Analysis on TD-SCDMA Standards
马志锋
摘要：文章介绍了TD-SCDMA标准的多址方式、网络架构，分析了TD-SCDMA系统的特点，详细讨论了TD-SCDMA的空间接口技术，对TD-SCDMA标准的未来进行了展望。
关键词：第3代移动通信/时分同步码分多址/无线接口/物理层过程
Abstract:The multiple access modes and network architechures in TD-SCDMA standards are introduced first. The characteristics of the TD-SCDMA system are analyzed and the air interface technologies of TD-SCDMA are discussed in detail. Finally, the future development of TD-SCDMA standards is prospected.
Key words:3G/TD-SCDMA/air interface/physical layer procedure
近年来，移动通信在经过第1代(模拟系统)和第2代(窄带数字系统)的蓬勃发展后，正面临着一个新的历史发展机遇。包括GSM、IS-95等系统在内的第2代移动通信系统以话音业务为主，它们所提供的低速率电路型数据业务已不再能满足通信需求。互联网的高速发展给移动数据通信业务带来了空前的发展机遇，第3代移动通信(3G)技术在这样的背景下应运而生。3G理论研究、技术开发和标准制定工作起始于20世纪80年代中期，国际电信联盟(ITU)从1985年开始研究未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS)，后更名为国际移动通信2000(IMT-2000)。欧洲电信标准协会(ETSI)从1987年开始对3G行研究，并将其称为通用移动通信系统(UMTS)。
1999年11月召开的国际电联芬兰会议确定了3G无线接口技术标准，并于2000年5月举行的ITU-R 2000年全会上最终批准通过，标准包括码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)两大类5种技术。它们分别是：WCDMA、 cdma 2000、 CDMA TDD、UWC-136和EP-DECT。其中，前3种基于CDMA的技术是目前所公认的主流技术，有频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种工作方式。CDMA TDD包括欧洲提出的UTRA(UMTS陆地无线接入)和中国提出的TD-SCDMA(时分同步码分多址)技术。2001年3月，3GPP通过R4版本，由中国提出的TD-SCDMA被接纳为正式标准。由于UTRA TDD的欧洲主要提出者西门子公司已经宣布放弃对其继续进行研发，转而全力支持TD-SCDMA系统，TD-SCDMA因此成为当前3G系统中事实上的唯一TDD标准。虽然TD-SCDMA到目前为止在全球范围内还没有发出1张牌照，但是各国几乎都预留了频段，这是TD-SCDMA全球应用的基础。3GPP规定的TDD标准只有TD-SCDMA，如果各国运营商日后决定启用TDD频段的话，则非TD-SCDMA莫属。事实上，多数运营商是通过竞拍得到TDD频段的，由于无线频谱资源有限、频段日趋紧张，他们是不可能将TDD频谱资源长期闲置不用的。可见，未来TD-SCDMA比WCDMA和cdma 2000具有更为广泛的应用前景，漫游的区域也将是广阔的，其发展潜力巨大[1—4]。
1 TD-SCDMA标准
