海事衛(wèi)星手持機網(wǎng)關通信系統(tǒng)的研究

余風平，邵珍珍

（中國交通通信信息中心，北京 100011）

海事衛(wèi)星手持機網(wǎng)關通信系統(tǒng)的研究

余風平，邵珍珍

（中國交通通信信息中心，北京 100011）

本文從技術角度出發(fā)，基于對第四代海事衛(wèi)星手持機網(wǎng)關系統(tǒng)的分析和研究，重點對系統(tǒng)構成、業(yè)務功能及通信處理流程進行了分析，對于我國海事衛(wèi)星的建設發(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；網(wǎng)關系統(tǒng)

1 引言

海事衛(wèi)星手持機業(yè)務繼承了海事衛(wèi)星系統(tǒng)可靠、信號穩(wěn)定、覆蓋范圍廣、抗干擾性強的特點,同時設備體積小巧、攜帶方便,價格和使用費低廉,適用群體更加廣泛,是現(xiàn)有海事衛(wèi)星業(yè)務的有力提升。海事衛(wèi)星手持機業(yè)務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)星手持機網(wǎng)關系統(tǒng)的容量為每個點波束支持約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、擴展服務（呼叫保持、轉接、禁止、電話會議等）以及緊急通信支持等。

2 手持機網(wǎng)關系統(tǒng)架構

2.1 全球網(wǎng)絡構成

第四代海事衛(wèi)星手持機網(wǎng)絡由空間衛(wèi)星、關口站和地面接續(xù)網(wǎng)絡三部分組成,其衛(wèi)星星座目前由3顆地球同步衛(wèi)星組成,全球共設有3個地面站支持手持機關口站網(wǎng)關功能,其中位于意大利的佛希羅站負責歐非星的業(yè)務接續(xù),位于美國的夏威夷關口站負責美洲星的業(yè)務接續(xù),位于新西蘭的奧克蘭負責亞太星的空間段頻率分配及協(xié)調和非中國區(qū)的業(yè)務接續(xù)。

2.2 北京手持機網(wǎng)關系統(tǒng)構成

手持機網(wǎng)關系統(tǒng)是第四代海事衛(wèi)星北京關口站的一個子系統(tǒng),而第四代海事衛(wèi)星北京關口站主要由天線及射頻子系統(tǒng)（RFS）、無線網(wǎng)絡子系統(tǒng)（RNS）、手持機網(wǎng)關系統(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)務接續(xù)子系統(tǒng)（POP）、運行支撐子系統(tǒng)（OSS）、業(yè)務支撐系統(tǒng)（BSS）、安全應用服務子系統(tǒng)等組成。

2.2.1 手持機網(wǎng)關系統(tǒng)構成

北京手持機網(wǎng)關主要包括：中頻變頻器（IF）、信道板（C E）、媒體網(wǎng)關（M G W）、網(wǎng)絡同步單元（NS）、網(wǎng)關站控制器（GSC）和運行維護控制臺（OMC）等單元。其系統(tǒng)構成如圖1所示。

圖1 北京手持機網(wǎng)關的系統(tǒng)構成示意圖

2.2.2 手持機網(wǎng)關系統(tǒng)處理流程

中國境內當用戶手持機終端響應網(wǎng)絡控制中心網(wǎng)關（NCC-GW）時,NCC-GW路由呼叫到北京關口站完成呼叫建立,在北京關口站中,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現(xiàn)的,來自核心網(wǎng)的呼叫控制信息是通過對應接口實現(xiàn)的。

一旦業(yè)務呼叫被建立并被發(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,并且配置北京關口站來建立一個新手持機終端到核心網(wǎng)的業(yè)務通道。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 北京手持機網(wǎng)關系統(tǒng)處理流程示意圖

3 手持機網(wǎng)關系統(tǒng)功能

Inmarsat全球手持機功能系統(tǒng)支持三個衛(wèi)星組成的星群,在這個星群中,每顆衛(wèi)星通過地面關口站的網(wǎng)關設備（NCC-GW）提供服務。三個功能完全相同的NCC-GW戰(zhàn)略性地建設在新西蘭、歐洲和美國,用來實施全球覆蓋,每個NCC-GW可以支持至少一個手持機網(wǎng)關系統(tǒng)。手持機網(wǎng)關處理一個特定的國家區(qū)域的GSPS呼叫,北京手持機網(wǎng)關系統(tǒng)（NGW）主要負責處理中國區(qū)域的手持機用戶呼叫接續(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,時間延遲結果被用來提供給NGW信道的延遲。

⊙ 為了緊急響應和其他應用,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)測與呼叫處理有關的計算機處理器,以檢測處理器過載條件的可能性,當處理擁塞控制時,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相應到提供信道分配信息的NCC-GW進行建立,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

在北京手持機網(wǎng)關系統(tǒng)覆蓋區(qū)域之內便攜終端業(yè)務的使用流程,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)關系統(tǒng)中,一旦業(yè)務呼叫被建立并被發(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)關系統(tǒng)來建立一個新終端到CN的業(yè)務通道。如果需要一個切換,請求倫敦GRM分配新資源。

圖3 北京手持機網(wǎng)關通信流程示意圖

5 結束語

隨著國家現(xiàn)代化進程的不斷加快,對安全、應急等突發(fā)事件的重視不斷加強,手持機憑借著設備體積小、終端和資費便宜的優(yōu)勢,越來越多的人群在使用手持機。為提高應急通信指揮能力,維護國家通信主權,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 文獻標示碼：A

1672-7274（2016）12-0022-03