個人通信與無線接入系統(tǒng)（郭俊善）

個人通信與無線接入系統(tǒng)（郭俊善）  
    個人通信是實現(xiàn)任何人在任何時間、任何地方與任何人進行任何方式（如語音、數(shù)
據(jù)、圖像）的通信。它是人類的理想通信，是通信發(fā)展的最高目標。
    個人通信的定義目前尚未統(tǒng)一。一些發(fā)達國家正在競相按照自己的認識和本身的優(yōu)
勢積極開發(fā)個人通信。歐洲開發(fā)的個人通信網(wǎng)（PCN）、美國開發(fā)的個人通信業(yè)務(wù)（PCS）
以及ITU提出的通用個人通信（UPT），都是為了實現(xiàn)個人通信，未來公用陸地移動通信
系統(tǒng)（FPLMTS）也稱為IMT－2000，其實質(zhì)是世界性的個人通信。
    目前的通信系統(tǒng)實際上提供的是終端與終端的通信，而個人通信使用戶徹底擺脫終
端的束縛，以人作為通信對象。它不僅能提供終端的移動性，而且還可提供個人的移動
性，打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中用戶、終端、網(wǎng)絡(luò)接口—一對應(yīng)的關(guān)系，采用與網(wǎng)路無關(guān)的唯一的
個人通信號碼，隨時隨地建立和維持有效通信。
    基于個人通信的基本思想，要求：①個人通信終端必須具有個人性、可攜帶性、移
動性和綜合性的特征；③個人通信技術(shù)必須具有先進的智能化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、高容量的多址
方式，高品質(zhì)的傳輸通道，功能完善的多媒體技術(shù)。
    從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)看，為實現(xiàn)個人通信業(yè)務(wù)功能，個人通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分成接入層、寬帶
運送層、智能層。接入網(wǎng)通稱有線（電纜、光纜）和無線接入網(wǎng)。以無線接入方式為基
礎(chǔ)的個人通信網(wǎng)（簡稱無線個人通信網(wǎng)WPC）主要包括無繩電話系統(tǒng)、蜂窩系統(tǒng)、移動衛(wèi)
星通信系統(tǒng)。下面就這3個系統(tǒng)分別予以介紹。
    1．無繩電話系統(tǒng)（低功率系統(tǒng)）
    無繩電話自70年代發(fā)展至今，經(jīng)歷了CTO、CT1、CT2、CT3等幾個階段。由于無繩電
話適合于低速移動、高密度用戶區(qū)使用，且可提供高質(zhì)量、低成本的個人通信設(shè)備，通
信終端小，發(fā)射功率低，電池使用壽命長，很適合個人通信的需要，故在此基礎(chǔ)上相繼
開發(fā)了DECT、PHS、PACS等無繩個人通信系統(tǒng)。
    歐洲數(shù)字無繩電話系統(tǒng)（DECT），主要由無線交換機、網(wǎng)絡(luò)控制中心、手持機、基
站及基站控制器等單元組成。它采用TDMA／TDD工作方式，頻段為1880～1900MHz，載波
頻寬1.728MHz，載波數(shù)10個，編碼方法ADPCM，信道動態(tài)分配。它可為用戶提供語音和數(shù)
據(jù)業(yè)務(wù)。其中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有ISDN可連接的傳真、電報、可視電話等。由于采用了先進的保
密技術(shù)，所以DECT具有識別、鑒權(quán)、保密等功能。
    個人手持電話系統(tǒng)（PHS），是由日本開發(fā)的一種新的數(shù)字無繩電話標準，它與DECT
有著類似之處，但它更多考慮了與ISDN的兼容。
    個人接入通信系統(tǒng)（PACS），是綜合了Bellcore的WACS和PHS特點的一種新標準。它
的目標是向用戶提供低成本、可擴充性強、微小區(qū)方式、與固定網(wǎng)兼容互補的個人通信
業(yè)務(wù)。它采用頻分雙工（FDD）方式，把無線本地環(huán)作為重點。
    2．蜂窩通信系統(tǒng)
    蜂窩概念是由貝爾實驗室提出來的。蜂窩移動通信的發(fā)展已經(jīng)歷了兩代，即所謂第1
代的模擬制式和第2代的數(shù)字式。目前世界上的數(shù)字蜂窩標準有歐洲的GSM、美國的ADC及
日本的JDC，具有代表性的是GSM系統(tǒng)。
    蜂窩通信既能滿足大的無線覆蓋區(qū)和高速移動用戶的要求，又能滿足高密度、低速
