3g技术论文范文

导语：如何才能写好一篇3g技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[论文摘要]3g的时代已经来临,其主要技术标准WCDMA和CDMA2000谁优谁劣自然引起了我们的关注。本文从各个方面对两个技术标准做了全面的对比研究。

一、引言

上世纪70年代末,诞生了被称为第一代蜂窝移动通信系统的双工FDMA模拟调频系统,但由于模拟系统固有的先天缺陷,在90年代初被以TDMA为基础的第二代数字蜂窝移动通信系统所取代,相对FDMA系统有诸多优点,如频谱利用率高,系统容量大、保密性好等。与此同时产生了以CDMA为基础的数字蜂窝通信系统,相比TDMA系统具有低发射功率、信道容量大、软容量、软切换、采用多种分集技术等优点。

随着网络的广泛普及,图像、话音和数据相结合的多媒体和高速率数据业务的业务量大大增加,人们对通信业务多样化的要求也与日俱增,而一代二代系统远远不能满足用户的这些需求,所以诞生了第三代移动通信技术,它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。国际上承认的3G标准有三个:CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA,这里主要从各个方面做WCDMA和CDMA2000的对比研究。

二、WCDMA和CDMA2000的综合比较

由于WCDMA和CDMA2000这两种技术都是将CDMA技术用于蜂窝系统,许多的思想都是源于CDMA系统,因此WCDMA和CDMA2000有许多相试之处:从双工方式上看,WCDMA和CDMA2000属于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的技术要求,支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。但它们在技术实现、规范标准化、网络演进等方面都存在较大差异。

WCDMA和CDMA2000各有优势和缺点。WCDMA技术较成熟,能同广泛使用的GSM系统兼容;相比第二代通信系统能提供更加灵活的服务;而且WCDMA能灵活处理不同速率的业务。其缺点是只能共用现有GSM系统的核心网部分,无线侧设备可以共用的很少。

CDMA2000的优势是可以和窄带CDMA的基站设备很好地兼容,能够从窄带CDMA系统平滑升级,只需增加新的信道单元,升级成本较低,核心网和大部分的无线设备都可用。容量也比IS-95A增加了两倍,手机待机时间也增加了两倍。缺点是CDMA2000系统无法和GSM系统兼容。

1.WCDMA与CDMA2000的物理层技术比较

WCDMA和CDMA2000物理层技术细节上有相似也有差异,由于考虑出发点不同,造成了不同的技术特点。WCDMA技术规范充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互操作性和对GSM核心网的兼容性;CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本的窄带CDMA的平滑升级。

(1)这两个标准的物理层技术相似点可以归纳为以下几点:

①内环均采用快速功率控制。CDMA系统是干扰受限系统,因此为了提高系统容量,应尽可能的降低系统的干扰。功率控制技术可以减少一系列的干扰,这意味着同一小区内可容纳更多的用户数,即小区的容量增加。因此CDMA系统中引入功率控制技术是非常必要的。

②系统都支持开环发射分集,信道编码采用卷积码和Turbo码。

③系统均采用软切换技术。所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话。

④WCDMA工作频段:1900~2025MHz频段分配给FDD上行链路使用,2110~2170MHz频段分配给FDD下行链路使用,2110~2170MHz频段分配给TDD双工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz频段(上行),2110~2170MHz(下行)。

(2)两个标准的物理层技术差异可以归纳为以下几点:

①扩频码片速率和射频带宽。WCDMA根据ITU关于5MHz信道基本带宽的划分规则,将基本码片速率定为3.84Mcps。WCDMA使用带宽和码片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。CDMA2000分两个方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X两个阶段。CDMA2000系统可支持话音、分组数据等业务,并且可实现QoS的协商。室内最高数据速率达2Mbit/s,步行环境384kb/s,车载环境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在单载波上采用码片速率1.2288Mcps的直接序列扩频,射频带宽为1.25MHz。

②支持不同的核心网标准。WCDMA要求实现与GSM网络的兼容,所以它把GSMMAP协议作为上层核心网络议;CDMA2000要求兼容窄带CDMA,因此它把ANSI-41作为自己的核心网络协议。

③WCDMA进行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保证更好的信号质量,并支持多用户。

④为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务,为了完善新的数据话音网络,CDMA2000-1x需要添加额外的网元或进行功能升级。

2.WCDMA与CDMA2000网络接口的比较

3G标准的基本目标是能在车载、步行和静止各种不同环境下为多个用户分别提供最高为144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的无线接入数据速率。为多个用户提供可变的无线接入数率是3G标准的核心要求。CDMA2000可分别用于900MHZ和2GHZ两个频段CDMA2000的码片速率与IS-95相同,两系统可以兼容。WCDMA的码片速率为3.84Mcps,显然WCDMA系统中低速率用户或语音用户的移动台成本会大幅上升,在CDMA2000系统中则不会如此。

WCDMA的接口标准规范、制定严谨、组织严密,而CDMA2000的接口标准严谨性有待加强。IS-95厂家设备难以互通,给运营商设备选型带来了较大问题;3G许诺的高速无线数据服务必须可以和话音一样实现无缝的漫游,这是至关重要的。多媒体信息要漫游、视频通话也要漫游,没有这些基本要素,3G就不能称其为3G。漫游涉及到的不仅仅是技术问题,更重要的是商业利益。在这方面WCDMA显然更胜一筹,它支持全球漫游,全球移动用户均有唯一标识,而CDMA2000尚不能很好做到这一点。

