PHS與3G的業(yè)務融合

相關(guān)專題: 無線 中國電信

付友學 王喜 管文明


重慶郵電學院



  摘要 本文闡述了PHS與3G的主要差異、PHS與3G的關(guān)系以及實現(xiàn)PHS與3G業(yè)務融合的關(guān)鍵技術(shù)——軟交換。在文章的最后我們對PHS的發(fā)展前景做出了展望。


  關(guān)鍵詞 PHS 3G NGN 軟交換



1 前言


  PHS無線市話(俗稱小靈通)從誕生之日起便飽受爭議。目前,隨著3G腳步的日益臨近,關(guān)于PHS無線市話未來的命運引起了廣泛關(guān)注,業(yè)界都在探討PHS向3G的平滑過渡問題。本文分析了PHS向3G平滑過渡的可能性以及PHS的未來發(fā)展前景。


  本文首先比較了PHS與3G的技術(shù)特征,接著分析了兩者融合的基礎(chǔ),并闡述了實現(xiàn)兩者業(yè)務融合的關(guān)鍵技術(shù)--軟交換,文章最后對PHS的未來進行了展望。


2 PHS與3G的比較


  從技術(shù)的角度看,PHS與現(xiàn)有的3G標準相比有許多十分顯著的不同點,諸如組網(wǎng)方式、多址方式、雙工方式、幀結(jié)構(gòu)、調(diào)制方式、信道分配方式、頻率復用技術(shù)、發(fā)射功率、語音編碼方式等等。其中最重要的差異在于組網(wǎng)方式、多址方式和雙工方式,這三方面的差異導致了各自最佳應用范圍的不同。盡管PHS終端具有一定意義上的移動性,但PHS畢竟只是一種新興的無線接入網(wǎng)技術(shù),不同于3G那樣的先進移動通信技術(shù):


 。1)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上,PHS依托現(xiàn)有固網(wǎng),充分利用現(xiàn)有的交換機資源、傳輸資源和號碼資源,是一種無線接入技術(shù);而3G則需要組建獨立復雜的蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)。PHS的市話定位,決定了其未來的發(fā)展方向和應有的發(fā)展空間。


  (2)在組網(wǎng)方式技術(shù)上,PHS以微蜂窩為主,覆蓋距離僅數(shù)十米至數(shù)百米,其聯(lián)網(wǎng)改造成本很高,不具備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)、全國漫游的必要基礎(chǔ);而3G網(wǎng)絡(luò)主要以宏蜂窩為主,覆蓋距離可達數(shù)公里至數(shù)十公里。這些差異使PHS在構(gòu)建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)時存在基站數(shù)量過多,覆蓋較差,不能支持高速移動的用戶、切換時間較長,容易掉話,后續(xù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和維護代價較高,性能難以滿足蜂窩移動通信系統(tǒng)的基本要求等缺點。因此PHS網(wǎng)絡(luò)不宜作為蜂窩移動通信系統(tǒng)應用。


 。3)在多址方式上,PHS采用的是TDMA,而3G的三大主流標準采用的多址方式都是CDMA。兩者存在本質(zhì)差異。


 。4)在雙工方式上,PHS采用時分雙工(TDD),而3G中只有TD-SCDMA采用這種方式。針對多媒體應用時上下行鏈路傳輸容量的不同需求,采用TDD可以動態(tài)地分配上下行鏈路傳輸容量,提高帶寬利用率。但是,TDD方式的覆蓋范圍沒有FDD大,而且TDD結(jié)構(gòu)不靈活,支持高速移動不如FDD。因此,長期以來,業(yè)界一直不主張將TDD方式應用于廣域大規(guī)模組網(wǎng),而將其定位于小范圍熱點覆蓋應用技術(shù)。


  總的來看,3G與PHS是兩個不同層面上的技術(shù),具有更高頻譜效率、更大容量、更好通話質(zhì)量和更豐富業(yè)務的3G的發(fā)展肯定會對PHS的發(fā)展起抑制和部分替代作用。但PHS技術(shù)有較大的改進空間,可以通過必要的技術(shù)升級來適應市場的需要,例如采用更大功率的基站,實現(xiàn)更多信道的捆綁,開發(fā)更豐富的業(yè)務和應用等等。然而,PHS畢竟只是一種無線接入技術(shù),不屬于蜂窩移動通信體制,不僅難以過渡到蜂窩移動通信,更難以過渡到3G。也就是說,PHS只能與3G融合(下文將探討),而不能過渡到3G。


3 PHS與3G融合的基礎(chǔ)


  第三代移動通信系統(tǒng)(IMT-2000)是國際電信聯(lián)盟(ITU)制訂的一個能夠提供移動綜合電信業(yè)務的通信系統(tǒng)。ITU-T負責3G信令和協(xié)議研究的SG11/WP3工作組在《IMT-2000網(wǎng)絡(luò)框架標準(Q.1701)》中闡述了“3G家族”的概念,并明確了由ITU-T標準化的一組接口。