由于无线通信领域的特殊性，频谱的划分通常被视作各国政府对本国所采用移动通信体制的重要政策导向。2002年10月，中国信息产业部下发文件《关于第3代公众移动通信系统频率规划问题的通知》(信部无[2002]479号)规定了3G的主要工作频段；FDD方式：1 920～1 980 MHz、2 110～2 170 MHz；TDD方式：1 880～1 920 MHz、2 010～2 025 MHz(补充频段，FDD方式：1 755～1 785 MHz、1 850～1 880 MHz；TDD方式：2 300～2 400 MHz，与无线电定位业务共用)。此规划明确规定在中国TDD方式具有155 MHz的工作频段，而FDD方式(包括WCDMA FDD和cdma 2000)仅得到了2×90 MHz的频段。中国把如此大一部分国际核心频段预留给了TD-SCDMA标准，同时又富有战略性地将扩展频段中的相当一部分也划分给了TDD，表明中国政府希望TD-SCDMA能尽快商用化，并使中国的3G标准对周边及亚太地区产生影响，进而拓展到全球范围,预示中国政府对于TD-SCDMA标准的支持已经进入了实质性阶段。
1.1 TD-SCDMA标准的多址方式
TD-SCDMA是FDMA、TDMA和CDMA 3种基本传输模式的灵活结合，其基本特性之一是在TDD模式下，采用在周期性重复的时间帧里传输基本的TDMA突发脉冲的工作模式，通过周期性地转换传输方向，在同一个载波上交替地进行上、下行链路传输。
1.2 TD-SCDMA系统的网络架构
UMTS系统由核心网(CN)、UMTS的无线接入网(UTRAN)和用户设备(UE)3部分组成。UMTS的CN是由GSM系统的CN演化而成，它具有与GSM系统相似的结构。CN通过A接口与GSM系统的基站控制器(BSC)相连，通过Iu接口与UTRAN的无线网络控制器(RNC)相连。其中Iu接口又被分为连接到电路交换域(CS)、分组交换域(PS)和广播控制域(BC)的接口。
UTRAN由若干通过Iu接口连接到CN的无线网络子系统(RNS)组成。每1个RNS包含1个RNC和1个或多个NodeB。NodeB与RNC之间的接口为Iub接口。在UTRAN内部，RNC通过Iur接口进行信息交互。Iur接口可以是RNC之间物理上的直接连接，也可以靠通过传输网络的虚拟连接来实现。每个RNS管理1组小区资源。在UE和UTRAN的每个连接中，1个RNS充当服务无线网络子系统(SRNS)，1个或多个漂移无线网络子系统(DRNS)通过提供无线资源来支持SRNS。
TD-SCDMA的内容由3GPP的R4规定(在R99中只包含了3.84 Mcps TDD)。TD-SCDMA是在R4及R4之后的版本才被纳入3GPP的，此时TDD包括了3.84 Mcps和1.28 Mcps两个选项，后者即为TD-SCDMA。在R4架构下，移动交换中心(MSC)分离为MSC服务器(MSC-Server)和电路域-媒体网关(CS-MGW)。标准的兼容性决定了1.28 Mcps TDD同样能够提供R99中所需要的全部功能。
1.3 TD-SCDMA标准的优缺点
所有的标准都有其优点和缺点，TD-SCDMA标准也一样。
TD-SCDMA标准的优点：
(1)有利于频谱的有效利用
TDD由于不需要使用成对的频率，故各种频率资源在TDD模式下均能够得到有效的利用，从而可以充分利用不成对的频段，分配频段相对来说更加简单。
(2)更适合于不对称业务
在FDD DS-CDMA系统中，前向业务信道与反向业务信道占用的是不同频段，在前向信道与反向信道之间采用保护频带以消除干扰；对于TDD DS-CDMA系统，前向和反向信道工作于同一频段，前向与反向信道的信息通过时分复用的方式来传送。TDD特别适用于不对称的上、下行数据传输速率，当进行对称业务传输时，可选用对称的转换点位置；当进行非对称业务传输时，可选择非对称的转换点位置。
(3)上、下行链路中具有对称信道特性
由于TDD系统中上、下行链路工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于使用智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的。上行功率控制中也可充分利用上、下行链路的对称电波传播特性。TDD发射机根据接收到的信号就能够知道多径信道的衰落，这是由于所设计的TDD帧长通常要比信道相干的时间更短。
(4)设备成本低
由于信道是对称的，所以可能简化接收机。如果基站采用前置RAKE技术，则TDD终端的复杂性可大大降低。与FDD相比，无高收、发隔离的要求，可使用单片集成电路(IC)来实现射频(RF)收发信机，设备费可能比FDD方式降低20%～30%。