3.WCDMA和CDMA2000网络演进的比较

(1)WCDMA的网络演进技术

现有的GSM系统利用单一时隙可提供9.6kbit/s的数据服务。如果复用多个时隙就能升级为HSCSD(高速电路交换数据)方式;此后出现了GPRS(通用分组无线业务),首次在核心网中引入了分组交换的方式,可提供144kbit/s的数据速率。接着继续升级采用8PSK调制,这样传输速率可以上升至384kbit/s这就是EDGE;WCDMA的数据传输速率将高达2M/s。

(2)CDMA2000网络演进技术

主要的CDMA2000运营商将来自现在的窄带CDMA运营商。窄带CDMA向CDMA2000过渡的方式为IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的数据传输速率为14.4kbit/s,为了提供更高的速率,1999年部分厂商开始采用IS-95B标准,理论上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C进一步使容量加倍,最后升级为CDMA2000。

窄带CDMA系统向CDMA2000系统的演进分为空中接口、网络接口及核心网络演进等方面。

①目前窄带CDMA系统的空中接口是基于IS295A,其支持的数据速率为14.4kbit/s,由IS295A升级到IS295B,可支持64kbit/s。

②窄带CDMA网络接口的演进主要指窄带CDMA系统A接口的升级和演进。对于窄带CDMA系统,以前其A接口不是规范接口(即不是开放接口),窄带CDMA和GSM的A接口的规范相比较,GSM是先有A接口标准,然后厂家依据标准开发;窄带CDMA是厂家各自开发,然后广泛宣传,最后凭借自身影响修改标准。

③窄带CDMA的核心网在美国经过多年发展后,从IS241A到IS241B到IS241C,我国CDMA试验网和红皮书以IS241C为基础,IS241D规范在1999年底,目前IS241E规范还未正式。

三、WCDMA和CDMA2000在我国的前景

对3G标准的选择不仅要看其技术原理及成熟程度,还要结合本国国情、市场运作状况等因素进行考虑。按目前的进展来看,两种标准最后不能融合成一种,但可以共存。

在我国,GSMMAP网络已形成巨大的规模,欧洲标准的WCDMA在网络上充分考虑到与第二代的GSM的兼容性,在技术上也考虑了与GSM的双模切换兼容,向WCDMA体制的第三代系统演进,从一开始就解决了全网覆盖的问题。而且CDMA2000采用GPS系统,对GPS依赖较大;在小区站点同步方面,CDMA2000基站通过GPS实现同步,将造成室内和城市小区部署的困难,而WCDMA设计可以使用异步基站,运营者独立性强;对于电信设备制造行业,我国在GSM蜂窝移动通信方面发展成熟,而窄带CDMA系统尚未形成规模和产业。

WCDMA采用全新的CDMA多址技术,并且使用新的频段及话音编码技术等。因此GSM网络虽然可采用一些临时的替代方案提供中等速率的数据服务,却不能提供一种相对平滑的路径以过渡到WCDMA。而CDMA2000的设计是以IS-95系统的丰富经验为依据的,因此窄带CDMA向CDMA2000的演进无论从无线还是网络部分都更为平滑。在基站方面只需更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为CDMA2000基站。

由此可见,WCDMA和CDMA2000还将长时间在我国共存,鹿死谁手?尚未分晓。

参考文献:

[1]TeroOjanpera,RamjeePrasad.朱旭红译.宽带CDMA:第三代移动通信技术.北京:人民邮电出版社.

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Ⅰ、毕业设计（论文）题目

《TD-SCDMA物理层帧结构分析与测试》

Ⅱ、毕业设计（论文）选题意义及要求

《TD-SCDMA物理层帧结构分析与测试》课题背景是学院为3G网络课程开发了一套软件，由于3G网络课程理论性很强，不容易理解，通过该软件帮助学习者较快熟悉TD-SCDMA系统物理层处理过程。

Ⅲ、毕业设计（论文）工作内容和进度安排

首先搜集《TD-SCDMA物理层帧结构分析与测试》课题相关知识，在教师的帮助下，学习理解3G技术的基础知识；其次学习TD-SCDMA系统仿真软件的使用方法；最后在TD-SCDMA系统仿真软件平台下深入理解和分析TD-SCDMA系统物理层处理过程。

（1）2016-11-21至2016-11-28

搜集3G技术相关资料；了解自己的毕业设计任务，填写毕业设计论文手册相关内容。

（2）2016-11-28至2016-12-5

编写毕业论文开题报告，经过指导教师辅导，修改后，填入毕业设计手册。

（3）2016-12-5至2016-12-12

学习3G技术有关理论，了解3G技术发展情况，熟悉3G系统的网络结构。

(4)

