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小灵通用的是什么信号?

王朝干货·作者佚名  2011-12-04  
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是高频信号。

在有关“技术落后”与“人民需要”的长久纷争之后,小灵通也由遍地开花向平稳发展阶段过渡,此文正是从技术本身出发,探讨小灵通技术的优势与局限性,以及未来技术走向。

1998年浙江省余杭市电信公司在国内首先开通无线市话业务,到2003年底,全国的小灵通用户数已经超过3500万。从出现到现在,小灵通技术一直是人们争论的热点之一。

小灵通源自何方?

小灵通是个人通信接入系统(Personal Handyphone System,PHS)的俗称,它采用微蜂窝技术,将电话以数字无线方式接入固定电话网,作为固定电话的补充和延伸,充分利用固定电话网资源,因此也被称为无线市话。通过小灵通手机或者固定单元,可以在移动中或者固定地点实现通话和其他数据业务功能。由于其手机机身小巧、资费便宜,因此被称为“小灵通”。

我国的小灵通技术是将PHS技术和程控交换技术相结合而开发的技术,目前广泛使用的小灵通系统有PAS(Personal Access System)系统或者PCS(Personal Communication System)系统以及PHS系统等几种,而并非单纯的PHS系统。

PHS核心技术由日本NTT研制。1994年,日本推出PHS系统实验网,1995年7月,经日本邮电省批准,NTT和DDI率先推出基于PHS技术的移动电话服务,1995至1997是PHS技术在日本发展的主要时期,自1997年12月始,PHS用户不断减少并最终在日本走向衰落。

我国将小灵通定位于固定电话的补充和延伸,由无线连接代替固定电话最后几百米的电缆连接,将原有的固定电话从住宅、办公室内的通信延伸到室外、城市内或者城市之间的通信,并借助于低资费特点,促使小灵通迅速膨胀式发展。

系统组成及其核心技术

小灵通系统的组成 以PAS系统为例,小灵通PAS系统在现有的固定网络上通过V5接口将本地交换机(LS)与个人手持电话系统—无线本地环路(PHS-WLL)相连接,再与空中话务控制器(ATC)结合在一起,从而实现用固定电话网来提供移动业务。

频率分配和多址技术 根据信息产业部《关于PHS和DECT无线接入系统共用1.9GHz频段频率台站管理规定的通知》,规定1900MHz~1920MHz频段用于无线接入系统。

PHS系统的基站和手机之间采用TDD(多载频时分双工模式),基于时分多址TDMA结构。

信道动态分配技术 小灵通系统采用微蜂窝技术,将整个服务区划分为多个微小区。与移动通信系统不同的是,小灵通系统不是采用为每个小区站分配固定的使用频率,而是随着通话过程为小区站自行分配最佳的频段和信道。小灵通系统把微蜂窝技术和信道动态分配技术结合在一起,有助于解决小灵通频率资源短缺的问题,也提高了系统的容量。

小灵通的主要技术特点

小灵通技术本身既存在一定的优势,同时也存在一些局限性,在我国小灵通的发展中,一直存在对小灵通技术方面的争论。

优势 小灵通应用以来,除了资费低以外,一直以其系统和手机发射功率小、终端机身小巧且待机时间长为技术上的宣传卖点。

小灵通基站和终端的发送功率目前主要分为三类,即10mW、20mW的小功率基站,200mW、500mW的大功率基站,以及同样属于大功率基站的卫星定位系统(GPS)基站。

因此,小灵通的基站发送功率均小于500mW,远小于移动通信系统基站的发送功率3000mW。同样,小灵通手机的发射功率仅为10mW,也小于普通移动手机600mW至1000mW的发送功率。

小灵通手机不仅机身轻巧,而且一般都能够达到6至8小时通话、500至800小时待机的长使用时间,远高于普通移动手机。并且,由于采用数字技术和信道动态分配技术,使得小灵通频率利用率非常之高,而相应的系统建设成本则因为设备简单而远低于GSM和CDMA移动通信网络。

劣势 与明显的优势相同,小灵通的技术局限性也一直困扰着小灵通的发展,甚至因为其网络通话质量不佳而影响其市场发展进程。小灵通的主要技术局限性在于:

1. 基站覆盖范围小

在发展初期,大多采用发射功率20mW的小功率基站,基站的低发射功率直接影响了通话质量。虽然后期采用了500mW的大功率基站,扩大了基站的覆盖范围,改善了通话质量,但是仍然无法与GSM和CDMA较大的基站覆盖范围相比。

