个人通信课件第六章 个人通信的业务、业务量与频谱分配

1、1第六章 个人通信的业务、业务量与频谱分配2一、个人通信业务的定义、目标和要求 无线通信技术除了单一的话音业务，还可以提供数据、传真、视频、无线上网等业务。其最高业务速率要达到2Mbits。同时还可以做到：能够接入大型商用数据库；能够接入包括娱乐和教育节目的数字影像数据库；能够提供具有语音识别和手写体识别等功能的简单人机接口；能够支持分布式移动环境。 6.1 个人通信的业务36.1.1 个人通信业务的定义、目标和要求一、个人通信业务的定义个人通信业务按ITU.114定义为：提供个人移动性和个人通信业务轮廓管理的电信业务，这包括借助于一个个人通信号码唯一地识别一个个人通信用户的网络能力。个人移动

2、性指一个用户用任何终端在唯一个人识别器的基础上接入电信业务的能力，和网络按照用户的业务轮廓提供这些业务的能力。还涉及对该用户有关终端定位的网络能力，以便对该用户的呼叫进行寻址、选路和计费。个人通信号码是唯一识别一个个人通信用户并用来将呼叫接到或前转到该用户的号码。6.1.1个人通信业务的定义、目标和要求4二、个人通信业务的目标(1)利用一条或多条无线电链路为移动用户或固定用户提供广泛的通信业务。(2)尽可能保证这些业务与那些连接到固定电信网的固定通信终端用户的业务等同，并且具有相当的服务质量。(3)这些业务对位于任何地方的移动终端随时都可使用，保证个人台用户在任何网间漫游时也能应用，仅受经济条

3、件的制约，及暂时受网络实施时间的限制。(4)在所有的运行环境和不同的用户密度下，对任何类型的终端都可提供业务的灵活性。(5)促进不断引用各种通信新业务，从有限的数字移动网业务逐步扩大到固定电信网业务，综合业务数字网业务，进而到智能网业务，宽带综合业务数字网的多媒体业务。 6.1.1个人通信业务的定义、目标和要求5三、个人通信业务的要求1、一般业务要求 (1)用户对业务的不同需求应不受地区或运营者的限制。(2)为便于计费和结帐，提供验证和鉴权规程，借以支持用户身份模块(UIM)功能。(3)为通信业务提供多种安全等级。(4)按用户请求，为漫游提供位置保密。 6.1.1个人通信业务的定义、目标和要求

4、62一般网络要求 (1) 考虑不同经营者介入的可能性，包括业务提供者、中间商、网络运营者和增值业务提供者等。(2) 考虑不同类型网络引入、互连或综合的可能性，包括DMCN、PSTNISDN等。(3) 应能允许国际间运行，并且允许移动用户在许可的范围内自动漫游。(4) 应能在国内或国际管理组织所许可的范围内在海上和航空环境中运行。(5) 应能允许直接或间接通过卫星运行。(6) 具有一种灵活的体系结构，能使网络投资与财政收入的增长相适应，容易适应环境条件，并响应新的业务发展，而不束缚技术革新。6.1.1个人通信业务的定义、目标和要求76.1.2 PSTN业务一、电报(telegraphy)二、电话

5、(telephony)1.可视电话(video-telephony)2.静止图像可视电话(still-picture video-telephone)三、数据通信(data communication) 四、远程处理(teleprocessing) 五、图文电信(telematics) 1.传真(facsimile) 2.图文视传(videography) 3.文件用户电报(teletex) 4.书写电报(telewriting) 六、电信会议(teleconference) 86.1.3 ISDN业务一、 ISDN的基本特性1ISDN的定义 原CCITT对ISDN的定义为：“ISDN是以综合

6、数字电话网（IDN）为基础发展演变而成的通信网，能够提供端到端的数字连接，用来支持包括语音和非语音在内的多种电信服务，用户能够通过有限的一组标准化的多用途用户-网络接口接入网内。”9（1）ISDN是以综合数字电话网（IDN）为基础发展而成的通信网。（2）ISDN支持端到端的数字连接。（3）ISDN支持电话及非话等各种通信业务。（4）ISDN提供标准的用户-网络接口，便于各种用户终端接入。（5）ISDN采用OSI的分层结构，可以逐步扩充和发展网络功能。6.1.3 ISDN业务10ISDN的组成及与现有各种网络的关系2. ISDN的组成6.1.3 ISDN业务113ISDN用户-网络接口 用户-网

