CN1142735A - 个人通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种以移动通信为主要特征的未来个人通信系统(如附图1)，通过个人局、信息中心、地面网、主站、子站和卫星站构成个人通信网，向移动台提供信道及综合信息服务；卫星站保证全球覆盖，宏蜂窝主站保证区域覆盖；基站接入地面网或个人局；蜂窝站之间可以交叉覆盖，较大半径的蜂窝内可有若干个较小半径的蜂窝；无线信道按基站覆盖半径的大小由高到低排列其价值，移动台根据通信业务的需要选择价值最低的信道。

Description

个人通信系统

本发明公开了一种以移动通信为主要特征能全球覆盖的并提供可选综合信息服务的未来个人通信系统及其网络技术和移动通信技术。

现代移动通信系统作为未来个人通信系统的先导，必须使用无线电波这个媒体，普遍认为可以通过无线寻呼系统、无绳电话系统(如CT2、DECT、PHS等)、蜂窝移动电话系统(如TACS、GSM、CDMA等)、地球卫星通信系统(如“铱”计划、RACE计划等)等综合发展而成。

现代无线寻呼系统是一个价格低廉、覆盖区域广、如合理使用现有频率则用户数不限的单向(或双向)数字或文字或语音寻呼系统，它解决了众多的渴望在移动中进行通信的工薪用户的部分需求，但要完成一次通信任务，一般仍需再次使用电话系统，这是无线寻呼系统用户的一件憾事。

现代无绳电话系统是一个价格低廉、单位面积可用信道数最多、可应用于家庭、集团和公用的电话系统，但由于采用微微蜂窝网络的原因，在实现手机被叫和区域覆盖方面是不能使用户满意的。

现代蜂窝移动电话系统是一个覆盖区域广、能提供双向语音和数字等业务的通信系统，它解决了部分人在移动中通话的需求，但由于系统一般采用宏蜂窝和微蜂窝网络以及复杂的通信技术和设备，至使系统投资大、通信费用较高、系统容量受限，在许多人口稠密地区难以发展更多的移动用户；此外手机的守候功率仍需降低。

地球卫星通信系统是一个全球移动通信系统，使用非常复杂的技术和设备，系统的通信费用必然很高，而且用户数也有限。

作为迈向个人通信系统的重要步骤，就是建立一个全球移动通信网，如ITU的FPLMTS和欧洲的UMTS，它们的基本思想是上述各系统及地面通信系统的网络集合，因此其终端必须是各系统终端的集合加个人识别码，如R.Steele和J.E.B.Williams提出的智能多模式终端IMT；此外S.Chia(BTLaboratories，UK)设想了一种由宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝组成的混合蜂窝结构，其技术关键是如何快速有效地支持不同蜂窝层次之间的越区切换，以保证高的呼叫完整性和呼叫质量，但不能形成全球覆盖。

本发明公开了一种以移动通信为主要特征能全球覆盖的并提供可选综合信息服务的未来个人通信系统(简称系统)及其网络技术和移动通信技术，目的在于优化系统和系统的网络结构，分别发挥微微蜂窝、微蜂窝和无线寻呼的单位面积用户容量优势和费用低廉优势，及宏蜂窝和地球卫星空间站的覆盖优势，使之满足个人通信的全面普及和个人通信业务的日新月异，降低系统的投资费用和使用费用，提高系统的效率和系统频谱资源的利用率。

