毕业设计论文-第三代移动通信技术.doc

目录第一章 绪论11.1 引言11.2 选题背景与意义11.3 研究现状21.4 论文主要研究内容41.5 主要章节安排3第二章 第三代移动通信（3G）标准42.1 TD-SCDMA52.2 CDMA200082.3 WCDMA9第三章 移动基站备选站址11第四章 移动基站主设备144.1概述134.2主设备架构144.2.1基站设备拓扑结构184.2.2电源系统194.2.3传输系统194.2.4监控系统214.2.5天馈系统234.2.6其他25第五章 方案设计32第六章 总结与展望32致谢33参考文献34附录A 现场图片资料35附录B 英文资料35附录C 英文缩写对照39 南京工程学院毕业设计说明书（论文）第一章 绪论1.1 引言3G通信，即第三代移动通信，主要特点a.全球普及和全球无缝漫游的系统，它将使用共同的频段，全球统一标准。b.具有支持多媒体业务的能力，应能根据需要，提供带宽。ITU规定第三代移动通信无线传输技术的最低要求中，必须满足以下三种，即：快速移动环境，最高速率达144kbit/s；室外到室内或系统环境，最高速率达384kbit/s；室内环境，最高速率达2Mbit/s；c.经过二代网络向三代网络的过渡、演进，并应与固网兼容；d.高频谱效率；e.高服务质量；f.低成本；g.高保密性。现行的3G主流技术标准有：a.W-CDMA（Wideband Code Division Multiple Access）核心网络，基于MAP，由欧洲、日本提出；b.CDMA2000（Code Division Multiple Access 2000）核心网络，基于ANSI-41，由美国、韩提出；c.TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）核心网络，基于MAP，由我国提出。TD-SCDMA技术相比GSM频谱利用率高、频谱灵活性强、支持高速移动通信、系统设备成本低、支持与传统系统间的切换功能；其关键技术有:智能天线、联合检测、上行同步、动态信道分配、接力切换、软件无线电、时分双工方式。1.2 选题背景与意义从70年代以来，通过30多年的发展，移动通信已经成为最主要的通信方式之一。到目前为止，移动通信主要经过了2代的发展，第二代的典型网络GSM和CDMA已经成为人们首选的移动网络。现在，一场新的移动通信革命又悄然开始，以移动数据通信为主要特征的第三代（3G）移动通信技术已经完善并开始初步商用。随着人们对通信技术的更高需求，可以预见以语音通信为主的第二代（2G）移动通信技术将逐渐被3G所取代。所以我们必需顺应时代的潮流，了解并掌握3G技术，才能更好地服务社会。TD-SCDMA技术标准由中国第一次提出并在此无线传输技术（RTT）的基础上与国际合作，完成了TDSCDMA标准，成为CDMA TDD标准的一员的，这是中国移动通信界的一次创举，也是中国对第三代移动通信发展的贡献。在与欧洲、美国各自提出的3G标准的竞争中，中国提出的TD-SCDMA已正式成为全球3G标准之一，这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。从第一代模拟蜂窝移动通信系统到第二代数字蜂窝移动通信系统，再到第三代全球移动通信系统，直至现如今的TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000技术，每一次的变革都伴随着通信设备的更替与创新；新技术的理论设计推动着设备的更新，同时设备的好坏又决定着新兴技术实现程度和发展前景，在3G技术日益成熟，特别是我国提出的TD-SCDMA即将大范围商用情况下，通信设备的研究创新无疑对3G事业的发展大为有利。随着3G时代的到来，且技术越来越成熟，及其大规模的实际应用，新技术对基站设备的要求越来越高，如扩展容量、新增设备等。现代通信已不再是简单的语音、图片的无线传输，而是快速的高质量的音频传输，这就要求在技术和设备上有所突破。根据规划，TD三期建设将覆盖328个城市，基站、载扇数较上期几乎翻番，对建设者来说，最大的好消息是投资额并没有成比例高涨。根据三期招标报价，所有竞标价格普遍低于二期，这种群体行为说明，在当下经济形势吃紧之时，TD及时地进入了以成本大幅降低为特征的成熟期。这就更要求制造商在提高设备性能的条件下，降低通信设备的成本，从而提高性价比。1.3 研究现状目前TD发展的瓶颈主要在终端、应用和商务模式这三个方面；本文只讨论终端设备方面。终端方面，实际介入的厂家以国内的为主，像中兴 华为 海信等，国外厂商介入的比较少，前期诺基亚跟摩托罗拉都没有参与进来。TD毕竟是一个还不成熟的3G标准，他们有观望的态度。