移动通信基本原理
一．通信系统基础
1、通信系统模型
通信系统：用电信号（或光信号）传递信息的系统，又叫电信系统。
2、通信系统分类
按传输媒介分：有线和无线通信按信号特征分：模拟信号和数字信号
按通信方式分：单工、双工、半双工通信按复用方式分：FDMA、TDMA、CDMA
3、通信系统的构成要素
终端设备：用户与通信网之间的接口设备。包括信源、信宿与变换器、反变换器的一部分。
传输链路：信息的传输通道，是连接网路节点的媒介。
交换设备：构成通信网的核心要素。交换方式：电路交换和存储转发方式。
4、通信网的发展趋势
数字化：在通信网中全面使用数字技术。宽带化：在通信网中实现宽带传输与交换。
综合化：把来自各种信息源的业务综合在一个数字通信网中传送。
智能化：在通信网中更多的引进智能因素建立智能网。个人化：实现个人通信。
二．移动通信概述
移动通信：通信双方或至少有一方在运动中进行信息交换。
三．移动通信系统组成
1、系统组成框图（典型的蜂窝结构）
四．移动无线电传播
1、移动无线电传播方式和机制
直射、反射、绕射、散射
2、传播路径损耗的计算
自由空间路径损耗：Lfs=+20lgd(Km)＋20lgf(MHz)
3、dB,dBm,dBw的区分（i:istropic无方向、全向的 c:carrier载波）
dB：相对计量单位，是一个以 10为底的对数，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个 dB
时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）进行计算。
dBm：分贝毫瓦。dBm=10lg(p(mw)/1mw)dBw：分贝瓦。dBw=10lg(p(w)/1w)
4、快衰落和慢衰落的定义
快衰落：由于多径传播，所接受的信号产生快衰落，即瑞利衰落，也称为多径衰落，衰落深
度严重时达到 20—30dB.
慢衰落：由于地形起伏和沿途建筑物的不一，引起慢衰落，也称阴影衰落。
5、多普勒频移的定义
信源 变换器 信道 反变换器 信宿
噪声源
发端机 收端机
传输信道
在移动通信中信号的相位不断变化，产生附加频移，这种频移成为多普勒频移。
6、远近效应的定义
在移动通信系统中，当基地台同时接收从几个距离不同的移动台发来信号时，若这些频率相
同或相近，则距基地台最近的移动台就会对距离远的移动台造成干扰或抑制，甚至信号淹没。
使基地台很难收到远距离移动台的信号，这就是近端对远端的干扰，也称远近效应。
7、干扰和噪声
邻道干扰：指相邻或邻近信道之间的干扰。
共道干扰：由相同频率的无用信号对接收机形成的干扰。
互调干扰：当两个或多个以上不同频率信号作用于一非线性电路时，由于器件的非线性特性，
将互相调制，产生新频率信号输出，如果该频率正好落在接收机工作信道带宽（通带）内且
有一定强度，则构成对该接收机的干扰，我们称这种干扰为互调干扰。三阶互调分为二信号
三阶互调和三信号三阶互调两种类型。
阻塞干扰：阻塞干扰指 CDMA基站发出的信号功率落在 GSM基站接收滤波器 200kHz通带之外，
却仍然进入 GSM 接收机而带来额外干扰，当此干扰大于 GSM 接收机的阻塞门限时，GSM 接收
机被推向饱和，无论有用信号质量多好（信噪比多高），都无法被接收。
噪声系数的计算：输入信号信噪比与输出信号信噪比的差值信噪比：S/N
8、对抗频率选择性衰落的方法
分集技术：用多种可能的途径采样接收信号，对接收到的信号进行组合或分类，以选择最好
的信号的技术，称为分集技术
瑞克技术：RAKE接收技术就是分别接收的不同时延的四路信号进行解调，然后叠加输出达到
增强接收效果的目的，这里多径信号不仅不是一个不利因素，而且在 CDMA 系统变成一个可
供利用的有利因素。
均衡技术：根据信道变化，自动调整以消除因多径传输引起的码间串扰。
纠错技术：采用交织技术减少随机误码、突发误码的影响。
9、移动通信常用传播模型
自由空间传播模型：Lfs=+20lgd(Km)＋20lgf(MHz)
10、爱尔兰的定义及计算方法
爱尔兰：信道话务量的表征值=
GSM基本原理
一、GSM系统概述
1、 组网体制—频率复用
GSM采用小区制组网方式，每个覆盖小区成正六边形，其形状像“蜂窝”，故称蜂窝小区。其
目的是频率复用以提高容量。必须具备越区切换、位置管理等功能。
2、 GSM技术规范
（1）工作频段
• GSM900主频段（P－GSM）：
• 上行：Ful＝890＋×N（MHz）（1To124）
• 下行：Fdl＝Ful＋45（MHz）
上下行频率间隔：45MHZ；带宽：25MHz；
• GSM1800频段：
• 上行：Ful＝＋×（N－512）（512To885）
• 下行：Fdl＝Ful＋95（MHz）
• 上下行频率间隔：95MHz；带宽：75MHz。
（2）载频间隔：200kHz
(3)通信方式：FDD双工
（4）接入方式：TDMA
（5）信道分配：每载频 8个时隙，包含 8个全速信道，16个半速信道；
（6）每个时隙的信道速率：
（7）信道总速率：270kbit/s；
（8）调制方式：GMSK,高斯滤波最小频移键控；
（9）话音编码：规则脉冲激励线性预测编码 RPE-LPC13kbit/s;
二、GSM网络结构与功能
1、 网络结构图
2、 基本组成及功能
(1)网络和交换子系统(NSS)
(2)无线基站子系统(BSS)：完成无线信道的发送、接受、管理、连接网络端的交换机。
（3）移动台（MS）：入网、通信、提供接口。
