1、移動通信設備運行與維護移動通信設備運行與維護任務任務1.1 初步認識移動通信系統初步認識移動通信系統 1.1.1 移動通信的概念移動通信的概念 移動通信是指通信的一方或雙方在移動狀態中或臨時停留在某一非預定位置上進行信息傳遞和交換的方式。這里所說的“信息傳遞和交換”，不僅指語音，還包括數據、傳真和圖像等通信業務。移動通信技術是一門融合了當代微電子技術、計算機技術、無線通信技術、有線通信技術以及交換和網絡技術的綜合性技術。移動通信的分類：移動通信的分類： 按使用環境可分為陸上、海上和空中移動通信； 按多址方式可分為頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）；按服務范圍可分為

2、專用網和公眾網；按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、半雙工和全雙工；按信號形式可分為模擬網和數字網；等等。移動通信系統形式多樣移動通信系統形式多樣：如無線尋呼系統、無繩電話系統、蜂窩移動通信系統、集群系統、衛星移動通信系統等。 1.1.2移動通信的發展歷程移動通信的發展歷程1.第一代移動通信系統（第一代移動通信系統（1G）第一代移動通信系統（1G）是以模擬蜂窩為主要特征的模擬蜂窩移動通信系統模擬蜂窩移動通信系統。20世紀70年代至80年代，隨著集成電路技術、微型計算機和微處理器的發展，以及由美國由美國貝爾實驗室貝爾實驗室推出的蜂窩系統的概念和理論的應用，美國和日本等國家紛紛研制出陸地移動電話系

3、統，具有代表性的有美國的AMPS系統、英國的TACS系統、北歐的NMT系統、德國的C系統以及日本的HCMTS和NTT系統等。 1G系統的主要技術是模擬調頻（FM）和頻分多址(FDMA)，使用的頻段為800900MHz（早期曾使用450MHz），稱為第一代移動通信系統。 1G系統的主要缺點是頻譜利用率低，系統容量有限，抗干擾能力差，業務質量比有線電話差，而且當時國際標準化落后，有多種系統標準，跨國漫游很難，不能發送數字信息，不能與綜合業務數字網（ISDN）兼容等。目前1G已逐步被各國淘汰。 2.第二代移動通信系統（第二代移動通信系統（2G）第二代移動通信系統（2G）是以數字化為特征的數字蜂窩移動

4、通信系統。20世紀80年代至90年代，第二代移動通信系統以數字傳輸、時分多址和碼分多址為主體技術，主要業務包括電話和數據等窄帶綜合數字業務，可與窄帶綜合業務數字網（N-ISDN）相兼容。2G系統的主要缺點是系統帶寬有限，限制了數據業務的發展，也無法實現移動多媒體業務，而且由于各國的標準不統一，無法實現各種體制之間的全球漫游。 隨著移動用戶數量的急劇增加，在世界一些發達地區已隨著移動用戶數量的急劇增加，在世界一些發達地區已經出現了頻率資源緊張、系統容量飽和的局面經出現了頻率資源緊張、系統容量飽和的局面。移動通信所賴以生存的無線電頻率是一種寶貴的資源，頻譜資源是有限的，但隨著移動通信的飛速發展，用

5、戶數量的急劇增加，有限的資源被“無限”地利用，矛盾越來越尖銳。 由于采用了由于采用了CDMACDMA技術，相對于來說可以提供更技術，相對于來說可以提供更大的系統容量，有效緩解急劇增長的用戶數量和有限的頻率大的系統容量，有效緩解急劇增長的用戶數量和有限的頻率資源之間的矛盾資源之間的矛盾。從這個角度分析，的無線技術必將被所取代。 從從2G向向3G發展發展 1.移動用戶數發展的必然趨勢移動用戶數發展的必然趨勢人類已經逐漸步入信息化信息化社會，用戶的多樣化、個性化需求要求移動通信系統提供更豐富、更個性化的業務，如圖像、話音與數據相結合的多媒體業務和高速數據業務分組交換、ATM、IP等各種技術的融合已成

