专利名称：一种基于公用移动通信系统的无线接入系统的制作方法
技术领域：
本发明属于一种无线接入系统，特别涉及，一种基于公用移动通信系统的无线接入系统。
背景技术：
无线接入(WA-Wireless Access)是指通过无线介质将用户终端与网络节点连接起来，以实现用户与网络间的信息传递，用无线的手段实施接入网的全部或部分功能的装备。
无线接入主要包括移动无线接入(MWA-Mobile Wireless Access)和固定无线接入(FWA-Fixed Wireless Access)两种类型。移动无线接入是通过公用移动通信系统，如GSM数字蜂窝移动通信系统、CDMA数字蜂窝移动通信系统等，向移动用户提供通信服务的，并提供局间漫游，甚至于全球漫游功能。目前，蜂窝移动通信系统已基本完成由第一代模拟制式到第二代数字制式过渡，以宽带、高效、多业务为发展方向的第三代移动通信系统也将步入商用，同时更新一代的移动通信系统也处于研究与开发之中。固定无线接入习惯上也称无线本地环路(WLL-Wireless Local Loop)，在一定的条件下，通过无线手段提供本地交换中心至固定或慢速移动用户终端的通信传输，但不提供局间漫游服务。
对于以上两种无线接入，无论是网络规模，还是业务量，二者差距很大。移动无线接入近十年的发展是空前的，在我国，GSM、CDMA网络将覆盖全国，移动用户发展迅速，已形成巨大的移动通信产业规模。反观固定无线接入，则始终作为有线接入的补充，发展速度慢，规模小。究其原因，除了移动无线接入存在移动、漫游等固定无线接入无法与之相比的优势之外，固定无线接入发展受限还与下列多种因素有关1〕认识与定位问题。长期以来，固定无线接入被定位在解决距离本地交换机较远，有线成本太高的偏远山区或农村地区的通信解决方案，作为一种辅助通信方式，常常被认为网络建设是暂时性的。因而影响了该接入的市场发展；2〕标准问题。固定无线接入的标准不统一，也很难统一。无论是对设备制造商的开发工作，还是运营商的网络建设，均形成很大的制约；3〕无线频率资源问题。由于频率资源属非再生资源，无线电管理部门在固定无线接入的频率规划上一直比较谨慎，有限的频率规划限制了固定无线接入的市场发展；4〕投资回报问题。尽管在某种情况下，固定无线接入的网络建设成本远低于有线解决方案，但是由于偏远地区业务量往往有限，因此运营商对投资回报的顾虑，也或多或少地制约了该接入的市场发展；5〕业务种类局限。传统固定无线接入受接入带宽及提供业务种类的限制，不能满足发达地区，特别是大中城市的需要，而这些地区正是对通信需求最高、业务量最大的地区。不能在这些地方进行网络建设，其规模必然受限。
受上述因素的影响，固定无线接入在市场发展方面遇到了强大的阻力。在这种情况下，不难发现许多地方，特别是我国的广大农村，仍存在通信难问题。
本发明的目的是针对上述固定无线接入存在的问题，提出一种基于公用移动通信系统的无线接入系统，可以解决传统固定无线接入所面临的问题。
发明内容
该无线接入系统是这样实现的，一种基于公用移动通信系统的无线接入系统，由局端设备和用户端设备组成，局端设备为公用移动通信网(可以是GSM、CDMA等第二代数字蜂窝移动通信系统，也可以是W-CDMA、CDMA2000或TD-SCDMA等第三代移动通信系统或第四代以及更新一代的移动通信系统等)中的基站收发信台(BTS)，用户端设备为一种共用无线用户单元以及用户终端。来自于一区域内(独立小区，或一幢住宅楼，或一酒店，或一小型企业等)的多个用户终端被连接到相应的共用无线用户单元中，并通过共用无线用户与临近的基站收发信台实现无线连接，接入到公用移动通信网。由公用移动通信网按用户的需要提供相应的通信服务。本发明以公用移动通信网络作为局端设备，利用现有网络资源，只需用少量投入完成用户端设备建设，即完成无线接入网络建设。充分利用现有网络资源，投资少，建网速度快。同时，不占用任何新的频率资源。另外，无线接口可依托现有规范，解决了标准问题。
