3g通信技术论文

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第一篇：3g通信技术论文

3G移动通信技术研究与应用

【摘要】 目前，在移动通信技术的发展进程中，3G作为的重要技术创新得到了全面的发展及应用，基于3G移动通信技术的移动通信网络在我国已经初具规模。相对于传统的移动通信技术，在传输速度、传输流量和质量上有了较大提高，具备较强的适应性、操作性和创新性，能够满足用户日益增长的网络需求。为了能够进一步推动3G移动技术的发展与应用，本文重点从其发展现状，具体应用以及未来展望等部分进行阐述和分析，力求为推动理论领域的创新发展提供有益的借鉴。

【关键词】 3G移动通信技术 通信系统 研究与应用

一、前言

随着移动通信技术的发展，3G移动通信技术作为一种重要的技术体系，以其优越的普适特点得到了重要应用，引领移动通信技术进入新的发展阶段。随着网络技术的快速发展以及用户的即时网络应用需要，能够实现语音视频及流媒体播放的移动通信技术成为了未来发展方向。

二、3G移动通信技术特点及分类

2.1 基本概念及特点

3G(3rd-generation)被称之为“第三代移动通信技术”，指的是支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，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、视频交互等多种信息服务，同时兼容已有的第二代系统[1]。具备良好的兼容功能，能够在兼容2G环境下所有的系统，节约大量成本;具备较强的技术优势，能够满足当前用户的基本需求;具备较强的拓展性，为进一步发展，留下了较大的创新空间。

2.2 基本分类

通用的3G标准，可以分为欧版的WCDMA、美版的CDMA2000和中国的TD—SCDMA。2000年5月，ITU(国际电信联盟)将以上3种标准与WIMAX定义为主流无线标准，并纳入指导性技术文件。一是WCDMA。从GSM网发展并规范的技术，意指宽频分码多重存取，它提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的发展策略，市场优势明显;二是CDMA2000。是由窄带技术发展而来，利用窄频CDMAOne的数字标准衍生，可直接升级至3G，发源于美国，很多大型应用商都参与其生产和使用。如三星、Lucent等。具有成本低廉，兼容性好等特点;三是TD-SCDMA。这是由中国独立制定的标准，是中国移动的核心技术。1999年6月，由大唐电信向ITU提出申请并获取资质。具有辐射低、支持灵活和成本低廉等特点。该标准提出跨过过渡阶段，直接向3G升级，特别适合GSM系统的升级改造。

三、3G移动通信技术的具体应用

随着3G技术体系的不断发展与完善，它不仅兼容了2G的通信功能，还在带宽和传输速度上做出了技术性突破，依托高速发展的计算机技术，可以建设多维度、多层次的承载平台，目前其适用范围已经扩大到所有工业及民生应用领域

3.1 流媒体的应用

3G技术具备大流量数据传输的功能，因此该技术在流媒体传输中发挥了重要作用，可以为用户提供随时随地的视频和音乐上传、下载服务。随着数字电视的网络化和大量的3G终端出现，人们可以离开电脑的束缚，依托海量的网络资源，实现即时点播。

3.2 宽带数据传输应用

3G移动通信技术作为无线网络技术的一种，为宽带数据传输提供了新选择，在保证数据传输质量的基础上，实现了数据传输流量的增加。联通公司的HSPA+技术，上行速率11.02Mbps，能够支持最大42 Mbps的上行，是中国联通“终端+应用”模式的具体体现[2]。

3.3 高质语音同步传播应用

由于3G移动通信技术的音频信号分辨率更高，在语音传输中的传输质量也相应提高，因此，在大量的高质量语音传输中得到了较大的应用。主要原因在于其覆盖15Km半径的基站建设和DSP的运算速度，能够为用户提供不超过240km/h的移动速度，确保系统的兼容性和频谱利用率[3]。

四、结论

从本文的分析来看，3G移动通信技术作为2G通信技术的升级，在原有通信技术的基础上实现了功能的增加和带宽的扩展，有效满足了移动通信网络的发展。随着信息技术日新月异的發展与进步，移动通信技术必须同步发展，才能够在激烈的竞争当中获得足够强大的生命力。可以预见，国内在普及3G应用的基础上，为了适应用户更高的需求，具备更多应用功能、更快传播速度、更好传输质量和更大的带宽应用的4G移动通信技术会随之而来，推动移动通信行业不断向前发展。

参 考 文 献

[1] 黎碧霞. 浅谈3G移动通信网络安全技术[J]. 沿海企业与科技，2010(05)

