一级建造师《通信广电》精讲解析.docx
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一级建造师《通信广电》精讲解析
2011一级建造师《通信广电》精讲解析
1L411032熟悉微波信号的衰落及克服法
一、电波衰落
微波信号在大气中传播时，由于受外界各种因素的影响而发生衰落，这种收信电平随时间起伏变化的现象，叫做电波传播的衰落现象。
二、衰落的分类及对微波传输的影响
1．视距传播衰落的主要原因是由上述大气与地面效应引起的，从衰落发生的物理原因看，可分为以下几类：
闪烁衰落：
K型衰落
波导型衰落：
由于气象的影响，大气层中会形成不均匀的结构，当电磁波通过这些不均匀层时将产生超折射现象（K＜0），这种现象称为大气波导。
称为大气波导传播。
若微波射线通过大气波导，而收，发两点在波导层外，如下图2所示。
则接收点的电场强度除了有直线波和地面反射波以外，还有“波导层”以外的反射波，形成严重的干扰型衰落，甚至造成通信的中断。
2．衰落对微波传输的影响主要表现在使得接收点收信电平出现随机性的波动，这种波动有如下两种情况：
平衰落、频率选择型衰落
（1）在信号的有用频带内，信号电平各频率分量的衰落深度相同，这种衰落被称为平衰落，发生平衰落时，当收信电平低于收信机门限时，造成电路质量严重恶化甚至中断。
（2）另一种情况是信号电平各频率分量的衰落深度不同，这种衰落称为频率选择型衰落，严重时造成电路中断。
三、克服衰落的一般方法
1．利用地形地物削弱反射波的影响。
2．将反射点设在反射系数较小的地面。
3．利用天线的方向性。
4．用无源反射板克服绕射衰落。
5．分集接收。
移动通信网
1L411033了解卫星通信及VSAT通信系统的网络结构和工作特点
需掌握的内容：
移动通信网络的构成
需熟悉的内容：
CDMA、GSM网络特点
需了解的内容：
移动通信新技术及应用
1L411041掌握移动通信网络的构成
一、移动通信特点
二、移动通信的发展历程
三、移动通信系统频段分配
四、移动通信网络构成
一、移动通信特点
1．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。
移动通信由无线和有线两部分组成。
无线部分提供用户终端的接入，利用有限的频率资源在空中可靠地传送话音和数据；有线部分完成网络功能，包括交换、用户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信网（PLMN）。
2．移动通信是有线和无线相结合的通信方式；无线电波传播存在严重的多径衰落；具有在互调、邻频、同频干扰条件下工作的能力；具有多普勒效应；终端用户的移动性。
多普勒效应则是指观测者与波源之间存在有相对运动时，观测者测得的波频率与波源所发出的波频率不同的现象，
二、移动通信的发展历程
移动通信系统从20世纪40年代发展至今，根据其发展历程和发展方向，可以划分为三个阶段：
1．第一代移动电话系统是模拟系统
70年代在世界许多地方得到研究。
采用的技术：
由贝尔实验室提出的蜂窝组网技术，在多址技术上采用频分多址技术（PDMA）。
特点：
频谱利用率低，设备成本高，业务种类少，保密性差，容量小，不能满足用户量的发展。
具有代表性的是：
美国的AMPS（高级移动电话业务）和英国的TACS（全接入通信系统）。
2．第二代移动电话系统是数字蜂窝移动通信系统。
具有代表性的是：
20世纪80年代几乎同时出现了两种重要的通信体制，一种是TDMA，另一种是CDMA.TDMA体制的典型代表是欧洲的GSM系统，CDMA体制典型的代表是美国的IS-95系统。
由于GSM相对模拟移动通信技术是第二代移动通信技术，所以简称2G，
1995年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。
我国于1998年开始CDMA商用化。
GSM系统和CDMA系统主要区别是多址方式的不同，GSM是采用时分多址（TDMA）方式，而CDMA是采用码分多址。
3．IMT-2000支持的网络成为第三代移动通信系统（3G），是将无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。
功能：
1）它能够处理像、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。
2）它可以支持高达2Mbit/s的传输速率
第三代移动通信系统标准有：
WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA，其中欧洲的WCDMA和美国的CDMA2000分别是在GSM和IS-95CDMA的基础上发展起来的，大唐电信代表中国提出的TD-SCDMA标准采用了TDD模式，支持不对称业务。
1999年10月国际电信标准化部门（ITU-T）最终通过了IMT-2000无线接口技术规范建议，确立了IMT-2000所包含的无线接口技术标准。
三、移动通信系统频段分配（略）
四、移动通信网络构成
移动通信系统主要由移动交换子系统（NSS）、操作维护子系统（OSS）、基站子系统（BSS）和移动台（MS）四大部分组成。
（一）移动台MS
MS是移动用户设备，它由移动终端和客户识别卡（SIM卡）组成。
移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。
SIM卡就是“人”，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。
SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM卡后移动终端才能接入进网。
（二）基站子系统BSS
BSS子系统可以分为两个部分。
基站收发信台（BTS）负责无线传输；基站控制器（BSC）负责控制与管理。
一个基站子系统BSS系统由一个BSC（基站控制器）与一个或多个BTS（基站收发信台）组成，一个BSC可以根据话务量需要控制多个BTS.
