移动通信技术
第6章 个人通信接入系统PAS
第6章 个人通信接入系统PAS
内容
PAS的概念、功能、组成、特点
PAS的关键技术
PAS的无线信道结构、本地通信过程与漫游通信
PAS提供的业务
第6章 个人通信接入系统PAS
重点
PAS的概念、组成、特点
PAS的时隙帧结构、多址技术和信道结构
难点
信道分配技术、切换与漫游技术
PAS的通信过程
目的和要求
掌握PAS的基本概念、系统组成及特点
理解PAS的关键技术及业务
PAS概述
个人通信接入系统的概念
PAS概念
用无线环路技术通过V5接口，并充分利用固定电话网的充裕资源来实现的一种个人通信接入手段
每个用户都拥有一个电话号码，可在移动中用手机或无线固定单元进行信息交换
基于日本的PHS无绳电话系统的发展
市话系统的补充和延伸
PAS概述
定位于小范围低速移动无线接入
应用范围限定在城市的话音和数据通信服务
网络结构与GSM和CDMA相似
由交换机、手机和基站组成
利用智能网技术解决用户漫游问题，较复杂，成本也较高
基站覆盖区小，基站量大
PAS概述
功能
所有固定电话新业务和蜂窝移动电话各类业务
移动，漫游
报警定位和120急救呼叫
高速数据通信和ISDN服务
PAS概述
系统的组成
系统组成
PAS概述
各组成部分功能
局端设备COT（即RT设备）
向交换机LS提供模拟或数字接口
空中话务控制器ATC
为用户提供RT间的漫游服务，增强系统的漫游能力
基站控制器RPC
接受从RT传来的基群信号，向各个基站馈电、话路集线控制、完成协议转换
PAS概述
基站RP
通过空中接口与用户单元相连
500mW基站：覆盖半径为，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，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
全向天线、7dB全向天线、7dB下倾20度天线、下倾10度天线、9dB下倾20度天线、12dB定向天线、15dB定向天线等
手机PS
无线手持电话，向用户提供一系列的移动功能
PAS概述
固定用户单元FSU
PAS系统与固定标准电话机连接的无线通信设备
由无线接口和电话接口组成，由它们控制线路供电电压、铃流信号、电话拨号音DT和忙音BT，检测用户摘机、挂机和拨号
由外部的交流电通过AC适配器转换成直流后进行供电
由同一电源供电的固定标准连接电话机为3台
网络管理系统NMS
对整个网络进行集中管理
监控PAS系统主要设备RT、ATC及RPC的状态，收集工作状态信息、告警信息、数据传输等信息及远程载入更新程序到RPC
PAS概述
系统的特点
从用户角度
经济适用
手机体积小、重量轻、待机时间与通话时间长
功能完备
话音质量好、保密性强
绿色环保
从运营商角度
建网周期短、组网灵活
建设投资少、成本低
市场需求大、产出率高、回收期短
PAS概述
从技术及实现上角度
高密度密度
与有线接入相媲美的话音质量
支持传真及数据
支持主叫线路识别显示功能
部署方便
移动及漫游功能
透明的本地交换机集成 ，采用接口
多路径抗干扰性
PAS概述
安全性好 、保密性强
手机电池寿命长
RPC供电的RP
大功率的RP
铜线、光纤和无线的综合应用
室内信号覆盖差
切换频繁
PAS采用的关键技术
PAS的频率使用与多址技术
PAS的频率
频率范围：～
每个载频所占带宽为300KHz
考虑保护间隔则为360KHz
可用载频为77个
每个基站所用载频：f=+×(N-1)MHz
PAS利用18～67号频点
其中24～23号和31～67号频点为话音载频
采用TDMA/TDD工作方式
PAS采用的关键技术
PAS的无线信道结构
多载频时分双工TDD模式
基于时分多址TDMA结构，实现每一基站动态分配一个频率/时间信道（FDMA/TDMA）的工作方式
每帧分8个时隙，周期为5ms
每个时隙为5ms/8=
每个时隙有240bit
基站空中接口速率为：240bit/=384kbit/s
PAS采用的关键技术
PAS时隙的帧结构：
信道结构
采用TDD方式：前4个时隙用于下行链路的通信，后4个时隙用于上行链路的通信