举例来说,10mW基站的覆盖范围约为150米到300米,500mW基站的覆盖范围约为200米到500米,因此理论上必须每隔200到500米就设立一个小灵通基站,以消除网络盲区。因此,随着小灵通建设铺开,必然带来基站增多问题,这对于人口较多的大城市网络优化而言,将花费更大的代价。

2. 频繁切换影响质量

由于基站覆盖范围小,手机容易出现不同基站间频繁切换现象,严重影响到通话质量。在越区切换时,更易出现切换时间较长和掉话现象。

3. 高频率弱点

小灵通空中传输信号频率高,电波绕射能力差,传播主要靠直射、反射。折射和穿透能力差、损耗大,衍射和绕射能力差。同时,由于发射功率小,信号穿透性较差,会导致室内通话质量没有室外通话质量好的现象。

4. 兼容性问题严重

目前,小灵通网络还没有严格、统一的规范和标准,实际网络运行时各厂商兼容性差,这将严重影响到中国电信和中国网通下一步的统一联网工作。

5. 频段问题

小灵通目前所使用的1900MHz~1920MHz之间的频段,是今后第三代移动通信的频段,这段频段以后将让位于中国的TD-SCDMA,如何解决这一问题,是固定运营商所面临的商业及政策困境。

小灵通去向何处?

随着小灵通的用户增加、应用更为广泛,运营商和设备提供商、终端提供商正在不断改善和发展相关技术,使其具有更多发展空间。

1. 核心网向下一代网络演进

目前,已经出现基于下一代网络技术的小灵通系统。通过采用开放网络结构,即独立网络构建、采用标准协议接口、各构成部分可以独立发展、扩容和升级;统一的网络可以提供多种业务接入;实现多种业务融合,支持话音、数据和视频多媒体的综合应用。这也是小灵通核心网的发展趋势之一。除小灵通市场发展初期铺设的小灵通网络之外,当前新建系统已基本采用此种小灵通核心网络技术。

2. 基站的发展

早期小灵通基站基本采用发射功率为10mW、20mW的小功率基站,后来发展为发射功率为200mW和500mW的大功率基站。

有关PHS基站设置的技术要求中规定,对于用于无线本地环路的PHS基站,发射平均功率不大于500mW,峰值功率不大于4W;用于微蜂窝组网的PHS基站,发射平均功率不大于20mW,峰值功率不大于160mW。此项规定,意在限制小灵通基站发射功率的继续增大,以免影响到GSM及CDMA通信系统。

3. PHS/GSM和PHS/WCDMA双模手机

终端设备厂商已经开始致力于开发PHS/GSM和PHS/WCDMA双模手机,以改变小灵通在网络互通和漫游方面的问题,并使小灵通向3G升级。目前已经有部分厂商公开表示,如有需要,可以直接向市场供货。例如三洋小灵通PHS/GSM双模手机G1000已在中国台湾省上市, UT斯达康在2003年向市场展示了其PHS/GSM双模手机,广州金鹏集团也正在进行PHS/GSM双模手机的开发。双模、多模手机是未来通信终端的发展趋势之一,同时也面临技术上的挑战与机遇。但需要指出的是,在PHS/GSM的技术研发上,到目前仍存在有待完善的技术问题。

4. 增值业务平台开发

随着小灵通市场扩大,除话音业务,小灵通系统中也正在开发增值业务平台,以在其上实现各种增值业务,主要包括小灵通短信业务、拇指信息业务、上网及定位等。

仍有重大阻力在前

虽然小灵通技术在不断发展和改进,但是由于其技术本身的局限性,在用户密集的大城市很难实现良好覆盖,必然影响通话质量。尽管小灵通不断通过增大基站容量、扩充新业务、增加漫游功能来改进其网络的性能和功能,但是小灵通从技术上而言,是一种适于一定市场区域和移动时间段发展的过渡性技术,无法与蜂窝移动通信的先进技术相比,不具备长远技术生命力。

目前,一些厂商通过将小灵通的核心网络向下一代网络演进,以及PHS/GSM和PHS/WCDMA的双模手机,期望小灵通向3G升级。但即便小灵通升级到3G,由于成本高、受限于少数厂商,并且在现有运营商获得移动牌照后,会与运营商新开展的移动业务发生冲突,从而必然导致小灵通业务处于从属地位,而无法成为主力业务,因此,小灵通的发展规模仍将受到很大限制。

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