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1、 手机原理与常见故障排除手机原理与常见故障排除 学时学时:共共3030学时学时 9-149-14周（每周二晚周（每周二晚3 3学时学时,周六周六2 2学时）学时）考核：平时考核：平时50%50%，期末考试，期末考试50%50%考试形式考试形式:闭卷闭卷课程简介课程简介 本课程主要讲授现代移动通信基本原理和本课程主要讲授现代移动通信基本原理和基本知识、典型蜂窝通信系统及移动终端基本知识、典型蜂窝通信系统及移动终端手机手机的工作原理及基本故障排除方法。的工作原理及基本故障排除方法。包括包括:移动通信理论基础移动通信理论基础 移动电话移动电话(手机手机)原理原理 常见故障分析部分常见故障分析部分(含
2、维修工具使用介绍含维修工具使用介绍)学习方法建议学习方法建议:1.1.课堂认真听讲课堂认真听讲,不缺勤不缺勤2.2.做好笔记做好笔记3.3.多参考相关书籍多参考相关书籍,资料资料4.4.必要的实践必要的实践5.5.兴趣是最好的老师和学习的动力兴趣是最好的老师和学习的动力参考教材：参考教材：1.1.郭梯云郭梯云,移动通信移动通信,西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社 2.2.邬国扬等，邬国扬等，蜂窝通信蜂窝通信，西安电子科技大学出版社，西安电子科技大学出版社 3.3.张兴伟等，张兴伟等，手机维修快速入门手机维修快速入门,电子工业出版社电子工业出版社 4.4.刘南平刘南平,手机原理与维修手
3、机原理与维修,北京师范大学出版社北京师范大学出版社 5.5.梅秀江，梅秀江，手机维修技能手机维修技能，机械工业出版社，机械工业出版社 一、移动通信系统概述一、移动通信系统概述二、移动通信原理与技术二、移动通信原理与技术 三、三、GSMGSM蜂窝系统和蜂窝系统和CDMACDMA蜂窝系统蜂窝系统 四、四、GSMGSM手机和手机和CDMACDMA手机手机五、手机常用元器件识别和电路图识读五、手机常用元器件识别和电路图识读 六、手机维修技能及基本故障排除六、手机维修技能及基本故障排除 (部分视频素材部分视频素材)内容内容:第第1 1章章 移动通信系统概述移动通信系统概述 1.1 1.1 无线通信基本无
4、线通信基本常识常识 1.2 1.2 通信和通信和移动通信中的名词术语移动通信中的名词术语 1.3 1.3 蜂窝蜂窝移动通信的发展移动通信的发展 1.4 1.4 蜂窝网小区制区域覆盖蜂窝网小区制区域覆盖 1.5 1.5 蜂窝网移动通信的组成和特征蜂窝网移动通信的组成和特征 1.1 1.1 无线通信基本无线通信基本常识常识一一、通信系统组成、通信系统组成 通信的任务是传送信息。信息包括语言、音乐、文字、图像、通信的任务是传送信息。信息包括语言、音乐、文字、图像、数据等各种信号。通信系统由发数据等各种信号。通信系统由发送设备、信道、接收设备组成，送设备、信道、接收设备组成，如如1-11-1图所示。图
5、所示。信道是传送信息的通道。无线通信的信道是大气空信道是传送信息的通道。无线通信的信道是大气空间；有线通信的信道是传输线，如电线、电缆、光缆间；有线通信的信道是传输线，如电线、电缆、光缆等。通信的种类很多，如人们生活中常见的电话、电等。通信的种类很多，如人们生活中常见的电话、电视、广播、传真、卫星通信、移动通信、计算机通信视、广播、传真、卫星通信、移动通信、计算机通信等等。等等。二二、电磁波传递声音和图像信号的原理电磁波传递声音和图像信号的原理电磁波传递声音和图像信号就象鸽子送信一电磁波传递声音和图像信号就象鸽子送信一样样.（点击观看视频：（点击观看视频：鸽子送信鸽子送信）先将信号载在电磁波上
6、，再把载有信号的电先将信号载在电磁波上，再把载有信号的电磁波发射出去，到达接收处设法从电磁波上磁波发射出去，到达接收处设法从电磁波上把信号检出来把信号检出来.高频振荡器产生高频振荡器产生高频振荡电流高频振荡电流信号发射机房声音信号声音信号图像信号图像信号发射天线发射天线彩塔接收天线电信大楼上的接收天线舰载卫星通讯系统车载数字新闻通讯车三三、调制与解调调制与解调 所所谓谓调调制制,就就是是用用调调制制信信号号去去控控制制高高频频载载波波的的参参数数,使使载载波波信信号号的的某某一一个个或或几几个个参参数数（振振幅幅、频频率率或或相相位位）按按照照调调制信号的规律变化。制信号的规律变化。解调和调制