本发明的任务是通过下述技术方案实现的。

本发明的系统是，以现有的(或未来的)地面固定通信网(简称地面网，如现代电话网、现代地面数字光纤通信网等)为基础，综合、借鉴和(或)改进现代无线寻呼网、无绳电话网、蜂窝移动通信网、及未来地球卫星通信网等其它现代移动通信网的通信技术，构造出一个满足全球覆盖和未来个人通信需求的系统；该系统应能实现任何人(Whoever)、在任何时候(Whenever)、与任何地方(Wherever，如城镇、乡村、海洋等)的任何人(Whoever)进行任何形式(Whatever，如数据、话音、图象等)的“5W”通信目标，而且在满足高的可通率和占用较少频率的情况下，系统应能经济地超过现有的和潜在的电话用户的规模，且在潜在的移动台密集点或业务量异常密集点也能安全有效地运营；系统除了提供常规的移动电话业务外，还能提供其它面向个人的具有移动特征的无线寻呼、计算机数据通信、用户传真、电视电话等个人通信业务，以及可选的面向个人、公众和(或)团体的综合信息服务，如个人信息处理、实时股票行情、天气预报、时事新闻、团体传呼、团体新闻等信息服务，另外系统还可辅助其他系统提供双向或单向无线信息传输，如有线加密电视节目选择系统、地球环境天气自动检测传输系统等；通过系统通信局(提供部分或全部个人通信业务、可选的个人信息服务的通信局，简称个人局，现有数字程控交换局可以改造成为能提供全部或部分个人通信业务的个人局)、可选的国家或本地或其他地域综合信息服务中心(简称地域信息中心，向个人、公众或团体提供国家或本地或其他综合信息服务)、局部或全部互连(或者直接或间接互连)的各类(或区域)地面网形成的全球覆盖地面网、系统主蜂窝基站(简称主站)、系统子蜂窝基站(简称子站，可选的)和其它地面部分构成未来区域覆盖的可选综合信息服务的个人通信网(区域、地域在意思上相近，指一个城市、一个行政区、一个国家、一个地区等，但本发明认定的区别为区域面积比地域面积大或相等)，或通过可选的全球或区域或国家或其他卫星综合信息服务中心(简称卫星信息中心，向个人、公众或团体提供全球或区域或国家或其他综合信息服务，地域信息中心、卫星信息中心统一称为信息中心)、卫星通信空间站(简称卫星站，主站、子站、卫星站统一称为基站)等卫星通信的其它部分形成的与地面网互连的未来全球覆盖的可选综合信息服务的卫星个人通信网与区域覆盖网相互支持构成未来全球覆盖的可选综合信息服务的个人通信网，向系统移动台(包括其它移动的或固定的系统无线终端)提供双向公共信令信道(简称信令信道)和双向点对点通信信道(简称通信信道)服务以及可选的综合信息服务，其中可选的信息中心也可与个人局合并成信息通信个人局(或中心)。信令信道和通信信道均分有空中部分和地面部分并在基站处接口，空中部分为无线信道包括无线信令信道和无线通信信道，地面部分为直接的或间接由地面网交换的到移动台的归属个人局(简称归属局)的交换线路包括信令线路和通信线路；一个卫星站有若干条信令信道和若干条通信信道，每条信令信道的信令线路和每条通信信道的通信线路一般由卫星网的地面部分提供，另外卫星站也许还直接的或间接的接入卫星信息中心，在提供个人通信服务的同时还提供可选的公众和(或)团体综合信息服务；一个主站有若干条信令信道，每条信令信道的信令线路由地面网或个人局提供，也可转发另一个主站的或某个卫星站的无线信令信道，来共享其它主站或卫星站的信令线路，同时一个主站也许还有若干条通信信道，每条通信信道的通信线路由地面网或个人局提供，也可转发另一个主站、或某个子站、或某个卫星站的无线通信信道来按需分享其它基站的通信线路，另外某些主站也许还直接的或间接的接入可选的地域信息中心，在提供个人通信服务的同时还提供可选的公众和(或)团体综合信息服务，其它转发信令主站也应相应转发综合信息；一个子站有若干条通信信道，每条通信信道的通信线路由地面网或个人局提供，也可转发另一个子站、或某个主站、或某个卫星站的无线通信信道来按需分享其它基站的通信线路，子站不提供到个人局的信令，即子站无需直接的或间接的信令线路，但仍需无线信令信道为移动台提供通信信道服务，因此主站与子站的区别是，主站有到地面网或个人局的信令信道，而子站没有此信令信道，同时在解决信令传输的前提下选用子站可降低系统投资、简化系统网络及网络需求、减少了系统增容的麻烦；系统对主站的管理主要是信令线路上的信令交换，而对主站的通信信道和子站的管理就如同管理一些现有固定电话终端一样简单，而且现有地面网已具备管理能力；系统采用若干个主站和若干个子站构成区域覆盖，其中主站及子站的蜂窝按覆盖半径的大小分成宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝三种不同层次的蜂窝，各蜂窝覆盖区可以互相交叉，而且较大半径的蜂窝内可有若干个较小半径的蜂窝，即在一个宏蜂窝覆盖区内允许有许多个微蜂窝覆盖区和许许多个微微蜂窝覆盖区，在一个微蜂窝覆盖区内允许有许多个微微蜂窝覆盖区，同时在一个卫星站的通信覆盖区内允许有大量的蜂窝覆盖区或区域覆盖区，系统采用若干个卫星站来保证未来的全球覆盖和若干个宏蜂窝主站来保证区域覆盖；一个或若干个微微蜂窝形成微微蜂窝覆盖区，主要服务高密度(或暂时高密度)低移动性(或暂时低移动性)、或移动(或与外界无线电隔离)的场所的用户通信，如(商业网点、酒店、展览馆、运动场等)各种公众场馆所、城市繁华生活小区、(飞行的飞机、运行的火车等)移动场所、地下建筑等的通信，微微蜂窝站大量采用子站和少量采用转发另一基站信令信道的主站，覆盖半径一般小于500米；一个或若干个微蜂窝形成微蜂窝覆盖区，主要服务低速中密度的用户通信、和部分或全部覆盖多个微微蜂窝形成的覆盖盲区，如村庄、街道、步行中、人力车上、繁华城区行驶的车辆上等的通信，微蜂窝的覆盖半径在500-2000米，微蜂窝站与微微蜂窝站的发射功率均较小，微微蜂窝站的发射功率稍低、如设计合理可用交换线路提供的电能，而微蜂窝站需稍大一些的发射功率，它们均有很强的无线电直达链路即无线传输条件很好；一个或若干个宏蜂窝形成宏蜂窝覆盖区，主要用于移动台较少区域(如农户散住的农村等)、中高速移动中(运行的列车和汽车上等)、较大区域(如城镇各区等，主要是提供到归属局的双向信令信道服务)、以及部分或全部覆盖若干微蜂窝和若干微微蜂窝形成的覆盖盲区的通信，其覆盖半径一般大于2000米，而且发射功率较大，由于宏蜂窝的无线信道可能存在较强的多径效应，使得其无线信道质量下降，因此宏蜂窝基站的无线信道技术应能自适应信道质量的下降；若干卫星站形成的全球覆盖区一般用于海洋、陆地移动台稀少区域(如草原、偏僻山区、沙漠等)、高速运动中(如在飞行的飞机上等)和地面蜂窝形成的覆盖盲区等特殊情形的通信；在特殊环境下应采用能转发全部信道的或部分信道的移动主站、或移动子站、或固定主站、或固定子站，为移动台提供信道服务，如在飞机上、列车上、轮船上等移动场所采用能转发卫星信道或地面主站信道的微微蜂窝移动主站或子站，又如在地下室、或大型酒店、展览馆、体育馆等无线电覆盖较困难的地方采用能转发卫星站或地面主站的无线信令信道甚至包括它们的无线通信信道的转发主站，再如扩大地面基站的覆盖半径、或平衡覆盖区内个人通信的业务量、或覆盖区沿道路延伸、或改善无线传输质量等可采用转发主站或子站，同时后述适合移动台的无线通信技术同样也适用于这些转发基站用于转发无线信道的收发信机。无线信令信道和无线通信信道一般可按卫星、宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝的顺序或按各基站的覆盖半径由大到小的顺序由高到低排列或设计它们的价值(或价格，或使用费率)，在考虑到无线信道转发、交换线路的价值和不同运营者的竟争价格策略时移动台的信令信道及通信信道的价值就不一定遵照这一排列顺序，如现有电话网意义上话路价值(与系统交换线路的价值相似)按国际长途、国内长途、市内由高到低排列，参考现有移动电话等系统的费率情况，系统的长途微微蜂窝信道的价值一般要高于市内宏蜂窝信道，而国内长途卫星信道也许低于国际长途蜂窝信道，因此最终信道价值与地面网有很大关系，为了较好解决系统的无线信道的供求关系，系统应针对交换线路的价值和无线信道的供求状况定位各无线信道的价值或使用费率；移动台用唯一一个个人识别标志入网，系统根据通信业务的需要(如电视电话应选择支持该业务的信道，等等)和移动台所在点各个可用信道的状况选择价值最低的信令信道和通信信道，另外移动台也许还要设置若干个接收综合信息服务的地址码，让可选的信息中心可以授权移动台接收许可的综合信息服务；因此，随着系统的实施和完善大量的通信业务将由微微蜂窝站和微蜂窝站解决，少量的通电业务需由宏蜂窝站解决，只有极少数通信业务需卫星站解决。

