在歐美等發(fā)達國家，隨著手機普及率的日漸提高和市場的日益成熟，移動運營商都面臨著價格下滑、客戶轉網、ARPU值下降等難題。即使在中國，移動新用戶的增幅也開始放緩，隨著小靈通的介入，聯(lián)通CDMA網的大規(guī)模放號，移動通信市場的競爭也越來越激烈。

    在這種情況下，技術和業(yè)務創(chuàng)新越來越受到運營商的重視。移動短信業(yè)務的崛起可以說是中國網絡股盈利的決定性因素，同時也給運營商帶來了豐厚的利潤，由此可見業(yè)務創(chuàng)新對于運營商的重要性。2003年，在法國舉行的3GSM世界大會和在美國舉行的CTIA無線大會上，一種類似對講機的“Push-To-Talk”的移動通信業(yè)務開始浮出水面，引起了移動通信界極大關注。

    提到Push-To-Talk技術，就不能不提到美國的第五大無線運營商Nextel公司，他們早在1996年就在摩托羅拉的iDEN集群網上就推出了稱之為DirectConnect的PTT服務。業(yè)界普遍認為正是由于擁有該項服務，Nextel的擁有最高的ARPU值和最低的客戶流失率。Nextel的客戶70%都在使用這項業(yè)務。

    我們所說的PTT技術是指在手機上實現(xiàn)類似對講機的功能，更準確的說法應該是PoC(Pushtotalk on Cellular)技術。手機用戶只要按下一個專用鍵就可以和預先設定的一個組內的人進行一對多的通話。PTT功能在專用的無線集群網上是一種基本的功能，但是在公用網上的實現(xiàn)還是一個嶄新的技術。由于分組數(shù)據(jù)交換網絡的出現(xiàn)，才使該服務成為一種可能。

    一、POC技術簡介

    PTT原本是一種類似對講機功能的業(yè)務，只能提供單向的通話能力。它允許用戶可以通過按下一個按鍵就可以立刻和一個或者多個用戶進行通信。其基本的業(yè)務特點是：

    ·半雙工的通信方式

    ·不需要進行撥號呼叫，單鍵按下就能通話

    ·通信資費比較便宜

    這種通信方式是集群移動通信網絡的一個基本業(yè)務。但是1G或者2G的公眾網中，就不能有效的提供這種應用。這是因為這類的移動網絡是面向電路交換的網絡，在用戶通話之前之必須通過撥號進行呼叫建立過程，相對集群通信來說，呼叫建立的時延大；此外，在用戶通話過程中，本次呼叫始終占據(jù)上行和下行兩個方向的資源，這樣通話的費用無法降低。

    而在2.5G和3G的移動通信網絡中，這種應用變得可實現(xiàn)了。這主要因為這些網絡能夠有效的提供分組業(yè)務，而分組業(yè)務的永遠在線和對上下行鏈路的不對稱處理特點使得很容易實現(xiàn)PTT的業(yè)務需求。目前，北美的Verizon公司已經開始在自己的CDMA2000網絡中商用化該業(yè)務。而且，國內的運營商也在積極的進行這方面的試驗。目前，業(yè)界普遍看好PTT這項業(yè)務，并且認為這是未來3G系統(tǒng)提供多媒體業(yè)務的一個開始。

    為了解決多種移動接入網絡使用PTT業(yè)務的互操作性，同時也為了避免市場的過度分散，OMA統(tǒng)一進行了PoC的標準化工作。這項工作的目標就是利用已經存在的3GPPIPMultimediaSubsystem (IMS)的通信能力，或者3GPP2 Multimedia Domain (MMD)的通信能力來實現(xiàn)在公網上開展PTT業(yè)務，并且保證各個PoC系統(tǒng)的互通性。此外，OMA制定的PoC標準的另外一個目的是提供開展多媒體應用的一個業(yè)務平臺。在OMA制定的PoC結構中，既可以實現(xiàn)諸如一對一、一對多和在線列表等簡單業(yè)務，也可實現(xiàn)語音短信、家庭會議等復雜業(yè)務，而且未來還可以提供諸如即時語音短信、即時視頻短信、即時多媒體流等更具誘惑的應用。OMA的標準化工作得到了眾多運營商、設備商的支持，諾基亞，愛立信，摩托羅拉，西門子等是主要的成員。

    二、OMA標準的PoC架構介紹

    OMA對于PoC架構的建議如下圖所示：

    在該架構中，包含了這幾個功能實體：

    1.PoC客戶

    PoC客戶是位于手機終端上的軟件。用戶使用帶PoC客戶功能的手機享受PTT業(yè)務

    2.PoC服務器：

    PTT業(yè)務的主要后臺處理器，功能包括：PoC會話處理功能，媒體分發(fā)功能，floorcontrol信令處理功能，提供SIP會話處理功能(比如SIP會話發(fā)起和結束等)，提供加入組會話的策略管理，提供戶入PoC會話的策略處理，提供會話參與者信息，收集、提供媒體質量信息，提供計費報告。

