PHS无线通信系统组网与维护

1、目 录PHS无线通信系统组网与维护II摘要IIAbstractIV第一章 绪论11.1 PHS无线通信系统的发展11.2 本文的研究背景11.3 本文的主要研究内容及章节安排2第二章 无线接入系统概述32.1移动终端32.2天线42.3基站42.4 基站控制器52.5无线交换机6第三章 PHS无线通信系统组网的实现93.1组网原理93.1.1 PHS无线网络103.1.2 核心网络153.2 PHS网络组织163.3 PHS无线通信系统组网的实现183.3.1 OMC设置183.3.2 OMC与交换机对接213.3.3 OMC与基站及基站控制器对接30第四章 PHS无线通信系统维护354.1维

2、护中常见的问题354.1.1 接通率较低的问题354.1.2 话路单通的问题354.1.3 基站状态异常的问题364.1.4 通话断续的问题364.1.5掉话率的问题364.2 日常维护37总结及展望43致谢45参考文献46附录47PHS无线通信系统组网与维护摘要PHS（Personal Handy phone System）技术起源于日本，它在日本作为第二代无线通信技术得到了蓬勃的发展，在我国因其建网速度快投资小近年来得到了迅猛发展。随着PHS技术的发展，PHS无线通信系统也快速发展。自1998年浙江余杭电信开通“小灵通”业务以来，小灵通的足迹己经遍及400多座城市，总用户超过了1500万。

3、截至2004年底中国小灵通用户已经达到将近6000万户，2005年小灵通的新增用户也超过了2350万。在过了几年的快速发展以后，小灵通进入了一个低迷期，截至2007年全国的小灵通用户从下降了三分之二。再加上小灵通固有的缺陷，使得小灵通的发展再次面临挑战。这使得我们必需考虑小灵通的未来，所以我们必需更加清晰的了解它的优缺点。本文主要是介绍无线通信系统组网的原理并对维护进行分析，通过大量的实验使用实实在在的交换机，准确的模拟了现实的小灵通的组网和维护的全部流程，使我们对小灵通能够有更好的了解。首先，介绍了作为PHS无线系统的起源的PHS技术，然后，使用在CPU为Pentium233以上微机，64M

4、内存，硬盘剩余容量不少于500M，NE系列或兼容网卡一块,中文Windows98/2000或NT的环境下运行的HTZWAN维护管理系统来实现维护的操作.最后，再对本文做了总结和对小灵通的前景做了展望。关键词：PHS 小灵通 组网 维护PHS wireless communications network and system maintenanceAbstractPHS (Personal Handy phone System) technology originated in Japan, in Japan as its second-generation wireless communic

5、ations technology has been vigorous development. because of their speed network building and small investment PHS has been rapid development in recent years in china. With the development of PHS technology, PHS wireless communications systems have also been developing rapidly. Since 1998 in Yuhang ,

6、zhejiang province Telecom launched the Little Smart business, PHS has been throughout the footsteps of more than 400 cities, total more than 15 million users. By the end of 2004 Chinas PHS users had reached nearly 60 million .in 2005, the PHS users add more than 23.5 million. In the several years of

7、 rapid development, the PHS has entered a down turn, by 2007 the countrys PHS users fell from two-thirds. PHS coupled with the inherent flaws and makes the development of PHS face challenges again. So, we must consider the future, we need a more clear understanding of its strengths and weaknesses. T

8、his article is to introduce wireless communication network system and safeguard the principles of the analysis, by a large number of experiments using real switches, accurate simulation of the reality of the PHS network and maintenance of all the processes, so that we Can have a better understanding

9、. First of all, introduce the PHS technology, and then, the CPU for more than Pentium-233 PC, 64 M memory, hard drives of surplus capacity of not less than 500 M, NE series or a compatible card, or Chinese Windows98/2000 NT operating environment ,using HTZWAN maintenance management system to achieve

10、 the maintenance operation. Finally, to sum up and done a paper on the future of PHS to the future.Key words: PHS network maintenance- 51 -第一章 绪论1.1 PHS无线通信系统的发展PHS（Personal Handy phone System）技术起源于日本，它在日本作为第二代无线通信技术得到了蓬勃的发展，在我国因其建网速度快投资小环保等特点近年来得到了迅猛发展。能在低成本下，带来高质量的话音和数据传送能力的创新性的移动系统即为无线通信系统。PHS无线通

11、信系统是在交换、接入网技术的基础上发展起来的，系统采用微蜂窝技术，支持覆盖区域内手机的无缝漫游和越区切换。由于PHS系统建设灵活，便于运营商调整系统容量，天线发射功率低，对周围环境影响低，手机体积小、功耗低、话费便宜等特点，在日本、中国等地得到了快速的发展。PHS无线通信系统也称为无线市话或小灵通，系统基站采用了动态信道分配技术(DCA)，可根据实际电磁环境自动调整基站的载频分配方案，不需要复杂的频率规划。自1998年浙江余杭电信开通“小灵通”业务以来，小灵通的足迹己经遍及400多座城市，总用户超过了1500万。2003年，小灵通向北京、上海、广州三大城市的挺进，预示着小灵通发展新阶段的到来。

