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内容简介

本书以通信行业特有职业（工种）《国家职业标准》（信息通信网络机务员）为依据，系统、深入地介绍了移动通信基站维护和网络优化人员工作所涉及的相关理论知识和技能要求。全书分为3篇共12章。第1篇为1~5章，介绍了蜂窝移动通信和蜂窝物联网的基本原理和技术，介绍了2G/3G/4G蜂窝移动通信系统，简要介绍了5G移动通信系统的新技术及网络构架。第2篇为6、7两章，介绍了蜂窝移动通信系统基站设备及其维护。第3篇为8~12章，介绍了蜂窝移动通信无线网络规划和优化、蜂窝物联网规划设计的相关内容。本书主要内容来源于生产实践，技能操作性强，符合目前企业的生产实际，同时也具有—定的理论深度，可作为信息通信网络机务员（移动通信）国家职业五级（初级）、四级（中级）、三级（高级）、二级（技师）和一级（高级技师）职业技能鉴定培训和鉴定的教材，也可用作职业专科在校学生、通信工程专业本科学生的参考用书。

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ISBN：9787121398841

开本：16(185*260)

页数：320

字数：512

本书目录

第1 篇 移动通信和蜂窝物联网技术
第1 章移动通信原理与技术 ................................................................................................... 2
1.1 移动通信发展概况 ....................................................................................................... 2
1.1.1 移动通信发展简史 ............................................................................................ 2
1.1.2 我国移动通信的发展 ........................................................................................ 4
1.2 移动通信系统组成及特点 ........................................................................................... 5
1.2.1 移动通信系统组成 ............................................................................................ 5
1.2.2 移动通信的特点 ................................................................................................ 5
1.3 移动通信信道............................................................................................................... 6
1.3.1 陆地无线电波传播特性 .................................................................................... 6
1.3.2 描述多径衰落信道的主要参数 ........................................................................ 8
1.3.3 多径衰落信道的分类 ........................................................................................ 8
1.3.4 电波传播损耗预测模型 .................................................................................... 9
1.4 抗衰落技术 ................................................................................................................ 11
1.4.1 分集技术 .......................................................................................................... 11
1.4.2 自适应均衡技术 .............................................................................................. 13
1.4.3 CDMA 系统多径信号的分离与合并 ............................................................. 13
1.4.4 发射分集与空时编码 ...................................................................................... 14
1.4.5 联合发射--接收分集与MIMO ....................................................................... 15
1.5 移动通信网络结构及组网技术 ................................................................................. 16
1.5.1 移动通信网络结构 .......................................................................................... 16
1.5.2 移动通信组网技术 .......................................................................................... 17
1.6 移动通信工作方式和多址接入方式 ......................................................................... 24
1.6.1 移动通信工作方式 .......................................................................................... 24
1.6.2 多址接入方式 .................................................................................................. 24
第2 章 2G 和3G 移动通信系统 ............................................................................................ 28
2.1 GSM 系统 ................................................................................................................... 28
2.1.1 GSM 系统组成 ................................................................................................ 28
2.1.2 GSM 系统接口 ................................................................................................ 30
2.1.3 GSM 系统信道 ................................................................................................ 32
2.1.4 GSM 系统编号 ................................................................................................ 33
2.1.5 GSM 网络区域组成 ........................................................................................ 35
2.1.6 GSM 网的主要业务与频率资源 .................................................................... 36
2.1.7 GSM 系统控制与管理 .................................................................................... 38
2.2 GPRS 系统 ................................................................................................................. 40
2.2.1 GPRS 特点 ....................................................................................................... 40
2.2.2 GPRS 网络结构 ............................................................................................... 41
2.2.3 GPRS 网络接口 ............................................................................................... 42
2.3 IS-95 CDMA 系统 ...................................................................................................... 43
2.3.1 CDMA 基本原理 ............................................................................................. 44
2.3.2 IS-95 CDMA 系统的无线逻辑信道 ............................................................... 48
2.3.3 IS-95 CDMA 系统结构 ................................................................................... 49
2.4 3G 系统 ....................................................................................................................... 52
2.4.1 3G 系统概述 .................................................................................................... 52
2.4.2 WCDMA 系统 ................................................................................................. 54
2.4.3 cdma2000 系统 ................................................................................................ 59
2.4.4 TD-SCDMA 系统 ............................................................................................ 63
第3 章 4G 移动通信系统 ....................................................................................................... 67
3.1 LTE 概述..................................................................................................................... 67
3.1.1 LTE 的主要技术特点 ...................................................................................... 67
3.1.2 LTE 技术模式 .................................................................................................. 67
3.2 LTE 网络结构 ............................................................................................................. 68
3.2.1 演进型基站（eNodeB） ................................................................................. 69
3.2.2 移动性管理实体（MME） ............................................................................ 69
3.2.3 服务网关（S-GW） ....................................................................................... 70
3.2.4 分组数据网关（P-GW） ............................................................................... 70
3.2.5 策略与计费规则功能单元（PCRF） ............................................................ 70
3.2.6 归属用户服务器（HSS） .............................................................................. 71
