第12章PAS到iPAS的发展及技术应用

1移动通信技术

(第2版)第12章PAS到iPAS的发展

及技术应用2第12章PAS到iPAS的发展

及技术应用内容PAS的概念、特点、组成、关键技术及通信过程iPAS系统的基本结构及特点3第12章PAS到iPAS的发展

及技术应用重点PAS的概念、组成、关键技术及通信过程mSwitch

iPASPAS基本结构难点PAS信道分配技术、切换与漫游技术mSwitch

iPASPAS基本结构目的和要求掌握PAS的基本概念、系统组成及特点理解PAS的关键技术理解mSwitch

iPASPAS基本结构412.1无绳电话系统12.1.1无绳电话系统的发展及技术应用概念市话网的延伸和补充双工系统早期：室内使用，代替室内用户线系统原理组成：基站和手机(均有一套收发信机)原理：手机(子机)放在基站(母机)的机座上时，收发信机均不工作，基站对手机充电。当手机从机座取下时，收发信机进入工作状态用户可通过手机拨发电话，由基站接收并送入市话网有电话呼入时，手机和基站一起振铃，用户可选择一个接听6主要系统CT-1(第一代模拟系统)一个基站对一个或多个手机小范围使用缺点：音质差、频率利用率低、串扰严重、保密性差、容量小、易被盗打CT-2(数字无绳电话系统)主要技术：TDD、FDMA、ADPCM组成：手机、基站、网管中心、计费中心特点：室内、室外慢速移动没有位置登记和切换功能，只能呼出，不能呼入

一旦通信建立，即可获得双工通信频率利用率高，语音质量、抗干扰、保密性远优于CT-1712.1.2

PASPAS概念PAS的功能及特点PAS系统的组成PAS的关键技术PAS的通信过程8频率：1.9~1.915GHz

基站信道数：4/8

空中信号速率：384kb/s

RP输出功率：500/200/10mW

PS、FSU输出功率：10mW

每帧时长：5ms

从RPC到RP的最大连接长度：3.5km(φ0.4mm)；5.0km(φ0.5mm)TDD、TDMA/FDMA

信道动态分配（新的切换技术）

话音编码：ADPCM（32kbit/s）

调制：QPSK主要技术与参数9PAS概念概念：利用无线环路技术通过V5接口，充分利用固定电话网络资源，实现的个人通信接入方式每个用户一个电话号码，利用手机或固定无线单元进行信息交换定位为：固定市话的无线接入市话网的延伸和补充基于日本的PHS无绳电话系统与移动电话网相似的结构，利用智能网技术解决漫游问题；覆盖区小，基站量大10功能所有固话新业务漫游、切换等移动性功能报警定位、120急救呼叫功能高速数据通信功能、ISDN服务：

语音、数据、图像无线上网PAS的功能及特点11从用户角度经济适用（单向付费、市话费率）PS体积小，重量轻，待机通话时间长功能完备：固话功能、移动功能、双机一号、虚拟号…语音质量好，保密性强（固话的音质、高于固话的保密性）绿色环保从运营商角度建网周期短，组网灵活投资少，成本低市场需求大，产出率高，回收期短特点12从技术角度高密度有线的音质多业务种类部署方便透明的本地交换机集成采用V5接口抗多径干扰安全性好保密性好手机电池寿命长RPC供电的RP，大功率RP多传输线路综合应用室内信号覆盖差切换频繁，有语音中断现象移动速率低，RP数量大13PAS提供的业务数据业务：无线Internet接入速率：32kbit/s、64kbit/s的接入，最高128kbit/s用户、网络侧增加少许设备C-Mode：手机直接无线上网短消息业务定位业务定位精度高，50m内切换中更新基站编号CS-ID----实现跟踪业务功能：呼叫定位、位置查询、跟踪系统组成：定位服务中心PSLC、定位服务系统14PAS系统的组成15局端设备COT（RT）向市话交换机LS提供模拟或数字接口空中话务控制器ATC可选的交叉连接设备通过E1与多个RT连接提供RT间漫游提供大范围无缝覆盖移动业务，并节省系统漫游软件费用基站控制器RPC/CSC核心控制设备RPC通过最多4条E1与RT相连接收基群信号，提取时间信号；向各RP馈电，话路集线控制，完成协议转换把时钟传给RP，实现同步工作RPC可与LS放置在一起，也可用传输线放置在远端16基站RP/CS通过空中接口与用户单元相连，通过双绞线与RPC相连RP通过双绞线馈电，并具有动态信道自动分配功能类型500mW基站：覆盖半径为2.5km，有4对外线，8根天线，可提供7路话音和1路控制信号200mW基站：覆盖半径为1.5km，有1对外线，4根天线，可提供3路话音和1路控制信号10mW基站：覆盖半径为150m，有1对外线，2根天线，可提供3路话音和1路控制信号天线：不同增益、不同方向性、不同倾角的天线应用于不同的RP、不同的环境和地形地物状况17用户终端手机PS固定用户单元FSUPAS与固定标准电话机间接口设备