7、过程相反解调和调制过程相反.根根据据载载波波受受调调制制参参数数的的不不同同,调调制制分分为为三三种种基基本本方方式式,它它们们是是振振幅幅调调制制、频频率率调调制制、相相位位调调制制,还还可可以以有有组组合合调调制方式。制方式。三种基本的模拟调制方法：三种基本的模拟调制方法：AMAM 调幅调幅、FM FM 调频调频、PMPM 调相调相三种基本的数字调制方法：三种基本的数字调制方法：ASK幅移键控幅移键控,FSK频移键控频移键控,PSK相移键控相移键控 ASK：用载波的两个不同振幅表示用载波的两个不同振幅表示0和和1FSK：用载波的两个不同频率表示用载波的两个不同频率表示0和和1PSK：用载波
8、的起始相位的变化表示用载波的起始相位的变化表示0 和和10 00 01 11 10 01 10 00 00 01 10 0ASKASKFSKFSKPSKPSK四四、无线电波的无线电波的传播特性传播特性 根据无线电波在传播过程所发生的现象根据无线电波在传播过程所发生的现象,电波的传播方电波的传播方式主要有直射（视距）传播、式主要有直射（视距）传播、绕射（地波）传播、绕射（地波）传播、折射和折射和反射（天波）传播及散射传播等反射（天波）传播及散射传播等,决定传播方式和传播特点决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。的关键因素是无线电信号的频率。任任何何信信号号都都具具有有一一定定的的频
9、频率率或或波波长长。无无线线电电波波是是一一种种波波长长比比较较长长的的电电磁磁波波,占占据据的的频频率率范范围围很很广广。在在自自由由空空间间中中,波长与频率存在以下关系波长与频率存在以下关系:c c=f f 电电磁磁波波从从发发射射天天线线辐辐射射出出去去后后,不不仅仅电电波波的的能能量量会会扩扩散散,接接收收机机只只能能收收到到其其中中极极小小的的一一部部分分,而而且且在在传传播播过过程程中中,电电波波的的能能量量会会被被地地面面、建建筑筑物物或或高高空空的的电电离离层层吸吸收收或或反反射射,或或者者在在大大气气层层中中产产生生折折射射或或散散射射等等现现象象,从从而而造造成成到到达达接
10、接收收机时的强度大大衰减。机时的强度大大衰减。图1 2 无线电波的主要传播方式（a）直射传播直射传播;（b）地波传播地波传播;（c）天波传播天波传播;（d）散射传播散射传播多径传播多径传播(干扰干扰)五、典型无线电通信系统的组成五、典型无线电通信系统的组成(调幅发射机调幅发射机,接收机接收机)(a)发送设备发送设备(b)接收设备 六、六、数字通信的特点数字通信的特点 1抗干扰能力强，无噪声积累抗干扰能力强，无噪声积累两类通信方式抗干扰性能比较两类通信方式抗干扰性能比较2保密性能好保密性能好 由由于于数数字字信信号号是是将将模模拟拟信信号号变变成成“0”和和“1”码码，再再经经不不同同组组合合后
11、后才才进进行行传传输输的的，因因而而无无法法直直接接识识别别，具具有有固固有有的的保保密密性性。同同时时数数字字通通信信可可以以很很容容易易地地将将复复杂杂密密码码进进行行编编码码和和解解码码，所所以以数数字字通通信信可可以以实实现现模模拟拟通通信信无无法法达达到到的的高质量保密性。高质量保密性。3便于组成现代化数字通信网，便于实现多媒体通信。便于组成现代化数字通信网，便于实现多媒体通信。由由于于各各种种信信息息（声声音音、图图像像、数数据据等等）都都可可变变换换成成统统一一的的二二进进制制数数字字信信号号，通通过过多多路路复复用用组组合合在在一一起起，经经同同一一信信道道传传输输而而不不互互
12、相相干干扰扰，故故数数字字通通信信可可以以将将各各种种业业务务和和不不同同的的终终端端用用户户组组合合在在一一个个系系统统，形形成成综综合合业业务务数数字字网网（ISDNIntegrated Services Digital Network）。）。综综合合业业务务数数字字网网（ISDN）能能实实现现两两重重任任务务：一一是是各各种种通通信信业业务务的的综综合合，二二是是数数字字传传输输与与数数字字交交换换的的综综合合。由由于于直直接接与计算机联网，所以大大提高了通信效率。与计算机联网，所以大大提高了通信效率。4占用信道频带宽占用信道频带宽 在在模模拟拟通通信信系系统统中中，一一路路电电话话所所
13、占占带带宽宽为为4kHz，当当数数字字电电话话用用PCM 传传输输时时，数数码码率率为为64kbit/s，频频带带为为64kHz，后后者者是是前前者者的的16倍倍。显显然然，它它将将使使频频带带资资源源的的利利用用率率降降低。低。1.2 1.2 通信和通信和移动通信中的名词术语移动通信中的名词术语1.1.多路复用技术多路复用技术：多个信息源共享一个公共信道的方式：多个信息源共享一个公共信道的方式 为何要复用？为何要复用？提高线路利用率提高线路利用率 类比：公共运输系统类比：公共运输系统(铁路、海运、航空铁路、海运、航空)DEMUX复用器复用器解复用器解复用器共享信道共享信道MUX信信源源信信宿
