PHS與3G的業(yè)務(wù)融合

付友學(xué)　王喜　管文明


重慶郵電學(xué)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(shí)現(xiàn)PHS與3G業(yè)務(wù)融合的關(guān)鍵技術(shù)——軟交換。在文章的最后我們對(duì)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(yùn)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(shí)現(xiàn)兩者業(yè)務(wù)融合的關(guān)鍵技術(shù)--軟交換，文章最后對(duì)PHS的未來進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)相比有許多十分顯著的不同點(diǎn)，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(fù)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(dǎo)致了各自最佳應(yīng)用范圍的不同。盡管PHS終端具有一定意義上的移動(dòng)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(jìn)移動(dòng)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(jī)資源、傳輸資源和號(hào)碼資源，是一種無線接入技術(shù)；而3G則需要組建獨(dú)立復(fù)雜的蜂窩移動(dòng)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(yīng)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(dá)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(shí)存在基站數(shù)量過多，覆蓋較差，不能支持高速移動(dòng)的用戶、切換時(shí)間較長，容易掉話，后續(xù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和維護(hù)代價(jià)較高，性能難以滿足蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本要求等缺點(diǎn)。因此PHS網(wǎng)絡(luò)不宜作為蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用。


　�。�3）在多址方式上，PHS采用的是TDMA，而3G的三大主流標(biāo)準(zhǔn)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(shí)分雙工（TDD），而3G中只有TD-SCDMA采用這種方式。針對(duì)多媒體應(yīng)用時(shí)上下行鏈路傳輸容量的不同需求，采用TDD可以動(dòng)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(dòng)不如FDD。因此，長期以來，業(yè)界一直不主張將TDD方式應(yīng)用于廣域大規(guī)模組網(wǎng)，而將其定位于小范圍熱點(diǎn)覆蓋應(yīng)用技術(shù)。


　　總的來看，3G與PHS是兩個(gè)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(wù)的3G的發(fā)展肯定會(huì)對(duì)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(jìn)空間，可以通過必要的技術(shù)升級(jí)來適應(yīng)市場的需要，例如采用更大功率的基站，實(shí)現(xiàn)更多信道的捆綁，開發(fā)更豐富的業(yè)務(wù)和應(yīng)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(dòng)通信體制，不僅難以過渡到蜂窩移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)（IMT-2000）是國際電信聯(lián)盟（ITU）制訂的一個(gè)能夠提供移動(dòng)綜合電信業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng)。ITU-T負(fù)責(zé)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(biāo)準(zhǔn)（Q.1701）》中闡述了“3G家族”的概念，并明確了由ITU-T標(biāo)準(zhǔn)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(jì)是3G的一大特點(diǎn)，它可以方便地通過一組標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)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(xì)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(xiàng)功能，它還可進(jìn)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(shí)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(wù)融合的關(guān)鍵——軟交換


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


　　3G核心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展在很多方面應(yīng)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(wù)以及業(yè)務(wù)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(shí)現(xiàn)了在單一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上提供語音、數(shù)據(jù)、多媒體等綜合業(yè)務(wù)。其技術(shù)特點(diǎn)綜合了電信網(wǎng)的嚴(yán)謹(jǐn)性和IP網(wǎng)的靈活性，符合電路交換向分組交換演進(jìn)的大趨勢。NGN實(shí)現(xiàn)控制、承載、業(yè)務(wù)的分離，為通信網(wǎng)提供了一個(gè)不受傳輸方式限制的業(yè)務(wù)環(huán)境，另外也使業(yè)務(wù)能夠真正獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)，使業(yè)務(wù)的提供具有相當(dāng)大的靈活性。更為重要的是，NGN的業(yè)務(wù)提供模型與3G核心網(wǎng)絡(luò)的開放業(yè)務(wù)架構(gòu)OSA十分相似，為未來網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)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(tái)都是由基于NGN的多業(yè)務(wù)組件構(gòu)成，其軟交換平臺(tái)可以通過MSC/GMSC/SGSN接入滿足WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的第三代無線通信系統(tǒng)用戶，同一軟交換平臺(tái)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(gè)網(wǎng)絡(luò)可以充分地利用IP主干網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)開放的應(yīng)用編程接口（如Parlay API等）與第三方應(yīng)用服務(wù)器平臺(tái)互聯(lián)，如圖4所示。通過這些API，業(yè)務(wù)應(yīng)用程序可以方便地利用承載網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)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(xì)節(jié)，從而形成靈活的業(yè)務(wù)加載手段。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以和業(yè)務(wù)提供商合作，在開放業(yè)務(wù)平臺(tái)上開發(fā)出各種各樣的靈活業(yè)務(wù)，從而滿足用戶不斷變化的業(yè)務(wù)需求。


5 PHS的前景展望


　　我國的PHS業(yè)務(wù)占據(jù)的頻段（1900～1920MHz）是3G主要工作頻段中TDD業(yè)務(wù)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(dòng)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(biāo)準(zhǔn)100MHz（2300～2400MHz）的附加頻段，相比較另兩種3G標(biāo)準(zhǔn)共60MHz×2的頻寬而言，政府對(duì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)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(duì)頻譜資源的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于WCDMA。可見，TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)營牌照，在相當(dāng)長一段時(shí)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(wù)，而保留原有的PHS業(yè)務(wù)頻段。


　　從市場角度分析，3G在國外的發(fā)展?fàn)顩r遠(yuǎn)不如原先預(yù)期的那樣樂觀，3G終端技術(shù)的不成熟以及移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場不理想的開發(fā)現(xiàn)狀使我國3G牌照的發(fā)放時(shí)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(gè)漫長的過程。而到目前為止，全國已有27個(gè)省市（包括臺(tái)灣�。╅_通了PHS業(yè)務(wù)，用戶已達(dá)2 000萬，目前用戶數(shù)仍在高速增長，到2005年用戶量將達(dá)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(hù)和充分利用國有資產(chǎn)的原則，國家必須對(duì)已經(jīng)形成的PHS無線市話市場負(fù)責(zé)，不會(huì)終止PHS業(yè)務(wù)。另外，電信和網(wǎng)通開展3G業(yè)務(wù)以后，也可以通過轉(zhuǎn)移用戶的方法來保護(hù)投資，假設(shè)電信手上有3 000萬PHS用戶，新的3G移動(dòng)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(dòng)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(dāng)然，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的用戶定位是不一樣的，PHS業(yè)務(wù)的市場定位肯定是低端用戶，3G業(yè)務(wù)的市場定位必然是高端用戶，兩者可以互補(bǔ)。綜上所述，我們有充足的理由對(duì)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(yùn)營商的經(jīng)濟(jì)效益。從市場的角度考慮，PHS與3G可以共存一段時(shí)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(shí)現(xiàn)平滑過渡，但是PHS與3G業(yè)務(wù)的融合通過軟交換平臺(tái)完全可以實(shí)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(dòng)通信系統(tǒng)融合的技術(shù)，而應(yīng)該堅(jiān)持技術(shù)上的高起點(diǎn)。對(duì)于3G業(yè)務(wù)開展起來以后的PHS，可以繼續(xù)利用其在語音資費(fèi)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(diǎn)，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(yīng)該對(duì)PHS無線市話的前途充滿信心。



參 考 文 獻(xiàn)


[1] 韋樂平.“科學(xué)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(gè)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(yīng)用》北京：人民郵電出版社，2003年3月第1版



　　付友學(xué)：重慶郵電學(xué)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(xué)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(xué)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》