第7章 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】lGSM与CDMA移动电话系统的构成、特点及提供的业务；l集群移动通信的概念、特点及提供的业务；l无线市话业务的概念、技术、特点与业务功能；lCDMA无线固话、WLAN业务的特点和适用范围；l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、WL

2、AN无线局域网等业务。 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

3、动通信系统中所采用的多址方式主要有频分多址（FDMA）、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

4、。 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（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

5、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），

6、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（Subscriber Identity Module）、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

7、、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

8、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

9、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

10、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。 （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

11、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12009600bit/s异步数据、12009600bit/s同步数据、12009600bit/s异步PAD（分组装拆）接入、交替话音与12009600bit/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

12、、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，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

13、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

14、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（ambience listening），慎密监听（discreet listening）；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

15、户/对不应答呼叫接通。 5.集群通信与公用移动通信的区别类别数字集群通信网GSM蜂窝移动通信网应用专用网公众网服务对象专业人员、一线工作人员个人用 途指挥调度通话通信方式半双工、单工、直接模式全双工业务范围电话、数据传输、静止图像、电子邮件、GPS、车辆自动定位、车辆自动控制、多媒体业务电话、FAX、少数有短数据业务接通速度快速接入,高速列车要求0.4秒接通接入速度慢,一般约需几秒功 能群呼、组呼、优先、强拆、强插、广域高度无调动功能、无组呼和群呼功能接续方式70%移动用户间通信、30%移动与有线用户20%移动用户间通信、80%移动用户与有线通信移动用户类别50%为车载台90%为手机网络结构多

16、种形式网络结构（单区网、链状网、大容量网等），可与PSTN互连或不连一种网络结构（大容量、多区网），必须与PSTN互连加 密加密等级高一般安全通信 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