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        海事衛(wèi)星手持機(jī)網(wǎng)關(guān)通信系統(tǒng)的研究

        2016-12-21 02:45:53余風(fēng)平邵珍珍
        數(shù)字通信世界 2016年12期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        余風(fēng)平,邵珍珍

        (中國交通通信信息中心,北京 100011)

        海事衛(wèi)星手持機(jī)網(wǎng)關(guān)通信系統(tǒng)的研究

        余風(fēng)平,邵珍珍

        (中國交通通信信息中心,北京 100011)

        本文從技術(shù)角度出發(fā),基于對第四代海事衛(wèi)星手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的分析和研究,重點(diǎn)對系統(tǒng)構(gòu)成、業(yè)務(wù)功能及通信處理流程進(jìn)行了分析,對于我國海事衛(wèi)星的建設(shè)發(fā)展及其他衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的研究具有輔助作用。

        海事衛(wèi)星;手持機(jī);網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)

        1 引言

        海事衛(wèi)星手持機(jī)業(yè)務(wù)繼承了海事衛(wèi)星系統(tǒng)可靠、信號穩(wěn)定、覆蓋范圍廣、抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn),同時設(shè)備體積小巧、攜帶方便,價格和使用費(fèi)低廉,適用群體更加廣泛,是現(xiàn)有海事衛(wèi)星業(yè)務(wù)的有力提升。海事衛(wèi)星手持機(jī)業(yè)務(wù)的工作頻率即為第四代海事衛(wèi)星的工作頻率,分別為C波段接收6425MHz-6575MHz、發(fā)射3550MHz-3700MHz;L波段接收1626.5MHz-1660.5MHz、發(fā)射1525MHz-1559MHz。海事衛(wèi)星手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的容量為每個點(diǎn)波束支持約3,000個用戶的接入能力,具備的主要功能包括電話、低速數(shù)據(jù)、短信、GPS位置信息顯示、擴(kuò)展服務(wù)(呼叫保持、轉(zhuǎn)接、禁止、電話會議等)以及緊急通信支持等。

        2 手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)架構(gòu)

        2.1 全球網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

        第四代海事衛(wèi)星手持機(jī)網(wǎng)絡(luò)由空間衛(wèi)星、關(guān)口站和地面接續(xù)網(wǎng)絡(luò)三部分組成,其衛(wèi)星星座目前由3顆地球同步衛(wèi)星組成,全球共設(shè)有3個地面站支持手持機(jī)關(guān)口站網(wǎng)關(guān)功能,其中位于意大利的佛希羅站負(fù)責(zé)歐非星的業(yè)務(wù)接續(xù),位于美國的夏威夷關(guān)口站負(fù)責(zé)美洲星的業(yè)務(wù)接續(xù),位于新西蘭的奧克蘭負(fù)責(zé)亞太星的空間段頻率分配及協(xié)調(diào)和非中國區(qū)的業(yè)務(wù)接續(xù)。

        2.2 北京手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)構(gòu)成

        手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)是第四代海事衛(wèi)星北京關(guān)口站的一個子系統(tǒng),而第四代海事衛(wèi)星北京關(guān)口站主要由天線及射頻子系統(tǒng)(RFS)、無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(RNS)、手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)(NGW)、核心網(wǎng)子系統(tǒng)(CN)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)子系統(tǒng)(DCN)、地面業(yè)務(wù)接續(xù)子系統(tǒng)(POP)、運(yùn)行支撐子系統(tǒng)(OSS)、業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)(BSS)、安全應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)等組成。

        2.2.1 手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)構(gòu)成

        北京手持機(jī)網(wǎng)關(guān)主要包括:中頻變頻器(IF)、信道板(C E)、媒體網(wǎng)關(guān)(M G W)、網(wǎng)絡(luò)同步單元(NS)、網(wǎng)關(guān)站控制器(GSC)和運(yùn)行維護(hù)控制臺(OMC)等單元。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

        圖1 北京手持機(jī)網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

        2.2.2 手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)處理流程

        中國境內(nèi)當(dāng)用戶手持機(jī)終端響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)控制中心網(wǎng)關(guān)(NCC-GW)時,NCC-GW路由呼叫到北京關(guān)口站完成呼叫建立,在北京關(guān)口站中,來自用戶便攜終端的呼叫控制通信是通過專有的控制信道實(shí)現(xiàn)的,來自核心網(wǎng)的呼叫控制信息是通過對應(yīng)接口實(shí)現(xiàn)的。

        一旦業(yè)務(wù)呼叫被建立并被發(fā)送,呼叫控制處理器通過信道板監(jiān)測用戶便攜終端的性能數(shù)據(jù),在線通話如果信號質(zhì)量變差,可能需要切換到信道板提供的另外頻率。用戶終端切換由呼叫控制處理器控制,提供信息給用戶便攜終端,并且配置北京關(guān)口站來建立一個新手持機(jī)終端到核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)通道。如果需要一個切換,請求NCC-GW分配新資源。呼叫完成后,由呼叫控制處理器對來自用戶終端和核心網(wǎng)的呼叫發(fā)起拆除信息,結(jié)束呼叫并釋放所用資源,NCC-GW被通知資源可用,如圖2所示。

