无线通信系统与技术-第9章无线市话系统

第9章无线市话系统•无线市话系统，是我国电信工程技术人员根据中国国情在低轨道卫星通信、GSM、CDMA、无绳电话、无线环路等众多通信方式的基础上，选择无线环路技术通过V5接口，并充分利用固定电话网的资源来实现的一种个人通信接入手段。•用户通过手机或无线固定单元进行电话、传真、数据和图像信息的传递，可以在固定和移动状态下进行信息交换。概述9.1关键技术9.2系统组成9.3空中接口及通信流程9.4信令传输9.5本章小结9.69.1概述1．PAS的特点①PAS是我国专家在原有固定电话系统上根据市场需求，经过挖潜改造而开发的新业务系统。②PAS的最大特点是物美价廉，无论无线固定电话（FSU）或具有移动功能的PS手持机，统一按固定市话标准收费，而PAS手机在接电话时分文不收，与蜂窝式移动电话相比要便宜得多。③PAS手持机具有体积小、质量轻、通话时间长的特点。④PAS可以与家用电话或办公电话共用一个电话号码，一方取机另一方可以自动切断，防止窃听。⑤PAS手持机杂音小、音质清晰，完全可以和固定电话的音质相媲美，而且保密性比固定电话强。2．PAS的功能

①PAS无论是无线固定电话机（FSU）还是手持机PS，凡是固定电话具有的转移呼叫、免打扰、三方通话、语音信箱等新业务功能它们都具备。②持有PAS手机的用户可以在一个城市或一个地区进行移动，漫游范围随着网络扩大而增大。③PAS具有报警定位和120急救呼叫功能。④PAS能提供高速数据通信和ISDN服务。3．PAS的问题

①PAS采用1.9GHz微波频段，所以它的穿透能力比较差，加之基站功率比较小，只有10mW、200mW、500mW，所以室内信号覆盖比较差。②PAS采用微蜂窝技术，每个基站覆盖半径在100～200m之间，因此在移动中通话会感到较多的切换，并有1秒左右的无音，一般它的移动速度不能超过35公里/小时。9.2关键技术9.2.1PAS的频率使用与多址技术1．PHS系统的频率•PHS系统使用1.9GHz作为其小区站和手机的通信频率，频率范围是1895.15～1917.95MHz。•在日本，1900MHz频带的频率分配如图9-1所示。图9-11.9GHz频带的频率分配2．无线信道及多址技术•PAS系统的无线信道即基站和手机之间使用多载频时分双工模式（TDD），无线信道基于时分多址（TDMA）结构，在多频率子带中实现给每一基站动态分配一个频率/时间信道。图9-2时隙及帧结构9.2.2微蜂窝与信道动态分配技术•我国工业和信息化部规定PHS系统用于无线本地环路时：①基站的平均发射功率≤500mW，峰值功率≤4W；②用户端的平均发射功率≤10mW，峰值功率≤80mW。•用于微蜂窝组网PHS系统时：①基站的平均发射功率≤20mW，峰值功率≤160mW；②用户终端的平均发射功率≤10mW，峰值功率≤80mW。③杂散发射功率相对载波电平（衰减量）≥50dB，或绝对电平≤2.5W；④PHS系统用于无线本地环路时，基站天线增益不得超过12dBi；当用于微蜂窝组网时，基站天线增益一般不超过3dBi。•PHS信道动态分配的过程如图9-3所示，分配步骤如下。图9-3PHS信道动态分配过程①手机在呼入、呼出和越区切换时首先要选优先级最高的频率号和时隙号。②对所选频率号和时隙号的信道进行干扰电平的测试。③如所监测到的干扰电平值低于第一门限电平26dBV（−87dBm），这时就选用该信道。否则进入第4步。④选择下一个优先的频率号和时隙号。⑤重复上述第2步至第4步，直到找到可用信道为止。⑥如果没有可用信道，则按照上述步骤1至5步，以第二门限电子40dBV（−73dBm）为标准进行监测比较，直到找到可用信道为止。•信道优先级的确定：已被选定的信道，其优先级加1；已被拒绝的信道，其优先级减1。9.2.3V5技术1．V5接口发展•连接本地交换机（LE）和用户终端设备（TE）的用户环路在实现业务接入和占用通信投资比重方面，都是通信网的一个很重要的组成部分。•作为本地交换机和接入网的接口，V5接口的优点主要表现在以下几个方面。①V5接口是一个开放的接口。②支持不同的接入方式。图9-4V接口③提供综合业务。④降低成本。⑤增加安全、可靠性。2．V5接口特征•V5接口是将接入网和本地交换机相连接的V接口系列的一个通用术语，是一种标准化的、完全开发的接口图9-5V5接口结构•

