3G无线通信系统

3G无线通信系统（精选十篇）

3G无线通信系统 篇1

1 系统总体框架

系统结合了3G移动通信和计算机网络技术, 由前端平台, 监控中心, 监控终端三大部分构成, 如图1所示。

1.1 前端平台

视频采集模块从监控现场采集视频信息, 然后交由数据处理模块进行H.264压缩编码及其它流媒体技术处理, 最后交由3G无线传输模块发送, 该模块应具有自动PPPoP重拨功能保证24小时在线, 并且嵌入式地实现TCP (UDP) /IP协议、RTP/RTCP协议, 同时支持动态IP和GIS服务。

1.2 监控中心

视频监控中心平台主要完成注册管理、业务管理、设备管理、用户管理、连接管理等功能, 由应用服务器、数据服务器、数据仓库服务器、备份服务器等构成, 其中:

⑴应用服务器。应用服务器面向用户提供功能响应, 并根据系统配置策略完成连接管理、设备状态监控、系统管理等功能。

⑵数据服务器。数据服务器主要处理用户请求, 高效提供对应的数据信息。

⑶数据仓库。数据仓库主要负责存放图像信息、用户信息、监控终端信息、告警信息、用户访问记录、管理员信息、业务策略和网络相关信息等。用于存储海量数据并进行优化, 满足系统稳定运行的要求。

⑷备份服务器。备份服务器根据备份策略, 完成数据的备份工作。

监控中心根据应用分为网络管理系统、业务管理系统、软件管理系统、数据库系统四个子系统, 其中:

⑴网管系统提供注册、代理、重定向服务, 负责用户终端和监控终端接入认证、授权, 以及用户与监控终端之间的连接建立、维护、拆除和媒体, 安全策略的协商, 提供域名解析, NAT穿越等服务。

⑵业务管理系统负责用户信息管理、用户权限管理、网络监控终端设备管理、安全策略管理、业务开展策略管理及用户服务等。

⑶软件管理系统包括实时图像调阅、远程控制、历史图像提取、图像接入、图像文件索引、图像转发、用户管理与权限管理、GIS服务、用户服务、其他接口、故障告警、设备管理、远程管理、日志和统计报表等。

⑷数据库系统用于存储视频采集前端设备参数、监控终端设备参数、用户登入管理等信息以及视频监控故障日志。

1.3 监控终端

监控终端包括固定 (PC机、电视墙) 和移动 (笔记本、手机、车载终端) 两种方式, 可以实时接收前端的视频流进行监控, 又可以按照需要登陆数据服务器查询历史记录。3G移动视频监控终端作为原本基于固网宽带的PC终端的有效补充, 充分利用了设备的可移动性, 为用户提供了随时接入视频监控平台的便利性。相应地, 监控终端需支持TCP (UDP/IP) 协议和RTP/RTCP协议, 移动终端还需支持动态IP和GIS服务。

2 关键技术

2.1 第三代移动通信技术

第三代移动通信技术 (3G) , 是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术, 其主要特征是可提供移动宽带多媒体业务, 保证可靠的服务质量, 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。在三大3G国际标准中, WCDMA是最成熟稳定、市场占有率最高的3G技术, 因此本系统可以采用中国联通的WCDMA网络。中国联通WCDMA网络在HSDPA支持下, 下行数据速率最高可达14.4Mb/s, 上行数据速率最高可达5.76Mb/s, 完全可以满足CIF格式 (H.264视频编码通常采用此格式) 视频流的上传带宽需求, 这就使得利用3G分组域承载视频监控业务成为了可能。

虽然WCDMA网络带宽足够满足视频传输的需求, 但从节约流量费用的角度考虑, 在设计系统时, 需要尽可能地在保证图像质量的前提下减少网络流量, 这取决于视频编码方法。

2.2 H.264视频压缩技术

H.264是ITU-T的VCEG (视频编码专家组) 和ISO/IEC的MPEG (活动图像编码专家组) 的联合视频组 (JVT:joint video team) 开发的一个新的数字视频编码标准, 它既是ITU-T的H.264, 又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。H.264以低码率、高清晰的特点持续提供较高的视频质量, 能够大大增强图像的编码效率和改善图像数据在网络中的传输效率, 成为目前和下一代网络多媒体传输的主要格式和标准。

H.264算法在概念上分为两层:视频编码层 (VCL, Video Coding Layer) 和网络提取层 (NAL, Network Abstract Layer) 。VCL包含了代表视频图像内容的核心压缩编码部分的表述, 主要用来完成视频的高效压缩编码;NAL用来适应各种通信网络, 并提供适应于各种传输层或存储媒体的头信息, 显著提高网络传输的抗干扰能力。与以往的H.263和MPEG-4编码标准相比, 其采用的新技术有运动估计和运动补偿;帧内/帧间预测;熵编码;整数变换及量化;抗块效应滤波器等。H.264视频编解码流程如图2和图3所示。

H.264编码过程采用帧内预测、帧间预测、运动估计和运动补偿、整数变换等方式进行压缩编码以提高对图像的压缩率。帧内预测是进行图像空间域的压缩, 利用图像中相邻像素的相关性, 采用新的帧内预测模式, 通过当前像素块的左边和上边的已编码重建的像素进行预测, 只对实际值和预测值的差值进行编码从而能用较少的比特数来表达帧内编码的像素块信息;而帧间预测是对图像的时间预进行压缩, 根据前后图像的相关性进行编码, 通过多帧参考和更小运动预测区域等方法对下一帧进行精确预测, 从而减少传输的数据量, 实现降低图像的时域相关性。H.264把运动估值和帧内预测的残差结果从时域变换到频域, 使用了类似于4*4离散余弦变换DCT的整数变换, 而不是像MPEG-2那样采用8*8DCT的浮点数变换。以整数为基础的空间变换具备效果好、计算快, 只需加法和移位运算, 反变换过程中不会出现适配问题等优点。最后, 进行无损熵编码进一步提高码率。解码则为编码的逆过程。

2.3 流媒体实时传输技术

实时传输协议包含两个部分, 即实时数据传输协议RTP和实时传输控制协议RTCP。它们可以一起提供流量控制和拥塞控制服务, 以保证网络传输质量。

实时传输协议RTP (Real-time Transport Protocol) 是针对Internet上多媒体数据流的一个传输协议, 它被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作, 其目的是提供时间信息和实现流同步。RTP的典型应用建立在UDP上, 但也可以在TCP或ATM等其他协议之上工作。RTP本身只保证实时数据的传输, 并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制, 也不提供流量控制或拥塞控制, 它依靠RTCP提供这些服务。

RTCP (RTP Control Protocol) , 即RTP控制协议。RTP通过RTCP携带的信息, 实时监测音视频数据包的延时、抖动、丢包状况, 以及网络带宽变化情况, 从而可在应用层对视频源的发送参数做出调整, 适应网络的变化。在RTCP通信控制中, RTCP协议的功能是通过不同的RTCP数据报来实现的, 主要有如下几种类型:SR, 发送端报告 (Sender Report) ;RR, 接收端报告 (Receive Report) ;SDES, 源描述 (Source Description) ;BYE, 通知离开;协议流程如图4所示。

在服务端, RTP模块主要负责对H.264视频流进行打包, 封装成RTP数据包, 并且将RTP包发送到缓冲区。RTCP模块主要负责产生和发送RTCP包以及接收分析收到的RTCP包, 它包含以下几个过程: (1) 发送:当数据包传输一定的时间间隔后, 根据统计的数据进行SR打包并发送到客户端; (2) 接收:接收客户端产生的RR报文进行分析, 统计丢包率, 延迟等; (3) 结束:如果收到客户端用户发来的终止事件时, 立即发送一个BYE包给客户端, 释放资源并退出对话。服务器端的发送缓冲模块根据RR报文反馈信息判断网络状况, 动态的对发送速率进行调整。

在客户端, RTP模块主要是进行解包处理, 提取RTP包中的有用信息。这些信息主要包括版本号和报文负载类型的判断、媒体数据的长度、报文头中序列号的检查等等。RTCP模块利用服务器端发来的RTP包和SR包中的信息, 统计出丢包率, 接收到的数据包数, 乱序等等, 并动态产生RR包, 等过了一个RTCP间隔后, 发送RR包。接收缓冲模块存放收到的RTP包, 由于RTP数据包是采用UDP的传输, 所以可能会出现乱序和丢包的情况, 因此在客户端建立一个缓冲区来存放收到的RTP包, 以恢复正确的RTP包顺序和防止丢包。

