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西北工业大学硕士论文:智能 p h s 摹站射频收发信机的研究与设计中文摘要 中文摘要 无线市话 ( p e r s o n a l h a n d y p h o n e s y s t e m ) 简称p it s 。它采用微蜂窝技术， 将用户端 ( 即便携电话手机)以无线的方式接入本地电话网， 使传统意义上的固 定电话不再固定在某个位置， 可在无线网络覆盖范围内自由移动使用。 为了提高 p h s 基站性能，研制智能基站。智能基站通过将天线波束对准、跟踪移动用户从 而在覆盖范围、系统容量和灵敏度等诸多方面获得处理增益的系统。 本论文主要分为五部分， 第一部分介绍了无线市话的产生和发展背景， 以及 p h s 系统的构成，重点分析了p h s的发展趋势以及同 3 g的共存问题。第二部分 详细介绍了智能基站和智能天线的工作原理， 以及网络优化问题。 第三部分根据 技术协议确定了p h s 射频收发信机的技术指标。 第四部分详细讨论了射频收发信 机的设计、 主要电路的器件选择和实现过程， 同时介绍了数字移相器的设计。 最 后详细讨论了射频收发信机的调试过程， 并给出了测试结果，以及设计、 调试过 程中所遇到的问题和解决方法。 经过测试， 本文所设计的射频收发信机的性能指标完全达到技术要求。 整个 基站接收灵敏度高， 有效地解决了上下行的对称问题。 通过实际使用证明， 其覆 盖距离达到了1 k m 左右， 完全达到了预期的要求。 而且该系统的最大优点之一是 可以在小范围内或偏远地区单独组建专用网络。 关键字:p h s 基站射频收发 ( c s r f ) 功率放大接收 ( c s t r ) 数字移相器 西北工业大学硕士论文:智能p h s 蒸站射频收发信机的 研究l 7 设计 a b s t r a c t p h s s h o r t f o r p e r s o n a l h a n d y p h o n e s y s t e m . i t a d o p t c e l l t e c h n o l o g y , u s e r ( h a n d y p h o n e ) c a n a c c e s s l o c a l t e l e p h o n e n e t w o r k b y w i r e l e s s , a n d t r a d i t i o n a l f i x e d p h o n e n o t b e l i m i t e d a n y m o r e , i t c a n f r e e c o v e r r a n g e . t h e s m a r t b a s e s t a t i o n a r e d e v e l o p e d move in t h e t h e t h e t o c a p a b i l i t y . t h e s m a r t b a s e e m p l o y a n t e n n a w a v e a i m a t t r a c k i n g t h e u s e r , t h i s c a n g a i n p l u s i n c o v e r r a n g e , s e n s i t i v i t y a n d s o o n . m o v i n g s y s t e m i m p r o v e u s e r a n d c a p a c i t y , t h e p a p e r i s m a d e u p o f p r o d u c e , t h e d e v e l o p m e n t 3 g . c h a p t e r d e v e l o p m e n t a n d f i v e t h e c h a p t e r . c h a p t e r s t r u c t u r e o f p h s o n t h e p r o b l e m o f i t i n t r o d u c e a n a l y s e d i r e c t i o n , w i t h e 叩b a s i s c o e x i s t e n c e t h e t h e wi t h 2 i n t r o d u c e t h e t h e o r y o f t h e s m a r t b a s e s t a t i o n a n d t h e s m a r t a n t e n n a . c h a p t e r p r o t o c o l . c h a p t e r i n t r o d u c i n g t h e 3 c o n f i r m t h e r a d i o f r e q u e n c y s t a n d a r d a c c o r d i n g t o 4 d i s c u s s t h