14、宿 实现多路通信的方法有：实现多路通信的方法有：频分多路复用；时分多路复用；码分多路复用频分多路复用；时分多路复用；码分多路复用频分复用频分复用(FDMA)原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。道之间留有防护频带以防相互干扰。CH2CH1CH3原带宽原带宽CH1CH2CH3移频后带宽移频后带宽MUXCH1 CH2 CH3带宽复用信号带宽复用信号f复用器复用器时分复用时分复用(TDMA)原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片原理：把时间分
15、割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。传输。A2A1A3原始信号D2D1D3数字化信号MUX复用后的数据流复用后的数据流时隙号时隙号1231D3D2D1时间片时间片12时间片时间片2D1时隙时隙D2复用器复用器码分复用码分复用（CDMACDMA）码分复用是一种码分多址技术（码分复用是一种码分多址技术（CDMACDMA），是靠），是靠不同的不同的编码编码来区分各路原始信号的一种来区分各路原始信号的一种复用方式复用方式.码分多址系统为每个用户分配了各自特定的码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码地址码，利用公共信道来传
16、输信息。利用公共信道来传输信息。CDMACDMA系统的地址码相互系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠。也就是说，每一个用户有自己的间上都可能重叠。也就是说，每一个用户有自己的地址码，这个地址码用于区别每一个用户，地址码地址码，这个地址码用于区别每一个用户，地址码彼此之间是互相独立的，也就是互相不影响的彼此之间是互相独立的，也就是互相不影响的 .2.2.基站基站 基站，即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，基站，即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与是指在
17、一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。3.小区小区 每个基站的覆盖区称为一个小区。为了使得服务区达到每个基站的覆盖区称为一个小区。为了使得服务区达到无缝覆盖，提高系统的容量，就需要采用多个基站来覆盖给无缝覆盖，提高系统的容量，就需要采用多个基站来覆盖给定的服务区。定的服务区。4.漫游漫游 漫游（漫游（RoamingRoaming）指的是蜂窝移动电话的用户在离开本）指的是蜂窝移动电话的用户在离开本地区或本国时，仍可以在其他一些地区或国家继续使用他们地区或本国时，仍可以在其他一些地区或国家继续使
18、用他们的移动电话手机。漫游只能在网络制式兼容且已经联网的国的移动电话手机。漫游只能在网络制式兼容且已经联网的国内城市间或已经签署双边漫游协议的地区或国家之间进行。内城市间或已经签署双边漫游协议的地区或国家之间进行。5.带宽带宽带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之间之差，是介质传输能力的度量，在下界之间之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（传统的通信工程中通常以赫兹（HzHz）为单位为单位计量。计量。6.GSM6.GSMGSM（全球移动通信：（全球移动通信：Global System For Mobile Communicatio
19、n）是）是1992年欧洲标准化委年欧洲标准化委员会统一推出的标准，它采用数字通信技术，统一员会统一推出的标准，它采用数字通信技术，统一的网络标准，使通信质量得以保证，并可以开发出的网络标准，使通信质量得以保证，并可以开发出更多的新业务供用户使用。更多的新业务供用户使用。7.3G 3G3G是是3rd Generation3rd Generation的缩写，指第三代移动通的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机（信技术。相对第一代模拟制式手机（1G1G）和第二代）和第二代GSMGSM、TDMATDMA等数字手机（等数字手机（2G2G），第三代手机是指将无），第三代手机是指将无线通信与互
