基于TD-SCDMA的视频传输系统问题的探讨及解决
时间：2022-05-26 09:09:32
摘 要：随着移动通信技术的发展和移动业务需求的增加，用户对高速移动业务的需求日益增长，推动着移动通信系统向大容量、高数据速率、高移动性和承载多媒体业务的方向发展。作为我国首次拥有自主知识产权的标准，得到了3GPP及中国无线通信标准化组织（CWTS）的全面支持，是中国移动通信领域的一次重大突破。
关键词：TD-SCDMA移动通信智能天线软件无线电
一、基于td-scdma的手机终端在设计过程中遇到不少的问题，下面对一些关键问题做探讨。
1．问题的探讨
（1）功率控制问题
由于多径、信道衰落、多普勒效应等原因，手机终端很难做到精确的功控。一般情况下，依然可以按照开环、外环、内环的思想设计功控软件。在初期试验中，通常关闭功率控制来测试其他软件的执行情况，这些软件基本测试完成后再加入功控并测试。
（2）信号干扰问题
系统相互间的射频干扰较大。为尽量减少它们之间的干扰，要注意合理处理干扰源、敏感设备和传播途径的问题。要特别注意时钟电路和高频电路等干扰源；在PCB布板时要注意布线的密度和平行走线的传绕问题，还有电源线的处理；要采用比较好的RF电磁屏蔽，但要注意不能太靠近天线。
2.3G终端体系结构
典型的具有开放式操作系统的终端架构如图3.3所示，自下而上可以分为五层：硬件驱动层、操作系统层、业务能力层、用户界面层（UI）和应用层。
图3.2开放式操作系统终端逻辑结构图
（1）硬件驱动层
硬件和驱动组成硬件驱动层，它是操作系统下一设备的持续发展成为可能。
（2）操作系统层
操作系统用于为其它终端软件提供核心功能和不同接口。操作系统为用户使用终端设备上的不同硬件设备提供了一种简单统一的方式，并隐藏了实际设备功能之间的物理差异。此外，操作系统还负责管理软件的多任务功能，以支持移动终端所需的实时功能。
3.终端硬件关键技术
3G终端的硬件关键技术主要指处理器技术、射频技术、显示技术、电池和功耗、摄像技术。
（1）处理器技术应逐步适应3G终端的多样化、高功能化和高品质发展趋势。
（2）射频技术主要包括接收机性能、发射机性能和天线性能等方面。3G射频的特点是带宽宽、全双工、零中频技术、多模等。
（1） 终端之间的业务互通性差
开放化、统一化是移动终端业务应用平台的发展趋势，但目前移动终端之间的业务互通性仍然较差。其主要原因有：业务的标准不统一，业务实现方式不统一，业务运行平台不统一。
技术发展的过程是一个百家争鸣的过程，标准的产生一般都滞后于业务的产生与应用。因此在一种技术发展过程中经常会出现不止一种标准或实现方式的现象，并且可能会在一个相当长的时期内共存。
（2）终端电池待机时间短
锂电池具有高能量密度、高电容量、小型轻量和外型多变的优势，已成为手机电池市场的主流。但是新一代的移动终端所支持的业务、功能不断增加，使得现有的移动终端电池技术难以满足日益增长的需求。CPU、显示屏、存储器、外设接口等硬件配置及软件配置的不断提高，终端耗电量迅速增加，而目前锂电池的技术发展空间已经比较有限。燃料电池是3G手机电池一个很有潜力的发展方向。但是无论是成本还是技术的成熟度，燃料电池手机离商用还有一定的距离。
二、如何支持视频传输
1．如何解决电池问题
MAX8695是一款功能非常强大的电源管理芯片,不仅拥有12路LDO输出,为基带和射频模块工作提供了电压,还拥有SIM卡转换器、USB2.0传输转换器、RTC时钟模块、32 kHz时钟Buffer输出为睡眠电路提供时钟以及充电电路、键盘/LCD背光灯驱动等,所有这些都大大简化了3G手机电路设计。本文中我们从硬件电路设计到软件设计做了比较详细的描述,对实际的开发具有实用参考价值。
2．TD-SCDMA终端设计中的应用
MAX8695是一款功能非常强大的电源管理芯片,不仅拥有12路LDO输出,为基带和射频模块工作提供了电压,还拥有SIM卡转换器、USB2.0传输转换器、RTC时钟模块、32 kHz时钟Buffer输出为睡眠电路提供时钟以及充电电路、键盘/LCD背光灯驱动等,所有这些都大大简化了3G手机电路设计。本文中我们从硬件电路设计到软件设计做了比较详细的描述,对实际的开发具有实用参考价值。
2.1 TD-SCDMA终端设计中的应用
（1）硬件设计过程
如图2.1所示,MAX8695的BUCK1,BUCK2,LDO1,LDO2默认上电输出,除LDO1之外,其他的均可通过编程控制输出电压值以及开关。LDO以及备用电池充电电路可以由外部电路控制开关,因此IN1, IN2A, IN2B, IN3A, IN3B, IN4A, IN4B,IN4C必须与BATTA, BATTB短接。IRQ \, CDATA,CCLK这3个引脚属于漏极开路状态,因此在原理图设计时必须对其接上拉电阻。