一个载波可提供4对信道，其中1对信道作为控制信道，另外3对信道作为话音信道
PAS采用的关键技术
信道结构示意图：
PAS采用的关键技术
基站捆绑：在通信繁忙地段解决大话务量问题，将2至4个基站捆绑在一起
提高了基站信道的利用率，也解决了手机在静态状况下的频繁切换问题
例：将2个基站捆绑在一起，其中1对信道作控制信道，其余7个信道作话音信道
PAS采用的关键技术
微蜂窝与信道动态分配技术
微蜂窝区域结构
用于无线本地环路时的指标
基站的发射平均功率≤500mW，峰值功率≤4W
用户端的发射平均功率≤10mW，峰值功率≤80mW
基站天线增益不得超过12dB
用于微蜂窝组网时的指标
基站的发射平均功率≤20mW，峰值功率≤160mW
用户端的发射平均功率≤10mW，峰值功率≤80mW
杂散发射功率相干载波电平（衰减量）≥50dB，或绝对电平≤μW
基站天线增益一般不超过3dB
PAS采用的关键技术
信道的动态分配
PAS系统不为基站分配固定的使用频率，而是采用自动动态分配信道技术，随着通话建立过程为基站自行分配最佳的频率与信道
同一载频设备，每一次所用频率都可能不同
使PAS系统在网络建设与优化时无需进行频率规划，节省人力、物力
有效地避免了同频干扰与邻道干扰
PAS信道的动态分配以信道的优先级为基础
已被选定的信道，其优先级加一
已被拒绝的信道，其优先级减一
PAS采用的关键技术
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
PAS采用的关键技术
分配过程示意图
PAS采用的关键技术
类型
同一个RPC控制的基站之间的切换为区间切换
不同的RT间切换为局间切换
切换参数
基站或手机都监测：信号强度RSSI、误码率BER
基站或手机任一方测到质量参数不满足在RPC内正常通信的阈值参数时，手机PS或基站RP都可以发起切换
PAS采用的关键技术
切换参数
A为切换选择电平：PS接收到基站信号场强低于32dBμV时，开始搜索其他基站
B为切换保持电平：PS接收到基站信号场强低于26dBμV，准备切换到其他基站
C为切换电平：PS接收到基站信号场强低于24dBμV时，切换到其他基站
D为目标基站场强电平：目标基站必须达到的场强值32dBμV
PS或基站的误码率大于10-6时，也将切换到其他基站
PAS采用的关键技术
切换过程
当手机接收到的基站信号低于切换选择电平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
手机切换到的目标基站信号强度应在32dBμV以上
手机本身有自动执行切换功能
切换过程中有短暂的语音中断现象
不需要在网络端监控无线链路
PAS采用的关键技术
PAS切换与漫游技术
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
ATC漫游注册数据库内包括用户号码、归属RT、访问RT等信息
在归属RT外的RT区呼叫时，ATC将呼叫导向归属RT
ATC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
PAS采用的关键技术
基于S-ATC技术的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
PAS采用的关键技术
基于S-ATC技术的RT间漫游
PAS采用的关键技术
C3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
PAS采用的关键技术
话务处理:
PAS的通信
空中接口
具有每载频4个TDMA/TDD信道，包括1个控制信道和3个话音信道
允许将4个时隙中的任一个定义为控制时隙
控制载频的复帧周期为100ms
由20个普通的TDMA帧组成，共160个时隙
80个下行时隙，80个上行时隙，共有80个控制信道
考虑到相邻时隙的干扰问题，采用间隔分配方式分配给40个基站，即可在同一地区同时正常工作的RP数为40个
复帧结构：
PAS的通信
无线信道帧结构
PAS的通信