e d e s i g n i n g o f t h e r a d i o f r e q u e n c y , f u n c t i o n o f s o m e c i r c u i t . a n d d e s c r i b e t h e d e s i g n o f d i g i t a l p h a s e p h a s e s h i f t e r s . f i n a l l y i s t h e d e b u g g i n g p r o c e s s a n d t e s t i n g r e s u l t , b y s t a t i o n l i s t i n g t h e p r o b l e m a n d t h e r e s o l v e n t a b o u t d e s i g n i n g . t e s t i n g , i t e n t i r e t y s a t i s f y t h e p r o t o c o l s t a n d a r d . t h e b a s e s o l v e t h e p r o b l e m b e c a u s e g o o dre cei ve r. c o v e r w i t h 1 k m i n u s i n g , i t a c h i e v e a n t i c i p a t i v e m o r e i f u s e s m a r t b a s e s t a t i o n . t h e b a s e s t a t i o n c a n g o a l . i t c a n c o v e r w i t h k e y w o r d s : p h s c e l l s t a t i o n c e l l s t a t i o n r a d i o 空中接口:b c r 2 8 v 2 射频信道间隔: 3 0 0 k h z ; 双工方式: t o; 多址方式: t d m a 语音编码技术: 3 2 k b / s 一a d p c m 信道分配方式: d c a ;调制方式:二 / 4 d q s k o ( 1 ) 频道分配: p h s 采用动态分配信道技术。 它根据电波当前使用情况， 两维 随机分配频率及时隙。 ( 2 ) 发射功率: 手机的平均功率为 1 0 m w ，基站5 0 0 m w ，系统内部干扰较小， 可提高频率使用率。 另外， 发射功率小有利于增加手机一次充电后的待机或通话 时间。目 前p h s 手机最长一的待机时间己达到2 0 天以上。 ( 3 ) 编码方式: p h s 采用传输速率为3 2 k b p s 的a d p c m 编码技术。 它比 蜂窝电 话的速率约高3 倍，具有与有线电话相同的音质。 ( 4 ) 基站的设置: 基站分室内型和室外型，l o m w , 2 0 m w , 3 0 0, 5 0 0 m w 等，区 域内的所有基站由一个基站控制器控制， 由于频率管理方面的灵活性， 基站的设 置十分简单， 通常只需考虑电波的传输特性即可， 不必预先作频率分配， 在高话 务区，可采用捆绑技术有效提高小区承载话务量。 p h s 主要功能如下: ( 1 )基本语音呼叫业务。 ( 2 )补充业务，包括呼出限制、免打扰服务、各类呼叫转移、追查恶意呼 叫、业务暂时取消、主叫显示/ 限制、丢话提示等。呼出限制可限制本地呼叫、 国内长途呼叫或国际长途呼叫; 业务暂时取消可使局方根据需要或用户申请对用 户的使用和停机进行限制; 丢话提示业务可记录无法接通时的来电号码， 当用户 再次可及时通知给用户; 各类呼叫转移包括无条件呼叫转移、 遇忙呼叫转移、 无 应答呼叫转移等。 ( 3 )增值业务，包括短消息、手机上a a , 3 2 / 6 4 k b / s无线数据接入、定位 业务等。其中，短消息能够提供提醒服务，语音邮件/ 电子邮件通知，新闻、股 西北工业大学硕土论文:智能p h s 基站射频收发信机的研究与设计 第二章p h s 技术概述 2 . 1 p h s 技术 2 . 1 . 1 p h s 技术简介 p h s 系统 是日 本提出 的 个人 便携电 话系统( p e r s o n a l h a n d y p h o n e s y s t e m ) . 1 9 9 3 年由日 本邮政省组织通信行业的各大公司、研究机构共同开发。 p h s系统 具有双向呼叫、越区切换和漫游的功能，并支持 i s d n 业务。 p h s 系统的主要技术参数如下:频段:1 9 0 0 - 1 9 2 0 m h z ;空中接口:b c r 2 8 v 2 射频信道间隔: 3 0 0 k h z ; 双工方式: t o; 多址方式: t d m a 语音编码技术: 3 2 k b / s 一a d p c m 信道分配方式: d c a ;调制方式:二 / 4 d q s k o ( 1 ) 频道分配: p h s 采用动态分配信道技术。 它根据电波当前使用情况， 两维 随机分配频率及时隙。 ( 2 ) 发射功率: 手机的平均功率为 1 0 m w ，基站5 0 0 m w ，系统内部干扰较小， 可提高频率使用率。 另外， 发射功率小有利于增加手机一次充电后的待机或通话 时间。目 前p h s 手机最长一的待机时间己达到2 0 天以上。 ( 3 ) 编码方式: p h s 采用传输速率为3 2 k b p s 的a d p c m 编码技术。 它比 蜂窝电 话的速率约高3 倍，具有与有线电话相同的音质。 ( 4 ) 基站的设置: 基站分室内型和室外型，l o m w , 2 0 m w , 3 0 0, 5 0 0 m w 等，区 域内的所有基站由一个基站控制器控制， 由于频率管理方面的灵活性， 基站的设 置十分简单， 通常只需考虑电波的传输特性即可， 不必预先作频率分配， 在高话 务区，可采用捆绑技术有效提高小区承载话务量。 p h s 主要功能如下: ( 1 )基本语音呼叫业务。 ( 2 )补充业务，包括呼出限制、免打扰服务、各类呼叫转移、追查恶意呼 叫、业务暂时取消、主叫显示/ 限制、丢话提示等。呼出限制可限制本地呼叫、 国内长途呼叫或国际长途呼叫; 业务暂时取消可使局方根据需要或用户申请对用 户的使用和停机进行限制; 丢话提示业务可记录无法接通时的来电号码， 当用户 再次可及时通知给用户; 各类呼叫转移包括无条件呼叫转移、 遇忙呼叫转移、 无 应答呼叫转移等。 ( 3 )增值业务，包括短消息、手机上a a , 3 2 / 6 4 k b / s无线数据接入、定位 业务等。其中，短消息能够提供提醒服务，语音邮件/ 电子邮件通知，新闻、股 西北工业大学硕士论文:智能p h s 摧站射频收发信机的研究与 设汁 票等查询， 信息点播等服务; 无线数据接入目 前可以 支持接入速率高达1 2 8 k b / s 或 6 4 k b i t / s的服务，数据流旁路 p s t n ，不占用交换机源:手机 f . 网业务是指 直接借助手机以 无线方式接入因特网， 获取各种在线服务， 它支持用户直接通过 手机终端收发邮件， 上网下载信息、 音乐与图片等， 也支持在线游戏等交互式应 用。对于手机上网业务的实现，网络侧需要有与之配套的内容服务商( c o n t e n t p r o v i d e r , c p ) 的支持，用户侧需要有支持手机上网业务的移动终端。 ( 4 )智能业务，包括预付费、移动虚拟专网( v p m n ) 、亲情号码( f n s ) 等。其 中， 预付费可预先交纳通话费用， 使用中实时扣除话费，并可随时查询余额，预 付费的启用能够避免恶意欠费的发生。 ( 5 )新业务，包括区域限制业务、虚拟 h l r功能以及无线c e n t r e x 等。其 中，区域限制业务主要是限制用户的通话范围， 使用户在规定的区域内通话， 它 根据规定区域的大小设定灵活的资费政策， 从而实现本地通、 本省通等业务: 虚 拟h l r 即指物理上的一个h l r 实体可以在逻辑上虚拟多个地区的h l r ， 受理台不 同的操作员只能操作自己地区的号段，而其他号段对操作员是不可见的。虚拟 h l r 数目 根据系统容量和管理需求可灵活配置，不受限制。 2 . l . 2 p h s 系统构成 移动通信系统由三级网的无线通信系统组成， 如图2 . 1 所示， 由一个移动控 制交换中心( m s c ) 、基地站( b s ) 、中继 ( r s )及移动台( p s ) 组成。 资日 图2 . 1 p h s 系统构成 p h s交换中心的主要功能是进行信息交换和整个系统的集中控制管理，h i s 交换中心具有呼叫、 交换、 切换等功能: 业务控制点具有位置登记、 鉴权等功能。 r s ( r e l a y s t a t i o n ) 是p h s 的中继站。 基站系统( b s ) 的主要作用是实现移动电话的无线功能。基站 c s ( c e l l s i t e ) 是无线收发单元，是用户与控制交换中心 ( m s c )之间的无线传输中继站，基站 与手机之间的无线链路基于r c r s t d -2 8 v e r . 2 标准。 在部署无线市话系统时， 选择技术先进的基站系统并合理地进行网络规划是 非常关键的问题， 这对系统的业务质量具有决定性的影响。 大功率的、 技术先进 西北工业大学硕士论文:智能p h s 摧站射频收发信机的研究与 设汁 票等查询， 信息点播等服务; 无线数据接入目 前可以 支持接入速率高达1 2 8 k b / s 或 6 4 k b i t / s的服务，数据流旁路 p s t n ，不占用交换机源:手机 f . 网业务是指 直接借助手机以 无线方式接入因特网， 获取各种在线服务， 它支持用户直接通过 手机终端收发邮件， 上网下载信息、 音乐与图片等， 也支持在线游戏等交互式应 用。对于手机上网业务的实现，网络侧需要有与之配套的内容服务商( c o n t e n t p r o v i d e r , c p ) 的支持，用户侧需要有支持手机上网业务的移动终端。 ( 4 )智能业务，包括预付费、移动虚拟专网( v p m n ) 、亲情号码( f n s ) 等。