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3G浪潮下PHS的发展方向
 
  摘要:本文首先介绍了PHS目前在中国的发展情况;接下来对PHS和3G从技术角度进行比较;并对3G和PHS系统之间可能存在的干扰进行了较为详细分析;之后,阐述了影响PHS当前发展的关键因素;最后,对PHS的发展方向进行了总结。

  关键词:PHS,3G牌照,机卡分离,双模手机,短信互通,共存,干扰

一、前言

  2005年,随着3G牌照发放的脚步的加快,各种关于PHS命运的传言也衍生出不同的版本。本文将从技术和市场等角度出发,分析3G浪潮下PHS的发展前景。

二、PHS在中国发展现状

  继03年的突飞猛涨之后,小灵通经历了平稳发展的一年。最新统计数据表明,截至2004年9月,中国电信与中国网通两大电信运营商总计拥有小灵通用户已经超过6200万。这一数据在2003年年底不过3000万,而2002年底之前,只有1200万。运营商和终端厂家都在不断的推出包括机卡分离技术、双模手机、短信互通等在内新技术和新的市场营销策略,以维持小灵通业务的持续增长和盈利。随着3G技术的成熟,3G外场试验的顺利完成,PHS后续的发展前景也变得更加扑朔迷离。

  1、机卡分离技术

  2005年1月初,中国电信集团公司总部举行中国固网和PHS联盟理事会第一次会议,介绍了小灵通终端机卡分离统一标准的主要内容,并共同签订了PHS终端机卡分离统一标准的使用协议。

  但机卡分离技术最终能否顺利实施还取决于多方面的因素,首当其冲的便是政策因素。此次小灵通凭借"机卡分离"模式可以实现漫游功能,有可能突破了"市话业务的延伸和补充"的定义,向移动网络更进一步,因而有可能受到电信监管部门的禁止。目前,信息产业部对小灵通的"机卡分离"还未出台任何相关政策,不能排除其存在较大的变数的可能性。并且,标准的统一以及不同运营商之间、不同终端厂家之间的利益分配和协调工作也需要一个过程。

  2、双模手机

  早在去年年初,UT斯达康公司自主研发生产的全球第一部兼容PHS和GSM的双模手机就已在越南胡志明市正式推出并备受关注,但由于PHS在国内没有获得进网许可,一直未能在国内上市。GSM+PHS双模式手机在满足用户降低平均话费的同时,可以弥补小灵通网络覆盖的不足,但出于移动运营商和固网运营商利益协调等方面的考虑,其发展在国内受到禁止。

  随着3G的快速发展,以UT斯达康为代表的主要PHS厂商又将很大一部分精力投入到了PHS和3G的双模终端的研发。电信和网通这两大固网运营商在发到3G牌照之后,并不会放弃已有的小灵通业务和为数可观的未来的3G用户群,必然会寻求一种较为稳妥的过渡方式,将小灵通用户逐步转为3G用户。而PHS和3G的双模甚至多模终端的出现,正式迎合了这一需求。但其在国内市场的发展情况还是受到诸如国家政策,3G发展情况,双模手机价格等多种因素的制约。

  3、短信互通

  从去年9月份起,全国小灵通用户正式实现短信互发。中国移动的用户和中国电信的小灵通用户已经于去年12月份实现了全国范围内的短信互通,中国联通和中国电信的短信互通也将于今年1月份实现,中国移动和中国网通也在2005年1月21日实现全面的短信互通。但目前的手机和小灵通互发的只能是文字短信,彩信和图片信息暂不能互发。

  小灵通的机卡分离技术以及与手机的短信互通,其实质在于小灵通功能与服务的完善。但最终的实施情况还要看其自身技术的发展、各大运营商之间的协调以及信产部对此的态度等多方面的因素。