    3.在線服務器

    在線服務器主要提供目前用戶的狀態(tài)和可用信息。

    4.GLMS

    PoC用戶使用GLMS來管理PoC服務所需要的組和列表信息。具體來說就是提供列表管理操作來創(chuàng)建、修改、獲取或者刪除組和列表；提過組和列表的存儲。

    5.SIPCORE：

    SIPcore包括一些SIPProxy和SIPregistrar。主要的功能包括：在PoC客戶和PoC服務器之間路由SIP信令；提供地址發(fā)現(xiàn)和地址解析服務；提供SIP壓縮功能；提供PoC客戶的認證和鑒權；維護用戶的SIP注冊信息；提供計費信息。

    該架構中的一個典型PTT業(yè)務流程為：

    用戶A首先注冊到SIPcore上，同時獲得事先實現(xiàn)定義了的其他組成員信息(是否在線)。然后，選擇一個在線用戶B進行PTT呼叫(按下PTT按鍵)。這時的呼叫流程是采用SIP協(xié)議(經過SIPcore中轉)，建立到PoC服務器的呼叫鏈路(該鏈路只能是從A到PoC服務器的單向通道)。PoC接收到該連接后，從GLMS中查出被叫用戶的地址信息，應用SIP協(xié)議建立到被叫用戶的呼叫鏈路(從PoC服務器到B的單向通道)。建立成功后，A就可以進行說話，其中語音數(shù)據(jù)采用RTP/IP方式傳送到PoC服務器處，再由PoC服務器轉發(fā)到B處，此時B只能聽。當A釋放PTT按鍵，則表示釋放說話權。這時，雙方可以搶說話權，如果這時B想說話，按下PTT按鍵，而且搶到說話權，則變成主叫用戶，而A變成聽眾。如此循環(huán)。其中，說話權的處理流程是通過floorcontrol信令來完成的。

    三、TD-SCDMA網絡中實現(xiàn)PTT業(yè)務

    TD-SCDMA是我國第一個擁有自主知識產權的國際通信標準，也是為國際接納和完整標準化的一個技術，是世界唯一主流的TDD模式的國際3G標準。TD-SCDMA技術采用了同步CDMA、智能天線、軟件無線電、聯(lián)合檢測、接力切換、低碼片速率、多時隙TD-SCDMA、直接擴頻CDMA、自適應功率調整等一系列技術，具有頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大，系統(tǒng)成本的特點，能夠提供高速的分組數(shù)據(jù)傳送能力。正是由于TD-SCDMA采了多種的先進技術，相對于其他技術來說，TD-SCDMA更加適合PTT業(yè)務的開展。

    1)在TD-SCDMA中實現(xiàn)PTT業(yè)務的網絡部署結構

    根據(jù)OMA的標準，本文提出了一種在TD-SCDMA網絡中的PTT業(yè)務具體實現(xiàn)方案，基本結構如下圖所示：

    在該實現(xiàn)中，PoC服務器放在運營商IP網絡中。SIPCORE在TD-SCDMA網絡IMS域的CSCF中實現(xiàn)。PoC業(yè)務(包括語音，文字等)數(shù)據(jù)由TD-SCDMA的分組業(yè)務傳送方式提供：語音采用RTP/IP支持的VOIP方式提供，呼叫連接信令部分采用SIP協(xié)議(需要經過CSCF)，而floorcontrol信令采用VOIP帶內的DTMF方式。其中，各個功能實體完全遵守OMA的標準。

    2)POC服務器和終端之間的接口描述

    1.用戶平面

    PoC服務器和終端之間的用戶平面走TD-SCDMA的分組域(經過核心網絡的GGSN互相連接)。其中，在終端和GGSN之間，分組數(shù)據(jù)(語音的IP數(shù)據(jù)包)作為用戶的凈荷封裝在相關的協(xié)議中傳送。

    floorcontrol信令采用DTMF，作為分組數(shù)據(jù)一起傳送(一般稱為帶內信令)。在PoC服務器或者終端的地方，才開始區(qū)分和處理。

    2.控制平面

    控制平面主要處理的是PTT業(yè)務的首次呼叫信令處理過程，一般采用SIP協(xié)議。主要包括兩方面的過程：

    ·終端到CSCF的SIP注冊過程

    ·終端到PoC服務器的SIP呼叫：終端到PoC服務器的SIP呼叫信令首先在CSCF處被終結；然后CSCF發(fā)起到PoC服務器的SIP呼叫。

    其中，終端到PoC服務器的SIP呼叫在CSCF處被終結的主要原因是在TD-SCDMA網絡內的SIP信令采用SIP頭壓縮的處理，而且需要獨立的鑒權驗證。而從CSCF到PoC服務器的SIP采用的是IETF的相關標準。

    3)TD-SCDMA網絡中實現(xiàn)PTT業(yè)務的優(yōu)勢

    TD-SCDMA的技術特點尤其適合PTT的應用。在TDD的工作模式中，上下行數(shù)據(jù)的傳輸通過控制上、下行的發(fā)送時間長短來決定，可以靈活控制和改變發(fā)送和接收的時段長短比例，這尤其適合單工及半雙工通信等非對稱業(yè)務的高效傳輸。智能天線技術提供終端定位和跟蹤能力、頻率分配的靈活性、上下行數(shù)據(jù)不對稱性等等，帶來PTT技術實現(xiàn)的低成本和業(yè)務靈活能力。具體來說有以下幾點：

