移动通信 原理与工程 薛鸿忠 fzxuehz@fj163.com.

Slides:



Advertisements
Similar presentations
第五节 函数的微分 一、微分的定义 二、微分的几何意义 三、基本初等函数的微分公式与微分运算 法则 四、微分形式不变性 五、微分在近似计算中的应用 六、小结.
Advertisements

2.8 函数的微分 1 微分的定义 2 微分的几何意义 3 微分公式与微分运算法则 4 微分在近似计算中的应用.
2.5 函数的微分 一、问题的提出 二、微分的定义 三、可微的条件 四、微分的几何意义 五、微分的求法 六、小结.
连接器技术发展趋势及因应策略 生产&营销副总经理 王跃轩 贵州航天电器股份有限公司.
信号与系统 第三章 傅里叶变换 东北大学 2017/2/27.
§3.4 空间直线的方程.
《解析几何》 -Chapter 3 §7 空间两直线的相关位置.
第八章 向量代数 空间解析几何 第五节 空间直线及其方程 一、空间直线的点向式方程 和参数方程 二、空间直线的一般方程 三、空间两直线的夹角.
3.4 空间直线的方程.
计算机网络课程总结 一、计算机网络基础 计算机网络定义和功能、基本组成 OSI/RM参考模型(各层的功能,相关概念, 模型中数据传输 等)
华为- B 产品类型:CPE 建议零售价格:799元 上市时间: 2014年2月21日 目标人群:家庭用户,提供LTE上网的业务
项目4 移动通信工程技术 李 伊
天线的基本知识 天线 1.1 天线的作用与地位 无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。
电磁场与电磁波实验简介 天津大学电子信息工程学院通信系 Jin Jie.
§5 微分及其应用 一、微分的概念 实例:正方形金属薄片受热后面积的改变量..
§5 微分及其应用 一、微分的概念 实例:正方形金属薄片受热后面积的改变量..
探索三角形相似的条件(2).
ZTE中兴—E8810 V2.0 产品类型:智能无线路由器 建议零售价格: 188元 上市时间:2016年12月
瑞斯康达—MSG1500 产品类型:路由器 建议零售价格:198元 上市时间:2017 年 3月
The CAN bus 李强.
现代电子技术实验 4.11 RC带通滤波器的设计与测试.
存储系统.
华为—E8372h- 155 外观设计 产品类型:数据卡 建议零售价格:299元 上市时间:2017年6月7日 目标人群:大众
实用组网技术 第一章 网络基础知识.
乐驾-车载无线终端-CARRO 产品类型:车载无线路由器 建议零售价格:¥599 江苏鸿信
Windows网络操作系统管理 ——Windows Server 2008 R2.
Windows网络操作系统管理 ——Windows Server 2008 R2.
SATT 系列300MHz~3.5GHz数控衰减器 仪器级的性能,极富竞争力的价格
SATT 系列10MHz~4GHz数控衰减器 仪器级的性能,极富竞争力的价格
CPU结构和功能.
§7.4 波的产生 1.机械波(Mechanical wave): 机械振动在介质中传播过程叫机械波。1 2 举例:水波;声波.
绿色圃中小学教育网 比例 比例的意义 绿色圃中小学教育网
第8章 静电场 图为1930年E.O.劳伦斯制成的世界上第一台回旋加速器.
2.1.2 空间中直线与直线 之间的位置关系.
第三章 辐射 学习单元2 太阳辐射.
看一看,想一想.
从物理角度浅谈 集成电路 中的几个最小尺寸 赖凯 电子科学与技术系 本科2001级.
线段的有关计算.
10.2 串联反馈式稳压电路 稳压电源质量指标 串联反馈式稳压电路工作原理 三端集成稳压器
实验4 三相交流电路.
晶体管及其小信号放大 -单管共射电路的频率特性.
一、驻波的产生 1、现象.
晶体管及其小信号放大 -单管共射电路的频率特性.
主要内容: 无线局域网的定义 无线传输介质 无线传输的技术 WLAN的架构 无线网络搭建与配置 无线网络加密配置
WPT MRC. WPT MRC 由题目引出的几个问题 1.做MRC-WPT的多了,与其他文章的区别是什么? 2.Charging Control的手段是什么? 3.Power Reigon是什么东西?
CDMA在越来越多的媒体中出现,正在全国甚至全球推广
§6.7 子空间的直和 一、直和的定义 二、直和的判定 三、多个子空间的直和.
3.1.2 空间向量的数量积运算 1.了解空间向量夹角的概念及表示方法. 2.掌握空间向量数量积的计算方法及应用.
第八章 总线技术 8.1 概述 8.2 局部总线 8.3 系统总线 8.4 通信总线.
天线 1.1 天线的作用与地位 无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。
Okamura-Hata模型仿真.
空间平面与平面的 位置关系.
《工程制图基础》 第五讲 投影变换.
GIS基本功能 数据存储 与管理 数据采集 数据处理 与编辑 空间查询 空间查询 GIS能做什么? 与分析 叠加分析 缓冲区分析 网络分析
四 电动机.
LCS之自由电子激光方案 吴钢
信号发生电路 -非正弦波发生电路.
3.8 局域网应用实例 某省劳动和社会保障网络中心组网实例 会议中心的无线组网实例.
第6章 均匀平面波的反射与透射.
第8章 创建与使用图块 将一个或多个单一的实体对象整合为一个对象,这个对象就是图块。图块中的各实体可以具有各自的图层、线性、颜色等特征。在应用时,图块作为一个独立的、完整的对象进行操作,可以根据需要按一定比例和角度将图块插入到需要的位置。 2019/6/30.
本底对汞原子第一激发能测量的影响 钱振宇
第三节 数量积 向量积 混合积 一、向量的数量积 二、向量的向量积 三、向量的混合积 四、小结 思考题.
《智能仪表与传感器技术》 第一章 传感器与仪表概述 电涡流传感器及应用 任课教师:孙静.
FVX1100介绍 法视特(上海)图像科技有限公司 施 俊.
B12 竺越
位似.
入侵检测技术 大连理工大学软件学院 毕玲.
2.5.3 功率三角形与功率因数 1.瞬时功率.
9.6.2 互补对称放大电路 1. 无输出变压器(OTL)的互补对称放大电路 +UCC
四路视频编码器 快速安装手册 1、接口说明 2、安装连接 3、软件下载 4、注意事项 编码器软件下载地址
Presentation transcript:

移动通信 原理与工程 薛鸿忠 fzxuehz@fj163.com

上节课的主要内容回顾 CDMA的信道 CDMA的主要流程

第三章 基站 3.1.基站的基本原理与分类 3.2. 不同制式移动通信无线网主要原理 3.3. 天馈线原理 3.4. 其它附属设备 Company Logo

3.2.3 CDMA2000 CDMA2000的特点 CDMA2000从窄带CDMA通信(即IS-95)标准上衍生出来的,运营商可以在CDMA网络直接平滑升级到3G标准。CDMA2000保持了与IS-95系统的后向兼容性,用户可以在升级网络中使用旧版手机。与此同时,CDMA200采用诸多先进技术,灵活支持各类高速数据传输能力和支持多媒体业务。 为加强对数据业务的支持,CDMA2000采用变长的正交Walsh函数。数据速率高的用户占用较短的正交函数,也就是较多的码信道资源;而数据速率低的用户占用较长的正交函数,即较少的码信道资源。这使得无线资源的利用可以比IS-95系统更为灵活,使空中无线资源的利用效率更高。

EVDO系统跟任何CDMA系统一样,支持软切换、更软切换(soft/softer handoff)。但是EVDO软切换跟1x话音有一个区别在于:对于话音系统,当一个手机处于软切换中时,反向有几条腿,前向就有几条腿;但是在DO系统中,当一个手机处于n方软切换时,反向跟话音一样有n条腿,而前向在任何时候只有一条腿。这样就导致了EVDO系统中一种特殊的切换:前向虚拟软切换(virtual soft handoff),它的定义是:在EVDO系统中,任何一个时刻对同一个AT,最多只有一个扇区(Serving sector)在给该AT发送数据,即只有一条腿;AT根据前向信道的好坏决定谁是当前的服务扇区(serving sector)。AT选择服务扇区的过程就是虚拟软切换,有时也称快速扇区选择(Fast Cell Site Selection)。 CDMA2000系统无线接口与CDMA系统相同,接口整体功能基本一致。 EVDO只作数据业务,不能传传统语音业务。