[2] 姜杰. 浅谈3G移动通信系统的网络安全对策[J]. 道路交通与安全，2010(02)

[3] 刘士卿. 谈3G移动通信基站建设，中国科技财富[J]. 2010(12)

作者：张团榉

第二篇：浅析国内移动通信3G技术

摘要：介绍了移动通信的发展史，对国内三种制式的3G技术应用现状进行了分析，指出3G技术的发展演化趋势的最终目标是LTE，这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。

关键词：移动通信 现状 趋势分析

1 移动通信的发展史

移动通信技术可以说从无线电通信发明之日就产生了。至今先后经历了五个阶段：

第一阶段从上世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。第二阶段从上世纪40年代中期至60年代初期。在此期间内，公用移动通信业务开始问世。第三阶段从上世纪60年代中期至70年代中期。这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。第四阶段从上世纪70年代中期至80年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。该阶段称为1G(第一代移动通讯技术)，主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展。第五阶段从上世纪80年代中期开始。这是数码移动通信系统发展和成熟时期。该阶段可以再分为2G、2.5G、3G、4G等。

2G：2G是第二代手机通信技术规格的简称，主要采用的是數码的时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术，与之对应的是全球主要有GSM和CDMA两种体制。

2.5G：2.5G是从2G迈向3G的衔接性技术，3G通信属于一个系统工程，2.5G手机涉及多个层面的技术研究，要从当前以2G为主的通信技术向3G技术实现大跨越发展，不可能一下就衔接得上，因此出现了介于2G和3G之间的2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、蓝牙(Bluetooth)、EPOC等技术都是2.5G技术。2.5G功能通常与GPRS技术有关，GPRS技术是在GSM的基础上的一种过渡技术。GPRS的推出标志着人们在GSM的发展史上迈出了意义最重大的一步，GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。较2G服务，2.5G无线技术可以提供更高的速率和更多的功能。

3G：3G，即3rd Generation，指的是支持高速数据传输的第三代移动通信技术。与从前以模拟技术为代表的第一代和目前正在使用的第二代移动通信技术相比，3G将有更宽的带宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。它能同时实现语音和数据的传输，向用户提供方便、快捷的无线应用，如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另一个主要特点。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。目前中国国内移动通信正处于3G技术的广泛应用和高速发展时期。

4G：4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。目前中国移动已经在部分城市推出4G(LTE)网络的试商用。

移动通信将向资料化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动资料、移动IP将成为未来移动网的主流业务。

2 国内3G技术应用现状与分析

2008年12月31日，工信部正式向国内三大运营商发布了3G牌照，中国移动获得了中国自有知识产权TD-SCDMA的运营牌照，中国电信获得了CDMA2000的运营牌照，中国联通获得了WCDMA的运营牌照。

2.1 中国移动TD-SCDMA TD-SCDMA(Time-Division Synchronous Code Division Multiple Access时分同步码分多址)的技术特点为：时分同步码分多址技术，智能天线技术和软件无线技术。在频谱利用率、对业务支持具有灵活性等方面有独特优势。它采用tdd双工模式，载波带宽为1.6mhz。td-scdma软件无线技术能利用软件修改硬件，不仅便于设计和测试，而且也能兼容不同的系统。但它的技术研究还在初始阶段，尚未发展成熟，而且在抗快衰落和终端用户的移动速度方面也有待进一步研究。

TD-SCDMA为TDD模式在应用方面的特点为：①终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制仅能达到240km/h;②基站覆盖半径在15km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳，在用户容量不是很大的区域，基站最大覆盖可达30-4km。因此，该模式容易在城市或城郊地区得到普及。在大部分城区或城郊，人口分布集中，地域小，车速都达不到200km/h，小区半径往往小于15km。而在广大农村地区，可采用WCDMA FDD方式进行覆盖。这样一来，TDD与FDD两种模式互为补充，能满足大部分用户的需求。

2.2 中国联通WCDMA WCDMA，即Wideband Code Division Multiple Access(宽带码分多址)，是一个ITU标准。它起源于欧洲，由CDMA演变而来，大多数人认为WCDMA是IMT-2000业务的拓展。该模式能为移动及手提无线设备提供高速率的数据。它采用DS-CDMA和FDD两种方式，码片速率可达3.84Mcps，载波带宽5MHz。在Release 99/Release 4版本的基础上，该版本可以在5MHz的带宽内的数据传输速率最高可达384kbps。WCDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达2Mb/s(对于局域网而言)或384Kb/s(对于宽带网而言)。首先数字化处理输入信号，在一个较宽频谱范围内，通过编码的扩频模式来传输用户数据。窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频，而WCDMA使用的是一个宽5MHz的载频。联通WCDMA包括以下几个特点：