12、进入大城市，尤其是北京城标志着小灵通终于获得了信息产业部和主流社会的认可，取得了生存权争夺战的胜利。在中国电信市场上，小灵通虽比较灵通，但并不小，因为它正使电信业面临着拆分后的又一次变革。到1997年9月PHS用户近700万，截至2003年底中国小灵通用户已经达到3550万户，2004年小灵通将新增用户2350万。由于小灵通能在一定范围内的移动，并且具有比较优势的价格和低辐射等特点，所以在中国小灵通发起于中小城市，正迅速向省会和大城市延伸，深受广大低端用户对移动通信的现实需求，同时小灵通数据传输率高、上网速度快等优势也使其对高端用户具有较强的吸引力。但是，由于小灵通采用微蜂窝技术使得它的覆盖范

13、围远小于手机，所以它只适用于居民密集的城市，随着近年来手机价格的迅猛下降和手机通话费用的降底，再加上小灵通固有的缺线，使得小灵通的发展再次面临挑战。从2006年至今小灵通用户逐年下降，特别到2008年，全国小灵通用户比2005年下降了将近三分之二。1.2 本文的研究背景 经过了新千年后的迅速发展，小灵通的发展遇到了前所未有的阻碍。首先，由于移动通信的话费逐年下降，使得小灵通便宜的话费不在成为优势。其次，小灵通适合在市区，人口稠密的地方使用。这必然使得在郊区及人口密度较小的地方小灵通的用户比较少。但是，移动通信却不存在这样的问题。再次，小灵通采用的是微蜂窝系统，相对蜂窝系统其覆盖范围就小得多。所

14、以在人口稠密的地方架设基站就比在人口密度小的地方架设基站划算。实际上在人口密度小的地方经常没有小灵通的基站，这就导致了，在这些地方小灵通没信号或信号不好。以上这些都使得小灵通的发展不会一帆风顺。所以，近年来小灵通的用户逐年下降。1.3 本文的主要研究内容及章节安排 PHS无线通信系统（小灵通）是我国在新千年蓬勃发展的一种通信系统，它曾经的发展给电信部门带来了希望。本文研究的就是无线通信系统的组网与维护。本文分为五个章节，具体如下：第一章 绪论，主要介绍无线通信系统的发展现状。及对本文的章节安排做简单的介绍。第二章 无线接入系统概述，主要给出了一个无线接入系统，是我们对无线接入系统有个更好的认识

15、。第三章 无线通信系统组网的实现，主要给出了无线通信系统的组网原理与组网的实现。第四章 无线通信系统维护的实验实现，主要是告诉大家无线通信系统的日常维护。第五章 总结及展望，主要是对本文的一个总结及对小灵通的未来发展的展望。第二章 无线接入系统概述PHS无线接入系统分为如下4部分：移动终端、基站、基站控制器、无线交换机。移动终端与基站之间通过电磁波构成无线链路。呼叫发起时，话音先要经过A/D电路的数字化处理，分成20ms的音段。此后是话音编码，以降低比特率，信道编码以控制差错。经加密后这些比特形成8个1/2突发脉冲串（对应每20ms的话音）。最后，它们填充在适当的时隙里，发送给基站。基站由收发

16、信机和控制单元组成，通过无线接口与移动终端连接，通过有线或无线链路与基站控制器相连接，并完成无线接口的认证和保密、无线资源管理和用户单元登记、路由选择等多种功能。一个基站覆盖半径可以是 50m500m（微区）或 500m5km（大区），也可以是 5km50km（宏区），这决定所采用的接入方式。基站控制器是实现有线与无线信令代码的转换，提供与无线交换机、基站的接口，对无线信道的分配进行控制，并对基站监测。一个基站控制器可以控制多个基站。无线交换机完成移动用户寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话务量控制、计费、等功能。同其他交换机协同工作，完成移动用户的位置登记、越区切换和自动漫游等。还可提供面向系统

17、其他功能实体和面向固定网（PSTN等）的接口功能。PSPSPSPS天线天线基站基站基站控制器无线交换机OMC SERVERSMS SERVER图2.1 PHS无线接入系统网络拓扑图2.1移动终端PS（Personal Station）移动终端就是常说的“手机”，可完成语音编码，信道编码，信息加密信息的调制和解调、信息的发射和接收。PHS采用RCR-STD28协议作为空中无线接口标准，采用微蜂窝技术， RCR-STD28规定手机的发射平均功率10mW，峰值功率80mW，发射功率不可控。除此之外，有关PHS手机发射功率的测量还有： 1）载波关断泄漏功率80nW 。2）发射瞬态响应特性：脉冲上升、下