2016-12-12至2016-12-19

学习3G技术有关理论，熟悉3G系统的网络结构，熟悉UTRAN结构和其接口。

（5）2016-12-19至2016-12-26

学习3G技术有关理论，熟悉UTRAN结构和其接口，掌握TD-SCDMA系统物理层。

(6)2017-2-20至2017-2-27

学习3G技术有关理论，学习TD-SCDMA系统仿真软件的使用方法。编写中期进度报告。

（7）2017-2-27至2017-3-6

学习3G技术有关理论，学习TD-SCDMA系统仿真软件的使用方法，能用软件针对自己的内容进行仿真。中期进度报告填入手册。

（8）2017-3-6至2016-3-13

学习3G技术有关理论，学习TD-SCDMA系统仿真软件的使用方法，能用软件针对自己的内容进行仿真。

（9）2017-3-13至2017-3-20

学习3G技术有关理论，学习TD-SCDMA系统仿真软件的使用方法，分析、测试研究TD-SCDMA系统物理层。撰写论文初稿。

（10）2017-3-20至2017-3-27

学习3G技术有关理论，学习TD-SCDMA系统仿真软件的使用方法，分析、测试研究TD-SCDMA系统物理层。撰写论文初稿。

（11）2017-3-27至2017-4-3

交论文初稿，经过老师指导，修改论文。准备答辩

（12）2017-4-3至2017-4-10

论文答辩。

Ⅳ、主要参考资料

《TD-SCDMA基站运行与维护

》

黄一平主编

科学出版社

《TD-SCDMA无线网络技术》

李立华等

人民邮电出版社

教学系：

学生姓名

毕业设计（论文）时间：自2016年11月21日至2017年4月10日

答辩时间：2017

年

4

月

22

日

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研究目的：

随着3G时代的到来，电信运营商纷纷将经营的重点从传统的语音固话业务转向3G数据业务，作为中国电信业务基地之一的天翼空间应用商店，定位于中国电信的3G应用门户，肩负着支撑大网数据业务进行流量经营的重任。为用户提供各类手机应用、数字内容发现、下载、购买的一站式服务。所提供的应用软件涵盖影音娱乐、新闻资讯、游戏、理财、实用工具、书籍、旅行、社交网络等类别。

本文将从天翼空间的定位开始，沿着“行业现状”、“战略制定”、“实施方案”，的路径，通过外部环境、竞争对手及自身的分析，为中国电信天翼空间应用商店制定市场营销战略，本研究不仅对于中国电信天翼空间业务具有应用基础，对国内正在兴起的3G数据业务发展也具有一定的指导意义。

研究设计方案、预期结果：

1. 运用PEST工具对天翼空间应用商店进行宏观环境分析，得出其战略定位

2. 进行三角形模型分析，设计出天翼空间差异化市场营销战略

3. 从产品、价格、渠道、促销四个维度制定差异化市场营销战略的实施方案

所需条件和完成时间(附细化到三级目录的论文纲要)：

时间 完成任务 特别条件

3月10日 开题报告

6月10日 中期检查表

8月30日 论文初稿

9-10月 资格审查

10月 论文正稿

10月下旬 论文评审

11月中旬 论文答辩

(附：三级目录)

1. 绪论

1.1选题背景

1.2研究内容

1.3研究思路

2. 天翼空间战略定位

2.1政策环境分析

2.2经济环境分析

2.3社会环境分析

2.4技术环境分析

2.5天翼空间战略定位

3. 天翼空间现状

3.1天翼空间产品现状

3.1.1产品平台组合现状

3.1.2商店提供应用及内容现状

3.2天翼空间推广现状

3.2.1天翼空间渠道现状

3.2.2天翼空间价格及促销现状

3.2.3天翼空间用户发展量现状

4. 制定差异化市场营销战略

4.1三角形分析模型

4.1.1竞争环境分析

4.1.2竞争对手分析

4.1.3企业自身分析

4.2制定差异化市场营销战略

5.差异化市场营销战略的实施

5.1产品差异化战略的实施

5.1.1平台差异化

5.1.2商品差异化

5.2价格差异化战略的实施

5.3渠道差异化战略的实施

5.4促销差异化战略的实施

6.结束语

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关键词：手机阅读，J2ME，J2EE，移动流媒体

 

0 引言

近年来，随着3G通信技术的蓬勃发展，无线网络带宽迅速增长，移动阅读，尤其是手机阅读已成为继手机游戏、手机音乐之后最受手机用户欢迎的应用之一。中国电信通过对其3G用户使用的3G应用调查结果显示，手机阅读以50.7%的比例排名第二，仅次于手机游戏[1]。科技论文，手机阅读。

目前移动通信中的手机阅读业务绝大多数是静态文字，很少有图文并茂的有声图书（流媒体音频+动漫彩图+文字），根据国外成功的手机阅读的运营经验，手机阅读不仅要求内容和题材上的创新，而且要重视用户体验[1]。“手机有声图书点播系统”的研发可以在内容和体验上满足客户的需求，本系统实现一套可以在市场上推广使用的基于移动互联网络的有声图书阅读点播终端（可下载到手机、PDA上安装并使用），可以通过互联网或手机随时下载或点播相关内容；系统的服务器端还配有一套音画内容制作管理系统，可通过高效的内容加工工序完成内容的制作和管理。

1 “手机有声图书点播系统”的系统架构

“手机有声图书点播系统”是利用3G移动互联网的网络通道，开发的一套基于手机的有声图书互动点播系统，系统分为手机客户端和内容推送服务器端。客户端采用目前流行的JAVA语言基于J2ME平台进行开发，适配于当前主流品牌的手机终端和3G终端。科技论文，手机阅读。服务器端采用J2EE体系构建，包含用户无线接入验证服务器、资源内容服务器、流媒体点播服务器以及内容加工及数据监控工作组，提供安全的用户注册和管理服务，流媒体服务系统、并结合用户点播行为的数据监控及分析系统人性化处理用户请求，服务器端配有一套音画内容制作管理系统，可通过高效的内容加工工序完成内容的制作和管理。