2.2.1 网络速度最快。WCDMA网络的技术研究相对成熟，在全球范围内的商用时间很长，具有较好的可演进性，全球首个3G商用网络率先引进了这种网络制式。近两年，联通推出的WCDMA 3G技术已完全支持HSDPA/HSUPA，从理论上讲，该网络制式的网络下载速率最高可达14.4Mbps，2G无线宽带能达到150Kbps，联通WCDMA网络速度一般为2G网络速度的100倍。

2.2.2 支持业务最广泛。在强大的网络平台的基础上，WCDMA可以拓展出即时通讯、可视电话、手机搜索、手机报、手机上网、手机电视、手机邮箱、手机音乐、无线上网卡等形式多样的 3G业务，为用户提供更高的业务享受，极大的丰富其工作和生活。强大的网络体系和更广阔的业务拓展空间，会极大的提高iPhone的使用性能和市场竞争优势。

2.2.3 终端种类最多。截止到2012年底，通信市场上已出现了2000多个支持WCDMA商用终端的款式，款式和功能多样的WCDMA手机相继问世。

2.2.4 国内覆盖广泛。到2012年底，我国大陆范围内的300多个地市已实现联通3G网络的全面覆盖，同时正式投入商业运营模式;与此同时，新覆盖的城镇数量还在持续增加，联通3G网络和业务已覆盖了我国大部分地区。

2.2.5 开通国家最广，可漫游的国家和地区最多。到目前为止，国内外100个国家先后开通了300个WCDMA网络，在全球3G商用网络总量的71.3%。中国联通已与国内外200余个国家的400个运营商实现了GSM/WCDMA网络的国际漫游。联通3G用户可以在国内外大部分地区使用网络通讯。

2.3 中国电信CDMA2000 TD-SCDMA(Time-Division Synchronous Code Division Multiple Access时分同步码分多址)是由我国与德国西门子公司共同研发的系统模式。

CDMA 2000是第三代移动通信系统IMT-2000系统中的一种模式。它的原理是将CDMA2000划分成多个阶段来实施，第一个过渡阶段称为CDMA2000 1X，cdma2000-1X的CDMA前向信道采用单载波方式，它的技术指标与3G标准不完全吻合，因此称作2.75G比较科学;第二个阶段称为CDMA2000 3X，CDMA前向信道为3载波方式。虽然它可以提供较高的速率数据，但也会占用很宽的频谱资源，因此在现阶段大部分运营商会选择cdma2000-1XEV。

3 3G技术的发展演化趋势

3G将最终向4G发展演化，OFDM技术被认为是第四代移动通信技术的核心技术。2012年1月18日下午5时，国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上，正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(俗称“4G”)国际标准，中国主导制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同时并列成为4G国际标准。

其演进的历史如下：

GSM→GPRS→EDGE→WCDMA→HSDPA/HSUPA→HSDPA+/HSUPA+→FDD-LTE长期演进。

各演进阶段理论最高下载速度如下：

GSM(9K)→GPRS(42K)→EDGE(172K)→WCDMA(364K)→HSDPA/HSUPA(14.4M)→HSDPA+/HSUPA+

(42M)→FDD-LTE(300M)。

由于WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到FDD-LTE这一状态，而中国自主的TD-SCDMA网络也将绕过HSPA直接向TD-LTE演进，CDMA2000的4G演化最终目标将是LTE，所以这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。

4 结束语

目前全世界手机用户已达45亿，移动通信已经基本实现了人与人的互联，并正在实现人與互联网的互联。3G技术的普及正使越来越多的人通过手机上网，4G技术的推广将使手机上网用户数量产生飞跃。可以预想，随着3G技术的普及与向4G的演化，全世界手机上网用户数量将最终会超过使用电脑上网的用户数量，同时智能手机和其他能上网的手机数量将更加可观。

参考文献：

[1]马洪亮.浅谈中国移动3G业务发展战略及其未来趋势[J].信息通信.2011，3：113-114.

[2]谢俊松.3G业务演进与未来移动通信发展趋势[J].四川移动通信有限责公司，2011.20(2)：79.

[3]佚名.中国移动3G业务发展现状分析[J].中国行业研究报告，2010，23(2)：12-14.