下面参照附图，通过关于本发明的详细描述，可以使本发明的上述和其他特征、优点显而易见。
图1为典型的GSM移动通信系统结构示意图；图2为典型的点对点(多点)无线接入结构示意图；图3为本发明结构示意图；图4为本发明用户端设备示意图。
具体实施例方式
图1为典型的GSM移动通信系统结构示意图。不同体制的移动通信系统结构有一定的不同，这里以GSM移动通信系统为例，对移动无线接入系统的组成给予简要的说明。
GSM系统的设备可分为交换分系统(SSS)、基站分系统(BSS)、移动台(MS)及操作维护分系统(OSS)四部分组成。
交换分系统(SSS)由移动交换中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)、设备识别寄存器(EIR)等组成。它负责所有与移动用户有关的呼叫接续处理、移动性位置管理、用户设备及保密管理功能，并提供与固定通信网络(如PTN、ISDN等)的互连功能。
基站分系统(BSS)主要由基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)组成。负责GSM系统中与无线及传输相关的系统功能。如无线资源管理、无线信道的分配、建立与释放以及越区切换等。
移动台(MS)是移动用户接入GSM网络的终端设备。
操作维护分系统(OSS)主要提供对GSM网络的操作控制和对各分系统进行维护功能，一般分对基站分系统(BSS)的操作维护(OMC-R)和对交换分系统(SSS)的操作维护(OMC-S)。
GSM数字蜂窝移动通信系统在全球范围获得广泛应用，商业上取得了巨大的成功。
其它类型的蜂窝移动通信系统有与GSM数字蜂窝移动通信系统相同或相类似的结构，在此不作赘述。
图2为典型的点对点(多点)无线接入结构示意图。下面对固定无线接入系统的组成给予简要的说明。
点对点(多点)无线接入系统一般主要由控制器21、操作维护中心22、基站23、固定用户单元24和移动终端25等几个部分组成。
控制器21的作用是通过其提供的与本地交换机26、基站23和操作维护中心22的接口与这些功能实体相连接。控制器21的主要功能是处理用户的呼叫(包括呼叫建立、拆线等)对基站23进行管理，通过基站23进行无线信道控制、基站监测和对固定用户单元24及终端25(包括移动终端)进行监视和管理。
操作维护中心22负责整个无线接入系统的操作和维护，其主要功能是对整个系统进行配置管理，对各个网络单元的软件及各种配置数据进行操作。
基站23的作用是提供与固定用户单元24和移动终端25之间的无线信道，并通过无线信道完成话音呼叫和数据的传递。
固定用户单元24可分为单用户单元和多用户单元。单用户单元(SSU)只能连接一个用户终端，适用于用户密度低用户之间距离较远的情况。多用户单元则可以支持多个用户终端，一般较常见的有支持4个、8个、16个和32个用户的多用户单元，多用户单元在用户之间距离很近的情况下(比如一个楼上的用户)比较经济。
移动终端25具备一定的移动性，有的固定无线接入系统支持移动终端25。
图3为本发明的结构示意图。
该接入系统包括局端设备和用户端设备。局端设备为公用移动通信系统30的基站收发信台31。用户端设备包括共用无线用户单元32和用户终端33。共用无线用户单元32与多个用户终端33相连，并能同时给多用户提供与基站收发信台31的接入服务，共用无线用户单元32工作在与公用移动通信系统相同的无线频段上。本接入系统的服务对象以家庭住宅用户和小型办公室用户为主要特征。
上面所述公用移动通信系统30是对各种全球移动通信系统的泛指，它包括GSM、CDMA等第二代数字蜂窝移动通信系统和W-CDMA、CDMA2000或TD-SCDMA等第三代移动通信系统或未来其它通信体制的移动通信系统等上面所述基站收发信台31属于公用移动通信系统30的一部分，与系统中的基站控制器BSC(或无线网络控制器RNC)相连并受其控制，工作在公用移动通信无线频段上，为用户提供无线接入连接。
