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GSM无线网络原理

归档日期:11-02       文本归类:地空通信      文章编辑:爱尚语录

  GSM无线网络原理_信息与通信_工程科技_专业资料。GSM无线 手机状态 为不影响他人听课,请在整个 上课过程将手机设置在静音 或振动状态 课程大纲 模拟第一代移动通信(1G) 数字第二代移动通信(2G) GPRS网络

  GSM无线 手机状态 为不影响他人听课,请在整个 上课过程将手机设置在静音 或振动状态 课程大纲 模拟第一代移动通信(1G) 数字第二代移动通信(2G) GPRS网络介绍(2.5G) EGPRS网络介绍(2.75G) 天线基础知识 移动通信技术的演进 第一代 第二代 第三代 数字技术 模拟技术 IMT-2000 (ITU) 数字技术 例如: GSM, CDMA (IS95) 例如: TACS, AMPS UMTS (WCDMA, TDSCDMA), CDMA 2000 1990 全球移动通信系统 2000 移动通信技术的演进 ? 在开始下面的课程之前,我们首先了解一下多址接入的概念,常用的 多址接入根据不同的特点可分为:FDMA、TDMA、CDMA。 ? FDMA:频分多址技术,即不同的用户占用不同的频率,通过不同的频 率来区分不同的用户。 ? TDMA:时分多址技术,即不同的用户占用不同的时间,通过不同的时 间段来区分不同的用户 ? CDMA:码分多址技术,所有的用户都占用同样的时间和频率,但之 间有不同的特征。这个特征为不同的编码 模拟第一代移动通信(1G) 美国的AMPS(先进移动电线MHZ,FDD 北欧的 NMT(北欧移动电线MHZ,FDD 英国的TACS(全接入通信系统) –工作频段: 900MHZ ,FDD 日本的NTT(日本电话和电报) –工作频段: 900MHZ ,FDD 第一代移动通信在我国的应用 ? 大哥大(1G)即第一代模拟移动电线年左右上马的, 当时中国正在改革开放初期,香港、澳门已用的比较广泛了,所 以对临近的广州、深圳影响大,中国1G(大哥大)最早是在广东开 始,所用的模拟移动电话是采用的欧洲TACS系统。 ? 由于当时的电池容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成 电路的发展状况等等制约,1G网络的手机外表四四方方,只能成 为可移动算不上便携,很多人称呼这种手机为“砖头”或是黑金 刚等。 ? 当时要搞到一部手机可不容易,官价是一万五千元左右,很难买 到,要走“后门”或是其它方法才能购到,一般要在二万五千元 左右,并且线元/分钟左右。因此,“大哥大” 手机是一种人的身份代表,不少老板手拿一斤多的半个砖头大小 的手机,往饭桌上一放,让你刮目相看,很可能一项合同凭这个 手机所代表的身份就能谈成,因为你会认为他了不起,是大款。 第一代移动通信的共同特点 1G 移动网的共同特点 ? ? ? ? ? ? ? ? 采用FDMA的接入方式,用户独占一个频率资源 FDD双工方式 调制方式为调频 业务种类单一:语音 系统保密性差 频谱利用率较低 有限的漫游 接口开放性差(除空中接口外全部是内部接口) 总之,1G网络只能进行语音通信,无法支持各种移动智能和数 据业务,通信盲区比较多,收讯效果不稳定,且保密性不足,无线 带宽利用不充分。此中手机类似于简单的无线电双工电台,通话是 锁定在一定频率,所以使用可调频电台就可以窃听通话。 新蜂窝网络的背景与需求 新蜂窝网络的背景与需求 ? 移动电话首先是从欧洲兴起的,八十年代初期,欧洲各国使用的许多 移动电话系统各不相同且是互不兼容的。由于对电信服务的需求日益 增加,人们逐步认识到移动电话系统的这种各不相同,而且互不兼容 的特性阻碍了移动通信的发展。为此,欧洲邮电管理会议CEPT专门成 立了一个小组,为西欧规划一个公共移动通信系统。该小组被命名为 “移动通信特别小组”,从此系统也被称为GSM。 新蜂窝网络的标准要求 新蜂窝网络的标准要求 主 要 的 要 求 : 其 它 要 求 : ? 