所以要发展好终端中国移动就要把这一块产业链梳理好，鼓励更多的厂家参与进来，特别是国际大厂商参与进来，这样才会比较快地解决终端种类、质量、价格方面的问题。在众多制造商提供的众多设备产品的现状下，建设方的选择多了，但设备的差异造就了各式的终端、各式的操作方式，这样情况非常不利于以后的优化维护，目前市场上还没有统一的TD终端产品，各设备商及研究开发者还在探索整合；总之尽量统一兼容的设备终端已成为以后的发展趋势。1.4 论文主要研究内容该本论文涉及了3G通信技术、终端设备、备选站址等方面的内容，主要包括了以下几个方面：一方面我们对当前几种主流通信技术（如TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000）的概念、特点、关键技术、应用领域及其研究现状进行了归纳和总结，分析了其研究中的重点和难点。接着，从 角度，就音 展开讨论和研究。并给出了对 系统进行性能评价的客观评价标准。 另一方面，我们结合现场实际案例，就通信基站的设备进行分析与研究，特别是3G设备方面。另外对移动通信基站的选址原则规范以及其对后期设备安装、运行和维护的影响做了适当的介绍。最后，就全文的成果加以总结，讨论了未来3G通信设备的发展方向与前景及对进一步研究的展望。1.5 主要章节安排首先就课题研究的背景和意义做出说明。第一章总体的介绍了下设计的内容。第二章主要介绍了三种主流的3G通信技术。第三章介绍了移动通信基站选址原则和规范。第四章专门分析了移动通信基站系统结构，特别是3G改造后的系统拓扑；并对各系统设备的应用进行了讨论。第五章给出了设计实例并对其进行了分析。第六章给出结论并对课题未来的发展做出了展望。第56页第二章 第三代移动通信（3G）标准多址接入技术：a. 频分多址（FDMA）技术：业务信道在不同频段分配给不同的用户，如TACS、AMPS。b. 时分多址（TDMA）技术：业务信道在不同时间分配给不同的用户，如GSM、DAMPS。c. 码分多址（CDMA）技术：所有用户在同一时间、同一频段上、更具不同的编码获得业务信道。其中，TD-SCDMA、CDMA2000、W-CDMA便是基于码分多址技术的。GSM、WCDMA、TD-SCDMA的多址方式：a. GSM用户通过频率和时隙进行区分b. WCDMA用户通过频率和码字进行区分c. TD-SCDMA用户通过频率、时隙和码字进行区分3G不同标准的技术比较见表2-1表2-1 准的技术比较技术特征比较TD-SCDMWCDMAcdma2000信道间隔1.6MHz5MHz1.25MHz接入方式TDMA+CDMA单载波宽带直序扩频单载波直序扩频双工方式TDDFDDFDD码片速率1.28Mcps3.84Mcps1.2288Mcps基站同步方式同步(采用GPS)异步(不需GPS)同步（需GPS）帧长5ms子帧10ms20ms等调制方式QPSKQPSK(前向)/BPSK(后向)QPSK(前向)/BPSK(后向)切换硬切换或接力切换软切换，频间切换，与GSM间的切换软切换，频间切换，与IS-95间的切换语音编码自适应多速率编码自适应多速率编码可变速率编码功率控制开环，闭环(最高200Hz)，外环开环，闭环(最高1500Hz)，外环开环，闭环(最高800Hz)，外环2.1 TD-SCDMATD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分-同步码分多址）是ITU（国际电信联盟）正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它采用不需配对频率的TDD（Time Division Duplex，时分双工）工作方式，以及FDMA / TDMA / CDMA相结合的多址接入方式。TD-SCDMA系统全面满足IMT-2000的基本要求，采用了智能天线、联合检测、同步CDMA、接力切换及自适应功率控制等诸多先进技术，与其它3G系统相比具有较为明显的优势。1、TD-SCDMA关键技术在TD-SCDMA系统中，采用了很多先进的关键技术，正是这些关键技术的先进性使得它成为第三代移动通信系统的主流标准，其主要关键技术如下：智能天线、联合检测、上行同步、动态信道分配、接力切换、软件无线电、时分双工方式。l 智能天线基本概念和原理：使一组天线和对应的收发信机按照一定的方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图。若使用DSP在基带进行处理，使得辐射方向图的主瓣自适应地指向用户来波方向，就能达到提高信号的载干比，降低发射功率，提高系统覆盖范围的目的。l 联合检测基本概念和原理：联合检测技术是多用户检测（Multi-user Detection）技术的一种。CDMA系统中多个用户的信号在时域和频域上是混叠的，接收时需要在数字域上用一定的信号分离方法把各个用户的信号分离开来。