TD-SCDMA标准的缺点：
(1)移动速度与覆盖问题
TDD采用多时隙的不连续传输，对抗快衰落、多普勒效应能力比连续传输的FDD差。目前ITU-R对TDD系统移动速度的要求是达到120 km/h；而对FDD系统则要求达到500 km/h。另外，TDD的平均功率和峰值功率的比值随时隙数增加而增加，考虑到耗电和成本因素，用户终端发射功率不可能太大，故小区半径较小。
(2)基站的同步问题
对于TDD CDMA系统来说，为减少基站间的干扰，基站间同步是必须的。这可以采用全球定位系统(GPS)通过用额外的电缆分布公共时钟来实现，但这也同时增加了基础设施的费用。
(3)干扰问题
TDD系统中的干扰不同于FDD系统，因为TDD系统的同步困难，相关的干扰使之成为TDD系统使用的主要问题。TDD系统的干扰有多种形式，如：TDD蜂窝内的干扰、TDD蜂窝间的干扰、不同运营商间的干扰、TDD/FDD系统间的干扰、来自功率脉动的干扰等。
1.4 TD-SCDMA标准的专利分析
关于知识产权的争论历来都是移动通信领域中的重要问题，任何一个国家如果要摆脱受制于人的被动局面，都必须在知识产权方面有所建树。在3G核心技术知识产权多元化的背景下，一个国家、一个企业所掌握的专利在所有核心专利中所占比重将直接影响到国家、企业的利益，进而影响到他们对于该项技术的决策。中国究竟拥有多少TD-SCDMA标准的核心知识产权，这是TD-SCDMA在中国是否得到广泛使用的前提所在。虽然在技术不断发展、多种技术相互交织的今天，人们很难用一个确切的数字来准确回答这一问题，但中国拥有TD-SCDMA核心知识产权的事实却是毋庸置疑的，可以看到在这些知识产权中的很大一部分是无法用其他技术来回避的，例如，构成TD-SCDMA基础的智能天线、同步CDMA、接力切换、联合检测等技术就是区别于其他3G系统的核心技术。事实上，由于TD-SCDMA的存在，给中国3G建设所带来的好处已经开始显现，WCDMA和cdma 2000都已先后宣布降低其在中国的专利使用费。
2 TD-SCDMA空间接口技术
2.1 空间接口标准
在IMT-2000的空间接口标准中，基于不同的核心网设计，空间接口(Uu接口)的基本结构被分为两大类，分别由3GPP和3GPP2两个标准化组织来起草。TD-SCDMA的Uu接口是基于3GPP概念提出的。在Uu接口上，协议栈按其功能和任务，被分为物理层(即L1)、数据链路层(即L2)和网络层(即L3)3层。其中L2又分为媒体接入控制(MAC)、无线链路控制(RLC)、分组数据会聚协议(PDCP)和广播/多播控制(BMC)等4个子层。L3和RLC按其功能又被分为控制平面(C平面)和用户平面(U平面)，L2的PDCP和BMC只存在于用户平面中。在控制平面上，L3又分为无线资源控制(RRC)、移动性管理(MM)和连接管理(CM)等3个子层。按信令及过程是否和接入有关，Uu接口协议也被分作接入层(包括L1、L2和L3的RRC子层)和非接入层(包括MM、CM)，其中，非接入层信令属于核心网功能。
2.2 物理层技术
2.2.1 物理信道及帧结构
TD-SCDMA系统与其他3G系统的最大不同在于物理层技术不同。TD-SCDMA的扩频带宽为1.6 MHz，符号速率可以根据1.28 Mcps的码速率和扩频因子得到。在TD-SCDMA系统中，1个10 ms的无线帧可以分成2个5 ms子帧，每个子帧由7个675 us的常规时隙(TS0—TS6)和3个特殊时隙(下行导频时隙、保护间隔和上行导频时隙)组成。常规时隙用来传送用户数据或控制信息，TS0总是固定地用作下行时隙来发送系统广播信息，而TS1总是固定地用作上行时隙。其他的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行以实现不对称业务的传输，如分组数据的传输。用作上行链路的时隙和用作下行链路的时隙之间由1个转换点分开。每个5 ms的子帧中设有两个转换点，第1个转换点固定在TS0结束处，而第2个转换点则取决于小区上、下行时隙的配置(见图1)。
