电路域PoC系统的实现方式和特点

电路域PoC系统的实现方式和特点

张堂辉

普天信息技术研究院

 

1. 概述

PoC（Push To Talk Over celluar）是一种在公网上实现集群呼叫的技术，在最近这几年得到了广泛的关注。它的特点是，PoC用户按下手机上的一个对讲键后就可以和其他用户或者群组进行半双工的语音对话。

常规的PoC实现是通过分组域来实现的，使用VoIP技术来实现语音的通话。但使用分组域来实现PoC业务的时候，具有业务时延大，语音质量差的缺点。这主要是由于现有移动网络能够支持的带宽有限引起的，这也是VoIP业务固有的问题。通话质量无法保证，会严重影响了业务开展和用户的体验。此外使用分组域PoC还存在终端改造面临的困难和成本问题。

而使用电路域来实现PoC业务则可以有效的避免这些问题，因此在分组域PoC的QoS问题没有很好得到解决之前，电路域PoC为我们提供另外一个可行的解决方案。由于电路域的PoC采用普通电话呼叫的方式来实现，因此它适用于各种制式移动网络，包括我国自己开发的TD-SCDMA无线通信标准。

2. 电路域PoC的实现方式

从PoC的功能来看，主要是需要实现三大功能。分别是会话功能，组管理功能，呈现功能。会话功能是指PoC的一对多的组呼叫功能。组管理是指用户能够进行组的创建，组删除，组修改，增加组成员，删除组成员等操作。而呈现功能是指登录的用户能够得到组内其他用户的呈现信息（比如是否在线，是否处于免打扰状态）。

普天TD-SCDMA网络上的电路域PoC系统实现的网络结构图如下所示：

 

图1：普天TD-SCDMA 电路域PoC网络结构示意图

 

 

由上图可以看出，整个系统对外的接口有三部分：1.通过控制服务器和移动网相连的部分，这部分完成语音的接入、录音、放音、会议，谈话权控制等功能。2.通过短消息服务器和短消息网关的互连，实现短消息的接入，完成组管理和呈现功能。3.通过Web服务器和Internet相连，实现Web接入，完成组管理功能。

会话功能通过具有会议功能的交换机来实现多方通话。PoC通话和普通会议电话的区别在于它不需要进行混音，任何一个时刻只有一个能够说话，而其他人都处于接听状态。会话功能的实现方式是采用特服号+PoC组编号的方式来完成组呼叫，和普通的语音呼叫是完全相同的（如图2所示）。在会话期间，用户通过特殊的按键来实现谈话权的控制，这些控制消息通过带内的DTMF信号来实现。当PoC服务器检测到特定的按键消息后，就会分配或者释放谈话权。

 

图2：PoC会话示意图

 

 

组管理通过短消息接口来实现。通过在短消息接口上的自定义协议，将组管理的命令和参数发送到PoC服务器，PoC服务器处理后把结果通过短消息发送给PoC终端。此外，组管理功能还可以通过Web服务器来进行，这样可以给用户提供更方便友好的用户接口。

呈现功能和组管理功能的实现是类似的，但是呈现功能只能够通过短消息接口来实现。当用户的呈现状态发生改变的时候，PoC服务器会发送相关的短消息通知PoC终端。

终端的主要任务是为用户提供良好的用户操作界面，屏蔽下层的短消息通讯细节。这些PoC增强功能可以在特殊SIM卡里完成，也可以在终端软件中完成。

3.电路域PoC的特点

电路域PoC实现方式和分组域有很大的差异，总结起来有以下几个特点：

1．电路域PoC业务由于使用的是传统的电路交换方式来传送语音，因此用户的通话质量能够得到保证，用户体验比较好。而分组域PoC业务由于使用的是没有QoS保证的数据承载业务，通话质量和当时的无线环境密切相关。在用户比较多的时候，往往会出现通话时断时续的现象，严重影响了用户的使用。

2．电路域PoC业务另外一个特点就是覆盖范围很大。只要有电话覆盖的地方就可以使用PoC业务，在用户跨国漫游的时候仍然能够使用，会话中的参与方还可以是固定电话（注：对固定电话用户来说，无法使用呈现功能）。而分组域PoC业务只能在数据业务覆盖到的地方才能使用，在一些偏远和不发达的地区，就可能无法使用分组域PoC业务。

3．从系统的初始呼叫延迟角度来说，电路域PoC呼叫就是普通的电话呼叫，因此首次发起呼叫的延迟就是普通电话呼叫的延迟，一般平均在5～十几秒左右。而分组域PS业务使用分组业务的“永远在线”技术，可以把延迟降到3～5秒左右。

4．PoC业务后续的呼叫其实就是谈话权的控制问题。其中电路域PoC使用专用的语音信道来传输谈话权控制信令，分组域PoC采用RTCP协议来传输谈话权控制信令，从时延上说这两种模式没有明显的差别，都可以做到1秒中之内，但是电路域的可靠性较好。由于分组域使用RTCP协议来做谈话权控制，能够携带的信息比较多，因此分组域PoC用户能够得到更多的会话的状态，比如显示目前是谁在发言等，会话中包含多少个人等。而电路域PoC由于采用DTMF信令，能够传递的信息有限，一般是通过tone声音来提示获得或释放谈话权，其他的信息用户只能够通过语音交互来获知。

5．从无线资源占用的角度上看，电路域PoC系统在会话过程中需要为每一方分配双向的语音通道，无线资源消耗大，使用效率低。而分组域PoC系统则可以采用共享信道的办法，在真正通话中才实际占用无线资源，使用效率就高得多。因此在同样的频谱资源下，分组PoC系统的网络容量会大得多。

4.电路域PoC的应用

上一章我们分析电路域PoC的特点，我们可以看到电路域PoC的主要优势就在于通话语音效果比较好，覆盖范围大。但是缺点是资源消耗比较大，因此使用成本相对于分组域PoC系统来说也高一些。不过即便如此，使用PoC系统仍然比使用专用的集群系统成本要低得多。因此我们认为电路域PoC业务主要适用的范围如下：

1．  适用于对通话质量要求高，要求通话覆盖范围大的行业用户。作为一种调度和协调的工具。比如物流公司，公共交通，保安物业，监察城管等行业。

2．  运营商在移动网建网初期，网络容量比较富余的时候，作为特色新业务吸引用户眼球，提高用户的黏着率和忠诚度。

PoC应用的时候，终端的改造成本也是一个影响市场推广的重要问题。采用电路域PoC的方案，最简单的方式是采用更换特殊的SIM卡就可以支持电路域PoC业务，这也是分组域PoC业务不可比拟的。

5. 结束语

在本文中，我们介绍了在电路域上实现PoC业务的方式，并对电路域PoC的特点和应用领域进行简要的分析。目前移动通信网分组域PoC业务的QoS问题尚未能很好的解决，即时到了3G时代带宽提升后，我们预期这个问题仍然存在。而电路域PoC能够提供高质量的集群通讯方式，而且具有覆盖范围广的特点，因此我们认为电路域PoC系统在未来的一段时期仍然会有自己一定的市场生存空间。不过随着移动网络的演进，未来的语音业务将往分组域迁移，电路域的PoC系统作为一个过渡性的方案，也终究会成为历史。

 

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