3.3 LTE 关键技术 ............................................................................................................. 71
3.3.1 正交频分复用（OFDM）技术 ...................................................................... 71
3.3.2 多输入多输出（MIMO）技术 ...................................................................... 72
3.3.3 MIMO-OFDM 技术 ........................................................................................ 73
3.4 LTE 频段定义 ............................................................................................................. 73
3.4.1 LTE 频段定义 .................................................................................................. 73
3.5.2 国内三大运营商LTE 频段 ............................................................................. 74
3.5 LTE 信道和信号 ......................................................................................................... 74
3.5.1 信道带宽 .......................................................................................................... 75
3.5.2 帧结构.............................................................................................................. 75
3.5.3 物理信道 .......................................................................................................... 76
3.5.4 传输信道 .......................................................................................................... 76
3.5.5 逻辑信道 .......................................................................................................... 77
3.5.6 信道的映射关系 .............................................................................................. 77
3.5.7 物理信号 .......................................................................................................... 78
3.6 LTE 无线资源管理 ..................................................................................................... 79
3.6.1 无线承载控制（RBC） .................................................................................. 79
3.6.2 无线接入控制（RAC） ................................................................................. 79
3.6.3 连接移动性控制（CMC） ............................................................................. 79
3.6.4 动态资源分配（DRA） ................................................................................. 79
3.6.5 小区间干扰协调（ICIC） .............................................................................. 80
3.6.6 负载均衡（LB） ............................................................................................ 80
3.7 LTE-Advanced 的增强技术 ....................................................................................... 80
3.7.1 载波聚合技术 .................................................................................................. 80
3.7.2 增强多天线技术 .............................................................................................. 80
3.7.3 中继技术 .......................................................................................................... 81
3.7.4 协作式多点传输技术 ...................................................................................... 81
第4 章 5G 移动通信系统 ....................................................................................................... 83
4.1 5G 概述 ....................................................................................................................... 83
4.1.1 5G 关键能力 .................................................................................................... 83
4.1.2 5G 应用场景 .................................................................................................... 84
4.1.3 5G 系统指标需求 ............................................................................................ 85
4.1.4 5G 系统建设部署及运营维护需求 ................................................................ 86
4.2 5G 新技术 ................................................................................................................... 87
4.2.1 Massive MIMO 技术 ....................................................................................... 87
4.2.2 毫米波通信技术 .............................................................................................. 88
4.2.3 同时同频全双工技术 ...................................................................................... 88
4.2.4 新型调制编码技术 .......................................................................................... 89
4.2.5 多载波聚合技术 .............................................................................................. 89
4.2.6 网络切片技术 .................................................................................................. 89
4.2.7 设备到设备（D2D）通信技术 ...................................................................... 89
4.2.8 超密集网络（UDN）技术 ............................................................................. 90
4.2.9 非正交多址（NOMA）技术 ......................................................................... 90
4.2.10 新型网络构架技术 ........................................................................................ 91
4.3 5G 网络构架 ............................................................................................................... 91
4.3.1 概述 ................................................................................................................. 91
4.3.2 中国IMT-2020（5G）网络架构 .................................................................... 91
4.4 5G 网络控制云 ........................................................................................................... 92
4.4.1 控制与转发分离 .............................................................................................. 92
4.4.2 网络控制功能重构 .......................................................................................... 93
4.4.3 典型控制功能模块 .......................................................................................... 94
4.5 5G 智能无线网络 ....................................................................................................... 95
4.5.1 5G 无线网络设计原则 .................................................................................... 95
4.5.2 5G 无线网络逻辑架构 .................................................................................... 96
4.5.3 5G 无线网络部署架构 .................................................................................... 96
4.6 5G 数据转发网 ........................................................................................................... 97
4.6.1 5G 网络对数据转发的要求 ............................................................................ 97
4.6.2 5G 网络数据转发设计方案 ............................................................................ 97
4.7 5G 网络能力开放 ....................................................................................................... 98
4.7.1 5G 网络能力开放概述 .................................................................................... 98
4.7.2 5G 网络能力开放平台架构和功能 ................................................................ 99
4.7.3 5G 网络能力开放关键技术 ............................................................................ 99
