射頻基礎(chǔ)知識(shí)

第一部分

射頻基礎(chǔ)知識(shí)

目錄

第一章與移動(dòng)通信相關(guān)的射頻知識(shí)簡(jiǎn)介.............................................1

1.1何謂射頻...................................................................1

1.1.1長(zhǎng)線和分布參數(shù)的概念.....................................................1

1.1.2射頻傳輸線終端短路.......................................................3

1.1.3射頻傳輸線終端開路.......................................................4

1.1.4射頻傳輸線終端完全匹配....................................................4

1.1.5射頻傳輸線終端不完全匹配..................................................5

1.1.6電壓駐波分布..............................................................5

1.1.7射頻各種饋線..............................................................6

1.1.8從低頻的集中參數(shù)的諧振回路向射頻圓柱形諧振腔過渡........................9

1.2無線電頻段和波段命名........................................................9

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)使用頻段........................................................9

1.4第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)及其主要特點(diǎn)............................................12

1.5第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)及其主要特點(diǎn)............................................12

1.6第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)及其主要特點(diǎn)............................................12

1.7何謂“雙工”方式？何謂“多址”方式........................................12

1.8發(fā)信功率及其單位換算.......................................................13

1.9接收機(jī)的熱噪聲功率電平.....................................................13

1.10接收機(jī)底噪及接收靈敏度....................................................13

1.11電場(chǎng)強(qiáng)度、電壓及功率電平的換算............................................14

1.12G網(wǎng)的全速率和半速率信道..................................................14

1.13G網(wǎng)設(shè)計(jì)中選用哪個(gè)信道的發(fā)射功率作為參考功率.............................15

1.14G網(wǎng)的傳輸時(shí)延，時(shí)間提前量和最大小區(qū)半徑的限制...........................15

1.15GPRS的基本概念...........................................................15

1.16EDGE的基本概念..........................................................16

第二章天線.....................................................................16

2.1天線概述....................................................................16

2.1.1天線.....................................................................16

2.1.2天線的起源和發(fā)展........................................................17

2.1.3天線在移動(dòng)通信中的應(yīng)用..................................................17

2.1.4無線電波.................................................................17

2.1.5無線電波的頻率與波長(zhǎng)....................................................17

2.1.6偶極子...................................................................18

2.1.7頻率范圍.................................................................19

2.1.8天線如何控制無線輻射能量走向...........................................19

2.2天線的基本特性............................................................21

2.2.1增益.....................................................................21

2.2.2波瓣寬度................................................................22

2.2.3下傾角..................................................................23

2.2.4前后比.................................................................24

2.2.5阻抗.....................................................................24

2.2.6回波損耗................................................................25

2.2.7隔離度..................................................................27

2.2.8極化.....................................................................28

2.2.9交調(diào).....................................................................30

2.2.10天線參數(shù)在無線組網(wǎng)中的作用............................................30

2.2.11通信方程式.............................................................31

2.3.網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中天線............................................................32

2.3.1網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中天線的作用.....................................................32

2.3.2天線分集技術(shù).............................................................33

2.3.3遙控電調(diào)電下傾天線........................................................1

第三章電波傳播..................................................................3

3.1陸地移動(dòng)通信中無線電波傳播的主要特點(diǎn).......................................3

3.2快衰落遵循什么分布規(guī)律，基本特征和克服方法................................4

3.3慢衰落遵循什么分布規(guī)律，基本特征及對(duì)工程設(shè)計(jì)參數(shù)的影響...................4

3.4什么是自由空間的傳播模式...................................................5

3.52G系統(tǒng)的宏小區(qū)傳播模式....................................................5

3.63G系統(tǒng)的宏小區(qū)傳播模式....................................................6

3.7微小區(qū)傳播模式..............................................................6

3.8室內(nèi)傳播模式................................................................9

3.9接收靈敏度、最低功率電平和無線覆蓋區(qū)位置百分比的關(guān)系.....................10

3.10全鏈路平衡和最大允許路徑損耗.............................................11

第四章電磁干擾.................................................................12

4.1電磁兼容（EMC）與電磁干擾（EMI）........................................12

4.2同頻干擾和同頻干擾保護(hù)比...................................................13

4.3鄰道干擾和鄰道選擇性......................................................14

4.4發(fā)信機(jī)的（三階）互調(diào)干擾輻射..............................................15

4.5收信機(jī)的互調(diào)干擾響應(yīng).......................................................15

4.6收信機(jī)的雜散響應(yīng)和強(qiáng)干擾阻塞..............................................15

