3G移动可视电话系统（精选9篇）
3G移动可视电话系统 篇1
0 引言
移动可视电话是一种同时使用了视频和话音的点对点通信业务。随着中国3G时代的到来,移动可视电话作为3G网络的代表业务和“杀手锏”业务,将有良好的市场前景。在实现上,可视电话(Video Telephone,VT)是作为一个复杂的多媒体应用运行在Window CE操作系统之上。为了实现整个系统的良好构架,有很好的扩展能力,并且尽量考虑减少对Windows CE操作系统的修改,在设计可视电话系统时,以3G-324M协议栈为核心,将VT系统分成VT App、3G-324M协议栈、音视频设备驱动、RIL和双端口RAM等模块。
1 移动可视电话系统分析
3G-324M是VT系统的核心模块,实现标准的3G网络可视电话协议,VT App作为控制模块协调其他模块的运作,实现可视电话功能[1]。双端口RAM模块是传输模块,负责所有VT数据及呼叫控制等需要,与Qualcomm modem交互的信息传送,采用该模块是由于VIVA手机硬件上双CPU架构的原因[2]。
建立VT呼叫的数据链路可以选择在3G-324M协议上实现,由于采用的是Windows CE平台,操作系统本身已存在有RIL用于建立电话呼叫连接,并且可视电话呼叫的流程与普通的语音通话十分类似[3]。只是VT呼叫发送给modem的AT命令与普通的语音通话有区别,而RIL层并未实现VT呼叫功能函数,因此,需要对RIL模块作进一步的修正,使其能够支持VT呼叫的功能,其他2个模块是对音视频设备的使用,通过调用Windows CE的对应设备驱动程序来实现。
1.1 VT App模块
VT系统的结构如图1所示。
由图1可以看出,VT App是VT系统中最主要的控制模块,与其他许多模块都有交互。VT App通过与RIL层的交互建立VT呼叫连接和响应并接受VT来电,VT App调用Camera设备驱动来采集本端的视频数据,调用Mic设备驱动采集本端的语音数据,并将这些音视频数据转发给3G-324M协议栈模块使用,同时,VT App也会接到3G-324M协议栈传来的对端的音视频数据,并通过LCD、扬声器等设备播放对端的声音与视频,用户的视频电话操作都是通过与VT App模块的交互操作实现的,很显然,VT App模块也是被设计成该VT系统的UI模块[4]。
1.23G-324M协议栈
3G-324M协议栈是VT的核心模块,它是3GPP组织制定的框架性标准,其制定基础是ITU-T H.324/M和其他国际标准,可以在无线电路交换网络支持实时多媒体服务应用。该标准包含几个子协议标准:语音、视频、用户数据和控制数据的多路复用和分离(H.223)[5]、in-band呼叫控制(H.245),定义的功能组件和端到端通信程序用于支持可视化音频通信应用。
3G-324M协议栈直接与双端口RAM通信,进行VT数据的收发。3G-324M协议栈模块是该VT系统中最重要的模块,3G-324M协议栈实现的质量很大程度上决定了整个系统的运行效果。
1.3 RIL
RIL(Radio Interface Layer)是位于无线模块协议栈与系统应用程序如TAPI/ExTAPI,SIM Manager,SMS Manager和Dialler等程序间的中间层。RIL层屏蔽了各类无线模块协议栈的具体细节和实现差异,给高级应用提供了统一的语音、数据服务、SMS、信号强度指示和来电等各种服务,如图2所示。Windows CE系统已经实现了语音电话的链接建立功能,但要增加视频电话的链接建立还需要对RIL层进行修改和扩展,具体的实现与系统所采用的modem有关,因为每个modem采用的AT命令和调用流程有差异[6]。
RIL的应用程序不会直接调用RIL驱动的函数,而是通过RIL代理来访问RIL的具体实现,每一个用户的应用对应一个RIL代理,RIL代理是不可以修改的,而RIL驱动则可以由OEM厂商进行定制和扩展,以实现对不同无线模块协议栈的支持。RIL与modem的交互是通过AT命令来实现的。
AT用于DTE(Data Terminal Equipment)与DCE(Data Communication Equipment)之间的通信,这是与modem交互的标准方式,DTE给modem发AT命令要求执行某个动作,modem在执行完成后发回AT响应,如图3所示,在这个系统中,可以把RIL模块看作为DTE。
1.4 双端口RAM
双端口RAM位于Intel PAX270与Qualcomm 6280之间,实现双CPU间的高速数据传输,VT属于3G网络上的应用,所有的VT数据必须通过Qualcomm的射频模块在空中接口传输。保证双端口RAM的高速、低误码率、低时延和低CPU负载传输,这些苛刻的要求是该模块在整个VT系统中的实现难点。
2 VT呼出流程
以VT呼出流程为例介绍系统运行流程,由于呼入机制与呼出相似,不再进行赘述,呼出具体流程如图4所示。
1)VT App给RIL发呼出VT请求;
2)RIL给Qualcomm modem发送AT命令,要求建立64 kbit/s电路交换的通道[7];
3)当被叫方接受了VT来电,Qualcomm modem通过协议协商与被叫方成功建立VT通道,并将该消息以AT响应形式返回给RIL,再由RIL通知VT App;
4)VT App接到64 kbit/s电路交换通道建立成功的消息后,就开始3G-324M协议的协商,协商成功时双方就成功VT会话的所有协议协商的步骤;
5)双方开始进行语音与视频的交互。
3 测试结果分析
实际操作中,采用如图5所示的VIVA手机+MD8470A的Loopback方案对开发完成的手机进行测试。
MD8470A是Anritsu公司生产的WCDMA/GSM基站模拟仪器。MD8470A本身支持3G-324M协议栈VT的Loopback功能。手机拨打MD8470A模拟仪器上的可视电话,经过3G-324M协议栈交互建立语音和视频通话,在可视电话程序界面的对端视频位置上成功显示自身的视频,同时听到自身的语音。
通过测试,发现开发完成后的视频手机通话建立时间在2~3 s之间,符合通话实时性要求,同时声音流畅,无明显噪音和回音,图像质量好,符合了高视频质量的设计初衷。
4 结语
随着中国3G时代的即将到来,移动可视电话作为3G网络的代表业务和“杀手锏”业务将有良好的市场前景,笔者主要描述基于Windows CE智能手机平台的WCD-MA网络的移动可视电话应用的设计与实现方式。通过对VT App、3G-324M协议栈、音视频设备驱动、RIL和双端口RAM等相关模块的综合运用,较为便捷有效地实现系统的开发与设计。通过简便的设备环回测试表明,VI-VA手机的移动可视电话系统有较好的通话性能和兼容性,达到了预期的设计要求。
参考文献
[1]毛德操,胡希明.嵌入式系统[M].杭州:浙江大学出版社,2003.
[2]王田苗,魏洪兴.嵌入式系统设计与实例开发[M].北京:清华大学出版社,2003.
[3]江磊,朱发楠.3G视频手机双CPU间双端口RAM的设计与实现[J].电视技术,2009,33(8):19-21.
[4]朱发楠.基于3G-324M协议的手机可视电话的设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2007.
[5]ITU-T Recommendation H.223,Multiplexing protocol for low bitrate multimedia communication[S].2001.
[6]刘浩明,何维,田增山.基于Windows CE6.0的双模手机节能设计[J].电视技术,2010,34(10):56-59.
[7]李蒙,舒云星.Windows CE驱动程序开发[J].计算机工程与设计,2004,25(6):963-964.