本地通信过程
PS的本地通信过程
PS呼出过程 ：
PS呼入过程：
PAS的通信
鉴权
PAS的通信
越区切换
PAS的通信
FSU呼出过程
FSU呼入过程
PAS的通信
异地漫游通信过程
RT内的漫游
RT可建立到归属RT中的任何一个PS的路由，且PS可以直接向归属RT发起呼叫
RPC控制着寻呼、提醒功能，并实现PS到RT的正确连接
城市之内的漫游
城际间的漫游
PAS的新业务
PAS的数据业务
无线Internet接入解决方案：在现有PAS网络基础上提供的一项增值业务
高达32kbit/s、64kbit/s的Internet接入速率，最高可达128kbit/s
满足了PAS用户的无线、移动Internet接入功能
PAS C-Mode业务
32kbit/s、64kbit/s PIAFS数据业务应用的一种
直接通过手机上网，无需借助其他中介拨号上网
PAS的新业务
PAS短消息业务
在PAS用户间传递较短的文字信息
通过控制信道传送，不占用PAS网络的无线资源
提供与GSM等其他移动通信系统的短信互发
CENTREX业务
在PAS交换机上开发的一种集中交换业务
用于建立虚拟专用网
用户为集团用户时，相互间拨打可用网内短号码，用户也可呼叫网外用户
系统可对用户拨打的权限进行灵活配置，并提供相应标志用于进行灵活计费
PAS的新业务
PAS定位业务
采用微蜂窝结构，基站覆盖半径较小，根据PS的位置信息，可实现PS定位业务
定位精度小于基站覆盖半径，基本上可在50m覆盖范围内
繁华街道、商业区基站较密集，定位精度可达20m以内
可通过PS接收到的3个基站的信号强度和3个基站的经纬度算出PS的相对位置，进一步提高定位精度
通过在切换过程中不断更新基站编号CS-ID，可描绘出PS终端的进路线，实现跟踪功能
PAS的新业务
PAS定位业务的应用
包括对告警用户提供手机呼叫定位，位置查询和跟踪功能
PAS定位系统结构
由定位服务中心和定位服务系统(客户端)组成
PAS的新业务
定位原理：
由定位服务中心PSLC负责与RT联系，请求和接收PS终端的定位、查询和跟踪信息
向PAS通信服务器转发定位信息，或接收PAS通信服务器发起的位置查询请求和位置跟踪请求，并发起响应
PAS的新业务
特别呼叫定位
用户拨打110、119等应急服务电话，或按下某一个或若干个预先设定的告警求助键
PAS系统通过系统节点向交换机转发特殊呼叫，完成电路接续，同时向PAS系统的PLSC转发 “呼叫定位报告”的消息
含特殊呼叫类型、主叫号码、报警时间和呼叫用户所在基站编号或附近接收到信号最强的三个基站的编号
定位服务中心收到定位报告后，转发至PAS定位服务系统
定位服务系统侧实现用户鉴权，通过基站地址数据库找到对应基站地址，并显示在电子地图终端完成定位
在用户数据库中查询报警用户的主叫号码和用户个人信息，以文字形式显示出来
PAS的新业务
位置查询
查询台发出特定终端的位置查询请求，通过鉴权后，向PLSC转发位置查询请求；PLSC向ATC询问该PS当前所在RT后，向RT发起请求
RT获得该用户当前所在的基站编号和场强信息，形成PS定位报告发送给PSLC，再由PSLC转发给定位服务系统，完成该PS终端的地图定位
位置跟踪
PLSC以一定的时间间隔不断向系统发起位置查询功能
基于该终端当前占用的CS-ID信息，描绘出PS行进路线
本章小结
小灵通PAS系统是利用固定电话网的资源来实现的一个无线接入方式，定位于小范围低速移动接入，是固定电话网的延伸与补充
PAS具有基站发射功率小、覆盖面积小、通话中切换频繁、手机电池待机/通话时间长、对人体危害小、费用省、功能完备、话音质量好、保密性好等特点。PAS用户可以使用固定电话用户与其他蜂窝移动电话用户的业务功能，还具有报警定位、位置跟踪的功能
本章小结
PAS采用TDMA/TDD方式工作，载频间隔为360KHz，每载频分为8个时隙，前4时隙为下行信道，后4时隙为上行信道，即每载频提供4对信道，其中一对作控制信道，另外3对作话音信道。在业务量大的小区，可实现基站捆绑，多个基站同时为一个区域中的用户服务，但只设置一个控制信道，其他信道均为业务信道