移動用戶的要求，同時還可滿足室內(nèi)用戶的要求，從而使蜂窩通信向個人通信發(fā)展。蜂
窩個人通信系統(tǒng)的代表有基于GSM發(fā)展起來的TDMA的DCS-1800系統(tǒng)，基于IS－95標準的C-
DMA的Q－CDMA系統(tǒng)。
    Q－CDMA系統(tǒng)是美國Qualcomm公司研制的第1個商用CDMA系統(tǒng)。以美國IS－95為標準
的CDMA蜂窩系統(tǒng)是目前較典型的蜂窩個人通信系統(tǒng)，它與AMPS兼容，載波間限為1.25MHz，
故稱為窄帶CD－MA（N－CDMA），射頻工作頻段為869～894MHz（前向鏈路）和824～849
MHz（反向鏈路），語音編碼為QCELP可變速率聲碼器，調(diào)制方式采用π/4－QPSK。為了
抗多徑干擾，采用RAKE分集技術(shù)，在功率控制方面則利用開環(huán)和閉環(huán)技術(shù)。系統(tǒng)還具有
越區(qū)軟切換功能。
    針對N－CDMA某些方面的不足，目前已提出多種寬帶CDMA（W－CDMA）方案，如CODIT、
NTT DOCOMO等。它們都是在寬帶上（5MHZ）運用CDMA，充分發(fā)揮擴頻技術(shù)的優(yōu)勢，從而
提供更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)，在多層小區(qū)結(jié)構(gòu)中進行多徑分離，具有更
大的容量和更好的話音質(zhì)量。
    3.移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)
    要達到無縫覆蓋，真正實現(xiàn)在任何地方都可建立通信，單靠地面通信手段顯然是不
夠的。衛(wèi)星通信具有全球范圍的覆蓋區(qū)，信道穩(wěn)定、可靠及系統(tǒng)容量大等優(yōu)點，從誕生
至今，得到了迅猛發(fā)展。通過衛(wèi)星為移動臺及手機提供移動通信服務(wù)而構(gòu)成移動衛(wèi)星通
信系統(tǒng)（MSS）。MSS是以VAST和地面蜂窩移動通信為基礎(chǔ)，結(jié)合空間衛(wèi)星多波束技術(shù)及
星上處理、計算機等高新技術(shù)構(gòu)成的超越時空的全球個人通信網(wǎng)。
    移動衛(wèi)星通信向全球個人通信的發(fā)展主要是以低軌道通信衛(wèi)星（LEO）為主。LEO系
統(tǒng)發(fā)展很快，繼摩托羅拉公司的銥系統(tǒng)之后，目前已有許多類似的計劃出臺，如Global-
star、Ddyssey、ELLIPSO、Aries等。
    銥系統(tǒng)由距地面785km的66顆衛(wèi)星、地面控制設(shè)備、關(guān)口站和用戶終端組成，它是投
入商業(yè)運營最快的系統(tǒng)。它采用FDMA／TDMA混合多址方式，使用L波段1.610～1.625GHz
的10.5MHz頻帶。衛(wèi)星利用頻率復(fù)用和多波束天線構(gòu)成48個小區(qū)，每個小區(qū)80個信道，共
384O條信道。銥系統(tǒng)的用戶單元以手機話音通信單元為基礎(chǔ)，此外還提供GPS、全球?qū)ず?br />業(yè)務(wù)。
    Globalstar是美國一多國集團公司（LQSS）提出的低軌道移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)，它的
基本設(shè)計思想與銥系統(tǒng)一樣，也是利用LEO衛(wèi)星組成一個覆蓋全球的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)，
向世界各地提供話音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。Globalstar系統(tǒng)有48顆衛(wèi)星，分布在52°傾角的8條
軌道上，運行高度1400km，采用CDMA技術(shù)，選用L／S頻段業(yè)務(wù)頻率。該系統(tǒng)與銥系統(tǒng)的
最大區(qū)別是無星上交換和星際鏈路，依賴地面網(wǎng)絡(luò)完成通信。因此整個系統(tǒng)造價和運營
費用較銥系統(tǒng)便宜很多。
    目前，世界上對個人通信的標準、技術(shù)規(guī)范研究正在加緊進行，除上面介紹的系統(tǒng)
外，還有通用個人通信（UPT〕、未來公用陸地移動通信（IMT2000）等系統(tǒng)。IMT2000又
稱作第3代移動通信，它是一個全球無縫覆蓋，全球漫游，包括無繩電話、蜂窩移動通信。
移動衛(wèi)星通信的大系統(tǒng)。