1.中國幾種數字集群技術
中國主要應用的幾種數字集群技術包括歐洲的TETRA,美國的iDEN,以及國內自主知識產權的GoTa和GT800。
(1)TETRA
TETRA是由歐洲電信標準協會(ETSI)推薦的標準。TETRA系統是壹個空中接口信令開放的系統,並大量借鑒了GSM的概念。它基於TDMA方式,在25kb/s帶寬內分4個信道,采用較先進的ACELP語音編碼方式和(π/4)QPSK數字調制技術。它支持連續覆蓋和大區覆蓋,並且支持脫網直通和端到端加密功能。TETRA系統在調度功能上是比較完善的,所以它非常適合做專網,尤其是軍隊、武警、公檢法等單位。
(2)iDEN
iDEN是由摩托羅拉公司推出的,它也采用TDMA制式,在25kHz的信道上分6個時隙(已經開發出25kHz帶寬上分成12個時隙)。它的VSELP語音編碼和16QAM調制技術都比較先進。iDEN系統的起源設計就是作***網用的,所以它是集指揮調度、雙工互連、分組數據和短消息於壹體的工作方式。
iDEN系統是以調度為主的,又是根據公網考慮設計的系統,所以它的基本調度系統功能包括:組呼通話、私密通話、通話提示、來電顯示。調度的先進功能包括:優先級、緊急呼叫、狀態信息、多組掃描、區域限制、孤立站運行、調度臺等。iDEN系統也有虛擬網功能,通過虛擬專網(VPN),最終用戶可以管理其終端用戶的終端配置,包括開戶,增加新業務,更改調度私密號、組號、電話號碼,重新編組以及隨時取得詳細通話清單和使用統計等。
(3)GoTa
GoTa(全球開放式集群架構)是由中興公司自主研發,基於CDMA1X技術面向新技術演進的數字集群通信系統,目標是滿足***網集群需要,兼顧專網集群應用。
GoTa系統基於CDMA多址方式,它采用16QAM和QPSK的調制方式和QCELP語音編碼技術,頻分雙工,上下行各1.25MHz帶寬,間隔45MHz。GoTa的空中接口在cdma2000技術基礎上進行了優化和改造,核心網采用獨立的分組數據域,基於A8/A9和A10/A11標準接口,可以公開並標準化。
GoTa具有壹定的技術優勢,解決了基於CDMA技術實現集群業務的關鍵技術。在處理通信連接時也采用了***享的方式,減少網絡處理呼叫的時延。GoTa具有快速接入、高信道效率和頻譜使用率、較高的用戶私密性、易擴展和支持業務種類多等技術優點。
在GoTa系統的設計中充分考慮了數字集群通信***網的特點,面向移動運營商開發設計,充分考慮了移動商務用戶的需求,可以用壹部終端將集群調度業務、普通語音業務、分組數據業務、眾多增值業務(短信、定位)等多種通信服務集成於壹個網絡中。GoTa系統的靈活性高、性價比優異和功能全面等特征,為運營商開辟出更多的贏利空間。
(4)GT800
GT800系統是由華為公司研發的基於GSM技術的數字集群系統。GT800是基於GPRS和GSMR技術開發的系統,其第二階段將與TD-SCDMA技術結合。華為公司研發GT800系統是面向國內數字集群市場需求,參考現有數字集群系統的業務特性,尤其是在快速呼叫、群組業務、優先級控制、安全保密、故障弱化方面進行了大量工作,可提供滿足國內專業移動通信需求的完整集群調度業務。同時,為滿足用戶對高速數據業務的需求,GT800通過GPRS技術,實現可變速率的數據傳輸功能。GT800的第二階段通過引入TD-SCDMA,進壹步提供最高速率為2Mb/s的數據業務。
GT800可以提供廣泛的業務,包括基本通話、短信、集群調度、優先級搶占、快速接續以及基於位置的路由等,同時還提供基於GPRS的數據業務。GT800適合集群通信的***網運營,也適合民航、鐵道、水利、市政、交通、建築、搶險救災、礦區等專業部門自建專網。