（4）操作与维护分系统(OMS)：为其服务区内的移动用户提供交换和信令功能并提供与其他
PLMN和 PSTN的接口，储存归属移动用户信息及其管辖区内的移动用户信息
MSC BSC
BTS
BTS
HL
R
VL
R
EI
R
NSS PSTN
IWF
EC
TRAU
SIM
ME
NMC OMC
OMCOMS
BSS
MS
AU
C
3、 E1链路结构
传输媒质:微波,光纤；32时隙；每时隙传输 64kb/s；传输速率:32×64kb/s=
0时隙用于同步；16时隙用于信令。
2M结构：
三、信道与编码
1、 TDMA帧结构
四、系统工作过程
1、 主叫流程
主叫流程之一：
主叫流程之二
主叫流程之三
2、 被叫流程
被叫流程之一
被叫流程之二
被叫流程之三
3、 位置更新流程
位置更新流程之一
位置更新流程之二
4、 内部切换流程
5、 外部切换流程
五、参数及调整
1、 BTS公共参数
、CGI小区全球识别码
CGI的格式为：MCC－MNC－LAC－CI。
MCC（MobileCountryCode）：三个十进制数组成，取值范围为十进制的 000～999。
MNC（MobileNetworkCode）：二个十进制数，取值范围为十进制的 00～99。
LAC(LocationAreaCode):范围为 0～65535。
CI（CellIdentity）：范围为 0～65535。
CILACMNC
LAI
CGI
MCC
MCC不可改变。460（China）
MNC不可改变。00(CMCC)01(UNICOM)
位置区码的设置必须严格按照中国电信的有关规定执行，切忌在网络中（全国范围）出现两
个或两个以上的位置区采用相同的位置区码。
CI取值应注意在同一个位置区不允许有两个或两个以上的小区使用相同的 CI
、基站识别码(BSIC)
若在某个物理位置上，移动台能同时收到两个小区的 BCCH 载频，且它们的频道号相同，则
移动台以 BSIC来区分它们。
当移动台在连接模式下（通话过程中），它必须根据 BCCH上有关邻区表的规定，对邻区 BCCH
载频的电平进行测量并报告给基站。同时在上行的测量报告中对每一个频率点，移动台必须
给出它所测量到的该载频的 BSIC。
基站可以依靠 BSIC来区分这些小区，从而避免错误的切换，甚至切换失败。
图中小区 A、B、C、D、E 和 F 的 BCCH 载频具有相同的绝对频道号，其它小区则采用不同的
频道号作为 BCCH载频。一般要求小区 A、B、C、D、E和 F采用不同的 BSIC。
、链路超时(RDLNKTO)——BTS无线链路超时
GSM 规范规定，基站中需有一计数器 S，该计数器在通话开始时被赋予一个初值，即参数
——“无线链路超时”的值。若每次基站在应该收到 SACCH 的时刻无法译出一个正确的
SACCH 消息时，S 减 1。反之，基站每接收到一正确的 SACCH 消息时，S 加 2，但 S 不可以超
过参数无线链路超时的值。当 S计到 0时，基站报告无线链路故障。
当移动台在通信过程中话音（或数据）质量恶化到不可接受，且无法通过射频功率控制
或切换来改善时（即所谓的无线链路故障），基站或者启动呼叫重建，或者强行拆链。
由于强行拆链实际上引入一次“掉话”的过程，因此必须保证只有在通信质量确实已无法
接受（通常的用户已不得不挂机）时，基站才认为无线链路故障。
、BCCH频率表(BCCHFREQ)
每个小区有两个 BAList表，可以相同或不同。
BA(BCCH):在 BCCH上通过系统信息消息类型 2(SystemInformationmessagetype)发送，
用于移动台的选择和重选。它包括 PLMN 在某个物理区域中使用的 BCCH 载波，最多 64 个频
点，当 BA(SACCH)中定义的频点是 BA(BCCH)中定义的频点的子集时，BA(BCCH)最多可定义 64
个邻小区。
BA(SACCH):在 SACCH上通过系统信息类型 5(systeminformationmessagetype5)发送的
BA，它向移动台指示，哪个 BCCH载波用于切换监测，最多 64个频点，最多 32个邻小区。
当某个小区存在于另一个小区的 BA(BCCH)，但不存在于 BA(SACCH)时，这个小区将
不参与切换判断，因而只支持服务区的呼叫，不接受到另一切换。
2、 小区参数
、DTX(不连续发射)
不连续发射:指网络在与手机的通话过程中，话音间歇期间，网络不传送信号的过程。
好处：无线信道的干扰得到有效的降低，从而使网络的平均通话质量得到改善；同时，DTX
的应用可以减少基站和移动台的处理器负载和功耗。因此在可能的情况下，建议在网上采用
下行 DTX。
DTX:True和 False
、T3212(周期位置更新定时器)
位置更新:当 MS改变所处位置区 LA时通知网络的过程。
GSM 系统中发生位置更新的原因主要有两类，一种是移动台发现其所在的位置区发生变化
（LAC不同）；另一种是网络规定移动台周期地进行位置更新。周期位置更新的频度是由网络
控制的，周期长度由参数 T3212确定。
T3212以十进制数表示，取值范围 0～255，单位为 6分钟（1/10小时），如 T3212＝1，表示
小时；T3212＝255，表示 25小时 30分。
周期位置更新是网络与移动用户保持紧密联系的一种重要手段，因此周期时间越短，网络的
总体服务性能越好。但频繁的周期更新有两个负作用：
一方面则使移动台的功耗增大，使系统中移动台的平均待机时间大大缩短。因此 T3212的设
置需权衡网络各方面的资源利用情况而定。
