3G綜合實訓(xùn)技術(shù)報告(歡迎下載)

3G綜合實訓(xùn)技術(shù)報告姓名孫海浪班級通信0931學(xué)號0904043358課程名稱3G綜合實訓(xùn)院系能源與電氣工程學(xué)院專業(yè)通信技術(shù)提交日期2021/11/26

概要本次的3G網(wǎng)絡(luò)綜合實訓(xùn)主要包含：通信設(shè)備工程的設(shè)計、通信機(jī)房的勘測、WCDMA系統(tǒng)、TD-SCDMA系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信原理。本實訓(xùn)報告主要3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行講解。通過實訓(xùn)加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，提高學(xué)生的動手能力；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作和刻苦耐勞的精神。同學(xué)們的操作技能和自主動手能力得到了很大程度的提高。

目錄概要 2目錄 3前言 5一、TD-SCDMA系統(tǒng) 61、TD簡介 62、TD-SCDMA的優(yōu)勢 62.1、TD-SCDMA的技術(shù)優(yōu)勢 72.2、TD-SCDMA的頻率優(yōu)勢 72.3、TD-SCDMA的組網(wǎng)優(yōu)勢 82.4、TD-SCDMA的業(yè)務(wù)優(yōu)勢 102.5、TD-SCDMA的本錢優(yōu)勢 113、TD-SCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能實體 124、TD-SCDMA接入網(wǎng)的根本結(jié)構(gòu) 134.1、TD-SCDMA接入網(wǎng)功能 134.2、根本結(jié)構(gòu) 134.3、功能實體 145、TD-SCDMA核心網(wǎng)的根本結(jié)構(gòu) 155.1、TD-SCDMA核心網(wǎng)功能 155.2、根本結(jié)構(gòu) 16二、CDMA2000系統(tǒng) 171、CDMA2000簡介 172、CDMA2000分類 173、CDMA2000與CDMA的關(guān)系 193.1、CDMA產(chǎn)生的技術(shù)背景 193.2、CDMA系統(tǒng)缺點 203.3、CDMA擴(kuò)頻原理 203.3、CDMA系統(tǒng)的信道類型 21三、WCDMA系統(tǒng) 241、WCDMA系統(tǒng)概述 242、UMTS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 243、UTRAN的根本結(jié)構(gòu) 274、UTRAN完成的功能 285、核心網(wǎng)絡(luò)根本結(jié)構(gòu) 29四、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 301、監(jiān)控系統(tǒng)概況 301.1、前端采集系統(tǒng) 301.2、視頻傳輸系統(tǒng) 301.3、終端顯示系統(tǒng) 301.4、遠(yuǎn)程拓展系統(tǒng) 312、監(jiān)控系統(tǒng)的組成 312.1、攝像機(jī)局部 312.2、傳輸局部 322.3、控制與記錄局部 322.4、顯示局部 333、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng) 333.1、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 333.2、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)特點 353.3、數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的功能 353.4、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備介紹 363.5、前端監(jiān)控設(shè)備介紹 383.6、終端監(jiān)控設(shè)備介紹 39致謝 40參考文獻(xiàn) 41前言通過這五個星期的實訓(xùn)，我們主要進(jìn)行了通信設(shè)備工程的設(shè)計、通信機(jī)房的勘測、WCDMA系統(tǒng)、TD-SCDMA系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信原理，充分認(rèn)識了3G系統(tǒng)。通過同學(xué)們的積極思考和踴躍動手，我們最終順順利的完成了各個實訓(xùn)工程。實訓(xùn)中同學(xué)們充分發(fā)揮了團(tuán)隊精神，做到了合理分工，相互協(xié)作，每個同學(xué)都得到了充分的鍛煉。一、TD-SCDMA系統(tǒng)1、TD簡介TD-SCDMA——TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess(時分同步的碼分多址技術(shù))。TD-SCDMA作為中國提出的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)(簡稱3G)，自1998年正式向ITU(國際電聯(lián))提交以來，已經(jīng)歷經(jīng)十來年的時間，完成了標(biāo)準(zhǔn)的專家組評估、ITU認(rèn)可并發(fā)布、與3GPP(第三代伙伴工程)體系的融合、新技術(shù)特性的引入等一系列的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，從而使TD－SCDMA標(biāo)準(zhǔn)成為第一個由中國提出的，以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認(rèn)可的無線通信國際標(biāo)準(zhǔn)。2、TD-SCDMA的優(yōu)勢中國提出的TD-SCDMA是建立在我國自主知識產(chǎn)權(quán)根底上的國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有技術(shù)領(lǐng)先、頻譜效率高并能實現(xiàn)全球漫游、適于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化、適合各種對稱和非對稱業(yè)務(wù)、建網(wǎng)和終端的性價比高等五大突出優(yōu)勢。2.1、TD-SCDMA的技術(shù)優(yōu)勢TD-SCDMA是TDD和CDMA、TDMA技術(shù)的完美結(jié)合，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：第一，采用時分雙工(TDD)技術(shù)，只需一個1.6MHz帶寬，而FDD為代表的cdma2000需要1.25×2MHz帶寬，WCDMA需要5×2MHz才能通信；其話音頻譜利用率比WCDMA高達(dá)2.5倍，數(shù)據(jù)頻譜利用率甚至高達(dá)3.1倍[1]；無須成對頻段，適合多運營商環(huán)境。第二，采用智能天線、聯(lián)合檢測和上行同步等大量先進(jìn)技術(shù)，可以降低發(fā)射功率，減少多址干擾，提高系統(tǒng)容量；采用“接力切換〞技術(shù)，可克服軟切換大量占用資源的缺點；采用TDD不要雙工器，可簡化射頻電路，系統(tǒng)設(shè)備和本錢較低。第三，采用TDMA更適合傳輸下行數(shù)據(jù)速率高于上行的非對稱因特網(wǎng)業(yè)務(wù)。而WCDMA并不適合，不得不在R5版本中增加高速下行鏈路分組接入(HSDPA)。第四，采用軟件無線電先進(jìn)技術(shù)，更容易實現(xiàn)多制式基站和多模終端，系統(tǒng)更易于升級換代，更適合在GSM的大城市熱點地區(qū)首先建設(shè)，借以滿足局部用戶群對384kbps多媒體業(yè)務(wù)的需求，通過GSM/TD雙模終端以適應(yīng)二網(wǎng)并存的過渡期用戶漫游切換的要求。第五，采用TDD與TDMA更易支持PTT業(yè)務(wù)和實現(xiàn)新一代數(shù)字集群。2.2、TD-SCDMA的頻率優(yōu)勢首先，頻率資源充裕我國3G的工作頻段與國際電聯(lián)的規(guī)定的比照詳見表1與表2表1頻分雙工(FDD)方式(MHz)上行/下行頻帶雙工帶寬上行/下行頻帶雙工帶寬總雙工帶寬ITU1920～2021/2110～22009090中國1920～1980/2110～2170601755～1785/1850～18803090表2時分雙工(TDD)方式(MHz)第一段第二段第三段總帶寬ITU1885～19202021～202550中國1880～19202021～20252300～2400155中國3G頻率規(guī)劃與國際明顯不同的是對適合時分雙工的50MHz頻帶增加了兩倍多，達(dá)105MHz。說明中國政府采取了積極的舉措，使中國的3G標(biāo)準(zhǔn)得到了強(qiáng)有力的政策支持，為推進(jìn)國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化奠定了資源根底。通常，一個完整的組網(wǎng)方案往往采用宏蜂窩完成大面積覆蓋，微蜂窩覆蓋熱點小區(qū)或進(jìn)行盲區(qū)覆蓋，微微蜂窩提供室內(nèi)分布，另外，各運營商之間需要有1個頻點的頻率保護(hù)間隔，換言之，具備4個頻點才能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的根本功能。對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬的需求是話音帶寬的2倍，需要20MHz帶寬。對TD-SCDMA，單載波帶寬為1.6MHz，核心頻段55MHz，有33個核心頻點，補(bǔ)充頻段100MHz，有62個補(bǔ)充頻點，所以說TD-SCDMA有著豐富的頻率資源。話音業(yè)務(wù)需要6個頻點(10MHz帶寬)，數(shù)據(jù)需要12個頻點(20MHz帶寬)，盲區(qū)覆蓋需要1個頻點，室內(nèi)覆蓋需要1個頻點，保護(hù)間隔需要1個頻點，這樣共需要21個頻點，考慮到話音業(yè)務(wù)帶寬的富裕性，30MHz帶寬(18個頻點)能夠滿足一個獨立TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的需要。