7、络接口是用户设备与通信网的接口。（1）网络终端1（NT1）：NT1包含OSI第一层的功能。（2）网络终端2（NT2）：NT2又叫智能网络终端。它可以包含OSI13层的功能。（3）一类终端设备（TE1）：是ISDN的标准终端，符合ISDN用户-网络接口的协议。（4）二类终端设备（TE2）：非ISDN标准终端，不遵循ISDN用户-网络接口的规定，例如X.25协议的分组型终端和模拟话机等。（5）终端适配器（TA）：完成适配功能，使TE2能接入ISDN标准接口。6.1.3 ISDN业务124通路类型和接口结构（1）通路类型 通路是提供业务用的具有标准传输速率的传输信道。（2）接口结构 已经标准化的IS

8、DN用户-网络接口有两类，一类是基本速率接口，另一类是基群速率接口。6.1.3 ISDN业务135ISDN的局间信令 两个ISDN用户通过两个具有ISDN功能的交换节点建立接续时，如果仅采用一般的No.7信令系统，就无法传递ISDN业务特有的信息，因而需要建立ISDN的互连机制，No.7信令方式中ISDN用户部分（ISUP）是实现ISDN的必要条件。6.1.3 ISDN业务14二、ISDN的业务及应用1 、ISDN基本业务 ISDN基本业务是指ISDN向用户提供的基本服务，它是由承载业务和用户终端业务两种基本业务组成。6.1.3 ISDN业务15图3-1-2 ISDN的承载业务和用户终端业务6

9、.1.3 ISDN业务16（1）承载业务 承载业务是单纯的信息传送业务，由网络提供，任务是将信息由一个地方搬运到另一个地方而不做任何处理，承载业务只说明通信网的通信能力，与终端类型无关。 承载业务是ISDN交换机提供的信息传送能力。ITU-T主要从以下6个方面来定义每一项ISDN承载业务： 信息传送方式； 信息传送速率； 信息传送能力； 信息传送结构； 通信的建立； 对称性。 6.1.3 ISDN业务17 承载业务可分为电路交换方式的承载业务和分组交换方式的承载业务两大类。（1）电路交换方式的承载业务 64 kbit/s、8 kHz结构，不受限制的数字信息业务。 64 kbit/s、8 kHz

10、结构的话音业务。 64 kbit/s、8 kHz结构，3.1 kHz音频信息业务。 64 kbit/s、8 kHz结构，交替用于话音不受限制的数字信息业务。（2）分组方式的承载业务 虚呼叫和永久虚电路业务； D信道上的非连接型业务； 用户信令业务。6.1.3 ISDN业务18（2）用户终端业务 ISDN的用户终端业务是一种面向用户的通信或信息处理业务，由网络和终端设备共同提供，包含了OSI模型l7层的全部功能。用户终端业务是在人和终端的接口上提供，而不是在S/T参考点上提供，因此用户终端业务既包含了网络的功能，又包含了终端设备的功能。6.1.3 ISDN业务197种常见的用户终端业务。 （1）

11、电话（Telephony） （2）智能用户电报（Teletex）（3）传真（Telefax）（4）可视图文（Videotex）（5）用户电报（Telex）（6）高保真电话业务（Telephony 7kHz）（7）微机通信（PC-Communication）6.1.3 ISDN业务20（3）补充业务 用户在使用承载业务和用户终端业务时，还可以要求ISDN提供额外的功能，这是对电信业务的补充业务，补充业务总是和承载业务或用户终端业务一起提供，它不能单独存在。原CCITT在I.251I.257建议中定义了一批补充业务。6.1.3 ISDN业务212ISDN的业务特性（1）ISDN业务的标准化 原CC

12、ITT为ISDN定义了国际上共同提供的业务，以及为实现这些业务，终端和网络所需要实施的功能和程序，使ISDN业务便于推广和使用。（2）ISDN业务的综合性 ISDN能够通过一对电话线为用户提供多种综合业务，包括电话、数据、传真、图像、可视电话等多种业务，为用户带来了许多方便。（3）提供ISDN业务的经济性 ISDN能够在一对用户线上最多连接8个终端，并且可以使3个以上的终端能够同时通信。6.1.3 ISDN业务22一、B-ISDN概述1、 宽带综合业务数字网发展动因（1）对宽带业务的需求。（2）将电路和分组两种交换方式综合成一个相通的宽带网这样的需求。（3）将交互型业务和分配型业务分配到一起的