信号分离的方法大致可以分为单用户检测和多用户检测技术两种。l 接力切换基本概念和原理：切换是指当移动台处于移动状态中通讯从一个基站或信道转移到另一个基站或信道的过程。切换类型分硬切换、软切换、接力切换。利用智能天线获取UE的位置距离信息，同时使用上行预同步技术，在切换测量期间，使用上行预同步的技术，提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换掉话率的目的。l 动态信道分配基本概念和原理：信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中，在多信道共用的情况下，以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的可使用信道。信道分配方案可分为以下三种：固定信道分配（FCA）、动态信道分配（DCA）、混合信道分配（HCA）。能够高效率地利用有限的无线资源，因为：能根据业务特征灵活分配系统资源，最小化系统内干扰，从而提高实际系统的资源利用率。l 上行同步基本概念和原理：指在同一小区中，同一时隙的不同位置的用户发送的上行信号同时到达基站接收天线，即同一时隙不同用户的信号到达基站接收天线时保持同步。优势：克服码间干扰，简化数据处理，降低设备复杂性。2、信道编码方案TD-SCDMA支持三种信道编码方式：（1）在物理信道上可以采用前向纠错编码，即卷积编码，编码速率为1/21/3，用来传输误码率要求不高于10-3的业务和分组数据业务；（2）Turbo编码，用于传输速率高于32Kbps并且要求误码率优于10-3的业务；（3）无信道编码。信道编码的具体方式由高层选择，为了使传输错误随机化，需要进一步进行比特交织。目前TD总共有155M频率资源，93个频点。图2-1 TD数据简要发送过程3、物理层结构TD-SCDMA系统的物理信道采用四层结构：超帧、无线帧、子帧、时隙/码。系统使用时隙和扩频码来在时域和码域上区分不同的用户信号。图2.1-2给出了物理信道的层次结构。图2-2 物理信道的层次结构一个无线帧长10ms，它又分为两个5ms的子帧。每个子帧由7个常规时隙（TS0TS6）和3个特殊时隙（下行导引时隙（DwPTS）、上行导引时隙（UpPTS）、保护时隙（GP）构成。每个常规时隙长为675s，在7个常规时隙中，TS0一般用于下行，作为小区广播使用；TS1一般用于上行。一个超帧由72个无线帧组成，长为720ms。子帧结构：TD-SCDMA系统帧结构的设计考虑到对智能天线、上行同步等新技术的支持。一个TDMA无线帧长为10ms，分成两个5ms子帧，每子帧长为6400chip，这两个子帧的结构完全相同，其结构图如图2.1-3所示：图2-3 TD-SCDMA子帧结构示图2.2 CDMA20001、cdma2000升级了IS-95的无线接口，性能上得到很大增强。如： cdma2000 1X可支持高速补充业务信道，单个信道的峰值速率可达307.2kbps； 采用了前向快速功控，提高了前向信道的容量； 可采用发射分集方式，提高了信道的抗衰落能力； 新的接入方式减少了移动台接入过程中的干扰的影响，提高了接入成功率；等等。 cdma2000 1X系统对IS-95有良好的后向兼容性，所以IS-95A/B/1X可以同时存在于同一载波中。2、cdma2000技术体制cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成。cdma2000的技术特点主要有： 电路域继承2G IS-95 CDMA网络，引入以WIN为基本架构的业务平台。 分组域基于Mobile IP技术的分组网络。 无线接入网以ATM交换机为平台，提供丰富的适配层接口。 空中接口采用cdma2000兼容IS-95。 2.3 WCDMACDMA（Code Division Multiple Access）系统采用码分多址的技术及扩频通信的原理，使得可以在系统中使用多种先进的信号处理技术，为系统带来许多优点： 相对于GSM系统，CDMA系统的信道容量是GSM系统的4倍左右； 采用高质量的语音编码，比GSM拥有更好的通话质量； 采用扩频调制，拥有很高的保密性； 采用有效的功率控制方法，使手机发射功率控制在较低的水平； 采用软切换技术不容易掉话。 由于CDMA技术的优越性，成为第三代移动通信系统采用的主要技术之一。与TD的区别和联系见图2-3。CN核心网FDD物理层WCDMA3GPPTD-SCDMANode BRNCTDD物理层图2-3 TD-SCDMA和WCDMA在结构层次上区别联系第三章 移动基站备选站址针对候选站点，收集网规要求的站址信息及环境描述，确定该站点是否满足建站要求。从准备到选定站址的具体流程见图3-1。