其次，頻譜效率高對于話音業(yè)務(wù)，10MHz帶寬按0.02Erl，WCDMA可以支持64個(由于呼吸效應(yīng)采用50%輕載)12.2k話音信道，覆蓋3200用戶。TD-SCDMA可以支持144個(沒有呼吸效應(yīng)可以滿載)12.2k話音信道，覆蓋7200用戶。TD-SCDMA由于綜合采用FDMA、TDMA和CDMA的混合復(fù)用技術(shù)，同時結(jié)合智能天線和聯(lián)合檢測等抗干擾技術(shù)，能夠有效地抵消干擾，使系統(tǒng)能夠在滿碼道的條件下工作，因此，頻譜效率高，能夠滿足未來擴(kuò)展需求。第三，適于全球漫游TD-SCDMA獨享TDD頻段，擁有全球一致的頻率劃分，全球核發(fā)實際有效許可證124張，TDD占有104張，為TD-SCMDA在全球的推廣和漫游創(chuàng)造了得天獨厚的有利條件。同為FDD模式的WCDMA及cdma2000在頻譜的實際劃分上難免出現(xiàn)分歧，都不可能直接實現(xiàn)全球漫游，只有通過多模終端才能解決問題。2.3、TD-SCDMA的組網(wǎng)優(yōu)勢首先，網(wǎng)絡(luò)沒有呼吸效應(yīng)用戶數(shù)的增加使覆蓋半徑收縮的現(xiàn)象稱之為呼吸效應(yīng)，每種業(yè)務(wù)用戶數(shù)的變化都會導(dǎo)致所有業(yè)務(wù)的覆蓋半徑發(fā)生變化。其主要原因是CDMA是一個自干擾系統(tǒng)，當(dāng)用戶數(shù)顯著增加時，用戶產(chǎn)生的自干擾呈指數(shù)增加，因此呼吸效應(yīng)是一般CDMA系統(tǒng)的一個天生缺陷。cdma2000和WCDMA的無線接入除了擴(kuò)頻帶寬差異外，所用技術(shù)近似，WCDMA的每個載波占用5×2MHz帶寬，最大可以支持128個12.2k話音信道，自干擾隨用戶數(shù)呈指數(shù)增加，主要靠功率控制技術(shù)來降低自干擾，并沒有從根本上消除自干擾，所以呼吸效應(yīng)現(xiàn)象明顯，實際只可支持64個話音信道。TD-SCDMA的每個載波僅占1.6MHz帶寬，每個載波又進(jìn)一步劃分出多個時隙，類似GSM網(wǎng)絡(luò)，它通過低帶寬FDMA和TDMA時隙的劃分消除了系統(tǒng)的絕大局部干擾，使產(chǎn)生呼吸效應(yīng)的因素顯著降低；由于在每個時隙中采用CDMA技術(shù)來提高容量，產(chǎn)生呼吸效應(yīng)的唯一原因是單時隙中多個用戶之間的自干擾，由于其單時隙最多只能支持8個12.2k的話音信道，單時隙用戶數(shù)量少使自干擾較少；同時，這局部自干擾通過聯(lián)合檢測和智能天線技術(shù)被進(jìn)一步抑制，因此TD-SCDMA不再是一個干擾受限系統(tǒng)，而是一個碼道受限系統(tǒng)，覆蓋半徑不隨用戶數(shù)的增加而變化，即沒有呼吸效應(yīng)。其次，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃能同時保證各種業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋從3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的角度看，根據(jù)鏈路預(yù)算研究說明，WCDMA各種業(yè)務(wù)的擴(kuò)頻因子不同，各種業(yè)務(wù)的覆蓋半徑差距較大，無法解決高速業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋和低速業(yè)務(wù)干擾嚴(yán)重的弊病。覆蓋采用不同半徑的同心圓來進(jìn)行，即“同心覆蓋〞，這給網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來了麻煩，如果保證語音業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋，就不能保證高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如果保證高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋，語音業(yè)務(wù)的覆蓋就有很大重疊，相互之間會存在嚴(yán)重的干擾。使得其在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時不得不采用“一次規(guī)劃，分期建設(shè)〞的策略，這需要在規(guī)劃初期就對未來市場的容量和業(yè)務(wù)需求做出準(zhǔn)確預(yù)測，實際上現(xiàn)在對未來3G市場的預(yù)測是很難準(zhǔn)確的，當(dāng)市場的需求與最初的預(yù)測不同時，只能進(jìn)行優(yōu)化，情況嚴(yán)重時需要限制業(yè)務(wù)的開展。WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃分期建設(shè)策略難于實施，后期網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)前向兼容性差，需要搬遷前期網(wǎng)絡(luò)基站，對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的穩(wěn)定性影響較大。TD-SCDMA頻率資源豐富，沒有呼吸效應(yīng)，使得其各業(yè)務(wù)的覆蓋半徑近似相同，即“同徑覆蓋〞，因此能同時保證各業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是最接近理想蜂窩結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。使得其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略為“屢次規(guī)劃，分層建設(shè)〞。屢次規(guī)劃是指：根據(jù)不同時期的市場需求進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，保證了建網(wǎng)與市場需求同步，滿足各業(yè)務(wù)隨時間不斷演進(jìn)的需求，防止資源浪費。分層建設(shè)是指：通過增加頻點來滿足不同時期和不同情況下的容量和業(yè)務(wù)需求，對站址和覆蓋不做變動，保持各次規(guī)劃之間的相互獨立。后期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不影響前期網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)健康開展。第三，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化最正確。從3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的角度看，WCDMA和cdma2000只能采用“同頻加站補(bǔ)盲〞的“硬優(yōu)化〞策略進(jìn)行補(bǔ)盲區(qū)和吸收話務(wù)量，這種方法在解決了局部問題的同時，又引入了鄰區(qū)干擾加重、鄰區(qū)配置復(fù)雜等一系列問題，甚至需要調(diào)整原規(guī)劃中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(搬遷局部原有站點)，必然會造成大量的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)采用“異頻加站補(bǔ)盲〞的“軟優(yōu)化〞策略來解決覆蓋盲點和容量超載，不會增加鄰區(qū)干擾，原網(wǎng)絡(luò)性能不受新加基站的影響。軟優(yōu)化策略也使得TD-SCDMA系統(tǒng)能夠在不改變原有站點分布的情況下，解決因環(huán)境變化而帶來的盲區(qū)覆蓋，解決因業(yè)務(wù)變化而帶來的容量超載。同時，豐富的無線資源也使得TD-SCDMA的組網(wǎng)可以采用全向或定向、單載頻或多載頻、同頻或異頻組網(wǎng)等不同組合方式，以適應(yīng)不同的環(huán)境和業(yè)務(wù)需求。再者，TD-SCDMA還利用軟件無線電技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)通過調(diào)整或升級該系統(tǒng)的軟件算法來應(yīng)對由于地物地貌或者信號傳播特性變化等問題，確保了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量在所有階段都是最優(yōu)的。2.4、TD-SCDMA的業(yè)務(wù)優(yōu)勢TD-SCDMA業(yè)務(wù)是基于在TDD雙工模式下的TDMA傳輸方式。在每個無線信道時域里的一個定期重復(fù)的TDMA幀結(jié)構(gòu)被分為8個時隙，通過改變上/下行鏈路間時隙的轉(zhuǎn)換點，能夠適應(yīng)從低比特率語音業(yè)務(wù)到高比特率因特網(wǎng)業(yè)務(wù)以及對稱和非對稱的所有3G業(yè)務(wù)。該系統(tǒng)無須改變原基站和用戶終端里射頻硬件即可獲得相應(yīng)的系統(tǒng)性能。從8kbit/s到2Mbit/s的比特率，從對稱業(yè)務(wù)到非對稱業(yè)務(wù)的上/下行鏈路的TDD時隙比的變化，都是通過專門的DSP軟件來實現(xiàn)的。對于語音和多媒體實時業(yè)務(wù)的傳輸在TD-SCDMA方案里，像語音和多媒體信號這種多個低比特率信號并行傳輸?shù)那闆r，將采用CDMA傳輸方式。由于TD-SCDMA的根底TDMA幀結(jié)構(gòu)的特性，每一瞬間全部用戶被分發(fā)到每方向的時隙上。在多信號TDMA/CDMA傳輸方式下，每個編碼的CDMA信道在每5ms的幀結(jié)構(gòu)上一個定期重復(fù)的時隙里工作。通過引入聯(lián)合檢測技術(shù)，一方面，CDMA檢測條件不會因為鏈路的干擾和用戶的高速運動而喪失。另一方面，可以獲得一個最大的CDMA高負(fù)載因子，以支持每個時隙上最多的用戶。對多個信號的CDMA傳輸，根本的TDMA幀的時隙最多可同時支持16個不同的CDMA信號。對于高速因特網(wǎng)和包交換業(yè)務(wù)的傳輸對串行的高速信號的傳輸，如因特網(wǎng)和其它包交換信號，那么采用不擴(kuò)頻的TDMA傳輸方式。因此，高速數(shù)據(jù)傳輸運行在高速TDMA中，包交換的高速串行用戶信號和因特網(wǎng)業(yè)務(wù)是用1.28Msps的符號速率被傳送的。