第6章個(gè)人通信接入系統(tǒng)PAS

1、1第6章 個(gè)人通信接入系統(tǒng)PAS2l內(nèi)容 PAS的概念、功能、組成、特點(diǎn) PAS的關(guān)鍵技術(shù) PAS的無(wú)線信道結(jié)構(gòu)、本地通信過程與漫游通信 PAS提供的業(yè)務(wù) 3l重點(diǎn) PAS的概念、組成、特點(diǎn) PAS的時(shí)隙幀結(jié)構(gòu)、多址技術(shù)和信道結(jié)構(gòu) l難點(diǎn) 信道分配技術(shù)、切換與漫游技術(shù)PAS的通信過程l目的和要求 掌握PAS的基本概念、系統(tǒng)組成及特點(diǎn) 理解PAS的關(guān)鍵技術(shù)及業(yè)務(wù) 4l個(gè)人通信接入系統(tǒng)的概念PAS概念用無(wú)線環(huán)路技術(shù)通過V5接口，并充分利用固定電話網(wǎng)的充裕資源來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種個(gè)人通信接入手段每個(gè)用戶都擁有一個(gè)電話號(hào)碼，可在移動(dòng)中用手機(jī)或無(wú)線固定單元進(jìn)行信息交換 基于日本的PHS無(wú)繩電話系統(tǒng)的發(fā)展 市話系

2、統(tǒng)的補(bǔ)充和延伸5定位于小范圍低速移動(dòng)無(wú)線接入應(yīng)用范圍限定在城市的話音和數(shù)據(jù)通信服務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與GSM和CDMA相似由交換機(jī)、手機(jī)和基站組成利用智能網(wǎng)技術(shù)解決用戶漫游問題，較復(fù)雜，成本也較高基站覆蓋區(qū)小，基站量大 6功能所有固定電話新業(yè)務(wù)和蜂窩移動(dòng)電話各類業(yè)務(wù)移動(dòng)，漫游報(bào)警定位和120急救呼叫 高速數(shù)據(jù)通信和ISDN服務(wù) 7l系統(tǒng)的組成 系統(tǒng)組成8各組成部分功能局端設(shè)備COT（即RT設(shè)備）向交換機(jī)LS提供模擬或數(shù)字接口 空中話務(wù)控制器ATC 為用戶提供RT間的漫游服務(wù)，增強(qiáng)系統(tǒng)的漫游能力 基站控制器RPC 接受從RT傳來(lái)的基群信號(hào)，向各個(gè)基站饋電、話路集線控制、完成協(xié)議轉(zhuǎn)換 9基站RP 通過空中接

3、口與用戶單元相連 500mW基站：覆蓋半徑為2.5km，有4對(duì)外線，8根天線，可提供7路話音和1路控制信號(hào)200mW基站：覆蓋半徑為1.5km，有1對(duì)外線，4根天線，可提供3路話音和1路控制信號(hào) 10mW基站：覆蓋半徑為150m，有1對(duì)外線，2根天線，可提供3路話音和1路控制信號(hào) 天線 4.5dB全向天線、7dB全向天線、7dB下傾20度天線、下傾10度天線、9dB下傾20度天線、12dB定向天線、15dB定向天線等手機(jī)PS 無(wú)線手持電話，向用戶提供一系列的移動(dòng)功能10固定用戶單元FSU PAS系統(tǒng)與固定標(biāo)準(zhǔn)電話機(jī)連接的無(wú)線通信設(shè)備 由無(wú)線接口和電話接口組成，由它們控制線路供電電壓、鈴流信號(hào)、

4、電話撥號(hào)音DT和忙音BT，檢測(cè)用戶摘機(jī)、掛機(jī)和撥號(hào)由外部的交流電通過AC適配器轉(zhuǎn)換成直流后進(jìn)行供電由同一電源供電的固定標(biāo)準(zhǔn)連接電話機(jī)為3臺(tái)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)NMS 對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理監(jiān)控PAS系統(tǒng)主要設(shè)備RT、ATC及RPC的狀態(tài)，收集工作狀態(tài)信息、告警信息、數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃畔⒓斑h(yuǎn)程載入更新程序到RPC 11l系統(tǒng)的特點(diǎn) 從用戶角度經(jīng)濟(jì)適用 手機(jī)體積小、重量輕、待機(jī)時(shí)間與通話時(shí)間長(zhǎng) 功能完備 話音質(zhì)量好、保密性強(qiáng) 綠色環(huán)保 從運(yùn)營(yíng)商角度建網(wǎng)周期短、組網(wǎng)靈活 建設(shè)投資少、成本低 市場(chǎng)需求大、產(chǎn)出率高、回收期短 12從技術(shù)及實(shí)現(xiàn)上角度高密度密度 與有線接入相媲美的話音質(zhì)量 支持傳真及數(shù)據(jù) 支持主叫線路識(shí)

