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1、一、一、 电磁波电磁波 无线基础无线基础 电磁波定义：利用空间作为信道，以电磁波的形式进行传输的通信方式。 电磁波为横波， 传播方向垂直于电场矢量和磁场矢量组成的平面， 三者相互垂直。 振幅与距离平方成反比， 电磁波的能量功率与振幅的平方成正比。但是电磁波的能量功率与距离的平方成反比电磁波的能量功率与距离的平方成反比 和频率成反比和频率成反比距距 离增加一倍或者频率加倍会传播损耗增加离增加一倍或者频率加倍会传播损耗增加 6db6db 的损耗。的损耗。 按照波长或者频率的顺序电磁波谱：波长依次缩短无线电波 红外 可见光 紫外线 X 射线 伽马射线（宇 宙射线） 。 无线电波：3HZ-300GHZ
2、（超）长中短（超短）微 （300M-300G 米波/cm/mm 24-100G 为 5G 毫米波） 传播方式：地表波（长中波） 、天波（电离层反射 短波） 、空间波（对流层层传播 微波和移动通信） 传播方式：直射、反、绕、散射传播 电波传播是直射波和反射波的矢量合成。 衰落：慢衰落 原因是阴影衰落（随位置变）和大气折射（随时间变化）受到地形、频率频率等的影响 快衰落：主要原因为多径衰落。包括幅度（包络）衰落（分为瑞利衰落和莱斯衰落（存在主静态分量）和 频率选择性衰落 效应： 远近效应（扩频， 提高抗干扰、加大频率间隔、 降低发射机寄生和接收机的带外抑制、功控） 、 多径、 阴影、多普勒 设备设
3、备 收发信机 信源-基带-调制-中频-上行混频/下频-高功放/选频电路（发信机可以没有中频 和混频电路） 天线天线 天线是电波在两种传播媒介中传播的接口。发射和接收参数基本相同。 将传输线中的电磁能电磁能转换为空间的电磁波电磁波或者将空间的电磁能转换为空间的电磁波 天线的特性（重要）天线的特性（重要） 天线的机械特性：尺寸、材料、重量等 线性的电气特性： 1、方向性： 各个方向辐射电波场强分布情况各个方向辐射电波场强分布情况 方向性： 偏离最大辐射方向上场强减小到最大值得一般 （半功率点 -3db） 为天线方向性角 （覆盖角的一半） ， 方向性角越小，方向性越强。 天线增益： 衡量天线朝一个特
4、定方向收发天线的能力衡量天线朝一个特定方向收发天线的能力 dbi(全方向天线)= dbd（对称阵子）+2.15 天线阻抗：常见 50 欧姆或 75 欧姆。不同部分阻抗不匹配形成驻波。1=驻波比(入射波/反射波)1.5 谐振频率和天线带宽： 振频率有效频率天线带宽有效工作的频率范围。 对数周期天线 宽带天线， 增益小。 天线极化方式：极化，电磁波中电场电场方向强度，有水平、垂直、圆极化。发射和接受天线极化方式要一直， 避免极化损失。移动通信用垂直极化。 天线倾角：主瓣方向和水平面的夹角，反映了天线接受那个高度角的电波最强。 （不是天线和抱杆的机械下 倾角） 馈线馈线 馈线传输射频信号射频信号。分
5、为行波（无反射波） 、驻波、行驻波状态。匹配指从收发信机到天线处于最佳工作状 态。 单独算馈线 VSWR 的绝对值对值取值为 0 到正无穷。 噪声与干扰噪声与干扰 交调 （干扰信号混频期转为中频后正好等于自己的工作频段内） 、 互调 （非线性产生的新的频率和自己同） 、 邻道、同频、镜像干扰。 关键技术关键技术 调制技术： 模拟调制：包括调幅（AM） 、FM、调相（PM）还有各种边带抑制（DSB SSB VSB） 。 其中 FM 和 PM 为非线性 调制，又叫角度调制。 数字调制：幅移键控（ASK） 、频移(FSK)、相移(PSK)都是二进制调制，频率利用率低。 现代数字调制技术 四相位调制技