系统物理结构拓扑图（如图1所示）及音画内容制作管理系统（如图2所示）如下：

图1 系统物理结构拓扑图

图2 音画内容制作管理系统

1．1系统结构设计和数据库设计

系统服务器端采用J2EE开发技术，为了增强系统的可扩展性、可移植性以及维护数据的方便性,运用Hibernate对象-关系型映射框架，它对JDBC进行了轻量级的对象封装,使得程序员可以使用面向对象编程思想来操作关系数据库[2]。利用Hibernate的对象持久化服务，可以有效地进行数据库到业务对象的 O/ R 映射，满足不同系统中的对象持久化要求 [3]。

系统的数据库设计采用可以支持存贮过程和多媒体数据库优化的ORACAL数据库，并将以面向对象的数据库设计引入开发过程，使得最终的文本、语音、图形多媒体内容对象可以进行封装和整合。科技论文，手机阅读。

1．2流媒体系统

为了满足移动用户对音视频服务的需求，本系统设计了移动流媒体系统。科技论文，手机阅读。科技论文，手机阅读。该系统采用MP3（MPEG Layer-3）格式压缩音频文件，并将压缩文件以MP3文件格式存放于服务器。无线流媒体服务器的功能包括会话建立、管理和传输媒体， 在实现中可以按功能分为会话层和传输层。系统通过RTSP协议控制流媒体播放，SDP协议描述流媒体会话，RTP／RTCP协议传输和控制MP3流媒体数据，能够更好地服务于流媒体传输与终端回放[4]。

1．3内容加工和生成系统

系统具有一个完备的数据资源库，并具备将文本、音频、图形数据有效地进行加工和整合，考虑到摘要能够熟练的使用PC浏览器就可以快速的实现内容加工工作，系统采用模块化设计，方便今后增值功能的增加和修改。

1．4用户点播行为的数据监控和分析系统

为提高系统的使用特性，增加不同用户个性化需求的功能优化，系统在服务器端专门记录并保存用户的点播日志和使用习惯，方便内容制作和优化人员随时根据用户的喜好加工新的内容和进行定制化内容的推荐，为用户的使用和点播创造更人性化的体验效果。

1．5手机客户端

手机客户端基于J2ME平台开发，在开发中主要解决WEB客户端类型的交互式UI开发、与服务器双向传输通信的优化、音频客户端播放器的定义、图形与语音数据的同步、用户点播的请求和开关设置等多项重要功能，并实现系统记忆书签、用户注册、用户交互等关键功能。本系统客户端开发程序采用Eclipse集成开发环境，开发平台需安装Java SDK 及 Sun Java Wireless Toolkit。

2 系统研发中的关键技术

2．1自适应集成应用开发框架

由于不同移动终端设备的硬件差异造成在其上开发嵌入式应用软件的多重困难，因此本系统的开发首先是形成一个完整的、能更好适应2.5G及3G无线网络通信标准的集成应用开发环境，它为快速开发相应设备的嵌入式应用软件提供了一个框架，并使开发出的产品具备流畅的终端程序运行、快速稳定的无线网络数据传输、友好的人机交互界面、安全实时的数据制作和监控功能。

自适应集成应用开发框架(如图3所示)由两个关键部分组成，一个是服务器端开发模块化代码库，一个是终端设备（手机）开发模块化代码库。

图3 自适应集成应用开发框架

2．2无线网络数据传输引擎

由于无线互联环境情况复杂，2.5/3G/WIFI等多种制式并存，因此考虑到系统将基于不同运营商，不同标准的移动传输标准，并可能面对不同的地理位置和使用环境，因此，必须同步开发一套完整的传输优化引擎，以便应对网络环境变化带来的系统联网问题。

系统将使用基于网络TCP/IP长联接协议，以GPRS为传输载体，保证数据在传输过程中的可靠性。采用SOCKET通讯，根据不同的应用，可在其上直接自定义网络协议，并对收发数据的网络接口程序进行优化，提高了数据的传输速度。数据在发送前，进行随机加密，在接收后，再进行相应的解密，确保数据在传输过程中的安全。科技论文，手机阅读。

图4 无线网络数据传输引擎结构详图

2．3资源管理系统与数据监控系统

本系统的应用、维护和市场化推广的成败还有赖于系统内容的制作和加工，因此针对专项内容（如儿童成语故事）的编辑和加工也需要一个完善的制作和资源管理系统，也就是系统后台内容的制作和用户点播数据的监控分析。本系统后台内容制作和用户使用数据监控由一个完整的系统统一完成，以B/S结构应用模式提交制作数据，供应用程序的服务器端调用。

资源管理系统主要提供数字内容的加工、处理、打包和整合，将各种内容统一接入，并提供在线的协同数字排版的功能，将文字、音频、图像等内容综合打包，形成可以被系统管理和点播的源节目库。

数据监控系统主要完成对用户点播行为的记录、统计和分析，为内容加工与用户需求建立一个正向的反馈分析基础，使得内容制作人员对系统的稳定运行、用户的喜好需求有一个完整的认识和改善策略。