5、別顯示功能 部署方便 移動(dòng)及漫游功能 透明的本地交換機(jī)集成 ，采用V5.2接口 多路徑抗干擾性13安全性好 、保密性強(qiáng)手機(jī)電池壽命長(zhǎng)RPC供電的RP 大功率的RP銅線、光纖和無(wú)線的綜合應(yīng)用 室內(nèi)信號(hào)覆蓋差 切換頻繁14lPAS的頻率使用與多址技術(shù) PAS的頻率頻率范圍：1895.15MHz1917.95MHz 每個(gè)載頻所占帶寬為300KHzv考慮保護(hù)間隔則為360KHz可用載頻為77個(gè)每個(gè)基站所用載頻：f=1895.1+0.36(N-1)MHzPAS利用1867號(hào)頻點(diǎn)其中2423號(hào)和3167號(hào)頻點(diǎn)為話音載頻采用TDMA/TDD工作方式 15PAS的無(wú)線信道結(jié)構(gòu)多載頻時(shí)分雙工TDD模式基于時(shí)分多

6、址TDMA結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)每一基站動(dòng)態(tài)分配一個(gè)頻率/時(shí)間信道（FDMA/TDMA）的工作方式每幀分8個(gè)時(shí)隙，周期為5ms每個(gè)時(shí)隙為5ms/8=0.625ms每個(gè)時(shí)隙有240bit基站空中接口速率為：240bit/0.625ms=384kbit/s 16PAS時(shí)隙的幀結(jié)構(gòu)：信道結(jié)構(gòu)采用TDD方式：前4個(gè)時(shí)隙用于下行鏈路的通信，后4個(gè)時(shí)隙用于上行鏈路的通信一個(gè)載波可提供4對(duì)信道，其中1對(duì)信道作為控制信道，另外3對(duì)信道作為話音信道17信道結(jié)構(gòu)示意圖：18基站捆綁：在通信繁忙地段解決大話務(wù)量問題，將2至4個(gè)基站捆綁在一起v提高了基站信道的利用率，也解決了手機(jī)在靜態(tài)狀況下的頻繁切換問題v例：將2個(gè)基站捆綁在一

7、起，其中1對(duì)信道作控制信道，其余7個(gè)信道作話音信道19l微蜂窩與信道動(dòng)態(tài)分配技術(shù) 微蜂窩區(qū)域結(jié)構(gòu) 用于無(wú)線本地環(huán)路時(shí)的指標(biāo)基站的發(fā)射平均功率500mW，峰值功率4W 用戶端的發(fā)射平均功率10mW，峰值功率80mW 基站天線增益不得超過12dB 用于微蜂窩組網(wǎng)時(shí)的指標(biāo)基站的發(fā)射平均功率20mW，峰值功率160mW 用戶端的發(fā)射平均功率10mW，峰值功率80mW 雜散發(fā)射功率相干載波電平（衰減量）50dB，或絕對(duì)電平2.5W 基站天線增益一般不超過3dB 20信道的動(dòng)態(tài)分配 PAS系統(tǒng)不為基站分配固定的使用頻率，而是采用自動(dòng)動(dòng)態(tài)分配信道技術(shù)，隨著通話建立過程為基站自行分配最佳的頻率與信道同一載頻設(shè)

8、備，每一次所用頻率都可能不同 使PAS系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與優(yōu)化時(shí)無(wú)需進(jìn)行頻率規(guī)劃，節(jié)省人力、物力有效地避免了同頻干擾與鄰道干擾PAS信道的動(dòng)態(tài)分配以信道的優(yōu)先級(jí)為基礎(chǔ)已被選定的信道，其優(yōu)先級(jí)加一已被拒絕的信道，其優(yōu)先級(jí)減一 21分配過程 PAS手機(jī)首選優(yōu)先級(jí)最高的頻率號(hào)F#和時(shí)隙號(hào)S# 對(duì)所選的F#、S#信道進(jìn)行干擾電平測(cè)試 如所監(jiān)測(cè)到的干擾電平值低于第一門限電平26dBV(-87dBm)，就選用該信道。否則進(jìn)入第4步 選擇下一個(gè)優(yōu)先的頻率號(hào)F#和時(shí)隙號(hào)S# 重復(fù)上述第2至第4步，直到找到可用信道為止 如果沒有可用信道，則按照上述第1至5步，以第二門限電平40dBV(-73dBm)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)比