1．基站控制器（BSC）是基站系统（BSS）的控制部分，在BSS中起交换作用。
BSC一端可与多个BTS相连，另一端与移动交换中心（MSC）和操作维护中心OMC相连。
BSC面向无线网络，主要负责完成无线网络管理、无线资源管理及无线基站的监视管理，控制移动台和BTS之间无线连接的建立、接续和拆除等管理，控制完成移动台的定位、切换和寻呼，提供语音编码、码型变换和速率适配等功能，并能完成对基站子系统的操作维护功能。
2．无线基站（BTS）即：
基站收发信台。
是基站子系统（BSS）的无线部分，BTS在系统中的位置处于移动台MS与基站控制器（BSC）之间。
基站（BTS）是由基站控制器BSC控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成基站控制器BSC与无线信道之间的转换，实现基站（BTS）与移动台（MS）之间通过空中接口的无线传输以及相关的控制功能。
（三）移动交换子系统NSS
移动交换子系统NSS主要完成话务的交换功能，同时管理用户数据和移动性所需的数据库。
NSS子系统的主要作用是管理移动用户之间的通信和移动用户与其他通信网用户之间的通信。
移动交换子系统主要由移动交换中心（MSC）与操作维护台（OMC）以及移动用户数据库所组成。
1．移动交换中心（MSC）是公用陆地移动网（PLMN）的核心。
MSC对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路接续的功能，也是公用陆地移动网（PLMN）和其他网络之间的接口。
它完成通话接续，计费，BSS（基站子系统）和MSC（移动交换中心）之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等功能。
MSC从移动用户数据库中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据。
反之，MSC则根据移动台位置信息的新数据更新移动用户数据库。
2．管理部门用于移动用户管理的数据、移动交换中心（MSC）所管辖区域中的移动台的相关数据以及用于系统的安全性管理和移动台设备参数信息。
（四）操作维护子系统OSS
操作维护子系统对整个网络进行管理和监控。
通过它实现对网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。
操作支持子系统（OSS）主要包括网路管理中心（NMC），安全性管理中心（SEMC），集中计费管理的数据后处理系统（DPPS）、用户识别卡个人化管理中心（PCS）等
网络特点
1L411042熟悉GSM、CDMA网络特点
一、GSM移动通信系统
（一）工作频段及频道间隔
我国GSM通信系统采用900MHz频段，相邻两频道间隔为200kHz.
