某一副接收天線的輸出信號很低時，其他接收天線的輸出則不一定在這同一時刻也出現(xiàn)幅度低的現(xiàn)象，經(jīng)相應(yīng)的合并電路從中選出信號幅度較大、信噪比最佳的一路，得到一個總的接收天線輸出信號，從而降低了信道衰落的影響，改善了傳輸?shù)目煽啃?。該技術(shù)在頻分（ FDMA）移動通 信系統(tǒng)、時分系統(tǒng)（ TDMA）及碼分系統(tǒng)（ CDMA）中都有應(yīng)用。 時間分集 時間分集就是將要傳輸?shù)男畔⒎謩e在不同的時隙發(fā)射出去，要求重發(fā)信號的時隙間隔要大于信道相干時間，以保證重發(fā)信號在時域上的獨立性，在接收端就可以得到衰落特性不相干的信號。若將信號以大于相干時間的時間間隔重復(fù)傳輸 M 次，就可以得到 M 條獨立的分集支路。 極化分集 在移動信道中，兩個在同一地點極化方向相互正交的天線發(fā)出的信號呈現(xiàn)出互不相關(guān)的衰落特性。利用這一特點，在發(fā)端同一地點裝上垂直極化和水平極化兩副發(fā)射天線，在收端同一地點 裝上垂直極化和水平極化兩副接收天線，就可以得到兩路衰落特性互不相關(guān) 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 29 頁 共 CLXII 頁 的極化分量。極化分集實際上是空間分集的特殊情況。這種方法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，缺點是由于發(fā)射功率要分配到兩副天線上，將有 3 dB 的信號功率損失。 頻率分集 頻率分集就是將信息分別在不同的載頻上發(fā)射出去，要求載頻間的頻率間隔要大于信道相關(guān)帶寬，以保證各頻率分集信號在頻域上的獨立性，在接收端就可以得到衰落特性不相干的信號。在移動通信系統(tǒng)中，可采用信號載波頻率跳變 （跳頻） 擴展頻譜技術(shù)來達到頻率分集的目的。和空間分集相比，頻率分集的優(yōu) 點是減少了天線數(shù)目，缺點是要占用更多的頻譜資源，在發(fā)端需要多部發(fā)射機。 角度分集 由于地形地貌及建筑物等通信環(huán)境的不同，到達接收端的信號來自不同的方向。在接收端利用方向性天線，分別指向不同的方向，則每個方向性天線收到的信號是互不相關(guān)的。采用這種方案，移動臺比基地臺的電路更有效。 多徑分集 由于地面上建筑物等的影響，以及移動臺本身移動速度和方向的任意性，使得移動臺 接收到的信號是經(jīng)過多路反射、散射的傳播路徑后信號的疊加。由于這些信號經(jīng)過的路徑不同，到達接收端的時延和幅度各不相同，使接 收到的信號是一個多徑衰落信號。通常這一多徑衰落信號的時延差很小且是隨機的，對于窄帶系統(tǒng)（如模擬 TACS、數(shù)字GSM 系統(tǒng)），在同一地點，到達的各路信號是相關(guān)的，無法分離。只有特定設(shè)計的擴頻信號才可以進行分離，分離的手段是相關(guān)接收。因此，多徑分集也稱 碼分集 ，它要求直擴系統(tǒng)的時間（ T）與帶寬（ W）積的遠大于 1，即 TW1，對于帶寬為 W 的系統(tǒng)，所能分離的最小路徑時延差為 1/W，對于直擴序列的碼片寬度為 Tc 的系統(tǒng)，所能分離的最小路徑時延差為 Tc，并且要求直擴序列信號的自相關(guān)性和互相關(guān)性要好。使用 RAKE 接收技術(shù)，利 用偽隨機碼的相關(guān)性，對各路信號分別進行相關(guān)接收，提出不同時延的相關(guān)峰，然后進行適當(dāng)?shù)暮喜ⅲ龠M行信息解調(diào)。從而既克服了多徑效應(yīng)問題，又等效增加了接收功率（或發(fā)射功率）。 上述分集方式中，空間分集和頻率分集用得較多，當(dāng)然還有其它的分集方法，需要指出的是，分集方法均不是互相排斥的。在實際使用時可以是組合式的。比如，可以采用二重空間分集、二重頻率分集來構(gòu)成四重分集。 2.11. 分集接收合并技術(shù) 最大比合并 在接收端由 N 個分集支路，經(jīng)過相位調(diào)整后，按照適當(dāng)?shù)脑鲆嫦禂?shù)，同相相加，在送入檢測器進行監(jiān)測 等增益合并 在接收端由 N 個分集支路，經(jīng)過相位調(diào)整后，按照相等的增益系數(shù)，同相相加，在送入檢測器進行監(jiān)測 選擇性合并 在 N 個分集支路中選擇具有最大信噪比的支路作為輸出 最大比合并和等增益合并的效果相差 1dB 左右。 