4.7dBc與dBm...............................................................16

4.8寬帶噪聲電平及歸一化噪聲功率電平..........................................16

4.9關(guān)于噪聲增量和系統(tǒng)容量....................................................17

4.10直放站對(duì)基站的噪聲增量...................................................17

4.11IS-95CDMA對(duì)GSM基站的干擾.............................................19

4.12G網(wǎng)與PHS網(wǎng)的相互干擾....................................................20

4.133G系統(tǒng)電磁干擾...........................................................22

4.14PHS系統(tǒng)與3G系統(tǒng)之間的互干擾...........................................24

4.15GSM系統(tǒng)與3G系統(tǒng)之間的互干擾...........................................25

第五章室內(nèi)覆蓋交流問題應(yīng)答

...............................................................................12

5.1、目前GSM室內(nèi)覆蓋無線直放站作信源站點(diǎn)數(shù)量達(dá)60%,WCDMA的建設(shè)中，此類站點(diǎn)太

多將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)上行噪聲被直放站抬高，請(qǐng)問怎么考慮？

5.2、高層窗邊的室內(nèi)覆蓋信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)難以做到主導(dǎo)，而室內(nèi)窗邊將是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的高發(fā)區(qū)

域，室內(nèi)窗邊的高速速率如何保證？

5.3、有廠家建議室內(nèi)覆蓋不用干放，全用無源覆蓋分布，我們?nèi)绾慰紤]？

5.4、室內(nèi)覆蓋中，HSDPA引入后，有何新要求？

5.5、系統(tǒng)引入多載頻對(duì)室:內(nèi)覆蓋的影響？

5.6、上、下行噪聲受限如何考慮？

5.7、室內(nèi)覆蓋時(shí)延分集增益。

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第一章與移動(dòng)通信相關(guān)的射頻知識(shí)簡(jiǎn)介

1.1何謂射頻

射頻是指該頻率的載波功率能通過天線發(fā)射出去(反之亦然)，以交變的電磁場(chǎng)形式在自由空間

以光速傳播，碰到不同介質(zhì)時(shí)傳播速率發(fā)生變化，也會(huì)發(fā)生電磁波反射、折射、繞射、穿透等，引

起各種損耗。在金屬線傳輸時(shí)具有趨膚效應(yīng)現(xiàn)象。該頻率在各種無源和有源電路中R、L、C各參數(shù)

反映出是分布參數(shù)。因此說所謂射頻RF(RadioFrequency)是指頻率較高，可用于發(fā)射無線電頻

率，一般常指幾十到幾百兆赫的頻段，即VHF-UHF頻段。而更高的頻率，則稱為微波。廣義地說，

在無線電頻譜上微波是指頻率為300MIIz-300Gllz的無線電波，其相應(yīng)的波長(zhǎng)范圍是在lm~0.1mm;—

般更具體的指1?30GHz頻段，即波長(zhǎng)在厘米范圍的厘米波。頻率更高的則稱之為毫米波、亞毫米波

段。因而，移動(dòng)通信中的CDMA、GSM等系統(tǒng)所采用的800MHz、900MHz頻段屬于射頻RF范疇，也

即UHF頻段(也可看作微波的低端)；而第三代移動(dòng)通信3G的工作頻段就是在微波范圍內(nèi)。

綜觀無線電頻譜，頻率從極低一直到非常高，波長(zhǎng)從超長(zhǎng)波一直到亞毫米波段再到光波、紫外,

不同頻段的無線電波其特性也截然不同。我們必須了解這一點(diǎn)，并學(xué)會(huì)用不同的概念、技術(shù)和方法

來處理問題。在移動(dòng)通信所工作的射頻和微波頻段，如果只沿用低頻的概念和技術(shù)來研究和處理問

題，必然是行不通。

眾所周知，室內(nèi)分布系統(tǒng)大多采用同軸電纜來傳輸移動(dòng)通信信號(hào)或能量。那么，人們?yōu)槭裁床?/p>

繼續(xù)采用工頻50Hz的雙絞電源線或以前VHF頻段電視機(jī)常用的扁平雙線饋線？同軸電纜又具有那

些優(yōu)點(diǎn)？

這里，首先介紹一下射頻和微波傳輸線的概念。用來傳輸電磁能量的線路統(tǒng)稱為傳輸系統(tǒng)，由

傳輸系統(tǒng)引導(dǎo)向一定方向傳輸?shù)碾姶挪ǚQ為導(dǎo)行波。

1.1.1長(zhǎng)線和分布參數(shù)的概念

在低頻電路中，導(dǎo)線(或說是低頻率傳輸線)只起連接的作用。在同一導(dǎo)線(例如長(zhǎng)為60cm)

