《精编》现代通信业务之无线通信业务

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1、第7章无线通信业务 教学目标 通过本章的学习 使学生能够了解无线通信的基本技术 通信原理和移动通信新业务 正确理解 掌握数字移动电话业务 无线接入固定电话业务 无线局域网业务和第三代移动通信业务的特点和业务功能 教学重点 GSM与CDMA移动电话系统的构成 特点及提供的业务 集群移动通信的概念 特点及提供的业务 无线市话业务的概念 技术 特点与业务功能 CDMA无线固话 WLAN业务的特点和适用范围 第三代移动通信的特点及提供的业务功能 无线通信是指通信双方 至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式 现代无线通信业务主要包括数字移动电话 无线寻呼 CDMA无线接入固定电话 WLAN无线局域网等

2、业务 7 1数字移动电话业务数字移动电话业务包括数字蜂窝移动电话业务 CDMA蜂窝移动电话业务 集群移动通信业务 卫星移动电话业务 无线市话等业务 7 1 1数字蜂窝移动电话业务1 数字蜂窝移动通信的出现从20世纪80年代中期开始 世界电信发达国家相继开始研究了以数字传输和时分多址为主体的数字移动通信系统 目前 在国际上已进入商用的数字蜂窝系统有欧洲的GSM 美国D AMPS和日本的JDC 现改称为PDC 数字调制技术应能减少由于衰落造成的通信质量的恶化 应使调制信号具有更窄的功率谱 抗干扰能力强 功耗少 恒定包络 成本低 易于实现 多址技术在移动通信系统中所采用的多址方式主要有频分多址 FD

3、MA 时分多址 TDMA 和码分多址 CDMA 频分多址指不同移动台占用不同频率 频分多址是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的互不重叠的频道分配给不同的用户使用 这些频道互不重叠 其宽度能传输一路语言信息在频分多址中 每个用户在通信时要占用一对频率 称为信道 时分多址是把时间分割成周期性帧 第一帧再分割成若干个时隙 然后根据一定的时隙分配原理 使移动台在每帧中按指定的时隙向基站发向多个移动台的信号都按规定在预定的时隙中发射 各移动台在指定的时隙接收 从合路的信号中提取发给它的信号 时分多址是不同的移动台占用同一频率 但占用的时间不同 码分多址是不同的移动台占用同一频率 但各带有不同的伪随码

4、 PN 序列以示区分 即靠信号的不同波形来区分 要达到多路多用户的目的就需要有足够的地址码 而且这些地址码要求具有良好的自相关性和互相关特性 编码技术在数字移动通信系统中 高效的语音编码技术对提高频率利用率起着重要作用 语音编码技术分为波形编码 参数编码和介于两者之间的混合编码3大类 波形编码参量编码混合编码 2 GSM蜂窝数字移动电话业务 1 GSM的提出GSM的发展开始于1982年 欧洲邮政和电信管理联合会成立移动通信特别小组 研究欧洲统一的蜂窝移动通信标准和建立全欧统一的蜂窝系统 使欧洲的移动电话用户能在欧洲自动漫游 GSM欧洲网统一的基本要求可自动连续覆盖欧洲 能和ISDN互连 既可车

5、载又可手持 通话质量至少和模拟系统相同 在CEPT规定频带上 其频率有效利用率高于模拟系统 其结构以原CCITT的PLMN为基础 也包括使用CCITT的NO 7信令 2 GSM系统的特点具有鲜明的个人化色彩防盗用能力强保密性好向用户提供的服务种类多通话时干扰小GSM的移动台具有漫游功能 可以实现国际漫游 3 GSM系统的组成GSM通信系统主要是由交换网络子系统 NSS 无线基站子系统 BSS 和移动台 MS 3大部分组成 系统结构如图7 1所示 交换子系统由移动业务交换中心 MSC 本地用户位置寄存器 HLR 外来用户位置寄存器 VLR 鉴权中心 AUC 设备识别寄存器 EIR 短消息业务中心

6、组成 主要完成交换 管理用户数据 管理用户移动所需的数据库 无线基站子系统是接入固定网络系统的设备 是由基站控制器 BSC 和基站收发信机 BTS 两部分功能实体组成的 移动台 MS 即便携台 手机 或车载台 由用户识别模块SIM SubscriberIdentityModule SIM卡和其他硬件设备组成 GSM系统是通过SIM卡来识别移动用户的 没有SIM卡 MS不能接入GSM网络 紧急业务除外 4 GSM系统提供的业务用户终端业务语音业务 电话业务 紧急呼叫业务数据业务语音信箱承载业务承载业务是通信网络为用户提供的信息传送能力 目前其数据传输速率较低 在与公用电话网 综合业务数字网等其他