作者：白明涛

第三篇：应用3G通信技术实现黄河远程视频监视

【摘要】将3G通信技术和视频监控技术相结合是实现可视化管理的有效途径，为黄河治理提供了先进的解决手段。本文着重论述了3G远程视频监控可视化平台的实现技术，及其在黄河上应用情况的介绍。

【关键词】3G通信技术;远程视频监视;可视化管理;流域管理

1.概述

建国以来黄河治理开发取得了巨大成就，促进了流域经济和社会的发展。但是，由于黄河河情十分特殊，治理难度大，治黄工作仍面临着一些难题亟待解决，水利信息化建设进度滞后，保障水平明显偏低。仅内蒙古河段1986年以来就发生了9次凌汛决口，黄河防凌工作已成为我国冬春季防汛工作的头等大事。2010年之前黄河凌情信息的采集主要通过人工测报的方式进行，信息传输手段落后，实时性移动性差，遇到突发情况不能在第一时间将现场信息传回上级指挥部门，无法满足防汛期间多点实时监视的要求。

3G(3rd-generation)是第三代移动通信技术的简称，属于蜂窝移动通信技术，可以同时支持数据、图像、音频流、视频流等多媒体业务的高速数据传输。作为黄河通信专网的有效补充，在3G业务覆盖的地区，可以利用3G技术实现对关键河段和重点工程的远程视频监控，为可视化管理提供平台。

2010年6月黄委发出了《关于开展利用3G技术进行防汛信息传输试验的通知》，要求开展3G技术防汛应用试点工作。在前期调研和实地勘测的基础上，总结以往视频监控系统建设管理的经验，黄委信息中心随后开展了黄河内蒙古河段视频监视系统建设，提高了凌情预报的超前性和监测的准确性。黄河3G视频监视系统先后在内蒙、陕西、山西、河南、山东建设13个固定监视点和6个移动监视点，与卫星遥感、无人机、人工监测相结合，初步构建起了黄河凌汛情立体监测体系。

2.黄河3G视频监视系统

黄河3G视频监视系统为满足黄河防凌防汛对关键河段的高清晰视频远程监视的需求，运用先进的3G移动通信技术和视频压缩技术，来实现对关键河段的实时监控，保障防汛视频监视数据快速、安全、可靠的传送，实现防汛监视“信息编码标准化，信息采集多样化，信息传输网络化、信息管理集成化”。

无线视频监视点采集的实时信息经过传输网络传送至监视中心，实现实时监视;监视中心的各种监视指令经过传输网络下达到无线视频监视点，实现远程控制。远程视频监视系统由无线视频监视点、传输网络和视频监视中心组成。视频监视系统采用二级监控的模式，实现水文局、防办和黄委等各级管理部门的信息共享。

2.1 视频监视点的选择

对于视频监视点的选择应能充分反映黄河防洪防凌的特点，应从其所处的地理位置、地理特点，观测条件，通信条件、安全条件等方面综合考虑。选点原则如下：

(1)视频点优先选在易形成卡冰结坝的位置。

(2)视频点优先选在靠近主河道的位置上，以观察主河道全貌。所以应优先选在大堤及大堤附近的铁塔、桥梁等视野开阔的位置上。

(3)视频点优先选取距离水文站、河道管理段较近的位置上，便于日后的维护和管理。

2.2 传输子系统的实现

2.3 视频子系统的实现

视频子系统以黄委已建视频监视平台为基础，对原有平台进行升级。黄委已建视讯平台是基于视频服务器的网络视频监视系统，编码方式为H.264。为了保证平台的平稳升级，视讯平台建设的技术路线保持不变，仍选用网络视频监视系统。

视频压缩技术是决定传输视频的清晰度和带宽需求的重要因素，因此监视系统的视频压缩技术的选择是非常重要的。

视频压缩技术又称视频编码技术，编码技术的选择不仅要考虑到压缩比，算法的复杂度，还要考虑到网络的动态传输环境对视频流的影响。复杂的算法可能会产生较高的压缩比，但也会带来巨大的运算开销，对系统的软硬件要求很高，进而影响监视的实时性;无线接入技术受环境影响，各种传输参数总处在动态变化之中，传输通道的稳定性较差，而基于TCP/IP的互联网传输本身就具有很多不确定性因素，这就要求监视视频流应具有很强的流量控制和检错纠错功能。

目前，在众多视频编码算法中，H.264适用于无线环境下的网络远程监视系统，具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。

综合考虑沿黄通信的实际情况和黄河通信专网及计算机网络的目前情况，黄河流域视频监视系统仍选用清晰度高、传输性能好、带宽占用小的H.264视频监视系统，力求以最小的带宽获得最佳的视频效果。在具体设备的选型时，还需要对设备进行测试比较(在远程传输条件下)。