  與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的接口為A接口和NNI,即3G的網(wǎng)絡(luò)可以劃分為無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN radio access network)和核心網(wǎng)絡(luò)(CN core network)兩部分。這種采用模塊化結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計是3G的一大特點,它可以方便地通過一組標準化接口將各種不同的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)與3G的組件連在一起,因此,這就為網(wǎng)絡(luò)運營商提供了一條將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)融合的途徑。


  3G的無線接入網(wǎng)還可細分為無線載體通用功能(RBCF)和無線傳輸特殊功能(RTSF)兩部分。前者包括所有與采用的無線接入技術(shù)無關(guān)的控制與傳輸功能;后者包括與無線技術(shù)有關(guān)的各項功能,它還可進一步分為無線傳輸技術(shù)(RTT)和相關(guān)的無線傳輸適配功能(RTAF),以便將不同的RTT與通用的RBCF連接起來。


  在核心網(wǎng)絡(luò)側(cè),3G的結(jié)構(gòu)還允許通過使用網(wǎng)際互聯(lián)功能(IWF)來支持現(xiàn)有核心網(wǎng)絡(luò)的接入,實現(xiàn)3G核心網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有核心網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通。類似地,通過一定的適配模塊(AF),第三代核心網(wǎng)絡(luò)也可以支持現(xiàn)有的無線接入技術(shù)。因此,這充分體現(xiàn)3G系統(tǒng)的家族概念和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)融合的靈活性。


4 PHS與3G業(yè)務融合的關(guān)鍵——軟交換


  雖然3G制式的移動通信技術(shù)各有特點,但它們可以實現(xiàn)的業(yè)務功能卻是類似的。因此PHS網(wǎng)絡(luò)向3G的過渡其實就是PHS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務的過渡,系統(tǒng)本身的核心網(wǎng)絡(luò)將保持一個延續(xù)性,這一點同GSM向WCDMA和CDMAIS-95向CDMA2000的過渡進程類似。


  3G核心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展在很多方面應用了NGN下一代網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接口協(xié)議、業(yè)務以及業(yè)務開發(fā)各方面,3G與NGN的發(fā)展是協(xié)調(diào)一致的。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面,NGN和3G核心網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)十分相近;在接口協(xié)議方面,3G網(wǎng)絡(luò)與NGN所采用的協(xié)議許多都是一致的,包括H.248/MEGAO協(xié)議、BICC協(xié)議、SIP協(xié)議、SIGTRAN協(xié)議。NGN的核心是軟交換,軟交換實現(xiàn)了在單一的網(wǎng)絡(luò)平臺上提供語音、數(shù)據(jù)、多媒體等綜合業(yè)務。其技術(shù)特點綜合了電信網(wǎng)的嚴謹性和IP網(wǎng)的靈活性,符合電路交換向分組交換演進的大趨勢。NGN實現(xiàn)控制、承載、業(yè)務的分離,為通信網(wǎng)提供了一個不受傳輸方式限制的業(yè)務環(huán)境,另外也使業(yè)務能夠真正獨立于網(wǎng)絡(luò),使業(yè)務的提供具有相當大的靈活性。更為重要的是,NGN的業(yè)務提供模型與3G核心網(wǎng)絡(luò)的開放業(yè)務架構(gòu)OSA十分相似,為未來網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務上的完全融合提供了可能:


  (1)采用軟交換的PHS系統(tǒng)的軟、硬件平臺都是由基于NGN的多業(yè)務組件構(gòu)成,其軟交換平臺可以通過MSC/GMSC/SGSN接入滿足WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA標準的第三代無線通信系統(tǒng)用戶,同一軟交換平臺既可以作為PHS的網(wǎng)絡(luò)控制中心,也可以作為3G網(wǎng)絡(luò)控制中心,整個網(wǎng)絡(luò)可以充分地利用IP主干網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián),如圖3所示。


 。2)基于軟交換的PHS系統(tǒng)與3G系統(tǒng)都可以通過標準開放的應用編程接口(如Parlay API等)與第三方應用服務器平臺互聯(lián),如圖4所示。通過這些API,業(yè)務應用程序可以方便地利用承載網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務能力,如呼叫控制能力、用戶信息查詢能力等,而又不必了解承載網(wǎng)絡(luò)信令細節(jié),從而形成靈活的業(yè)務加載手段。網(wǎng)絡(luò)運營商可以和業(yè)務提供商合作,在開放業(yè)務平臺上開發(fā)出各種各樣的靈活業(yè)務,從而滿足用戶不斷變化的業(yè)務需求。


5 PHS的前景展望


  我國的PHS業(yè)務占據(jù)的頻段(1900~1920MHz)是3G主要工作頻段中TDD業(yè)務頻段(1880~1920MHz、2010~2025MHz)中的一部分,這也是PHS的發(fā)展所無法回避的矛盾。