的兩端，都認(rèn)為它們是同電位的，電流也相等，也就是屬于同一點(diǎn)。但是，如果線上傳輸?shù)氖巧漕l

比如GSM下行942M1IZ的電信號(hào)(相應(yīng)的波長(zhǎng)大約為32cm),這時(shí)還能認(rèn)為導(dǎo)線的兩端是同電位的嗎？

顯然就不行了。

這里存在兩個(gè)概念問題，一是線的“長(zhǎng)度”如何準(zhǔn)確描述，二是集中參數(shù)和分布參數(shù)的概念。

圖1T所示為線上的電流或電壓隨空間位置的分布情況，圖IT(a)表示的是半波長(zhǎng)的波形圖，AB

是線上的一小段，它比波長(zhǎng)小得多。由圖可見，線段AB上各點(diǎn)的電流或電壓的幅度和相位幾乎不變,

此時(shí)的線段AB是一段“短線”。如果頻率很高，雖然線段AB的長(zhǎng)度相同，但在某一瞬時(shí)線上各點(diǎn)電

流或電壓的幅度和相位均有很大變化，如圖lT(b)所示，此時(shí)的線段AB即應(yīng)視為“長(zhǎng)線

(b)

圖1-1電流電壓沿線分布圖

(a)短線情況;(b)長(zhǎng)線情況

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其實(shí)，“長(zhǎng)度”有絕對(duì)長(zhǎng)度和相對(duì)長(zhǎng)度兩種概念。對(duì)于傳輸線的“長(zhǎng)”或“短”，并不是以其絕

對(duì)長(zhǎng)度而是以其相對(duì)長(zhǎng)度，即以它與波長(zhǎng)比值的相對(duì)大小來區(qū)分的。我們把傳輸線的幾何長(zhǎng)度(/)