20、联网等多媒体通信结合的新一代移动通线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。等多种信息服务。CDMACDMA被认为是第三代移动通信（被认为是第三代移动通信（3G3G）技术的首选，）技术的首选，目前的标准有目前的标准有WCDMAWCDMA、CDMA 2000CDMA 2000、TD-SCDMATD-SCDMA。1.3 1.3 蜂窝移动通信的发展蜂窝移动通信的发展 一一、移动通信及发展阶段移动通信及发展阶段
21、 所谓所谓移动通信移动通信,就是指通信双方至少有一方处于运动状态中进行的信息交换就是指通信双方至少有一方处于运动状态中进行的信息交换.移动体与固定点之间、移动体相互之间信息的交换都可以称为移动通信。其中移动体可以是人,也可以是车、船、飞机等处在移动状态中的物体。第一代第一代(1G)移动通信移动通信 (70年代至年代至80年代末年代末)采用的是模拟通信采用的是模拟通信调制调制技术，频分复用方式技术，频分复用方式.只能传输语音流量，并受网络容只能传输语音流量，并受网络容量的限制量的限制.AMPS.AMPS为为1G1G网络的典型代表。人们曾经使用过的大砖头手机网络的典型代表。人们曾经使用过的大砖头手
22、机,俗称俗称“大哥大大哥大”，是第一代移动通信产品。，是第一代移动通信产品。我国于我国于2001年年12月月31日关闭模拟蜂窝网系统。日关闭模拟蜂窝网系统。第二代第二代(2G)移动通信移动通信(90年代初至今年代初至今)采用的是数字通信调制技术，采用的是数字通信调制技术，大多采用大多采用TDMA多址接入方式多址接入方式.主要业务为主要业务为数字数字话音和少量数据信息话音和少量数据信息.我国于我国于1995年引进并开通使用年引进并开通使用.第三代（第三代（3G）移动通信）移动通信(90年代后期提出年代后期提出,目前已商用目前已商用)是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。是
23、将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。采用宽带码分多址技术。采用宽带码分多址技术。能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。第三代移动通信的主要特征有：第三代移动通信的主要特征有：(1)高的灵活性及高的频率效率；高的灵活性及高的频率效率；(2)除高质量的语音外，除高质量的语音外，数据通信速率应达到数据通信速率应达到2 Mb/s；(3)无缝隙的全球覆盖，无缝隙的全球覆盖，全球漫游；全球漫游；(4)网络管理智能化程度更高；网络管理智
24、能化程度更高；(5)宽带多媒体服务、宽带多媒体服务、综合业务服务；综合业务服务；(6)分层小区结构分层小区结构,智能天线智能天线,空分多址空分多址,软件无线电等软件无线电等.目前对第四代移动通信系统主要有以下几方面的描述目前对第四代移动通信系统主要有以下几方面的描述:(1)(1)建立在新的频段建立在新的频段(比如比如58 GHz58 GHz乃至更高乃至更高)上的无线通信系统上的无线通信系统;(2)(2)基于分组数据的高速率传输基于分组数据的高速率传输(10 Mb/s(10 Mb/s以上以上););(3)(3)真正的真正的“全球一统全球一统”(包括卫星部分包括卫星部分)系统系统;(4)(4)基于
25、全新网络体制的系统基于全新网络体制的系统,或者说其无线部分将是对新网络或者说其无线部分将是对新网络(智能的、智能的、支持多业务的、支持多业务的、可进行移动管理可进行移动管理)的的“无线接入无线接入”;(5)(5)融合了数字通信、融合了数字通信、数字音数字音/视频接收和因特网接入的崭新的系统。视频接收和因特网接入的崭新的系统。在在4G4G之后之后,个人通信系统将成为未来移动通信系统的大趋势。个人通信系统将成为未来移动通信系统的大趋势。“个人通信系统个人通信系统”的概念在的概念在2020世纪世纪8080年代后期就已出现年代后期就已出现,当时便引起了世当时便引起了世界范围内的巨大兴趣。界范围内的巨大
