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基于家庭网关的无绳语音FMC解决方案

  智能家居  

韩建亭; 马智勇; 胡冰松; 黄彦 2010-11-29

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【中心议题】

  • 提出了基于CDMA/无绳双模终端家庭无绳的FMC实现方案
  • 设计并实现了基于家庭网关、USB无绳设备、CDMA/无绳双模终端的家庭无绳语音系统

【解决方案】

  • 采用家庭网关中间件技术
  • 家庭无绳+CDMA/无绳双模的实现方式

1引言

电信行业的重组方案尘埃落定,整合后的新电信、新联通、新移动三家运营商将逐鹿国内全业务电信市场。面对电信重组带来的机遇和挑战,如何不断发展、壮大、发挥全业务运营的优势走出固网业务收入不断下滑的困境,是中国电信不得不深入研究的问题。打破原有竞争格局与界限,充分利用固网宽带资源,争取在最短的时间内实现移动、固网融合(fixed-mobile convergence,FMC),发挥资源整合优势将成为中国电信未来重要的发展方向。

FMC包括业务捆绑、业务融合、终端融合、网络融合等多个层面的工作,其中较简单的是“业务捆绑”。在这种融合形式中,固网和移动网络依然分离,分别提供固定和移动业务。运营商将固话、宽带接入、移动业务等简单地捆绑在一起,以套餐的形式提供给用户,并在资费方面给予一定折扣优惠。业务捆绑基本不需要对网络、业务平台和终端进行改动,是FMC发展初期的一种特殊形式。例如中国电信的固话/小灵通捆绑、一号双机以及原联通、网通联手推出的面向企业的“信息一体化解决方案”等都是业务捆绑的实例。良好的营销策略是业务捆绑成功的关键。

2关于移动固话的若干考虑

继“业务捆绑”之后,FMC的发展方向是终端融合、业务融合和网络融合。如何向用户提供多种具有实用价值的融合服务,满足用户的个性化需求,成为这个过程的核心驱动力。全电信行业为此进行着多种探索。其中一条可能的途径是让传统固话业务移动起来,为用户提供质量可靠、移动的固话体验。

2.1选择家庭无绳方案

就目前情况而言,笔者认为至少有如下两种方式可以用来实现“移动的固话”功能。

方式一,通过智能网实现CDMA与固话同振业务,使C网(CDMA网络)用户可以“带着固话走”。例如,用户呼叫固网号码,固网终端、C网终端同时振铃,用户可以使用C网终端接听家中的固话。

方式二,通过家庭无绳技术,为固话提供无绳接入,允许用户在无绳信号覆盖的范围内,通过无绳连接固话,得到移动固话体验。

方式一的优点是仅需网络改造,无需用户终端改造。其不足之处在于,随着用户对C网终端使用倾向的提高,使用C网终端接听可能会完全取代使用固网电话接听。这会导致C网负担增加,固网资源闲置,进而加速固网业务萎缩。如何避免这种情况发生是此方法仍需探讨的问题。

 

方式二的优点在于,在给固话增加移动元素的同时,可以充分利用现有固网资源,帮助分流C网移动语音业务流量,进而稳定固网收入,缓解固网客户流失;此外,还可以帮助补充C网无线覆盖,提高C网和固网的整网容量,使C网、固网发挥整合优势。并且,方式二并不排斥方式一中网络侧改造的方法。如果将网络侧改造结合进来,可以扩大固话的移动接听范围。方式二的不足之处在于,需要对用户终端进行改造,需开发CDMA/无绳双模终端,这无疑会增加用户的终端成本。就目前的市场技术分析,在C网手机中增加无绳模块所增加的终端成本能够控制在50元人民币左右。笔者认为,该成本增加相较于C网、固网融合提供的高质量服务来说,对于用户尚不至于形成购买障碍。

因此,在本文的系统设计中,我们选择了方式二。用户可以享受如下服务:其手持终端可以随时、随地接听C网呼叫;在家庭无绳覆盖范围内,终端自动支持无绳呼入呼出,用户可以使用同一个手持终端既接听家庭固话又接听C网呼叫;终端的来电显示能区分当前呼叫是来自C网还是来自固网;此外,用户亦可自主选择是通过C网抑或是固网呼出。也就是说,按照本文的设计,在家庭无绳覆盖范围内,C网通信与固网通信并非互斥。用户可以同时享受固网无绳服务和C网服务。这样做的一个好处是,在一定程度上解决了FMC业务融合中“无缝切换”的难题。

