【正文】 ................................................................................. 45 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 50 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 致謝 .............................................................................................................................. 48 附件一 開題報(bào)告 附件二 英文譯文與原文 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 55 頁(yè) 1 緒論 課題背景及目的 隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式的不斷豐富，使得給移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)注入了新鮮血液。在市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大的今天，對(duì)于占有 83%的 GSM移動(dòng)用戶來(lái)說(shuō)，為了適應(yīng)發(fā)展需要，需要對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不斷加以完善升級(jí)。 通過(guò)此課題的研究，一方面使我更加深入學(xué)習(xí)和了解了通信原理、移動(dòng)通信相關(guān)知 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 51 頁(yè) 識(shí)， GSM 的適用范圍，目的以及相關(guān)原理 。根據(jù)其規(guī)劃，至 2020 年 CDMA 網(wǎng)絡(luò)容量將達(dá)到 1400 萬(wàn)，至 2020 年 CDMA網(wǎng)絡(luò)容量將達(dá)到 4000 萬(wàn)，用戶數(shù)將達(dá) 2800 萬(wàn)。另一方面， 我國(guó)信息領(lǐng)域的大型研究計(jì)劃常常無(wú)法直接與國(guó)際技術(shù)發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程相銜接，參研人員走向國(guó)際舞臺(tái)的程度不高，研究成果對(duì)國(guó)際主流技術(shù)發(fā)展的影響不夠。但較為明確的一點(diǎn)是，第四代移動(dòng)通信的實(shí)用期定在 2020年。無(wú)線局域網(wǎng)（ WLAN）將作為蜂窩系統(tǒng)的補(bǔ)充，較好地應(yīng)用于局部區(qū)域的覆蓋，但由于其故有的碰撞檢測(cè)與重發(fā)機(jī)制，在用戶數(shù)極為密集的地區(qū)，頻譜效率將急劇下降，也難以適用于多小區(qū)、快速移動(dòng)環(huán)境下的全程業(yè)務(wù)覆蓋。事實(shí)上，從 3G 增強(qiáng)型標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展來(lái)看，這種趨勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)，時(shí)分技術(shù)被更多地 采用，以適應(yīng)分組數(shù)據(jù)的突發(fā)傳輸特性。為在有限的頻段上為用戶提供更高的傳輸速率，需要采用全新的技術(shù)使整個(gè)系統(tǒng)的頻譜利用率較現(xiàn)有的技術(shù)提高一個(gè)量級(jí)以上。概括起來(lái)，未來(lái)的第四代移動(dòng)通信應(yīng)當(dāng)具備以下基本特征： 業(yè)務(wù)：無(wú)論何時(shí)何地，能夠?yàn)榻K端用戶提供 “身臨其境 ”的高分辨率業(yè)務(wù)。 論文研究的內(nèi)容主要涉及到移動(dòng)通信系統(tǒng)的構(gòu)成，天饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，核心網(wǎng)和傳輸網(wǎng)的設(shè)計(jì)，以及各設(shè)備在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所發(fā)揮的作用。MS 不單指手機(jī)，亦包含了移動(dòng)電話業(yè)者提供的用戶識(shí)別卡 (SIM)。其它如認(rèn)證中心 (Authentication Center， 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 51 頁(yè) AUC)、裝置識(shí)別器 (Equipment Identification Register， EIR)等也都屬于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的資料庫(kù)。其中 NSS 與 BSS 之間的接口為“ A”接口， BSS 與 MS 之間的接口為“ Um”接口，即空中接口。在整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中基站主要起中繼作用。就是基站收發(fā)臺(tái)的一部分。收發(fā)臺(tái)可對(duì)每個(gè)用戶的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行解碼和發(fā)送。 