6、為移動通信的發展趨勢移動通信和互聯網絡的結合也越來越緊密2G系統主要為用戶提供話音業務和低速數據業務，QoS能力有限，無法滿足用戶多媒體、電子商務、移動上網等多種新興通信的要求。3G能夠達到高速車載環境下384kb/s、低速或靜止狀態下2Mb/s及以上的速率，因此可提供多樣化、個性化業務，并向多媒體化、智能化、分組化方向發展。2.移動業務發展的必然趨勢移動業務發展的必然趨勢由于話音業務的利潤空間日益縮小，直接將業務本身標準化，所以同一種業務就只有一種標準實現方式同一種業務就只有一種標準實現方式，不利于第三方的快速引入和業務生成，生成新業務比較困難，無法充分滿足用戶多樣化、個性化的業務需求。 在

7、中，某個特定業務可以抽象為多個業務能力特征某個特定業務可以抽象為多個業務能力特征的集合，的集合，每個業務能力特征可以根據承載網絡的不同而由不同的業務能力具體實現，這表現了業務生成的多樣化和靈活性。運營商只有充分利用平臺來開展差異化競爭，才能在未來的激烈競爭中生存發展。 3.運營商發展的必然趨勢運營商發展的必然趨勢4.第三代移動通信系統（第三代移動通信系統（3G）第三代移動通信系統（3G）以多媒體業務為主要特征）以多媒體業務為主要特征。20世紀90年代中期，移動通信的第三代系統進入了研制階段。國際電聯（ITU）提出第三代移動通信系統IMT2000的目的是克服第二代系統因技術局限而無法提供寬帶移動

8、通信業務的缺陷。 IMT-2000的目標是全球統一頻段，統一標準，全球無縫覆蓋；實現高服務質量、高保密性能、高頻譜效率；提供從低速率的語音到高達2Mb/s的多媒體業務。 世界各地在開發第三代移動通信的進程中形成了北美、歐北美、歐洲和日本三大區域性集團洲和日本三大區域性集團，它們分別推出了WCDMA、UTRATDD和寬帶CDMAOne的技術方案。3G系統于本世紀初投入商業運營。 我國積極參與了3G標準化工作，并于1998年6月向國際電聯（ITU）提出TD-SCDMA方案，并被國際電聯吸納，成為目前國際上的三個RTT建議之一。 2007年10月，ITU批準WiMAX無線寬帶接入技術以OFDMA W

9、MAN TDD的名義成為繼WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA后的第四個第四個3G標準標準。 WiMAX全稱為World Interoperability for Microwave Access(全球微波接入互操作性)。WiMAX的另一個名字是802.16，是一項無線城域網(WMAN)技術，是針對微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標準。它用于將802.11a無線接入點連接到互聯網，也可將公司、家庭等環境連至有線骨干線路。 第四代移動通信（第四代移動通信（4G）標準及現狀）標準及現狀 1. 1. 第四代移動通信系統中的關鍵技術第四代移動通信系統中的關鍵技術1 1）新的調制技術）新

10、的調制技術第四代移動通信的要求數據速率從2Mb/s提高到100Mb/s，能夠提供150Mb/s的高質量的影像服務。在無線信道下，要如此大幅度地提高傳輸速率,如何突破頻率選擇性衰落的影響是關鍵。被4G看好的高速調制技術為多載波正交頻分復用多載波正交頻分復用（OFDMOFDM）調制技術）調制技術。OFDM技術是一種無線環境下的高速傳輸技術。 它的主要思想就是在頻域內將給定的信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個載波進行調制，各子載波并行傳輸，以獲得高速。雖然總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，并且在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，即信號帶寬小于信道的相應帶寬，因

11、此就可以大大消除信號波形間的干擾。OFDM技術的最大優點是能對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾，并由于子信道的頻譜是可以相互交疊的，因而頻率利用率高。 2）軟件無線電技術3G中也采用了該技術。通過3G的開發，軟件無線電技術將進一步向前發展，也將更為成熟。它可使移動終端和基站從3G到4G的發展速度大大加快，系統升級變得十分便捷。 3）智能天線技術3G也采用了該技術。智能天線具有抑制干擾、信號自動跟蹤以及數字波束形成等智能功能，用于移動通信，既可改善信號質量，又能增加傳輸容量。 4）網絡技術4G系統要滿足3G不能達到的高速數據和高分辨率多媒體服務的需要，應能與寬帶IP網絡、寬帶綜合業務數據網（B-ISD