2.2搭建家庭网关无绳系统

如何给固话提供无绳接入?笔者认为,有如下两种产品形态可供选择,如图1所示。

 

1)家庭固定电话提供无绳应用

此产品形态包括C网融合终端和接入PSTN的无绳座机。

2)家庭网关提供无绳应用

此产品形态包括C网融合终端和接入宽带软交换网络的家庭网关。

以上两种产品形态中,前者适合那些习惯使用固定电话机的用户,他们可以选用支持无绳功能的座机;后者则适合那些使用家庭宽带服务的用户,他们可以选择既提供宽带接入服务又支持家庭无绳的家庭网关。如前所述,这两种产品形态都离不开CDMA/无绳双模终端。

无绳座机技术源于当前市场上的无绳子母机产品,已经是比较成熟的技术。以下着重研究在家庭宽带接入环境下,如何通过家庭网关提供固话无绳接入。也就是,打通从“软交换网络”开始,经家庭网关,到CDMA/无绳双模终端这条业务通路。

按照运营商的定制,家庭网关设备目前可以支持ADSLLAN上行宽带接入、本地以太网接入,并具有USB设备接口,但是并不具备无绳语音功能。在不增加网关设备成本的前提下,通过家庭网关提供家庭无绳语音接入,是我们要解决的问题。为此,我们设计了基于家庭网关的无绳语音系统。该系统基于家庭网关,通过接插USB无绳设备,便可提供无绳语音通话服务。

为了不增加网关成本,并提供无绳语音业务的配置和管理,我们希望业务平台能够灵活地按需完成无绳语音业务的部署和撤销,并能够及时取得业务的运行状态数据。家庭网关中间件技术可以满足这个需求。因此,在我们的设计中采用家庭网关中间件技术。

我们将无绳语音业务软件和设备驱动程序模块化,存储在业务平台,由业务平台通过中间件接口向家庭网关动态加载、卸载这些业务模块,完成业务的部署和撤销;业务平台通过中间件接口检测无绳语音业务运行情况,例如部署情况、驱动情况、USB设备情况等。

3网关无绳语音系统

3.1系统组成

本文中讲的网关无绳语音系统由家庭网关、USB外设、CDMA/无绳双模话机组成,具体如图2所示。其中各个组成部分的描述如下。

 

USB设备为小功率无线发射设备,接插于家庭网关的USB接口上,负责提供无绳母机空中接口射频、基带、应用层协议及编码处理等功能。该USB设备由射频设备(包括天线、发射单元和接收单元)、基带单元、语音编解码设备、控制设备构成。在用户侧,该USB设备可接入无绳话机,在空中接口实现基本语音呼叫、信息/图片传送等功能;在网关侧,将空中接口采集到的语音、数据流转换为规定格式传递至家庭网关。

无绳话机即是CDMA/无绳双模终端,作为用户通信终端用来与USB设备无线通信。无绳话机由射频设备(包括天线、发射单元和接收单元)、基带单元、语音编解码设备、控制设备和收发信机构成。

家庭网关存放USB设备驱动程序、无绳应用和SIP(会话初始协议)栈等模块。网关内置中间件软件,管理着无绳应用各个模块的配置与运行,向无绳应用提供基本服务,例如SIP交互、信令解析分发功能,RTP数据封装,业务状态管理等。USB设备转发的数据经过家庭网关进行协议处理,并通过网络接口与SIP服务器、业务平台以及ITMS(终端综合管理系统)进行交互,提供可管理、可控制的无绳应用。ITMS是家庭网关管理平台,集成了无绳语音业务运营/管理模块。无绳语音业务运营/管理模块与网关中间件交互实现对无绳语音业务部署、管理和控制。

SIP服务器位于软交换网络中,是电话业务SIP呼叫处理中心,无绳应用通过SIP服务器可与位于IP网络、PSTNGSM网络、CDMA网络内的终端互通。

R接口是USB无绳设备与无绳话机间的接口,可采用DECT(数字增强无线通信)、PHS(小灵通)或其他无绳空中接口技术;N接口和E接口分别是家庭网关和USB无绳设备间的接口,USB无绳设备驱动程序与中间件无绳应用模块间接口,传递媒体流、信令流以及模块管理控制信息等;