无线网络估算报告站点信息是否已有站址获得备选站点站址勘测能否确认站点条件站点勘测报告是否满足站址要求获得站点选择半径电磁背景测试YesNoYesNoYesNo图3-1 具体选址流程基站勘测任务1、 光测：基站周围建筑环境、自然环境；2、频谱测量：电磁背景环境；3、站址调查：天线、设备的安装条件，电源、传输供应。基站勘测在网络规划的位置a、根据频带宽度决定频率复用方式；b、根据容量预测、话务分布、覆盖要求等条件，估算所需基站数量；c、确定基站的理论位置；d、基站勘测e、无线参数设计网络层次结构、发射功率、天馈系统、天线类型、挂高、方向、下倾角等。勘测前准备工作熟悉工程概况，尽量收集跟项目相关的各种资料：工程文件、背景资料、现有网络情况、地图、配置清单。准备工具：数码相机、GPS卫星接收机、指南针、尺子、便携电脑。站址选择原则在做好准备工作、了解覆盖要求以后，即可开始选择站址。在确定站址的过程中，需要考虑以下信息：、原有网络情况、人口分布与当地习惯、城市结构及城镇分布、主要街道及其交通流量、山地、湖泊、河流、海岸线等自然环境、长远发展趋势等。选址总的原则：选高话务区和用户集中区、慎选高山、雷达、电台、森林、电厂等。具体原则为：a、站址应尽量选在规则网孔中的理想位置，其偏差不应大于基站半径的四分之一；b、在不影响基站布局的情况下，尽量选择现有设施，以减少建设成本和周期；C、市区边缘或郊区的海拔很高的山峰(与市区海拔高度相差100300米以上），一般不考虑作为站址，一是为便于制覆盖范围，二也是为了减少工程建设的难度，方便维护；d、避免在大功率无线电发射台、雷达站或其他干扰源附近建站；e、新建基站应选在交通方便、市电可用、环境安全及少占良田的地方；f、新建基站应设在远离树林处以避开接收信号的快速衰落；g、在山区、岸比较陡或密集的湖泊区、丘陵城市及有高层金属建筑的环境中选址时要注意信号反射及时间色散的影响；h、在市区楼群中选址时，可巧妙利用建筑物的高度，实现网络层次结构的划分；i、建网初期基站数量较少时，选择的站址应保证重点地区有良好的覆盖。站址选择注意点 站址的选择应尽量以满足合理的小区结构为目标；利用电子地图和市区图综合分析，在选取基站的过程中要求有备用站址。 考虑网络的整体结构，主要从覆盖、抗干扰、话务均衡等方面出发进行筛选。 在实际情况下，有可能要求运营商就所选站点跟业主协商，我们将选取的基站限制在可允许的范围供运营商挑选，一般站址范围应在蜂窝基站半径的1/4区域内。 站址的选择应重点保证政府机关所在地、机场火车站、新闻中心、移动通信企业营业厅所在地、主要酒店等区域的良好通话、避免对该类区域的重叠覆盖。 事实上在网络规划工程师进行基站勘测前，运营商很可能已经从其他方面考虑，确定了全部或者部分基站的站址； 各运营商由于其本身业务发展的情况不同，因此在选择基站站址时的侧重点也各不相同； 如果现有网络已经相对比较健全，扩容的目的主要是解决话务容量问题。则由于运营商对自身网络情况更为熟悉，对其基站的选址更有目的性，因此网络规划工程师在同运营商进行充分沟通后，确认需要重点照顾的区域在本站址的覆盖范围内，即可以确认该站址； 如果现有网络还不太健全，运营商选择站址时更多地考虑了成本问题，而对日后的网络质量考虑不周。此时网络规划工程师应对此做好充足准备，做好协调工作；对于今后可能达不到网络设计要求的站址制定必要的备忘录。勘测文档 基站勘测报告准确规范的文档为随后的网络规划、优化工作提供服务，是工程质量的有力保障，也是将来网络扩容规划的依据。 基站勘测报告内容主要包括两部分：基站勘测表和备忘录； 每个基站一张基站勘测表，主要记录基站的经纬度、天馈设计、周边环境等内容。 拍摄基站覆盖区域时以正北方向为准，隔45度共拍摄8张。 勘测文档图例基站测绘表工程参数总表图3-2 勘测文档图例第四章 移动基站主设备4.1概述目前，参加TD-SCDMA系统开发的力量主要是大唐电信和德国西门子公司。随着TD-SCDMA产业化进程的不断推进，正有越来越多的国内、外企业开始加盟此标准的研发；具体研发情况见图4-1。 大唐移动 鼎桥 中兴 普天 阿尔卡特 （大唐） 爱立信（中兴）_Node B 泰克 罗德施瓦茨 安捷伦 中创信测 湖北众友 星河亮点 WILLTEK 安利 S&R_TEST-E 大唐移动 鼎桥 中兴 北电 阿尔卡特 UT斯达康_RNC T3G ADI 凯明 展迅 重邮信科 大唐微电子海信 夏新波导 联想华立 TCL三星 新邮通摩托罗拉 LG海尔 英华达大唐 中兴UE&CHIP 阿尔卡特 华为 中兴 北电 普天 爱立信 诺基亚_C N 京信通信 西安海天 中山通宇 安德鲁_智能天线图4-1 TD设备研发情况分布标准： 大唐、西门子、北邮、重邮、清华、传输所、华为、三星等；RAN部分： Node B 大唐、西门子；RNC 大唐、UT斯达康；CN部分： 大唐、UT斯达康；终端部分： 大唐与飞利浦、三星电子联合组建公司致力于TD-SCDMA终端芯片和参考设计方案的核心技术研发； 大唐与TI、Nokia、LG、大霸、普天等联合成立上海凯明公司，进行TD-SCDMA/ WCDMA双模终端芯片开发； 大唐与ST半导体合作进行多模终端芯片技术开发； 大唐与南方高科、重邮合作开发TD-SCDMA/GSM双频双模试验终端；仪器仪表部分： 雷卡公司、日本仪器仪表公司、泰克公司合作开发TD-SCDMA专用仪器； 安捷伦公司提供基于TD-SCDMA技术的射频仪表。