1、1第6章 其他移動通信系統2l內容 寬帶無線接入技術無繩電話系統、無線尋呼系統、衛星移動通信系統、集群移動通信系統、限定空間移動通信系統 l重點各類移動通信系統的基本概念 l難點各類移動通信系統的基本工作原理 l目的和要求掌握各類移動通信系統的基本概念了解各類移動通信系統的基本工作原理 3l接入網包括傳輸系統、復用設備、用戶/網絡接口、數字交叉連接設備等l根據傳輸介質不同分為有線接入和無線接入無線接入指從交換節點到用戶駐地網或用戶終端間部分或全部采用無線手段接入的技術，當數據速率2Mbit/s時即為寬帶無線接入l根據系統是否支持移動過程中的用戶終端，無線接入又分為移動接入與固定接入。4l移動無

2、線寬帶接入支持系統中用戶終端在移動中實現寬帶無線接入，主要技術包括基于IEEE 802.15的無線個人域網WPAN基于IEEE 802.11的無線局域網WLAN基于IEEE 802.16e的無線城域網WMAN基于IEEE 802.20或3G的無線廣域網WWAN5lWLAN的標準lWLAN的結構lWi-Fi6lWLAN標準主要針對物理層和媒體訪問層（MAC），涉及所使用的無線頻率范圍、空中接口通信協議等技術規范與技術標準。 l在IEEE 802系列標準中，WLAN對應的是IEEE 802.11標準系統 7lIEEE 802.11標準無線局域網由站點、無線介質、接入點AP和分布式系統組成 8lWL

3、AN可實現不同的組網模式 9lWi-Fi是一種能支持較高數據傳輸速率（154Mbit/s），采用微蜂窩和微微蜂窩結構的自主管理的計算機局域網絡 lWi-Fi的傳輸技術涉及采用的傳輸介質、選擇的頻段及調制方式，常用的是微波技術2.4GHz頻段上符合IEEE 802.11b和IEEE 802.11g的產品。10lWi-Fi的物理層數據傳輸過程11lWiMAX概述l網絡結構l關鍵技術12l微波接入全球互通WiMAX以IEEE 802.16系列寬頻無線標準為基礎 lWiMAX技術的出現，彌補了Wi-Fi傳輸距離短的缺陷，也需要創建一個“熱區”，傳輸距離高達50km，傳輸速度最高可達75Mbit/s。l

4、WiMAX物理層的關鍵技術：雙工復用方式、載波帶寬、OFDM、OFDMA、多天線技術及自適應調制等 13lWiMAX的技術特點：大覆蓋、高帶寬；支持有QoS保證的業務（QoS機制植入MAC層）；支持非視距（NLOS）傳輸（OFDM調制增強了系統在NLOS下的傳輸能力）；高度的數據安全性（在MAC中定義加密子層，使用數字證書的認證方式）；靈活的自適應調制技術（響應不同的質量信號自動調整調制方式）；支持快速移動；標準兼容（全球使用統一的標準） 14lWiMAX應用WiMAX主要用于在城域網范圍為個人、家庭、企業以及移動通信網絡提供最后一公里的高速寬帶接入 五種典型應用場景 15lWiMAX網絡體系

5、結構包括核心網、用戶基站SS、基站BS、中繼站RS、用戶設備TE和網管 16lWiMAX支持兩種網絡拓撲結構：雙向點對多點PMP和網狀Mesh網絡結構，都共享無線信道，兩者的區別在于PMP中數據交換只發生在BS和SS間，而Mesh中數據的傳輸可能會經過其他SS且數據交換可直接在兩個SS間進行 17lOFDM/OFDMAl多天線技術AASl鏈路自適應l面向連接的MAC層協議及QoS服務 l動態帶寬分配 l安全性保障 18l無繩電話系統l無線尋呼系統l衛星移動通信系統l集群移動通信系統l限定空間的移動通信系統19l無繩電話系統概述lPASliPAS20l概念市話網的延伸和補充雙工系統早期：室內使用