M接口是ITMS和中间件无绳应用模块之间的逻辑接口,接口中传递TR069和网关中间件控制管理指令,可实现对无绳应用、USB无绳设备驱动的下载、升级、远程配置和运行监测;G接口是中间件无绳应用与SIP模块间接口,传递无绳应用配置参数、SIP服务参数与服务状态等信息;H接口为SIP模块与SIP服务器之间的逻辑接口,负责家庭网关与软交换网络SIP指令的交互。

如前所述,用户终端应及时捕捉R接口上的无绳信号,同时不影响与CDMA网络的正常连接。因此,终端应支持CDMA、无绳双待机。这也就要求,在终端设计中采用恰当的待机搜索算法以便节省电能,延长待机时间。

3.2系统流程

为实现无绳语音功能,需要定义若干处理流程,例如无绳应用部署流程、终端对码流程、鉴权流程、用户呼入/呼出流程、呼叫结束流程、USB无绳设备插/拔处理流程等。以下仅简述无绳应用部署流程和呼出流程。

1)无绳应用部署流程

无绳应用部署流程可以按照业务需要将业务平台上存放的无绳应用模块和USB无绳设备驱动以及业务配置参数发送到网关,并激活无绳语音业务,完成业务部署。具体如图3所示。

·步骤1ITMS管理平台与家庭网关中间件接口连接,向家庭网关下载无绳应用模块和USB设备驱动。

·步骤2:家庭网关向ITMS管理平台报告无绳应用模块和USB设备驱动下载完成。

 

 

·步骤3ITMS管理平台通过家庭网关中间件接口进行参数配置并激活无绳应用业务。

·步骤4:家庭网关向ITMS管理平台报告无绳业务已经激活。

2)用户呼出流程

用户呼出流程描述了用户主叫的实现过程。用户使用CDMA/无绳双模话机,可以随时随地进行CDMA网络呼叫;当用户处于无绳覆盖范围内,无绳服务可用时,用户在主叫时可选择通过C网抑或是固网呼出。C网呼叫符合标准流程,用户通过固网无绳呼出的处理流程具体如图4所示。

·步骤1:用户拨号,并选择通过固网无绳呼出。

·步骤2:无绳话机通过空中接口连接USB无绳设备,并将呼叫信息发送至USB无绳设备。

·步骤3USB无绳设备将呼叫信息通知无绳应用模块。

·步骤4:家庭网关通过SIP连接SIP服务器,将呼叫信息发至SIP服务器;SIP服务器向对端发送连接请求。

·步骤5SIP指令通知对端话机已经振铃。

·步骤6SIP指令通知SIP服务器对端摘机,SIP服务器通知家庭网关对端话机已经摘机。

·步骤7:命令建立实时语音通道。

·步骤8:家庭网关向SIP服务器报告摘机确认。

·步骤9:已经建立语音通道,通话双方进行语音通信。

4结束语

电信业的发展呼唤移动和固网融合。本文就如何为固网增加移动元素发挥固网、C网资源整合优势进行了一种尝试和探索。本文分析比较了移动固话的几种可行方案,选择了家庭无绳+CDMA/无绳双模的实现方式,提出了基于家庭网关、USB无绳设备和无绳双模终端的无绳语音系统。本设计具有如下特点。

·为固话增加移动元素,用户使用双模融合终端可以享受固话和C网融合服务。

·分流C网负载,两网覆盖和服务互补,提高整网话务容量、整网服务质量。既可以提升用户体验,又可以规避C网、固网争夺用户的矛盾。

·充分发挥固网资源、资费优势,终端成本增加不大(50元左右),用户易于接受。

·不增加家庭网关成本,采用网关中间件技术,可动态加载和远程激活无绳应用业务。

·业务可管理,业务平台可以通过中间件接口远程检测无绳业务运行情况,例如业务部署情况、使用情况、驱动情况、USB设备情况等。

如果再结合网络侧改造,支持网内改号等功能,可以推出一些更灵活的固网和C网融合业务。

按照本文的方法,我们设计实现了基于家庭网关的DECTPHS无绳语音样机系统。经验证明,该系统用户操作简便、语音质量可靠,实现了我们让固话移动起来的初衷。可以期待,在此基础上,我们可以突破传统限制,把曾经只能用于手机或者固话网络的业务变成横跨不同网络、不同技术、不同平台的通用业务。希望借此尝试可以为用户提供更具价值和吸引力的C网和固网融合服务。

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