除下行导频(DwPTS)和上行导频(UpPTS)突发外，其他所有用于信息传输的突发都具有相同的结构：由2个数据部分、1个训练序列码和1个保护时间片组成。数据部分对称地分布于训练序列的两端。1个突发的持续时间就是1个时隙。突发的数据部分由信道码和扰码共同扩频。信道码是一个正交可变扩频因子(OVSF)，扩频因子值可以取1、2、4、8或16，物理信道的数据速率取决于所用的OVSF码所采用的扩频因子值。
在TD-SCDMA系统中，每个小区一般使用1个基本的训练序列码。对这个基本的训练序列码进行等长的循环移位(长度取决于同一时隙的用户数)又可以得到一系列的训练序列。同一时隙的不同用户将使用不同的训练序列位移。因此，一个物理信道是由频率、时隙、信道码、训练序列位移和无线帧分配等诸多参数共同定义的。建立一个物理信道的同时，也就给出了它的初始结构。物理信道的持续时间可以无限长，也可以是分配所定义的持续时间。
2.2.2 信道编码方案
TD-SCDMA有3种信道编码方式：
(1)在物理信道上可以采用前向纠错编码，即卷积编码，编码速率为1/2～1/3，用来传输误码率要求不高于10-3的业务和分组数据业务。
(2)Turbo编码，用于传输速率高于32 Kb/s、误码率优于10-3的业务。
(3)无信道编码。
信道编码的具体方式由高层选择，为了使传输错误随机化，需要进一步进行比特交织。
2.2.3 调制和扩频方案
TD-SCDMA采用QPSK方式进行调制(室内环境下的2 Mb/s业务采用8PSK调制)，成形滤波器采用滚降系数为0.22的根升余弦滤波器。
TD-SCDMA采用了多种不同的扩频码：
(1)采用信道码区分相同资源的
不同信道。
(2)采用下行导频中的伪随机噪
声(PN)码和长度为16的扰码来区分不同的基站。
(3)采用上行导频中的PN码和周期为16码片或长度为144码片的序列来区分不同的移动终端。
2.2.4 物理层过程
在TD-SCDMA系统中，与物理层有关的过程有：闭环和开环功率控制，TD-SCDMA系统内的切换测量，为向GSM900/GSM1800切换作准备的测量过程，为向CDMA TDD/FDD模式切换作准备的测量过程，随机接入处理，动态信道分配(DCA)，开环、闭环上行同步控制，UE定位(采用智能天线)。
3 结束语
从美国和欧盟国家对第2代移动通信产业发展的过程来看，一个技术标准能否最终得到推广使用，并不单纯取决于技术因素，而是诸多政治、经济因素综合作用的结果。中国政府适时地发布了3G频谱划分，规定了工作频段，为TD-SCDMA在中国的发展提供了强劲动力。
当前TD-SCDMA相对于其他两项3G标准，其成熟度虽然仍有欠缺，但该技术的先进性正在逐步显现。国际上3G商用时间表的一再推迟为TD-SCDMA产业的发展赢得了宝贵的时间。WCDMA在欧洲和日本发展所面临的严峻形势，也增加了人们对TD-SCDMA产业的发展信心。中国何时发放3G牌照、发放何种制式的牌照这两个问题近年来在业内诸多媒体被频繁炒作，多数人认为问题的根源在于TD-SCDMA的商用化进程跟不上市场需求。虽然这一表述已被中国政府有关部门所否认，但不可否认的是关于TD-SCDMA的争论已成为中国3G的关键因素[5—6]。
目前，大唐电信和德国西门子公司所开发的TD-SCDMA系统，已经完成了大唐内部试验网的演示(车速125 km/h，半径16 km)，通过了国家“863”C3G验收以及信息产业部的MTnet第1阶段和第2阶段(以数据业务为主)测试，现正在建设现场试验网。随着TD-SCDMA产业化进程的不断推进，正有越来越多的国内外企业开始加盟此标准的研发，中兴通讯、普天等一大批企业陆续加大了各自在TD-SCDMA方面的研发投入。新近成立的TD-SCDMA产业联盟已经覆盖了从系统设备到终端的完整产业链。产业联盟的发展有助于中国实现通信产业在3G中的群体突破，提高移动通信制造群体在国家经济建设中的地位和对国民经济的贡献。
4 参考文献
[1] 3GPP TS25.221, Physical Channels and Mapping of Transport Channels onto Physical Channels (TDD) [S].
