中兴ＺＸＰＣＳ无线市话系统

随着中国经济建设的高速发展，人们的工作、生活节奏日益加快，对通信服务的需求也不断提高，原有的有线窄带话音业务已远远不能满足人们的通信需求。通信设备的小型化和满足用户在任何活动范围内使用已成为当今通信技术发展的主流。特别是在无线通信领域，５Ｗ化（Ｗｈｏｅｖｅｒ：任何人；ｗｈｅｎｅｖｅｒ：在任何时间；ｗｈｅｒｅｖｅｒ：在任何地点；ｗｈｏｍｅｖｅｒ：与任何人；ｗｈａｔｅｖｅｒ：实现任何通信需求）已是大势所趋。对通信设备的要求也呈现多元化的发展方向。

    未来个人通信系统将朝着多元化的方向发展，有需要国际、城际间漫游的用户群，当然也有只需要在城市中移动的用户。针对不同需求的用户群，可以使用不同的技术方案使其获得服务。目前无线通信主要有３种系统：对于国际间漫游用户，可使用卫星通信系统，特点是具有全球的漫游能力，但支持信道少，通信代价高昂；在城市之间移动方面，已经大规模采用的是陆地移动通信系统，目前以ＧＳＭ系统和基于ＩＳ－９５标准的ＣＤＭＡ系统为主流，今后的第三代系统仍将采用ＣＤＭＡ技术作为主导，并支持更高的数据传送能力，这种系统的特点是城际漫游方便；但是对于只需要在城市的热点地区低速移动，同时不能承担很高的通信服务费用的用户群而言，使用微蜂窝系统更为有效和经济。典型的微蜂窝系统有欧洲标准的ＤＥＣＴ，美国的ＰＡＣＳ和日本的ＰＨＳ。技术和市场最成熟的是日本的ＰＨＳ 系统，这种系统的特点是组网灵活，可以随时增加配置，以满足热点地区的高业务量需求，而且通信服务费用较低。这３种无线通信系统各有侧重，功能上无法互相取代，针对各自的服务区域都是性价比最好的选择。今后无线系统的发展方向应是终端具有统一的适应性，即系统的终端可以根据位置的不同自动选择最佳的服务系统。

    中兴个人无线通信系统——ＺＸ-ＰＣＳ是基于个人手持电话系统（ＰＨＳ）技术的新一代通信产品，旨在满足人们日益增长的随时随地通信的需求，为人们提供语音和数据通信服务。采用ＰＨＳ技术的ＺＸＰＣＳ个人无线通信系统符合国家信息产业部信部（１９９８）第６４９号文件中关于ＰＨＳ的频率分配、频率指配、系统台站设置的技术要求和ＰＨＳ系统的信道划分要求。ＰＨＳ技术广泛应用于移动通信、无线电话、无线专用小交换机（ＰＢＸ）、无线本地环路、无线数据通信、无线对讲机等领域。

１ 中兴无线市话系统（ＺＸＰＣＳ）的概念

    无线市话系统在技术体制上是属于无线接入的技术范畴，是在ＷＬＬ（无线本地环路）技术基础上充分发挥终端的灵活、移动的优势，在特定的范围内支持用户随时接入系统，使用户获得服务的系统。

    系统采用中兴通讯具有自主知识产权的数字程控交换技术、接入网技术和商用化非常成熟的ＰＨＳ技术，其不同于移动通信网络，是一种局部的移动市话接入网的概念，是固定电话系统的有效延伸和补充。

２ ＺＸＰＣＳ系统的组网方式

    ＺＸＰＣＳ无线市话系统的组网方式可从有线侧和无线侧两方面来讨论。

    有线侧根据用户容量和话务量可采用单模块、多模块组网。

    在用户容量小于１５ ０００用户的情况下，使用单模块组网。单模块系统使用一个接入网络单元（ＡＮＵ），通过Ｖ５．２接口接入上一级交换系统。结构相对简单。当用户容量超过１５ ０００户的情况时，采用多模块组网的系统。网络内部设置一个中心控制模块（ＣＣＭ），将每个接入网络单元（ＡＮＵ）设置在同一或不同的局内，作为连接中心模块的子模块。中心控制模块可控制１０～２０个ＡＮＵ，每个ＡＮＵ与该局内的ＰＳＴＮ本地交换机使用Ｖ５．２接口对接。每个ＡＮＵ可控制１６个基站控制器（ＣＳＣ），每个基站控制器控制２０个基站，因此，一个ＡＮＵ子模块具有９６０个无线业务信道的容量，以每用户平均忙时话务量０．０５爱尔兰计，每ＡＮＵ可控制１５ ０００个移动终端。

