2023年无线移频海域覆盖技术章荣灿.docx

浙江理工大学 成人高等教育毕业设计〔论文〕 论文题目 无线移频海域覆盖技术 专业学院 专业班级 姓 名 章荣灿 指导老师 年 月 日 成人高等教育毕业设计〔论文〕诚信承诺书 学生姓名 章荣灿 学号 学习形式 专业 指导老师 题目 无线移频海域覆盖技术 　 诚 信 承 诺 　 本人慎重承诺和声明： 1、本人在毕业设计〔论文〕撰写过程中严格遵守有关规定，恪守学术标准，所呈交的毕业设计〔论文〕是在指导教师的指导下独立完成； 2、毕业设计〔论文〕所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已注释说明来源； 3、毕业设计〔论文〕中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况； 4、本人已被告知并清楚：学校对毕业设计〔论文〕中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术标准的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计〔论文〕成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果； 5、假设在学校组织的毕业设计〔论文〕检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术标准的行为，本人愿意接受学院按有关规定给予的处理，并承当相应责任。 学生〔签名〕： (手填写) (手填写) 年 月 日 摘 要 本文主要概述了海上移动通信，使用移频直放站可以解决这些困扰同频直放站或光纤直放站的问题。移频直放站可以防止同频直放站的局限性，而且在没有光纤资源的地区，使用有线引入直放站可以获得光纤直放站的覆盖效果 关键词　海上移动、覆盖、信号、智能移频中继 Abstract [Click here and input abstract in English] Keywords　[Click here and input keywords in English] 目录 摘 要 i Abstract ii 第1章 前言 1 无线通信背景 1 第2章 工程概况 2 工程覆盖图—陆地基站 2 工程的根本原理与关键技术内容： 2 技术创新点论述： 4 利用FRC频率传输远程调整技术的原理研制“智能变频器〞： 4 利用基于GPS的智能化锁相频率控制稳定技术的原理研制“基于GPS的智能频率稳定器〞 5 设备技术指标 7 工程特点 9 第3章 技术小结 11 主要研究成果 13 致谢 14 附录 15 第1章 前言 1.1 无线移频海域覆盖技术背景 随着我国移动通信的开展和信号覆盖的延伸，在目前网络运行商对无缝覆盖主要解决的是三种特殊区域的无缝覆盖：建筑物室内覆盖〔包括高楼、宾馆、大型购物商场、停车场等建筑物内〕、地铁和隧道的室内覆盖、高速公路和铁路沿线的覆盖，而到不久的将来，浩瀚海洋也需要无缝覆盖，因为受到地球曲径和导频污染的影响，有些海域、岛屿都还存在着信号盲区和有信号打不出去的现象，谈到这里，有人会问，海洋之中需要无缝覆盖吗？我们先不说需不需要，先举生活中的贸易来往比方：远洋贸易的海上货轮、载人的豪华游轮、紧急情况下的海上事故搜救和日后的非正常时期〔如战争〕、等等，都时不时需要通信与交流，特别是海上搜救活动，更需要有一个稳定网络信号，它将发挥着搜救活动的重要角色，说到底就是需要这样网络信号，但对于目前网络运行商考虑到资金、建设和规划等众多因素制约是不太可能实现海域大面积的覆盖，但网络运行商是可以考虑到一种流行在当今信号覆盖的延伸武器〔直放站〕，直放站具有与基站同等覆盖面积，覆盖更为灵活，建设资金少，不需要土建和传输电路等优点，但缺乏的是不管哪种类型的直放站与基站比照都有以下的缺乏,不能增加系统容量。 在目前的直放站中，常规的同频直放站存在以下几个问题：无线同频直放站常常能接收到多个基站的信号而形成干扰；增益较高的直放站，施主天线和重发天线之间的隔离度要求很高，往往难以实现；在许多情况下，由于在所需覆盖的盲区边缘无法找到有足够信号强度的站址，同频直放站无法安装；使用光纤直放站时，光纤资源无法获得或本钱高。而移频直放站可以解决这些困扰同频直放站或光纤直放站的问题。移频直放站可以防止同频直放站的局限性，而且在没有光纤资源的地区，使用有线引入直放站可以获得光纤直放站的覆盖效果。经对于海域的综合覆盖环境和实际的安装环境考虑，无线移频站最能胜任此项覆盖。 第2章 工程概况 直放站监控系统是对直放站设备进行远程监控维护的管理系统。为了方便对直放站设备各模块的控制及管理，以及对直放站设备的“集中监控，统一管理〞而开发了直放站监控系统。直放站监控系统可以通过短消息、拨号或直连的方式与网管中心实现数据互联；调试人员也可以通过对菜单的设置和接口说明实现对直放站各模块的监测。 2.1 工程覆盖图—陆地基站 近端设备在终于在离海岸线4公里处，接收到信源站的Ec/Io值根本满足要求〔-9~-15dB〕，此时接收场强大约-45dBm输入给近端主机，输出功率调整在+40dBm(10W)。近端设备调试开通后，并将对方近端现在所处位置的经纬度和传输天线方位角，以便远端传输天线对准近端传输天线。 远端传输天线对准近端传输天线后，传输信号电平强度为-50dBm，经工作人员整机调试，设备开通，输出功率为38dBm。