面向服务的未来无线接入技术

2019-11-03 18:42:50

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供稿：网友

面向服务的未来无线接入技术（廖敏、钟章队）传统的无线接入网是指用户与本地交换机之间的部分，主要完成交叉连接、复用和传输功能，一般不含交换功能。随着未来个人通信概念的提出，这种无线接入网已经不能适应通信发展的需要。因此，无线接入概念和技术需要进一步的发展。一、无线接入技术的应用现状目前无线接入在我国的应用主要在3个方面：（1）用在农村网中。由于偏远山区距离本地交换机较远，有线的方式成本太高，所以无线接入是最经济可行的方案。（2）在城市的应用。如人口密集的地区、办公楼、住宅楼用户有小范围移动的需要，以及城市某些远郊区、新建区，铺设光缆费用太高，无线接人也是首选的方式。（3）遇到紧急事故或临时施工有暂时的通信服务需要时，无线接入无需组织大批硬件设备，实现方便，也是唯一可选的方案。从目前以上3种主要应用来看，在电信网中，似乎无线接入只是作为有线接入的一种补充，如果未来光纤的成本进～步降低，真正实现了光纤到路边，光纤到家，是否就不需要无线接入？让我们首先来看一下未来的通信网以及未来人们对通信服务的需要是怎样的。二、未来的通信业务需求未来的通信是面向个人服务的通信，也就是我们常说的个人通信。ITU－T的前身CCITT对UPT（通用个人通信，即PCS）给了下述定义：UPT允许在个人移动的情况下使用电信业务，它能使一个UPT用户按具体业务轮廓享用一些预定的业务，并利用一个对网络透明的通用个人通信号码（UPTN），在全球跨越多个网络，可在任何时间，在任何地理位置的任何一个固定的或移动的终端上发出呼叫或接收呼叫，它只受终端和网络能力及UPT业务提供者所加的限定的限制。目前虽然对个人通信还没有一个公认的看法，但从个人通信服务的角度看，应该是一种无论任何人在任何地方和任何时候都能与世界上任何其他人进行无约束自由通信的理想服务，提供这种服务的通信手段就是个人通信网。可以看出，个人通信强调的是面向个人的服务需要，而不关心用什么技术手段，换句话说，只要某种技术可以经济、有效地实现这种服务，它就是未来的技术。从个人通信的概念可以看出，它强调个人的移动性，而实现个人移动性的技术只能是无线技术。个人可以通过无线技术接入到公用电话网或公用移动通信网以及其他网络。可见，无线接入技术是实现未来个人通信的关键技术。但目前无线接入在概念上和技术上都有一定的局限性，还无法完全适应未来个人通信的发展需要。三、无线接入服务概念的发展目前无线接入网只能提供有限的移动服务，即只能为固定用户站或限制性移动用户站提供入网服务。这种服务对于实现未来个人通信的个人移动性是不够的，因此，应该对无线接入的服务概念作必要的扩展，以适应未来个人通信的业务发展需要。概括地说，就是无线接入网不仅要能提供终端用户的固定通信和限制性移动通信服务，还要能提供终端用户的全移动通信服务。只有同时能提供这3种服务，才能满足各种通信用户的入网需求。具体而言，无线投入网服务可以分为3个阶段来发展，即从固定位置服务（第一阶段）到有限移动（第二阶段）再到无限移动或PCN（第三阶段）方向发展。固定和有限移动的入网，其服务仅限于本地交换局，符合目前无线接入的概念，而无限移动或PCN的入网，就是对传统无线接入概念所作的扩展。各阶段服务是后向兼容的，即第三阶段系统可为第一、第二阶段用户服务，第二阶段系统可为第一阶段用户服务。用户可以根据通信业务的性质和要求选择使用什么样的系统，不同系统可在同一交换中心共存，因此，各个用户可按不同移动性要求享受服务。第一阶段仅限于为固定用户站服务，这时无线环路只作为对有线环路的替代，各站间不能漫游，不需要切换功能。提供这种服务的系统结构简单，服务费用较低，是目前农村电话的主要实现手段。在第二阶段的无线接入系统中，终端用户可以得到非移动的通信服务，也可以得到限制性的移动通信服务。带有手持机的用户可在一个小区里的各扇区里移动，也可在交换中心区域的各小区和邻区间移动。各种无绳电话系统和作为接入网的蜂窝移动通信系统都属于这种情况。目前这一服务也已实现，而且仍然属于传统意义上的无线接入服务。第三阶段的无线接入网不仅提供前面两个阶段的接人服务，而且还提供全移动性接入服务。带手持机的用户可以随意走动，既可以在小区内各扇区之间走动，也可以在交换中心范围里各小区之间走动，还可以在各交换中心区域里漫游。可以看出，第三阶段的无线接人服务已经超出了传统无线接入服务的概念。因为，在传统的无线接入网定义中，接入网本身没有交换和漫游能力，只提供用户到本地交换机之间的接入服务。即使同一基站内的用户要通信，也必须经过核心网络才能实现。当用户要进行小范围的漫游时，更是要由核心网络来进行漫游的处理。这样通信效率很低，浪费通信资源。尤其在偏远山区，设在本地交换中心的基站距离用户终端较远，无线链路太长，山区的传播条件很差，当基站内的两个用户要进行通信时，双方都要先与基站取得联系，才能建立通信。信号经过长距离的无钱传播，失真就会加重，可想而知通话质量不高。如果两个用户之间能直接建立通信，就能大大提高通信质量。从以上分析可以看出，要实现最终通信服务的全移动性，无线接入网应该在原有服务的基础上，提供一定的交换功能，这样既解决了近距离用户直接通信的问题，同时用户的越区和漫游又能更快实现。四、对无线接入技术的发展要使无线接入网具有一定的交换功能，在网络上和技术上都必须有相应的改进。 1．网络结构的改进从交换机到无线基站之间由数字传输系统相连，这些系统习以是光纤、微波或电缆，传输体制可以是传统的PDH，也叮以是SDH。无线基站负责把网络侧进来的符合网络标准的数字信号转换成数字空中接口信号，然后用户单元接收基站送来的无线信号，将其转换为模拟偏号或网络标准的数字信号。最后，再用有线手段将用户单元与用户设备（电话机）相连，或者直接与移动手机联络。从系统结构可以看出，无线接入网络没有交换功能，用户之间的通信必须通过核心网络的交换机进行。改进的无线接入系统在用户端设置一个远端交换机和一个无线接收模块。这样，用户单元的各个电话机用户之间以及与本区域的移动台之间的通信都可以由远端交换机来完成。如果是超出远端交换机服务范围的通信，则由远端交换机转给本地交换机来完成，它们之间的联络由无线来完成。当用户终端的用户需要全移动性的通信服务时，也同样很容易实现，小区域的移动在远端交换机内完成，大范围的移动仍然由本地交换机处理。 2、技术的改进网络结构的改变对相应的技术提出了新的要求。首先，既然远端交换机具有交换功能，它就应该具备服务范围内用户的管理能力，因此，需要有用户的数据库；另外，远端交换机必须对其域内通信进行计费；对于域内移动台的越区和漫游，远端交换机应该提供平滑的越区切换和方便的漫游。只有解决好这些问题，才能在真正意义上实现用户任意移动、快速、方便地入网，得到满意的通信服务。摘自《现代通信》

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