2.3G網絡的PoC業務 3G網絡的PoC業務標準主要由OMA來制定,並基於3GPP和3GPP2的IMS網絡架構。
(1)PoC業務概念和業務特征
PoC是壹種雙向、即時、多方通信方式,允許用戶與壹個或多個用戶進行通信。該業務類似移動對講業務——用戶按鍵與某個用戶通話或廣播到壹個群組的參與者那裏,接收方收聽到這個發言聲音後,可以沒有任何動作,例如不應答這個呼叫,或者在聽到發送方聲音之前,被通知並且必須接收該呼叫。在該初始語音完成後,其他參與者可以響應該語音消息。PoC通信是半雙工的,每次最多只能有壹個人發言,其他人接聽。
PoC的業務特性包括:
●PoC群組可以是預先定義的,也可以是臨時建立(Adhoc)方式的,或者類似聊天室的方式,用戶自行加入聊天組。
●用戶通過請求發言權實現發言,發言權的控制有壹套嚴格控制機制。
●發言權由PoC業務實體授予,如果在壹段時間(業務提供商設置)之後用戶沒有發言,發言權將會超時而失效。
●PoC業務實體可以在其他被叫用戶接受會話邀請之前,先給發起用戶發送指示,如果沒有用戶接收到媒體流,PoC參與者可以獲得提示。
●PoC可以與互聯網現有類似語音性質的業務進行交互,如在線遊戲,包括音頻功能的即時消息等。
在PoC體系結構中,對用戶的發言權控制是非常重要的概念。發言權控制主要是在用戶平面來完成,基於RTP/RTCP,同時OMA又定義了RTCP的壹種APP應用,稱為TBCP協議,從而實現了PoC媒體流的分發和發言權的控制。對於會話的信令控制主要是應用SIP/SDP,實現SIP註冊、路由和安全方面的管理,從而保證PoC會話的完成。
(2)IMS對PoC的支持
I MS對PoC的支持主要實現在PoC業務的註冊和安全、SIP信令路由、SIP信令壓縮、地址解析、對標識隱藏的管理以及計費等功能。
在IMS的註冊中,首先用戶建立PDP上下文,通過GPRS請求或者DNS解析過程發現IMS中的P-CSCF。P-CSCF把註冊請求轉發給I-CSCF,通過I-CSCF問詢HSS而找到S-CSCF。在S-CSCF中實現註冊過程。在這個過程中PoC用戶和S-CSCF通過AKA算法實現雙方的認證和鑒權。
當用戶註冊和鑒權成功後,PoC用戶可以發起組呼請求。在會話邀請的SIP消息頭Contact的Tag中添加“+g.poc.talkburst”或者“+g.poc.groupad”,從而標明這是壹個PoC群組會話。P-CSCF把呼叫邀請轉發給I-CSCF,問詢歸屬的S-CSCF的地址,從而把邀請轉發給S-CSCF。S-CSCF通過從HSS下載的iFC(初始過慮規則),根據業務觸發點,把會話邀請轉交給響應的PoCserver。PoCserver進行會話控制,並通過IMS把會話邀請轉發給組內其他用戶,在經過媒體授權和協商後,組呼可以建立。
PoC業務的計費基於IMS的計費框架,可以根據事件計費、組會話計費、發言計費等。
另外PoC業務還應用了IMS中的SIP信令壓縮功能,信令壓縮是為了節約鏈路資源,減少延時,在PoCClient和P-CSCF上實現SIP信令的壓縮和解壓縮。同時IMS還支持對其他用戶或部分用戶實現用戶標識隱藏。另外,在IMS中考慮到PoC會話媒體承載響應時間和媒體QoS平衡,使用了SIP信令的QoS等級。 1.技術差異