其 中， 预付费可预先交纳通话费用， 使用中实时扣除话费，并可随时查询余额，预 付费的启用能够避免恶意欠费的发生。 ( 5 )新业务，包括区域限制业务、虚拟 h l r功能以及无线c e n t r e x 等。其 中，区域限制业务主要是限制用户的通话范围， 使用户在规定的区域内通话， 它 根据规定区域的大小设定灵活的资费政策， 从而实现本地通、 本省通等业务: 虚 拟h l r 即指物理上的一个h l r 实体可以在逻辑上虚拟多个地区的h l r ， 受理台不 同的操作员只能操作自己地区的号段，而其他号段对操作员是不可见的。虚拟 h l r 数目 根据系统容量和管理需求可灵活配置，不受限制。 2 . l . 2 p h s 系统构成 移动通信系统由三级网的无线通信系统组成， 如图2 . 1 所示， 由一个移动控 制交换中心( m s c ) 、基地站( b s ) 、中继 ( r s )及移动台( p s ) 组成。 资日 图2 . 1 p h s 系统构成 p h s交换中心的主要功能是进行信息交换和整个系统的集中控制管理，h i s 交换中心具有呼叫、 交换、 切换等功能: 业务控制点具有位置登记、 鉴权等功能。 r s ( r e l a y s t a t i o n ) 是p h s 的中继站。 基站系统( b s ) 的主要作用是实现移动电话的无线功能。基站 c s ( c e l l s i t e ) 是无线收发单元，是用户与控制交换中心 ( m s c )之间的无线传输中继站，基站 与手机之间的无线链路基于r c r s t d -2 8 v e r . 2 标准。 在部署无线市话系统时， 选择技术先进的基站系统并合理地进行网络规划是 非常关键的问题， 这对系统的业务质量具有决定性的影响。 大功率的、 技术先进 西北工业人学硕士论文:皆能p h s 基站射频收发信机的研究与设计 的第三代基站代表了p h s 基站技术发展的方向。 大功率的基站大大提高了覆盖范 围， 并提供高通信质量， 安装成本低， 建筑物内的通话质量明显改善， 手机移动 速度显著提高。 同时根据网络中不同区域的话务密度和无线电波传播情况， 结合 部署3 0 0 m w 和5 0 0 m w 基站， 使整个网络既有良 好的覆盖效果， 提供高移动性的业 务，又能经济有效地提供高话务量，提高接通率。 基站通常包括数字业务单元、 收发信机单元、 主电源、 后备电源儿个主要的 部分。 数字业务单元: 4 线2 线转换。 收发信机单元: 包括线路端接电路以端接连接网络 i s d n线;数字业务单元 进行 2 . 1 . 进行呼叫处理、设置无线信道、端接维护信号等功能。 3 p h s 网络应用及发展 p h s 有三种应用方式，即公众网、专用网及家用无绳电话。 ( 1 ) 公众网:日 本己建立了大量的p h s 公众网，己覆盖主要的人口 密集区域。 在这些区域， 用户在使用时其方便性与蜂窝电 话差不多， 只是由于蜂窝小， 越区 切换频繁， 因此移动速度不能太快。 这一组网方式中， 基站间与工 s d n 网 络相连， 因此呼叫与切换速度很快。由于基站成本低，并可利用现有的i s d n 网，其成本 可以低于蜂窝系统。 ( 2 ) 专用网或无线本地环路( w l l ) : 在大学、机关、大商店、机场、医院等， p h s 可以作局域无线接入系统使用， 它提供了一个有线网的无线接入手段。 而w l l 为本地有线网无法工作的地区提供了接入公众交换网的途径， 它可使具有安装迅 速、投资小、开通业务快的特点。 ( 3 ) 家用无绳电话: 用以代替现有的模拟制无绳电话，其保密性很好。 技术发展 ( 1 ) 组网技术: 作为无线接入的一种技术， p h s 正在努力扩大它与其他网络的 互联能力。 去年6 月， 日 本公布了p h s 国际互联网 接入标准p i a f s ( p h s i n t e r n e t a c c e s s f o r u m s t a n d a r d ) ， 其最高传送速度为 2 9 . 2 k b p s 。 这为多媒体服务提供 了 统一的标准。 为了与蜂窝网兼容， 除了双模手机外与g s m 蜂窝网的互联也是它 的 重要开发方向， 其中包括信令、计费等。 p h s网与c a t v网的结合也正在研究 之中。 ( 2 ) 终端技术: 终端技术是p h s 发展最快的领域， 各种小型、 长待机时间、 多 功能、彩屏、机 r- 分离的终端不断出现。 西北工业人学硕士论文:皆能p h s 基站射频收发信机的研究与设计 的第三代基站代表了p h s 基站技术发展的方向。 大功率的基站大大提高了覆盖范 围， 并提供高通信质量， 安装成本低， 建筑物内的通话质量明显改善， 手机移动 速度显著提高。 同时根据网络中不同区域的话务密度和无线电波传播情况， 结合 部署3 0 0 m w 和5 0 0 m w 基站， 使整个网络既有良 好的覆盖效果， 提供高移动性的业 务，又能经济有效地提供高话务量，提高接通率。 基站通常包括数字业务单元、 收发信机单元、 主电源、 后备电源儿个主要的 部分。 数字业务单元: 4 线2 线转换。 