[2] 3GPP TS25.222, Multiplexing and Channel Coding (TDD) [S].
[3] 3GPP TS25.223, Spreading and Modulation (TDD) [S].
[4] 3GPP TS25.224, Physical Layer Procedures (TDD) [S].
[5] 孙立新, 尤肖虎, 张萍. 第3代移动通信技术 [M]. 北京:人民邮电出版社, 2000.
[6] 李世鹤, 杨贵亮, 李峰. TD-SCDMA RTT的空间接口技术综述 [J]. 中国移动通信, 2000(2):7-12.
作者简介：
马志锋，东南大学毕业，博士。中兴通讯股份有限公司移动事业部高级工程师，现从事3G技术研究。已发表论文20余篇。
SIP to PSTN Call Through Gateway
In the example shown in ， the calling SIP phone places a telephone call to the PSTN through a PSTN gateway. The SIP phone collects the dialed digits and puts them into a SIP URI used in the Request-URI and the To header. The caller may have dialed either the globalized phone number 1-202-555-1313 or they may have just dialed a local number 555-1313, and the SIP phone added the assumed country code and area code to produce the globalized URI. The SIP phone has been preconfigured with the IP address of the PSTN gateway, so it is able to send the INVITE directly to gw.carrier.com. The gateway initiates the call into the PSTN by selecting an SS7 ISUP trunk to the next telephone switch in the PSTN. The dialed digits from the INVITE are mapped into the ISUP IAM. The ISUP Address Complete Message (ACM) is sent back by the PSTN to indicate that the trunk has been seized. Progress tones are generated in the one-way audio path established in the PSTN. In this example, ring tone is generated by the far end telephone switch. The gateway maps the ACM to the 183 Session Progress response containing SDP indicating the RTP port that the gateway will bridge the audio from the PSTN. Upon reception of the 183, the caller's UAC begins receiving the RTP packets sent from the gateway and presents the audio to the caller so they know that the call is progressing in the PSTN.
The call completes when the called party answers the telephone, which causes the telephone switch to send an Answer Message (ANM) to the gateway. The gateway then cuts the PSTN audio connection through in both directions and sends a 200 OK response to the caller. Because the RTP media path is already established, the gateway echoes the SDP in the 183 but causes no changes to the RTP connection. The UAC sends an ACK to complete the SIP signaling exchange. Because there is no equivalent message in ISUP, the gateway absorbs the ACK.
The call terminates when the caller sends the BYE to the gateway. The gateway maps the BYE to the ISUP Release message or REL. The gateway sends the 200 OK to the BYE and receives a RLC from the PSTN. These two messages have no dependency on each other; if, for some reason, either the SIP or PSTN network does not respond properly, one does not want resources held in the other network as a result.