GSM频率复用是指在不同间隔区域使用相同频率进行覆盖。
GSM无线网络规划基本上采用4x3频率复用方式。
（二）GSM采用的多址技术
（三）GSM信道
GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信道就是频宽200kHz，时长为0.577ms的物理实体。
逻辑信道又分为两大类：
业务信道和控制信道。
1．业务信道（TGH）：
用于传送编码后的话音或客户数据。
在上行和下行信道上，点对点（BTS对一个MS，或反之）方式传播。
2．控制信道：
用于传送信令或同步数据。
根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道。
（四）GSM通信系统的构成
GSM通信系统主要由移动交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和移动台（MS）三大部分组成。
其中NSS与BSS之间的接口为A接口，BSS与MS之间的接口为Um接口。
GSM规范对系统的A接口和Um接口都有明确的规定，也就是说，A接口和Um接口是开放的接口。
（五）切换
处于通话状态的移动用户从一个基站子系统（BSS）移动到另一个BSS时，切换功能保持移动用户已经建立的链路不被中断。
切换包括BSS内部切换、BSS间的切换和MSS间的切换。
其中BSS间的切换和MSS间的切换都需要一由MSC来控制完成，而BSS内部切换由BSC控制完成。
二、CDMA通信系统
（一）CDMA工作频段
CDMA是用编码区分不通用户，可以用同一频率、相同带宽的同时为用户提供收发双向的通信服务。
不同的移动用户传输信息所用的信号用各自不同的编码序列来区分。
我国CDMA通信系统采用800MH：
频段：
825～835MHz（移动台发、基站收）；
870～880MHz（基站发、移动台收））。
双工间隔为45MHz，工作带宽为lOMHz，载频带宽
（二）CDMA多址方式．
1．CDMA给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它来对承载信息的信号进行编码。
DMA通常也用扩频多址来表征。
2．CDMA按照其采用的扩频调制方式的不同，可以分为直接序列扩频（DS）、跳频扩频（FH）、跳时扩频（TH）和复合式扩频。
扩频通信系统具有抗干扰能力强、保密性好、可以实现码分多址、抗多址干扰、能精确地定时和测距等特点。
（三）CDMA信道
CDMAIS-95A中主要有两类信道：
开销信道和业务信道。
导频信道、寻呼信道、同步信道、接入信道统称为开销信道。
导频信道、寻呼信道、同步信道、业务信道构成前向信道；接入信道、业务信道构成反向信道。
（四）CDMA通信系统的构成
CDMA系统同GSM等2G移动通信系统一样由移动交换子系统（含MSC，EIR，VLR，HLR，AUC）、基站子系统（含BSC和BTS）和移动台（MS）三大部分组成。
其中NSS与BSS之间的接口为A接口，BSS与MS之间的接口为Um接口。
（五）CDMA切换
与GSM的硬切换相比，CDMA移动台在通信时可能发生：
同频软切换；同频同扇区间的更软切换；不同载频间的硬切换。
所谓软切换是指移动台开始与一个新的基站联系时，并不立即中断与原基站间的通信，当与新的基站取得可靠通话后，再中断与原基站的通信。
这使得CDMA相对GSM在切换成功率方面大大提高。
（六）CDMA的优点，
与FDMA和TDMA相比，CDMA具有以下优点：
1．系统容量大
2．系统通信质量更佳。
3．频率规划灵活，扩展简单。
4．频带利用率高。
5．适用于多媒体通信系统。
6．CDMA手机的备用时间更长。
1L411043了解移动通信新技术及应用
一、3G概况
CDMA被认为是第三代移动通信（3G）技术的首选，目前的标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA.
TD-SCDMA时分同步码分多址接入技术，是由中国提交并于2000年5月被国际电联认可、2001年3月被3GPP认可的世界第三代移动通信（（3G）的三个主流标准之一。
TD-SCDMA是一种全新移动通信技术，采用TDD模式（TDD（时分双工），并同时采用了同步CDMA，智能天线、软件无线电、接力切换等一系列高新技术。
二、3G网络结构
3G的网络结构大致分为：
UE（用户设备）、UTRAN（无线接入网）、CORENetwork（核心网）三部分组成。
三、3G工作模式
3G主要有两种工作模式即：
频分数字双工（FDD）模式和时分数字双工（TDD）模式。
1L411050交换系统本节的考点：
掌握交换系统分类及特点
掌握电路交换设备的功能及构成
掌握分组交换技术的应用及特点
1L411051掌握交换系统分类及特点