3G移动可视电话系统 篇2
鲁恩斌
摘 要：介绍了铁路GIS（地理信息系统）、传统GIS不足、5D地理数据等，详细阐述了可视化铁路移动信息采集系统研制背景及主要功能。
关键词：GIS 5D 可视化 采集系统
Abstract：Introduced the railway GIS(geographic information system), traditional GIS insufficiency, the 5 D geographic data, etc, and expounds the railway mobile information acquisition system visual research background and main function
Key words：GIS 5D Visualization
collection system
一、铁路GIS（地理信息系统）
随着铁路建设的高速发展以及技术的革新，铁路信息化已经渗透到铁路的运输生产、客户营销、经营管理的等各个领域，成为铁路运输和铁路发展的重要保障，其重要地位越来越突出。
由于铁路资产分布在狭长的地表，不论是线路、桥梁、道口、隧道本身，还是信号、电力、控制设备等各种设施以及周边环境都对铁路的安全运营显得至关重要。所以铁路信息化建设离不开对空间信息的管理和应用。GIS（地理信息系统）技术越来越受到铁路部门的重视，已深刻认识到铁路现代化信息系统的设计和建设必须基于地理信息系统技术，把铁路系统各种数据和信息组织起来，建设一个能满足铁路抢险救灾、规划设计、设备维护、运营管理、实时监控、决策分析应用的综合型地理信息系统，这也是铁路信息化建设发展的需要和必然趋势。
二、传统GIS数据在铁路信息化管理中的不足
目前很多铁路部门都在积极的建设自己的铁路地理信息系统。从数据管理的角度来讲，所管理的数据分为空间信息和属性信息。其中属性数据多以关系数据库二维表的形式存在，空间信息数据则以传统的4D形式表现，即数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字线划地图（DLG）和数字栅格地图（DRG），这些数据大多是由作业员根据规范的要求采集、加工制作的。它们是有限的基础信息，针对铁路信息化管理还存在以下不足：
1.信息表现形式单一，缺乏可视化和临场感。
传统的GIS数据多以点、线、面等线画符号来描述地形、地貌及物体的信息，是符号化的，也可以说是抽象的，地图判读需要一定的专业知识，符号化的信息语义晦涩，可视化程度不高，对使用者来讲也缺乏临场感。
2.信息描述过于简单，无法满足应急处理、综合查询等应用。
传统的GIS数据提供物体的地理位置和空间分布，但对目标地物的描述非常简单和有限，也很难表现人文、环境、资源等信息。
3.信息离散，可挖掘程度不高。
传统“4D”数据在采集的时候是按照相关规范要求进行的，针对铁路来讲，由于信息源点分布在狭长的地带，是高度分散的，信息采集很容易发生遗漏的现象。而且采集的信息点是离散的，数据的可挖掘程度不高，一旦采集工作完成，如果需要补测或需要了解其他的信息，就需要重新投入人力实施一次采集工程。
4.数据更新速度慢，现时性差
由于成图周期长，4D产品的更新难以跟上铁路建设发展的速度。
三、5D地理数据构建“数字铁路”
传统的“4D”地理信息数据已经难以满足铁路信息化建设的需要，如果在“4D”产品的基础上再融合高分辨率可测量的连续近景立体影像数据，则正好弥补在了“4D”产品的不足。这种“可视、可量、可挖掘”的近景影像数据可称为第5D-DMI（Digital Measurable Image）。由于可测量近景立体影像数据的融合，可将整条铁路完整的装到电脑里，打破传统地图局限，直接在电脑桌面上浏览整条铁路的真实图景，直观地获得一切需要的信息，而不用判读晦涩的地图语义。其不但真实地反映了铁路线路及周边环境现状，还可方便地直接在近景影像上完成地物的位置坐标和几何尺寸计算以及标注、链接等功能。富信息的数据源能有效支持GIS的数据挖掘工作。这种与地球真实物理环境完全匹配的实景影像地图我们称之为“TrueMap真图”
“5D”数据的完美结合，可搭建满足铁路信息化管理需要的全要素、富信息、可视化的“数字铁路”地理信息平台,从而实现了铁路实景化管理。
四、可视化铁路移动信息采集系统 1.研制背景
2006年武汉铁路局电务处和武汉大学、武汉立得空间信息技术发展有限公司达成合作协议，共同研制开发铁路移动信息采集系统。2006年7月利用原襄樊铁路分局电务试验车97035在试验车上简易运行武汉立得空间信息技术发展有限公司道路移动检测系统，通过运行能够满足我局限界检测测量、分析、报警和线路站场实时景观录像的要求。
2007年2月1日-2月10日，正式在局电务试验车（999255）对系统的进行安装调试，2月19日随局武麻、京九线动态检查进行了上线试验调试，实现了静态同步摄录、动态三维时帧（2帧/秒）拍摄，基本满足可行性研究要求并得到充分肯定。
2007年5月15至5月17日，武汉铁路局组织安排系统尾挂试验，对京广线武昌至郑州段进行了往返数据采集。运行总长度1000多公里，机车运行速度160公里每小时。用1周的时间进行了内业数据处理，编辑成图，建立全线里程库、影像库、视频库，测量成果库。测量精度满足1：2000地形图要求以及铁路限界测量要求。经过一年正式运行，2008年4月30日通过了武汉铁路局科学技术成果鉴定。
2.系统结构
铁路移动信息采集系统是当今最为尖端的铁路地理信息数据采集技术之一，代表着未来铁路地理信息系统数据采集的发展主流。系统通过在武汉局电务试验车上装配GPS（全球定位系统）、CCD数字相机、摄像机、航位推算系统等先进的传感器和设备，在列车的运行过程中，快速采集铁路及铁路两旁设备的空间位置数据、近景摄影测量立体影像及视频录像等数据，同步存储在车载计算机之中，经专门软件处理，形成铁路信息化建设中所需的各种地理信息数据，包括电子地图、设备资产表、设备限界详图、设备对比检出报表等。详细见图1：铁路移动信息采集系统系统结构图及图2：铁路移动信息采集系统电务试验车车外设备。
图1：铁路移动信息采集系统系统结构图
图2：铁路移动信息采集系统电务试验车车外设备
3.系统功能
1）线路及站场环境综合展现
有效融合可测量近景影像、遥感影像、视频、行政区划图、铁道路网图、设备综合信息等进行线路及站场环境的综合展现。实现从宏观到微观的铁路可视化管理。
2）铁路建筑设备限界动态检测 根据基于可测量数字影像，直接在电脑里完成设备限界、设备安全距离、信号设备高度、信号机柱的倾斜、警冲标距的纵向距离进行检测测量。
3）设备对比检出
通过实景影像及台帐信息，对历史和当前采集的设备限界、信号设备、标志布局情况以及信号机柱的状况等进行浏览对比，对变化情况生成限界变化报表和设备检出报表。
4）铁路虚拟运行通道计算拟运行通道计算
基于可测量实景影像数据可以实现铁路可视化数字模型建立，包括铁路及附属设施的三维模型、铁路附近的地形地貌以及铁路附近的人工建筑物和各种物体。通过虚拟运行，进行碰撞检测处理，记录碰撞事件，碰撞性质，基于此提供虚拟运行报告。报告提供运行状态的统计信息，如：是否能够安全通过、存在碰撞的地点、碰撞严重性、碰撞次数、造成碰撞的原因、最大可以通行的货物尺寸等。
5）应急抢险
铁路应急系统必须基于完全可视化的影像来设计, 基于真图数据提供的详尽路网设施信息、地形信息和周遍环境信息，可快速方便地生成应急预案。
灾害发生时，指挥人员在调度中心，迅速调用历史影像，了解灾害发生前的环境状况，对比灾害现场，进行抢险指挥。
6）可视化资产管理
在铁路建成后，辅助竣工验收、资产（设备）实行可视化管理，以及营运管理，实现台帐信息、地图信息和图片／影像信息的有机结合，为工务的日常管理和维护提供了一个便捷、直观的维护平台,帮助分析事故隐患及其根源。7）安全规划
系统将整条铁路装到电脑里，真实的再现，对沿线的安全环境有一个全面的了解，辅助进行铁路安全规划。
8）既有线改造勘测，辅助设计
