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【题记】
一直以来,PHS(小灵通)技术在中国被看做一种“歪门邪道”,主要原因是:
1. 技术源自日本;
2. 与移动、联通的GSM网络竞争
因此,在许多专家自觉或不自觉的灌输下,PHS(小灵通)技术成为落后技术的代名词。那么,到底PHS技术是一种什么样的技术,是不是落后的技术呢?
2005年,在本人的拙著《小灵通技术百问百答》一书中,我已经回答了这个问题,那就是PHS技术是一种很有特点的移动通信技术,并不是所谓的落后技术。
多年后,我早已经离开了PHS技术的第一线,从事着GSM、WCDMA乃至LTE的技术工作。在远离PHS的地方,我还不时关注PHS的变化,毕竟PHS技术是我进入移动通信技术领域的敲门砖。
通过这些年的实际工作,对其他通信技术有了更深入的了解,我现在有更多的底气说:之前的判断是准确的,PHS技术就是一种很有特点的移动通信技术,所谓的落后技术一说,要么来源于无知,要么来源于偏见。
对于技术工作者来说,无知与偏见都是很可怕的。在PHS技术日渐消沉的今天,我觉得客观、公正地评价PHS技术还是很有必要的。

【PHS技术的特点】
PHS技术是非主流移动通信技术。目前主流的移动通信技术是GSM、WCDMA、LTE,这是大众的移动通信技术,而其他的移动通信技术都是非主流移动通信技术,比如CDMA2000、DECT、WiMAX、TD-SCDMA、SCDMA等等。
相比较而言,PHS技术并不算混得差的,最高用户数量在非主流中仅次于CDMA2000。
身为非主流技术,肯定都有自身鲜明的特点,才能“一招鲜,吃遍天”。空中接口是移动通信技术中最核心的技术,与同属TDMA技术阵营的GSM空中接口相比,PHS空中接口具有“小、简、灵”的特点:

  • 小:
    发射功率小、覆盖范围小。PHS终端的发射功率只有10mW,比GSM终端最大2W的发射功率小很多。尽管PHS系统大量采用500mW基站,但与GSM的20W基站相比,功率还是差别很大。加上PHS采用1.9GHz的工作频段,与900MHz频段的GSM相比,覆盖能力上本身就有差距。因此,PHS基站的覆盖范围相对GSM基站还是小一个数量级,相当于GSM的微蜂窝基站。
  • 简:
    由于小灵通基站覆盖范围小,多径效应造成延迟时间对PHS空中接口影响不大。因此PHS空中接口大大简化了信号处理过程,使得PHS设备的处理任务得以简化。
    PHS系统还简化了对网络的管理,不需要基站设置邻区关系,也不需要终端上报测量报告,一切全凭自觉。
  • 灵:
    GSM空中接口需要做频率规划,因此GSM空中接口的频率分配是事先已经规定好的,基站只要遵照执行就行了。
    而PHS空中接口恰恰相反,其频率资源分配机制上采用动态分配机制,不必做频率规划,实际运行中给了基站动态调整的空间。切换时候PHS空中接口也很灵活,不需要上级设备的控制。

    【PHS技术的优点】

  • 节能环保
    发射功率小无疑是PHS技术的最大优点,这样就构成了PHS的最大特色:“环保”。如果非要选择一种颜色来形容PHS手机的话,“深绿”也许是最恰当的。在日本,GSM手机是不允许在医院使用的,但PHS手机却可以畅行无阻。
    众多小灵通用户的经历也证明了这一点:小灵通手机即使连续通话几十分钟,也不会出现GSM手机那样机身发烫、头发晕的现象。
    由于PHS手机功率低,因此一次充电通话时间更长,使用更方便,也更加节能。目前看,即使是采用3G乃至4G技术,也找不到可以媲美PHS技术那样节能环保的通信方式。
    节能环保是现代社会人们追求的目标,就像汽车虽然给人们带来极大的便利,但是自行车却是汽车很难取代的。因此,从节能环保的角度看,PHS技术有其保留的必要。
  • 自治灵活 汶川大地震小灵通系统的表现说明了PHS系统的另外一个优点:灵活。
    在PHS系统中,无线资源由基站自主控制,基站控制器只是相当于一个接入网关,不涉及无线资源的调度。这种组网方式与GSM系统形成了鲜明的对比,反而与LTE的无线网络理念很接近,只是PHS的基站间没有相互的连接。
    PHS空中接口还可以支持终端之间的对讲功能,即使脱离基站,终端还可以起到对讲机的作用。

