PHS与3G的关系及两者的业务融合

    对于PHS技术的应用一直争议较大。目前，随着3G脚步的日益临近，PHS未来的命运引起了广泛关注，业界都在探讨PHS向3G的平滑过渡。因此，探讨PHS向3G平滑过渡的可能性以及PHS的未来发展前景很有必要。

1 PHS与3G的差异
    从技术的角度看，PHS与现有的3G标准相比有许多十分显著的不同点，诸如组网方式、多址方式、双工方式、帧结构、调制方式、信道分配方式、频率复用技术、发射功率、语音编码方式等等。其中最主要的差异在于组网方式、多址方式和双工方式，这3方面的差异导致了各自最佳应用范围的不同。尽管PHS终端具有一定意义上的移动性，但PHS毕竟只是一种新兴的无线接入网技术，不同于3G移动通信技术[1]。3G与PHS是两个不同层面上的技术，具有更高频谱效率、更大容量、更好通话质量和更丰富业务的3G的发展肯定会对PHS的发展起抑制和部分替代作用。但PHS技术有较大的改进空间，可以通过必要的技术升级来适应市场的需要，例如采用更大功率的基站，实现更多信道的捆绑，开发更丰富的业务和应用等等。然而，PHS毕竟只是一种无线接入技术，不仅难以过渡到蜂窝移动通信，更难以过渡到3G。PHS只能与3G融合而不能过渡到3G。

2 PHS与3G融合的基础
    第3代移动通信系统(3G)是国际电信联盟(ITU)制订的能够提供移动综合电信业务的通信系统。ITU-T中负责3G信令和协议研究的SG11/WP3工作组在《IMT-2000网络框架标准(Q.1701)》中阐述了“3G家族”的概念，并明确了由ITU-T标准化的一组接口[2]，如图1所示。

    在图1中，与网络有关的接口为A接口和NNI，即3G的网络可以划分为无线接入网络(RAN)和核心网络(CN)两部分。这种采用模块化结构的网络设计是3G的一大特点，它可以方便地通过一组标准化接口将各种不同的现有网络与3G的组件连在一起，为网络运营商提供了一条将现有网络与3G网络融合的途径。
    由于ITU-T只规定了外部接口，并没有对网络采用的技术加以限制，所以，按照各组成部分的功能划分，3G系统的网络结构如图2所示。

    从图2可见，3G的无线接入网可细分为无线载体通用功能(RBCF)和无线传输特殊功能(RTSF)两部分。前者包括所有与采用的无线接入技术无关的控制与传输功能；后者包括与无线技术有关的各项功能。无线接入网也可进一步分为无线传输技术(RTT)和相关的无线传输适配功能(RTAF)，以便将不同的RTT与通用的RBCF连接起来。
    在核心网络侧，3G的结构还允许通过使用网际互连功能(IWF)来支持现有核心网络的接入，实现3G核心网络与现有核心网络之间的互连互通。类似地，通过一定的适配模块(AF)，第3代核心网络也可以支持现有的无线接入技术，充分体现了3G系统的家族概念和现有网络与3G网络融合的灵活性。

3 PHS与3G业务融合的关键
    虽然3G制式的移动通信技术各有特点，但它们可以实现的业务功能却是类似的。因此PHS网络向3G的过渡其实就是PHS网络业务的过渡。过渡过程中PHS系统本身的核心网络将保持延续性。
    PHS网络向3G过渡时，在业务层通过软件升级，PHS系统现有的PHS业务平台可以方便地为3G提供相应的业务，实现网络资源的共享[3]。例如，现有的PHS智能增值业务和WCDMA采用相同的智能网结构，由不同网络的业务交换点(SSP)完成基本的呼叫处理，由业务控制点(SCP)完成业务逻辑控制。PHS智能增值业务目前基于CAMEL2和MAP phase2协议，只要分别升级为CAMEL3和MAP phase3就可以实现对WCDMA的智能业务支持。另外，PHS系统可以增加新的业务管理模块以不断加强和完善业务管理平台的功能，例如，针对3G业务体系架构开放的特点，增加发布业务、管理业务能力的模块；针对3G强调客户化、个性化的特点，增加用户定制、业务访问控制等模块。
    在核心网部分，3G的发展在很多方面应用了下一代网络(NGN)的技术。从网络结构、接口协议，业务以及业务开发各方面，3G与NGN的发展是协调一致的[4]。 在网络结构方面，NGN和3G核心网络的层次结构十分相近；在接口协议方面，3G网络与NGN所采用的协议许多都是一致的，包括H.248／MEGAO协议、BICC协议、SIP协议、SIGTRAN协议。
    NGN的核心是软交换，软交换实现了在单一的网络平台上提供语音、数据、多媒体等综合业务，其技术特点综合了电信网的严谨性和IP网的灵活性，符合电路交换向分组交换演进的大趋势。NGN实现了控制、承载、业务的分离，为通信网提供了一个不受传输方式限制的业务环境，也使业务能够真正独立于网络，使业务的提供具有相当大的灵活性。更为重要的是，NGN的业务提供模型与3G核心网络的开放业务架构(OSA)十分相似，为未来网络在业务上的完全融合提供了可能。
    PHS与3G业务融合的关键是要采用软交换技术。采用软交换的PHS系统的软、硬件平台都是由基于NGN的多业务组件构成。软交换平台可以通过MSC/GMSC/SGSN接入满足WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA标准的第3代无线通信系统用户。同一软交换平台既可以作为PHS的网络控制中心，也可以作为3G网络控制中心，整个网络可以充分地利用IP主干网络进行互连。
    基于软交换的PHS系统与3G系统都可以通过标准开放的应用编程接口(如Parlay API等)与第3方应用服务器平台互连，如图3所示。通过这些API，业务应用程序可以方便地利用承载网络的业务能力，如呼叫控制能力、用户信息查询能力等，而又不必了解承载网络信令细节，从而形成灵活的业务加载手段。网络运营商可以和业务提供商合作，在开放业务平台上开发出各种各样的灵活业务，从而满足用户不断变化的业务需求。