第5 章蜂窝物联网技术 ....................................................................................................... 101
5.1 物联网技术分类 ....................................................................................................... 101
5.1.1 物联网技术使用的频谱 ................................................................................ 101
5.1.2 采用授权频谱物联网技术概述 .................................................................... 102
5.2 NB-IoT 技术 ............................................................................................................. 103
5.2.1 NB-IoT 系统特点 .......................................................................................... 103
5.2.2 NB-IoT 系统模式 .......................................................................................... 104
5.2.3 NB-IoT 系统频段 .......................................................................................... 105
5.2.4 NB-IoT 系统信道 .......................................................................................... 106
5.2.5 NB-IoT 系统覆盖 .......................................................................................... 107
5.2.6 NB-IoT 系统功耗 .......................................................................................... 107
5.2.7 NB-IoT 系统成本 .......................................................................................... 107
5.2.8 NB-IoT 系统连接 .......................................................................................... 108
5.2.9 NB-IoT 系统演进 .......................................................................................... 109
5.3 NB-IoT 移动性管理 ................................................................................................. 109
5.3.1 NB-IoT 网络结构 .......................................................................................... 109
5.3.2 NB-IoT 移动性管理 ...................................................................................... 110
第2 篇 基站系统及其维护
第6 章无线覆盖方式及其系统 ............................................................................................... 114
6.1 基站覆盖方式及基站系统 ....................................................................................... 114
6.1.1 基站覆盖方式 ................................................................................................ 114
6.1.2 基站系统 ........................................................................................................ 116
6.2 直放站覆盖方式及直放站系统 ............................................................................... 149
6.2.1 直放站覆盖方式 ............................................................................................ 149
6.2.2 直放站系统 .................................................................................................... 150
6.3 室内分布系统覆盖方式及室内分布系统 ............................................................... 157
6.3.1 室内分布系统覆盖方式 ................................................................................ 157
6.3.2 室内分布系统 ................................................................................................ 157
第7 章基站系统维护 ........................................................................................................... 167
7.1 基站系统维护规范标准 ........................................................................................... 167
7.1.1 标志牌............................................................................................................ 167
7.1.2 机房环境 ........................................................................................................ 167
7.1.3 机房维护 ........................................................................................................ 168
7.1.4 设施维护 ........................................................................................................ 168
7.1.5 资产维护 ........................................................................................................ 169
7.1.6 安全措施 ........................................................................................................ 169
7.1.7 维护记录 ........................................................................................................ 169
7.1.8 照片资料 ........................................................................................................ 169
7.2 基站设备维护........................................................................................................... 170
7.2.1 例行维护 ........................................................................................................ 170
7.2.2 应急保障维护 ................................................................................................ 175
7.2.3 维护注意事项 ................................................................................................ 177
7.2.4 基站设备维护用工具及仪表 ........................................................................ 178
7.3 天馈线设备维护 ....................................................................................................... 178
7.3.1 Site Master 天馈线测试仪 ............................................................................ 179
7.3.2 天馈设备巡检与故障处理 ............................................................................ 179
7.4 传输设备维护........................................................................................................... 183
7.4.1 SDH 设备维护 ............................................................................................... 183
7.4.2 PTN 设备维护 ............................................................................................... 186
7.5 动力和环境监控设备维护 ....................................................................................... 191
7.5.1 开关电源设备维护 ........................................................................................ 191
7.5.2 蓄电池设备维护 ............................................................................................ 201
7.5.3 交流不间断电源（UPS）设备维护 ............................................................ 208
7.5.4 空调设备维护 ................................................................................................ 210
7.5.5 防雷接地系统设备维护 ................................................................................ 213
7.5.6 监控系统设备维护 ........................................................................................ 214
7.5.7 动力和监控系统设备维护用工具 ................................................................ 214
7.6 基站安全有关规定和制度 ....................................................................................... 214
7.6.1 安全规定与保密规定 .................................................................................... 214
7.6.2 机房管理要求 ................................................................................................ 216
第3 篇 无线网络规划与优化
第8 章 LTE 系统无线网络规划 .............................................................................................. 220
8.1 LTE 系统无线网络规划流程 ................................................................................... 220
8.1.1 规划流程 ........................................................................................................ 220