每 个 国 家 应 该 拥 有 泛 欧 若 干 网 络 运 营 者 , 良 好 的 语 音 质 量 这 将 在 费 用 和 提 供 的 业 务 上 引 入 竞 争 。 无 线 频 率 的 有 效 使 用 ? 系 统 必 须 是 一 个 开 大 容 量 放 系 统 -- 在 不 同 的 与 ISDN 兼 容 系 统 部 件 之 间 包 含 良 好 定 义 的 接 口 。 与 其 它 数 据 通 信 规 范 ? GSM 网 的 构 建 不 会 引 兼 容 起 已 经 存 在 的 公 用 对 用 户 和 传 输 的 信 息 交 换 电 话 网 (PSTN)任 保 持 良 好 的 安 全 性 何 大 的 变 动 数字第二代移动通信(2G) 第二代数字网络的典型代表 ? 欧洲的GSM(全球移动通信系统) ? 美国的窄带CDMA(IS - 95) 采用不同技术的移动用户的分布 Total:1383M, GSM:75% Global Subscriber By Technology W-CDMA 0% US TDMA 8% iDEN 1% Analogue 2% CDMA 14% GSM 74% PDC 1% Analogue CDMA GSM PDC US TDMA W-CDMA iDEN GSM的优点 GSM优点 ? GSM 无 平 ?全 ?语 ?由 的 ?在 上 ?巨 价 ? 能 有 效 地 使 用 无 线 频 率 , 并 且 由 于 采 用 数 字 线 通 道 , 系 统 能 容 许 更 多 的 区 间 干 扰 。 均 话 音 质 量 比 现 有 的 模 拟 系 统 更 高 。 网 络 支 持 数 据 传 输 。 音 加 密 和 用 户 信 息 安 全 性 得 到 保 证 。 于 与 ISDN 的 兼 容 性 , 较 之 模 拟 系 统 可 提 供 新 业 务 。 涉 及 到 的 所 有 国 家 范 围 内 , 国 际 漫 游 在 技 术 成 为 可 能 。 大 市 场 加 剧 了 竞 争 , 并 且 降 低 了 投 资 和 使 用 格 。 GSM的频段 ? ? ? 我国陆地蜂窝数字移动通信 网GSM通信系统采用900MHz与1800MHz频段: GSM900MHz频段为:890~915(移动台发,基站收),935~960(基站发,移动台收); DCS1800MHz频段为:1710~1785(移动台发,基站收),1805~1880(基站发,移 动台收); GSM系统频率资源 GSM 900 : 890 915 双工距离 : 45 MHz 935 960 GSM 1800 : 1710 1785 双工距离 : 95 MHz 1805 1880 信道间隔: 200kHz 暂未分配 运营商 A 运营商 B A B GSM900/1800 异同比较 ? ? GSM 900 and GSM 1800 就像一对孪生兄弟 GSM 900 l l l l l GSM 1800 频率带宽 信道数 信道间隔 接入技术 手机功率 890...960 MHz 1710...1880 MHz 124 200 kHz TDMA 2W 372 200 kHz TDMA 1W GSM900 和 GSM1800没有很大区别,通信机制完全一样 空中接口逻辑信道 GSM900 and GSM1800 的逻辑信道划分是一样 的 逻辑信道 通用信道 (CCH) 专用信道 (DCH) 广播控制信道 (BCCH) 通用控制信道 (CCCH) 控制信道 话音信道 (TCH) FCH SCH BCCH (系统消息) PCH AGCH RACH SDCCH FACCH SACCH TCH/F TCH/H TCH/9.6F TCH/ 4.8F, H TCH/ 2.4F, H 各逻辑信道作用示意 关机状态 搜寻频率校正脉冲 搜寻同步脉冲 解读系统消息 侦听寻呼消息 发送接入脉冲 信令信道分配 呼叫建立 话音信道分配 通话 呼叫释放 FCCH SCH BCCH PCH RACH AGCH SDCCH FACCH TCH FACCH 空闲状态 专用模式 空闲状态 GSM系统结构 BTS Um Abis BSC A MSC SMSC ISDN/PSTN