移動通信射頻優(yōu)化院校合作實(shí)訓(xùn)課程

1、移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化射頻工程（邯鄲學(xué)院室內(nèi)分部）實(shí)訓(xùn)課程名稱：移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化射頻工程課時數(shù)：理論課64課時實(shí)驗(yàn)24課時學(xué)期：第二學(xué)年第二學(xué)期配套理論課程名稱、課時安排移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化射頻工程64課時理論課程與實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)安排：（先理論后實(shí)訓(xùn)I）每個實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑹褂脙x器、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化射頻工程是河北網(wǎng)訊職業(yè)技能培訓(xùn)學(xué)校校企合作中學(xué)生第二學(xué)年第二學(xué)期的一門重要專業(yè)課程。本課程理論課時共64課時，實(shí)驗(yàn)課程共24課時。學(xué)習(xí)完本課程學(xué)員應(yīng)該具備室內(nèi)分布系統(tǒng)工程勘測方案設(shè)計的能力，因此通過本課程的理論學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該重點(diǎn)掌握以下內(nèi)容：1、鞏固回顧第一學(xué)期專業(yè)課移動通信技術(shù)基礎(chǔ)無線通信

2、技術(shù)基礎(chǔ)兩門通信類相關(guān)課程。重點(diǎn)掌握理解通信行業(yè)所用到的專業(yè)名詞術(shù)語。2、掌握無線電磁波室內(nèi)傳輸環(huán)境的復(fù)雜性，掌握無線電磁波室內(nèi)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。進(jìn)而為本學(xué)期的教學(xué)目的設(shè)計室內(nèi)分布系統(tǒng)工程方案打下堅實(shí)基礎(chǔ)。3、掌握室內(nèi)分布系統(tǒng)的基本原理，包括室內(nèi)分布系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，室內(nèi)分布工程所用到元器件（耦合器，功分器，合路器，干放，天線）的相關(guān)性能指標(biāo)，和測試方法。4、掌握室內(nèi)分布系統(tǒng)信號源（基站，射頻拉遠(yuǎn)，直放站）的選取原則和室內(nèi)分布系統(tǒng)的信源特點(diǎn)（覆蓋范圍，系統(tǒng)容量）5、掌握室內(nèi)分布工程的設(shè)計方法，包括室分工程設(shè)計所需要把握的基本原則，室內(nèi)分布工程的設(shè)計流程及相關(guān)指標(biāo)。6、掌握室內(nèi)分布系統(tǒng)方案的設(shè)計方法和步驟，

3、包括室內(nèi)分布候選點(diǎn)的選取，現(xiàn)場勘測，簡單的業(yè)務(wù)預(yù)測，覆蓋點(diǎn)覆蓋方式的選取，信源的選取,室內(nèi)外系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，切換區(qū)域的設(shè)置，確定邊緣場強(qiáng)，天線口功率輸出范圍控制，天線的布放及鏈路預(yù)算，還有室分工程上行注入噪聲的控制。通過本課程的實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)學(xué)員應(yīng)該掌握：1、信號源，頻譜儀，示波器等相關(guān)通信電磁環(huán)境測試的相關(guān)測試工具使用2、能通過上述測試工具，測量室內(nèi)分布工程所用到元器件（耦合器，功分器，合路器，干放，天線）的相關(guān)性能指標(biāo)，能判定某元器件性能指標(biāo)好壞。驗(yàn)證這些元器件理論課程中所涉及的信號傳輸功率變化情況。3、掌握室內(nèi)分布工程中無源系統(tǒng)的特性及相關(guān)測量方法。4、掌握室內(nèi)分布工程中無源系統(tǒng)的特性及相關(guān)測量方