6、，代替室內用戶線l系統原理組成：基站和手機(均有一套收發信機)原理：l手機(子機)放在基站(母機)的機座上時，收發信機均不工作，基站對手機充電。l當手機從機座取下時，收發信機進入工作狀態 用戶可通過手機撥發電話，由基站接收并送入市話網 有電話呼入時，手機和基站一起振鈴，用戶可選擇一個接聽21l主要系統CT-1(第一代模擬系統)l一個基站對一個或多個手機l小范圍使用l缺點：音質差、頻率利用率低、串擾嚴重、保密性差、容量小、易被盜打CT-2 (數字無繩電話系統)l主要技術：TDD、FDMA、ADPCMl組成：手機、基站、網管中心、計費中心l特點： 室內、室外 慢速移動 沒有位置登記和切換功能，只能

7、呼出，不能呼入一旦通信建立，即可獲得雙工通信 頻率利用率高，語音質量、抗干擾、保密性遠優于CT-122l概念：利用無線環路技術通過V5接口，充分利用固定電話網絡資源，實現的個人通信接入方式每個用戶一個電話號碼，利用手機或固定無線單元進行信息交換l定位為：固定市話的無線接入市話網的延伸和補充基于日本的PHS無繩電話系統l與移動電話網相似的結構，利用智能網技術解決漫游問題；透明地支持市話交換機提供的各項業務 23lPAS系統的組成24l空中話務控制器ATC可選的交叉連接設備通過E1與多個RT連接提供RT間漫游提供大范圍無縫覆蓋移動業務，并節省系統漫游軟件費用l用戶終端PS固定用戶單元FSUlPAS

8、與固定標準電話機間接口設備提供無線接口、標準電話機接口l供電：外部交流電通過AC適配轉換成DC供電同一電源供電的固定標準連接3臺電話機25l頻率利用頻段：1.91.915GHz -1.9GHz 1895.151917.95MHz（總帶寬：22.8MHz）頻道間隔：300KHz每個基站所用載頻：f=1895.1+0.3(N-1)MHz多址技術：FDMA/TDMA雙工方式：TDD（時分雙工）26信道結構l前4個時隙下行，后4個時隙上行，提供4個雙向信道l任選一個信道作CCH，其余3個作TCHl通信繁忙地段，可作基站捆綁27l動態信道分配PAS不為每個RP分配固定的使用頻率，在通話建立過程中，自行分

9、配最佳的頻率與信道載波偵聽電平-RSSI第1、2電平偵聽信道優先級：已被選定的信道：優先級+1 已被拒絕的信道：優先級-128分配過程lPAS手機首選優先級最高的頻率號F#和時隙號S#l對所選的F#、S#信道進行干擾電平測試l如所監測到的干擾電平值低于第一門限電平26dBV(-87dBm)，就選用該信道。否則進入第4步l選擇下一個優先的頻率號F#和時隙號S#l重復上述第2至第4步，直到找到可用信道為止l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)為標準進行監測比較，直到找到可用信道為止29lPAS切換PAS微蜂窩技術基站覆蓋范圍小，切換頻繁lPS、RP均在監

10、測信號強度RSSI和誤碼率BERl任一方測得參數不滿足閾值時，RP和PS均可發起切換切換參數l切換選擇電平A（32 dBV）：低于A開始搜索其他RPl切換保持電平B（26 dBV）：低于B準備切換到其他RPl切換電平C（24 dBV）：低于C切換到其他RPl目標基站電平D（ 32dBV）切換到的目標RP信號必須大于32dBVlPS或RP測得誤碼率10-6時，也將執行切換30切換過程手機在基站附近時可收到很強的信號，當用戶遠離該基站時，信號逐漸減弱l當手機接收到的基站信號變弱，到低于切換選擇電平32dBV時，手機開始搜索其他基站l當信號減弱到切換保持電平26dBV時，手機開始準備切換l當信號降低

11、到切換電平24dBV時，手機開始切換，此時手機要切換到的目標基站的信號強度應在32dBV以上l當 PS或RP測得誤碼率10-6時，執行切換手機本身有自動執行切換功能在切換過程中有短暫的語音中斷現象在切換過程中，不需要網絡端監控31l本地通信過程PS、FSU主呼lRPC需將PHS協議信息轉換為Q.931協議信息，提取撥號代碼并轉換成雙音多頻DTMF信號通過E1線的D信道傳送到RT。l由于FSU所接的是固定標準電話機，所需的各類信令音包括撥號音、忙音、回鈴音等均由FSU根據需要產生，在固定話機撥號時還需收集撥號號碼并轉換格式轉發給RP 32liPAS=IP+PASlWACOS概述lmSwitch

