第9章 其他移動(dòng)通信技術(shù)

《移動(dòng)通信技術(shù)》電子教案第9章其他移動(dòng)通信技術(shù)9.1PAS系統(tǒng)

9.1.1個(gè)人通信接入系統(tǒng)的概念1．PAS的概念PAS是在日本PHS（PersonalHandyphoneSystem，個(gè)人手持電話(huà)系統(tǒng)）基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種無(wú)線(xiàn)市話(huà)技術(shù)，該技術(shù)目前已被世界上20多個(gè)國(guó)家采用。日本在推出這項(xiàng)業(yè)務(wù)后，短短兩年內(nèi)就發(fā)展了700多萬(wàn)用戶(hù)，尤其在青年人和學(xué)生中頗受歡迎。2．PAS的一般性能（1）時(shí)分雙工/時(shí)分多址（2）與固定電話(huà)網(wǎng)的透明集成①語(yǔ)音質(zhì)量與市話(huà)相當(dāng)②V5.2接口，PAS系統(tǒng)支持最新的ITU-T接入節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)③雙線(xiàn)音頻接口：PAS系統(tǒng)在與本地交換機(jī)接口時(shí)，支持使用標(biāo)準(zhǔn)的2線(xiàn)環(huán)路音頻接口，并且無(wú)需對(duì)交換機(jī)進(jìn)行修改，其交換過(guò)程也是透明的。④支持傳真及數(shù)據(jù)：PAS系統(tǒng)使用因特網(wǎng)接入論壇規(guī)范，支持語(yǔ)音帶內(nèi)高達(dá)64kbit/s的傳真和數(shù)據(jù)傳輸。⑤支持主叫線(xiàn)路識(shí)別顯示功能。⑥綜合的接口應(yīng)用：PAS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)銅線(xiàn)、光纖和無(wú)線(xiàn)環(huán)路設(shè)備的最佳配合使用，并進(jìn)行統(tǒng)一管理，能夠?qū)崿F(xiàn)不同類(lèi)型接口之間的平穩(wěn)過(guò)渡。（3）高密度話(huà)務(wù)配置。（4）超長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間和通話(huà)時(shí)間。（5）其他特性3．收發(fā)信機(jī)主要性能（1）PAS的使用頻率PAS系統(tǒng)使用1.9GHz頻段作為基站和手機(jī)的通信頻率。日本的頻率范圍是1

895.15～1

917.95MHz，分為公用和專(zhuān)用兩個(gè)頻段，整個(gè)頻段的可用載頻數(shù)是77個(gè)，每個(gè)載頻的帶寬是300kHz，其中載頻號(hào)1～69號(hào)載頻用于話(huà)務(wù)信道，70～77則作為控制信道使用。我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部給PAS指定的臨時(shí)工作頻段是1

900～1

915MHz，并分配第26號(hào)信道和第28號(hào)信道為公眾通信控制信道。（2）PAS收發(fā)信機(jī)主要參數(shù)9.1.2系統(tǒng)的組成PAS無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)一般由移動(dòng)臺(tái)（PS）、固定用戶(hù)單元（FSU）、基站（RP）、基站控制器（RPC）、局端設(shè)備（RT）、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS）、空中話(huà)務(wù)控制器（ATC）等組成，如圖9-1所示。圖9-1PAS的系統(tǒng)組成1．局端設(shè)備（RT）2．空中話(huà)務(wù)控制器（ATC）3．基站控制器（RPC）4．基站（RP）5．手機(jī)（PS）6．固定用戶(hù)單元（FSU）7．網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS）9.1.3PAS系統(tǒng)發(fā)展PAS系統(tǒng)所占用的頻率為1