Network Air BTS BTS HLR/AuC EIR Air GSM系统结构 系统框图 ADC OMC ABIS Um BSS A NSS NMC OMC OSS EIR BTS MS BTS BTS BSC MSC VLR AUC HLR MS SS7 PLMN PSTN ISDN GSM系统结构 交换机 基站控制 器 基站控制 器 基站控制 器 BCF BCF 基站 基站 载频 载频 载频 基站 一个通信信 道 时隙 时隙 时隙 时隙 时隙 时隙 时隙 时隙 GSM系统结构 GSM系统的组成 MS(移动台) BSS(基站子系统) MS 空中接口 A BSS NSS O&M NSS(交换子系统) NMS(网络管理子系统) NMS GSM网络各子系统的组成 ? NSS:网络交换子系统 。主要由HLR、MSC、 VLR、AC、EIR组成。 ? BSS:基站子系统 。主要由BSC、BTS、TCSM组 成。 ? NMS:网络管理子系统。主要由若干工作站、服 务器和路由器组成。 GSM网络各子系统的作用 网络各子系统的作用 ? NSS:网络交换子系统。负责执行呼叫控制功能。比如, 管理一个呼叫的建立,保持,释放,以及这个呼叫的计费 信息。 ? BSS:基站子系统。充当手机用户和NSS之间的一个接口。 同时,它还对无线接口和基站子系统中的各网络元素之间 的传输链路进行控制。 ? NMS:网络管理子系统。管理整个GSM网络。它包括告 警管理以及反映网络性能的一些测量和统计报告。 在移动通信网中,用户可以到处移动, 在这样的情况下,如何保持连接呢?在切换功 能的帮助下,保持移动用户的话务连接成为可 能的。 以下我们引入盲区和切换的概念。 25 盲区的概念 B 切换的概念 当用户从一个小区覆盖的区域移动到另一个小区时,必须要建立与目标小区的新连接,释放 与旧小区的连接。 A B 执行切换的两个原因 ? 由于通信原因引起的切换 ? 当小区的容量接近最大值时,小区边缘的移动台可 能被切换到通信负荷较低的相邻小区。 ? MSC作出开始切换的过程 ? 由于信号质量和强度引起的切换 ? 当一个移动用户在通话过程中移动时,他可能从一个小区移 动到另一个小区 ? 移动台被切换到新的小区 ? 由BSC控制当前小区作出切换的决定,执行切换 28 切换的四种类型 ? ? ? ? 小区内部切换。 同一BSC之内,不同小区之间的切换。 同一MSC之内,不同BSC之间的切换 不同MSC之间的切换 29 小区内部切换 小区内部切换 基站 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 同一BSC内,不同小区间的切换 BSC 同一MSC之内,不同BSC之间的切换 BSC MSC BSC 不同MSC之间的切换 MSC BSC MSC BSC 下面我们将举例说明几种简单的通线 手机拨打固定电话 百花路分局 中原路机房 4 5 3 市 话 交 换 机 移 动 交 换 机 1 基 站 控 制 器 2 手机拨打固定电话 手机拨打固定电线.一个用户想用手机拨打固定电话,手机通知基站要进行通 线.基站通知基站控制器有用户要进行通线.基站控制器通知交换机有用户要通线.交换机检查用户要拨叫的号码,得知用户要呼叫百花路分 局管辖的一个用户,并和百花路分局的交换机进行联系 ? 5.百花路分局的交换机通知被呼叫的用户,被呼叫用户的电 话振铃 GSM网的基本设备(1) Insite ? 基站 ? 为手机用户 提供接入 GSM网络, 即给手机用 户提供无线 信道。 Metr osite Prim esite OUTDOOR Streetlevel Rooftop Citytal k Flexita lk+ Citys ite GSM网的基本设备(2) ? 基站控制器 ? 对基站进行管理和控 制、分担交换机的工 作量 38 GSM网的基本设备(3) ? 交换机 ? 负责为手机与手机, 手机与固定电话之间 进行通信提供电路。 39 GSM特色业务——LBS 基于位置的业务(LBS--Location Based Service )是通过GSM 网络获取 移动终端用户的位置信息(经纬度坐标),在电子地图平台的支持下,为 用户提供相应服务的一种增值业务。