通信基础知识与基本概念

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.1.        何谓“双工”方式？何谓“多址”方式？
“双工”（Duplexer）是相对于“单工”而言的收发信机工作方式。在无线对讲（集群）电话问世之初，由于技术及成本因素，发信机采用了“按下讲话”的方式，即有一个通话按钮，按下时表示发信，放开时才能接收，也就是说，此种通话方式不能像固定电话那样同时收发，故称之为“单工”。而技术的进步和制造成本的下降，使双工滤波器能够满足各类工作频段的使用要求，从而使无线对讲电话也能像固定电话那样同时接收和发送，不需要在讲话时按下按钮, 这种通话方式就是“双工”方式。
当收信和发信采用一对频率资源时，称为“频分双工”（FDD）；而当收信和发信采用相同频率仅以时间分隔时称为“时分双工”（TDD）。
“多址”（Multi Access）是指在多信道共用系统中，终端用户选择通信对象的传输方式，在蜂窝移动通信系统中，用户可以通过选择“频道”、“时隙”或“PN码”等多种方式进行选址，它们分别对应地被称为“频分（Frequency Division）多址”、“时分（Time Division）多址”和“码分（Code Division）多址”，简称FDMA、 TDMA和CDMA.
.2.        什么是自由空间的传播模式？
所谓自由空间是指相对介电常数和相对磁导率均恒为1的均匀介质所存在的空间，这相当于一个真空的空间，在360°的球体具有各向同性，电导率为零等特性。自由空间传播与真空传播一样，只有扩散损耗的直线传播，而没有反射、折射、绕射、色散等等现象，其传播速度等于光速，因此，自由空间是一种科学的抽象，但它可以作为实际传播模式的参考。特别在室内视线可见的范围内，其传播模式非常接近于自由空间模型。
自由空间的路径中值损耗
L =32.45+20lgf +20lgd
式中f：工作频率（MHz）
d：收发天线间距（km）
需要指出, 对于自由空间以及下面以平面大地理论为基础的各类人工模式, 其适用条件是: d > 5(hb+hm).
     由自由空间损耗模型可知，频率越高，在空间中的损耗越大。
.3.        发信功率及其单位换算
通常发信机功率单位为“瓦特”（W），它也可以表示为dBW，即以1W为基准的功率分贝值，
即  Pt（dBW）=10lg
为了便于计算，发信功率单位也可用“毫瓦”（mW）表示，同样，它也可以表示为dBmW（简写为dBm），即以1mW为基准的功率分贝值，即：
Pt（dBm）=10lg
而因为   1W = 1000 mW
所以   1 dBW = 30dBm
.4.        什么是MIMO？双路室分采用MIMO有什么好处？
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术是指在发射端和接收端同时采用多根天线。MIMO能够充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量。其原理在于，利用基站端和终端的多根天线产生多个空间传输通道，类似于多路传输“管道”，数据可以在这些管道中并行传输。
双路室分相比单路室分，理论上可以成倍地提升用户速率。但实际中受到终端能力和部署场景的限制，一般无法大到理论增益。大量实测数据表明，双路室分峰值速率相比单路室分可提升50%左右。
.5.        为实现LTE MIMO，两根漏缆/天线的布放间距是多少？建议最优的间距是多少？
为实现LTE MIMO，可通过增加天线的间隔来降低相关性从而提高容量增益，天线间隔越大，容量越大。一般来说，在室内空间受限的场景，两根漏缆/天线的间距至少需满足4倍波长，如安装空间不受限，建议间距满足10倍波长。根据计算可知：
表1各频段天线布放间距要求
频段
  间距        900M        1800M        2.1G        2.3G        2.6G
波长（米）        0.33        0.17        0.14        0.13        0.12
4倍波长（米）        1.33        0.67        0.57        0.52        0.46
10倍波长（米）        3.33        1.67        1.43        1.30        1.15
在实际的工程建设中，应根据以上的原则，结合现场的实际安装环境，确定漏缆/天线的布放距离。在常规的室内场景，两幅单极化天线的间距建议不低于0.6米；在隧道类场景，两根漏缆的间距建议不低于0.5米。
.6.        dB、dBm、dBc、dBi和dBd的定义
（1）dB
dB是相对值，表征两个量的相对大小关系，如A的功率比B的功率大或小
多少个dB时，可按10log(A功率值/B功率值）计算。
举例：A功率值为2W，B功率值为1W，即A相比B多了一倍，换算成dB单位为：10log(2W/1W) ≈3dB
（2）dBm
dBm表征功率绝对值的量，也可认为是以1mw功率为基准的一个比值，计算为：10log(功率值/1mw)。