4 PHS前景展望
    中国的PHS业务所占据的频段(1 900～1 920 MHz)是3G主要工作频段中TDD业务频段(1 880～1 920 MHz、2 010～2 025 MHz)中的一部分，这是PHS发展中所无法回避的问题。在信息产业部正式颁布的中国第3代公众移动通信系统频率规划方案中，除3G核心频段中的55 MHz TDD频段之外，政府又额外批给了TD-SCDMA标准100 MHz(2 300～2 400 MHz)的附加频段。相比较另两种3G标准总共60 MHz×2的频宽而言，政府对具有自主知识产权的TD-SCDMA标准的政策倾向是显而易见的。但是从技术的角度考虑，WCDMA所需要的带宽至少为5 MHz×2，TD-SCDMA所需最小带宽只有1.6 MHz左右，TD-SCDMA对频谱资源的利用率远远大于WCDMA。可见，TD-SCDMA得到的频段极为宽裕。如果中国电信和中国网通拿到TD-SCDMA标准的运营牌照，在相当长一段时间内都完全可以只利用2 010～2 025 MHz、2 300～2 400 MHz这些频段开展3G业务，而保留原有的PHS业务频段。
    从市场角度分析，3G在国外的发展状况远不如原先预期的那样乐观，3G终端技术的不成熟以及移动数据业务市场开发不理想的现状使中国3G牌照的发放时间不断推迟。就算中国3G牌照现在发放，3G也不可能在一夜之间建成，从建网到投入大规模商用需要一个漫长的过程[5]。而到目前为止，中国已有27个省市(包括台湾省)开通了PHS业务，用户已达2 000万，目前用户数仍在高速增长，到2005年用户量将达到至少3 000万，网络规模将是现在的2～3倍。根据保护和充分利用国有资产的原则，国家必须对已经形成的PHS无线市话市场负责，不可能终止PHS业务。另外，中国电信和中国网通开展3G业务以后，也可以通过转移用户的方法来保护原有投资，假设中国电信有3 000万PHS用户，新的3G移动通信网建成了，可以将3 000万用户里的一部分转到3G移动网里，比如转了1 000万，3G用户就增加了1 000万，PHS这边又空出1 000万容量，还可以发展新的PHS用户。当然，两个网络的用户定位是不一样的，PHS业务的市场定位肯定是低端用户，3G业务的市场定位必然是高端用户，两者可以互补。

5 结束语
    发展PHS无线市话可以充分利用本地固定电话网络资源、提高运营商的经济效益。从市场的角度考虑，PHS与3G可以共存一段时间，并不矛盾；从技术的角度考虑，PHS与3G属于不同体制的技术，它们之间无法实现平滑过渡，但是PHS与3G业务的融合通过软交换平台完全可以实现。发展PHS无线市话必须避免采用那些虽然成本低但是难以与未来的移动通信系统融合的技术，而应该坚持技术上的高起点。对于3G业务开展起来以后的PHS，可以继续利用其在语音资费上的优势继续争夺低端用户，也可以凭借自身可以提供高数据传输速率的特点，吸引高端用户，还可以利用现有的PHS基站设备推广大型企业内部通信网。综上所述，有充足的理由对PHS无线市话的未来充满信心。

6 参考文献
    [1] 韦乐平. 科学地为“小灵通”定位 [J]. 电信技术, 2003.(9):1-3.
    [2] 王文博, 常永宇等. 移动通信原理与应用 [M]. 北京:北京邮电大学出版社, 2002.10.
    [3] 张灿, 马肃平. WCDMA与PHS两网共存的探讨 [J]. 电信科学, 2003,(11):21-23.
    [4] 万晓榆. 下一代网络技术与应用 [M]. 北京:人民邮电出版社, 2003.3.
    [5] PHS无线市话专家组. 审视PHS无线市话健康发展之路 [J]. 电信技术, 2003,(9):4-7.

收稿日期：2003-10-02

[摘要] 文章比较了PHS与3G技术上的主要差异，分析了PHS与3G融合的基础，介绍了实现两者业务融合的关键技术？？软交换技术，探讨了PHS向3G平滑过渡的可能性，对PHS的未来发展前景进行了展望。

[关键词] 个人手持电话系统；第3代移动通信；下一代网络；软交换

[Abstract] The main technical differences between PHS and 3G and the base of the convergence of PHS and 3G are analyzed. With the introduction of Softswitch, a key technology for the service convergence of PHS and 3G, the possibility of the smooth transition of PHS to 3G is discussed. And the prospect of PHS is finally viewed.

[Keywords] PHS; 3G; NGN; Softswitch