    1.頻率選擇容易，易于開展PTT業(yè)務

    由于TD-SCDMA采用TDD方式，在開展PTT業(yè)務方面，相對于其他3G技術，很容易選擇合適的頻段。TD-SCDMA只需要一個獨立的1.6M頻段就可以開展業(yè)務，而不需要象FDD必須滿足上下行對稱的頻段使用。在目前頻率資源緊缺的情況下。TD-SCDMA更適合運營商針對一些特殊需求的行業(yè)用戶(軍隊、公安等)提供多頻段手機的PTT業(yè)務的快速開展和規(guī)劃。

    2.傳輸速率高，提高PTT業(yè)務質量

    TD-SCDMA的分組數(shù)據(jù)傳送能夠達到384kbps。而在PoC業(yè)務中，語音業(yè)務的能力是重要的指標。在分組域上，提高通話能力有兩種途徑：一是提高語音的編碼(壓縮比)，二是提供更高的傳輸速率。目前，在語音的壓縮技術比較成熟的基礎上，TD-SCDMA的高速率傳輸能力意味著可以提供更好的通話質量。

    3.傳輸速率可變，支持PTT業(yè)務中多種QoS要求

    因為PoC業(yè)務提供的業(yè)務包括語音，文字，甚至包括視頻(未來)等等。而這些業(yè)務要求的QoS是完全不一樣的：比如語音業(yè)務需要的帶寬高于文字，低于視頻；而要求的時延上，語音業(yè)務要高于文字；在可靠性上，文字要求的可靠性更高，而語音允許一定的傳輸錯誤率。

    TD-SCDMA在不同的環(huán)境中，可以提供不同的傳輸速率。這種傳輸速率可變的特點更加適合PoC業(yè)務媒體流的傳輸。

    4.支持半雙工通信的能力強，提高PTT業(yè)務的頻率使用效率

    PoC業(yè)務的語音服務是半雙工的，也就是說，一個用戶同時只能說或者聽。TD-SCDMA采用TDD雙工方式，可以通過靈活的調整上下行的轉換點來提供單向業(yè)務，而且這種應用方式的頻譜利用率更高。

    5.智能天線準確定位，拓展PTT業(yè)務的行業(yè)應用范圍

    TD-SCDMA采用了智能天線技術，可以方便，簡單，快速的提供較為精確的定位能力，完全可以結合presence服務提供更多基于位置的準確信息。而這些位置可以集成進PoC的業(yè)務平臺中，使得用戶在移動環(huán)境下，在通話的同時準確定位對方的地理位置，這種功能在一些PoC業(yè)務的行業(yè)應用中非常重要。

    6.系統(tǒng)容量大，支持更多的PTT業(yè)務用戶

    TD-SCDMA的容量要大于其他的3G系統(tǒng)，遠高于目前的2G/2.5G的系統(tǒng)。容量大意味著，可以提供的PoC的用戶數(shù)目多。同時從另外一方面講，大容量的特點可以使得系統(tǒng)在提供PoC業(yè)務的同時，仍然可以保證提供一定的其他業(yè)務的能力，也就是說，PoC對其他業(yè)務的影響小。

    7.自主知識產權，提供PTT業(yè)務更好的信息安全能力

    采用TD-SCDMA承載PTT業(yè)務，不僅適合于以公眾運營為目的的公共網絡，而且也適用于軍隊、電力、油田、水利等專用通信網絡，使得這些專用領域的通信和信息化能力有大的飛躍。在這方面，中國自主知識產權的TD-SCDMA具有得天獨厚的優(yōu)勢，包括核心芯片在內，國內廠商基本掌握其核心技術，又擁有相關的自主知識產權，因此，針對專用網絡的應用特點，可以為其業(yè)務應用進行量身定制，例如提供加密功能、提供各種調度應用功能等。

    四、結論

    集群通信在未來幾年中的應用前景廣大，而應用公眾移動網絡提供PTT業(yè)務是利用公網提供集群業(yè)務的一個很好的技術。更為重要的是，PTT業(yè)務對于移動多媒體業(yè)務的發(fā)展是一個試金石，很有可能成為未來3G網絡的殺手級應用，獲得了運營商、設備商和廣大SP,CP的大力支持。

    而TD-SCDMA所采用的一系列技術對于PTT業(yè)務的應用開展，與其他技術相比具有一定的優(yōu)勢和特色，在TD-SCDMA網絡上部署PTT業(yè)務將為運營商、設備制造商和用戶帶來多方共贏的局面。我們也看到，TD-SCDMA作為我國第一個擁有自主知識產權的國際通信標準，起步較晚，尤其在網絡業(yè)務應用研究和實踐方面，還需要運營商，設備制造商及業(yè)務開發(fā)商共同攜手，長期合作，不斷推出新的特色業(yè)務。