可测量实景影像数据连续记录了整条铁路的地理信息，是可挖掘的，可随时计算影像上所见的任意点相对铁轨面中心点的坐标，实现隧道、跨线桥梁、沿线电力线路、信号机、平交路口、建筑物的厘米级精度勘测测量，生成断面图、建筑物设备与铁道空间位置关系图等。
五、运用效果
2008年通过鉴定至今，武汉铁路局可视化铁路移动信息采集系统为安全生产发挥了积极的作用，具体体现如下：
1.定期采集施工和运营线路数据，通过影像数据，及时发现保护区范围内施工及运营线路及站场的危险源和隐患，并督促解决。
可视电话难成3G手机杀手级应用 篇3
不仅可视电话不是3G手机的杀手级应用，作为一种电话的使用习惯，可视不可视从来不是核心应用之一，这与技术成熟度无关、作为一种电话功能的扩展，其实可视电话早在十几年前便已没有技术障碍，虽然由于带宽原因，十几年前的固网可视电话会出现画面的停顿、延迟现象，但技术已不再是可视电话普及推广的瓶颈，问题一方面来自于不同公司产品采用的视频通话的标准不同，也来自于视频电话终端的普及程度。
如果说3G手机解决了不同厂商终端的兼容性问题，可视电话在3G推广时所遭遇的最大难题在于3G手机的普及程度，根据以往IT产品的普及曲线，无论是传真机还是电视机，普及爆发的基数一般都为千万量级。作为一种新型的手机应用，可视电话要真正成为普及的核心应用，至少要等到3G手机的使用人数超过千万，否则很难成为真正的杀手级应用。
科幻电影中会经常出现可视电话的应用场景，但现实却未必每个人都希望使用可视电话替代传统电话，毕竟打电话可能是一种隐私行为，不是每个人都希望通话对方看到自己的形象、姿势甚至表情，这也是可视电话普及应用的一个人为障碍，也是这些年可视电话未能普及的重要原因。
说可视电话不是杀手级应用的另外一个因素，在于手机摄像头和听筒的一体化设计、手机由于摄像头和听筒一体化设计，为可视电话的使用带来不便，摄像头要求与人体保持一定的距离，听筒却要求与耳朵越近越好，当然可以通过使用蓝牙耳机解决此问题，但蓝牙耳机的普及本身也是一个问题，可视电话要成为3G手机的杀手级应用并不容易。
不管未来3G应用中可视电话的前景如何。至少短期内，如果寄希望于借助可视电话推广3G，恐怕只能是一厢情愿。
3G移动可视电话系统 篇4
全省非话音电信业务收入82亿元, 占比54.6%, 较去年同期增长3.1个百分点, 非话音收入成为电信业务收入增长主要动力。
四川电话用户规模持续扩大, 电话总数达到7753万户, 排名保持全国第6, 电话普及率达96%。其中3G用户新增221万, 总量达2157万, 移动电话用户净增164.4万, 3G用户拉动移动电话用户规模持续扩大, 移动电话用户总量达6448万, 3G用户渗透率为33.4%。互联网宽带接入用户数862万户, 8M以上宽带用户占比达34.9%, 较去年同期增长18.5个百分点。
3G移动可视电话系统 篇5
传统的视频会议通常是在封闭的会场中进行, 参会人员不能离开会议系统的固定范围, 这就导致了外出人员无法及时参加视频会议。此外, 随着3G手机的普及和视频通话的业务发展, 越来越多的行业客户提出希望能够将3G视频通话拓展为视频会议系统的一种终端, 进而将会场外的有效信息及时传递进会场, 极大地扩展视频会议的范围, 提升视频会议的效率。
本文提出的基于IVVR (interactive voice and video response) 平台的视频转换系统, 与视频会议系统有效结合, 解决了3G视频通话作为一种终端接入视频会议系统的需求, 并在实际应用已开始试点测试, 取得了较好的效果。
1 IVVR系统概述
IVVR业务是对原有语音IVR (interactive video response) 业务的延伸, 它可通过基于3G网络的3G-324M电路域视频呼叫, 为3G视频终端用户提供集音频、视频为一体的增值业务。用户通过拨打不同的业务接入电话号码, 提供视频类业务。3G类电路域视频业务对用户的要求非常低, 只要用户拥有3G可视终端, 在3G信号覆盖的地区就能使用3G电路域视频业务, 有利于用户使用3G业务的习惯培养, 发展3G用户。
从系统功能角度划分, IVVR系统属于最新一代增值业务平台构建, 由接入系统、内容管理系统、计费系统、接口系统、安全系统、统计分析系统6大系统功能模块组成。基于强大的6大功能模块, 可以提供呼叫控制功能、语音媒体功能、视频媒体功能、会议媒体功能、3GP (一种3G流媒体的视频编码格式) 文件合成转换功能、字幕/商标合成功能、背景音和字幕合成功能、流媒体的转发、语音视频一体化支持功能、Web抓取功能和ASR (automatic speech recognition) /TTS (text tospeech) 等诸多强大的平台功能。
从设备角度划分, IVVR平台通常由应用服务器、媒体服务器、视频接入网关组成, 具体结构见图1。
1.1 视频接入网关
视频接入网关主要处理网络IVVR呼叫的接入 (信令控制部分和视频承载部分) , 完成业务的接入;实现外呼和路由转接功能, 从核心网发起的视频呼叫 (其理论结构见图2) 。
视频接入网关完成以下功能:
1) 呼叫控制:与3G核心网的交换局通过ISUP (ISDN user part) 或BICC (bearer independent call control protocol) 信令交互完成从3G-324M终端接收或向3G-324M终端发起CS域 (circuit switched domain) 的视频呼叫, 与IVVR应用服务器完成业务交互。
2) 3G-324M规程执行:在建立64 kb/s电路承载通道后, 视频接入网关与终端间通过ITU-TH.223多路复用协议中的永久控制通道执行能力集协商 (TCS) , 主从决定 (MSD) , 复用表交换 (MES) 和建立逻辑通道 (OLC) 这4个H.245规程步骤, 在视频和音频的逻辑通道建立后, 用户即可收看到IVVR系统播放的多媒体内容。
3) 媒体转换:实现音视频和控制数据在基于IP承载的H.324和基于IP承载的RTP/RTCP (RTP control protocol) 间转换。
1.2 媒体服务器
媒体服务器主要在应用服务器所执行的业务逻辑器的控制下, 提供多媒体播放、多媒体录制和DTMF (dual tone multi frequency) 收号, 向应用服务器上报用户的按键。
1.3 应用服务器
应用服务器为业务控制核心, 完成呼叫控制、媒体控制、业务数据和开发接口。应用服务器是IVVR系统的核心设备, 完成以下功能。
1) 呼叫控制:控制视频接入网关建立与用户终端的视频呼叫, 实现呼叫过程中的IVVR业务逻辑控制和执行, 完成视频接入网关建立与用户终端的视频呼叫。呼叫控制应能支持voice XML (可扩展标记语言) 脚本的解释和运行的能力。
2) 媒体控制:控制媒体服务器进行播放、录制和收号等操作。实现呼叫过程的媒体处理, 包括控制媒体服务器进行视频片断播放、录制视频、DTMF数字收集识别与发送等操作。
3) 业务逻辑:根据具体的业务流程和用户按键, 驱动业务执行。
4) 业务数据:支持业务对系统数据和用户数据的访问和更新。
2 基于IVVR的视频转换系统
IVVR系统可以作为一个中间环节, 用于衔接IP网络和语音网络, 成为衔接数据域 (视频会议系统) 到电路域 (3G手机) 音视频的中间桥梁。只要能够在IVVR系统建立起适应互联网应用的音视频多向交互平台, 就可以实现PC to phone的灵活应用, 其结构见图3。
用户可以通过下载安装客户端的方式, 从视频会议的软终端进行电话拨号, 直接呼叫需要拨通的3G手机, 实现跨网视音频互传。
音视频中转服务器实现的是接收和转发来自视频会议软终端或者3G手机的音视频, 并进行交换传输。中转服务器可以将多路信号编成群组进行互转, 实现多点互通功能。
转换网关是衔接中转服务器和IVVR的中间网关, 负责协议转换和音视频编转码。
2.1 系统功能设计
2.1.1 高效而独特的协议转换方式
由于互联网的特性与电路的特性存在很大的区别, 要想完成跨互联网和电路的传输, 就必须实现协议转化, 让系统在互联网端走适应互联的传输机制, 在电路端则符合电路系统的标准。