選擇性合并效果最差。 在 CDMA 系統(tǒng)中 軟切換的下行合并采用最大比合并，上行采用選擇合并；更軟切換中上下行都采用最大比合并。 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 30 頁 共 CLXII 頁 以上各合并方式改善總接收信噪比的能力不同 ,如圖所示。圖中 n 為分集的重數(shù)， r 為合并后輸出信噪比的平均值。從圖中可以看出，最大比值合并方式性 能最好，等增益相加方式次之，最佳選擇方式最差。 圖 三種合并方法的比較 從總的分集效果來說，分集接收除了能提高接收信號的電平外，主要是改善了衰落特性，使信道的衰落平滑了、減小了。例如，如果不分集時，誤碼率為 10-2，如果采用四重分集時，誤碼率可降至 10-7。由此可見，采用分集接收方法對隨參信道特性的改善是十分有效的。 2.12 網(wǎng)絡(luò)的 OSI 七層模型 2.12.1 概述 為了解決不同系統(tǒng)的互連問題， ISO（ International Organization for Standardization，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）于 1977 年提出了一種不基于特定機型、操作系統(tǒng)或公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，即“開放系統(tǒng)互連參考模型” OSI（ Open System Interconnection）。 OSI 定義了異種機連網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架，為連接分散的“開放”系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)，既任何兩個遵守 OSI 標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)可以進行互連。 OSI 采用分層結(jié)構(gòu)化技術(shù)，將整個網(wǎng)絡(luò)的通信功能分為 7 層（ Layer），由低層到高分別是： 物理層 （ Physical Layer）、 數(shù)據(jù)鏈路層 （ Data Link layer） 、網(wǎng)絡(luò)層 （ Network Layer）、 傳輸層 （ Transport Layer）、 會話層 （ Session Layer）、 表示層 （ Presentation Layer）、 應(yīng)用層（ Application Layer）。該模型層次的劃分是從邏輯上將功能分組，每一層完成一特定功能，功能類似或相關(guān)的歸于一層，各層功能 明確且易于管理；每一層的真正功能是為其上一層提供服務(wù)。 OSI 參考模如圖所示： 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 31 頁 共 CLXII 頁 2.12.2 OSI 各層的基本功能： 物理層 提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械的、電氣的、功能和規(guī)程的特性；提供有關(guān)在傳輸介質(zhì)上傳輸非結(jié)構(gòu)的位流及物理鏈路故障檢測指示。 數(shù)據(jù)鏈路層 為網(wǎng)絡(luò)層實體提供點到點無差錯幀傳輸功能，并進行流控制。 網(wǎng)絡(luò)層 為傳輸層實體提供端到端的交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送功能，使得傳輸層擺脫路徑選擇、交換方式、擁擠控制等網(wǎng)絡(luò)傳輸細節(jié)；可以為傳輸層實體建立、維持和拆除一條或多條通信路徑； 對網(wǎng)絡(luò)傳輸中發(fā)生的不可恢復(fù)的差錯予以報告。 傳輸層 為會話層實體提供透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，保證端到端的數(shù)據(jù)完整性；選擇網(wǎng)絡(luò)層能提供的最適宜的服務(wù)；提供建立、維護和拆除傳輸連接功能。 會話層 為彼此合作的表示層實體提供建立、維護和結(jié)束會話連接的功能。