26、兴趣。个人通信系统是一个要求任何人能在任何时间、个人通信系统是一个要求任何人能在任何时间、任何地点与任何人进行任何地点与任何人进行(任何任何)各种业务通信的通信系统。各种业务通信的通信系统。这里指的个人这里指的个人通信是既能提供终端移动性通信是既能提供终端移动性,又能提供个人移动性的通信方式。终端移动又能提供个人移动性的通信方式。终端移动性指用户携带终端连续移动时也能进行通信性指用户携带终端连续移动时也能进行通信,个人移动性指用户能在网个人移动性指用户能在网中任何地理位置上根据他的通信要求选择或配置任一移动的或固定的终中任何地理位置上根据他的通信要求选择或配置任一移动的或固定的终端进行通信。端
27、进行通信。可见个人通信的实现将使人类彻底摆脱现有通信网的束缚可见个人通信的实现将使人类彻底摆脱现有通信网的束缚,达到无约束自由通信的最高境界。达到无约束自由通信的最高境界。二二、移动通信大发展的原因移动通信大发展的原因:1.1.用户数量迅猛增加用户数量迅猛增加.2.2.微电子技术得到长足发展，通信设备的小型化、微型化微电子技术得到长足发展，通信设备的小型化、微型化 3.3.大规模集成电路及微处理器技术计算机技术的迅猛发展，从而为大型通大规模集成电路及微处理器技术计算机技术的迅猛发展，从而为大型通 信网的管理与控制提供了技术手段。信网的管理与控制提供了技术手段。4.4.提出并形成了移动通信新体制
28、。提出并形成了移动通信新体制。随着用户数量的增加，大区制所能提供的容量很快饱和，这就必须探索随着用户数量的增加，大区制所能提供的容量很快饱和，这就必须探索 新体制。在这方面最重要的突破是贝尔试验室在新体制。在这方面最重要的突破是贝尔试验室在2020世纪世纪7070年代提出的蜂窝网年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网，即所谓小区制，由于实现了频率再用，大大提高了系统容的概念。蜂窝网，即所谓小区制，由于实现了频率再用，大大提高了系统容量。可以说，蜂窝概念真正解决了公用移动通信系统要求容量大与频率资源量。可以说，蜂窝概念真正解决了公用移动通信系统要求容量大与频率资源有限的矛盾。有限的矛盾。三、移动通信发展
29、方向三、移动通信发展方向 移移动动通通信信是是现现代代通通信信中中发发展展最最为为迅迅速速的的一一种种通通信信手手段段。近近年年来来，在在微微电电子子技技术术和和计计算算机机技技术术的的推推动动下下，移移动动通通信信从从过过去去简简单单的的无无线线对对讲讲或或广广播播方方式式发发展展成成为为一一个个把把有有线线、无无线线融融为为一一体体，固固定定、移移动动相相互互连连通通的的全全国国规规模模，全全球球范范围的通信系统。围的通信系统。移移动动通通信信的的发发展展方方向向是是数数字字化化、微微型型化化、标标准准化化、多多媒媒体体化化、智智能能化化.具具有有电电脑脑功功能能的的智智能能手手机机正正在
30、在成成为为移移动动通通信的主流。信的主流。1.4 1.4 蜂窝网蜂窝网小区制区域覆盖小区制区域覆盖 早期的公用移动电话系统采用大区制工作方式，早期的公用移动电话系统采用大区制工作方式，虽然虽然服务半径大到几十公里，但容纳的用户数有限，服务半径大到几十公里，但容纳的用户数有限，通常只有通常只有几百用户。为了解决有限频率资源与大量用户的矛盾，可几百用户。为了解决有限频率资源与大量用户的矛盾，可以采取小区制的覆盖方式。以采取小区制的覆盖方式。对服务区域呈线状的，可采取线状网；而对一般的对服务区域呈线状的，可采取线状网；而对一般的服务区而言，服务区而言，均采用六边形的蜂窝网格式。为了使得服务均采用六边
31、形的蜂窝网格式。为了使得服务区达到无缝覆盖，提高系统的容量，就需要采用多个基站区达到无缝覆盖，提高系统的容量，就需要采用多个基站来覆盖给定的服务区。来覆盖给定的服务区。(每个基站的覆盖区称为一个小区。每个基站的覆盖区称为一个小区。)1.大区制大区制的移动通信系统一般设有一个基站，它负责服务区内移动通信的联络与控制。大区制的移动通信系统，网络结构简单、所需频道数少、不需交换设备、投资少、见效快，适合用在用户数较少的区域。2.小区制小区制就是把整个服务区域划分为若干个小区，每个小区分别设置一个基站，负责本小区移动通信的联络和控制。可在移动交换中心的统一控制下，实现小区之间移动用户通信的转接，以及移
32、动用户与市话用户的联系。小区制提高了频率的利用率，而且由于基站功率减小，也使相互间的干扰减少了。无线小区的大小,主要由发射功率和基站天线的高度决定。小区制（蜂窝）移动通信网小区制（蜂窝）移动通信网3.3.蜂窝网蜂窝网 在平面区域内划分小区，通常组成蜂窝式的网络。在带状网中，在平面区域内划分小区，通常组成蜂窝式的网络。在带状网中，小区呈线状排列小区呈线状排列.全向天线辐射的覆盖区是个圆形。为了不留空隙地覆盖整个平面的全向天线辐射的覆盖区是个圆形。为了不留空隙地覆盖整个平面的服务区，一个个圆形辐射区之间一定含有很多的交叠。在考虑了交叠服务区，一个个圆形辐射区之间一定含有很多的交叠。在考虑了交叠之后