3 结束语

系统的主要应用方向在有声图书的内容制作、管理和无线互联网内容点播领域，系统首先以青少年及儿童群体的“成语故事”音频数字化为基础，配合动漫图文加工，利用手机无线互联网进行内容传播和扩散。系统包含一个完整安全的用户注册和管理系统，并利用该平台进行文化传播，进而在手机阅读、动漫娱乐领域开辟一条新路，其社会价值和商业媒体价值也必将随此获得大幅度的提升。

参考文献:

［1］白晓晴.手机阅读市场前景探析与发展建议[J]. 中外企业家,2009(22): 46-47

［2］虞明雷,姜媛媛.基于GPRS的无线数据传输系统[J]. 机电工程,2007,24（5）:34-36,59

［3］方巍,孙涌,崔志明.J2EE数据持久层的应用研究[J].计算机技术与发展, 2007,17(2): 68-71

［4］李锌,尹宝才,苏海斌,杨猛.无线流媒体服务系统的设计与实现[J]. 北 京 工 业 大 学 学 报,2006，32(5):424-430

［5］杨波.流媒体系统的关键技术研究[D].中国优秀博士学位论文全文数据库,北京邮电大学:北京2006

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论文摘要：随着3G牌照的颁发，WiMAX作为3G的第四标准遗憾出局，WiMAX是偃旗息鼓还是绝地逢生，本文主要就其能否回归主流给予探讨，从WiMAX技术优势、国内国际形势等方面进行论证。笔者对WiMAX的规模化商用持肯定态度。

从2001年6月信息产业部将第三代移动通信（简称3G）正式提上议程开始，3G进军中国的脚步在各种传言和猜测中走过了近8个年头之后，终于在今年初工信部为国内三大运营商颁发了包括TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000在内的第三代移动通信牌照，但同属3G标准的WiMAX并未获准运营。中国电信集团公司科技委主任韦乐平韦乐平指出，移动WiMAX定位的是3G的标准，却拥有了3.5G+的性能，采用的却是4G的核心技术，所以其位置比较尴尬。可以说，把WiMAX作为3G或者3.5G已经为时已晚，而作为3.9G或者4G又来的太早。那么在技术飞速发展的今天，WiMAX是否已成昨日黄花呢？

1、 WiMAX优越的技术特征

WiMAX（又称IEEE 802.16标准）是一项基于标准的技术，主要用在城市型局域网路。由WiMAX论坛提出并于2001年6月成形。它可提供最后一公里无线宽带接入，作为电缆和DSL之外的选择。根据是否支持移动特性，IEEE 802.16标准可以分为固定宽带无线接入空中接口标准和移动宽带无线接入空中接口标准，其中802.16a、802.16d属于固定无线接入空中接口标准，而802.16e属于移动宽带无线接入空中接口标准。

（1）实现更远的传输距离：WiMAX所能实现的50km的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。

（2）提供更高速的宽带接入。据悉，WiMAX所能提供的最高接入速度是70Mbit/s，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。

（3）提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi连接到互联网，也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。

（4）提供多媒体通信服务。由于WiMAX较Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。

（5）优越的移动性。WiMAX可以再100Km/h的速度下使用，而WIFI则不行，3G则会严重影响连接速度，所以WiMAX在移动中的优势更加明显。

2、WiMAX的星星之火

尽管WiMAX有比其他3G标准更为出众的技术优势，但随着国内3G牌照的正式，WiMAX在中国的发展陷入低迷。

早在08年10月工信部无线电管理局副局长谢飞波曾明确了我国对移动WiMAX（802.16e）技术的态度。他表示移动WiMAX（802.16e）尚未通过中国通信标准委员会审定，“因此不能作为中国的国家标准，不能在中国使用。”实际上，中国从一开始便对移动WiMAX（802.16e）持反对态度，认为移动WiMAX（802.16e）好几个技术问题一直没有得到解决，所以不能通过一个技术问题没有完全澄清的标准。其中最主要的就是移动WiMAX（802.16e）在频段上与国家正在大力推广的TD标准有冲突。如果在国内使用移动WiMAX（802.16e），将给本来就频段资源紧张的TD造成冲击，这显然是工信部不愿意看到的局面。

今年1月工业和信息化部正式发放了TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三张3G牌照后，国内三大运营商开始大力推广不同制式的3G业务，而不在牌照之列的WiMAX就已经很少被人提及了。同时中国电信董事长兼CEO王晓初在收购CDMA业务会表示，CDMA网络的演进路线首先考虑在中心城市升级EV-DO Rev.A，并等待LTE的发展。 这是中国电信高层首次公开明确全球第三大CDMA网络的技术走向：C网将会向3G EV-DO升级，并且在后3G制式上选择LTE。

WiMAX在国内似乎已无路可走，但今年7月、8月WiMAX的好消息陆续传来，

在国内继今年4月我国台湾地区开通 WiMAX服务之后，最近又有消息称，大陆将引入台湾地区电信运营商的WiMAX试验网，由工信部与地方政府共同选择两三个城市来进行试点，此项工作有望在8月底展开。另外还有消息称，国家广电总局将在30个城市展开WiMAX的网络建设。