3 系统视频流传输流程

在无线视频监控系统中, 视频监控中心和视频采集前端, 视频监控终端和视频监控中心, 二者均采用Client/Server (C/S) 模式。监控终端运行在Client模式, 主动向监控中心发起视频监控请求, 监控中心同样在Client模式下主动向采集前端发起视频回传请求, 采集前端在Server模式接受请求并通过3G无线网络将监控画面传回到监控中心服务器, 最后监控中心在Server模式下将监控画面传送至监控终端并同时将视频流保存到服务器中供日后调阅录像用。视频采集前端发送流程, 监控中心运行流程, 监控终端接收流程分别如图5、图6、图7所示。

4 结论

随着3G网络的不断完善, 3G视频监控的应用也越来越广泛。3G与固网的融合, 只要IP可达, 便可以实现任意时间、任意地点的无线监控。然而, 无线信道具有不稳定性, 传输误码率在信道恶劣的情况下较高, 因此研发抗误码技术是保证数据可靠、鲁棒性传输的关键;同时, 由于信道带宽抖动, 码率控制对于视频编码器输出码流与信道速率的匹配, 以及在码率受限的条件下重建视频质量的优化都具有十分重要的意义;此外, H.264使用了多种新技术, 增加了编解码的复杂度, 有时难以满足实时性的要求, 因此对H.264算法进行优化, 降低计算复杂度以更好的满足实时视频监控的需求是值得探讨的。总之, 由于无线信道固有的特性, 致使无线环境下的视频通信将面临着比其它环境下更大的挑战, 未来的发展趋势可以从抗信道误码、自适应码率控制、H.264编解码优化等方面入手, 以使无线视频监控更好地服务于各种安防领域。

参考文献

[1]赵军.应急指挥移动监控系统的设计与实现[J].电脑学习.

[2]牛双庆, 王崇萍.HSUPA空分复用技术在无线视频监控中的应用[J].电信技术.

[3]崔玉斌.基于H.264/AVC的无线视频通信系统关键技术研究[D].北京邮电大学博士学位论文.

[4]常侃.H.264的关键技术研究[D].北京邮电大学博士学位论文.

3G无线通信系统 篇2

法院为方便群众诉讼，最大限度地为人民群众参加诉讼提供方便，为当事人节省诉讼成本，实现利民便民的举措，2010年12月，最高人民法院印发了《关于大力推广巡回审判方便人民群众诉讼的意见》的通知。在辖区设置巡回地点，定期或不定期到巡回地点受理并审判案件的制度。巡回法庭办事效率高、群众受惠大。巡回审判是人民法院基层基础工作的重要组成部分，是立足现有司法资源充分发挥审判职能作用的重要途径，已成为各级人民法院关心，社会广泛关注，群众迫切期待的重大民生问题。为了最大限度体现公开公正公平的原则，将各人民法院、人民法庭的审判工作置于人民群众监督之下，实现廉洁执法，需要建立一套无线远程监控系统。远控科技开发了专门针对流动巡回法庭使用的3G无线实时审讯监控系统。

由于流动巡回法庭存在随机性和流动性，无法安装传统的远程监控设备对审讯过程进行跟踪和监督。随着3G移动通讯网络的开通，使得移动无线监控的实现成为一种可能。通过巡回法庭3G无线实时审讯监控系统的建设，将审讯现场的音视频实时传回法院办公地点，法院领导可以随时随地参与远程审讯或调节，及时通知前线审判法官处理意见，保证审讯的透明公开。

基于3G技术，建设一套功能强大，技术先进的无线远程监控系统。将远程的音视频信息通过3G无线网络上传到监控指挥中心的流媒体转发服务器，在指挥中心可以通过客户端软件直接监控作业现场的实时视频，根据需要，在远程调节摄像机的视角，旋转摄像机云台，通过控制摄像机的焦距拉近距离监控细节或推远焦距监控全局，和前线法官进行双向语音对讲，可以把现场的视频画面投影到大屏幕拼接墙供决策层集体观看，进行监督，在监控中心配备磁盘阵列网络存储系统，对于每次开庭的现场视频进行全程存储，便于日后的随时检索、回放和查阅，如果出现疑点，可以调阅历史视频档案，分析原因，总结经验，吸取教训等。除了在指挥中心集中监控以为，各有关领导还可以通过局域网在办公室随机进行远程视频监控。

Yuankong视频编码器，不管采用卫星还是3G或宽带传输，都可以兼容统一平台。

二、系统架构和总体思想 2.1拓扑结构图

2.2 关键技术

在本系统中，集成了众多的先进技术，诸如：A/D转换技术、音视频压缩编码技术、无线通信优化技术、多通道集群捆绑技术、多线程处理技术、无线图像传输技术、GPS定位技术、音视频存储技术、信道动态调整技术、可靠的网络传输纠错技术、网络编码自适应技术、分级接收技术、流媒体转发技术、数字模糊算法模型技术等等。

2.3 产品选型

对于前端设备，我们设计了非常便捷的三脚架式3G远程监控仪。从室外应用环境角度考虑，全部设备都采用了防尘、防水设计；

从临时部署，随机使用的角度考虑，我们设计了无需接线、无需设置、即插即用的软硬件系统，携带方便、安装快捷、拆卸灵活、随机移动；

三脚架式3G远程监控仪用于临时部署在审讯现场，对整个审讯环境和整体进程做全面的远程监控，我们采用了水平360度旋转、垂直100度旋转的高速球形摄像机，完全可以满足审讯的需要，镜头采用了220备变焦的高清摄像机，可以看清现成人员的细节；

由于经常需要室外使用，设备设计了锂电池和交流供电双电源供电结构。保证在没电的情况下可以工作4-5个小时。

从设备的整体外观来看，所有设备都集中在一个小巧精致的手提箱内，便于随身携带，也利于平时的储存和保管，设备的使用也非常便捷，无需接线，不用设置，即插即用，部署灵活，设备到达现场后可以在一分钟之内完成部署，只需把3G监控仪扣到三脚架上就可以使用了，安装、使用都非常方便。

三、系统整体性能及使用效果

3G视频传输性能来看，也是比较流畅，最高速度每秒25帧，最低8帧，平时在CIF分辨率下传输，需要高清画面的时候可以切换到D1画质。分辨率：最大可以达到704*576，最小160*120，默认：355*240；对于头戴式设备，可以进行双向语音对讲，拾音器灵敏度高，音质清晰，延迟较小，可以和前端作业人员进行双向语音交流。

测试3G传输的网络环境

传输速率显示 防水性能测试

三脚架3G监控仪效果图

三脚架3G远程监控仪

3G移动通信系统的网络安全对策 篇3

【摘 要】随着信息技术的不断更新，3G移动通信系统已经为人们广泛使用，3G 移动通信系统网络安全问题也越来越受到人们的重视，可见，对3G移动通信系统的网络安全进行分析具有重要的意义，据此提出了一些具体的安全防范措施。

【关键词】3G移动通信系统；网络安全；防范措施

随着第三代移动通信（3G）网络技术的发展，移动终端功能的增强和移动业务应用内容的丰富，各种无线应用将极大地丰富人们的日常工作和生活，也将为国家信息化战略提供强大的技术支撑，网络安全问题就显得更加重要。

1.3G 移动通信系统及网络安全相关概述

3G移动通信系统即第三代移动通信技术，3G是英文the thirdgeneration的缩写。移动通信技术发展至今历经三次技术变革。3G的概念于1986年由国际电联正式提出，是将无线通信与互联网等新兴多媒体整合的新一代通信系统[1]。3G系统不仅满足了用户基本的通话需求，对于非语音业务如图像、视频交互，电子商务等，3G系统同样提供了优质业务的服务。

3G移动通信系统由于与互联网等多媒体通信结合，原本封闭的网络逐渐开放，一方面可以节省投资，另一方面便于业务升级，提供良好的服务。但与此同时3G移动通信系统的安全面临一定挑战。

构建3G系统的安全原则概括来说可做如下表述：建立在2G系统基础之上的3G系统要充分吸收构建2G系统的经验教训，对2G系统中可行有效的安全方法要继续使用，针对他的问题应加以修补，要全面保护3G系统，并且提供全部服务，包括新兴业务服务。3G系统需要达到的安全目标：保护用户及相关信息；保护相关网络的信息安全；明确加密算法；明确安全标准，便于大范围用户的之间的应用；确保安全系统可被升级，应对可能出现的新服务等。

2.影响3G移动通信系统网络安全的主要因素

3G移动通信系统的主要安全威胁来自网络协议和系统的弱点，攻击者可以利用网络协议和系统的弱点非授权访问、非授权处理敏感数据、干扰或滥用网络服务，对用户和网络资源造成损失。