完成通信進程的邏輯名字與物理名字間的對應(yīng)；提供會話管理服務(wù)。 表示層 為應(yīng)用層進程提供能解釋所交換信息含義的一組服務(wù)，如代碼轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換、文本壓縮、文本加密與解密等。 應(yīng)用層 提供 OSI 用戶服務(wù)，如語音、數(shù)據(jù)、文件的傳送、電子郵件等應(yīng)用功能 模塊。 2.13 其他一些 無線通信基本知識 2.13.1 全雙工、半雙工、單工 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 32 頁 共 CLXII 頁 所謂全雙工工作就是通信雙方可以同時進行收發(fā)工作；就是說，通信的雙方都可以在同一時間又說又聽，互不干擾，就叫全雙工。 若一方可同時進行收發(fā)工作，而另一方只能單工工作，則稱為半雙工工作若某一時間通信的雙方只能進行一種工作，即在一個時間里要么說，要么聽，只可選擇一樣，則稱為單工工作。 2.13.2 覆蓋路損預(yù)算 上下行平衡 覆蓋路損預(yù)算是指結(jié)合接收機接收靈敏度、發(fā)射機發(fā)射功率和各種增益、損耗的疊加預(yù)算出來的最大路經(jīng)損耗，分上行 和下行，如果上下行路經(jīng)損耗不同，尤其是上行小于下行就會出現(xiàn)上下行不平衡，需要在工程設(shè)計中克服。 語音 數(shù)據(jù) 1 數(shù)據(jù) 2 區(qū)分 下行 上行 下行 上行 下行 上行 信息速率 (KHz) 8 8 144 144 144 28.8 平均 TX/TCH(dBm) 30 24 30 24 30 24 最大 TX/TCH(dBm) 30 24 30 24 37.14 24 電纜損耗 (db) 2 0 2 0 2 0 TX 天線增益 (db) 13 0 13 0 13 0 TX EIRP/TCH(db) 4l 24 41 24 48.14 24 Total TX ERIP(db) 4l 24 41 24 48.14 24 RX 天線增益 (db) 0 13 0 13 0 13 電纜損耗 (db) 0 2 0 2 0 2 噪聲系數(shù) (db) 5 5 5 5 5 5 干擾預(yù)留 (db) 3 3 3 3 6 1.25 總噪聲 (dBm/Hz) -166 -166 -166 -166 -163 -167.75 Eb/No(含宏分集 )(db) 8 6.6 8 6.6 8 6.6 接收靈敏度 (dBm) -118.97 -120.37 -106.42 -107.82 -103.42 -116.56 切換增益 (db) 5 5 5 5 5 5 分集增益 (db) O 0 O 0 O 0 其它增益 /損耗(db) O 0 O O O O 人體損耗 (db) 3 3 3 3 3 3 對數(shù)衰落富余 (db) 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 最大路徑損耗 (db) 150.67 146.07 138.12 133.52 142.26 142.26 上表是一個典型的覆蓋路損預(yù)算， 在該預(yù)算中，基站的覆蓋取決于上行覆蓋半徑，因此基站規(guī)劃就要按照上行路經(jīng)損耗來設(shè)計，以減少上下行不平衡的現(xiàn)象。 2.13.3 多址方式 主要有頻分多址 (FDMA)，時分多址 (TDMA)，碼分多址 (CDMA)，空分多址 (SDMA)，包分多址 (PDMA)等方式 。目前無線通信系統(tǒng)中主要用到的多址方式是 頻分多址 (FDMA)，時分多址 (TDMA)，碼分多址 (CDMA)和 空分多址 (SDMA)，而包分多址要結(jié)合 TCP/IP 技術(shù) 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 33 頁 共 CLXII 頁 來使用，因此將會用到 4G 系統(tǒng)中。 頻分多址 以頻率來區(qū)分信道。 特點：使用簡單，信號連續(xù)傳輸，滿足模擬話音通信，技術(shù)成熟。 缺點：多頻道信號互調(diào)干擾嚴(yán)重，頻率利用率低，容量小。 時分多址 在一個無線頻道上，按時間分割為若干個時隙，每個信道占用一個時隙，在規(guī)定的時隙內(nèi)收發(fā)信號。 