18、降时间13S 。3）杂散发射功率相对载波电平（衰减量）50dB，或绝对电平2.5W。 由于PHS手机发射功率比较小（仅为普通GSM手机的1/101/20）, 对别的手机或无线设备干扰也小，它的待机时间、通话时间也都比较长。2.2天线1）全向天线 ：在水平方向图上表现为360都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用于郊县，覆盖范围大。 2）定向天线 ：在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向

19、天线在移动通信系统中一般应用于城区，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。3）智能天线 ：将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号。同时，利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。2.3基站CS（Cell Station）是无线设备基地台，主要功能是在服务区域内建立小区的无线电覆盖，为手机（Personal Station）接入无线通信网络提供接口。它是从用户到网络以及从

20、网络到用户之间的通信传输中继站。其内部的同步时钟均由CSC提供。CS和CSC之间的通信基于标准的ISDN协议，CS和PS之间的通信基于RCR STD-28协议，它规定了BS的使用频段、通信协议等内容。1）空中接口 ：PHS空中接口采用TDMA多址接入方式，物理通道分成下行通道和上行通道两种,以帧为单位，一帧的长度为5ms，包含8个时隙（每个时隙625us），下行通道占用其中连续的4个时隙，其余4个时隙保留给上行通道。每个时隙都有编号，下行和上行对应时隙（间隔2.5ms）编号相同。每个时隙包含240bit的数据，因为每秒钟有20081600个时隙，传输1600240bit=384k bit的数据

21、，因此PHS空中接口的传输速率为384kbit/s。2）频段：RCR STD-28 v3.2，规定的公用使用频率范围为1893.5MHz到1919.6Mhz，每300K为一个频率段，共87个频点。私用使用频率范围为1983.5MHz到1906.1MHz，每300K为一个频率段，共42个频点。 3）时钟同步：8KHZ帧同步 ，BSC的U接口设置为本地（LT）模式，CS的U接口设置为网络（NT）模式，BSC通过有线方式同步CS。 4）空中接口同步：在多个BS互相可见的条件下，为保证BS之间不互相干扰，系统采用线路同步方式，保证在一个100ms的复帧内每个5ms帧同步。BSC接收GPS的1pps信号

22、，并产生300ms同步脉冲给BS，BS同步该时钟保证在两次同步之间系统时钟漂移少于30us。CS在收到同步命令后，扫描分配给自己的C-CH时隙，若无干扰，占用并同步，若有，申请重新分配。 5）防雷措施： 室外基站提供信号线上的感应雷防护。当有感应雷电波侵入信号传输线时，室外基站的防雷组件将以纳秒级（50ns）的响应速度切断信号并呈现低阻抗状态，迅速将雷电流泄放到大地，并把由雷电引起的过电压限制在用电设备允许承受的耐压范围以内，以确保基站设备的安全运行。2.4 基站控制器CSC(Cell Station Control)主要完成对基站的控制和管理，为基站提供远端馈电，分配空中无线信道，完成64k

23、b/s PCM语音编解码，提供基站线路同步的时钟基准、完成无线单元系统的数字中继接入、传输协议转换、以及提供各类增值服务等。 功能特点：1）完成各种无线协议的转换。2）注册管理：建立并维护所有注册在该BSC下PS的信息并实时通知BS。3）鉴权管理：根据BS提供的PS鉴权码，按照鉴权算法产生的数据和PS提供的计算结果比较并提交给本地交换机比较结果。4）接受GPS或其他BSC提供的基准时钟信号，控制基站线路同步。基站控制器主要由以下几部分组成，即中心处理机模块（CPM）、BSC控制模块(CTL)、U接口模块(UIM)、DSP模块(DSP)和电源模块（PM）。 1）中心处理机模块（CPM）：提供对J

24、AZ06P的硬件操作管理、软件信令处理、提供系统增值服务功能等。 2）控制模块（CTL）：具有时钟生成、时钟分频以及时钟同步功能。可通过E1线或H.110总线与交换机 实现时钟同步，以及通过U口线与基站实现时钟同步。提供基站线路同步时钟，具有数字交换功能，可灵活地对U口话音、信令与数字中继芯片的各个时隙上的话音、信令进行相应交换。可根据用户容量选择不同规模的交换矩阵。 3）U接口模块(UIM) ：通过ISDN的BRI(基本速率接口)与所控制的基站BS进行外部通信。一个BSC最多可控制和支持16个BS，BS的馈电电源由BSC以远端供电方式提供与控制。4）DSP模块：主要完成ADPCM / PCM