按照攻击的物理位置，对移动通信系统的安全威胁可分为对无线链路的威胁、对服务网络的威胁和对移动终端的威胁，其威胁方式主要有以下几种。（1）窃听：在无线链路或服务网内窃听用户数据、信令数据及控制数据；（2）伪装：伪装成网络单元截取用户数据、信令数据及控制数据，伪终端欺骗网络获取服务；（3）流量分析：主动或被动流量分析以获取信息的时间、速率、长度、来源及目的地；（4）破坏数据完整性：修改、插入、重放、删除用户数据或信令数据以破坏数据完整性；（5）拒绝服务：在物理上或协议上干扰用户数据、信令数据及控制数据在无线链路上的正确传输实现拒绝服务攻击；（6）否认：用户否认业务费用、业务数据来源及发送或接收到的其他用户数据，网络单元否认提供网络服务；（7）非授权访问服务： 用户滥用权限获取对非授权服务的访问，服务网滥用权限获取对非授权服务的访问；（8）资源耗尽：通过使网络服务过载耗尽网络资源，使合法用户无法访问。当然，随着移动通信网络规模的不断发展和网络新业务的应用，还会有新的攻击类型出现。

3.3G 移动通信系统网络存在的安全问题

由于传播方式以及传输信息的影响，移动通信系统网络所面临的安全威胁更加严重，移动通信系统为保证数据信息的有效传播，无线电讯号需要在传播过程中进行多角度、多方向传播，并且传播必须具有强大的穿透力，和有线网络相比，其信息遭受破坏的因素会更多。3G用户的通信信息安全面临更多的威胁，由于 3G网络提供了许多新的服务，业务范围不断增加，3G移动通信系统用户可以登入互联网，通过手机终端共享网络资源，所以，来自网络的安全威胁也影响着3G 移动通信系统网络用户的通信信息安全。

相比2G系统，3G移动通信系统更易受到网络安全的威胁。因为3G系统相比之前的 2G系统数据资源量巨大，并且网络信息也比较多，有些信息涉及到金钱利益等方面，因此，不法分子以及黑客就会寻找机会，导致网络安全受到威胁。另外，3G 移动通信系统的网络开放程度比较高，所以，也给黑客的攻击创造了许多的方便条件，还有，如果3G网络软件设置有缺陷，也可能导致3G系统产生漏洞，给3G 网络带来不安全因素，造成潜在安全威胁。

4.3G 移动通信系统的网络安全防范对策

4.1 3G移动通信系统网络安全的技术

接入网安全的实现由智能卡USIM卡保证，它在物理和逻辑上均属独立个体。未来各种不同媒体间的安全、无缝接入将是研究开发的重点。3G核心网正逐步向IP网过渡，新的安全问题也将涌现，互联网上较成熟安全技术同时也可应用于3G移动通信网络的安全防范。传输层的安全因为互联网的接入受到更为广泛的重视，其防范技术主要采用公钥加密算法，同时具有类似基于智能卡的设备。应用层安全主要是指运营商为用户提供语音与非语音服务时的安全保护机制。代码安全，在3G系统中可针对不同情况利用标准化工具包定制相应的代码，虽有安全机制的考虑，但是不法分子可以伪装代码对移动终端进行破坏，可通过建立信任域节点来保证代码应用的安全。

4.2 3G 移动通信系统的安全体系结构

3G系统安全体系结构中定义了三个不同层面上的五组安全特性，三个层面由高到低分别是：应用层、归属层/服务层和传输层；五组安全特性包括网络接入安全、网络域安全、用户域安全、应用域安全、安全特性的可视性及可配置能力。网络接入安全是指3G网络系统中的对无线网络的保护。其功能包括用户认证、网络认证、用户身份识别、机密性算法、对移动设备的认证、保护数据完整性、有效性等。网络域安全是指运营商间数据传输的安全性，其包括三个安全层次：密钥建立、密钥分配、通信安全。用户域安全主要指接入移动台的安全特性，具体包括两个层次：用户与USIM卡、USIM卡与终端。保证它们之间的正确认证以及信息传输链路的保护。应用域安全是指用户在操作相关应用程序时，与运营商之间的数据交换的安全性。USIM卡提供了添加新的应用程序的功能，所以要确保网络向USIM卡传输信息的安全。安全特性的可视性及可配置能力是指允许用户了解所应用的服务的安全性，以及自行设置的安全系数的功能。

4.3 3G移动通信系统网络安全的防范措施

首先，个人用户应加强安全意识，对于不明信息的接收要慎重；确保无线传输的对象是确定的安全对象；浏览、下载网络资源注意其安全性；安装杀毒软件等。其次，企业用户大力宣传3G系统相关的安全知识，建立完善的管理及监管制度。最后，电信运营商要从用户、信息传输过程及终端等各个方面保证自身及用户接入网络的安全性。手机等移动终端已渗入日常生活的各个方面，3G移动通信系统的网络的安全性影响更加深远，也将面临更多的挑战。

5.结语

3G系统的安全以第2代移动通信系统中的安全技术为基础，保留了在系统中被证明是必要和强大的安全功能，并且对系统中的安全弱点做了很大的改进，同时也考虑了安全的扩展性。网络安全问题是系统的一个重要问题，只有保证所提供业务的安全性，才能获得成功。系统的安全要提供新的安全措施来保证其所提供新业务的安全。

【参考文献】

[1]曾勇，舒燕梅.3G给信息安全带来前景[J].信息安全与通信保密，2009，21（4）：45-47.

[2]邓娟，蒋磊.3G网络时代移动电子商务安全浅析[J].电脑知识与技术，2009，16（6）：113-115.

基于3G通信的终端系统的研究 篇4

在千呼万唤之后,2009年1月,工业和信息化部终于发放了我国的3G牌照。面对3G运营的现实,开发3G通信终端将带来巨大的市场效益。作为3G通信的终端平台,该系统至少需要一个核心处理器,这个核心在以语音通信为主的时候,指的是DBB处理器,而随着多媒体3G通信时代的到来,越来越多的多媒体处理功能需要由一个独立于基带处理的专门的应用处理器来完成。本文主要研究基于3G通信的终端系统,分析了系统的具体设计和实现。

2. 终端系统的设计

2.1 架构设计

目前的3G通信终端系统架构正在变得越来越复杂,以前的单处理器架构,逐渐被基带+应用的双处理器架构所取代;而同时处理器内部也存在采用单核和多核的不同方案选择。本文采用联芯的LC6311 TD-SCDMA&GSM(GPRS)双模无线模块,在媒体处理器中添加一个DSP核应用多媒体处理,同时在一颗芯片中集成基带处理器的双核以及应用独立器的单核。具体的模块终端硬件框图如图1所示:

其中,ABB是模拟基带,DBB是数字基带。在3G终端中,一般配置两个摄像头;前面采用30万像素摄像头用于可视电话,后面配置300---500万像素摄像头用于拍照。该模块方案的优势在于,它简化了终端整机的设计,由于模块包含了复杂的射频电路,外围只要加上一些应用类器件、LCD、外壳和MMI人机界面就基本完成了终端设计。

2.2

功能设计

3 G通信的终端系统主要功能设计如下:

(1)开机。开机点亮LCD,有开机画面,伴随FM合成音乐;如有PIN码保护的设定,则在进入主画面之前,有检查PIN码的对话框;如UIM卡已锁,则在进入主画面之前,有检查PUK码的对话框;此外打开无线模块,进行通信功能初始化和网络登录。

(2)主画面。顶部ICON栏有电池电量、信号强度、情景模式、闹钟、短消息、3G附着的ICON;中间显示日期、时间、运营商等信息;无UIM卡或者无网络情况下可以使用部分功能,取代运营商位置显示提示信息;正常情况下定期查询并显示网络信号强弱;定期更新并显示电池电量;合上翻盖后即关闭显示和背光,打开翻盖时重新显示待机画面和背光;在移动终端闲置一段时间后,可自动关闭LCD背光,节约电量[1]。

(3)拨打电话

可通过数字键盘直接拨号;可通过通话记录拨号;可通过联系人拨号;要有拨号、接通屏幕提示和未接通重拨提示;在通话过程中可使用部分菜单,包括查阅联系人、通话记录、日程表和短消息;在通话过程中屏幕显示通话时间;通话完毕后通话信息被存入通话记录;紧急呼叫等。3G终端的特色应用就是拨打可视电话;当对方终端也支持3G时就可以进行视频通话,实时看到通话双方的图像。视频图像可以切换实时图像、墙纸、语音等多种模式。