设备开通后，对覆盖海域进行了测试，具体的测试情况看测试前后数据比照。 2.2 工程的根本原理与关键技术内容 基于FRC和GPS通信方式的智能移频中继系统根本原理和关键技术：在近端，用无线接收基站下行信号，经过双工器到下行的LNA，通过LNA进行低噪声放大后，再通过智能变频器将信号转变为另外信道的信号，再经功放放大后向远端发射；远端天线接收下行传输信号，经过双工器的滤波后到下行的LNA，通过下行LNA放大，再经过智能变频器将其信道恢复至原来的业务信道，经功放放大后由效劳天线发射出去。上行同样道理，远端先接收上行信号再由智能变频器转变成传输信道，经功率放大由天线发射到近端，近端接收后将其变频返回业务信道给基站。从而实现整个工作过程。其中基于GPS的智能频率稳定器用于接收GPS〔全球卫星定位系统〕的准确时钟同步和频率同步，作为基准源，保证本工程传输频率的准确度和稳定度。原理图如下： 关键技术内容就是“智能变频器〞的研制，即FRC〔频率传输远程调整技术〕；还有“基于GPS的智能频率稳定器〞的研制，即基于GPS的智能化锁相频率控制稳定技术。 2.3 技术创新点论述 2.3.1 利用FRC频率传输远程调整技术的原理研制“智能变频器〞 FRC〔Frequency Remote Control〕是频率传输远程调整技术。由于我我们所需要的移频方式是带内移频，即输入频率和输出频率之间频率间隔很小，同时希望输入频率和输出频率在所规定的频段内可以任意选择，这时如果使用通常的一次变频技术，实现起来将会非常困难，同时混频时产生的镜像产物将使杂散指标劣化，最终影响整机指标。因此，我们在设计中采用了固定中频，两次变频的技术，很好的解决了这两个难题。 本工程根据中国国情，自己研发了核心技术“FRC频率传输远程调整技术〞，使本工程产品具有强大的生命力和经济效益。国内如西安大唐电信采用的是代理韩国的产品，并无能自主独立进行研发此技术。本工程的技术关键难点在于：在“移频技术〞上，本工程是“带内移频〞，而其它厂家是“带外移频〞，必须重新申请频率且会出现干扰，而无法实现安装；另一方面本工程实现“远程传输智能软件控制变频〞，而其它是“固定变频〞，输入频率多少，输出频率固定多少，在传输中频率固定不变。一旦安装地区出现另一相同频率源时，也不懂得变化调整自身频率绕过对方，必然的出现频率冲突、干扰，严重时只好拆下已装好的设备；最后，本工程频率稳定度高，移动通信一旦出现频偏，必须掉话多，通信质量差。而本工程可以解决上述问题，原理如下： 首先由本振产生一个高度稳定可靠的12MHZ基准频率信号Φ作为频率参考源送入“智能变频器中央处理器和PLL电路，经过锁相，预分频校正，滤波等一系列电路处理产生一个随意可调的压控电压。控制VCO振荡电路产生本振L01，另边也经过类似处理产生一个高度稳定及随意可调的本振L02，送入混频器混频。由于L01、L02在很宽范围内是随意可调的，且有极高的稳定性，因此可实现带内移频或带处移频，且在-35℃～70℃范围内，频偏小于8HZ。本电路特点是频带宽〔可用于C网、G网〕可编程,频偏小，可靠性高，采用FRC软件编程控制，与众不同。 另外，由于所有频率均工作在射频微波段，且在远程传输中，对电路分布参数的要求和精度相当严格，而不是普通变频器只考虑集中参数。本技术构成的产品〔如CDMA移频直放站等〕已通过中试，见附件的权威检测报告、实际中试和用户报告。报告说明，公司已通过射频微波领域的中试，不存在射频微波研发的技术风险。本工程要用到4个智能变频器。分别如下： 内容 下行近端 下行远端 上行近端 上行远端 智能变频器1 智能变频器2 智能变频器3 智能变频器4 输入 〔283信号〕 〔37信号〕 826.11MHz〔37信号〕 833.49 MHz 〔283信号〕 输出 〔37信号〕 〔283信号〕 833.49 MHz 〔283信号〕 〔37信号〕 原理图如下所示： 2.3.2 利用基于GPS的智能化锁相频率控制稳定技术的原理研制“基于GPS的智能频率稳定器〞 GPS〔Globe Positioning System〕是全球定位系统，是美国国防部组织建立的卫星定位系统，它可以提供三维定位〔经度、纬度、高度〕、时间同步和频率同步，是一套覆盖全球的全方位导航系统。在通信网中，常将GPS与铷钟配合使用，利用GPS的长稳定性，结合铷钟的短稳特性，得到准确度和稳定度都很高的信号，该信号可以作基准源使用。 对于一个移频传输的设备来说，一个最关键的技术是能够将变频之后的信号准确的恢复到原有的频率上，因此在近端和远端的两个变频器本振的基准频率，要求在上下温条件下变化较小且频率漂移方向应一致，否那么会严重影响本工程系统的性能。 本技术的关键是用利用GPS的长期稳定性好的特点，结合TCXO和OCXO短期稳定性好的特点，设计出高稳定的频率基准源。这样的基准源可以到达很好的频率稳定度指标〔1PPM以下〕，同时价格与使用铷钟或铷钟与GPS结合的方式廉价。 本工程的技术优势是：频率稳定度高，与众不同。因为移动通信一旦出现频偏，必须掉话多，通信质量差。采用本工程基于GPS的智能化锁相频率控制稳定技术的原理研制“基于GPS的智能频率稳定器〞，可以使频率容限误差由原2.5PPM 〔±2023Hz〕降为现在的1PPM〔±8Hz〕，且原来每年频率会漂移±2023Hz ，现在的漂移微乎其微，可以忽略不计。原理如下所示： 由于本工程系统的近端和远端的两个变频器本振的基准频率，要求在上下温条件下变化较小且频率漂移方向应一致，否那么会严重影响本工程系统