此時，對于高載波信號干擾比的無線環(huán)境，用戶數(shù)據(jù)速率是2Mbit/s(8PSK調(diào)制)。對于低載波信號干擾比環(huán)境，用戶速率由于采用更可靠的QPSK調(diào)制降為768kbit/s；隨著載波信號干擾比的進(jìn)一步降低和干擾的增強(qiáng)而采用更多的冗余來維持信號質(zhì)量，信號速率將逐漸降為384kbit/s、192kbit/s和96kbit/s。2.5、TD-SCDMA的本錢優(yōu)勢TD-SCDMA的本錢優(yōu)勢來源于技術(shù)優(yōu)勢。它通過CDMA來提升系統(tǒng)容量，通過低帶寬載波和TDMA來抑制系統(tǒng)的主要干擾，通過智能天線和聯(lián)合檢測技術(shù)來抑制剩余的CDMA干擾；這樣，在網(wǎng)絡(luò)容量上TD-SCDMA具有較高的容量，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋上TD-SCDMA支持邊緣覆蓋和各業(yè)務(wù)覆蓋半徑相同，在網(wǎng)絡(luò)特性上TD-SCDMA沒有呼吸效應(yīng)；這使TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)容量和抗干擾得到很好均衡。同時，TD-SCDMA通過TDD方式來提高對不對稱業(yè)務(wù)的支持效率，并在標(biāo)準(zhǔn)中充分考慮對混合業(yè)務(wù)的支持，使它對混合業(yè)務(wù)具有很高的靈活性和擴(kuò)展性。首先，系統(tǒng)設(shè)備單信道本錢廉價一半3G系統(tǒng)主要包括核心網(wǎng)、基站控制器和基站，3G系統(tǒng)的投資最主要在基站，基站本錢成為衡量系統(tǒng)設(shè)備本錢的標(biāo)志；TD-SCDMA與3G的其它兩種技術(shù)體制比較，核心網(wǎng)和基站控制器的本錢沒有明顯的差異；不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基站差異較大，本錢差異也較大。其次，各期建網(wǎng)本錢大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)大致可分為覆蓋驅(qū)動期、容量驅(qū)動期和成熟期3個階段，TD-SCDMA在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的不同階段具有本錢優(yōu)勢。建設(shè)初期即為覆蓋驅(qū)動期，要求擴(kuò)大和完善覆蓋、對多業(yè)務(wù)進(jìn)行低本錢的連續(xù)覆蓋是該期的主要任務(wù)；TD-SCDMA每種業(yè)務(wù)的覆蓋半徑相同，并且能夠進(jìn)行廣域覆蓋，同時后期的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不需要對前期網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，能夠節(jié)省30%以上的基站數(shù)量。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)除了系統(tǒng)設(shè)備，還包括站址、機(jī)房、傳輸、電源、天線、鐵塔等，由于社區(qū)景觀和環(huán)保問題，站址獲取越來越難，共享站址和配套資源已成為3G建設(shè)的主要問題；TD-SCDMA由于對站址分布要求低，原有站址和配套資源的利用率較高，90%以上的站址可以利用原有站址；而WCDMA的站址重用率不超過60%。同時，TD-SCDMA在不同階段的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不需要調(diào)整原有網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的工程量得到顯著降低。第三，終端本錢優(yōu)勢明顯TDD不用雙工器和大功率線性功放，可簡化射頻電路，使得系統(tǒng)設(shè)備和本錢較低。已有4家相繼推出TD-SCDMA/GSM雙模芯片，大大加速了商用化步伐。無論歐美哪一個標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)企業(yè)都要交納高額的專利使用費；即使按5%計算，幾年累計即可高達(dá)500億元，如果再加上入門費、芯片費，金額之大，更是驚人。而TD-SCDMA擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)，掌握核心技術(shù)，具有中國開發(fā)生產(chǎn)的芯片，使得專利費用和終端價格會顯著降低。特別是基于自主知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)的芯片、終端和系統(tǒng)，國家的平安更有保證。由以上論述可以看出：三種3G主流標(biāo)準(zhǔn)中TD-SCDMA性能價格比最正確，經(jīng)嚴(yán)格的室內(nèi)和外場測試都證實比WCDMA和cdma2000具有突出的優(yōu)勢。3、TD-SCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能實體TD-SCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP制定的UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一樣的。在設(shè)計UMTS網(wǎng)絡(luò)時，主要應(yīng)該遵循以下幾條原那么：無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)功能應(yīng)盡量別離。對相關(guān)無線資源的管理、調(diào)度等功能主要由無線接入網(wǎng)來承當(dāng)；與業(yè)務(wù)和應(yīng)用相關(guān)的、貼近用戶的功能那么由核心網(wǎng)執(zhí)行。在邏輯上將傳輸網(wǎng)和信令網(wǎng)別離從標(biāo)準(zhǔn)的角度出發(fā)，用戶設(shè)備和UTRAN采用全新的協(xié)議，其設(shè)計基于WCDMA/TD-SCDMA無線技術(shù)；核心網(wǎng)采用GSM/GPRS第二代的定義，以后逐步向全I(xiàn)P網(wǎng)開展。UMTS〔UniversalMobileTelecommunicationSystem〕通用移動通信系統(tǒng)與第二代移動通信系統(tǒng)在邏輯結(jié)構(gòu)方面根本相同。如果從功能上看，可以分成一些不同功能的子網(wǎng)(subnetwork),主要包括核心網(wǎng)(CoreNetwork，CN)和無線接入網(wǎng)(RadioAccessNetwork，RAN)兩局部。核心網(wǎng)主要處理UMTS系統(tǒng)內(nèi)部所有的話音呼叫、數(shù)據(jù)連接和交換，以及與外部其它網(wǎng)絡(luò)的連接和路由選擇。無線接入網(wǎng)完成所有與無線有關(guān)的功能。這兩個子網(wǎng)與用戶終端設(shè)備(UserEquipment，UE)一起構(gòu)成了完整的UMTS系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。圖中UTRAN(UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)執(zhí)行RAN的功能，它與核心網(wǎng)CN之間的接口為Iu，與用戶終端設(shè)備UE之間的接口為Uu。圖3.1UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4、TD-SCDMA接入網(wǎng)的根本結(jié)構(gòu)為了提供各種無線通信業(yè)務(wù)，必須使用一些特殊的功能。這些功能實體可以在不同的設(shè)備或設(shè)備組成的體系上實現(xiàn)。也就是說，數(shù)據(jù)是在這些功能實體之間交換的。4.1、TD-SCDMA接入網(wǎng)功能UTRAN的主要功能主要包括兩個方面，如下描述。在移動性業(yè)務(wù)和管理方面，包括如下功能：傳輸用戶數(shù)據(jù)系統(tǒng)消息調(diào)度數(shù)據(jù)的加/解密信令的完整性保護(hù)切換SRNS重定位及終端定位等在整個接入網(wǎng)的無線資源管理方面，包括如下功能：網(wǎng)絡(luò)同步播送/多播的消息調(diào)度及流控業(yè)務(wù)量報告4.2、根本結(jié)構(gòu)UTRAN是第三代移動通信系統(tǒng)中的無線接入網(wǎng)局部，由一組RNS組成，通過Iu接口和核心網(wǎng)相連。每個RNS包括一個RNC和或多個NodeB，NodeB與RNC之間通過Iub接口進(jìn)行通信。圖4.1描述了接入網(wǎng)的根本結(jié)構(gòu)。圖4.1接入網(wǎng)根本結(jié)構(gòu)通常一個用戶和UTRAN連接時，只涉及到一個RNS，此時這個RNS稱為效勞RNS〔SRNS〕；但是在無線接口技術(shù)采用WCDMA的情況下，由于軟切換的出現(xiàn)，可能會發(fā)生一個UE和UTRAN的連接使用多個RNS資源的情況，這時就引入了漂移RNS〔DRNS〕的概念。下面簡要介紹組成UTRAN的主要網(wǎng)絡(luò)元素。RNC主要負(fù)責(zé)接入網(wǎng)無線資源的管理，包括接納控制、功率控制、負(fù)載控制、切換和分組調(diào)度等。通過RRC協(xié)議執(zhí)行的相應(yīng)過程來完成這些功能。NodeB主要功能是進(jìn)行空中接口的物理層處理，如信道交織和編碼、速率匹配和擴(kuò)頻等。同時它也執(zhí)行無線資源管理局部的內(nèi)環(huán)功控。4.3、功能實體從圖4.1可以看出，TD-SCDMA接入網(wǎng)根本結(jié)構(gòu)中主要包括RNC和NodeB兩個功能實體，下面針對這兩個局部進(jìn)行簡單介紹。、無線網(wǎng)絡(luò)控制器〔RNC〕RNC主要是用于分配和控制UTRAN的無線資源。通過Iu接口與移動交換中心(MSC)或SGSN(效勞型GPRS支持節(jié)點)相連接，執(zhí)行UE和UTRAN之間的無線資源控制(RRC)協(xié)議。RNC在邏輯上對應(yīng)于GSM網(wǎng)絡(luò)中的基站控制器(BSC)。我們將控制NodeB的RNC稱為CRNC(節(jié)點B的控制RNC)。CRNC負(fù)責(zé)對其所控制的小區(qū)的無線資源進(jìn)行管理。