提供无线接口、标准电话机接口供电：外部交流电通过AC适配转换成DC供电

同一电源供电的固定标准连接3台电话机网管系统NMS对整个网络进行集中管理：配置管理、故障管理、性能管理、安全管理18PAS的关键技术PAS工作频段与多址技术信道结构微蜂窝与信道动态分配技术切换漫游PAS中的协议191.PAS工作频段与多址技术频段：1.9~1.915GHz----1.9GHz

1895.15~1917.95MHz（总带宽：22.8MHz）频道间隔：300KHz

每个基站所用载频：f=1895.1+0.3×(N-1)MHz载频数：77（1~69：话务；70~77：控制）我国PAS实际使用频段：18~67号频点多址技术：FDMA/TDMA

双工方式：TDD（时分双工）20信道结构多载频时分双工、基于TDMA结构的动态信道分配方式时隙帧结构时隙：时隙×8帧(5ms)

每时隙：5/8=0.625ms

空中速率：240/0.625=384kbit/s21信道结构前4个时隙下行，后4个时隙上行，提供4个双向信道任选一个信道作CCH，其余3个作TCH通信繁忙地段，可作基站捆绑22概念PAS不为每个RP分配固定的使用频率，在通话建立过程中，自行分配最佳的频率与信道载波侦听电平----RSSI

第1、2电平侦听

信道优先级：已被选定的信道：优先级+1

已被拒绝的信道：优先级-12.信道动态分配技术23分配过程PAS手机首选优先级最高的频率号F#和时隙号S#对所选的F#、S#信道进行干扰电平测试如所监测到的干扰电平值低于第一门限电平26dBμV(-87dBm)，就选用该信道。否则进入第4步选择下一个优先的频率号F#和时隙号S#重复上述第2至第4步，直到找到可用信道为止如果没有可用信道，则按照上述第1至5步，以第二门限电平40dBμV(-73dBm)为标准进行监测比较，直到找到可用信道为止243.PAS的切换PAS微蜂窝技术基站覆盖范围小，切换频繁PS、RP均在监测信号强度RSSI和误码率BER任一方测得参数不满足阈值时，RP和PS均可发起切换切换参数切换选择电平A（32dBμV）：低于A开始搜索其他RP切换保持电平B（26dBμV）：低于B准备切换到其他RP切换电平C（24dBμV）：低于C切换到其他RP目标基站电平D（32dBμV）

切换到的目标RP信号必须大于32dBμVPS或RP测得误码率＞10-6时，也将执行切换25切换过程手机在基站附近时可收到很强的信号，当用户远离该基站时，信号逐渐减弱当手机接收到的基站信号变弱，到低于切换选择电平32dBμV时，手机开始搜索其他基站当信号减弱到切换保持电平26dBμV时，手机开始准备切换当信号降低到切换电平24dBμV时，手机开始切换，此时手机要切换到的目标基站的信号强度应在32dBμV以上当PS或RP测得误码率＞10-6时，执行切换手机本身有自动执行切换功能在切换过程中有短暂的语音中断现象在切换过程中，不需要网络端监控264.PAS的漫游基于ATC技术的RT间漫游当用户归属RT区漫游到访问RT时，ATC对其进行注册在归属RT外的RT区呼叫时，ATC将呼叫导向归属RTATC将从归属RT来的呼叫导向用户可能到达的访问RT归属RT到访问RT的连接通过分配给用户的交换机端口进行通话中的切换27基于S-ATC的RT间漫游当手机用户从归属RT(RT1)漫游到访问RT(RT2)，用户发出注册请求，RT2检查是否是漫游用户是，RT2负责向S-ATC发送路由申请和该用户的鉴权码，S-ATC收到后，向归属RT鉴权后完成注册漫游通话切换28C3与C4间漫游C3与C4间漫游引入P-GT节点解决漫游话务处理问题C4局间的漫游是通过设在C3局的P-GT实现C3局所有的ATC通过E1与P-GT相连各C4的出局漫游可经过各局的根节点（ATC或CATC）连接到P-GT上C3与C4间的漫游属城际漫游话务处理29PAS的通信PAS的空中接口每载频4个TDMA/TDD信道