4、法。5、掌握室內(nèi)分布系統(tǒng)的工程勘測。本實(shí)訓(xùn)課程中要求學(xué)生掌握目前國內(nèi)交主流的鼎力測試軟件的相關(guān)使用，勘測過程中熟悉勘測流程，掌握測試流程步驟，熟知目前各個運(yùn)營商各個網(wǎng)絡(luò)（GSM,CDMA,TD-SCDMA,WCDMA的相關(guān)性能指標(biāo)。6、相關(guān)測試完成后可以獨(dú)立整理相關(guān)的測試報告，進(jìn)而完善整個勘測報告。7、根據(jù)相關(guān)測試報告，勘測報告情況，學(xué)員需要掌握相關(guān)的室內(nèi)無源分布系統(tǒng)的設(shè)計，室內(nèi)有源分布系統(tǒng)的設(shè)計方法。在這一過程中學(xué)生通過上機(jī)課程，學(xué)習(xí)CADVISIO等相關(guān)畫圖軟件的使用。最終能完成室內(nèi)分布系統(tǒng)整套方案的設(shè)計。移動通信射頻優(yōu)化基礎(chǔ)知識點(diǎn)總結(jié)通信系統(tǒng)的總體概念FAXms /r*核心網(wǎng)威1MS,&

5、gt;PCPC通信系統(tǒng)的基本模型無線信道MSC :移動交換中心HLR :歸屬位置寄存器EIR :設(shè)備識別寄存器OMC :操作維護(hù)中心BSCVLRSMC:基站控制器:拜訪位置寄存器:短消息中心BTS :基站收發(fā)信臺AUC :鑒權(quán)中心VM:語音郵箱MS :移動臺GSM移動通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)GSM基站的基本組成移動通信系統(tǒng)的三大要素:在射頻/微波系統(tǒng)工程中，頻率、功率和阻抗這三個重要參數(shù)是表征射頻/微波系統(tǒng)工程及電路的全部特性。這三個參數(shù)特性與所有的射頻/微波電路類型、原理及特性密切相關(guān)。三大要素之間的相互關(guān)系：頻率、功率和阻抗三方面既有獨(dú)立特性,又是相互影響振蕩器、頻率合成器、分頻、倍頻、混頻以及

6、濾波等電路的頻率參數(shù)阻抗變換、阻抗匹配、天線等阻抗參數(shù)（反射系數(shù)等）放大器、衰減器、耦合器、功分器等功率頻率的概念是理解無線通信的關(guān)鍵，因?yàn)闊o線通信所涉及到的內(nèi)容幾乎都是與頻率相關(guān)的，可以完全依據(jù)信號的不同頻率將不同信號區(qū)別開。移動通信使用的頻率范圍一般用：8002500MHz。帶寬是描述頻率范圍的方法，它等于器件或應(yīng)用中最高頻率和最低頻率的差值，所以需要兩個頻率值來定義帶寬。在射頻/微波電路里，直接與信號頻率有關(guān)的電路及儀器有信號發(fā)生器、頻率變換器、頻率選擇電路等。功率用來描述射頻信號的能量大小，單位是瓦特（W）。功率在射頻/微波電路或系統(tǒng)設(shè)計中是一個重要的參數(shù)，電路或系統(tǒng)設(shè)計的主要指標(biāo)是實(shí)

7、現(xiàn)射頻/微波能量的最佳傳輸。室內(nèi)分布系統(tǒng)：實(shí)際上就是一個功率分布系統(tǒng)，利用微波器件和設(shè)備，將射頻信號的功率分配到需要的區(qū)域。如果輸出的信號小于輸入的信號，表明該器件有“損耗”。有很多具有損耗的器件都是無源器件。當(dāng)一個大的射頻信號進(jìn)去，變成一個小的射頻信號出來，剩下的那部分沒有出來的信號轉(zhuǎn)變成了熱能，表現(xiàn)出損耗現(xiàn)象的器件將變熱，損耗越大就越熱，甚至熔化。這一點(diǎn)是特別注意！在實(shí)際工程中使用無源器件時要特別注意無源器件的功率容量。如果輸出的信號大于輸入的信號，表明該器件有“增益”，這樣的器件一般叫做放大器，所有放大器都是有源器件。室內(nèi)分布系統(tǒng)的基本組成衰減器：衰減器是指控制射頻/微波信號功率的大小的