12、N）和異步傳送模式（ATM）兼容，實現寬帶多媒寬帶多媒體通信體通信，形成綜合寬帶通信網。在處理多媒體業務時，智能無線資源管理和路由選擇是關鍵技術，無線資源管理需根據用戶的應用類別以及QoS要求，安排與分配可用資源、前/后向鏈路的傳輸速率，并完成選路、全程質量管理、無縫切換等。 傳統的WCDMA陣營的運營商和制造商都把HSDPA、HSUPA當作自己的發展方向，在這些技術進一步演進之后，LTELTE技術著重考慮的方面主要包括降低時延、提高用戶的技術著重考慮的方面主要包括降低時延、提高用戶的數據速率、增大系統的容量和覆蓋范圍以及降低運營成本數據速率、增大系統的容量和覆蓋范圍以及降低運營成本等。等。為

13、了滿足這些要求，需要對無線接口以及無線網絡的體系架構進行一些改進。2007年，LTE正在完成相關標準的制定。諾基亞、西門子、愛立信在2007年3GSM大會上分別展示了LTE技術，提供的速度分別高達143Mb/s和144Mb/s。應該說，傳統通信陣營對于LTE寄托了極大的期望，也會將此作為4G的發展方向。 未來通信技術的發展方向是個人通信個人通信，即在全球范圍內逐步實現全球一網（統一的網絡結構），每人一號，在任何時間、任何地點、可以以任何方式、與任何對象進行任何業務的無縫隙、不間斷的通信，這是人類為未來通信繪制的理想藍圖。 5.我國移動通信的發展我國移動通信的發展1987年，在上海首次開通了90

14、0MHz頻段、TACS制式的模擬蜂窩移動通信系統，到1995年，TACS網實現全國聯網。1994年廣東省首先建成GSM數字移動通信網，到2002年年底我國GSM網已成為世界第一大移動通信網。1996年12月在廣州建起第一個CDMA試驗網，至2002年，我國CDMA網已覆蓋全國各大、中城市，用戶數超過5000萬。我國的移動通信網已成為世界第一大移動通信網，是擁有移動通信用戶數最多的國家。在發展在發展3G之前之前， 中國移動通信公司運營的GSM網絡 中國聯合通信公司經營的GSM網絡和CDMA20001x網絡。三張三張3G牌照：牌照： 中國移動 TD-SCDMA牌照 中國聯通 WCDMA牌照； 中國

15、電信CDMA2000 中國聯通、中國移動以及南方的中國電信將形成三大全中國聯通、中國移動以及南方的中國電信將形成三大全業務運營商全面競爭的格局業務運營商全面競爭的格局。1.2移動通信的特點移動通信的特點 （1）移動通信的電波傳播環境惡劣。）移動通信的電波傳播環境惡劣。移動臺處在快速運動中，多徑傳播會造成瑞利衰落（又稱快衰落），多徑傳播會造成瑞利衰落（又稱快衰落），接收場強的振幅和相位會快速變化。移動臺還經常處于建筑物與障礙物之間，局部場強中值隨地形環境而變動，氣象條件的變化同樣會使場強中值隨時間變動，這將導致接收信號的陰影衰落（又導致接收信號的陰影衰落（又稱慢衰落）。稱慢衰落）。另外，多徑傳播

16、產生的多徑時延擴展多徑時延擴展，等效為移動信道傳輸特性的畸變，對數字移動通信影響較大。移動通信電波傳播的理論基本模型是超短波在平面大地上的直射波與反射波的矢量合成。 多徑傳播陰影效應障礙物遮擋直射波引起接收信號中值的變化，表現為慢衰落。（2）多普勒頻移會產生附加調制。）多普勒頻移會產生附加調制。由于移動臺處于運動狀態中，因此接收信號有附加頻率變化，即多普勒頻移fD。 fD與移動體的移動速度有關。若電波方向與移動方向之間的夾角為，則有其中，v為移動臺的運動速度，為波長。運動方向面向基站時， fD為正值；反之， fD為負值。當運動速度較高時，多普勒頻移的影響必須考慮，而且工作頻率越高，頻移越大。