三、PHS同3G的比较

  PHS与3G的差异主要体现在网络构成方式,技术实现和业务应用等方面。

  1、组网方式不同

  在PHS网络建设初期,我国对PHS做了一些特殊规定,将其作为固定电话网的补充和延伸,定位于小范围低速移动无线接入。其依托于固定网并充分利用其现有的交换机资源、传输资源和号码资源。PHS的无线市话的定位,决定了PHS网络不宜作为蜂窝移动通信系统应用。而3G则需要组建独立复杂的蜂窝移动通信网络,其覆盖范围也远远大于PHS,可以实现全国甚至全世界范围的联网和漫游。

  2、技术实现不同

  PHS与现有的3G标准相比有许多十分显著的不同点,比如多址方式、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。在多址方式上,PHS采用的是TDMA,而3G的三大主流标准采用的基本多址方式都是CDMA。两者在技术和实现上存在本质差异。在双工方式上,PHS采用时分双工(TDD),而3G中只有TD-SCDMA采用这种方式。针对高速多媒体应用时上下行链路传输容量的不同需求,采用TDD可以动态分配上下行链路传输容量,提高带宽利用率。但是,TDD方式的覆盖范围受帧结构的限制,在支持高速移动方面也不如FDD灵活。因此,TDD方式更适用于实现小范围的热点覆盖。

  3、业务应用不同

  PHS主要提供语音和短消息业务,主要面向广大的低端消费群体;3G的主要特色就在于其高速多媒体应用,目前主要面向高端用户。当然,在3G发展的初期,3G运营商会首先推出低端3G应用来争取用户和市场。但其最佳应用范围还在于提供丰富多彩的数据和多媒体业务。

  总的来看,3G与PHS是两个不同层面上的技术,具有更高的频谱效率、更大的容量、更优良的通话质量和更丰富的业务的3G的发展肯定会对PHS的发展起抑制和部分替代作用。PHS毕竟只是一种无线接入技术,不属于蜂窝移动通信体系。PHS最终只能与3G共存并争取融合,或者被3G取代,而不能直接过渡到3G。

四、PHS与3G共存和融合分析

  虽然PHS的基站和终端发射功率比3G系统要小得多,但由于其覆盖半径小,基站密度很大,PHS系统和3G系统能否共存仍需要具体统计和分析。以下针对3G和小灵通的频段占用情况,详细分析了3G系统和小灵通系统可能存在的干扰及共存的可能性,并简单介绍了对PHS和3G系统融合发展的看法。

  小灵通所使用的频段为1900~1920MHz,占用了3G TDD 的部分频段。由图1可见,与其相邻的频段有两段,一段是3G FDD频段,范围为1920~1980MHz,主要用作3G FDD的上行。另一段是部分3G TDD频段,范围为1880~1900MHz。




图1 中国部分频率资源分配图

  注1:MSS: mobile satellite system,移动卫星通信系统

  1、PHS与3G FDD上行之间存在的干扰分析




图2 PHS/FDD系统中的干扰

  注2:CS: cell station PS: personal station

  BS: base station MS: mobile station

  由图2可见,对于PHS的上行,CS接收到来自PS的有用信号和其他干扰信号,干扰包括两部分,一部分是来自其他PS移动台的干扰,另一部分是来自FDD蜂窝中MS移动台的干扰。

  对于PHS的下行,PS接收到来自CS的有用信号和其他干扰信号,干扰包括两部分,一部分是来自CS基站发送给其他PS移动台的信号产生的干扰,另一部分是来自FDD蜂窝中MS移动台的干扰。

  对于FDD蜂窝的上行,BS接收到来自MS的有用信号和其他干扰信号,干扰包括两部分,一部分是来自同一蜂窝中其他MS移动台的干扰,另一部分是来自PHS蜂窝中CS和PS的干扰。

  对于FDD蜂窝的下行,MS接收到来自BS的有用信号和其他干扰信号,由于3G FDD的下行频段和PHS频段间隔很大,大于195MHz,来自PHS系统中CS和PS的干扰可以忽略不计。

