移动通信基移动通信基站技术站技术 主讲主讲 郭双贵郭双贵 高级工程师高级工程师n 移动通信移动通信是指通信是指通信双方双方或至少或至少一方一方处于处于移动中移动中进行进行信息交互信息交互的通信，即的通信，即移动体移动体与与移动体移动体、移移动体动体与与固定体固定体之间的之间的通信通信。n按照按照移动体移动体所处的所处的运动区域运动区域不同，移动通信可不同，移动通信可分为分为陆地移动通信陆地移动通信、海上移动通信海上移动通信和和空中移动空中移动通信通信。n陆地移动通信以陆地移动通信以蜂窝移动通信蜂窝移动通信系统应用最为广系统应用最为广泛，以泛，以数字蜂窝移动通信数字蜂窝移动通信发展最为迅速，本章发展最为迅速，本章着重介绍着重介绍数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统。 2024/8/212第第1 1章章 移动通信系统概述移动通信系统概述 第一节第一节 移动通信的特点及分类移动通信的特点及分类 移动通信系统由于移动通信系统由于用户的移动性用户的移动性，管理技术管理技术要要比比固定通信固定通信要复杂，要复杂，移动移动通信网中依靠的是通信网中依靠的是无线无线电波电波的的传播传播，传播，传播环境环境比比有线媒质有线媒质的传播特性的传播特性复复杂杂，移动通信移动通信有着与有着与固定通信固定通信不同的特点。不同的特点。一、移动通信的特点一、移动通信的特点 1 1、无线电波传播环境复杂：、无线电波传播环境复杂： 移动通信的电波处在移动通信的电波处在特高频特高频（3003003000MHz3000MHz）频段，电波传播主要方式是）频段，电波传播主要方式是视距传播视距传播。电磁波在传播时不仅有电磁波在传播时不仅有直射波直射波信号，还有经信号，还有经地面地面、建筑群建筑群等产生的等产生的反射反射、折射折射、绕射绕射的的传播传播，从而，从而产生产生多径传播多径传播引起的引起的快衰落快衰落、阴影效应阴影效应引起的引起的慢慢衰落，衰落，系统必需配有系统必需配有抗衰落抗衰落措施，才能保证正常措施，才能保证正常运行。运行。2024/8/2132 2、噪声和干扰严重：、噪声和干扰严重： 移动台在移动台在移动时移动时即受到即受到环环境噪声境噪声的干扰，又有的干扰，又有系统系统干扰。由于系统内有干扰。由于系统内有多个用户多个用户，必须采用，必须采用频率复用频率复用技术，系统就有技术，系统就有了了互调干扰互调干扰、邻道干扰邻道干扰、同频干扰同频干扰等主要的等主要的系系统干扰统干扰，这就要求系统有合理的，这就要求系统有合理的同频复用同频复用规划规划和和无线网络优化无线网络优化等措施。等措施。3 3、用户的移动性：、用户的移动性：用户用户的的移动性移动性和移动的和移动的不可预不可预知性知性，要求系统有完善的，要求系统有完善的管理技术管理技术对用户的对用户的位位置置进行进行登记登记、跟踪，跟踪，不因不因位置位置改变改变中断通信。中断通信。4 4、频率资源有限：、频率资源有限： ITUITU对对无线频率无线频率的划分的划分有严有严格规定格规定，要设法提高系统的频率利用率。，要设法提高系统的频率利用率。2024/8/214二、移动通信的分类二、移动通信的分类 1. 1. 按服务对象分类：按服务对象分类： 公用移动通信公用移动通信和专用移动通信。和专用移动通信。 2. 2. 按组网方式分类：按组网方式分类： 峰窝状移动通信峰窝状移动通信、移动卫星通信、移动数据、移动卫星通信、移动数据通信、公用无绳电话、集群调度电话等。通信、公用无绳电话、集群调度电话等。 3. 3. 按工作方式分类：按工作方式分类： 单向和单向和双向双向通信方式两大类，双向通信方通信方式两大类，双向通信方式可又分为单工、式可又分为单工、双工双工和半双工通信方式。和半双工通信方式。 4. 4. 按采用的技术分类：按采用的技术分类： 分为模拟移动通信系统和分为模拟移动通信系统和数字移动通信系数字移动通信系统统。 2024/8/215 第二节第二节 移动通信的发展历程移动通信的发展历程n8080年代发展起来的第一代年代发展起来的第一代模拟模拟移动通信系统。移动通信系统。n9090年代初发展为第二代年代初发展为第二代数字数字移动通信系统。移动通信系统。n现正在建设第三代现正在建设第三代宽带宽带数字移动通信系统（数字移动通信系统（3G3G）。）。n3G3G以以宽带宽带多媒体移动通信多媒体移动通信为目标，数据传输速率：为目标，数据传输速率： 高速移动高速移动环境环境 144kbit/s144kbit/s； 步行慢速移动步行慢速移动环境环境 384kbit/s384kbit/s； 室内静态室内静态环境环境 2Mbit/s2Mbit/s；n3G3G世界三大主流标准：世界三大主流标准： WCDMAWCDMA、CDMA 2000CDMA 2000、TD-SCDMATD-SCDMA（我国我国提出的标准提出的标准）。）。 2024/8/216 第三节第三节 数字移动通信技术数字移动通信技术一、数字调制技术一、数字调制技术n数字调制是使在信道上传送的数字调制是使在信道上传送的信号特性信号特性与与信道信道特性特性相匹配相匹配的一种技术。的一种技术。 n模拟语音信号，经过模拟语音信号，经过语音编码语音编码所得到的所得到的数字信数字信号号必须经过必须经过调制调制才能实际传输。才能实际传输。n无线传输无线传输系统中，是利用系统中，是利用载波载波来来携带携带语音编码语音编码信号的，即用信号的，即用语音编码语音编码后的后的数字信号数字信号对对载波载波进进行行调制调制。n数字调制方式有以下几种：数字调制方式有以下几种：2024/8/217l移频键控（移频键控（FSKFSK）：）： 载波的载波的频率频率按照按照数字信号数字信号 “1”1”、“0”0”变化变化而对应而对应变化变化；l移相键控（移相键控（PSKPSK）：）： 载波的载波的相位相位按照按照数字信号数字信号“1”1”、“0”0”变化变化而对应而对应变化变化；l振幅键控（振幅键控（ASKASK）：）： 载波的载波的振幅振幅按照按照数字信号数字信号“1”1”、“0”0”变化变化而对应而对应变化变化。lGSMGSM移动通信系统采用移动通信系统采用高斯预滤波最小移频键控高斯预滤波最小移频键控GMSKGMSK。n移动通信使用的移动通信使用的调制技术调制技术还有：还有： 二相移相键控二相移相键控（BPSKBPSK）、四相移相键控（）、四相移相键控（QPSKQPSK）、正交调幅）、正交调幅（QAMQAM）, ,频谱利用率较高频谱利用率较高, ,设计设计难度难度和和成本成本较高。较高。2024/8/218二、多址技术二、多址技术 n多址技术就是把多址技术就是把多个用户多个用户接入接入一个传输媒质实一个传输媒质实现现相互间通信时，给相互间通信时，给每个用户信号每个用户信号赋予赋予不同的不同的特征特征，以，以区分不同区分不同的的用户用户的技术。的技术。n常用的多址方式：常用的多址方式： 頻分多址頻分多址（FDMAFDMA）、时分多址时分多址（TDMATDMA）和和码分码分多址多址（CDMACDMA）。nGSMGSM系统使用：系统使用：频分多址（频分多址（FDMAFDMA）/ /时分多址时分多址（TDMATDMA）混和多址方式，即混和多址方式，即 FDMA/TDMAFDMA/TDMA。n3G3G系统多址方式使用：系统多址方式使用：码分多址（码分多址（CDMA)CDMA)方式。方式。2024/8/219 1 1、频分多址（、频分多址（FDMAFDMA）nFDMAFDMA是把工作频段划分成是把工作频段划分成多个无线载频多个无线载频，每，每一个载一个载频信道频信道可以传输可以传输一路语音一路语音或或控制控制信息，通信时不同信息，通信时不同的的MSMS占用占用不同的频率信道不同的频率信道进行通信。进行通信。nFDMAFDMA的特点：的特点：（1 1）信道的）信道的带宽较窄带宽较窄（252530KHz30KHz），相邻频道），相邻频道要留有要留有防护频带防护频带；（2 2）与）与TDMATDMA系统比，系统比，FDMAFDMA系统的系统的复杂程度复杂程度低。低。（3 3）采用）采用单路单载波单路单载波（SCPCSCPC）设计，需使用高性）设计，需使用高性能的能的射频射频（RFRF）带通滤波器带通滤波器来减少邻道干扰，成来减少邻道干扰，成本较高。本较高。 2024/8/21102 2、时分多址（、时分多址（TDMATDMA）nTDMATDMA是把是把时间时间分成周期性的分成周期性的帧帧，每，每一帧一帧再分再分割成割成若干时隙若干时隙，一个，一个时隙时隙就是一个通信就是一个通信信道信道。n通信时，给通信时，给每个用户每个用户分配分配一个时隙一个时隙，使各，使各移动移动台台在在每帧内每帧内只能按只能按指定的时隙指定的时隙向基站向基站发射发射或或接接收收信号。同信号。同一个频道一个频道就可供就可供几个用户同时几个用户同时进行进行通信。通信。nGSMGSM系统系统无线路径上无线路径上采用采用TDMATDMA方式，方式，每一个每一个载频载频可分成可分成8 8个个时隙，一个时隙为一个时隙，一个时隙为一个信道信道，一，一个载频最多可有个载频最多可有8 8个个移动用户移动用户同时同时进行通信。进行通信。 2024/8/2111供几个用户供几个用户n如下图所示的频分多址和时分多址方式：如下图所示的频分多址和时分多址方式： a. FDMA b. TDMA2024/8/2112n时分多址（时分多址（TDMATDMA）的特点）的特点 （1 1）TDMATDMA系统中系统中几个用户几个用户共享共享同一个载频同一个载频，但每个用户使用彼此但每个用户使用彼此互不重叠互不重叠的的时隙时隙。 （2 2）TDMATDMA系统中的系统中的数据发射是不连续的数据发射是不连续的，是，是以以突发突发方式发射，方式发射，耗电较少耗电较少，移动台可在，移动台可在空闲空闲的的时隙时隙里里监听监听其他其他基站基站，使，使越区切换越区切换大为简化。大为简化。 （3 3）共享设备的）共享设备的成本低成本低，每，每一载频一载频为为许多用户许多用户提供业务，用户平均成本大大低于提供业务，用户平均成本大大低于FDMAFDMA系统。系统。 （4 4）移动台）移动台复杂复杂，它需要，它需要处理复杂处理复杂的的数字信号数字信号。2024/8/2113 3 3、码分多址（、码分多址（CDMACDMA） 移动通信中，移动通信中，多个用户多个用户使用的使用的频率频率和和时间时间都是都是相同的相同的，而给每个，而给每个移动台移动台分配一个分配一个独立独立的的码序列码序列，这种用这种用不同不同的的正交编码序列正交编码序列来来区分区分不同移动不同移动用户用户的的通信方式通信方式，称为，称为码分多址码分多址。n码分多址（码分多址（CDMA)CDMA)的特点的特点 （1 1）系统容量大。）系统容量大。CDMA CDMA 无线信道容量无线信道容量 比比 FDMAFDMA大近大近1010倍倍。 （2 2）有很强的抑制干扰和多径衰落的能力。）有很强的抑制干扰和多径衰落的能力。CDMACDMA的的扩频系统扩频系统可以把多径干扰信号可以把多径干扰信号解扩解扩去除。去除。 （3 3）具有软容量和小区呼吸功能。系统）具有软容量和小区呼吸功能。系统忙时忙时只只需少许增加需少许增加系统噪声系统噪声就可就可增加通话用户增加通话用户，即所谓，即所谓软容量。小区呼吸功能是指软容量。小区呼吸功能是指负荷量动态控制负荷量动态控制。 2024/8/2114（4 4）软切换）软切换。当当 移动台超越移动台超越小区小区或或扇区扇区时，由时，由于工作于工作频率频率相同，只是相同，只是地址码地址码序列不同，不需要序列不同，不需要频率频率的的切换切换，称之为软切换。，称之为软切换。软切换是先接后断软切换是先接后断切换切换，软切换，软切换可靠性高可靠性高。 （5 5）存在多址干扰和远近效应。）存在多址干扰和远近效应。CDMACDMA的的地址地址码码不可能不可能完全正交完全正交，在，在解扩解扩过程中必然带来过程中必然带来用户用户间间的干扰；的干扰；CDMACDMA的的信道信道也采用也采用地址码地址码分割，并分割，并切公用切公用载波载波，增加，增加信道信道的同时干扰也的同时干扰也增加增加。 CDMACDMA系统通过系统通过自动功率控制自动功率控制减轻其影响。减轻其影响。n由于由于信道地址码信道地址码的相互作用，任何的相互作用，任何一个信道一个信道将受将受到其他到其他不同地址码信道不同地址码信道的的干扰干扰，称为，称为多址干扰多址干扰。2024/8/2115nCDMACDMA系统的系统的多址干扰多址干扰直接限制直接限制容量容量的扩大。的扩大。 码分多址技术是基于以下两种码分多址技术是基于以下两种扩频通信扩频通信方式：方式： （1 1）跳频技术）跳频技术 跳频技术是跳频技术是扩频通信扩频通信中的一种，中的一种，GSMGSM系统系统中使用跳频技术，其主要功能是可有效地减小中使用跳频技术，其主要功能是可有效地减小传播信道传播信道对某个对某个频率频率的的选择性选择性衰落；可避免衰落；可避免多多径信号径信号的干扰。的干扰。 跳频分为跳频分为基带跳频基带跳频和和射频跳频射频跳频两种。两种。 如图所示。（如图所示。（a a）基带跳频）基带跳频 （b b）射频跳）射频跳频频 （2 2）扩频技术）扩频技术2024/8/21162024/8/2117TRXnTRX2TRX1耦耦 合合 器器基带信号基带信号时隙时隙交叉交叉控制控制图图 1.21.2（a a）基带跳频）基带跳频2024/8/2118PNPN码发生器码发生器可变频率合成器可变频率合成器射频调制射频调制频率合成器频率合成器射频调制射频调制耦耦 合合 器器基带信令基带信令基带信息基带信息F0F1-Fn图图 1.21.2（b b）射频跳频）射频跳频 扩频通信是将扩频通信是将信息信号信息信号的的频谱扩展频谱扩展后再进行后再进行传传输输，提高了系统的，提高了系统的抗干扰抗干扰能力，在能力，在强干扰强干扰甚至甚至信号信号被噪声淹没被噪声淹没的情况下，能保证的情况下，能保证可靠通信。可靠通信。 常用的扩频通信技术如下：常用的扩频通信技术如下：l直接扩频（直接扩频（DSDS） 将要传输的将要传输的信息数据信息数据用用高高速伪随机码序列调制速伪随机码序列调制，由于，由于伪随机序列伪随机序列的速率的速率（带宽）远大于（带宽）远大于信息数据信息数据速率，使要传递速率，使要传递信息信息数据数据信号的信号的频谱频谱被展宽。被展宽。l跳频（跳频（FHFH） 荷载信息荷载信息的的信号信号受受伪随机序列伪随机序列的的控制控制，在，在一组预先指定一组预先指定的的频率上频率上离散地离散地跳变跳变，从而扩展了从而扩展了发射信号发射信号的的频谱频谱。2024/8/2119三、双工方式三、双工方式 1 1、频分双工（、频分双工（FDDFDD）：）： 收发信收发信各占用一个频率各占用一个频率。 优点是收、发信号同时进行，时延小，技术成熟，优点是收、发信号同时进行，时延小，技术成熟，缺点是设备成本高。缺点是设备成本高。 2 2、时分双工（、时分双工（TDDTDD）：）： 收发信收发信使用使用同一个频率同一个频率, ,但使用但使用不同时隙不同时隙。 优点是频谱利用灵活优点是频谱利用灵活, ,上、下行上、下行使用使用相同的频率相同的频率，传输特性相同传输特性相同，有利于使用，有利于使用智能天线智能天线, ,无无收发间收发间隔隔要求要求, ,支持支持不对称业务不对称业务, ,设备成本低设备成本低等。等。 缺点是小区半径小缺点是小区半径小, ,抗快衰落和多普勒效应的能抗快衰落和多普勒效应的能力低于力低于FDD,FDD,终端移动速度不能超过终端移动速度不能超过120km/h120km/h。2024/8/2120四、频率复用技术四、频率复用技术 在移动通信系统中，在移动通信系统中，频率资源有限频率资源有限，为提高，为提高频频谱利用率谱利用率，在，在相隔一定距离相隔一定距离后重新使用后重新使用相同的频相同的频率组率组，这种，这种采用同頻复用采用同頻复用和和頻率分组頻率分组来提高来提高頻率頻率利用率利用率方式，就是方式，就是频率复用技术频率复用技术。n实际应用中常采用实际应用中常采用 4/12 4/12 和和 3/9 3/9 频率复用频率复用分组分组方式方式。即将。即将1212组頻率组頻率轮流分配到轮流分配到4 4个基站个基站和将和将9 9组组頻率頻率轮流分配到轮流分配到3 3个基站个基站，每个，每个站点站点可用到可用到3 3个频个频率组率组。n频率复用会带来频率复用会带来小区间小区间的的干扰干扰，GSMGSM系统要求：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干扰保护比 C/I-9dB C/I-9dB 2024/8/21212024/8/2122图图 1.3 1.3 按按4/124/12方式复用的小区示意图方式复用的小区示意图2024/8/2123图图1.5 1.5 按按3/93/9方式复用的小区示意图方式复用的小区示意图 第四节第四节 无线电频谱管理与使用无线电频谱管理与使用 1 1、无线电频谱管理、无线电频谱管理 2 2、移动通信的频谱特性和管理、移动通信的频谱特性和管理2024/8/2124nGSMGSM是是全球第一个标准化全球第一个标准化的的数字数字蜂窝移动通信系蜂窝移动通信系统，它对统，它对数字调制数字调制方式、方式、网络结构网络结构和和业务种类业务种类等等进行进行标准化规范标准化规范，GSMGSM系统可以提供系统可以提供全球漫游全球漫游。n主要特点主要特点1 1、频谱效率高：采用了高效调制器、信道编码和、频谱效率高：采用了高效调制器、信道编码和语音编码等技术，系统具有高频谱效率。语音编码等技术，系统具有高频谱效率。2 2、容量大：比、容量大：比TACSTACS（模拟移动通信系统）高（模拟移动通信系统）高3-53-5倍倍3 3、话音质量好：、话音质量好： 接收信号在接收信号在门限值门限值以上时，达到与以上时，达到与有线传输相同有线传输相同的水平而与无线传输质量无关。的水平而与无线传输质量无关。2024/8/2125第第2 2章章 GSMGSM系统的基本原理系统的基本原理 4 4、开放的接口：、开放的接口： GSMGSM系统从系统从空中接口空中接口到到网络之间网络之间以及网络中以及网络中各实体各实体之间之间，提供的，提供的接口接口都是都是开放性的开放性的。 5 5、安全性高：、安全性高： 通过鉴权、加密和通过鉴权、加密和TMSITMSI（临时用户（临时用户识别码）号码的使用，实现了安全保护，识别码）号码的使用，实现了安全保护，鉴权鉴权用来用来验证用户的入网权力验证用户的入网权力，加密加密防止有人跟踪而防止有人跟踪而泄漏地泄漏地理位置理位置。 6 6、可与、可与ISDNISDN（综合业务数据网）、（综合业务数据网）、PSTNPSTN（公用电（公用电话网）等互连，与话网）等互连，与其它网络互连其它网络互连是利用是利用现有接口现有接口。 n在在SIMSIM卡卡基础上实现基础上实现漫游漫游，漫游漫游是移动通信的是移动通信的重要重要特征特征，GSMGSM系统可以提供系统可以提供全球漫游全球漫游。2024/8/2126 第一节第一节 GSMGSM系统的结构系统的结构一、一、GSMGSM系统的结构系统的结构 主要由主要由 移动台移动台（MSMS）、）、基站子系统基站子系统 （BSSBSS）和）和 网络子系统网络子系统（NSSNSS）三部分组成。）三部分组成。 GSMGSM系统通过一定的系统通过一定的网络接口网络接口和和用户连接用户连接。 其结构方框图见图其结构方框图见图2.12.12024/8/21272024/8/2128SMC图图2.1 GSM2.1 GSM系统的结构图系统的结构图1.1.移动台（移动台（MSMS）：）： 是移动用户是移动用户设备设备部分，由部分，由移动终端移动终端和和用户识别卡用户识别卡(SIM)(SIM)两部分组成，移动终端是两部分组成，移动终端是“机机”，SIMSIM卡是卡是“身份卡身份卡”，存有认证用户身份的所有信息。，存有认证用户身份的所有信息。SIMSIM卡卡还存储与网络和用户有关的管理数据，只有还存储与网络和用户有关的管理数据，只有插入插入SIMSIM卡后卡后移动台才能移动台才能接入进网接入进网。2.2.基站子系统（基站子系统（BSSBSS）：）： 由由基站控制器基站控制器（BSCBSC）和）和基站收发信机基站收发信机（BTSBTS）两部）两部分组成，是分组成，是GSMGSM系统的基本组成部分。系统的基本组成部分。n 基站控制器（基站控制器（BSCBSC）：具有对）：具有对一个一个或或多个多个BTSBTS进行进行控制控制的功能，主要负责的功能，主要负责无线资源管理无线资源管理、小区配置数小区配置数据据管理、管理、功率控制功率控制、定位定位和和切换切换等。等。 基站控制器（基站控制器（BSC)BSC)是一个很强的是一个很强的业务控制点业务控制点。 2024/8/2129n 基站收发信台（基站收发信台（BTSBTS）：）： 是是无线接口无线接口设备，主要包括设备，主要包括无线发射无线发射和和接收接收设备、设备、天线设备天线设备及及信号处理信号处理部分。完成部分。完成无线传输无线传输、有线有线与与无线转换无线转换、分集分集、加密加密、跳频跳频等。实现等。实现BTS BTS 与与 MS MS 之间之间无线传输无线传输和和相关控制相关控制功能。功能。3.3.网络子系统（网络子系统（NSSNSS）：）： 由由移动业物交换中心移动业物交换中心（MSCMSC）、）、来访用户位置寄存器来访用户位置寄存器（VLRVLR）、）、归属用归属用户位置寄存器户位置寄存器（HLRHLR）、）、鉴权中心鉴权中心（AUCAUC）和）和移动移动设备识别寄存器设备识别寄存器（EIREIR）、）、短消息业物中心短消息业物中心（SMC)SMC)等单元组成。主要完成等单元组成。主要完成交换功能交换功能和和用户数用户数据据与与移动性管理移动性管理、安全性管理安全性管理所需的所需的数据库功能数据库功能。 2024/8/2130 （1 1） 移动业务交换中心（移动业务交换中心（MSCMSC）：）：n是是GSMGSM系统的系统的核心核心，它一侧和，它一侧和 BSSBSS接口，另一侧接口，另一侧与与外部网络外部网络接口，主要提供接口，主要提供交换功能，交换功能，MSCMSC可以可以从从HLRHLR、VLRVLR和和AUCAUC中中获取获取有关处理用户有关处理用户位置登记位置登记和和呼叫请求呼叫请求的全部数据，支持的全部数据，支持位置登记位置登记和和更新更新、越区切换越区切换、漫游漫游和和计费计费功能。功能。n外部网络用户与外部网络用户与GSMGSM用户之间呼叫时，外部网络用户之间呼叫时，外部网络用户首先被接到用户首先被接到入口入口移动交换中心移动交换中心（GMSCGMSC网网关移动业务交换中心），它负责获取关移动业务交换中心），它负责获取移动用户移动用户的的位置位置信息，并把信息，并把呼叫转移到呼叫转移到可向被叫用户提可向被叫用户提供服务的供服务的 MSCMSC。 2024/8/2131（2 2）来访用户位置寄存器（）来访用户位置寄存器（VLRVLR）：）： 是一个是一个动态动态用户数据库用户数据库，存储着，存储着进入进入其控制区域内其控制区域内来访的移来访的移动用户动用户的有关数据。这些数据是从该用户的归属的有关数据。这些数据是从该用户的归属位置寄存器位置寄存器获得获得并并暂存的暂存的，当，当该用户离开该用户离开它的控它的控制区域时，制区域时，暂时存储暂时存储的该用户数据即的该用户数据即被删除被删除。VLRVLR可以看作是一个可以看作是一个动态用户数据库。动态用户数据库。 VLRVLR总是和总是和MSCMSC集成在一起的（集成在一起的（MSC/VLRMSC/VLR）。）。 （3 3）归属用户位置寄存器（）归属用户位置寄存器（HLRHLR）：它也是一个）：它也是一个数据库数据库，存储着存储着该该GSMGSM系统业务区内系统业务区内所有移动用所有移动用户户的有关数据。的有关数据。 存储的静态数据有：存储的静态数据有：移动用户号码移动用户号码、访问能力访问能力、用户类别用户类别和和补充业务补充业务等，还暂存移动用户等，还暂存移动用户漫游时漫游时的有关的有关动态动态信息数据。信息数据。2024/8/21322024/8/2133（4 4）鉴权中心（）鉴权中心（AUCAUC）：用于）：用于产生产生为确定移动用户为确定移动用户 的的身份身份和对和对呼叫保密呼叫保密所需所需监权监权、加密加密的的3 3个个参数参数（随机数（随机数RAND. RAND. 响应数响应数SRES. SRES. 密钥密钥KcKc）。）。 （5 5）移动设备识别寄存器（）移动设备识别寄存器（EIREIR）：也是一个）：也是一个数据数据库库，存储有关移动台，存储有关移动台设备识别码设备识别码（IMSIIMSI）。）。 通过核查通过核查白色白色、黑色黑色和和灰色灰色三种清单，完成对三种清单，完成对移移动设备动设备的的识别识别、监视监视、闭锁闭锁功能，以防止功能，以防止非法非法移动移动台的使用。台的使用。 （6 6）短消息业务中心（）短消息业务中心（SMCSMC）：短消息业务是一）：短消息业务是一 种类似种类似传呼机传呼机的业务功能，在移动用户和移动用户的业务功能，在移动用户和移动用户之间或移动用户和固定用户之之间或移动用户和固定用户之 间发送间发送较短较短的信息。的信息。 4. 4. 操作维护中心（操作维护中心（OMCOMC） 操作维护中心，是对操作维护中心，是对整个整个GSMGSM网络网络进行进行控制控制和和操操作作。通过它实现对。通过它实现对GSMGSM系统内系统内的的自检自检、故障诊断故障诊断和和处理处理、话务量统计话务量统计和和计费数据计费数据的的记录记录和和传递传递，以及，以及各种参数的各种参数的收集收集、分析分析与与显示显示等。等。 5. GSM5. GSM的网络接口的网络接口 如图如图5.25.2所示。所示。 （1 1）主要接口）主要接口 GSMGSM主要接口是指主要接口是指 A A接口接口、AbisAbis接口接口和和 U Umm 接口接口。 这三种接口可保证这三种接口可保证不同厂商不同厂商生产的生产的MSMS、BSSBSS及及NSSNSS等设备等设备能够纳入能够纳入GSMGSM系统中系统中正常运行正常运行和和使用使用。 2024/8/21342024/8/2135BTSMSVLRMSCEIRBSCHLRVLRMSCUmAbisABCDEFG图图2.2 GSM2.2 GSM系统的接口系统的接口 BTSMSVLRMSCEIRBSCHLRVLRMSCUmAbisABCDEFGBTSMSVLRMSCEIRBSCHLRVLRMSCUmAbisABCDEFG 1 1）A A接口。接口。 nA A接口为接口为NSSNSS与与BSSBSS之间的通信接口。之间的通信接口。 从系统实体来看，就是从系统实体来看，就是MSCMSC与与BSCBSC之间的互连之间的互连接口，其接口，其网络连接网络连接是通过采用标准的是通过采用标准的2.048Mbit/s2.048Mbit/s的的PCMPCM数字传输链路来实现的。数字传输链路来实现的。nA A接口传送的信息包括对接口传送的信息包括对移动台移动台和和基站基站的管理、的管理、移动性移动性及及呼叫接续呼叫接续管理等。管理等。 2 2）AbisAbis接口。接口。 是基站子系统的是基站子系统的BSCBSC与与BTSBTS之间之间的的通信接口通信接口。它是采用标准的。它是采用标准的2.048Mbit/s2.048Mbit/s或或64Kbit/s64Kbit/s的的PCMPCM数字传输链路来实现。数字传输链路来实现。 AbisAbis接口支持所有向接口支持所有向用户用户提供的服务，支持提供的服务，支持对对BTSBTS无线设备的无线设备的控制控制和和无线资源无线资源的分配。的分配。2024/8/2136 3 3）UmUm接口（空中接口）。接口（空中接口）。 UmUm接口定义为接口定义为 MS MS 和和 BTS BTS 之间的之间的无线通信无线通信接口，接口，是是GSMGSM系统中系统中最重要最重要、最复杂最复杂的接口，包含的接口，包含信令信令接口接口和和物理接口物理接口两方面的含义。两方面的含义。 网络子系统（网络子系统（NSSNSS）内部接口。）内部接口。 NSSNSS内部接口有：内部接口有：B B接口、接口、C C接口、接口、D D接口、接口、E E接口、接口、F F接口、接口、G G接口。接口。 GSMGSM系统与其它公用网络接口。系统与其它公用网络接口。 GSMGSM通过移动业务交换中心通过移动业务交换中心 MSC MSC 与与 PSTNPSTN、ISDNISDN等等公用网络公用网络连接，一般采用连接，一般采用No.7No.7信令信令接口，其物接口，其物理连接是理连接是2.048Mbit/s2.048Mbit/s的的PCMPCM数字传输链路。数字传输链路。