    【PHS技术的贡献】

  • TDD方式大规模组网
    在中国的小灵通系统之前,从没有一种移动通信系统采用TDD方式来大规模组网,小灵通做到了。TDD方式下遇到的各种干扰问题,对小灵通系统是一大挑战,对TD-SCDMA以及TD-LTE也同样是挑战。小灵通系统验证了TDD工作方式可以大规模组网,对移动通信工程是一大贡献。
  • 微蜂窝大规模组网
    在中国的小灵通系统之前,从没有一种移动通信系统采用微蜂窝方式来大规模组网,小灵通做到了。小灵通系统验证了微蜂窝可以大规模组网,对移动通信工程又是一大贡献。
  • 天线阵列的大规模部署
    在PHS系统之前,没有那一种移动通信系统大量采用4路接收分集的天线,PHS系统做到了。后来PHS还引入了智能天线,比TD-SCDMA早,也是开先河的。
  • 空中同步
    PHS系统的基站可以采用空中同步的工作方式,对拓宽同步方法,也是一大贡献。

    【PHS技术的缺点】

  • 实施
    PHS系统实施上的缺陷可以从覆盖和容量两个方面来分析:
    1. 覆盖
    中国的建筑物穿透损耗高,10mW的PHS信号覆盖室内有问题。这估计是日本多为木质结构建筑,穿透损耗低。这时最好引入类似Femto的HomeStation,但是却走了另外一条路线:提高基站的功率到500mW,这样干扰大增,从而带来网络优化上的很大压力。
    另外,PHS基站采用了天线阵列,天线太多,而且多为鞭状天线,日久容易发生故障,引发覆盖的劣化,带来大量的维护和优化成本。
    2. 容量
    PHS基站的最大问题是容量太低,一个组控基站才8个信道,仅相当于GSM的一个单TRX的小区,在业务密集区应用需要部署大量的PHS基站。据说中国有100万的小灵通基站,远超过GSM基站数量。
  • 技术
    PHS技术在技术上最致命的缺陷是语音采用ADPCM的编码方式,没有充分利用编码技术来提高容量和降低干扰。当初可能是为了简化终端的设计,但是随着技术的进步,这明显成了一个短腿。
    当然技术上最大的问题是PHS的标准掌握在日本。在日本,没有中国那么高基站密度和高话务密度,缺乏完善PHS标准的动力;
    而国内厂家受PHS技术生命期短这种心理预期的影响大,抱着捞一票就走的心态,也不愿在改进PHS技术上投入精力,导致PHS空中接口设计的一些问题,例如:
    • 寻呼效率低
    • 基站单向分配信道,分配信道成功率低
    • 缺少短信息广播方式
    • 短消息占用话音信道
    等等缺陷迟迟得不到解决,也制约了PHS技术的进一步发展。

    【结束语】
    自从1993年PHS的技术规范面世以来,PHS技术已经进入了第20个年头,逐步走向谢幕。
    总结PHS技术,可以看到其“小、简、灵”以及节能环保、自治灵活等鲜明的技术特点,并且通过PHS系统验证了TDD、微蜂窝等技术的大规模组网能力,为移动通信工程做出了相应的贡献。
    不可否认,PHS技术也有其缺陷,制约了其的进一步发展。但是完美的技术是不存在的,任何技术都会有其不足的一面,关键是如何扬长避短。