  2、PHS与3G TDD之间存在的干扰分析




图3 PHS/TDD系统中的干扰

  注3:参见注2。

  TDD 系统中的干扰不同于FDD系统中的干扰。在TDD的系统中,上下行使用同一个载波,所以基站和终端之间可能存在各种干扰。在图3中,我们可以看到所有的干扰情形。除了存在基站和终端间的有用信号以及与FDD系统中类似的不同系统的基站和终端之间的干扰,还存在TDD系统由于同步问题而引入的特有的干扰,即不同系统的终端之间(不同MS之间)和不同系统的基站之间(不同BS之间)也可能存在干扰。

  由以上对PHS和3G系统的干扰分析,我们可以看出,PHS系统和3G系统之间的干扰情况比较复杂,尤其是PHS和3G TDD系统之间。系统仿真和实际现网测试的结果也显示PHS系统和3G存在一定的干扰。在实际网络规划中,特别是当PHS和3G共存时,必须根据实际干扰情况,灵活设置基站的站址和保护频带,才能把系统间的干扰降到最低。

  此外,PHS和3G系统的融合也是当前一个热点,其关键在于通过软交换技术实现PHS业务和3G业务的融合,共用业务平台。但融合的具体实现涉及政策、技术以及成本等多方面的因素,能否实施现在还不能确定。

五、影响PHS发展的关键因素

  一种系统的发展并不仅仅取决于其技术的先进性,还受到政策、市场等多方面因素的影响。PHS这几年的迅速发展就是很好的见证。

  1、固网运营商的发展战略

  各种的数据表明,中国电信和中国网通对PHS的投资已经在逐步缩减,正在逐步将其主要精力投入到3G网络的试验和建设。固网运营商要保证在使用最小投资获取最大利润,尽量争取更多的移动用户的同时,逐步减小PHS的投资规模,完善PHS网络优化并提高服务质量,最终,完成成本回收并成功战略转型到3G网络的运营。对于最近涌现出的机卡分离、双模终端等新技术以及短信互通,移动数据等新的业务,运营商必须结合3G的发展情况充分考察其可应用性,争取最大程度地利用现有PHS网络的资源,获取更多的利益。

  2、PHS价值链中各要素的开拓创新能力

  当前在日本,PHS主要用于集团用户和企业内部,大规模的网络覆盖主要由PDC和CDMA2000,以及日本制式的WCDMA实现。而当前在国内,PHS网络还是存在覆盖漏洞、在高速移动状态下掉话以及切换时间过长等问题,影响了用户满意度。因此,PHS价值链上的固网运营商、终端和设备厂商以及业务内容提供商等的当务之急便是不断推动短信互通和移动数据等业务的发展,寻找并不断创新PHS的业务增长点及其所适合的应用环境。

  3、政府行为和国家政策

  PHS的发展从一直未获得信产部的正式批准到得到默许并给以定位,到其明文规定短信互联用户范围包含无线市话用户,政策上的不明朗让小灵通在获得大规模应用的同时,也制约了它的发展。机卡分离和双模手机的推出就明显的同小灵通的最初定位于固网的延伸而存在冲突,这些新技术能否真正投入使用在当前来说并不确定,这肯定在一定程度上限制了小灵通的发展。并且,获得许可的3 G虽然尚未发牌照,但其大规模发展已经引起了大多数运营商、终端和设备厂商以及广大内容提供商的广泛关注,这无疑是影响小灵通发展的另一个重要因素。

六、总结

  笔者认为,在中国发放3G牌照之后,PHS凭借其已有的优势,会在较短的几年内仍占据大量的通信市场,尤其是低端语音市场。但随着3G网络的建设和其成熟应用的不断推出,PHS逐步淡出大范围的覆盖应用,最终将走向社区、主要建筑物,甚至农村居民聚集区等区域性应用,仅仅作为固定网和移动网的补充和延伸而存在。