PHS與3G的業務融合

2019-11-03 09:16:42

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供稿：網友

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的關系以及實現PHS與3G業務融合的關鍵技術——軟交換。在文章的最后我們對PHS的發展前景做出了展望。

　　關鍵詞 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，關于PHS無線市話未來的命運引起了廣泛關注，業界都在探討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的未來發展前景。

　　本文首先比較了PHS與3G的技術特征，接著分析了兩者融合的基礎，并闡述了實現兩者業務融合的關鍵技術--軟交換，文章最后對PHS的未來進行了展望。

2 PHS與3G的比較

　　從技術的角度看，PHS與現有的3G標準相比有許多十分顯著的不同點，諸如組網方式、多址方式、雙工方式、幀結構、調制方式、信道分配方式、頻率復用技術、發射功率、語音編碼方式等等。其中最重要的差異在于組網方式、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技術，不同于3G那樣的先進移動通信技術：

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

　　（2）在組網方式技術上，PHS以微蜂窩為主，覆蓋距離僅數十米至數百米，其聯網改造成本很高，不具備統一聯網、全國漫游的必要基礎；而3G網絡主要以宏蜂窩為主，覆蓋距離可達數公里至數十公里。這些差異使PHS在構建大規模網絡時存在基站數量過多，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，后續網絡優化和維護代價較高，性能難以滿足蜂窩移動通信系統的基本要求等缺點。因此PHS網絡不宜作為蜂窩移動通信系統應用。

　　（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結構不靈活，支持高速移動不如FDD。因此，長期以來，業界一直不主張將TDD方式應用于廣域大規模組網，而將其定位于小范圍熱點覆蓋應用技術。

　　總的來看，3G與PHS是兩個不同層面上的技術，具有更高頻譜效率、更大容量、更好通話質量和更豐富業務的3G的發展肯定會對PHS的發展起抑制和部分替代作用。但PHS技術有較大的改進空間，可以通過必要的技術升級來適應市場的需要，例如采用更大功率的基站，實現更多信道的捆綁，開發更豐富的業務和應用等等。然而，PHS畢竟只是一種無線接入技術，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

　　第三代移動通信系統（IMT-2000）是國際電信聯盟（ITU）制訂的一個能夠提供移動綜合電信業務的通信系統。ITU-T負責3G信令和協議研究的SG11/WP3工作組在《IMT-2000網絡框架標準（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。

　　與網絡有關的接口為A接口和NNI，即3G的網絡可以劃分為無線接入網絡（RAN radio access network）和核心網絡（CN core network）兩部分。這種采用模塊化結構的網絡設計是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有網絡與3G的組件連在一起，因此，這就為網絡運營商提供了一條將現有網絡與3G網絡融合的途徑。

　　3G的無線接入網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無關的控制與傳輸功能；后者包括與無線技術有關的各項功能，它還可進一步分為無線傳輸技術（RTT）和相關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。

　　在核心網絡側，3G的結構還允許通過使用網際互聯功能（IWF）來支持現有核心網絡的接入，實現3G核心網絡與現有核心網絡之間的互聯互通。類似地，通過一定的適配模塊（AF），第三代核心網絡也可以支持現有的無線接入技術。因此，這充分體現3G系統的家族概念和現有網絡與3G網絡融合的靈活性。

4 PHS與3G業務融合的關鍵——軟交換

　　雖然3G制式的移動通信技術各有特點，但它們可以實現的業務功能卻是類似的。因此PHS網絡向3G的過渡其實就是PHS網絡業務的過渡，系統本身的核心網絡將保持一個延續性，這一點同GSM向WCDMA和CDMAIS-95向CDMA2000的過渡進程類似。