17、Dcosvf(1.1)（3）移動通信受干擾和噪聲的影響。移動通信網是多頻道、多電臺同時工作的通信系統，當移動臺工作時，往往受到來自其他電臺的干擾。同時，還可能受到天電干擾、工業干擾和各種噪聲的影響。基站通常有多部收發信機同時工作，服務區內的移動臺分布不均勻，且位置隨時在變化，干擾信號的場強可能比有用信號高幾十分貝(如7080dB)。通常將近處無用信號壓制通常將近處無用信號壓制遠處有用信號的現象稱為遠近效應，遠處有用信號的現象稱為遠近效應，這是移動通信系統中的一種特殊干擾。遠近效應近處強信號壓制遠處弱信號鄰道干擾：鄰道干擾：在多頻道工作的網絡中，由于收發信機的頻率穩定度、準確度以及采用的調制方式

18、等因素，使相鄰或鄰近頻道的能量部分地落入本頻道而產生鄰道干擾。同頻干擾：同頻干擾：在組網過程中，為提高頻率利用率，在相隔一定距離后，要重復使用相同的頻率，這種同頻道再用技術將帶來同頻干擾，同頻干擾是決定同頻道再用距離的主要因素。互調干擾：互調干擾：移動通信系統中，還存在互調干擾問題，當兩個或多個不同頻率的信號同時進入非線性器件時，器件的非線性作用將產生許多諧波和組合頻率分量，其中與所需頻率相同或相近的組合頻率分量會順利地通過接收機而形成干擾。噪聲：噪聲：移動信道中噪聲的來源是多方面的，有大氣噪聲、大氣噪聲、太陽噪聲、銀河系噪聲以及人為噪聲太陽噪聲、銀河系噪聲以及人為噪聲。在301000MHz的

19、頻率范圍內，大氣噪聲、太陽噪聲等都很小，可忽略，主要考慮的是人為噪聲(各種電氣裝置中的電流或電壓發生急劇變化而形成的電磁輻射)。移動信道中，人為噪聲主要是車輛的點火噪聲，其大小不僅與頻率有關，而且與交通流量有關，交通流量越大，噪聲電平越高。 （4）頻譜資源緊缺。）頻譜資源緊缺。在移動通信中，用戶數與可利用的頻道數之間的矛盾特別突出。為此，除開發新頻段外，應該采用頻帶利用率高的調制技術。例如采用各種窄帶調制技術，以縮小頻道間隔；在空間域上采用頻率復用技術；在時間域上采用多信道共用技術等。頻率擁擠是影響移動通信發展的主要因素之一。 （5）建網技術復雜。）建網技術復雜。移動臺可以在整個移動通信服務區

20、域內自由運動，為實現通信，交換中心必須知道移動臺的位置，為此，需采用“位置登記位置登記”技術技術；移動臺從一個蜂窩小區駛入另一個小區時，需進行頻道切換(亦稱越區切換越區切換)；移動臺從一個蜂窩網業務區移入另一個蜂窩網業務區時，被訪蜂窩網也能為外來用戶提供服務，這種過程稱為漫游漫游。移動通信網為滿足這些要求，必須具有很強的控制功能，如通信的建立和拆除，頻道的控制和分配，用戶的登記和定位，以及越區切換和漫游控制等。（6）由于移動環境惡劣，）由于移動環境惡劣，對設備的可靠性和工作條件要求較高。 1.單工制（同頻單工）單工制（同頻單工）單工制是指通信雙方使用相同的工作頻率的按鍵通信方使用相同的工作頻率

21、的按鍵通信方式式。通信雙方設備交替進行接收和發射，即發射時不能接收，接收時不能發射。 2.半雙工制（異頻單工）半雙工制（異頻單工）半雙工制是指收、發信機分別用兩個不同頻率的按鍵通分別用兩個不同頻率的按鍵通話的方式話的方式。基站和移動臺分別使用兩個頻率，基站是雙工通話，而移動臺是按鍵發話，因此稱為“半雙工” 3.全雙工制全雙工制全雙工制是指通信雙方收、發信機同時工作，無需PTT按鍵。一般公用移動通信系統采用這種方式。全雙工制有頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）兩種形式。 1.3移動通信的工作方式移動通信的工作方式1）頻分雙工（）頻分雙工（FDD）頻分雙工是指上行鏈路（移動臺到基站）和下行鏈路（基站到移動臺）采用兩個分開的頻率（有一定頻率間隔要求）工作，該模式工作在對稱頻帶上。此時發射機和接收機能同時工作，能進行不需按鍵控制的雙向