浅议个人通信网的几种关键技术
发布时间:2006-10-14 4:03:21   收集提供:gaoqian


    随着信息技术革命的飞速发展,人们对现代通信手段的要求越来越高,20世纪80年代后期,人们提出了个人通信网(PCN)和个人通信业务(PCS)的要领即在任何时间、任何地点、任何人之间通信的个人通信的概念。届时,人类将进入理想自由通信的时代。要达到这个目标,除了要有地面通信网络外,还要建立卫星移动通信网络,以解决地面通信系统无法解决的“死区”难题。

    关于个人通信网PCN的发展,可分为两个阶段:PCN的初级阶段和PCN的高级阶段。初级阶段比较典型的有国际无线电通信咨询委员会(CCIR)提出的未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS)、Motorola公司的Iridium全球个人移动卫星通信系统、英国的双向PCN数字蜂窝系统(DCS1800)、日本的先进个人通信系统(APCS)、美国的全能数字便携式无线通信系统(UDPRC)、扩频码分个人通信网(CDMA-PCN)等,这些系统都是在一定的约束条件下或者某一局限的范围内实现自由通信的。PCN的高级阶段才是人类无约束的自由通信。因此,PCN技术是发展中的技术,而且发展速度极快。作为工程技术人员,了解和掌握PCN及卫星移动通信系统中的组网技术,是十分必要的。

一、智能网络技术

    其基本设想是改变传统的网络结构,使用户对网络的使用更灵活、更具有更强的控制能力。网络的智能化技术,包括对个人用户识别、个人用户位置登记、用户越区自动切换、通信计时付费等基本功能和安全通信处理选择、通信状态和信息的有效切换、个人用户信息检索等多种服务功能。

二、动态信道分配技术(DCA)

    所谓DCA技术,就是每当有新的呼叫尝试出现在网格(即卫星天线点波束覆盖区)中时,地区合适的卫星就执行动态信道分配算法,并根据适当的价格函数选择被分配的信道,这个函数取决于信道再用距离和干扰网格的数目,在这些干扰网络中,每个干扰信道刚好受阻,卫星通过究尽搜索法寻找最小价值的信道,并根据逐个呼叫的次序来决定分配信道。此外,每当网格中有呼叫终止或切换发生时,有效信道就要重新安排,而且各卫星能够交换它们所控地区边界上的那些网格中的信道利用率的控制信息。

三、多址技术

    多址技术是指系统内多个地球站以任何方式各自占用信道接入卫星和从卫星接收信号,主要有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。

1、频分多址(FDMA)

    当多个地球站共用卫星转发器时,如果根据配置的载波频率的不同来区分阶段球站的地址,那么这种联贯方式就是FDMA。采用这种方式的优点是简单、可靠、便于实现。但要解决好几种关键技术:(1)进行严格的功率控制;(2)设置适当的保护频带;(3)减少互调影响。

2、时分多址(TDMA)

    TDMA用不同的时间间隙来区分地球站的地址,史允许各地球站在规定的时隙内发射信号,在通过卫星转发器时,在时间上是严格依次排列、互不重叠的。运用TDMA方式,必须解决好网同步问题,它包括两方面:(1)初始捕获问题,即保证网中的每个地球站的突发信号转入转发器上指定的时隙,而不会误入其他时隙造成干扰;(2)分帧同步问题,即各地球站每隔一帧发射一个分帧,各分帧之间应维持严格的时间关系。

3、码分多址(CDMA)

    CDMA通过不同的地址码来区分不同站发出的信号,实现多个地球站使用同一载频相互通信的目的。在这种多址方式中,使用了不同于FDMA、TDMA的频谱扩展技术。它是PCN研究的重点技术。其主要优点是信号密度很低、抗干扰性能好、信号隐蔽、便于保密、抗多径效应能力好。

    CDMA技术与FDMA、TDMA相比较,有很多优点:(1)使用了扩谱技术、FEC技术、话音激活技术、扇形天线技术等多种技术,使容量比其他多址方式增大许多倍;(2)具有良好的系统兼容性,能够与TDMA和FDMA系统兼容;(3)便于频普管理和越区切换;(4)技术发展快,前景广阔。

四、信关站的选址技术

    信关站选址要在星座设计参数的基础上,具体分析星座中各星的运转情况,并根据卫星的覆盖分布,确定信关站的具体位置与数量,从而达到利用最少信关站实现最佳通信的目的。

    信关站选址在卫星移动通信系统中是一个比较重要的问题,它关系到整个网络的组成与系统的运行。从移动卫星业务(MSS)系统组网的观点考虑,信关站的设计将确定系统网络结构及组网形式,如星间链路的选取、卫星间的切换、网络拓扑结构的优化等都必须在选定信关站的基础上分析。

    另外,星座的轨道高度的选取及服务区域面积,将直接影响信关站的选址。当系统服务区域的面积较小,卫星轨道高度较高时,只需一个信关站就可完成覆盖。当系统服务区域较大或卫星轨道高度较高时,只需一个信关站就可完成覆盖。当系统服务区域较大或卫星轨道较低时,需要几个信关站组成网络来完成覆盖,这种网络称为信关站网。

五、数字无线接入网技术

    所谓无线接入网,就是通过无线用户环路(WLL)将用户终端与通信网连接起来。数字无线接入网不但能够实现移动通信,而且也是一种灵活、经济的理想接入网手段。目前正在考虑采用蜂窝无线接入技术和GSM网络结构。数字无线接入网技术涉及到蜂窝小区(微区)的划分、频率的复用、电波传播特性、多址接续方式和网络的智能化管理等。它是个人通信用户随时入网进行无约束自由通信的基础。



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