33、，实际上每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。根据交叠情况之后，实际上每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。根据交叠情况不同，若在每个小区相间不同，若在每个小区相间120设置三个邻区，则有效覆盖区为正三角设置三个邻区，则有效覆盖区为正三角形；若每个小区相间形；若每个小区相间90设置四个邻区，则有效覆盖区为正方形；若每设置四个邻区，则有效覆盖区为正方形；若每个小区相间个小区相间60设置六个邻区，则有效覆盖区为正六边形；设置六个邻区，则有效覆盖区为正六边形；蜂窝网有效区域蜂窝网有效区域 蜂窝结构(a)Frequencies are not reused in adjacent cells.(b)To
34、add more users,smaller cells can be used.4.4.带状网带状网 带状网主要用于覆盖公路、铁路、海岸等。基站天线若用全向辐射，覆带状网主要用于覆盖公路、铁路、海岸等。基站天线若用全向辐射，覆盖区形状是圆形的盖区形状是圆形的。带状网宜采用有向天线，使每个小区呈扁圆形。带状带状网宜采用有向天线，使每个小区呈扁圆形。带状网可进行频率再用。网可进行频率再用。若以采用不同信道的两个小区组成一个区群若以采用不同信道的两个小区组成一个区群(在一个区在一个区群内各小区使用不同的频率，不同的区群可使用相同的频率群内各小区使用不同的频率，不同的区群可使用相同的频率)，如图，如
35、图(a)所所示，称为双频制。若以采用不同信道的三个小区组成一个区群，如图示，称为双频制。若以采用不同信道的三个小区组成一个区群，如图 所示，所示，称为三频制。从造价和频率资源的利用而言，当然双频制最好；但从抗同频称为三频制。从造价和频率资源的利用而言，当然双频制最好；但从抗同频道干扰而言，双频制最差，还应考虑多频制。道干扰而言，双频制最差，还应考虑多频制。双频制双频制三频制三频制带状网 5.5.小区分裂小区分裂 在整个服务区中每个区的大小可以是相同的，这只能适应用户密度均匀的情在整个服务区中每个区的大小可以是相同的，这只能适应用户密度均匀的情况。事实上服务区内的用户密度是不均匀的，例如城市中心
36、商业区的用户密度高，况。事实上服务区内的用户密度是不均匀的，例如城市中心商业区的用户密度高，居民区和市郊区的用户密度低。为了适应这种情况，在用户密度高的市中心区可使居民区和市郊区的用户密度低。为了适应这种情况，在用户密度高的市中心区可使小区的面积小一些，在用户密度低的市郊区可使小区的面积大一些。另外，对于已小区的面积小一些，在用户密度低的市郊区可使小区的面积大一些。另外，对于已设置好的蜂窝通信网，随着城市建设的发展，原来的低用户密度区可能变成了高用设置好的蜂窝通信网，随着城市建设的发展，原来的低用户密度区可能变成了高用户密度区，这时相应地在该地区设置新的基站，将小区面积划小。解决以上问题可户密
37、度区，这时相应地在该地区设置新的基站，将小区面积划小。解决以上问题可用小区分裂的方法。用小区分裂的方法。6.6.中心激励与顶点激励中心激励与顶点激励 在每个小区中，基站可设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖在每个小区中，基站可设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，就是所谓区，就是所谓“中心激励中心激励”方式，也可以将基站设计在每个小区六边形方式，也可以将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三副的三个顶点上，每个基站采用三副120扇形辐射的定向天线，分别覆盖扇形辐射的定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三个相邻小区的各1/3区域，每个小区由三副区域，每个小区由三副120扇形天线