(4)接听电话

有明显的被呼叫显示以及主叫号码显示;应同时点亮屏幕背光以及键盘;根据情景模式的设定,驱动铃音、振动;接听方式可根据设定采用打开翻盖时直接接听,合上翻盖时挂断或任意键接听等;在通话过程中可使用部分菜单,包括查阅联系人、通话记录、日程表和短消息;在通话过程中屏幕显示通话时间;通话完毕后通信信息被存入通话记录。在通话双方均为3G终端时可以接听可视电话。

(5)关机

可定时关机;电量不足时自动关机;有关机画面,伴随FM合成音乐;释放资源,关闭LCD;关闭无线模块。

(6)其它

闹钟到时的提醒,有动画、振铃、短消息等的提示,有图标、文字和提示音;电量不足的提醒,有警告音和文字或者动画的提示;充电状态的提示,开机状态下由ICON栏动画表示,关机状态下由大动画显示。

3. 终端系统的实现

3.1 系统开发环境

板极开发环境采用Epson EOC33209配套仿真开发环境,包括在线调试仿真器ICD33以及配套软件开发环境。ICD33是JTAG方式的仿真工具,通过7pin仿真口和目标板连接,再通过串口与PC相连。

PC开发环境采用Epson GUI PC仿真开发环境Simpda和Visual C++6.0集成开发环境。

3.2 系统的硬件实现与软件逻辑

考虑到3G通信终端的应用功能不断地加强,所以采用双处理器。其中3G模块提供语音与数据传输,所有的RF部分与3G协议栈以及UIM卡的认证都在3G基带处理器上处理,这使得3G模块不需要处理外加应用设备,从而功能得到了最优化。

本文的应用处理模块采用EPSON的SIC33209芯片,包括8K SRAM直接内存存取控制器,DMAC中断控制器,脉宽调制电路,PWM串行接口电路,锁相环PLL等[2]。此外,AT命令接口层为与3G无线模块的接口层,支持全部标准AT命令集,并扩展一些自定义AT命令;它负责处理所有通信的相关功能,将MMI的通信消息转为AT命令向串口放送,并将串口接收的数据以消息通知MMI。MMI主要为人机接口软件功能集,作为直接与用户的接口,主要包括短消息、联系人、日程表、情景模式、通话记录、设置、音效、计算等等。

3.3 系统驱动的实现

驱动的硬件连接如图2所示:

根据驱动函数的调用范围和与硬件的结合紧密度,经过分析,把驱动函数分为三层:底层硬件驱动,主要为JPEG IC register的读写,Sensor register的写,LCD register/GRAM的写;上层接口,为三个部件LCD/JPEG IC/Sensor提供上层功能函数;table表,将一些初始化设置都放到table表中形成数据段,如需要修改,只要修改数据就可以了,无须更改函数,这样代码段与数据段就分离了,既便于修改又有利于保密。

3.4 系统应用程序的举例分析

这里以一个应用程序创建示例来说明要注意的问题。

(1)主程序的程序体一定以sys_ini()开始,以sys_sta()为结束,sys_ini()用于初始化ROS33所用的参数和资源,之后是用户程序,最后的sys_sta()引发系统在多任务环境下开始执行;

(2)为了使用ROS33库,必须包含ros33.h头文件;

(3)对ROS33应用程序而言,所有被执行的任务,都必须在main()中用vcre_tsk()定义,即创建,否则无法保证以后系统调用中的任务号task ID;

(4)在main()中定义了任务之后,任务处于DORAMNT状态,需要用sta_tsk()激活执行,否则同样无法执行。

4. 小结

3G通信的终端系统的开发是一个典型的嵌入式平台的开发,系统开发的复杂度较高。最终的成果除了完整的手机产品之外,还应该有专用基带芯片、各层软件、外观造型等,从而可以提供更高效的语音服务,提供更快的数据传输速度,实现可视电话、流媒体等更先进的功能,改变人们的日常生活。

摘要：在明确3G通信重要性的基础上,分析了终端系统的架构及功能设计,并进一步研究了硬件及驱动实现,最后通过主要程序的分析举例探讨终端系统实现的关键。

关键词：3G通信,终端系统,移动通信

参考文献

[1]方礼勇.3G终端显示的六种通道和竞合模式[J].信息网络,2009,(05).

井下3G无线通信应用探索论文 篇5

摘要：煤层生产过程中井下通信的便捷、高效是保障生产作业安全、持续开展的必要基础。以此为着手点，结合工程实际，对矿井井下3G无线通信系统的构建从多个角度开展分析，并深入探究3G无线通信系统的优势，希望能为其它矿井相似通信系统的构建提供一定的指导与借鉴。更多通信论文相关范文尽在职称论文发表网。

关键词：通信论文

引言

近年来，伴随煤矿生产安全管理工作的越发完善，构建“六大避险系统”成为矿井安全体系建立的必备工作之一，而其中一项便是健全井下通信网络体系，实现有线通信、无线通信及应急广播通信的交叉并存使用。在以往，矿井井下通信方式不仅单一且模式固定，很难为井下生产作业人员的调配提供实时、高效、精准的保障。而3G(The3rdGenerationTelecommunic-ation，第三代移动通信技术)无线通信技术作为有效的补充手段，不仅能丰富井下作业所必要的应急通信手段，提升紧急状况下的信息传递效率与质量，为矿井生产作业的安全开展提供可靠方式，更能为井下不同管理制度的充分落实提供保障，为井下管理人员提供更加高效的生产调度通信工具。

1、工程概述

霍尔辛赫矿井下现共有综采作业面2个，掘进作业面4个，井下回风巷、运输巷、行人巷总长度近20km。井下原有的小灵通无线通信系统在实际使用中存在诸多不足，不仅线路维护难度大，且信号覆盖范围十分有限，语音通信质量不佳，无法真正满足井下安全生产的实际需求。针对这一不足，引进全新的井下3G无线通信系统，实现通讯信号覆盖范围和话务量大幅增加的同时还实现了井下无线通信的智能化与可视化，为矿井日常管理工作提供极大便利。

2、3G无线通信系统设计分析

2.1通信系统构架分析

矿井3G无线通信系统包含井上与井下两大部分，彼此通过光纤进行联通，主要设备有：自动化中心机房，内配无线网络控制设施1台、基台控制器2台、3G调度装置1套(短信服务器和录音服务器)。同时结合矿井实际巷道布设与地表房屋分布，在井下布置KT152型基站与天线75套;在地表布设KT152型基站与天线5套，以确保通信网络信号能全面覆盖井下采掘作业面、主要运输巷、主要材料巷、2个回风井及地表办公区域、洗煤厂等地点。并根据井下作业人员分布情况配置相应的3G手机200部。各个基站之间选用串联方式进行连接。所有基站均采取本地供电的方式进行供电，图1所示即为该系统拓扑结构示意图。所布设的各类设备中3G调度装置能实现井下电话业务交换功能、电话调度功能、短信服务及电话录音功能;无线网络控制设施能达成井下通信无线控制与管理、可视通讯、无线网络承载、数据业务路由等功能;基台控制器主要充当井下基站与无线网络控制设施之间的连接桥梁，实现井下基站的有效管控;各个基站主要用于将数据信号转换为相应的无线信号，并借助手机与无线接口实现信号的传输;定向天线主要运用于无线信号的定向发射并接收手机端信号[1-2]。

2.2通信系统组网设计

矿井通信站中现有用于行政通信交换的设备一套，可用于井上、井下固话及移动电话之间的互相通讯。将这一行政通信交换机同3G无线网络控制装置借助2M(2Mb/s)数字中继电路井下连接，并选用PRI(主数率接口)信令进行信令的交换。通过这种方法，3G通信数据能直接进入矿井行政通信网络，并借助3G调度装置、基站控制器、基站、定向天线等构建其相应的3G移动专网，实现井下本安手机相同的移动无线通信[3]。图2所示即为设备搭建示意图。

2.3井下3G无线通信系统软件功能分析

a)常规通话、短信、可视电话。井下本安手机借助3G移动专网实现同矿井行政通信交换机的相连，从而达成井下本安手机与井上井下固话、地面手机间的语音通信及录音功能，同时还能实现井下本安手机彼此间的短信通信与可视通信功能;b)数据网络。井下3G手机终端软件基于“专网通信”软件井下开发制作，借助3G移动专网实现同地表服务器之间的数据交换。通过手机终端井下应用数据的展现使用，从而达成对井下生产运行中各项主要安全数据(瓦斯浓度、CO浓度、胶带运行状况、风速等)的实时监测，同时还能对井下作业人员的分布进行实时查询;c)话务与频率设计原则分析。依据井下作业时各个区域人员分配密度及话务量统计数据选用分区设计的.方法，以确保不同区域的覆盖效果和重点区域的高话务量。井下每一座基站共计能提供9道载波216条通信通道，可满足48个用户的同时通信。所有基站均选用MHz无线频段，基站无线视频发射功率为2W[4-5]。