與其上傳輸電信號(hào)的波長(zhǎng)(入)之比〃入，稱為傳輸線的相對(duì)長(zhǎng)度或者叫電長(zhǎng)度。

在射頻和微波領(lǐng)域，波長(zhǎng)入通常以cm計(jì)。比如一根傳輸3G移動(dòng)通信信號(hào)(如WCDMA)的同軸

電纜，雖然只有30cm長(zhǎng)，但它已大約是工作波長(zhǎng)的兩倍，當(dāng)然屬于“長(zhǎng)線”；相反，輸送工頻市電

的電力線即使僅有2km長(zhǎng)，但與其波長(zhǎng)(6000km)相比就是非常短的了，因此只能稱之為“短線”。

微波傳輸線基本上都屬于“長(zhǎng)線”的范疇，因此描述傳輸線特性和電壓或電流沿線傳輸規(guī)律的傳輸

線理論又稱為長(zhǎng)線理論。一般的說，只要線的幾何長(zhǎng)度,與其傳輸電信號(hào)的波長(zhǎng)人可以比擬時(shí)(通

常為十分之一左右或以上)，即可視為長(zhǎng)線。

電壓和電流在傳輸線上是以波的形式傳輸并將信號(hào)或能量從電源傳送至負(fù)載，這樣就可以理解

線上各點(diǎn)的電壓或電流不相同的道理。同一時(shí)刻各點(diǎn)電壓或電流的幅度不相同，同一點(diǎn)上的電壓或

電流的幅度又隨著時(shí)間而改變，這就是波的概念。用數(shù)學(xué)術(shù)語來說就是電壓和電流即是位置的函數(shù),

又是時(shí)間的函數(shù)，即u(z,t)和i(z,t)o

為什么呢？這是因?yàn)閭鬏斁€上處處存在分布電阻、分布電感，線間處處存在分布電容和漏電導(dǎo)。

電磁場(chǎng)理論告訴我們，當(dāng)電信號(hào)通過傳輸線時(shí)將產(chǎn)生如下分布參數(shù)效應(yīng)：

＞電流流過導(dǎo)線時(shí)發(fā)熱，表明導(dǎo)線本身具有分布電阻；

＞由于導(dǎo)線中通過電流，周圍將有磁場(chǎng)，因而導(dǎo)線存在分布電感效應(yīng)；

＞由于導(dǎo)線間有電壓，導(dǎo)線間便有電場(chǎng)，于是導(dǎo)線間存在分布電容效應(yīng)；

＞由于導(dǎo)線間絕緣不完善而存在漏電流，表明導(dǎo)線間處處有分布電導(dǎo)。

頻率低時(shí)，這些分布參數(shù)效應(yīng)完全可以忽略不計(jì)，所以低頻只考慮時(shí)間因子而忽略空間效應(yīng)，

因而把低頻電路當(dāng)作集中參數(shù)電路來處理是允許的。但是，頻率升高后，分布參數(shù)引起的效應(yīng)不能

再忽視了；傳輸線不能僅當(dāng)作連接線，它將形成分布參數(shù)電路，參與并影響電壓和電流的傳輸。因

而傳輸線在電路中所引起的效應(yīng)必須用傳輸線理論來研究和表述。

我們用分別表示傳輸線單位長(zhǎng)度的電阻，電感，電容和電導(dǎo)，它們的數(shù)值與傳輸線

類型、截面尺寸、導(dǎo)體材料、填充介質(zhì)等有關(guān)。

假設(shè)均勻傳輸線上取任一無限小線元dz(dz?X)，則線元上都分布有一定大小的電阻Ridz和電

感Lidz;此線元間都分布有一定大小的電容Cidz和電導(dǎo)Gidz。在此無限小線元上，我們可以把它看

成一集中參數(shù)電路，其集中電阻、電感、電容和電導(dǎo)，分別為Ridz,Lidz,Cidz和Gidz,可用「形

網(wǎng)絡(luò)來等效(也可用T形或n形網(wǎng)絡(luò)來等效)，如圖1-2(a)所示。整個(gè)傳輸線則可看成是有許多

線元的四端網(wǎng)絡(luò)鏈聯(lián)而成的分布參數(shù)電路，如圖-2(b)所示。對(duì)于無耗線(R1=O,G1=O),其等效

電路，如圖1-2(c)所示。

Zi

(a)

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（C）

圖1-2傳輸線的等效電路

（a）等效電路；（b）分布參數(shù)電路：（c）無耗線等效電路

有了上述等效電路，就容易解釋傳輸線上的電壓、電流不相同的現(xiàn)象。參看圖1-2（b）,由于aa'和

bb'之間有串聯(lián)電阻存在，兩處的阻抗不相等，因而兩處的電壓也不想等；由于線間并聯(lián)回路的存在，

通過a和b點(diǎn)的電流也不相同。同時(shí)還可以看出，當(dāng)接通電源后，電源通過分布電感逐次向分布電容充電,

并形成向負(fù)載傳輸?shù)碾妷翰ê碗娏鞑ā＞褪钦f，電壓和電流是以波的形式在傳輸線上傳輸，并將能量或

信號(hào)從電源傳送至負(fù)載。

1.1.2射頻傳輸線終端短路

當(dāng)射頻傳輸線終端短路時(shí)信號(hào)為全反射。

反射點(diǎn)的反射電壓

電壓反射系數(shù)「=7,電壓反射系數(shù)『二黑一

反射點(diǎn)的入射電壓

即電壓駐波比VSWR=Y吧1+「1=8（無窮大）

Vmin1一口

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無耗短路線的駐波特性

L1.3射頻傳輸線終端開路

當(dāng)射頻傳輸線終端開路時(shí)，信號(hào)為全反射。

電壓反射系數(shù)「=1,即電壓駐波比vSWR=E^=t[=8（無窮大）

Vmin1-r|

3,1J.

入了人N人4人

無耗開路線的駐波特性

1.1.4射頻傳輸線終端完全匹配

當(dāng)射頻傳輸線終端阻抗ZL完全等于傳輸線特性阻抗Zo時(shí)，信號(hào)無反射，電壓反射系數(shù)r=o,

即電壓駐波比VSWR=鬻=署"為行波狀態(tài)。

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.ZcZL

1.1.5射頻傳輸線終端不完全匹配

當(dāng)射頻傳輸線阻抗ZL不完全等于傳輸線特性阻抗Z。時(shí)，信號(hào)有局部反射，電壓反射系數(shù)

電壓駐波比VSWR=跑注=?3-=V.(工程時(shí)控制在1~1.5之間)。

Vmin1-r|

電壓駐波比在工程上常用回波損耗RL表示，對(duì)應(yīng)關(guān)系如F表:

電壓駐波比VSWR1.21.251.31.351.41.52.0

回波損耗RL(dB)211917.616.615.6149.5

相應(yīng)公式Ri=201g2里.(dB)。

L&V-1

1.1.6電壓駐波分布

在各種反射系數(shù)下，電壓駐波的分布如圖(『3)所示。駐波有若干重要特性，歸結(jié)如下：

1.駐波最大點(diǎn)或最小點(diǎn)之間的距離為、g/2,電壓的最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)于電流的最小點(diǎn)，反之，電壓的最小

點(diǎn)對(duì)應(yīng)于電流的最大點(diǎn)。

2.如終端開路，短路或?yàn)榧冸娍梗瑒t沿線電壓和電流間相角差為90°,如終端為一阻抗，則沿線的電

壓電流之間的相角差不是90°,而且沿途變化。在最大點(diǎn)或最小點(diǎn)處，電壓電流同相，輸入電阻是純電阻;

