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第三章        PAS系统的组成

3.1 系统概述
PAS系统是一种灵活且功能强大的无线市话系统，它通过用户与本地交换局之间的无线方式接入，为本地环路或用户接入网服务。它的突出优点是能为用户快速提供高质量、低成本的数字无线通信业务。
PAS系统应用PHS个人手提电话系统标准（RCR-STD-28 V.2）来传送无线本地环路（WLL）通信，它可提供与有线接入相同的话音质量和可靠性。此外，PAS系统安装方便，成本低，收效快，能为系统投资都带来巨大的经济收益。PAS系统安装时，可选择有限的移动性，用户单元既可以是固定的，也可以是移动用户。
PAS系统采用微区配置，其基站（RP）安装迅速、方便，可安装在室内或室外，用于无线移动或固定的用户，主要具有以下优点：
Ø        模块化；
Ø        大容量；
Ø        与有线接入相媲美的话音质量；
Ø        移动性；
Ø        业务部署迅捷快速；
Ø        维护方便，成本低。
PAS系统的典型配置如图3.1所示。






图3.1  PAS系统的组成
PAS系统通过局端设备（RT），将交换机（LE）的信号传递到远端服务区。
对于模拟接口，交换机的设备配置与连接有线电话用户时相同，它通过局端设备（RT）使用2线环路启动接口接入公用网络。这样运营商无需重新配置交换机，就可以灵活地安装有线和无线电话。如果中心局交换机（LE）具有数字接口（V5.1/ V5.2），交换机用户电路由于配线架（MDF）以及与LE连接的a/b电缆的减少，促使成本降低，LE和a/b线路接口的费用将地降低。
各部分的组成和功能介绍如下。
（1）        局端设备（RT）
局端设备（RT）向交换机（LE）提供模拟或数字接口，它是一基于电子工业协会（EIA）标准的、已被证明的简单通用的与本地交换机结合的局端设备。
（2）        空中话务控制器（ATC）
空中话务控制器（ATC）是一种可选的交叉连接系统，它通过E1链路可与各覆盖区的RT连接，为用户提供RT之间的漫游服务，增强系统的漫游能力，系统平均漫游率可达80%以上。
（3）        基站控制器（RPC）
基站控制器（RPC）通过多达4条E1线链路与RT相连，控制着各基站在服务区的电源分配和话音路径的集线处理。RPC可与交换机安放在一起，也可通过光纤、铜线或微波放在远处。每个RPC可控制32个独立的RP，然后由每个RP在用户端与操作端之间传递通信信息。
（4）        基站（RP）
RP通过PHS空中接口与用户单元相连。RP放在服务区内的重要地点，并通过双绞线与RPC连接。基站（RP）可安装在室内或室外，通过普通双绞线进行线路馈电，由于具有动态信道分配的功能，PAS系统无论何时都可通过增加RP的数目来实现扩容，而无需涉及复杂的频率规划。
共有两种类型的基站。
室外基站：可安装在电线杆、建筑物、屋顶或路灯杆上；有三种型号的室外型基站（ 10mW RP、200mW RP、500mW RP）。
室内基站：可安装在政府大楼、银行或办公大楼等公共场所；型号10mW。
基站（RP）、手机（PS）均采用RCR STD-28（V.2）标准的PHS技术，规定了频率带宽和应遵守的协议等规范。
（5）        手机（PS）
手机是PAS系统的无线手持电话，向用户提供一系列的移动功能。用户在稳定呼叫时，可在大范围的区域内移动。手机具有重量轻、通话时间和待机时间长等特点。
（6）        固定用户单元（FSU）
FSU是PAS系统与固定的标准电话机连接的无线通信设备，安装在用户住宅区。FSU由无线接口和电话接口组成，由它们控制线路供电电压、铃流信号、电话拨号音（DT）和忙音（BT），检测摘机和挂机状态和拨号。
（7）        网络管理系统（NMS）
网络管理系统对整个网络进行集中管理， NMS监控PAS系统主要设备RT、ATC及RPC的状态，收集工作状态信息、告警信息、数据传输等信息及远程载入更新程序到RPC。
PAS系统具备以下特点。
Ø        高密度：PAS系统由于具有微区配置和动态信道分配功能，实际上没有用户密度的
Ø        与有线接入相媲美的话音质量：PAS系统中的话音是经32kb/s ADPCM编码的，具有与有线接入相媲美的话音质量。
Ø        支持传真及数据：使用PHS因特网接入论坛规范（PIAFS），支持话音带内高达64kb/s的传真和数据传输。
Ø        支持主叫线路识别显示（CLIP）功能：PAS系统支持PS手机CLIP功能，通过该功能，用户可识别主叫线路信息。
Ø        部署方便：PAS系统具有动态信道分配功能，无需进行频率规划。可自动选择信道，以避免由周围噪声、其他用户甚至其他业务提供者所引起的干扰。
Ø        移动及漫游功能：PAS系统在本地交换机相接的接口使用标准的2线环路启动音频接口，无需对交换机进行修改，交换过程是透明的。
Ø        V5.2接口：PAS系统支持最新的ITU—T接入点标准——V5.2接口，降低了交换机的成本，还具有集线处理功能。
Ø        多路径抗干扰性：应用分集式天线，信道比特率较低，因此PAS系统对室外多路径干扰具有极强的抗干扰性。
Ø        安全性：PAS系统通过设置鉴权密码后，达到很高的安全性能，以防止电话号码泄露。
Ø        保密性：PAS使用数字话音信道编码加密，可防止窃听。
Ø        手机电池寿命：PAS系统电源消耗较低，手机电池寿命长，有较长的待机时间和通话时间。
Ø        RPC供电的RP：RP与RPC用一对普通双绞线连接，由RPC对RP供电。因此，RPC电源系统支持所有连接的RP。此外RP构造轻巧，安装十分方便。
Ø        大功率的RP：大功率的RP可在距离RPC5km的范围内提供业务及更高的容量，它需要一对双绞线与RPC连接，并且由本地电源进行馈电。
Ø        铜线、光纤和无线的综合应用：PAS系统可实现铜线、光纤和无线环路设备的最佳配合使用，进行统一的管理，并可实现不同接口类型之间的平稳过渡。
3.2 基站控制器RPC
RPC技术规范如表3-7所示。
表3-7    RPC技术规范
项目        规格
功能        控制并向各RP充电对话音通道进行集线处理转换协议
容量        可控制用户数量        1000
        最大控制的RP数        32
        最大接入的E1接口        4
        最大通话信道数        120
RT接口        物理接口        E1接口（30B+D）2.048Mb/s（B：64kb/s  D：64kb/s）TE模式ITU-T Rec.G.703，G.704
        话音编码        A-律码
        逻辑接口        非随路信令Q.931
RP接口        物理接口        专用(4B+D+K+α)160kb/s
        话音编码        ADPCM
        供电电压        116VDC
        逻辑接口        第2层：TTC Rec.JT-Q.921-B第3层：专用
电源        输入电压        40~60V DC
        最大输入电流        约7.5A
工作环境        温度        -10℃~+50℃
        湿度        ＜95%（非凝结）
尺寸        483mm（宽）×533.4mm（高）×270mm（深）
3.3基站RP
3.3.1概述
基站RP是无线设备，从基站控制器RPC来的ADPCM信号及电源馈电，由一对双绞线传入基站RP的接口（4B+D+K），信号通过基站的射频调制波发射，与PS间构成无线链路，通过RPC、局端设备、中央交换局提供终端用户话音/数据通信，在无线方面基站提供RCR STD-28空中接口（A接口）。
基站RP的组成框图如图3.22所示。