CDMA2000的信道构成 前向信道 为了有效地支持数据业务,1X/EV-DO系统的前向信道放弃了码分方式,而采用了时分方式。

从信道结构来看,前向链路由导频(Pilot)信道、媒体接入控制(MAC)信道、前向业务信道(FTCH)与控制信道(CCH)组成。MAC信道又包括反向活动(RAB)子信道与反向功率控制(RPC)子信道

反向信道 反向链路由反向业务信道(RTC)、接入信道(AC)构成。其中RTC信道由反向导频信道、MAC信道、响应信道(ACK)与数据信道(Data)构成。其中反向MAC信道又包括反向速率指示(RRI)信道和前向速率控制(DRC)信道,AC由导频信道与数据信道构成。

3.2.4 TD-SCDMA TD-SCDMA的特点 TD-SCDMA采用低码片速率:1.28Mcps(WCDMA的1/3),以及适合智能天线和同步CDMA TDD的帧结构,用智能天线+多用户检测联合算法降低系统干扰,有效提高容量和覆盖,达到全部资源同时工作的效果;TD-SCDMA采用和3GPP相同的调制、信道编码、交织和复接技术,提供不对称上下行业务,能灵活、自适应的上下行业务分配,特别适合各种变化的不对称业务(如无线因特网),功率控制和上行同步控制: 完全满足对3G 业务与功能的需求;频谱利用率高,时分双工方式可使用非对称频段,提高频谱利用效率,无需使用成对的频段;避免了CDMA系统常见的呼吸效应,无线网络对多业务覆盖均匀,易于网络规划和建设。

TD-SCDMA的信道构成 由用来传输控制平面信息的控制信道,和传输用户平面信息的业务信道构成。

控制信道 BCCH:广播系统控制信息的下行链路信道; PCCH:传输寻呼信息的下行链路信道; CCCH:在网络和终端之间发送控制信息的双向信道,它总是映射到FACH/RACH上; DCCH:在网络和终端之间传送专用控制信息的点对点的双向信道,该信道在UE建立RRC连接建立过程期间建立; SHCCH:网络和终端之间传输控制信息的双向信道,用来对上行/下行共享信道进行控制。 业务信道 CTCH:用来向全部或部分UE传输用户信息的点对多点信道; DTCH:专门用于一个UE传输自身用户信息的点对点双向信道。

TD-SCDMA的非接入层的信令流程与GSM相似

3.2.5 WCDMA WCDMA的特点 WCDMA采用直接序列扩频、FDD方式,原理上与CDMA2000基本一致,因此有与CDMA的所有特点:分集接收、呼吸效应、功控、扩频等特点,只是在技术细节上有差异,例如WCDMA每个载频采用5兆带宽,扩频码速率为3.84M/bps,高于CDMA2000和TD-SCDMA,基站之间可以异步工作,BTS之间无需GPS同步。

WCDMA的物理信道由载波频率、码(信道码和扰码)和相位共同确定。WCDMA逻辑信道与其它制式的移动无线网一样分为公共信道与业务信道。 公共信道(CCH)由同步控制信道(SCCH),广播信道(BCCH),寻呼信道(PCCH),专用控制信道(DCCH)等组成。业务信道由专用业务信道、公共业务信道等组成。

WCDMA无线接入网(UTRAN)设备包括: RNC(Radio Network Controller)无线网络控制器:主要负责接入网无线资源的管理,包括接纳控制、功率控制、负载控制、切换和包调度等方面 NodeB 节点B:主要功能是进行空中接口的物理层处理,如信道交织和编码、速率匹配和扩频等等。同时它也执行无线资源管理部分的内环功控;

WCDMA无线网络接口包括: 空中接口:终端(UE)和接入网(UTRAN)之间的接口,简称Uu接口,通常也称之为无线接口。无线接口协议主要是用来建立、重配置和释放各种3G无线承载业务的。不同的空中接口协议使用各自的无线传输技术(RTT)。现行的3G系统主要包括TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000,它们的主要区别体现在空中接口的无线传输技术上。 Iu接口:是连接UTRAN和CN之间的接口,也是无线网络和核心网之间的一个参考点。如同GSM的A接口一样,Iu同样也是一个开放接口,它将系统分成专用于无线通信的UTRAN和负责处理交换、路由和业务控制的CN两部分。 Iub接口:是RNC--Node B之间的接口,用来传输RNC和Node B之间的信令及无线接口的数据。 Iur接口:是两个RNC之间的逻辑接口,用来传送RNC之间的控制信令和用户数据。同Iu接口一样,Iur接口是一个开放接口。Iur接口主要为了支持RNC之间的软切换而设计。