任选一个为CCH，其余为TCH信道自动分配分集收、发通过TDMA的RF开关控制30控制信道的复帧结构复帧周期100ms(20个5ms的帧)

共20×8=160个时隙

（80个上行，80个下行，共80个控制信道）间隔分配方式，同一地区正常工作RP数为40个31本地通信过程PS主呼PS被呼32鉴权越区切换33FSU主呼FSU被呼34异地漫游通信RT内的漫游城市内的漫游较小城市内的漫游较大城市内的漫游城际间的漫游3512.1.3iPASiPAS=IP+PASWACOS概述mSwitch

iPAS36WACOS

iPAS概念基于下一代网络(NGN)的综合解决方案无线接入概念创新地应用于传统PSTN采用：功能强大的运行支持系统；

多协议网关；IP信令网络371.系统特点采用功能强大的服务器群支持大量先进的功能和业务支持SS7、Q.931及V5.x等协议功能强大的IP信令网络支持各种无线接入技术针对运营商不同情况提供解决方案极大的系统容量支持漫游和越区切换向未来网络的平滑过渡系统扩展线性灵活、高可靠性、高密度、有线的音质、抗多径干扰、通信安全可靠、保密性强、绿色环保……382.体系结构组成39WACOSiPAS

网关（GW）位置：分布于本地交换中心作用：实现不同协议相互转换协议：Q.931、SS7、V5.x、TUP、SNSP…连接：通过E1与LE、RPC相连，传语音TDM信号通过IP与OSS相连，实现控制与管理40WACOSiPAS运行支持系统(OSS)一组服务器作用：实现IP信令、网管、用户管理、计费、漫游控制、系统/用户交互……连接：用远程接入服务器RAS前端，实现到各GW的IP互联41无线接入子系统：与PAS相同IP信令网络作用：实现网关间及网关与OSS间通信组网方式GW与OSS均在中心局：通过LAN连接各GW、OSSOSS在中心局，GW在LE附近：

通过WAN互联OSS与GW；通过LAN互联各OSS服务器42漫游注册本地网关：分配PTN

被访网关(异地)：分配RTNTS中用户信息表漫游注册：TS信息更新（动态维护）系统协议框架GW-PSTN：SS7（No.7）GW-OSS：IP/SNSPW-RPC：Q.931RPC-RP：专用接口协议RP-PS：RCRSTD-283.系统工作原理43网络同步主从同步

主时钟：交换网络提供（高稳定度、高精度）鉴权鉴权密码、RANDF算法结果比较44不同等级的漫游同一RPC内RP间同一GW内，RPC间不同GW间不同WACOSiPAS间WACOSiPAS与PAS间漫游与切换过程与PAS中类似45mSwitch

iPASmSwitchiPAS系统则是基于mSwitch的具体应用mSwitch是面向NGN的软交换网络产品(全IP)可升级（mSwitch、iPAS）实现电路交换到分组交换的演进，并有效结合支持多种标准协议

多用户业务类型接入、多业务提供分离业务、控制、传输、接入层，

提供开放、标准接口46mSwitch

iPAS版本的演进iPAS1.x、iPAS2.0、iPAS2.02iPAS2.4—mSwitch2.2iPAS2.4.5—mSwitch2.4iPAS2.5—mSwitch2.5iPAS3.0—mSwitch3.0mSwitch3.2mSwitch4.0mSwitch2.4及以后的版本中，系统采用新的硬件平台47mSwitch

iPAS系统特点基于全IP的mSwitch平台多业务统一平台多协议iPAS节点(Node)支持SS7信令点共享支持高速IP总线同时支持无线与有线接入支持大量先进的功能和业务采用高性能的软交换平台采用功能强大的后台管理系统先进的IP信令网络针对运营商不同情况提供解决方案48组成网关子系统（iPASNode）无线接入子系统有线接入子系统事务处理子系统（TS）网络管理子系统（NMS）运行支持子系统（OSS）应用服务子系统安装应用软件的两大硬件平台WACOS统一网关平台Sun服务器硬件平台mSwitch

iPAS体系结构4950(1)网关子系统51组成：iPAS网关、iPAS节点和SG连接：通过E1与PSTN的LE、RPC/CSC、AN接入设备相连，传输语音和数据业务通过IP与其他业务控制、及OSS通讯体系结构：主/从堆叠形成iPASNode实现SS7信令点共享从iPAS2.4.5始，用SG提供多GW统一信令连接SG负责信令连接，iPASGW只负责语音连接SG集中提供信令连接，不改变原话音中继及呼叫处理方式52(2)无线接入子系统RPC/CSC、RP/CS；PS/FSURPC：4条E1与RT相连