图3.22 基站工作原理图
3.3.2基站的类型
RP有两种类型：
室外基站：它的尺寸较小，并且装在一个防雨保护盒内，因此可以把基站安装在电线杆上、建筑物屋顶和路灯杆上等地方。室外基站又分为10mW、200mW和500mW三种型号。
室内基站：尺寸更小，功率为10mW，可以安装在政府机关、银行或者办公楼内等公共场所。
10mW基站
10mW室外型RP安装在电线杆、建筑物顶上等地方，室外型基站天线安装较高，可有较大的覆盖范围。天线与基站间用50Ω同轴电缆连接。室外型基站具有防水框架，通常作为无人看管的免维护设备，因此设备具有极高的可靠性。
室内型基站安装在商场、饭店、政府办公楼、银行等公共场所的墙上和天花上，提供建筑物内的手机、电话和数据终端服务，内部结构与室外型基本相同，只是天线连在机体上。
200mW基站
200mW RP是室外型基站，安装在电线杆、建筑物顶上等地方。具有防水框架，使用一个外接天线，它通过接线盒进行馈电（分线箱将AC220V转为AC100V），从RPC获取同步时钟。
200mW室外型基站的尺寸为：259mm×244mm×99.2mm。
接线盒的尺寸为：217mm×258.5mm×98 mm
500mW基站
与10mW和200mW基站相比，500mW基站的发射功率分别增加了17dB和4dB，所以它的覆盖范围要大于10mW和200mW基站。另一方面，由于500mW基站采用了8天线分集，因而接收灵敏度有很大提高，也实现了上下行链路的平衡。但是，受无线传播环境的影响，不可避免地存在一些盲区。另外，对于一些热点地区，一个500mW基站无法提供足够的话务量，即使组控也不能解决问题。而10mW基站布置灵活，价格低廉，可以针对小范围的盲区和热点做专门布置。
3.3.3基站的话务处理
PHS应用时分多址（TDMA）和时分双工（TDD）技术，每个RP和FSU/PS之间独立的无线链路安排1个时隙作为信令控制信道（C-ch）和3个时隙作为信号传输信道（T-ch）。
单个RP控制下的用户数
对于一个单独的RP，无线链路中安排了4个时隙，一个是信令控制信道，另三个是信号传输通道。假设单用户的平均话务量为0.05爱尔兰，根据爱尔兰理论计算，覆盖区内可容纳的用户数量如下：
每区爱尔兰数（3T-chs，GOS=5%）为0.899爱尔兰
用户数（FSU或PS）为（0.899÷0.05）18个用户
组控状态下的用户数
在分组配置的情况下，允许以8个RP为一个组并由1个信令信道来控制全组8个RP，如图3.23所示。在话务量较大的区域内，这种应用方法是很有用的。这时，在同一区域内，一个主RP能够最多控制7个从RP，主RP有一个控制信道，余下的所有31个信道全都作为通话用。