众所周知, 目前电路域支持的IVVR支持的是3G-324M协议, 视频编码也是比较老的H.263编码。本方案需要采用协议转换设备, 实现了两种不同协议、不同编码方式的互转和互通。
2.1.2 适应点对点和多点对多点的视音频传输
无论是转换网关, 还是音视频转换服务器, 都支持多点对多点或者点对点的音视频交换, 既要适合个人应用, 也要适合企业等有多路音视频交换要求的客户使用。
2.1.3 高性能音视频合成传输技术
系统必须支持音视频的多点、多路混成和独立传输, 适应两种不同的终端设备。
2.1.4 优良而稳定的音视频传输
无论是在视频会议软客户端还是在电路端, 系统都要能很好地进行自适应, 保证稳定的音视频传输, 为客户提供良好的音视频体验。
2.1.5 支持数据功能和媒体共享功能
视频会议软客户端用户可以根据需求, 通过系统将本端电脑内的数据, 如PPT (power point) 文档或者影音文件类的进行转化输出, 输送给手机或者其他用户共享。
2.1.6 支持所有具备3G可视通话功能的手机
3G手机可视电话系统的最大特点就是无须下载客户端, 只要3G手机能支持此种功能, 就能够实现加入视频会议系统的功能。
2.2 协议转换分析
移动网GMSC (gateway mobile switching center) 和IVVR之间的信令是ISUP, IVVR和H.323分组网之间采用ITU-T Q.931, 两网的带内信令均为H.245。
音视频编码转换音频主要是H.323网络的ITU-TG.723编码和ITU-TH.324M的AMR (adaptivemulti-rate) 12.2 kb/s速率编码之间的转换, 视频主要是H.323网络的H.261/H.263和H.324M网络的MPEG4 (movingpictureexpertsgroup4) 之间的转换。
音视频和控制控制信息的复用H.323网络主要是通过H.225协议, 而H.324M网络主要是通过H.223复用。
从H.323网络向H.324网络方向看去, IVVR可看做H.323终端。
转换网关通过与H.323网守的RAS (remote access service) 与被叫H.323终端建立连接, 通过Q.931协议进行呼叫控制, 通过H.245系统控制协议建立多媒体呼叫通道, 通过RSVP (resource reservation protocol) , TP/RSTP进行实时媒体流传输。
2.3 系统呼叫流程
用户使用3G手机可主动接入视频会议系统, 实现手机侧和视频会议现场侧的音视频双向互通。具体的的呼叫流程见图4。
流程说明:
1) 主叫用户视频呼叫IVVR平台分配给视频会议系统的接入号, 进入IVVR视频会议业务的片头画面;
2) 用户根据画面提示, 输入账号、密码, 提交IVVR平台鉴权;
3) IVVR业务鉴权通过, 返回可用的会议室列表, 用户选择会议室;
4) 根据用户的选择, IVVR业务平台建立视频会议系统的RSTP业务请求;
5) 用户根据视频片段中VUI (voice user interface) 界面提示进行消息的会议源视频查看操作, IVVR业务平台接收用户“按键”选择, 向视频会议系统发送会议源查看请求, 并将视频会议源输出给用户;
6) 内容播放结束, IVVR业务平台向流媒体服务器发送RTSP teardown断开消息;
7) 业务处理完毕, 释放RTSP资源;
8) 返回片头播放。
2.4 系统演进需要解决的问题
目前该方案重点考虑了行业应用中的实现, 并未过多考虑作为公众业务运营的问题。如果要作为公众业务进行运营, 必须考虑该业务平台和VAC (value-added service platform, 中国联通增值业务鉴权中心) 平台的对接, 用户的呼入、鉴权、计费流程也需要重点设计。
此外, 目前该系统是通过3G电路域来传送音视频数据, 下一步可以考虑从分组域传递数据, 但存在以下几个重点问题亟待解决:
1) 手机的CPU、内存处理能力:音视频数据需要使用手机的CPU、内存完成软件编码/解码, 因此CPU、内存的处理能力将直接决定视频的效果;
2) 手机的电池续航能力:目前的手机电池还存在续航能力不足的问题, 很难满足较高视频效果的持续播放;
3) 手机操作系统的核心API (application programming interface) 开放:音视频数据的编解码需要调用手机操作系统的核心API, 但目前很多的操作系统是相对封闭的, 调用有困难。
3 小结
3G移动网络和固网视频会议网络互通, 实现综合视频会议业务是3G可视终端应用一个非常重要的增长点。两网互通的关键是视频网关设备, 在视频网关完成信令交互, 音视频编解码转换和媒体流传输。
本文提出的视频转换系统可以很好地解决两网互通问题。该方案依靠中国联通现有的IVVR平台, 通过增加视频转换系统, 实现3G无线侧电路域3G-324M协议与视频会议系统H.323协议间的转换, 进而将3G手机拓展成为视频系统的一个远程终端。借助于中国联通WCDMA网络的带宽优势, 该项应用将具有非常广阔的市场前景。
摘要：提出了基于中国联通交互式语音及视频应答 (IVVR:interactive voice and video response) 平台的视频转换系统建设方案, 用于解决3G可视终端加入传统视频会议系统的问题。该转换系统位于IVVR平台和IP数据网之间, 实现视频会议的ITU-TH.323协议和3G可视终端的3GPP (第3代伙伴计划) 的3G-324M协议之间的转换, 使3G可视终端可以作为视频会议的一个外延终端使用, 极大地提升了视频会议的效率, 也拓展了3G可视终端的应用。
3G移动可视电话系统 篇6
一、电表数据为了电力公司能更方便的进行用户抄表, 系统通过3G网络采集485电表数据, 用stm32芯片控制485电表数据的采集和控制华为MU103模块来完成。
MU103模块负责通过3G网络方式接受上位机传送的控制命令并发送485电表采集的数据。上位机界面用VB2005编写, 形成人性化的可视化界面发送命令, 并把采集到的电表数据显示在电脑上。如果现场出现故障, 下位机能够主动的和上位机联络, 发送现场图片, 将故障报给上位机。系统框架如图1所示:
二、系统软硬件技术关键
根据系统分析, 上位机主要完成两项功能:数据库服务 (SQL) 和界面设计。数据库设计主要是把下位机传来的电表数据编入数据库, 方便工作人员使用电脑轻松地进行用户数据统计与整理, 并向用户发送相关信息。合理的界面设计可形成可视化界面, 方便对用户的各类信息进行汇总和处理。上位机终端通过RS232连接华为MU103模块连接到3G网络, 发送控制命令并接收数据。下位机数据用RS485传输, 通过MU103接收来自的上位机的控制命令采集485电表的数据, 并通过3G网络传送给上位机。其中, RS232和RS485的主要区别是:RS232传输距离有限, 速率较慢, 在异步通信时, 只有20Kbps, 它只支持一对一通信。而RS485接口在总线上允许连接多达128个收发器, 最高速率可达10Mbps, 最大传输距离可达1219米。下位机程序中的测控模块不仅可以完成对电表数据采集的任务, 还可实时地监督各通路状况, 及时地把故障报给上位机。
下位机采用stm32芯片, 其内核是ARM 32位的Cortex-M3 CPU, 该处理器是最新一代的嵌入式ARM处理器, 最高72MHZ工作频率;内置64K或128K字节的闪存存储器, 用于存放程序和数据;内置20K字节的SRAM, CPU能以0等待周期访问 (读/写) 。
电表系统的通信协议采用多功能电能表通讯规约 (DL/T645-1997) 。核心程序是整个通讯程序, 主要有三部分:数据接收部分、命令执行部分、数据发送部分。工作人员发送数据采集命令经3G网络传送至下位机, 下位机成功接收命令后完成485电表数据采集任务, 并将采集到的数据经3G网络传送至上位机。程序框架图如图2所示:
三、网络测试与仿真
在仿真环境下, 模拟仿真上位机和下位机的交互通信, 并记录实验数据, 解决异常问题, 完成网络测试指标。调试成功后, 连接实际电路, 排除异常问题, 并在上位机用户界面上成功显示传送回来的电表数据。
四、电表数据采集系统的应用前景
可以实现一个控制室对社区或更大范围内的电表进行统一的集中抄表、管理, 这样可以节约大量的人力物力。同时, 抄表系统有自动诊断功能, 可以将当前的电表状态实时的传送到控制室, 给控制室提供当前的最新资料。抄表系统采用3G网络进行数据传输, 无特殊情况下, 仅仅传输电表数据, 这样的数据传输量相当的小, 在特殊情况下, 可以采集图像信息。采用这种方式, 可以在最大的程度上降低运营成本。与传统的人力抄表来说, 减少的成本是相当可观的。现在国家提出要向信息化社会发展, 传统的抄表方式势必会被这种智能的抄表系统所取代, 这种技术也是未来发展的一个方向。这个抄表系统的市场空间很大, 在国家相关政策的推动下, 这个技术被广泛的推广使用。
五、结语
通过利用现行在我国兴起的3G网络技术可以建立一个系统的、大面积的电表抄表系统, 可以满足居民区以及大型企业的电表抄表收费等管理需求, 方便快捷经济, 对于智能化管理用电起到举足轻重的作用。
摘要：通过3G网络对多个不同地点不同电表数据进行无线采集, 将采集来的数据送入数据库, 并在可视化界面上显示。这样, 工作人员就可以轻松地对用户数据进行远程统计与整理, 并向用户发送资费等相关信息。
关键词：3G网络,可视化,485电表,华为MU103
参考文献
[1]郭天祥编:《51单片机C语言教程》 (第一版) , 电子工业出版社, 2009, 1。
[2]康华光主编:《电子技术基础》 (第五版) 高等教育出版社, 2006, 1。
[3]谭浩强、张基温:《C语言程序设计教程》 (第三版) , 高等教育出版社, 2006, 8。
3G新闻移动直播系统及应用初探 篇7
3G是3rd Generation的缩写, 即为第三代移动通信技术, 是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。2000年5月, 国际电信联盟正式公布第三代移动通信技术标准, 我国提交的TD-SCDMA, 与欧洲WCDMA、美国CDMA2000一起成为3G时代最主流的三大技术标准。2009年1月, 国家工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放了3张3G经营牌照, 标志着我国正式开始进入3G运营阶段。如今国内3G网络趋于成熟, 城市基本实现信号全面覆盖。中国移动采用的是TD-SCDMA技术, 中国联通采用的是WCDMA技术, 中国电信采用的是CDMA2000 (EVDO) 技术。
3G主要面向移动数据和移动多媒体业务, 提供高速数据业务, 与前两代通信技术比较, 数据传输速度得到了大幅提升。3G移动通信技术的发展, 也为广播电视行业提供了一种崭新的信号传输手段, 实现节目现场直播、连线互动及视音频数据高效传输等。本文介绍了3G新闻移动直播系统工作原理、结构及应用实践等方面, 对系统的关键技术也作了初步的探讨。
1 3G新闻移动直播系统介绍
3G新闻移动直播系统利用了3G技术平台提供的高速、宽带无线数据传输服务, 构建适合电视新闻节目现场直播的高效传输平台, 为电视信号移动直播提供了比卫星、微波传输手段更为经济便捷的传输系统。
1.1 系统结构
直播系统主要由三部分构成, 即信号编码传输终端、传输网络、信号接收解码服务器等, 在整个系统中, 各组成部分所负责的工作如下:
1.信号编码传输终端:对输入的视频信号进行编码并发送到电信运营商的3G数据网络。
2.传输网络:本系统的传输网络经由电信运营商的3G数据网络到公众互联网络, 负责将编码后的视音频数据从传输终端发送到接收解码服务器。
3.接收解码服务器:负责将接收到的视音频编码数据解码还原为SDI视频信号输出。
1.2 系统工作原理
通过摄像机的信号输出接口将摄像机摄录内容输出至信号编码传输终端, 信号编码传输终端使用低延时、高效率的H.264压缩编码技术对信号进行压缩编码。压缩编码后的数据实时分解成多路, 利用多路3G、Wi Fi传输网络的连接进行数据传送。接收服务器把多路的信号合并在一起, 通过前端纠错技术, 把一个不稳定的移动传输环境变成了一个高保真的稳定的传输通道。可输出满帧率 (PAL25fps) 的标准清晰度D1 (720×576) 的视频信号。
系统工作原理示意图如图1。
在整个工作流程中, 整个传输网络实际上可以分为两个传输网络部分:
1.传输终端到电信运营商的3G网络基站的无线传输网络部分, 由于电信运营商的基站通讯容量的限制, 在传输终端所使用的基站范围内如果有过多的3G数据终端使用, 是很容易干扰到传输终端的信号传输带宽的。
2.3G网络到接收解码服务器所使用的ISP公网传输网络部分, 该部分使用的是公众互联网, 不具备Qo S保证, 有可能存在外部攻击。
由上分析可见, 3G新闻移动直播系统要解决的最大问题就是传输网络容易出现扰动。3G新闻移动直播系统与传统的卫星、微波电视直播系统最大的区别就在于3G新闻移动直播系统所使用的传输网络不是专网、不具备专门的Qo S保证 (服务质量保证) , 节目传输所能使用的传输网络带宽大小有可能产生较大的波动。这就决定了采用3G数据网络进行数据传输的新闻直播系统的编码系统必须能有效的使用有限的带宽、能适应传输网络带宽大小波动的实际情况;同时, 3G新闻也需要在传输网络方面通过复用多个传输通道、甚至是不同电信运营商的多个3G数据通道, 将传输网络的扰动对信号传输的影响降至合理的范围。
为了解决这个问题, 系统所采用的关键技术分析如下:
1.H.264压缩编码技术
H.264是一种高性能的视频编解码技术。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个, 一个是“国际电联 (ITU-T) ”, 它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等;另一个是“国际标准化组织 (ISO) ”, 它制定的标准有MPEG1、MPEG2、MPEG4等。而H.264则是由以上两个组织联合组建的联合视频组 (JVT) 共同制定的新数字视频编码标准。
H.264最大的优势是具有很高的数据压缩率。H.264在结构上还是基于DCT域的运动补偿架构, 不过相比以往的视频编码标准, 它采用了更先进的技术, 比如具有方向性的帧内预测、基于可变块的运动分割、基于上下文的二进制算术编码、环内滤波、基于4×4块的整数变换、1/4像素精度的运动补偿、分层的编码语法等, 这些技术使得H.264具有很高的数据压缩效率。在同等图像质量下, 采用H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上, 是MPEG-4的1.5〜2倍。
而且H.264对网络传输具有更好的支持功能。H.264提供了网络抽取层, 使得H.264的文件能容易地在不同网络中进行传输, 网络适应性强;它引入了面向IP包的编码机制, 有利于网络中的分组传输, 支持网络中视频的流媒体传输;H.264还具有较强的抗误码特性, 可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输;H.264支持不同网络资源下的分级编码传输, 特别是在采用了可变编码率之后的H.264编码更是可以根据传输网络的可用带宽来自动调节编码后的H.264节目的码流大小, 从而使得3G新闻移动直播系统获得平稳的图像质量。
值得注意的是, H.264标准只定义了码流的格式, 而H.264的编码器实现是各公司自己的事, 只要形成的码流格式符合H.264标准即可;解码器也必须按照这个格式来, 这样任何符合标准的码流都可以解出来。也就是说, 由于H.264编码器的不同实现方式, 即使是同样采用了H.264编码技术标准, 不同公司的信号编码传输终端所传送的视频信号质量, 在相同码率下也可能存在很大的差别。这点, 在我们的系统选型过程中是得到了验证的。
