作  家: fifi (菲菲) on board 'ECE'
题  目: 个人通信网（PCN）的发展与若干问题
来  源: 哈尔滨紫丁香站
日  期: Wed Apr 16 20:37:01 1997
出  处: wwq@hitcrc.hitcrc.hit.edu.cn

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标  题: 个人通信网（PCN）的发展与若干问题
发信站: 北邮鸿雁传情站 (Mon Jul  8 18:20:01 1996)
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                个人通信网（PCN）的发展与若干问题

                中国联合通信有限公司 李正茂


                                     一、引言

      长期以来，人类怀着一个美好的理想和愿望：无论任何人都能在任何地方和
任何时候与其他任何人进行通信。有线通信的发展，实现了以电话机或通信终端
为对象的通信，但是，人是要不断流动的，有线的固定电话要以人为对象实现通
信是不可能的， 只有移动通信以及在此基础上发展起来的个人通信才是解决这一
问题的有效途径。

      近代移动通信的主要标志是蜂窝无线通信系统。自 70年代后期蜂窝组网技术
试验成功后，无线电频率资源短缺的矛盾得到缓解，蜂窝移动通信系统得到了高
速发展。 80年代初，蜂窝系统用户平均每年增加近 20%。 80年代后期，年增长率
上升到 40— 50%。进入 90年代以后，增长更为迅猛，世界范围年增长率高达 70—
80%。中国则以超 过 100%的年增长率高速发展， 1993年的增长率高达 200%，令世
界所瞩目。

      面对急剧增长的市场需求，传统的蜂窝移动通信系统已不能适应，到了更新
换代的时候。传统蜂窝系统存在着几个根本的缺点：即频谱利用率低，话音质量
不高，缺少安全通信功能，不便和 ISDN互连互通等。这些问题都是因为模拟体制
而造成的，因此需将蜂窝系统改成数字体制。西欧邮电管理会议 CEPT率先于 1982
年成立了移动通信特别组（GSM）。经过六年的努力，他们于 1988年公布了泛欧
数字蜂窝移动通信系统标准，即 GSM标准。美国电子工业协会 EIA也于 1989年完
成了北美数字蜂窝移动通信网标准 IS - 54（亦称 DAMPS标准）的制定。 1993年，
美国电信工业协会 TIA和蜂窝移动通信工业协会 CTIA还共同颁布了采用码分多址
（CDMA）的数字蜂窝移动通信系统标准 IS - 95。 1990年日本制定出了数字蜂窝系
统标准 JDC，经进一步完善之后于 1993年发展成为 PDC标准。这几种数字蜂窝系统
的性能全面超过现有模拟系统，而且价格较模拟设备低。如果说模拟蜂窝系统是
第一代蜂窝移动通信系统的话，那么，第二代蜂窝移动通信系统便非数字蜂窝系
统莫属。

                              二、个人通信网的兴起

      1990年前后，当欧、美、日等制定完数字蜂窝系统标准，着手实行移动通信
由模拟向数字过渡时，世界上出现了个人通信网（PCN）的热潮。其来势之猛，
令通信学术界、产业界乃至经营 商均感意外，惊呼“无线革命”已经到来。个人
通信或者说通信个人化是人们早就梦想实现的一种理想通信方式，最终实现三个
“W”，即任何人（Whoever）在任何时间（Whenever）任何地点（Wherever）都能
进行通信。因此，个人通信网的出现将为人类未来的通信展示极为美好的前景。

      关于 PCN，目前尚无统一的定义，但对未来 PCN的概念已形成比较一致的看
法，即 PCN＝无线入网技术＋宽带通信网＋智能网络管理。以下 几方面被公认为
PCN的主要特点：

