手機對講服務在冬奧中的應用及對網絡影響

鐘志剛，王 波，林 洋，王傳寶（.中訊郵電咨詢設計院有限公司，北京 00048；.中國聯合網絡通信集團有限公司，北京 000；.中國聯通北京分公司，北京 0008）

1 概述

在北京冬奧會賽時及籌備期，大量的指揮管理、調度協調工作需要通信系統的支撐。特別是幾萬名志愿者的組織調度，需要一對一、一對多等實時響應通信系統。

指揮調度一般可采用集群通信系統提供服務，受限于投資，只能覆蓋主要賽事活動場館等重點區域，同時在線人數也較有限。

采用手機對講系統，利用移動互聯網及志愿者手機，無需建設專用基站，節省大量專用終端費用，具有超大容量、普遍覆蓋的優勢，對于火炬接力等不能建設專用集群系統的區域也可提供服務。

2 手機對講服務實現功能

2.1 現有系統狀況

目前基于聯通網絡的警保聯勤聯動系統，已經實現各派出所對轄區保安的組織、管理和指揮調度。該系統提供的主要業務功能如表1所示。

該系統部署在聯通沃云環境，除能夠提供警保聯勤聯動業務服務外，也能為其他行業用戶提供群組實時語音/視頻對講服務。

表1 警保聯勤聯動系統的主要業務功能

2.2 手機對講服務實現的功能

針對冬奧會志愿者協同調度業務特點，可以在原有的警保聯勤聯動系統基礎上，保留其通用的基本集群通信相關功能，同時進行相關功能擴展（見表2）。

手機對講系統平臺網絡架構與警保聯勤聯動系統架構一致，包括數據庫（PHR）、語音調度業務處理（PDS）、位置業務處理（LDS）、多媒體調度業務處理（MDS）、統一存儲、統一接入、版本管理（OTA）、調度臺、管理臺等業務單元。

系統整體網絡架構如圖1所示。

2.3 手機對講（PoC）業務對蜂窩小區負荷的影響

PoC 使用4G/5G 網絡，會占用現網資源，對現網的資源負荷產生一定影響。

2.3.1 語音包

表2 警保聯勤聯動系統的新開發功能

在對講時，每200 ms 發送一次，每次發送包166 B，相當于6.64 kbit/s。對于上行語音，正常在一個群中只有1人發言，但下行可以是單人，也可以是群組內所有成員（不一定在一個蜂窩小區）。顯然，語音負荷基本來自下行。

假設一個蜂窩扇區有100個用戶，在語音群呼時，產生0.66 Mbit/s 數據流，若按5G 和4G 各半，相比5G和4G 的平均小區吞吐容量，可以忽略；但需要考慮各增加50 個并發的用戶（有數據傳輸的RRC 連接數）許可。

2.3.2 申請話權

每次要發起對講時，主呼人員都需要發起1 次話權申請。1 次話權申請流量為131 B，1 次話權釋放流量為77 B，話權申請到了之后需要發送一個通知消息，流量為123 B，話權釋放后也有一個通知消息，流量為90 B，另外每次話權申請和釋放會有協商信令流量280 B。所以，話權申請相關流量為131+77+123+90+280=701 B；話權申請信息量相對于語音可忽略。

2.3.3 定位數據

系統上開啟對用戶的定位時，會定期發送定位數據，每個定位數據包為125 B。一般系統默認每30 s上報一次位置數據，這個時間間隔可自己設置，短的5 s，長的數分鐘。若按10 s 一次，相當于每人0.1 kbit/s 的碼流。對蜂窩小區的影響是微小的，通常可以忽略。

圖1 手機對講系統整體網絡架構圖

2.3.4 心跳數據

為了保證對講時做到一按即通、一呼即應，省去無線尋呼的過程，系統會有一定的機制做長鏈接。暫按發送空的UDP 包和TCP 包。UDP 包每6 s 發送一次，TCP 包每60 s 發送一次，每次有請求和響應2 個包。每個包34 B；相當于每用戶0.05 kbit/s，可以忽略。

2.3.5 視頻數據

500 kbit/s PoC 視頻回傳，因PoC是優先業務，在蜂窩小區負荷較大時，可能導致其他用戶數據速率下降，在有較高PoC 視頻回傳需求的小區需要考慮PoC視頻回傳對小區容量的影響。

例如，視頻回傳作為輔助業務，如果一個小區有3個用戶同時使用，主要是增加了1.5 Mbit/s的上行數據流，如果均占用4G小區，相對小區平均容量，大約將增加7.5%的負荷；如果都占用5G小區，大約將產生1.5%的負荷。

2.3.6 網絡優先級

需要聯通網絡使用策略控制和計費（PCC）或切片功能將PoC 業務或PoC 平臺設置為較高的優先級，以保障調度指揮的通暢。

2.3.7 小結

PoC 業務對蜂窩小區負荷的影響主要如下3 個方面。

a）需按小區內的PoC 并發用戶數，增加并發用戶數（有數據傳輸的RRC連接數）許可。

b）按并發視頻回傳用戶數增加的上行數據吞吐率，核算4G小區容量。

c）PoC業務流應設置為較高的優先級。

3 結束語

北京冬奧會和冬殘奧會需要指揮調度幾萬名志愿者、跨省區的火炬接力活動、奧運大巴以及其他有需求的工作人員，采用手機對講（公網集群）系統實施指揮調度是一種新的嘗試，方便了奧運會的組織管理，降低了指揮調度的成本；也拓展了手機對講系統的功能和應用范圍。