传输系统是通信网络的神经系统，交换系统则是各个神经的中枢，它在通信网络担负着为信源和信宿之间信息的连接桥梁，其核心设备是交换机。
根据信源和信宿之间传输信息的种类，交换系统主要分为电路交换、报文交换和分组交换系统。
一、电路交换
（一）工作原理
电路交换是在通信网中任意两个或多个用户终端之间建立电路暂时连接的交换方式，暂时连接独占一条电路并保持到连接释放为止。
利用电路交换进行数据通信或电话通信必须经历三个阶段：
建立电路阶段、传送数据或语音阶段和拆除电路阶段。
电路交换属于电路资源预分配系统。
电路交换系统有两种交换方式：
空分交换和时分交换。
1．空分交换是入线在空间位置上选择出线并建立连接的交换。
空分交换基本原理可归纳为以n条入线通过以nxm接点矩阵选择到m条出线或某一指定出线，但接点同一时间只能为一次呼叫利用，直到通信结束才释放。
2．时分交换是时分多路复用（TDM）在交换上的具体应用。
在时分交换方式中，通过时隙交换网络完成语音的时隙搬移，从而做到入线和出线间信号交换。
（二）电路交换的特点
电路交换的特点是可提供一次性无间断信道。
在利用电路交换进行通信时，存在着两个限制条件：
首先，在进行信息传送时，通信双方必须处于同时激活可用状态；其次，两个站之间的通信资源必须可用，而且必须专用。
1．呼叫建立时间长，并且存在呼损：
在通信双方所在的两节点之间（中间可能有若干个节点）建立一条专用信道所花的时间称为呼叫建立时间。
在电路建立过程中，若由于交换网繁忙等原因而使建立失败，对于交换网则要拆除已建立的部分电路，用户需要挂断重拨，这叫呼损。
过负荷时呼损率增加，但不影响接通的用户。
2．对传送信息没有差错控制
3．对通信信息不做任何处理，原封不动地传送（信令除外）：
一旦电路建立后，数据以固定的速率传输。
除通过传输通道形成的传播延迟以外，没有其他延迟。
在每个节点上的延迟很小，因此延迟完全可以忽略。
电路交换适用于实时、大批量、连续的数据传输。
4．线路利用率低：
从电路建立到进行数据传输，直至通信链路拆除，通道都是专用的，再加上通信建立时间、拆除时间和呼损，其利用率较低。
5．通信用户间必须建立专用的物理连接通路
6．实时性较好：
每一个终端发起呼叫或出现其他动作，系统能够及时发现并做出相应的处理。
二、报文交换
（一）报文交换的原理
报文交换又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。
报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址。
交换节点要分析目的地址和选择路由，并在该路由上排队，等待有空闲电路时才发送到下一交换节点。
报文交换可以进行速率、码型的变换，具有差错控制措施，可以发送多目的地址的报文，过负荷时则导致时延的增加。
（二）报文交换的特点
报文交换是交换机对报文进行存储一转发，它适合于电报和电子函件业务。
1．报文交换过程中，没有电路的接续过程，也不存在把一条电路固定分配给一对用户使用，而一条链路可进行多路复用，从而大大提高了链路的利用率。
2．交换机以“存储一转发”方式传输数据信息，它不但可以起到匹配输入输出传输速率的作用，易于实现各种不同类型终端之间的互通，而且还能起到防止呼叫阻塞、平滑通信业务量峰值的作用。
3．不需要收、发两端同时处于激活状态。
4．传送信息通过交换网时延较长，时延变化也大，不利于交互型实时业务。
5．对设备要求较高。
交换机必须具有大容量存储、高速处理和分析报文的能力。
三、分组交换
（一）分组交换原理
分组交换采用存储一转发方式，将用户要传送的信息分割为若干个分组，每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。
分组交换节点对所收到的各个分组分别处理，按其中的选路信息选择去向，以发送到能到达目的地的、下一个交换节点。
（二）分组交换方式
为适应不同业务的要求，分组交换可提供两种服务方式：
虚电路方式与数据报方式。
1．虚电路
虚电路方式是面向连接的方式，就是在用户数据传送前先通过发送呼叫请求分组建立端到端的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚电路。
（1）虚电路不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接。
虚电路并不独占线路，在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路，以达到资源共享。
（2）虚电路方式的每个分组头中含有对应于所建立的逻辑信道标识，不需进行复杂的选路；属于同一呼叫的各分组在同一条虚电路上传送，按原有的顺序到达终点，不会产生失序现象；对故障较为敏感，当传输链路或交换节点发生故障时可能引起虚电路的中断，需要重新建立。