在電壓最大處的輸入電阻為最大電阻，電壓最小點(diǎn)的電阻為最小電阻。

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圖is在各種反射系數(shù)r下的電壓駐波分布

1.1.7射頻各種饋線

1）平行雙線

平行雙線傳輸線

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①趨膚效應(yīng)顯著；

②輻射損耗增加；

③支撐物損耗增加。

2）同軸線

空氣帶狀線介質(zhì)夾層線

帶狀線的結(jié)構(gòu)及場(chǎng)分布

4）同軸線向帶狀線演化

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同軸線向帶狀線的演化

5）微帶線

微帶線的結(jié)構(gòu)及電磁場(chǎng)分布

這是一種非對(duì)稱性雙導(dǎo)體平面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)，它具有一個(gè)中心導(dǎo)體帶條和一個(gè)接地板，可以看成是由平

行雙線演變而來的，在雙導(dǎo)體中間放一導(dǎo)體平面構(gòu)成鏡像，再去掉一根圓柱導(dǎo)體就變成微帶線，如下圖：

微帶線的演變

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1.1.8從低頻的集中參數(shù)的諧振回路向射頻圓柱形諧振腔過渡

1.2無線電頻段和波段命名

無線電頻譜可劃分為如下12個(gè)頻段(見表1.1)。頻率的單位是赫茲或周/秒，還可以使用千赫(kHz)、

兆赫(MHz)、吉赫(GHz)表示。

表1」無線電頻段和波段命名

頻率范圍波長(zhǎng)范圍

以頻段名稱波段名稱

(含上限、不含下限)(含下限、不含上限)

1極低頻(ELF)3?30赫(Hz)極長(zhǎng)波10070兆米(Mm)

2超低頻(SLF)30-300赫(Hz)超長(zhǎng)波10-1兆米(Mm)

3特低頻(ULF)300-3000赫(Hz)特長(zhǎng)波1000700千米(km)

4甚低頻(VLF)3?30千赫(kHz)甚長(zhǎng)波100T0千米(km)

5低頻(LF)3g300千赫(kHz)長(zhǎng)波10~1千米(km)

6中頻(MF)300~3000千赫(kHz)中波1000~100X(m)

7高頻(HF)3?30兆赫(MHz)短波100~10米(m)

8甚高頻(VHF)30?300兆赫(MHz)米波10-1米(m)

9特高頻(UHF)300?3000兆赫(MHz)分米波、10T分米(dm)

10超高頻(SHF)3?30吉赫(GHz)厘米波1“1厘米(cm)

A微波

11極高頻(EHF)30?300吉赫(GHz)亳米波10~1亳米(mm)

12至高頻302000吉赫(GHz)絲米波＞10-1絲米(dmm)

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)使用頻段

1TU以及各國(guó)家無線電主管部門為移動(dòng)業(yè)務(wù)劃分和分配了多個(gè)頻段?？紤]到無線電波傳播的特點(diǎn)，

移動(dòng)業(yè)務(wù)使用的頻段主要都在3GHz以下。

確定移動(dòng)通信工作頻段可從以下兒方面來考慮：①電波傳播特性；②環(huán)境噪聲及干擾的影響；③服

務(wù)區(qū)范圍、地形和障礙物影響以及建筑物的滲透性能；④設(shè)備小型化；⑤與已經(jīng)開發(fā)的頻段的干擾協(xié)調(diào)

和兼容性；⑥用戶需求及應(yīng)用的特點(diǎn)。根據(jù)ITU的規(guī)定，在5GHz以下，劃分給陸地移動(dòng)業(yè)務(wù)的主要頻率

范圍列于表1.2。

表1.2ITU5GHz以下陸地移動(dòng)通信的主要頻率范圍(MHz)

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47?5054?68

29.7?47335.4?399.9406.1-430440?470

（與廣播共用）（與廣播共用）

87.5-100470?960

68?74.875.2?87（與廣播共用）（與廣播共用）1427?15251668.4?1690

138744148?149.9150.05?156.76251700-26903500?42004400?5000

174?223

156.8375774223?328.6

（與廣播共用）

我國(guó)移動(dòng)通信使用頻段的規(guī)劃原則上參照國(guó)際的劃分規(guī)劃，如我國(guó)正在大量使用的150MHz、350

MHz、450MHz、800MHz,900MHz,以及1.8GHz等頻段。其中:

150MHz頻段138MHz~149.9MHz；150.05MHz-167MHz（無線尋呼業(yè)務(wù)）

280MHz頻段279MHz?281MHz（無線尋呼業(yè)務(wù)）

450MHz頻段403MHz~420MHz；450MHz~470MHz（移動(dòng)業(yè)務(wù)）

800MHz頻段806MHz~821MHz/851MHz~866MHz（集群移動(dòng)通信）

821MHz~825MHz/866MHz?870MHz（移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）

825MHz?835MHz/870MHz?880MHz（蜂窩移動(dòng)通信）

840MHz?843MHz（無繩電話）

900MHz頻段885MHz?915MHz/930MHz?960MHz（蜂窩移動(dòng)業(yè)務(wù)）

915MHz~917MHz（無中心移動(dòng)系統(tǒng)）

在民用的移動(dòng)通信中，用于蜂窩移動(dòng)通信使用的頻段具體安排如下:

890~909MHz移動(dòng)臺(tái)發(fā)

中國(guó)移動(dòng)（GSM）

935?954MHz基站發(fā)，共19MHz

909-915MHz移動(dòng)分發(fā)

中國(guó)聯(lián)通（GSM）

954~960MHz基站發(fā)，共6MHz

數(shù)字CDMA系統(tǒng)頻率安排如下:

中國(guó)聯(lián)通CDMA825~835MHz移動(dòng)臺(tái)發(fā)

870?880MHz基站發(fā)，共10MHz

1.8GHz頻段安排如"

移動(dòng)臺(tái)發(fā)

r中國(guó)移動(dòng)1710~1725MHz

1805-1820MHz基站發(fā)（共15MHz）

GSM1800MHz〈

1745~1755MHz移動(dòng)臺(tái)發(fā)

中國(guó)聯(lián)通

1840~1850MHz基站發(fā)（共10MHz）

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廣東移動(dòng)培訓(xùn)資料

r1710~1785MHz移動(dòng)臺(tái)發(fā)

DSC1800MHz\―

I1805-1880MHz基站發(fā)

目前正趨于實(shí)用化的第三代移動(dòng)通信，即IMT-2000。其使用的核心頻段為

1885~2025MHz/2110?2200MHz(其中1980~201OMHz/2170~2200MHzIMT-2000的衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)頻段)。

3Gpp規(guī)定UTRATDD的頻段(共35MHz)：

(1)1900-1920MHz

2010~2025MHz

(2)1850~1910MHz

1930~1990MHz

(3)1910~1930MHz

3GPP規(guī)定的UTRAFDD的頻段(上下行各60MHz)：

(1)1920-1980MHz移動(dòng)臺(tái)發(fā)

2110~2170MHz基站發(fā)

(2)1850-1910MHz移動(dòng)臺(tái)發(fā)

1930~1990MHz基站發(fā)。

為滿足第三代(3G)蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，中國(guó)于2002年對(duì)3G系統(tǒng)使用的頻譜

作出了如下規(guī)劃：

①第三代公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要工作頻段：

頻分雙工(FDD)方式：19207980MHz/2110~2170MHz；

時(shí)分雙工(TDD)方式：1880?1920MHz、2010~2025MHzo

②第三代公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的補(bǔ)充工作頻段：

頻分雙工(FDD)方式：1755?1785MHz/1850~1880MHz；

時(shí)分雙工(TDD)方式：2300~2400MHz,與無線電定位業(yè)務(wù)共用，均為主要業(yè)務(wù)。

③IMT-2000的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)工作頻段：1980?2010MHz/2170-2200MHz。

④目前已規(guī)劃給公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的825?835MHz/870?880MHz、885-915MHz/930-960

MHz和1710~1755MHz/1805?1850MHz頻段等，同時(shí)規(guī)劃作為第三代公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)擴(kuò)展頻

段。

止匕外，為滿足鐵路系統(tǒng)調(diào)度通信等業(yè)務(wù)發(fā)展需要，擬將885?889MHz(上行)和930?934MHz(下

行)作為GSM-R(EGSM)系統(tǒng)使用的頻段；為滿足射頻電子標(biāo)簽業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，將840?845MHz和

920~925MHz規(guī)劃作為RFID使用的頻段(試用)。

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廣東移動(dòng)培訓(xùn)資料

1.4第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)及其主要特點(diǎn)

近代的陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)，也稱為蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)；自80年代起，已歷經(jīng)三代。第一代的主要特

點(diǎn)是利用模擬傳輸方式實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)，以AMPS（美國(guó)、南美洲）、TACS（英國(guó)、中國(guó)）和NMT（北歐）