另一方面是网络的信令流量大大增加，对无线资源的利用率降低，在严重时会直接影响系统
中各个实体的处理能力（包括 MSC、BSC和 BTS）。
、EnHop(跳频状态)
Hopping:跳频，在控制和通话过程中，一个基站和移动台同步改变通信频点，以减少外部频
率干扰。
根据 GSM规范，规定 GSM无线设备应支持跳频功能。理论分析表明，跳频可以改善空间的频
谱环境，提高全网的通信质量。
ON和 OFF:在 TCH和 SDCCH信道是否使用跳频。
、EC(紧急呼叫允许)
一般情况下，GSM网络中任何移动台必须含有一合法有效的用户识别模块卡（SIM）才能获得
网络的各种业务支持。但对没有 SIM卡的移动台或有 SIM卡但其接入等级（C0～C9中的一种）
被当前小区关闭（即根据当前小区的系统消息，它不可以启动接入程序）的移动台，营运者
有权决定是否允许移动台进行紧急呼叫（EmergencyCall，EC），如匪警等。GSM 规范中的紧
急呼叫电话号码定义为 112，与中国的电话号码分配不同，因此除非采取特殊处理，目前中
国电信下属的 GSM系统无法实现 GSM规范规定的紧急呼叫功能。但考虑到国际漫游用户的习
惯，可以在网络中将 112接至录音电话，以告知用户各种特服号码。
3、 小区选择与重选参数
、MS工作状态
三种状态:关机、开机但空闲、通信状态
MS在空闲模式（IdleMode）下执行的任务分成三个过程（PROCESS）：
PLMN选择
小区选择和重选
位置更新
C1决定小区选择
C2决定小区重选
、C1与 C2值
C1算法：C1=A-MAX(B,0)
其中：A=RXLEV-ACCMIN
B=CCHPWR-P
RXLEV:手机接收电平（下行）
ACCMIN:手机接入系统最小接收电平
CCHPWR:手机接入系统的最大发射功率
P:手机最大发射功率(手机功率级别）
PHASE1手机：C1
PHASE2手机：C2
C2=C1+CRO-TO*H(PT-T)PT=/=31
C2=C1-CROPT==31
CRO:小区重选偏置(CellReselectionOffset)
H:小区重选滞后(不同 LAC的 Cell)
TO:临时偏置(TemporaryOffset)
PT:惩罚时间(PenaltyTime)
手机服务小区的选择按照 C2值的大小进行排序
、小区重选与位置更新
当 MS进行小区重选时，如果原小区和目标小区属于不同位置区（LAC），则移动台在
小区重选后必须启动一次位置更新。
目标小区 C2>原小区 C2，且维持 5s以上才进行小区重选
两次由 C2引起小区重选必须间隔 15s以上
C2(X)<C2(Y)－CRH(小区重选滞后）才启动在不同 LAC 的 C2 内的小区重选和随后的
位置更新过程。
CRH：CellReselectionHysteresis
六、网络优化
1、 优化方法与流程
、告警处理流程
、日常优化流程
、高掉话小区处理
、RF优化
Sitelocation
站点分布的合理性(overlap、hole、overshooting、umbrellacell)
Antenna
查高度、方向、DOWNTITLT（判断依据：CTP分析、路测）
RFplan
查同、邻频干扰（判断依据：GI、NetPlan）
BTS 硬件故障
BSC 告警
维修工单
Y
N
传输 BSC XCDR
OMCR统计数据
全网或分区性能CSSR、HOSR、DCR
TCH 拥塞/话务量
SDCCH拥塞/话务量
TOTAL CALL
高掉话小区
硬
件
故
障
查
配
置
数
据
OMCR 统计数据
覆
盖
干
扰
切换：
质量
干扰
TA
LEV
PBGT
无
法
确
定修改参数
开 TRACE
CALL
加站
扩容
调 天
线
改
频
邻区关系
切换门限
切换优先级
Loss of ul & dl SACCH（ link_fail &
radio_link_timeout)
C1 C2 & HO_threshold
Missing_report
MAX_DISTANCE
Handover_recognized_period &
Bssmap_t7 (inter_bss_ho)
Neighbor
邻区关系的合理性（判断依据：GI、CME分析、路测）
ExternalIOI
查外部干扰源（判断依据：IOI统计、路测）
、数据库优化
2、 参数优化
、数据库优化
使用 CME提取小区参数数据库
检查不匹配的数据（如 BCCH、BSIC、NEIGHBOR等）
分析及调整小区参数
重要参数：
-LINK_FAIL
-LINK_ABOUT_TO_FAIL
-MB_PREFERENCE
-CELL_BAR_QUALIFY
-CELL_RESELECT_HYSTERESIS
-CELL_RESELECT_PARAM_IND
-CELL_RESELECT_OFFSET
-PENALTY_TIME
-TEMPORARY_OFFSET
3、 OMC统计分析
统计、观测 DCR、CSSR、HOSR、TCH_BLOCK、TCH_TRAFFIC、HANDOVERPERCALL等网络指标
分析基于全网、BSC、小区的统计数据，查找影响网络指标根源：
-若问题集中在某些特定小区，则着重分析这些小区
-若无特别差小区，则重新配置全网或 BSC的参数
4、 路测（参数、指标）
、Rx_Lev，RxLel_Access_Min(0~63)
0级为–110dBm,63级为–47dBm,每一级增加 1dBm
、RxQualEvaluation
、TimingAdvance(在城市一般为 0到 2之间).