基站就近接入个人局或地面网的通信局、电信局等，分散在地球的任何位置，而且在一个位置的基站允许分别属于不同的运营公司、或第三方、甚至用户，因此随着系统的启步运营基站的投资必然被分散，如一些公共场所(移动台活跃点)的运营者为增加自身竟争力自主设立蜂窝基站，又如一些大中型企业为了改善内部通信、信息管理等也自愿建立覆盖本企业的蜂窝基站，等等。为了适应未来个人通信业务的需要，系统的无线信道应该采用现代无线数字通信技术，同时还应尽量采用相同或相似的空中接口，因此信令信道和通信信道均可由各类基站数字再生后有选择地双向变换中继(或叫转发，其相应的技术并不复杂)，虽然传统的无线模拟通信技术也可采用，但不利于业务的质量和多样化；系统的交换线路可采用数字或模拟通信技术，模拟通信技术的采用一般是为了保持与现有大量使用的模拟用户线的兼容(此时基站也许要装备调制解调器以适应个人数字通信业务的需要)，但个人通信业务的提供将受模拟用户线的影响，或全部提供、或部分提供、或能提供但通信质量下降，如提供可视电话业务、数据传输业务等等，随着地面网的全面数字化模拟用户线将逐渐被数字交换线路淘汰。卫星站和主站的信令线路直接的或(通过某个个人局、卫星局、通信局等)间接的接入地面网的信令网，并分配唯一的网络号，在为其覆盖区内移动台建立到其归属局的信令信道的同时，还可提供可选的公众和(或)团体综合信息服务，没有信令线路的主站也可在共享其它基站信令信道的同时转发这些综合信息服务；系统用信令信道完成移动台的主叫信令、被叫信令、双向寻呼、短的服务信令、可选的综合信息服务等，由于数字信息传输的高效率，一个区域仅需分配少量的信令线路分别接入宏蜂窝主站(当然在服务于团体内部时信令线路也可接入微蜂窝或微微蜂窝主站)就能胜任未来个人通信的信令传输任务和可选的综合信息服务，如一个300万人的大城市按如下设计：有500万个个人移动台，高峰每小时呼出率20％，每条信令线路每秒完成10条呼叫，则有30个宏蜂窝主站分别接有一条信令线路即可完成该市信令传输任务，因此为完成系统的信令传输任务分配的信令线路或主站放置完全可以一步到位，而且未来个人局的基本用户数也许是几十万户更为合理。基站的通信线路直接的或(通过某个个人局、卫星局、通信局等)间接的接入地面网，并分配唯一的网络号，为其覆盖区内移动台按需建立到其归属局的通信信道，完成移动台到个人通信网或地面网任一节点的通信服务。各个基站最好在其无线信令信道实时地周期地广播其可用的无线信令信道和无线通信信道的价值、服务等级(表明提供的业务种类，一般取决于交换线路)、覆盖半径、占用情况和网络号等信息，转发基站将根据这些信息和自身情况形成自己的信息实时地周期地广播，而系统移动台根据所在位置各基站信息特别是信道价值和服务等级实时地自主调整自身：首先处于守候状态的移动台应按载波质量较好、信号稳定、信令信道价值最低、信令传输较轻松的优先顺序开机(或守候失败，或周期性、希望能发现更好的信令信道)寻找一个信令信道，并在该信令信道守候和通过主动发信令让归属局得到其最新的位置信息即此信令信道的网络号，其次移动台在守候或工作的同时应周期地寻找载波质量较好、价值最低、信号稳定和覆盖半径最低(或适合)的通信信道，为其后的快速决策建立主被叫的通信信道、或在通信信道质量下降到一定值时切换通信信道(越区切换)、或切换到最新发现的价值最低的通信信道、或切换到另一更好的通信信道做准备，此外在越区切换时应尽量选取覆盖半径较大的地面蜂窝通信信道，这样可降低越区切换的概率，因此系统的无线信道一般在基站默契配合下由移动台自主联入的，系统的其它部分最多做些辅助处理；对于关系到用户的经济利益的信道价值等于无线信道价值加交换线路价值，其无线信道价值由基站广播和可由基站接入的通信局等通过地面信令网计费信令告诉移动台的归属局，而交换线路的价值可由归属局预先存入的移动台的计费数据库计算得到，虽然移动台计算得到的和归属局得到的信道价值可能不等，但归属局应保证移动台计算值的合理精度使移动台选取较合理的信道和归属局的最终计费应与移动台取得一致，同时运营者可以利用信道价值进行合理的竟争，如基站的运营者合理降低其基站的无线信道的使用费用来自动吸引更多的移动台，又如个人局合理降低交换线路的使用费用和建立自己的基站以便于降低归属移动台信道的使用费用来吸收更多的用户注册。但是，系统在实际运行时会遇到三种情形需要有效的处理，首先发生灾害情形，如地震、水灾、大楼失火等，会造成部分通信设施毁坏、系统业务吞吐量下降，使得系统的实际容量暂时满足不了此时迅猛增加的用户已习惯了的业务(如语音通信等使用方便的低效业务)的通信需求，对于这种情形多数以后请求通信的移动台将找不到习惯业务的通信信道，在他们改变习惯、采用高效的通信手段时系统也能轻松过关，如在灾害发生时用户自主编码数字信息(或选用移动台定义的简易常用信息码，如报警、报平安等码)用寻呼业务、或移动台语音录音用语音寻呼(或叫用户语音传真)向关心自己的亲朋好友发“本人现在很安全”等消息，当然系统此时的主站、个人局甚至地面网也可采用一些调控措施，如采用只允许灾区向外主呼通信而不接受外界的呼叫、允许特权用户采用数字速率较高的业务、或所有用户必须采用较低数字速率的消息业务等措施以保障用户基本消息传输的畅通，不过愿意采用较高费率的卫星通信的用户一般不受此措施的限制，此特点使得系统应急通信也许胜于智能大厦的应急通信系统，而且上述调控措施一般已由地面网实现了部分，不一定要求系统重复实现；其次对于繁华区的高速公路的汽车移动通信情形，一般来讲系统的工作频段的带宽将根据繁华区通信需求按微微蜂窝合理配置，因此用于繁华区很适合高速公路汽车通信的较大覆盖半径的宏蜂窝通信信道是较少的，系统也许要配置较小覆盖半径的微蜂窝站才能完成繁华区高速公路上快速行驶汽车的通信任务，但此时会由于蜂窝半径小而使得移动台越区切换过于频繁，为此应将一个合理范围内的系统基站汇接到一个专用小型交换机或个人局，移动台在越区切换时先向转接基站声明原先通信信道的网络号，由转接基站配合专用小型交换机或个人局就近完成切换；第三系统在采用TDMA时，若干低数字速率(如语音或其它比语音数字速率更低等)业务和若干高数字速率(如电视电话等)业务自主抢占信道时的碰撞情形，即某处有一个价值最低的频道被一路高数字速率的业务占据使得其它低数字速率的业务不能得到服务或不能得到好的服务，或某处有两个或两个以上最低价值的频道分别被多个低数字速率业务占据部分时隙使得每个频道均不能提供或不能较好地提供高数字速率业务，但在合理调整或调控下碰撞是有可能较好解决的，首先对于某处有一个价值最低的频道，低数字速率业务请求基站试图要求高数字速率业务降低时隙长度来避免碰撞，其次为解决某处可能有两个或两个以上最低价值的频道碰撞问题，每个基站可实时发布每个频道在长时间窗口内累计下行时隙时长(代表着长时间窗口内平均通信量，简称长窗通量，基站将长窗通量划分成若干个等级发布)和在短时间窗口内累计下行时隙时长(代表着短时间窗口内平均通信量，简称短窗通量)，移动台根据业务需求按载波质量较好、信号稳定、通信信道价值最低、覆盖半径适合(根据移动台自身的运动情况而定，如运动较快应选择覆盖半径较大的蜂窝，而较长时间没有发现移动则尽量选择覆盖半径较小的蜂窝，对于移动台的移动检测实际上是根据周期性寻找的无线信道的变化情况而定的)、长窗通量等级最低、短窗通量最大的优先顺序选择频道及其通信信道，这样既较好解决了碰撞问题又平衡了覆盖区内同类基站的业务量，但系统应选择合适的长时间窗口大小、短时间窗口大小和长窗通量划分等级，本发明推荐长时间窗口大小可选择24小时、短时间窗口大小可选择20分钟左右大约是单次通信时间长度平均值的若干倍，而长窗通量等级不宜过多、有几十个左右的等级即可；另外，在一些特殊环境需要暂时中止移动台的通信活动来保证其它系统的安全运行，如飞机在起飞或降落时为保证无线电导航的安全需暂时中止附近的其它无线电通信等，因此特殊环境的基站可根据实际情况发暂停信令或恢复信令，移动台将根据暂停信令暂时禁止发射机可能的工作例程，但在收到恢复信令或暂停时间到一定时长(可选定10分钟左右)又没有收到新的暂停信令时移动台将恢复发射机可能的正常工作例程，或采用手控由移动台的所有人控制移动台的发射机可能的工作例程。移动台在建立通信信道或越区切换的过程中，需主动在信令信道或通信信道的随路信令中发信令告知归属局欲建通信信道的网络号，由归属局接(拨)通通信信道等待移动台接入，这样移动台可很好地在归属局的控制之下，而且网络管理简单，也很好地防止了非法移动台入网，保护了各方面的利益。另外，移动台的个人识别标志可按如下设计：首先是一个服从于现有电话号码编码规则的呼叫号码，包括国际长途区号、国内长途区号、个人局号(等同于电话局号)和个人号码(等同于电话号码)，地面网和个人局用这个号码呼叫该移动台，该标志的其余部分为移动台的鉴权码，用于个人局鉴别其移动台，该鉴权码又分成两部分，一部分为移动台唯一的出厂码，另一部分为个人局给定的识别码(或还包括加密算法)。