900～1

915MHz，占用了3GTDD的部分頻段。如圖9-2所示，與其相鄰的頻段有兩段，一段是3GFDD頻段，范圍為1

920～1

980MHz，主要用作3GFDD的上行。另一段是部分3GTDD頻段，范圍為1

880～1

900MHz。圖9-2中國(guó)部分頻率資源分配圖PAS作為市話(huà)的補(bǔ)充和延伸，主要提供語(yǔ)音和短消息業(yè)務(wù)，主要面向廣大的低端消費(fèi)群體；3G的最大特色就在提供高速多媒體應(yīng)用，主要面向高端用戶(hù)。3G與PAS是兩個(gè)不同層面上的技術(shù)。由于3G具有更高的頻譜效率、更大的容量、更優(yōu)良的語(yǔ)音質(zhì)量和更豐富多彩的業(yè)務(wù)，因此肯定會(huì)對(duì)PAS的發(fā)展起抑制和部分替代作用。PAS最終要么與3G共存并爭(zhēng)取融合，要么被3G取代，不能直接過(guò)渡到3G。1．PAS的新技術(shù)（1）機(jī)卡分離技術(shù)（2）雙模手機(jī)2．影響PAS發(fā)展的關(guān)鍵因素（1）運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展戰(zhàn)略（2）PAS價(jià)值鏈中各要素的開(kāi)拓創(chuàng)新能力（3）政府行為和國(guó)家政策9.2無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)9.2.1無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)的概念1．概念所謂無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，是指用戶(hù)以電腦通過(guò)區(qū)域空間的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡（WirelessCard/PCMCIA卡）結(jié)合存取接入點(diǎn)（AccessPoint，AP）進(jìn)行區(qū)域無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連結(jié)，再加上一組無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)撥接賬號(hào)即可上網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的利用。簡(jiǎn)單地說(shuō)，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)與一般傳統(tǒng)的以太網(wǎng)（Ethernet）的概念并沒(méi)有多大的差異，只是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)將用戶(hù)端進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的線(xiàn)路傳輸部分轉(zhuǎn)變成無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)男问?。與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)具備更高的靈活性與移動(dòng)性。但是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的傳輸距離是有限的，根據(jù)所采用的技術(shù)不同，傳輸距離也不一樣。2．WLAN技術(shù)優(yōu)勢(shì)（1）安裝便捷（2）覆蓋范圍廣（3）經(jīng)濟(jì)節(jié)約（4）易于擴(kuò)展（5）傳輸速率高9.2.2無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)WLAN有兩種主要的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即自組織網(wǎng)絡(luò)（也就是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，即人們常稱(chēng)的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)）和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。1．自組織型WLAN自組織型WLAN是一種對(duì)等模型的網(wǎng)絡(luò)，它的建立是為了滿(mǎn)足暫時(shí)需求的服務(wù)。自組織網(wǎng)絡(luò)是由一組有無(wú)線(xiàn)接口卡的無(wú)線(xiàn)終端，特別是筆記本組成。這些無(wú)線(xiàn)終端以相同的工作組名、擴(kuò)展服務(wù)集標(biāo)識(shí)號(hào)（ESSID）和密碼等以對(duì)等的方式相互直連，在WLAN的覆蓋范圍之內(nèi)，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)之間的通信，如圖9-3所示。2．基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型WLAN基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型WLAN利用了高速的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在基站（BS）的協(xié)調(diào)下接入到無(wú)線(xiàn)信道，如圖9-4所示。圖9-3自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖9-4基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基站的另一個(gè)作用是將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)有的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。當(dāng)基站執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)時(shí)，它被稱(chēng)為AP?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)雖然也會(huì)使用非集中式MAC協(xié)議，如基于競(jìng)爭(zhēng)的802.11協(xié)議可以用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，但大多數(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)都使用集中式MAC協(xié)議，如輪詢(xún)機(jī)制。由于大多數(shù)的協(xié)議過(guò)程都由接入點(diǎn)執(zhí)行，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)只需要執(zhí)行一小部分的功能，所以其復(fù)雜性大大降低。9.2.3無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的主要協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)目前比較流行的無(wú)線(xiàn)接入標(biāo)準(zhǔn)有以下3種。1．802.11系列標(biāo)準(zhǔn)

802.11無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是由電子電氣工程師協(xié)會(huì)（IEEE）所制定的。在1997年6月，IEEE頒布了傳輸速度為2Mbit/s的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，成為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。802.11標(biāo)準(zhǔn)介紹了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)以及各種不同性能，還能夠使各種不同廠(chǎng)商的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品得以互聯(lián)，并且，802.11標(biāo)準(zhǔn)使核心設(shè)備執(zhí)行單芯片解決方案，降低了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的造價(jià)。802.11標(biāo)準(zhǔn)是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)目前最常用的傳輸協(xié)議，各個(gè)公司都有基于該標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡產(chǎn)品。但是由于802.11速率最高只能達(dá)到2Mbit/s，不能滿(mǎn)足人們的高傳輸速率的需求。因此，IEEE小組又在1999年9月提出了傳輸速度為54Mbit/s的IEEE802.11a和傳輸速度為11Mbit/s的IEEE802.11b兩個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。802.11b標(biāo)準(zhǔn)采用一種新的調(diào)制技術(shù)，使得傳輸速率能根據(jù)環(huán)境變化，最大能達(dá)到11Mbit/s，滿(mǎn)足了日常的傳輸要求。而802.11a標(biāo)準(zhǔn)的傳輸更驚人，傳輸速度可達(dá)54Mbit/s，完全能滿(mǎn)足語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù)的需要。2．藍(lán)牙對(duì)于802.11來(lái)說(shuō)，藍(lán)牙（IEEE802.15）是一項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)，它的出現(xiàn)不是為了與802.11系列標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)，而是與之相互補(bǔ)充。藍(lán)牙是一種先進(jìn)的大容量近距離無(wú)線(xiàn)數(shù)字通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)傳輸速度1Mbit/s（有效傳輸速率為721kbit/s），其最大傳輸距離為10cm～10m，通過(guò)增加發(fā)射功率可達(dá)到100m。藍(lán)牙比802.11更具移動(dòng)性，如802.11限制在辦公室和校園內(nèi)，而藍(lán)牙卻能把移動(dòng)設(shè)備連接到局域網(wǎng)（LAN）和廣域網(wǎng)（WAN），甚至支持全球漫游。此外，藍(lán)牙成本低、體積小，可用于更多的設(shè)備。3．家庭網(wǎng)絡(luò)的HomeRFHomeRF主要為家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，是IEEE802.11與數(shù)字無(wú)繩電話(huà)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合，旨在降低語(yǔ)音數(shù)據(jù)成本。HomeRF也采用了擴(kuò)頻技術(shù)，工作在2.4GHz頻帶，能同步支持4條高質(zhì)量語(yǔ)音信道。但目前HomeRF的傳輸速率只有1M～2Mbit/s，F(xiàn)CC建議增加到10Mbit/s。9.2.4無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展前景1．面臨的問(wèn)題主要面臨的問(wèn)題有兩個(gè)：一是由于WLAN技術(shù)自身的限制，如其漫游性、安全性和計(jì)費(fèi)問(wèn)題等還沒(méi)有得到妥善的解決；二是由于WlAN的贏利模式尚不明確，如果將WLAN作為單一網(wǎng)絡(luò)來(lái)經(jīng)營(yíng)，商業(yè)用戶(hù)的不足會(huì)使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資回報(bào)率較低，因此也會(huì)大大影響運(yùn)營(yíng)商的積極性。2．發(fā)展前景目前，WLAN技術(shù)的商用有一些困難，但將其與3G技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮其在特定的區(qū)域和范圍內(nèi)對(duì)3G的重要補(bǔ)充作用，將具有廣闊的發(fā)展前景。（1）WLAN是高速有線(xiàn)接入技術(shù)的補(bǔ)充（2）WLAN是蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)的補(bǔ)充9.3衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)