      （1） PCN容量极大，用户可以随时入网，网能跟踪用户的行踪，实现通信
到个人；

      （2）个人携带小巧轻便的手持机，价格便宜，使用方便；

      （3）有先进的业务功能，能提供话音、数据及安全通信等多种服务，并能
与 ISDN兼容。

      现在，世界上许多国家在大力研究开发 PCN技术。英国于 1987年提出第二代
无绳电话系统 CT - 2，随后在 1988年被 CEPT批准， 1990年 3月欧洲十七国共 同签
字统一使用 CT - 2标准。瑞典爱立信公司于 1990年 2月提了 DCT - 900数字无绳电话
系统，他们自己称为 CT - 3。实际上， CEPT自 1985年起便开始研究欧洲数字无绳
电话（DECT）标准，已于 1990年完成。在世界上首个数字蜂窝移动系统 GSM标准
完成以后，欧洲便又制定了以朝向个人通信为目标的 DCS1800微小区蜂窝系统标准
。美国一些大公司和工业组织亦提出了各种各样的系统和标准草案。继 IS - 54标
准制定之后， 1993年又通过了采用先进 CDMA技术的 IS - 95标准。更为令人关注的
是，美国联邦通信委员会 FCC在 1993年发布的一份报告中称：鉴于个人通信业务
（PCS）如此重要，美国要采取一切必要的步骤以取得无可比拟的优势地位。为此
， FCC将发放 220个许可证，鼓励研究开发、试验和经营 PCS业务。日本也不甘落
后，在完成其数字蜂窝移动系统标准 PDC之后，于 1993年提出了面向个人通信业
务的 PHP系统，正在进行现场试验。特别值得注意的 是，世界上不少国际组织正
在大力进行 PCN的体系结构研究和标准制定工作，其中主要有：

      （1） CCIR第八研究组在 1986— 1990年期间由 27个国家和 3个国际组织参加
提出的以全球个人通信为目标的未来公共陆地移动电话系统（FPLMTS）；

      （2）欧洲的先进通信研究发展计划（RACE）组织 25个单位起草了 RACE -
1043规划，提出了通用移动电话系统（UMTS）的构想；

      （3） CCITT第 1、 2、 11和 18研究组正在研究称为通用个人通信（UPT）的
概念和体系规范。

      可以预期，今后数年内 PCN和 PCS将有爆炸性的发展，并将引发一场“无线
通信革命”。究其原因，不外乎是需求牵引和技术推动相互作用的结果。也就是
说，未来个人用户需求极大，现有体制难以满足需求；再则，发展 PCN的技术条
件已经成熟。

      近年来，国际上民用移动卫星通信得到了越来越多的重视。由于移动卫星通
信是解决边远地区、山区、草原、沙漠、森林、海洋等广大地表通信的主要手段
之一，因此， PCN的发展趋势是与移动卫星通信相结合，以便成为真正的全球个
人通信网。

      1988年 5月，美国移动卫星协会（AMSC）与加拿大电信公司的移动卫星系统
（MSAT）公司合作开展了陆地移动卫星通信的研究，目的是建立家庭卫星电话和
车辆卫星通信。美国 Qualcomm公司自 1986年起便经营一个名为 OmniTracs的移动卫
星通信业务，为北美的数千辆载货卡车提供通信和信息服务。事实上，国际海事
卫星组织（Inmarsat）一直在致力于提供此种服务，现在，已提出了 Inmarsat P21计
划，以实现全球个人通信。

      1991年，美国 Motorola公司宣布实施名为“铱”（Iridium）的全球卫星通信系
统计划，目标是个人用户在陆地、海洋、空中随时随地自由通信。“铱”系统最
初由 77颗低轨卫星组成（故名“铱”），后改为 66颗，计划 1996年全部发射升空
，预计到 2000年该系统的电话用户数可达 500万。在 Motorola之后，美国不少公司
纷纷提出了自己的低轨或中轨移动卫星通信方案，包括 Globalstar， Leosat，
Orbcomm， Starnet， Aries， Ellpco， Odyssey等，卫星的数目从 6— 48颗不等。

      从以上情况可以看出，随着 PCN与全球移动卫星通信系统相结合，将会逐步
形成未来的全球个人通信网，这无疑是二十一世纪通信技术的 发展方向。

                         三、个人通信网的若干技术问题

      由于 PCN的概念新颖，正处于不断发展之中，要实现三个“W”的人类通信
理想，必然会遇到大量新的技术问题。这些技术问题可分为两类：一是与 PCN本
身有关，另一类则涉及到现有公共交换电信网（PSTN）和未来的综合业务数字网
（ISDN）。下面就若干主要技术问题加以讨论。