在国外，美国政府设立总额为40亿美元的宽带刺激基金，可能会帮助目前的WIMAX产业链走出困境;华为CDMA和WiMAX产品线总裁赵明接受路透专访时表示，WiMAX于去年启动，并将在城市人口较多、但固定线路网络基础较差的新兴市场获持续快速发展。同时赵明表示：“今年(WiMAX全球销量)在5亿美元左右，明年应该能到约10亿美元。”；世界知名市场调查公司InfoneticsResearch的最新报告指出在用户对带宽和VoIP需求的推动下，印度、俄罗斯、巴西等国WiMAX增势强劲。报告还评测了全球各地的WiMAX发展趋势。同时报告指出，在中国虽然目前市场很有限，但如果自主的3G技术TD-SCDMA未能点燃市场，监管部门对WiMAX的态度可能将会软化，从而引导更广泛的WiMAX市场增长。同时WiMAX论坛主席RonResnick 宣布“2009全球WiMAX高峰会议”将于2009年10月22日-23日在北京举行。

InfoneticsResearch公司WiMAX、微波业务和移动设备类主管分析师理查德·韦伯(RichardWebb)表示，第二季度已经显示出WiMAX市场已经越过了谷底。WiMAX自08年开始至今的低谷期已越过，星星之火终于点燃。

3、WiMAX的规模化商用只是时间问题

据中国通信网报道，中国台湾工业技术研究院(ITRI)信息与通信研究实验室(ICL)副总裁兼总监Paul Lin透露，内地将对WiMAX设备以及CPE产品解禁，国家广电总局将在30个城市展开WiMAX的网络建设。 WiMAX的解禁不再是空穴来风。

WiMAX的应用是多种多样的，无线、宽带、公共安全的这些应用在中国主要取决于频率的资源，2.5GHz、3.5GHz、700MHz都有不同的应用。WiMAX目前应用主要是作为无线宽带接入领域的一个很好的补充。而由于其低廉的宽带费用较为适合中国农村地区的宽带市场。

而WiMAX要实现规模化商用，主要依托于两个方面：（1）TD的经营是否能够点燃中国市场，目前喜忧参半，由于TD整个产业链还很不成熟，整个产业链的成熟由中移动一家推进也不现实，这需要大量的时间和投资。因此中移动想要迅速发展TD，必须结合WiMAX，因为双方都是建立在低成本语音的基础上，同时具备高性能的数据。WiMAX的信道非常宽，在WiMAX宽带移动连接基础上，可以顺利实现TD-SCDMA的低成本和高性能数据。（2）WiMAX在700MHz频率上的应用，该频率资源依属于国家广电局，如果国家广电局介入则WiMAX的腾飞则指日可待。因为国家广电局现有的硬件资源和WiMAX所具备的远距离传输能力，可以让其在短期内建成一张覆盖全国的WiMAX无线宽带网络。

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3G移动通信系统的关键安全技术研究

3G系统安全防范技术建立在第二代安全基础之上，并解决了第二代系统未解决的信息安全问题，同时加入了许多新的安全功能，提高了保护用户通信信息安全的能力。1.实体认证机制3G系统的实体间认证过程在原来的移动通信系统基础之上新增了以下新功能：（1）新增了数据完整性这一安全功能。在移动通信过程中，MS和网络之间的信息是比较敏感的，因此需要做完整的保护，以防止信息被攻击。（2）3G系统能实现用户与网络的双向认证。（3）为了保证认证过程的最新性，并防止再次受攻击，认证令牌AUTN包括序列号SQN，并且SQN的有效范围受到限制。2.数据保密机制3G系统数据保密机制主要体现在密钥长度较长和加密算法协商机制的建立。在系统中，USIM会自动提示终端可以使用哪些加密算法。3G系统的消息在网络内的传送不再采用明文传送，加强了消息在网络中传送的安全指数。除此之外，3G系统采用的交换机制是以交换设备为核心的，加密链路将指向交换设备，实现了一端到另一端的全过程加密。在3G通信系统中，数据保密机制建立了加密密钥协商、信令数据加密、加密算法协商和用户数据加密四种安全特征。3.身份保密机制为保证用户身份IMSI，用户使用信息在无线链路上被获知，3G移动通信系统建立了身份保密机制。它主要包含临时身份TMSI和加密的永久身份ISMI这两种识别用户身份机制。所谓临时身份机制即是系统分配给用户一个临时身份TMSI并且用户在通信中不能长期使用同一个身份。为了确保用户数据和信息的安全，3G通信系统将对用户数据和身份信令信息进行全程加密传送。4.数据完整性验证3G通信系统在数据完整性方面主要体现为完整性算法（UIA）协商、完整性密钥协商、数据和信令的完整性三个安全特性。其中，完整性算法协商通过用户与服务网之间的安全协商机制加以实现。在移动通信中，用户信息非常敏感，需要将信令信息加以完整性保护。

3G移动通信系统核心加密算法

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【论文关键词】移动通信;3G;发展;展望

伴随着移动通信市场的快速发展，用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求，希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈，为寻找新的增长点，通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型，需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张，已不能满足长期的通信需求发展需要。