8.1.2 流程说明 ........................................................................................................ 220
8.2 LTE 系统无线网络覆盖规划 ................................................................................... 221
8.2.1 LTE 系统无线覆盖规划流程 ........................................................................ 221
8.2.2 无线电波传播模型选择 ................................................................................ 221
8.2.3 链路预算 ........................................................................................................ 222
8.2.4 覆盖估算 ........................................................................................................ 223
8.3 LTE 系统无线网络容量规划 ................................................................................... 223
8.3.1 LTE 系统无线容量规划流程 ........................................................................ 223
8.3.2 LTE 系统无线容量估算的理论方法 ............................................................ 224
8.3.3 LTE 系统承载能力 ........................................................................................ 224
8.4 LTE 系统无线网络规模估算 ................................................................................... 225
8.5 LTE 无线参数规划 ................................................................................................... 225
8.5.1 编号规则 ........................................................................................................ 225
8.5.2 参数规划 ........................................................................................................ 226
第9 章 NB-IoT 网络规划 ...................................................................................................... 229
9.1 NB-IoT 网络单元规划 ............................................................................................. 229
9.1.1 核心网规划 .................................................................................................... 229
9.1.2 传输规划 ........................................................................................................ 229
9.1.3 站址规划 ........................................................................................................ 230
9.1.4 天面规划 ........................................................................................................ 231
9.1.5 网管规划 ........................................................................................................ 231
9.2 NB-IoT 网络链路预算 ............................................................................................. 232
9.2.1 NB-IoT 上行链路预算 .................................................................................. 232
9.2.2 NB-IoT 下行链路预算 .................................................................................. 233
9.3 NB-IoT 网络性能测试 ............................................................................................. 233
9.2.1 NB-IoT 上行峰值吞吐率 .............................................................................. 233
9.2.2 NB-IoT 下行峰值吞吐率 .............................................................................. 234
9.4 NB-IoT 频率规划 ..................................................................................................... 235
9.4.1 部署方式选择与频率规划 ............................................................................ 235
9.4.2 缓冲区频率规划 ............................................................................................ 237
第10 章无线网络优化 ......................................................................................................... 239
10.1 无线网络优化概述 ................................................................................................. 239
10.1.1 无线网络优化概念和分类 .......................................................................... 239
10.1.2 无线网络优化工作的特点 .......................................................................... 240
10.1.3 无线网络优化工作的发展趋势 .................................................................. 241
10.2 无线网络优化流程 ................................................................................................. 242
10.2.1 无线网络优化流程说明 .............................................................................. 242
10.2.2 无线网络运营分析流程说明 ...................................................................... 245
10.3 无线网络优化考核指标 ......................................................................................... 245
10.3.1 KPI 指标 ...................................................................................................... 245
10.3.2 客户感知指标 .............................................................................................. 246
10.4 无线网络优化工具 ................................................................................................. 246
10.4.1 硬件系统 ...................................................................................................... 246
10.4.2 软件系统 ...................................................................................................... 247
10.5 无线网络测试技术 ................................................................................................. 248
10.5.1 路测技术 ...................................................................................................... 248
10.5.2 CQT 测试技术 ............................................................................................. 251
第11 章 LTE 系统信令流程分析 ................................................................................................... 252
11.1 随机接入过程 ......................................................................................................... 252
11.1.1 竞争模式 ...................................................................................................... 252
11.1.2 非竞争模式 .................................................................................................. 253
11.1.3 RRC 连接建立 ............................................................................................. 253
11.1.4 相关参数 ...................................................................................................... 254
11.2 RRC 连接重配置 .................................................................................................... 254
11.2.1 RRC 连接重配置流程 ................................................................................. 254
11.2.2 流程说明 ...................................................................................................... 255
11.3 S1 连接建立 ........................................................................................................... 255
11.3.1 S1 连接建立流程 ......................................................................................... 255
11.3.2 流程说明 ...................................................................................................... 256
11.4 专用承载建立 ......................................................................................................... 256
11.4.1 专用承载建立流程 ...................................................................................... 257