8、器件，通常根據(jù)衰減量分為固定衰減器和可變衰減器兩種。功率分配器/合路器：功率分配器是將一路射頻/微波信號分成若干路的器件，一般是等分的。例如二功分器、三功分器。功分器也可以作為合路器使用，在各個支路口接不同頻率的信號，在主路合路輸出。定向耦合器：定向耦合器是一種有方向性的無源射頻和微波功率分配器件。定向耦合器通常是耦合主路的一小部分功率到耦合端，用以檢測主路信號的工作狀態(tài)是否正常；在移動通信天線覆蓋系統(tǒng)里，傳輸信號耦合一部分信號至天線，實(shí)現(xiàn)信號覆蓋。耦合度通?？煞譃椋?dB、6dB、7dB、10dB、15dB、20dB、30dB、50dB等。放大器：射頻/微波放大器是提高射頻/微波信號電平的有

9、源電路。阻抗匹配在高頻電路設(shè)計中是一個常用的重要概念，阻抗匹配是微波電子學(xué)里的一部分，主要用于傳輸線上，來達(dá)到所有高頻的微波信號皆能傳至負(fù)載點(diǎn)的目的，不會（或很少）有信號反射回到來源點(diǎn)，從而提升傳輸效率，阻抗匹配則傳輸效率高。通信射頻用50Q和電視射頻用75Q。電壓反射系數(shù)：是用電壓反射對匹配情況進(jìn)行分析：r=Vr/Vi。電壓駐波比：定義是電壓最大值|V|ma*與電壓最小值|V|mg之比值：VSWR=|V|max/|V|min=（1+|口）/（1-|口）回波損耗：是用功率反射對匹配進(jìn)行分析：Lr=10Lg（Pin/Pr）Lr=20Lg（1/|口）=-20Lg|r工程中可直接測量的是回波損耗，實(shí)

10、際最關(guān)心的也是回波損耗。在通信技術(shù)中需要理解一個很重要的單位是“dBm和dB'對于功率：PdBm=101g（Pmw）。對于衰減或增益：GdB=101g（Poutmw/Pinmw）=PoutdBm-PindBm。正值為增益，負(fù)值為衰減。工程中進(jìn)行鏈路分析都是使用dBm和dB進(jìn)行計算。dBm和dB之間只有加減，沒有乘除。dBm-dBm實(shí)際上是表示兩個功率相除，單位為dB,就是增益（正值）或衰減（負(fù)值）。信號電平-噪聲電平就是信噪比（S/N）。比如：30dBm-0dBm=30dB（表示1000mW/1mW=1000倍）。dBm士dB表示信號經(jīng)過放大（+）或衰減（-）,單位為dB。dBidB表

11、示放大或衰減級聯(lián)，單位為dB。dBm加dBm實(shí)際上是兩個功率相乘，沒有實(shí)際的物理意義。對于某種元器件的測量:信號發(fā)生器輸入激勵“>被測設(shè)備（器件）輸出響應(yīng),>測試儀器室分系統(tǒng)中的元器件:IE鼠ET KiSiHiR ,«i.Lp!.«功分器主要技術(shù)指標(biāo)：使用頻率范圍最大承受功率插入損耗（對應(yīng)頻率范圍）（分配損耗）平衡度隔離度回波損耗/駐波比耦合器主要技術(shù)指標(biāo)：使用頻率范圍最大承受功率耦合度（對應(yīng)頻率范圍）插入損耗（對應(yīng)頻率范圍）（耦合損耗）隔離度回波損耗/駐波比濾波器主要技術(shù)指標(biāo)：最大承受功率通帶頻率范圍（中心頻率、3dB帶寬）通帶插入損耗帶內(nèi)波動裙帶范圍（矩形系

12、數(shù)、阻帶）帶外抑制度回波損耗/駐波比移動通信射頻工程包括兩個不同的方向：室外覆蓋和室內(nèi)覆蓋。室內(nèi)區(qū)域的分類：按照建筑物功能分類。重要機(jī)關(guān)、辦公樓賓館、酒店餐飲、娛樂場所交通樞紐和大型場館住宅區(qū)和綜合樓宇隧道。按照無線環(huán)境特點(diǎn)分類：裙樓標(biāo)準(zhǔn)層地下層電梯。室內(nèi)電磁波的傳播機(jī)制：反射：電磁波遇到尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長的光滑表面時會發(fā)生反射，反射主要取決于反射物的材質(zhì)。散射：電磁波遇到尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長的粗糙表面時會發(fā)生散射，散射主要取決于電磁波的波長（頻率）和反射表面的粗糙程度的關(guān)系。透射：電磁波遇到非金屬材質(zhì)時會發(fā)生透射，透射主要取決于電磁波的頻率和穿透物的材質(zhì)。繞射：電磁波遇到散射體的邊緣、拐角、尖頂時