收发信机单元: 包括线路端接电路以端接连接网络 i s d n线;数字业务单元 进行 2 . 1 . 进行呼叫处理、设置无线信道、端接维护信号等功能。 3 p h s 网络应用及发展 p h s 有三种应用方式，即公众网、专用网及家用无绳电话。 ( 1 ) 公众网:日 本己建立了大量的p h s 公众网，己覆盖主要的人口 密集区域。 在这些区域， 用户在使用时其方便性与蜂窝电 话差不多， 只是由于蜂窝小， 越区 切换频繁， 因此移动速度不能太快。 这一组网方式中， 基站间与工 s d n 网 络相连， 因此呼叫与切换速度很快。由于基站成本低，并可利用现有的i s d n 网，其成本 可以低于蜂窝系统。 ( 2 ) 专用网或无线本地环路( w l l ) : 在大学、机关、大商店、机场、医院等， p h s 可以作局域无线接入系统使用， 它提供了一个有线网的无线接入手段。 而w l l 为本地有线网无法工作的地区提供了接入公众交换网的途径， 它可使具有安装迅 速、投资小、开通业务快的特点。 ( 3 ) 家用无绳电话: 用以代替现有的模拟制无绳电话，其保密性很好。 技术发展 ( 1 ) 组网技术: 作为无线接入的一种技术， p h s 正在努力扩大它与其他网络的 互联能力。 去年6 月， 日 本公布了p h s 国际互联网 接入标准p i a f s ( p h s i n t e r n e t a c c e s s f o r u m s t a n d a r d ) ， 其最高传送速度为 2 9 . 2 k b p s 。 这为多媒体服务提供 了 统一的标准。 为了与蜂窝网兼容， 除了双模手机外与g s m 蜂窝网的互联也是它 的 重要开发方向， 其中包括信令、计费等。 p h s网与c a t v网的结合也正在研究 之中。 ( 2 ) 终端技术: 终端技术是p h s 发展最快的领域， 各种小型、 长待机时间、 多 功能、彩屏、机 r- 分离的终端不断出现。 西北工业大 学硕士论文:智能p h s 墓 郊射频收发信机的研究与 设计 2 . l . 4 p h s 技术特点 1 双工方式及帧结构 p h s 是一种基于t d d 方式的无线接入技术， 其单帧结构如图2 . 2 所示。由图 可见， 每帧长度为5 m s ， 分为8 个时隙，前4 个为下行时隙，即为基站向手机发 送信息的时间， 后4 个时隙供上行使用， 也就是手机向 基站发送信息的时间。 每 时隙既可以 用来传送控制信息，也可以 用来传输用户数据。 p h s的复帧由2 0个 单帧组成，复帧长度为1 0 0 m s ，控制信息每复帧下发一次，1 2 个复帧组成超帧， 每个超帧周期为1 . 2 5 。 2工作载频 p h s工作频段为 1 9 0 0 1 9 2 0 m h z ，载频间隔为 3 0 0 k h z ，控制载频为第 2 6 号载频， 2 5 号及2 7 号载频作为保护载频，其余为业务载频。p h s 系统分配载频 的方式为动态分配， 当有信息需要发送时， 基站选择可用时隙， 选择该时隙上的 干扰最小的频点来进行传送。时间上的时隙排列和载频间隔形成了p h s 的信道， 如图2 . 3 所示。 月 卜 -， -一叫 一一一 一-一， 一 s r n n 卜 厂 图2 . 2 p h s 信号的单帧结构示意图 信道 r h r e l c ha n n e l s y s t e m b . 口 、 d 3 0 0 k k z c h a n n e l c ha n ne l 图23p i i s 系统中的信道示意图 西北工业大学硕士论文:智能p h s 基站射频收发信机的研究与设计 2 . 1 . 5 p h s 系统特有的问题 p h s 的空中接口结构、技术参数决定了p i s 系统与g s m , c d m a 等宏蜂窝系统 有很大不同，带来了一些系统特有的问题: ( 1 ) 工作频段较高， 无线电波绕射能力较差，基站设备发射功率较小而路径 损耗大，网络覆盖效果受所处环境影响较大，室内 覆盖效果不够理想。 ( 2 ) 采用t d d / t d m a工作方式， 对信号的同步要求较高，当系统同步状况较 差时， 会引发较为严重的控制载频干扰， 导致通话障碍。 因此，当由于同 步时隙 的偏差， 导致控制信息同时、同频发送时， 会增加控制信息错误的几率， 在系统 干扰程度比 较严重时， 会出现控制信息连续出错的现象， 导致手机在建链、 切换 等环节因为与基站失去联系而发生呼叫失败，因而产生呼叫时延长、起呼困难、 甚至掉话等故障现象。 ( 3 ) 由于控制信息每复帧下发一次，因此在控制载频的1 0 0 m s 的帧周期里， 下行链路共有4 x 2 0 = 8 0个时隙，理论上最大可分配给8 0 个基站作为各自的控制 时隙。 也就是说，由于控制时隙数量的限制， 导致基站密度具有单位面积的数量 限制，根据工程经验，当基站密度超过 4 0个/k。时，会导致一定数量的基站因 无法分配控制时隙而工作失败。 ( 4 ) 基站采用动态分配载频方式， 具有两个方面的效果: 一方面基站自 身可以 控制一定程度的千扰，无需频率规划，降低了网络规划的难度;另一方面， 动态 时隙分布的随机性，也会带来一些问题。