发信人: ydc (高个子,大胖子), 信区: CRC
标  题: 卫星移动通信系统与IMT-2000结合方案的研究
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年12月20日18:48:20 星期三), 站内信件

   1 概 述

      ――第三代移动通信系统（MIT-2000）是国际电信联盟（ITU）提出的工作
在
      2GHz频段的、预期在2002年左右投入商用的系统。从1996年开始，各国对
      IMT-2000的研究逐渐进入实质阶段，并已投入大量的人力、物力进行研究和
开
      发，预计在今年底将完成IMT-2000的无线电技术规范，明年底完成所有信令
。
      我国对IMT-2000也进行了深入的研究，并在"九五"后期课题中安排了重大课

      题对此专门进行研究和开发。

      ――卫星移动通信系统作为第三代移动通信系统的重要组成部分，其地位和
作
      用已无庸置疑。因此IMT-2000明确规定了要支持卫星通信环境，并声明它是
一
      个综合的卫星／地面通信网络，可以共同协作满足全还需范围内不同用户密
度
      地域的广泛业务需求，在所提供的业务上也相互补充，并且实现起来更经济
。
      在一个综合网络中，卫星移动通信系统的特有优势在于：

      ――（1）可以实现全球完整、连续的覆盖。

      ――（2）可以作为地面蜂窝网业务覆盖区域的扩展。

      ――（3）固有的动态信道分配技术可以解决突发的呼叫拥塞问题。

      ――（4）固有的抗毁性可以在地震洪水等特殊场合起到不可取代的应急通
信作
      用。

      ――（5）系统的建立对于军民结合、平战结合、满足军事通信特殊需要等
具有
      战略意义。

      ――所以，对卫星移动通信系统如何与IMT-2000中的地面通信部分相结合进
行
      研究，以及尽快制定综合的卫星／地面移动通信系统的有关框架和标准显得
十
      分必要。

      2 卫星移动通信系统与IMT-2000相结合的方案

      ――从目前的发展来看，IMT-2000已经改变了原有的"一统"概念，而注意到

      以各地区的现有第二代系统网络基础为参考制定比较现实的过渡方法。从市
场
      方面看，第二代移动通信系统可以满足移动用户话音和中、低速数据业务的
需
      求，第三代移动通信系统的发展，其显著标志为高速率，支持广泛的业务（
大
      部分应是目前尚未定义的），它的运营市场，至少在建成初期应集中在高速
多
      媒体业务和分组数据业务，与第二代移动通信系统互相补充而非立即取代。
可
      见从第二代移动通信系统向IMT-2000的过渡应是一个长期共存、不断演进的
过
      程。考虑到这些因素，对于卫星移动通信系统和IMT-2000的结合，也应是一
个
      分阶段、分层次的长期过程。ITU-R关于地面和卫星移动通信系统的综合建
议
      M.1182中对综合的卫星／地面移动通信系统定义了五个层次的综合，分别为
：
      地理综合、业务综合、网络综合、设备综合和系统综合。ITU-R关于
IMT-2000中
      卫星部分的框架结构建议M.1167中，针对不同层次、阶段的综合情况，定义
了
      三种具体的综合网络结构，分别为：（1）卫星段自在系统的结构；（2）综
合
      的IMT-2000网络结构；（3）卫星段作为地面固定网（有线网和蜂窝网）的
延
      伸。因此，对于综合的卫星／地面移动通信系统，总体思路应该是以
IMT-2000
      建议为蓝本，立足已有系统，着眼即将建设系统，设计和构思新一代系统，
制
      定全面、发展、经济可行的技术方案。

      ――针对我国国情，具体来看，对于一个综合的卫星／地面移动通信系统，
可
      以分为以下三个阶段或层次来进行：

      2.1 卫星网相对独立的技术方案

      ――对于现存的静止轨道卫星通信系统，可以采用卫星网相对独立的思路，
卫
      星网从所用频段、系统结构、多址方式、无线电接口、终端类型乃至提供业
务
      都可与地面网不同，对于这种自成系统的卫星网与地面网络的互联可以采取
两
      种方式（见图1a、b）。在第一种方式中，卫星网通过关口站和地面PSTN互
联，
      再通过这个遍布全球但能力有限的电话网络与其它网络互联。在第二中方式

      中，卫星网络通过一个或多个关口站接入公共的数字骨干网络，经过不同类
型
      的接口，与地面PSTN、非IMT-2000地面移动通信网及其它IMT-2000网络互联
，
      两种方式层次上均为地理综合。



      ――第一种方式中（图1a），只需在卫星网侧研制必要的设备，建设最为简

      单，但由于受到PSTN网的限制，综合网络所能承载的公共业务非常有限，只
包
      括话音和低速数据（话带数据方式）。在第二种方式中（图1b），首先要定
义
      明确的网络间接口，ITU-R有关建议中定义了卫星网与其它IMT-2000网络或
非
      IMT-2000网络的A、B、C三种类型的接口。由于采用了公共的数字骨干网络
，综
      合网络的业务能力和可扩展性能都较第一种方式强，更值得研究和探讨。两
种
      方式中，由于卫星网段相对独立，因而无法进行任何设备或功能模块（包括
网
      络基础设施和终端设备）的共用，用户可使用双模终端通过人工登记的方式
实
      现漫游。

