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1.4 蜂窝移动通信系统
1.4.1 移动通信的关键技术和系统发展
1、移动通信的主要特点
移动通信是指通信双方或至少一方在移动中进行信息交换的通信方式
无线电波传播复杂
移动台在强干扰条件下工作
容量有限
系统复杂
2、影响移动通信的主要效应
传播效应 基本概念
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阴影效应 电磁波在传播过程中遇到起1伏7的地形、建筑物、树木等障碍物时，在障碍物的
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后面形成电波的阴影区信，从而导致接收天线接收到的信号强度的起伏变化。
微
系
远近效应 功率控制技术可以联解决远近效应问题
题
押
多径效应 由于移动台所准处的无线环境比较复杂，接收到的信号可能是直射波、反射波和
精
绕射波，且它们到达时的信号强度、到达时间及到达时载波相位都不一样，这
些多径信号成分被终端天线按矢量合并，也就是说各径之间可能产生自干扰，
从而使接收信号强度发生起伏变化，产生多径效应
多普勒效应 由于移动台处于高速移动中传播频率的扩散而引起的，其扩散程度与用户运动
速度成正比
3、移动通信的抗干扰与抗衰落技术
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所谓分集，是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立（携带同一信息） 的信号4 9进行特定的处理，以降低信
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信
号电平起伏的技术 微
系
联
分集含义 含义描述 一
唯
分散传输 使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号
集中处理 接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并以降低到衰落的影响
均衡是通过均衡过滤器的作用，增强小振幅的频率分量并衰减大振幅的频率分量，从而获取平坦的接收频率响
应和线性相位，以消除频率选择性失真
时域均衡
频域均衡
在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相
关解调来解扩以恢复所传信息数据
抗干扰和抗衰落、抗阻塞能力强
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采用码分多址通信时，频谱利用率高
信号功率谱密度很低，有利于信号的隐蔽
4、无线组网技术
传输损耗是随着距离的增加而增加的，并且与地形环境密切相关，因而移动台和基站之间的有效通信距离是有
限的。
在小区制中，可以应用频率再用技术。理论上，小区越小，小区数量越多，整个通信系统的容量就越大。所
以，大容量移动通信系统通常采用小区制组网，即采用蜂窝移动通信系统。
5、双工和多址技术
双工技术解决收发（或上下行，或前后向）双向信道之间的区分
双工方式 基本概念
频分双工 采用两个独立的频率信道分别进行向下和向上传送信息，即一个电台的收发频率不同，且两个
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（FDD） 相互通信的电台之间收发1频7率正好对应相反
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时分双工 TDD的发射和接收信信号在不同的时隙中进行（可以是同一频率信道），彼此之间采用一定的保
微
系
（TDD） 证时间予以分离联
题
押
多址技术解决无线接入信号准之间的划分方式，即解决多用户之间信道的区分
精
多址 划分 技术机理
技术 粒度
FDMA 频率 每一个用户指定了特 定频率的信道，这些信道按要求分配给请求服务的用户。在呼叫的整个过
程中，其他用户不能共享这一频段
TDMA 时间 采用不同的时间来划分接入用 户的信道，不同用户发射占用不用的时间
CDMA 码字 利用正交性的码序列（即互不相关）来划分信道。CDMA是一个多址干扰受限系统，需要严格的
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功率控制，需要定时同步，可以实现软 容量、软切换、系统容量
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4大、抗衰落、抗多径能力强
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6、6G网络前瞻 微
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联
1. 6G的七大目标
唯
一
6G系统将推动实现七大目标，包括：包容性，泛在连接，可持续性， 创新性，安全性，隐私性和弹性，标准
化、互操作和互通性等。
2. 6G的六个典型场景
6G在5G场景基础上增强和扩展，包含沉浸式通信、超大规模连接、极高可靠低时延、人工智能与通信的融合、
感知与通信的融合、泛在连接6G六大场景。
1.4.2 第四代移动通信网络
1、4G的网络结构
4GEPC组成 功能描述
移动性管理实体（MME） 接入控制、移动性管理、会话管理、网元选择、标识管理、MMEPOOL
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服务网关（SGW） 会话管理、路由选择和数据转发、QoS、计费
分组数据网关（PGW） 会话管理、IP地址分配、路由选择和数据转发、接入外部数据网、DPI、QoS、
计费
归属签约用户服务器（HSS） 用户数据存储管理、用户鉴权和授权、移动性管理、Diameter路由选择
策略及计费规则功能 策略控制、计费策略控制、Gx会话、Rx会话、Gxa会话
（PCRF）
2、4G的关键技术
4G LTE定义了频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两种方式，二者的关键技术基本一致，主要区别在于无线接
入部分的空中接口标准不同。
4G关键技术有：正交频分复用、多输入输出、智能天线、软件无线电和基于IP的核心网。
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1.4.3 第五代移动通信网络 1
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1、5G的关键指标 信
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系
中国的5G 分类 联 指标名称
题