  在信息產(chǎn)業(yè)部正式頒布的我國第三代(3G)公眾移動通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃方案中,除3G核心頻段中的55MHz TDD頻段之外,政府又額外批給了TD-SCDMA標準100MHz(2300~2400MHz)的附加頻段,相比較另兩種3G標準共60MHz×2的頻寬而言,政府對具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA標準的政策傾向是顯而易見的。但是從技術(shù)的角度考慮,WCDMA所需帶寬至少為5MHz×2,TD-SCDMA所需最小帶寬只有1.6MHz左右,TD-SCDMA對頻譜資源的利用率遠遠大于WCDMA。可見,TD-SCDMA標準得到的頻段極為寬裕。如果中國電信和中國網(wǎng)通拿到TD-SCDMA標準的運營牌照,在相當長一段時間內(nèi)都完全可以只利用2010MHz~2025MHz、2300MHz~2400MHz這些頻段開展3G業(yè)務,而保留原有的PHS業(yè)務頻段。


  從市場角度分析,3G在國外的發(fā)展狀況遠不如原先預期的那樣樂觀,3G終端技術(shù)的不成熟以及移動數(shù)據(jù)業(yè)務市場不理想的開發(fā)現(xiàn)狀使我國3G牌照的發(fā)放時間仍然是未知數(shù)。而且3G不可能在一夜之間建成,從建網(wǎng)到投入大規(guī)模商用需要一個漫長的過程。而到目前為止,全國已有27個省市(包括臺灣。╅_通了PHS業(yè)務,用戶已達2 000萬,目前用戶數(shù)仍在高速增長,到2005年用戶量將達到至少3 000萬,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模將是現(xiàn)在的2~3倍。根據(jù)保護和充分利用國有資產(chǎn)的原則,國家必須對已經(jīng)形成的PHS無線市話市場負責,不會終止PHS業(yè)務。另外,電信和網(wǎng)通開展3G業(yè)務以后,也可以通過轉(zhuǎn)移用戶的方法來保護投資,假設(shè)電信手上有3 000萬PHS用戶,新的3G移動通信網(wǎng)建成了,可以將3 000萬用戶里的一部分轉(zhuǎn)到3G移動網(wǎng)里,比如轉(zhuǎn)了1 000萬,3G用戶就增加了1 000萬,這邊又空出1 000萬容量,還可以發(fā)展新的用戶。當然,兩個網(wǎng)絡(luò)的用戶定位是不一樣的,PHS業(yè)務的市場定位肯定是低端用戶,3G業(yè)務的市場定位必然是高端用戶,兩者可以互補。綜上所述,我們有充足的理由對PHS無線市話的未來充滿信心。


6 結(jié)語


  總而言之,發(fā)展PHS無線市話可以充分利用本地固定電話網(wǎng)絡(luò)資源、提高運營商的經(jīng)濟效益。從市場的角度考慮,PHS與3G可以共存一段時間,并不矛盾。從技術(shù)的角度考慮,PHS與3G屬于不同體制的技術(shù),它們之間無法實現(xiàn)平滑過渡,但是PHS與3G業(yè)務的融合通過軟交換平臺完全可以實現(xiàn)。發(fā)展PHS無線市話必須避免采用那些雖然成本低但是難以與未來的移動通信系統(tǒng)融合的技術(shù),而應該堅持技術(shù)上的高起點。對于3G業(yè)務開展起來以后的PHS,可以繼續(xù)利用其在語音資費上的優(yōu)勢繼續(xù)爭奪低端用戶;也可以憑借自身可以提供高數(shù)據(jù)傳輸速率的特點,吸引高端用戶;還可以利用現(xiàn)有的PHS基站設(shè)備推廣大型企業(yè)內(nèi)部通信網(wǎng)。所以,我們應該對PHS無線市話的前途充滿信心。



參 考 文 獻


[1] 韋樂平.“科學地為‘小靈通’定位”.電信技術(shù),2003.9


[2] PHS無線市話專家組."審視PHS無線市話健康發(fā)展之路".電信技術(shù),2003.9


[3] 徐福新.《小靈通(PAS)個人通信接入系統(tǒng)》北京:電子工業(yè)出版社,2002年1月第1版


[4] 趙慧玲,葉華.《以軟交換為核心的下一帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》北京:人民郵電出版社,2002年8月第1版


[5] 萬曉榆.《下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應用》北京:人民郵電出版社,2003年3月第1版



  付友學:重慶郵電學院信科股份有限公司通信建設(shè)部總經(jīng)理,講師,工程師,主要從事下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)技術(shù)方面的研究。


  王 喜:重慶郵電學院通信與信息系統(tǒng)專業(yè)碩士研究生。


  管文明:重慶郵電學院通信與信息系統(tǒng)專業(yè)碩士研究生




----《中國數(shù)據(jù)通信》

   

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