V5接口包括以下几个功能。图9-6V5接口功能描述①承载通路：为来自ISDN基本接入用户端口分配的B通路或为来自PSTN用户端口的PCM64kbit/s通路提供双向传输能力。②ISDND通路信息：为来自ISDN基本接入用户端口的D通路信息（包括信令和分组型数据）提供双向传输能力。③PSTN信令信息：为PSTN用户端口的信令信息提供双向传输能力。④控制信息：提供每个PSTN和ISDN用户端口状态和控制信息的双向传输能力。⑤链路控制信息：支持V5接口上2Mbit/s链路的管理功能。⑥保护信息：支持在适合的物理C通路之间交换逻辑C通路。⑦承载通路连接（BCC）信息：用来在LE控制下分配承载通路。⑧定时信息：提供比特传输、字节识别和帧同步必要的定时信息。这种定时信息也可以用来同步处于工作状态的LE和AN之间的同步操作。•V5.1接口应支持下列业务。①PSTN业务：支持单个用户接入，也支持程控交换机的接入，其中用户线路信令可以是双音多频（DTMF）或是线路状态信令，并且对用户的补充业务没有任何影响。②ISDN基本接入（BRI）：BRI可以综合在AN内，或可以作为符合建议G.906传输系统要求的一个独立设备。③永久线路（PL）能力：永久线路（PL）能力使用ISDN基本接入中的一个或两个B通路，PL中的B通路旁通LE，接入到永久租用线网络，LE应负责ISDN基本接入的永久激活。④半永久租用线：V5.1接口应支持以下3种半永久租用线业务：●使用ISDN基本接入中的一个或两个B通路；●用于无带外信令的模拟租用线；●用于无带外信令的数字租用线。⑤永久租用线业务：AN提供永久租用线业务，旁通LE，对V5.1接口无任何影响，接口可以是数字或模拟的。3．V5时隙分配•V5.1接口，物理通信通路的指配遵循以下规则：①如果仅分配一个通信通路，使用TS16（C通路1）；②如果分配两个通信通路，使用TS16、TS15（分别为C通路1和C通路2）；③如果分配三个通信通路，使用TS16、TS15和TS31（分别为C通路1、C通路2和C通路3）。•V5.2接口，物理通信通路指配遵循以下规则。①在V5.2接口有多个2Mbit/s或E1链路的情况下，通信通路的时隙分配同V5.1，以确保与V5.1接口完全兼容。②在V5.2接口有多个2Mbit/s链路的情况下，将使用保护协议：保护组1和保护组2。图9-7保护组1图9-8保护组2•其他物理C通路最好以以下顺序分配。①剩下2048kbit/s链路的时隙16，如果还需要，则转向②。②一个链路的时隙15，如果还需要，则转向③。③相同2048kbit/s链路的时隙31，如果还需要，则转向④④继续分配下一个链路的时隙15，然后时隙31。•这个过程可以重复进行。4．V5接口结构