      1.未来 PCN的框架结构（Infrastucture）和体制规范

      CCITT于 1989 年开始研究通用个人通信（UPT），并通过了一系列建议，提
出 UPT的功能模型共分五层：接入功能、传送功能、业务功能、智能功能、管理
功能。接入功能包括有线接入和无线接入两种类型；传送功能指传输能力以及本
地和长途交换能力；业务功能通过 PSTN / ISDN基础结构为 UTP用户提供业务识别
和连接功能；智能功能包含信息（数据库）和移动性管理，还包括 UTP呼叫管理
以及登记、证实、安全管理等；管理功能对与网络和业务有关的数据予以保持，
以便为 UPT提供运营支持。

      2.PCN的小区划分与频率配置

      为了适应未来 PCN的极大容量，必须开发更高频段和研究小区划分方法以更
有效地利用频率资源。在蜂窝系统中，小区分为宏小区（Macrocell）、微小区
（Microcell）和微微小区（Picocell）。在小区划分方面有两项工作特别有意义，一
是在建筑物内或高层建筑密集地区高用户密度情况下三维空间微区的划分方法；
二是研究所谓智能微区的新概念。

      在频率配置方面亦有两大问题。首先， PCN可用的频段。 1992年国际电联
（ITU）的世界无线电管理大会（WARC）在西班牙举行。会议规定地面个人通信
业务的频段分配为 1885— 2025MHz， 2110— 2200MHz，合计共占用 230MHz频段；
LEO卫星个人通信业务的频段：小 LEO系统（1GHz以下）为 149.9— 150.5MHz（主
要频段）和 315— 321MHz、 387— 390MHz（次要频段）；大 LEO系统（大于 1GHz
）为 1610— 1625.5MHz、 2483.5— 2520MHz（主要频段）和 1613.8— 1626.5MHz（次要
频段）。其次，频率的配置问题。这与多直方式有关，后面将作讨论。

      3.多址方式问题

      多址方式常见的有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址
（CDMA）和随机多址（如 ALOHA等）。FDMA由于简单方便，在第一代蜂窝系
统中被广泛采用。第二代蜂窝系统则大多采用 TDMA。值得注意的是，自从
Qualcomm公司的 CDMA系统试验成功并成为 IS - 95标准以后， CDMA正式成为第二
代蜂 窝系统的多址方式之一，显示出了强大的生命力。有人预言， CDMA将成为
从第二代蜂窝系统演化为第三代系统的主导多址方式。 

      4.PCN无线入网技术

      在无线入网方面，低速语音编码和更高效的调制技术仍然是研究的热点。全
速度（8kbps）语音编码已经成熟，正走向商用。半速率（4kbps）语音编码亦已出
现。今后，人们还会寻求速率更低的语音编码方法。调制技术在传统的 GFSK、
GMSK、 QPSK的基础上正向多 进制调制方向发展。

      5.PCN的智能管理与交换技术

      为了实现个人通信的众多业务功能，需要很强的智能管理与交换技术，其中
包括用户号码管理、用户认证、位置登记、移动呼叫应答、越区切换、漫游、资
费、网络状态监测、业务定义、故障诊断等。

      6.PCN的安全通信功能

      没有安全通信功能的个人通信很难为用户所接受。因此，应当解决实用的安
全通信问题。安全通信主要包括加密和认 证两个方面，具体涉及信令加密、信息
加密、用户身份保密、用户身份认证、用户话机安全等。

                                     四、结论

      我国电话普及率低，待装户数量大，发展 PCN能大大有助于解决这个问题。
再者，我国人口众多，汽车普及率低，因此 PCN个人用户的需求会居高不下，这
意味着发展 PCN才是真正的出路。

      可喜的是，我国“863”计划通信技术主题中已把 PCN列为主要项目之一，
研究工作正在积极进行。我们希望科研单位、工业部门和运营部门重视 PCN的研
究、开发、制造和运营，齐心协力，共同发展 PCN产业。


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