由于p h s 系统采用动态时隙分布机制， p h s 网络用户经常会出 现在非移动的通信状况下手机发生切换的情况 2 . 2 p h s 系统的发展和市场 p h s 经过数年发展，己在广州、北京等大城市相继建设，覆盖了中国3 0 0 多 个地市。 无线市话己成为中国电信和网通不可或缺业务增长点。 小灵通面向那些 对移动通信有迫切需求但基本上不需要城际漫游的用户。 中国的移动通信市场目 前只有中国移动和中国联通两大移动运营商， 而他们的高资费及双向收费限制了 一 部分本地通信量大、 通话次数多、 只在本地移动的用户。 而小灵通及时填补了 这个空白，因此它有自己生存和发展的空间。 在几年的发展过程中， 随着国家经 济的不断发展，这样一个特定的客户群也在不断壮大和发展。 从技术而言，p h s尚不能跻身于先进移动建网方式之列，但存在即合理， 运 营商从 p h s 领域获得新业务增长点的同时， 也以此为契机培育了移动用户， 并为 未来真正的移动运营培养维护人员、 积累运营经验。 而对消费者而言， 通话费用 西北工业大学硕士论文:智能p h s 基站射频收发信机的研究与设计 2 . 1 . 5 p h s 系统特有的问题 p h s 的空中接口结构、技术参数决定了p i s 系统与g s m , c d m a 等宏蜂窝系统 有很大不同，带来了一些系统特有的问题: ( 1 ) 工作频段较高， 无线电波绕射能力较差，基站设备发射功率较小而路径 损耗大，网络覆盖效果受所处环境影响较大，室内 覆盖效果不够理想。 ( 2 ) 采用t d d / t d m a工作方式， 对信号的同步要求较高，当系统同步状况较 差时， 会引发较为严重的控制载频干扰， 导致通话障碍。 因此，当由于同 步时隙 的偏差， 导致控制信息同时、同频发送时， 会增加控制信息错误的几率， 在系统 干扰程度比 较严重时， 会出现控制信息连续出错的现象， 导致手机在建链、 切换 等环节因为与基站失去联系而发生呼叫失败，因而产生呼叫时延长、起呼困难、 甚至掉话等故障现象。 ( 3 ) 由于控制信息每复帧下发一次，因此在控制载频的1 0 0 m s 的帧周期里， 下行链路共有4 x 2 0 = 8 0个时隙，理论上最大可分配给8 0 个基站作为各自的控制 时隙。 也就是说，由于控制时隙数量的限制， 导致基站密度具有单位面积的数量 限制，根据工程经验，当基站密度超过 4 0个/k。时，会导致一定数量的基站因 无法分配控制时隙而工作失败。 ( 4 ) 基站采用动态分配载频方式， 具有两个方面的效果: 一方面基站自 身可以 控制一定程度的千扰，无需频率规划，降低了网络规划的难度;另一方面， 动态 时隙分布的随机性，也会带来一些问题。由于p h s 系统采用动态时隙分布机制， p h s 网络用户经常会出 现在非移动的通信状况下手机发生切换的情况 2 . 2 p h s 系统的发展和市场 p h s 经过数年发展，己在广州、北京等大城市相继建设，覆盖了中国3 0 0 多 个地市。 无线市话己成为中国电信和网通不可或缺业务增长点。 小灵通面向那些 对移动通信有迫切需求但基本上不需要城际漫游的用户。 中国的移动通信市场目 前只有中国移动和中国联通两大移动运营商， 而他们的高资费及双向收费限制了 一 部分本地通信量大、 通话次数多、 只在本地移动的用户。 而小灵通及时填补了 这个空白，因此它有自己生存和发展的空间。 在几年的发展过程中， 随着国家经 济的不断发展，这样一个特定的客户群也在不断壮大和发展。 从技术而言，p h s尚不能跻身于先进移动建网方式之列，但存在即合理， 运 营商从 p h s 领域获得新业务增长点的同时， 也以此为契机培育了移动用户， 并为 未来真正的移动运营培养维护人员、 积累运营经验。 而对消费者而言， 通话费用 西北工业人学硕士论文:智能p h s 基站射频收发信机的研究与设计 低廉即是其存在的最好理由， 只要移动通话的费率相比p h s 有明显差距， p h s 就 有其存在的价值。 作为固定电话的延伸， 国内p h s 业务主要针对的是本地中低端 的移动用户。从整个市场情况看，本地业务占 整个移动通信业务总量的 8 0 %以 上。 随着经济发展与人口 流动速度的加快， 漫游业务比重将上升， 本地业务的比 重将有一定程度的下降。 虽然p h s 在今后一定时期内仍有相当的市场需求， 但作为移动通信市场的后 进入者， p h s 的特点与市场定位接近移动电话， 面临移动电话的类同质替代与激 烈竞争， 因此，明确p h s 的特点， 在有限的细分市场中寻求合理的发展空间， 是 p h s 业务获得有效生存与发展的重要条件。 i . p h s 的用户群 p h s 业务介于固定电话与移动电话的中间地带， 它面向的是 9 0 % 的时间在本 地范围内 活动的 9 0 %的人群，潜在的用户很大，如何开发和激活这一市场对中 国电 信具有十分重要的现实意义和战略意义。 中国移动和中国联通在无线领域已经经营多年， 具有良 好的网络、 覆盖和品 牌效应。 无线市话拿什么去与他们竞争呢?