6、术：绝对四相调制 QPSK 和相对四相调制 DQPSK 正交幅度调制：QAM(MQAM M 取 4 到 256) TDD 优点： 1、 2、 可以利用零散频谱。2.非对称业务 3 上下行信道互易性 4 不需要收发隔离器 5 收发射频单元共 用 上行发射功率时间短，覆盖受限。 收发信道同频，无法干扰隔离，系统内和系统间存在干扰。高 速移动下，信道变化较快，时分系统导致手机上报测量较慢，高速场景不如FDD。TDD 需要预留较 大保护带，影响频谱利用率。 双工和双工和 多址多址 GSM FDD TDMA CDMA:FDD CDMA WCDMA: FDD、tdd DS-CDMA LTE FDD/TDD
7、 OFDMA SC-FDMAFDMA 抗干扰抗干扰 抗衰落抗衰落 1、信道编码 通过收发两端配合，进行差错控制，减少误码，保障质量。三种模式 自动请求重发 ARQ(auto repeat request ) FEC(forward)前向纠错 HEC (Hybrid error correction)混合 纠错差错编码算法：奇偶校验 循环冗余校验 Trubo 卷积 交织 2、 分集：分散传输+集中处理 宏分集：多基站 （针对慢衰落） 微分集： 单基站 （快速衰落） 空频极场分量 角度、时间 RFID 由标签、读写器 RFID 中间件 应用系统组成 均衡技术 时域自适应 频域自适应 主要为了抗码间
8、干扰 MIMO 1、 OFDM 1、频谱效率高 2、带宽扩展强 3 抗多径衰落 4 频谱分配灵活 5 实现 MIMO 较为简单 微波与卫星通信微波与卫星通信 三大传输手段 微波中继 卫星通信 光纤通信 微波干扰：越站干扰和旁瓣干扰。 提高信道容量 2 提高信道可靠性 卫星通信：频段4GHZ-6GHZ 上行5.9GHZ-6.4GHZ下行3.7GHz-4.2GHz新型的 20G-30GHz 上行27.5GHz- 31GHz 下行17.7-21.2Ghz 以广播的方式工作，最大可达 18000km。 卫星系统组成：空间分系统 通信地球站 跟踪遥测及指令分系统 和监控管理分系统 四大部分组成。 WCD
9、MAWCDMA 分为 TDD 和 FDD FDD模式下上下行分别使用两个独立的 5MHz 的载频， 频率间隔为 190MHz 或者 80MHz。 多址方式：DS-CDMA 宽带直扩码分多址。Gold 码 下行分小区 上下分用户。 信道编码：卷积和 Turbo 切换：软切 更软 硬切 无线接入系统间切换 标识:CS PLMN+LAI PS:PLMN+LAI+RAILAI+RAI 系统架构 UE UUNodeBIubRNCIurRNC-IU(MSC SGSN/ GMSC GGSN) 空口协议在用户面多一个 BMC 用来做多播业务 物理层 帧 72 个帧组成 720ms 的超帧 一个帧持续 10ms
10、 长度 38400chip 。1 帧=15slot 每个 2560chip 2/3ms 信道：PCPCH 上下数据 PDSCH 下行数据 传输信道：FACH 下行突发数据 WCDMA: 激活集： 与移动台连接和软连接的 监测集：测量和发送测量报告的 检测集：不在激活和监测但是可以检测到的。 系统广播： 发送信道 P-CCPCH 信息块：主信息块 MIB 调度块调度块 SBSB 系统信息块 SIB 切换切换 测量:Ec/Io 1A 1B ( 开启测量 类似 A1 A2 但是相反。进入或离开 激活集报告范围 1A 进 1B 出) 1C(进入激活集) 1D(替换主导频) 1E（目标小区优于绝对门限）
11、 1F（目标小区差于绝对门限） WCDMAWCDMA 系统安全系统安全 RAND XRES AUTN CK IK WCDMAWCDMA 规划规划 包括 覆盖相关、容量相关、质量相关 覆盖规划： 目标 阻塞概率与覆盖率、接受信号码率、导频信号质量 覆盖范围为上行链路受限。 上行链路主要受 最大路径损耗的限制。 覆盖场景 密集市区 一般市区 郊区 链路预算 UE 33dbm 覆盖率 90% BAND1 1920-1980 2110-2170 容量规划：干扰受限系统 频率复用系数是 1，容量规划实质是对系统干扰量的估计。上行单业务，系统容 量就是能够允许接入的最大用户数。受限于移动台没有功率满足基站