大唐公司自主研發(fā)了可以用于各種組網(wǎng)要求的TD-SCDMARNC設(shè)備，其相關(guān)類型和配置內(nèi)容可以參見?大唐移動TD-SCDMARNC產(chǎn)品說明書?。4.3.2NodeB節(jié)點B的主要任務(wù)是完成空中接口與物理層的相關(guān)處理功能，如信道編碼、交織、速率匹配及擴(kuò)頻等。同時還執(zhí)行一些如內(nèi)環(huán)功率控制等無線資源管理功能。NodeB在邏輯上對應(yīng)于GSM基站。大唐公司自主研發(fā)了可以用于各種環(huán)境下組網(wǎng)的TD-SCDMANodeB設(shè)備，包括宏基站、微基站、超基站等，具體內(nèi)容可以參見?大唐移動TD-SCDMANodeB宏基站產(chǎn)品說明書?及?大唐移動TD-SCDMANodeB微基站產(chǎn)品說明書?。5、TD-SCDMA核心網(wǎng)的根本結(jié)構(gòu)由于要滿足用戶在多種無線運營環(huán)境下進(jìn)行通信的要求，所以核心網(wǎng)需要支持不同的無線接入技術(shù)，另外，第三代移動通信系統(tǒng)可提供多媒體業(yè)務(wù)，應(yīng)支持用戶從移動網(wǎng)絡(luò)到固定網(wǎng)絡(luò)的接入等。所以，第三代移動通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)必須同時具備電路交換和分組交換功能。本節(jié)通過介紹核心網(wǎng)的根本結(jié)構(gòu)、主要功能實體以及主要接口，來向用戶闡述TD-SCDMA系統(tǒng)所需要的核心網(wǎng)的特點。5.1、TD-SCDMA核心網(wǎng)功能在3GPP的系統(tǒng)架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)分為接入網(wǎng)域和核心網(wǎng)域。Iu接口是核心網(wǎng)和UTRAN之間的接口。它是一個公共開放的接口，其結(jié)構(gòu)不會限制核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)各自網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化和演進(jìn)。原那么上講，接入網(wǎng)和核心網(wǎng)是相互獨立的。對于核心網(wǎng)，它不關(guān)心接入網(wǎng)采用哪種具體的接入模式。TD-SCDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)同WCDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)是完全一樣的。第三代移動通信系統(tǒng)核心網(wǎng)的主要功能有以下幾個方面：GPRS無線資源〔GRR〕管理GPRS無線資源管理的過程是建立、保持和釋放無線資源連接，以允許網(wǎng)絡(luò)和移動臺間的點對點的對話，這包括小區(qū)選擇/重選和切換過程。無線資源管理包括同公共傳輸資源管理相關(guān)的功能，如物理信道和控制信道上的數(shù)據(jù)鏈接。同時還包括在無RR連接建立時對單向BCCH和CCCH的接收，允許自動的小區(qū)選擇/重選等。GPRS移動性管理GMM主要由移動性管理子層來執(zhí)行。其主要功能是支持用戶終端的移動性，例如，將用戶移動終端的當(dāng)前位置通知給網(wǎng)絡(luò)并提供用戶標(biāo)識的機(jī)密性；移動性管理子層的另一個功能是向上層連接管理子層的不同實體提供連接管理業(yè)務(wù)。移動性管理子層包括兩個程序：非GPRS業(yè)務(wù)的移動性管理程序和GPRS業(yè)務(wù)的GMM程序。所有MM程序只有在一個MS和網(wǎng)絡(luò)之間的RR連接建立后才能執(zhí)行，否那么MM子層必須發(fā)起一個RR連接建立。連接管理連接管理子層包括有呼叫控制、短消息業(yè)務(wù)、會話管理和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等，對網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)進(jìn)行控制和管理。5.2、根本結(jié)構(gòu)TD-SCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)可以將用戶接入到各種外部網(wǎng)絡(luò)以及業(yè)務(wù)平臺，如：電路交換語音網(wǎng)、分組交換語音網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、Internet、Intranet、電子商務(wù)、短信中心等。圖5.1是第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)參考網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)〔R4〕，從中可以看到TD-SCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)局部的功能單元。圖5.1第三代移動通信網(wǎng)核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)R4核心網(wǎng)邏輯上分為CS域和PS域，在R5中又引入了IMS域，包含了支持網(wǎng)絡(luò)特性和電信業(yè)務(wù)的物理實體，提供用戶位置信息的管理、網(wǎng)絡(luò)特性和業(yè)務(wù)的控制、信令和用戶產(chǎn)生的信息的傳輸機(jī)制，負(fù)責(zé)建立移動臺和相關(guān)固定網(wǎng)絡(luò)之間，以及移動臺和移動臺之間的通信。二、CDMA2000系統(tǒng)1、CDMA2000簡介CDMA2000〔CodeDivisionMultipleAccess2000〕是一個3G移動通訊標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟ITU的IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的無線電接口，也是2GcdmaOne標(biāo)準(zhǔn)的延伸。根本的信令標(biāo)準(zhǔn)是IS-2000。CDMA2000與另一個3G標(biāo)準(zhǔn)WCDMA不兼容。CDMA2000也稱為CDMAMulti-Carrier，由美國高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、Lucent和後來參加的韓國三星都有參與，韓國現(xiàn)在成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結(jié)構(gòu)直接升級到3G，建設(shè)本錢低廉。但目前使用CDMA的地區(qū)只有日、韓和北美，所以相對于WCDMA來說，CDMA2000的適用范圍要小些，使用者和支持者也要少些。不過CDMA2000的研發(fā)技術(shù)卻是目前3G各標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)度最快的，許多3G已經(jīng)率先面世。CDMA2000是一個3G移動通訊標(biāo)準(zhǔn),國際電信聯(lián)盟ITU的IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的無線電接口，也是2GCDMA標(biāo)準(zhǔn)(IS-95,標(biāo)志CDMA1X)的延伸。根本的信令標(biāo)準(zhǔn)是IS-2000。CDMA2000與另兩個主要的3G標(biāo)準(zhǔn)WCDMA以及TD-SCDMA不兼容。CDMA2000是美國通訊行業(yè)協(xié)會(TIA-USA)的注冊商標(biāo),并不是一個象CDMA一樣的通用術(shù)語。TIA也注冊了他們的2GCDMA標(biāo)準(zhǔn)(AKAIS-95)對應(yīng)CDMA1X。目前我國電信采用此標(biāo)準(zhǔn)。2、CDMA2000分類CDMA2000有多個不同的版本。下面按照演化過程排列：CDMA20001xCDMA20001x就是眾所周知的3G1X或者1xRTT,它是3GCDMA2000技術(shù)的核心。標(biāo)志1x習(xí)慣上指使用一對1.25MHz無線電信道的CDMA2000無線技術(shù)。日本運行商KDDI的CDMA20001xEV-DO網(wǎng)絡(luò)使用商標(biāo)"CDMA1XWIN"，不過這只是用于市場促銷的目的罷了。CDMA20001xRTTCDMA20001xRTT(RTT－無線電傳輸技術(shù))是CDMA2000一個根底層，理論上支持最高達(dá)144kbps數(shù)據(jù)傳輸速率.盡管獲得3G技術(shù)的官方資格，但是通常被認(rèn)為是2.5G或者2.75G技術(shù)，因為它的速率只是其他3G技術(shù)幾分之一。另外它擁有雙倍的語音容量較之之前的CDMA網(wǎng)絡(luò)。CDMA20001xEVCDMA20001xEV(Evolution－開展)是CDMA20001x附加了高數(shù)據(jù)速率(HDR)能力。1xEV一般分成2個階段：CDMA20001xEV第一階段，CDMA20001xEV-DO(Evolution-DataOnly－開展－只是數(shù)據(jù))在一個無線信道傳送高速數(shù)據(jù)報文數(shù)據(jù)的情況下，理論上支持下行(向前鏈路)數(shù)據(jù)速率最高3.1Mbps，上行(反向鏈路)速率最高到1.8Mbps。CDMA20001xEV第二階段，CDMA20001xEV-DV(Evolution-DataandVoice開展－數(shù)據(jù)和語音)，理論上支持下行(向前鏈路數(shù)據(jù)速率最高3.1Mbpsand上行(反相鏈路)速率最高1.8Mbps。1xEV-DV還能支持1x語音用戶，1xRTT數(shù)據(jù)用戶和高速1xEV-DV數(shù)據(jù)用戶使用同一無線信道并行操作。1xEV-DO已經(jīng)開始商業(yè)化運營。歐洲市場稍微早于美國市場。2004年夏捷克移動運營商Eurotel開始運營sinceCDMA20001xEV-DO網(wǎng)絡(luò)，他們提供的上行速率大約1Mbps。這項效勞每月大約花費30歐元無流量限制。如果使用這項效勞，你需要購置一個大約300歐元的GtranGPC-6420調(diào)制解調(diào)器。