25、语音编解码转换。ADPCM高速通道是同步的时分复用数字话音/数据路径，由上行、下行数据流组成，它的比特率为32kbps。一个BSC最多有60个ADPCM语音通道5）电源模块（PM）：将-48V电压转换成+5V，供BSC使用。 2.5无线交换机无线交换机主要对服务区域内的移动用户进行通信控制和管理。1）呼叫的处理和控制； 2）越区切换和漫游的控制； 3）用户位置信息的登记与管理； 4）用户号码和移动设备号码的登记和管理； 5）服务类型的控制； 6）对用户实施鉴权； 7）为系统中连接中央交换局及为其它公用通信网络，如公用交换电信网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）和公用数据网（PDN）提供链

26、路接口，保证用户在转移或漫游的过程中实现无间隙的服务。主框板位图如下：图2.2 主框板位图1）MCU主控板：系统结构为多处理机协同处理，各处理机之间通过一条高速系统总线发生关联， MCU是系统的主处理机，包含两级处理机，具备33M/50M/66M工作主频。它包含如下模块： AVP语音处理模块：通过不同程序配置在系统中实现不同的功能。提供128M字节内存，16M字节FLASH 存储器,提供10M以太网接口。作为语音播放平台时，可以提供128个端口，可固化1024秒语音，单板可提供语音总时长大于4小时。 DTPM 4E1数中处理模块：实现发送和接收中国一号和国际R2数字型线路信号、七号信令语音通路

27、管理、连接母局和远端模块、ISDN基群接口通信等，支持自向闭环测试和对端测试，支持与网络接口测试，处理机为MC68360，拥有一定容量的SRAM和EPROM，每块处理机板上装有4个标准的A接口电路，包括发送驱动、时钟提取、弹性缓冲、帧定位/复帧定位、码型变换、衰耗控制等功能。 DSP 用户处理模块：对用户电路板进行管理和定期扫描，进行呼叫和语音处理。 NCP网络处理模块：主要完成OAM与各模块之间的数据转发，以实现模块远置；实现二级时钟 ,主/备时钟可实现命令切换、手动切换、故障切换； 与DSU的内部通信的功能，从而完成对各个远置模块实现数据以及程序的转发。 TSP 电话信令模块：作为交换机主

28、处理机MCU下属功能部件之一,是交换系统的公共资源设备,配套相应的用户板可支持256路。 MTU 内测处理模块：能够精确对用户线进行测试，可以测试用户接口测试，满足国标的最新要求2）SLIC 32 用户接口板： 提供32路模拟用户电路接口；为模拟用户至PCM公共通道的接口。 作为数字交换机与模拟用户端之间的接口电路,完成包括馈电、振铃、状态控制、过压保护、二/四线转换、编码/解码、内测/外测、极性倒换等功能（BORSCHT）。 指示灯：红色表示偶数路占用；绿色时表示奇数路占用，黄色时表示两路均占用 。3）SS7P：七号信令处理机，主要实现SS7信令的第二、第三层功能，单块SS7P板可提供8条L

29、INK。4）DYPM:用户层二次电源：具有+5V、-5V、铃流等多路输出，为本框所有单板提供电源。5）三级时钟板：可提供8kHz、2048kHz、2048kbit/s三种输入基准源信号接口，提供BITS接口。跟踪外部基准信号、过滤外基准的抖动、漂移等， 使其本身输出的定时信号具有高频率准确度和稳定度， 为交换机提供一个优良的时钟源。第三章 PHS无线通信系统组网的实现3.1组网原理PHS（Personal Handy-Phone System）无线通信系统又称“个人便携式电话系统”，是根据日本无线电系统研究与开发中心 RCR 于 1992 年制订的标准草案 RCR-STD28第二代无绳电话系统

30、研制开发的数字无绳电话系统。它将市话传输交换与无线接入技术有机结合在一起，利用市话的交换传输资源，以无线方式提供在一定范围内具备移动漫游性能的个人通信终端。简而言之，就是通过一定的技术手段，使传统意义上的固定电话可以在无线网络覆盖范围内随身携带、移动使用。按照“信息产业部电（2000）604 号”文件的规定，将“PHS作为固定电话网的补充和延伸，定位于小范围低速移动无线接入”，所以PHS无线通信系统属于一种小范围低速移动无线接入技术（无线本地环路）。现有的小灵通系统从本质上看是原有的PSTN(Public Switched Telephone Network) 固定电话网络的无线延伸，兼有中低

31、速漫游功能，从结构上可以分成两大部分:核心网络和无线网络，如图1所示。其他网络PHS无线网络核心网络图 3.1 小灵通网络的结构图核心网络负责与PSTN网络或其他业务网络联系，无线网络负责业务覆盖。除个别地方用过的华为CDMA-450M技术外，我国的无线市话多是由日本的PHS系统改进而来。无线网络结构基本相同，都是由基站和基站控制器组成，空中接口采用RCR- STD28标准。我国的PHS无线通信系统在南方主要是电信经营，在北方主要是网通经营，所以其核心网络主要是用原来的固定电话网络来承担，其无线网络则是使用基站通过微蜂窝甚至是微微蜂窝的覆盖方式实现的。3.1.1 PHS无线网络众所周知，本地交