3、系统优势分析

该无线通信系统能进行调度群呼、组呼、通信录音、强插等多种调度业务，其中群呼功能可实现多个部门、多个工种之间的同时协调作业，大幅提升调度速率，从而便于紧急状况下的短时间向所有人下达通知，进而最大限度降低意外事故可能造成的人员与财产损失。同时，借助该系统，使用者能在地表办公区域实现与井下作业人员的实时免费通讯，并进行短信或可视通讯。总而言之，3G无线通信系统具备开放、灵活、分布范围广等诸多优点，且系统留设了充足的后续升级空间，能根据今后生产的实际需要，在不改变原有设备的基础上，实现系统的快速、便捷式升级，在更好地满足生产实际需要的同时降低设备升级成本[6-7]。

4、结语

3G无线通信系统成功地将无线通信技术运用到矿井井下的生产管理活动中，不仅能达成实时的语音通信，更能实现可视通话，提升了通讯过程的感知化。同时无线通信系统还达成了井上井下信号的全方位覆盖，改变了以往有线通信模式存在的通信点分布局限性大和通信信号差、反应迟缓的不足，使得矿井生产调度的协调能力与应急救援能力获得大幅提升，从而为矿井的安全、持续发展奠定良好基础。

参考文献：

[1]曹建文.基于3G异构网的井下无线通信系统解决方案[J].煤矿机电，(4)：64-67.

[2]朱豫虹，姚善化.3G移动无线视频监控技术在煤矿的应用[J].煤矿安全，(5)：56-57.

[3]于长波，韩洪杰.现代移动通信技术在矿山中的应用[J].煤炭技术，2012(6)：172-173.

[4]王永军.3G无线通讯系统在大柳塔煤矿的应用[J].陕西煤炭，(3)：73-75.

[5]褚新胜，盛高永.3G通信技术在矿山无线通信中的应用[J].山东煤炭科技，2013(3)：75-77.

[6]宋振卫.3G无线通信系统在漳村煤矿的应用[J].煤，(8)：49-50.

3G无线通信系统 篇6

关键词：3G信号传输；道路；景观；照明无线控制系统；ARM-Linux；WCDMA 文献标识码：A

中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2015）19-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.010

城市、乡镇道路上的路灯及各类照明景观灯设施是与我们日常生活紧密相关的市政公共设施建设，它既关系到夜间道路交通安全和百姓生活方便，又承担着美化城市，展示城市时代性魅力的重任。城市、乡镇照明的发展优化了我国的人居环境要求，但同时给耗能、耗材、管理等方面带来了昂贵代价。尤其在类似于高架桥梁、偏远乡镇以及部分楼宇的景观控制中，有些控制的信号线不能敷设，因此信号的长距离无线传输在景观照明控制系统中变得越来越重要。现如今，3G通信技术已经发展成熟，具备更快速、更完善、更稳定的网络，更低的网络运行费用也给照明系统的数据传输提供了可能。

1 系统的构成与工作原理

整个控制系统分为远程主控端和各个子系统（如图1），通过3G通信网络形成一个主从式星状网络控制系统，每个子系统为一个独立的单体照明系统。按照系统功能模块可分为以下四个部分：

图1 系统构成

1.1 远程主控端

远程主控端是整个景观照明无线控制系统的信息中心，也是系统的控制中心，主要负责对所有子系统景观照明数据协议编码、子系统运行状态监控，输出数据接入无线互联网。

1.2 3G网络接入

3G网络模块是无线通信与有线通信的界面，是实现整个景观照明无线控制系统的信息通信的桥梁，即负责接收和传送主控端发送的数据，并转为有线信号传输模式，通过路由器接入各个控制系统。

图2 远程主控端框架 图3 3G网络接入模块

1.3 控制子系统

控制子系统采用ARM嵌入式平台，通过嵌入式Linux系统实现对系统的资源管理和控制，以及对接收到的数据进行译码分配和实时传输。

1.4 数据协议输出端口

根据所需要控制的景观灯具的输入数据界面模式，控制子系统可以提供多种的输出数据模式，景观照明用的界面主要有DMX512、SPI、DALI、0～10V D/A输出协议。

图4 控制子系统 图5 输出端口模式

2 子系统设计内容

子系统设计由软件及硬件两部分组成。本子系统硬件以三星公司S3C2440A嵌入式微处理器（ARM9处理核心，64M SDRA——64M Flash，100M网卡，linux开放操作平台）、E1750通信模块（2Mbps的上传速度和7.22Mbps的下载速度，USB通用界面）和照明数据模块组成为例，图6为硬件结构。

图6 子系统硬件结构 图7 子系统工作流程

软件负责完成对照明效果的管理和控制，子系统软件核心部分主要包括bootloader、操作系统、根文件系统和用户程序。需要设计完成的主要工作包括：（1）Bootloader部分采用U-boot 1.1.6，主要负责初始化处理器及硬件设备，引导操作系统启动；（2）操作系统采用Linux 2.6.22内核，此内核拥有良好的调度、中断、内存管理等性能以及支持各种根文件系统，具备良好的可移植性；（3）根文件系统使用YAFFS2；（4）编写3G网络的接入协议。驱动采用USB-ModeSwitch+libushb针对E1750进行相应的设置，实现了在ARM-Linux下驱动WCDMA模块。输出协议模块驱动支持DM512协议，SPI串行数据协议，DALI协议，0～10V模拟输出；（5）照明控制软件设计。通过照明控制软件完成网络数据的译码，重新编码和传输到控制灯具。

3 子系统工作流程

工作流程的关键点是数据的传输。远程子系统采用同步传输模式，即远程控制中心通过3G网络传输要显示的控制效果数据传输给子系统，子系统进行边接收边进行相应解码并以相应的数据传输协议发送出去，以实现景观照明中场景效果的实现。

子系统流程如图7所示。

4 发展前景分析

长距离的无线照明控制，其系统功能是“控制”，其系统特点是控制方式“无线”。众所周知，传统照明是手动、有线路的控制，不能达到随心所欲的管理。如一盏灯出现问题，一整条线路有可能都受到影响，或者灯具的损坏无法及时发现，造成照明故障，这种现象一直困扰着照明管理者。而这种无线照明控制系统，由于采用3G无线传输技术，一方面在控制上面可以实现无线化，另一方面具备单灯控制，附带电流、电压、功率因数、功耗统计等功能，使照明管理更具人性化与智能化。景观照明讲究的是一座城市或一个区域的整体效果，包括道路绿带亮化、游园绿地亮化、建筑物立面亮化、公共设施亮化、喷泉水池以及各种非公益性的广告、字牌和店招等构成，搭载了3G信号的无线传输，解决了有线传输的线路敷设困难，可实现“随心所欲”的设计布局。另外，通过无线控制，使照明的效果更加多彩分层。

作为智能照明的一大特色，无线照明控制早在2005年就已经开始被应用在照明控制中，但由于种种技术和成本的限制，一直未能广泛应用。但是随着通讯技术、智能手机等发展，无线照明控制得到大大改善。采用3G通讯网，在每个控制点配置一个无线控制器，选用模块化、数字式的智能灯光控制模块，在控制中心（总控室）配置集中监控系统软件，管理人员就可以通过手机或电子地图界面控制和管理整个城市的景观灯，实现智能化管理。无线照明控制系统是划时代的智能技术，它把传统的照明控制与无线结合起来，开创了一种新型的管理与节能，真正实现智能化照明。LED技术是21世纪以来发展最为迅速的照明技术，它节能、环保、稳定、高效，已经大量的运用在商业照明、景观照明等领域。而无线照明控制系统因为结合了LED、通信、计算机、传感器等技术，一方面保障正常的照明功能，另一方面兼具节能、环保、智能管理等，备受瞩目。

5 结语

本文介绍了3G数据传输方式下的景观照明控制系统的设计方法，阐述了整个控制系统的设计，特别介绍了子系统的硬件和软件设计。使用3G网络和TCP/IP技术，远程控制中心通过发送相应命令和编码后的照明数据到各个子系统，子系统进行数据解码并传输到相应的输出数据接口，以实现远程的无线控制，其发展前景广阔。

参考文献

[1] Yao-Jung Wen，Agogino，A.M.Wireless networked lighting systems for optimizing energy savings and user satisfaction[J].Wireless Hive Networks Conference，2008.