13、會發(fā)生繞射，繞射主要取決于電磁波的頻率和繞射體的特性。室內(nèi)信號的分布特點(diǎn)接收質(zhì)量的參數(shù)。接收電平（RxLevel）：接收信號的功率。接收質(zhì)量（RxQuality）：接收信號的C/I。同一樓層的室內(nèi)信號覆蓋?？拷鈮Φ膮^(qū)域（有窗戶的外側(cè)房間）：接收電平高、干擾嚴(yán)重。建筑物縱深區(qū)域（電梯、走廊、樓梯）：接收電平低。不同樓層的室內(nèi)信號覆蓋。地下層：接收電平低。15層以下：信號較好，但可能處在陰影區(qū)，1015層干擾嚴(yán)重。1530層：接收電平低。30層以上：接收信號微弱。室內(nèi)環(huán)境的傳播主要受以下因素影響。室內(nèi)墻體、樓板等物體的反射和繞射。墻體、樓板和其他障礙物的穿透損耗。能量的隧道效應(yīng)。人員或物體的移動

14、。建筑物內(nèi)部的信號覆蓋存在以下問題，需要采取室內(nèi)分布工程解決：建筑物的底層、地下層、超高層、電梯：信號很弱或盲區(qū)。建筑物中層：信號雜亂、多徑干擾嚴(yán)重、通信質(zhì)量差。高業(yè)務(wù)量建筑物：擁塞嚴(yán)重。室內(nèi)分布系統(tǒng)的組成。信源：微蜂窩、射頻拉遠(yuǎn)模塊、直放站（射頻、光纖等）同軸電纜。無源器件：功分器、定向耦合器、多頻合路器、天線等。有源設(shè)備：直放站干線放大器。同軸電纜的分布系統(tǒng):同軸電纜 分布系統(tǒng)同軸電纜 分布系統(tǒng)綜合分布系統(tǒng)示意圖:室內(nèi)分布系統(tǒng)信源的種類：宏蜂窩基站（不包括天饋系統(tǒng)）：用于大容量的室內(nèi)覆蓋。微蜂窩基站（不包括天饋系統(tǒng)）：用于中小容量的室內(nèi)覆蓋。射頻拉遠(yuǎn)：用于中小容量的室內(nèi)覆蓋（是指直接將基站

15、的射頻單元延伸到室內(nèi)分布的信源位置，這是3G系統(tǒng)的新功能，在系統(tǒng)設(shè)計時已經(jīng)考慮到室內(nèi)分布系統(tǒng)的信源）。直放站：用于小容量的室內(nèi)覆蓋（占用施主基站的容量）。室內(nèi)分布系統(tǒng)信號的接入方式。直接接入：基站信號直接接入室內(nèi)分布系統(tǒng)（基站直接做信源）性能最好，新增容量，成本高。耦合接入：從附近基站的射頻收發(fā)端用定向耦合器耦合一定比例的信號功率，用光纖直放站引入到室內(nèi)分布系統(tǒng)。性能好，占用施主基站容量，成本較低?？臻g耦合：利用射頻直放站直接選擇空間的信號，作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信源。性能差、占用施主基站的容量、成本低。硬阻塞：FDMA和TDMA系統(tǒng)的容量是固定的，一旦需要接入的用戶數(shù)量超過系統(tǒng)容量，就會出現(xiàn)阻塞