9.3.1衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念及主要特點(diǎn)1．衛(wèi)星移動(dòng)通信的定義同步通信衛(wèi)星有巨大的覆蓋面積，一顆同步通信衛(wèi)星可以覆蓋地球面積的三分之一，現(xiàn)在已經(jīng)成為洲際以及遠(yuǎn)距離的重要通信工具，并且也在部分地區(qū)的陸、海、空領(lǐng)域的車(chē)、船、飛機(jī)移動(dòng)通信中占有市場(chǎng)，但是它不能用來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)人的手機(jī)移動(dòng)通信。這是因?yàn)?，同步通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)，必須要使用較大的天線(xiàn)和較高的功率，而體積越來(lái)越小巧的手機(jī)做不到這一點(diǎn)。怎么解決呢？一個(gè)途徑就是利用中低軌道的通信衛(wèi)星。中低軌道衛(wèi)星距離地面只有幾百公里或幾千公里，它在地球的上空快速地繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，因此叫做非同步地球衛(wèi)星，或稱(chēng)移動(dòng)通信衛(wèi)星，這種衛(wèi)星系統(tǒng)就是以個(gè)人手機(jī)通信為目標(biāo)而設(shè)計(jì)的。每顆衛(wèi)星可以覆蓋直徑為幾百公里的面積，比地面蜂窩小區(qū)基站的覆蓋面積大得多。2．衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)與其他移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）通信距離遠(yuǎn)，且費(fèi)用和通信距離無(wú)關(guān)；（2）工作頻段寬，通信容量大，適用于多種業(yè)務(wù)傳輸；（3）通信線(xiàn)路穩(wěn)定可靠，通信質(zhì)量高；（4）以廣播方式工作，具有大面積覆蓋能力，可以實(shí)現(xiàn)多址通信和信道的按需分配，通信靈活機(jī)動(dòng)；（5）可以自發(fā)自收進(jìn)行監(jiān)測(cè)。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)具有如下缺點(diǎn)：（1）兩極地區(qū)為通信盲區(qū)，高緯度地區(qū)通信效果不佳；（2）衛(wèi)星發(fā)射和控制技術(shù)比較復(fù)雜；（3）存在日凌中斷現(xiàn)象；（4）有較大的信號(hào)延遲和回?fù)芨蓴_；（5）衛(wèi)星通信需要有高可靠、長(zhǎng)壽命的通信衛(wèi)星；（6）衛(wèi)星通信要求地球站有大功率發(fā)射機(jī)、高靈敏度接收機(jī)和高增益天線(xiàn)。9.3.2衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)組成一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由以下四大部分組成。1．空間分系統(tǒng)空間分系統(tǒng)即通信衛(wèi)星。通信衛(wèi)星內(nèi)的主體是通信裝置，另外還有星體的遙測(cè)指令控制系統(tǒng)和能源裝置等。2．地球站分系統(tǒng)地球站分系統(tǒng)一般包含中央站（或中心站）和若干個(gè)普通地球站。3．跟蹤遙測(cè)及指令分系統(tǒng)跟蹤遙測(cè)及指令分系統(tǒng)也稱(chēng)為測(cè)控站，其任務(wù)是跟蹤測(cè)量衛(wèi)星，控制其準(zhǔn)確進(jìn)入靜止軌道上的指定位置，待衛(wèi)星正常運(yùn)行后