當(dāng)前部署情況2004年1月,北美VerizonWireless宣布方案在全國范圍部署1xEV-DO。盡管有些運營商已經(jīng)完成測試或者有線的試用,但是到2004年7月還沒有一個商業(yè)化運營的1xEV-DV。美國運營商SprintPCS已經(jīng)宣布方案在他們已有的CDMA網(wǎng)絡(luò)根底上部署1xEV-DV網(wǎng)絡(luò)。由于可用的1xEV-DV設(shè)備延遲交貨和來自美國其他正在部署3G網(wǎng)絡(luò)的運營商的壓力,Sprint宣布，2004年6月方案廣泛部署1xEV-DO.但是他們的長期1xEV-DV方案好似還不確定(thoughtheircurrentroadmapstatesa2006deploymentofEV-DV).Qualcomm高通最近由于缺乏運營利潤可能已經(jīng)停止EV-DV的開發(fā),更可能是因為Sprint和Verizon都在使用EV-DO.CDMA20003xCDMA20003x利用一對3.75MHz無線信道(i.e.,3X1.25MHz)來實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)速率。3X版本的CDMA2000有時被叫做多載波〔Multi-Carrier或者M(jìn)C〕，這一版本還沒有部署正處在研究開發(fā)階段。3、CDMA2000與CDMA的關(guān)系CDMA是碼分多址(Code-DivisionMultipleAccess)技術(shù)的縮寫，是近年來在數(shù)字移動通信進(jìn)程中出現(xiàn)的一種先進(jìn)的無線擴(kuò)頻通信技術(shù)，它能夠滿足市場對移動通信容量和品質(zhì)的高要求，具有頻譜利用率高、話音質(zhì)量好、保密性強(qiáng)、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆覆蓋廣等特點，可以大量減少投資和降低運營本錢。CDMA最早由美國高通公司推出，與GSM相同，CDMA也有2代、2.5代和3代技術(shù)。中國聯(lián)通推出的CDMA屬于2.5代技術(shù)。CDMA被認(rèn)為是第3代移動通信技術(shù)的首選，目前3G的標(biāo)準(zhǔn)有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。CDMA2000是在CDMA框架下的一個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3.1、CDMA產(chǎn)生的技術(shù)背景CDMA，就是利用展頻的通訊技術(shù)，因而可以減少之間的干擾，并且可以增加用戶的容量，而且的功率還可以做的比較低，不但可以使使用時間更長，更重要的是可以降低電磁波輻射對人的傷害。CDMA的帶寬可以擴(kuò)展較大，還可以傳輸影像，這是第三代為什么選用CDMA的原因。CDMA技術(shù)的出現(xiàn)源自于人類對更高質(zhì)量無線通信的需求。第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭CDMA的需要而研究開發(fā)出CDMA技術(shù)，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，在戰(zhàn)爭期間廣泛應(yīng)用于軍事抗干擾通信，后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù)。1995年，第一個CDMA商用系統(tǒng)(被稱為IS-95A)被美國高通公司運行之后，CDMA技術(shù)理論上的諸多優(yōu)勢在實踐中得到了檢驗，從而在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應(yīng)用。全球許多國家和地區(qū)，包括中國大陸、中國香港、韓國、日本、美國都已建有CDMA商用網(wǎng)絡(luò)。在美國和日本，CDMA成為國內(nèi)的主要移動通信技術(shù)。在美國，10個移動通信運營公司中有7家選用CDMA。到2006年4月，韓國有60%的人口成為CDMA用戶。在澳大利亞主辦的第27屆奧運會中，CDMA技術(shù)更是發(fā)揮了重要作用。中國聯(lián)通于2002年1月8日正式開通了CDMA網(wǎng)絡(luò)并投入商用，2021年10月1日后轉(zhuǎn)由中國電信經(jīng)營，號段為133、153、189及剛剛放號的180號段。3.2、CDMA系統(tǒng)缺點來自非同步CDMA網(wǎng)中不同的用戶的擴(kuò)頻序列不完全正交，從而引起多址干擾；由于使用相同的載頻，許多用戶共用一個信道，強(qiáng)信號對弱信號有著明顯的抑制作用，從而產(chǎn)生“遠(yuǎn)－－近〞效應(yīng)，影響用戶通話。CDMA系統(tǒng)中采用功率控制技術(shù)解決“遠(yuǎn)近〞效應(yīng)3.3、CDMA擴(kuò)頻原理3.3.1、擴(kuò)頻通信定義所謂擴(kuò)展頻譜通信，可定義如下：擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息所必需的最小帶寬；頻帶的展寬是通過編碼及調(diào)制的方法實現(xiàn)的，并與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端那么用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。此定義包括四方面的內(nèi)容：①信號的頻譜被展寬了。②信號頻譜的展寬是通過擴(kuò)頻碼序列調(diào)制的方式實現(xiàn)的。我們知道，在時間上有限的信號，其頻譜是無限的。信號的頻帶寬度與其持續(xù)時間近似成反比，因此，如果用很窄的脈沖序列被所傳的信息調(diào)制，那么可產(chǎn)生很寬頻帶的信號。這種很窄的脈沖碼序列，其碼速率是很高的，稱為擴(kuò)頻碼序列。③采用的擴(kuò)頻碼序列與所傳信息數(shù)據(jù)是無關(guān)的，也就是說它與一般的正弦波信號一樣，絲毫不影響信息傳輸?shù)耐该餍?，擴(kuò)頻碼序列僅僅起擴(kuò)展信號頻譜的作用。④在接收端用相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)。3.3.2、擴(kuò)頻通信的根本原理擴(kuò)頻通信的根本原理如圖1-1所示：1-11-1在發(fā)端輸入的信息(比特率)先經(jīng)過信息調(diào)制形成數(shù)字信號〔符號率symbol〕，然后由擴(kuò)頻發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜(碼片率chip)。展寬以后的信號調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在收端接收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去解擴(kuò)。最后經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出，由此可見，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行三次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)，解擴(kuò)，和射頻解調(diào)。按照擴(kuò)展頻譜的方式不同，現(xiàn)有的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可分為：直接序列〔DS〕擴(kuò)頻，跳頻〔FH〕,跳時〔TH〕，線性調(diào)頻〔Chirp〕,以及上述幾種方式的組合。3.3、CDMA系統(tǒng)的信道類型3.4.1、IS-95系統(tǒng)的信道類型簡介如圖1-4所示，分為IS-95系統(tǒng)的前向信道〔FORWARDCHANNELS〕和反向信道〔REVERSECHANNELS〕。前向信道〔FORWARDCHANNELS〕：導(dǎo)頻〔PILOT〕信道同步〔SYNC〕信道尋呼〔PAGING〕信道業(yè)務(wù)〔TRAFFIC〕信道反向信道〔REVERSECHANNELS〕：接入〔ACCESS〕信道業(yè)務(wù)(TRAFFIC)信道圖1-4IS-95系統(tǒng)前反向物理信道3.4.2、cdma20001x系統(tǒng)的信道類型前向信道〔FORWARDCHANNELS〕:F-Pilot〔WalshCode0〕：前向?qū)ьl信道，功能等同于IS-95A中的前向?qū)ьl信道，用于使移動臺進(jìn)行同步相干解調(diào)，基站在此信道發(fā)送導(dǎo)頻信號供移動臺識別基站并引導(dǎo)移動臺入網(wǎng)；F-Sync(WalshCode32)：前向同步信道，功能等同于IS-95A中的前向同步信道，用于為移動臺提供系統(tǒng)時間和幀同步信息,基站在此信道發(fā)送同步信息提供移動臺建立與系統(tǒng)的定時和同步；PAGING(WalshCode1～WalshCode7)：前向?qū)ず粜诺?，功能與IS-95A中的前向?qū)ず粜诺老嗤?，基站在此信道向移動臺發(fā)送有關(guān)尋呼、指令以及業(yè)務(wù)信道指配信息；F-BCH：前向播送控制信道，只能工作在RC3以上，用于傳遞Overhead消息給移動臺;F-QPCH：前向快速尋呼信道，只能工作在RC3以上，用來快速指示移動臺在哪一個時隙上接收F-PCH或F-CCCH上的控制消息，由于移動臺可以不用長時間監(jiān)視F-PCH或F-CCCH時隙，可以較大幅度的節(jié)省移動臺電能；F-CPCCH：前向公共功率控制信道。當(dāng)移動臺在R-CCCH上發(fā)送數(shù)據(jù)時，向移動臺傳遞反向功率控制比特；F-CACH：前向公共指配信道，只能工作在RC3以上，與F-CPCH、R-EACH、R-CCCH配合使用，當(dāng)基站解調(diào)出一個R-EACHHeader后，通過F-CACH指示移動臺在哪一個R-CCCH信道上發(fā)送接入消息，接收哪個F-CPCH子信道的功率控制比特；F-CCCH：前向公共控制信道，用于當(dāng)移動臺還沒有建立業(yè)務(wù)信道時，基站和移動臺之間傳遞一些控制消息和突發(fā)的短數(shù)據(jù)；F-FCH：前向根本信道，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，用于當(dāng)移動臺進(jìn)入到業(yè)務(wù)信道狀態(tài)后，承載信令、話音、低速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或輔助業(yè)務(wù)；F-DCCH：前向?qū)Ｓ每刂菩诺?