基站發(fā)射機(jī)工作原理是：把由頻率合成器提供的載頻信號(hào)與已調(diào)信號(hào)，分別經(jīng)濾波進(jìn)入雙平衡變頻器，并獲得射頻信號(hào)，此射頻信號(hào)再經(jīng)濾波和放大后進(jìn)入驅(qū)動(dòng)級(jí)。當(dāng)你使用移動(dòng)電話時(shí)，它負(fù)責(zé)為你打開一個(gè)信號(hào)通道，通話結(jié)束時(shí)它又把這個(gè)信道關(guān)閉，留給其他人使用。控制器通過(guò)接口設(shè)備數(shù)字中繼器 (DTC)與移動(dòng)交換中心相連，通過(guò)接口設(shè)備終端控制器 (TCU)與收發(fā)臺(tái)相連，構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的通信網(wǎng) 絡(luò)。其單位通常以愛爾蘭（ Erlang）表示（一個(gè)愛爾蘭是指一條通話電路被百分只百的連續(xù)占用 1 小時(shí)的話務(wù)負(fù)荷，或兩條通話電路各被連續(xù)占用半小時(shí)的話務(wù)負(fù)荷）。顯然，呼損率越小，成功呼叫的概率越大，用戶就越滿意；但是呼損率小，則說(shuō)明系統(tǒng)容量的利用率低。就可分別得到相應(yīng)的話務(wù)量 A。 (1)自由空間信號(hào)強(qiáng)度的傳播衰落 自由空間是指相對(duì)于介電參數(shù)和相對(duì)導(dǎo)磁率均為一的均勻介質(zhì)所存在的空間 它是一個(gè)理想的無(wú)限大的空間，是為了減化問(wèn)題的研究而提出的一種科學(xué)的抽象。經(jīng)過(guò)大量的野外測(cè)試表明，這種衰落服從對(duì)數(shù)正態(tài)衰落，它的接收信號(hào)的中值電場(chǎng)與基站和移動(dòng)臺(tái)的距離的四次方成反比。 、類型 、 下傾等參數(shù) 移動(dòng)通信是在距地表一定高度區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的，考慮其中最簡(jiǎn)單的情形．平坦地面?zhèn)鞑サ穆窂綋p耗為： Lp=10ylgd20lghc 一 20lghm。 發(fā)射機(jī)功率直接影響到覆蓋范圍的大小，功率越大，覆蓋范圍越大。 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 51 頁(yè) 圖 34 增加小區(qū) 步驟 5:在彈出的增加新小區(qū)界面輸入小區(qū)名稱，選擇頻率帶寬、小區(qū)數(shù)量和后綴起始號(hào)。 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 51 頁(yè) 圖 311 添加的載頻號(hào) 表 34 邏輯載頻編號(hào)列表 基站配置 第一小區(qū) 第二小區(qū) 第三小區(qū) MRFU 單板號(hào) 載頻號(hào) MRFU 單板號(hào) 載頻號(hào) MRFU 單板號(hào) 載頻號(hào) S2/3/4 0 0,1 2 12,13,14 4 24,25,26,27 S5/6/7 0 0,1,2 2 12,13,14 4 24,25,26,27 1 6,7 3 18,19,20 5 30,31,32 備注：為后期維護(hù)方便，建議各小區(qū)分配的 MRFU 固定： 0、 1 號(hào) MRFU 為 1 小區(qū)， 3號(hào)MRFU 為 2小區(qū)， 5 號(hào) MRFU 單板為 3 號(hào)小區(qū)； MRFU單板綁定的邏輯載頻號(hào)一致。 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 51 頁(yè) 圖 317 配置站點(diǎn)屬性 步驟 16:在彈出的這個(gè)窗口中修改相關(guān)數(shù)據(jù)。 圖 324 配置 PTPBVC 圖 325 點(diǎn)擊配置 PTPBVC“增加“按鈕， 圖 326 增加 PTPBVC 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 共 51 頁(yè) 按同樣的方法增加第二小區(qū)” BTS2”和第三小區(qū)” BTS3”。 Sm接口還包括客戶識(shí)別卡（ SIM）與移動(dòng)終端（ ME）間接口的內(nèi)容。 鏈路層信令協(xié)議 由上面我們已經(jīng)知道，在 GSM 系統(tǒng)中不同的接口使用了不同的協(xié)議。 （ 2） BSS 網(wǎng)絡(luò)層 Abis 接口 圖 333 Abis 接口 Abis 接口信令鏈路上的消息可以有許多可能的源點(diǎn)和宿點(diǎn)，如何來(lái)區(qū)分呢？從功能角度上看，我們可將 BTS 和 BSC 之間的報(bào)文與移動(dòng)臺(tái)和 BSC 以外的實(shí)體（包括移動(dòng)臺(tái)和 BSC）的所有其它報(bào)文區(qū)分開，更進(jìn)一步應(yīng)將不同的移動(dòng)臺(tái)即不同的信道區(qū)分開。一個(gè)基站控制器通?？刂茙讉€(gè)基站收發(fā)臺(tái)，通過(guò)收發(fā)臺(tái)和移動(dòng)臺(tái)的遠(yuǎn)端命令，基站控制器負(fù)責(zé)所有的移動(dòng)通信接口管理，主要是無(wú)線信道的分配、釋放和管理。交換網(wǎng)絡(luò)將完成接 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè) 共 51 頁(yè) 口和接口之間的 64kbit/s 數(shù)據(jù) /話音業(yè)務(wù)信道的內(nèi)部交換。 剩余槽位情況： GMPS 前 插通用槽位 4個(gè)，后插通用槽位 10個(gè) (其中 2個(gè)預(yù)留用于 Gb接口板 )； GEPS 前插通用槽位 6個(gè)，后插通用槽位 14個(gè) 。 