32、换机至用户之间的线路，称为本地环路，这段线路要占市话网投资 50%以上甚至还多，而传统的物理线路是双绞铜线，只能传话音和低速数据，因此，本地环路已成为现代高速通信发展的“瓶颈”。ITU-T 在 1995 年 7 月提出接入网（AN，Access Network）的概念。接入网包括传输系统、复用设备、用户与网络接口设备以及数字交叉连接设备等。接入网可以部分（主分线器或分分线器至用户）或全部（端局机至用户）替代本地环路。所以，有人把接入网称为本地环路。接入网按传输介质分为有线接入网和无线接入网。有线接入网最早用线缆接入，后来用光纤与同轴混合接入（HFC）、光纤接入或 XDSL（HDSL、ADSL）

33、等。因为无线接入网组网灵活、扩容方便、维护费用和运营成本低、安装快捷、系统简单、覆盖范围广，可适用于市区、市郊、农村，而且，可靠性和话音质量都很好。所以，在有线铺设极为困难的地方，无线接入网可以替代本地环路。无线接入网是用无线通信系统（包括无绳电话传输、微波、蜂窝通信等）全部或部分替代传统的本地环路，为固定用户区域的移动用户提供电信业务。简单而言，就是用无线链路来代替用户电话机和电话公司交换局之间的电线、电缆。1.无线本地环路系统的组成：一般来说，无线本地环路是由操作维护系统（OMC，Operation Maintenance Center）、基站控制器 (BSC，Base Station C

34、ontrol)、基站（BS，Base Station）和用户终端（PS，Personal Station）组成。2无线本地环路的接口：一个无线本地环路系统存在多种接口，即交换机与基站控制器接口，基站控制器与基站的接口，基站与用户终端的接口。交换机与基站控制器的连接，物理上可以采用双绞铜线、同轴电缆、微波线路或光纤等；基站控制器与基站之间的接口，物理上可用双绞铜线、同轴电缆、光纤等，而不同的产品采用不同协议，大多数为专用协议；基站与用户终端之间采用无线全双工通信方式，即用频分双工（FDD）或时分双工（TDD），它们的接口是空中接口，包含无线接口、信令与语音编码及传输内容，而无线空中接口包括无线频

35、道划分、无线调制方式、双工方式、发射功率及控制等。空中接口是由无线接入方式决定的。3无线本地环路的接入方式：按照公用空中接口标准，无线本地环路有多种接入方式。既可连接电信/网通公网作为固定电话的延伸，也可作为高端企业、学校、军队、医院等集团用户的专用通讯网。接入电信/网通公网时网络结构如下图：图3.2 无线通信系统的网络接口图当作为电信/网通公网用户时，组网结构采用微蜂窝技术，许许多多的基站有机地组合在一起以满足整个大区域的通信需求。PHS手机通过空中无线信号与蜂窝状星罗棋布的基站取得联系，这些安置在服务区内不同位置的基站再通过ISDN BRI U接口的双绞线与基站控制器相连。基站控制器可以和

36、某一个基站一起在远端的机房，也可以和无线交换机一起在中心机房。作为基站的管理端，基站控制器由2M线通过传输配线架接入程控交换机。PHS移动终端用户与固定电话用户的差别就是：固定电话用户通过有线连接电信/网通通信网，而PHS手机则通过无线信号最终也接入电信/网通通信网。作为有线/无线一体化专网系统使用时，网络结构如下图：图3 .3 有线/无线一体化专网时网络结构图通过建立有限的基站使信号覆盖固定的范围，基站由基站控制器连接上无线交换机，无线交换机来实现对本网用户的权限分配、呼叫管理等。此接入方式的特点是在所建立的基站服务区域之内，用户自由实现内部通信，而不必向电信/网通等运营商付费。在国家规定的

37、范围之内可以控制选择信号频率，安全保密。其中，无线交换机在管理无线移动用户的同时也可以连接程控电话，可使有线无线用户终端双机同号或多机同号，从而达到稳定而及时的通信效果。PHS技术的特点是：低辐射、微蜂窝、和优音质。PHS基站的发射功率最高为500mW，低与普通手机的最大发射功率，而PHS手机的平均发射功率只有10mW，这些构成了PHS的最大特色：“环保”。由于PHS基站的发射功率低，每个基站的蜂窝半径只有百米级，与GSM基站公里级的蜂窝半径无法相比，因此，PHS基站的覆盖是采用微蜂窝甚至微微蜂窝的方式来完成的。微蜂窝与蜂窝相比，有利也有弊。有利在于同样的面积，由于微蜂窝的基站数量多，相对容易