16、。軟阻塞：CDMA系統(tǒng)的容量是“軟容量”的概念，容量的大小主要取決于正交的PN碼數(shù)量和C/I,接入系統(tǒng)的用戶數(shù)量增加只是在一定程度上惡化C/I,是否發(fā)生阻塞取決于C/I的惡化程度。不同信源的容量比較。宏蜂窩：新增大容量（不占用室外基站的容量）。微蜂窩：新增小容量（不占用室外基站的容量）。射頻拉遠(yuǎn)：不增加容量（占用施主基站的容量）。直放站：不增加容量（占用施主基站的容量）。一套好的室內(nèi)分布系統(tǒng)應(yīng)該把握的原則：市場導(dǎo)向原則：首先建設(shè)業(yè)務(wù)量大的建筑，如：星級賓館、寫字樓、商場、超市、機(jī)場、車站、地鐵等。（從商業(yè)和競爭的角度出發(fā)，運(yùn)營商迫切希望這些區(qū)域有良好的信號覆蓋）統(tǒng)一性原則：與室外的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化統(tǒng)一

17、考慮，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)整體性能的最優(yōu)化。同時要特別注意對室外系統(tǒng)的影響。（網(wǎng)優(yōu)和網(wǎng)覆統(tǒng)一規(guī)劃）質(zhì)量原則：設(shè)備、器件滿足規(guī)范要求，接口標(biāo)準(zhǔn)化。（關(guān)鍵設(shè)備般由運(yùn)營商統(tǒng)一采購）經(jīng)濟(jì)型原則：注重投資效益，控制項(xiàng)目成本。（運(yùn)行商是希望通過改善室內(nèi)覆蓋來得到更大的收益）實(shí)施性原則：結(jié)構(gòu)簡單，工程容易實(shí)施，不影響建筑物結(jié)構(gòu)和裝修。兼容性和可擴(kuò)容性。GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)的指標(biāo)要求接收信號場強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)樓層：95%以上區(qū)域大于-80dBm。地下層、電梯：95%以上區(qū)域大于-90dBm。載干比：大于12dB。呼損率。TCH（業(yè)務(wù)信道）：低于2.0%。SDCCH（獨(dú)立專用控制信道）：低于0.1%。忙時掉話率：小于1.5%。切換成

18、功率：大于95%。通話質(zhì)量：MOS優(yōu)于3.0的區(qū)域大于95%。上行注入噪聲：基站接收端小于-120dBm/200KHz。CDMAIS-95（CDMA2000）室內(nèi)分布系統(tǒng)的指標(biāo)要求接收信號場強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)樓層：95%以上區(qū)域大于-85dBm。地下層、電梯：95%以上區(qū)域大于-90dBm呼損率：低于2.0%忙時掉話率：小于1.5%。切換成功率：大于98%。上行注入噪聲：基站接收端小于-113dBm/1.23MHz。信號外泄：室內(nèi)基站外泄到室外10米處的信號強(qiáng)度低于-90dBm。TD-SCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的指標(biāo)要求接收信號場強(qiáng)：95%以上區(qū)域于大于-85dBm。呼損率：低于2.0%。忙時掉話率：小于1

19、.5%。切換成功率：大于98%。上行注入噪聲：基站接收位置的噪聲電平上升小于3dB。信號外泄：室內(nèi)基站外泄到室外10米處的信號強(qiáng)度低于-90dBm。WCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)的指標(biāo)要求接收信號場強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)樓層：95%以上區(qū)域大于-85dBm。地下層、電梯：95%以上區(qū)域大于-90dBm。呼損率：低于2.0%。忙時掉話率：小于1.5%。切換成功率：大于98%。上行注入噪聲：基站接收位置的噪聲電平上升小于3dB。信號外泄：室內(nèi)基站外泄到室外-90dBm。10米處的信號強(qiáng)度低于室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計流程：站點(diǎn)勘測步驟及用到的儀器:覆蓋要求確認(rèn)了解覆蓋區(qū)當(dāng)前覆蓋現(xiàn)狀及客戶要求，確認(rèn)覆蓋區(qū)域及覆蓋需解決的問題盲區(qū)覆蓋、乒乓效應(yīng)或孤島效應(yīng)。盡可能用TEMS對現(xiàn)場進(jìn)行當(dāng)前覆蓋現(xiàn)狀測試并征得客戶確認(rèn)。覆蓋信源確認(rèn)根據(jù)用戶要求，確定所