图9-9V5接口协议结构图9-10AN是否带有透明数字链路的应用结构图9-11帧结构9.3系统组成

图9-12PAS系统组成•各部分的组成与功能介绍如下。①局端设备（RT）：局端设备向交换机提供模拟或数字接口，它是一基于电子工业协会标准、已被证明的简单通用的与本地交换机结合的局端设备。②空中话务控制器（ATC）：空中话务控制器是一种可选的交叉连接系统，它通过E1链路可与各覆盖区的RT连接，为用户提供RT之间的漫游服务，增强系统的漫游能力，系统平均漫游率可达80%以上。③基站控制器（RPC）：基站控制器通过多达4条El线链路与RT相连，控制着各基站在服务区的电源分配和话音路径的集线处理。④基站（RP）：基站通过PHS空中接口与用户单元相连。⑤手机（PS）：手机是PAS系统的无线手持电话，向用户提供一系列的移动功能。⑥固定用户单元（FSU）：固定用户单元是PAS系统与固定的标准电话机连接的无线通信设备，安装在用户住宅区。⑦网络管理系统（NMS）：网络管理系统对整个网络进行集中管理，监控PAS系统主要设备RT、ATC及RPC的状态，收集工作状态信息、告警信息、数据传输信息等及远程载入更新程序到RPC。9.4空中接口及通信流程9.4.1PHS空中接口的物理结构1．帧结构图9-13PHS的帧结构2．时隙的结构

图9-14PHS的时隙结构9.4.2PHS的逻辑信道1．逻辑信道的种类2．协议分段与逻辑信道

图9-15PHS的业务和协议分段9.4.3超帧结构

图9-16复帧的下行逻辑控制信道图9-17复帧的上行逻辑控制信道9.4.4链路层与网络层结构

图9-18链路信道的三层结构图9-19RT、MM消息结构图9-20CC消息结构9.4.5PAS切换与漫游技术1．PAS的切换技术（1）切换参数的含义图9-21切换参数•切换选择电平（Hand-overSelectLevel）：手机接收到基站的信号场强低于32dBV时，手机将搜索其他基站。•切换保持电平（Hand-overHoldLevel）：手机接收到基站的信号低于26dBV，手机将准备切换到其他基站。•切换电平（Hand-overLevel）：手机接收到基站信号低于24dBV，手机将切换到其他基站。•目标基站场强电平值（Hand-overDestinationLevel）：目标基站必须达到的场强值32dBV。•手机或基站的误码率大于10−6时，手机将切换到其他基站。（2）切换过程2．PAS的漫游

（1）基于ATC技术的RT间漫游（2）基于S-ATC技术的RT间漫游图9-22基于S-ATC的RT间漫游（3）C3与C4局之间的漫游（如地（市）县（市）之间）（4）C3局之间的漫游方案9.5信令传输•为保证PAS系统中各用户的非中断的连续通信，必须具备以下的网络协议的支持：①所有对用户发起通信者无需知道该用户的具体位置；②可以根据对PAS用户的定位数据确定计费费率；③在PAS系统中对用户定位所必须的维护信息；④对用户的来话进行选路和消息派送；⑤PAS业务提供者对用户的有效性确定。1．中继•在PAS系统中将各个RT与ATC（S-ATC）之间的2Mbit/s电路称为中继，主要用于当各个PS用户离开归属服务区而到达对方RT覆盖区时，系统为该PS用户呼入，呼出提供正常的通信服务。图9-23S-ATC网络拓扑图2．链路•在数字通信系统中为了建立可靠的通信和大数据量的相关信令的传送以及便于系统的维护管理，必须要有专门的电路用于相关信令的传送，我们将该电路称之为链路。3．协议

•在PAS系统中，可以认为在各个环节的相关链路上进行通信所必需的相关信令即为协议。•协议可以分为以下几种：①交换机与接入端的V5协议；②RT与RPC间的HDLC协议；③各个RT与ATC（S-ATC）之间的通信协议；④PS与RP之间的空中接口（主要指RCRSTD-28）。9.6本章小结

•本章介绍了无线市话的基本概念、特点，系统结构及相关技术。•无线市话PAS系统是利用现有的固定网与无线本地环路相结合，使用无线空中接口向用户提供无线电话服务的系统，是采用固定电话网发展移动业务的系统。•无线市话系统使用1.9GHz作为