移动多媒体通信系统及其关键技术

张继东　上海交通大学　
　　摘要：本文介绍和讨论了移动多媒体通信的概念，体系结构，并对实现通信系统的关键技术进行了分析，最后探讨了在窄带系统中实现此系统的问题。

　　1　引言

　　随着科学技术的进步，通信技术正在日新月异的发展，其中一个显著特点就是移动通信的广泛应用。目前，移动通信的研究热点之一就是提供“无缝”连接或移动连接，支持各种宽带信息业务和服务的移动多媒体通信。

　　2　移动多媒体通信网的组成及其具体实现

　　2.1移动多媒体通信网的组成

　　同任何一种通信网络一样，移动多媒体通信网络也由传输网，交换网和接入网组成。

　　（1）传输网

　　由于多媒体信息数据量的巨大以及不同业务的要求，移动多媒体通信网的传输干线要求大容量长距离的可靠传输多种数据信息，其物理传输线路普遍采用光纤最为理想。在传输体制方面，由于SDH网具有同步复用，标准光接口和强大的网管网功能，因此SDH网应成为多媒体通信网络的基础传输网络。

　　（2）交换网

　　多媒体通信网中的交换部分要求能提供高速大容量交换，同时支持各种业务，目前普遍看好的是基于ATM技术的ISDN网。

　　（3）接入网

　　接入网是移动多媒体通信与用户相连的最后一段网络，也是移动多媒体通信网的特色所在，它采用移动接入方式连接网络，为用户提供了极大的移动性和方便性。

　　2.2移动多媒体通信的系统实现

　　移动多媒体通信系统是为了提供多媒体业务移动接入的通信系统，其系统结构与固定网络有着密切联系。移动多媒体终端具有多媒体终端和移动通信的功能。目前的实现方式可以采用笔记本电脑加上移动通信单元形成便携式的移动多媒体终端。基站实现与终端的双向通信和基站控制器的连接。基站控制器是实现接入不同固定通信网络的重要设备，通过协议转换，信号格式转换等方式完成接入功能，由于ATM交换机和因特网路由器的通信协议和通信规范不同，基站控制器除完成对基站的控制管理，数据业务通信外，还要有接入网络适配器、ATM接口、因特网接口及相应的软件系统。移动网络管理中心完成对移动网络部分和移动多媒体通信终端用户的管理、控制和监测。

　　3　移动多媒体通信的关键技术

　　3.1多媒体信息处理技术

　　（1）数据压缩技术

　　多媒体信息中绝大部分是视音数据，它们数字化的数据量相当庞大，只有采用先进的压缩编码算法才能提高通信线路（特别是移动通信）的传输效率，使高速移动多媒体通信系统的实现成为可能。目前ITU-T规范的H.263,G.729,G.723.1等标准在这一方面提供了很好的范例。

　　（2）多媒体通信的同步技术

　　多媒体信息的时空同步技术的研究伴随着多媒体技术的发展，其原因在于多媒体技术是多种媒体的有机组合，它们之间的同步十分重要，尤其在移动多媒体通信中，信道的多径效应将会给多媒体带来很大的困难；此外即使在核心网络内部，网络的延时和拥塞也会影响信息的同步，因此实现各种多媒体通信的同步非常重要。

　　（3）高速信号处理技术

　　在对移动信号进行发射和接受过程中，由于移动信道的传输环境比较恶劣，因此要有高效的纠错编解码技术，这就要求通信设备具有很强的信号处理功能，另外由于多媒体信息中实时业务需要较高的信息速率，这就要求高速DSP器件的有效处理，从这个角度来讲实现高速信号处理技术也是实现移动多媒体通信的关键因素之一。

　　3.2多媒体信息传输技术

　　（1）射频技术

　　从射频技术的角度来看，它的发展不很明显，但新频段的开发和应用却是日新月异，第三代移动通信系统规定使用2GHz频段，因此移动接入系统使用的频段要做相应的调整。有些提议建议移动多媒体通信系统使用2.5GHz频段和5GHz频段，但这些频段传播特性不是很好。现在很多机构都在研发17GHz,19GHz,30GHz,40GHz,60GHz频段的应用。

　　（2）多址方式

　　CDMA是第三代移动通信的代表性多址方式，数据传输速率达到2Mb/s，能够实现多媒体通信。应当说可以作为移动多媒体通信的接入方式。

　　（3）调制方式

　　要实现移动多媒体通信，应现有的各种调制技术而言，正效频分多路（OFDM）是最优的选择。这种技术方式不需要特别高的宽带线性功率，也不必担心高功率信号对常规信号功率的影响。OFDM的数字信号处理比工作在相应速率的均衡技术简单，由于载波频率正交，OFDM有较好的多路干扰抑制能力。

　　4窄带系统中移动多媒体通信实现的探讨

　　现在的移动多媒体通信系统的实现大概有两类，第一类系统要重新申请新的载波频率，通过新的复用技术在宽带信道上以高速率实现多媒体通信，例如采用宽带CDMA和移动ATM等，而与之配合的有线网则是宽带ISDN。然而对于日前已有的窄带系统，如果通过改造而能使其提供移动多媒体服务，无疑是一件很有实际意义的事情。第二类系统就是利用已有的窄带移动通信系统或通过高效率的信号处理技术实现多媒体信息的传送，事实上，在第二类系统中，编码器将多媒体信息压缩至移动通信网所限定的最大人口带宽范围内，这样不对通信系统作大的改动，就可以直接利用窄带移动通信信道来传输多媒体信息。

　　5　结束语

　　移动多媒体通信融合了数字移动通信和多媒体通信中先进技术，可以实现高达每秒几十兆比特的信息数据速率的移动传输，它是目前通信界和信息产业界关注的热点之一，其应用前景十分广阔。

摘自《移动通信》2002.3