2024/8/2137 第二节第二节 GSMGSM的的 TDMA TDMA 信道信道nGSMGSM系统的系统的无线网络无线网络，由，由小区小区构成，每个小区有构成，每个小区有多个多个载频载频，每个载频又，每个载频又有有8 8个个时隙时隙，即，即8 8个物理信道个物理信道。nGSM GSM 采用采用 FDMA/TDMAFDMA/TDMA 的混和接入方式的混和接入方式。 下面介绍下面介绍FDMA/TDMAFDMA/TDMA接入方式中的接入方式中的无线信道无线信道。 一、一、TDMA TDMA 信道信道nTDMATDMA信道：可分为信道：可分为物理信道物理信道和和逻辑信道逻辑信道。n物理信道：一个物理信道就是物理信道：一个物理信道就是一个时隙一个时隙。n逻辑信道：是根据逻辑信道：是根据 BTS BTS 与与 MS MS 之间传递的之间传递的消息种类消息种类不同而定义的不同不同而定义的不同逻辑信道逻辑信道，逻辑信道逻辑信道要通过要通过BTSBTS影影射射到不同的物理信道上来到不同的物理信道上来传送传送，从，从BTSBTS到到MSMS的的方向方向称称为为下行链路下行链路，从，从MSMS到到BTSBTS方向称为方向称为上行链路上行链路。2024/8/2138 逻辑信道又可分为逻辑信道又可分为业务信道业务信道和和控制信道控制信道。1 1、业务信道（、业务信道（TCHTCH） 用于传送用于传送数字话音数字话音或或数据数据，还有少量，还有少量控制信令控制信令。 业务信道可分为：业务信道可分为：语音业务信道语音业务信道和和数据业务信道数据业务信道，在在TCHTCH中可安排中可安排慢速随路控制信道慢速随路控制信道（SACCH)SACCH)或或快速随快速随路控制信道路控制信道（FACCH)FACCH)。2 2、控制信道（、控制信道（CCHCCH） 用于传送用于传送信令信令或或同步数据同步数据。根据所完成的功能把。根据所完成的功能把 控制信道分为：控制信道分为：广播信道广播信道 (BCH)(BCH)、公共控制信道公共控制信道(CCCH)(CCCH)和和专用控制信道专用控制信道 (DCCH)(DCCH)。 （1 1）广播信道（）广播信道（BCHBCH）：用于）：用于基站基站向向移动台广播公移动台广播公用用 2024/8/2139 用于用于基站基站向向移动台移动台广播广播公用信息公用信息。 BCHBCH包括包括广播控制信道广播控制信道（BCCHBCCH）、）、频率校正频率校正信道信道（FCCHFCCH）和）和同步信道同步信道（SCHSCH）。）。 它们携带的它们携带的信息目标信息目标是是小区内小区内所有手机，是所有手机，是一点一点 对对多点多点的的单向单向的的下行下行信道信道。（2 2）公共控制信道（）公共控制信道（CCCHCCCH）：用于传输）：用于传输MSMS接入过接入过程程中所需的中所需的控制指令控制指令。接入许可信道接入许可信道（AGCHAGCH）、）、寻呼信道寻呼信道（PCHPCH）、）、小区广播控制信道小区广播控制信道（CBCHCBCH）和）和随机接入信道随机接入信道（RACHRACH）。）。（3 3）专用控制信道（）专用控制信道（DCCHDCCH）：是一种）：是一种双向双向控制信控制信道，其用途是在道，其用途是在呼叫接续呼叫接续阶段以及在阶段以及在通信通信进行中，进行中，在在 MS MS 和和 BTS BTS 之间之间传输传输必需的必需的控制信息控制信息。 又分为又分为SDCCHSDCCH、SACCH SACCH 和和 FACCHFACCH。2024/8/2140二、二、TDMA TDMA 帧结构帧结构 nGSMGSM系统系统TDMATDMA的的物理信道物理信道，是用，是用帧帧来描述的，来描述的，每每一个载频一个载频被定义为被定义为一个帧一个帧。n每个帧的每个帧的周期周期是是4.615ms4.615ms，包括，包括8 8个时隙个时隙： TS0 TS0 TS7, TS7, 每个时隙占每个时隙占 0.577ms0.577ms。nTDMATDMA帧的编号以超高帧为周期的：帧的编号以超高帧为周期的： 从从 0 027156472715647，每，每27156482715648个个TDMATDMA帧帧为一个为一个超高帧超高帧。n一个一个超高帧超高帧由由20482048个超帧个超帧组成，一个组成，一个超帧超帧的的帧长为帧长为6.12s6.12s，它由，它由5151业务复帧业务复帧或或2626个控制复个控制复帧帧组成。组成。2024/8/2141 第三节第三节 话音、信道编码和交织话音、信道编码和交织一、话音编码一、话音编码 1.GSM 1.GSM 是是全数字系统全数字系统，话音话音或其他信号都要或其他信号都要进进行数字化行数字化处理，第一步就是要把处理，第一步就是要把话音模拟信号话音模拟信号转换成数字信号转换成数字信号。 2.PCM2.PCM编码是编码是波形波形编码，可分为三个步骤：编码，可分为三个步骤： 采样采样 量化量化 编码编码 3.3.采用采用PCMPCM方式编码方式编码数字话信号的数字话信号的速率速率是：是： 8bit8bit（一个字节）（一个字节） 80008000次次/s/s64Kbit/s64Kbit/sn8 8个个时隙时隙的的速率速率：64kbit/s64kbit/s8=512kbit/s8=512kbit/s。2024/8/2142 GSM GSM系统若采用这种编码方式，则系统若采用这种编码方式，则8 8个个语音信道的语音信道的比特率就是比特率就是 64kbt/s8 512Kbit/s，GSMGSM系统系统的的载频间隔载频间隔为为200KHz200KHz, ,要保持在规定的要保持在规定的频带内频带内，必，必需大大需大大降低降低每路每路语音信道语音信道的的编码编码的的比特率比特率。4 4、GSMGSM采用了采用了规则脉冲激励长期预测编码器规则脉冲激励长期预测编码器（RPE-RPE-LTPLTP编码器）编码器）, ,来来降低降低每路语音每路语音信道编码信道编码比特率。比特率。 这种这种混和混和编码编码一路数字话一路数字话的比特率为的比特率为 13Kbt/s13Kbt/s； 混合混合编码的优点：编码速率低编码的优点：编码速率低, ,语音质量好。语音质量好。 8 8路数字话的速率是：路数字话的速率是：13Kbit/s13Kbit/s 8 8104Kbit/s104Kbit/s, ,满足了满足了无线信道带宽无线信道带宽(200Kbit/s)(200Kbit/s)的传输要求。的传输要求。2024/8/21432024/8/2144图图2.4 GSM2.4 GSM话音编码器框图话音编码器框图二、信道编码二、信道编码n信道编码的目的信道编码的目的 信道编码用于信道编码用于改善信道的传输质量改善信道的传输质量，克服各种，克服各种干扰因素干扰因素对对信号信号产生的产生的不良影响不良影响。是以。是以增加比增加比特特而而降低信息量降低信息量为代价的。为代价的。n编码的基本原理编码的基本原理 在所传送的数据上在所传送的数据上增加增加一些一些冗余冗余比特信息，进比特信息，进行行纠错编码纠错编码，减少减少传输过程中传输过程中比特差错率比特差错率。n信道编码的纠错方式信道编码的纠错方式 1.1.块卷积码：主要用于块卷积码：主要用于纠错纠错，纠错效果好。，纠错效果好。 2.2.纠错循环码：用于纠错循环码：用于检测检测和和纠正成组纠正成组的误码。的误码。 3.3.奇偶校验码：常用最简单的奇偶校验码：常用最简单的检测误码检测误码的方法。的方法。2024/8/2145三、交织技术三、交织技术n无线电信道是无线电信道是变参变参信道，比特差错经常是信道，比特差错经常是成串成串发发生的，这是由于持续的生的，这是由于持续的深衰落深衰落会影响到会影响到相继一串相继一串的比特。的比特。n办法是信息中的办法是信息中的相继比特相继比特分开，把顺序相关的比分开，把顺序相关的比特特非相关化非相关化，使突发差错信道变为，使突发差错信道变为离散信道离散信道，再，再用用信道编码信道编码的纠错功能来的纠错功能来纠正差错纠正差错，这种办法就，这种办法就是是交织技术交织技术。n交织交织可以把可以把码字顺序相关的码字顺序相关的bitbit非相关化非相关化，把，把 m m 个个bitbit的码字分布到的码字分布到 n n 个传输单元之中个传输单元之中,n ,n 越大，越大，非相关性越好非相关性越好, ,持续误码越少持续误码越少, ,传输质量越高。传输质量越高。 但会增加但会增加传输时延传输时延，移动台移动台和和中继电路中继电路上增加了上增加了回波回波抵消器，改善由抵消器，改善由时延时延引起的引起的通话回音通话回音。2024/8/2146 第四节第四节 GSMGSM的调制技术的调制技术一、一、GSMGSM调制方式调制方式 GSMGSM采用的是采用的是高斯滤波最小移频键控高斯滤波最小移频键控GMSKGMSK。n工作原理：工作原理： 在保持在保持MSKMSK较好的频谱特性和较低较好的频谱特性和较低的误码率基础上，在的误码率基础上，在MSKMSK之前加入一之前加入一高斯滤波器高斯滤波器，输入的输入的基带信号基带信号经过经过高斯滤波器高斯滤波器形成的形成的高斯脉高斯脉冲包络冲包络无无陡峭沿陡峭沿、拐点拐点，经，经调制调制后的信号后的信号比较比较平滑平滑，改善了，改善了频谱特性频谱特性。nGMSKGMSK调制方式，改善了调制方式，改善了频谱特性频谱特性，加快，加快带外衰带外衰减减，满足了相邻信道干扰电平小于，满足了相邻信道干扰电平小于-60dB-60dB要求。要求。 2024/8/2147二、二、GMSKGMSK的解调的解调n可以采用正相干解调，但相干载波提取比较难。可以采用正相干解调，但相干载波提取比较难。nGMSKGMSK信号的信号的解调解调常采用常采用差分解调差分解调和和鉴频器解调鉴频器解调等等非相干非相干解调。解调。2024/8/2148预调制滤波器预调制滤波器MSK输入输入GMSKh=0.5图图5.5 GMSK5.5 GMSK调制原理框图调制原理框图 第五节第五节 GSMGSM的控制和管理的控制和管理 控制控制和和管理管理对对GSMGSM系统的正常运行是系统的正常运行是至关重要至关重要，本节仅就本节仅就位置登记位置登记和和更新更新、鉴权鉴权与与保密保密、呼叫接呼叫接续续和和越区切换越区切换等控制和管理进行讨论。等控制和管理进行讨论。一、位置登记和更新一、位置登记和更新 GSMGSM为了为了跟踪跟踪 MS MS 的的位置变化位置变化, ,对其对其位置信息位置信息进行进行登记登记、删除删除和和更新更新的过程。的过程。二、鉴权与加密二、鉴权与加密 GSMGSM系统为了保证系统为了保证安全安全，采取了，采取了鉴权鉴权与与加密加密。 1.1.鉴权：确认鉴权：确认 MS MS 的的合法性合法性。 2.2.加密：防止第三者加密：防止第三者窃听窃听。 2024/8/21493.3.设备识别码（设备识别码（IMEI)IMEI) 每个每个移动台移动台均有一个惟一的设备识别码均有一个惟一的设备识别码 IMEIIMEI，EIREIR中存储了所有入网中存储了所有入网移动台设移动台设备的备的IMEIIMEI，目的，目的是确保系统中使用的设备不是是确保系统中使用的设备不是盗用盗用或或非法非法的。的。 EIREIR中存有中存有3 3种名单：即种名单：即白名单白名单（合法）、（合法）、黑名单黑名单（禁用）、（禁用）、灰名单灰名单（由运营商决定）。（由运营商决定）。4.4.临时识别码（临时识别码（TMSITMSI） 是为防止是为防止非法监听非法监听或或盗用盗用用户识别码用户识别码 IMSIIMSI，在，在无线链路上需要传送无线链路上需要传送IMSIIMSI时，均用临时用户识别时，均用临时用户识别 码码TMSITMSI代替代替IMSIIMSI。 由由 MSC/VLR MSC/VLR 分配并定期更换分配并定期更换TMSI,TMSI,在在无线信道无线信道上上传送的是传送的是TMSITMSI, ,确保了确保了IMSIIMSI的的安全性安全性。2024/8/2150三、三、GSMGSM用户呼叫接续过程用户呼叫接续过程 1 1、移动用户、移动用户主叫主叫固定用户：固定用户： 移动台在移动台在 “ “ 随机随机信道信道RACH RACH ” ”向基站发出向基站发出 “ “信道请求信道请求” ” 信息，若信息，若BSBS接收成功，给接收成功，给 MS MS 分配一个分配一个“ “ 专用接入信道专用接入信道 DCCHDCCH ” ”，即在，即在“准许接入信道准许接入信道 AGCH AGCH ” ”上，向上，向MSMS发出发出“立刻分配立刻分配”指令。指令。 MSMS在发起呼叫的同时，在发起呼叫的同时，设置一定时器，在规定的时间内可设置一定时器，在规定的时间内可重复呼叫重复呼叫。 MS MS 收到收到 “ “ 立即分配立即分配 ”的信令后，利用分配的的信令后，利用分配的DCCHDCCH与与 BS BS 建立起建立起信令链路信令链路，经，经 BSBS 向向 MSCMSC 发发送送“ “ 业务请求信息业务请求信息 ”。 MSCMSC向向VLRVLR发送发送“开始接入请求开始接入请求”应答信令，应答信令，VLRVLR收到后，经收到后，经MSCMSC和和BSBS向向MSMS发出发出“鉴权请求鉴权请求”，其中包含一随机数（其中包含一随机数（RANDRAND），），MSMS按鉴权算法按鉴权算法A3A3进进行处理后，向行处理后，向MSCMSC发回发回“鉴权鉴权”响应信息。响应信息。 2024/8/2151 若鉴权通过，承认若鉴权通过，承认MSMS的合法性，的合法性，VLRVLR就给就给MSCMSC发送发送“置密模式置密模式”信息，由信息，由 MSC MSC 经经 BS BS 向向 MS MS 发送发送“置密模式置密模式”指令。指令。 MS MS 收到并完成置密后，要向收到并完成置密后，要向 MSC MSC 发送发送“置密模式完成置密模式完成”的相应信息，经的相应信息，经鉴权鉴权、置密置密完成完成后，后，VLRVLR才向才向 MSC MSC 作出作出“开始接入请求开始接入请求”应答。应答。 为了保护为了保护 IMSI IMSI 不被不被监听监听或或盗用盗用，VLR VLR 将给将给 MSMS分配一个新的分配一个新的TMSITMSI。 接着接着 MS MS 向向 MSC MSC 发出发出“建立呼叫请求建立呼叫请求”，MSCMSC收到后，向收到后，向 VLR VLR 发出指令，要求它传送建发出指令，要求它传送建立呼叫所需的信息。立呼叫所需的信息。2024/8/2152 如果成功，如果成功，MSC MSC 即向即向 MS MS 发送发送“呼叫开始呼叫开始”的的指令，并向指令，并向 BS BS 发出发出分配无线业务信道分配无线业务信道的的“信道信道指配指配”指令。指令。 如果如果 BS BS 有空闲有空闲“ “ 业务信道业务信道 TCH TCH ” ”，即向，即向 MS MS 发出发出“ “ 信道指配信道指配 ” ” 指令，当指令，当 MS MS 得到业务得到业务信道时，向信道时，向 BS BS 和和 MSC MSC 发送发送“ “ 信道指配完成信道指配完成 ”的信息。的信息。 MSC MSC 在在无线链路无线链路和和地面有线链路地面有线链路建立后，建立后，把把呼叫接续呼叫接续到到固定网络固定网络，并和被叫的，并和被叫的固定用户固定用户建建立立连接连接，然后给，然后给 MS MS 发送发送回铃音回铃音。 当被叫固定用户当被叫固定用户摘机摘机后，后，MSC MSC 向向 BSBS和和 MMS S 发送发送“连接连接”指令，待指令，待 MSMS 发回发回 “ “ 连接连接 ” ”确确认认后，即转入后，即转入通话状态通话状态，完成整个，完成整个接续过程接续过程。 2024/8/21532 2、固定用户主叫移动用户：、固定用户主叫移动用户： 固定用户向移动用固定用户向移动用户拨出号码后发起呼叫后，户拨出号码后发起呼叫后，固定网络固定网络把把呼叫呼叫接续接续到就近到就近入口入口移动交换中心移动交换中心 GMSCGMSC。 GMSCGMSC即向相应的即向相应的 HLR HLR 查询查询路由路由信息，信息，HLRHLR 在保存的在保存的用户位置用户位置数据库中，查出被叫数据库中，查出被叫 MSMS 所在的所在的地区地区，并向该区，并向该区 VLR VLR 查询该查询该 MS MS 的的漫游漫游号码号码MSRNMSRN，VLR VLR 把该把该 MSMS 的的 MSRNMSRN 送到送到 HLRHLR, ,并转发给查询路由信息的并转发给查询路由信息的GMSCGMSC。 GMSC GMSC 即把即把呼叫呼叫接续到被叫接续到被叫 MS MS 所在地区的所在地区的移动交换中心移动交换中心 VMSCVMSC。 VMSC VMSC 向该向该 VLRVLR 查询查询有关的有关的“ “ 呼叫参数呼叫参数 ”，获得成功后，再向相关，获得成功后，再向相关的的基站基站BSBS 发出发出“ “ 寻呼请求寻呼请求 ” ”。2024/8/2154 基站控制器基站控制器 BSCBSC 根据根据 MSMS 所在的所在的小区小区，确定所，确定所用的收发台用的收发台 BTSBTS，在，在“ “ 寻呼信道寻呼信道BCHBCH ” ”上发送此上发送此“ “ 寻呼要求寻呼要求 ” ” 信息。信息。MS MS 收到收到寻呼请求信息寻呼请求信息后，在后，在“ “ 随机信道随机信道 RACHRACH ” ”向向 BS BS 发送发送“ “ 信道请求信道请求 ”，由由 BS BS 分配分配“专用控制信道专用控制信道 DCCHDCCH ” ”，在，在“公用控公用控制信道制信道CCCHCCCH ” ”上给上给 MS MS 发送发送“ “ 立即分配立即分配 ” ” 指令。指令。MS MS 利用分配到的利用分配到的 DCCHDCCH 与与 BS BS 建立起建立起信令链路信令链路，然后向然后向 VMSCVMSC 发回发回 “ “ 寻呼寻呼 响应响应 ”。 VMSCVMSC接到接到 MS MS 的的 “ “ 寻呼相应寻呼相应 ” ”后，向后，向 VLRVLR 发送发送“ “ 开始接入请求开始接入请求 ”，按着启动常规的，按着启动常规的“鉴权鉴权”和和“置密模式置密模式”的过程之后，的过程之后，VLRVLR 即向即向 VMSCVMSC 发回发回“ “ 开始接入应答开始接入应答 ” ” 和和 “ “ 完成呼叫完成呼叫 ” ” 的请求。的请求。2024/8/2155 VMSC VMSC 向向 BS BS 及及 MSMS 发送发送“呼叫建立呼叫建立”的信的信令。令。 被叫被叫 MSMS 收到收到信令信令后，向后，向 BSBS和和VMSCVMSC 发回发回“呼叫证实呼叫证实” ” 信息，表明信息，表明 MS MS 已可进入已可进入通信状态通信状态。 VMSCVMSC收到收到 MSMS 的的“呼叫证实呼叫证实”信息后，信息后，向向 BSBS发出信道发出信道 “ “指配请求指配请求”，要求，要求BSBS给给MSMS分分配配无线无线“业务信道业务信道TCHTCH” ”，接着，接着，MS MS 向向BSBS及及VMSCVMSC发回发回“指配完成指配完成”响应和响应和回铃音回铃音，VMSC VMSC 向固定用户发送向固定用户发送 “ “连接完成连接完成” ” 信息。信息。 被叫被叫MSMS摘机摘机时，向时，向 VMSCVMSC 发送发送“连接连接”信息。信息。VMSC VMSC 向向主叫固定用户主叫固定用户发送发送 “ “拨号应答拨号应答” ” 信息，并向信息，并向MSMS发送发送 “ “连接连接” ” 确认信息，确认信息，整个整个接续过程接续过程全部完成。全部完成。2024/8/2156四、越区切换四、越区切换 越区切换是指通信期间，当越区切换是指通信期间，当 MSMS从从一个小区进入一个小区进入另一个小区时另一个小区时，网络网络进行实时控制把进行实时控制把 MS MS 在原小在原小区所用的区所用的信道转换信道转换到新小区的到新小区的某一信道某一信道的过程。的过程。 1 1、同一个、同一个 BSCBSC、不同、不同 BTSBTS之间的切换，包括不同之间的切换，包括不同扇区的切换；扇区的切换； 2 2、同一个、同一个 MSC/VLRMSC/VLR、不同、不同 BSC BSC 之间的切换；之间的切换； 3 3、不同的、不同的 MSC/VLR MSC/VLR 之间的切换。之间的切换。nGSMGSM系统采取了系统采取了移动台辅助移动台辅助切换法（切换法（MAHOMAHO）, ,MSMS测测量量本基站本基站和和周围基站周围基站的的信号强度信号强度, ,把测得的结果送把测得的结果送给给MSCMSC分析和处理分析和处理, ,从而从而作出越区切换的决定作出越区切换的决定。如。如果不能进行切换果不能进行切换,BS,BS会向会向MSMS发出拒绝切换的决定。发出拒绝切换的决定。2024/8/2157 第六节第六节 GPRS GPRS 系统系统 GPRSGPRS是是通用分组无线业务通用分组无线业务的英文简写，是的英文简写，是GSMGSM向向3G3G演演进的进的第一阶段第一阶段，GPRS GPRS 也称为也称为 2.5 G 2.5 G 。一、特点：一、特点： （1 1）GPRSGPRS数据传输速率可达数据传输速率可达100kbit/s100kbit/s以上，比以上，比GSMGSM网网的数据传输速率的数据传输速率9.6Kbit/s 9.6Kbit/s 高的多。高的多。 实际的非对称速率只有实际的非对称速率只有14-43kbit/s14-43kbit/s ，但仍使图片、，但仍使图片、视频等多媒体业务的应用成为现实。视频等多媒体业务的应用成为现实。 （2 2）GPRSGPRS采用采用分组交换分组交换技术，技术，网络信道网络信道只在只在用户需要用户需要时分配时分配，提高了信道利用率，充分利用了，提高了信道利用率，充分利用了网络资源网络资源。 （3 3）GPRSGPRS用户访问用户访问互联网互联网时，保持着时，保持着逻辑上逻辑上的的连接连接，可使可使GPRSGPRS用户用户“实时在线实时在线”, ,按用户下载按用户下载流量计费流量计费。 2024/8/2158二、二、GPRSGPRS的网络结构的网络结构 （1 1）在）在 GSM GSM 网络基础上：增加网络基础上：增加 SGSNSGSN（GPRSGPRS服务支持服务支持节点）和节点）和 GGSNGGSN（GPRSGPRS网关支持节点）两个节点，构成网关支持节点）两个节点，构成了了移动分组数据网络移动分组数据网络。 如图如图2.102.10所示。所示。 （2 2）SGSN SGSN 的功能：类似于的功能：类似于MSCMSC，与，与MSCMSC同一级别，记同一级别，记录录移动台移动台当前的当前的位置信息位置信息，执行，执行安全功能安全功能和和接入控制接入控制，在在MSMS和和GGSNGGSN之间完成之间完成移动分组数据移动分组数据的的发送发送和和接收接收。 （3 3）GGSN GGSN 的功能：是的功能：是网关网关作用，可以和多种不同的作用，可以和多种不同的数据网数据网连接，如连接，如 ISDNISDN、LANLAN、PSPDNPSPDN 等，等，GPRS GPRS 提供了提供了移动网移动网到到 TCP/IP TCP/IP 或或 X.25 X.25 的网络接口。的网络接口。 可把可把 GPRSGPRS网络网络 看作是一个看作是一个 IPIP子网子网。2024/8/21592024/8/2160GPRS GGSNSGSN Gn GsPSTN/ISDN Internet(TCP/IP)MSCHLRBSCBTSMSGb图图2.10 GPRS2.10 GPRS的网络结构的网络结构三、三、GPRSGPRS的网络接口和参考点的网络接口和参考点 （1 1）UmUm接口：接口： 无线空中接口，无线空中接口，射频部分射频部分与与 GSM GSM 相同相同，逻辑信道逻辑信道增加了增加了分组信道分组信道 PDCHPDCH, , 采用了采用了4 4种新的编码方式，并支持种新的编码方式，并支持多时隙多时隙传输方式，最多可传输方式，最多可传输传输8 8个个时隙。时隙。 （2 2）GbGb接口：接口： SGSNSGSN与与BSSBSS之间的接口。之间的接口。 GbGb接口接口 即传送即传送信令信令又传送又传送话务话务信息，提供信息，提供流量流量控制控制，支持，支持移动管理移动管理和和会话会话功能，如功能，如GPRS GPRS 附着附着/ /分分离离、安全安全、路由更新路由更新、数据连接信息的、数据连接信息的激活激活/ /去活去活等，支持等，支持移动台分组业务移动台分组业务经经BSSBSS到到SGSNSGSN的的传输传输。 （3 3）GnGn接口：接口： 同一个同一个PLMNPLMN中的两个中的两个GSNGSN（GPRSGPRS支持节点）之间的接口，支持支持节点）之间的接口，支持用户数用户数据据和和有关信令有关信令的传输，支持的传输，支持移动性移动性管理。管理。 2024/8/2161（4 4）GpGp接口。不同接口。不同PLMNPLMN中的中的两个两个GSNGSN的接口。的接口。GpGp接口的功能与接口的功能与GnGn相似，它还提供相似，它还提供边缘网关边缘网关（BGBG）、）、防火墙防火墙及不同及不同PLMNPLMN间间互联功能互联功能，如，如安安全全和和路由路由等。等。（5 5）GrGr接口。接口。SGSNSGSN与与HLRHLR之间的接口。之间的接口。 GrGr接口为接口为SGSNSGSN提供了提供了接入接入HLRHLR并获得并获得用户管用户管理数据理数据和和位置信息位置信息的接口，通过的接口，通过MAPMAP信令信令进行传进行传送送, ,该该HLRHLR可以属于可以属于不同不同PLMNPLMN。（6 6）GsGs接口。接口。SGSNSGSN与与MSC/VLRMSC/VLR之间的接口。之间的接口。 是用来支持是用来支持SGSNSGSN和和MSC/VLRMSC/VLR配合工作配合工作的，使的，使SGSNSGSN可以向可以向MSC/VLRMSC/VLR发送发送MSMS的的位置信息位置信息或或接接收收来自来自MSC/VLRMSC/VLR的的寻呼信息寻呼信息。GsGs接口能使接口能使网络网络为为一一个个MSMS同时同时提供提供电路电路和和分组业务分组业务服务。服务。2024/8/2162（7 7）GcGc接口。接口。 GGSN GGSN 与与 HLRHLR之间的接口。选用之间的接口。选用GcGc接口，接口，GGSNGGSN可可直接直接从从HLRHLR中获得中获得MSMS的的位置信息位置信息。（8 8）GiGi参考点。参考点。GGSNGGSN与与外部分组数据网络外部分组数据网络 IPIP、X.25 X.25 之间的之间的接口参考点接口参考点。GPRSGPRS可支持各种可支持各种数数据网络据网络，GiGi不是标准接口，是一个不是标准接口，是一个参考点参考点。（9 9）GfGf接口。接口。SGSNSGSN 与与 EIREIR之间的接口，交换之间的接口，交换有有关数据关数据、认证、认证 MSMS 的的 IMSI IMSI 信息。信息。（1010）GdGd接口。接口。SMS-GMSCSMS-GMSC（短消息业务（短消息业务网关网关移动交换中心）和移动交换中心）和SGSNSGSN之间的接口，之间的接口，SMS-SMS-IWMSCIWMSC（短消息业务（短消息业务互通互通移动交换中心）和移动交换中心）和SGSNSGSN之间的接口，可以提高之间的接口，可以提高SMSSMS的使用的使用效率效率。2024/8/2163 码分多址（码分多址（CDMACDMA) )系统系统, ,是在是在数字技术数字技术的分支的分支扩频通信技术扩频通信技术上发展起来的一种上发展起来的一种无线通信技术无线通信技术，它源自于人类对它源自于人类对无线通信更高质量无线通信更高质量的要求，全的要求，全球许多国家都已建有球许多国家都已建有CDMACDMA网络网络。 第一节第一节 码分多址（码分多址（CDMA)CDMA)技术技术 码分多址（码分多址（CDMACDMA）采用的关键技术有：）采用的关键技术有： 扩频技术扩频技术、码分多址技术码分多址技术、信道技术信道技术、功率控功率控制技术制技术、切换技术切换技术等。等。2024/8/2164 第第3 3章章 码分多址系统码分多址系统 和移动通信的发展和移动通信的发展一、一、CDMACDMA扩频通信技术扩频通信技术 1 1、扩频通信的基本原理、扩频通信的基本原理 扩频扩频通信技术是通信技术是CDMACDMA的的关键技术关键技术之一。之一。nCDMA CDMA 采用的是采用的是直接扩频直接扩频： 发送端：将需传送的发送端：将需传送的窄带信息数据窄带信息数据，用一个带，用一个带宽宽远大于信号带宽远大于信号带宽的的高速伪随机码高速伪随机码进行进行调制调制，使，使窄带数据信号窄带数据信号的的带宽带宽被被扩展扩展，称为，称为扩频扩频，再经，再经调调制载波制载波后后发送发送出去。出去。n接收端：使用接收端：使用完全相同完全相同的的伪随机码伪随机码，与接收的被，与接收的被扩展的宽带信号作扩展的宽带信号作相关解调相关解调，把，把宽带信号宽带信号换成换成原原信息数据信息数据的的窄带信号窄带信号即即解扩解扩, ,以实现信息通信。以实现信息通信。