7、网络进行数据通信时 速率最高为9 6kbit s 在GSM网内 单个业务信道数据传输速率最高为12kbit s 补充业务呼叫限制业务呼叫转移业务呼叫完成业务号码识别业务多方通话业务闭合用户群业务计费显示业务 5 GSM系统的计费计费方式移动企业采用详细记录话单方式 并实行主被叫双向收费 在一移动业务本地网内 移动业务费率相同 移动用户离开其归属的本地网后 收取漫游费 漫游用户主叫时 收取漫游通话费 漫游用户被叫时 其转移部分的话费由被叫漫游用户支付 不加收国内长途电话费 始发移动交换中心 终端MSC及GMSC都进行计费 一个呼叫中发生MSC间的切换时 由主控MSC 即起呼时所在的MSC 进行计

8、费 计费管理全国建立三级计费中心 本地级 省级 全国计费中心 各移动端局对处在该移动交换中心的移动用户的呼叫 主 被叫 产生详细的计费记录 并将计费信息传送到归属的本地计费网中心 本地计费中心对来自移动业务本地网中各MSC的计费信息进行预处理 将外来漫游用户的计费信息传送到省级计费中心 也接收来自省级计费中心的归属于本地的用户的漫游计费信息和结算信息 最终编制出属于本地移动网用户的计费帐单 并与固定市话网长途局结算使用固定长途网的话费 省级计费中心接收来自省内各移动业务本地计费中心的外来漫游用户计费信息 接收来自全网计费中心的归属本省用户的国际 省际漫游计费信息及结算信息 进行省内漫游用户的结

9、算 并将外省 国际漫游用户计费信息送往全国计费中心 将省内漫游用户计费信息及结算信息送到相应的本地计费中心 全国计费中心接收来自各省的省际及国际漫游用户的计费 进行省际 国际漫游的用户结算 将各省漫游用户计费信息及结算信息送至各省计费中心 与其他国家或地区进行话务费用结算 3 CDMA蜂窝移动电话业务 1 CDMA的提出CDMA蜂窝移动通信系统与GSM数字移动通信系统一样同为第二代移动通信系统 最早于1989年由美国高通公司推出 其最初的设计构想是为美国蜂窝电话运营商提供大容量和高质量的无线通信方案 由于其新颖的特点 优异的性能 CDMA一出世马上就受到通信科研 工业 运营等方面的专家所注意

10、2 CDMA采用的主要技术扩频技术功率控制技术随机序列 PN 码技术RAKE接入技术软切换技术语音激活技术可变速率编码技术 3 CDMA系统的特点CDMA的频谱利用率高 容量大CDMA的覆盖范围大CDMA的话音品质好 保密性强CDMA的掉话率低可提供数据业务CDMA手机符合环保的要求CDMA网络成本低CDMA可平滑过渡到第三代移动通信 4 CDMA系统业务功能用户终端业务能向用户提供电话业务 短消息业务 语言信箱业务 传真业务和交替语音与传真业务等电信业务 承载业务能向用户提供1200 9600bit s异步数据 1200 9600bit s同步数据 1200 9600bit s异步PAD 分

11、组装拆 接入 交替话音与1200 9600bit s数据 补充业务附加业务 许可呼叫 单次业务话音业务 主叫号码识别限制 三方呼叫 会议电话 消息等待通知 优选语言 优先接入和信道指配 远端业务控制 口令呼叫接受 选择呼叫接受 无条件呼叫前转 遇忙呼叫前转 无应答呼叫前转 隐含呼叫前转 呼叫转移 呼叫等待 免打扰 主叫号码识别显示 用户密码接入 用户密码拦截 用户群提示 移动台接入寻线 语音加密 7 1 2集群移动通信业务1 集群通信概述所谓集群 是指使用多个无线信道为众多的用户服务 就是将有线电话中继线的工作方式运用到无线通信系统中 把有限的信道动态地 自动地 迅速地分配给整个系统的所有用户