随着移动电话成为我们的生活中不可 或缺的一部分,移动定位服务的重要性逐渐凸显出来。 开通了基于位置的 业务,终端用户就可以方便地获知自己目前所处的位置,并用终端查询他 附近各种场所的信息:我在哪里、离我最近的医院在哪儿、我周围有哪些 银行、从这里到某地怎么走、我的好朋友现在的位置、紧急救助、老人跟 踪、车队管理……基于位置业务的巨大魅力在于能在正确的时间、正确的 地点、把正确的信息发送给正确的人。 LBS的定位技术 利用GSM 网络所采用的定位技术: — Cell ID — E -OTD — A -GPS LBS的定位技术 Cell ID 定位技术特点: ? 开放的标准; ? 实现简单:手机不需要增加专门的定位功能,网络不需要专门的定位 测量设备; ? 定位响应时间快,一般3s ; ? 定位精度取决于小区覆盖半径,市区平均在300 ~500 米。 E -OTD 定位技术特点: ? 标准技术; ? 需要修改现有GSM 手机软件; ? 网络侧需要增加定位测量单元(LMU )和SMLC 。 ? 定位精度一般在100 ~150 米。 LBS的定位技术 A -GPS 定位技术特点: ? ? ? 标准技术; 定位精度高,精度一般在10 ~50 米;用户需更换新的手机; 相比传统GPS 定位有明显优势:手机成本低、功耗低、灵敏度更高;启动定 位时间短(一般在10s 以内),卫星捕获时间快; ? ? 网络侧的投资较大,需新增SMLC ; 在遮挡和多径严重环境下定位精度将明显恶化,在室内一般不能定位,在城 区的定位精度会恶化,与其他定位方法(如E-OTD 或CELL ID )相结合能够 使定位性能有所改善。 GSM系统的不足 1、容量不足、频谱利用率低,导致频率资源紧张; 2、数据传输速率低(只有9.6Kb/S),无法满足人们的多媒 体移动通信。 GPRS简介 什么是GPRS? GPRS(General Packet Radio System,通用分组无线 系统)是在现有的GSM移动通信系统基础上发展起来的 一种移动分组数据业务。GPRS通过在GSM数字移动通信 网络中引入分组交换的功能实体,以完成用分组方式 进行的数据传输。GPRS系统可以看作是对原有的GSM电 路交换系统的基础上进行的业务扩充,以支持移动用 户利用分组数据移动终端接入Internet或其它分组数 据网络的需求,是第二代数字移动通信网向三代通信网 演进的2.5代网络。 演进主要体现在以下两方面: 电路型业务向分组型业务的转化 窄带业务向宽带业务的转化 GPRS系统组成 PSTN 公用电话网 HLR/AUC MSC/VLR 归属位置寄存器 用户鉴权中心 PDN 公用数据网 Gi GGSN GPRS网关支持节点 Internet 因特网 GGSN 移动交换中心 访问位置寄存器 Gr Gn Gb SGSN GPRS服务支持节点 BSC 基站控制器 PCU 分组控制单元 BTS 基站 BSS 基站系统 Um GPRS Mobile GPRS的实现 GPRS的实现 一、在GSM系统中引入3个主要组件 SGSN: GPRS服务支持节点 (Serving GPRS Supporting Node) GGSN: GPRS网关支持节点 ( Gateway GPRS Support Node) PCU: 分组控制单元(Packet Control Unit) 二、对GSM的相关实体进行软件升级 HLR MSC BSC GSM与GPRS的区别:不同的交换技术 GSM: 电路交换 GPRS: 分组交换 电路交换(GSM) 1)开始呼叫建立 A 2)信令传输 A 3)路由建立 A B B 分组交换(GPRS) 1)信息传输路由I A 信息 B 2)信息传输路由II,释放路由I A 信息 B B 4)传送信息到B端 3)信息传送到B端,传输路 由III,释放路由II A B 信息 A 信息 B 电路交换和分组交换原理比较 电路交换与分组交换的区别 ? 电路交换 ? 优势:传输时延小 交换机对信息处理方面开 销小,信息格式和编码方 法不受限制 ? 