，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，只能工作在RC3以上，當(dāng)移動臺處于業(yè)務(wù)信道狀態(tài)時，用于傳遞一些消息或低速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；F-SCH：前向補(bǔ)充信道，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，只能工作在RC3以上，用于當(dāng)移動臺進(jìn)入到業(yè)務(wù)信道狀態(tài)后，承載高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)〔14.4kbps及以上〕。反向信道〔REVERSECHANNELS〕:R-Pilot：反向?qū)ьl信道，只能工作在RC3以上，用于輔助基站檢測移動臺所發(fā)射的數(shù)據(jù)；R-ACH：反向接入信道，功能與IS-95A中的反向接入信道相同；R-EACH：反向增強(qiáng)接入信道，只能工作在RC3以上，當(dāng)移動臺還未建立業(yè)務(wù)信道時，可以通過該信道發(fā)送控制消息到基站，提高了移動臺的接入能力；R-CCCH：反向公共控制信道，用于當(dāng)移動臺還沒有建立業(yè)務(wù)信道時，基站和移動臺之間傳遞一些控制消息和突發(fā)的短數(shù)據(jù)；R-FCH：反向根本信道，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，用于當(dāng)移動臺進(jìn)入到業(yè)務(wù)信道狀態(tài)后，承載信令、話音、低速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或輔助業(yè)務(wù)；R-DCCH：反向?qū)Ｓ每刂菩诺溃瑢儆跇I(yè)務(wù)信道的一種，只能工作在RC3以上，當(dāng)移動臺處于業(yè)務(wù)信道狀態(tài)時，用于傳遞一些消息或低速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；R-SCH：反向補(bǔ)充信道，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，只能工作在RC3以上，用于當(dāng)移動臺進(jìn)入到業(yè)務(wù)信道狀態(tài)后，承載高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)〔14.4kbps及以上〕。在1xRTT最初啟動時，許多IS-95移動臺還存在。IS－95移動臺在現(xiàn)存的信道上仍可以獲取配置信息。在1xRTT階段使用的信道不包括F-BCH，F(xiàn)-CPCCH，F(xiàn)-CACH，F(xiàn)-CCCH和F-DCCH，這些信道將在以后逐步實現(xiàn)，這些是專為1xRTT移動臺效勞的。SupplementalCodeChannelsSupplementalCodeChannelsF-SCCH三、WCDMA系統(tǒng)1、WCDMA系統(tǒng)概述UMTS〔UniversalMobileTelecommunicationsSystem、通用移動通信系統(tǒng)〕是采用WCDMA空中接口技術(shù)的第三代移動通信系統(tǒng)，通常也把UMTS系統(tǒng)稱為WCDMA通信系統(tǒng)。UMTS系統(tǒng)采用了與第二代移動通信系統(tǒng)類似的結(jié)構(gòu)，包括無線接入網(wǎng)絡(luò)〔RadioAccessNetwork，RAN〕和核心網(wǎng)絡(luò)〔CoreNetwork，CN〕。其中無線接入網(wǎng)絡(luò)用于處理所有與無線有關(guān)的功能，而CN處理UMTS系統(tǒng)內(nèi)所有的話音呼叫和數(shù)據(jù)連接，并實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的交換和路由功能。CN從邏輯上分為電路交換域〔CircuitSwitchedDomain,CS〕和分組交換域〔PacketSwitchedDomain,PS〕。UTRAN、CN與用戶設(shè)備〔UserEquipment，UE〕一起構(gòu)成了整個UMTS系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。UMTS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從3GPPR99標(biāo)準(zhǔn)的角度來看，UE和UTRAN〔UMTS的陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)〕由全新的協(xié)議構(gòu)成，其設(shè)計基于WCDMA無線技術(shù)。而CN那么采用了GSM/GPRS的定義，這樣可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑過度，此外在第三代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期可以實現(xiàn)全球漫游。2、UMTS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成UMTS網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成如圖3-2所示。UMTS網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成示意圖從圖3-2的UMTS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成示意圖中可以看出，UMTS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)單元包括如下局部：UE〔UserEquipment〕UE是用戶終端設(shè)備，它通過Uu接口與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，為用戶提供電路域和分組域內(nèi)的各種業(yè)務(wù)功能，包括普通話音、數(shù)據(jù)通信、移動多媒體、Internet應(yīng)用〔如E-mail、WWW瀏覽、FTP等〕。UE包括兩局部：ME〔TheMobileEquipment〕，提供給用和效勞USIM〔TheUMTSSubscriberModule〕，提供用戶身份識別UTRAN〔UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork，UMTS〕UTRAN，即陸地?zé)o線接入網(wǎng)，分為基站〔NodeB〕和無線網(wǎng)絡(luò)控制器〔RNC〕兩局部。NodeBNodeB是WCDMA系統(tǒng)的基站〔即無線收發(fā)信機(jī)〕，通過標(biāo)準(zhǔn)的Iub接口和RNC互連，主要完成Uu接口物理層協(xié)議的處理。它的主要功能是擴(kuò)頻、調(diào)制、信道編碼及解擴(kuò)、解調(diào)、信道解碼，還包括基帶信號和射頻信號的相互轉(zhuǎn)換等功能。RNC〔RadioNetworkController〕RNC是無線網(wǎng)絡(luò)控制器，主要完成連接建立和斷開、切換、宏分集合并、無線資源管理控制等功能。CN〔CoreNetwork〕CN，即核心網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)與其他網(wǎng)絡(luò)的連接和對UE的通信和管理。在WCMDA系統(tǒng)中，不同協(xié)議版本的核心網(wǎng)設(shè)備有所區(qū)別。從總體上來說，R99版本的核心網(wǎng)分為電路域和分組域兩大塊，R4版本的核心網(wǎng)也一樣，只是把R99電路域中的MSC的功能改由兩個獨立的實體：MSCServer和MGW來實現(xiàn)。R5版本的核心網(wǎng)相對R4來說增加了一個IP多媒體域，其他的與R4根本一樣。R99版本核心網(wǎng)的主要功能實體如下：MSC/VLRMSC/VLR是WCDMA核心網(wǎng)CS域功能節(jié)點，它通過Iu-CS接口與UTRAN相連，通過PSTN/ISDN接口與外部網(wǎng)絡(luò)〔PSTN、ISDN等〕相連，通過C/D接口與HLR/AUC相連，通過E接口與其它MSC/VLR、GMSC或SMC相連，通過CAP接口與SCP相連，通過Gs接口與SGSN相連。MSC/VLR的主要功能是提供CS域的呼叫控制、移動性管理、鑒權(quán)和加密等功能。GMSCGMSC是WCDMA移動網(wǎng)CS域與外部網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，是可選功能節(jié)點，它通過PSTN/ISDN接口與外部網(wǎng)絡(luò)〔PSTN、ISDN、其它PLMN〕相連，通過C接口與HLR相連，通過CAP接口與SCP相連。它的主要功能是完成VMSC功能中的呼入呼叫的路由功能及與固定網(wǎng)等外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)間結(jié)算功能。SGSNSGSN〔效勞GPRS支持節(jié)點〕是WCDMA核心網(wǎng)PS域功能節(jié)點，它通過Iu-PS接口與UTRAN相連，通過Gn/Gp接口與GGSN相連，通過Gr接口與HLR/AUC相連，通過Gs接口與MSC/VLR，通過CAP接口與SCP相連，通過Gd接口與SMC相連，通過Ga接口與CG相連，通過Gn/Gp接口與SGSN相連。SGSN的主要功能是提供PS域的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動性管理、會話管理、鑒權(quán)和加密等功能。GGSNGGSN〔網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點〕是WCDMA核心網(wǎng)PS域功能節(jié)點，通過Gn/Gp接口與SGSN相連，通過Gi接口與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)〔Internet/Intranet〕相連。