時分多址只傳數(shù)字信息，信息需經(jīng)壓縮 和緩沖存儲的過程，在實際使用時常 FDMA/TDMA 復(fù)分使用。 碼分多址 采用擴頻通信技術(shù)，每個用戶具有特定的地址碼（相當(dāng)于擴頻中的 PN 碼），利用地址碼相互之間的正交性（或準(zhǔn)正交性）完成信道分離的任務(wù)。 CDMA 在頻率、時間、空間上重疊。 在實際使用時常 FDMA/TDMA/CDMA 復(fù)分使用。 空 分多址 空分多址（ SDMA）：這種技術(shù)是利用空間分割構(gòu)成不同的信道。 利用 智能天線對來波方向 (DOA)的不同來區(qū)分用戶 。目前的 G 通信系統(tǒng) TD-SCDMA 系統(tǒng) 這種多址方式 。在實際使用時 TD-SCDMA 系統(tǒng) 常 FDMA/TDMA/CDMA/SDMA 復(fù)分使用。 因此說 現(xiàn)階段通信系統(tǒng)中 TD-SCDMA 容量最大，頻譜利用率最高。 包分多址 PDMA 確保每個數(shù)據(jù)包被獨立傳輸，所以不存在同步的問題，由于車輛速度甚至超過 300 公里 /小時，不同于一般的有線交換網(wǎng)絡(luò)。 主要用于 4G 通信系統(tǒng)中。 2.13.4 信道、載波、時隙 信道是對無線通信中發(fā)送端和接收端之間的通路的一種形象比喻，對于無線電波而言，它從發(fā)送端傳送到接收端，其間并沒有一個有形的連接，它的傳播路徑也有可能不只一條（正如前面所說的電波的傳 播方式提到的），但是我們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋霭l(fā)送端與接收端之間的工作，我們想象兩者之間有一個看不見的道路銜接，把這條銜接通路稱為信道。信道有一定的頻率帶寬，正如公路有一定的寬度一樣。 基本信道需要使用一定頻率帶寬來傳送信息，該頻率帶寬就稱為載波。 基本信道需要使用一定的時間來傳送信息，該時間的最小單位就稱為時隙。 因此無線通信中，信道需要由載波和時隙來完成信息的傳遞。 2.13.5 邏輯信道、物理信道、傳輸信道的區(qū)別 其實信道、鏈路等等都是人為的概念，是對一系列數(shù)據(jù)流或調(diào)制后的信號的分類名稱，其名稱是以 信號的功用來確定的。 邏輯信道定義傳送信息的類型，這些信息可能是獨立成塊的數(shù)據(jù)流，也可能是夾雜在一起但是有確定起始位的數(shù)據(jù)流，這些數(shù)據(jù)流是包括所有用戶的數(shù)據(jù)。 傳輸信道是在對邏輯信道信息進行特定處理后再加上傳輸格式等指示信息后的數(shù)據(jù)流，這些數(shù)據(jù)流仍然包括所有用戶的數(shù)據(jù)。 物理信道則是將屬于不同用戶、不同功用的傳輸信道數(shù)據(jù)流分別按照相應(yīng)的規(guī)則確定其載頻、擾碼、擴頻碼、開始結(jié)束時間等進行相關(guān)的操作，并在最終調(diào)制為模擬射頻信號發(fā)射出去；不同物理信道上的數(shù)據(jù)流分別屬于不同的用戶或者是不同的功用。 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 34 頁 共 CLXII 頁 鏈路則是特定的信源與特定的用戶之間所有信息傳送中的狀態(tài)與內(nèi)容的名稱，比如說某用戶與基站之間上行鏈路代表二者之間信息數(shù)據(jù)的內(nèi)容以及經(jīng)歷的一起操作過程。鏈路包括上行、下行等。 簡單來講， 邏輯信道所有用戶（包括基站，終端）的純數(shù)據(jù)集合 傳輸信道定義傳輸特征參數(shù)并進行特定處理后的所有用戶的數(shù)據(jù)集合 物理信道定義物理媒介中傳送特征參數(shù)的各個用戶的數(shù)據(jù)的總稱 打個比方，某人寫信給朋友 ： 邏輯信道信的內(nèi)容 傳輸信道平信、掛號信、航空快件等等 物理信道寫上地址，貼好郵票后的信件 可以看得出來 ，傳輸信道的定義似乎是可有可無的，個人認為這僅僅是規(guī)范制定時，由于分工合作時產(chǎn)生的，可以不必太在意。 2.13.6 話務(wù) 容 量 與呼損率 話務(wù)量的單位是 愛爾蘭 （ Erl）， 是衡量話務(wù)量大小的一個指標(biāo)。是根據(jù)話音信道的占空比來計算的。如果某個基站的話音信道經(jīng)常處于占用的狀態(tài)，我們說這個基站的愛爾蘭高。