38、吸收业务，缺点是增加了移动终端的切换频率。PHS语音编码采用了32Kb/s的ADPCM技术，该技术是传统64Kb/s的PCM技术的改进，传输数据降低了一半，但调制效果基本相同。因此，PHS的通话质量和固定电话基本相同，比GSM系统效果好。表3是PHS系统的空中接口参数。频率范围多址方式双工方式频点间隔传输速率比特时长1.9GHzTDMATDD300kHz384kb/s2.6us调制方式语音编码语音码率滤波方式数据码率终端功率/4-QPSKADPCM32kb/s平方根升余弦滚降64 kb/s10mW 表 3.1 PHS系统空中接口参数一览表 由于PHS基站发射功率比GSM、CDMA的小很多，导致

39、基站覆盖范围不同，也就影响了空中接口的特性和处理方式。基站覆盖范围不同，对应系统性能的延迟时间不同。延迟时间分为下行链路信号延迟和上行链路信号延迟，PHS空中接口下行链路的信号最大延迟在0.1us到1us之间，上行链路信号的最大延迟在0.3us到1us之间，而GSM和CDMA在典型的城市环境中上行链路延迟时间可达到3-5us。由于信号的延迟会造成码间干扰，影响空中接口的传输速率，因此，为减少码间干扰，空中接口需要做额外的处理，如GSM采用卷积和交织技术，CDMA采用卷积、交织、循环冗余校验和扰码技术，而PHS空中借口的一个比特的时长是2.6us，相对于1us的延迟，延迟时间对PHS的空中接口影

40、响不大，因此PHS空中接口简化了信号处理过程，只使用了循环冗余校验码和扰码，没有使用卷积、交织技术，由于最大延迟时间短，信号的传输速度得到提高，为实现高速率的数据传输提供了一个必要前提。PHS技术的另一个主要特点是：系统采用动态频率分配，无需作频率规划。而同样采用TDMA技术的GSM系统，需要作频率规划，其基站的工作频点已经预先规划好了。因此，PHS系统可看作是一个自治型系统，基站根据其所接收到的相临基站发送的信息动态调整其工作频点。但PHS系统是微蜂窝系统，若单位区域内话务量很大，基站布放过于密集，或区域内很多基站布放位置同处于相似高度且可视（在一些中小城市中容易出现这种情况）时，基站由于接

41、收到过多相临基站的频率而无法选择可用频点，同时也可能由于控制信道的时候（最多80个）限制而出现控制载频干扰。因此，在组建PHS网络时，我们应充分考虑基站的站点规划，特别是基站周围的地理环境，把PHS自治域处在一个相对封闭的地理环境中，控制好基站信号的衰减，避免对附近的自治区域产生干扰，从而更好地发挥PHS自治系统的优点。PHS系统的局内切换流程与ETSI或者3GPPMAP协议中的规定有所不同，它没有专门的“切换业务”，与PHS的正常呼叫处理业务非常相似，也是利用SRI和PRN消息进行交互，只是将入呼局换为切入局，MAP信令消息与呼叫一致所不同的是在PRN消息中的询问类型（interrogati

42、on type）需要指明的是向对端局查询切换号码而不是漫游号码。当切入局发出的IAM消息（ISUP消息）被切出局接收并答应后，就完成了用户的跨局切换过程。两局间的TDM通路一直保持至呼叫结束或者用户再次发生切换到其他局。下图描述的是典型的PHS系统切换流程，也基本上被确定为中国电信不同厂家PHS系统的统一标准，目前部分厂家完全遵照此流程，但也存在某些厂家内部的切换还不完全符合此MAP规范要求。切出端局IGW/VLR-AHLR切入端局IGW-B切换用户切换用户MAP_PROVIDE_ROAMING_NUMBERMAP_SEND_ROUTING_INFORMATIONMAP_PROVIDE_ROA

43、MING_NUMBER_ACKMAP_SEND_ROUTING_INFORMATION_ACKLAM消息切换方向表3.2 PHS系统的切换流程该流程中所使用的主要MAP业务及解释如表所示业务类型解释重要参数备注MAP_SEND_ROUTING_INFORMATION用于交换局和HLR之间，有切入局调用以向HLR询问相关号码信息，此处是HON交换局地址PS号码PSID确认型业务MAP_SEND_ROUTING_INFORMATION_ACK从HLR向即将切入局回复HONPS号码PSIDHON（MSRN）MAP_PROVIDE_ROAMING_NUMBER用于HLR和VLR之间，HLR调用此业务请

44、求切出局VLR返回HON，以指示切入局正确进行路由交换局地址PS号码PSID确认型业务MAP_PROVIDE_ROAMING_NUMBER_ACK从切出局VLR向HLR提供的HONPS号码HON（MSRN）表3.3 PHS和MAP切换业务及解释值得注意的是，在PHS系统中并没有专门的HON切换号码，其编号规则和分配方法与MSRN漫游号码一致的，该号码的传送需要经过HLR的转发，这也是与GSM或WCDMA的切换流程中差异较大的一处。从上述流程可以看出：PHS的局间切换是由目标切入局触发用户的切换请求，由用户的当前局（出发局），即控制局控制用户的切换过程，因此切入局需要借助HLR找寻用户当前拜访的