上面所述用户端设备的结构示意图如图4所示。用户端设备包括共用无线用户单元和用户终端40。其中无线用户单元包括天线41、无线收发单元42、控制单元43、及用户接入模块44等。
天线41的作用是完成射频信号的收发。将来自于无线收发单元42的射频信号以电磁波的形式发射向基站，将来自于基站的电磁波转换成射频电信号馈入无线收发单元42。
无线收发单元42的主要作用是完成对接收信号的解调和发射信号的调制、信令与信息的处理等，无线收发单元42配置的无线处理模块的数量可以根据终端用户数量及业务量任意配置。
控制单元43的主要作用是完成对用户与无线收发单元42之间的连接管理，并负责对用户身份进行管理，同时负责用户端设备的操作与维护。
用户接入模块44是用户终端45与控制单元43的接口。该模块与用户终端45之间的连接可以通过有线方式实现，也可以通过无线方式实现，如无线局域网或蓝牙技术等。
本发明提供的实施例为基于GSM系统的无线接入系统。下面分别以用户终端作主叫和被叫，通过对这两个过程所经历的流程的描述，对本发明的工作过程和工作原理作进一步的说明。
1)主叫流程 用户终端摘机建立与控制单元的连接提出呼叫申请控制单元受理分配无线信道用户终端占用无线信道启动呼叫流程(本过程与GSM移动终端接入GSM系统的过程完全相同，包括信道请求、立即指配、CM业务请求、鉴权、加密、建立等)对方振铃对方摘机双方通话通话结束并挂机移动网络拆线，信道释放控制单元收回用户终端所占用的无线信道。
2)被叫流程 基站下发对相关用户终端的寻呼消息控制单元响应，控制单元给用户终端分配无线信道用户终端占用无线信道进入接入流程(本过程与移动终端的接入过程完全相同，包括信道请求、立即指配、寻呼响应、鉴权、加密、建立等)用户终端振铃摘机双方通话通话结束并挂机移动网络拆线，信道释放控制单元收回用户终端所占用的无线信道。
与普通移动终端相比，用户通过共用无线用户单元与移动网络进行连接存在以下优点1〕低成本。共用无线用户单元由于在硬件方面是多用户间共用的，因而可望使平摊到每个用户的成本做到最低。
2〕大覆盖。共用无线用户单元通过在室外架设天线，特别是高增益定向天线，大大扩展了通信距离，提高移动网络的覆盖。
3〕高质量。在距离一定的条件下，由于上下行信号强度提高，再加上多径效应减弱，信号的传输质量明显优于普通移动终端，整体通信质量提高。
4〕无辐射。无线设备在室外，不存在辐射问题，可以消除人们对微波辐射的疑虑。这一点也是使在家庭或办公室使用无线接入方式通信更易于接受。
5〕网络资源占用少。共用无线用户单元是固定的，因而接入的基站也是固定的，免去了大量的位置更新、切换等业务，因此，在无业务的情况下，不占用任何网络资源。
与传统固定无线接入相比，本发明存在下列优点1〕不需要申请频率资源。由于依托于公共移动通信系统，用户端在接入移动基站时所使用的无线频点与一般移动通信终端完全一致，因而本接入系统不存在频率资源问题。
2〕借用已有接口标准。由于用户端在无线接口上使用的接口标准完全等同于一般移动终端与基站的无线接口标准，因而，可以降低设备开发投入，并能最大限度保护运营商的投资。
3〕网络建设投入低。一般而言，典型的固定无线接入系统主要由控制器、操作维护中心、基站和固定用户单元等几个部分组成，其中，控制器、操作维护中心、基站属于局端设备。本接入系统在网络建设上由于是利用已有的移动网络设备，因而不需要对局端设备再作投资，只需要架设用户端设备即可，因此，可谓是建网成本最低的无线接入系统。同时，对用户端的操作维护可以通过无线接口实现远程操作，非常方便。
4〕投资回报大。由于网络建设成本非常低，同时，也是更好地利用移动通信网络的资源，特别是一些小城镇，基站的业务流量还比较小。因而，对移动网络而言，这些业务可谓是“增值”业务，因而，相对于投资数额而言，本接入系统的投资回报较大。