具體來說，愛爾蘭表示一個信道在考察時間內(nèi)完全被占用的話務(wù)量強度。如果 1 小時內(nèi) 1信道全被占用，那么這個期間的話務(wù)量就是 1Erl。 業(yè)界經(jīng)驗，當(dāng)每信道話務(wù)量 0.7Erl/l（ Erl/l指每信道愛爾蘭數(shù)）時 ,話務(wù)就會有溢出 ， 接通率就會下降。 一定信道能承擔(dān)的話務(wù)量大小與呼損率（減去呼損率就為接通率）有很大關(guān)系，呼損率也稱通信網(wǎng)的服務(wù)等級。呼損率越小，成功呼叫的概率越大，服務(wù)等級越高。但是，呼損率和流入話務(wù)量是相互矛盾的，也即服務(wù)等級和信道利用率是矛盾的，使呼損率變小，只有讓流入的話務(wù)量小，要折中處理。 根據(jù)概率學(xué)可以得出愛爾蘭 -B 表： 愛爾蘭B表.xls 從表中可以看出，但小區(qū)信道數(shù) 越 多，同樣呼損情況下，每信道可承擔(dān)的話務(wù)量越大。如同樣是的呼損情況下， 10 個信道可承擔(dān)的話務(wù)量為 .08Erl，平均每信道為 0.508 Erl，而 20 個信道可承擔(dān)的話務(wù)量為 13.2Erl，平均每信道為 0.66 Erl。 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 35 頁 共 CLXII 頁 第 三 章 與 GSM 直放站 工程 有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)知識 3.1 GSM 通信系統(tǒng) 起源 GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)源于歐洲。早在 80年代初，歐洲已有幾大模擬蜂窩移動系 統(tǒng)在運營，例如北歐的 NMT（北歐移動電話）和英國的 TACS（全接入通信系統(tǒng)），西歐其他各國也提供移動業(yè)務(wù)。但是模擬系統(tǒng)有一些限制：第一，盡管在 80年代初的過低估計下，移動業(yè)務(wù)的潛在需求也遠遠超過 當(dāng)時模擬蜂窩網(wǎng)的預(yù)計容量；第二，運營中的不同系統(tǒng)不能向用戶提供兼容性：一個 TACS終端不能進入 NMT網(wǎng)，一個 NMT終端也不能進入 TACS網(wǎng)。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動電話，需要一種公共的系統(tǒng)。 1982年在歐洲郵電行政大會（ CEPT）上成立“移動特別小組”（ Group Special Mobile）簡稱“ GSM”，開始制定使用于泛歐各國的一種數(shù)字移動通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。 1990年完成了 GSM900的規(guī)范，產(chǎn)生一套 12章規(guī)范系列。隨著設(shè)備的開發(fā)和數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)的建立， GSM逐漸演變?yōu)椤叭蛞苿油ㄐ畔到y(tǒng)” （ Global System for Mobile Communication）的簡稱。 3.2 GSM 通信系統(tǒng)組成 數(shù)字公用陸地移動通信網(wǎng) PLMN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見下圖 3 1，如圖所示從物理實體來看，數(shù)字 PLMN網(wǎng)包括：移動終端、 BSS子系統(tǒng)和 MSS子系統(tǒng)等部分。移動終端與 BSS子系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)的 Um無線接口通信， BSS子系統(tǒng)與 MSS子系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)的 A接口 通信。 圖31 PLB S C M S C / V L RH L R / A U C E I R M S C / V L RO M CSCP L M NP S T NI S D NP S P D NB T SUmA b i sAB T SN o . 7 B S S A PN o . 