第三章 基站 3.1.基站的基本原理与分类 3.2. 不同制式移动通信无线网主要原理 3.3. 天馈线原理 3.4. 其它附属设备 Company Logo

8防雷保护器 主馈线(7/8“) 5馈线卡 6走线架 4接地装置 3接头密封件 绝缘密封胶带,PVC绝缘胶带 1天线调节支架 GSM/CDMA 板状天线 抱杆(50~114mm) 2室外馈线 9室内超柔馈线 7馈线过线窗 基站主设备

3.3.1 天线 天线能辐射或接收无线电波,辐射时将高频电流转换为电磁波,将电能转换电磁能;接收时将电磁波转换为高频电流,将磁能转换为电能。移动通信系统中,空间无线信号的发射和接收都是依靠移动天线来实现的。天线对于移动通信网络来说,起着举足轻重的作用,如果天线的选择不好,或者天线的参数设置不当,都会直接影响到整个移动通信网络的运行质量。

天线 天 线:无线电波的发射和接收装置 天线分类:定向天线和全向天线 定向天线 全向天线

3.3.1.1 天线基本工作原理 无线通信的本质特点就是通过空间来传递信息,在无线通信系统中,接收天线的将分布在空间中的电波信号进行收集,再传给系统进行处理,发射天线将电波信号从系统的内部发射到空间中。从实质上讲天线是一种转换器,它可以把在封闭的传输线中传输的电磁波转换为在空间中传播的电磁波,也可以把在空间中传播的电磁波转换为在封闭的传输线中传输的电磁波。 导线载有交变电流时,就可以形成电磁波的辐射,辐射的能力与导线的长短和形状有关。

如果导线位置如由于两导线的距离很近,且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消,因而辐射很微弱。如果将两导线张开,这时由于两导线的电流方向相同,由两导线所产生的感应电动势方向相同,因而辐射较强。当导线的长度l远小于波长时,导线的电流很小,辐射很微弱。 当导线的长度增大到可与波长相比拟时,导线上的电流就大大增加,因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。

两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长。全长与波长相等的振子,称为全波对称振子。将振子折合起来的,称为折合振子。 一个1/2波长的对称振子 在 800MHz 约 200mm长 400MHz 约 400mm 长

3.3.1.2 基站天线的结构 所谓天线阵列就是将许多个天线按照一定的方式进行排列所形成的阵列,输入到每个天线的信号的幅度和相位都可以是不同的,这样通过合理控制各天线输入信号的幅度与相位,就可以得到所需要的天线特性。

在单元振子的后面是一块金属平板,作为反射面来提高天线的增益。 在结构上,用天线罩将单元振子和馈电网络密封,以保护天线不易损坏。天线罩的材料一般采用对电波的损耗较小,强度也较好的材料。而对天线进行美化也主要在天线罩上进行美化处理。

3.3.1.3 天线的关键参数 一、天线的输入阻抗 天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输出电流的比值。天线与馈线的连接,最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,这时馈线终端没有功率反射,馈线上没有驻波,天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量,即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,在日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗。驻波比:它是行波系数的倒数,其值在1到无穷大之间。驻波比为1,表示完全匹配,驻波比越高,表示阻抗越不匹配。

要获得良好的电性能阻抗必须匹配 电缆 50 ohms 天线 50 ohms 80 ohms

这里的反射损耗为 10log(10/0.5) = 13dB VSWR 是反射损耗的另一种计量 当馈线和天线匹配时,高频能量全部被负载吸收,馈线上只有入射波,没有反射波。馈线上传输的是行波,馈线上各处的电压幅度相等,馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。 而当天线和馈线不匹配时,也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时,负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收,而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。 朝前: 10W For older cellular systems, 14dB was usually considered adequate, but newer digital systems now require at least 16dB and preferably 18dB. 80 ohms 9.5 W 50 ohms 返回: 0.5W 这里的反射损耗为 10log(10/0.5) = 13dB VSWR 是反射损耗的另一种计量