GGSN提供數(shù)據(jù)包在WCDMA移動網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的路由和封裝。GGSN主要功能是同外部IP分組網(wǎng)絡(luò)的接口功能，GGSN需要提供UE接入外局部組網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口功能，從外部網(wǎng)的觀點來看，GGSN就好象是可尋址WCDMA移動網(wǎng)絡(luò)中所有用戶IP的路由器，需要同外部網(wǎng)絡(luò)交換路由信息。HLRHLR〔歸屬位置存放器〕是WCDMA核心網(wǎng)CS域和PS域共有的功能節(jié)點，它通過C接口與MSC/VLR或GMSC相連，通過Gr接口與SGSN相連，通過Gc接口與GGSN相連。HLR的主要功能是提供用戶的簽約信息存放、新業(yè)務(wù)支持、增強(qiáng)的鑒權(quán)等功能。3、UTRAN的根本結(jié)構(gòu)UTRAN的結(jié)構(gòu)如圖3-3所示：UTRAN包含一個或幾個無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)〔RNS〕。一個RNS由一個無線網(wǎng)絡(luò)控制器〔RNC〕和一個或多個基站〔NodeB〕組成。RNC與CN之間的接口是Iu接口，NodeB和RNC通過Iub接口連接。在UTRAN內(nèi)部，無線網(wǎng)絡(luò)控制器〔RNC〕之間通過Iur互聯(lián)，Iur可以通過RNC之間的直接物理連接或通過傳輸網(wǎng)連接。RNC用來分配和控制與之相連或相關(guān)的NodeB的無線資源。NodeB那么完成Iub接口和Uu接口之間的數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)換，同時也參與一局部無線資源管理。UTRAN的結(jié)構(gòu)3.1、系統(tǒng)接口UTRAN主要有如下接口：Cu接口Cu接口是USIM卡和ME之間的電氣接口，Cu接口采用標(biāo)準(zhǔn)接口。Uu接口Uu接口是WCDMA的無線接口。UE通過Uu接口接入到UMTS系統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)局部，可以說Uu接口是UMTS系統(tǒng)中最重要的開放接口。Iur接口Iur接口是連接RNC之間的接口，Iur接口是UMTS系統(tǒng)特有的接口，用于對RAN中移動臺的移動管理。比方在不同的RNC之間進(jìn)行軟切換時，移動臺所有數(shù)據(jù)都是通過Iur接口從正在工作的RNC傳到候選RNC。Iur是開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。Iub接口Iub接口是連接NodeB與RNC的接口，Iub接口也是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。這也使通過Iub接口相連接的RNC與NodeB可以分別由不同的設(shè)備制造商提供。Iu接口Iu接口是連接UTRAN和CN的接口。類似于GSM系統(tǒng)的A接口和Gb接口。Iu接口是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。這也使通過Iu接口相連接的UTRAN與CN可以分別由不同的設(shè)備制造商提供。Iu接口可以分為電路域的Iu-CS接口和分組域的Iu-PS接口。3.2、UTRAN各接口的根本協(xié)議結(jié)構(gòu)UTRAN各個接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)是按照一個通用的協(xié)議模型設(shè)計的。設(shè)計的原那么是層和面在邏輯上是相互獨立的。如果需要，可以修改協(xié)議結(jié)構(gòu)的一局部而無需改變其他局部，如圖3-UTRAN接口的通用協(xié)議模型UTRAN遵循以下原那么：信令面與數(shù)據(jù)面的別離；UTRAN/CN功能與傳輸層的別離，即無線網(wǎng)絡(luò)層不依賴于特定的傳輸技術(shù)；宏分集〔FDDOnly〕完全由UTRAN處理；RRC連接的移動性管理完全由UTRAN處理。4、UTRAN完成的功能(1)和總體系統(tǒng)接入控制有關(guān)的功能準(zhǔn)入控制擁塞控制系統(tǒng)信息播送(2)和平安與私有性有關(guān)的功能無線信道加密/解密消息完整性保護(hù)(3)和移動性有關(guān)的功能切換SRNS遷移(4)和無線資源管理和控制有關(guān)的功能無線資源配置和操作無線環(huán)境勘測宏分集控制〔FDD〕無線承載連接建立和釋放〔RB控制〕無線承載的分配和回收動態(tài)信道分配DCA〔TDD〕無線協(xié)議功能RF功率控制RF功率設(shè)置(5)時間提前量設(shè)置〔TDD〕(6)無線信道編碼(7)無線信道解碼(8)信道編碼控制(9)初始〔隨機(jī)〕接入檢測和處理(10)NAS消息的CN分發(fā)功能5、核心網(wǎng)絡(luò)根本結(jié)構(gòu)核心網(wǎng)〔CN〕從邏輯上可劃分為電路域〔CS域〕、分組域〔PS域〕和播送域〔BC域〕。CS域設(shè)備是指為用戶提供“電路型業(yè)務(wù)〞，或提供相關(guān)信令連接的實體。CS域特有的實體包括：MSC、GMSC、VLR、IWF。PS域為用戶提供“分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)〞，PS域特有的實體包括：SGSN和GGSN。其他設(shè)備如HLR〔或HSS〕、AuC、EIR等為CS域與PS域共用。WCDMA的網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)定義在3GPPTS23.002中。目前具有三個版本，分別為：R99—3GPPTS23.002R4—3GPPTS23.002R5—3GPPTS23.0023GPP在98年底99年初開始制定3G的標(biāo)準(zhǔn)。R99版本原方案在1999年底完成，最后是在2000年3月完成。R99后不再按年來命名版本，同時把R2000的功能分成兩個階段實施：R4和R5。原那么上R99的標(biāo)準(zhǔn)是R4標(biāo)準(zhǔn)集的一個子集，假設(shè)在R99中增加新的特征，就把它升級到R4。同樣R4標(biāo)準(zhǔn)集是R5標(biāo)準(zhǔn)集的子集，假設(shè)在R4中增加了新的特征就把它升級到R5。對于以上三個版本，PS域特有設(shè)備主體沒有變化，只進(jìn)行協(xié)議的升級和優(yōu)化，其中R99版本的電路域與GSM網(wǎng)絡(luò)沒有根本性改變。但在R4網(wǎng)絡(luò)中，核心網(wǎng)絡(luò)電路域MSC被拆分為MSCServer和MGW，新增了一個SGW功能實體，HLR也可被替換為HSS〔標(biāo)準(zhǔn)中沒有給出明確說明〕。在R5網(wǎng)絡(luò)中，支持端到端的VOIP，核心網(wǎng)絡(luò)引入了大量新的功能實體，改變了原有的呼叫流程。如果有IMS〔IP多媒體子系統(tǒng)〕，那么網(wǎng)絡(luò)使用HSS以替代HLR。四、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計1、監(jiān)控系統(tǒng)概況典型的電視監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端監(jiān)視設(shè)備、傳輸設(shè)備、后端控制顯示設(shè)備這三大局部組成，其中后端設(shè)備可進(jìn)一步分為中心控制設(shè)備和分控制設(shè)備。前、后端設(shè)備有多種構(gòu)成方式，它們之間的聯(lián)系〔也可稱作傳輸系統(tǒng)〕可通過電纜、光纖或微波等多種方式來實現(xiàn)。1.1、前端采集系統(tǒng)攝像機(jī)，鏡頭，云臺，智能球形攝像機(jī)1.2、視頻傳輸系統(tǒng)傳輸線纜、光纖傳輸，同軸電纜傳輸，網(wǎng)線傳輸，無線傳輸1.3、終端顯示系統(tǒng)管理所網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)dvr硬盤錄像系統(tǒng)，視頻矩陣，畫面處理器，切換器，分配器1.4、遠(yuǎn)程拓展系統(tǒng)IP監(jiān)控，遠(yuǎn)程監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，視頻會議等技術(shù)交流監(jiān)控不單純指閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，但傳統(tǒng)意義上說的監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)由前端攝像機(jī)〔包括：半球攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)、一體機(jī)等〕加中端設(shè)備〔光端機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻效勞器等〕加后端設(shè)備主機(jī)〔硬盤錄像機(jī)、矩陣等〕組成。2、監(jiān)控系統(tǒng)的組成典型的閉路監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機(jī)局部、傳輸局部、控制與記錄局部以及顯示局部四大塊組成。2.1、攝像機(jī)局部攝像局部是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿局部，是整個系統(tǒng)的“眼睛〞。在被監(jiān)視場所面積較大時，在攝像機(jī)上加裝變焦距鏡頭，使攝像機(jī)所能觀察的距離更遠(yuǎn)、更清楚；還可把攝像機(jī)安裝在電動云臺上，可以使云臺帶動攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動，從而使攝像機(jī)能覆蓋的角度更大。

