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[无线市话] 无线市话的应用与展望 [复制链接]

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发表于 2005-1-13 16:49:00 |只看该作者 |倒序浏览

The Application of Local Wireless Telephone
廖静瑶 Liao Jinyao 张晓红 Zhang Xiaohong

摘要：文章在分析无线市话应用的基础上，介绍了中兴个人无线通信系统ZXPCS的应用前景。

关键词：无线市话个人便携电话系统个人无线通信系统

Abstract:This paper introduces the application of the Zhongxing Telecom's Personal Wireless Communication SystemZXPCS on the basis of the analysis of local wireless telephone.

Key words

ocal wireless telephone PHS PCS

1 无线市话的来源及发展

无线市话是当前中国电信业发展过程中产生的新概念。1999年是中国电信史上具有特殊意义的一年，首先是国家信息产业部实行了降低“初装费”和调整通信资费的政策，然后又完成电信改组。这一系列政策措施使四大网络公司都在筹划如何增强自己的优势，发展新的业务增长点。拥有固定网的中国电信面对移动的剥离如何有效利用现有网络来提高放号率、提高接通率、增加业务等，是目前急需考虑的问题。

　　在这种情况下，如果能利用现有无线接入技术建设市话网，并在原来提供的业务基础上增加一定范围的移动性，这样既有效利用了现有的网络资源，满足了人们的需求，解决了目前的老大难问题，又增强了竞争性，从而能促进固定网络的进一步发展。

　　“无线市话”的概念及其巨大的市场由此而产生。诸多专家学者纷纷针对采用何种技术建设无线市话网展开讨论与分析。目前可供无线市话应用的技术主要有个人便携电话系统(PHS)、码分多址(CDMA)、增强型数字无绳通信技术(DECT)和个人接入通信系统(PACS)。PHS是目前国内争论较多的无线市话技术。究竟采用何种技术建设无线市话网，不仅是众多专家学者激烈讨论的中心，也是目前建设无线市话的运营者非常关心的问题。

2 PHS在日本的发展状况

　　1995年7月，日本NTT和DDI公司分别开通了PHS话音业务。同年10月，ASTEL公司加入PHS话音业务的竞争。PHS服务区域及用户数迅速增长，至1996年7月，仅一年的时间，用户数就发展到了10万；1997年9月，用户数达到700万。3家公司所采用的网络基站大多为日本早期开发的10mW小基站，随着网络建设规模的扩大，小基站的弊端逐步显示出来，从众多的专家对PHS分析中也可以看到，PHS表现出了由于基站覆盖范围小引起的一系列问题：断话、静音、盲区多、维护费用高等等。从1998年起，日本的PHS电话用户开始下降。参加PHS话音业务运营的3家公司中的DDI是最早意识到这些问题并采取了措施进行网络改造。他们使用日本最新商用的第3代大功率基站。该基站采用了一系列解决问题的先进技术来改善网络的服务质量。目前，拥有日本59％用户的DDI公司占有业务总额的75％的份额，其业务量和用户量仍然不断在上升，但其一家的发展掩盖不了其他两家的减退，所以实际情况是，PHS的话音用户在总体上正逐步走向衰落。

　　虽然近两年，日本PHS话音业务开始下降，但据最新数据统计，PHS数据业务在近两年却一直以

2 700％的速度增长，且全年的利润增长已相当稳定。目前，改进后的基站可支持64kbit/s的数据传输速率，1999年底可支持128kbit/s。世界PHS论坛组织最近声称：PHS业务在日本不断上升，更高的数据速率、优质的话音质量和低廉的成本使PHS有着很好的前景，这是连CDMA也无法比拟的。最近推出了PHS/蜂窝双模手机，将会进一步增强PHS的吸引力。

3 无线市话在中国的应用

　　现在中国固定通信网上已有一亿多市话装机容量，均为邢撸杓苌柘呃拢⒉痪咭贫浴＞菔谐〉鞑椋?0％的人在80％的时间里在一定的范围内活动，而现在绝大多数的GSM移动电话消费者都认为话费太高，而固定电话虽便宜却不能移动。固定网目前普遍存在3个老大难问题是：装机难、放号难、热装冷用。

　　中国电信目前主要经营固定网。面对更为激烈的市场竞争，固定网必须寻找新的用户群、开发新业务、开拓新的经济增长点。中国人口众多，经济发展不平衡，电话用户按其各自的特点基本上可以分成3类：固定电话用户、移动电话用户、无线市话用户。在中国，移动电话用户现定位于收入较高的人士，而大部分国民还处于中等收入阶段。对他们来说，提供一种可移动的市话业务，是其最合适的选择，因此作为固定电话补充和延伸的“无线市话”就满足了存在于中国固定电话与移动电话用户之间的相当大的一群人的消费思想和消费水平。