45、交换局。切换间，用户不做位置更新操作，用户数据仍然保持在切出局，因此话路一直由控制局控制，计费等信息仍然由切出局记录。3.1.2 核心网络对与小灵通来说其核心的网络就是固定电话网，小灵通本身就是固定电话网的延伸。在核心网络结构上，不同厂家的产品，效果差距很大。本文通过介绍UT斯达康公司的PAS小灵通系统网络结构，对小灵通系统的组网技术做简要介绍。UT 斯 达康公司的第一代小灵通产品PAS( Personal Access system)基于接入网技术,网络结构如图2所示。公共电话交换网/本地交换机局端设备PHS无线网络空中话务控制器图3.4 PAS系统网络结构其中，局端设备RT( Remote

46、 Terminal)通过V5数字接口或POTS(Plain Old Telephone Service)二线模拟接口与本地市话交换机LE (Local exchange)连接，将V5信令或语音信令信息转换成E1接口的D通道信令(Q.931)，然后送到无线网络。RT还提供用户数据库管理、移动管理和集线控制等功能。由于RT的容量有限，因此一个城市往往需设置多个RT，这些RT可连接在同一台本地市话交换机上，也可连接在多台本地市话交换机上。空中话务控制器ATC( Air Traffic Controller)实现对各RT范围内话务的连接控制，为用户提供漫游业务。一个ATC可连接多个RT，根据容量需要，

47、ATC也可有多个，它们间可用网状连接的方法，也可通过中心ATC来连接。为进一步扩大容量，还可以基于服务器的方式来配置ATC，这里不做介绍。PA S系 统 的特点是采用基于交换机局内用户线的组网方式，充分利用现有的PSTN资源，它使用本地交换机(LE)实现电路交换。当RT使用模拟接口与LE相联时，LE的配置与连接有线电话用户相同，通信公司不必受到限制，也无需重新配置LE。如果LE具有数字接口(V5.1/ V5.2 ) ，用户电路可以少做一次数模转换，且由于与LE连接的a/b线电缆的减少，LE和线路接口的费用将降低。可见，PAS系统最大的优点，就在于充分利用了运营部门固网及交换机的资源，降低了设备

48、的初期投人。PAS系统定位在固定电话业务的补充与延伸，是传统运营商在固定电话交换机上开发的增值业务，具有投资小、建设周期短、收益快等特点，能充分利用国内较成熟的有线通信网络，加强运营商的市场竞争力。但PAS系统的这种组网方式也存在下面的一些弱点:(1 )网络层次不分明。由于是利用现有的本地交换机与传输设备等搭建起来的，采用的仍是传统的电路交换的网络结构，因而不具备业务、控制、交换相分离的层次结构。(2 )系 统 容量较小，不便于大规模扩容。采用基于用户线组网方式，每个RT模块的容量受到限制。随着RT和ATC数量的增加，网络的组织将变得越来越复杂，限制了系统容量的扩充。(3 )不利于向下一代网络

49、平滑过渡。由于PAS系统采用传统的电路交换网络，不利于向下一代包交换网络平滑过渡。(4 )组网方式单一，不便于新业务开发。在网络结构设计上仍沿袭旧的网络建设思路的格局，可扩展性差，从而导致了组网方式比较单一，新业务开发较困难。(5 )网内漫游技术复杂。PAS系统漫游主要由ATC完成，随着ATC数量的增加和ATC组网方式的不同，网内漫游接续变得越来越复杂。3.2 PHS网络组织PHS由三个层面组成：业务提供层、核心控制层和无线接入层。其中，无线接入层实现用户的无线接入；核心控制层对网络进行全面控制管理；业务提供层为网络提供基本通话业务、补充业务、增值业务。典型的PHS网络实现方式如图：PSPSP

50、S智能网平台短信息中心语音平台PSTNOMCHLR/ACIGWCSANUCSCANUCSCCSCS业务提供层核心控制层无线接入层。图 3.5 PHS系统网络结构图互连互通模块IGW是PHS网络的核心部分，主要负责话路管理、话路接续、移动管理及本地数据库管理，同时提供操作维护等管理平台所需的集中管理通道。具体功能是：提供话路分配及跨地市互练互通接口；提供不同ANU之间消息通路的连接，控制用户在各ANU之间的漫游切换，为网络提供统一的业务控制平台，为业务提供层提供接口，提供无线市话网互联功能。移动管理中心HLR/AC存储网络所有移动用户的信息，包括用户的标识、位置区信息及服务类别，对用户漫游进行登