華賽奧監(jiān)控系統(tǒng)在某些情況下，特別是在室外應(yīng)用的情況下，為了防塵、防雨、抗上下溫、抗腐蝕等，對攝像機(jī)及其鏡頭還應(yīng)加裝專門的防護(hù)罩，甚至對云臺也要有相應(yīng)的防護(hù)措施。2.2、傳輸局部傳輸局部就是系統(tǒng)的圖像信號通路。一般來說，傳輸局部單指的是傳輸圖像、聲音信號。同時，由于需要有控制中心通過控制臺對攝像機(jī)、鏡頭、云臺等進(jìn)行控制，因而在傳輸系統(tǒng)中還包含有控制信號的傳輸。在傳輸方式上，近距離一般采用視頻線傳輸，不超過一兩公里的距離一般采用同軸電纜傳輸，更遠(yuǎn)的距離那么可采用光纖傳輸。對于遠(yuǎn)距離傳輸，還需配備視頻信號放大、圖像信號的較正與補(bǔ)償設(shè)備。2.3、控制與記錄局部控制與記錄局部負(fù)責(zé)對攝像機(jī)及其輔助部件〔如鏡頭、云臺〕的控制，并對圖像、聲音信號的進(jìn)行記錄。目前硬盤錄像機(jī)的技術(shù)開展得較完善，它不但可以記錄圖像和聲音，而且還包含了畫面分割切換、云臺鏡頭控制等功能，根本上取代了以往使用的畫面切換器、畫面分割器、云臺控制器、鏡頭控制器等產(chǎn)品。如果客戶要求能對云臺、鏡頭〔特別是高速球〕進(jìn)行非常方便的控制，那么可以加配控制鍵盤。2.4、顯示局部顯示局部一般由幾臺或多臺監(jiān)視器組成，目前液晶監(jiān)視器正逐步取代傳統(tǒng)的CRT監(jiān)視器，常用有：博顯液晶監(jiān)視器。在攝像機(jī)數(shù)量不是很多，要求不是很高的情況下，一般直接將監(jiān)視器接在硬盤錄像機(jī)

基站防盜報警監(jiān)控系統(tǒng)上即可。如果攝像機(jī)數(shù)量很多，并要求多臺監(jiān)視器對畫面進(jìn)行復(fù)雜的切換顯示，那么須配備“矩陣〞來實現(xiàn)。專用監(jiān)視器價格較貴，為了節(jié)省開支，也可用普通電視機(jī)替代，但電視機(jī)不適宜24小時開機(jī)，常年開機(jī)故障率會很高，而且會引起火災(zāi)。目前監(jiān)控系統(tǒng)隨著計算機(jī)的開展水平的提高，已經(jīng)由模擬系統(tǒng)向數(shù)字化系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，數(shù)字化系統(tǒng)在功能上較模擬系統(tǒng)完善，操作極其智能化和集中化等。3、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是指通過軟硬件將監(jiān)控頭采集到的圖像處理成數(shù)字信號，傳送到電腦進(jìn)行處理。對于數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)各局部功能的不同，我們將整個數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)劃分為七層——表現(xiàn)層、控制層、處理層、傳輸層、執(zhí)行層、支撐層、采集層。當(dāng)然，由于設(shè)備集成化越來越高，對于局部系統(tǒng)而言，某些設(shè)備可能會同時以多個層的身份存在于系統(tǒng)中。3.1、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)層表現(xiàn)層是我們最直觀感受到的，它展現(xiàn)了整個安防監(jiān)控系統(tǒng)的品質(zhì)。如監(jiān)控電視墻、監(jiān)視器、高音報警喇叭、報警自動駁接等等都屬于這一層。、控制層控制層是整個安防監(jiān)控系統(tǒng)的核心，它是系統(tǒng)科技水平的最明確表達(dá)。通常我們的控制方式有兩種——模擬控制和數(shù)字控制。模擬控制是早期的控制方式，其控制臺通常由控制器或者模擬控制矩陣構(gòu)成，適用于小型局部安防監(jiān)控系統(tǒng)，這種控制方式本錢較低，故障率較小。但對于中大型安防監(jiān)控系統(tǒng)而言，這種方式就顯得操作復(fù)雜且無任何價格優(yōu)勢了，這時我們更為明智的選擇應(yīng)該是數(shù)字控制。數(shù)字控制是將工控計算機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)的控制核心，它將復(fù)雜的模擬控制操作變?yōu)楹唵蔚氖髽?biāo)點擊操作，將巨大的模擬控制器堆疊縮小為一個工控計算機(jī)，將復(fù)雜而數(shù)量龐大的控制電纜變?yōu)橐桓芯€。它將中遠(yuǎn)程監(jiān)控變?yōu)槭聦?、為Internet遠(yuǎn)程監(jiān)控提供可能。但數(shù)字控制也不是那么十全十美，控制主機(jī)的價格十分昂貴、模塊浪費的情況、系統(tǒng)可能出現(xiàn)全線崩潰的危機(jī)、控制較為滯后等等問題仍然存在。、處理層處理層或許該稱為音視頻處理層，它將有傳輸層送過來的音視頻信號加以分配、放大、分割等等處理，有機(jī)的將表現(xiàn)層與控制層加以連接。音視頻分配器、音視頻放大器、視頻分割器、音視頻切換器等等設(shè)備都屬于這一層。、傳輸層傳輸層相當(dāng)于安防監(jiān)控系統(tǒng)的血脈。在小型安防監(jiān)控系統(tǒng)中，我們最常見的傳輸層設(shè)備是視頻線、音頻線，對于中遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)而言，我們常使用的是射頻線、微波，對于遠(yuǎn)程監(jiān)控而言，我們通常使用Internet這一廉價載體。值得一提的是，新出現(xiàn)的傳輸層介質(zhì)——網(wǎng)線/光纖。大多數(shù)人在數(shù)字安防監(jiān)控上存在一個誤區(qū)，他們認(rèn)為控制層使用的數(shù)字控制的安防監(jiān)控系統(tǒng)就是數(shù)字安防監(jiān)控系統(tǒng)了，其實不然。純數(shù)字安防監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)一定是網(wǎng)線或光纖。信號從采集層出來時，就已經(jīng)調(diào)制成數(shù)字信號了，數(shù)字信號在目前已趨成熟的網(wǎng)絡(luò)上跑，理論上是無衰減的，這就保證遠(yuǎn)程監(jiān)控圖像的無損失顯示，這是模擬傳輸無法比較的。當(dāng)然，高性能的回報也需要高本錢的投入，這是純數(shù)字安防監(jiān)控系統(tǒng)無法普及最重要的原因之一。、執(zhí)行層執(zhí)行層是我們控制指令的命令對象，在某些時候，它和我們后面所說的支撐誠、采集層不太好截然分開，我們認(rèn)為受控對象即為執(zhí)行層設(shè)備。比方：云臺、鏡頭、解碼器、球等等。3.1.4、支撐層顧名思義，支撐層是用于后端設(shè)備的支撐，保護(hù)和支撐采集層、執(zhí)行層設(shè)備。它包括支架、防護(hù)罩等等輔助設(shè)備。3.1.5、采集層采集層是整個安防監(jiān)控系統(tǒng)品質(zhì)好壞的關(guān)鍵因素，也是系統(tǒng)本錢開銷最大的地方。它包括鏡頭、攝像機(jī)、報警傳感器等等。3.2、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)特點●網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控進(jìn)入計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，領(lǐng)導(dǎo)分控均在辦公室電腦上實現(xiàn)。●數(shù)字化監(jiān)控圖像，控制及報警信息數(shù)字化后進(jìn)入計算機(jī)，可以充分利用高科技手段進(jìn)行系統(tǒng)管理和圖像處理?！駨V域化可以實現(xiàn)全行業(yè)大范圍內(nèi)的監(jiān)控報警聯(lián)網(wǎng)?！裰悄芑ㄟ^軟件對各種監(jiān)控及報警信息，檢測數(shù)據(jù)等進(jìn)行智能化的分類處理，并可根據(jù)不同用戶的要求確定監(jiān)控報警操作流程。3.3、數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的功能◆監(jiān)控功能圖像切換，多畫面觀看，云臺及鏡頭控制，云臺預(yù)置(64個預(yù)置位)，電腦數(shù)字錄像，管理及回收，圖像清晰度(速度)調(diào)整?！魣缶δ軋缶斎耄阑?，防盜，環(huán)境溫濕度，設(shè)備運行故障，事故等多種報警源。報警聯(lián)動:一旦發(fā)生報警，系統(tǒng)將產(chǎn)生聯(lián)動即自動錄像，發(fā)警報，開燈，遠(yuǎn)程傳輸至接控中心，中心語音提示。多路接警:中心可同時接受多個變電站同時報警?！艨刂乒δ苓h(yuǎn)程控制照明，空調(diào)，報警設(shè)防或撤防，前端故障遠(yuǎn)程復(fù)位，環(huán)境溫度，重點部位溫度測量?！艄芾砉δ苤蛋嗳藛T及領(lǐng)導(dǎo)分控管理，系統(tǒng)運行日志，警情處理，網(wǎng)上分控優(yōu)先權(quán)管理，確保系統(tǒng)平安運行。領(lǐng)導(dǎo)分控管理，系統(tǒng)運行日志，警情處理，網(wǎng)上分控優(yōu)先權(quán)管理，確保系統(tǒng)平安運行。3.4、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備介紹〔1〕云臺

在前面的介紹中我們常提到云臺，但有的人對它沒有什么感性認(rèn)識，其實云臺就是兩個交流電組成的安裝平臺，可以水平和垂直的運動。我們所說的云臺區(qū)別于照相器材中的云臺，照相器材的云臺一般來說只是一個三腳架，只能通過手來調(diào)節(jié)方位；而監(jiān)控系統(tǒng)所說的云臺是通過控制系統(tǒng)在遠(yuǎn)端可以控制其轉(zhuǎn)動方向的。云臺有多種類型：按使用環(huán)境分為室內(nèi)型和室外型，主要區(qū)別是室外型密封性能好，防水、防塵，負(fù)載大。按安裝方式分為側(cè)裝和吊裝，即云臺是安裝在天花板上還是安裝在墻壁上。按外形分為普通型和球型，球型云臺是把云臺安置在一個半球形、球形防護(hù)罩中，除了防止灰塵干擾圖像外，還隱蔽、美觀、快速。在挑選云臺時要考慮安裝環(huán)境、安裝方式、工作電壓、負(fù)載大小，也要考慮性能價格比和外型是否美觀?！?〕支架

如果攝像機(jī)只是固定監(jiān)控某個位置不需要轉(zhuǎn)動，那么只用攝像機(jī)支架就可以滿足要求了。普通攝像機(jī)支架安裝簡單，價格低廉，而且種類繁多。普通支架有短的、長的、直的、彎的，根據(jù)不同的要求選擇不同的型號。室外支架主要考慮負(fù)載能力是否符合要求，再有就是安裝位置，因為從實踐中我們發(fā)現(xiàn)，很多室外攝像機(jī)安裝位置特殊，有的安裝在電線桿上，有的立于塔吊上，有的安裝在鐵架上……由于種種原因，現(xiàn)有的支架可能難以滿足要求，需要另外加工或改良