為代表。主要商用時(shí)間從80年代初開始到90年代前期。

它的主要特點(diǎn)是：

①模擬話音直接調(diào)頻；

②多信道共用和頻分多址接入方式；

③頻率復(fù)用的蜂窩小區(qū)組網(wǎng)方式和越區(qū)切換；

④無線信道的隨機(jī)變參特征使無線電波受多徑快衰落和陰影慢衰落的影響

⑤環(huán)境噪聲和多類電磁干擾的影響；

⑥無法與固定網(wǎng)迅速向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)很難開展；

⑦安全保密性差，易被“竊聽”，易被“仿制燒號(hào)”。

1.5第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)及其主要特點(diǎn)

第二代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)以數(shù)字傳輸方式實(shí)現(xiàn)話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以GSM為主，IS-95CDMA為

輔。主要商用時(shí)間從90年代中期開始到現(xiàn)在。

它的主要特點(diǎn)是：

①低速率話音編碼技術(shù)和數(shù)字調(diào)制；

②每載波多路、時(shí)分多址或碼分多址接入；

③Rake接收機(jī)和自適應(yīng)均衡技術(shù)；

④與固定網(wǎng)向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng)，具有中低速數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)能力；

⑤先進(jìn)的開放的技術(shù)規(guī)范（如A接口和U接U）,有利于形成既競(jìng)爭(zhēng)又相互促進(jìn)的機(jī)制；

?安全保密性強(qiáng)，不易“竊聽”，不易“仿制”；

⑦有利于大規(guī)模集成。

1.6第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)及其主要特點(diǎn)

第三代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)以更高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和更好的頻譜利用率為目標(biāo),采用寬帶CDMA為主流

技術(shù)，目前已形成三種空中接口標(biāo)準(zhǔn)，即WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000。今后十年內(nèi)將逐步

替代第二代系統(tǒng)而成為主流。

它的主要特點(diǎn)是：

①新型的調(diào)制技術(shù)，包括多載波調(diào)制和可變速率調(diào)制技術(shù)：

②高效的信道編譯碼技術(shù)，除了沿用第二代的卷積碼外，還對(duì)高速數(shù)據(jù)采用了Turbo糾錯(cuò)編碼技術(shù):

③Rake接收多徑分集技術(shù)以提高接收靈敏度和實(shí)現(xiàn)軟切換；

④軟件無線電技術(shù)易于多模工作；

⑤智能天線技術(shù)易于提高載干比；

⑥多用戶檢測(cè)技術(shù)以消除和降低多址干擾；

⑦可與固定網(wǎng)中的電路交換和分組交換網(wǎng)很好地相適應(yīng)，滿足各類用戶對(duì)話音及高、中、低速率數(shù)

據(jù)業(yè)務(wù)的需求。

1.7何謂“雙工”方式？何謂“多址”方式

“雙工”（Duplexer）是相對(duì)于“單工”而言的收發(fā)信機(jī)工作方式。在無線對(duì)講（集群）電話問世之

初，由于技術(shù)及成本因素，發(fā)信機(jī)采用了“按下講話”的方式，即有一個(gè)通話按鈕，按下時(shí)表示發(fā)信，

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廣東移動(dòng)培訓(xùn)資料

放開時(shí)表示接收，也就是說，此種通話方式不能像固定電話那樣同時(shí)收發(fā)，故稱之為“單工”。而技術(shù)的

進(jìn)步和制造成本的下降，使雙工濾波器能夠在各類工作頻段都能隨意使用，從而使無線對(duì)講電話也能像

固定電話那樣同時(shí)接收和發(fā)送，不需要在講話時(shí)按下按鈕，這種通話方式就是“雙工”方式。

當(dāng)收信和發(fā)信采用一對(duì)頻率資源時(shí)，稱為“頻分雙工”；而當(dāng)收信和發(fā)信采用相同頻率僅以時(shí)間分隔

時(shí)稱為“時(shí)分雙工

“多址”(MultiAccess)是指在多信道共用系統(tǒng)中，終端用戶選擇通信對(duì)象的傳輸方式，在陸地蜂

窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，用戶可以通過選擇“頻道”、“時(shí)隙”或“PN碼”等多種方式進(jìn)行選址，它們分別對(duì)

應(yīng)地被稱為“頻分(FrequencyDivision)多址"、“時(shí)分(TimeDivision)多址"和“碼分(CodeDivision)

多址二簡(jiǎn)稱FDMA,TDMA和CDMA.