    采用多模块组网时，各模块的业务处理被分配到各自的接入网络单元（ＡＮＵ）的ＣＰＵ完成，提高了整个系统的稳定性和可靠性。集中网络维护管理放置在中心模块内部，对外采用Ｑ３接口接入网管系统。

    当系统的用户容量随着无线市话业务的扩展不断上升时，ＺＸＰＣＳ可通过平滑扩容接入网络单元的数量和基站的数量来满足在单位面积内话务量的不断升高。平滑的扩容方案避免了初期投入大量的资金而实际只有数千用户使用的情况，减少了初期投资的盲目性和风险性。

    ＺＸＰＣＳ无线侧采用５００ｍＷ基站和２０ｍＷ基站组成微蜂窝和微微蜂窝的混合网络。原则是使用５００ｍＷ基站对目标区域进行覆盖并提供大部分的话务量；使用５００ｍＷ基站的捆绑技术和２０ｍＷ基站进一步解决盲点覆盖（如地下室、结构复杂的建筑内部），提高城市中热点地区（如体育馆、展览馆、超市、写字楼等）的话务密度。此种解决方案既能保障电波的室内渗透能力和稀疏区域用户的移动速度，又能通过增加信道和进一步缩小蜂窝的方式支持单位面积内更高的话务量。

３ ＺＸＰＣＳ系统对频率使用和网络规划的要求

    ＺＸＰＣＳ系统符合信息产业部关于ＴＤＤ方式的无线接入产品的频率使用要求，使用１ ９００～１ ９１５ＭＨｚ的频率范围。

    根据信息产业部对ＰＨＳ和ＤＥＣＴ无线接入频段的规定，ＰＨＳ制式使用１ ９００～１ ９１５ＭＨｚ，ＤＥＣＴ使用１ ９０５～１ ９２０ＭＨｚ。由于技术和市场的原因，ＤＥＣＴ制式的产品在国内少有使用，因此，ＰＨＳ制式在国内的绝大部分城市可使用带宽为１５ＭＨｚ。由于ＰＨＳ系统采用ＱＰＳＫ的调制方式，每载频的工作带宽仅为３００ｋＨｚ，在１５ＭＨｚ的带宽中可用频点为５０个，足够完成系统内部的动态信道分配功能。

    由于系统采用动态信道分配技术，基站在上电启动的过程中会与其相临的基站进行通信，扫描有效范围内正在使用的频点，从而机动地选择干扰最小的其他载频点进行工作。此种技术的应用，使整个系统在建设和扩容时不需要对基站进行复杂的频率规划，有效地提高了频率的复用效率，增强了基站布置和扩容的灵活性。

４ ＺＸＰＣＳ系统实现的业务功能

    ＺＸＰＣＳ系统主要完成语音通信，同时可提供数据业务、短消息业务和可视电话业务。语音通信中通过ＡＮＵ与ＬＥ的连接以及接入ＬＥ与汇接局、长途局的连接，实现固定电话与系统内手机终端、移动电话与系统内手机终端、系统内手机终端之间的相互拨打，同时可以实现紧急呼叫业务，并可根据手机用户的需求开放国际业务。

    系统所支持的数据业务有：３２ｋｂｉｔ／ｓ ＰＩＡＦＳ 数据传输、６４ｋｂｉｔ／ｓ ＰＩＡＦＳ数据传输，用于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入、 Ｍｏｄｅｍ传真的＠－ＤＡＴＡ 通信服务。当实现数据业务时，移动用户使用ＰＩＡＦＳ转接卡与数据终端相连，基站不处理任何协议，整个系统传输通路上采用ＰＩＡＦＳ协议进行数据的传输，因此对端需要支持ＰＩＡＦＳ协议，系统可以提供３２ｋｂｉｔ／ｓ和６４ｋｂｉｔ／ｓ两种速率，由基站智能地根据判断基站信道的忙闲来分配相应的速率。

    图像业务是使用具有摄像头的终端采集图像信号，通过终端对图像信号和语音信号同时进行调制，经网络传送后，在另一终端进行解调，实现可视电话业务。图像传输速率为２帧／秒。