5〕丰富的业务。本系统可以给住宅用户提供包括语音、数据、短信、移动IP在内的所有移动通信系统已具有的和未来将增加的任何业务。
6)服务对象范围更宽。随着移动通信业务的增加，如为用户接入基于无线IP的移动互联网，以及接入带宽的不断增加，本发明既可以作为解决广大农村，特别是落后地区的通信难问题，也可以作为城市居民和中小企业的通信解决方案，尤其是有线线路紧张及管道铺设困难的地区。具有广阔的市场前景。
本发明将移动无线接入与固定无线接入有机结合，从根本上突破了移动通信网络只服务移动用户的传统思想，使移动网络服务于固定用户成为可能。利用现有移动网络，通过低成本拓展，实现移动网络业务的拓展和延伸。
利用公用移动通信网络具有全国范围覆盖这样一个特点，借助于本接入系统，可以有效地解决包括广大农村在内的，特别是落后、边远地区的普遍通信问题。具有良好的社会效益，同时，本接入系统在给移动运营商带来经济利益的同时，也更加促进了移动网络的进一步发展。
前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。
权利要求
1.一种基于公用移动通信系统的无线接入系统，所述系统包括局端设备和用户端设备，所述局端设备为公用移动通信系统的基站收发信台，其特征在于，所述基站收发信台属于所述公用移动通信系统的一部分，与系统中的控制器相连并受其控制，工作在公用移动通信无线频段上，为用户提供无线接入连接；所述用户端设备包括共用无线用户单元和用户终端，所述共用无线用户单元与多个用户终端相连，能同时给多个用户提供与所述基站收发信台的接入服务，所述共用无线用户单元工作在与所述公用移动通信相同的无线频段上。
2.根据权利要求1所述的无线接入系统，其特征在于，所述公用移动通信系统包括GSM、CDMA等第二代数字蜂窝移动通信系统和WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等第三代移动通信系统或未来其它通信体制的移动通信系统等。
4.根据权利要求1所述的无线接入系统，其特征在于，所述控制器包括基站控制器或无线网络控制器。
5.根据权利要求1所述的无线接入系统，其特征在于，所述共用无线用户单元包括天线、无线收发单元、控制单元及用户接入模块，其中天线，用于完成射频信号的收发，将来自于无线收发单元的射频信号以电磁波的形式发射向基站，同时将来自于基站的电磁波转换成射频电信号馈入无线收发单元；无线收发单元的主要作用是完成对接收信号的解调和发射信号的调制、信令与信息的处理等；控制单元的主要作用是完成对用户与无线收发单元之间的连接管理，并负责对用户身份进行管理，同时负责对用户端设备的操作与维护；用户接入模块，用于连接用户终端与控制单元。
6.根据权利要求5所述的无线接入系统，其特征在于，所述用户接入模块与用户终端的连接既可以通过有线方式实现，也可以通过无线方式实现。
7.根据权利要求5所述的无线接入系统，其特征在于，所述无线收发单元中所配置的无线处理模块的数量可以根据终端用户数量及业务量任意配置。
全文摘要
本发明公开一种基于公用移动通信系统的无线接入系统，所述系统包括局端和用户端设备，所述局端设备为公用移动通信系统的基站收发信台，所述用户端设备包括共用无线用户单元和用户终端。局端设备为公共移动通信网，用户端设备为一种共用无线用户单元以及用户终端。来自于一区域内的多个用户终端被连接到相应的共用无线用户单元中，并通过共用无线用户单元与临近的基站收发信台实现无线连接，接入到公共移动通信网。本发明以公用移动通信网络作为局端设备，对于现有的GSM、CDMA网络而言，本发明利用现有网络资源，只需用少量投入完成用户端设备建设，即完成无线接入网络建设。投资少，建网速度快。同时，不占用任何新的频率资源。
文档编号H04B7/26GK1400746SQ0112639
公开日2003年3月5日 申请日期2001年8月3日 优先权日2001年8月3日
发明者张庆, 徐光争 申请人:徐光争