不足:网络资源利用率低 ? 适用:话音通信之类的交 互式实时通信 分组交换 优势: 网络资源利用率高 数据传输可靠性高 不足: 数据传输效率低 数据格式受到限制 适用: 突发性的数据传输 GPRS的特点和技术优势 ? GPRS可利用现有的无线覆盖,为用户提供端到端的分组 交换和传输方式的数据业务。 ? 分组型数据与电路型数据的最大区别就是多用户对信道 的共享,同时GPRS在无线资源分配上采用了动态信道分 配方式,仅在有效数据通信时占用物理信道资源,通信保 持时并不占用,因此提高了频率资源利用率,降低了通信 成本。 GPRS的特点和技术优势 ? GPRS具有多种服务质量(QoS),可支持多种数据应用 QoS的参数:优先级、可靠性、时延、数据速率等。 对 于数据速率,GPRS支持4种编码方式C1(9.06kbps)、 C2(13.4kbps)、C3(15.6kbps)、C4(21.4kbps)和多时隙 (1-8个时隙)合并传输,使数据速率从9kbps,最高可 达 171kbps。 GPRS的特点和技术优势 ? GPRS的核心网络顺应通信网络的发展趋势,为GSM网向 第三代演进打下基础。 ? GPRS核心网络的网络层采用了IP技术,底层可采用多种 传输技术,一方面可与高速发展的IP网(Internet网)实现 无缝连接,另一方面可顺应通信网的发展趋势, 因为第 三代移动通信网的核心网同样是建立在IP网基础上的。 GPRS终端的分类 ? Class A GPRS终端分类 ? Class B – 同时支持GPRS和电路交换(包括短消息SMS) – 用户能够同时作语音和数据服务的呼叫计被叫 – 语音和数据服务均需要最少一个独立无线信道 – 支持GPRS和电路交换 – 在同一时间,只能够提供语音或数据其中一种服务 – 只能够连接一种服务(语音或数据服务) – 需要利用手机菜单(Menu/Default)或按键更改服务类型(语音、数 据) 目前国内主要支持GPRS的手机几乎全部采用CLASS B类型 ? Class C GPRS的下载速率 GPRS理想传输速率可达171kbps,要求的是一个用户 占用8个时隙,采用CS-4编码方式。目前网络设备和手机 最多只有4个时隙能力,我们一般使用的手机都只有3个时 隙能力,并且我们的网络只能提供速率较低的CS-1或者 CS-2编码方式。所以即使不考虑其他因素,用户能够使用 的速率上限也在30-40kbps左右,平均使用速率在20kbps 左右,与用户期望差别较大。 EDGE技术介绍 ? EDGE = Enhanced Data rates for Global Evolution ? EGPRS是GPRS的演进技术,使用了许多3GPP规范中的定 义,如调制/解调技术,编码技术,链路适配技术等,使 得EGPRS的数据传输速率得到很大提高。因此,EGPRS也 被称为2.75G的技术。 ? EDGE技术与GPRS技术的主要区别在无线PSK调制方式、HARQ和可变发送窗口等手段加强了无 线信道使用效率,也就是增加了信道带宽,减少了重传 和等待时间; GPRS与EGPRS的码型 GPRS有码型CS-1...4.所有都用GMSK调制技术 EGPRS有九种码型,MCS-1...4用GMSK, MCS-5...9用8-PSK GMSK调制方式,1bit/符号;8PSK调制方式,3bit/符号,因此理论上说 ,EPGRS的数据速率是GPRS的3倍 EDGE技术对网络维护提出新的需求 更多的处理单元 提 EDGE functionality in 供更大的数据处理能 the network elements 力 SGSN GGSN BTS EGPRS TRX 为EGPRS EDGE capable TRX, 提供支持如何保障 EDGE用户得到更好 GSM compatible 的感受 Gn BSC Gb A MSC A-bis BTS EDGE capable EGPRS 终端,提 terminal, 供话务量 GSM compatible 更大的接口容量才能支持更多的数据流量 More capacity in interfaces Abis接口信道资源如何配置 to support higher data usage EGPRS/GPRS速率对比 EDGE是GPRS的演进技术,采用了新的调制/解调技术,编码技术, 使得EDGE的数据传输速率得到很大提高。 