举例：功率值为10w，换算成dBm为10log(10w/1mw)=40dBm。
（3）dBC
dBc 是相对于载波功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量互调指标。
举例：如用来度量互调指标，dBC=dBm－输入功率。企标中定义的POI三阶互调指标为-150dBc@2*43dBm，意味着当同时输入两个强度为43dBm的载波时，产生的互调产物是-150dBc+43dBm=-107dBm。
（4）dBi及dBd
均表征天线增益的量，也是一个相对值，只是dBi及dBd有固定的参考基准：dBi的参考基准为全方向性理想点源，dBd的参考基准为半波振子。
举例：0dBd=2.15dBi。
.7.        无源室分干扰的来源有哪些？
无源室分干扰来源主要包括：
（1）室分链路上的无源器件、馈线、接头等因素引起的无源互调干扰；
（2）室分链路上的无源器件功率容量不足，表现为输入信号超出器件承受值后，产生上行宽频的脉冲噪声（飞弧噪声）对系统产生宽带的上行干扰，严重情况下器件直接打火烧坏，导致网络中断。
.8.        什么是无源互调干扰？它对网络有什么影响？
当两个信号频率和或多个信号频率同时通过同一个无源传输系统时，由于传输系统非线性的影响, 使基频信号之间相互调制产生非线性频率分量；这些无源互调产物如果落在接收频带内, 有足够的幅度, 则会形成对基波信号频率的干扰, 这种干扰称为无源互调干扰。无源互调会干扰通信系统的上行信号，造成底噪大幅抬升，严重影响通信系统的性能。
①       












图1 互调干扰示意图
          两个信号互调
        原始信号A与B，互调信号C；
        C=x*A + y*B，互调阶次=｜x ︱+｜y ︱；
        二阶互调（IM2）：x=1，y=-1；或x=-1，y=1；（当x=2，y=0时，则叫做二次谐波HD2）；
        三阶互调（IM3）：x=2，y=-1；或x=-1，y=2；
        五阶互调（IM5）：x=3，y=-2；或x=-2，y=3；x=4，y=-1；或x=-1，y=4。
         三个信号互调
        原始信号A、B、C，互调信号D；
        D=x*A + y*B + z*C；
        互调阶次=｜x ︱+｜y ︱+ ｜z ︱，（包含AB，AC，BC三种场景下的“两两”互调。）；
        三阶互调：x=1，y=1，z=-1；或x=-1，y=-1，z=1；
        五阶互调：x=2，y=2，z=-1；或x=-2，y=-2，z=1；x=1，y=1，z=-3；或x=-1，y=-1，z=3。
一般来说，三阶互调的影响最大，三阶互调组合举例如下：
举例一：第一干扰信号，C800下行：870~880MHz
第二干扰信号，G1800（M）下行：1805~1820MHz
第三干扰信号，G1800（U）下行：1840~1850MHz
可计算得：1850-1805+870=915MHz
1840-1820+880=900MHz
1840-1820+870=890MHz等
被干扰接收频率恰巧位于G900（M/U）整个上行频段（890~915MHz）内。
举例二： 三个干扰信号分别为：
G900（M）下行：935~954MHz
G1800（U）下行：1840~1850MHz
PHS：1890~1910MHz
而935-(1890-1850)=895MHz
954-(1900-1850)=904MHz
恰与G900(M)上行频段890~909MHz相同。
举例三： 二个干扰信号分别为
G1800（M）下行：1805~1820MHz
PHS：1890~1910MHz
而2×1805-1900=1710MHz
2×1815-1905=1725MHz
恰与G1800(M)上行频段1710~1725MHz重叠。
.9.        哪些因素会影响无源互调？
无源互调是衡量无源器件的互调抑制能力，影响该指标的因素非常复杂，主要有射频信号功率、材料品质、镀层的材质和厚度、表面的清洁度和光洁度、接口的连接等因素。
.10.        三阶互调干扰的特点
三阶互调干扰的第一个特点是将发信频谱扩大了三倍。如G网，基站发信频段为935～960MHz(25MHz带宽)
则因为：
可见，其可能的三阶互调产物带宽为75MHz，是主信号频段的三倍，由此可见，系统工作频带愈宽，互调干扰的危害性也越大，据此特点，我们在分析互调干扰时，应该按运营商的实际工作频段来分析，而不应将该网的整个频段为基础来分析。如对G网，我们应将其拆分为G900（M）和G900(U)来分析，前者下行发信为935~954MHz,而后者下行发信为954~960MHz。
三阶互调干扰的第二个特点是三阶互调产物以三倍（dB）数增加，在功放特性曲线的线性段内，当输入信号增加XdB时，输出信号也增加XdB；而三阶互调产物却增加了3XdB,信号与三阶互调产物相对电平则应增加2XdB。
这里，还必须强调指出的是，任何互调产物的电平与输出功率密切相关，所以互调指标必须标明测试功率。