13、需求。（4）要求对用户和网络经营者同时提供灵活性的需求。（5）高速传输、交换和信号处理可用性发展的需求。（6）数据处理和图像处理，多媒体终端技术的发展的需求。6.1.4 B-ISDN业务232 B-ISDN与ISDN的差别（1）传输带宽ISDN仅能向用户提供2Mbit/s以下的业务。（2）传输媒介 N-ISDN以目前使用电话通信网为基础，其用户线采用双绞线，而B-ISDN中，用户线和干线均采用光缆。（3）速率配置N-ISDN各种通路的比特率需预先确定好，而B-ISDN使用虚通路，其比特率不必预先确定。（4）业务处理ISDN传送语音为主，B-ISDN可传送各种数字服务数据。（5）交换模式 ISD

14、N使用电路交换，而B-ISDN则使用异步转移模式（ATM）。6.1.4 B-ISDN业务243 B-ISDN结构 初期的B-ISDN是由三个网结合而成。 第一个网是以电话交换与接续为主体的 64kbit/s网。 第二个网是以存储交换型的数据通信为主体的分组交换网。 第三个网是以异步转移方式（ATM）构成的宽带交换网。 实现B-ISDN的关键在于宽带交换技术，光交换技术和ATM技术是实现B-ISDN的关键。6.1.4 B-ISDN业务256.1.4 B-ISDN业务二、 B-ISDN的应用 基于PSTN的可视电话系统 基于网络的视频会议系统 视频会议分类：会议室型、桌面型视频会议系统 基于网络的

15、远程监控系统1远程监控系统组成：远程监视和远程控制2监控系统与视频会议的区别26远程医疗系统1远程医疗系统含义2远程医疗系统存在的技术问题3远程医疗发展方向 远程教学系统 1远程教学系统的关键技术 （1）语音传输技术（2）视频传输技术（3）数据传输技术（4）印刷品传输技术2远程教学系统与视频会议的关系6.1.4 B-ISDN业务27一、 用户终端业务 用户终端业务是在用户终端协议互通基础上提供终端间信息传递能力的业务，该类业务包括电话业务、紧急呼叫业务、短消息业务和语音邮箱业务等。1 电话业务2 紧急呼叫业务3 短消息业务4 语音邮箱业务6.1.5 IMT-2000 业务28二、 承载业务 承

16、载业务提供了在两个网络终端接口间的信息传递能力。移动终端MT控制无线信道使信息流成为终端设备TE能接受的信息。移动终端MT作为PLMN一部分通过无线接口与PLMN内的其他实体互通。CDMA能陆续向用户提供120014400bit/s异步数据、120014400bit/s分组数据及交替语音乐会与120014400bit/s数据等承载业务。6.1.5 IMT-2000 业务29三、 补充业务 CDMA规范定义了支持提供给各承载业务和用户终端业务的补充业务。补充业务向用户提供包括补充业务授权、补充业务操作和补充业务应用等功能。补充业务授权包括业务授权和业务去授权；补充业务操作包括授权、去授权、登记、

17、删除、激活、去活及请求、临时激活及临时去激活操作。补充业务应用有网络自动调用和用户主动发起两种方式，它改变并加强了用户终端业务和承载业务的服务。6.1.5 IMT-2000 业务301 遇忙呼叫前转CFB当用户忙时，允许用户将其来话转接到预先设置的电话或语音信箱。2 无条件呼叫前转CFU允许用户将它的所有来话转接到预先设置的电话或语音信箱。3 无应答呼叫前转CFNA(1)系统寻呼MS失败或长时间振铃后用户没有应答；(2)用户处于去活状态；(3)系统不知道用户的当前位置；(4)用户当前不可接入（如去活了呼叫转接业务或激活了免打扰业务）。6.1.5 IMT-2000 业务314 隐含呼叫前转CFD

18、5 主叫号码识别显示CNIP6 主叫号码识别限制CNIR7 呼叫等待CW 8 呼叫转移CT 9 会议电话CC 10 免打扰DND 11 消息等待通知MWN 12 三方通话3WC 13 密码呼叫接受PCA 6.1.5 IMT-2000 业务3214 选择呼叫接受SCA 15IN码拦截SPINI 16 用户PIN码接入SPINA 17 取回语音信息VMR 18 优选语言PL 19 用户群提示FA 20 移动接入寻线MAH 6.1.5 IMT-2000 业务331号码识别类补充业务(1)缩位拨号。Abbreviated DiallingABD(2)通用接入号码Universal。Access Num