在选择移动通信技术时应遵照实用、高效、低耗的基本原则，尽量不选用复杂的移动通信技术，而选用技术含量要求不高且成熟的移动通信技术，主要考虑降低移动台守候和发射时的平均功率(为延长移动台电池的使用时间等带来好处)、提高数字传输速率(主要是为了满足电视电话业务)、提供快速的不间断的可选的公众和(或)团体综合信息服务、并最大限度地复用基站设备、降低各种基站的造价和移动台的造价等方面，因此无线信道采用F/TDMA(CDMA虽有很多优点但也有许多弱点，如在提高单个信道数字速率方面不会比F/TDMA好，同时还增加了系统的复杂性和造价)和FDD(或TDD)技术，话音编码采用PCM、DM、ADPCM等简易编码方案(RPE-LTP、APC等高质低码率方案也可采用，但未来的个人通信也许更多地采用需较高数字速率的电视电话业务，而在一般情况下普通移动电话业务系统是能够保证的，因此高质低码率方案的采用也许不会为系统带来多大好处，反而还会增加了系统的复杂性和造价)，纠错编码的分组码(或卷积码等)等现代无线数字通信技术；应尽量选择较宽的频道带宽，现有技术实践(如VideoCD等)表明，未来较高质量的个人电视电话业务单向每秒应有1兆位左右或更高的数字传输速率，考虑采用高效的数字调制方法，则频道最低带宽约有500KHz已能基本满足需求。因此本发明认为：

1.主站和子站采用一个工作频段，如900MHz等，其频段宽度需几十MHz，在一个微微蜂窝内同时提供几百路的话路和几十路的电视电话信道是能基本满足系统需求的，卫星站可另定工作频段，由于卫星站覆盖半径很大，其宽度需数百MHz，即一个卫星站也许需要同时提供上万条话路才能满足未来个人通信的需求，此时系统移动台也许需要两台工作在不同频段的主收发信机才能完成全球覆盖；或主站、子站和卫星站采用一个连续的工作频段，此时主站和子站应采用一个较小的子工作频段，卫星站应采用一个较大的子工作频段，而且两个子工作频段不得交叉，此方案系统移动台只需一个主收发信机就能完成全球覆盖。在工作频段很高使得移动台的守候功耗难以降到满意的水平时，最好考虑为卫星站、宏蜂窝主站和特殊主站(用于移动的或与外界无线电隔离的场所的主站)安装工作在较低频率的辅助频段的辅助无线信令载波发信机，让安装辅助接收机的移动台能守候此辅助无线信令载波接收可选综合信息和被叫信令，对可能是指向本用户的被叫该移动台控制单元自动启动主收发信机工作并完成可能的被叫信令，此种方案移动台守候功耗可最低，而且可以简单地做到不间断接收可选的综合信息服务；但是这里的辅助无线信令包含的综合信息和被叫信令也许是精简了的综合信息和被叫信令，特别是被叫信令可能指向若干个移动台的，因此最完善的信息和信令应该在基站的无线信令信道中，当然基站在传输较轻松时应在辅助无线信令载波中传输更多的综合信息和完整的被叫信令；卫星站、宏蜂窝主站和特殊主站的辅助无线信令信道可采用同一频道时分技术，系统将载波帧分成几十个时隙，首先开始的若干个时隙分配归各卫星站的辅助无线信令信道使用，接下的若干时隙归宏蜂窝主站辅助无线信令信道使用，剩下一个时隙归特殊主站辅助无线信令信道使用，宏蜂窝主站和特殊主站的辅助无线信令信道时隙应与卫星站的辅助无线信令信道时隙同步，而且时隙之间应留有时隙保护，同时系统应选取一定带宽的频道来满足辅助无线信令信道的信息容量的需求(本发明估计有50KHz的频道带度即可满足)，帧长以0.5秒为宜；或卫星站、宏蜂窝主站和特殊主站的辅助无线信令信道选用异频通信技术，系统需一个有几十个频道的辅助工作频段，卫星站占若干个频道，宏蜂窝主站占若干个频道，特殊主站占一个频道，其频道带宽可选25KHz；或卫星站采用同一频道时分为辅助无线信令信道，宏蜂窝主站和特殊主站采用另一频道时分为辅助无线信令信道，等等。卫星站和宏蜂窝主站需频率规划来保证全球覆盖和区域覆盖，为了不干扰其它基站正常工作移动基站应独立使用一个或几个频道，同时宏蜂窝主站规划和设置可一步到位，其区域覆盖模式应大于等于12小区区群，这样可设计成无邻频蜂窝频组，降低了对移动台的抗邻频干扰即选择性的指标，而且区域覆盖盲区几乎没有，但是覆盖半径比附近宏蜂窝主站小许多倍的微蜂窝站(一般在两倍以上)、微微蜂窝站(倍数就更大了)和宏蜂窝子站(补充宏蜂窝主站通信信道的不足，此时宏主站覆盖半径一般较大，相对而言宏子站小若干倍，或采用不为宏蜂窝主站使用的其它频道)无需频率规划，它们可自动寻找和工作在干扰最低的频点上，不过它们需主动避开周围宏蜂窝主站的频道和邻频道，来确保宏蜂窝主站区域覆盖的完整性，这种方案可能在局部小范围某些频道同频和邻频干扰严重，但宏蜂窝子站、微蜂窝站和微微蜂窝站的设置主要是有针对性地解决局部信道容量不足，对于这个目标系统应该能够达到，而某些频道同频和邻频干扰严重区域相当来讲应该是信道容量要求不高的区域，系统的其它频道信道应该能够解决问题。

2.每个基站有若干个载波，但主站和子站一般只有一个(TDD)或一对(FDD)载波，若干个无线信道在一个(对)载波中周期性地按帧发送和接收，每个(对)载波帧通常实时分配一对时隙用于一个无线信令信道(特别指出对于企业等设置的内部基站，下行时隙的一部分用于转发其它基站的无线信令信道服务于非内部移动台，另一部分用于内部无线信令信道服务于内部移动台)和实时按需分配若干对时隙用于若干个无线通信信道，下行帧首先是一个传输信令和可选综合信息的下行信令时隙，接着是实时按需分配的若干个下行通信时隙，上行帧受下行信令时隙控制首先是实时按需分配的若干个上行通信时隙，剩余部分为上行信令时隙，并且下行信令时隙、下行通信时隙和上行通信时隙的大小按需分配，此时上行信令时隙实时最长将有利于处理更多的上行信令，下行帧可由基站连续发下行信道信息而不必有时隙保护区，上行帧由各移动台或转发基站发上行信道信息则需有时隙保护区，FDD的下行帧和上行帧的周期相等，而TDD的下行帧和上行帧的周期不必相等，其下行帧和上行帧构成TDD帧，TDD帧先按需分配的下行帧、剩余部分分配给上行帧，这样TDD上行信令时隙一般会更长更有利于处理更多的上行信令。下行信令时隙和上行信令时隙构成无线信令信道，同时为许多个移动台提供信令服务，下行信令时隙为广播方式，而上行信令时隙由移动台和转发基站按需随机争抢(或在需要时由下行信令时隙指定)猝发或转发上行信令，哪些上行信令被基站正确接收将在下一个下行信令时隙中发确认信令，另外，由于数字传输的高效率和高(或较高)的载波数字传输速率，使下行信令时隙通常较短，而守候时的移动台只需接收下行信令时隙(或辅助无线信令载波)，其它时隙睡眠功耗可以极低，因此移动台的平均守候功率较低。每个通信信道的下行时隙和上行时隙的顺序可以不对应，对于数字速率要求较低(如话音通信等)的信道基站应考虑各信道路径时延差合理分配下上行时隙的位置使移动台收发下上行时隙时在时间上不重叠并留有间隙，这样可降低业务速率要求不高(如话音等)的移动台的技术规格，或工作在不转发可选的综合信息服务的子站信道的移动台也有机会请求子站合理分配下上行时隙的位置、用一个主收发信机不间断跳频接收其它基站的可选的综合信息服务，同时当通信信息量小则实发时隙短，没用通信信息发则发时隙头，因此移动台的平均发射功率也是较低的，而且还降低了频道的同频和邻频干扰。各类基站的帧周期应该相等，考虑系统将来采用低轨卫星则移动台到卫星站的时延差一般也在10毫秒以上，但为减小通信时延帧周期应越小越好；为了进一步降低移动台的平均守候功耗，可对帧编号用于扩展移动台的地址码，移动台只需守听相应帧号的信令时隙，其它帧号时移动台处于睡眠状态；再考虑移动台的快速响应个人局的呼叫，帧编号周期以1秒左右为好；因此本发明综合后推荐帧周期为31.25毫秒，帧编号周期为1秒，帧数为32个，同时最重要的可选的公众或团体信息应在32个帧中重复播出让每个移动台均能接收到；采用辅助无线信令载波的基站，上述通信技术可照常采用，还要简单地将呼叫信令与可选的公众和(或)团体综合信息合并编码后在辅助无线信令载波广播。由于无线电许可证制度和系统频道要求较宽的原因，系统在启动实施阶段也许难以得到足够的工作频段宽度，因此依据以上所述的无线数字通信技术本发明做如下考虑：保持未来系统业务需求的最低频道宽度，在启动实施阶段只提供低于和等于话音数字编码速率的个人通信业务，不考虑移动基站和卫星站，限制基站的通信信道数即限制基站的数字传输速率，将许可的若干频道时分后分配给12或12以上个宏蜂窝主站使用即宏蜂窝主站的区域覆盖模式继续大于等于12小区区群，宏蜂窝主站应周期地广播频道时分情况，其它蜂窝基站根据收到的频道时分情况寻找干扰最小与宏蜂窝主站同步的时分时隙作为自己的工作时隙，如许可2MHz，频道宽度500KHz，采用FDD，每个频道按31.25mS一个周期分成10个3.125mS长的时隙，则有20个时分时隙分配给各蜂窝基站使用，这种方法在系统被社会接受容易得到足够的系统工作频段宽度来实施系统的全部业务时，系统已有的宏蜂窝主站在设置新的系统参数后和其它基站一起将依然有效，而移动台在所能提供的业务上完全可以设计成与未来的系统完全兼容的移动台。