      2.2 基于网络综合的方案

      ――对于近期设计的系统（MEO、LEO），可以采用网络综合的思路，实现的
关
      键在于将卫星段的卫星移动交换中心（SMSC）与地面段（蜂窝网）的移动交
换
      中心互联（见图2），图中卫星系统的固定站链路具有全波束，移动终端链
路采
      用点波束。MSC（移动交换中心）负责提供移动网的交换功能，为非网内呼
叫建
      立链路以及与PSTN接口。BS（基站）主要负责分配无线信道资源，并完成对
无
      线链路控制及维护。VLR（访问位置寄存器）存储当前在本辖区内活动的移
动终
      端的位置信息，是一个不断更新的动态数据库。HLR（归属位置寄存器）是
用于
      移动用户管理的数据库，记录用户的呼叫路由和计费等信息。按图中的配置
，
      FES（固定地球站）控制相应的卫星点波束内的通信，在功能上相当于地面
蜂窝
      系统的一个BS和MSC（在地面蜂窝中可能是一个MSC服务若干个BS）。为实现
网
      间的漫游和切换，必须保证FES和MSC应在GSM七号信令MAP（移动应用部分）
的
      同一平面内互联。通过采用一致的移动性管理和协议，可以实现单一终端的
全
      球自动漫游（非人工）和切换（一般不支持通话过程中卫星网向地面网的切

      换）。



      ――在这种方式中，卫星段和地面段由于具有不同的特点，一般采用不同的
无
      线电接口，这样终端一般还是双模，但网络基础设施（MSC，SMSC及BS）可
有很
      大程度的一致性，设备类似，功能模块可以复用，从而可以大幅降低成本（
移
      动网中网络基础设施投资比重很大）。综合网络与其他网络的互通，仍可参
照
      ITU-R M.1167建议中关于网间互联的B类和C类接口。

      2.3 基于智能多模式终端的综合方案

      ――对于远期设计的系统，可以在网络综合的基础上，尽可能实现更高层次
的
      综合（设备综合或系统综合），实现的关键在于研制智能多模式终端，具体
目
      标为尽量实现终端中基带模式乃至射频模块的共用（见图3a，图3b），要求
该
      终端能够程控选择信源编解码方式、信道编解码方式、分组长度和格式、调
制
      解调方式、多址类型、射频单元参数、分集和均衡的方式等等。具体的实现
将
      受到无线接口的进程和硬件技术（包括芯片技术和软件无线电技术）的制约
，
      因此应是一个渐进的过程。最终希望达到的目标是无论对卫星段还是地面段
，
      用一个智能的多模式终端就可实现全球漫游和通信。



      ――在这种综合方式中，基本可以达到ITU-R中描述的技术综合甚至系统综
合的
      层次，这时不仅是两个网段的网络基础设施，包括终端在内的大部分设施都
将
      有全球统一的标准可循，具有全球市场的通信产业带来的是力量集中的研究
开
      发，标准功能模块的集成化、芯片化，标准部件的全球大规模生产以至标准
化
      的产品，标准化的产品意味着先进的技术和低廉的价格，从更高的角度来看
，
      必将会大大推动整个通信产业的迅速发展。

      3 尚需进一步研究的关键技术

      ――要具体实现这些结合方案，有许多关键技术亟待研究和解决，大致可以
分
      为以下几个方面：

      ――（1）对总体结构的设计和构想，包括星座方案、覆盖分析、业务分析
、多
      址方式等；

      ――（2）呼叫处理过程和路由技术；

      ――（3）全网的信令和通信协议；

      ――（4）网络接口；

      ――（5）终端定位过程及移动管理；

      ――（6）信道分析、编码、调制、均衡；

      ――（7）两系统切换处理等。

      4 结束语

      ――由于各个方面的原因，目前我国的电信技术和产业与发达国家还存在很
大
      的差距，IMT-2000的提出为我国电信产业的腾飞和电信技术的发展提供了跨
世
      纪的机遇和挑战，积极地参与和进行此方面的研究将有助于我国缩小与发达
国
      家的差距，保证民族产业在第三代移动通信的巨大市场中占有一席之地。从
近
      来世界政治、军事局势来看，研制并展开一个覆盖全球的中（低）轨道卫星
移
      动通信系统已成为当务之急，对综合的卫星／地面移动通信系统的研究也迫
在
      眉睫，我们一定要抓住机遇，积极研究，明确我国的发展方向，提出一些符
合
      国际电联文本要求的、有中国特色的标准建议，反映我国的通信要求，维护
我
      国的利益。

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