二、天线的极化方式 所谓天线的极化,就是指天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。 天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向,当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,在接收过程中通常都要产生极化损失,例如:当接收天线的极化方向(例如水平或右旋圆极化)与来波的极化方向(相应为垂直或左旋圆极化)完全正交时,接收天线也就完全接收不到来波的能量,这时称来波与接收天线极化是隔离的。因此天线的是有方向性,即天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言,方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。

天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向 垂直极化 水平极化 水平极化:电场的方向平行于水平面 垂直极化:电场的方向垂直于水平面 + 45度倾斜的极化 - 45度倾斜的极化

天线的方向性 天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言,方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。

上旁瓣抑制 下旁瓣抑制 Sidelobes are extra beams that come about as the result of having more than one radiating element. More elements produce more sidelobes. Note that Deltec antennas usually only have one dipole in the horizontal direction and so there are no sidelobes on the horizontal pattern. However up to 10 elements may be used vertically, resulting in sidelobes. Eg: 4 element antenna 8 element antenna MTPA 4 pattern MTPA 8 pattern

随着新技术的发展,最近又出现了一种双极化天线。双极化天线分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式,性能上一般后者优于前者,因此目前大部分采用的是±45°极化方式。双极化天线组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线,并同时工作在收发双工模式下,大大节省了每个小区的天线数量;同时由于±45°为正交极化,有效保证了分集接收的良好效果

在这儿增益= 10log(4mW/1mW) = 6dBd 三、天线的增益 增益是指在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比,即功率之比。增益一般与天线方向图有关,方向图主瓣越窄,后瓣、副瓣越小,增益越高。 The wavefront overlaps away from the antenna causing the signal concentrate along the horizontal axis. Above and below this axis the wavefronts separate, and the signal falls off. Far enough away and the wavefronts cancel each other out and you get a null. 在这儿增益= 10log(4mW/1mW) = 6dBd

利用反射板可把辐射能控制聚焦到一个方向 反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线 5In this example the “sector” is delivering 8mW to the distant receiver, compared with 4 mW from the “omni” with 4 dipoles and 1mW from a single dipole. Satellite antennas use a very large reflector to get a very narrow beam (cf a spotlight) 在我们的“扇形覆盖天线”中,反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。 这里, “扇形覆盖天线” 与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW) = 9dBd

增益单位 dB是一个表征相对值的值,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,按下面计算公式:10lg(甲功率/乙功率) [例1] 甲功率比乙功率大一倍,那么10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3dB。也就是说,甲的功率比乙的功率大3 dB。 [例2] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。 [例3] 如果甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则可以说,甲比乙大6 dB。 [例4] 如果甲天线为12dBd,乙天线为14dBd,可以说甲比乙小2 dB。

天线增益单位 dBi与理想的点源全向天线相比的dB增益 dBd与半波偶极子天线相比的dB增益 0dBd=2.15dBi

理想的点源全向天线和半波偶极子天线的辐射图 2.15dB 理想点源(无耗均匀辐射器) eg: 0dBd = 2.15dBi 半波振子

四、天线的波瓣宽度 波瓣宽度是定向天线常用的一个很重要的参数,它是指天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角的宽度(天线的辐射图是度量天线各个方向收发信号能力的一个指标,通常以图形方式表示为功率强度与夹角的关系,在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣,其中最大的瓣称为主瓣,其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度,主瓣瓣宽越窄,则方向性越好,抗干扰能力越强。),又称为半功率(角)瓣宽。天线垂直的波瓣宽度一般与该天线所对应方向上的覆盖半径有关系。因此,在一定范围内通过对天线垂直度(俯仰角)的调节,可以达到改善小区覆盖质量的目的,这也是在网络优化中经常采用的一种手段。

在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣,其中最大的瓣称为主瓣,其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度。称为半功率(角)瓣宽。主瓣瓣宽越窄,则方向性越好,抗干扰能力越强。 3dB 波束宽度 方位即水平面方向图 10dB 波束宽度 - 3dB点 - 10dB点 60° (eg) 峰值 120° (eg) 峰值 The beamwidth specifications define the shape of an antennas main beam. The narrower the beam the higher the gain. - 3dB点 - 10dB点 Peak - 3dB Peak - 10dB 15° (eg) Peak 32° (eg) Peak Peak - 3dB Peak - 10dB 俯仰面即垂直面方向图