2024/8/2165n 发送端：发送端： 带有用户信息的带有用户信息的窄带数据信号窄带数据信号 d(t)d(t)，通过，通过伪随机码伪随机码c(t)c(t)扩频扩频后，在后，在频域内频域内被扩展成被扩展成宽宽带频谱信号带频谱信号s(t),s(t),经经调制载波调制载波后后发射出去发射出去。n 接收端：接收端： 接收机接收到的接收机接收到的宽带信息宽带信息, ,经经载波载波同步同步解调解调后不仅有用户信息的后不仅有用户信息的宽带信号宽带信号 s(t)s(t)，而且，而且还有还有窄带干扰噪声窄带干扰噪声n(t)n(t)。n 因此，因此，合成信号合成信号为为 s(t)+ n(t)s(t)+ n(t) 如图如图3.13.1和图和图3.23.2所示。所示。 2024/8/2166n对对合成信号合成信号 s(t)+ n(t)s(t)+ n(t)解扩过程：解扩过程： 用同样的用同样的伪随机码伪随机码c(t)c(t)进行进行解扩解扩，由于伪随机码，由于伪随机码c(t)c(t)具有具有尖锐的自相关尖锐的自相关特性，即可认为特性，即可认为c(t)c(t)c(t)c(t)= =1 1, ,得到：得到： s(t)+n(t)c(t)= s(t)c(t)+n(t)c(t)s(t)+n(t)c(t)= s(t)c(t)+n(t)c(t) =d(t) =d(t)c(t)c(t)+c(t)c(t)+n(t)c(t)= d(t)+n(t)c(t)n(t)c(t)= d(t)+n(t)c(t)nn(t)c(t)n(t)c(t)实际是对实际是对窄带干扰噪声窄带干扰噪声的的扩频操作扩频操作，结，结果果 n(t)n(t)被扩展成被扩展成宽带频谱宽带频谱，单位频带内单位频带内的的噪声功噪声功率率降低了，对有用信号的降低了，对有用信号的干扰减小干扰减小了，通过了，通过带通带通滤波器滤波器后，宽带低功率后，宽带低功率噪声干扰噪声干扰大部分大部分被滤除被滤除，只输出只输出用户信号用户信号d(t)d(t)和滤波器带通内和滤波器带通内干扰噪声干扰噪声。 2024/8/21672024/8/2168数字信号数字信号d(t)载频载频s(t)发送端发送端PN码码c(t)滤波PN码码c(t)载频载频图图3.1 CDMA 3.1 CDMA 扩频示意图扩频示意图接收端接收端s(t)+n(t)d(t)+n(t)c(t)d(t)2024/8/2169fffff扩频信号扩频信号s(t)信号信号d(t)干扰噪声干扰噪声n(t)信号信号信号信号d(t)干扰噪声干扰噪声n(t)c(t)信号信号d(t)干扰噪声干扰噪声n(t)c(t)图图 3.2 3.2 扩频和解扩过程示意图扩频和解扩过程示意图2.2.处理增益和抗干扰容限处理增益和抗干扰容限 处理增益处理增益（GpGp）和）和抗干扰容限抗干扰容限（MjMj）是）是扩频通扩频通信信系统的两个系统的两个重要指标重要指标。n处理增益（处理增益（GpGp）：又称）：又称扩频增益扩频增益，它定义为，它定义为扩扩频信号带宽频信号带宽（BwBw）与）与信息带宽信息带宽（BsBs）之比。）之比。 即：即： Gp = Bw/BsGp = Bw/Bs 扩频增益扩频增益GpGp表示扩频系统表示扩频系统输出信噪比输出信噪比改善的程改善的程度，是扩频系统的一个度，是扩频系统的一个重要指标重要指标。nGp Gp 值越大，系统的值越大，系统的信噪比信噪比改善程度越大，改善程度越大，通通信质量信质量也越好。也越好。 2024/8/2170n抗干扰容限：抗干扰容限： 反映了扩频通信系统反映了扩频通信系统抗干扰能抗干扰能力力，表示在保证系统所要求的，表示在保证系统所要求的信噪比信噪比（S/NoutS/Nout）时，系统能够承受的）时，系统能够承受的最大干扰值最大干扰值。 就是就是接收机输入端接收机输入端能承受的能承受的干扰信号干扰信号比比有用有用信号信号高出的高出的分贝数分贝数。n其数学表达式为：其数学表达式为： Mj=Gp-Ls+(S/Nout)Mj=Gp-Ls+(S/Nout) 式中：式中：GpGp为处理增益，为处理增益， LsLs为系统损耗，为系统损耗， S/Nout S/Nout 为系统所要求的信噪比。为系统所要求的信噪比。n一般要求接收机输出信噪比一般要求接收机输出信噪比 S/NoutS/Nout10dB10dB。2024/8/2171二、码分多址通信技术二、码分多址通信技术n码分多址技术是码分多址技术是CDMACDMA通信的通信的基本技术基本技术，是区别于，是区别于TDMATDMA、FDMAFDMA的的重要标志重要标志。如图。如图3.33.3所示。所示。 nCDMACDMA引入了引入了码域码域概念，在概念，在同时同频同时同频下完成通信，下完成通信，不同的不同的用户用户被不同的被不同的地址码地址码所区分，这些地址码所区分，这些地址码彼此都是彼此都是正交正交的。的。n当用这样的当用这样的地址码地址码对于不同的对于不同的低频用户信息低频用户信息进行进行扩频扩频后后, ,被被调制调制的的高频信号高频信号就可以在空中传播，就可以在空中传播，接收端接收到接收端接收到已调制高频信号已调制高频信号，经，经载波同步解调载波同步解调后，再用后，再用同样同样的的地址码地址码对对扩频的宽带信号扩频的宽带信号进行进行解解扩扩处理，就可以正确地获得处理，就可以正确地获得低频用户信息低频用户信息。nCDMACDMA技术实现了技术实现了频率频率在多个小区内在多个小区内重复使用重复使用。 2024/8/21722024/8/2173图图3.3 3.3 码分多址原理示意图码分多址原理示意图n在选择在选择用户的地址码用户的地址码或或扩频码扩频码时，时，自相关特性自相关特性和和互相关特性互相关特性是两个是两个重要标准重要标准。n要求要求自相关性尖锐自相关性尖锐： 码序列码序列本身本身相乘相乘叠加后叠加后归一化值为归一化值为 1 1，称为自，称为自相关性相关性尖锐尖锐。n要求要求互相关特性互相关特性良好：良好： 任意任意两个不同码序列相乘后积分两个不同码序列相乘后积分的值为的值为 0 0，称，称互相关性互相关性良好良好（称两个码序列为（称两个码序列为正交正交）。）。n扩频码的扩频码的互相关性良好互相关性良好，有利于消除，有利于消除码间干扰码间干扰；扩频码的扩频码的自相关性尖锐自相关性尖锐，有利于，有利于同步同步和消除和消除多径多径干扰干扰。2024/8/2174nCDMACDMA系统里常用系统里常用WalshWalsh函数正交码函数正交码，作为，作为扩频码扩频码。nCDMACDMA系统里常用系统里常用伪随机序列伪随机序列（PNPN码）作为码）作为地址码地址码。伪随机序列是一种貌似伪随机序列是一种貌似随机随机但实际上是但实际上是有规律的有规律的周期性周期性二进制序列。二进制序列。n在在 CDMA CDMA 系统中常用系统中常用M M序列序列来用来来用来区分用户区分用户； 用用GoldGold序列序列来区分来区分用户用户或或基站基站。nM M 序列：是序列：是“最大长度线性移位寄存器序列最大长度线性移位寄存器序列”简简称。称。n GoldGold序列：是一种基于序列：是一种基于MM序列序列优选对的码序列，优选对的码序列，序列序列资源丰富资源丰富。2024/8/2175三、三、CDMA CDMA 信道信道 通信系统都有通信系统都有不同用途不同用途的的信道信道，以完成，以完成复杂复杂的的信令信令和和业务业务的传输。的传输。CDMACDMA不用开辟不同的不用开辟不同的频段频段或或时隙时隙来来作信道，作信道，CDMACDMA的信道是通过的信道是通过码码来区分的，分成来区分的，分成前向前向信道信道和和反向信道反向信道分别描述分别描述 CDMACDMA信道信道的作用。的作用。 1 1、CDMA CDMA 前向信道前向信道 ( BS ( BS 到到 MSMS方向方向 ) )nCDMA CDMA 前向信道前向信道由由导频信道导频信道、同步信道同步信道、寻呼信道寻呼信道和和业务信道业务信道组成。组成。 n每个每个信道信道有特定的有特定的 Walsh Walsh 序列码调制序列码调制（W W0 0W W6363) )。n每个每个信道信道的的基带速率基带速率有多种，最高达到有多种，最高达到19.2kbit/s19.2kbit/s, , 每个每个基带数据流基带数据流与与6464码片长码片长的的 WalshWalsh序列相乘后，序列相乘后，总速率为总速率为19.2kbit/s19.2kbit/s64641.2288Mbit/s1.2288Mbit/s数据流数据流。 2024/8/2176 （1 1）导频信道：）导频信道： 始终发送一个始终发送一个不含信息不含信息的的扩频信扩频信号号，导频信号，导频信号发射功率发射功率比其他信道比其他信道大大，以便，以便MSMS对对BSBS的的捕获捕获和和跟踪跟踪。 导频信号导频信号也是也是MSMS判断判断是否要是否要越区切换越区切换的基准。的基准。 （2 2）同步信道（）同步信道（SCHSCH）：作用是发送）：作用是发送基站基站的的同步同步消息消息。包括。包括系统时间系统时间和和导频偏置导频偏置，使，使MSMS确认确认正在正在接入的是接入的是哪一个哪一个BSBS。 （3 3）寻呼信道（）寻呼信道（PCHPCH）：）： 每个每个BSBS有一个或几个有一个或几个PCHPCH，用于发送，用于发送系统信息系统信息和和指令指令，在，在MSMS接入信道接入信道发出发出接入请求接入请求后对消息进行后对消息进行确认确认。 （4 4）前向业务信道（）前向业务信道（F-TCHF-TCH）：用于传送）：用于传送用户数用户数字语音字语音和其他和其他业务信息业务信息。还包括。还包括功率控制功率控制子信道，子信道，还传输还传输越区切换越区切换等控制信息。等控制信息。2024/8/2177 2 2、CDMA CDMA 反向信道反向信道 （MS MS 到到 BSBS方向）方向） CDMACDMA有两种反向信道：有两种反向信道：接入信道接入信道和和业务信业务信道道。（1 1）接入信道（）接入信道（ACHACH）：）： 反向信道中有反向信道中有1 1个个到到3232个个接入信道。接入信道。 前向信道中每个前向信道中每个寻呼信道寻呼信道，对应一个，对应一个接入信道接入信道。 接入信道用于接入信道用于MSMS初始化呼叫初始化呼叫、响应基站的、响应基站的寻寻呼要求呼要求和和信息要求信息要求等。当需要时，等。当需要时，接入信道接入信道可变可变成成业务信道业务信道，传输用户业务信息。，传输用户业务信息。 （2 2）反向业务信道（）反向业务信道（R-TCHR-TCH）：）： 反向业务信道反向业务信道与前向业务信道类似，主要用于与前向业务信道类似，主要用于传送传送业务信息业务信息和和信令信令。 2024/8/2178四、四、CDMA CDMA 功率控制技术功率控制技术 功率控制技术是功率控制技术是 CDMA CDMA 的的基本技术基本技术之一。之一。 率控制目的：克服率控制目的：克服远近效应远近效应；提高；提高系统容量系统容量。 功率控制方式：功率控制方式：前向功率控制前向功率控制和和反向功率控制反向功率控制。 1 1、反向功率控制、反向功率控制n反向功率控制的对象：反向功率控制的对象： 是控制是控制 MS MS 的的发射功率发射功率，控制依据是，控制依据是前向信道前向信道的的接收接收信号强度信号强度、前向信道前向信道的的误帧率误帧率等参数。等参数。n反向功率控制有：反向功率控制有：开环开环功率控制、功率控制、闭环闭环功率控制功率控制和和外环外环功率控制。功率控制。 2024/8/2179 反向反向开环开环功率控制：功率控制：n当当 MSMS发起呼叫发起呼叫或者响应或者响应 BS BS 的呼叫的呼叫时时首先工首先工作的作的，目的目的是使所有是使所有 MSMS发出的发出的信号信号在在到达到达BSBS时时都有都有相同相同的的功率功率。n基本方法：基本方法：MS MS 测量测量接收接收的的导频信号导频信号的的功率电功率电平平，估算出前向链路，估算出前向链路路径损耗路径损耗，调整，调整 MSMS发射发射功率功率。 反向反向闭环闭环功率控制：功率控制：n反向反向闭环功率控制闭环功率控制是是反向功率控制反向功率控制的的核心核心, ,是是由由 BS BS 协助协助 MSMS，对，对MSMS的的开环功率估测开环功率估测作出作出校校正正, ,使使MSMS始终保持始终保持理想发射功率理想发射功率的一种技术。的一种技术。 2024/8/21802 2、前向功率控制、前向功率控制n前向功率控制的实现是前向功率控制的实现是 BS BS 根据根据 MS MS 提供的提供的测量结果测量结果，调整调整对每个对每个MSMS的的发射功率发射功率。n对对路径衰耗小路径衰耗小的的MSMS分配比较小的分配比较小的前向前向发射功发射功率；对率；对较远较远及及解调信噪比解调信噪比较低的较低的MSMS分配较大分配较大的的前向前向发射功率，前向功率控制也采取了发射功率，前向功率控制也采取了闭闭环控制环控制。结论结论：CDMA CDMA 功率控制功率控制是一种是一种合并机制合并机制，在几，在几种机制共同作用下，不断地调整种机制共同作用下，不断地调整发射功率发射功率以以弥补弥补无线信道无线信道的的衰减变化衰减变化，保证，保证通信质量通信质量和和提高提高系统容量系统容量。 2024/8/2181五、切换技术五、切换技术 CDMACDMA的切换技术包括的切换技术包括软切换软切换和和硬切换硬切换。 1 1、软切换技术、软切换技术 软切换技术软切换技术是是CDMACDMA系统的又一系统的又一关键技术关键技术。 n软切换：软切换： 软切换是软切换是先通后断先通后断的的切换切换方式。方式。 软切换是指软切换是指 MS MS 在具有在具有相同频率相同频率CDMACDMA频道中频道中的的小区小区或或扇区扇区之间进行的之间进行的切换，切换，软切换不需软切换不需要要MSMS变更变更收发频率收发频率。n更软切换：更软切换：更软切换更软切换是指在同一个小区内是指在同一个小区内不不同扇区同扇区之间的之间的切换切换，不需要，不需要MSMS变更变更收发频率收发频率，切换是由切换是由BSBS完成，完成，BSBS只是报只是报MSCMSC备案备案。 2024/8/2182 2. 2.硬切换技术硬切换技术n硬切换：是指硬切换：是指 MSMS在在不同系统不同系统的的BSBS之间、之间、不同不同 CDMACDMA频道频道或不同或不同帧偏移量帧偏移量之间进行的之间进行的切换切换。n硬切换是硬切换是先断后接先断后接的切换方式。的切换方式。硬切换硬切换需要需要 MSMS变更变更收发频率收发频率，即，即先切断先切断原来的原来的收发频率收发频率，再，再搜索搜索使用使用新的频道新的频道，会造成无线链路的，会造成无线链路的瞬间中瞬间中断断，如切换时间大于，如切换时间大于200ms200ms，将影响，将影响用户通信用户通信。 nCDMACDMA系统的系统的切换切换绝大部分是通过绝大部分是通过软切换软切换实现的，实现的，可以保证可以保证很高很高的的切换成功率切换成功率。 n硬切换成功率相对于软切换低，提高硬切换成功率相对于软切换低，提高硬切换成硬切换成功率功率一直是一直是网络优化网络优化和和系统调整系统调整的一个的一个重点重点。2024/8/2183 第二节第二节 CDMACDMA系统的特点系统的特点（1 1）发射功率低）发射功率低 CDMACDMA手机手机采用完备的采用完备的功率控制功率控制算法算法, ,使使手机手机的的发射功率发射功率刚好满足刚好满足正常正常通信通信，通过通过扩频通信扩频通信方方式式抑制窄带干扰抑制窄带干扰，使手机发射功率，使手机发射功率降低降低，大约，大约是是 GSM GSM 手机的手机的 1/101/10。（2 2）通话质量优：）通话质量优： CDMAD CDMAD 扩频码分扩频码分通信制式，可以通信制式，可以过滤环境中过滤环境中的的背境背境噪声噪声，使用户，使用户语音语音更为更为清晰清晰，采用，采用软切换软切换算法算法提高了提高了切换成功率切换成功率，使得，使得小区交界处小区交界处语音语音质量得以保证。质量得以保证。2024/8/2184（3 3）保密性能好）保密性能好 CDMACDMA系统在空中传输的是系统在空中传输的是高速扩频高速扩频信号，信号，扩频扩频码码是很复杂的是很复杂的伪随机码伪随机码，具有非常好的保密性。，具有非常好的保密性。（4 4）更好的用户容量）更好的用户容量 CDMACDMA系统系统小区容量小区容量是是柔性的柔性的，通过，通过功率控制技功率控制技术术应用，可以限制单个用户应用，可以限制单个用户前向功率前向功率的控制范围，的控制范围，保证容量。保证容量。（5 5）CDMACDMA技术提高了语音和数据传输的可靠性。技术提高了语音和数据传输的可靠性。 结论结论：CDMACDMA是是宽带系统宽带系统，有较高的，有较高的扩频增益扩频增益，在在C/IC/I为为负值负值时仍能得到时仍能得到较好的较好的服务质量，在同服务质量，在同等条件下比等条件下比 GSM GSM 传播距离大传播距离大 1.3-2.1 1.3-2.1 倍左右。倍左右。 在郊区开阔地，在郊区开阔地，基站基站覆盖半径覆盖半径可达可达 50km 50km 以上。以上。2024/8/2185 第三节第三节 移动通信无线频率的分配移动通信无线频率的分配 一、一、GSM 900MHzGSM 900MHz系统的工作频率（系统的工作频率（载频载频） n上行上行(MS(MS发，发，BSBS收）工作频率范围：收）工作频率范围： 890890915MHz 915MHz n下行（下行（BSBS发，发，MSMS收）工作频率范围：收）工作频率范围： 935935960MHz 960MHz n工作带宽：工作带宽：25MHz 25MHz n双工间隔：双工间隔：45MHz45MHzn载频间隔：载频间隔：200KHz200KHzn共有共有124124个个载频频道，载频频道，频道号频道号为为1 1124124。 n载频频道：每个载频载频频道：每个载频信道带宽信道带宽 200KHz200KHz。 2024/8/2186n中国移动中国移动占用低端占用低端9494个频道，个频道，中国联通中国联通占占 用高端用高端3030个频道。个频道。二、二、GSM 1800MHzGSM 1800MHz系统的工作频率系统的工作频率 上行频率范围：上行频率范围：171017101785MHz 1785MHz 下行频率范围：下行频率范围：180518051880MHz 1880MHz 双工间隔：双工间隔：95 MHz95 MHz 工作带宽：工作带宽：75 MHz75 MHz 载频间隔：载频间隔：200 MHz200 MHz，共有，共有374374个载频频道。个载频频道。三、三、CDMA 800MHzCDMA 800MHz系统的工作频率系统的工作频率 上行频率范围：上行频率范围： 825825835MHz 835MHz 下行频率范围：下行频率范围： 870870880MHz880MHz2024/8/2187 第四节第四节 第三代移动通信的发展第三代移动通信的发展n在在GSMGSM和和窄带窄带CDMACDMA的第二代移动通信时期，实现的第二代移动通信时期，实现了了部分国家部分国家和和地区地区的漫游，也暴露出一些问题的漫游，也暴露出一些问题, ,如系统容量小，频谱利用率不高，不适合于传输如系统容量小，频谱利用率不高，不适合于传输高速数据高速数据和和多媒体业务多媒体业务等。等。 n第三代移动通信系统（第三代移动通信系统（3G3G）是在）是在ITU ITU IMTIMT20002000建议基础上建议基础上, ,工作在工作在2GHz2GHz频段频段, ,最高速率可达最高速率可达2Mbit/s2Mbit/s的的宽带移动宽带移动通信系统。通信系统。n其基本特征如下：其基本特征如下： （1 1）全球）全球普及普及和全球和全球无缝漫游无缝漫游的系统。的系统。2G2G系统系统一般为区域或国家标准，而一般为区域或国家标准，而3G3G系统是在全球范围系统是在全球范围内覆盖和使用的系统，全球统一的标准。内覆盖和使用的系统，全球统一的标准。 2024/8/2188（2 2）具有支持多媒体业务能力。）具有支持多媒体业务能力。 2G2G系统主要提供语音业务为主，系统主要提供语音业务为主，GSM GSM 演进到演进到最高阶段最高阶段的速率能为的速率能为384kbit/s384kbit/s，而，而3G3G系统的系统的业务从支持业务从支持语音业务语音业务到到分组数据业务分组数据业务到到多媒体业多媒体业务务，根据具体，根据具体业务需要业务需要，提供必要的，提供必要的带宽带宽。nITUITU规定的第三代移动通信系统无线传输技术规定的第三代移动通信系统无线传输技术RTTRTT必需满足以下必需满足以下3 3种环境的最低要求，即：种环境的最低要求，即：l快速移动环境，传输速率快速移动环境，传输速率 达达144kbit/s;144kbit/s;l室外到室内或步行环境，传输速率达室外到室内或步行环境，传输速率达384kbit/s;384kbit/s;l室内环境，传输速率达室内环境，传输速率达2Mbit/s2Mbit/s。 2024/8/2189 （3 3）便于过渡、演进。）便于过渡、演进。 3G3G系统引入时，系统引入时，2G2G网络已具有相当规模，网络已具有相当规模，3G3G网络一定要在网络一定要在2G2G网络网络的基础上逐渐灵活的基础上逐渐灵活过渡过渡，并应与固定网络，并应与固定网络兼容兼容。 （4 4）高频谱效率。）高频谱效率。 （5 5）高服务质量。）高服务质量。 （6 6）低成本。）低成本。 （7 7） 高保密性高保密性。2024/8/2190 一一. ITU. ITU对对3G3G的基本要求的基本要求 n 3G3G系统有系统有卫星通信网卫星通信网和和地面移动通信网地面移动通信网组成，组成，将成为将成为全球无缝覆盖全球无缝覆盖的的立体通信立体通信网络。网络。n适用于多种适用于多种无线运营无线运营环境，支持环境，支持多种业务多种业务，如，如移动高速移动高速业务、业务、实时图像实时图像传输、传输、流媒体流媒体传输和传输和移动计算机移动计算机联网、联网、移动性个人移动性个人业务、业务、交互视频交互视频业务、业务、TV/Radio/DataTV/Radio/Data和和Internet Internet 增值增值业务等。业务等。 n 第三代移动通信系统频普利用率高，有高度第三代移动通信系统频普利用率高，有高度的的灵活性灵活性和较强的和较强的抗干扰抗干扰能力，并且具有能力，并且具有从从2G2G系统系统平滑演进平滑演进到到 3G3G系统系统的特点。的特点。2024/8/2191 二、二、 3G3G的核心网络标准的核心网络标准 （1 1）Evolved GSM MAP Evolved GSM MAP 标准。标准。 是基于是基于GSMGSM 的的 MAPMAP（移动应用部分）（移动应用部分）信令信令所所 开发的开发的标准标准，它用于，它用于无线接无线接入入为为UMTSUMTS（通用移动通信系统）的（通用移动通信系统）的网络网络。 包括：包括：WCDMAWCDMA 和和 TD-SCDMATD-SCDMA，都是由，都是由 GSM GSM 网络网络向上向上过渡过渡而成的。而成的。 （2 2）Evolved ANSIEvolved ANSI4141标准。标准。 用于用于cdma2000cdma2000的的3G3G核心网标准核心网标准。为。为3G3G网络网络全球全球漫游漫游和和互通互通，ITUITU正在制定正在制定两个核心网两个核心网之间之间互通互通的的规范规范，最终，最终核心网核心网都将过渡到都将过渡到全全IPIP时代。时代。 2024/8/2192三、第三代移动通信的发展三、第三代移动通信的发展（1 1）技术的成熟性）技术的成熟性 n WCDMAWCDMA制式制式的的无线技术无线技术来源于来源于CDMA IS-95CDMA IS-95 技术，其技术，其核心网核心网以以 GSM GSM 核心网核心网为依托，是目前技为依托，是目前技术术比较成熟比较成熟的一种的一种3G3G制式。制式。nCdma2000Cdma2000制式制式是从是从CDMA IS-95 CDMA IS-95 制式制式平滑升平滑升级级而来的，技术而来的，技术成熟性成熟性比较高比较高3G3G制式。制式。 nWCDMA WCDMA 制式是由制式是由欧洲欧洲、日本日本提出的提出的3G3G制式制式，是，是许多许多GSMGSM运营商的选择。运营商的选择。n Cdma2000Cdma2000是由是由北美北美提出的提出的3G3G制式制式，在韩国、，在韩国、美国、中国电信和香港都已建有美国、中国电信和香港都已建有CDMACDMA商用网络。商用网络。2024/8/2193 （2 2）TDTDSCDMASCDMA的技术特点的技术特点nTD-SCDMA TD-SCDMA 是是我国我国提出的提出的 3G 3G 制式制式。n采用采用TDDTDD技术和技术和智能天线智能天线技术，技术，载频间隔载频间隔为为1.6MHz,1.6MHz,频段使用灵活，在频段使用灵活，在5MHz5MHz内可有三个载内可有三个载频，适应频，适应非对称非对称数据传输和数据传输和无线无线 Internet Internet 业务。业务。n与其他与其他两种制式两种制式相比有如下特点：相比有如下特点： 1 1）无需）无需成对成对的的频率频率资源，频谱利用率高；资源，频谱利用率高； 2 2）适合大城市）适合大城市高业务密度高业务密度区，可以区，可以调整上下行调整上下行数据数据传输速率传输速率； 3 3）采用）采用智能天线智能天线, ,可降低可降低发射功率发射功率，减少，减少干扰干扰； 4 4）可与）可与WCDMAWCDMA系统系统兼容兼容，建网，建网成本低成本低。2024/8/2194四、四、3G3G面临的主要问题面临的主要问题n3G3G系统世界上有系统世界上有cdma-2000 cdma-2000 、WCDMAWCDMA和和TD-SCDMATD-SCDMA 3 3种制式，要求种制式，要求后向后向兼容兼容2G2G系系统，统，前向前向兼容兼容 4G 4G 系统。系统。n3G3G要解决的要解决的技术难题技术难题有有: : （1 1）多径衰落。）多径衰落。 由于由于无线信号无线信号的的多径效应多径效应引起的引起的接收信号接收信号的脉冲宽度的脉冲宽度展宽展宽现象，称为现象，称为时延扩展时延扩展。 当当时延时延超过检测脉冲超过检测脉冲符号宽度符号宽度的的1010时，时，符号间符号间干扰干扰会会明显明显地出现，从而地出现，从而限制限制移动通移动通信的信的数据速率数据速率。 2024/8/2195（2 2）多址干扰。）多址干扰。 CDMACDMA系统系统是一个是一个功率受限功率受限系统，来自本系统，来自本小区小区 和邻近小区和邻近小区用户的干扰用户的干扰决定了系统的决定了系统的容量容量和和性能性能是否是否受到限制受到限制。 （3 3）远近效应。）远近效应。 它也属于它也属于多址干扰多址干扰， 3G3G系统中表现比较系统中表现比较出。出。五、五、3G3G所采取的措施所采取的措施 为了解决为了解决3G3G系统所面临的主要问题，各国系统所面临的主要问题，各国专家研究并创新了许多关键技术。专家研究并创新了许多关键技术。2024/8/2196 （1 1）多址技术。）多址技术。 多址技术包括多址技术包括CDMACDMA系统系统中中地址码地址码的研究和各的研究和各种种多址协议多址协议的进一步研究。的进一步研究。 （2 2）信道编码。）信道编码。 采用采用信道编码信道编码技术改善技术改善通信质量通信质量，采用前向信，采用前向信道道纠错编码纠错编码和和交织技术交织技术，进一步克服，进一步克服衰落效应衰落效应 。 （3 3）功率控制。）功率控制。 为克服为克服宽带宽带CDMACDMA系统系统的的远近效应远近效应，功率控制，功率控制的动态范围需要达到的动态范围需要达到80dB80dB，以保证，以保证基站接收基站接收到的到的所有所有移动台信号移动台信号具有具有相同相同的的功率功率。 2024/8/2197（4 4）智能天线。）智能天线。 通过调节通过调节天线阵列天线阵列的的方向图方向图形状，达到形状，达到增强增强所所需信号，需信号，抑制抑制干扰信号，达到成倍地干扰信号，达到成倍地扩展扩展通信通信系统系统容量容量的目的。的目的。（5 5）多用户检测。）多用户检测。 把所有把所有用户的信号用户的信号都当作都当作有用信号有用信号，而不是，而不是干干扰信号扰信号来处理，来降低来处理，来降低多径多径、多址干扰多址干扰。 （6 6）切换技术。）切换技术。 移动通信系统采用移动通信系统采用蜂窝蜂窝结构，在跨越结构，在跨越空间划分空间划分的的小区小区时，必须要进行时，必须要进行越区切换越区切换，完成，完成移动台移动台到到基站基站的的空中接口空中接口的转换以及的转换以及基站基站到到网入口网入口的的转换、网入口到转换、网入口到交换中心交换中心的相应的的相应的转移转移。