很显然， 话费便宜是一个法宝， 因为 中国是一个发展中国家， 人口 众多， 人均收人低， 人口流动性不大。 但仅仅依靠 资费上的 优势是不够的， 我们还必须拿出一些真正令用户感兴趣的东西， 如服务 质量、增值业务等，来吸引用户并且留住用户。 2 . p h s 的市场定位 从某种角度来看， 对无线市话业务在市场定位上的重要性甚至超出了对其技 术的选择。 对中国电信来说， 发展无线市话可以 激发固定电话的话务量， 解决电 话热装冷用问题和管线扩容问题，提高接通率，争夺市场份额。对于用户而言， 会很自 然地拿无线市话与移动电话相比较因为它们都有移动性， 都具有个人通信 服务的色彩。 p h s 系统虽然单个基站成本低，但随着网络的发展，基站数目 成倍增长， 成 本经济性并不见好，必然期望短期内获得较大数量用户的支撑。所以 p h s只有 着眼于用户密度和话务量相对集中的城区， 作为市话的延伸和补充， 才能得到健 康发展。 3 . p h s 的营销策略 任何一项业务的发展都离不开技术和市场这两个因素。在 p h s的营销_ i 二 作 中尤其要注意将技术与市场紧密结合起来，将市场开发与网络覆盖融合在一起， 以达到扬长避短，变劣势为优势的目的。 ( 1 ) 重视集团用户的开发，快速拓展市场。 对企业、 机关、学校、医院、酒店、商业中心、集 贸市场、办公大楼等集闭 用户的开发要充分发挥 p h s 系统红 l 网方便、建网迅速的特点，在网络覆盖方面， 西北 l 业大学硕士论文:智能p h s 纂站射频收发信机的研究与 设计 可以 根据用户需求量身定做。 ( 2 ) 大力推进居民小区的无线化。 居民小区也是一个很适合 p h s应用的环境，用户和话务量相对集中。特别 是对于新建居民小区，就优先考虑发展无线市话，引导个人通信新观念。 ( 3 ) 优惠发展家庭 “ 第二市话、 传统的一户一线的通信模式制约和禁锢了电信业务进一步向前发展。 对于住 宅电话用户，电信部门可利用自 身的整体优势， 采取优惠办法， 发展第二市话小 灵通。 ( 4 ) 加强宣传力度，争夺移动用户市场。 在资费优势、 健康环保、 通话质量、 服务等方面大做文章，争夺对漫游功能 需求不旺盛的移动用户。 p h s 是固定电话的延伸和补充， 其系统是采用微蜂窝结构，大基站的输出功 率为5 0 0 毫瓦， 还不及是普通g s m 手机发射功率的1 / 2 ， 小基站平均输出功率为 1 0 毫瓦。 就小灵通基站辐射而言，小灵通基站天线的发射功率与小灵通电话的 发射功率一样大，大约只有 1 0 毫瓦，按小灵通使用时距人体 1 厘米，小灵通基 站天线距人体的最近距离2 米计算， 小灵通基站天线电磁波辐射仅有 1 / 2 0 0 被人 体吸收，即 0 . 2 5微瓦/ 平方厘米的电磁辐射被人体吸收。目 前我国暂行的微波 卫生标准为3 8 微瓦/ 平方厘米， 小灵通基站天线的电磁波辐射功率仅仅是我国微 波卫生标准阀值的1 / 1 5 0 ， 这么微小剂量的电磁波辐射不仅对人体无害，就是对 目 前任何一种电子仪器、设备也均无影响。 从电磁污染的角度来看，小灵通系统 是最干净的电磁波系统， 可以称之为绿色环保辐射系统， 小灵通电话和所架设的 基站是大家可以放心使用的绿色环保电话系统。 2 . 3发展趋势及同3 g的共存问题 2 . 3 . 1 p h s 发展趋势 p h s 无线数据业务目 前采用的标准是p i a f s 。这是一个以电路交换模式为基 础的数据通信方式。提供的数据传输速率为3 2 / 6 4 k b i t / s o 在p 工 a f s 通信模式下， 用户使用时首先拨打接入号码。 进行数据传输前， 系 统通过手机 ( 或数据卡) 、基站、交换平台、数据接入服务器建立一条端到端的 电 路模式的数据通信连路。 链路建立后， 在整个连接使用过程中无论有无数据传 输， 信道资源将一直被占用，直到电路连接中断，信道被释放。 随着 h i s的发展，用户对无线数据业务质量的要求不断提高，电路模式的 西北 l 业大学硕士论文:智能p h s 纂站射频收发信机的研究与 设计 可以 根据用户需求量身定做。 ( 2 ) 大力推进居民小区的无线化。 居民小区也是一个很适合 p h s应用的环境，用户和话务量相对集中。特别 是对于新建居民小区，就优先考虑发展无线市话，引导个人通信新观念。 ( 3 ) 优惠发展家庭 “ 第二市话、 传统的一户一线的通信模式制约和禁锢了电信业务进一步向前发展。 对于住 宅电话用户，电信部门可利用自 身的整体优势， 采取优惠办法， 发展第二市话小 灵通。 ( 4 ) 加强宣传力度，争夺移动用户市场。 在资费优势、 健康环保、 通话质量、 服务等方面大做文章，争夺对漫游功能 需求不旺盛的移动用户。 p h s 是固定电话的延伸和补充， 其系统是采用微蜂窝结构，大基站的输出功 率为5 0 0 毫瓦， 还不及是普通g s m 手机发射功率的1 / 2 ， 小基站平均输出功率为 1 0 毫瓦。 就小灵通基站辐射而言，小灵通基站天线的发射功率与小灵通电话的 发射功率一样大，大约只有 1 0 毫瓦，按小灵通使用时距人体 1 厘米，小灵通基 站天线距人体的最近距离2 米计算， 小灵通基站天线电磁波辐射仅有 1 / 2 0 0 被人 体吸收，即 0 . 