2003年8月28日29日，TDSCDMA国际峰会在北京召开，科技部、信产部等部门领导出席会议，西门子、大唐和一些仪表、手机厂家的高层人员也参加了此次会议并发了言。2003年8月29日，西门子和华为宣布，双方联合投资1亿美元成立一个合资公司，专注于TD-SCDMA无线接入网络产品的开发、生产、销售和服务（TSM）。另外，决定全线参与TD-SCDMA产品从CN、RNC、Node B到芯片的产品研发。目前西门子基站设备主要有：BS41、BS60、BS82II、BS240XS、BS240、BS240XL等；无线主要设备组成情况：(1) 无线基站设备G网基站GBTS，现分别有BTS2.0、M900/M1800BTS3.0、M900/M180 BTS312、小基站、直放站等。C网基站CBTS，现有型号为SC4812T，其中我们直观看这种型号机柜又有高、中、低三种机柜。(2) 电源设备开关电源：华为50、华为25、动力源48/50、动力源48/40、动力源48/30等型号。UPS、逆变器、稳压器，另外有蓄电池组（洲际银泰500、300和宇澳500等）、交流配电箱、直流分线箱。(3)传输设备. 光端机：现有基站内的有2.5G、SDH155PDH、 . 微波：室内可见的为微波的室内单元，一般室内没有光端机也没有其他传输设备的使用的就是无室内单元的微波。4.2主设备架构4.2.1基站设备拓扑结构图BBU室内机房室外天馈RRUDDF架电源柜接地线射频馈线光纤GPS接收天线接地线电源线电源线馈线窗传输线上跳线智能天线电源防雷箱GPS浪涌保护器图4-2 基站设备拓扑结构4.2.2 电源系统图4-3 电源系统拓扑结构 电力需求 考虑到3G将来的扩容，今后光纤拉远系统都会在原址更换一套兼容3G的机柜，电力容量也需要有预留，引入的市电需AC220V，功率容量5000W。市电供电类别分为四类，对于不同的供电类别，蓄电池的运行方式和容量的选择是不同的。例如，一类市电供电的单位，可采用全浮充方式供电，其蓄电池容量可按1小时放电率来选择；二类市电供电的单位，可采用全浮充或半浮充方式供电，其蓄电池容量可按3小时放电率来选择；三类市电供电的单位，可采用充放电方式供电，其蓄电池容量可按810小时放电率来选择。 后备电力蓄电池按蓄电池组的运行制式划分，分为充放电、半浮充、全浮充。充放电工作方式：两组蓄电池交替对通信设备放电供电，当其中一组投入放电供电是，另一组由整流器充电备用。半浮充工作方式：用一组或两组蓄电池与整流器并联对通信设备浮充供电，部分时间由蓄电池组单独放电供电。在蓄电池与整流器并联浮充工作时，整流器除提供通信设备用电外，还要对蓄电池由于放电供电或自放电引起的容量损失予以补充，后者单独进行充电备用。全浮充工作方式：在市电供电时，蓄电池与整流器并联浮充对通信设备供电；在市电停电或必须时，由蓄电池组放电供电。蓄电池放电供电或自放电引起的容量损失，在浮充时全部补足。 按后备供电3小时计算，需要2组24节2V的蓄电池，通信局（站）用直流基础电源电压为-48V。直流供电系统应采用在线充电方式以全浮充制运行。电池浮充电压、电池再充电或均衡充电电压、初充电电压等，均应根据蓄电池种类和通信设备端子电压要求计算确定。一般情况下对各种蓄电池的电压要求应在表下表要求的范围内确定。表4-1 各种蓄电池的电压要求 基站电源整体方案 现网运行的无线设备供电电压为：-48V。TD无线设备的电压等级统一为-48V。根据TD系统是否与原有2G系统共站建设，基站电源方案分以下几种： 与2G共址站、现有电源系统为-48V电源系统 TD独立新建站电源系统 微蜂窝系统电源系统 BBU和RRU供电方案 对于2G共址站，现有电源系统为48V电源系统的基站，若站内有2组48V电池，在机房空间和机房承重允许的情况下，更换为2组500Ah/48V电池，若条件不满足，也可更换为2组300Ah/48V电池或并2组同厂家、同容量的电池。 对于TD独立站新建一套-48V电源系统为TD设备供电，配置1架开关电源和1组500Ah蓄电池组。 TD-SCDMA微蜂窝基站交流引入容量按13kW考虑。 TD-SCDMA微蜂窝基站无线设备宜采用交流220V电源供电，功耗按300W考虑。 