9、較，直到找到可用信道為止22分配過程示意圖23類型同一個(gè)RPC控制的基站之間的切換為區(qū)間切換不同的RT間切換為局間切換切換參數(shù) 基站或手機(jī)都監(jiān)測(cè)：信號(hào)強(qiáng)度RSSI、誤碼率BER基站或手機(jī)任一方測(cè)到質(zhì)量參數(shù)不滿足在RPC內(nèi)正常通信的閾值參數(shù)時(shí)，手機(jī)PS或基站RP都可以發(fā)起切換 24切換參數(shù)A為切換選擇電平：PS接收到基站信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)低于32dBV時(shí)，開始搜索其他基站 B為切換保持電平：PS接收到基站信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)低于26dBV，準(zhǔn)備切換到其他基站 C為切換電平：PS接收到基站信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)低于24dBV時(shí)，切換到其他基站 D為目標(biāo)基站場(chǎng)強(qiáng)電平：目標(biāo)基站必須達(dá)到的場(chǎng)強(qiáng)值32dBV PS或基站的誤碼率大于10-6時(shí)

10、，也將切換到其他基站 25切換過程 當(dāng)手機(jī)接收到的基站信號(hào)低于切換選擇電平32dBV時(shí)，手機(jī)開始搜索其他基站當(dāng)信號(hào)減弱到切換保持電平26dBV時(shí)，手機(jī)開始準(zhǔn)備切換當(dāng)信號(hào)降低到切換電平24dBV時(shí)，手機(jī)開始切換手機(jī)切換到的目標(biāo)基站信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)在32dBV以上手機(jī)本身有自動(dòng)執(zhí)行切換功能 切換過程中有短暫的語(yǔ)音中斷現(xiàn)象 不需要在網(wǎng)絡(luò)端監(jiān)控?zé)o線鏈路 26lPAS切換與漫游技術(shù) PAS的漫游 基于ATC技術(shù)的RT間漫游當(dāng)用戶歸屬RT區(qū)漫游到訪問RT時(shí)，ATC對(duì)其進(jìn)行注冊(cè)vATC漫游注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)包括用戶號(hào)碼、歸屬RT、訪問RT等信息在歸屬RT外的RT區(qū)呼叫時(shí)，ATC將呼叫導(dǎo)向歸屬RTATC將從歸屬RT來(lái)的呼

11、叫導(dǎo)向用戶可能到達(dá)的訪問RT歸屬RT到訪問RT的連接通過分配給用戶的交換機(jī)端口進(jìn)行通話中的切換 27基于S-ATC技術(shù)的RT間漫游 當(dāng)手機(jī)用戶從歸屬RT(RT1)漫游到訪問RT(RT2)，用戶發(fā)出注冊(cè)請(qǐng)求，RT2檢查是否是漫游用戶v是，RT2負(fù)責(zé)向S-ATC發(fā)送路由申請(qǐng)和該用戶的鑒權(quán)碼，S-ATC收到后，向歸屬RT鑒權(quán)后完成注冊(cè)漫游通話切換 28基于S-ATC技術(shù)的RT間漫游29C3與C4間漫游C3與C4間漫游引入P-GT節(jié)點(diǎn)解決漫游話務(wù)處理問題 C4局間的漫游是通過設(shè)在C3局的P-GT實(shí)現(xiàn)vC3局所有的ATC通過E1與P-GT相連v各C4的出局漫游可經(jīng)過各局的根節(jié)點(diǎn)（ATC或CATC）連接到

12、P-GT上C3與C4間的漫游屬城際漫游30話務(wù)處理:31l空中接口 具有每載頻4個(gè)TDMA/TDD信道，包括1個(gè)控制信道和3個(gè)話音信道 允許將4個(gè)時(shí)隙中的任一個(gè)定義為控制時(shí)隙 控制載頻的復(fù)幀周期為100ms由20個(gè)普通的TDMA幀組成，共160個(gè)時(shí)隙80個(gè)下行時(shí)隙，80個(gè)上行時(shí)隙，共有80個(gè)控制信道考慮到相鄰時(shí)隙的干擾問題，采用間隔分配方式分配給40個(gè)基站，即可在同一地區(qū)同時(shí)正常工作的RP數(shù)為40個(gè)復(fù)幀結(jié)構(gòu)： 32無(wú)線信道幀結(jié)構(gòu) 33l本地通信過程PS的本地通信過程 PS呼出過程 ：PS呼入過程：34鑒權(quán)35越區(qū)切換 36FSU呼出過程 FSU呼入過程37l異地漫游通信過程 RT內(nèi)的漫游 RT

13、可建立到歸屬RT中的任何一個(gè)PS的路由，且PS可以直接向歸屬RT發(fā)起呼叫RPC控制著尋呼、提醒功能，并實(shí)現(xiàn)PS到RT的正確連接 城市之內(nèi)的漫游城際間的漫游 38lPAS的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 無(wú)線Internet接入解決方案：在現(xiàn)有PAS網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上提供的一項(xiàng)增值業(yè)務(wù) 高達(dá)32kbit/s、64kbit/s的Internet接入速率，最高可達(dá)128kbit/s滿足了PAS用戶的無(wú)線、移動(dòng)Internet接入功能lPAS C-Mode業(yè)務(wù) 32kbit/s、64kbit/s PIAFS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的一種直接通過手機(jī)上網(wǎng)，無(wú)需借助其他中介撥號(hào)上網(wǎng)39lPAS短消息業(yè)務(wù) 在PAS用戶間傳遞較短的文字信息 通過控制