2 5微瓦/ 平方厘米的电磁辐射被人体吸收。目 前我国暂行的微波 卫生标准为3 8 微瓦/ 平方厘米， 小灵通基站天线的电磁波辐射功率仅仅是我国微 波卫生标准阀值的1 / 1 5 0 ， 这么微小剂量的电磁波辐射不仅对人体无害，就是对 目 前任何一种电子仪器、设备也均无影响。 从电磁污染的角度来看，小灵通系统 是最干净的电磁波系统， 可以称之为绿色环保辐射系统， 小灵通电话和所架设的 基站是大家可以放心使用的绿色环保电话系统。 2 . 3发展趋势及同3 g的共存问题 2 . 3 . 1 p h s 发展趋势 p h s 无线数据业务目 前采用的标准是p i a f s 。这是一个以电路交换模式为基 础的数据通信方式。提供的数据传输速率为3 2 / 6 4 k b i t / s o 在p 工 a f s 通信模式下， 用户使用时首先拨打接入号码。 进行数据传输前， 系 统通过手机 ( 或数据卡) 、基站、交换平台、数据接入服务器建立一条端到端的 电 路模式的数据通信连路。 链路建立后， 在整个连接使用过程中无论有无数据传 输， 信道资源将一直被占用，直到电路连接中断，信道被释放。 随着 h i s的发展，用户对无线数据业务质量的要求不断提高，电路模式的 西北 l 业大学硕士论文:智能p h s 纂站射频收发信机的研究与 设计 可以 根据用户需求量身定做。 ( 2 ) 大力推进居民小区的无线化。 居民小区也是一个很适合 p h s应用的环境，用户和话务量相对集中。特别 是对于新建居民小区，就优先考虑发展无线市话，引导个人通信新观念。 ( 3 ) 优惠发展家庭 “ 第二市话、 传统的一户一线的通信模式制约和禁锢了电信业务进一步向前发展。 对于住 宅电话用户，电信部门可利用自 身的整体优势， 采取优惠办法， 发展第二市话小 灵通。 ( 4 ) 加强宣传力度，争夺移动用户市场。 在资费优势、 健康环保、 通话质量、 服务等方面大做文章，争夺对漫游功能 需求不旺盛的移动用户。 p h s 是固定电话的延伸和补充， 其系统是采用微蜂窝结构，大基站的输出功 率为5 0 0 毫瓦， 还不及是普通g s m 手机发射功率的1 / 2 ， 小基站平均输出功率为 1 0 毫瓦。 就小灵通基站辐射而言，小灵通基站天线的发射功率与小灵通电话的 发射功率一样大，大约只有 1 0 毫瓦，按小灵通使用时距人体 1 厘米，小灵通基 站天线距人体的最近距离2 米计算， 小灵通基站天线电磁波辐射仅有 1 / 2 0 0 被人 体吸收，即 0 . 2 5微瓦/ 平方厘米的电磁辐射被人体吸收。目 前我国暂行的微波 卫生标准为3 8 微瓦/ 平方厘米， 小灵通基站天线的电磁波辐射功率仅仅是我国微 波卫生标准阀值的1 / 1 5 0 ， 这么微小剂量的电磁波辐射不仅对人体无害，就是对 目 前任何一种电子仪器、设备也均无影响。 从电磁污染的角度来看，小灵通系统 是最干净的电磁波系统， 可以称之为绿色环保辐射系统， 小灵通电话和所架设的 基站是大家可以放心使用的绿色环保电话系统。 2 . 3发展趋势及同3 g的共存问题 2 . 3 . 1 p h s 发展趋势 p h s 无线数据业务目 前采用的标准是p i a f s 。这是一个以电路交换模式为基 础的数据通信方式。提供的数据传输速率为3 2 / 6 4 k b i t / s o 在p 工 a f s 通信模式下， 用户使用时首先拨打接入号码。 进行数据传输前， 系 统通过手机 ( 或数据卡) 、基站、交换平台、数据接入服务器建立一条端到端的 电 路模式的数据通信连路。 链路建立后， 在整个连接使用过程中无论有无数据传 输， 信道资源将一直被占用，直到电路连接中断，信道被释放。 随着 h i s的发展，用户对无线数据业务质量的要求不断提高，电路模式的 西北 t : 业人学硕十论文:智能p h s 基站射频收发信机的研究与 设讨 p i a f s 无线数据传送方式将无法适应业务发展的要求。 采用分组模式的p h s 无线 数据技术将是p h s 无线数据技术发展的方向。 1 . 分组模式具有如下优势: 提供更高的数据传输速率1 2 8 k - - 3 8 4 k a 永远在线。 信道效率高，节省信道资源，有利于降低投资成本和用户使用价格。 与电路模式不同， 在分组模式下， 用户可以永远在线， 只有当有数据传送时， 信道资源才被占用，当无数据传送时，信道被释放，可以分配给其他用户使用。 2 . 分组模式技术解决方案 ( 1 ) 系统结构 系统由支持分组模式的基站、p h s 交换平台、分组服务器、分组设备维护操 作设备和i s p 接入服务器组成。 数据终端 手机或数据通信卡)与基站的接口遵循 p h s空中接口标准 r c r s t d - 2 8标准;基站与交换平台的接口 遵循q 9 3 1 协议;交换平台与分组服务 器采用p r i 接口;分组服务器与i s p 接入服务器为i p 接口。 ( 2 ) 无线信道 p h s 系统采用的是t d m a 方式的时分系统。与p i a f s 模式中只利用t c h 话音 信道传送数据信息的方式不同的是， 分组模式既可利用t c h