对于重要的和放在专用机房内的微蜂窝基站可配置单进单出1-3kVA UPS为微蜂窝基站设备供电，蓄电池组后备时间要求不小于4h（ 3KVA UPS系统，参考尺寸为620610900mm，重量为294公斤 ）。 对安装在专用机房内的BBU应采用48VDC电源为其供电。当采用交流电源为BBU供电时，应配置UPS为BBU供电。 当RRU距BBU的线缆长度100m时，用标配的供电电缆由信号源处的48VDC电源或交流220V UPS电源为其供电。 当RRU距BBU的线缆长度100m，250m时，可通过加粗供电电缆的线径由信号源处的48VDC或交流220V UPS电源为其供电。 当RRU距BBU的线缆长度250m时，宜由信号源处的不间断交流220V电源（采用48V/220V电源逆变器或UPS）或就近引接交流220V电源为其供电。 对于室外RRU采用交流供电的情况，新增一套3kVA UPS系统，参考尺寸为620610900mm，重量为294公斤。 4.2.3 传输系统(一) 光端机光端机，就是将多个E1（一种中继线路的数据传输标准，通常速率为2.048Mbps，此标准为中国和欧洲采用）信号变成光信号并传输的设备。光端机根据传输E1口数量的多少，价格也不同。一般最小的光端机可以传输4个E1，目前最大的光端机可以传输4032个E1。开关电源以太网接口及网管接口2M口8个E1光口图4-4 光端机外观控制数据传输的选择则要考虑数据的用途，即系统两端的通讯设备，如矩阵、硬盘录像机或其它控制主机与前端终端设备之间的通讯。数据的各项参数有： 数据接口：RS232、RS422、RS485和TTL； 数据格式：Manchester、Bi-phase、双相制； 数据速率：1200/2400/4800/9600/11520； 工作模式：单式、半双工或全双工。传输距离：光端机的指标很多,但是都不重要；最重要的要数传输距离，一般光端机可以传输 20-60公里。需要更远要求时,只要更换光口模块就可以了。在数字传输系统中,有两种数字传输系列,一种叫准同步数字系列简称PDH;另一种叫同步数字系列简称SDH. 光端机分3类：PDH光端机，SPDH光端机，SDH光端机。(二) 微波天线工作于米波、分米波、厘米波、毫米波等波段的发射或接收天线，统称为微波天线。微波主要靠空间波传播，为增大通信距离，天线架设较高。在微波天线中，应用较广的有抛物面天线、喇叭抛物面天线、喇叭天线、透镜天线、开槽天线、介质天线、潜望镜天线等。该设备可应用于公共载波接入中继线、个人线路、城区网络、农村网络、专用网络、临时网络或应急通信线路中传输数据和话音等场合。数字微波通信设备包括：2/4/8/162Mbit/s传输容量的室内单元（IDU），以及工作频率为13GHz的室外单元（ODU）。IDU和ODU可配置成无保护10系统及保护1+1热备份系统。a）ODU下端有两个接口，分别为与室内单元IDU连接的N型连接头及用于测试设备接收信号场强的RSSI监测口（BNC连接头）；天线和ODU外形如图4-5所示。RSSI监测口TX/RX中频图4-5 天线和ODU外形图b）IDU端口说明（以4E1的IDU为例），IDU前面板如图4-6所示图4-6 IDU外观及其端口4.2.4 监控系统 机房环境监控：门禁/温度/水浸/烟雾 散热系统监控：风机/热交换器 AC/DC电源监控：交流掉电/单模块电源故障/多模块电源故障/电池故障 远程监控：远程监控方式采用近端远端集中监控 监控中心通过近端机采用FSK方式对远端机和机房监控单元实现远程监控； 监控中心可以随时远程监控近端机和每扇区远端机的运行状态； 监控中心可以随时远程监控机房的温度、散热系统运行状态、AC/DC电源。 4.2.5 天馈系统在移动通信系统中，空间无线信号的发射和接收都是依靠基站的天馈系统来实现的。因此，天馈系统对于移动通信网络来说，有着举足轻重的作用，如果天馈系统的在施工工艺上存在问题，或者相应参数设置不当，都会直接影响整个移动通信网络的运行质量。移动通信基站的天馈系统由馈线、天线、射频接头、避雷器、铁塔、走线架、接地等部分组成，基站天馈工程就是以这些构件为操作对象的。(一) 天线部分拓扑结构防雷保护器主馈线（7/8”）馈线卡走线架4接地装置3接头密封件绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带天线调节支架板状天线抱杆（f50114mm）室外跳线室内超柔馈线（1/2”）馈线过线窗基站主设备基站机房内部基站机房外部图4-7 天线部分拓扑结构(二) 天线选择原则a、通常选用水平半功率角6065的定向天线；b、一般选择15dBi左右的中等增益天线； c、最好选择带有一定电下倾角（36）的天线；d、建议选择双极化天线。e、天线波束倾斜可以采用电气和机械两种方式：电气下倾的角度与选择的天线型号相关，一般是固定的；机械下倾角度可调，但是受安装配件和无线信号传播特性限制，一般不超过15。