[2] Ismail，M.H.，Matalgah，M.M.Performance evaluation of WCDMA high speed downlink packet access/frequency division duplex mode[J].Wireless Communications and Networking Conference， 2005.

[3] Yoowattana，S.，Nantajiwakornchai，C.，Sangworasil，M.A design of embedded dmx512 controller using FPGA and XILKernel[J].Industrial Electronics & Applications，2009.

3G移动通信系统安全的探讨 篇7

3G移动通信系统是一个在全世界范围内都覆盖和运用的网络系统，它即通过开放的全球有线网络，也通过全开放的无线链路进行信息传输。越来越多的人使用第三代移动通信系统(3G)进行信息交流，使得3G和网络资源使用的安全性变得更加重要了。

1 3G移动通信系统的安全威胁

对3G系统的安全威胁可以分为以下几个方面：

1)通过对敏感数据进行非法操作，以达到对消息的完整性进行攻击的目的。它主要包括：对消息的重放、插入、篡改或删除等;

2)通过对敏感数据进行非法获取，以达到对系统信息的保密性进行攻击的目的。它主要包括：伪装、浏览、侦听、流量分析、试探和泄露等;

3)否认，它是指网络或用户对曾经发生的动作进行否认;

4)通过对网络服务进行干扰或滥用，从而造成系统拒绝服务或者系统服务质量的下降。它主要包括：资源耗尽、干扰、服务滥用和特权滥用等;

5)对服务的非法访问。它主要包括：网络或者用户通过滥用访问权利，从而非法获得未授权服务。攻击者通过伪造成用户和网络实体，从而对系统服务进行非法访问。

2 3G移动通信系统的安全原则

3G移动通信系统是在2G的基础上发展起来的，它应该继承和发扬2G系统中的安全优点，同时要克服2G系统中存在的安全缺陷，为了更加完善的安全服务和安全特性。3G系统安全应遵循以下的原则：

1) 3G都应该采用在2G中被证明是必须的和具有相当强的安全特性;

2)在2G系统中潜在的和存在的安全缺陷3G都应该改进;

3)对3G新服务提供新的安全服务和安全特性。

3 3G移动通信系统的安全要求

3.1 要能够确保业务接入的需求

对于接入3G系统的除了紧急呼叫这种业务外都需要一个USIM(全球用户识别卡)。紧急呼叫这种业务是否需要USIM由网络决定。应预防入侵者伪装合法用户接入3G系统，

3.2 要能够确业务提供的需求

应该具有检测并防止欺骗性的使用业务以及和安全相关的事件出现的时候能够向业务提供者进行报警并且做记录，应该能够阻止特殊USIM被使用并接入3G系统。对于某些用户而言，服务网络提供的归属环境能够做到立刻停止它所提供的业务。

3.3 要能够确系统的完整性需求

应该能够阻止信令数据、控制数据以及用户业务等被越权权修修改，尤其是对于无线接口。能够阻止终端/USIM存储越权修改改的的用户相关的数据，阻止提供者处理与存储和用户有关的数据被被修修改。数据的保密性和下载的应用可以得到保证，基础网络的安安全全性也应该得到保证。

3.4 要能够做到个人数据保护

尤其是对于无线接口而言，用户身份、位置、与信令以及控制数据的保密性应该能够得到保证。能够防止同一业务的参与者不会窃取特定的3G业务的用户位置数据。用户可以自己检测自己的业务信息以及呼叫信心需不需要进行保密处理，进而做到相关数据的保密。

3.5 要能够做到对终端/USIM的需求

应该可以控制并且接入到一个USIM，进而用户运用它可以接入3G业务。这样能够做到从控制的USIM中取得某些只有授权归属环境才能够取得的数据。验证密钥和算法等这些仅仅在USIM里运用的数据不能够获得。能够做到检测是不是偷窃的终端。能够禁止一些终端接入3G业务。终端身份的改动非常困难。

3.6 要具有合法窃听的需求

按照国家相关法律的规定，3G移动通信系统应该能够为执法机构提供无偿方便的检测和窃听每一个呼叫、呼叫尝试和用户行为相关的呼叫以及其它的服务。合法窃听需求可以使用相应设备或者通过在归属环境或者服务网络中设置接口来加以实现。

4 3G移动通信系统的安全目标

确保服务网络与归属网络提供的服务与资源、以及所有用户产生或者和用户相关的信息能得到足够保护，从而防止盗用或滥用;确保安全特征的标准化，从而保证不同服务网络间的漫游和全球的互相操作的能力以及全球兼容的能力;确保给用户或运营商提供的安全保护水平远远高于现有的移动或固定网络;确保3G安全机制和特性的实现具有增强和扩展的能力从而对付新的服务和威胁。

5 3G移动通信系统的安全结构

图1给出了一个完整的3G安全体系结构模式。

在图1中给出了5个安全特征组，每一安全特征组用来对付某些威胁，从而实现某些安全目标：

网络接入安全(I)：它提供用户安全的接入3G业务，尤其是抵御在 (无线) 接入链路上的攻击;

网络域安全(II)：它是在提供者域中的结点能非常安全地交换信令数据，从而抵御有线网络上的攻击;

用户域安全(III)：它确保安全的接入移动台;

应用域安全(IV)：它是在提供者域和在用户域中的应用能安全地交换消息;

安全的可视性和可配置性(V)：它使用户知道一个安全特征集是否在正常运行，且业务的设置和应用是否能依赖该安全特征。

6 结论

3G是一个全新的系统，对于不断出现的新的数据业务，尤其是在数据安全性方面提出了很高的要求。目前，3G已经在许多国家展开运营，具有很大的发展前景。所以对3G安全的研究具有很重要的现实意义。

参考文献

[1]徐胜波, 马文平, 王新梅.无线通信网中的安全技术[M].北京:人民邮电出版社, 2003.

[2]陈广辉, 李方伟.移动通信系统的安全机制分析[J].移动通信, 2004 (4) .

[3]张传福.第三代移动通信系统UMTS的概况[J].现代电信科技, 2000 (2) .

[4]卢开澄.计算机密码学—计算机网络数据保密与安全[M].北京:清华大学出版社, 1998.

3G无线通信系统 篇8

随着无线通信技术的发展与普及,大中型矿山企业逐步采用以小灵通或者WiFi为主的无线通信调度系统。由于小灵通和WiFi无线通信调度系统以语音业务为主,缺少宽带数据和智能业务,所以矿用3G无线通信成为煤炭行业的发展趋势［１］。矿用3G无线通信系统主要由3G核心网、语音调度交换机、传输网络、矿用无线基站、本安手机等组成。井下基站主要采用定向天线覆盖,网络优化的优势在定向覆盖中并不明显。地面基站一般采用与运营商同等电信级的技术和覆盖方式。针对大型矿区地面覆盖和通信质量的要求对3G网络进行优化,可改善接通率、掉话率等关键指标,提供更加可靠、稳定、优质的网络服务［２］。网络优化不仅能保证通信的质量,还能提升系统的整体运行速度,在遇到紧急问题时提供稳定的通信环境。本文以某大型矿井无线通信系统为例,阐述3G网络优化技术在矿用无线通信系统中的应用。

1 网络覆盖问题分析及优化思路

不合理的小区覆盖会给网络带来诸多实际问题,如覆盖盲区和导频污染［３］。覆盖盲区:网络不连续覆盖,局部区域服务品质差,无法保证服务的完整性。导频污染:5dB的窗口内存在3~4 个小区重复覆盖情况,即满足软切换门限的导频信号受限于软切换集容量而无法进入软切换状态,从而形成导频干扰。导频污染会降低下行覆盖的信号质量,无法保证服务的完整性,造成系统资源的浪费。

优化思路:确定并增强主控小区覆盖;减弱非主控小区覆盖。

主要措施:优化天线的物理参数,如天线方位角、俯仰角、天线挂高等;调整导频功率。

2 网络优化方案

2.1 某矿区地面基站覆盖情况

按地面覆盖要求,矿区共设置5台地面大基站,井下基站暂定为20台,后期根据井下掘进及工作面情况,可直接增加基站,无需增加地面核心设备。地面基站覆盖情况如图1所示。

关闭中心站以后,对覆盖区的路线进行测试,发现网络中存在的覆盖相关问题主要在图1中圈出的地区发生。弥补覆盖空洞的思路是找出主覆盖。从图1可以看出,可为该区域提供覆盖的小区是F0230,F0229或F0098。