　　目前电信行业激烈的市场竞争，使得固定网运营商在考虑上“无线市话”时不得不持谨慎的态度。从目前各省市已建无线市话网络的开通情况来看，主要采用PHS技术，应用的是主要用于室内的10mW小基站。基站数量大，一次性投资大，风险也大。从开通后的情况也不同程度地反映出一些缺陷和问题，比如静音和断话现象严重、手机移动速率低、维护困难等方面。这样使运营者对这种投资产生了顾虑，人们需要的产品是既能在使用性能上满足消费者需求，又能在投资、经营、维护上满足运营者利益，这样才能进一步规范市场，优化网络。

　　“无线市话”本身的概念就定位了它在电话网络中的地位，它所面对的用户群是基于固定电话用户和移动电话用户之间。从这个方面上讲，“无线市话”不仅是固定网的延伸和补充，同时也是数字蜂窝网的补充。未来中国的发展将形成3种用户群互相兼容的局面，而且由于“无线市话”低消费、高话务量的特点，也正弥补了GSM网络的不足。无线市话和移动电话是满足不同需求的不同的通信工具。从中国固定电话和GSM移动电话的发展容量和速度上可以预测到“无线市话”的巨大的市场潜力。

4 中兴ZXPCS的产品优势

　　针对固定网“无线市话”的需求及目前网络应用存在的问题，深圳市中兴通讯股份有限公司为满足国内市场需求，针对性地推出了无线市话ZXPCS个人无线通信系统。它是在中兴接入网的基础上，采用了日本最新的第3代PHS自适应大功率技术，在性能上为用户提供高质量的网络服务，在网络建设方面最大限度降低了网络运营商的投资风险，使运营者能够较快地获得收益。

　　中兴ZXPCS个人无线通信系统由中心控制模块(CCM)、移动管理中心(MMC)、接入网络单元(ANU)、基站控制器(CSC)、基站(CS)和无线移动终端(移动手机、无线数据卡、可视电话)组成。根据系统容量大小不同，ZXPCS系统结构可采用单模块和多模块两种方式。在用户话务量为0.05～0.07Erl时，单模块系统可带用户数为1.5万户，多模块系统可带20万用户。其系统结构如图1所示。

　　和当前其它“无线市话”设备相比，中兴ZXPCS个人无线通信系统无论从技术、维护上，还是投资上都极具优势。

4.1 技术优势

　　ZXPCS结合了大型交换机、接入网、日本第3代PHS的技术优势，和目前已在国内市场运行的PHS基站相比，不但给用户提供了高质量的系统性能，而且在经营、维护上保证了运营者利益。

　　(1)大功率基站优势：该系统采用大功率基站，提高了覆盖范围；可改善频繁的越区切换易掉话；减少基站数量；降低初期投资成本，减少风险；易实现无缝覆盖，扩容方便；增强系统资源的共享；增强在建筑物中的穿透力和移动性，提高了通信质量。

　　(2)高接收灵敏度技术优势：系统大基站输出功率为500mW，终端输出功率为10mW。上下行覆盖范围不同，一方面采用自适应最大功率同相分集合成，增强接收信号强度；另一方面采用差分同步检波、低噪声系数接收，提高了接收机灵敏度，解决了上下行不平衡问题，真正实现大范围覆盖。

　　(3)自适应阵列处理技术优势：系统采用DSP技术，采用自适应阵列处理，对由4根天线组成的天线阵接收的不同方向、不同路径的信号进行幅度和相位的实时调整，使有用信号增强(改善6dB)，干扰信号减弱，使系统容量相对提高，并且减小信号因传播环境变化带来的影响，提高系统的适应性、移动性(时速可达70km/h)、绕射性，进一步改善通信质量。

　　(4)帧同步技术优势：系统采用同步技术，在蜂窝的每一个分组有一个同步主基站，其它蜂窝基站设定成从基站，相互监视控制信道，使其同步，并周期性地监视相邻蜂窝并作必要的调整，使同步得以保持。这样可限制控制信道阻塞，提高手机接入控制信道的能力，并通过减小时隙交迭，降低话音信道的阻塞。保证TDMA帧时隙同步顺序排列，比不采用帧同步技术的系统信道利用率高30％。也就是说，相对于相同的信道，系统容量可提高30％。

　　(5)越区切换优势：通常情况下，PHS手机切换时系统是先切断现话路，再接续新话路，这样切换时间相对较长，大约有1～3s，如信道忙，接续时间甚至更长。在中兴ZXPCS系统中，切换时是先扫描新小区的时隙，接续新话路，再进行切换，因此切换时间减小，从而改善了现基站明显的“静音”现象。

　　(6)系统业务优势：系统提供的终端有手机、无线数据卡及可视电话，可提供普通的话音业务及数据业务，使系统需求的发展空间增大，增强了竞争优势。

　　(7)网络管理技术优势：系统吸收了中兴公司接入网的操作维护和网管优点，使系统故障管理内容齐全，维护易操作、方便。

　　系统采用客户机/服务器架构、图形化用户界面、地理信息系统(GIS)等先进技术，从网元管理级的操作维护到同时对多个网元的远程集中维护。系统管理容量大，在多模块满配置下可管理15个网元共20万左右的无线用户，可统一网管，这是指本网管系统既能维护无线移动设备，又能维护SDH传输设备、4k型接入网设备和信令转换架(MF)等设备。