3.每个信道时隙可根据具体情况动态选择数字调制方法、数字编码方法、数字发码速率和时隙大小等；对于信令时隙应考虑传输的高可靠性和能简易低功耗数字解调，数字传输速率可适当降低，允许采用低效数字调制方法、高抗干扰编码方法、连续二帧重发；对于传输高质量电视电话等需高数字速率的业务，在载波高信噪比(通常的可视和近距离无线信道，如微微蜂窝、微蜂窝)情况下信道时隙采用高效数字调制方法、高的数字发码速率、分配较宽的时隙或更高质量要求时可请求多个载波，而在载波低信噪比(通常低场强区、大多径时延差和重干扰区，如宏蜂窝的边缘等)情况下信道时隙采取适当降低发码速率、分配更宽的时隙或请求多个载波以提高服务质量；对于话音等较低数字速率的业务，信道时隙可考虑采用简易数字调制方法，数字发码速率也可适当降低；对于数字调制方法的种类不宜过多，如有FSK和QAM两种也许就适用了，否则调制方法变化效果不明显，反而增加了系统复杂性；FSK技术简易，适合对数据编码速率要求不高的信令信道和以话音通信等中等编码速率业务为主的移动台降低其技术复杂性，同时适当降低数据发码速率可提高信道的信噪比使系统更好地工作；QAM高效而技术复杂，适合对数据编码速率要求较高的业务，如电视电话等，应根据载波信噪比等动态选择16QAM、32QAM、64QAM等数字调制方法之一。对于无线信道传输质量辨别，基站应周期地在下行帧开始处发送信道质量辨别图样，由移动台接收鉴别后反馈给基站；该质量图样含有不同速率和不同数字调制方法的特定数字的调制波形图样，移动台根据接收的正确程度作为鉴别依据。

本系统的基站、移动台或无线终端的基本结构与现有移动通信系统的基本相似，但为了满足双向寻呼和接收可选的综合信息服务等，甚至为移动台增加记事簿、字典、电视接收、音乐欣赏等多媒体功能，系统终端需要加大存贮器的容量、增加显示器的屏幕分辨率和让键盘有输入汉字等非拼音文字的能力等，这些功能可以参考现有中文电子记事簿技术、计算机技术及其多媒体技术等实施。为了更好地完成个人通信任务，本发明认为：

1.宏蜂窝站覆盖半径较大，如20千米覆盖半径时各移动台的路径时延差最大达133微秒，如不加以调整就需增加上行时隙保护区，因此需采用积极的措施加以克服：宏蜂窝站随时反馈移动台上行时隙的失步情况，由移动台调整上行时隙的开始时刻达到同步；由于卫星站覆盖半径很大，各移动台到卫星站的最大路径差有数百千米至上千千米，更需考虑上行时隙的同步问题，以取得一个较经济的时隙保护区(可由卫星站相对运行速度、快速移动物的最大速度等优化决定)：卫星站应标记一个载波，此载波留有足够的上行信令时隙(这个时隙将影响帧周期的取值)或整个载波分配给信令信道，让移动台不干扰其它信道接入卫星信道，在整个通信连接中卫星站还需随时将各移动台的上行信道时隙的失步情况反馈给移动台，由移动台调整到同步；同时卫星站相对于地面也许是高速移动的，为了能平稳切换到另一个卫星站信道，移动台在接入另一卫星站时应表明原来入网的卫星线路的网络号，如果该卫星站依然支持则做不必越区切换，这一方案当然也可用于蜂窝切换但移动台也许要做信道价值的考虑。

2.系统移动台的频率合成器的部分电路工作频率一般很高，工作时耗电已较大，一般有几十毫安，是移动台守候时主要功率消耗部分，因此需要移动台的频率合成器能快速起振、快速达到频率锁定精度，其锁定周期应控制在毫秒级，这样才能保证在采用宽带无线数字通信技术时做到极低的平均守候功率，同时移动台的接收本振即使有较大频偏也能满足要求，如在900兆赫工作频段、500千赫载频间隔、400千赫载频带宽时，最大频偏可允许有±50千赫，这点为快速频率合成器设计成功带来好处。移动台信令、个人通信业务和可选的个人综合信息如果能够在全程数字化信道上传输而且基站等中间节点又不必识别时可以采用保密传输措施，如入网信令、个人信息、无线寻呼、传真和全数字线路提供的话路、电视电话等，首先归属局或可选的信息中心需采用一个移动台一个密匙保密传输，这样信息只能被移动台或归属局或可选的信息中心识别，或归属局解密交换，当两个移动台同属一个个人局时可采用如下保密传输程式：移动台加密—信道传输—归属局解密—归属局交换—归属局加密—信道传输—另一移动台解密，另外，移动台与移动台也可约定加密钥匙保密通信，这样明码信息只能被通信的移动台双方识别；对非全程数字化信道，可产生一个随机加密码(该码可由个人局产生并在信令信道中加密传输给移动台，或移动台产生并在信令信道中加密传输给个人局)由个人局在通信线路中用随路信令(如话路的双音多频信令等)明码传输给基站，使信息在无线通信信道中由移动台及基站加密传输。