组控技术
在每组8个RP的组控模式中，根据爱尔兰理论计算，在组控RP覆盖区内的可容纳的用户数如下：
每区爱尔兰数（31T-chs，GOS=5%）为25.773爱尔兰
用户数（FSU或PS）为（25.773÷0.05）515个用户
RP组控和非组控条件下的用户数量比较结果如图3.24所示。

图3.24 RP组控和非组控条件下用户数量对比图
RP安装的设计方案要根据用户情况而定：
当区域内的用户分布很稀疏时，应采用非分控组控制模式（即单个RP的控制模式）。
当区域内的用户分布密度很高时，应采用分组控制模式。
连接RPC的所有RP都处于组控模式下时，可容纳的用户数量是最大的，在这种情况下，能建到的服务区数目是4个（32÷8），最大的用户数量是2060（515×4）。每个组控服务区提供31条传输信道，4个服务区共需要124条信道（31×4）。由4条E1线传输，每条E1线可传输30个信道。
3.3.4技术规范
各种规格基站的技术规范分别如表3-8~3-11所示。


表3-8  10mW基站RP技术规范
        室  外  型        室  内  型
RP平均输出功率（峰值）        10mW（峰值：80mW）        10mW（峰值：80mW）
天线（分集式）        双室外天线（2个分支7dBi）        室内天线（2个分支）：2.14dBi
灵敏度        ≤-97dBm        ≤-97dBm
空中接口        RCR STD-28版本2        RCR STD-28版本2
RPC接口        专用        专用
话音编码速率        32kb/s（ADPCM）×3路或4路        32kb/s（ADPCM）×3路或4路
从RPC到RP连接最大长度        3.5km（Φ0.4mm）5km（Φ0.5mm）（理想状况）        3.5km（Φ0.4mm）5km（Φ0.5mm）（理想状况）失真：120kHz，40dB
尺寸（暂定）        大约260mm×215mm×100mm(防水)        大约154mm×142mm×47mm(防水)
工作环境要求        温度：-10℃~+50℃湿度：＜95%        温度：-10℃~+50℃湿度：＜95%
电源        来自RPC（56~116VDC）        来自RPC（56~116VDC）

表3-9  200mW基站RP
项   目        规    格
RP平均输出功率（峰值）        200mW（峰值：1600mW）
天线（分集式）        四个室外天线（4个分支）
灵敏度（静态BER=1%）        -109dBm
空中接口        基于RCR STD-28版本2
RPC接口        （4B+D+K）×1
话音编码速率        32kb/s（ADPCM）×3路或4路
从RPC到RP连接最大长度        3.5km（Φ0.4mm）    5.0km（Φ0.5mm）（以上线路长度根据所使用线路的性质。所允许的最大损耗大约为在120kHz时40dB）
最大电源损耗        大约50W
电源        110VAC
工作环境要求        温度：-10℃~+50℃湿度：＜95%（无凝结）
尺寸        259mm×244mm×99.2mm（200mWRP）
重量        大约4.8kg（200mWRP）
电池备份        UPS

表3-10  200mW基站接线盒规格
项   目        规    格
电源        220VAC
尺寸        217mm×258.5mm×98mm
重量        大约4.1kg

表3-11  500mW基站无线性能指标
1        频率范围        1819.15~1919.45MHz
2        载频间隔        300kHz
3        载频数        87
4        无线接入方式        TDMA-TDD
5        每基站信道数        1C-ch和7T-ch
6        组控最大信道数        1C-ch和15T-ch（2CSs）
7        每帧时长        5ms
8        调制方式        Pi/4-QPSK
9        话音编码        32kb/s ADPCM
10        传输速率        384kb/s
11        射频输出功率（平均值）        500mW（+20%，-50%）
12        发射分集        4天线选择性发射
13        邻频道选择性        小于800nW（600kHz处）
14        每信道带宽        小于288kHz
15        动态接收灵敏度        小于-112dBm（BER=1*10-2）
16        静态接收灵敏度        小于-105dBm（BER=1*10-2）
17        接收分集        8天线分集接收