EDGE 理论最大速率为473.6kb/s 实际FTP下载速率为200kb/s 网页打开时长为7-8秒 相差3倍 相差5倍 相差3倍 GPRS 理论最大速率为172kb/s 实际FTP下载速率为40kb/s 网页打开时长为20-30秒 EDGE对无线环境的要求比GPRS要高,信号质量对EGPRS下载 速率影响很大。 不同的业务应用所需要的EDGE带宽不一样,影响用户使用的感 知。根据多用户业务测试,同一小区数据用户数量的多少是影响 该小区接入速率的重要因素,随着同时接入的用户增加,每用户 下载速率逐渐降低。 市场常见支持EDGE的手机 ? 诺基亚:N系列N70、N72、N73、N95;其他 3200、 3250、 6300、6820、6170、6681、 7710等 ? 摩托罗拉:V8、W510、E375、A835、V360 ROKR Z6 、SLVRL71等 ? 索尼爱立信:W580C、W300c、W810C等 ? 三星 :E848、 E898、E258、G608、D908等 EGPRS/GPRS下载速率对比 备注:金凯悦与市政府基站下载速率较慢,下一步将重点优化 (目前已优化完毕) EGPRS/GPRS下载速率对比 由EGPRS/CDMA的定点测试可以看出: ? ? ? ? EGPRS的最大下载速率均值为 CDMA的最大下载速率均值为 EGPRS的平均下载速率均值为 CDMA的最大下载速率均值为 最大下载速率 平均下载速率 198.3 100.98 101.19 32.82 kbps kbps kbps kbps 结论: EGPRS = 2倍 CDMA EGPRS = 3倍 CDMA 常用单位辨析 ? 日常表征功率常用w、mw等单位,但是在实际工作当中不方便,于是引 入了dbm,db,dbi,dbd等单位 ? 定义:发射功率P为1mw时,折算为dBm后为0dBm 公式为:10*lg(P/1mw) 1w=30dBm 5w=37dBm 2w=33dBm 10w=40dBm ? dBi和dBd是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值, 但参 考基准不一样。dBi的参考基准为点信号源,dBd的参考基准为偶极子, 所以两者略有不同。 dBi= dBd+2.15 常用于天线增益 ? 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戒小多少个 dB时,按下面计算公式:10lg(甲功率/乙功率) 天线基础知识 ? 内容介绍 ? ? ? 天线理论基础知识 不同天线的适用范围及特点 工作中的注意事项 天线 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,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。 天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求 等不同情况下使用。 对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的: 按用途分类:可分为通信天线、电视天线、雷达天线等; 按工作频段分类:可分为短波天线、超短波天线、微波天线等; 按方向性分类:可分为全向天线、定向天线等; 按外形分类,可分为线状天线、面状天线等; 按极化方式分类:垂直极化、水平极化、交叉极化等 天线天线 增益 天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站 天线最重要的参数之一。 一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度,而在水平 面上保持全向的辐射性能。