2.2 覆盖盲区优化

位置1首先排除F0098,因为矿区西侧有较高的山遮挡,F0098的信号被大部分甚至完全遮挡;其次,位置1排除F0230。位置2排除F0229,厂区有高层建筑以及工业厂房遮挡,无法改善该区域的覆盖。最后位置1考虑F0229的方向,调整F0229小区到300°左右,把另一扇区天线转到厂区的方向来弥补F0229的覆盖区。位置2 考虑将F0230 小区逆时针方向调整到150°左右。调整天线方向以后,该区域的信号强度及覆盖等级测试结果见表1 和表2 (Cluster:簇;RSCP:Received Signal CodePower,解扩后的导频信号强度;Ec/No:Ratio ofenergy per modulating bit to the noise spectraldensity,每调制比特功率和噪声频谱密度的比率;Coverage Class:覆盖等级)。从表1、表2 可看出,覆盖盲区优化后,RSCP≥-85的比例从58.36%提高到了92.22%,Ec/No≥-10的比例提高到了97.84%,表明该区域信号强度得到增强,已解决弱覆盖问题。

2.3 导频污染优化

开启F0230基站以后,在该基站的覆盖区内存在较多导频污染。F0229在该区域成为导频污染,影响了主覆盖小区的Ec/No,因F0229 基站较高,该区域由F0229和F0230共同覆盖,所以F0229成为导频污染。将F0229小区天线机械倾角从5°调整到7.5°。经测试,优化后导频污染区域基本消除。测试结果见表3和表4。从表3、表4可看出,导频污染优化后,Ec/No≥ -10 的比例提高到了99.12%,RSCP也提高到了94.26%,表明该区域导频污染问题已解决。

3 结语

3G网络优化效果最为明显的手段包括天线方向角和倾角(机械、电子)调整、导频功率参数修改以及切换优化等。本文对某矿区进行网络优化后,信号覆盖率得到了大幅提高,保证了整套矿用无线通信系统的稳定与可靠,提高了矿井综合调度的效率以及紧急情况下调度的及时性和稳定性。

摘要：为了充分利用现有无线网络资源,提高设备的利用率,保证通信质量,以某大型矿井无线通信系统为例,阐述了3G网络优化技术在矿用无线通信系统中的应用。从覆盖盲区和导频污染2个方面入手进行网络优化,优化后该矿区网络信号覆盖率得到了大幅提高,基本消除了导频污染区域。

基于3G无线视频监控系统的应用 篇9

随着计算机技术的发展, 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, 用户已不再满足于传统的监控系统。随着3G技术难点的突破和3G网络的发展, 使3G无线视频监控的实现成为了可能。目前, 全国在推进广电网、电信网、互联网的三网融合, 采用新型的3G无线网络技术, 是发展的必然趋势。由于已建成的3G无线通信网络技术已经相当成熟, 在传输的稳定性和网络的覆盖率方面都具有很大的优势, 而且视频传输设备终端便于携带和部署。利用3G无线通信网络承载视频监控系统、应急调度系统等应用, 可以有效实现统一规划、统一标准、实时高效, 第一时间让用户了解身边发生的重大事件、新闻动态等。它在功能上更为先进的同时, 节省了大量的人力、财力维护费用。该系统同时融合了无线通讯、数字对讲技术、GPS定位技术、身份认证和网络安全隔离网闸等多种移动通讯、信息处理和计算机网络的最新前沿技术, 以专网和无线通讯技术为依托, 为一线值勤人员提供了一种跨业务数据库、跨地理阻隔的现代化移动环保通办公机制。

1 3G无线视频监控系统网络拓扑结构

3G无线视频监控系统网络拓扑结构如图1所示。

无线网络视频监控系统是基于移动3G网络, 主要由视频的采集压缩模块、无线的数据传输模块、中心的监控管理平台三部分组成。系统结构简洁明了, 扩展性好, 能适应多变的监控要求。

1.1 前端视频采集模块

前端视频采集模块实现的功能是从普通的视频摄像头中捕捉瞬时的视频信号, 然后压缩。该模块支持不同的压缩比和图像大小, 用户可以根据需要选择不同型号的产品。

1.2 无线传输模块

视频采集压缩后就可以将压缩好的视频图像文件传送到中心, 传送的方式是通过移动的3G网络。系统具有PPP拨号过程, 并嵌入式地实现了TCP/IP协议、POP3/SMTP协议, 同时支持动态IP.

1.3 监控中心

监控中心只要是一台具有公网IP或者域名的服务器即可。启动服务后, 就等待各个监控终端的连接。对于始终在线模式的终端, 可以按照需要查询当前的图像情况, 也可以自动不停地记录监控点的图像变化。

2 3G无线视频监控系统功能

2.1 全实时视频监控

通过网络, 用户可以在远端随时、随地查看现场情况, 及时了解、指导工作。这对单位形象宣传也有很好的促进作用。

2.2 资源集中管理

视频、云台、报警、串口等资源可以集中管理, 统一配置, 管理方便、科学。不用针对多个设备进行多次、单独、重复操作, 节约系统管理的人力、物力和财力。

2.3 网络录像管理

系统不仅能够自动录像、自动清除以往录像, 还能够提供录像异地查询、下载等功能。系统的录像启动方式有以下几种: (1) 客户端本地录像。客户在使用监视器软件时可以随时启动、关闭“本地录像”功能, 录像文件保存在当前的电脑中。 (2) 客户端网络录像。客户在使用监视器软件时可以启动“网络录像”功能进行录像, 录像文件保存在预先设定的指定网络路径的电脑中。 (3) 按时间计划录像。管理员可以配置“录像计划”进行有目的的录像。“录像计划”是设定录像类型、录像启动时间、录像停止时间、每个录像文件的持续时间段和录像保存周期等。 (4) 联动触发录像。管理员可以配置联动录像。当系统发生某些预期的事件后 (比如环面移动检测、红外报警输入发生、某个客户登录等) , 将触发录像启动。

2.4 视频编码技术和特性

目前, 3G无线视频监控主要是采用H.264视频编码技术。

2.4.1 新的快速运动估值算法

新的快速运动估值算法 (UMHexagon S) 是一种运算量相对于H.264中原有的快速全搜索算法可节约90%以上的新算法, 全名为“非对称十字型多层次六边形格点搜索算法” (Unsymmetrical-Cross Muti-Hexagon Search) 。这是一种整像素运动估值算法, 它在高码率大运动图像序列编码时, 保持较好失真率性能, 且运算量十分低。

2.4.2 帧间编码帧的掩盖算法

与帧内编码帧不同的是, 帧间编码帧的掩盖不在像素域内直接操作, 而是通过对丢失像素的区域 (宏块) 在空间上和时间上相邻的宏块的运动信息进行分析来“猜测”该区域的运动。被“猜测”的运动向量通过使用参考帧来进行运动补偿。在这个算法中, 就是将这些直接拷贝来的像素值作为掩盖时所要用的最终重建像素值。

2.4.3 边界匹配算法

该方法用前一帧相应位置图像块的运动补偿块来预测当前受损的图像块。寻求受损块最佳匹配块的方法是在前一帧中寻找最佳匹配块的运动向量。因为帧中空间上相邻区域的运动相关性很大, 所以丢失了的宏块运动向量就用空间上相邻的宏块运动向量来预测。到底用哪一个相邻块的运动向量预测当前宏块, 取决于掩盖后 (重建) 图的平滑度。在这个寻找的过程中, 用每个候选块的运动向量 (运动补偿像素值) 来计算掩盖像素值。将一个块插入到帧中, 如果它使得边界像素的亮度变化最小, 那么它就是要找的最佳匹配块。

3 系统工作原理

3 G无线视频监控系统的工作原理为: (1) 通过本地IP地址, 预先设定代理程序的网络位置; (2) 借助无线网络的数据业务功能, 自动拨号, 获得IP地址, 建立数据传输通道; (3) 通过拨号获得的IP, 通过无线网络和代理程序建立连接, 开始传输数据; (4) 用户通过“监视器”软件, 登录代理程序, 可以观看到远端传输过来的图像; (5) 用户通过“监视器”软件, 登录代理程序, 可以双向交互, 控制云台; (6) 单个Agent代理程序可以支持几十到上百个视频服务器接入, 接入的视频服务器、无线网络、代理程序三者结合为一体, 相当于一个具有若干视频的网络服务器站点。