　　3G核心網絡的發展在很多方面應用了NGN下一代網絡的技術。從網絡結構、接口協議、業務以及業務開發各方面，3G與NGN的發展是協調一致的。在網絡結構方面，NGN和3G核心網絡的層次結構十分相近；在接口協議方面，3G網絡與NGN所采用的協議許多都是一致的，包括H.248/MEGAO協議、BICC協議、Sip協議、SIGTRAN協議。NGN的核心是軟交換，軟交換實現了在單一的網絡平臺上提供語音、數據、多媒體等綜合業務。其技術特點綜合了電信網的嚴謹性和IP網的靈活性，符合電路交換向分組交換演進的大趨勢。NGN實現控制、承載、業務的分離，為通信網提供了一個不受傳輸方式限制的業務環境，另外也使業務能夠真正獨立于網絡，使業務的提供具有相當大的靈活性。更為重要的是，NGN的業務提供模型與3G核心網絡的開放業務架構OSA十分相似，為未來網絡在業務上的完全融合提供了可能：

　　（1）采用軟交換的PHS系統的軟、硬件平臺都是由基于NGN的多業務組件構成，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用戶，同一軟交換平臺既可以作為PHS的網絡控制中心，也可以作為3G網絡控制中心，整個網絡可以充分地利用IP主干網絡進行互聯，如圖3所示。

　　（2）基于軟交換的PHS系統與3G系統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，如圖4所示。通過這些API，業務應用程序可以方便地利用承載網絡的業務能力，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絡信令細節，從而形成靈活的業務加載手段。網絡運營商可以和業務提供商合作，在開放業務平臺上開發出各種各樣的靈活業務，從而滿足用戶不斷變化的業務需求。

5 PHS的前景展望

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

　　在信息產業部正式頒布的我國第三代（3G）公眾移動通信系統頻率規劃方案中，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權的TD-SCDMA標準的政策傾向是顯而易見的。但是從技術的角度考慮，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通拿到TD-SCDMA標準的運營牌照，在相當長一段時間內都完全可以只利用2010MHz～2025MHz、2300MHz～2400MHz這些頻段開展3G業務，而保留原有的PHS業務頻段。

　　從市場角度分析，3G在國外的發展狀況遠不如原先預期的那樣樂觀，3G終端技術的不成熟以及移動數據業務市場不理想的開發現狀使我國3G牌照的發放時間仍然是未知數。而且3G不可能在一夜之間建成，從建網到投入大規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（包括臺灣省）開通了PHS業務，用戶已達2 000萬，目前用戶數仍在高速增長，到2005年用戶量將達到至少3 000萬，網絡規模將是現在的2～3倍。根據保護和充分利用國有資產的原則，國家必須對已經形成的PHS無線市話市場負責，不會終止PHS業務。另外，電信和網通開展3G業務以后，也可以通過轉移用戶的方法來保護投資，假設電信手上有3 000萬PHS用戶，新的3G移動通信網建成了，可以將3 000萬用戶里的一部分轉到3G移動網里，比如轉了1 000萬，3G用戶就增加了1 000萬，這邊又空出1 000萬容量，還可以發展新的用戶。當然，兩個網絡的用戶定位是不一樣的，PHS業務的市場定位肯定是低端用戶，3G業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 結語

　　總而言之，發展PHS無線市話可以充分利用本地固定電話網絡資源、提高運營商的經濟效益。從市場的角度考慮，PHS與3G可以共存一段時間，并不矛盾。從技術的角度考慮，PHS與3G屬于不同體制的技術，它們之間無法實現平滑過渡，但是PHS與3G業務的融合通過軟交換平臺完全可以實現。發展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融合的技術，而應該堅持技術上的高起點。對于3G業務開展起來以后的PHS，可以繼續利用其在語音資費上的優勢繼續爭奪低端用戶；也可以憑借自身可以提供高數據傳輸速率的特點，吸引高端用戶；還可以利用現有的PHS基站設備推廣大型企業內部通信網。所以，我們應該對PHS無線市話的前途充滿信心。

參考文獻

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

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

[5] 萬曉榆.《下一代網絡技術與應用》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部總經理，講師，工程師，主要從事下一代網絡（NGN）技術方面的研究。

　　王喜：重慶郵電學院通信與信息系統專業碩士研究生。

　　管文明：重慶郵電學院通信與信息系統專業碩士研究生

----《中國數據通信》