(三) 相关参数1、天线隔离度a. 基站的收、发信机必须有一定的隔离；b. 天线之间的隔离度：为天线在实际安装的情况下，信号从一个天线的端口到另一个天线端口之间的衰减；c. GSM系统：两发射天线之间以及发射和接收天线之间，隔离度至少30dB； 天线垂直布置：Lv=28+40log(k/)(dB) 天线水平布置：Lv=22+20log(d/)-(G1+G2)-(S1+S2)(dB)其中，k:垂直距离 d:水平距离 G:增益 S:180度方向增益2、驻波比-VSWR天线驻波比是表示馈线与天线匹配程度的指标。它的产生是由于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去，产生反射波，反射波和入射波迭加生成驻波。入射波和反射波两者叠加时，在相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。驻波波腹电压幅度最大值max电压驻波比VSWR 驻波波节电压辐度最小值minn驻波比对系统传输的影响：一般要求天线的驻波比小于1.5，驻波比是越小越好，但工程上没有必要追求过小的驻波比；1.4和1.5的驻波比，在反射系数上仅差3.3%，对RF功率辐射的影响差别较小。3、天线的工作频段：主要针对20102025MHz频段，也有包含20102025MHz及18801920MHz两个频段的天线。4、增益（Gain）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，天线增益衡量了天线朝一个特定方向收发信号的能力。 5、极化方式（Polarisation）天线的极化，就是指天线辐射时形成的电磁场的的电场方向。当电场方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。6、天线高度天线高度直接与基站的覆盖范围有关。移动通信的频段一般是近地表面视线通信，天线所发直射波所能达到的最远距离（S）直接与收发信天线的高度有关如图4-5，具体关系式可简化如下：其中：R为地球半径，约为6370km；H为基站天线的中心点高度；h为手机或测试仪表的天线高度。图4-8 天线覆盖距离计算示意图7、天线俯仰角天线俯仰角是网络规划和优化中的一个非常重要的事情。选择合适的俯仰角可以使天线至本小区边界的电磁波与周围小区的电磁波能量重叠尽量小，从而使小区间的信号干扰减至最小；另外，选择合适的覆盖范围，使基站实际覆盖范围与预期的设计范围相同，同时加强本覆盖区的信号强度。 8、天线方位角天线方位角对移动通信的网络质量非常重要。一方面，准确的方位角能保证基站的实际覆盖与所预期的相同，保证整个网络的运行质量；另一方面，依据话务量或网络存在的具体情况对方位角进行适当的调整，可以更好地优化现有的移动通信网络。9、下倾角分类：无下倾、机械下倾、固定电子下倾、可调电子下倾、遥控可调电子下倾、机械电调可组合使用。n 机械下倾：物理地向下倾斜天线。虽然采用这种技术也能使同频干扰降低，但由于采用物理下倾，波瓣会产生失真，严重时会在主辐射方向上出现凹陷失真，并且其调整倾角的精度较低。n 电子下倾：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图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减小，保证在改变倾角后天线方向图变化不大，使主瓣方向覆盖距离缩短，同时又使整个方向图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。(四) 智能天线原理使一组天线和对应的收发信机按照一定的方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图，见图4-6。如果使用数字信号处理方法在基带进行处理，使得辐射方向图的主瓣自适应地指向用户来波方向，就能达到提高信号的载干比，降低发射功率，提高系统覆盖范围的目的。图4-9 强方向性的辐射方向图以M元直线等距天线阵列为例：（第m个阵元）空域上入射波距离相差d=m x cos时域上入射波相位相差2/Dd正如正弦波叠加的效果，假设第m个阵元的权因子,定义：选择不同的0，将改变波束的所对的角度，所以可以通过改变权值来选择合适的方向。智能天线是一种空分多址技术，主要包括两个方面： 空域滤波：空域滤波(也称波束赋形)的主要思想是利用信号、干扰和噪声在空间的分布，运用线性滤波技术尽可能地抑制干扰和噪声，以获得尽可能好的有用信号。 波达方向(DOA)估计：在进行空域滤波前，一般需要估计有效来波信号的波达方向，而用户数往往大于阵元数，因此当前DOA估计技术的研究焦点是超分辨估计算法。