7 M A PN o . 7 M A P T U PN o . 7 T U PX . 2 5 / N o . 7X . 2 5信令 話路 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 36 頁 共 CLXII 頁 PLMN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 其中： BSC Base Station Controller 基站控制器 BTS Base Transceiver Station 基站收發(fā)信機 MSC Mobile services Switching Center 移動交換中心 OMC Operation and Maintenance Center 操作維護中心 AUC Authentication Centre 鑒權(quán)中心 EIR Equipment Identification Register 設(shè)備識別登記器 HLR Home Location Register 歸屬位置登記器 VLR Vistor Location Register 拜訪 位置登記器 MS Mobile Station 移動臺 ISDN Intergrated Service Digital Network 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) PSTN Public Switching Telephone Network 公用電話交換網(wǎng) PSPDN Public Switched Data Network 公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng) PLMN PublicL and Mobile Network 公用陸地移動網(wǎng) 由 上圖 個 GSM系統(tǒng)可由三個子系統(tǒng)組成，即操作維護子系統(tǒng)（ OSS），基站子系統(tǒng)（ BSS）和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（ NSS）三部分組成。其中，基站子系統(tǒng)（ BSS）是 GSM系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分，它通過無線接口直接與移動臺相連，負責(zé)無線發(fā)送接收和無線資源的管理。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（ NSS）是整個系統(tǒng)的核心，它對 GSM移動用戶之間及移動用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換、連接與管理的功能。主要負責(zé)完成呼叫處理、通信管理、移動管理、部分無線資源管理、安全性管理、用戶數(shù)據(jù)和設(shè)備管理、計費記錄處理、公共信道、信令處理和本地運行維護等?；咀酉到y(tǒng)（ BSS）主要負責(zé)無線信息的發(fā)送與接收及無線資源管理； 同時，它與 NSS相連，實現(xiàn)移動用戶間或移動用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信息和用戶信息等；當(dāng)然，也要與操作維護子系統(tǒng)（ OSS）之間實現(xiàn)互通。 服務(wù)區(qū)是指移動臺可獲得服務(wù)的區(qū)域。不同通信網(wǎng)的用戶無需知道移動臺的具體位置即可與之通信的區(qū)域。 PLMN區(qū)是指整個陸地移動通信網(wǎng)的地理區(qū)域。它是獨立于通信網(wǎng)中其它網(wǎng)絡(luò)（如ISDN、 PSTN網(wǎng)）的一個網(wǎng)絡(luò)。 MSC區(qū)是指由一個移動業(yè)務(wù)交換中心所控制的所有小區(qū)共覆蓋的區(qū)域構(gòu)成的PLMN網(wǎng)的一部分。一個 MSC區(qū)可由若干位置區(qū)構(gòu)成。 位置區(qū)是指移動臺可任意移動不需 要進行位置更新的區(qū)域，一個位置區(qū)可由若干個小區(qū)組成。為了呼叫一個移動臺，可在一個位置區(qū)內(nèi)所有基站同時發(fā)起呼叫。 