（3）虚电路方式适用于较连续的数据流传送，如文件传送、传真业务等。
2．数据报
（1）数据报不需要预先建立逻辑连接，称为无连接方式。
（2）数据报方式的每个分组头中含有详细的目的地址，各个分组独立地进行选路；属于同一呼叫的各分组可从不同的路由转送，会引起失序；由于各个分组可选择不同的路由，对故障的防卫能力较强，从而可靠性较高。
（3）数据报方式适用于面向事物的询问／响应型数据业务。
（三）分组交换的特点
1．分组交换的主要优点
（1）信息的传输时延较小，而且变化不大，能较好地满足交互型通信的实时性要求；
（2）易于实现链路的统计时分多路复用，提高了链路的利用率。
（3）容易建立灵活的通信环境，便于在传输速率、信息格式、编码类型、同步方式以及通信规程等方面都不相同的数据终端之间实现互通。
（4）可靠性高。
分组作为独立的传输实体，便于实现差错控制，从而大大地降低了数据信息在分组交换网中的传输误码率，一般可达10-10以下。
（5）经济性好。
信息以“分组”为单位在交换机中进行存储和处理，节省了交换机的存储容量，提高了利用率，降低了通信的费用。
2．分组交换的主要缺点
（1）由于网络附加的信息较多，影响了分组交换的传输效率。
（2）实现技术复杂。
交换机要对各种类型的分组进行分析处理，这就要求交换机具有较强的处理功能。
电路交换设备
1L411052掌握电路交换设备的功能及构成
一、电话交换机的任务、功能及组成
（一）电话交换机的任务及功能
电话交换机的基本任务是完成任意两个电话用户之间的通话接续。
交换机必须有下列功能：
呼叫检出、接收被叫号码、对被叫进行忙闲测试、向被叫振铃，向主叫送回铃音、被叫应答，接通话路，双方通话、及时发现话终，进行拆线，使话路复原。
（二）电话交换机系统构成
交换机系统由进行通话的话路系统和连接话路的控制系统构成。
1．话路系统包括用户电路、设备、交换网络、出中继器、入中继器、绳路及具有监视功能的信号。
话路系统的构成方式有空分方式和时分方式。
空分方式传送模拟信号，时分方式传送数字信号。
2．控制系统包括译码、忙闲测试、路由选择、链路选试、驱动控制、计费等设备。
控制系统的控制方式有布线逻辑控制方式（简称布控方式）和存储程序控制方式（简称程控方式）。
二、程控数字交换机功能
程控数字交换机的特点是将程控、时分、数字技术融合在一起。
所以时分程控数字交换机就比其他制式的交换机有更多的优点，得到广泛的应用。
（一）程控数字交换原理
程控数字交换机是直接交换数字化的语音信号，欲实现数字信号交换的目的，必须做到在不同话路时隙发送和接受信号。
只有这两个方向的交换同时建立起来，才能完成数字话音信号交换。
实现这个功能要依靠数字交换设备。
数字交换实质上就是把PCM系统有关的时隙内容在时间位置上进行搬移，因此也叫做时隙交换。
数字交换网络由时间（T）接线器和空间（S）接线器组成，能够将任何输入PCM复用线上的任一时隙交换到任何输出PCM复用线上的任一时隙中去。
在同一条PCM总线的不同时隙之间进行交换，采用时间（T）型接线器完成；在不同PCM总线的同一时隙之间进行交换，采用空间（S）型接线器完成；在不同PCM总线的不同时隙之间进行交换，采用TST或STS型交换网络完成。
（二）程控数字交换机的基本功能
程控数字交换机系统所具有的基本功能应包含检测终端状态、收集终端信息和向终端传送信息的信令与终端接口功能，交换接续功能和控制功能。
1．信令与终端接口功能
对于数字交换系统来讲，进入交换网络的必须是数字信号，这就要求接口电路应具有模／数（A/D）转换功能和数／模（D/A）转换功能。
对于各种不同的外围环境要有不同的接口。
为了建立用户间的信息交换通道、就要传递各自的状态信息，这些状态信息有呼叫请求与释放信息、地址信息和忙闲信息。
它们都以信令的方式通过终端接口进行传递。
所以不同的接口电路配以不同的信令方式。
2．交换接续功能
对于电路交换而言，交换机的功能就是要为两个通话用户建立一条语音通路，这就是交换机的交换接续功能。
交换接续功能是由交换网络实现的。
空分交换机使用空分的交换网络，完成模拟信号的空间交换任务。
数字交换机使用数字交换网络，通过语音存储器完成时隙交换任务。
3．控制功能
上述的信令与接口功能和交换接续功能都是在控制功能的指令下进行工作的。
控制功能可分为低层控制和高层控制。
低层控制主要是指对连接功能和信令功能的控制即扫描与驱动：
扫描用来发现外部事件的发生或信令的到来，驱动用来控制通路的连接、信令的发送或终端接口的状态变化。
高层控制是指与硬设备隔离的高一层呼叫控制
三、程控数字交换机构成
为了完成上述功能，数字交换机的硬件系统应包括话路系统和控制系统。
交换机的软件系统则包括操作系统和应用系统等。
（一）硬件系统
程控数字交换机硬件系统由话路系统、控制系统、外围设备组成。
1．话路系统
由用户模
升级会员 