        圖2 北京手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)處理流程示意圖

        3 手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)功能

        Inmarsat全球手持機(jī)功能系統(tǒng)支持三個衛(wèi)星組成的星群,在這個星群中,每顆衛(wèi)星通過地面關(guān)口站的網(wǎng)關(guān)設(shè)備(NCC-GW)提供服務(wù)。三個功能完全相同的NCC-GW戰(zhàn)略性地建設(shè)在新西蘭、歐洲和美國,用來實(shí)施全球覆蓋,每個NCC-GW可以支持至少一個手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。手持機(jī)網(wǎng)關(guān)處理一個特定的國家區(qū)域的GSPS呼叫,北京手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)(NGW)主要負(fù)責(zé)處理中國區(qū)域的手持機(jī)用戶呼叫接續(xù),其功能如下:

        ⊙ 根據(jù)配置的信道板數(shù)量,NGW可支持同時100~800個QES話音電路。

        ⊙ NGW支持150個窄波束。

        ⊙ NGW系統(tǒng)處理能力:為每秒9個呼叫。

        ⊙ 呼叫控制處理:呼叫控制處理功能管理和控制在NGW子系統(tǒng)每個呼叫的建立、持續(xù)、切換、和拆線。

        ⊙ NGW必須與NCC-GW同步,所以時隙源能在一個載波中分配給NGW。為了在突發(fā)時NCC-GW信道不重疊,時間延遲結(jié)果被用來提供給NGW信道的延遲。

        ⊙ 為了緊急響應(yīng)和其他應(yīng)用,NGW支持UT終端經(jīng)緯度位置信息的請求并遞交給核心網(wǎng)。

        ⊙ NGW監(jiān)測與呼叫處理有關(guān)的計(jì)算機(jī)處理器,以檢測處理器過載條件的可能性,當(dāng)處理擁塞控制時,NGW停止處理尋呼和NCC-GW呼叫的要求。同時,當(dāng)NGW沒有資源支持一個來自核心網(wǎng)的分配要求時, NGW將反映“沒有無線資源可用”的分配故障信息。

        ⊙ NGW監(jiān)測功率電平和每個TCH信道誤碼率(CER),如果有干擾,NGW將切換一個QES TCH信道到另一個QES TCH信道,如果發(fā)生衰落,NGW將切換QES到一個良好的信道(HES),所有的話音初始均建立QES TCH信道達(dá)到最小的資源利用。

        ⊙ NGW為每個TCH執(zhí)行通話中功率控制,每個TCH由NGW相應(yīng)到提供信道分配信息的NCC-GW進(jìn)行建立,NGW根據(jù)NCC-GW提供的門限在每個無線信道分配信息中維持在通話中的功率控制。

        4 通信處理流程

        在北京手持機(jī)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)覆蓋區(qū)域之內(nèi)便攜終端業(yè)務(wù)的使用流程,分為終端發(fā)起呼叫(主叫)和終端接收呼叫(被叫)兩種情況,呼叫流程基本相同,其中,終端發(fā)起呼叫的通信處理流程如圖3所示。

        在網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中,一旦業(yè)務(wù)呼叫被建立并被發(fā)送,呼叫控制處理器通過信道板CE監(jiān)測終端的性能數(shù)據(jù),在線通話如果信號質(zhì)量變差,可能需要切換到CE提供的另外的頻率。終端切換由呼叫控制處理器控制,提供信息給終端,并且配置北京網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)來建立一個新終端到CN的業(yè)務(wù)通道。如果需要一個切換,請求倫敦GRM分配新資源。

        圖3 北京手持機(jī)網(wǎng)關(guān)通信流程示意圖

        5 結(jié)束語

        隨著國家現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快,對安全、應(yīng)急等突發(fā)事件的重視不斷加強(qiáng),手持機(jī)憑借著設(shè)備體積小、終端和資費(fèi)便宜的優(yōu)勢,越來越多的人群在使用手持機(jī)。為提高應(yīng)急通信指揮能力,維護(hù)國家通信主權(quán),保障國家通信安全發(fā)揮了重大作用。

        [1]國際海事衛(wèi)星組織.Inmarsat BGAN System Definition Manual Version Release2.2

        [2]國際海事衛(wèi)星組織.MCN NGW Technical Volume

        [3]國際海事衛(wèi)星組織.MCN GSPS NGW RAN SOW v1.1

        The Research on Isatphone Gateway System of Maritime Satellite

        Yu Fengping, Shao Zhenzhen
        (China Transport Telecommunications & Information Center, Beijing, 100011)

        This paper researched the technical for the Isatphone National Gateway(NGW) of Inmarsat-4 system, focus on the analysis of system structure, business fuction & communication process flow. It has auxiliary function on the development of construction for China’s maritime satellite and other satellite mobile communication systems.

        Maritime satellite; Isatphone; NGW

        10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.12.006

        TN927+.2 文獻(xiàn)標(biāo)示碼:A

        1672-7274(2016)12-0022-03

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