    ＺＸＰＣＳ系统移动发送的短消息类型分为２０字节和１ ０００字节两种。

   （１）２０字节的短消息

    该类型的消息最长一次可传输字符数为２０。

   （２）１ ０００字节的短消息

    一次可传输的短消息字符数为１ ０００。当接收或发送的一方为Ｉｎｔｅｒｎｅｔ时，要通过中心模块（ＣＣＭ）挂接短消息服务中心，经过短消息服务中心和ＩＳＰ的服务，实现移动用户发送或接收Ｅ－ｍａｉｌ。

５ 系统的技术优点

   （１）Ｖ５接口技术

    ＺＸＰＣＳ系统借鉴、继承了ＺＸＡ１０系统的先进性，以接入方式通过Ｖ５．２接口接入市话网络。中兴通讯拥有领先的Ｖ５接口技术，使用Ｖ５接口已成功地使ＺＸＪ１０与Ｓ１２４０、Ｆ－１５０、ＥＷＳＤ、Ｃ＆Ｃ０８、ＳＰ３０、ＨＪＤ０４等多种交换机进行对接。

   （２）自适应天线技术

    ５００ｍＷ基站采用４副天线分别收发，４副天线的架设方式使天线之间的距离相差一个波长以上，从而使每副天线独立工作，具有不相干性。自适应阵列天线技术可以调整组合天线方向图，使得在用户方向上的天线增益最大，而在干扰方向上的天线增益减小，载干比（Ｃ／Ｉ）改善可达１０ｄＢ。自适应阵列天线技术利用数字信号处理（ＤＳＰ）技术，根据不同天线接受的信号实时调整其相位和幅度，使有用信号同相最大功率合成，干扰信号减小。

    ５００ｍＷ基站由于使用自适应天线技术，对覆盖范围内的新增建筑物不敏感，通过自适应天线的适时算法，随时调整相关参数，始终使终端信号最强。５００ｍＷ基站的服务半径根据建筑密度的不同可以为５００～１ ５００ｍ，能充分保障终端的移动速度和建筑物内部的渗透能力。

   （３）高接收灵敏度技术

终端输出功率为１０ｍＷ，基站输出功率为５００ｍＷ，基站的功率约高１７ｄＢ，上下行链路不平衡。５００ｍＷ基站采用４天线同相分集最大功率合成、差分同步检波、低噪声系数接收机等大大提高接收机灵敏度，补偿了上下行不平衡问题。ＺＸＰＣＳ还采用先进的无线技术和数字信号处理（ＤＳＰ）技术改善接收机灵敏度，主要有：

    接收分集：普通ＰＨＳ基站采用选择分集，该方法选择接收信号强度最大的天线来接收信号；自适应阵列天线采用４路最大比率组合技术接收信号，接收灵敏度可以改善６ｄＢ。

    同步检波：普通ＰＨＳ基站利用前面的信号延迟来跟踪新信号，而ＺＸＰＣＳ ５００ｍＷ基站利用接收的信号再生同步时钟来跟踪信号（差分同步检波），可以使接收灵敏度要求降低２ｄＢ。

   （４）帧同步技术

    早期的１０ｍＷ小基站系统中未使用帧同步技术，造成越区切换时间过长，掉话概率高，降低了系统的信道使用率。ＺＸＰＣＳ系统的基站使用了帧同步技术，按照ＰＨＳ制式５ｍｓ一帧进行基站之间的同步，多个基站的帧结构中时隙相互对齐，避免了用户在越区切换时掉话的可能。

    基站帧同步的实现方法采用主从同步，在所有基站中设立若干主基站，其周围的从基站根据接收信号强度、寻呼区域信息、同步分组来选择主基站进行同步，各主基站之间通过全球定位系统（ＧＰＳ）进行同步。基站的同步确认原则为在３ｋｍ半径范围内的基站帧定时误差小于１６μｓ。

６ 大话务处理能力

    中兴ＺＸＰＣＳ无线市话系统具有大话务量的处理能力，单接入网络单元可支持７６８爱尔兰的话务量，ＣＰＵ的移动忙时试呼次数（ＢＨＣＡ）值处理能力达到８４Ｋ以上。在１５个子模块叠加的情况下，上述指标以线性增长，系统的终端容量可达２０万以上，可满足中、大型城市的组网要求。

（收稿日期：２０００－０９－１６）