TA:0~63,每级表示 距离 betweenMSandBTS,63 为 35km，这是 ETSI 的 GSM 规范中支持
的最大距离，某些厂商设备对每一个连接同时准备两个载波，一个是满足规范，另一个作为
VirtualTA，它可达到 127，最远覆盖 72km。
、TxPower
对 GSM900：0~19,0级为 43dBm,19级为 5dBm(phase2);
对 GSM1800：0～15,0级 30dBm,15级为 0dBm;
每一级差为 2dBm
CDMA基本原理
一、 CDMA系统概述
1、 GSM/CDMA频谱分配
联通 800MCDMA频段是：联通 900MGSM的频段是：
移动台：825MHz～835MHz移动台：909MHz～915MHz
基站：870MHz～880MHz基站：954MHz～960MHz
移动 900MGSM的频段是：
移动台：897MHz～909MHz基站：942MHz～954MHz
2、 CDMA的基本概念
所谓 CDMA，即在发送端使用各不相同的、相互（准）正交的伪随机地址码调制其所发送的信
号；在收端则采用同样的伪随机地址码从混合信号中解调检测出相应的信号。
3、 扩频通信的概念和 Shanon公式
CDMA传输系统中采用了扩频技术，即是将原始信号的带宽变换为比原始带宽宽的多的传输信
号，以来达到提高通信系统的抗干扰目的。其数学模型为 Shanon 公式，即在白噪声的干扰
下，信道容量为：C=BLog2（1+S/N）
b：信道带宽；s/n：信噪比；c：信道容量
4、 CDMA的特点：（六大特点）
、覆盖范围大：覆盖半径是标准 GSM的 2倍；覆盖 1000km2：；GSM需要 200
个基站，CDMA只需 50个基站；在相同覆盖条件下，基站数量大为减少，投资将相应减小。
、容量大：决定 CDMA系统容量的主要参数有：处理增益、所需的 EB/N0、话音激活系数、
频率复用系数和扇区数目等。CDMA系统容量高的原因是由于它的频率复用系数远远超过其他
制式的蜂窝系统，频谱利用率高，另一主要因素是它使用了话音激活技术。
软容量：用户数目和服务质量之间可以相互折中，灵活确定；小区的呼吸功能：各小区的覆
盖大小是动态的，通过调整小区的导频发射功率，使相邻小区负荷分担话务，相当于增加了
容量。提高误帧率可增加可用信道数,这时通话质量降低。
呼吸功能：调整基站导频值来调整小区覆盖大小
、通话质量高：声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同
的电平级发射。门限值根据背景噪声的改变而改变，可以得到较好的通话质量。系统采用软
切换技术，“先连接再断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。
软切换：掉话少。更软切换：同一基站、相同频率、不同扇区的 CDMA信道间
CDMA小区/扇区切换采用软/更软切换，切换是先接续再中断，服务质量高,有效
减低掉话。其他无线系统小区/扇区切换采用硬切换，切换是先中断再接续，容易产生掉话。
8K等于 G网的 13K，13K相当于有线
、手机发射功率小：CDAM技术，功率控制，语音激活
、频率规划简单：网络规划简单、配置灵活
、干扰受限系统：
所有移动用户都占用相同带宽和频率，CDMA是一个自扰系统，用户的增加要提高
整个背景噪声。控制住用户的信号强度,在保持高质量通话的同时,就可以容纳更多的用户。
有远近效应，需功率控制。
5、 功率控制技术
功率控制的概念
远近效应
CDMA是一个自干扰系统
功率控制分为前向功率控制和反向开环功率控制和反向闭环功率控制。
反向开环功率控制
移动台根据接收功率的变化，迅速调节移动台发射功率。
反向闭环功率控制
基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正，以使移动台保持最理想的发射功率。
前向功率控制基站根据测量结果调整移动台的发射功率。
6、 软切换与硬切换
所谓软切换就是当移动台需要跟一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系。更软切
换：同一基站、相同频率、不同扇区的 CDMA信道间。
软切换只能在相同频率的 CDMA 信道间进行，它在两个基站覆盖区的交界处起到业务信道分
集的作用
软切换可以大大减少掉话，保证通信的可靠性
CDMA系统中支持的切换：硬切换、软切换、更软切换。
硬切换：先中断再接续，不同频率间进行切换，容易产生掉话
二、 CDMA系统组成与结构
1、 CDMA系统结构图
BTS（BaseTransmitterStation）:基站收发信台
BSC（BaseStationController）:基站控制器
BS（BaseStation）:基站
MSC（MobileSwitchCentre）：移动交换中心
VLR（VisitorLocationRegister）:拜访位置寄存器
HLR（HomeLocationRegister）:归属位置寄存器
AC（AuthenticationCentre）:鉴权中心
MC（MessageCentre）:消息中心
SME（ShortMessageEntity）:短消息实体
PSTN（PublicSwitchedTelephoneNetwork）:共用电话交换网
ISDN（IntegratedServiceDigitalNetwork）：综合业务数字网
PSPDN（PacketSwitchedPublicDataNetwork）分组交换数据网
2、 系统组成及功能（移动终端、BSS子系统、MSS子系统、OMM子系统等部分）
、基站子系统 BSS可分为两部分。通过无线接口与移动台相连的基站收发信台（BTS）以
及与移动交换中心相连的基站控制器（BSC），BTS负责无线传输、BSC负责控制与管理。
、移动交换子系统 MSS完成 CDMA的主要交换功能，同时管理用户数据和移动性所需的数
据库。MSS 子系统的主要作用是管理 CDMA 移动用户之间的通信和 CDMA 移动用户与其它通信
网用户之间的通信。
移动交换子系统 MSS包括以下主要功能单元：
移动交换中心（MSC）
拜访位置寄存器（VLR）
归属位置寄存器（HLR）
鉴权中心（AUC）
短消息中心（SC）
、移动交换中心 MSC 是 CDMA 网络的核心。MSC 对位于它所覆盖区域中的移动台进行控
制和完成话路接续的功能，也是 CDMA 网和其他网络之间的接口。另外，为了建立至移动台
的呼叫路由，每个 MSC还完成 GMSC的功能。
MSC 从三种数据库，拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）和鉴权中心（AUC）中
取得处理用户呼叫请求所需的全部数据。反之，MSC根据其最新数据更新数据库。
、拜访位置寄存器（VLR）通常与 MSC合设，其中存储 MSC所管辖区域中的移动台（称
拜访客户）的相关用户数据，包括：用户号码、移动台的位置区信息、移动用户识别码、批
准数据、鉴权数据和用户服务清单等参数。
VLR是一个动态用户数据库。VLR从移动用户的归属位置寄存器（HLR）处获取并存贮必要的
数据，一旦移动用户离开该 VLR的控制区域，则重新在另一个 VLR登记，原 VLR将取消该移
动用户的数据记录
、归属位置寄存器（HLR）存储管理部门用于移动用户管理的数据。每个移动用户都应
在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：