14、信道傳送，不占用PAS網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線資源 提供與GSM等其他移動(dòng)通信系統(tǒng)的短信互發(fā)lCENTREX業(yè)務(wù)在PAS交換機(jī)上開發(fā)的一種集中交換業(yè)務(wù)用于建立虛擬專用網(wǎng)用戶為集團(tuán)用戶時(shí)，相互間撥打可用網(wǎng)內(nèi)短號(hào)碼，用戶也可呼叫網(wǎng)外用戶系統(tǒng)可對(duì)用戶撥打的權(quán)限進(jìn)行靈活配置，并提供相應(yīng)標(biāo)志用于進(jìn)行靈活計(jì)費(fèi) 40lPAS定位業(yè)務(wù)采用微蜂窩結(jié)構(gòu)，基站覆蓋半徑較小，根據(jù)PS的位置信息，可實(shí)現(xiàn)PS定位業(yè)務(wù)定位精度小于基站覆蓋半徑，基本上可在50m覆蓋范圍內(nèi)繁華街道、商業(yè)區(qū)基站較密集，定位精度可達(dá)20m以內(nèi)可通過PS接收到的3個(gè)基站的信號(hào)強(qiáng)度和3個(gè)基站的經(jīng)緯度算出PS的相對(duì)位置，進(jìn)一步提高定位精度通過在切換過程中不斷更新基站

15、編號(hào)CS-ID，可描繪出PS終端的進(jìn)路線，實(shí)現(xiàn)跟蹤功能 41lPAS定位業(yè)務(wù)的應(yīng)用包括對(duì)告警用戶提供手機(jī)呼叫定位，位置查詢和跟蹤功能PAS定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由定位服務(wù)中心和定位服務(wù)系統(tǒng)(客戶端)組成 42定位原理：由定位服務(wù)中心PSLC負(fù)責(zé)與RT聯(lián)系，請(qǐng)求和接收PS終端的定位、查詢和跟蹤信息向PAS通信服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)定位信息，或接收PAS通信服務(wù)器發(fā)起的位置查詢請(qǐng)求和位置跟蹤請(qǐng)求，并發(fā)起響應(yīng) 43特別呼叫定位用戶撥打110、119等應(yīng)急服務(wù)電話，或按下某一個(gè)或若干個(gè)預(yù)先設(shè)定的告警求助鍵PAS系統(tǒng)通過系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)向交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)特殊呼叫，完成電路接續(xù)，同時(shí)向PAS系統(tǒng)的PLSC轉(zhuǎn)發(fā) “呼叫定位報(bào)告”的消息含特殊呼

16、叫類型、主叫號(hào)碼、報(bào)警時(shí)間和呼叫用戶所在基站編號(hào)或附近接收到信號(hào)最強(qiáng)的三個(gè)基站的編號(hào)定位服務(wù)中心收到定位報(bào)告后，轉(zhuǎn)發(fā)至PAS定位服務(wù)系統(tǒng)定位服務(wù)系統(tǒng)側(cè)實(shí)現(xiàn)用戶鑒權(quán)，通過基站地址數(shù)據(jù)庫(kù)找到對(duì)應(yīng)基站地址，并顯示在電子地圖終端完成定位在用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢報(bào)警用戶的主叫號(hào)碼和用戶個(gè)人信息，以文字形式顯示出來(lái)44位置查詢查詢臺(tái)發(fā)出特定終端的位置查詢請(qǐng)求，通過鑒權(quán)后，向PLSC轉(zhuǎn)發(fā)位置查詢請(qǐng)求；PLSC向ATC詢問該P(yáng)S當(dāng)前所在RT后，向RT發(fā)起請(qǐng)求RT獲得該用戶當(dāng)前所在的基站編號(hào)和場(chǎng)強(qiáng)信息，形成PS定位報(bào)告發(fā)送給PSLC，再由PSLC轉(zhuǎn)發(fā)給定位服務(wù)系統(tǒng)，完成該P(yáng)S終端的地圖定位位置跟蹤 PLSC以一定的時(shí)間間隔不斷向系統(tǒng)發(fā)起位置查詢功能基于該終端當(dāng)前占用的CS-ID信息，描繪出PS行進(jìn)路線 45l小靈通PAS系統(tǒng)是利用固定電話網(wǎng)的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)無(wú)線接入方式，定位于小范圍低速移動(dòng)接入，是固定電話網(wǎng)的延伸與補(bǔ)充 lPAS具有基站發(fā)射功