2024/8/2198六六. 3G. 3G的频段的频段 （1 1）时分双工时分双工（TDDTDD）方式工作频段：）方式工作频段：n 主要工作频段：主要工作频段： 188018801920MHz1920MHz 2010 20102025MHz2025MHzn 补充工作频段为：补充工作频段为：230023002400MHz 2400MHz （2 2）频分双工频分双工（FDDFDD）方式工作频段：）方式工作频段：n 主要工作频段：主要工作频段： 192019201980MHz1980MHz 2110 2110 2170MHz2170MHzn 补充工作频段：补充工作频段： 175517551785MHz1785MHz 1850 18501880MHz1880MHz2024/8/2199n GSM GSM 基站子系统基站子系统（BSSBSS）为）为GSMGSM网络的网络的固定部固定部分分和和无线部分无线部分提供提供中继中继。n 一方面一方面 BSS BSS 通过通过 Um Um 接口与接口与 MSMS 实现实现无线无线通信通信连接。连接。n另一方面另一方面 BSS BSS 又连接到又连接到 网络子系统网络子系统（NSSNSS）的的移动交换中心移动交换中心（MSCMSC）。）。2024/8/21100第第4 4章章 基站子系统基站子系统 第一节第一节 基站子系统的组成基站子系统的组成nBSSBSS 由由基站收发信机基站收发信机（BTSBTS）、）、基站控制器基站控制器（BSCBSC）、）、码变换器码变换器（TCTC）和）和子复用设备子复用设备（SMSM）功能实体组成。）功能实体组成。nBTS BTS 负责负责无线传输无线传输、BSCBSC负责负责控制控制与与管理管理。 nBSS BSS 可由多个可由多个BSCBSC和和BTSBTS组成。组成。n1 1个个BSCBSC根据根据话务量需要话务量需要可以控制可以控制数十个数十个BTSBTS。n BTSBTS可以直接与可以直接与 BSCBSC相连，也可以通过基站相连，也可以通过基站接接口设备口设备（BIEBIE）与）与远端远端的的BSCBSC相连。相连。 典型的典型的BSSBSS组成如图组成如图4.14.1所示。所示。2024/8/211012024/8/21102 图图4.1 GSM4.1 GSM的基站子系统的基站子系统 n码变换器（码变换器（TCTC）：）： 是是BSSBSS的一个的一个特重要特重要的组成部分，是执行的组成部分，是执行GSMGSM的的话音编码话音编码和和解码解码以及以及数据速率适配数据速率适配的设备。的设备。l在在GSMGSM规范中把规范中把 TC TC 视为视为BTSBTS的的一部分一部分，可以，可以安安装装在在 BTS BTS 和和 MSC MSC 之间之间传输链传输链的的任何任何地方。地方。l通常是把它放在通常是把它放在 BSCBSC 和和 MSCMSC 之间的之间的 MSCMSC一侧。一侧。lTC TC 这样安装位置可以节约成本，提高传输容量。这样安装位置可以节约成本，提高传输容量。 如图如图4.24.2所示。所示。2024/8/211032024/8/21104BTS TCBSC TCBTSMSCMSCBTS BSCTC MSCBSC64kbit/s16kbit/s16kbit/s16kbit/s64kbit/s64kbit/sAbis接口接口Abis接口接口A接口接口Abis接口接口A接口接口A接口接口图图4.2 TC4.2 TC在在BTSBTS和和MSCMSC之间不同位置形成的结构之间不同位置形成的结构 第二节第二节 基站主设备基站主设备n基站基站主设备功能主设备功能l通过通过无线空中无线空中接口（接口（UmUm）与）与移动台移动台（MSMS）进）进行行通信通信，实现，实现 BTSBTS与与 MS MS 之间的之间的无线传输无线传输及及相关的相关的控制控制。l通过通过AbisAbis接口与接口与基站控制器基站控制器（BSCBSC）连接，协）连接，协助助 BSC BSC 完成完成无线资源无线资源的管理和的管理和接口接口管理。管理。一、基站主设备组成一、基站主设备组成n基站基站主设备主设备主要由主要由基站控制管理基站控制管理、基站收基站收 发信机发信机、电源电源、天线设备天线设备等四部分组成。等四部分组成。 其组成结构框架如图其组成结构框架如图4.34.3所示。所示。2024/8/211052024/8/21106 发送发送 接收接收天天线线设设备备 发送发送 接收接收BSC 电源电源 供给供给BTS 控制控制 管理管理 发送发送 接收接收虚线为数据流、控制信号、时钟信号等内部总线虚线为数据流、控制信号、时钟信号等内部总线AbisUm 图图4.3 BTS4.3 BTS基本结图基本结图n基站主设备各部分基站主设备各部分主要功能主要功能 如下。如下。 1 1、控制管理部分、控制管理部分 主要完成主要完成 AbisAbis接口处理接口处理、基站操作维护基站操作维护、时钟同步时钟同步及及产生产生、内外告警内外告警采集及处理采集及处理控制控制管理管理功能，还具有功能，还具有主备份主备份功能。功能。 2 2、基站收发信部分、基站收发信部分 主要完成主要完成GSMGSM系统系统中中无线信道无线信道的的控制控制和和处处理理、无线信道数据无线信道数据的的发送发送与与接收接收、基带信号基带信号在在无线载波上无线载波上的的调制调制和和解调解调、无线载波无线载波的的发发送送与与接收接收功能。功能。2024/8/21107n基站收发信部分从基站收发信部分从功能上功能上划为划为三个三个单元。单元。 （1 1）收发信机）收发信机控制单元控制单元 主要完成主要完成一个一个TDMATDMA帧帧上所有上所有全双工全双工信道信道基基带数据处理带数据处理的所有的所有功能功能。 在在下行下行方向，它包括方向，它包括速率适配速率适配、信道编码信道编码和和交交织织、加密加密、最后产生、最后产生TDMATDMA突发脉冲突发脉冲； 在在上行上行方向，它包括方向，它包括数字解调数字解调、解密解密、去交织去交织、信道解码信道解码、接收机分集合并接收机分集合并及及速率适配速率适配。 （2 2）无线载频单元）无线载频单元 主要完成主要完成基带信号基带信号到载波信号的到载波信号的调制调制和和上变频上变频功能，同时完成功能，同时完成接收载波信号接收载波信号的的下变频下变频功能，并功能，并在在下行方向上下行方向上实现实现静态静态和和动态功率控制动态功率控制功能。功能。 2024/8/21108 （3 3）功放单元：）功放单元： 完成完成无线载波无线载波的的功率功率放大，满放大，满足足基站设备基站设备所需的所需的发射功率发射功率。 3 3、电源部分：、电源部分： 进行进行直流电源直流电源 -48V -48V 到到各模块各模块的的分配分配, ,并提供并提供过载短路过载短路保护和电源输入保护和电源输入滤波滤波功能。功能。 4 4、天线设备部分：、天线设备部分： 完成完成载波信号载波信号的的合路合路和和分分路路等等功能功能，有以下类型的，有以下类型的合路合路、分路分路单元单元组成组成。（1 1）合路及分路合路及分路单元：支持一个单元：支持一个2 2合合1 1和一个和一个1 1分分4 4（2 2）接收分路接收分路单元：支持一个单元：支持一个1 1分分4 4（3 3）合路扩展合路扩展单元：支持两个单元：支持两个1 1分分2 2和两个和两个2 2合合1 1n通过以上几种单元的通过以上几种单元的合路合路、分路方式分路方式的的组合组合，提，提供各种供各种BTSBTS不同站型不同站型的的配置配置。2024/8/21109二、二、BTSBTS各部分功能及实现各部分功能及实现 1 1、控制管理部分、控制管理部分 基站接口功能基站接口功能 提供基站所需各种时钟提供基站所需各种时钟 BTSBTS的的远端操作维护远端操作维护功能功能 BTSBTS状态管理：状态管理： BSC BSC 通过通过控制管理部分控制管理部分对对BTSBTS进行进行状态控制状态控制， 闭塞闭塞或或延时闭塞延时闭塞一个站点、一个小区或一个一个站点、一个小区或一个TRMTRM，关功放关功放等。等。 BTSBTS配置管理：配置管理： 软件下载、传输信道配置、功能参数设置等。软件下载、传输信道配置、功能参数设置等。 2024/8/21110 BTS BTS设备管理：设备管理： BTSBTS硬件信息、软件信硬件信息、软件信息、实际功能模块组成。息、实际功能模块组成。 BTSBTS监控管理：监控管理： 监视各单元模块工作监视各单元模块工作情况，收集并上报告警信息。情况，收集并上报告警信息。 BTSBTS测试管理：测试管理： 硬件模块单板功能测硬件模块单板功能测试、试、 无线信道环路测试。无线信道环路测试。 TRMTRM远程复位。远程复位。 数据库管理。数据库管理。 （4 4）BTSBTS的本地操作维护（的本地操作维护（MMIMMI） 时钟校准时钟校准功能。功能。 寄存器查看。寄存器查看。 程序寄存器查看。程序寄存器查看。 模拟发射模拟发射。 固定参数的本地设定。固定参数的本地设定。2024/8/21111 软件的本地下载、升级和调试。软件的本地下载、升级和调试。 本地的故障测试，如操作维护通路测试。本地的故障测试，如操作维护通路测试。 上下链路质量测试。上下链路质量测试。 通过向通过向MSCMSC的后台申请，查看其他站点的后台申请，查看其他站点 的状态。的状态。（5 5）设备告警采集功能。）设备告警采集功能。 采集采集BTSBTS内部各个内部各个TRMTRM的告警信息。的告警信息。 采集现场环境监控设备的干点告警信息。采集现场环境监控设备的干点告警信息。 采集控制现场环境监控设备的部分干点采集控制现场环境监控设备的部分干点状态。状态。 风扇控制功能，根据机架内温度控制风风扇控制功能，根据机架内温度控制风扇转速。扇转速。 在室外型配置下，采集在室外型配置下，采集ECUECU的告警信息。的告警信息。 2024/8/211122 2、BTSBTS收发信部分的功能收发信部分的功能 收发信机控制单元，是收发信机控制单元，是 BTS BTS 的的核心核心单元，它单元，它具备以下以下几方面的功能：具备以下以下几方面的功能：n完成完成GSMGSM信令协议信令协议的的处理处理和和变换变换。n完成完成1 1个个TDMATDMA帧帧上全双工信道上全双工信道基带数据基带数据的的处理处理。 在在下行下行方向，包括方向，包括速率适配速率适配、信道编码信道编码、交织交织、产生产生TDMATDMA突发脉冲突发脉冲，实现，实现GMSKGMSK调制。调制。 在在上行上行方向，传输处理单元方向，传输处理单元接收接收中频采样的中频采样的两路两路信号信号，然后进行接收机，然后进行接收机分集合并分集合并、数字解调数字解调（GMSKGMSK解调）、解调）、去交织去交织、信道解码信道解码及及速率适配速率适配。n提供提供业务信道业务信道服务。提供各种服务。提供各种速率速率的的语音语音和和数据数据信道；支持信道；支持射频跳频射频跳频及及静态静态和和动态功率控制动态功率控制等。等。2024/8/21113 无线载频单元无线载频单元 ，完成以下功能：，完成以下功能： 1 1）射频信号的）射频信号的发射发射，包括，包括GMSKGMSK基带信号产生、基带信号产生、变频变频、功率功率放大及放大及功率功率控制。控制。 发射机发射机TXTX如图如图 4.54.5所示所示 2 2）射频信号的）射频信号的接收接收，包括，包括变频变频、滤波、中放、滤波、中放、 A/DA/D变换变换还原成还原成基带信号基带信号。 接收机接收机RXRX如图如图 4.44.4所示所示 3)3)射频信号的环回，包括在射频信号的环回，包括在PAPA输出输出提取样本信号提取样本信号，变频变频到相应到相应接收频率接收频率，还原，还原基带信号基带信号，由，由收发信收发信控制单元控制单元完成完成功能测试功能测试。 4 4）无线载频单元的）无线载频单元的状态检测状态检测，包括功放输出端，包括功放输出端前前 向向、反向反向功率功率检测检测、温度检测温度检测、锁定锁定等。等。 2024/8/211142024/8/21115图图4.4 4.4 接收机接收机RXRX结构框图结构框图数字信号数字信号2024/8/21116图图4.5 TX4.5 TX结构框图结构框图数字信号数字信号 5 5）频率合成器（）频率合成器（PLLPLL）：）： 频率合成器单元为频率合成器单元为 TX/RXTX/RX 单元提供单元提供本振信号本振信号。 有有3 3种频率合成器：种频率合成器：n发射跳频频率合成器（发射跳频频率合成器（PLL-TXPLL-TX） 频率为频率为 159415941669MHz 1669MHz GSM1800GSM1800 频率为频率为 724724749MHz GSM 900 749MHz GSM 900 n接收跳频频率合成器（接收跳频频率合成器（PLL-RXPLL-RX） 频率为频率为 159415941586MHz 1586MHz GSM1800GSM1800 频率为频率为 691691716MHz GSM 900716MHz GSM 900n发射中频频率合成器（发射中频频率合成器（PLL-IFPLL-IF） 频率为频率为 198MHz198MHz2024/8/21117n 频率合成器频率合成器 由由压控振荡器压控振荡器（VCOVCO）、）、锁相锁相环环（PLLPLL）、环路滤波器环路滤波器（LPFLPF）和）和 射频开关射频开关组成。组成。 如框图如框图4 46 6所示。所示。 6 6）射频环路）射频环路 RF-LOOPRF-LOOP RF-LOOP RF-LOOP 主要完成主要完成射频环回射频环回、收发部分收发部分功功能能自检自检。 如图如图4 47 7所示。所示。 7 7）功放单元）功放单元 PAPA在系统中用于在系统中用于放大下行放大下行的的GMSKGMSK调制的调制的射频信号射频信号，它位于，它位于BTSBTS的收发信机部分中，的收发信机部分中，和和TXTX、RXRX及控制单元共同组成及控制单元共同组成收发信部分收发信部分。 2024/8/21118图图4 46 6 频率合成器结构示意图频率合成器结构示意图2024/8/21119图图4 47 7 射频环回示意图射频环回示意图2024/8/21120图图4 48 PA8 PA结构示意图结构示意图2024/8/211213 3、电源部分、电源部分n完成完成直流基础电源直流基础电源（-48V-48V）到）到各模块各模块的的分配分配，并，并提供提供过载短路保护过载短路保护和电源输入的和电源输入的滤波滤波等功能。等功能。nBTSBTS机柜的机柜的电源部分电源部分，包括电源集中，包括电源集中分配模块分配模块、控控制管理电源、收发信部分电源制管理电源、收发信部分电源和和天线设备电源，天线设备电源，外配外配整流模块整流模块和和蓄电池组蓄电池组构成完整的构成完整的直流不间断直流不间断供电系统供电系统。4 4、天线设备部分、天线设备部分n主要完成主要完成射頻信号射頻信号的的合路合路和和分路分路等功能。等功能。n由三个单元组成：由三个单元组成：合路分路合路分路单元单元、扩展、扩展单元和单元和接接收分路收分路单元单元, ,合路分路合路分路單元是主要的构成部分。單元是主要的构成部分。2024/8/21122n 合路分路单元主要功能包括合路分路单元主要功能包括4 4个方面个方面 （1 1）实现）实现多个载频发射信号多个载频发射信号的合路；的合路； （2 2）提供）提供发射频段发射频段从从BTSBTS到天线到天线和和接收频段接收频段从从天线天线到到BTSBTS信号信号的的双向通道双向通道； （3 3）天线端口）天线端口驻波比驻波比恶化的恶化的报警报警； （4 4）对工作频段之外的）对工作频段之外的干扰干扰和和杂散辐射杂散辐射进行进行抑制抑制。 n 合路分路单元主要是由：合路分路单元主要是由：宽带合路器宽带合路器、收发收发双工器双工器、VSWRVSWR检测电路检测电路和和 LANLAN（含（含分路器分路器）低噪声放大器低噪声放大器等部分组成，如图等部分组成，如图4 49 9所示。所示。 2024/8/21123 图图4 49 9 合路分路器结构示意图合路分路器结构示意图2024/8/21124 第三节第三节 基站外部接口协议基站外部接口协议n各各设备之间设备之间或或子系统之间子系统之间必须要通过各种必须要通过各种接口接口按照规定的按照规定的协议协议实现实现互连互连。n两个两个实体之间实体之间必须必须遵守某种协议遵守某种协议，双方才能通双方才能通信信。n接口接口代表两个代表两个相邻实体相邻实体之间的之间的连接点连接点，而，而协议协议就是就是连接点连接点上上交换信息交换信息需要遵守的需要遵守的规则规则。2024/8/21125一、一、BTSBTS中各单元之间的接口中各单元之间的接口 1 1、Um Um 接口接口 是是 MSMS 和和 BTSBTS 之间的之间的接口接口，在所有，在所有GSM GSM 接口中接口中Um Um 接口接口是是最重要的接口最重要的接口，实现了实现了不同厂商和不不同厂商和不同运营网络间的同运营网络间的兼容性兼容性，实现了，实现了移动台的漫游移动台的漫游；解决了解决了蜂窝移动通信系统的蜂窝移动通信系统的频谱效率频谱效率问题。问题。 2 2、Abis Abis 接口接口 BTSBTS 和和 BSCBSC 的通信的通信接口接口，它支持所有，它支持所有向用户提向用户提供的服务供的服务，支持对，支持对 BTS BTS 无线设备的无线设备的控制控制和和无线无线频率频率的的分配分配。GSMGSM系统接口协议是参照系统接口协议是参照OSIOSI（开放（开放式系统互联协议）模型，按功能划分出不同层面。式系统互联协议）模型，按功能划分出不同层面。如图如图4 41010所示为所示为UmUm接口和接口和AbisAbis接口协议。接口协议。2024/8/21126图图4 410 Um10 Um接口和接口和AbisAbis接口协议协议接口协议协议2024/8/21127二、二、UmUm接口协议接口协议 1.Um1.Um接口的第一层为接口的第一层为传输层传输层（或物理层），提供（或物理层），提供无线链路无线链路的的传输通道传输通道 。 2.Um2.Um接口的第二层接口的第二层数据链路层数据链路层, ,为为MSMS和和BTSBTS之间提之间提供可靠的供可靠的数据链接数据链接, ,采用的是采用的是LAPDmLAPDm协议，它是协议，它是GSMGSM的的专用协议专用协议, ,是基于是基于ISDNISDN的的 D D信道链路接入协议信道链路接入协议（LAPDLAPD）, ,再加上再加上移动应用移动应用方面的方面的协议协议。 3.Um3.Um接口的第三层接口的第三层应用层应用层，主要负责，主要负责控制控制和和管理管理的的协议协议，它包括，它包括 CMCM、MM MM 和和 RRRR。 2024/8/211282024/8/21129图图4.11 Um4.11 Um接口协议分层示意图接口协议分层示意图三、三、AbisAbis接口协议接口协议 nAbis Abis 接口为接口为BTSBTS与与BSCBSC之间的接口。之间的接口。 AbisAbis接口的接口的第一层传输层第一层传输层（或物理层），通过（或物理层），通过标准的标准的2.048Mbit/s2.048Mbit/s或或64kbit/s PCM64kbit/s PCM数字传输链路数字传输链路来传送信息。来传送信息。 AbisAbis接口的第二层接口的第二层数据链路层数据链路层，BTS BTS 和和 BSCBSC之之间采用间采用LAPDLAPD协议。协议。nLAPDLAPD协议是协议是一点对多点一点对多点的的通讯协议通讯协议。 AbisAbis接口的接口的第三层为应用层第三层为应用层，主要负责对，主要负责对BTSBTS的的控制管理控制管理和和无线资源无线资源的的分配分配, ,包括对包括对BTSBTS的的控制管控制管理层理层BTSMBTSM和和RRRR层层。2024/8/211302024/8/21131AbisAbis图图4.124.12接口协议分层示意图接口协议分层示意图 第四节第四节 基站设备的组网及操作维护系统基站设备的组网及操作维护系统一、基站一、基站主设备主设备的组网的组网n基站主设备基站主设备组网方式组网方式比较灵活比较灵活, ,支持支持多种传多种传 输方式输方式。 如：如：E1E1、SDHSDH、HDSLHDSL（高速数据用户环（高速数据用户环路）、路）、微波微波和和卫星卫星传输等。传输等。n组网方式支持组网方式支持星型星型、树型树型、链型链型、环型环型和和混混合型合型组网。组网。n目前大部分基站目前大部分基站为环型组网为环型组网或或混合组网。混合组网。2024/8/21132图图4 413 13 基站主设备的组网示意基站主设备的组网示意2024/8/21133二、基站操作维护系统二、基站操作维护系统 1 1、操作维护的方式：即、操作维护的方式：即近端维护近端维护和和远端维护远端维护。 （1 1）近端维护：）近端维护： 是由是由PCPC机机通过通过串口线串口线与与BTSBTS相相连连来对基站进行操作的来对基站进行操作的维护方式维护方式，需在，需在PCPC上上安安装基站装基站近端维护软件近端维护软件后方可后方可进入进入。 （2 2）远端维护：）远端维护： 由由PCPC通过通过OMCOMC组网组网与与BSCBSC相连相连, ,再经过再经过BSCBSC再由再由AbisAbis接口接口连接连接BTSBTS的的维护方式维护方式。 2 2、操作维护系统的功能、操作维护系统的功能 主要包括：安全管理、告警管理、维护管理、主要包括：安全管理、告警管理、维护管理、 性能统计和测试功能等。性能统计和测试功能等。 2024/8/21134图图4 414 14 基站维护操作系统结构示意基站维护操作系统结构示意2024/8/21135 第五节第五节 直放站的组成和功能直放站的组成和功能一、直放站概述一、直放站概述 1 1、直放站的作用、直放站的作用 基本功能就是一个基本功能就是一个射频信号功率增强器射频信号功率增强器, , 属属于于同频放大设备，同频放大设备，是一种无线电收发是一种无线电收发中转设备。中转设备。 2 2、直放站的种类直放站的种类 （1 1）从传输信号划分，有）从传输信号划分，有GSMGSM和和CDMACDMA直放直放站；站； （2 2）从安装场所划分，有室内和室外直放站；）从安装场所划分，有室内和室外直放站； （3 3）从传输带宽划分，有宽带和选频直放站；）从传输带宽划分，有宽带和选频直放站； （4 4）从传输方式划分，有直放式、光纤传输）从传输方式划分，有直放式、光纤传输和移频传输直放站。和移频传输直放站。 2024/8/21136二、二、GSMGSM直放站直放站 GSMGSM直放站是解决基站直放站是解决基站覆盖存在盲区覆盖存在盲区的的一种形式。一种形式。 直放站不但能改善直放站不但能改善覆盖效果覆盖效果，还能大大，还能大大减少投资减少投资基站的成本基站的成本。 为满足不同环境和技术的要求，为满足不同环境和技术的要求，GSMGSM直放直放站可分为以下两种：站可分为以下两种：lGSMGSM移动通信宽带直放站；移动通信宽带直放站；lGSMGSM移动通信频带选择直放站。移动通信频带选择直放站。2024/8/211371 1、GSMGSM移动通信移动通信宽带宽带直放站示意如图直放站示意如图4.154.15所示所示2024/8/21138图图4.15 GSM4.15 GSM移动通信宽带直放站方框图移动通信宽带直放站方框图 2 2、GSM GSM 移动通信移动通信频带选择频带选择直放站直放站 2024/8/21139图图4.16 GSM频带选择直放站方框图频带选择直放站方框图3 3、GSM GSM 直放站的应用组网直放站的应用组网 如图如图4.174.17所示所示。 2024/8/21140 图图4.17 GSM4.17 GSM移频传输直放站示意图移频传输直放站示意图 三、三、CDMA CDMA 移动通信直放站移动通信直放站 采用采用CDMACDMA直放站，可扩大直放站，可扩大CDMACDMA基站的基站的覆盖范围覆盖范围，节节省费用省费用，特别是在，特别是在高层楼宇高层楼宇、地下地下（如地铁、隧道（如地铁、隧道等）、等）、盲区盲区等特殊环境发挥其优势，实现特殊地形等特殊环境发挥其优势，实现特殊地形覆盖覆盖，消除覆盖，消除覆盖盲区盲区，达到，达到优化网络优化网络的目的。的目的。 1 1、CDMACDMA直放站的特点直放站的特点 2 2、CDMACDMA移动通信直放站框图，移动通信直放站框图， 如图如图4 41818所示。所示。 3 3、CDMACDMA直放站主要技术指标直放站主要技术指标 4 4、CDMACDMA直放站应用组网直放站应用组网 5 5、CDMACDMA直放站产品类型直放站产品类型 2024/8/21141 CDMACDMA移动通信直放站示意图移动通信直放站示意图4 48 8所示所示2024/8/21142四、四、GSM/CDMAGSM/CDMA光纤直放站光纤直放站n光光纤纤直直放放站站与与无无线线直直放放站站的的区区别别在在于于施施主主基基站站信号信号的的传输方式上传输方式上。n光光纤纤直直放放站站是是通通过过光光纤纤进进行行传传输输，采采用用光光信信号号接收器接收器和和转换器转换器连接连接偏远的区域偏远的区域。n无无线线直直放放站站通通过过接接收收空空间间传传播播的的无无线线信信号号进进行行放大，放大，扩大扩大基站的基站的覆盖范围覆盖范围。 1 1、光纤直放站的特点、光纤直放站的特点 2 2、光纤直放站的传输方式：采用双光纤方式。、光纤直放站的传输方式：采用双光纤方式。 3 3、光纤直放站应用及组网图，如图、光纤直放站应用及组网图，如图4.194.19所示。所示。 2024/8/211432024/8/21144图图4.19 4.19 光纤直放站组网示图光纤直放站组网示图n天、馈系统的主要功能是作为天、馈系统的主要功能是作为载频信号发射载频信号发射和和接接收的通道收的通道，将基站，将基站调制调制好的好的载频信号载频信号有效地有效地发射发射出去出去，并接收，并接收 MSMS 发射发射的的载频信号载频信号。 n天馈子系统主要包括：天馈子系统主要包括： 天线、馈线、跳线、馈线接地夹、馈线密封窗、天线、馈线、跳线、馈线接地夹、馈线密封窗、避雷器和塔放（可选件）等。避雷器和塔放（可选件）等。n从基站从基站BTSBTS的的天线口天线口用用1/21/2寸寸软跳线连接软跳线连接到硬馈线到硬馈线，再从再从硬馈线硬馈线转换成转换成软跳线软跳线连接到连接到天线天线。n可采用塔顶放大器（塔放）放大可采用塔顶放大器（塔放）放大上行信号上行信号，来提，来提高基站的高基站的接收灵敏度接收灵敏度。 2024/8/21145第第5 5章章 天馈线系统天馈线系统 第一节第一节 天线基本知识天线基本知识 n天线：是发射机天线：是发射机发射无线电波发射无线电波和接收机和接收机接收无线电接收无线电波波的的装置装置，天线是，天线是换能设备换能设备，具有，具有互易性互易性，天线的天线的性能性能影响整个系统的影响整个系统的性能性能。一、天线辐射电磁波的基本原理一、天线辐射电磁波的基本原理 2024/8/21146n导线载有导线载有交变电流交变电流时，就可以形成时，就可以形成电磁波的辐射电磁波的辐射，辐射，辐射的的能力能力与导线的与导线的长短长短和和形状形状有关。有关。n当导线长度当导线长度远小于波长远小于波长时，导线时，导线电流很小电流很小，辐射，辐射很弱很弱；当导线的长度增大到可与当导线的长度增大到可与波长相比拟波长相比拟时，导线的电流就时，导线的电流就大大增加大大增加，形成，形成较强较强的的辐射辐射。n导线长度等于导线长度等于1/41/4波长波长时时, ,辐射最强辐射最强, ,称称半波对称振子半波对称振子。 实际的天线是由实际的天线是由振子叠放振子叠放而成的。而成的。二、天线的增益二、天线的增益 增益增益是天线系统的是天线系统的重要参数重要参数，增益是用来，增益是用来表示表示天线天线集中辐射集中辐射的的程度程度。 天线增益在某一方向的天线增益在某一方向的定义定义是指在是指在输入功率相等输入功率相等的的条件下，条件下，实际天线实际天线与与理想的辐射单元理想的辐射单元在空间同一点处所在空间同一点处所生产的场强之比，即功率之比。生产的场强之比，即功率之比。 2024/8/21147 天线增益定义的示意图天线增益定义的示意图5 53 3所示，所示，dBidBi是相对于是相对于全向辐射器的参考值；全向辐射器的参考值；dBddBd是相对于半波振子天是相对于半波振子天线的参考值。线的参考值。 dBidBidBddBd2.152.152024/8/21148 三、天线的方向性三、天线的方向性 n天线方向性：是指天线方向性：是指天线向一定方向辐射天线向一定方向辐射或或接收电接收电磁波磁波的的能力能力，天线，天线方向性方向性的获得，是通过的获得，是通过天线内天线内部加反射板部加反射板或或振子叠放振子叠放而实现的。而实现的。n天线的天线的方向性方向性通常通常用方向图用方向图来表示。来表示。 n在在方向图方向图中，中，最大最大辐射方向的辐射方向的辐射波瓣辐射波瓣叫做叫做天线天线主波瓣主波瓣，也称，也称天线波束天线波束。n主瓣之外的波瓣叫做主瓣之外的波瓣叫做副瓣副瓣，与主瓣相反方向上的，与主瓣相反方向上的旁瓣叫做旁瓣叫做后瓣后瓣。