一是有关移动用户的参数，包括移动用户识别号码、电子序列号、用户号码、服务项目清单、
批准有效时间等；二是有关移动用户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，
例如 MSC、VLR地址等。
还包括下列信息：电信业务数据业务智能业务短消息业务数据
服务限制（如：漫游限制）补充业务参数
、鉴权中心（AUC）AUC属于 HLR的一个功能单元部分，专门用于 CDMA系统的安全性管
理，用来鉴别用户身份的合法性以及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密，防止
无权用户接入和保证移动用户通信的安全。
鉴权中心一般与 HLR合设。包括参数：A_key,SSD、MIN/IMSI、AAV等
、短消息中心（SC）短消息中心的主要功能是接收、存储和转发用户的短消息。
通过短消息中心能够更可靠地将信息传送到目的地。如果传送失败，短消息中心保存失败消
息直至发送成功为止。
操作维护中心（OMC）
为运营商提供对网络的操作和维护服务、管理签约用户信息，对网络进行规划。
主要实现以下功能：
1、维护测试 2、障碍检测及处理
3、系统状态监视 4、系统实时控制
5、局数据修改 6、性能管理
7、用户跟踪、告警 8、话务统计等
3、 主要接口
、A接口
基站子系统与交换子系统之间的接口即 A接口，其物理链路通过采用标准的
PCM 数字传输链路来实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接
续管理等。
一般采用 IS-634标准、、等。
、Abis接口
基站子系统中 BSC与 BTS之间的接口。支持对 BTS无线设备的控制。
物理层采用直接互联的方法，无统一标准。
、Um接口
Um接口被定义为 MS与 BTS之间的通信接口，即空中接口。
它实现了各种制造商的移动台与不同运营者的网络间的兼容性，从而实现了移动台的漫游。
此接口遵守 IS-95A标准。
移动交换子系统 MSS内部接口
、内部接口
B接口：MSC和 VLR间的接口，内部接口，没有标准定义。
C 接口：MSC 和 HLR 间的接口，接口的物理层为 的 PCM 传输链路。信令接口符
合 ITU-T七号信令系统规范。
D 接口：VLR 和 HLR 间的接口，接口的物理层为 的 PCM 传输链路。信令接口符
合 ITU-T七号信令系统规范。
E 接口：MSC 和 MSC 间的接口，接口的物理层为 的 PCM 传输链路。信令接口符
合 ITU-T七号信令系统规范。
H接口：HLR和 AUC间的接口，内部接口
N接口：HLR和 MC间的接口，接口的物理层为 PCM传输链路。信令接口符合
ITU-T七号信令系统规范。
Ai/Di 接口：:MSC 和 PSTN/ISDN 间的接口,采用 2Mb/sPCM 数字链路，接口的物理层为
的 PCM 传输链路。信令接口符合 ITU-T 七号信令系统规范，采用 TUP、ISUP 以
及随路信令。
三、 信道与编码
1、扩频和解扩过程
、扩频
窄带信号（ 语音)用 PN码扩频为
比值(
CDMA 信号受到各种噪声干扰，主要是同小区其它用户非理想正交
引起的干扰和邻小区用户产生的加性白噪声。此外还有背景噪声和
外部干扰。
、解扩
收到信号后，相关器利用扩频处理增益恢复有用信号，抑制干扰信
号。由于可接受的语音质量需要大约 7dB的信/噪比，其余 14dB增益用以从噪声中提取有用
信号。因为噪声与有用信号正交（下行链路）或不相关（上行链路），所以能够通过相关器
提取有用信号，抑制干扰噪声。
2、长码扰码原理和发生器原理
长码扰码原理：在前向链路中，长码用于对语音数据的扰码，提供语音消息的加密，而不是
用于扩充信号带宽。为了实现扰码而不增加信号速率，在“与”入用户独特的长码掩码之后，
的长码通过运算被缩减为与语音数据相匹配的低速率
过提取长码数据流的每一第 64比特实现的。
长码发生器原理：长码是采用 42比特线性反馈移位寄存器产生的，它也是各 CDMA无线系统
用以同步的主时钟。该移位寄存器需要由 GPS接收机的时钟输出加以驱动。为了提供语音加
密，用一个用户特定的 42比特掩码（mask）和移位寄存器的输出进行“与（AND）”运算，
生成独特的长码。所谓用户特定的 mask是指，从移动台的设备串号（ESN）导出的一个序列，
或是从 ESN、随机数种和加密过程算法组合导出的一个序列。
长码发生器原理图
四、 编号计划——号码类型
MDN：移动用户号码簿号码 NID网络识别码(NID)
IMSI：国际移动用户识别码 SID系统识别码(SID)
TLDN：临时本地用户号码 ESN电子序号（ESN）
HLR号码 BSID基站识别码(BSID)
MSC/VLR号码 REG-ZONE登记区识别码(对 CDMA)
、移动用户号码簿号码(MDN)
此号码为主叫用户呼叫一个数字移动用户时所需拨的号码。
• 中国国家号为 86
• 国内有效移动用户号码簿号码由三部分组成：
数字蜂窝移动业务接入号(N1N2N3)，
HLR识别号(H1H2H3)
移动用户号(XXXX)。
数字蜂窝移动业务接入号(N1N2N3)为 13X。
移动用户号(SN):XXXX,由各 HLR自行分配。
、国际移动用户识别码(IMSI):
、临时本地用户号码(TLDN)
由被叫所在的 MSC/VLR分配的用于选路由的临时号码，用于网络进行路由选择。
联通暂时定号段的 100个号码为 TLDN。
、HLR号码：
H0H1H2H30000
在 信令消息中使用的、代表 HLR的号码。
、MSC/VLR号码：
H0H1H2H31000
在 信令消息中使用的、代表 MSC/VLR的号码，M1M2的分配同 H1H2的分配。
、系统识别码(SID)
SID 号码是在 CDMA/AMPS 蜂窝移动通信网中唯一地识别一个移动业务本地网的号码。它由国
家标识比特组和本地系统比特组两部分组成，共包含 15比特。
本网首先使用比特 14至比特 9为 110010的 512个号码。每个本地网分配一个 SID号码。
、网络识别码(NID)
在一个 CDMA移动业务本地网中唯一地识别一个网络的号码。由 16比特组成。
NID由各地自行分配。可以用来区分不同的 MSC业务区。仅在 CDMA系统中使用该号码。
0与 65535保留。
0 用作表示在某个 SID 区中不属于特定 NID 区的那些基站。65535 用作表示移动用户可在整
个 SID区中进行漫游。
、登记区识别码(REG_ZONE)(对 CDMA)
在一个 SID区或 NID区中唯一识别一个位置区的号码,它包含 12比特，由各地自行分配。
、电子序号（ESN）
电子序号用于唯一地识别一个移动台设备,每个双模移动台分配一个唯一的电子序号。它包
含 32比特 4个字节,其构成如下:
31......2423......1817......0
厂家编号保留设备序号
设备序号由厂家自行分配。
、基站识别码(BSID)
一个 16比特的数，唯一地识别一个位置区的号码，它包含 12比特，由各本地网管理。
直放站的基本原理及应用
一、基本概念
1、直放站工作原理
、FDD系统直放站工作原理：
直放站在下行链路中，由施主天线从现有的覆盖区域中拾取信号，通过双工滤波器对通带外
的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链路中，
覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，