系统个人局可由地面网的现有数字程控交换局(或机)软件升级而成，当然为了实现系统的最佳性能也可为个人局设计全新的数字程控交换和综合信息服务机，但通过软件升级可使个人局投资最省，而现有的部分数字程控交换局(或机)已能支持电视电话等高数字速率业务，升级后这些交换局(或机)已能满足未来个人通信业务的需求，即使现有数字程控电话交换局(或机)只能支持电话等数字速率要求不高的业务，升级后也可满足一般用户的朴实需求；现有数字程控交换局(或机)向个人局的软件升级主要包括用户移动性(如同转移呼叫电话)、用户移动鉴权、计费等，现有软件已部分具备，做少量针对性修改便能基本满足个人局的要求；归属某个个人局的或归属其它的基站、或信令信道、或通信信道、或无线信令信道、或无线通信信道，无论它们采用什么样的移动通信技术(如无线通信技术、覆盖模式、入网方式或信道选择方案等)，个人局都不必参与，它一般只需将信令信道和通信信道理解成地面网上一个普通的固定的信令信道和一个普通的固定的通信信道为归属移动台提供服务即可；由于现有的交换机的交换容量一般超出实际需求容量，如一万门无阻塞数字程控电话交换机在软件升级、适当增加交换机的存储容量和适当添加若干条中继线路后也许可以继续支持几千个固定(有线电话)用户和增加支持几万到十几万个移动(电话)用户(如升级后可支持电视电话业务，则该交换机支持的用户数应该适当减少)，因此系统在启动以及相当长一段时间内不是必须马上新建个人局，而是软件升级部分合适的现有数字程控交换局为个人局，和根据需要添置若干个基站为在本局覆盖区或更大的区域内活动的系统移动台提供信道服务；由于上述个人局既有移动用户又有固定用户，以及系统可选提供综合信息服务，因此随着系统的实施，作为用户端局的个人局无论在经济上还是在功能上均有很大可能取代现有用户电话局、现有蜂窝移动电话局、现有集群移动电话局、现有寻呼中心、甚至未来的单纯采用卫星通信方式的卫星局，而且广大用户可能更愿意成为移动用户或无线用户，使得有线用户会越来越少，这样虽然大量减少了城建、民建或运营者铺设和维护通信电缆的工作量，有益于美化环境和保持通信的畅通，但是在发生军事冲突时，由于敌方的强烈无线电干扰，造成本方系统无线通信的崩溃，因此运营者应建议重要部门采取部分有线通信终端和象消防等部门那样合理预留部分有线的安全个人通信节点，来应变突发事件造成的无线通信的崩溃情形；随着个人通信的日益普及，建立全球覆盖的地球卫星通信网必然成为个人通信系统的高级阶段；因此本发明与现有移动通信系统相比，投资大为降低，而且网络及管理也显得简单，系统可以根据需求循序渐进地发展。

本系统的实施可分成三个阶段。第一阶段，个人寻呼系统阶段，沿用了现有同频大区制覆盖寻呼系统的技术基础，构成大区制、或蜂窝制(同频时分或异频，本发明所述指同频时分蜂窝制)双向寻呼网，个人寻呼系统有(异地直接或由地面网间接互连的、或独立的)个人寻呼中心、发射基站、接收基站(或与发射基站合并成发射接收基站)、移动台(或个人寻呼机)；其中个人寻呼中心提供双向个人寻呼业务和信息服务，首先将寻呼内容分别送到移动台标明的归属发射基站或(异地个人寻呼中心再送)异地发射基站发起寻呼，和根据发射基站组网或位置等合理打开各发射基站发射机发布信息；接收基站可采用同频小区制接收移动台发射的上行信令，这样一条上行信令也许被多个基站接收，不过系统可以在寻呼中心进行处理，并将成功接收的上行信令在下行信道中通知移动台；为了完成个人寻呼业务，移动台与现有寻呼机相比除增加发射机外，还需增加文字输入和显示等基本功能；发射基站和接收基站可采用一对工作频道，它们到个人寻呼中心的信道可采用有线方式、或另一对频率中断时分，或转发方式；个人寻呼系统的波特速率和频道宽度与现有寻呼系统相比可以更高和较宽，如频道间隔为25kHz时波特速率选择4800bit/s或频道间隔为50kHz时波特速率选择9600bit/s等；另外，个人寻呼中心如得到有关部门的批准可用双向寻呼代理股票、金融、期货等业务，寻呼机采用越区主动发信令实现自动漫游。第二阶段，区域个人通信系统的实施，开发现有数字程控交换机(或局)个人通信系统软件、主站、子站和移动台，初步实现个人通信的部分业务，如话音、计算机数据通信、个人寻呼等普通业务和部分综合信息服务；但上述个人寻呼系统下行信道技术规范可用于主站的辅助无线信令载波发信机，并继续支持已有的个人寻呼机。第三阶段，发展卫星个人通信网，构成和完善未来个人通信系统。

本发明由于采用卫星站保证全球覆盖、宏蜂窝主站保证区域覆盖、微蜂窝站和微微蜂窝站提供很高的通信信道密度，有效地解决了未来个人通信系统的覆盖问题和容量问题；基站一般无需专门管理，移动台占据何种无线信道一般也无需系统干预，在合理排列卫星、宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝的无线信道价值的情况下由移动台选择合适的最低价值的信道；占系统基站绝对多数的宏蜂窝子站、微蜂窝站和微微蜂窝站的工作频率无需规划，而且投运简单、投资省、可由多家运营公司或用户建立；现有数字程控交换局可软件升级成个人局，而且技术并不复杂，投资也是很省的；在处理突发事件、特殊情形和特殊地点的通信方面，系统也能轻松过关；系统无需采用十分复杂的无线数字通信技术，这样既能降低系统造价，同时也能降低移动台的平均守候功率、平均发射功率，还能提供可选的综合信息服务；因此本系统与现有移动通信系统相比具有显著进步。

附图1为系统的非限定示意图。

附图2为系统的网络结构非限定示意图。

附图3为系统的无线信道非限定示意图。

附图1，2，3标记含义：1移动台或其它系统无线终端，2宏蜂窝主站，3宏蜂窝子站，4微蜂窝主站或子站，5卫星站，6微微蜂窝主站或子站，7地面网终端或个人局固定终端，8地面网和信息中心，9个人局或信息通信个人局，10宏蜂窝覆盖区，11微蜂窝覆盖区，12微微蜂窝覆盖区，13卫星覆盖区，14海洋、沙漠等区域，15个人局、地面网互连线路，16个人局或地面网与卫星网互连线路，17个人局或地面网到蜂窝基站的信道线路，18信息通信个人局到宏蜂窝主站的信道和信息线路，19个人局的固定终端用户线或地面网用户线路，20卫星网地面部分，21转发或部分转发基站，22转发或部分转发基站覆盖区，23海洋，24陆地，25地下室等与室外难以无线联络的建筑或移动物，26宏蜂窝主站无线信道，27宏蜂窝子站无线信道，28微蜂窝无线信道，29微微蜂窝无线信道，30卫星站无线信道，31卫星网地面部分到卫星站的无线信道。

附图4为个人寻呼系统非限定示意图。其中：1个人寻呼中心，2发射接收基站，3发射基站，4接收基站，5中断线，6个人寻呼机，8地面网和信息中心。

附图5为宏蜂窝主站12小区覆盖模式非限定示意图。其中：1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12分别代表12个或对(FDD时)按频率高低顺序排列的频道号(或频组号，但最确切的应是频道号，当系统可分配更多的频道号时，系统宏蜂窝主站12小区覆盖模式频率规划可以设计的更好，如系统有大于22个或对频道号，则宏蜂窝主站可采用1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，21，23频道号)，13宏蜂窝主站12小区群。

附图6为宏蜂窝主站12小区覆盖模式蜂窝覆盖非限定示意图。其中：1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12为12个或对按频率高低顺序排列的频道号。

本发明非限定实施例：

例1，未来个人通信系统(参见附图1，2，3)：

※多址方式：                       F/TDMA

※双工方式：                       FDD

※发射频率：               移动基站1800～1802MHZ

                           蜂窝站  1802～1830MHZ

                           卫星站  1830～1890MHZ

                           移动台  1900～1990MHZ

※载频频道间隔：                   500KHz※载频频偏：                        ±50KHz※小区结构和覆盖模式：宏蜂窝主站保证区域覆盖，卫星站保证全球