3.3.1.4几种主要天线 1.机械天线 使用机械调整下倾角度的移动天线。机械天线与地面垂直安装好以后,如果因网络优化的要求,需要调整天线背面支架的位置改变天线的倾角来实现。 特点: 在日常维护中,如果要调整机械天线下倾角度,整个系统要关机,不能在调整天线倾角的同时进行监测。 机械天线调整天线下倾角度也比较麻烦,一般需要维护人员爬到天线安放处进行调整。 机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值,同实际最佳下倾角度有一定的偏差。

2.电调天线 特点: 指使用电子调整下倾角度的移动天线。 电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位,改变垂直分量和水平分量的幅值大小,改变合成分量场强强度,从而使天线的垂直方向性图下倾。 特点: 电调天线辐射波形赋形明显好于机械天线,能够降低呼损,减小干扰。 电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整,实时监测调整的效果 调整倾角的步进精度也较高(为0.1°),因此可以对网络实现精细调整。

为使波束指向朝向地面 无下倾 电下倾 机械下倾

 3.双极化天线 双极化天线两个天线为一个整体,传输两个独立的波 V/H (垂直/水平) 倾斜 (+/- 45°)

。双极化天线组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下,因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量,降低了对安装平面的要求。以前的GSM数字移动通信网的定向基站(三扇区)要使用9根天线,每个扇形使用3根天线(空间分集,一发两收),如果使用双极化天线,每个扇形只需要1根天线完成极化分极、一发两收。

隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例 在这种情况下的隔离为 10log(1000mW/1mW) = 30dB 1000mW (即1W) 1mW

3.3.1.5 天线新技术 1、动态多波束天线系统 (AMBA) 将产生多波束的阵列天线与基站(BTS)的射频前端集成在一起,可以调整的更多子波束参数,具有多波束形成,波束方向可控,波瓣宽度可控,波束距离可控。

优点: AMBA所提供的良好的覆盖可控形,有利于网络规划和优化质量, 可达到更佳的抑制干扰,能力,提高系统容量的作用。

2.智能天线 智能天线原名自适应天线阵列(Adaptive Antenna Array),最初应用于雷达、声纳、军事方面,主要用来完成空间滤波和定位,相控阵雷达就是一种较简单的自适应天线阵。 智能天线系统通过数字信号处理技术与自适应算法,能动态地在覆盖空间中形成针对特定用户的定向窄波束。基站通过智能天线可在整个小区内实时跟踪终端的移动。 阵元 定位安装板 支撑杆

智能天线的优点: 提高功率利用率,降低损耗 更加的覆盖范围和系统容量 提高系统可靠性 更高的数据传输速率 对运营商而言具有更大的价值:传统天线信号的绝大部分信号能量被浪费,并且变成了其它信号的干扰源,自适应智能天线信号将能量集中于用户,从而滤除干扰提高信号质量。

随着城市化建设要求的不断提高以及人们“绿化环保”的意识不断增强,美化天线在移动通信基站中应用将会成为一种趋势。 3.美化天线 美化天线也可称作“伪装天线”,即在不增大传播损耗的情况下,通过各种手段对天线的外表进行伪装、修饰来达到美化的目的,既美化了城市的视觉环境,也减少了居民对无线电磁环境的恐惧和抵触,同时也可以延长天线的使用寿限,保证通信的质量。 随着城市化建设要求的不断提高以及人们“绿化环保”的意识不断增强,美化天线在移动通信基站中应用将会成为一种趋势。

天线美化没有规定的模式和方法,可随着环境的改变而采取灵活的方式,但其根本的目的是将天线融入到其所在的环境之中去,可以根据天线实际安装的环境来选取适合要求的美化方式。目前对美化天线的分类,按使用场景分,可分为三类:宏基站天线、小区覆盖天线、室内覆盖天线。

3.3.1.6天线选择原则 天线是无线信号与基站之间的接口,在整个无线网络中起着很重要的作用。应根据自己移动网的覆盖,话务量,干扰和网络服务质量等实际情况,选择适合本地区移动网络需要的移动天线。天线的正确安装,天线参数的正确调整(包括天线高度、俯仰角、方位角),对无线网络的信号质量有着很大的影响,能够较为有效的改善系统的掉话率,接通率。阻塞率等运行质量指标,改善无线信号及无线环境。

3.3.2 馈线 通信工程中,基站天线口到天线之间具有一定的空间距离,需要信号传递的媒介来连通。连接天线和发射(或接收)机输出(或输入)端的导线称为传输线或馈线。馈线的主要任务是有效地传输信号能量。