19、bmUAN(3)恶意呼叫识别Mallicious Call：Identification-MCI2呼叫提供类补充业务(1)呼叫前转Call ForwardingCF(2)遇忙无应答可选呼叫前转 Selective Call Forwarding 0n busydont answerSCF(3)呼叫分配Call Distr4butionCD 6.1.6 IN业务34CAMEL典型业务预付费业务亲情卡业务移动虚拟专用网业务被叫集中付费业务分时分区业务无线广告业务35总体要求 估计个人通信所需频谱应考虑业务和频谱两个方面： (1)业务方面：应分析各种业务所需的带宽或比特率以及未来技术压缩频带的可能性

20、；各种业务的业务量比例以及未来的发展趋势，非话业务量的比例会越来越高，多媒体业务也将呈上升趋势。 (2)频谱方面：应分析当前可以应用的频谱，未来可以开拓的频谱；各种时域、空域及频域的有效利用频谱技术；各种业务各种系统共享频谱的可能性以及各段频谱的传播特性。6.2 各种业务所需带宽和传送要求366.2 各种业务所需带宽和传送要求 业 务 信息传送速率 信号带宽 射频带宽遥信10100 bits交互视传264 kbits传真564 kbit/s话音1664 kbit/s 3003400 Hz 5,12,5,25kHz高速传真64 800 kbit/s立体声音乐0.4 2 Mbit/s 200150

21、00Hz可视电话0.0642 Mbit/s可视电话会议0.0642 Mbit/s文件传送0.028 Mbits电视10540 Mbits 8 MHz主要业务所需信息传送速率 37业务的传送要求 : 1业务质量与业务完整性(service integrity) 业务质量是各种业务性能的综合效果，它确定用户对业务的满意程度。 业务完整性指业务一旦获得后，所提供的业务不过分损伤的程度，主要指在收端关于发端信号的复制水平。在通信业务中，完整性取决于网络的传送性能。 业务的传送性能要求有语义透明性和时间透明性两项。6.2 各种业务所需带宽和传送要求382.语义透明性(semantic transpare

22、ncy) 语义透明性就是要求网络在传送信息时不改变业务信息的语义，不产生过分的错误。收端复制的信号与发端信号非常接近，不产生严重失真，不会产生导致误解的歧义。这是业务完整性概念的具体化。 比特差错率BER 分组差错率PER6.2 各种业务所需带宽和传送要求393.时间透明性(time transparency) 要求网络在传送信息时不改变业务信息的时间关系，即以最短的时间将信息从发源地送到目的地，使这个时间短到业务能够接受的水平。时延时延抖动6.2 各种业务所需带宽和传送要求40一、业务量估计 、话音业务量车辆密度与移动台业务量密度6.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计车辆停车辆慢平均

23、装台%每台E车数/km600350400车数/km2900052506000街道业务量密度E/km3017.520500.1城市业务量密度E/ km2450262.5300500.1城市业务量密度E/ km29005256001000.1城市业务量密度E/ km21800105012001000.241室外个人台的业务量密度6.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计装台%话务量E/台业务量密度E/km2500.04938800.0415001000.0418751000.14500室内个人台的业务量密度42、非话业务量(1)移动台 大城市街道车载台的密度按估计为3000台km2。电路交换业

24、务:如传真，设15装了传真模块，每个电台忙时一次呼叫占用时间为6minh，相当于0.1E，则非话业务量密度约为45Ekm2。分组交换业务:如交互性数据。设便携台每小时传10页文件，每页8kbits，信息传送速率为4.8kbps,累积信道占用率约16sh，相当于4.5mE台，同上便携台典型密度为2000台km2，则业务量密度为9Ekm2。 设车载台每小时传20页文件，累积信道占用率为32sh，相当于9mE台，同上车载台典型密度为3000台km2，则业务量密度为27Ekm2，二项相加的总业务量密度约37Ekm2。 6.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计43(2)室外个人台 街道沿线行人密度