51、记、确认、鉴权，并负有系统配置数据库的职能。接入网单元ANU对用户通过本地网进行话音的互入和呼出进行控制，控制用户在CSC之间漫游的登记和切换，并实现对网络设备的操作维护功能。基站控制器CSC实现对基站CS的控制， 执行信令转换，分配和信令时隙， 话音路径的集线处理，实现本地各CS之间的漫游切换，并对多个基站进行动态频率分配和信道分配。基站CS是无线收发单元，是用户与CSC之间的通信传输中继站，目前普遍使用的基站多采用自适应阵列天线技术、高灵敏度接收技术、帧同步技术和SCDMA空分多址技术。网管系统OMC对网络的状态和负荷能力进行不断地监视和测试，并在必要时采取措施来控制业务流量，以保证在各种

52、情况下使用网络得到最有效的利用。根据管理对象的不同，分为两个部分，一是管理移动交换侧（IGW、HLR/AUC），称为OMC-S；一个是管理无线接入侧（ANU、CSC、CS），称为OMC-R。PHS系统采用E1（NO.7）接口接入PSTN。在系统内部，IGW与ANU之间采用E1接口连接，IGW与HLR/AC之间 采用MAP信令连接（基于MAP协议的信令传输协议，在2001年底被中国电信集团确定为PHS无线市话系统的省内联网规范，通过该协议，可实现PHS网络在省内跨地市的互联互通），ANU与CSC之间采用E1接口相连；基站CS采用U接口（2B+D）接入CSC；PS和CS之间采用RCR STD-28

53、 V3标准进行空中通信。PHS基于固定电话网络进行组网，它能方便地实现有线无线一体化的特色业务。对于PHS组网，本文推荐采用网络型组网的方式，而另有一种实现方式是采用IP软交换技术。就两种实现方式本身而言，很难区分孰优孰劣，但就中国的实际情况来看，由于中国电信在高速发展中不断采用了不同厂家的交换机，而不同厂家交换机的、结构、功能不尽相同，因此，采用IGW来代替市话交换机的部分功能可以降低设计、建设和维护的复杂度U口线在基站内部的操作维护板上引出与基站控制器相连，接口符合ISDN协议。电源线使用三芯电源线，根据电源插座标识的L、G、N分别连接火线、地线和零线。U接口 ：ISDN有两种速率连接端口

54、，一种是ISDN BRI（基本速率接口），基于双绞线（2B+D），速度是144kbps；另一种是ISDN PRI（基群速率接口），基于T1（23B+D）或者E1（30B+D），总速率分别为1.544Mbps或2.048Mbps。U接口即ISDN 的BRI-U接口。用于目前的大多数双绞线。144 kbps的通道总带宽中，其中两个通道称为B（荷载Bearer）通道，速率为64 kbps，用于承载声音、影像和数据通信。第三个通道是D（数据）通道，是16 kbps信号通道，用于控制B信道。3.3 PHS无线通信系统组网的实现3.3.1 OMC设置对应所安装的接入系统设备，在OMC中添加服务进程并做相应

55、设置，让其有管理所连接设备的权限。1）服务进程管理,双击执行文件注：“服务器设置”中的密码自己设置，设置完后直接点击“确定”进入2条数据线（交换机主控板连接线和中继线）到操作维护终端添加服务进程OAM Server服务进程OAM Server是主机系统的核心进程，管理着维护、测量、计费等子进程。所有的子进程都要经过服务进程与接入设备连接。OAM Server不仅负责主机系统和客户端之间的消息转发及信息服务、数据保存等工作，而且要对重要的信息进行分析、处理。服务进程可以使用服务器地址（223.4.4.2）OAM Server编号：此服务器在网络上的编号OAM Server名称：服务器名称主用OA

56、M Server IP地址：主用服务器所在PC机的IP地址备用OAM Server IP地址：备用服务器所在PC机的IP地址2）设置局站将要管理的设备总体（某个局站）进行设置按如下数据填写:局名：建议起局方所在地的名称（本实验中用太原科大）。局号：本局在服务器下的编号。交换模块数：本局配置的交换模块数（小于32）。七号部件数：本局配置的七号部件数（小于5）。ETP数：本局配置的ETP数（0或1）网络通信机：不存在NCPNCP网络通信处理机，其功能为：1.主要完成服务器与各模块之间的数据转发，以实现模块远置；2.实现二级时钟 ,主/备时钟可实现命令切换、手动切换、故障切换； 3.与DSU的内部通信的功能，从而完成对各个远置模块实现数据以及程序的转发设置成功后如下图所示：3.3.2 OMC与交换机对接1) 添加交换机维护进程在“终端管理”上点击右键在客户类型中选择维护进程维护进程：给维护台以权限对交换机进行监控与维护客户名称：系统操作员分配给管理进程的名称客户口令：终端管理进程连接到服务器的口令客户级别：此版本不用客户地址：此版