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关键指标 能力指标 准 用户体验速率、连接数密度、端到端时延、峰值速率、移
精
动性
性能指标 频谱效率、能效、成本效率
主要场景 连续广域覆盖、热点高 容量、低功耗大连接和低时延高可靠
核心技术 大规模天线阵列、超密集组网 、全频谱接入、新型多址技术以及新型网络架构
空口技术 新型多址、大规模天线、新波形 、超密集组网和全频谱接入技术
新网络架构 SDN、NFV
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2、5G的技术场景 8 4
信
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微
5G的技术场景有四个：连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大 连接和低时延系高可靠。
联
一
低功耗大连接场景面向低成本、低功耗、海量连接的M2M/IoT业务 需求
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；
低时延高可靠场景主要满足车联网、工业控制等对时延和可靠性要求高的业务需求，例如远程医疗、自动驾驶
等远程精确控制类应用，要求网络时延缩短到1ms。
1.5 通信电源系统
1.5.1 通信电源系统的要求及供电方式
1、通信电源 系统的要求
（1）交流电能质量指标：
电能质量指标 电压、频率
标称电压 在通信设备和电源设备的电源输入端子处测量 标称频率 频率允许变动范 电压波形正
（V） 的电压允许变动范围（V） （Hz） 围（Hz） 弦畸变率
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220/380 额定值的+10%～-15% 50 额定值的±4% 不大于5%
10Kv 额定值的+10%
（2）直流电能质量指标：
电能质量指标 电压、杂音
标称电压（V） 通信设备受电端子处电压允许变动范围（V） 电话衡重杂音（mV）
-48 -57～-40 2
2、通信电源系统的供电方式
供电方式 适用场景
集中供电 小型通信局站
分散供电 大容量的通信枢纽楼
混合供电 无人值守的光缆中继站、微波中继站、移动通信基站
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一体化供电 小型一体化接入设备、基站9
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联
1.5.2 通信电源系统的组成及题功能
押
准
1、通信局站电源系统组成精
通信电源系统包括交流供电系 统、直流供电系统、接地系统、防雷系统和监控系统组成。
通信电源系统的组成 包含的 模块
交流供电系统 高压配电设 备、低压配电设备、变压器、操作电源、发电机组及
附属设备、UPS 系统
直流供电系统 输入配电、整流器、直流输出配电设备、直流-直流变换设备、蓄
电池组 8
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2、接地系统
信
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微
接地系统有交流工作接地、直流工作接地、保护接地和防雷接 地，一般采取系将这四者联合接地的方式。
联
一
（1）交流工作接地可保证相间电压稳定。 唯
（2）直流工作接地可保证直流通信电源的电压为负值。
（3）保护接地可避免电源设备的金属外壳因绝缘受损而带电。
（4）防雷接地可防止因雷电瞬间过压而损坏设备。
联合接地是四者共用一组地网，由接地体、接地引入线、接地汇集排、接地连接线及引出线等部分组成。
1.5.3 通信用蓄电池的充放电特性
1、基本结构及密封原理
蓄电池由正负极板、隔板（膜）、电池槽（外壳）、排气阀或安全阀以及电解液（硫酸）五个主要部分组成
实际在使用中，会出现提前失效的现象，放电容量降为80%以下。造成阀控式密封铅酸蓄电池失效的主要因素有
板栅的腐蚀与变形、电解液干涸、负极硫酸化、早期容量损失、热失控和隔板失效等。
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2、铅酸蓄电池的主要指标
蓄电池的主要指标包括电动势、内阻、终了电压、放电率、充电率、循环寿命。
指标名称 基本概念 对容量的影响
电动势 在没有负载的情况下测得的正、 串联电池组可以提高电池的电压，但电池组的容量与单体电池
负极之间的端电压 的容量是相等的；并联电池组可以提高电池的容量，但电池组
的电压与单体电池的电压是相等的
内阻 极板、电解液和隔板的电阻之 内阻越小，蓄电池的容量就越大
和，即欧姆电阻
终了电压 蓄电池以一定的放电率在25℃ 在一定的放电率条件下，放电终止电压规定的高，电池放出的
环境温度下放电至能再反复充电 容量就低
使用的最低电压
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放电率 蓄电池的放电速率，即蓄电1池放 放电率越高（放电小时数少），放电电流越大，蓄电池放出的
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电到终止电压的时间为信多少小时 容量越小
微
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充电率 蓄电池充电至终止联电压的速度 充电电流越大，端电压越高且上升速度越快，极化内阻增大
题
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循环寿命 蓄电池经历一准次充电和放电，称为一次循环
精
温度 温度下降，蓄电池容量减小；温度升高，蓄电池容量增大
3、均衡充电
①如果出现放电过量造成终了电压过低
②放电超过容量标准的10%
③经常充电不足造成极板处于不良状态
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④电解液里有杂质 8 4
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⑤放电24h 未及时补充电 联
系
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⑥市电中断后导致全浮充放出近一半的容量等情况时
蓄电池充电完成与否，要根据充电终了电压，蓄电池接受所需要的容量，电解液比重来决定
1.5.4 通信电源节能减排技术
1、节能减排的思路和方法
电源设备工艺节能 高效整流模块、非晶合金变压器、谐波治理
电源设备状态调整 模块智能休眠、蓄电池削峰填谷
绿色能源替代 太阳电池、风力发电机、风光互补发电系统
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