2024/8/211492024/8/21150图图5.4 5.4 全向天线波瓣示意图全向天线波瓣示意图全向天线水平波瓣图全向天线水平波瓣图 全向天线垂直波瓣图全向天线垂直波瓣图 2024/8/21151定向天线水平波瓣图定向天线水平波瓣图 定向天线垂直波瓣图定向天线垂直波瓣图 图图5.5 定向天线波瓣示意图定向天线波瓣示意图n天线天线辐射电磁场辐射电磁场在固定距离上在固定距离上随角坐标随角坐标分布的分布的图形，称为图形，称为方向图方向图。n天线方向性图主要有以下参数：天线方向性图主要有以下参数： （1 1）零功率波瓣宽度，是指主瓣最大值两边两）零功率波瓣宽度，是指主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。个零辐射方向之间的夹角。 （2 2）半功率点波瓣宽度，是指最大值下降到）半功率点波瓣宽度，是指最大值下降到0.7070.707（即下降（即下降3dB3dB）点的夹角。）点的夹角。（3 3）副瓣电平，是指副瓣最大值和主瓣最大值）副瓣电平，是指副瓣最大值和主瓣最大值之比。之比。2024/8/21152四、天线的极化四、天线的极化 1 1、电磁波的极化、电磁波的极化n无线电波在空间传播时，其无线电波在空间传播时，其电场方向是电场方向是按按一一定的规律定的规律变化的，这种现象称为无线电波的变化的，这种现象称为无线电波的极化极化。n无线电波的无线电波的电场方向电场方向称为电波的称为电波的极化方向极化方向。n电波的电波的电场方向垂直于地面电场方向垂直于地面，称为，称为垂直极化垂直极化波波；电波的；电波的电场方向电场方向与与地面平行地面平行，则称为，则称为水水平极化波平极化波。 如图如图5.65.6所示。所示。 2024/8/211532024/8/21154图图5.6 电磁波的极化电磁波的极化2 2、天线的极化、天线的极化 n天线辐射电磁场的天线辐射电磁场的电场方向电场方向就是天线极化方向。就是天线极化方向。 n垂直极化波要用具有垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线垂直极化特性的天线来接收；来接收；水平极化波要用具有水平极化波要用具有水平极化特性的天线水平极化特性的天线来接收。来接收。n当来波的当来波的极化方向极化方向与接收天线的与接收天线的极化方向极化方向不一致不一致时，接收过程中要产生时，接收过程中要产生极化损失极化损失。n移动通信天线有移动通信天线有单极化天线单极化天线和和双极化天线双极化天线。n双极化天线的两个天线极化方向双极化天线的两个天线极化方向互相垂直互相垂直，采用，采用双极化天线，可节省天线的双极化天线，可节省天线的架设数量架设数量，施工和维，施工和维护更加简单。护更加简单。 2024/8/21155五、天线的指标五、天线的指标 1 1、电压驻波比、电压驻波比 n当馈线和天线当馈线和天线全匹配全匹配时，高频能量时，高频能量全部全部被被负载吸负载吸收收，馈线上只有，馈线上只有入射波入射波，称为行波状态。，称为行波状态。 n当天线与馈线当天线与馈线不匹配不匹配时，负载不能吸收高频能量，时，负载不能吸收高频能量，有有入射波入射波也有能量反射部分回来形成的也有能量反射部分回来形成的反射波，反射波，两者两者叠加叠加的的合成波合成波称为称为行驻波行驻波。n行驻波的波腹与波节电压比称为电压驻波比行驻波的波腹与波节电压比称为电压驻波比（VSWRVSWR），基站要求电压驻波比），基站要求电压驻波比 VSWRVSWR1.51.5。 2 2、回波损耗、回波损耗 回波损耗回波损耗越小越小表示表示匹配越差匹配越差, ,0dB 0dB 表示表示全反射全反射, ,无无穷大穷大表示表示全匹配全匹配。基站要求回波损耗。基站要求回波损耗 RLRL 14dB 14dB （对应（对应VSWR=1.5VSWR=1.5）。）。2024/8/21156 3 3、前后比、前后比 前后比前后比大大表示天线表示天线定向定向接收接收性能好性能好。图。图5 57 7所示所示 4 4、端口隔离度：、端口隔离度： 要求大于要求大于30dB30dB。 5 5、天线的工作频率范围（带宽）、天线的工作频率范围（带宽） 是指在是指在规定规定的的驻波比驻波比下下天线天线的的工作频带宽度工作频带宽度，就，就是是驻波比驻波比 1.51.5时天线的时天线的工作频带宽度工作频带宽度。 6 6、零点填充、零点填充 高增益天线高增益天线要采取要采取零点填充零点填充技术来有效技术来有效改善近处改善近处覆盖覆盖，不能有明显的，不能有明显的零深零深。 7 7、天线尺寸和重量、天线尺寸和重量 在满足电气指标的前提下，尺寸小，重量轻。在满足电气指标的前提下，尺寸小，重量轻。2024/8/21157 图图5 57 7 天线前后瓣电平比示意天线前后瓣电平比示意 在方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。在方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。 基本半波振子天线的前后比为基本半波振子天线的前后比为1 1，前后有相同，前后有相同的接收能力。的接收能力。2024/8/21158 第二节第二节 天线技术天线技术一、天线分集技术一、天线分集技术 分集技术是分集技术是对付衰落最有效对付衰落最有效的措施之一，采用适宜的的措施之一，采用适宜的分集接收分集接收与与合并技术合并技术能有效地能有效地克服克服信号传输的信号传输的衰落效衰落效应应，移动通信常采用，移动通信常采用空间分集空间分集和和极化分集极化分集。1 1、空间分集（单极化天线）：、空间分集（单极化天线）： 空间分集是利用空间分集是利用场强随空间场强随空间的的随机变化随机变化而而实现的，实现的，空空间分集天线由间分集天线由两副两副（收（收/ /发，收）或发，收）或三副三副（收，发，收）（收，发，收）组成，组成，天线之间天线之间要求有要求有必要的空间间隔必要的空间间隔。2 2、极化分集（双极化天线）：、极化分集（双极化天线）： 天线通过天线通过两种极化两种极化水平极化和垂直极化，而用一个水平极化和垂直极化，而用一个频率携带两种信号，频率携带两种信号，正负正负45450 0正交极化天线常见正交极化天线常见。3 3、两种天线比较、两种天线比较, ,接收效果相同接收效果相同, ,双极化天线双极化天线节省空间节省空间。2024/8/21159 二、二、赋形波束赋形波束技术技术 ： 在移动通信中，降低在移动通信中，降低同信道干扰同信道干扰始终是复杂始终是复杂的问题，的问题，赋形波束技术赋形波束技术提高了空间提高了空间频谱重用频谱重用。 n 两种类型的赋形波束两种类型的赋形波束 （1 1）赋形）赋形水平面水平面的的辐射方向图辐射方向图： 即扇形波束即扇形波束。 （2 2）赋形）赋形垂直面垂直面的的辐射方向图辐射方向图 : : 波束倾斜技术波束倾斜技术。 n 波束波束下倾方法下倾方法有两种：即有两种：即电调下倾电调下倾和和机械调正机械调正下倾下倾，用来改变，用来改变天线的下倾角天线的下倾角。 n主要目的：是主要目的：是倾斜主波束倾斜主波束以以压缩压缩朝朝复用频率复用频率方方向的向的辐射电平辐射电平而增加而增加载干载干的比值。的比值。2024/8/21160 三、三、智能天线智能天线 n传统天线的最大弱点传统天线的最大弱点：是是浪费无线信号能量，浪费无线信号能量，只只有有很小一部分能量能到达收信方，很小一部分能量能到达收信方，而且它收到的而且它收到的不仅是不仅是有用信号，有用信号，还收到其他信号的还收到其他信号的干扰噪声。干扰噪声。 n智能天线定义：智能天线定义：具有波束成形能力的天线阵列，具有波束成形能力的天线阵列，可成形特定的天线波束，实现定向发送和接收可成形特定的天线波束，实现定向发送和接收。n智能天线自适应地识别智能天线自适应地识别用户信号到达方向用户信号到达方向，使天，使天线线主波束主波束对准用户对准用户信号到达方向信号到达方向，零陷零陷对准对准干扰干扰信号到达方向信号到达方向，达到充分、高效利用，达到充分、高效利用移动用户信移动用户信号号，并抑制，并抑制干扰信号干扰信号的目的。的目的。 2024/8/21161n智能天线引入了智能天线引入了第四维多址方式第四维多址方式 即即空分空分多址多址（SDMASDMA）方式）方式, , 在在相同时隙相同时隙、相同频相同频率率和和相同地址码相同地址码的情况下的情况下, , 仍可以根据仍可以根据信信号不同的空间传播路径号不同的空间传播路径而区分不同的移动而区分不同的移动用户。用户。n智能天线相当于智能天线相当于空时滤波器空时滤波器， 在多个在多个指向指向不同用户不同用户的的并行天线波束并行天线波束控制下控制下, ,可以显著可以显著降低降低用户信号用户信号之间的相互之间的相互干扰干扰。2024/8/21162n智能天线在以下方面提高移动通信系统性能智能天线在以下方面提高移动通信系统性能（1 1）扩大系统的覆盖区域；）扩大系统的覆盖区域； （2 2）提高系统容量；）提高系统容量； （3 3）提高频谱利用率；）提高频谱利用率； （4 4）降低基站发射功率，减少信号间干扰与电）降低基站发射功率，减少信号间干扰与电磁环境污染。磁环境污染。 n智能天线分为两大类：智能天线分为两大类： 多波束智能天线多波束智能天线与与自适应阵智能天线自适应阵智能天线，简称，简称多波束天线多波束天线和和自适应阵天线自适应阵天线。2024/8/21163n自适应阵天线自适应阵天线采用采用4 41616天线阵元天线阵元结构，结构，阵元阵元间距离间距离 1/2 1/2 波长，波长，阵元分布阵元分布方式有方式有直线型直线型、园园环型和平面型。环型和平面型。n自适应阵天线自适应阵天线，是智能天线的，是智能天线的主要类型主要类型，可以，可以实现实现全向天线全向天线，完成，完成用户信号用户信号的的接收接收和和发送发送。n自适应阵天线根据自适应阵天线根据用户信号用户信号的的不同空间传播方不同空间传播方向向提供不同的提供不同的空间信道空间信道, , 等同于信号等同于信号有线传输有线传输的的电缆，有效克服了电缆，有效克服了干扰干扰对对系统系统的的影响影响。2024/8/21164 TDTDSCDMASCDMA的智能天线的智能天线 n 智能天线技术已成为智能天线技术已成为移动通信中移动通信中最具有最具有吸引力吸引力的技术之一。的技术之一。 n TDTDSCDMASCDMA智能天线使用一个环形天线阵，智能天线使用一个环形天线阵，由均匀地分布在一个半径为由均匀地分布在一个半径为R R的园上的的园上的8 8个完全个完全相同相同的的天线元素天线元素所组成。所组成。 n智能天线的功能是由智能天线的功能是由天线阵天线阵及与其相连接的及与其相连接的基基带数字处理部分带数字处理部分共同完成，其共同完成，其仰角方向辐射图仰角方向辐射图形形与每个与每个天线元天线元相同，相同，方位角方位角的的方向图方向图由由基带基带处理器控制处理器控制，可，可同时同时产生产生多个波束多个波束，按着，按着移动移动用户用户的的分布分布，在，在 3603600 0 的范围内的范围内任意赋形任意赋形。 2024/8/21165nTDTDSCDMASCDMA使用的智能天线当使用的智能天线当N N8 8时，比时，比无无方向性方向性的的单振子单振子天线的天线的增益增益分别分别大大 9 9 dBdB（对（对接收）和接收）和 1818 dB dB（发射发）。（发射发）。n 基站的基站的发射增益发射增益比比接收增益接收增益大的多大的多，因此对因此对于传输于传输非对称非对称的的IPIP等数据、下载等数据、下载较大业务信息较大业务信息是非常合适的。是非常合适的。 n智能天线的采用将显著降低智能天线的采用将显著降低运营成本运营成本，提高系，提高系统的统的经济效益经济效益。2024/8/21166 第三节第三节 天线的类型和选择方法天线的类型和选择方法一、天线的类型一、天线的类型 n按工作频率分有按工作频率分有 800MHz800MHz、900MHz900MHz、1800MHz1800MHz等天线；等天线；n按极化方式分有按极化方式分有 单极化、双极化、园极化天线；单极化、双极化、园极化天线；n按方向图分有按方向图分有 全向天线、定向天线；全向天线、定向天线；n按功能分有按功能分有 发射天线、接收天线、收发共享天线；发射天线、接收天线、收发共享天线；n按下倾方式分有按下倾方式分有 机械下倾天线、电调下倾天线；机械下倾天线、电调下倾天线；n天线发展的趋势是多频段、多功能、智能化；天线发展的趋势是多频段、多功能、智能化；n主要介绍移动通信基站中常用的天线类型。主要介绍移动通信基站中常用的天线类型。 2024/8/21167 一2024/8/211681、全向天线：、全向天线：n 全向天线在全向天线在水平方向上水平方向上有有均匀的辐射方向均匀的辐射方向图图，从，从垂直方向上垂直方向上看，辐射方向图是看，辐射方向图是集中的集中的，可以获得可以获得天线增益天线增益。n 把把对称振子对称振子排列在排列在同一垂直线上同一垂直线上，并，并反馈反馈给给各单元正确的各单元正确的功率功率和和相位相位，可以，可以提高提高辐射辐射功率。功率。2、定向天线：、定向天线： 在水平和垂直方向辐射方向图都是非均匀的，在水平和垂直方向辐射方向图都是非均匀的，常用在常用在扇形小区扇形小区，也称为，也称为扇形天线扇形天线。 辐射功率辐射功率集中集中在在一个方向上一个方向上，天线增益为，天线增益为 9-16 dB。 （1 1）机械天线：）机械天线： 机械天线是指使用机械天线是指使用机械调整机械调整下倾角度下倾角度的移动天线。当下倾角超过的移动天线。当下倾角超过15150 0后，后，天天线方向图形状线方向图形状改变很大，调整也麻烦。改变很大，调整也麻烦。 （2 2）电调天线：）电调天线： 电调天线是指使用电调天线是指使用电子调整电子调整下倾角度下倾角度的移动天线。保证改变倾角后天线方的移动天线。保证改变倾角后天线方向图变化不大，如图向图变化不大，如图5 58 8所示。所示。2024/8/21169 （3 3）特殊天线：用于特殊用途，如用于室内、）特殊天线：用于特殊用途，如用于室内、隧道等，例如泄漏同轴电缆等，其它特殊天线如隧道等，例如泄漏同轴电缆等，其它特殊天线如图图5 59 9所示。所示。2024/8/21170二、天线的选择方法二、天线的选择方法 1 1、城区话务密集地区：、城区话务密集地区： 基站间距离在基站间距离在5005001000m1000m, ,天线天线高度不宜高度不宜太高太高，选择，选择一般增益一般增益的的天线天线，采用天线，采用天线下倾方式下倾方式，选择内置电下，选择内置电下倾的倾的双极化定向天线双极化定向天线，配合机械下倾。，配合机械下倾。 2 2、在郊区或乡镇地区：话务量低，主要考虑信号覆、在郊区或乡镇地区：话务量低，主要考虑信号覆盖范围，采用盖范围，采用全向天线基站全向天线基站，选用，选用高增益天线高增益天线，天线，天线架高架高404050m50m, ,调高基站调高基站发射功率发射功率，覆盖范围可达，覆盖范围可达5Km5Km。 3 3、在铁路或公路沿线：考虑、在铁路或公路沿线：考虑沿线沿线的的带状覆盖带状覆盖分布，分布，可采用可采用双扇区双扇区型基站，采用型基站，采用单极化高增益定向天线单极化高增益定向天线，相背相背放置。放置。 4 4、在城区内的一些室内或地下区域：信号、在城区内的一些室内或地下区域：信号覆盖差覆盖差，话务量高话务量高，采用，采用室内微蜂窝室内微蜂窝，采用，采用分布式低增益天线分布式低增益天线。2024/8/21171 第五节第五节 馈线和塔顶放大器馈线和塔顶放大器一、馈线：一、馈线：n一个一个收发信通道收发信通道配配一根一根馈线，有馈线，有7/87/8 馈线和馈线和5/45/4馈线可选。馈线可选。n一根一根单极化定向天线单极化定向天线或或全向天线全向天线对应对应一根一根馈线；馈线；n一副一副双极化定向天线双极化定向天线对应对应两根两根馈线。馈线。n软跳线用于软跳线用于天线天线与与馈线馈线、馈线馈线与与设备设备之间连接。之间连接。二、天馈避雷器：二、天馈避雷器：n馈线避雷器可防止馈线避雷器可防止馈线内导体馈线内导体感应的感应的雷电电流雷电电流对对设备设备造成损害。造成损害。n一根馈线一根馈线配一个避雷器配一个避雷器。2024/8/21172三、塔顶放大器：三、塔顶放大器： 主要用它解决主要用它解决基站基站与与移动台移动台之间之间、上、下行信号上、下行信号接收、发送接收、发送功率不平衡功率不平衡的问题，易出现的问题，易出现移动台移动台能能收到收到基站基站的的信号信号，而，而基站基站收不到收不到移动台移动台的的信号信号。可见一个可见一个基站的覆盖范围基站的覆盖范围取决于取决于移动台移动台到到基站基站的的上行上行有效有效距离距离。n 塔放提高了基站接收系统的塔放提高了基站接收系统的灵敏度灵敏度，改善了基，改善了基站站接收性能，接收性能，改善了改善了网络质量网络质量。2024/8/211732024/8/21174 收信收信滤波器滤波器偏偏 置置接接 口口 收信收信滤波器滤波器低噪声低噪声放大器放大器 发信发信滤波器滤波器BTS旁路旁路图图5.10 塔顶放大器的原理塔顶放大器的原理 第六节第六节 天馈线系统的安装天馈线系统的安装n主要包括：主要包括：天线的安装天线的安装、馈线的安装馈线的安装、塔顶放大塔顶放大器安装器安装、馈线避雷器馈线避雷器和和 GPSGPS天馈线天馈线的的安装安装等。等。一、天线的安装一、天线的安装 1.1.全向天线的安装全向天线的安装 2.2.定向天线的安装定向天线的安装 3.3.特殊天线的安装特殊天线的安装 n 在天线安装过程中应该注意：在天线安装过程中应该注意： （1 1）注意）注意人身人身与与设备设备安全。安全。 （2 2）天线应在避雷针天线应在避雷针的的保护范围内保护范围内，即在，即在避雷针避雷针的的4545度角范围内度角范围内。二、塔顶放大器的安装：塔放具有输入、输出端口，二、塔顶放大器的安装：塔放具有输入、输出端口，使用时直接使用时直接串接在塔顶跳线串接在塔顶跳线与与馈线馈线之间。之间。2024/8/211752024/8/21176图图5.11 5.11 全向天线安装示意图全向天线安装示意图2024/8/21177图图5.12 5.12 定向天线安装示意图定向天线安装示意图2024/8/21178图图5.13 5.13 天线避雷示意图天线避雷示意图三、馈线的安装三、馈线的安装 1 1、馈线的切割、馈线的切割 2 2、接头的制作、接头的制作 3 3、馈线的吊装和布放、馈线的吊装和布放 4 4、天线与馈线的跳线连接、天线与馈线的跳线连接 5 5、天馈线接头的处理、天馈线接头的处理 6 6、天馈避雷系统的安装、天馈避雷系统的安装四、四、GPSGPS天线的安装天线的安装五、天馈避雷器的安装五、天馈避雷器的安装2024/8/211792024/8/21180 图图5.145.14（a a）馈线进入馈线窗示意图）馈线进入馈线窗示意图 2024/8/21181 图图5.145.14（b b）馈线进入馈线窗示意图）馈线进入馈线窗示意图 第七节第七节 天馈线系统测试和故障处理天馈线系统测试和故障处理一、天馈线测试一、天馈线测试n主要是通过测量其主要是通过测量其驻波比驻波比（VSWRVSWR）或）或 回波损耗回波损耗（RLRL）的值来判断天馈线的值来判断天馈线的安装质量和运行情的安装质量和运行情况的好坏。况的好坏。n基站天馈线的驻波比基站天馈线的驻波比要求小于要求小于1.51.5。n使用的仪表：天馈线测试仪使用的仪表：天馈线测试仪 二、天馈线常见故障处理：二、天馈线常见故障处理： 主要发生在主要发生在天线天线和和馈线、馈线馈线、馈线和和馈线馈线之间的之间的接接头上头上。2024/8/21182n传输系统承担着各传输系统承担着各接点间信号接点间信号传输，没有传输，没有传输传输就没有就没有通信网通信网。传输系统有两类：。传输系统有两类：准同步数字准同步数字系列系列（PDHPDH）和）和同步数字系列同步数字系列（SDHSDH）。 第一节第一节 准同步数字（准同步数字（PDHPDH）传输系统）传输系统n应用应用2020多年，技术成熟。它将多年，技术成熟。它将模拟的话音信号模拟的话音信号进行进行抽样抽样、量化量化、编码编码，变为，变为64kbit/s64kbit/s的的数字数字信号信号；将；将3232路路64kbit/s64kbit/s以以字节为字节为单位单位间插复接间插复接成速率为成速率为2.048Mbit/s2.048Mbit/s（称一次群或基群）。（称一次群或基群）。n为提高容量，再将若干个为提高容量，再将若干个2.048Mbit/s2.048Mbit/s的信息流的信息流复接复接成更高速率的信息流。如：成更高速率的信息流。如：8.448Mbit/s8.448Mbit/s； 34.368Mbit/s34.368Mbit/s； 139.264Mbit/s139.264Mbit/s。 2024/8/21183第第6 6章章 移动通信的传输系统移动通信的传输系统 n在在PDHPDH中虽然规定了各中虽然规定了各速率等级速率等级的的标称速率标称速率，但，但支路信号支路信号来自来自不同设备不同设备的的时钟源时钟源，同一速率等级，同一速率等级的的支路信号支路信号的的速率速率并不一定严格并不一定严格相等相等。n这种具有这种具有相同的标称速率相同的标称速率，又允许有，又允许有一定偏差一定偏差的的信号信号称为称为准同步信号准同步信号。 n PDHPDH的缺点：的缺点： 1.1.没有世界性的没有世界性的电接口规范标准电接口规范标准； 2.2.没有世界性的没有世界性的标准光接口规范标准光接口规范； 3. PDH3. PDH是建立在是建立在点对点点对点传输基础上的复用结构；传输基础上的复用结构； 4. PDH4. PDH帧结构中没有安排帧结构中没有安排 OAMOAM 比特；比特； 5. PDH5. PDH采用采用异步复接异步复接。 2024/8/21184一、一、PCM 30/32PCM 30/32系统系统 n传输信号实现传输信号实现数字化数字化后，可实现后，可实现多路终端信号多路终端信号的的时分复用时分复用，将，将信道信道按按抽样周期抽样周期T T加以加以分割分割，得到的，得到的时间段称为帧时间段称为帧，再将，再将帧帧等分成等分成 N N 个个小时间段小时间段，每，每个小时间段个小时间段 T/N T/N 称为称为时隙时隙。n在在一帧一帧内，为内，为每一路每一路终端信号终端信号分配一个时隙分配一个时隙，多多路路终端信号终端信号交替传送交替传送，就实现了，就实现了信道信道的的PCMPCM复用复用。n我国我国采用的是采用的是30/3230/32路帧路帧结构：结构： 即每即每一帧占一帧占125125 s s，分为，分为3232个时隙个时隙，但只传送，但只传送3030路话音路话音信息，信息，一次一次复用后的复用后的基群复用速率基群复用速率为：为： 323264kbit/s=2048kbit/s=64kbit/s=2048kbit/s=2.048Mbit/s2.048Mbit/s。n就是常说的就是常说的 E1E1（2.048Mbit/s) 2.048Mbit/s) 。2024/8/21185图图6 63 PCM3 PCM系统帧和复帧结构示意系统帧和复帧结构示意2024/8/21186 1 1、基本特性、基本特性 时隙数时隙数/ /帧：帧：32 32 话路数话路数/ /帧：帧：30 30 抽样频率：抽样频率：80008000次次/s /s 编码位数：编码位数：n=8 n=8 量化级数：量化级数：256 256 复用码流速率：复用码流速率：8Kbit/sx32x8=2048Kbt/s 8Kbit/sx32x8=2048Kbt/s 帧长：帧长：125Ms 125Ms 单路数码率：单路数码率：64Kbt/s 64Kbt/s 2 2、帧与复帧结构、帧与复帧结构 3 3、时隙分配、时隙分配 一帧一帧 3232个时隙，按顺序编号依次为个时隙，按顺序编号依次为TS0-TS0-TS31TS31n 时隙的使用分配：时隙的使用分配： TS1-TS15TS1-TS15、TS17-TS31TS17-TS31为为 3030个话路时隙；个话路时隙； TS0 TS0 为帧同步码、监视码时隙；为帧同步码、监视码时隙； TS16 TS16 为信令（振铃为信令（振铃, ,占线等标志信号）时隙。占线等标志信号）时隙。2024/8/21187二、数字复接技术二、数字复接技术 在在时分制时分制的的PCMPCM通信系统通信系统中，为扩大传输容量，必中，为扩大传输容量，必须将须将基群信号复接基群信号复接成成高次群高次群信号。信号。n数字复接：数字复接： 把把两路或两路以上两路或两路以上的的支路数字信号支路数字信号按时分复用方按时分复用方式式合并成为一路数字信号合并成为一路数字信号的的过程过程 。n数字分接：数字分接： 把把一个复合数字信号分离成各分支信号的一个复合数字信号分离成各分支信号的过程过程 。 n数字复接系统包括：数字复接系统包括：定时定时、码速调整码速调整、复接复接。n数字分接系统包括：数字分接系统包括： 同步分离同步分离、产生定时产生定时、分接分接、支路码速恢复支路码速恢复。 2024/8/211882024/8/21189图图6.4 6.4 数字复接系统数字复接系统 第二节第二节 同步数字体系（同步数字体系（SDHSDH） n同步数子体系同步数子体系: : 它即是一套它即是一套国际标准，国际标准，又是一个又是一个组网原则，组网原则，也是一种也是一种复用方法复用方法。已建成一种灵活、。已建成一种灵活、可靠和能进行遥控管理的可靠和能进行遥控管理的世界电信传输网世界电信传输网。nSDH SDH 是一套是一套数字传送结构数字传送结构，通过，通过物理传送网络物理传送网络传传送经适配的送经适配的业物信息业物信息（净负荷）（净负荷）, ,它被设计成它被设计成多用多用途途结构结构, ,它能传送它能传送各种类型各种类型的信号的信号, ,如如 PDHPDH 信号。信号。一、一、SDHSDH的主要特点的主要特点 1.1.数字传输体制上的数字传输体制上的世界性标准世界性标准。 2.2.采用采用同步复用方式同步复用方式和灵活的和灵活的复用映射复用映射结构结构 3.3.强大的网络管理功能强大的网络管理功能 2024/8/21190 4 4、强大的自愈功能。、强大的自愈功能。 5 5、后向和前向兼容性。、后向和前向兼容性。 6 6、SDHSDH有标准的光接口规范。有标准的光接口规范。二、二、 SDHSDH的接口、速率和的接口、速率和 帧结构帧结构 1 1、SDHSDH的的网络节点接口网络节点接口（NNINNI）n传输系统：由传输系统：由传输设备传输设备和和网络节点网络节点构成。构成。n网络节点之间网络节点之间互连的接口互连的接口, ,叫叫网络结点网络结点NNINNI。 图图6.66.6所示网络节点接口在网络中的位置。所示网络节点接口在网络中的位置。nSDH SDH 实际上是实际上是网络节点接口网络节点接口的的一个统一规一个统一规范范，规范中首先，规范中首先要统一的要统一的就是：就是：接口速率等接口速率等级和帧结构级和帧结构安排安排。 2024/8/211912024/8/21192图图6.6 NNI6.6 NNI在网络中的位置在网络中的位置 2 2、SDH SDH 速率等级速率等级 nSDH SDH 按一定的规律组成按一定的规律组成块状帧块状帧结构，称为结构，称为同步同步 传送模块传送模块(STM)(STM)。nSDHSDH信号的信号的速率等级速率等级表示为表示为 STM-NSTM-N，其中，其中N N是正是正整数，整数，N N 只能是只能是 1 1、4 4、16 16 和和 6464。 nSTM-1STM-1是是最基本最重要最基本最重要的的模块信号模块信号， 其其速率速率是是 155.520Mbit/s155.520Mbit/s ； nSTM-4STM-4等级的等级的速率为速率为 622.080Mbit/s622.080Mbit/s；nSTM-16STM-16等级的等级的速率为速率为 2488.320Mbit/s2488.320Mbit/s；nSTM-64STM-64等级的等级的速率为速率为 9953.280Mbit/s9953.280Mbit/s。2024/8/21193 3 3、 SDH SDH 的帧结构的帧结构 n 帧结构如图帧结构如图 6-76-7所示。所示。 （1 1）SDHSDH以以字节字节为单位进行为单位进行传输传输，其，其帧结帧结构构是以是以字节结构字节结构为基础的为基础的矩形块状帧结构矩形块状帧结构, ,它它由由270xN 270xN 列列和和 9 9行行x 8bitx 8bit 个字节组成。个字节组成。 （2 2）SDH SDH 矩形帧矩形帧在光纤上是在光纤上是逐行传输逐行传输的。的。n 在在光发送端光发送端经经并并/ /串串转换后转换后逐行逐行进行传输；进行传输； 在在光接收端光接收端经经串串/ /并并转换后转换后还原成矩形块还原成矩形块状状进行处理。进行处理。 