从而达到基地站与手机的信号传递。
2、中国移动通信系统频率分配
频段（MHz） 频率间隔
网络及运营商
上行 下行
带宽（MHz）
相邻频道 上下行
系统框图（以GZF900-V型为例）
下行选频模块下行低噪放
上行低噪放
ALC ATT
上行功放
ATT
ATT
ALC
监 控 模 块
ALCTEST TEST
TEST TEST
双工
器
双工器
下行功放
ATT ALC
滤波器
间隔 频率间隔
联通 CDMA800 825～835 870～880 10 45MHz
移动 GSM900 890～909 935～954 19 200KHz 45MHz
联通 GSM900 909～915 954～960 6
25
200KHz 45MHz
移动 DCS1800 1710～1725 1805～1820 15 200KHz 95MHz
联通 GSM1800 1745～1755 1840～1850 10 200KHz 95MHz
中心频率换算关系网络及运营
商
频段（MHz） 频点号
上行中心频率（MHz） 下行中心频率（MHz）
联 通
CDMA800
Rx：825～835
Tx：870～880
37～283 fn=825+n´ fn’=fn+45
移 动
GSM900
Rx：890～909
Tx：935～954
1～95
联 通
GSM900
Rx：909～915
Tx：954～960
96～124
fn=890+n´ fn’=fn+45
移 动
DCS1800
Rx：1710～1725
Tx：1805～1820
512～586
联 通
GSM1800
Rx：1745～1755
Tx：1840～1850
687～735
fn=+(n-512)´ fn’=fn+95
二、直放站原理框图和组成
1、干放组成原理框图（VIB）
2、光纤直放站组成原理框图（III/IV）
3、旧(监控)体系无线直放站组成原理框图（V）
三、直放站产品分类
1、室内直放站（干放）
一种简易型的设备，将信号通过功放放大，主要用于室内覆盖。
2、 光纤传输直放站
将收到的信号经光电变换变成光信号，传输后又经电光变换恢复电信号，放大后发送出去。
3、 移频传输直放站
将收到的信号通过变频为其他频段，传输后再变频为原先收到的频率，放大后发送出去。
4、 无线直放站
1）宽带直放站
工作频率为整个频段，如 GSM900 系统移动 24M 带宽、联通 6M 带宽，DCS1800 频段移动 15M
带宽、联通 10M带宽。
2）选频直放站
为了选频（定制带宽、或者选取 2～8个工作信道 200k），将上、下行频率下变频为中频，进
行选频限带处理后，再上变频恢复上、下行频率。
四、直放站基本工作原理
1、器件基本含义
LNA(lowernoiseamplify)低噪声放大器
在直放站中的作用：移动通信质量的好坏，主要取决于上、下行信道，要求上、下行放大器
的噪声系数很低，否则会因本身引入的噪声过大而使整个系统的信噪比很差，不能满足基站
对话音信号信噪比的监测指标，低噪放模块可满足要求。
PA(poweramplify)功率放大器
在直放站中的作用：主要是功率放大，应具备高线性度，否则会造成三阶互调非线性产物太
强，占用话音信道，导致手机接通率降低，干扰话音信道，导致话音质量下降，甚至会干扰
基站的信令信道，导致整个网络运行失常。
ATT、ALC、AGC的含义
ATT(attenuator)：衰减器。主要作用是控制增益
AGC(automaticgaincontrol)：自动增益控制。ALC(automaticlevelcontrol)：自动电平控
制，为了使功放工作于线性区，需要对进行放大的信号（特别是大信号）进行控制。
AGC和 ALC的区别：AGC（自动增益控制）是对电路的增益进行控制，但直放站设备中主要采
用 ALC控制。
双工器的主要作用：在接收机输入端接入收信滤波器，以阻止发信功率进如接收机，在发信
机输出端接入发信滤波器，以抑制发信频谱造成在收信频带上的噪声功率。用环行器来隔离
收、发滤波器，来提高收、发信间的隔离度，是收、发设备双工方式工作时必须使用的。
腔体滤波器在直放站中的主要作用：腔体滤波器的主要作用是滤波，增加上、下行之间的隔
离度。
2、工程常用术语
驻波比
反映回波损耗的物理量，由于阻抗匹配部完全一致当信号进入设备以后，除一部分被吸收外，
还有一部分被发射回来，驻波比大致等于输入信号与反射信号电平的比值。
隔离度
直放站输出信号从输出口绕射到其输入口所经过的路径损耗，或从器件一个通道窜到另一通
道受到的损耗。
自激现象
输出信号窜入输入口，且经绕射后，信号大于原输入信号而造成正反馈放大，使输出不断增
大而有可能烧毁末级功放。此现象与隔离度密切相关。
跳频技术
跳频就是用伪码序列构成跳频指令来控制频率合成器，并在多个频率中进行选择的移频键控。
基站按帧跳，移动台按时隙跳。跳频周期前者为 ,后者为 577μs。
3、常用单位及其换算
dBm常用于功率单位。
P(dBm)=10lgP。(W)/1(mW)＝30＋10lgP。(W)
dBc常用于互调产物单位。无委指标中，互调产物单位为 dBm。
两者关系如图所示：
dB常用于增益或衰减单位
dBidBd均为天线增益单位。dBi=dBd+2
五、直放站关键指标介绍
1、工作频带
设备工作的频率范围，设备可根据实际需要使用工作频带的全部或者部分。
2、三阶互调
三阶交调是指两个或多个信号 fa和 fb输入直放站后，由于直放站的非线性而在其输出
端口产生 2fa-fb 和 2fb-fa 的幅度分量。无委规定直放机的三阶交调失真产物不高于
—36dBm。
3、最大输出功率
最大输出功率是指直放站在线性工作区内所能达到的最大功率。一般以 dBm为单位
4、系统增益
描叙设备对信号放大能力的物理量，测试时设备应处于线性放大区，单位：dB
5、带内平坦度
带内波动是指有效工作频带内最大和最小电平的差值
6、带外抑制
带外抑制是指直放站对偏离中心频率以外的信号相对中心频率处的信号的抑制能力
dBm
f(MHz)
P(dBm)
7、噪声系数
噪声系数是指直放站在工作频带范围内，正常工作时输入信噪比与输出信噪比的差值
8、传输时延
传输时延是指直放站输出信号对输入信号的时间延迟。
9、输出载噪比
输出载噪比是指在一定条件下测得的载波峰值功率和噪声峰值功率的比值
3G基本原理及应用
一、3G系统基本原理
1、3G技术的三种制式技术比较
WCDMA：WidebandCodeDivisionMultipleAccess宽带码分多址
项目 WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA
带宽 5MHz
码片速率
双工方式 FDD FDD TDD
核心网 GSM-MAP ANSI-41 GSM-MAP
网络同步 异步同步（可选） 同步（GPS） 同步
标准进程 3GPP2R0，A,B,C R4,R5
扩频方式 DS DS(1x)，MC（3X） DS
调制方式 BPSK/QPSK BPSK/QPSK QPSK
信道编码 卷积码 TURBO码 卷积码 TURBO 卷积码 TURBO
帧结构 10MS 5/20MS 10MS
功率控制 1500hz 800 200
2、中国 3G频谱的分配（2002年 10月）
3、WCDMA技术特点
• 核心网基于 GSM/GPRS，保持与 GSM/GPRS的兼容
• 核心网基于 TDMIP技术，向全 IP演进
• 核心网分为电路域和分组域
• 无线侧基于 ATM技术.