11.4.2 流程说明 ...................................................................................................... 257
11.5 服务质量控制 ......................................................................................................... 258
11.5.1 QoS 参数 ...................................................................................................... 258
11.5.2 QoS 管理机制 .............................................................................................. 258
11.6 开机入网流程 ......................................................................................................... 259
11.6.1 小区搜索 ...................................................................................................... 259
11.6.2 小区选择 ...................................................................................................... 260
11.6.3 小区重选 ...................................................................................................... 260
11.6.4 附着过程 ...................................................................................................... 261
11.7 业务建立流程 ......................................................................................................... 262
11.7.1 主叫流程 ...................................................................................................... 262
11.7.2 被叫流程 ...................................................................................................... 264
11.8 切换流程 ................................................................................................................. 264
11.8.1 测量事件类型 .............................................................................................. 265
11.8.2 切换信令流程 .............................................................................................. 266
11.8.3 主要消息内容 .............................................................................................. 271
11.9 载波聚合业务流程 ................................................................................................. 272
11.9.1 CA 业务流程 ............................................................................................... 272
11.9.2 流程说明 ...................................................................................................... 273
第12 章 LTE 无线网络优化 ................................................................................................. 274
12.1 LTE 无线网络优化概述 ......................................................................................... 274
12.1.1 LTE 与2G/3G 无线网络优化的比较 ......................................................... 274
12.1.2 LTE 无线网络优化的原则 .......................................................................... 274
12.1.3 LTE 无线网络优化的内容 .......................................................................... 275
12.2 网络优化指标和数据分析 ..................................................................................... 276
12.2.1 网络KPI 指标分析 ..................................................................................... 276
12.2.2 其他优化数据 .............................................................................................. 278
12.3 覆盖优化 ................................................................................................................ 279
12.3.1 覆盖优化指标 .............................................................................................. 279
12.3.2 覆盖优化原则 .............................................................................................. 280
12.3.2 覆盖优化流程 .............................................................................................. 280
12.3.3 覆盖优化措施 .............................................................................................. 281
12.4 干扰问题排查 ......................................................................................................... 284
12.4.1 干扰源 .......................................................................................................... 284
12.4.2 干扰源排查方法 .......................................................................................... 286
12.4.3 规避方案 ...................................................................................................... 288
12.5 接入性能优化 ......................................................................................................... 289
12.5.1 指标定义 ...................................................................................................... 289
12.5.2 分析思路 ...................................................................................................... 289
12.5.3 优化流程 ...................................................................................................... 291
12.6 掉线率优化 ............................................................................................................ 292
12.6.1 指标定义 ...................................................................................................... 292
12.6.2 分析思路 ...................................................................................................... 293
12.6.3 优化流程 ...................................................................................................... 294
12.7 切换性能优化 ......................................................................................................... 295
12.7.1 指标定义 ...................................................................................................... 295
12.7.2 分析思路 ...................................................................................................... 295
12.7.3 优化流程 ...................................................................................................... 297
12.8 吞吐率优化 ............................................................................................................ 297
12.8.1 指标定义 ...................................................................................................... 297
12.8.2 分析思路 ...................................................................................................... 298
12.8.3 优化流程 ...................................................................................................... 299
12.9 FDD 和TDD 混合组网与互操作 ......................................................................... 300
12.9.1 FDD-LTE 和TDD-LTE 混合组网 .............................................................. 300
12.9.2 FDD-LTE 和TDD-LTE 互操作 .................................................................. 301
12.10 优化案例 .............................................................................................................. 302
12.10.1 LTE 优化案例 ............................................................................................ 302
12.10.2 NB-IoT 优化案例 ...................................................................................... 307
附录A 缩略语 ........................................................................................................................ 310
参考文献 ................................................................................................................................... 321