12、iPAS33l概念基于下一代網絡(NGN)的綜合解決方案 無線接入概念創新地應用于傳統PSTN采用：功能強大的運行支持系統； 多協議網關；IP信令網絡34l系統特點采用功能強大的服務器群支持大量先進的功能和業務支持SS7、Q.931及V5.x等協議功能強大的IP信令網絡支持各種無線接入技術針對運營商不同情況提供解決方案極大的系統容量支持漫游和越區切換向未來網絡的平滑過渡系統擴展線性靈活、高可靠性、高密度、有線的音質、抗多徑干擾、通信安全可靠、保密性強、綠色環保35l系統組成36WACOS iPAS 網關（GW）l位置：分布于本地交換中心l作用：實現不同協議相互轉換l協議：Q.931、SS7、V

13、5.x、TUP、SNSPl連接： 通過E1與LE、RPC相連，傳語音TDM信號 通過IP與OSS相連，實現控制與管理37lmSwitchiPAS系統則是基于mSwitch的具體應用 mSwitch是面向NGN的軟交換網絡產品(全IP)l可升級（ mSwitch、 iPAS ）l實現電路交換到分組交換的演進，并有效結合l支持多種標準協議多用戶業務類型接入、多業務提供l分離業務、控制、傳輸、接入層，提供開放、標準接口38mSwitch iPAS系統特點l基于全IP的mSwitch平臺l多業務統一平臺l多協議iPAS節點(Node)l支持SS7信令點共享l支持高速IP總線l同時支持無線與有線接入l支

14、持大量先進的功能和業務l采用高性能的軟交換平臺l采用功能強大的后臺管理系統l先進的IP信令網絡l針對運營商不同情況提供解決方案39lmSwitch iPAS組成網關子系統（iPAS Node）無線接入子系統有線接入子系統事務處理子系統（TS）網絡管理子系統（NMS）運行支持子系統（OSS）應用服務子系統 l安裝應用軟件的兩大硬件平臺WACOS統一網關平臺Sun服務器硬件平臺4041l網關子系統組成：iPAS網關、iPAS節點和SG連接：l通過E1與PSTN的LE、RPC/CSC、AN接入設備相連，傳輸語音和數據業務l通過IP與其他業務控制、及OSS通訊體系結構：主/從堆疊形成iPAS Node

15、l實現SS7信令點共享從iPAS2.4.5始，用SG提供多GW統一信令連接lSG負責信令連接，iPAS GW只負責語音連接lSG集中提供信令連接，不改變原話音中繼及呼叫處理方式42l有線接入子系統接入網設備AN2000用E1鏈路與GW相連采用V5標準接口43lmSwitch iPAS后臺服務器常配在同一LAN中，以IP互聯通信44TS核心部件ln+1冗余備份，多TS間負荷分擔且保持同步lTS由SLR(/RS)、iTS組成 多個模塊協同工作，為iPAS節點提供移動網中的HLR/VLR/AuC實體功能 RS（Routing Server）是一個邏輯功能概念，實現所有路由相關功能 45SLR（用戶位

16、置寄存器）：用于保存和維護所有用戶信息lSLR支持n+1負荷分擔，多個SLR之間互為備份lSLR維護的用戶數據iTS（接口設備）：實現與其他iPAS的iTS間的互連，實現網間用戶數據的傳遞，并實現路由解析功能liTS支持主備冗余46l網管子系統采用網元/服務器/客戶端三層體系結構系統通過網絡管理器實現對網元的管理47網管系統NETMAN2020 l協議：TCP/IP和SNMPl技術：Web，面向對象的Java程序設計方法l層次式結構(兩層)：NMS(網絡管理層)和EMS(網元管理層) l功能組件：INMS(位于NMS):拓撲、故障、性能、安全等OMC(位于EMS):不同網元用不同OMC管理 O