• MAP技术和 GTP是移动性管理的关键
• 新的空中接口技术－WCDMA
WCDMA技术特点－RTT技术
• 信道带宽：5Mhz，码片速率
• 语音编码：AMR
• 信道编码：卷积码和 TURBO码
• 调制方式：上行 QPSK，下行 BPSK
• 发射分集方式：TSTDFBTD
• 功率控制：上下行闭环功率控制和外环功控
• 基站同步方式：同步和异步
4、CDMA2000技术特点
• 电路域－继承 2GIS95CDMA网络，引入 WIN为基本架构得业务平台
• 分组域－基于 MIP技术的分组网络
• 无线接入网－以 ATM交换机为平台，提供丰富的物理接口
• 空中接口－CDMA2000兼容 IS95
CDMA2000技术特点－RTT技术
• 信道带宽：N*码片速率：N*=1,3,6,9,12
• 语音编码：8K/13KQCELP8KEVRC
• 信道编码：卷积编码，TURBO码
• 调制方式：上行 QPSK，下行 BPSK
• 解调方式：导频辅助的相干解调
• 发射分集方式：OTD,STD
• 功率控制：上下行闭环功率，外环功控
• 基站同步方式：GPS/GLONASS
5、TD-SCDMA技术特点
• 核心网络基于 GSM/GPRS网络演进，保持与 GSM/GPRS网络的兼容性
• 核心网络可基于 TDMIP技术，可向全 IP演进
• 核心网分为分组域和电路域
• 无线侧基于 ATM技术，向 IP方向发展
• MAP技术和 GTP是核心
• 空中接口－TD－SCDMA
TD-SCDMA技术特点－3S
• 主要特点：智能天线（SmartAntenna）、同步 CDMA（SynchronousCDMA）、软件无线电
（SoftwareRadio）
• 关键技术：智能天线+联合检测、多时隙 CDMA+DS-CDMA、同步 CDMA、信道编译码和
交织、接力切换
二、WCDMA系统介绍
1、WCDMA核心网的演进
WCDMA核心网演进图
3GPP版本(R99)
• R99版本
• 核心网基于 GSM
• 与 GSM不同的无线接入
引入了一套新的空中接口标准，运用了新的无线接口技术，即 WCDMA技术，引入了适于分组
数据传输的协议和机制，数据速率可支持 144，384Kbit/s及 2Mbit/s
3GPP版本（R4）
• 和 R99无线侧基本一样
• 核心网变化较大：CS域控制和数据分离增加了 MGW
• 支持电路域多媒体消息业务
3GPP版本(R5)
• 3GPPRel-5将完成对 IP多媒体子系统（IMS）的定义，如路由选取以及多媒体会话
的主要部分。Rel-5的完成将为转向全 IP网络的运营商提供一个开始建设的依据
• Rel-5 计划的主要特性有：UTRAN中的 IP传输、高速下行分组数据业务的接入
（HSDPA）、混合 ARQII／III、支持 RAB增强功能、对 Iub／Iur的无线资源管理的优化、UE
定位增强功能、相同域内不同 RAN节点与多个核心网节点的连接以及其它原有 Rel-5的功能
R99、R4、R5关系
原则上 R99的规范是 R4规范集的一个子集,若在 R99中增加新的特征，就把它升级到 R4。同
样 R4规范集是 R5规范集的子集，若在 R4中增加了新的特征就把它升级到 R5。按计划 R4要
在 2001年 3月完成，R5要在 2001年 12月完成
2、WCDMA的网络单元构成及 R99网元介绍
网络单元构成
R99网络拓扑图
R99网元介绍
• 无线接入网络(RadioAccessNetwork，RAN)：其中无线接入网络处理所有与无线有关
的功能；
• 核心网络(CoreNetwork，CN)：处理 WCDMA系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实
现与外部网络的交换和路由功能。
• CN从逻辑上分为：
电路交换域(CircuitSwitchedDomain，CS)；
分组交换域(PacketSwitchedDomain,PS)。
3、WCDMA的分集技术，智能天线技术和切换技术
、分集技术
• 是通过自然界无线传播环境中的独立（或至少高度不相关）多径信号来实现的
• 相对投资低廉
• 克服小尺度衰落（由移动台附近物体的复杂反射引起），可以采用双天线接收分集
• 克服大尺度衰落（由于周围环境地段和地物的差别而导致的阴影区引起），可以选择
一个所发信号不在阴影区的基站－位置选择发射分集
• 发射分集技术还用来提高无线通信中单用户的峰值吞吐率
• 空间分集
空间发射分集
空间接收分集
• 极化分集：
利用水平分量和垂直分量的不相关性
• 频率分集：宽带信号
• 时间分集：
以超过信道相干时间的时间间隔重复发射信号，RAKE 接收机，认为：一个码片时间>信道的
相关时间
、智能天线技术技术
、智能天线技术实现关键
多波束形成技术
自适应干扰抑制技术
空时二维的 RAKE接收技术
多通道的信道估计和均衡技术
、智能天线原理
降低来自其他方向的干扰，提高所需信号方向的接收灵敏度
扩大基站的覆盖范围，改善信号的传输质量
、智能天线优点
智能天线可以对高速率用户进行波束跟踪，起到空间隔离、消除干扰的作用；
大大增加系统容量；