图4-10 智能天线天线作为无线通信不可缺少的一部分，其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把传输线中的高频电流转换为电磁波；接收时，把电磁波转换为传输线中的高频电流。天线系统作为电磁波的收发部件，其功能示意图如下所示图4-11 天线系统收发功能示意图图4-12 UTRAN结构(五) NodeB平台（BBU+RRU）Node B对于用户终端而言，其主要任务是实现空中接口的物理功能，而对于网络端而言，其主要任务是通过使用为各种接口定义的协议栈来实现Iub接口的功能。图2.2-X为Node B的逻辑结构图。 图4-13 Node B的逻辑结构在TD-SCDMA新的BBU+RRU分体式基站中，由光纤替代了传统的长馈线，基站天馈系统的安装将变得较为方便。1、分布式基站的结构及特点 分布式基站的基本结构和传统一体化基站（BTS）有很大不同，它将基站 的“基带部分BBU”和”射频部分RRU”分离，独立工作独立供电，这种模式在3G主设备系统已普遍采用，目前2G的分布式基站也在不断推 出，可见分布式基站将成为未来移动基站的主流。2、分布式基站的优点1) 成本低： 一个BBU（基带池）可以与多个RRU（射频单元）连接，实现基带共享、方便扩容。BBU和RRU之间采用光纤连接，既节省馈线成本又提高可靠性。分布式基站设备体积小，集成度高既降低了功耗有减少占地空间。2) 配置灵活，工程建设方便，适应各种边际网及室内覆盖应用场合。 3) 环境适应性强：远端RRU模块全室外设计不需要机房、空调， 可安装于室外空地、屋顶及铁塔上。图4-14 BBU+RRU组合图4-15 DRRU268紧凑型大功率8通道6C/5W(六) 无线网络控制器（RNC）无线网络控制器是UTRAN的交换和控制单元，其位于Iub和Iu接口之间，在TD-SCDMA通信系统中，RNC是控制一个或多个无线收发信机Node B的网络功能实体，其逻辑结构图如图2-14所示。图4-16 RNC的逻辑结构RNC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。通过RRC（无线资源管理）协议执行相应进程来完成这些功能。4.2.6 其他除以上四大系统外，严格来说还有防雷系统、空调系统、照明系统等(一) 照明系统1、机房一般有三种照明系统，即： 常用照明由市电供电的照明系统 保证照明由局内备用电源（油机发电机）供电的照明系统 事故照明在常用照明电源中断而备用电源尚未供电时，暂时由蓄电池供电继续工作的照明系统2、机房照明方式分为： 一般照明：一般照明是在整个房间内普遍地产生规定的视觉条件的一种照明方式。它包括均匀一般照明和分区一般照明。均匀一般照明是指在整个房间的被照面上产生同样的照度；分区一般照明是指在整个房间的部分被照面上产生相同的照度。 局部照明（包括列架照明）：局部照明是将照明安装在机架上或工作台上的一种照明方式。由于机架（或机柜）较高，排列间距不大，装在天花板的一般照明光线往往被机架遮挡，不能普遍地照到每一排机架上。又由于机房的层高较高，靠一般照来满足要求的照度也不经济。因此，除了设置一般照明外，在机架上安装照明灯具的局部照明方式已被普遍采用。局部照明的照度是指在机架上或工作台上的灯具所产生的照度，均匀照明的照度是安装在顶棚上的灯具所产生的照度。3、 以下列出了一般情况下机房的照明要求。表4-2机房照明要求机房名称最低照度标准萤光灯（LX）规定照度的被照面备 注接入层交换机室150200直立面无机架照明50直立面有机架照明& 说明：(1) 照度计算点的高度，水平面照度一般指地面0.8m处，直立面照度一般指距地面1.4米处。(2) 表中所列照度均指一般照明情况。(3) 根据调查结果和参考国外发达国家的标准，建议：我国用电标准为15Wm2，稍低于发达国家标准。粗略估算可以参考这个值，或者要求低一点，取10W/m2.(二) 防雷系统防雷系统有防雷器、放电保护支架、防雷箱、接地铜牌等；部分设备的防雷要求如下：n 天线安装位置在避雷针45度保护范围内。n 所有馈线在进入机房前其金属外护层至少应有3点接地。第1点位于塔顶天线馈线转接处后下塔前；第2点位于爬梯与铁塔过桥搭接处上方0.5m1m处，采用接地卡子与爬梯附近的铁塔避雷引下线紧密连接；第3点位于馈线洞外，采用接地卡子与室外接地铜排紧密连接。当天线的架设高度大于或等于60m时，同轴电缆天馈线金属外护层还应在其中部增加一处接地 。n 位于馈线洞附近的室外接地铜排接地引下线可采用截面积不小于95mm2的绝缘多股铜导线或截面积不小于40mm4mm的热镀锌扁钢，长度不宜超过30m，沿机房外墙以最短途径与机房的联合地网相焊接。n 室外走线架始末两端均应作接地连接。n 馈线进入机房后的1m范围