12、 SIR。 扰码规划：512 个扰码 分 64 组 WCDMA 优化 覆盖：直放站、塔放 微蜂窝室内 容量：增加载波增加扰码扇区化 导频污染：就是重叠覆盖。 LTELTE LTE-A下行 3G 上行 1.5G 。TCP 面对字节，SCTP 针对的是帧。 信道映射 子载波 15kHz 扩展 12 个子载波 6 个符号一个 RB72 个 RE 7.5 只有常规 24 个子载波 3 个符号 1.4M1.4M 子载波子载波 72 72 个个 RB 6 RB 6 个个 不满足其余的对应关系不满足其余的对应关系 小区搜索：小区搜索： 1 1、 2 2、 获得小区的频率同步和符号同步获得小区的频率同步和符号
13、同步 利用利用 PSSPSS 信号信号 62 62 个符好的序列组成个符好的序列组成 获得小区的帧定时，决定下行链路的开始点获得小区的帧定时，决定下行链路的开始点 利用利用 SSSS 信号信号 FDD PSSFDD PSS 在在 0 0 和和 5 5 的第一个时隙的最后一个的第一个时隙的最后一个 SSS SSS 在同一时隙的倒数第二个在同一时隙的倒数第二个 TDD PSSTDD PSS 在在 1 1 和和 6 6 的第三个符号上发送，的第三个符号上发送，SSSSSS 在在 0 0 和和 5 5 的最后一个时隙上发送的最后一个时隙上发送 3 3、 检测检测 PSCHPSCH （进行（进行 5ms
14、5ms 时钟同步，获得小区组内的小区时钟同步，获得小区组内的小区 IDID） 检测检测 SSCH(SSCH(进行进行 10ms10ms 同步，获得小区组同步，获得小区组 ID)ID) 检测下行参考信号位置（获得检测下行参考信号位置（获得 BCHBCH 天线配置天线配置 是否采用位移导频）是否采用位移导频） 读取读取 BCH (BCH (用于获得其他小区信息用于获得其他小区信息) ) 决定改小区的物理层标识决定改小区的物理层标识 网络规划：网络规划： 规划流程：需求分析（建网策略、业务需求、现网数据、地理环境等）预规划（覆盖估算、站型配置、容 量估算）站址规划（站点布局、勘查，天线配置，设备选型
15、）无线仿真（传播模型，覆盖、容量、性能 指标分析）参数规划（基本参数、配置、邻区、PCI TAC 时隙） 规划目标： 覆盖：覆盖率 TDD95% FDD 城区 95% 密集城区 98%。边缘覆盖率（在边缘上，强度大于接受门限的时间百 分比 ）面积覆盖率（在目标区域内，强度大于接收门限的位置占总覆盖面积的百分比） 容量：小区负载建议 50% 质量：SINR 信号与干扰加噪声比 数据业务能力 边缘速率 在一定覆盖条件下边缘用户的速率，下行是所有 RB 分配给一个边缘用户的数率， 上行是单用户能达到的最大速率。 低业务区：1M/256 高业务密集区 4Mbit/s /512高铁 1M/128 语音清
16、晰度 EIPR =信道发射功率+天线增益-馈线损耗 传播模型 COST231-Hata链路预算：发射端有效全向辐射功率 空间损耗 接收端最小接收电平 容量规划： 影响因素：首先是固定配置和算法性能其次是网络结构（多大带宽 SINR） 单扇区频点带宽 、时隙配置方式、业务和控制信道开销、基站功率、天线技术、小区间干扰协调、资源调 度算法、网络结构 基本原则：初期以覆盖目标为主，首先满足覆盖要求，分步建站，逐步提高系统容量。后期随着不同应用 场景对容量的变化，灵活配置相对应的网络参数。 主要考虑：网络容量需求和 单站所能提供的容量 。此外基站传输带宽的需求 主要指标：最大并发用户数（系统能力） 、非激活用户数、激活用户数、单小区同时在线 RRC 连接小区数（= 激活和非激活之和） 小区峰值吞吐率 小区平均吞吐率 VOIP 用户数 VOLTE 23.85kbit/s 12.65kbit/s 频率规划：同频组网 、异频组网、软频率复用 PCI 的原则：504 不冲突 （同频邻区不用相同 PCI） 不混淆(邻区中频率想的小区不用相同 PCI) 错开最优原则 （不 MOD3 ） 、 扩展性强（为以