2024/8/211942024/8/21195 图图 6.7 SDH 6.7 SDH 帧结构示意图帧结构示意图（3 3）在）在SDH SDH 帧帧中中, ,字节的传输字节的传输是是从左到右按行从左到右按行 进行的，首先由图中进行的，首先由图中左上角第一个字节开始左上角第一个字节开始，从从左向右左向右按顺序传送，传完按顺序传送，传完一行一行再传再传下一行下一行，直，直至至整个整个 9 x 270 x N9 x 270 x N个个字节字节都都传送完传送完再转入再转入下下一帧一帧，如此，如此一帧一帧一帧一帧地地传送传送。n 每秒每秒可传可传 8000 8000 帧帧，帧长帧长恒定为恒定为 125Ms125Ms。（4 4） SDH SDH 的的帧频帧频为为 80008000帧帧/s/s，就是说信号帧，就是说信号帧中某一特定中某一特定字节每秒字节每秒被被传送传送80008000次次。n该字节的该字节的比特速率比特速率是：是：80008000次次/sx8bit=64Kbit/s/sx8bit=64Kbit/s 也就是也就是一路数字话一路数字话的的传输速率传输速率。 2024/8/21196n以以 STM-1 STM-1 等级为例等级为例 其速率为：其速率为： 270270（每帧（每帧270270列）列）x 9x 9（共（共9 9行）行） x64Kbit/sx64Kbit/s（每个字节（每个字节64Kbit/s64Kbit/s）=155520Kbit/s=155520Kbit/s =155.520Mbit/s =155.520Mbit/s2024/8/21197n SDH SDH帧帧 ：由：由净负荷净负荷（paylondpaylond）、）、管理单元指管理单元指针针（AU PTRAU PTR）和）和 段开销段开销（SOHSOH）3 3部分组成。部分组成。 如图如图6.76.7所示。所示。 1 1）段开销（）段开销（SOHSOH）区域）区域 为保证为保证信息净负荷信息净负荷正常灵活传送，所必需的正常灵活传送，所必需的附加字节附加字节，主要用于，主要用于网络的运行网络的运行、管理管理和和维护维护。 2 2）信息净负荷（）信息净负荷（PayloadPayload）区域）区域 用于存放用于存放各种业务信息各种业务信息的地方。在这里面还的地方。在这里面还含有含有通道开销字节通道开销字节（POHPOH）, ,主要用于主要用于信道性的信道性的监视监视、管理管理和和控制控制。 2024/8/211983 3）管理单元指针（）管理单元指针（AU PTRAU PTR）区域）区域n AU PTRAU PTR是一种是一种指示符指示符。 主要用来主要用来指示信息净负荷指示信息净负荷的的第一个字节第一个字节在在STM-NSTM-N内内的的准确位置准确位置，以便在，以便在接收端接收端正确地进行正确地进行信息分解信息分解。2024/8/21199三三、映射和复用、映射和复用n PDH PDH 各各速率等级速率等级信号信号装入装入SDH SDH 帧结构帧结构的的净负荷区净负荷区都都需经过需经过映射映射、定位校准定位校准和和复用复用三个步骤。三个步骤。 1.1.映射：相当于一个对映射：相当于一个对信号打包的过程信号打包的过程，使，使不同不同的的支支路信号路信号和和相应相应的的n n阶虚容器阶虚容器（VC-nVC-n）同步同步。 2.2.定位：加入定位：加入调整指针调整指针，用来，用来校正支路信号频差校正支路信号频差和实和实现现相位对准相位对准。 3.3.复用：即复用：即字节间插复用字节间插复用，将多个，将多个低阶通道层信号低阶通道层信号适适配进配进高阶通道高阶通道或将多个或将多个高阶通道层信号高阶通道层信号适配进适配进复用复用段层段层。 2024/8/21200 图图6 68 8 我国规定的我国规定的SDHSDH复用结构示意复用结构示意2024/8/21201四、数字通信系统的传输特性四、数字通信系统的传输特性 1 1、误码特性、误码特性 所谓所谓误码误码就是经接收就是经接收再生后再生后，数字流的某些比，数字流的某些比特特发生差错发生差错，使，使传输信息传输信息的质量的质量发生损伤发生损伤，一，一般用般用长期平均误比特率长期平均误比特率（BERBER），来衡量信息），来衡量信息传传输质量输质量，又称误码。即某一特定观测时间内，又称误码。即某一特定观测时间内错错误比特数误比特数和和传输比特总数之比传输比特总数之比当作当作误比特率误比特率。 2 2、抖动特性、抖动特性 数字信号的特定时刻（例如最佳抽样时刻）相数字信号的特定时刻（例如最佳抽样时刻）相对其理想参考时间位置的短时间偏离。对其理想参考时间位置的短时间偏离。 3 3、漂移特性、漂移特性 2024/8/21202 第三节第三节 光纤传输系统光纤传输系统一、光纤通信系统一、光纤通信系统n光纤通信以光纤通信以光波光波作为作为载频载频、光导纤维光导纤维（光纤）（光纤）作为作为传输媒介传输媒介的一种的一种通信方式通信方式。n光纤通信系统通常采用的是：光纤通信系统通常采用的是： 数字编码数字编码、强度调制强度调制、直接检波直接检波方式。方式。n光纤通信系统的组成：光纤通信系统的组成： 由由光端机光端机（收发）、（收发）、光纤光纤、光中继器光中继器组成。组成。 图图6.96.9是其组成基本示意图是其组成基本示意图 2024/8/212032024/8/21204图图6.9 6.9 光纤通信系统组成框图光纤通信系统组成框图 1 1、光传输介质、光传输介质 （1 1）光纤传输的）光纤传输的损耗损耗与与色散色散。 光纤的损耗和色光纤的损耗和色散是光纤的散是光纤的重要参数重要参数，它们直接影响光传输的，它们直接影响光传输的性能。性能。l损耗损耗是影响系统是影响系统传输距离传输距离的重要因素，光纤自的重要因素，光纤自身的损耗是身的损耗是吸收损耗吸收损耗和和散射散射损耗。损耗。l色散损耗色散损耗是材料折射率不均匀、粗糙造成的。是材料折射率不均匀、粗糙造成的。（2 2）光纤通信的工作窗口。）光纤通信的工作窗口。 光纤光纤损耗系数损耗系数随随波长波长而变化，在而变化，在波长范围波长范围8008001800nm1800nm能获得能获得低损耗特性低损耗特性。 2024/8/21205 2024/8/21206（3）光纤通信的三个工作窗口。）光纤通信的三个工作窗口。 实用的低损耗波长有：实用的低损耗波长有：l 第一代系统波长：第一代系统波长：850nm，最低损耗，最低损耗2.5dB/km，采用石英多模光纤。，采用石英多模光纤。l 第二代系统波长：第二代系统波长：1310nm，最低损耗，最低损耗0.27dB/km，采用石英单模最低色散光，采用石英单模最低色散光纤。纤。l 第三代系统波长：第三代系统波长：1550nm，最低损耗，最低损耗0.16dB/km，采用石英单模最低损耗与，采用石英单模最低损耗与适当色散光纤。适当色散光纤。l 上述三个波长称为上述三个波长称为3个工作窗口个工作窗口。2 2、光传输设备、光传输设备n光传输设备包括：光传输设备包括：光发射机光发射机、光接收机光接收机、光中光中继器继器等。等。n光发射机的作用：是将数字设备的光发射机的作用：是将数字设备的电信号电信号进行进行电电/ /光光转换，调节处理成为满足一定要求的转换，调节处理成为满足一定要求的光信光信号号后送入后送入光纤光纤传输。传输。 n光接收机的作用：是把经过光纤传输后，脉冲光接收机的作用：是把经过光纤传输后，脉冲幅度被幅度被衰减衰减、宽度被展宽宽度被展宽的的弱光电信号弱光电信号转变为转变为电信号电信号，并放大、再生，并放大、再生恢复出原来恢复出原来的信号。的信号。 n光中继器的作用：将通信线路中传输一定距离光中继器的作用：将通信线路中传输一定距离后后衰弱衰弱、变形变形的的光信号光信号恢复再生，继续传输。恢复再生，继续传输。 2024/8/21207二、光传输设备的构成二、光传输设备的构成 光传输设备有光传输设备有终端复用器终端复用器、分插复用器分插复用器、再生中继再生中继器器、数字交叉连接设备数字交叉连接设备、网管系统网管系统。 终端复用器（终端复用器（TMTM） 终端复用器终端复用器用于网络的用于网络的终端结点终端结点上，如图上，如图6.106.10所示。所示。2024/8/21208图图6.10 6.10 终端复用器模型图终端复用器模型图（2 2）分插复用器（分插复用器（ADMADM） 用于用于SDHSDH传输网络的传输网络的转接点转接点处，例如处，例如链的中间结链的中间结点点或或环上结点环上结点，是，是最重要最重要的的光传输设备光传输设备。如图。如图6 61111所示。所示。2024/8/21209图图6.11 6.11 分插复用器模型图分插复用器模型图（3 3）再生中继器（）再生中继器（REGREG） 有两种：有两种：纯光学纯光学的再生中继器；的再生中继器；脉冲再生脉冲再生整形再整形再 中继器。这里指的是中继器。这里指的是后一种。后一种。如图如图6 61212示。示。2024/8/21210REGSTM-NSTM-N图图 6.12 6.12 再生中继器模型图再生中继器模型图 数字交叉连接设备（数字交叉连接设备（DXCDXC）：）： DXCDXC完成完成 STM-N STM-N 信号信号的的交叉交叉连接，它实际上相当连接，它实际上相当于一个于一个交叉矩阵交叉矩阵，完成各个，完成各个信号间信号间的的交叉交叉连接。连接。 如图如图6 61313所示。所示。2024/8/21211DXCMN 图图 6.13 6.13 数字交叉连接设备数字交叉连接设备n DXCDXC支持几种连接方式支持几种连接方式 ： 如图如图6.146.14所示。所示。 单向单向：建立单向交叉连接。：建立单向交叉连接。 双向双向：建立双向交叉连接。：建立双向交叉连接。 广播广播：将输入的：将输入的VC-nVC-n桥接到一个以上的桥接到一个以上的VC-VC-n n。 环回环回： 对同一用户对同一用户输入输入和和输出输出VC-nVC-n自身自身交叉连接。交叉连接。 分离接入分离接入： 终结输入终结输入STM-NSTM-N信号中的信号中的 VC-nVC-n，并在，并在相应输出相应输出STM-NSTM-N中的中的VC-nVC-n提供测试信号。提供测试信号。2024/8/212122024/8/21213广播广播单向单向双向双向环回环回分离接入分离接入图图6.14 6.14 交叉连接方式交叉连接方式（5 5）网管系统）网管系统 传输系统网管系统主要配置在局端，由计算传输系统网管系统主要配置在局端，由计算机终端、网管软件、管理接口组成。机终端、网管软件、管理接口组成。n网管系统的五大功能：网管系统的五大功能： l配置管理（配置管理（Configuration ManagementConfiguration Management）；）； 故障管理（故障管理（Fault ManagementFault Management）；）； l性能管理（性能管理（Performance ManagementPerformance Management）；）；l安全管理（安全管理（Security ManagementSecurity Management）；）； l计费管理（计费管理（Accounting ManagementAccounting Management）。）。2024/8/21214 第四节第四节 微波传输系统微波传输系统n微波通信微波通信使用波长：使用波长： 为为1m1m 至至 0.1mm0.1mm（频率为（频率为0.3GHz0.3GHz3THz3THz）的电磁波进行的通信。的电磁波进行的通信。 n广义微波通信包括：广义微波通信包括： 地面微波接力通信地面微波接力通信、对流层散射通信、卫、对流层散射通信、卫星通信、空间通信以及工作在微波波段的星通信、空间通信以及工作在微波波段的移动通信移动通信。 2024/8/21215n微波通信：微波通信： 具有具有频带宽频带宽、通信、通信容量大容量大、传输、传输损伤小损伤小、抗干抗干扰能力强扰能力强等特点，可用于等特点，可用于点对点点对点、一点对多点一点对多点或广播等通信方式。或广播等通信方式。 nSDHSDH微波在通信网中的应用：微波在通信网中的应用： 它是它是光纤传输网光纤传输网不可确少的不可确少的补充补充和和保护手段保护手段，SDHSDH微波系统可使微波系统可使光纤电信网光纤电信网形成形成闭合回路闭合回路；可与可与 SDHSDH光纤系统光纤系统串接使用串接使用；作为；作为SDHSDH光纤网光纤网的的保护保护，解决整个通信网的，解决整个通信网的安全保护安全保护问题。问题。2024/8/21216一、频段划分一、频段划分 微波按波长不同可分为分米波、厘米波、微波按波长不同可分为分米波、厘米波、 毫米及亚毫米波毫米及亚毫米波，频率为，频率为0.3GHz0.3GHz3THz3THz。2024/8/21217代号代号频段（频段（GHzGHz）波长（波长（cmcm）L L1 12 230301515S S2 24 415157.57.5C C4 48 87.57.53.753.75X X8 813133.753.752.312.31KuKu131318182.312.311.671.67K K181828281.671.671.071.07KaKa282840401.071.070.750.75表表6.2 6.2 微波部分频段代号、频率及波长微波部分频段代号、频率及波长二、微波通信系统组成二、微波通信系统组成 微波系统由微波系统由发信机发信机、收信机收信机、天馈线系统天馈线系统、多路多路复用设备复用设备及及用户终端设备用户终端设备等组成等组成 。2024/8/21218图图 6.15 6.15 微波通信系统示意图微波通信系统示意图三、数字微波三、数字微波n数字微波通信数字微波通信是数字通信的是数字通信的特例特例，具备数字系统，具备数字系统与模拟系统相比的所有优点。与模拟系统相比的所有优点。n还具备自身独有的特点：还具备自身独有的特点：（1 1）数字微波接力系统中，接力站可对接收到的）数字微波接力系统中，接力站可对接收到的离散离散数字信号数字信号进行再生，以消除传输过程中进行再生，以消除传输过程中干扰干扰和和噪声噪声的积累。的积累。n所以整个接力系统每个接力站均需采用所以整个接力系统每个接力站均需采用基带转接基带转接方式方式。（2 2）话音频谱利用率低，中、大容量数字微波所）话音频谱利用率低，中、大容量数字微波所占占频带频带过宽，特别需要考虑频谱的过宽，特别需要考虑频谱的有效利用有效利用技术。技术。2024/8/21219四、四、PDHPDH和和SDHSDH数字微波通信系统数字微波通信系统 数字微波系统是数字通信网的数字通道之一，数字微波系统是数字通信网的数字通道之一， 适用于传输数字电话业务和非电话业务。适用于传输数字电话业务和非电话业务。 SDHSDH微波用在微波用在干线和支线干线和支线传输中，传输中，PDHPDH微波用于微波用于支支线线传输中。传输中。 1 1、PDHPDH微波微波 PDHPDH微波是采用微波是采用准同步复用准同步复用来进形微波接力通信来进形微波接力通信的方式，是成熟的的方式，是成熟的点对点通信系统点对点通信系统技术。技术。 2 2、SDH SDH 微波微波 是是SDHSDH技术技术和和数字微波接力通信技术数字微波接力通信技术的结合，在的结合，在SDHSDH网中用于网中用于干线干线和和支线支线传输。传输。2024/8/21220 第五节第五节 传输系统维护中的常见故障传输系统维护中的常见故障一、传输系统常见故障产生的原因一、传输系统常见故障产生的原因 1 1、工程问题、工程问题 ； 2 2、外部原因；、外部原因； 3 3、操作不当；、操作不当； 4 4、设备对接问题；、设备对接问题； 5 5、设备原因。、设备原因。二、典型故障处理二、典型故障处理 1 1、通信故障；、通信故障； 2 2、业务中断；、业务中断； 3 3、典型故障及分析；、典型故障及分析； 4 4、误码类故障；、误码类故障； 5 5、设备对接故障。、设备对接故障。2024/8/21221 第一节第一节 概述概述一、通信局（站）电源系统的组成一、通信局（站）电源系统的组成n采用采用集中供电、分散供电、混合供电集中供电、分散供电、混合供电三种比较三种比较典型的系统组成方式，还有一体化供电方式。典型的系统组成方式，还有一体化供电方式。n最常用是最常用是分散供电分散供电（指直流供电）。（指直流供电）。二、基站电源系统的组成二、基站电源系统的组成 基站的电源系统：是对基站内各种基站的电源系统：是对基站内各种通信设备通信设备及及建筑负荷建筑负荷等提供用电的等提供用电的设备设备和和系统系统的总称。的总称。n基站电源系统：由基站电源系统：由交流供电系统交流供电系统、直流供电系直流供电系统统、接地系统和监控系统接地系统和监控系统组成。组成。 2024/8/21222第第7 7章章 通信电源系统通信电源系统2024/8/21223（a a）不间断）不间断 （b b）可短时间中断）可短时间中断 （c c）允许中断）允许中断图图7.1 7.1 分散供电方式电源系统组成方框示意图分散供电方式电源系统组成方框示意图 第二节第二节 基站的交流供电系统基站的交流供电系统n基站的交流供电系统：由基站的交流供电系统：由主用交流电源主用交流电源、电力变电力变压器压器、发电机组发电机组、市电和油机市电和油机转换箱、转换箱、低压交流低压交流配电箱、配电箱、交流不间断电源设备（交流不间断电源设备（UPSUPS）以及相关的以及相关的配电线路配电线路组成。组成。 如图如图7.27.2所示。所示。一、主用交流电源一、主用交流电源 n主用交流电源：是主用交流电源：是市电市电, ,主要从主要从高压电网高压电网引入。引入。n重要基站：由重要基站：由两个变电站两个变电站引入引入两路高压电两路高压电, ,一主一一主一备备。 n一般基站：引入一路高压市电。一般基站：引入一路高压市电。 n用电量小用电量小的基站可的基站可直接直接引入引入220/380V220/380V低压低压市电市电。2024/8/212242024/8/21225图图7.2 7.2 基站电源系统框图基站电源系统框图二二. . 电力变压器电力变压器 n电力电力变压器完成输入的变压器完成输入的交流电压交流电压升高升高和和降低降低的作的作用，主要由用，主要由铁芯和绕组铁芯和绕组组成。组成。 n基站使用的电力变压器基站使用的电力变压器是是降压降压电力变压器电力变压器，把，把三三相高压交流电相高压交流电（如（如10KV10KV）变成）变成220/380V220/380V的的低压低压交流电交流电（相电压相电压 220V220V、线电压线电压 380V380V）。）。n采用采用三相五线制三相五线制配线方式：送给市电和油机转换配线方式：送给市电和油机转换箱和低压配电屏，为整个基站提供箱和低压配电屏，为整个基站提供低压交流电低压交流电。 n 变压器型号表示含义：变压器型号表示含义： 如图如图7-37-3所示。所示。2024/8/21226 图图7 73 3 电力变压器型号表示含义电力变压器型号表示含义2024/8/21227三、发电机组三、发电机组 n 基站当市电基站当市电停电停电时，由时，由发电机组发电发电机组发电向向低压交流配低压交流配电箱电箱供给供给220/380V220/380V交流电。交流电。 n 车载式车载式发电机组比较适用于发电机组比较适用于基站发电基站发电使用。使用。 n 发电时要注意发电机组发电时要注意发电机组三相电压的三相电压的相序相序，必须与必须与市市电三相电压的相序电三相电压的相序一致。一致。 n 发电机组的发电机组的零线零线和和保护地线，保护地线，必须在必须在受电端受电端与与市电市电供电时的供电时的零线零线和和保护地线保护地线可靠地连接可靠地连接。 四、市电和油机转换箱四、市电和油机转换箱 市电和油机市电和油机转换箱引入转换箱引入市电市电和和发电机组发电机组供给的供给的三三相五线制相五线制220/380V220/380V交流电，两种供电可自动或交流电，两种供电可自动或手手动动转换，并进行供电的分配、通断控制、监测和保转换，并进行供电的分配、通断控制、监测和保护。护。2024/8/21228五、五、 低压配电箱低压配电箱n低压交流配电箱：低压交流配电箱： 引入由引入由市电市电和和油机油机转换箱供给的转换箱供给的三相五线制三相五线制220/380V220/380V低压交流电。低压交流电。n低压配电屏低压配电屏分配分配给以下设备交流电源：给以下设备交流电源： 高频开关电源、交流不间断电源、高频开关电源、交流不间断电源、 空调、照明等设备。空调、照明等设备。n 低压交流配电箱对低压交流低压交流配电箱对低压交流供电供电进行进行控制控制、监测监测和和保护保护。2024/8/21229六六. . 交流不间断电源（交流不间断电源（UPS) UPS) n为确保通信为确保通信电源不中断电源不中断、无瞬变无瞬变，可采用，可采用交流交流不间断电源不间断电源系统，也称系统，也称UPSUPS。nUPSUPS由由蓄电池、整流器、逆变器蓄电池、整流器、逆变器和和静态开关静态开关等等部分组成。部分组成。n市电市电正常正常时，由时，由市电市电给通信设备提供交流电源。给通信设备提供交流电源。n当市电当市电中断中断时，时，蓄电池蓄电池通过通过逆变器逆变器给通信设备给通信设备提供交流电源。提供交流电源。n逆变器逆变器和和市电市电转换由转换由交流静态开关交流静态开关完成。完成。 2024/8/21230 第三节第三节 基站的直流供电系统基站的直流供电系统n基站直流供电系统：基站直流供电系统： 由由高频开关电源、蓄电池组高频开关电源、蓄电池组和和接地装置接地装置构成构成不间断直流电源供电不间断直流电源供电系统。系统。 n高频开关电源系统：高频开关电源系统： 是指在是指在一个机架内一个机架内的的 交流配电单元、高频开交流配电单元、高频开 关整流模块、直流配电单元关整流模块、直流配电单元 和和 控制器单元控制器单元（监控模块）（监控模块）组成的电源系统。组成的电源系统。 n开关电源的频率一般开关电源的频率一般比较高（几百赫兹到几比较高（几百赫兹到几兆赫兹），兆赫兹），故称为故称为高频高频开关电源。开关电源。 2024/8/21231n高频开关电源系统：高频开关电源系统： 应用了应用了自动控制技术、计算机技术自动控制技术、计算机技术进行进行各种各种异常保护、信号检测、参数设置、异常保护、信号检测、参数设置、故障诊断、电池自动管理故障诊断、电池自动管理等。等。n高频开关电源故称为高频开关电源故称为智能高频开关电源智能高频开关电源。 其结构如图其结构如图7.47.4所示。所示。2024/8/212322024/8/21233图图7.4 7.4 智能高频开关电源系统结构原理智能高频开关电源系统结构原理一、高频开关电源交流配电单元一、高频开关电源交流配电单元n交流配电部分：交流配电原理如图交流配电部分：交流配电原理如图7 75 5 所示。所示。 交流配电的输入是交流配电的输入是220/380V220/380V交流电交流电，它对交流它对交流电源进行电源进行分配、通断控制、检测、告警分配、通断控制、检测、告警和和保护保护。n 交流电配电输入端有避雷器进行交流电配电输入端有避雷器进行防雷保护防雷保护。n 输入交流电要求用输入交流电要求用三相五线制三相五线制供电。供电。n 零线零线与与保护地线保护地线必须严格必须严格分开分开，机柜内的，机柜内的零线汇集零线汇集排排与与机架机架绝缘。绝缘。n输入的输入的两路两路三相交流电三相交流电, ,能够能够自动转换自动转换，机械互锁机械互锁, ,输出经各分路的输出经各分路的断路器断路器为为整流模块整流模块提供提供单相交流电单相交流电, ,并经相关并经相关断路器断路器为为其他负载其他负载提供提供三相三相或或单相单相交流电。交流电。 2024/8/212342024/8/21235n 断路器（断路器（自动空气开关自动空气开关）即起）即起开关作用开关作用，又起，又起过流过流与与短路保护作用短路保护作用，当负载电流过大或短路时，当负载电流过大或短路时，断路器自动跳闸，切断供电，故障排除后，需人断路器自动跳闸，切断供电，故障排除后，需人工合闸。对其他负载的供电也可经熔断器输出，工合闸。对其他负载的供电也可经熔断器输出，熔断器起过流与短路保护作用。熔断器起过流与短路保护作用。n开关电源交流配电单元由以下几部分组成开关电源交流配电单元由以下几部分组成l交流输入电路：交流输入电路： 开关电源的三相交流电输入一开关电源的三相交流电输入一般通过般通过空气开关控制空气开关控制，交流输入，交流输入开关的容量开关的容量即为即为交流配电单元交流配电单元的的容量容量。l整流器交流输入开关：为整流器交流输入开关：为每一个整流器模块每一个整流器模块提供提供一路一路交流输入，交流输入，开关容量开关容量根据根据整流器容量整流器容量确定。确定。2024/8/21236l交流输出：交流输出： 交流配电除给交流配电除给整流器整流器提供交流电外，还提供交流电外，还配置了配置了多种容量多种容量的的交流输出交流输出接口，供接口，供机房内机房内其他其他交交流用电设备流用电设备使用。使用。l交流自动切换装置：由交流自动切换装置：由机械电子双重互锁机械电子双重互锁的的接触器接触器组成组成, ,完成两路交流电自动切换完成两路交流电自动切换, ,过压和欠压保护等。过压和欠压保护等。l交流采样电路：交流采样电路： 由由变压器变压器和和整流器件整流器件组成电路板，组成电路板，将将交流电压交流电压、电流等电流等转换成转换成监控监控可可处理处理的的电信号电信号。l交流监控电路：交流监控电路： 有专门处理有专门处理交流配电交流配电各种信息的各种信息的微微处理器处理器电路，可完成电路，可完成信号检测信号检测、处理处理、告警告警、显示显示以及与以及与监控模块监控模块通信功能。通信功能。l防（避）雷器件：有限压型防（避）雷器件：有限压型电涌保护器电涌保护器进行进行防雷防雷。2024/8/21237二、高频开关电源的直流配电单元二、高频开关电源的直流配电单元n 直流配电直流配电: : 对直流供电进行对直流供电进行分配分配、控制控制、检测检测、告警告警和和保护保护，将整流器的，将整流器的输出端输出端、蓄电池组蓄电池组与与负载负载并联并联。n 它应能接入它应能接入两组两组蓄电池（两组电池并联）。蓄电池（两组电池并联）。n 交流电正常时，交流电正常时，整流器整流器供给全部供给全部负载电流负载电流，并对并对蓄电池组蓄电池组进行进行补充充电补充充电，当交流电源，当交流电源中中断断，整流器整流器停止工作时，停止工作时，蓄电池组蓄电池组放电供给放电供给负载负载，使直流电源，使直流电源不中断不中断。2024/8/21238 n直流配电单元的二次下电原理直流配电单元的二次下电原理 目的：为防止蓄电池组过放电而受到目的：为防止蓄电池组过放电而受到损害，损害，又要又要使使重要负载重要负载能较长时间的能较长时间的供电供电。n把直流负载分成两类：即把直流负载分成两类：即重要负载重要负载和相对和相对次要负次要负载载，用两个，用两个直流接触器直流接触器控制其控制其通断通断。n当蓄电池组当蓄电池组端电压端电压下降到下降到第一次下电第一次下电电压值电压值 （-46V-46V）时，第一次）时，第一次下电接触器下电接触器切断相对切断相对次要次要的负载的负载（如（如BTSBTS等），蓄电池组只对等），蓄电池组只对重要负载重要负载（如传输设备等）（如传输设备等）供电供电。n当蓄电池组当蓄电池组端电压端电压下降到下降到放电终止电压放电终止电压（- -43.2V43.2V单体电压单体电压1.8V1.8V）时，第二次）时，第二次下电接触器下电接触器切切断断重要负载重要负载，保护蓄电池的，保护蓄电池的安全安全。2024/8/21239 图图 7 76 6 具有二次下电功能的直流配电原理具有二次下电功能的直流配电原理2024/8/21240n直流配电部分为直流配电部分为低阻配电低阻配电和和高阻配电高阻配电方式，没有方式，没有特别说明均为特别说明均为低阻配电低阻配电方式。方式。 n直流配电部分的直流检测单元：直流配电部分的直流检测单元： 用于检测用于检测 输出输出直流电压直流电压、负载电流负载电流、蓄电池组蓄电池组电流电流、蓄电池蓄电池支路支路熔断器熔断器状态、各输出分路状态、各输出分路熔断熔断器器或或断路器断路器状态等状态等，并与并与控制器（监控器模块）控制器（监控器模块）进行进行通信通信。 n根据通信电源规范要求，根据通信电源规范要求，直流放电回路直流放电回路的全程压的全程压降，降，-48V-48V电源应小于电源应小于3.2V3.2V（一般取小于（一般取小于3V3V），），以此来确定相应以此来确定相应直流导线直流导线的的截面积。截面积。n直流电源直流电源母线母线的颜色：的颜色：正极为正极为红红色色, ,负极为负极为蓝蓝色色。2024/8/21241三、整流器（整流模块三、整流器（整流模块) )n 整流器是把整流器是把交流电交流电变成所需变成所需直流电直流电，一般都采用，一般都采用高频开关整流器高频开关整流器。 n 高频开关整流器：采用高频开关整流器：采用无工频变压器无工频变压器整流整流、功率、功率因数校正因数校正和和脉宽调制（脉宽调制（PWMPWM）高频）高频开关电源技术。