　　系统提供集中的数据维护，可以任意配置管理人员的权限：可以管理的网元、可以看到的告警、可以更改的数据等；提供集中的安全保护机制。这种机制体现在NT的安全管理上和网管软件本身的安全策略上；提供高度的可扩展性，可以根据需要管理任意多或任意少的网元。网管系统本身也有极强的可伸缩性，既可以按复杂方式组网，也可以将界面服务器协议甚至前置机协议软件放于一台机器上，减少设备投资，可以纳入本地网管中心，进行集中维护。目前中兴公司网管产品已经与NOMA、TLIGHT等网管系统成功对接。

4.2 投资优势

　　用最少的投资，尽快收回成本是经营者最关心的问题。任何通信网络的建设都是分期实施的过程，尤其是无线市话网的建设。对于无线市话的投资，要想尽快收回投资，减少风险，一是分期投资，二是相同的投资下尽可能地扩大服务范围，使放号速度加快。所以初期用最小的投资先解决面覆盖，然后随着用户的增多，解决话务量的覆盖及网络的进一步优化。

　　一般无线市话网的建设分为3个阶段：第一阶段是网络的面覆盖，在这一时期中主要是完成覆盖范围内的连续覆盖，以便运营公司能尽可能早地放号，同时也使手机用户能在尽量大的地方使用；一旦用户能在一个满意的范围内使用这种廉价手机时，用户的数目会有一个飞跃式的增长，这时进入到第二个阶段，网络扩容的重点是用户密集的市中心和商业区。这种扩容将是一个长期的过程。因为话务的热点地区在不断地发生改变；然后是根据网络的不断建设和其他因素的变化对网络进行进一步的优化和必要的楼内覆盖。

　　从前面可以看出，系统建设初期可能只有少数用户。任何一个通信系统的用户数目都是一个渐进增长的过程。使用大基站的特点是系统可以根据用户的变化情况平滑升级和投资。而小基站由于覆盖范围小，必须一次投资到位，这样带来的投资风险和市场风险就比大基站大得多。更为重要的是，大基站由于是分期投入，它的投资回报率就比较高，运营商面临的还贷压力、市场风险将小得多。

　　图2描述了分别采用大基站和小基站建设一个容量为1万用户的无线市话网络时，运营商的投入产出情况。

　　综上所述，从用户投资回报方面，投资建设大基站系统比投资小基站系统有非常大的优势。在这种优势下，大基站又采用了大量的关键技术，在服务质量上比小基站更胜一筹。因此，对运营商来说，选择大基站就更为有利。

5 PHS在中国的发展前景

　　PHS作为无线接入系统所采用的技术在中国已进行了3年的试验阶段。从各市开通的情况来看，由于小功率基站所固有的易掉话、移动速率太低、维护费用高等一系列缺陷已在开通的网络中表现出来，以及日本前两年PHS市场整体上表现出来的低谷使得国内市场对建设无线市话所采用的PHS技术产生了怀疑。现在中国建设无线市话的PHS网络，一定要从日本1997年后开始的PHS话音业务整体上表现的衰落现实中吸取教训和经验。首先，PHS不是作为移动通信系统而是作为无线接入通信系统所采用的技术在中国市场上进行应用，可以充分利用现有的固定电话网络，从而有效降低网络成本；其次，作为日本经营PHS业务唯一赢利的DDI公司，正是采用了具有先进技术的大功率PHS基站系统。从以上对ZXPCS系统的技术和投资分析中也可以看到，PHS系统可有效避免小功率基站系统所带来的弊端；另一方面，PHS无线市话网还可提供远远高于数字蜂窝移动通信网的数据传输速率，以及种类多样、小巧美观的“绿色环保”手机。这些优势是其它建设无线市话的无线接入通信系统所难以比拟的，同样也是PHS具有发展的坚实基础。

　　PHS在中国定位的用户群为中等收入的普通老百姓。无线市话的优势是：一方面，手机具有移动功能；另一方面，用户可充分享受到与固定电话相同的资费。

　　综上所述，PHS在中国市场的发展潜力显而易见。在中国这片辽阔的土地上，建设具有先进技术的新一代PHS网，为用户提供高质量的服务，减少投资风险，保证运营者利益，优化网络，解决目前固定网所面临的实际困难，并进一步发展数据业务，使固定网络不断发展壮大。我们相信，“无线市话”在中国将大有可为。

作者简介：
　　廖静瑶，深圳市中兴通讯股份有限公司上海第一研究所工程师。重庆邮电学院通讯与电子系统专业毕业。从事无线产品系统设计工作。　张晓红，深圳市中兴通讯股份有限公司上海第一研究所副所长。长期从事无线通信应用研究。

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