0.6~2.5 V,具体电压值由R2分压值确定,R1的值由(1)式确定
R1=R2(VOUTVFB -1)(2-1)
(2-1)式中,VFB_=0.6 V,如果需要VOUT输出1.2 V电压,选定R2=100 kΩ,那么可以计算出R1=100kΩ,电感L的选择为1~4.7μH。电感L越小其输出响应越快,但是相应的转换效率也会随之减小,因为DC-DC变化输出电流一般比较大,因此电容COUT推荐选2.2μF。
3.如何支持3G手机视频传输
利用.263芯片技术可以制造小巧而成本低廉的手机，并可以在原有的64kb/s链路上很好地运行。3G324M标准将充当下一代无线手机的跨度层(Spanning layer)。3G324M是3G为普通视频手机开发的通信标准。该标准令业内相互竞争的设备供应商们能够不依赖于应用系统开发商而进行自主开发。3G324M标准赋予无线服务运营商推出视频通话服务的能力，而不需要为诸如web内容传送之类的未来应用系统而制定特殊协议标准。网关提供商可以基于各种环境作相应的应用开发，提供各种新服务，如提供商务视频会议设备连接、视频邮件连接和web内容传送。
4. 网关的功能性要求
对于定义明确的两个网络之间的网关，其总体性要求是简单的，就是要为两个网络的各层功能进行匹配，网关要为两个网络之间的翻译提供处理。所有的功能性要求可以同样适用于不遵循3G324M标准的无线视频手机，这只需要根据手机的差异在网关上作略微修改。
（1）物理层
物理层一般采用标准的T1或E1中继线路连接到公用电话网的交换机上。尽管可以使用多条通道，每路视频通话假定需要中继上的一路64 kb/s的通道。无线通信方采用ISDN协议建立呼叫，ISDN协议可以根据需要捆绑多条通道。64kbps的信息流采用基于H.223标准的多路复用技术，支持H.263视频、AMR编码音频合H.245控制信息的混合传输。H.245协议用来启动视频流和音频流。网关在互联网一边，基于以太网物理层和HTTP/TCP/IP协议集，对web内容采用标准的页面浏览。Web内容提供网关的功能类似于在互联网上的一个标准浏览器。
（2）应用层
在应用层，从无线手机发起的呼叫建立过程包括从ISDN上获取呼叫方的号码，用以记帐和调出个人主页、书签和邮件服务，为无线用户创建一套标准的浏览器功能。附加的密码输入可以满足更高的安全要求。
5.基于3G终端的流媒体协议栈的架构
5.1 流媒体协议栈及其特点
以3G协议栈为基础的实时流媒体协议栈（real-timestreamingmediaProtocols）具有强大的兼容性，能根据基站服务器通信准则建立最优播放效果，并根据网络状况，实时适应以改变通信策略和媒体播放效果。协议栈将可以保证以下业务：
（1）进行视频通话，三方举行视频会议；
（2）替代以电视为媒体的广告与节目播放，提供更具吸引力的多媒体点播等互动服务；
5.2流媒体协议栈整体架构
基于3G终端的流媒体协议栈由RTSP协议栈，RTP/RTCP协议栈，TCP/IP协议栈组成。
（1） TCP/IP协议栈
TCP/IP协议栈是由3G的协议栈提供，负责对流媒体数据的传送。TCP、UDP的协议都将使用到，并且根据不同的网络情况，分别使用。TCP是用于可靠的连接，RTSP协议将尽量使用这个协议进行传输，UDP是无连接的协议，RTP/RTCP协议栈将通过这个协议传送数据。
（2） RTP/RTCP协议栈
RTP/RTCP协议是流媒体协议栈中关键的一部分，它承担了媒体数据的传送，由2个相互紧凑的协议组成，数据报文实时传输使用的RTP协议和QoS监视的RTCP协议。
三、结论
随着3G技术的发展以及微电子技术、大规模集成电路技术、芯片技术、操作系统软件技术的不断进步，移动终端必将出现新的变革，进入全新的发展时期。未来的3G终端将是具有强大的移动通信功能，同时，集PDA、数码相机、多媒体播放器、视频电话等功能于一体的高科技产品。在不久的将来，移动用户就可以使用3G终端享受更加丰富的业务。
参考文献
[1] M I M O技术原理、概念、现状简介[E B/O L].移动通信在线
[2] 李世鹤.TD-SCDMA第三代移动通信系统标准.北京:人民邮电出版社
作者简介：姓名：陈勇 ，出生年月：1976年10月， 性别：男，籍贯：浙江杭州， 供职单位：浙江省邮电工程建设有限公司， 职务：湖北分公司经理 ，职称：工程师 ，学历：本科 ，研究方向：通信工程
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