2.多路网络复用技术
H.264视频编码技术使得在丢包率高、扰动严重的无线信道中的视频传输成为可能, 但是归根到底, 新闻直播系统需要的还是一个稳定的传输网络, 这是新闻直播的根本要求。3G新闻移动直播系统使用的是电信运营商的3G数据网络, 目前可供我们选择使用的是中国联通的WCDMA网络、中国电信的CDMA2000网络、中国移动的TD-SCDMA网络, 这三个网络所提供的理论上行及下行速率比较见表1。
3G新闻移动直播系统使用的带宽主要为3G网络的上行带宽, 由表1可见, 除了中国移动的TD-SCDMA网络之外, 其他两个3G网络运营商所提供的单张3G网卡所提供的理论上行带宽就能满足采用H.264编码的视音频信号传输要求。而在实际的使用中, 3G网络的无线网络部分受环境影响较大, 实际带宽与理论带宽有差别, 而且不同的电信运营商在同一块地区的覆盖效果也不可能是一样的, 单纯依靠1个运营商的单个3G网卡传输链路是很不可靠的且带宽有限, 不能满足现场新闻直播对稳定性及节目传输质量的要求。为了解决这个问题, 3G新闻移动直播系统引入了多路网络复用系统, 可以根据每个可用的3G网络传输通道与信号接收解码服务器之间的传输质量, 动态地将编码后的H.264编码数据分割成多个部分通过不同的3G网络通道分发出去, 在接收解码服务器端再重新组合解码还原为原始的视音频信号。通过这个多路网络复用系统, 3G新闻移动直播系统就可以使用不同电信运营商的多块3G网卡, 将之绑定为一个相对稳定的传输通道, 满足了现场新闻直播对传输通道的可靠性要求。
总而言之, 3G新闻移动直播系统就是通过以上这两个关键技术实现了在相对不稳定、带宽有限的3G传输网络中传输接近广播级质量的视音频信号的工作需求。与之相应的, 在3G新闻移动直播系统的选型上所要考察的主要技术点也就是这两项关键技术的实现水平。
1.3 系统的优点
与传统的卫星、微波直播系统相比, 3G新闻移动直播系统具备有以下的优势:
1.传输终端设计轻巧灵便, 操作便捷。可随时深入到转播车、卫星车无法到达的地形或环境复杂区域进行现场报道, 如拥挤的街道、海上、山区、灾难现场等。在今年“厦金海峡横渡“活动的现场报道和抗击台风系列报道中等新闻直播中, 3G设备转战沙滩上、海岸边、环岛路及岛外台风破坏严重的海堤等处, 而在今年“九、八”投洽会系列活动现场报道中, 在一个晚上2个多小时3档新闻直播节目中, 利用2套3G设备分别在活动现场的不同区域进行了8次连线报道, 充分体现了其灵活高效的特点。
2.使用方便快捷, 设备一键式开机操作后即可自动连接进入信号实时传输状态, 无需象使用卫星、微波等设备那样做前期各项准备工作, 更好地保证了新闻报道的时效性。特别是在对突发事件报道中该优势尤其明显。比如我们在抗击台风现场报道中, 3G设备随时待发, 一旦台风警报达到相应级别, 在每小时一次的整点新闻直播中, 利用3G系统进行的连线报道便将厦门岛内外各处台风情形和防台抗台情况实时展现。
3.比较卫星、微波设备, 3G传输设备极大降低了投入成本和使用维护的人力物力。利用卫星、微波设备进行信号传输, 除了前期设备投入远远大于3G传输系统外, 在日常使用中, 需投入多名技术保障人员分工合作。而3G报道小组可两人 (摄像和记者) 一组带传输终端外出, 技术保障人员只需1人在台内接收端监测网络状况及信号情况。
4.3G传输设备易于实现移动信号传输, 比如在高速行驶的车上拍摄信号的实时传送。而一般的卫星传输设备和点对点微波设备无法实现。要利用卫星、微波设备搭建移动直播系统, 需要高昂的资金投入和复杂的技术支持。
但是由于3G传输系统的信号传输带宽远低于卫星、微波传输系统, 所以信号质量相对较差, 信号延时也较大;且由于3G网络覆盖和网络实际使用带宽还在不断完善中, 所以, 目前3G传输系统信号传输的稳定性相对卫星、微波传输还差些。
2 3G新闻移动直播系统实际应用
自2010年6月起, 我台对3G新闻移动直播系统进行了相关的测试, 并在不同类型的新闻现场直播报道中进行了成功的运用。在3个多月的时间里, 我们利用3G新闻移动直播系统进行了各类新闻现场连线报道:厦金横渡活动现场报道、厦门中国国际投资贸易洽谈会 (“九、八”投洽会) 系列活动、抗击台风系列报道、直击交通路况、西安卫星测控中心厦门站嫦娥二号卫星测控现场报道、国庆花车巡游现场报道等现场新闻连线直播。记者现场报道的画面通过3G传输系统实时传送回新闻演播室, 实现演播室新闻主播与现场记者连线直播。在这些直播报道中, 沙滩上、海岸边、会场、宴会厅、活动广场、人行天桥、环岛路、海堤、岛内外各交通路口、岛内外各城区等这些现场连线的地点, 分布于厦门岛内外众多区域。3G新闻移动直播系统充分显现了其机动灵活、便捷、高效、经济的优势, 为新闻现场连线直播提供了新的手段, 受到了新闻部门的热烈欢迎。
图2、图3分别为“九、八”投洽会大型焰火文艺晚会连线报道和“直击交通路况”新闻连线画面。
在实际应用过程中, 我们总结了一些使用经验:
1.接收解码服务器所使用的传输网络接入最好是使用联通的专线接入, 这一是由我国目前的互联网络接入的现状所决定的:中国联通与中国电信网络之间的互联互通是一个很大的问题。
2.由于3G直播系统的传输网络严重依赖于电信运营商的3G网络覆盖, 而3G网络由于运行频率较高的特点, 对建筑物室内的覆盖部署更为复杂。所以3G网络在建筑物室内的信号往往不如室外的好, 而且信号覆盖强度分布往往很不均匀。与之相适应的就是建筑物室内的直播点的选址问题往往较室外直播来得复杂, 这就要求在建筑物室内的直播点经测试确定下来后就不能随意变更。
3.在大型活动现场, 由于网络用户多, 网络使用环境复杂, 会给3G网络状况带来影响, 导致3G网络可使用的带宽不足及稳定性差。在“九、八”投洽会大型焰火文艺晚会活动现场报道中, 就有个别区域3G网络提供的可使用的带宽无法满足电视直播信号传输要求, 而在靠近电信应急通信车的区域, 信号传输效果很好。
4.由于H.264编码采用运动补偿、变换编码等压缩方式, 对运动画面编码需要更大的运算量、较高的传输码率, 也就需要更大的网络传输带宽。与之相适应的就是, 现场新闻摄像在直播现场尽量不要大幅度较快速地推拉摇移摄像机镜头, 保证现场镜头画面不会变化太大, 以保证直播信号的高质量稳定传输。
5.编码传输终端一定要采用可变编码率模式 (VBR模式) 。由于3G网络传输通道不稳定的特点, 编码传输终端与接收解码服务器之间可用的带宽是可能存在较大的波动的。我们在地下车库、隧道等3G网络覆盖较不稳定的区域, 仅用同一家公司的3G上网卡2张, 进行了移动传输测试。采用固定编码率模式 (CBR模式) , 在个别地点, 出现画面较大范围的马赛克甚至整幅花屏的情况;而采用了VBR模式, 同样的地点, 出现画面清晰度下降的情况, 或画面仅较小的局部范围出现马赛克, 很快即恢复, 同时, 声音信号一直连续不中断。
6.为了保证图像信号质量传输的稳定性, 3G直播系统信号传输会带来2秒以上的延时, 这就要求新闻节目的主持人和现场记者有更多的默契和磨合。
7.目前, 3G直播系统的信号传输终端提供的接口较单一, 接收解码服务器在同时接收多个信号传输终端传送信号的软硬件设计方面还有待增强;另外, 系统应能利用数据双向传输实现现场记者与演播室之间的实时双向通话功能, 以及实现将接收服务器端的相关参数上传给传输终端, 让摄像师了解实时网络状态等。系统在这些方面都有待改进。
3 3G新闻移动直播系统的应用前景
随着3G移动通信技术的成熟发展, 3G传输设备因其经济高效、便捷灵活等优势越来越受到电视台新闻报道的欢迎, 3G技术在国内外广电行业中的应用也在不断增加。3G新闻直播系统已成功地应用在2010年世界杯、2010年上海世博会等重大事件实况报道中, 以及国内外一些新闻事件直播报道中。2010年7月台湾TVBS也正式使用3G新闻直播系统, 这也为两岸新闻连线报道、节目传输等合作提供了新的途径。