17、MC-S(核心網部分) OMC-R(無線部分) Adaptor48l運行支持子系統OSS組成：用戶管理系統SAM、在線計費系統OBS、 客戶自我服務系統CSS連接：系統與iPAS Node間通過IP互連 通過web界面提供后臺管理、業務支持硬件平臺：數據庫(DB)服務器、web服務器、 各種應用服務器、客戶終端微機三層web結構：客戶/應用服務器/數據服務器以DB為核心，服務器與子系統通過LAN與DB相連49liPAS網關子系統iPAS節點方式配置l網關堆疊，多網關共享一個SS7信令點l主/從網關通過LAN或寬帶IP互連l信令由主網關進入，按組網方式給多個從網關從網關外傳信令經主網關到SS7信

18、令網50SG方式配置l所有信令連接的LSTP、LE全部連至SGSG轉換、選路、轉發至各GWliPAS網關與PSTN不進行信令連接，語音中繼連接、呼叫處理方式不變。51l概念是一種單向的傳輸系統是市話網的延伸和擴展，僅作為市話網呼叫振鈴系統的一種延伸而不能通話 按用戶類別可分為專用和公用兩種常用工作頻段：150MHz組成52l關鍵技術區域聯網（指尋呼中心間的聯網）常用的尋呼方式有：同播方式、分區選播方式、定向播方式FSK調制 53l特點通信范圍大 通信容量大 地面站小型化 傳輸時延大 l使用頻段 衛星通信的頻率范圍為100MHz10GHz 已經使用的地球站l發射頻率：5.925GHz6.425G

19、Hzl接收頻率：3.7 GHz4.2 GHz 54l原理由衛星和地球站組成l地球站可以是固定用戶，也可以是移動臺l移動衛星通信結合了微波中繼和空間技術傳輸線路由地球站到衛星的上行鏈路和衛星到地球站的下行鏈路組成 衛星l設置若干個轉發器，保證通信質量，提高系統的靈活性 地球站l用低噪放將來自衛星的微弱信號放大成合格信號l發出足夠大的功率，保證衛星可靠接收上行信號 55l原理通信衛星和地球站的工作原理 56l衛星移動通信采用的技術 系統技術l頻率復用l多址技術l多波束l星上交換信號處理技術l調制技術：功率有效調制和頻譜有效調制 用得最多的4PSK調制兼顧了功率效率和頻譜效率 57l衛星移動通信系統

20、 根據用戶可分為專用系統和公用系統 海事移動衛星通信系統l專用系統，為海上船舶提供通信服務l由同步衛星、岸站、船站和地面網絡組成 l船站天線必須采用穩定裝置且具備自動跟蹤衛星的能力防止由于船體搖動或航向變化，失去與衛星間的通信連接 陸地移動衛星通信系統l大容量的公用系統l為地形地物復雜的非城市地區居民、機關和一些企事業單位提供移動通信服務58l概念一種專用的調度系統由控制中心、基站、調度臺、移動臺組成常用來進行警車、出租車等的調度 “集群”是指多個無線信道被多個用戶使用l技術頻率共用，因此頻率利用率高信道的提供采用自動選擇方式l多個單位同時使用，通過統一控制和集中管理，使系統和頻率資源得以共享

21、，充分體現其公用性和獨立性 59l系統原理60l數字集群通信的優點頻譜利用率高（采用低速語音編碼、高效數字調制解調、TDMA/CDMA等技術）；信號抗信道衰落的能力提高（采用分集、擴頻、跳頻、交織編碼及各種數字信號處理技術）；保密性好；支持多種業務；網絡管理和控制更加有效和靈活。 61l限定空間隧道、地鐵、礦山、建筑物內等特殊地區，電波傳播空間受限l覆蓋方式泄漏同軸電纜LCX直放站室內天線分布系統62l在同軸電纜外導體上按一定距離開槽槽口在發時：泄漏電磁波 在收時：耦合電磁波，送至基站 l兩種敷設方式全敷設LCX：全線場強平穩分布，通信質量高，成本高LCX與空間波道混合：在隧道外設外用中繼器，將空間波能量增強后轉送到LCX在距離較長時，需增設內用中繼器 63l信號延伸的一種手段l實際上是一個雙工放大器l作用：使用在