展开

前言

2020年，我国正式进入5G时代，人们的生活也因这一时刻的到来而发生翻天覆地的变化。处于国际5G发展第一梯队的中国通信行业，正在全力以赴为中国从网络大国成为网络强国而奋进。建设网络强国，人才是第一资源。
    为适应新一代信息通信技术发展对技术人才、技能人才提出的新要求，进一步引领技能人才培养模式，夯实人才培养基础。工业和信息化部教育与考试中心组织专家以工业和信息化部、人力资源和社会保障部发布的通信行业相关职业标准为依据，紧密结合我国通信行业技术技能发展现状，编写了这套通信行业职业技能等级认定指导图书。
本套图书内容包括信息通信网络机务员、信息通信网络线务员、信息通信网络运行管理员、信息通信网络终端维修员四个职业。
本套图书按照国家职业技能标准规定的职业层级，分级别编写职业能力相关知识内容，力求通俗易懂、深入浅出、灵活实用地让读者掌握本职业的主要技术技能要求，以满足企业技术技能人才培养与评价工作的需要。
本套图书的编写团队主要由企业一线的专业技术人员及长期从事职业能力水平评价工作的院校骨干教师组成，确保图书内容能在职业技能、工艺技术及专业知识等方面得到最佳组合，并突出技能人员培养与评价的特殊需求。
    本套图书适用于通信行业职业技能等级认定工作，也可作为通信行业企业岗位培训教材以及职业院校、技工院校通信类专业的教学用书。 
    本书由倪为民任主编，刘涵、许维明任副主编，史明璐参与编写。全书由张浩、高冲晓主审。在编写过程中，得到了工业和信息化部教育与考试中心、江苏省通信管理局、江苏省通信行业职业技能鉴定中心的指导帮助。另外，还得到了中国电信股份有限公司江苏分公司、中国移动通信集团江苏公司的大力支持。在此一并向他们表示诚挚的感谢。
    限于编者的水平以及受时间等外部条件影响，书中难免存在疏漏之处，恳请使用本丛书的企业、培训机构及读者批评指正。

                     
                     工业和信息化部教育与考试中心
                       2020年6月

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工业和信息化教育与考试中心是经中央机构编制委员会办公室批准设置的事业单位,中心面向工业、通信业和信息化开展专业技术人员培养，是集教育培训、人才选拔和评价为一体的综合性专业人才服务机构。并承担教育部工业和信息化职业教育教学指导委员会（简称工信行指委）具体组织和业务实施工作。

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