利用3G技术, 不仅能实现各类新闻的直播报道, 而且能实现异地节目的高质量快速传输。且由于系统使用灵活、机动、成本低廉等特点, 3G新闻移动直播系统为电视新闻现场报道常态化提供了一个高效便捷的技术平台, 成为卫星和微波等传统电视无线传输手段的有力补充。可以说, 3G技术的发展给广播电视节目带来了新的思路、新的机遇。
摘要：随着3G通讯技术的发展运用, 电信运营商的无线数据网络已经成为电视新闻直播信号传输手段之一。由于3G新闻移动直播系统简单、灵活、机动、使用成本低廉的特点, 3G新闻移动直播系统为电视新闻现场报道常态化提供了一个高效便捷的技术平台, 成为卫星和微波等传统电视无线传输手段的有力补充。
3G移动可视电话系统 篇8
应急指挥系统, 是指政府及其他公共机构在突发事件的事前预防、事发应对、事中处置和善后管理过程中, 通过建立必要的应对机制, 采取一系列必要措施, 保障公众生命财产安全, 促进社会和谐健康发展的有关活动。应急指挥系统可以全面提供如现场图像、声音、位置等具体信息。
传统应急指挥系统存在的问题
对于应急指挥系统的建设, 各地政府都非常重视, 也相继在硬件和软件等多个方面进行了投入, 传统方式下的应急指挥系统的移动接入方式包括以下两种。
第一种是采用卫星方式进行信息的传输, 但是卫星设备价格昂贵、车辆改装费用昂贵, 投入成本高, 不适合大规模推广。
第二种是采用移动通信技术进行接入, 大多数的应急指挥系统均选择了在2.5G时代技术最先进的cdma 1x (本文对2.5G时代的叙述, 均以cdma 1x为代表) , 而cdma 1x能够提供的理论最大上行和下载速度均为153.6kbit/s, 除去开销等因素的影响, 基本上只能保证在120kbit/s左右的带宽, 在应急指挥中需要将应急现场的图形、语音、位置等信息实时、流畅的传回指挥中心, 这一切的开销至少需要500kbit/s以上的带宽, 根本无法满足需求。
那么总的来讲在采用cdma 1x作为应急指挥的系统中存在以下问题。
第一, 系统需要将突发事件现场的图像、语音、位置信息实时的传回指挥中心, 如果要保证图像的连续性, 上述信息的传输至少需要500kbit/s以上的带宽, 而cdma 1x也只能提供153.6kbit/s的带宽, 用其进行视频图像的传输, 如果图像采用CIF的编码格式则会产生丢包导致马赛克、时延等, 如果采用QCIF的编码格式则图像清晰度会降低非常严重, 不能作为应急指挥决策判断的依据。
第二, 对于突发事件, 如火灾等, 往往需要前面先到达的车辆将画面拍摄回传指挥中心后, 指挥中心下发至后面到达的车辆, 让后面车辆做好准备, 缩短投入工作的时间, 而cdma 1x设备安装在后续的车辆上, 带宽难以承载接受指挥中心发送的图形信息, 无法先行投入准备。
第三, 对于车辆不能靠近的狭小地方, 如火灾中的楼内, 需要采用单兵作战的方式, 而人员步入火灾现场时, 无法将现场的图像、位置信息回传, 那么指挥中心对内部情况一无所知, 包括单兵的状态、是否需要支援等信息均无法准确获得, 既不利于现场的调度指挥, 也不利于保障单兵的安全性。
第四, 对于突发的一些紧急情况, 领导可能不在指挥中心, 那么在领导赶往指挥中心的路上时, 则无法获知现场的情况, 最好能够提供一种移动指挥系统, 在车载上也能够及时了解现场状况。然而车载移动指挥系统在2.5G时代由于受到无线带宽的限制, 市场上根本没有成熟的产品。
3G应急指挥解决方案
2008年根据国家相关政策电信行业重组, 中国电信自开始运营CDMA网络之后就开始了网络的优化和升级工作, 截止2009年3月面向社会提供3G服务, 而对于应急指挥业务, 中国电信也推出了定制化的移动应急指挥方案。目前, 中国电信已经能够提供下行3.1Mbit/s、上行1.8Mbit/s的最大速度, 将在明年对网络进行升级, 达到下行9.3Mbit/s、上行5.4Mbit/s的速度。
3G应急指挥系统由指挥中心和应急接入两个部分组成, 指挥中心由一级核心指挥中心和二级分中心组成, 一级核心指挥中心完成应急调度指挥的主要工作, 并且将采集的画面分发到各个分中心, 分中心可以进行画面的浏览。应急指挥接入部分由应急指挥车载系统和应急单兵系统组成。移动应急指挥系统总体结构图如图1所示。
主中心放置MCU、GK、GIS等视频和定位设备, 负责系统的整体管理、运行, 并将视频和定位信息分发到各分中心。主中心作为调度和指挥的中心, 具备完善的功能, 实现对整个应急指挥系统的集中控制和集中管理, 具备进一步扩充的能力。
分中心在应急指挥系统中可以根据需求设定, 可以存在也可以不存在, 而且存在的形式也是可以多样化的, 如可以使用移动指挥车接收主中心分发的图像和定位信息, 供领导人进行决策, 了解前方实时信息。
应急接入分成车载和单兵两个部分。车载系统配备摄像头、编解码器、无线路由器、麦克和定位等设备, 单兵系统提供定位设备、隐秘摄像头和小型编解码器, 在小型编解码器中配备电池和无线模块。
本系统通过3G无线网络将应急指挥中心完美的移动起来, 将固定网络和移动网络融合在一起, 可以快捷地进行车载、单兵视频和音频的实时采集, 并且指挥中心的领导可以方便灵活的调动前方各种人员, 大大加速了应急指挥调度的速度和效率, 便于领导实时掌握现场情况, 科学决策。
应急指挥系统充分依托于3G高带宽的优势, 进行现场图形、语音和位置信息的交互, 为应急指挥提供最直接、最有效的决策依据, 也对一线人员提供最安全、最可靠的保障。该系统具有如下优势。
第一, 多业务系统的融合, 本业务系统融合了视频、语音和位置等多重信息, 并且按照客户需求进行了有效的叠加。
第二, 传输能力强, 该系统充分利用了3G高带宽的优势传输所需要的信息。
第三, 高安全性, 该系统依托于中国电信提供的VPDN业务, 建立二层隧道连接, 充分确保数据传输的高安全性。
第四, 覆盖好, 灾难的发生具有不可预知性, 而中国电信提供了覆盖良好、信号稳定的3G网络, 能够满足对应急指挥的需求。
第五, 经济性, 3G应急指挥系统相对于卫星来讲, 无论从设备还是使用都具有经济、便宜的特点, 便于政府大规模部署。
3G移动可视电话系统 篇9
据工信部和中国互联网络信息中心的统计数据显示：截至2009年12月，我国内地手机用户数量为7.47亿[1]，手机上网用户数量已达2.33亿[2]，3G用户近1500万[3]。随着3G技术的发展、个人智能终端功能的增强和移动业务应用内容的丰富，多媒体处理、移动支付、移动办公等应用和业务不断涌现，3G手机逐渐成为集通信、办公、娱乐等为一体的便携式数据传输、处理平台，手机越来越向个人信息中心和计算中心的方向发展。
然而3G在带给我们丰富多彩、方便快捷的服务的同时，存在的安全问题也不容忽视。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进行非授权访问和处理敏感数据、干扰或滥用网络服务，使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。威胁方式主要有窃听、伪装、流量分析、破坏数据完整性、拒绝服务、否认、非授权使用服务、资源耗尽等。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。
2 3G移动通信系统
2.1 3G移动通信系统的安全体系[4]
3G移动通信系统分为传输层、归属层/服务层、应用层三个层面，如图1所示。针对不同攻击类型分为五类安全特征组，每一安全特征组及其对抗的威胁和攻击分别为：（1）网络接入安全，提供用户安全接入3G业务，特别是对抗在无线接入链路上的攻击；（2）网络域安全，使网络运营者之间的结点能否安全地交换信令数据，对抗在有线网络上的攻击；（3）用户域安全，确保安全接入移动设备；（4）应用域安全，使得用户和网络运营者之间的各项应用能否安全地交换信息；（5）安全的可知性和可配置性，使得用户能知道一个安全特征组是否在运行，并且业务的应用和设置是否依赖于该安全特征。