數字集群要求前後向資源***享,即在壹個小區覆蓋範圍內所有同組集群用戶***同占用壹個無線和有線信道。壹個信道承載的用戶數對於集群手機數量是沒有限制的,這樣可以極大的增加資源的承載能力。單信道資源情況下,理論上可以支持無窮多個集群手機進行調度。
而PoC中每壹個用戶要占用獨立的無線和有線資源,也就意味著資源占用在業務實現時有多少用戶進入組呼,就要占用多少信道資源,對於PTT來說要成倍地增加資源占用。如果只有壹個無線信道,則PoC業務就不能提供,至少要提供2個無線信道才能保證壹對壹的PoC呼叫。
2.關鍵指標差異
數字集群和PoC最根本的差異就是其關鍵指標——接續時延的差異。
PoC的接續時間壹般都在2-3秒以上,有時候甚至達到10秒以上,如果用戶較多、使用頻率增加或網絡信號較差,接續時間會更長。而數字集群的接續時間都被控制在1秒或者更短的時間之內,這也是數字集群壹直沒有被移動公網所取代的根本原因,也是其核心的競爭力。
國外幾種數字集群網絡的時延指標都在1秒之內,壹般的組建立時延400ms~700ms、PTT<300ms,壹般壹次組呼建立和維持時間分布在5-12s即結束,而PoC基本不能滿足這種要求。
3.市場定位不同
數字集群的市場定位分為兩種:壹是專業用戶市場,二是公眾用戶市場。專業的數字集群用戶壹般估計為移動用戶的10%左右,按照中國3億移動用戶估算,也有3000萬用戶的數字集群市場空間。
PoC業務面對的主要是個人用戶,主導的語音和綜合業務是其創造收入的主要來源,而語音和綜合業務也是目前全球移動運營商面對競爭壓力最大的業務。
4.利潤率不同
首先,數字集群由於服務對象以政府、單位等集團客戶為主,對於價格不是十分敏感;其次,專業的集群調度業務所產生的任何收入都是在幾乎沒有競爭下產生的,同時調度業務主要在網內實現,不存在網間結算成本;另外由於專業需要,產品的可取代性很低,這些用戶的忠誠度很高,離網率很低,這些都為數字集群運營商節約壹定的運營成本。
而基於移動公網的PoC業務與運營商其他業務相比基本上都是雷同的,具有可取代的特點,所以PoC業務的經營活動和產品都面臨市場的有力競爭,產品、業務價格不斷下降,利潤率不高,結算成本也占據了很大的比例,這些直接導致了產品、業務定價時必須考慮的承受底線。
5.覆蓋重點不同
數字集群客戶主要以工作為主,需要在工作區域進行有效覆蓋,比如市區室外覆蓋、工作區域的重點區域覆蓋,同時對於農村等偏遠區域集群用戶基本上沒有覆蓋需要,數字集群的這種簡單覆蓋要求完全可以利用成熟的無線通信手段予以滿足,比如所有的基站都支持大區制建網,這樣就在很大程度上節約了系統投資,對於局部重點區域的覆蓋手段也很成熟,如政府大樓,工廠總部等等,只需要較低的成本就能滿足覆蓋要求。
對於突發情況帶來的調度需求,通過孤立站運行和脫網直通就可以滿足需要,但是這種情況比例極低。
對於PoC業務來說由於用戶的移動性很大,分布很廣,可以說凡是有人存在的地方都需要進行覆蓋,所以要求大量的網絡投入,即使僅僅考慮基本的覆蓋,粗略估計至少也是數字集群網絡的2-4倍覆蓋投入。
6.容量需求不同
根據市場占有率的分析,即使按照10%的比例進行考慮,足以說明數字集群對容量的要求不高,所以在建設數字集群網絡初期的時候根本不必考慮容量的壓力,可以理解為在容量上數字集群系統只需要移動公網10%的容量資源,就可以正常運行並滿足數字集群用戶的容量要求,這對於建設壹個數字集群網來說無疑是壹大優勢。
而對於PoC業務來說,為了保證容量需求,移動運營商不得不使用小區制規劃建網,通過降低基站發射功率,下調俯仰角,降低基站天線高度等方式,增加基站密度,提高區域用戶容量。