12、 以便在最大程度上利于整个系统的信道的频率资源 集群通信系统又称为专用调度系统 主要用于指挥调度 是一种多信道 多用户共享的调度系统 也就是指系统内所有资源可为所有用户共享 共同分担费用 2 集群通信的分类集群移动通信网可分为共用调度集群移动通信网和专用集群移动通信网 由于这两种网络的应用范围不同 要求的网络结构 技术特性和使用功能是有区别的 集群系统按控制及信令方式的不同 主要有两种不同类型的系统 一种系统是采用集中控制 共路信令的方式进行组网 另一种系统是采用分布式控制 随路信令的方式进行组网 3 数字集群通信的特点共用频率共享覆盖区和通信业务共同分担费用有限通话时间频谱利用率高信道抗衰落

13、的能力提高保密性好支持多种业务网络管理和控制更加有效和灵活 4 集群通信的业务功能 1 用户终端业务集群和非集群能力以允许直接移动对移动和用户任选的成组语言呼叫功能 以允许选择并保密呼叫 电话 传真和某些扩展业务的提供 例如交互视传 用户电报等 2 承载业务给用户在一定的接入点间传输适当信号所需的能力 电话方式数据功能以允许非保护数据最小7 2kbit s及保护数据最小4 8kbit s 分组方式面向连接数据功能和无连接数据功能 3 所支持的补充业务专用移动无线电 PMR 类补充业务包括接入优先 抢占优先 优先呼叫 内部呼叫 控制转移 迟入网 由调度员授权的呼叫 环境监听 ambienceli

14、stening 慎密监听 discreetlistening 地区选择 短号码寻址 通信方识别 动态组数目指配 电话类补充业务包括表列搜寻呼叫 呼叫转移 分为无条件 遇忙 不应答和达不到等四类转移 呼叫禁止 分为呼入 呼出两类 呼叫报告 呼叫等待 呼叫 被连接线路身份表示 呼叫 被连接线路识别限制 对遇忙用户 对不应答呼叫接通 5 集群通信与公用移动通信的区别 7 1 3卫星移动电话业务1 移动卫星通信的概述移动卫星通信是以太空中的通信卫星为基础 在全球或区域范围内为行驶中的车辆 船舶 飞机等移动体提供各种通信业务的通信方式 主要解决陆地 海上和空中各类目标相互之间以及它们与地面公用网的通信任

15、务 卫星移动通信系统一般包括3部分空间段 包括一颗或多颗卫星 系统控制中心和系统运营中心 主要用于控制整个系统的运行和卫星资源的管理 地面段 由若干关口站组成 负责地面通信网络的连接 移动用户通信终端 又可分为手持机 车 船 飞机 载终端 可搬移式终端和固定终端等 2 移动卫星通信分类从卫星轨道来看 一般可分为静止轨道 中轨道以及低轨道3类移动卫星通信系统 静止轨道移动卫星通信系统利用静止轨道卫星建立的移动卫星通信系统是移动卫星通信系统中最早出现并投入商用的系统 Inmarsat系统就是一个典型的代表 此后 又相继出现澳大利亚的MSAT系统 北美的MSS系统 以及亚太地区的APMT系统 由于静

16、止轨道高 大约35800Km 传输路径长 信号时延和衰减都非常大 所以多用于船舶 飞机 车辆等移动体 低轨道移动卫星通信系统低轨道系统的轨道很低 一般为500 2000km 因而信号的路径衰耗极小 信号时延极短 同时还能获得最有效的频率复用 卫星研制的周期短 费用低 能一箭多星发射 实现全球覆盖 中轨道移动卫星通信系统由于它兼有静止轨道和低轨道的优点 并能克服相应轨道的不足 所以颇具吸引力 轨道高度一般为8000 13000Km 比较典型的中轨道系统是ICO系统和Odyssey系统 3 发展现状 1 铱系统投入商用及铱星公司的破产市场定位先天不足对市场竞争评估失误销售渠道不通畅技术选择失误经营策略失误 2 全球星投入商用 1 无线市话的概念无线市话在技术体制上属于固定无线接入的范畴 是指在有限服务区域内 运营商提供的廉价的 限制某些移动性以便携话音终端 手持机 为主的移动业务 7 1 4无线市话业务 2 无线市话的技术体制采用蜂窝移动通信技术的无线市话从1987年7月开通我国第一个TACS模拟移动通信系统起 经过10多年的网络建设 其覆盖范围比较完善 模拟 本地通 业务是中国移动通信集