38、共同覆盖，这扇形天线共同覆盖，这就是所谓就是所谓“顶点激励顶点激励”。7.7.盲区及直放站盲区及直放站 在组网布局时，在组网布局时，由于地形、由于地形、地物等方面的考虑，地物等方面的考虑，会出现覆盖不到的地会出现覆盖不到的地域，域，通常称为通常称为盲区盲区或死角或死角,如城市高大建筑群、如城市高大建筑群、会议大厅、会议大厅、地铁车站、地铁车站、高高速公路等。速公路等。为了使死角变活,消除盲区，通常在适当地方建立直放站,以沟通盲区移动台与基地站的通信。直放站实际上就是一个同频放大的中继站，通过它把基地站部分信道引过来,以实现接收和转发来自基地站和移动台的信号.基站及基站天线全向天线在水平方向图上
39、360均匀辐射(无方向性)，基本为圆形。辐射能量是集中的，可获得天线增益。全向天线在移动通信系统中一般应用于郊县大区制的站型，覆盖范围大。全向天线一般由半波振子排列成的直线阵构成，并把按设计要求的功率和相位馈送到各个半波振子，以提高辐射方向上的功率。振子单元数每增加一倍（相应于长度增加一倍），增益增加3dB。典型的增益值是69dBd，受限制的因素主要是物理尺寸。例如9dBd增益的全向天线，其高度为3m 定向天线定向天线的水平和垂直辐射方向图是非均匀的常用于扇形小区，也称扇区天线，辐射功率或多或少集中在一个方向。定向天线在蜂窝系统中使用方向天线的原因：覆盖扩展和频率复用使用方向天线可改善蜂窝移动
40、网中的干扰。定向天线一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高特殊天线用于特殊场合信号覆盖的天线，如室内、隧道等辐射方向图根据用途来选择天线类型使其适应场合要求，常用的有天线分布系统等。天线分布系统通过大量低功率天线分散安装在建筑物内，全面解决室内的覆盖问题，且可以完全覆盖多天线系统许多单独天线形成的合成辐射方向图用一个小区覆盖大范围，使用较少的信道数：在塔上相反方向安装两个方向性天线，通过功率分配器馈电不能使用全向天线，或当所需增益比一个全向天线系统所能提供的要大时：用多天线系统来形成全向方向图，如建筑物四周 使用多天线系统时，空间分集非常复杂。典型增益值是所用单独天线
41、增益减去由于功率分配器带来的3dB损耗 智能天线利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零点对准干扰信号到达方向，充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰。作用：有效降低同频干扰、多址干扰，在保证服务质量的前提下增加系统容量但不具有抗多径衰落的能力 类型多波束智能天线-GSM中应用自适应智能天线-3G中应用移动通信网络接入固定电话网移动卫星通信系统移动卫星通信系统1.5 蜂窝网移动通信的组成和特征 一一、系统结构系统结构 通常，蜂窝网移动通信系统中有若干个移动电话交换局，也称通常，蜂窝网移动通信系统中有若干个移动电话交换局，也称作作移动电话交换中心移动电话交
42、换中心(MSC)。图示出了蜂窝网移动通信系统的主要结。图示出了蜂窝网移动通信系统的主要结构。构。蜂窝网移动通信系统组成包括蜂窝网移动通信系统组成包括:移动电话交换局移动电话交换局(或交换中心或交换中心)、基站基站 移动台。移动台。MSC是蜂窝网的控制中心，它与公用网是蜂窝网的控制中心，它与公用网(如公用电话交换网如公用电话交换网PSTN或综合业务或综合业务数字网数字网ISDN，或公用数据网，或公用数据网PDN)和所辖的基站相连，其连接方式通常有电缆、和所辖的基站相连，其连接方式通常有电缆、光缆或数字微波线路等，它们之间都有相应的接口标准。移动交换中心一般由专用光缆或数字微波线路等，它们之间都有
43、相应的接口标准。移动交换中心一般由专用的数字程控交换机组成，它不仅具有普通程控交换机所具有的交换、控制功能，而的数字程控交换机组成，它不仅具有普通程控交换机所具有的交换、控制功能，而且还具有适应移动通信特点的移动性管理功能且还具有适应移动通信特点的移动性管理功能(如过境切换、漫游等如过境切换、漫游等)，以完成移动，以完成移动用户主呼或被呼、建立通信路由等所必需的控制和管理功能。根据服务区域用户主呼或被呼、建立通信路由等所必需的控制和管理功能。根据服务区域 及移动及移动用户用户的数量，在一个的数量，在一个 MSC所管辖范围内建立几十个甚至几百个基站。为了所管辖范围内建立几十个甚至几百个基站。为了
44、控制方便，在控制方便，在MSC与基站与基站(BS)之间，之间，可加入基站控制器可加入基站控制器(BSC)。基站机房的基本配置基站中各类信号的传输用户信息和信令：通过传输线由BSC经过传输设备和主设备相连，无线信号经主设备中的收发信部分通过天馈线收发 电源：提供可由交流市电或油机提供，两者间用转换设备转换，在短暂停电时间由蓄电池供电，所提供的电源经通信电源设备提供给主设备、传输设备等监控：告警信号传至基站设备与主设备告警、传输设备的告警信号经由传输设备送至OMC。监控系统主要完成对动力和环境的监控动力的监控：交直流、空调环境的监控：水浸、火情、温度、湿度、烟雾、门禁、防盗等 基站故障时的故障处理