开关电源技术。n优点：具有小型、轻量、高效率、高功率因数、优点：具有小型、轻量、高效率、高功率因数、高可靠性以及智能化程度高等优点。高可靠性以及智能化程度高等优点。 n 高频开关整流器为高频开关整流器为模块化模块化结构，结构，多个多个高频开关整高频开关整流模块流模块并联并联输出，输出电压输出，输出电压自动稳定自动稳定，各，各整流模整流模块块通过通过均流电路均流电路实现输出实现输出电流自动均衡电流自动均衡。n 整流模块的电路组成：如图整流模块的电路组成：如图7.77.7所示。所示。2024/8/212422024/8/21243图图7.7 7.7 智能高频开关整流器电路组成框图智能高频开关整流器电路组成框图 1. 1. 输入过、欠压保护电路：输入过、欠压保护电路： 过压保护过压保护电压电压设定为设定为253V253V（额定值的（额定值的115115）欠压保护）欠压保护电压电压设定为设定为176V176V（额定值的（额定值的8080）。）。 2. 2. 输入滤波器：输入滤波器： 滤除来自滤除来自电网电网的的电磁干扰电磁干扰，抗，抗浪涌浪涌冲击，并冲击，并抑制抑制开关整流器对开关整流器对交流电网交流电网的反灌传导的反灌传导干扰干扰。 3. 3. 软启动电路：软启动电路： 用于用于降低降低开机时的开机时的冲击冲击（浪涌）（浪涌）电流电流，软启，软启动时间一般为动时间一般为3 310 s10 s。 2024/8/21244 4 4、整流电路：、整流电路： 采用采用无工频变压器无工频变压器单相单相桥式桥式整流电路，把整流电路，把交流交流电电变成变成直流电直流电的过程称为整流。的过程称为整流。 5 5、功率因数校正电路：、功率因数校正电路： 减小整流器输入电流的谐波成分，减小整流器输入电流的谐波成分， 使其使其接近接近正弦波正弦波, ,并且与输入电压同相并且与输入电压同相, ,使功率因数接近使功率因数接近1,1,输出平滑的直流电压供给输出平滑的直流电压供给直流变换器直流变换器。6 6、直流（、直流（DC/DCDC/DC）变换器：）变换器： 它的输入是功率它的输入是功率因数校正电路输出的直流电压因数校正电路输出的直流电压310V310V, ,输出到高频输出到高频开关整流器的开关整流器的负载负载所需的稳定平滑的所需的稳定平滑的直流电压直流电压。 n采用采用PWMPWM方式方式控制控制, ,高频开关整流器高频开关整流器输出侧输出侧与与电电网网要要隔离隔离, ,采用隔离型直流变换器采用隔离型直流变换器, ,有限流功能。有限流功能。2024/8/21245n 采用采用PWMPWM脉宽调制脉宽调制方式控制。方式控制。n 高频开关整流器的高频开关整流器的输出侧输出侧必须与必须与电网隔离电网隔离，故采用隔离型直流变换器，具有输出限流性能。故采用隔离型直流变换器，具有输出限流性能。 7. 7. 输出滤波器：输出滤波器： 使开关整流器的输出电压能够满足各项杂音使开关整流器的输出电压能够满足各项杂音指指 标要求，对标要求，对负载负载不产生不产生电磁干扰电磁干扰。 8. 8. 脉宽调制（脉宽调制（PWM)PWM)控制、保护及均流电路：控制、保护及均流电路：n 高频开关整流器的高频开关整流器的输出电压输出电压值，主要由值，主要由控制控制器器来来控制驱动脉冲宽度控制驱动脉冲宽度来控制来控制输出电压输出电压的的高低高低。n整流器直流输出电压整流器直流输出电压可调范围为可调范围为： 43.2 43.2 V V57.6 57.6 V V。2024/8/21246n输出过压、欠压、限流及过温关机保护：输出过压、欠压、限流及过温关机保护： 异常情况时异常情况时, , 由由保护电路保护电路控制控制PWMPWM集成集成控制器控制器 实施实施输出输出过压过压, ,欠压欠压和和过温保护过温保护及及输出限流输出限流保护。保护。n 限流范围在其限流范围在其额定值额定值的的105105110110。 n 并联运行整流模块的均流：并联运行整流模块的均流： 通过通过均流电路均流电路使使整流模块间整流模块间输出输出电流自动平衡电流自动平衡，偏差不超过偏差不超过额定额定输出电流的输出电流的 5 5。 n 常用的均流方法有：常用的均流方法有：平均电流法平均电流法和和最大电流法最大电流法。采用这样的方法，整流模块之间只需要连接采用这样的方法，整流模块之间只需要连接一根一根均流均流总线。总线。 2024/8/21247 9. 9. 辅助电源：辅助电源： 提供整流器模块中提供整流器模块中控制电路控制电路等的等的直流电压直流电压。 10. 10. 显示及告警电路：显示及告警电路： n 整流模块用整流模块用数码管数码管显示显示输出电压输出电压、电流电流。 n 当保护电路当保护电路动作时动作时，整流模块用，整流模块用发光二极管发光二极管显示各种显示各种告警告警信号信号，同时将同时将告警信号告警信号传送到传送到开关电源系统的开关电源系统的控制器控制器。 n 整模块整模块采用风冷采用风冷方式方式，模块内有模块内有温控风扇调温控风扇调速速电路，有效电路，有效延长延长风扇使用风扇使用寿命寿命。2024/8/21248四、控制器（监控模块）四、控制器（监控模块） n 控制器与开关电源系统中的控制器与开关电源系统中的交流检测单元、直交流检测单元、直流检测单元流检测单元和和转接单元转接单元组成本机监控系统，对组成本机监控系统，对开关开关电源电源系统系统及及蓄电池组蓄电池组进行进行检测检测、控制控制和和故障告警故障告警。n 控制器屏幕采用控制器屏幕采用汉字显示汉字显示方式，它具有方式，它具有检测、控检测、控制制、参数设置参数设置、电池管理电池管理、显示系统运行状态显示系统运行状态及及故故障内容障内容、记录历史故障记录历史故障等功能。等功能。 n 可通过可通过RS485RS485接口用微机接口用微机近端监控近端监控, ,也可通过也可通过RS232RS232实现微机实现微机远程集中监控远程集中监控 , ,对对开关电源开关电源进行进行遥遥测测、遥信遥信和和遥控遥控, ,使开关电源成为使开关电源成为智能电源智能电源。 2024/8/21249n控制器（监控模块）的主功能控制器（监控模块）的主功能 （1 1）状态显示状态显示与与查询查询： 系统状态系统状态如如浮充浮充或或均充均充、交流输入电压交流输入电压、直流输出电压直流输出电压、整流器输出电流整流器输出电流、负载电流负载电流、系统告警系统告警及及故障内容故障内容，检测检测和查询和查询整流器状态、蓄电池状态、输出分路状态、历史故整流器状态、蓄电池状态、输出分路状态、历史故障记录等。障记录等。（2 2）控制：控制： 系统：系统： 开机开机/ /关机；关机； 均充：开均充：开/ /关；关； 整流器：开机整流器：开机/ /关机；关机； 电池放电试验：开电池放电试验：开/ /关。关。（3 3）参数设置参数设置：n电源参数：均、浮充电压；直流电压上限和下电源参数：均、浮充电压；直流电压上限和下 限；交流限；交流电压上限和下限、时钟等。电压上限和下限、时钟等。2024/8/21250n管理参数：管理参数： 充电限流值充电限流值、转换电流值转换电流值、均充保持时间均充保持时间、均充时间均充时间、均充周期均充周期、电池容量电池容量、试验电压试验电压、一次下一次下 电电压电电压、二次下电电压二次下电电压等等。n通信参数：设备编号、通信方式、通信速率、通信参数：设备编号、通信方式、通信速率、电话号码等。电话号码等。 五五. .蓄电池组蓄电池组 在在-48v-48v电源电源系统中，采用系统中，采用2424只只2v2v蓄电池蓄电池串串联联构成蓄电池组，蓄电池组中的每只构成蓄电池组，蓄电池组中的每只电池规格电池规格、型号型号和和容量容量都应都应相同相同，当采用，当采用两组蓄电池并联两组蓄电池并联时，两组电池应性能一致。时，两组电池应性能一致。2024/8/21251 六、高频开关整流器技术指标及测试六、高频开关整流器技术指标及测试 1 1、功率因数：、功率因数： 功率因数（功率因数（PFPF）的定义为）的定义为有功功率有功功率（WW）与）与视视在功率在功率（VAVA）之比之比。要求当单机输出最大功率大。要求当单机输出最大功率大于于1.5kW1.5kW时，时，PFPF应大于应大于0.920.92；在单机输出最大功；在单机输出最大功率小于率小于1.5kW1.5kW时，时，PFPF应大于应大于0.950.95。 2 2、效率：、效率： 效率是指电网电压为效率是指电网电压为额定值额定值，直流输出电压为，直流输出电压为稳压上限值稳压上限值，输出电流为，输出电流为额定值额定值时，时，直流输出功直流输出功率率与与交流输入有功功率交流输入有功功率之比的之比的百分数百分数。 3 3、负载效应（负载调正率）、负载效应（负载调正率） 4 4、源效应（电网调整率）、源效应（电网调整率） 5 5、稳压精、稳压精度度 2024/8/21252 七、七、 开关电源故障处理开关电源故障处理 n 开关电源的维护和故障处理：开关电源的维护和故障处理：n一般为一般为带电操作带电操作，即是，即是交流电源交流电源被切断被切断，也有也有蓄蓄电池电池接通直流电源接通直流电源，要特别注意要特别注意人身人身和和设备设备的的安安全。全。n处理故障原则：处理故障原则：由表及里由表及里，由简到繁由简到繁，分段隔离分段隔离，缩小范围缩小范围。检查检查、分析分析故障所在故障所在部位部位，逐步，逐步缩小缩小查找范围，找出查找范围，找出故障点故障点，予以排除。，予以排除。n查找故障一般有以下方法：查找故障一般有以下方法： 1 1、直观检查、直观检查 就是就是直接观察直接观察电源设备的状况，确定电源设备的状况，确定故障故障现象现象，发现，发现故障部位故障部位或或原因原因。 2024/8/21253 是维修人员凭借是维修人员凭借视觉视觉、听觉听觉、嗅觉嗅觉和和触觉触觉，对，对故障电源设备仔细观察，与正常情况相比查找故故障电源设备仔细观察，与正常情况相比查找故障的方法。障的方法。 （2 2）用万用表检查）用万用表检查 在直接观察不能确定时，可用万用表检查相在直接观察不能确定时，可用万用表检查相关部位电压是否正常，电路是否接通（断电测）。关部位电压是否正常，电路是否接通（断电测）。n测量交流输入电压、输入是否缺相、测量交流输入电压、输入是否缺相、零线是否虚零线是否虚 接接（零线与地线间交流电压应低于零线与地线间交流电压应低于2 2 V V）。）。n测量直流输出电压，直流输出所经测量直流输出电压，直流输出所经直流接触器接直流接触器接点点、开关接点开关接点和和熔断器熔断器两端间两端间电压应为零电压应为零。n在在断电断电条件下，用万用表条件下，用万用表电阻档电阻档测测接插件接插件和和连线连线的通断。的通断。 2024/8/21254 第四节第四节 蓄电池蓄电池一、概述一、概述 n 蓄电池是保障通信设备蓄电池是保障通信设备不间断供电不间断供电的的核心设核心设备备。n 直流供电系统中，蓄电池与整流器直流供电系统中，蓄电池与整流器并联并联，组，组成成浮充浮充直流供电直流供电不间断不间断系统。系统。n蓄电池分为蓄电池分为酸性蓄电池酸性蓄电池和和碱性蓄电池碱性蓄电池两大类。两大类。n铅酸蓄电池也有铅酸蓄电池也有两种两种基本类型：即基本类型：即阀控式阀控式铅酸铅酸蓄电池和蓄电池和开口排气式开口排气式（富液式）铅酸蓄电池。（富液式）铅酸蓄电池。n对蓄电池要求是：使用寿命长、安全性高、安对蓄电池要求是：使用寿命长、安全性高、安装方便和免维护等。装方便和免维护等。2024/8/21255二、阀控式密封铅酸蓄电池的结构二、阀控式密封铅酸蓄电池的结构 1 1、正负极板、正负极板 2 2、电解液、电解液 3 3、电池槽、电池槽三、阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理三、阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理 1 1、电动势的产生、电动势的产生 2 2、电化学反应原理、电化学反应原理四、阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名及特点四、阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名及特点 1 1、阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名方法、阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名方法 2 2、阀控式密封铅酸蓄电池的特点、阀控式密封铅酸蓄电池的特点 重量轻、体积小、能量体积比高。无酸雾逸重量轻、体积小、能量体积比高。无酸雾逸 出、出、可与主机同室放置可与主机同室放置、不需添加纯水不需添加纯水，维维护量小护量小，但对，但对浮充电压值浮充电压值要求严格。要求严格。 2024/8/21256五、蓄电池的特性五、蓄电池的特性 1 1、基本概念、基本概念 蓄电池容量蓄电池容量：n 充足后充足后的蓄电池的蓄电池放电到放电到规定规定终止电压终止电压所能供所能供应的应的电量（电量（电流与时间的乘积），称为电流与时间的乘积），称为蓄电池蓄电池的容量的容量。用。用 C C表示，单位为表示，单位为 Ah, Ah, 即安培小时。即安培小时。n 固定型固定型铅酸蓄电瓶铅酸蓄电瓶的的额定容量额定容量，是指环境温，是指环境温度度25250 0C C，电池以，电池以10h10h放电率放电率的的恒定电流恒定电流放电到放电到终止电压终止电压1.8v1.8v所能放出的所能放出的电量电量，用，用 C C10 10 表示。表示。 1010小时率电流为：小时率电流为： I I1010C C1010（AhAh）/10/10（h h）0.1C0.1C1010（A A）2024/8/21257 蓄电池容量与电解液温度的关系：蓄电池容量与电解液温度的关系： 温度温度下降下降, ,蓄电池容量蓄电池容量减少减少；温度；温度上升上升, ,蓄电池蓄电池容量容量增大增大，测量蓄电池容量时以，测量蓄电池容量时以2525为标准。为标准。 蓄电池的寿命：蓄电池的寿命： 2v2v蓄电池系列蓄电池系列浮充浮充折合折合寿命寿命不低与不低与8 8年年。2. 2. 放电特性放电特性 一只充足电的一只充足电的VRLABVRLAB以以1010小时率电流小时率电流（0.10.1C C1010）放电放电时，其端电压时，其端电压随时间随时间变化曲变化曲线。线。 如图如图7.157.15所示。所示。2024/8/212582024/8/21259图图7.15 7.15 蓄电池恒流放电端压变化曲线蓄电池恒流放电端压变化曲线六、浮充工作方式六、浮充工作方式 蓄电池运行有蓄电池运行有充放电充放电、半浮充半浮充和和全浮充全浮充3 3种工作种工作方式。方式。基站采用全浮充基站采用全浮充方式，即方式，即整流器整流器与与蓄电池蓄电池组并联组并联向负载向负载供电供电，均充电时也不离开负载。，均充电时也不离开负载。 1.1.浮充电压：浮充电压： 浮充电压是指为浮充电压是指为补充自放电补充自放电，使蓄，使蓄电池保持连续小电流电池保持连续小电流充电充电的的电压电压。 2.2.均衡充电电压（简称均充电压）：使蓄电池组均衡充电电压（简称均充电压）：使蓄电池组中所有单体电池的电压达到均匀一致的中所有单体电池的电压达到均匀一致的均衡充电均衡充电电压电压，称为均充电压，充电均压一般取，称为均充电压，充电均压一般取-56.4V56.4V。 3.3.恒压限流充电：恒压限流充电： 恒压值为均充电压恒压值为均充电压56.4V,56.4V,充电充电限流值限流值取取0.1C0.1C1010(A)(A)，C C10 10 是蓄电池的额定容量。是蓄电池的额定容量。2024/8/21260七、蓄电池常见问题分析七、蓄电池常见问题分析 1 1、蓄电池漏液、蓄电池漏液 2 2、蓄电池鼓胀、蓄电池鼓胀 3 3、电池组中个别电池电压异常、电池组中个别电池电压异常 （1 1）电池电压低：正常）电池电压低：正常浮充浮充状态下状态下单体单体电压不电压不 能小于能小于2.1V2.1V。 （2 2）电池电压高：电池单体电压不能大于）电池电压高：电池单体电压不能大于2.5V2.5V, ,可能是电池可能是电池内阻内阻增大原因。增大原因。 4 4、容量下降过快、容量下降过快, ,使用寿命短使用寿命短: : 蓄电池漏液等。蓄电池漏液等。八、蓄电池的更换和并联使用的规定八、蓄电池的更换和并联使用的规定 不同厂商不同厂商、不同容量不同容量、不同型号不同型号、不同时期不同时期的的蓄电池组蓄电池组严禁严禁并联并联使用。使用。2024/8/21261 第五节第五节 不间断电源设备（不间断电源设备（UPSUPS）一、一、UPS UPS 的基本组成的基本组成2024/8/21262图图7.19 UPS7.19 UPS的基本构成方框图的基本构成方框图二、二、UPS UPS 的分类的分类 1 1、从机械的角度来看：、从机械的角度来看： UPSUPS可分为旋转型和静止型两大类。可分为旋转型和静止型两大类。 目前广泛应用的目前广泛应用的UPSUPS属于静止型属于静止型UPSUPS。 2 2、按工作方式分类按工作方式分类： 后备式（后备式（OFF LINEOFF LINE） 在线式（在线式（ON LINEON LINE） 在线互动式（在线互动式（LINE INTERACTIVELINE INTERACTIVE）。）。2024/8/21263三、三、UPSUPS的电气性能指标的电气性能指标四、四、UPSUPS串并联使用串并联使用五、五、UPSUPS常见故障处理常见故障处理2024/8/21264第六节第六节 太阳能电池和风力发电机组太阳能电池和风力发电机组 一、太阳能电池一、太阳能电池 二、风力发电机组二、风力发电机组 三、离网型通信用风三、离网型通信用风/ /光互补供电系统光互补供电系统 四、蓄电池参阅基站蓄电池部分四、蓄电池参阅基站蓄电池部分2024/8/21265 第七节第七节 电源系统的维护电源系统的维护 一、供电质量标准一、供电质量标准; ; 二、电源系统可靠性指标二、电源系统可靠性指标 三、变配电设备维护的基本要求三、变配电设备维护的基本要求 四、低压配电设备的维护四、低压配电设备的维护 五、交流稳压器的维护五、交流稳压器的维护 六、高频开关电源的维护六、高频开关电源的维护 七、蓄电池的维护七、蓄电池的维护 八、八、UPSUPS设备的维护设备的维护 九、太阳能电池的维护九、太阳能电池的维护 十、风机维护十、风机维护2024/8/21266n移动式燃油发电机组由油机、发电机、控制屏等移动式燃油发电机组由油机、发电机、控制屏等三部分组成。三部分组成。 第一节第一节 油机油机一、柴油机的基本工作原理一、柴油机的基本工作原理n油机是将燃料的化学能转化为机械能的机器，是油机是将燃料的化学能转化为机械能的机器，是通过气缸内连续进行进气、压缩、做功和排气通过气缸内连续进行进气、压缩、做功和排气4 4个过程来完成能量转换的，也称为个过程来完成能量转换的，也称为4 4冲程油机。冲程油机。n活塞通过连杆与曲轴相连接，把活塞的直线运动活塞通过连杆与曲轴相连接，把活塞的直线运动变为曲轴的园周运动。变为曲轴的园周运动。n汽缸顶部有两个气门，进气门和排气门。汽缸顶部有两个气门，进气门和排气门。 2024/8/21267第第8 8章章 燃油发电机组燃油发电机组1.1.进气冲程进气冲程 2.2.压缩冲程压缩冲程 3.3.做功冲程做功冲程 4.4.排气冲程排气冲程 2024/8/21268图图8.2 8.2 四冲程柴油机的工作循环四冲程柴油机的工作循环 第二节第二节 同步发电机同步发电机一、同步发电机的基本结构一、同步发电机的基本结构n同步发电机基本结构由两部分构成：一是旋转同步发电机基本结构由两部分构成：一是旋转部分称为部分称为转子转子，二是静止部分称为，二是静止部分称为定子定子。四、发电机的工作原理四、发电机的工作原理n油机带动发电机的转子旋转，转子磁极在定子油机带动发电机的转子旋转，转子磁极在定子和转子之间的空隙里产生一个磁极旋转磁场。和转子之间的空隙里产生一个磁极旋转磁场。n磁场切割三相绕组，产生三个频率相同、幅值磁场切割三相绕组，产生三个频率相同、幅值相等、相位互差相等、相位互差120120的电动势。接通外电路后，的电动势。接通外电路后，感应电势通过负载形成交变的电流感应电势通过负载形成交变的电流 2024/8/21269八、小型油机发电机组的选用八、小型油机发电机组的选用n小型油机发电机组：由油箱、油机、单相交流发小型油机发电机组：由油箱、油机、单相交流发电机、控制面板和机架组成。电机、控制面板和机架组成。n小型油机发电机组的选用：一要考虑油机的种类，小型油机发电机组的选用：一要考虑油机的种类，柴油发电机组的输出功率大，耗油量小；汽油发柴油发电机组的输出功率大，耗油量小；汽油发电机组的体积小，启动快，维护方便。二要考虑电机组的体积小，启动快，维护方便。二要考虑油机发电机组的输出功率。油机发电机组的输出功率。n移动基站使用的小型机组：为移动基站使用的小型机组：为5KW5KW或或10KW10KW，转速，转速为（为（3000300040004000）转）转/ /分，连续工作时间分，连续工作时间1010小时小时左右左右, ,工作时间超过工作时间超过1010小时小时, ,还须降低功率输出。还须降低功率输出。2024/8/21270 第三节第三节 燃油发电机组使用与维护燃油发电机组使用与维护 一、油机发电机组的维护基本要求一、油机发电机组的维护基本要求 二、二、固定式固定式发电机组的维护发电机组的维护 三、移动式发电机组的维护三、移动式发电机组的维护 四、发电机组的技术保养四、发电机组的技术保养2024/8/21271 第一节第一节 基站环境和安全要求基站环境和安全要求 一、基站机房的环境要求一、基站机房的环境要求 二、基站机房安全要求二、基站机房安全要求 2024/8/21272第第9 9章章 基站设备与铁架的安装基站设备与铁架的安装 第二节第二节 基站铁件和设备的安装基站铁件和设备的安装一、走线架和槽道安装一、走线架和槽道安装二、设备机架的安装二、设备机架的安装三、馈线（室内部分）、信号线、三、馈线（室内部分）、信号线、 电源线布放电源线布放四、信号线、电源线端头处理质量控制四、信号线、电源线端头处理质量控制五、光跳线（尾纤）的布放五、光跳线（尾纤）的布放2024/8/21273六、室外缆线的敷设六、室外缆线的敷设七、电源线穿越钢管和塑料管七、电源线穿越钢管和塑料管八、蓄电池架的安装八、蓄电池架的安装九、蓄电池安装九、蓄电池安装十、太阳能电池方阵的安装十、太阳能电池方阵的安装2024/8/21274 第一节第一节 概述概述n 基站大都实现基站大都实现无人值守无人值守，其配备的动力配套，其配备的动力配套设备种类繁多，为提高其稳定性、可靠性，保设备种类繁多，为提高其稳定性、可靠性，保证安全供电，提高设备维护管理质量，降低维证安全供电，提高设备维护管理质量，降低维护成本，必须建立一套护成本，必须建立一套动力环境集中监控动力环境集中监控系统。系统。n 动力设备及环境集中监控动力设备及环境集中监控系统，简称系统，简称PSMSPSMS系系统。统。 2024/8/21275第第1010章章 动力设备与环境监控系统动力设备与环境监控系统n监控系统的目的：监控系统的目的： 是对是对监控范围内监控范围内的的电源系统电源系统、空调系统空调系统和系和系统内各统内各设备设备及及机房环境机房环境进行进行遥测遥测、遥信遥信、遥控遥控 。 实时实时监视监视系统和设备的系统和设备的运行状态运行状态，记录和处，记录和处理理监控数据监控数据，及时，及时检测故障检测故障，实现，实现电源电源、空调空调的的集中维护集中维护和和优化优化管理，提高管理，提高供电供电系统的系统的可靠可靠性性和和通信设备通信设备的的安全性安全性。n 监控系统采用监控系统采用数据采集技术数据采集技术、计算机技术计算机技术和和网络技术网络技术以有效提高以有效提高通信电源通信电源维护质量。维护质量。2024/8/21276一、动力与环境监控的对象一、动力与环境监控的对象 1 1、被监控的设备：、被监控的设备： 可分为可分为动力系统动力系统和和环境系环境系统统两大类。两大类。动力系统动力系统是监控的主要对象。是监控的主要对象。 n动力被监控对象：高压配电设备、变压器、低压动力被监控对象：高压配电设备、变压器、低压配电设备、配电设备、整流配电设备、蓄电池组整流配电设备、蓄电池组、UPSUPS等。等。n环境被监控对象：空调、环境被监控对象：空调、机房环境机房环境和和安全安全等。等。 2 2、被监控的信号：、被监控的信号： 可以分为可以分为非电量信号非电量信号和和电电量信号量信号两大类，也可分为两大类，也可分为模拟信号模拟信号和和数字信号数字信号。n对被监控信号的处理：要经过对被监控信号的处理：要经过传感传感、变送变送、转换转换三个过程，转换成三个过程，转换成计算机计算机内的内的数字信号数字信号。 2024/8/21277二、动力与环境监控的内容二、动力与环境监控的内容 集中监控是以集中监控是以遥测遥测、遥信遥信、遥控（遥调）遥控（遥调）的方的方式，式，监视监视和和控制控制现场现场电源、空调电源、空调等设备的等设备的使用使用和和环境状况环境状况。 遥测遥测：远距离数据测量（如：远距离数据测量（如显示电压显示电压, ,电流电流等）；等）； 遥信遥信：远距离信号显示（如：远距离信号显示（如设备运行设备运行/ /停机停机等）；等）； 遥控遥控：远距离控制设备（：远距离控制设备（控制设备运行控制设备运行/ /停机停机）；）； 遥调遥调：远距离调整设备参数（如：远距离调整设备参数（如调整或设置开调整或设置开关电压的参数关电压的参数）。）。2024/8/21278 第二节第二节 动环监控系统的结构和组成动环监控系统的结构和组成一、动环监控（一、动环监控（PSMSPSMS）系统的结构）系统的结构nPSMS PSMS 系统采用系统采用逐级汇接逐级汇接的三级结构：的三级结构： 监控系统按：监控系统按：监控中心监控中心（SCSC）、）、监控站监控站（SSSS）、）、端局监控单元端局监控单元（SUSU）分成三个层）分成三个层次。次。 如如10.110.1所示所示n监控中心监控中心和和监控站监控站两个层次为两个层次为管理层管理层。2024/8/21279n监控中心（监控中心（SC)SC)： 设在一个设在一个本地网本地网的的网管中心网管中心，受受网管中心网管中心管理，配置管理，配置服务器服务器和和业务台业务台。n监控站（监控站（SSSS）：）： 受监控中心受监控中心调度调度，执行对下属，执行对下属端局端局的的维护操作维护操作，配置配置服务器服务器、业务台业务台及及多端局前置机多端局前置机。 n 端局监控单元（端局监控单元（SUSU）：）： 配置前置机（监控主机）或智能设备处理机。配置前置机（监控主机）或智能设备处理机。 负责对负责对端局内端局内的各的各监控模块监控模块（SMSM）进行）进行管理管理。n监控模块（监控模块（SMSM）：）： 是是PSMSPSMS中的中的采集器采集器和和智能设备智能设备。2024/8/212802024/8/21281图图10.1 10.1 监控系统结构监控系统结构二、二、PSMSPSMS系统的基本组成系统的基本组成n基本组成环节：基本组成环节： 由由端局采集设备端局采集设备、传输网络传输网络和和中心管理设备中心管理设备。n监控中心和监控站：由监控中心和监控站：由服务器服务器、业务台业务台组成，组成，它们组成一个它们组成一个局域网局域网。n监控中心是系统的监控中心是系统的管理中枢管理中枢，而，而监控站监控站是系统是系统的的操作维护中心操作维护中心，两级采用，两级采用相同相同的的应用软件应用软件通通过过权限设置权限设置完成在完成在运维职能运维职能上的上的区别。区别。n端局前置机：完成数据的端局前置机：完成数据的采集采集、处理上报处理上报任务，任务，同时接收执行从同时接收执行从业务台业务台发来的发来的控制命令控制命令，对，对设设备进行控制备进行控制。2024/8/21282nPSMSPSMS从逻辑上分为从逻辑上分为数据采集子系统数据采集子系统、传输子系传输子系统统和和软件子系统软件子系统3 3个部分。个部分。n还有还有相对独立相对独立的的图象子系统图象子系统，图象监控系统可，图象监控系统可以以完全独立完全独立运行，也可与运行，也可与PSMSPSMS一起一起协同协同运行，运行，告警联动。告警联动。三、三、PSMSPSMS数据采集子系统数据采集子系统n采集子系统：由端局监控单元（采集子系统：由端局监控单元（SUSU）和监控模）和监控模块（块（SMSM采集器和智能设备）组成。采集器和智能设备）组成。nSUSU由前置机承担：前置机是采集数据的处理和由前置机承担：前置机是采集数据的处理和分发中心，包括监控命令的上传下达、监控数分发中心，包括监控命令的上传下达、监控数据的分析和处理等。据的分析和处理等。