4 3G无线视频监控系统优势

3G无线视频监控系统有以下诸多优势: (1) 覆盖面广。手机无线网络覆盖率极高, 几乎不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形和区域的限制。 (2) 部署方便。由于这些监控点具有接入固网不方便 (或费用太高) 、突发性的特点, 而使用无线3G网络无需网络布线和架设天线。无线监控系统几乎可以部署在室外的任何地方, 包括水体、崎岖地带、偏远地方。前端编码器或网络摄像机, 甚至手机, 采取无线接入的方式, 只需要在移动网络覆盖下, 就能很方便、很简易地搭建起监控点。 (3) 高数据吞吐量。考虑到未来的WIFI和3G技术发展, 无线网络传输带宽可高达6~200 Mbps。 (4) 可靠性高。充分利用网络隧道、128位加密算法、防火墙/VPN、加密锁、权限管理、安全认证、实时时钟等技术, 保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏。高端无线传输系统可靠性高达99.999%的载波级, 可以实现无中断的安全传输。 (5) 成本低廉。线路租用成本低, 中国移动对3G业务给予积极的支持, 对每线包月费用进行优惠, 免除了远距离网络布线所造成的高昂费用。 (6) 监控方便。方便使用、操作管理简单, 既可以安装客户端软件, 也可以直接通过WEB方式进行远程监控和远程管理, 图形化界面。可随时、随地采用手机进行无线视频监控, 不局限于预先安装好监控客户端的某台电脑。 (7) 业务多样。无线视频监控不仅可以涵盖所有固网监控业务, 还可以开展各种移动业务, 比如移动执法监控、移动采访等业务。 (8) 扩展性好。采用标准的组网方式, 支持IP单播、组播功能, 可以组成点对点的监控系统, 也可以组成一个中心对各站点的系统。在网络上可以设置多个分控图像工作站, 满足多个用户的需求。另外, 还可以组成多级监控系统。嵌入式的产品设计, 每个视频服务器都是一个独立工作的站点, 增加、减少一个站点, 非常方便。系统具备无限的扩展性。

5 3G无线视频监控系统的案例

以小车视频监控管理系统为例, 该系统以全球定位、3G通讯、网络实时监控、调度、管理为主, 实现企业对小车进行现代化高级智能管理调度的监控 (如图2所示) , 提高小车使用效率, 降低运营成本, 同时对车辆进行有效控制。

系统支持i Phone, Android, Windows Phone等智能手机上的实时位置、视频监控、双向对讲、轨迹回放等。

摘要：3G视频监控是安全防范系统的重要组成部分, 其具有实时、直观、准确等特点, 在城市安全监控、野外作业安全监控、城市公交监控等领域都发挥着极其重要的作用。以下针对3G无线视频监控系统的应用进行了阐述。

关键词：3G技术,无线视频,视频服务器,数据库

参考文献

[1]周慧灿, 张琼.多线程技术在网络视频传输中的实现[J].湖南理工学院学报, 2006 (19) .

[2]谢红华, 陆以勤, 吕锦.基于3G无线网络的高质量实时视频监视系统的设计[J].计算机应用研究, 2007 (24) .

[3]王俊.3G移动通信系统网关技术应用研究[J].通信技术, 2011 (03) .

3G无线通信系统 篇10

1 3G技术与卫星通信技术

3G技术与卫星通信技术,都是目前主流的无线通信技术,其应用领域非常广泛,是强有力的现代化通信手段,在通信领域中发挥着重要作用,能提供无线通信服务,应用于商业与军事领域。下面通过几点来对3G技术与卫星通信技术展开分析:

1.1 3G技术

3G技术是第三代无线通信技术,其技术手段已非常成熟。2G网络通信速度慢,效率低,通信质量差,而且存在严重的资源配置不足问题,通信稳定性与安全性都很难得到保障。而3G技术则突破了2G通信技术限制,大大提升了通信稳定性、安全性及通信速度,弥补了2G通信系统的缺陷,速度可达2Mbps(兆字节/每秒),而且融合了MIMO技术以及VSF-OFDM接入技术,网络兼容性好、频谱宽、通信速度快,支持多媒体通信业务,网络结构架设成本低,巧妙利用RRM技术来满足各业务流的QOS要求,基于RNC技术进行网络资源调度,提高资源配置效率和水平,提高信道利用率,提升通信速度,强化网络吞吐量,解码与编码方面也进行了技术改进,通信稳定性和可靠性更高。

1.2卫星通信技术

卫星通信技术受自然环境和地理条件影响小,通信可靠性非常强。常规通信设施故障,无法完成通信的情况下,通常会选择卫星通信技术,所以卫星通信通常被作为救灾临时通信的常用手段。卫星通信是通过通信卫星转发器进行微波通信,不仅通信范围广、效率高,而且通信容量大,质量高,能满足多种业务需求,主要由地面设备、中转设备、终端设备、卫星设备几大部分组成,能提供固定通信业务、移动通信业务、VSTA业务等等。地震、泥石流等灾害事故发生时,往往伴随着大面积停电或光缆断裂,传统通信手段并不适用,应当加强对卫星通信技术的应用。卫星通信终端设备轻便灵活方便携带,不受地理、空间、时间限制,能满足语音、数据、图像、视频等综合通信需求,非常适合消防通信。

2基于卫星通信和3G技术的消防通信指挥系统

通过前文对卫星通信技术和3G网络通信技术的分析,不难看出二者在消防通信领域的优势。它们是现代社会实现消防通信的重要技术手段,在其他通信手段失灵时,能大幅提高消防通信指挥系统的机动性。基于卫星通信与3G技术的消防通信系统,功能多,通信质量高,集成了GIS技术、GPS技术、视频监控技术、无线网络数据传输技术,具有灾害现场应急指挥、消防车辆监控、消防水源管理等多种功能,能有效提升消防通信指挥水平,为火场态势判断、领导科学决策提供了极大的便利,弥补了常规通信手段的缺陷,为灭火救援工作开展提供了可靠的信息支撑。

基于卫星通信和3G技术的通信系统,涉及现场通信、应急指挥中心、应急通信系统等几大部分。现场通信用于紧急情况报警、应急指挥中心与现场通信连接。应急指挥中心则负责确保指挥通信,下达救灾命令,对灾情信息进行处理分析。应急通信系统则是为确保指挥通信和数据畅通的通信网络,以卫星通信和3G网络为主,能应对通信中断问题,防止网络拥塞,具体可分为公众通信网络与专用通信网络两种类型,组网方式可分为:网状型、星型、混合型等三大类。通过GPS技术进行灾难定位,通过视频监控技术进行现场监控,通过GIS技术进行现场信息采集,通过3G或卫星通信网络对信息进行传输,全面提升消防指挥通信的实效性和流畅性。

因此,系统不仅要能够提供传统语音、数据业务,还要提供GPS和GSM业务。另一方面,要考虑频谱利用率和信号稳定性问题,应提升频谱资源利用率,减低电磁波对通信信号的干扰,增大通信容量,以满足多媒体通信的需求,提升通信稳定性与可靠性。为提升系统抗干扰能力,降低通信编码难度,提高数据处理与寻址效率,可在系统中融入IP网络技术和无线通信软件技术,通过软件优化方式提高通信安全性,避免因软件系统方面的问题引起的通信不畅或信号丢失问题,全面提升消防通信水平,使系统性能得到强化。

3结语

当今社会,火灾扑救难度越来越大,救灾环境越来越复杂,传统消防通信指挥系统的不足越来越明显,逐渐无法满足灭火救灾需求。为提高消防信息化水平,确保消防通信畅通,应融入卫星通信与3G技术,通过现代化通信技术提升消防通信的可靠性和稳定性。

摘要：新经济环境下,社会环境日益复杂,火灾隐患不断增多,火灾的发生具有突发性、随机性等特点,一旦扑救不及时或处理不当,不仅会带来巨大的经济损失,甚至可能造成人员伤亡。消防部门面临的主要问题是如何有效实现现场和指挥中心的统一指挥,在现有的条件下,充分利用人力、物力资源,及时完成消防救灾任务,将火灾损害降到最低。而3G网络技术与卫星通信技术则为消防通信指挥提供了技术支持。文章将针对基于卫星通信和3G技术的消防通信指挥系统展开研究和分析,以提高我国消防指挥通信水平。

关键词：卫星通信,3G技术,消防通信,指挥系统

参考文献

[1]蒲远祥.基于异构网络的消防部队信息综合平台分析与设计[D].成都:电子科技大学,2014.

[2]张洲舟.基于宽带卫星通信系统的通信控制平台的设计和实现[D].北京:北京交通大学,2014.