手机对讲服务在冬奥中的应用及对网络影响

钟志刚，王 波，林 洋，王传宝（.中讯邮电咨询设计院有限公司，北京 00048；.中国联合网络通信集团有限公司，北京 000；.中国联通北京分公司，北京 0008）

1 概述

在北京冬奥会赛时及筹备期，大量的指挥管理、调度协调工作需要通信系统的支撑。特别是几万名志愿者的组织调度，需要一对一、一对多等实时响应通信系统。

指挥调度一般可采用集群通信系统提供服务，受限于投资，只能覆盖主要赛事活动场馆等重点区域，同时在线人数也较有限。

采用手机对讲系统，利用移动互联网及志愿者手机，无需建设专用基站，节省大量专用终端费用，具有超大容量、普遍覆盖的优势，对于火炬接力等不能建设专用集群系统的区域也可提供服务。

2 手机对讲服务实现功能

2.1 现有系统状况

目前基于联通网络的警保联勤联动系统，已经实现各派出所对辖区保安的组织、管理和指挥调度。该系统提供的主要业务功能如表1所示。

该系统部署在联通沃云环境，除能够提供警保联勤联动业务服务外，也能为其他行业用户提供群组实时语音/视频对讲服务。

表1 警保联勤联动系统的主要业务功能

2.2 手机对讲服务实现的功能

针对冬奥会志愿者协同调度业务特点，可以在原有的警保联勤联动系统基础上，保留其通用的基本集群通信相关功能，同时进行相关功能扩展（见表2）。

手机对讲系统平台网络架构与警保联勤联动系统架构一致，包括数据库（PHR）、语音调度业务处理（PDS）、位置业务处理（LDS）、多媒体调度业务处理（MDS）、统一存储、统一接入、版本管理（OTA）、调度台、管理台等业务单元。

系统整体网络架构如图1所示。

2.3 手机对讲（PoC）业务对蜂窝小区负荷的影响

PoC 使用4G/5G 网络，会占用现网资源，对现网的资源负荷产生一定影响。

2.3.1 语音包

表2 警保联勤联动系统的新开发功能

在对讲时，每200 ms 发送一次，每次发送包166 B，相当于6.64 kbit/s。对于上行语音，正常在一个群中只有1人发言，但下行可以是单人，也可以是群组内所有成员（不一定在一个蜂窝小区）。显然，语音负荷基本来自下行。

假设一个蜂窝扇区有100个用户，在语音群呼时，产生0.66 Mbit/s 数据流，若按5G 和4G 各半，相比5G和4G 的平均小区吞吐容量，可以忽略；但需要考虑各增加50 个并发的用户（有数据传输的RRC 连接数）许可。

2.3.2 申请话权

每次要发起对讲时，主呼人员都需要发起1 次话权申请。1 次话权申请流量为131 B，1 次话权释放流量为77 B，话权申请到了之后需要发送一个通知消息，流量为123 B，话权释放后也有一个通知消息，流量为90 B，另外每次话权申请和释放会有协商信令流量280 B。所以，话权申请相关流量为131+77+123+90+280=701 B；话权申请信息量相对于语音可忽略。

2.3.3 定位数据

系统上开启对用户的定位时，会定期发送定位数据，每个定位数据包为125 B。一般系统默认每30 s上报一次位置数据，这个时间间隔可自己设置，短的5 s，长的数分钟。若按10 s 一次，相当于每人0.1 kbit/s 的码流。对蜂窝小区的影响是微小的，通常可以忽略。

图1 手机对讲系统整体网络架构图

2.3.4 心跳数据

为了保证对讲时做到一按即通、一呼即应，省去无线寻呼的过程，系统会有一定的机制做长链接。暂按发送空的UDP 包和TCP 包。UDP 包每6 s 发送一次，TCP 包每60 s 发送一次，每次有请求和响应2 个包。每个包34 B；相当于每用户0.05 kbit/s，可以忽略。

2.3.5 视频数据

500 kbit/s PoC 视频回传，因PoC是优先业务，在蜂窝小区负荷较大时，可能导致其他用户数据速率下降，在有较高PoC 视频回传需求的小区需要考虑PoC视频回传对小区容量的影响。

例如，视频回传作为辅助业务，如果一个小区有3个用户同时使用，主要是增加了1.5 Mbit/s的上行数据流，如果均占用4G小区，相对小区平均容量，大约将增加7.5%的负荷；如果都占用5G小区，大约将产生1.5%的负荷。

2.3.6 网络优先级

需要联通网络使用策略控制和计费（PCC）或切片功能将PoC 业务或PoC 平台设置为较高的优先级，以保障调度指挥的通畅。

2.3.7 小结

PoC 业务对蜂窝小区负荷的影响主要如下3 个方面。

a）需按小区内的PoC 并发用户数，增加并发用户数（有数据传输的RRC连接数）许可。

b）按并发视频回传用户数增加的上行数据吞吐率，核算4G小区容量。

c）PoC业务流应设置为较高的优先级。

3 结束语

北京冬奥会和冬残奥会需要指挥调度几万名志愿者、跨省区的火炬接力活动、奥运大巴以及其他有需求的工作人员，采用手机对讲（公网集群）系统实施指挥调度是一种新的尝试，方便了奥运会的组织管理，降低了指挥调度的成本；也拓展了手机对讲系统的功能和应用范围。