2024/8/21283nSMSM包括包括采集器采集器和和智能设备智能设备： SMSM承担承担数据采数据采集集、预处理预处理和和上位机上位机（前置机）（前置机）通信通信任务，任务，并具备接收并具备接收控制命令控制命令并对并对设备设备实施实施控制操作控制操作的能力。的能力。n在在PSMSPSMS数据采集数据采集子系统子系统中，被监控的设备中，被监控的设备有一部分是有一部分是智能设备智能设备，如开关电源、智能空，如开关电源、智能空调等，本身具有调等，本身具有数据采集数据采集能力，并读取提供能力，并读取提供智能接口智能接口供后台，可供后台，可直接直接接入接入监控系统监控系统。n被监控的被监控的非智能设备非智能设备，如低压配电柜等，需，如低压配电柜等，需要另加要另加采集器采集器采集其信号。采集其信号。2024/8/21284四、四、PSMS PSMS 数据采集子系统的采集方案数据采集子系统的采集方案 根据监控根据监控端局内端局内采用的设备及其连接关系的采用的设备及其连接关系的不同，不同，端局数据采集端局数据采集方案可分为三种：方案可分为三种： 1 1、前置机、前置机+ +采集器方案；采集器方案； 2 2、智能设备处理机智能设备处理机+ +采集器方案；采集器方案； 3 3、采集器直连上报方案。、采集器直连上报方案。n由三种数据采集方案可知，由三种数据采集方案可知，监控数据监控数据最后都最后都由由前置机前置机处理，由处理，由前置机前置机上报给上报给服务器服务器。n采集器采集器不能直接上报数据不能直接上报数据给给服务器服务器或或业务台业务台。 2024/8/21285五、五、PSMS PSMS 数据采集子系统硬件数据采集子系统硬件 1 1、传感器（指传感器含变送器）：、传感器（指传感器含变送器）： 传感器将传感器将非电量信号非电量信号变换成标准变换成标准电量信号电量信号。n非电量信号有：温度、湿度、液位等；非电量信号有：温度、湿度、液位等；n开关量信号有：红外感应开关量信号有：红外感应, ,烟感烟感, ,门碰门碰, ,漏水等；漏水等；n非电量信号非电量信号和和开关量信号开关量信号需要通过需要通过传感器传感器, ,转转换成标准电量信号才能被换成标准电量信号才能被采集器采集采集器采集。n传感器有：温度传感器传感器有：温度传感器, ,湿度传感器湿度传感器, ,感烟探测感烟探测器器, ,红外探测器红外探测器, ,门磁开关门磁开关, ,水浸水浸, ,液位传感器。液位传感器。 2024/8/21286 2 2、串行通信接口、串行通信接口n数据采集数据采集子系统子系统中，中，监控主机监控主机（前置机）与（前置机）与采采集器集器或或智能设备智能设备间的间的通信通信，是，是计算机计算机串行串行信信。n串行通信有同步和异步之分，串行通信有同步和异步之分，同步同步方式下，通方式下，通信设备之间需要信设备之间需要同步时钟同步时钟，实现复杂。，实现复杂。n监控系统中采用监控系统中采用计算机计算机串行异步串行异步通信方式，只通信方式，只要求通信的要求通信的接口接口及及速率速率相同。相同。n智能设备或采集器与监控主机（前置机）之间智能设备或采集器与监控主机（前置机）之间的通信：是用的通信：是用串行通信接口串行通信接口RS232RS232或或RS422RS422或或RS485RS485来实现的。来实现的。2024/8/212873 3、数据采集器、数据采集器n在监控系统中常用的采集器有：在监控系统中常用的采集器有： 一体化采一体化采集器集器（IDAIDA）、）、通信接口转换器通信接口转换器（OCI-6OCI-6）智智能协议处理器能协议处理器（OCEOCE）。）。n一体化采集器（一体化采集器（IDAIDA）：）： 具有具有信号采集信号采集、设设备控制备控制、通信通信、协议协议和和接口转换接口转换的功能，是的功能，是PSMSPSMS中中最重要的采集设备最重要的采集设备。n通信接口转换器（通信接口转换器（OCI-6OCI-6）：用于）：用于接口接口方式方式转换转换，具有，具有电气隔离电气隔离功能。用功能。用OCI-6OCI-6可实现可实现RS232RS232到到RS422RS422或或RS485RS485之间的之间的双向转换双向转换。n智能协议处理器（智能协议处理器（OCEOCE）：与）：与OCI-6OCI-6相比，相比，除除转换接口转换接口方式，还具有方式，还具有协议转换协议转换功能。功能。2024/8/212884 4、智能设备、智能设备n 智能设备可以智能设备可以直接接入监控系统直接接入监控系统与与计算机计算机通信通信。n若一个端局中有若一个端局中有多套智能设备多套智能设备和和数据采集数据采集器器，其信号的，其信号的上传下达上传下达可利用可利用智能设备处智能设备处理机理机AMS-1AMS-1进行。进行。n AMS-1AMS-1具有具有8 8个隔离串口个隔离串口，最多可接入，最多可接入8 8类类不同设备，采集各不同设备，采集各串口下串口下所接的所接的设备数设备数据据，经，经处理后处理后通过通信设备送到位于通过通信设备送到位于监控监控站站的的多端局前置机多端局前置机处理。处理。2024/8/21289六、六、PSMS PSMS 传输子系统传输子系统n以前置机为界线：前置机（端局监控单元）以下以前置机为界线：前置机（端局监控单元）以下为为计算机间计算机间的的直接通信直接通信。n前置机以上部分：前置机以上部分： 含含SUSU、SSSS、SCSC各部分，则是基于各部分，则是基于TCP/IPTCP/IP协议协议的的广域网广域网。n采用广域网的优点是系统采用广域网的优点是系统扩展容易扩展容易，对不同的端，对不同的端局实施时无需局实施时无需修改软件修改软件结构。在传输上结构。在传输上可以直接可以直接利用利用现有网络现有网络，做到，做到多网合一多网合一。 1.1.传输资源：传输资源： （1 1）电话线（）电话线（PSTNPSTN）：有拨号电话线）：有拨号电话线 和专用和专用电电 话线两种信道话线两种信道, ,提提供通信速率供通信速率300bit/s-56bit/s300bit/s-56bit/s。 2024/8/21290 （2 2）E1E1中继中继： 又称又称2Mbit/s2Mbit/s中继中继，是局间，是局间中中继继常见的常见的传输资源传输资源，用来连接不同地点的交换，用来连接不同地点的交换设备，包括程控交换机、设备，包括程控交换机、DDNDDN节点机。节点机。nE1E1中继有两种，一种为非信道化中继有两种，一种为非信道化 E1E1，只提供，只提供2Mbit/s2Mbit/s码流；另一种为码流；另一种为信道化信道化E1E1（CE1CE1），），定义了定义了帧帧的概念，监控系统可以使用的概念，监控系统可以使用抽取时隙抽取时隙的设备，从一根的设备，从一根2Mbit/s2Mbit/s中继线中中继线中抽取抽取1 1个个或或多多个个64kbit/s64kbit/s时隙时隙进行进行数据传输数据传输。结论结论：通过：通过2Mbit/s2Mbit/s抽取时隙传输数据永远在线，抽取时隙传输数据永远在线，PSMSPSMS的的传输采用传输采用2Mbit/s2Mbit/s抽取时隙抽取时隙的连接方式。的连接方式。 2024/8/21291 （3 3）数字数据网（）数字数据网（DDNDDN）：是电信的数据业）：是电信的数据业务网，务网，DDNDDN向用户提供端对端的向用户提供端对端的数字符串行数字符串行专专线。线。 （4 4）数字公务信道：）数字公务信道： 多用作多用作基站数据传输基站数据传输信道，提供标准的信道，提供标准的RS232 RS232 接口接口 或或 V.11V.11接口接口。 V.11V.11接口接口的的接线端子接线端子定义为：定义为： In+ In+ 、In- In- 、Out+ Out+ 、Out- Out- 四个端子，分四个端子，分别与别与RS422RS422接口接口的的数据接收端子数据接收端子 RX+ RX+ 、RX- RX- 和和数据发送端子数据发送端子TX+ TX+ 、TX- TX- 相对应，可直接相对应，可直接使用。使用。 （5 5）“九七九七”网网 或或 DCNDCN网：是电信内部的网：是电信内部的一个一个广域网广域网，提供，提供以太口以太口，可以直接使用。，可以直接使用。 2024/8/21292n空气调节空气调节简称空调，空调的功能是进行简称空调，空调的功能是进行温温、湿湿度度控制，满足控制，满足通信设备对环境通信设备对环境的要求。的要求。 第一节第一节 空调器结构和工作原理空调器结构和工作原理 一、制冷系统的工作原理一、制冷系统的工作原理 二、空调器的除湿与加湿二、空调器的除湿与加湿 三、空调器的通风和净化三、空调器的通风和净化 四、空调器的电气控制系统四、空调器的电气控制系统 五、制冷系统主要部件五、制冷系统主要部件 六、制冷剂六、制冷剂2024/8/21293第第1111章章 空调空调2024/8/21294 房间空调结构：房间空调结构：房间空调结构：房间空调结构： 由由由由制冷系统制冷系统制冷系统制冷系统、风路系统风路系统风路系统风路系统、电气电气电气电气系统系统系统系统、箱体箱体箱体箱体和和和和面板面板面板面板组成。组成。组成。组成。 制冷系统是制冷系统是制冷系统是制冷系统是空调器的核心空调器的核心空调器的核心空调器的核心，它是一个，它是一个，它是一个，它是一个完整的密封完整的密封完整的密封完整的密封循环循环循环循环系统。系统。系统。系统。制冷系统包括：制冷系统包括：制冷系统包括：制冷系统包括： 压缩机压缩机压缩机压缩机、冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器、毛细管毛细管毛细管毛细管、蒸发蒸发蒸发蒸发器器器器，各部件之间用，各部件之间用，各部件之间用，各部件之间用管道连接起来管道连接起来管道连接起来管道连接起来，形成一个，形成一个，形成一个，形成一个封闭封闭封闭封闭的的的的循环循环循环循环系统，在系统中加入一定量的系统，在系统中加入一定量的系统，在系统中加入一定量的系统，在系统中加入一定量的制冷剂制冷剂制冷剂制冷剂（氟（氟（氟（氟利昂）来实现利昂）来实现利昂）来实现利昂）来实现制冷降温制冷降温制冷降温制冷降温。 图图11111 1 空调器制冷原理空调器制冷原理2024/8/212952024/8/21296二、空调制冷系统的工作原理二、空调制冷系统的工作原理 高温高温热源向热源向低温低温热源热源散热散热是是自发的自发的，要将，要将低温低温热热源源的的热量热量搬运到搬运到高温高温热源热源必须消耗其他必须消耗其他能量能量，如电，如电能。能。制冷系统制冷系统就是就是逆向循环装置逆向循环装置。n 其制冷循环由其制冷循环由 4 4 个过程来实现：个过程来实现：1 1、压缩过程：压缩机吸入、压缩过程：压缩机吸入低温低温，低压低压（1010、0.5Mpa0.5Mpa）R22R22制冷剂制冷剂气体气体，经压缩机，经压缩机压缩后压缩后，输出，输出高温高温、高压高压（约（约9090、 1.9Mpa1.9Mpa）制冷剂气体制冷剂气体，进，进入入冷凝器冷凝器中。中。2 2、冷凝过程：进入冷凝器的、冷凝过程：进入冷凝器的高温制冷剂高温制冷剂, ,已已高于高于制冷制冷剂剂R22R22的的冷凝温度冷凝温度 54.4 ,54.4 ,制冷剂制冷剂通过通过冷凝器冷凝器将将热热量量传递给传递给外界空气外界空气后后, ,凝结成凝结成中温中温（50 50 ）高压高压液液体体制冷剂制冷剂, ,流向流向节流装置节流装置。3 3、节流过程：又称、节流过程：又称膨胀过程膨胀过程, ,冷凝器流的冷凝器流的制冷液体制冷液体在在高压高压下流向下流向毛细管毛细管，进行，进行节流减压节流减压。4 4、蒸发过程：从毛细管流出来的、蒸发过程：从毛细管流出来的低温低温、低压低压（5 5 、0.5Mpa0.5Mpa）制冷剂）制冷剂液体液体流向流向蒸发器蒸发器，因高于此，因高于此压力压力下下的蒸发温度而的蒸发温度而蒸发蒸发，吸收外界（空气）热量吸收外界（空气）热量而蒸而蒸发成发成气体气体，使外界（空气）的，使外界（空气）的温度降低温度降低，蒸发后的，蒸发后的低温低温、低压气体低压气体又被又被压缩机吸回压缩机吸回，进行再，进行再压缩压缩、冷冷凝凝、节流节流、蒸发蒸发，依次不断地，依次不断地循环循环和和制冷制冷。n制冷循环可分为制冷循环可分为高压高压和和低压低压两个区域：两个区域： 从从压缩机排气口压缩机排气口至至毛细管入口毛细管入口处为处为高压区高压区； 从从毛细管出口毛细管出口至至压缩机的吸气口压缩机的吸气口为为低压区低压区。2024/8/21297三、空调器的电气控制系统三、空调器的电气控制系统（1 1）压缩机启动及保护装置；）压缩机启动及保护装置；（2 2）温度控制装置，冷、热切换装置及功能）温度控制装置，冷、热切换装置及功能选择装置；选择装置；（3 3）电源保护装置；）电源保护装置；（4 4）电脑控制系统、遥控装置；）电脑控制系统、遥控装置；（5 5）自动报警及告警显示装置。）自动报警及告警显示装置。四、制冷系统主要部件四、制冷系统主要部件（1 1）制冷压缩机；（）制冷压缩机；（2 2）毛细管：房间空调采）毛细管：房间空调采用；用；（3 3）四通电磁换向阀：改变制冷剂流动方向）四通电磁换向阀：改变制冷剂流动方向来实现空调器向室内供冷气或供暖；来实现空调器向室内供冷气或供暖；（4 4）干燥过滤器：装在冷凝器和毛细管之间，）干燥过滤器：装在冷凝器和毛细管之间，滤杂质，避免毛细管被堵塞。滤杂质，避免毛细管被堵塞。2024/8/21298 第二节第二节 空调技术名词空调技术名词1 1、热量：、热量： 热量是热量是能量能量的一种的一种形式形式，是表示物体，是表示物体吸热吸热或或放热放热多少的多少的物理量物理量。单位常用。单位常用卡卡（cal)cal)或或千卡千卡也叫也叫大卡大卡（kcal)kcal)表示。表示。2 2、压力：、压力：单位面积单位面积上所受的上所受的垂直垂直作用作用力力。 单位单位 P PF/SF/S。一个工程大气压。一个工程大气压8.62*108.62*104 4mmmm水柱水柱735.557mm735.557mm汞柱。汞柱。3 3、温度：、温度： 温度计的温度计的感温包感温包有有水银水银和和酒精酒精，在感，在感温包上温包上扎湿纱布扎湿纱布后的读数为后的读数为湿球温度湿球温度，未包湿未包湿纱布纱布的读数称为的读数称为干球湿度干球湿度，饱和空气饱和空气时，湿球时，湿球温度等于干球温度，两者差值的大小可间接反温度等于干球温度，两者差值的大小可间接反映映空气相对湿度空气相对湿度的大小。的大小。2024/8/212994 4、物质的三相点：、物质的三相点： 固相固相、液相液相和和气相气相处于处于平衡平衡共同存在共同存在的状态点，即为的状态点，即为三相点三相点。各种物质具有。各种物质具有一定的三相点参数，这是其物质性质所决定的。一定的三相点参数，这是其物质性质所决定的。5 5、潜热与显热：、潜热与显热： （1 1）潜热）潜热 当当温度不变温度不变时，物质产生时，物质产生相变相变过程过程中所中所吸收吸收或或放出放出的的热量热量，称，称潜热潜热，如维持，如维持水烧开水烧开所消耗的所消耗的热量热量。（2 2）显热）显热 使物质使物质温度发生变化温度发生变化但不改变其但不改变其相相态态的的热量热量，称，称显热显热，如水被烧开前所消耗的热量。，如水被烧开前所消耗的热量。6 6、蒸发、沸腾、冷凝和气化：、蒸发、沸腾、冷凝和气化：n 物质分子可以聚集成物质分子可以聚集成固固、液液、气气 3 3种状态，称种状态，称为物质的为物质的三相态三相态。n 一定条件下，物质可一定条件下，物质可相互转化相互转化，称为，称为物态变化物态变化。2024/8/21300n从从液态液态转变成转变成气态气态的的相变相变过程，是一个过程，是一个吸热吸热过程。过程。液态液态制冷剂在制冷剂在蒸发器蒸发器中不断地中不断地定压气化定压气化，吸收吸收热热量，产生量，产生制冷效应制冷效应。n气化可分为气化可分为蒸发蒸发和和沸腾沸腾两种形式，任何温度下，两种形式，任何温度下，液体自然表面都会发生液体自然表面都会发生气化气化过程，即过程，即蒸发蒸发。如水。如水的自然蒸发，衣服的凉干过程。的自然蒸发，衣服的凉干过程。n液体液体表面表面和和内部内部同时进行的同时进行的剧烈气化剧烈气化的现象叫的现象叫沸沸腾腾，在，在沸腾沸腾过程中，液体过程中，液体吸收的热量吸收的热量全部用于自全部用于自身的身的容积膨胀容积膨胀而而相变相变，故，故气液两相温度气液两相温度不变。不变。n制冷剂在蒸发器内制冷剂在蒸发器内吸收吸收被冷却物体的被冷却物体的热量后热量后，由，由液态液态气化为气化为蒸汽蒸汽，这个过程是，这个过程是沸腾沸腾，但在，但在制冷技制冷技术术中，习惯上称为中，习惯上称为蒸发温度蒸发温度。2024/8/21301n物质从物质从气态气态变成变成液态液态的过程叫的过程叫冷凝，冷凝，也称也称液化液化。 在制冷系统中，在制冷系统中，压缩机压缩机排出排出高温高温、高压高压的的气体气体，在在冷凝器冷凝器中通过中通过空气冷凝空气冷凝成成液体液体，冷凝时制冷气体，冷凝时制冷气体放出的热量放出的热量由由空气空气带走，这就是带走，这就是冷凝冷凝过程。过程。n冷凝是冷凝是气化气化的的相反相反过程过程, ,在在一定压力下一定压力下, ,蒸汽蒸汽的的冷凝冷凝温度温度与与液体液体的的沸点沸点相等，蒸汽相等，蒸汽冷凝冷凝时要时要放热放热。n物质从物质从固态直接固态直接转变为转变为气态气态的过程叫的过程叫升华升华，如二氧，如二氧化碳加压制成的化碳加压制成的干冰干冰，在常温下，很快就变成二氧，在常温下，很快就变成二氧化碳化碳气态气态，这就是，这就是升华过程升华过程。7 7、饱和压力和饱和温度：、饱和压力和饱和温度： 在密闭容器里，从液体在密闭容器里，从液体中脱离出来的分子，不可能扩散到其他空间，只能中脱离出来的分子，不可能扩散到其他空间，只能聚集在液体上面的空间，分子相互作用以及与容器聚集在液体上面的空间，分子相互作用以及与容器壁壁2024/8/21302 及液体表面及液体表面碰撞碰撞，其中一部分又，其中一部分又回到液体回到液体中去，中去，当从液体里脱离出来的分子数与返回到液体里的当从液体里脱离出来的分子数与返回到液体里的分子数分子数相等相等时，液体和它的蒸汽处于动态平衡状时，液体和它的蒸汽处于动态平衡状态，达到了饱和，这种饱和状态下的蒸汽叫做态，达到了饱和，这种饱和状态下的蒸汽叫做饱饱和蒸汽和蒸汽，此饱和蒸汽的压力叫做，此饱和蒸汽的压力叫做饱和压力饱和压力，饱和，饱和蒸汽的蒸汽的温度温度称为称为饱和温度饱和温度。对于。对于不同的制冷剂，不同的制冷剂，在相同的在相同的饱和饱和压力下，其压力下，其饱和温度饱和温度各各不相同不相同，通，通常所说的常所说的点沸点沸，就是指，就是指饱和温度饱和温度。8 8、过热蒸汽与过热度：、过热蒸汽与过热度： 在一定压力下，在一定压力下，温度温度高高于于饱和温度饱和温度的的蒸汽，蒸汽，称为称为过热蒸汽过热蒸汽。制冷压缩机。制冷压缩机排气管处，甚至压缩机的吸入口处的排气管处，甚至压缩机的吸入口处的蒸汽温度蒸汽温度，都都高于高于饱和温度，都属于饱和温度，都属于过热蒸汽过热蒸汽，过热蒸汽的过热蒸汽的温度超过饱和温度温度超过饱和温度的的数值数值称为称为过热度过热度。2024/8/21303 第三节第三节 空调系统的分类、型号和指标空调系统的分类、型号和指标n 按集中程度分有：集中式空调、局部式空调、按集中程度分有：集中式空调、局部式空调、混合式空调；混合式空调；n 按电源频率分有：恒频式和变频式；按电源频率分有：恒频式和变频式；n 按控制精度分有：一般空调、专用空调；按控制精度分有：一般空调、专用空调；n按功能分有：冷风型、热泵型、电热型和辅助电按功能分有：冷风型、热泵型、电热型和辅助电热型；热型；n按压缩机分有：往复活塞式、旋转式、涡旋式；按压缩机分有：往复活塞式、旋转式、涡旋式；n按制冷剂分有：氟利昂机组、液氨、水制冷机组。按制冷剂分有：氟利昂机组、液氨、水制冷机组。2024/8/21304二、房间空调器的类型和指标二、房间空调器的类型和指标 1 1、房间空调器的类型、房间空调器的类型n小型小型整体式整体式（如窗式）和（如窗式）和分体式空调器分体式空调器统称统称为为房间空调房间空调。n国家标准规定：国家标准规定： 房间空调器的房间空调器的制冷量制冷量在在9000W9000W以下（最高为以下（最高为12000W12000W），使用），使用全封闭式压缩机全封闭式压缩机和风冷式和风冷式冷冷凝器凝器，电源可以是，电源可以是单相单相，也可以是，也可以是三相三相。n房间空调器是局部式空调器的一类，广泛用房间空调器是局部式空调器的一类，广泛用于家庭、办公室等场所，称为家用空调器。于家庭、办公室等场所，称为家用空调器。 2024/8/213052 2、房间空调器的型号含义、房间空调器的型号含义（1 1）结构形式中的：）结构形式中的： C C 代表整体式、代表整体式、 F F 代表分体式；代表分体式；（2 2）功能型号中的：）功能型号中的： L L 代表冷风型（可省略）、代表冷风型（可省略）、R R 代表热代表热 泵型、泵型、D D 代表电热型、代表电热型、RdRd代表代表热泵辅助型；热泵辅助型；（3 3）室内机组代号中的：）室内机组代号中的： D D 代表吊顶式、代表吊顶式、G G 代表挂壁式、代表挂壁式、L L 代表落地式、代表落地式、Q Q 代表嵌入式、代表嵌入式、T T代表代表台式。台式。 如如KFR-35GWKFR-35GW： 热泵型分体壁挂式空调器，热泵型分体壁挂式空调器，制冷量为制冷量为3500W3500W。 2024/8/21306n按房间空调器的主要功能按房间空调器的主要功能 空调器可分为：空调器可分为： 冷风型（单冷型），省略代号；冷风型（单冷型），省略代号； 热泵型，代号为热泵型，代号为R R； 电热型，代号为电热型，代号为D D； 热泵辅助电热型，代号为热泵辅助电热型，代号为RdRd。 后三种统称为后三种统称为冷热型空调器冷热型空调器。3 3、房间空调器的使用条件、房间空调器的使用条件 （1 1）环境温度：）环境温度： 冷风型空调器（冷风型空调器（L L）使用环境温度）使用环境温度181843430 0C; C; 热泵型空调器（热泵型空调器（R R）使用环境温度使用环境温度-5-543430 0C C；n空调器空调器最高工作温度限制在最高工作温度限制在43430 0C C以下以下的原因是：的原因是：压缩机压缩机和和电动机封闭电动机封闭在在同一壳体同一壳体内，电动机的内，电动机的绝绝缘等级缘等级决定了对压缩机决定了对压缩机最高温度最高温度的的限制限制。 2024/8/21307 如果如果环境温度过高环境温度过高，则压缩机工作时，则压缩机工作时冷凝温度冷凝温度随随之提高，使压缩机之提高，使压缩机排气温度过热排气温度过热造成造成压缩机超负压缩机超负荷荷工作，使工作，使过载保护器切断电源过载保护器切断电源而而停机停机。 即压缩机上的即压缩机上的热保护器热保护器自动将自动将电源切断，电源切断，使使压压缩机缩机停止工作停止工作。 空调器的温度依靠空调器的温度依靠温控器温控器自动调节，温控器一自动调节，温控器一般把房间温度控制在般把房间温度控制在161628280 0C C。4 4、空调器的性能参数、空调器的性能参数 （1 1）名义制冷量）名义制冷量 在名义工况下的制冷量，单在名义工况下的制冷量，单位位WW或或kcal/hkcal/h，1kW=860kcal/h1kW=860kcal/h；2024/8/21308（2 2）名义制热量）名义制热量 冷热型空调在名义工况下的冷热型空调在名义工况下的制热量，单位制热量，单位WW；（3 3）室内送风量）室内送风量 即室内循环风量，即室内循环风量，mm3 3/h/h；（4 4）输入功率）输入功率 WW或或kwkw为单位，为单位，进口进口空调以空调以匹匹（马力）表示，它是指（马力）表示，它是指压缩机压缩机的的输入功率输入功率，1 1匹匹马力马力735w735w; ;（5 5）额定电流）额定电流 名义工况下的总电流，单位名义工况下的总电流，单位A A；（6 6）风机功率）风机功率 电动机配用功率，电动机配用功率，w w；（7 7）制冷剂种类及充注量，例如）制冷剂种类及充注量，例如R R2222、dgdg；（8 8）使用电源）使用电源 单相单相220v220v、50Hz50Hz或三相或三相380v380v、 50Hz50Hz。2024/8/21309第四节第四节 空调的安装及工程验收要求空调的安装及工程验收要求一、机房专用空调的安装一、机房专用空调的安装二、房间空调器的安装二、房间空调器的安装三、空调设备的验收三、空调设备的验收四、通用空调验收可按以下项目进行检查四、通用空调验收可按以下项目进行检查2024/8/21310 第五节第五节 空调系统的使用与维护空调系统的使用与维护 一、空调设备的维护一、空调设备的维护 二、空调故障代码的使用二、空调故障代码的使用 三、识别空调假性故障三、识别空调假性故障 四、空调常见故障判断方法四、空调常见故障判断方法 五、制冷系统常见故障五、制冷系统常见故障2024/8/21311 一、铁塔的基本结构一、铁塔的基本结构 1. 1. 铁塔的验收铁塔的验收 2. 2. 铁塔基础的验收铁塔基础的验收 3. 3. 现场验收现场验收2024/8/21312第第1212章章 铁塔铁塔二、铁塔的维护二、铁塔的维护 1.1.铁塔安装工程的保养铁塔安装工程的保养 2.2.通信铁塔除锈和刷漆处理通信铁塔除锈和刷漆处理 3.3.涂漆的维护涂漆的维护 4.4.铁塔维护的具体内容铁塔维护的具体内容2024/8/21313 第一节第一节 基站接地系统的组成基站接地系统的组成n 目的：是为了保正通信质量并确保设备与人目的：是为了保正通信质量并确保设备与人身安全，基站必须有身安全，基站必须有良好良好的的接地装置接地装置, ,使使基站基站设备设备与与大地大地有良好的有良好的电气连接电气连接。n 通信电源接地按照功能可分为：通信电源接地按照功能可分为：工作接地工作接地 （例如（例如-48V-48V直流电源正极直流电源正极接地为接地为直流工作接地直流工作接地、交流电源中性线交流电源中性线接地为交流接地为交流工作接地工作接地）、）、 保护接地保护接地和和防雷接地防雷接地。 2024/8/21314第第1313章章 基站的接地与防雷基站的接地与防雷n 基站的接地采用联合接地方式：基站的接地采用联合接地方式： 是按均压、等电位原理，将基站各类设备的工作是按均压、等电位原理，将基站各类设备的工作接地、保护接地以及建筑防雷接地共同合用一组接地、保护接地以及建筑防雷接地共同合用一组接地体的接地方式。接地体的接地方式。n 联合接地系统：联合接地系统： 由接地体、接地引入线、接地汇集排和接地线组由接地体、接地引入线、接地汇集排和接地线组成。成。 如图如图13.113.1所示。所示。2024/8/213152024/8/21316图图13.1 13.1 基站接地系统基站接地系统一、接地体一、接地体n为使电流入地扩散而埋入地下与土壤成电气接触为使电流入地扩散而埋入地下与土壤成电气接触的金属部件被称为接地体。的金属部件被称为接地体。n联合接地方式的接地体由两部分组成：联合接地方式的接地体由两部分组成： 即建筑物内的钢筋和四周敷设的接地体，将它们即建筑物内的钢筋和四周敷设的接地体，将它们相互焊接在一起，构成接地体（地网）。相互焊接在一起，构成接地体（地网）。 二、接地引入线二、接地引入线n从接地体连接到接地总汇集排的导线，称为接地从接地体连接到接地总汇集排的导线，称为接地引入线，移动通信基站也可以采用截面积不小于引入线，移动通信基站也可以采用截面积不小于95mm95mm2 2的多股铜线的多股铜线 。 2024/8/21317三、接地汇集排三、接地汇集排n接地汇集线排：是与机房接地线相连接的接地主接地汇集线排：是与机房接地线相连接的接地主干线，它一端与接地引入线连通，另一端与接地干线，它一端与接地引入线连通，另一端与接地 体连接。体连接。 四、接地线四、接地线n各类设备的接地端与接地汇集排之间的连线，称各类设备的接地端与接地汇集排之间的连线，称为接地线。为接地线。n接地线不准用裸导线布放，要采用多股绝缘导线，接地线不准用裸导线布放，要采用多股绝缘导线，用单点接地方式，并尽可能短、直，截面积根据用单点接地方式，并尽可能短、直，截面积根据流过的最大电流确定。流过的最大电流确定。 2024/8/21318 第二节第二节 基站接地电阻要求基站接地电阻要求 移动通信基站的接地电阻应小于移动通信基站的接地电阻应小于55，对于年雷，对于年雷暴日小于暴日小于2020天的地区，接地电阻可以小于天的地区，接地电阻可以小于1010。一、接地电阻的测量一、接地电阻的测量 1.1.接地电阻的定义：接地电阻的定义： 工頻电流从接地体向周围大地散流时，土埌呈工頻电流从接地体向周围大地散流时，土埌呈现的电阻称为接地电阻（现的电阻称为接地电阻（R R0 0） R R0 0U U0 0/I/Id d 2. 2.接地电阻的测量方法接地电阻的测量方法: : 采用三极测量法和非接触测量法。采用三极测量法和非接触测量法。2024/8/213192024/8/21320谢谢！谢谢！