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 37 頁 共 CLXII 頁 基站區(qū)由置于同一區(qū)域的一個或多個基站收發(fā)信臺（ BTS）包括的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域。 小區(qū)采用基站識別碼或全球小區(qū)識別碼進行標(biāo)識的無線覆蓋區(qū)域。在使用全 向天線結(jié)構(gòu)時，小區(qū)即為基站區(qū)。在設(shè)計時，一個具體化的蜂窩就是一個小區(qū)。 3.3 GSM 信道特性 3.3.1 工作頻段 GSM900MHZ頻段： 上行鏈路（移動臺發(fā)、基站收）： 890 915 MHZ 下行鏈路（基站發(fā)、移動臺收）： 935 960 MHZ 1800MHz頻段： 上行鏈路（移動臺發(fā)、基站收）： 1710 1785 MHZ 下行鏈路（基站發(fā)、移動臺收）： 1805 1880 EGSM900MHZ（ GSM擴展頻段）： 上行鏈路（移動臺發(fā)、基站收）： 880 915 MHZ 下行鏈路（基站發(fā)、移動臺收）： 925 960 MHZ 3.3.2 信 道間隔 相鄰兩頻道間隔為 200kHz，每個頻道采用時分多址接入（ TDMA）方式，分為 8個時隙，即 8個信道（全速率）。每信道占用帶寬 200kHz 8=25kHz，采用 半速率 話音編碼后，每個頻道可容 納 16個半速率信道。 3.3.3 GSM 調(diào)制方式和語音編碼 目前 GSM 網(wǎng)絡(luò)語音編碼 方式 采取的是 RPE-LTP 方式。 調(diào)制方式根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的不同而不同 ， GSM語音、 GSM數(shù)傳、 GPRS都是采用 0.3GMSK方式調(diào)制，而 EDGE(EGPRS)都是采用 8PSK方式調(diào)制 。 3.3.4 頻道配置 GSM900采用等間隔頻道配置方法，頻道序號為 1 124，共 124個頻點。目前中 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 38 頁 共 CLXII 頁 國移動使用其中 19M帶寬，頻道號為 1 94，即 94個信道。頻道序號“ n”和頻點標(biāo)稱中心頻率“ f”的關(guān)系為： 上行： fu(n)= 890.00MHz n 0.200MHz 下行 ： fd(n)= fu(n) 45MHz 中國移動使用的 E頻段 頻道序號為 1000 1023，共 24個頻點。 其計算方式為： 上行 ： fu(n)= 885.20MHz （ n-1000） 0.200MHz 下行 ： fd(n)= fu(n) 45MHz GSM1800頻道序號為 512 885，共 374個頻點。目前中國移動申請了 10M帶寬，頻道號為 512 562，即 51個信道。頻道序號“ n”和頻點標(biāo)稱中心頻率“ f”的關(guān)系為： 上行： fu(n)= 1710.200MHz （ n-512） 0.200MHz 下行 ： fd(n)= fu(n) 95MHz 雙工收發(fā)間隔： GSM900為 45MHz。 GSM1800為 95MHZ。 保護帶寬： 400kHz 為避免鄰頻引起的干擾，不同運營商之間使用的信道應(yīng)該有一個保護頻道，即雙方均不可使用的頻道，該頻道的存在使兩運營商使用的相鄰頻道的中心頻率至少間隔 400KHZ，從而不會對彼此的信道造成干擾?！爸袊苿印?GSM900系統(tǒng)與 中國聯(lián)通 的 GSM900系統(tǒng)之間的保護頻道號為 “ 95” 。 3.3.5 干擾保護比 載波干擾保護比（ C I）就是指接收到的希望信號電平與非希望信號電平的比值，此比值與 MS的瞬時位置有關(guān)。這是由于地形不規(guī)則性及本地散射體的形狀、類型及數(shù)量不同，以及其它一些因素如天線類型、方向性及高度，站址的標(biāo)高及位置，當(dāng)?shù)氐母蓴_源數(shù)目等所造成的。 GSM規(guī)范中規(guī)定： 同頻道干擾保護比： C/I 12dB 鄰頻道干擾保護比： C/I - 9dB 載波偏離 400kHz時的干擾保護比： C/I - 41dB 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 39 頁 共 CLXII 頁 3.3.6 GSM 信道的 作用和 配置 GSM邏輯信道可分為業(yè)務(wù)信道（ TCH： Trafic Channel）和控制信道（ CCH ：Control Channel），下面簡單介紹一個 GSM小區(qū)的信道 作用、 配置情況和原則。 