45、流程 当基站故障时，处理流程为先电源，后传输，最后主设备。对电源部分，检查开关电源输出、设备电源输入(指示灯）对传输部分，在传输网管配合下检查SDH（PDH）告警灯、进行远环、近环测试对主设备部分，检查连线、模块工作状态，在网管配合下进行相应维护操作。每个每个基站基站主要由多部信道机组成，主要由多部信道机组成，信道机数量主要由通信容量来决定，在信道机数量主要由通信容量来决定，在频分多址频分多址(FDMA)方式情况下，一部信道机只能与一个移动用户进行发射和接收，方式情况下，一部信道机只能与一个移动用户进行发射和接收，且收、发频率各且收、发频率各 1 个；在时分多址个；在时分多址(TDMA)方式下
46、，一部信道机允许与若干个移方式下，一部信道机允许与若干个移动用户进行发射和接收。例如，在动用户进行发射和接收。例如，在 GSM 系统中，全速率工作情况下，有系统中，全速率工作情况下，有 8 个时个时隙隙(即有即有8 个信道个信道)，除了，除了 1 个信道用作信令信道外，其它个信道用作信令信道外，其它 7 个信道可用来传输个信道可用来传输业务信息。在这种情况下，允许有业务信息。在这种情况下，允许有 7 个移动用户同时与基站进行双向的无线通个移动用户同时与基站进行双向的无线通信。信。基站信道机主要由发射机、接收机组成，天线多采用有向天线。此外，基基站信道机主要由发射机、接收机组成，天线多采用有向天
47、线。此外，基站还配有定位接收机，用于监测移动台的位置。站还配有定位接收机，用于监测移动台的位置。移动台移动台可以是装载在汽车上的电台，也可以是手持式电台可以是装载在汽车上的电台，也可以是手持式电台(简称手机简称手机)。它。它由发射机、接收机、逻辑控制单元、按键式电话拨号盘和送受话器等组成。由发射机、接收机、逻辑控制单元、按键式电话拨号盘和送受话器等组成。二二、蜂窝网的蜂窝网的主要功能主要功能 1.具有与公用电话网进行自动交换的能力。具有与公用电话网进行自动交换的能力。2.双工通信，话音质量接近市话网。双工通信，话音质量接近市话网。3.双向自动拨号，包括移动用户与市话用户间的直接拨号以及移动台之
48、间的双向自动拨号，包括移动用户与市话用户间的直接拨号以及移动台之间的直接拨号。直接拨号。移动台可采用预拨号方式，在按移动台可采用预拨号方式，在按“发送键发送键”前不占用无线链路，可把前不占用无线链路，可把被呼号码存入寄存器中并在显示屏上显示，有修改功能被呼号码存入寄存器中并在显示屏上显示，有修改功能。4.能适应不同业务密度需要。例如初建时，小区半径较大，能适应不同业务密度需要。例如初建时，小区半径较大，适合业务密度较适合业务密度较低状况。当用户密度增大时，通过可增加信道机构以满足较多用户的需要。低状况。当用户密度增大时，通过可增加信道机构以满足较多用户的需要。当用当用户密度很大时户密度很大时(
49、例如市中心例如市中心)，通过小区分裂，通过小区分裂(减小小区半径减小小区半径)可以满足高业务密度可以满足高业务密度地区的用户需要。地区的用户需要。5.采用小区制信道再用技术，采用小区制信道再用技术，提高频率使用效率。提高频率使用效率。6.具有自动功率控制、自动过境切换信道具有自动功率控制、自动过境切换信道(在在FDMA方式时即为频道方式时即为频道)技术。技术。7.设备通用性较强，接口标准规范统一。设备通用性较强，接口标准规范统一。8.各地之间可以联网，具有自动漫游功能。各地之间可以联网，具有自动漫游功能。三三、蜂窝网通信的主要特征蜂窝网通信的主要特征 1.1.频率再用频率再用 采用正六边形的蜂
50、窝状小区来实现区域覆盖的主要目的是实现频率采用正六边形的蜂窝状小区来实现区域覆盖的主要目的是实现频率(或或信道信道)再用，即在不同的小区内使用相同的频率，提高频率利用率，以便扩大再用，即在不同的小区内使用相同的频率，提高频率利用率，以便扩大服务范围，增加系统的通信容量。由于无线信道的开放特点，在相邻小区工服务范围，增加系统的通信容量。由于无线信道的开放特点，在相邻小区工作于同一频道的电台之间会产生相互干扰，这种干扰称为同频道干扰。为了作于同一频道的电台之间会产生相互干扰，这种干扰称为同频道干扰。为了保证通信质量，信号与干扰的功率比必须大于某一个门限值。保证通信质量，信号与干扰的功率比必须大于某