1移动通信的发展历程

第一代移动通信系统是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。

第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996 年提出了GSM Phase 2+，目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，SO(支持最佳路由)、立即计费，GSM 900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 阶段中，采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术，引入智能天线技术、双频段等技术，有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM 系统容量不足的缺陷；自适应语音编码(AMR)技术的应用，极大提高了系统通话质量；GPRS/EDGE技术的引入，使GSM与计算机通信/Internet有机相结合，数据传送速率可达115/384kbit/s，从而使GSM 功能得到不断增强，初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善，但随着用户规模和网络规模的不断扩大，频率资源己接近枯竭，语音质量不能达到用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

2第三代移动通信系统概述

第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据, 码率为384 kb/ s (局域网可达2 Mb/ s) , 因而可传送比目前GSM (第二代移动通信) 更高码率的信息。随着多媒体业务的发展, 2 Mb/ s 的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要, 因此国际上已开始研究第四代移动通信系统, 第一步目标是10 Mb/ s 以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有: 宽带多媒体移动通信系统的体系结构, 包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM 技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo 码) 等。

第三代移动通信系统(3G)，也称IMT2000，是正在全力开发的系统，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动时最大支持144Kbps，所占频带宽度5MHz 左右。但是，第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同组成一个IMT 2000家庭，成员间存在相互兼容的问题，因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信；再者，3G的频谱利用率还比较低，不能充分地利用宝贵的频谱资源；第三，3G支持的速率还不够高，如单载波只支持最大2Mbps 的业务，等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要，因此寻求一种既能解决现有问题，又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:next generation mobile communication)是必要的。

第三代移动通信技术的基本特点：(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。

3第四代移动通信系统

4G系统中有两个基本目标：一是实现无线通信全球覆盖；二是提供无缝的高质量无线业务。目前正在构思中的4G通信具有以下特征：（1）网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率，通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA 3G网络的20倍；（2）通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率，因此，4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计，第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M~20Mbps，最高可以达到100Mbps；（3）通信更加灵活。从严格意义上说，4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端；（4）智能性更高。第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多目前还难以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。

总之，随着新问题、新要求的不断出现, 第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第四代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,人们将不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息。从而人们的学习、工作、生活将会发生更深刻的变化。

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【论文关键词】移动通信;3G;发展;展望

伴随着移动通信市场的快速发展，用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求，希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈，为寻找新的增长点，通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型，需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张，已不能满足长期的通信需求发展需要。

1移动通信的发展历程

第一代移动通信系统是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。

第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于扩展和改进GSMPhase1及Phase2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，SO(支持最佳路由)、立即计费，GSM900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSMPhase2+阶段中，采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术，引入智能天线技术、双频段等技术，有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷；自适应语音编码(AMR)技术的应用，极大提高了系统通话质量；GPRS/EDGE技术的引入，使GSM与计算机通信/Internet有机相结合，数据传送速率可达115/384kbit/s，从而使GSM功能得到不断增强，初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善，但随着用户规模和网络规模的不断扩大，频率资源己接近枯竭，语音质量不能达到用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

2第三代移动通信系统概述

第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据,码率为384kb/s(局域网可达2Mb/s),因而可传送比目前GSM(第二代移动通信)更高码率的信息。随着多媒体业务的发展,2Mb/s的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要,因此国际上已开始研究第四代移动通信系统,第一步目标是10Mb/s以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有:宽带多媒体移动通信系统的体系结构,包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo码)等。

第三代移动通信系统(3G)，也称IMT2000，是正在全力开发的系统，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动时最大支持144Kbps，所占频带宽度5MHz左右。但是，第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同组成一个IMT2000家庭，成员间存在相互兼容的问题，因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信；再者，3G的频谱利用率还比较低，不能充分地利用宝贵的频谱资源；第三，3G支持的速率还不够高，如单载波只支持最大2Mbps的业务，等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要，因此寻求一种既能解决现有问题，又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。

第三代移动通信技术的基本特点：(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。

3第四代移动通信系统

4G系统中有两个基本目标：一是实现无线通信全球覆盖；二是提供无缝的高质量无线业务。目前正在构思中的4G通信具有以下特征：（1）网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率，通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍；（2）通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率，因此，4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计，第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M~20Mbps，最高可以达到100Mbps；（3）通信更加灵活。从严格意义上说，4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端；（4）智能性更高。第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多目前还难以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。

总之，随着新问题、新要求的不断出现,第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第四代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,人们将不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息。从而人们的学习、工作、生活将会发生更深刻的变化。

参考文献:

[1]胡可刚,王树勋,刘立宏.移动通信中的无线定位技术[J].吉林大学学报,2005,23(4)

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关键词：视频监控; 3G网络; 双码流; RTP

中图分类号：TN29-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)19-0055-03

Research and Implementation of the Key Technology of

Video Surveillance System Based on 3G Standard

WANG Yong-gang, ZHANG Jian-wu

(Dept. of Communication Engineering, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China)

Abstract： The research and design solution of the key technology of the wireless video surveillance based on the 3G standard are described, which includes H.264-based dual-stream module，multi-thread and RTP. The surveillance system has high stable and good real-time performance, and the users can perform the video monitoring and video recording through 3G network at anytime and anywhere. The testing result indicates that the modules meet the anticipated target, which can perform real-time view by video under the 3G environment. This system can achieve the real-time monitoring, and the video quality is not worse than that in LAN.