CSC：8/16条E1与Node相连CS

CS-M(500mW)：1C7T

CS-S(500mW)：CS-S7：1C7T

CS-S3：1C3T53接入网设备AN2000用E1链路与GW相连采用V5标准接口(3)有线接入子系统54mSwitch

iPAS后台服务器常配在同一LAN中，以IP互联通信(4)事务处理子系统（TS）55核心部件n+1冗余备份，多TS间负荷分担且保持同步TS由SLR(/RS)、iTS组成多个模块协同工作，为iPAS节点提供移动网中的HLR/VLR/AuC实体功能

RS（RoutingServer）是一个逻辑功能概念，实现所有路由相关功能56SLR（用户位置寄存器）：用于保存和维护所有用户信息SLR支持n+1负荷分担，多个SLR之间互为备份SLR维护的用户数据用户信息、用户位置信息、路由信息、其他iTS（接口设备）：实现与其他iPAS的iTS间的互连，实现网间用户数据的传递，并实现路由解析功能iTS支持主备冗余57(5)网管子系统功能：系统配置管理、故障管理、性能管理、安全性管理、操作维护管理等采用网元/服务器/客户端三层体系结构

系统通过网络管理器实现对网元的管理58网管系统――NETMAN2020协议：TCP/IP和SNMP技术：Web，面向对象的Java程序设计方法层次式结构(两层)：

NMS(网络管理层)和EMS(网元管理层)功能组件：

INMS(位于NMS):拓扑、故障、性能、安全等

OMC(位于EMS):不同网元用不同OMC管理OMC-S(核心网部分)OMC-R(无线部分)Adaptor59(6)运行支持子系统OSS组成：用户管理系统SAM、在线计费系统OBS、

客户自我服务系统CSS连接：系统与iPASNode间通过IP互连

通过web界面提供后台管理、业务支持硬件平台：数据库(DB)服务器、web服务器、

各种应用服务器、客户终端微机三层web结构：客户/应用服务器/数据服务器

以DB为核心，服务器与子系统通过LAN与DB相连60SAM：实现业务监控和用户管理的功能功能：与电信管理系统协作，完成用户管理功能

与TS间通过LAN通信，TS由此更新用户信息

与增值业务中心通信，向设备发开/关请求功能模块：员工管理营业受理号源管理话单跳次61OBS（基于web的多业务综合计费系统）

模块化设计连接通过API接口与DB通信，与SAM等共享数据库信息通过SNSP与PSC通信，支持实时计费、后付费处理OBS用SNMP与NMS通信，以实现管理功能特性功能：数据采集；计费处理；帐务处理；销帐处理；资料管理；审核校验；查询服务；统计分析；数据管理62CSS功能网站通过JDBCAPI接口共享DB中的用户信息

用户可远程登陆CSS网站，通过Web实现维护提供业务为运营商提供：信息发布和业务资讯；电子商务功能；客户服务中心；客户投诉处理。为终端用户提供的功能：修改用户信息；在线业务申请；余额查询；话单查询；帐务历史查询；发送短消息；支持用户漫游业务；支持预付费业务；全文搜索功能；网站使用帮助等63后台服务器群小型配置服务器群各软件模块安装在同一硬件服务器TS单独安装，需备份适用：用户量少的地方5.系统典型配置64后台服务器群典型配置服务器群各部分分别安装数据库单独安装65iPAS节点方式配置网关堆叠，多网关共享一个SS7信令点主/从网关通过LAN或宽带IP互连信令由主网关进入，按组网方式给多个从网关

