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小灵通网络核心技术分析

小灵通实际上是固定市话网的一种补充和延伸。它将固定电话的最后一段线路由电缆连接改为无线连接方式进行通信。它由局端设备RT、空中话务控制器ATC、基站控制器RP和移动手机PS等部分组成。它能实现固定电话网上的所有功能。例如,转移呼叫、三方通话、语言信箱等。另外它还具有移动电话的一些功能。例如,越区漫游、无线上网、定位报警和ISDN等多种业务。它最大的特点是具有固定电话的低收费和移动电话的多功能,这是它近来得到迅猛发展并广受欢迎的根本原因。

    小灵通的核心技术是采用微蜂窝和信道动态分配技术,从而大大地提高了频率的使用率和系统的容量。小灵通小区基站与手机之间采用了时分双工模式TDD,其无线信道基于时分多址TDMA结构,语音编码采用32kbit/s AD PCM方式,无线接口采用数据V5接口技术,因而加强了系统的抗干扰能力,提高了话音通信质量,增强了系统的保密性。

    PHS产品技术较5年前的PHS产品,无论是业务侧、网络侧,还是无线侧、终端,都已经取得了突破性的进展,到目前为止PHS已经形成了由服务提供商(SP)、网络运营商、设备提供商、终端商和用户组成的完整的产业链。如果PHS技术还是那种6年前的技术,在中国电信市场上不会取得迅速的发展。种种迹象表明,在中国经过了6年的发展,PHS在各个方面都已经有了质的变化。

通信频率选择与多址技术

    小灵通是在现有市话网上通过V5数据接口技术将本地交接机LS与个人手持电话PS系统相连接,并与空中话务控制器ATC进行结合,从而实现利用原有固定电话网迅速而有效地开发移动业务的无线通信系统。小灵通将1.9GHz作为其小区基站的手机通信频率。小灵通的无线接入信道即基站和手机之间使用的是多载频时分双工模式TDD,无线信道基于时分多址TDMA结构。在多频率子带中实现给每一基站、每一时刻动态分配一个频率。小灵通系统的无线接入方式采用TDMA/TDD。TDMA把时间分割成周期性、不重叠的帧。每个帧再分割成若干个不重叠的时隙,再根据一定的时隙分配原则,使各个移动台在每帧内按指定的时隙向基站发送信号,在满足定时和同步的条件下,基站可以分别在各个时隙中接收到各个移动台的信号而不混乱。同时,基站发向多个移动台的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输。各移动台只要在指定的时隙内接收,就能在合路的信号中把发给它的信号区分出来。从而实现了多址通信传输方式。

微蜂窝与信道动态分配技术

    小灵通是采用微区制来组网的,它把整个服务区划分为许多个微小区。这些微小区有机地组合在一起,满足整个无线接入移动通信的需求。小灵通为了解决频率资源的短缺问题,在频率资源分配上采用了动态信道分配技术,系统没有为每个小区单独分配固定的使用频率,而是随着通话建立过程,在区站内自行分配最佳的频率和信道。对于同一个载频设备的每一个时刻所选用的频率可能是不相同的。这样,小灵通系统在网络建设与优化时无须进行频率规划,既节省了大量的人力与物力,同时可在多家运行公司共同使用有限的频率资源的情况下,有效地避免同频干扰与邻频干扰,从而提高了频率资源利用率。它不用像GSM和CDMA系统那样进行频率规划、基站选址、机房建设等大量基础建设工作。它是利用现有市话网络进行无线通信的有效手段。所以小灵通系统把微蜂窝技术和信道动态分配技术有机地结合起来,不但提高了频率的利用率,而且极大地增加了系统的无线信道资源。

V5接口技术

    该技术是为了适应接入网范围内多种传输媒介、多种接入配置和业务开展而提出的。它能支持普通电话业务和IS?DN专用线业务。根据传输速率的不同,V5接口可分为V5.1和V5.2接口,其中V5.1具有复用功能,V5.2具有集成功能和时隙动态分配的特点。作为本地交换机和接入网的数据接口,V5接口技术的特点主要表现在以下一些方面:它是一个全开放的接口,表现在网络运营商可以自由选择不同厂家的设备进行有效优化的组合以提高网络功能;可支持不同的接入方式,通过全方位的开放接口,本地交换机可以接纳各种不同接入网设备并支持不同的接入方式,从而使网络向有线、无线结合的方向发展;能提供综合业务数字服务,例如语音、图像、数据等多种业务的开展;信息传输安全、可靠,因为V5接口传输的是数据流信息,不易丢失、加密方便,这样增加了网络的安全性和可靠性;降低成本,由于通过V5接口的数据量很大,相应地降低了每线传输信息的成本费用。V5接口技术被小灵通系统所采用是由于它的业务适应范围更广、标准化程度更高,它也是小灵通具有无线上网、越区漫游和在线计费等多项功能的基础。V5接口结构共有三层:物理层、数据链路层和网络层。

    由于目前小灵通发展迅猛,各厂家纷纷推出了各种款式和型号的手机,并且在技术上不断地更新,所以说小灵通技术的发展日新月异,它正向着更新的方向发展,满足广大用户的需要。但小灵通的发展还存在一些问题,例如,理论上必须每隔100米~500米就建一个用于联络手机信号的基站,要布很多基站才能消除网络盲区。小灵通的另一个隐忧就是频段问题。

    虽然从协议标准所包含的技术上来看,PHS技术体系比不上CDMA,甚至与GSM也有一定差距。但是PHS技术体系也有它自身的优点,这些优点是其它系统所无法比拟的。

    首先,采用TDMA/TDD制式,只要一段连续的频段就可以工作;其次,对PHS来讲,扩容只需要增加相应的基站,调整部分基站的天线或者位置,就可以实现高效扩容;但是对于GSM、CDMA来讲,每一个小区的扩容相邻小区的基站都要进行调整,其他相邻小区也要进行调整;另外,对于数据业务的支持,PHS只要增加网络侧的RAS就可以提供很高速率的上网,而GSM需要GPRS,相对于叠加一张网络才能提供数据业务,同样CDMA也需要很大的改动才能支持高速的数据业务,且高速数据业务会使其容量受到大规模的影响;同时,在无线智能技术的使用上,目前PHS基站走在最前列。

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