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要, 因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网 络的覆盖范围,或者在确定范围内增大增益余量。表征天线增益的参数有 dBd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd 相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下,增益越高,电 波传播的距离越远。一般地,GSM定向基站的天线dBi。 天线 波瓣宽度(半功率角) 方向图通常都有两个或多个瓣,其中辐射强度最大的瓣称为主瓣,其余的瓣称 为副瓣或旁瓣。参见下图, 在主瓣最大辐射方向两侧,辐射强度降低 3 dB(功率密 度降低一半)的两点间的夹角定义为波瓣宽度(又称 波束宽度 或 主瓣宽度 或 半 功率角)。波瓣宽度越窄,方向性越好,抗干扰能力越强,增益越高。 - 3dB点 峰值方向 (最大辐射方向) - 3dB点 天线 前后比 方向图中,前后瓣最大值之比称为前后比,记为 F / B 。前后比越大,天线 的后向辐射(或接收)越小。前后比F / B 的计算十分简单-----F / B = 10 Lg {(前向功率密度) /( 后向功率密度 )} 对天线的前后比F / B 有要求时,其典型值为 (18 ~ 30)dB,特殊情况下则 要求达(35 ~ 40)dB . 简单理解:可以简单的把天线发射的能量定义为一个气球,如果前后比小了,意味着后面发 射功率大了,覆盖方向上的能量小了,造成覆盖变差,同时可能引起干扰。 天线 其它天线性能参数 频段 驻波比 输入阻抗 反射损耗 极化方式 不同天线的适用范围及特点 全向天线: ? 适用范围:一般用于话务量较低以满足覆盖为主的农村 特点: ? ? 天线dbi 覆盖时不存在缝隙,但容易产生“灯下黑”,所以铁塔高度不能太高。(戒者使用电下倾 天线解决“灯下黑”) ? 由于铁塔对天线的发射功率有较大的衰减,所以天线的发射方向应对着覆盖区。例如,垂 直于道路等 ? ? 天线的垂直度要求较高,否则严重影响覆盖的效果。 由于铁塔的阴影效应,所以分集接收天线应该放置在主发射天线的背侧,以分集增益来补 偿阴影效应。 ? 为了能够满足更高的隔离度,要求主发射天线和分极天线应该处于不同的平台。 不同天线度交叉极化天线度) ? 适用范围:市区、县城以及基站密度高的区域 特点: ? 天线dbi ? 一个扇区一根天线,安装简单。 ? 出问题时不容易察觉。 ? 覆盖区域容易控制。 ? 半功率较小,重叠区域少,可以减少干扰。 不同天线的适用范围及特点 定向单极化120度天线(高增益) ? 适用范围:用于覆盖农村的基站 特点: ? 天线 dbi,增益高,有利于深度覆盖。 ? 每个扇区有两根天线米的隔离度,因此需要的空间大。 ? 一个扇区的两个天线的覆盖区域不容易控制,容易因为覆盖区不同而产 生不良的影响(掉话、呼叫失败等) ? 重量重,在迚行安装时,要求天线抱杆稳固可靠。 ? 半功率角较大,重叠区域相对较多,避免了夹缝的覆盖死角。 目前还有一些特定的天线: ? 半功率角更小的天线:用于基站密度很高的市区 ? 增益更小的天线:用于高话务密度区域戒者室内覆盖 ? 双向型天线:用于道路覆盖 ? 双极化高增益天线:用于铁塔平台紧张的农村覆盖 ? 电下倾天线:解决特殊情冴,如“灯下黑”、市区内的高站 等 工作中的注意事项—铁塔 ? 固定天线的抱杆一定要垂直,否则波瓣发生变形,造成覆盖变差 ? 全向天线要考虑铁塔的衰减效应和阴影效应。 ? 定向天线要考虑配置合理的下倾角以及合理的半功率角 ? 单极化天线要注意同一扇区内两根天线米) ? 单极化天线要注意同一扇区内两根天线的下倾角要一致、方向要 一致、天线共面。 课程回顾 模拟第一代移动通信(1G) 数字第二代移动通信(2G) GPRS网络介绍(2.5G) EGPRS网络介绍(2.75G) 天线基础知识 FOR YOUR TIME

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