从网关外传信令经主网关到SS7信令网66SG方式配置所有信令连接的LSTP、LE全部连至SG

SG转换、选路、转发至各GWiPAS网关与PSTN不进行信令连接，语音中继连接、呼叫处理方式不变。67本章小结小灵通是利用固定电话网资源实现的一个无线接入方案，定位于小范围、低速率移动接入PAS具有基站发射功率小、覆盖面积小、通话切换频繁、手机电池待机/通话时间长，对人体危害小、费用省、功能完备、语音质量好、保密性好等特点PAS采用TDMA/FDMA、TDD方式工作，载频间隔300KHz，每载频8个时隙，前4个时隙下行，后4个时隙上行，提供4个双向信道。其中任选一个为控制信道，其余3个为业务信道。在通信繁忙地段可基站捆绑提供更多的业务信道68PAS采用自动信道动态分配技术，无需复杂的频率规划。在切换时根据切换参数的设置，RP和PS对信号强度、误码率的测试结果执行切换PAS在通信过程中在系统部分进行Q.931和PHS协议转换，实现交换部分的透明传输。PAS和IP融合发展形成iPAS系统。mSwitch

iPAS为一个全IP，多业务平台，可提供有线和无线接入方式。包括网关子系统、无线接入子系统、有线接入子系统、事务处理子系统、网络管理子系统和运行支持子系统、应用服务子系统等。69第7章其他移动通信系统内容无线寻呼系统基本原理、技术卫星移动通信系统特点、原理、技术集群移动通信基本概念限定空间移动通信系统的基本原理70第7章其他移动通信系统重点各类移动通信系统的基本概念难点各类移动通信系统的基本工作原理目的和要求掌握各类移动通信系统的基本概念了解各类移动通信系统的基本工作原理717.1无线寻呼系统概念是一种单向的传输系统是市话网的延伸和扩展，仅作为市话网呼叫振铃系统的一种延伸而不能通话

按用户类别可分为专用和公用两种

公用网与市话网相连，发射功率大，保证足够的覆盖范围，并可有多个发射台组成727.1无线寻呼系统系统原理人工寻呼在寻呼中心设有话务员，由话务员记录用户需传信息，然后输入系统在系统中进行编码、调制后由天线发射信号因话机没有中文输入功能，中文寻呼机只能通过话务员进行中文寻呼信息的输入737.1无线寻呼系统系统原理自动寻呼电话用户通过话机先拨通寻呼中心，再输入呼叫的寻呼号码和相应的回电号码系统自动将回电号码通过处理后传送到相应寻呼机上显示在有些信息不能以文字或数字代码形式发送时，可通过语音信箱来实现信息的传送寻呼中心：实现用户鉴权，信息输入、编码要求系统覆盖范围较大时可设分中心747.1无线寻呼系统编码方式使用国际一号码--POCSAG编码该编码编码效率高、地址容量大编码格式7512.2无线寻呼系统编码方式编码格式前置码：用来帮助寻呼机达到位同步同步码字SC：32bit，用来使寻呼机达到帧同步一组编码中有8个帧，每个帧含两个码字，用于传送寻呼信息和地址信息第一比特用来区分该编码是地址码字还是信息码字（0为地址码字，1为信息码字）在两种码字中均包含校验比特，用来保证信息的正确性当8帧中某一帧无用户信息需传时，用空闲码字填充空闲码字不发给任何用户，只为避免干扰引起寻呼机误动作76频率选择一般使用150MHz频段应综合考虑人为噪声、天线增益、穿透损耗等，并确定发射功率、频率间隔等调制方式一般公用寻呼系统采用FSK调制77区域联网指寻呼中心间的联网可扩大系统服务范围，为用户提供自动漫游不同的网络采用不同的网络结构网络结构有单区结构和多区结构两种多区结构可实行分散控制或集中控制

常用的寻呼方式有：同播方式、分区选播方式、定向播方式78寻呼服务分为基本服务和特殊服务基本服务：普通寻呼、联网寻呼和留言查询特殊服务：金融信息、股票信息、气象信息等

干扰与改善措施

在多区结构网络中，各发射机采用同频发射避免使用多信道接收机、节省频率资源在各发射机覆盖范围的交叠区会产生严重干扰，使接收机灵敏度降低、误码率增大解决和改善措施各发射机顺序发送，接收机在某一时刻只能收到一个信号采取时延补偿，保证空中信号时间上的同步采用载频偏置技术7912.3卫星移动通信系统特点通信范围大通信容量大地面站小型化传输时延大使用频段卫星通信的频率范围为100MHz～10GHz已经使用的地球站发射频率：5.925GHz～6.425GHz接收频率：3.7GHz～4.2GHz80原理由卫星和地球站组成地球站可以是固定用户，也可以是移动台移动卫星通信结合了微波中继和空间技术传输线路由地球站到卫星的上行链路和卫星到地球站的下行链路组成

卫星设置若干个转发器，保证通信质量，提