廣播信道（ BCCH） 包括 BCCH、 FCCH、 SCH， 是廣播控制信道，它們只出現(xiàn)在 BCCH載頻的 0時隙上（ Ts0），為下行信道。 1.廣播控制信道（ BCCH）：廣播每個 BTS的通用信息（小區(qū)特定信息）， 為下行 信道 。 2.頻率校正信道（ FCCH）：用于校正 MS頻率， 為 下行信道。 3.同步信道（ SCH）：攜帶 MS的幀同步（ TDMA幀號）和 BTS的識別碼（ BSIC）的信息， 為 下行信道。 信道配置： 廣播信道 只出現(xiàn)在 BCCH載頻的 0時隙上（ Ts0）， 專用控制信道 (DCCH) 專用控制信道包括 獨立專用控制信道（ SDCCH） ， 小區(qū)廣播信道 （ CBCH）慢速隨路控制信道（ SACCH） ， 快速隨路控制信道（ FACCH） ，這幾個信道的作用分別如下： 1.獨立專用控制信道（ SDCCH）：用在分配 TCH之前呼叫建立過程中傳送系統(tǒng)信令。例如登記和鑒權(quán)在此信道上進行。 為 上行和下行信道。 SDCCH可以定義為與 TCH互相自動轉(zhuǎn)換 。 .小區(qū)廣播 信道 （ CBCH）： 用于廣播該小區(qū)的一些公共消息（如商業(yè)信息、氣象信息等）， 注意與廣播控制信道 （ BCCH） 的區(qū)別 。 是運營商提供的增值服務(wù)。 .慢速隨路控制信道（ SACCH）：它與一個 TCH或一個 SDCCH相關(guān)，是一個傳送連續(xù)信息的連續(xù)數(shù)據(jù)信息，如傳送移動臺接收到的關(guān)于服務(wù)及鄰近小區(qū)的信號強度的測試報告。這對實現(xiàn)移動臺參與切換功能是必要的。它還用于 MS的功率管理和時間調(diào)整。 為 上行和下行信道。 室內(nèi)分布系統(tǒng)及直放站培訓(xùn)手冊 第 40 頁 共 CLXII 頁 .快速隨路控制信道（ FACCH）：它與一個 TCH相關(guān)。工作于借用模式（ SACCH可以伴隨 TCH和 SDCCH， FACCH只伴隨 TCH） ， 用于 話音傳輸過程中如果突然需要以比 SACCH所能處理的高得多的速度傳送信令信息，這一般在切換時 發(fā)生，因此這種中斷不被用戶查覺。 信道配置： SDCCH是獨立專用控制信道， 作用在分配 TCH之前呼叫建立過程中傳送系統(tǒng)信令。例如登記和鑒權(quán)在此信道上進行。上行和下行信道。 一個時隙（ Ts）通?？沙休d 8對 SDCCH信道，稱為 SDCCH/8信道。當(dāng)該小區(qū)信令的流量較小時，我們可以把 SDCCH、 CCCH（包括 RACH、 PCH、 AGCH）同 BCCH廣播信道組合到 Ts0上，此時，該時隙為 BCCH+CCCH+SDCCH/4。其中， BCCH、 FCCH、SCH、 PCH、 AGCH只使用 Ts0的下行信道， RACH只使用 Ts0的上行信道， SDCCH是上下行成對出現(xiàn)的信道。當(dāng)該小區(qū)信令的流量較大時，最大可以設(shè)置 40對SDCCH信道，占用 5個時隙，它可以出現(xiàn)在任何載頻的 Ts0、 Ts2、 Ts4、 Ts6上。值得一提的是， SDCCH可以定義為與 TCH互相 自動轉(zhuǎn)換 ，以 節(jié)省信道資源。 小區(qū)廣播信道 （ CBCH） 通常占用 SDCCH/8的第三個子時隙，是下行信道，點對多點傳播。 而 SACCH和 FACCH是采取“偷幀”的方式伴隨著 TCH或 SDCCH出現(xiàn) （ SACCH可以伴隨 TCH和 SDCCH， FACCH只伴隨 TCH） 進行信息傳送的，因此不必分配專用信道。 公共控制信道（ CCCH） 包括 PCH、 RACH、 AGCH， 是公共控制信道， 作用分別如下： 1.尋呼信道（ PCH）：用于尋呼 MS。 為 下行 信道 ，點對多點方式傳播。 2.隨機接入信道（ RACH）： MS 通過此信道申請分配一個獨立專用控制信道（ SDCCH），可作為對尋呼的響應(yīng)或 MS 主叫登記時的接入。上行信道。 3.允許接人信道（ AGCH）：用于為 MS 分配一個獨立專用控