GSCU GSM交換單元，為所在插框提供維護(hù)管理和 GE交換平臺(tái)， 每框 2PCS。 圖 335 華為 BSC6000 設(shè)備和性能指標(biāo) 控制器的核心是交換網(wǎng)絡(luò)和公共處理器 (CPR)。 基站控制器（ BSC6000） 基站控制器包括無(wú)線收發(fā)信機(jī)、天線和有關(guān)的信號(hào)處理電路等，是基站子系統(tǒng)的控制部分。這就是協(xié)議鑒別器的功能。 A 接口： 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 34 頁(yè) 共 51 頁(yè) BSS 部分與 MSC 之間的接口為 A 接口。 BSS 和 MS 兩部分有 A、 Um、 Abis 接口以及 Ater 接口等，其中 A接口和 Um 接口具有統(tǒng)一和公開的標(biāo)準(zhǔn)，以便于生產(chǎn)和組網(wǎng)，也有利于各種 ISDN 業(yè)務(wù)的引入和功能發(fā)展， Abis 接口和 Ater 接口的定義尚不統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)差別較大，所以 BSC和 BTS 配置不能實(shí)現(xiàn)多廠家設(shè)備互連。 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 51 頁(yè) 圖 321 配置 PDTCH 信道 點(diǎn)擊設(shè)備屬性可以給基站小區(qū)配置功率類型、功率等級(jí)、 TCH 速率調(diào)整（半速率），TRX 優(yōu)選等級(jí)（ 0 最高， 9 最低） 圖 322 配置載頻屬性 在小區(qū)屬性界面點(diǎn)“確定“后返回到站點(diǎn)屬性界面，點(diǎn)擊完成 ,結(jié)束站點(diǎn)的添加配置。 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 51 頁(yè) 圖 315 增加或刪除鏈路 步驟 14:在彈出的“增加基站副鏈路”窗口中，根據(jù)配置需要，設(shè)置端口的選擇，并點(diǎn)擊“確定”按鈕，返回“增加或刪除鏈路”界面，點(diǎn)擊“確定”按鈕。 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 51 頁(yè) 圖 39 輸入建鏈的名稱和類型 步驟 10:在添加好的 MRFU 上點(diǎn)擊右鍵，在彈出菜單中選擇綁定邏輯載頻。 圖 33 選擇建立的站點(diǎn)類型 步驟 4:返回到增加基站界面，點(diǎn)擊 下一步 ，進(jìn)入下步添加小區(qū)。這樣，覆蓋范圍也就越遠(yuǎn)。根據(jù)該公式還可以看出當(dāng)采用 1800MHz 時(shí)兩衰落谷點(diǎn)的時(shí)間是 900 MHz的一半。對(duì)非理想地面的條件下的更好近似是平均信號(hào)強(qiáng)度與距離的四次方成反比。 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)和基站的距離逐漸增加時(shí)，所收到的信號(hào)會(huì)越來(lái)越弱，這就是發(fā)生了路徑損耗。 P（ N， A， N）表示有 N 個(gè)信道的小區(qū)，流入的話務(wù)量為 A，則同時(shí)有 N 個(gè)用戶在通話的概率。 在一個(gè)通信系統(tǒng)中，造成呼叫失敗的概率稱為呼叫損失概率，簡(jiǎn)稱為呼損率，也稱為服務(wù)等級(jí)（ GOS）。為了減小基站輻射給居民日常生活帶來(lái)的影響，所以基站選址應(yīng)當(dāng)選擇遠(yuǎn)離該居民區(qū)的地方。公共處理器對(duì)控制器內(nèi)部各模塊進(jìn)行控制管理，并通過(guò) x． 25 通信協(xié)議與操作維護(hù)中心 (OMC)相連接。主要包括以下四個(gè)部件：小區(qū)控制器 (CSC)、話音信道控制器 (VCC)、信令信道 單基站移動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 51 頁(yè) 控制器 (SCC)和用于擴(kuò)充的多路端接口 (EMPI)。第一中頻信號(hào)經(jīng)放大、濾波、混頻后，產(chǎn)生第二中頻信號(hào)，它經(jīng)過(guò) 放大、濾波后送到中頻集成塊。所以基站收發(fā)臺(tái)發(fā)射和接收信號(hào)的范圍直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的好壞以及手機(jī)是否能在這個(gè)區(qū)域內(nèi)正常使用”?；咀酉到y(tǒng)主要包 括兩類設(shè)備：基站收發(fā)臺(tái) (BTS)和基站控制器 (BSC)。 EIR：也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)。 GSM 賦予基站的無(wú)線組網(wǎng)特性使基站的實(shí)現(xiàn)形式可以多種多樣 宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂窩及室內(nèi)、室外型基站，無(wú)線頻率資源的限制又使人們更充分地發(fā)展著基站的不同應(yīng)用形式來(lái)增強(qiáng)覆蓋，吸收話務(wù)一遠(yuǎn)端 TRX、分布天線系 統(tǒng)、光纖分路系統(tǒng)、直放站。 HLR 資料庫(kù)中儲(chǔ)存了所有網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶的資料，如手機(jī)所在位置、注冊(cè)使用的服務(wù)等。 在 GSM