2.2 3G系统的防范策略
3G移动通信系统中的安全防范技术是在2G的基础上建立起来的，克服了2G系统中的安全问题，增加了新的安全功能。具体有以下四个方面：（1) 3G系统完成了网络和用户之间的双向认证，在认证令牌AUTN中包括了序列号，密钥是不断变化的，保证认证过程的最新性，防止重新攻击，并且序列号的有效范围受到限制；（2）使用临时身份和加密的永久身份两种机制来识别用户身份，确保在无线链路上窃听用户身份是不可能的，不能够通过窃听无线链路来定位当前用户的位置，窃听者不能够在无线链路上获知用户正在使用的业务。（3) 3G系统加密算法有十多种，可应用于不同的安全服务，保障数据和指令的机密性。（4) 3G系统增加了数据完整性这一安全特性，以防止信息篡改。
3 3G移动通信系统的安全问题[5]
3.13G安全体系存在的问题
(1) 3G的加密体制仍受制于人。除T D-S C D M A外，C D M A 2 0 0 0和WCDMA标准的加密体制都是国外研制的。
(2) 3 G系统没有用户数字签名。3 G虽然实现网络与用户之间的双向认证，但是在用户端并没有数字签名，仍然不能解决否认、伪造、篡改和冒充等问题。
(3）终端设备和服务网之间的无线接口仍是易受攻击的薄弱点。如入侵者可能在无线接口上窃听、篡改和删除数据，还可通过物理干涉或协议干涉来实施拒绝业务和阻塞业务攻击等。
(4）存在网络被攻击的可能性。3G系统的大量数据包括信令、协议认证和密钥交换算法等都是依靠网络传输的，入侵者可能通过各种网络攻击手段来达到窃取秘密的目的。
3.2移动终端的安全问题
(1）移动终端的监控和管理变得更加困难。3G可以为用户提供3Mbps以上的接入速率，同时在信号覆盖区域实现软切换，接入速率的提高和接入地点、应用的不停变换导致网络各种参数不断变化，使得对移动终端的安全监控和管理更为困难。一旦移动终端成为病毒和黑客程序的发源地或中继站，接入网和核心网以及3G网络承载的业务系统将直接面临安全威胁。
(2）智能平台使得攻击、窃密的可能性增大。作为个人信息和隐私中心，智能手机在给用户提供极大的功能扩展空间的同时，也给手机病毒、木马提供了破坏的目标。随着技术的发展，手机病毒、木马的功能将进一步增强，盗窃电话号码、窃取手机存储信息等将成为手机病毒、木马的主要破坏手段。黑客通过远程控制手机的摄像头对周围环境进行摄像，直接将办公环境中的图纸、文件或保密设施等涉密信息传输出去。终端越智能，功能越复杂，其安全漏洞必然越多，被病毒感染或被黑客攻击的可能性也就越大。
(3）互联网业务的普及导致手机成为潜在失泄密渠道。3G运营商除了延续移动通信的传统业务外，还大力开发与互联网有关的业务，这将使得网络失泄密渠道由台式电脑、笔记本电脑延伸拓展到个人手机这一更为隐蔽、更为普及的上网工具上。
(4) 3G手机的海量存储使得敏感信息管控难度增大。3G手机的存储容量相当于普通U盘，具有USB接口和蓝牙功能，既可以当U盘使用，又可以无线传输，可以方便地与电脑建立连接，相互拷贝文件资料。由于手机存储卡体积小巧、价格便宜、容易丢失，容易导致敏感信息的失控失察，增大对敏感信息的管控难度。
4 防范措施
4.1 个人用户防范措施
第一，乱码短信、彩信可能带有病毒，收到此类短信后应立即删除；第二，利用无线传送功能比如蓝牙、红外接收信息时，一定要选择安全可靠的传送对象，如果有陌生设备请求连接时最好不要接受；第三，使用手机下载各种资源时要确保下载站点是否安全可靠；第四，选择手机自带背景，下载的漂亮背景图片与屏保往往带有病毒；第五，不要浏览危险网站，比如一些黑客，色情网站，其中隐匿着许多病毒与木马。第六，安装手机防杀毒软件，能有效预防和立刻查杀病毒；第七，安装进程监控软件，安装后可以查看正在后台运行的程序，如果有一些不是用户启动的软件正在运行，那么就很有可能是病毒软件；第八，安装文件管理软件，能够及时查看是否有无故新增的文件。
4.2 企业用户防范措施
(1）大力宣传普及手机安全保密知识。要积极通过各种形式，宣传3G手机安全使用知识，切实使广大涉密人员清楚地认识到3G手机可能的失泄密隐患，掌握主动关闭危险性较大的功能和服务的操作技巧，及时察觉病毒、木马的侵袭。
(2）建立完善保密管理制度和机制。涉密部门要及时制定3G手机保密管理规定，对3G手机使用等环节做出具体规范。要建立健全和严格落实3G手机保密责任制，涉密人员使用3G手机要做到专机专用，并进行备案。保密部门要在进行保密检查时，将手机保密管理制度落实情况列入抽查内容，加大对3G手机违规违纪行为的监控、查纠力度。
(3）实现移动终端安全管理系统。3G用户终端设备的安全保障，将主要依赖终端本身的安全功能，这也是安全域划分的基本目标。一企业内的所有3G终端设备在同一个安全域，通过移动终端安全管理系统进行管理。移动终端安全管理系统提供“移动终端安全服务”，企业可指定专人来掌控管理员权限，并在线登录移动终端安全管理系统，管理整个企业所有的移动终端信息安全。但为保证企业员工个人隐私，管理员无法浏览其手机中的通讯录、短信、电子邮件等信息，而且植入手机的软件将在后台执行，使用者完全感觉不到，绝对不影响手机正常使用。
4.3 电信运营商防范措施
4.3.1. 提高3G网络的可靠性和健壮性
保证3G网络及其承载的业务系统提供持续服务的能力；保障构成电信网络的所有设施、系统以及系统所处理的数据处于正常工作状态。提高3G网络自身的健壮性，保障网络对安全事件有足够的容灾能力。网络自身的健壮性是运营商网络提供持续服务的基础。
4.3.2. 保障信息的机密性、完整性、可用性
保障3G网络上的应用信息（用户信息、资料、各种交易）在可控的范围内传播，即有效的控制信息传播的范围和途径，防止重要信息未经授权泄露给电信企业外部的组织或人员，保障信息资产机密、完整、可用。可采取以下安全措施：（1）由私钥密码体制向混合密码体制转变。将针对不同的安全特征与服务，采用私钥密码体制和公钥密码体制混合的体制，同时尽快建设无线公钥基础设施（WPKI），建设以CA（认证中心）为核心的安全认证体系。（2）应用新密码技术。随着密码学的发展以及移动终端处理能力的提高，在移动通信系统中可以应用新的密码技术如量子密码技术、椭圆曲线密码技术、生物识别技术等，加密算法和认证算法自身的抗攻击能力更强健，从而保证传输信息的机密性、完整性、可用性、可控性和不可否认性。
4.3.3. 做好终端接入管理，将终端风险控制在一定范围内
用户终端设备在3G网络安全体系中是受保护的对象，是重要的信息资产，同时更是病毒源和攻击源，是需要重点防范的对象。对于3G终端的接入要进行安全认证，通过在线方式对安全状态进行调查和评估，对符合要求的终端允许接入，对不符合要求的终端限制使用功能，只允许访问特定有限资源，尽可能地把安全性不完善、可能对网络产生威胁的终端在3G网络接入层就进行控制，以实现主动的安全防御。
4.3.4. 对应用层做好隔离与保护
在3G系统中，安全问题的重点已经从物理层转移到网络层和应用层，从传统语音通信安全为核心转移到IP网络和应用安全为核心。按照业务应用的内容划分逻辑专网是对3G网络进行安全管理的基本要求，也是必然要求。逻辑专网划定后，根据不同业务专网SLA（服务水平协议）要求，进行加密、认证、边界保护等面向应用层的安全手段部署。在强健而灵活的安全体系中，安全措施的部署要实现集中化管理，便于SOC（安全运营中心）可以迅速掌握各种事件、漏洞，迅速有效地部署安全措施并进行预警，确保因安全事件而产生的后果可以在影响范围层面得到有效控制。逻辑专网（安全域）的划分是“边缘部署、集中管理”方式的最佳基础。
5 结束语
手机已成为日常生活和工作中必不可少的工具，随着3G新型业务的推广，用户对3G移动通信系统及其安全性提出更高要求。3G移动通信系统安全需要从终端设备、无线链路、核心网等多层次入手，需要用户、电信运营商、设备制造商、应用开发商等各方面的通力协作和共同维护。
参考文献
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