1.8發(fā)信功率及其單位換算

通常發(fā)信機(jī)功率單位為“瓦特”(W),

它也可以表示為dBw,即以1W為基準(zhǔn)的功率分貝值，

Pt(W)

即Pt(dBW)=101g1W

為了便于計(jì)算，發(fā)信功率單位也可用“毫瓦”(mW)表示，同樣，它也可以表示為dBmW(簡(jiǎn)寫為

dBm),即以ImW為基準(zhǔn)的功率分貝值，而

1W=1000mW

1dBW=30dBm

Pt(-W)

或Pt(dBm)=101gImW

1.9接收機(jī)的熱噪聲功率電平

任何?個(gè)無線通信接收機(jī)能否正常工作，不僅取決于所能獲得的輸入信號(hào)的大小，而且也與其內(nèi)部

噪聲以及外部噪聲和干擾的大小有關(guān)。

接收機(jī)內(nèi)部噪聲也稱為熱噪聲，它是由電子運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的，其定義是指當(dāng)溫度為290°K(17。C)

時(shí)，由接收機(jī)通帶(通常由接收機(jī)中頻帶寬所決定)所截獲的熱噪聲功率電平。

No=KTB(W)

-----------?接收機(jī)帶寬

-------------?絕對(duì)溫度值290°K

--------------?玻爾茲曼常量1.37X10

如用dBW表示，可寫為

No(dBw)=-204dBW+lOlgB

或=-174dBm+lOlgB

對(duì)于G網(wǎng)，B=200KHz(53dB),No=-121dBm

1.10接收機(jī)底噪及接收靈敏度

接收機(jī)底噪：熱噪聲+NF(接收機(jī)噪聲系數(shù))

對(duì)于G網(wǎng)，B=200KHz(53dB),Np=5dBm,

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接收機(jī)底噪=-174(dBm)+101gB+NF(dB)=-116dBm.

接收靈敏度：接收機(jī)底噪+C/I(載干比)

對(duì)于G網(wǎng)，當(dāng)B=200KHzNF=5dBC/I=12dB時(shí)

Pi(dBm)=-174+53+5+12=-104dBm

1.11電場(chǎng)強(qiáng)度、電壓及功率電平的換算

電場(chǎng)強(qiáng)度(E)是指長(zhǎng)度為1米的天線所感應(yīng)到的電壓，以v/m、〃v/m、dB〃v/m計(jì)，對(duì)半波偶極

天線而言，其有效長(zhǎng)度為〃"，故其感應(yīng)的電壓e為：

e=E*(v)式中：E為電場(chǎng)強(qiáng)度(v/m)；幾為波長(zhǎng)(m)

由于半波偶極天線的特性阻抗是73.13。，而移動(dòng)通信接收機(jī)的輸入阻抗通常為50。，因此，接收

機(jī)的輸入開路電壓

[502I50

A=eV73.13=E-173.13

若以dB4V計(jì)，則：

2

A(dB〃v)=E(dB〃v/m)+201g-1.65=E+201g^-11.6

例如：對(duì)于900MHz頻段，4=0.33m,當(dāng)采用半波偶極天線時(shí)，輸入電壓A與接收?qǐng)鰪?qiáng)E之間的關(guān)

系為：

A(dB〃v)=E(dB〃v/m)-21.33

若采用其他增益天線，只需加上該天線相對(duì)于半波偶極天線的增益GD即可。

對(duì)于移動(dòng)通信系統(tǒng)，按慣例是以電動(dòng)勢(shì)(開路電壓)作為靈敏度指標(biāo)值。因此，其電壓與功率的換

算應(yīng)為：

A2

pi=R

當(dāng)R=50Q時(shí)Pi=A-137(dBW)

或=A-107(dBm)

1.12G網(wǎng)的全速率和半速率信道

GSM系統(tǒng)的語音編碼采用規(guī)則脈沖激勵(lì)——長(zhǎng)期線性預(yù)測(cè)(RPE—LTP)編譯碼方式，根據(jù)速率不

同可以分為全速率和半速率兩種信道。當(dāng)編碼器每20ms取樣一次，線性預(yù)測(cè)聲域分析抽頭為8時(shí)，輸

出260bit,此時(shí)編碼速率為260/20=13Kbits/s,即為全速率信道。半速率是GSM在26復(fù)幀中奇偶各傳一

路。

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1.13G網(wǎng)設(shè)計(jì)中選用哪個(gè)信道的發(fā)射功率作為參考功率

GSM系統(tǒng)是一個(gè)TDMA時(shí)分多址系統(tǒng)，在G網(wǎng)作功率規(guī)劃時(shí)，是以相對(duì)恒定的BCCH信道功率

作為參考功率進(jìn)行規(guī)劃的。對(duì)于話音信道的功率是可變化的。

1.14G網(wǎng)的傳輸時(shí)延，時(shí)間提前量和最大小區(qū)半徑的限制

G網(wǎng)上行傳輸方向，在隨機(jī)接入信道（RACH）上