覆盖，宏蜂窝主站区域覆盖模式为12小区群；在信令传输轻松而

通信业务超出宏蜂窝主站容量的地点、移动场所和与外界无线电

隔离的场所采用宏蜂窝子站、微蜂窝站、微微蜂窝站或移动基

站；宏蜂窝子站、微蜂窝站、微微蜂窝站和移动基站自动避开附

近的宏蜂窝主站频道寻找干扰最小的可用频道工作。参见附图5、

附图6。※帧周期：                            31.25mS※帧编号数：                          32个※上行时隙保护区：                    40微秒※数字调制方法：            信令和公众信息、话路FSK

             高速数据业务、话路16QAM，32QAM，64QAM自适应※话音编码：                          可变DM※频道数字速率：                     自适应※业务：                    移动电话、个人寻呼、移动数字通信、

                        电视电话、用户传真、综合信息服务等※移动台的个人识别标志和地址：移动台有一个唯一的个人识别标

志，该标志首先是一个服从于现有电话号码编码规则的呼叫号

码，包括国际长途区号、国内长途区号、个人局号(等同于电话

局号)和个人号码(等同于电话号码)，地面网和个人局用这个

号码呼叫该移动台；该标志的其余部分为移动台的鉴权码，用于

个人局鉴别其移动台，该鉴权码又分成两部分，一部分为移动台

唯一的出厂码，另一部分为个人局给定的识别码；移动台还有若

干个地址用于接收综合信息。※信息保密：移动台鉴权码采用动态加密，只能被归属局识别，该动

态加密是根据通信次数累积值进行加密，如移动台失去次数累积

值，归属局通过信令信道为移动台再生动态加密值，如一个时刻

或在两个地点时间相距较近有两个具有相同个人识别标志的移动

台入网，个人局将分别向两个移动台发报警信令，回答正确的给

予入网，并重置再生动态加密参数和向用户报警，至于移动台呼

叫号码则采用明码传输；在全数字化信道上传输的信息采用一个

移动台一个加密码加密传输；非全数字化信道可由个人局产生一

个随机加密码在信令信道加密传输给移动台和在通信线路采用随

路信令明码传输给基站，让通信信息在无线通信信道加密传输。※信道价值：等于无线信道价值加交换线路价值，而无线信道价值按

卫星、宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝由大到小排列，交换线路价值

由地面网或个人局决定，并由个人局以费率数据库的形式固化到

归属移动台。※基站识别：一个卫星站可有几个不同地域的信令线路号码，使这些

地域的移动台能较经济地入卫星站的信令信道，同时一个卫星站

还有若干个属于不同地域的通信线路号码(等同于电话号码)；

一个主站一般只有或转发一条信令线路，一个蜂窝站有或转发若

干条通信线路，若干通信线路的号码等同于电话号码。各基站在

无线信令信道周期地(如一秒一次)广播下行载波的长窗通量等

级、短窗通量及其无线信令信道的价值、下一个备用的无线通信

信道的价值、服务等级、覆盖半径及其网络号信息。※信道分配：          移动台主动按信道价值最低等接入基站※综合信息服务：每个卫星站可有一条卫星信息中心线路接入，一个

地域可有一条或几条地域信息中心线路接入若干蜂窝主站，其它

蜂窝主站可按需要选择转发上述综合信息服务；移动台可以根据

授权接收上述信息；同时个人局可通过信令信道或通信信道提供

面向个人的综合信息服务。※移动台守候：移动台按载波质量较好、信号稳定、信令信道价值最

低、信令传输较轻松的优先顺序开机(或守候失败、或周期性)

寻找一个信令信道(对周期性寻找，可由移动台选择一分钟一

次，如连续20次均寻找到一个更好的信令信道则转移守候到该信

令信道)，并在该信令信道守候和通过主动发加密的鉴权码与该

信令信道的网络号让归属局得到其最新的位置信息；若归属局收

到的鉴权码不正确则采取再生鉴权；同时移动台还周期地(如一

分钟一次)按载波质量较好、信号稳定、通信信道价值最低、覆

盖半径适合、长窗通量等级最低、短窗通量最大的优先顺序寻找

和选择满足各类需求的各类通信信道，为其后的快速决策建立主

被叫的通信信道做准备。※移动台主叫：移动台根据用户选择的业务在选定的信令信道向归属

局发加密的鉴权码和可选的适合在信令信道传输的信息；若信息

只通过信令信道传输时，在接收到归属局的应答信令后，则本次

通信完成；若需专门建立通信信道，则移动台还需与准备好的适

合服务本次通信的基站建立短暂联系，和将预建的通信信道(当

然是适合的价值最低的)的网络号随鉴权码一起发往归属局，归

属局鉴权后接(或拨)通该通信信道，并按加密传输的要求与基

站接口，再为移动台建立通信信道完成本次通信；若归属局收到

的鉴权码不正确则采取再生鉴权。※移动台被叫：个人局接到地面网或其它个人局或本局用户呼叫一归

属移动台后，根据业务的类型在该移动台的现行信令信道发起呼

叫，移动台收到和用户启机后在信令信道返回鉴权码，若适合在

信令信道传输的信息则本次通信完成；若需专门建立通信信道，

则移动台还需与准备好的适合服务本次通信的基站建立短暂联

系，和将预建的通信信道的网络号随鉴权码一起发往归属局，归

属局鉴权后接(或拨)通该通信信道，并按加密传输的要求与基

站接口，再为移动台建立通信信道完成本次通信；若本次呼叫没

有成功，则个人局保持呼叫内容，在移动台主动入网时再返回给

移动台由用户处理；若返回的鉴权码不正确，个人局采取再生鉴

权，如还不正确则个人局报警和停止为该移动台服务。※移动台通信信道切换：处于工作状态的移动台周期地(如一分钟一

次)按质量较好、信号稳定、价值最低、覆盖半径适合、长窗通

量等级最低、短窗通量最大的优先顺序寻找和选择满足需求的通

信信道，为其后在通信信道质量下降到一定值时切换通信信道、

或切换到最新发现的价值最低的通信信道、或切换到另一更好的

通信信道做准备；移动台在切换的过程中，主动在信令信道或随

路信令中发加密鉴权码和欲建通信信道的网络号，由归属局接

(拨)通通信信道等待移动台接入，移动台接入新的通信信道后

发切换成功随路信令，随后归属局挂断原先的通信信道。※紧急呼叫：移动台可建立各类紧急呼叫号码(如110，119等)键，

用户一旦按下此类键数下或按下几秒时移动台无声产生紧急呼

叫，个人局根据移动台的位置转移紧急呼叫，由就近的紧急处理

中心处理该次紧急呼叫。※双音多频支持：移动台在建立通信信道后，采用随路信令由基站在

移动台和地面网或个人局之间转发。※系统个人局：个人局既有固定用户又有移动用户，现有的数字程控

交换局可软件升级为个人局；固定用户的支持如现有电话用户一

般，而对移动用户的支持有三点，首先是用户位置的移动性，移

动台将自己最新的位置信息即信令信道的网络号实时地发信令告

诉归属局，个人局将对移动用户的呼叫转移为指定信令信道的呼

叫，移动台根据收到呼叫、或用户主叫通过此信令信道告诉归属

局其选定的通信信道网络号，由个人局拨叫建立通信信道，此点

与固定用户的转移呼叫相似；其次是对移动用户的鉴权；第三是

对通信过程的通信信道的切换。例2，个人寻呼系统(参见附图4)：※工作频带：        寻呼中心发135～174MHz

                寻呼机发  406～420MHz※基站：            发射基站、接收基站、发射接收基站※载频间隔：        25KHz※数字调制方法：    FSK※漫游：            寻呼机主动※编码格式：        寻呼中心发POCSAG码

                寻呼机发待定※波特速率：        512～14400bit/s自适应※中心至发射基站：  有线或无线中继※接收基站至中心：  有线中继，或

                接收解码缓冲无线周期争用发送

Claims (6)