2.4 中心视讯平台

中心视讯平台主要通过对原防凌视频监视系统平台进行扩容和升级，实现新旧系统的兼容和系统功能的提升。配备中心管理服务系统和网络视频服务系统，完成各级用户认证、录像管理、报警联动管理，视频设备远程管理;完成视音频的接入、转发、控制、模拟视频转换及展示;开发人性化的操作界面，可以使用客户端或者通过Web浏览器访问视频管理服务器，各级按权限调用下一级中心服务器中的实时视频流和历史视频文件。实现各级平台无线监控资源管理信息的交换、远程控制、视频转发等功能。

中心视讯平台由视频管理服务器、视频解码器、流媒体服务器、视频管理客户端PC、系统软件及显示单元等组成。

2.5 系统兼容方式

要实现新旧系统或是两个以上并存系统的兼容，要对系统所采用的视讯平台进行对接。以新旧系统兼容为例，对接方式是指新建平台通过已建平台实施对接，两个平台都进行对接开发工作。对接后，新平台通过已建平台管理、监控已建的视频监视点，实现两个平台的无缝连接。平台对接可以有三种方式：直接对接、网关对接和SDK对接。

(1)平台直接对接方式

平台直接对接方式需要双方平台遵循统一的标准，并且标准必须具备可操作性。

平台直接接入的方式适用于新建、有条件对平台进行升级改造的系统，其中直接对接应成为新建系统的强制性要求。

(2)平台网关对接方式

对于采用非标准协议、码流的视频图像系统，可采用视频网关进行转换，视频网关的功能是分析视频码流、联网协议，实现码流和协议的转换功能。

视频网关可以部署在前端视频接入中心，也可以部署在流域/省等中心视频管理平台。采用该方式的前提是需要开放视频图像系统所采用设备的码流格式、联网协议。

采用视频网关的优势是将视频图像整合接入标准化码流和协议，有利于行业视频管理平台的可靠性加强。

(3)平台SDK对接方式

设备相关协议采用的是非标准协议，需要已建厂商提供设备的SDK，通过在设备端进行协议码流转换，经过协议码流转换后再接入到平台中。

这种接入方式的优点是不需要已建平台的供应商提供开发工作，仅需提供设备SDK，配合新建平台开发即可。

3.推广应用情况

2010年11月，黄河首次防凌例会在郑州召开，黄河3G视频监视系统在第一时间将三湖河口和画匠营子的凌情画面传回郑州，通过硬件解码器完成在防洪大厅大屏幕的显示;监视期间，画面流畅，画质清晰，视野开阔。黄委领导充分肯定了3G视频远程监视系统在防凌工作中发挥的重要作用，并做出进一步的指示：在充分调研的基础上，恰当选取站点，进一步开展黄河流域视频监视系统的建设。

3G视频监控技术在黄河上逐步展开推广应用，内蒙河段3G信号覆盖的部分地区相继建设了7个防凌视频监视点;在河南、山东、山西、陕西、内蒙等省建设了6个移动视频监视点;在黄河中下游地区小浪底、三门峡、故县、陆浑等4个水库建设了5个视频监视点;在内蒙古乌海地区建设了1个视频监视点。逐步建立的视频监控体系，成为黄河凌情、汛情全天候实时监测和地面巡查的重要手段，为黄河防凌调度、防汛调度、指挥决策、防灾减灾提供了有效的信息支持。

2011年凌汛开河期黄委首次利用无人机技术和3G远程视频监视技术对内蒙古河段进行凌情视频监测，在三湖河口等重点河段和重点部位进行了无人直升机的3G远程视频监测工作，向黄河防总提供了开河期重点河段的监测视频。

3G通信作为黄河通信专网的有益补充，将黄河通信专网和3G通信相互结合共同应用于远程视频监视业务是今后一段时期的发展方向，为实现防洪防凌工作的可视化管理、精确扁平化指挥提供了基础条件，还可服务于水文测报、水量调度、查险报险、水政执法、工程养护等领域，进一步提升黄河流域管理工作的自动化水平。

参考文献

[1]李国英.建设数字黄河工程[M].人民邮电出版社.

[2]张建华,王莹.WCDMA无线网络技术[M].人民邮电出版社.

[3][美]杰克,杨征,等.视频技术手册(第5版)[M].人民邮电出版社.

[4]蒋维,孟利民.3G网络H.264视频监控系统的设计和实现[J].杭州电子科技大学学报.

作者：王淮灵　王鹏　张艳利