增加覆盖范围，改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量；
提高信号接收质量，降低掉话率，提高语音质量；
减少发射功率，延长移动台电池寿命；
提高系统设计时的灵活性。
、切换技术—支持以下切换技术
软切换：不同基站 NodeB间切换、不同 RNC间切换
更软切换：同基站不同扇区间切换
硬切换：异频切换；不同系统间切换
软切换的概念
RAKE接收机的一个 finger始终扫描相邻小区的导频信道
当某个邻小区导频功率强度达到某个门限时，侧将该小区加入激活集
当激活集中某个导频的强度低于某个门限时，将该小区从激活集中删除
切换测量小区集合的分类
小区集合类型 集合特征描述
激活集
ActiveSet
当前与 UE建立了无线连接的小区组成的集合
监视集
MonitoredSet
不在激活集中，但 RNC明确指示要求 UE进行测量的小区组成的
集合
察觉集
DetectedSet
UE检测到的既不属于激活集又不属于监视集的小区
二、3G直放站介绍及工程应用
1． WCDMA光纤直放站原理框图
2． WCDMA无线直放站原理框图
3． WCDMA干放原理框图
基站信号
重发天线
双工
滤波器
LNA
双工
滤波器
监控盘＋FSKMODEM
电源 门禁 蓄电池
NCS ATT+PA
NCS
4． 减小干扰的方法
保证合路器的通道隔离度指标；
尽量降低系统下行发射功率（用微蜂窝而不是宏蜂窝）；
通过频率规划使三阶互调干扰成分尽量落在系统占用信道的带宽之外；
尽量提高合路器以及共用天馈系统中 RF连接器的互调抑制度指标；
PHS系统培训教材
一、PHS系统基本特点
1、 PHS性能指标
项目 参数
使用频段 1900MHz～1915MHz
波长 16cm
载波间隔 300kHz
频点数 87
频点宽度 288kHz
多址方式 TDMA
工作方式 TDD
调制方式 π/4-QPSK
语音编码 32kbit/sADPCM
每载波信道数 4
传输速率 384kbit/s
比特时长 μs
2、 PHS常用基站类型及容量
国内的 PHS基站厂家主要包括 UT、LUCENT、ZTE。主要的基站类型有 1C3T和 1C7T之分(部分
厂家推出有 1C15T，甚至 1C31T)，之中 1C3T 的基站输出功率有 10mW、20mW、200mW，1C7T
以上的基站输出功率为 500mW。
3、 PHS系统组成
二、 PHS系统技术特点
1、 1CS，PS最大发射功率
PHS采用微小区系统，CS最大功率 500mw，PS最大功率 10mw，增加频率复用性
2、 PHS帧结构
在 TDD方式中，通常将在某频率上的帧的一半的时隙用于移动台发射，另一半的时隙用于移
动台接收；收发工作在相同频率上。
3、 PHS控制信道算法和控制频点
固定频率的控制信道：
F=+(N-1)300KN=1～77
中国使用：
18～67，其中 24～30号为控制频点
目前使用控制频点 26、28
不同运营商、不同城市间控制载频不同，但始终是 26或 28
4、 PHS基站切换过程
A、切换选择电平（Hand-overSelectLevel）32dBuv：手机将搜索其它基站。
B、切换保持电平（Hand-overHoldLevel）26dBuv：手机将准备切换到其它基站。
C、切换电平（Hand-overLevel）24dBuv：手机将切换到其它基站。
D、切换目标基站电平（Hand-overDestinationLevel）32dBuv：目标基站必须达到的场强域
值。
三、 PHS设备介绍
1、 公司目前 PHS设备介绍
GZF1900-VIB-(xxP00J0x)干放设备
科贝 亚胜厂家
指标
泰格
1W 2W 1W 2W
下行输出
功率
27dBm±2dB 30dBm±2dB 33dBm±2dB 30dBm±2dB 33dBm±2dB
上行 30dB 30dB 30dB 30dB 30dB最 大
增益 下行 27dB 30dB 33dB 30dB 33dB
增益控制
手动调节范围
15dB,1dB步进
手动调节范围 30dB,1dB步进
GZF1900-V-(xxPxx)J无线干放设备
工作机制
PHS 无线干放是对基站与手机之间通信进行中继的设备。PHS 干放的作用重点在于将 PHS 的
信号加强，同时将从基站接收到的信号转发给手机，反之也将从手机收到的信号转发给基站。
相对基站，干放是手机；相对手机，干放是基站。
四、 PHS室内覆盖工程设计原则
1、 PHS室内覆盖设计的原则
、多点低场强；
减少穿透建筑物损耗；
达到信号均匀覆盖的目的；
较少泄漏；
网通或电信大楼，在领导房间或门口布点。
、同步天线设置；
a、同步天线必须是基站直接出来的信号（不经过干放）；
b、在方案设计之前的勘测过程中就要确定好同步天线的位置，以便方案设计；同时，选定
的同步目标基站最好是零级（带有 GPS）同步或一级同步的基站；
c、同步天线最好确定在十楼以下的楼层且能很好接收室外同步等级好的基站信号。
、电梯与平层间切换。
a、在对电梯覆盖时，最好的方法是用一个基站的信号，由上而下在电梯井内安装天线来覆
盖；
b、如果电梯与平层不在一个基站覆盖范围内，则考虑让不同的基站同步等级相同，以此达
到平滑切换的目的。
2、 自由空间传输损耗公式和计算