1.一种以移动通信为主要特征能全球覆盖的并提供可选综合信息服务的未来个人通信系统(以下简称系统)，其特征在于：

除了提供移动电话业务外，系统还提供其它面向个人的具有移动特征的无线寻呼、计算机数据通信、用户传真、电视电话等个人通信业务，以及可选的面向个人、公众和(或)团体的综合信息服务；系统通过个人局、可选的地域信息中心、地面网、主站、可选的子站和其它地面部分构成未来区域覆盖的可选综合信息服务的个人通信网，或通过可选的卫星信息中心、卫星站等卫星通信的其它部分形成的未来全球覆盖的可选综合信息服务的卫星个人通信网与区域覆盖网相互支持构成未来全球覆盖的可选综合信息服务的个人通信网，向移动台提供信令信道、通信信道以及可选综合信息服务；一个卫星站有若干条信令信道和若干条通信信道；一个主站有若干条信令信道，每条信令信道的信令线路由地面网或个人局提供，也可转发另一个主站、或卫星站的无线信令信道来共享它们的信令线路，同时一个主站也许还有若干条通信信道，每条通信信道的通信线路由地面网或个人局提供，也可转发另一基站的无线通信信道来按需分享其通信线路；一个子站有一条无线信令信道和若干条通信信道，而没有信令线路，每条通信信道的通信线路由地面网或个人局提供，也可转发另一基站的无线通信信道来按需分享其通信线路；若干个卫星站保证未来的全球覆盖，若干个宏蜂窝主站保证区域覆盖，在一个卫星站覆盖区内允许有大量的蜂窝，而且蜂窝之间可以交叉覆盖，较大半径的蜂窝内可有若干个较小半径的蜂窝，在特殊环境下采用转发部分或全部信道的移动主站或子站、或固定主站或子站；无线信道按基站覆盖半径的大小由高到低排列其价值；移动台用唯一一个个人识别标志入网，系统根据通信业务的需要选择价值最低的信令信道和通信信道。

2.根据权利要求1，其特征在于：基站就近接入个人局或地面网的通信局、电信局等，分散在地球的任何位置，而且在一个位置的基站允许分别属于不同的运营公司、或第三方、甚至用户；无线信道采用无线数字通信技术、相同或相似的空中接口；交换线路采用数字或模拟通信技术接入地面网或个人局并分配唯一的网络号；系统用信令信道完成主叫信令、被叫信令、双向寻呼、短的服务信令、可选的综合信息服务，而且一个区域仅需分配少量的信令线路接入宏蜂窝主站就能胜任系统的信令传输任务和可选的综合信息服务；系统基站在无线信令信道周期地广播长窗通量等级、短窗通量及其可用的无线信令信道和无线通信信道的价值、服务等级、覆盖半径和网络号信息，处于守候状态的移动台按载波质量较好、信号稳定、价值最低、信令传输较轻松的优先顺序开机(或守候失败、或周期性)寻找一个信令信道，并在该信令信道守候和通过主动发信令让归属局得到其最新的位置信息，处于守候或工作状态的移动台周期地按载波质量较好、信号稳定、价值最低、覆盖半径适合、长窗通量等级最低、短窗通量最大的优先顺序寻找满足需求的通信信道，为其后的快速决策建立主被叫的通信信道、或在通信信道质量下降到一定值时切换通信信道、或切换到最新发现的价值最低的通信信道、或切换到另一更好的通信信道做准备；移动台在通信信道建立或切换的过程中，需主动发信令告知归属局欲建通信信道的网络号，由归属局接(拨)通通信信道等待移动台接入。

3.根据权利要求2，无线信道采用F/TDMA和FDD(或TDD)技术，而系统频道最低带宽约有500KHz已能基本满足个人通信业务的需求；其特征在于：

(1)主站和子站采用一个工作频段，卫星站可另定工作频段；或主站、子站和卫星站采用一个连续的工作频段，此时主站和子站应采用一个较小的子工作频段，卫星站应采用一个较大的子工作频段，而且两个子工作频段不得交叉；在移动台的守候功耗难以降到满意的水平时，可考虑为卫星站、宏蜂窝主站和特殊主站安装辅助无线信令载波发信机，让安装辅助接收机的移动台守候此辅助无线信令载波，对可能是指向本用户的被叫控制单元启动主收发信机工作并完成可能的被叫信令；卫星站和宏蜂窝主站需频率规划，宏蜂窝主站区域覆盖模式大于等于12小区区群，宏蜂窝子站、微蜂窝站和微微蜂窝站无需频率规划，它们可自动寻找和工作在干扰最低的频点上，不过它们需主动避开周围宏蜂窝主站的频道和邻频道；

(2)若干个无线信道在一个(TDD)或一对(FDD)载波中周期地按帧发送和接收，每个(对)载波帧实时分配一对时隙用于一个无线信令信道和实时按需分配若干对时隙用于若干个无线通信信道，下行帧首先是下行信令时隙，接着是若干个下行通信时隙，上行帧受下行信令时隙控制首先是若干个上行通信时隙，剩余部分为上行信令时隙，下行帧可连续发而不必有时隙保护区，FDD的下行帧和上行帧的周期相等，而TDD的下行帧和上行帧的周期不必相等、先按需分配的下行帧、剩余部分分配给上行帧；下行信令时隙为广播方式，上行信令时隙由移动台和转发基站按需随机争抢猝发上行信令，哪些上行信令被基站正确接收将在下一个下行信令时隙中发确认信令；下行时隙和上行时隙的顺序可以不对应，对于数字速率要求较低的信道基站合理分配下上行时隙的位置使移动台收发下上行时隙时在时间上不重叠并留有间隙，同时当通信信息量小则实发时隙短，没用通信信息发则发时隙头；系统对帧编号用于扩展移动台的地址码，使移动台只需守听相应帧号的信令时隙；启动实施时如得不到足够的工作频段宽度，则系统保持最低频道宽度、只提供低于或等于话音速率的个人通信业务、不考虑移动基站和卫星站、限制基站的通信信道数、将许可的若干频道时分后分配给12或12以上个宏蜂窝主站使用、宏蜂窝主站周期地广播频道时分情况、其它蜂窝基站根据频道时分情况寻找干扰最小与宏蜂窝主站同步的时分时隙工作；

(3)每个信道时隙可根据具体情况动态选择数字调制方法、数字编码方法、数字发码速率和时隙大小。

4.根据权利要求3，基站和移动台与现有系统相似，其特征在于：

(1)宏蜂窝站随时反馈上行时隙的失步情况，由移动台调整上行时隙的开始时刻达到同步；卫星站标记一个载波，此载波留有足够的上行信令时隙或整个载波分配给信令信道，卫星站还需随时反馈上行时隙的失步情况，由移动台调整到同步；

(2)移动台信令、个人通信业务和可选的个人综合信息在全程数字化信道上可以保密传输，归属局或可选的信息中心采用一个移动台一个密匙，当两个移动台同属一个个人局时可采用如下保密传输程式：移动台加密—信道传输—归属局解密—归属局交换—归属局加密—信道传输—另一移动台解密，另外，移动台与移动台也可约定加密钥匙保密通信，这样明码信息只能被通信的移动台双方识别；对非全程数字化信道产生一个随机加密码由个人局在通信线路中用随路信令明码传输给基站，使信息在无线通信信道加密传输。

5.根据权利要求2，其特征在于：系统个人局可由地面网的现有数字程控交换局(或机)软件升级而成，或为个人局设计全新的数字程控交换和综合信息服务机；对移动通信技术个人局只需将信道理解成地面网上一个普通的固定的信道；个人局既有移动用户又有固定用户。

6.根据权利要求4和5，本系统的发展可分成三个阶段，其特征在于：第一阶段，个人寻呼系统有个人寻呼中心、发射基站、接收基站、个人寻呼机组成。

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