Keywords： video surveillance; 3G network; dual-stream; RTP

0 引 言

经过多年的发展，视频监控技术已由早期模拟设备为主的第一代视频监控系统发展到目前的数字视频监控［1］，人们已不再满足于传统的监控系统。随着3G技术难点的突破以及3G网络的发展，使3G无线视频监控［2］的实现成为了可能。在此背景下提出了一个基于3G标准的无线视频监控系统的设计方案并实现了基本功能，本文着重介绍该系统关键技术的实现方法，包括双码流模块、多线程通信、RTP封装及改进，最后讨论了无线网络视频传输健壮性的问题以及解决方案。

1 双码流技术的实现

目前，困扰中国网络视频监控市场发展的主要因素就是缺乏良好的网络基础环境，而双码流正是针对这一问题提出的解决方案，它是对安防行业的一次提速。

双码流，即在视频编码端中同时存在两种码流。双码流是通过在编码端采用两种格式或两个不同的分辨率分别进行编码来实现的。该监控系统基于DM365硬件开发平台，由于DM365开发板属于DAVINCI系列，必须深入研究DM365应用层调用具体算法的结构，如图1所示。由图中可知，应用层调用的接口是DMAI［3］(DaVinci Multimedia Application Interface),它是DSP提供给ARM端应用程序的调用接口。DMAI是各种模块集合，应用程序可以从中选择模块来使用。此外DMAI提供了源码，便于修改使用，以满足应用要求。DMAI里面有各种接口实现方式，修改DMAI接口具体实现使其满足双码流。

首先将DM365中两个编码通道全部使能，保证了开发板对双码流的支持,然后，在应用程序中采集两路的数据，分别调用DMAI中的编码函数Venc1_create，进而对两路数据进行两次编码，这样就得到两路不同分辨率大小的编码数据流。本文实现了一路D1，一路是CIF大小(用于传输)的码流，并且都达到20帧的速率，可以保证视频流质量。它在现有网络瓶颈下兼顾了图像质量和传输实时性，可以突破网络瓶颈，根据网络带宽灵活选择码流格式，达到本地高清存储，同时保证一定远程监控质量的低码流网络传输。

图1 应用层调用具体算法2 多线程技术在3G无线视频监控中的应用

由于视频图像传输需要做到实时性和良好的传输质量，而系统需求的功能又比较复杂，包括视频数据采集、视频编码、RTP打包发送、视频数据流保存等工作，而它们的流程又不是简单的顺序执行，所以这里引入了多线程［4］。

本论文提出的方案中包括Capture,Video和Writer三个主要线程，分别完成原始数据YUV数据的采集、H.264［5］数据压缩、视频数据的写文件，而在视频采集线程中加入了异常检测模块(该模块利用原始数据进行检测异常),在视频数据压缩线程中采用了双码流技术，并将CIF分辨率的压缩数据进行RTP协议封装，在Writer线程中实现了以时间为文件名的保存方式并将其保存到SD卡中。在此基础上实现设防、拆防、异常检测、客户端与监控端通信，又引入了两个线程，分别完成等待电话、客户端与监控端的SOCKET通信完成命令传输功能。整个线程结构与通信方式如图2所示。

图2 线程结构与通信方式采用了pipe管道进行线程间通信，且设置为阻塞模式，整个流程即Capture线程得到数据，将地址送给Video线程，Video线程经过H.264视频压缩把DI分辨率的地址送给Writer，而CIF分辨率根据发送标记来确定是否发送，Writer线程完成写文件操作后，将buffer指针返回，完成一帧采集、编码、发送、保存等工作，如此反复循环。而其他线程通信则采用全局变量来进行传输标记位，而无需使用FIFO，降低了实现复杂度。

3 RTP协议封装及改进

本文采用RTP协议［6-7］，提供了端对端传输服务的实时传输协议，用来支持在单播和多播网络服务中传输实时数据，而实际数据的传输则由RTCP控制协议来监视和控制。RTP协议一般要求与RTCP［8］一起使用，来保证数据传输质量。这种结构在本次设计无线环境会遇到两个问题：

(1) 如果增加RTCP，那么增加了复杂度，降低了实时性。

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［论文摘要］随着现代科学技术的飞速发展，构建完善坚强可靠的电力通信网，显得越来越重要。文章结合电力通信的特点和需求及无线新技术的特性，分析无线通信技术在电网通信中的应用前景。

一、概述

电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。

二、无线技术介绍

（一）无线通信技术的概念

目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。

（二）无线通信技术的发展现状

无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。

总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。

1.主流无线通信技术

从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。

2.其他无线通信技术

除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。

（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。

（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。

（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。

（4）UWB：UltraWideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。

三、无线技术优劣分析

（一）WLAN技术分析

Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。

（二）WiMax技术分析

WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。

（三）WMN技术分析

WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。

（四）3G技术分析

3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。

（五）LMDS技术分析

本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。

（六）MMDS技术分析

MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。中国-七）集群通信技术分析

数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。

数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。

（八）点对点微波通信技术分析

微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。

（九）卫星通信技术分析

利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。

但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。

四、无线技术综合比较

目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。

首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。

从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。

从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。

从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。

从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。

从天线技术上看，仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术，而其他技术均未采用MIMO技术；从传输环境上看，仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输，其余技术均要求视距传输环境；从网络安全和QoS机制上看，WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善，其余的均存在较大的问题。