25、为3000人/km，80有个人台，则沿线电台密度为2400台/km，城市电台密度为36000台/km2 。 分组交换的短消息交互性数据业务:设每小时传10页文件，每页8kbits，信息传送速率为16kbit/s，累积信道占用率为5s/h，相当于约1.4mE/台，则城市短消息业务量密度约50E/km2 。若考虑另外的数据业务，按3倍的增长因子估算，则业务量密度可增至150E/ km2 ，使非话业务量密度为话音业务量密度的10。6.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计44(3)室内个人台 室内个人台密度为100000台/km2/楼层，设25的台有电路交换的用户传真，每个用户传真终端每小时有6

26、分钟的传真时间，相当于0.1E台，则传真业务量密度为2500E /km2/楼层，相当于话音业务量密度的18。 对于分组交换的交互性应用，设100的台都有这种应用，每台每小时20次交互性会话，大约每次2s，累积信道占用率相当于0.01E台，则其业务量密度为1000E /km2/楼层。考虑分组传输的争用，设因子为2，将达2000E /km2/楼层。 将二项相加，并考虑批量数据应用、数据库检索等的10开销，因此室内非话业务总业务 量密度可高达5000E /km2/楼层。6.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计45 二、所需频谱估计 1话音业务所需频谱估计(1)按前面估计的业务量密度(E/km2

27、)及预定的蜂房面积(km2)算出每蜂房的业务量(E)。 例如： 业务量密度为500E/km2，蜂房面积为0.94km2 每蜂房业务量=500 0.94=470E(2)由每蜂房业务量(E)及预定的呼损率，按爱尔兰呼损公式6.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计算出每蜂房信道数。例如：A为470E，En(A)为2，算出 n=49346(3)由每蜂房信道数及预定的每信道双工带宽，群集规模(即再用系数)算出所需频谱带宽。例如：n=493，双工带宽=25kHz/ch，再用系数=96.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计476.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计移动台R1个人台R2室外

28、个人台R2室内电台类型车载便携手持手持体积(cm3)200220 重量(g)200200功率5W50mW10mW 基站天线高度(m)50lO9099蜂房半径(m) 547 7114蜂房面积(km2) 0.94O.0160.0006业务量密度(Ekm2) 500150020000每层每蜂房业务量 (E)470 24 12阻塞概率() 210.5每蜂房信道数49334 23每信道双工带宽 (kHz)255050群集规模(蜂房站数扇区站)91621(3层)频谱带宽(MHz) 1112724486.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计移动台R1个人台R2室外个人台R2室内信息传送方式 电路交换

29、分组交换 电路交换 分组交换 电路交换 分组交换 业务量密度(E km2) 453715025002000每信道双工带宽(kHz)1005050505050频谱带宽(MHz) 5636、IMT-2000非话业务的业务量与所需频谱49、IMT-2000业务所需频谱总计移动台R1个人台R2室外个人台R2室内总计 比例电话业务带宽(MHz) 111272416271非话业务带宽(MHz) 56366529小 计 (MHz) 1673030227100在以上估计中有下列项目没有计入：(1)因为IMT-2000系统的复杂性和质量要求，预期系统运行的信令业务量将会显著增加。(2)道路交通管制的应用可能产生

30、附加的非话业务量。(3)在几个运营者之间共享频谱可能导致频谱效率的降低。(4)要进一步考虑业务质量可能增加所需频谱带宽。 6.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计50 1、频带划分考虑 1）业务量密度 2）频谱带宽 3）兼容性 4）地面与卫星 5）共享 6）双工 7）射频技术三、 IMT-2000频带划分6.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计512、IMT-2000的频带划分 (1)18852025MHz及21102200MHz频带为全球基础上可用于IMI-2000的地面部分，初始实现期望在2000年开始； (2)上述频带中19802010MHz及21702200MHz部分(在区

31、域2为19702010MHz及21602200MHz)为全球基础上从2005年开始可用于IMT-2000的卫星部分。 (MHz)频带带宽频带带宽可用时间地面1885202514021102200902000年前卫星198020103021702200302005年开始6.3 IMT-2000的业务量和所需频谱估计52一、IMT-2000与固定业务的共享 世界上许多地方18852025MHz及21102200MHz频带已被现有的陆地固定业务使用。只要有地理分隔，固定业务就能与IMT-2000在安全界限之外共享频谱。共享运行，还将取决于各系统无线电传输性能的改进，即多址技术、调制技术、信源信道编码技术、分集技术等的进步。二、IMT-2000与卫星移动业务间的共享6.