无限长传输线线上各点电压与电流的比值等于特性阻抗,用符号Z表示。同轴电缆的特性阻抗一般为50欧姆或者75欧姆。 3.3.2.1 馈线系统主要参数 1、馈线的特性阻抗 无限长传输线线上各点电压与电流的比值等于特性阻抗,用符号Z表示。同轴电缆的特性阻抗一般为50欧姆或者75欧姆。

2、馈线衰减常数 信号在馈线里传输,除有导体的电阻损耗外,还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。因此,应合理布局尽量缩短馈线长度。损耗的大小用衰减常数表示。单位用分贝(dB)/米或分贝/百米表示。

3、匹配的概念 馈线终端所接负载阻抗Z等于馈线特性阻抗Z。时,称为馈线终端是匹配连接的,此时天线能获得最大射频功率。在实际工作中,天线的输入阻抗还会受周围物体存在和杂散电容的影响。为了使馈线与天线严格匹配,在架设天线时还需要通过测量,适当地调整天线的结构,或加装匹配装置。

4、反射损耗 当馈线和天线匹配时,射频能量全部被负载吸收,馈线上只有入射波,没有反射波。而当天线和馈线不匹配时,也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时,负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收,而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。入射波与反射波叠加的合成波称为驻波。通过驻波系数衡量天线的匹配情况。

3.3.2.2 馈线分类和选用原则 馈线的性能质量直接影响移动通信网络的覆盖和服务质量,必须根据地理环境和服务要求需要合理应用。 合理选择天线安装位置和机房,减少馈线走线长度,并选用传输损耗小的馈线,以减少传输损耗。选择馈线时,其阻抗、衰耗、工作频段等指标与基站设备相适应。常用的馈线类型包括1/2″、7/8”、5/4” 等馈线(根据射频同轴电缆根据线径来命名)。 应根据实际工程中馈线的长度和施工条件合理选择。一般情况下在干线使用7/8”馈线(损耗较小),若馈线长度过长(超过100 m),可考虑使用5/4”馈线。为了便于工程安装,在支路上,采用1/2”超柔电缆。

第三章 基站 3.1.基站的基本原理与分类 3.2. 不同制式移动通信无线网主要原理 3.3. 天馈线原理 3.4. 其它附属设备 Company Logo

3.4 其它附属设备 移动基站具有如下特点: 3.4.1 直流供电系统 (1)交流供电复杂。有的为三相供电,有的为单相供电,有的是国电专线送达,但同样存在如高压送达至专用变压器,变压器的容量大小及低压侧的线路距离问题;有的则可能直接并接在农网、居民生活用电线路或厂矿企业的生产用电线路上;从而可能导致供电质量差,如电压波动范围很宽,电压突变情况经常发生,经常频繁停电等。 (2)基站数量多、分布广、站点环境差异大。为了网络覆盖而不得不将大量基站建在野外高山上、民房制高点、高温高湿区等,从而不仅导致交流供电难度大,还导致雷击的机率升高、高温高湿致使设备运行稳定性及寿命降低、故障率升高等。 (3)无人值守。一旦出现问题不仅人工干预维修及恢复的直接成本高,而且如未能及时发现而‘倒站’,将带来用户感知度差及间接经济损失的影响。

移动基站使用的高频开关电源和蓄电池组,实现直流不间断供电。

室外天线架设方式主要有下列几种: 3.4.2基站天线架设方式 屋顶塔方式。在建筑物高度不够时,安装于建筑物天面上的铁塔,高度在10米至25米。 增高架方式。一般由三根或四根直立铁杆加上连接件构成。 落地通信杆方式。落地通信杆由三至五节高强度铁管连接而成,直接安装于地面钢筋混凝土基础上,高度在20至50米之间。 落地铁塔方式。落地铁塔是安装于地面或机房(为一层或二层)天面上的铁塔 其它方式。根据实际情况采取的特殊架设方式,如天线直接安装于建筑物外墙或悬挂于窗户旁等

传输网是透明传送通信信号的网络,它是以光纤传输网为主体,辅以无线、微波、卫星等传输方式的立体网络。 3.4.3 传输 传输网是透明传送通信信号的网络,它是以光纤传输网为主体,辅以无线、微波、卫星等传输方式的立体网络。

有问题吗?