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M13 RLC
赵志峰1,2,3 杨永康2 仇佩亮1
（1. 浙江大学博士后科研流动站杭州 310027）
（2. 东方通信博士后科研工作站杭州 310053）
（3. 解放军理工大学通信工程学院南京 210007）
摘要： 文章首先介绍了SIP IP 电话系统呼叫路由使用的几个基本概念，包括请求资源标识、路由头部、路由记录和路由集。然后对SIP 呼叫路由的基础---注册和注销过程进行了描述。文章还分对话内和对话外两种情况对SIP 系统的呼叫路由过程进行了详细分析。最后给出了SIP 的移动框架和移动呼叫路由过程。关键词：SIP IP 电话系统呼叫路由移动性重定向1 引言SIP IP 电话系统的呼叫路由过程是由用户代理、代理服务器、注册服务器共同协调完成的。其中用户代理用于发起和接收呼叫， 代理服务器负责对呼叫请求和响应消息进行转发。注册服务器接受用户代理的注册请求并更新定位服务器中用户的地址映射信息。
本文将在[1]的基础上对SIP 的呼叫路由过程进行介绍。主要内容有基本的概念和术语、注册/注销过程、对话内和对话外的呼叫路由过程以及移动时的呼叫路由过程等。
2 基本概念
2.1 请求资源标识请求资源标识（Request-URI） 是请求消息起始行的主要内容， 在RFC 3261[2]中其作用是标识请求消息的最终接收者。当用户代理客户（UAC：User Agent Client） 发送请求消息时， 请求资源标识的内容一般是被叫的逻辑地址。当请求消息到达被叫域时， 代理服务器通过查找定位服务器， 找到被叫的联系地址。在向被叫转发请求消息时， 请求资源标识将被修改为被叫的联系地址。
2.2 路由记录和路由头部路由记录（Record Route）头部的作用是记录请求消息经过的路径，用代理服务器SIP URI 地址序列的形式来表示。该头部由请求消息经过的代理服务器根据需要插入， 用以强制本对话后续的所有请求消息必须经过本代理服务器。
路由（Route） 头部的作用与TCP/IP 中源点选路选项的作用非常类似。该头部作为请求消息的一部分， 描述了本请求消息必须经过的代理服务器列表。路由头部也以代理服务器SIP URI 列表的形式来表示，在构造请求消息时由用户代理客户生成。对于尚未建立对话（ 称为对话外） 的请求消息，路由头部一般根据预设路由集的内容来设置。而对于已建立对话（ 称为对话内） 的请求消息， 路由头部则根据该对话路由集（Route Set） 的内容来设置。
2.3 路由集路由集是一个SIP URI 序列，它表示用户代理在对话内向对端用户代理发送请求消息时必须要经过的服务器列表。路由集的内容是从建立对话的请求或响应消息携带的路由记录头部抽取出来的， 它仅在本对话的范围内有效。
3 注册和注销过程SIP 采用了逻辑地址和联系地址相分离的思想。逻辑地址用于标识用户， 而联系地址表明用户的当前位置。这种分离为用户的移动性提供了技术上的可能性。为了实现逻辑地址和联系地址之间的动态映射， 必须要有注册和注销过程的支持。
SIP 定义了注册服务器和REGISTER 消息。用户代理可以通过向注册服务器发送REGISTER 请求消息来完成注册、注销、刷新、地址映射获取等操作。在构造注册请求消息时，Request-URI 域应包含注册服务器的域名信息；To 包含要注册或注销的用户的逻辑地址； From 包含发送注册消息者的地址记录；Contact 包含要注册的联系地址信息。
要实现与注册服务器的通信， 用户代理首先要确定注册服务器的地址。SIP 定义了三种确认方法： 静态配置、使用地址记录和通过多播， 详见RFC 3261。
注册： 当用户代理要向注册服务器添加一个地址映射记录时，Contact 域包含要增加的联系地址信息，通过Expires 头部域或该地址信息的expires 参数来声明该联系地址的生命期。用户可通过一个REGISTER 请求消息同时增加多个地址映射记录。
刷新： 当要刷新一个地址映射记录时，Contact 域包含要刷新的联系地址信息， 通过Expires 头部域或该地址信息的expires 参数声明该注册地址的生命期来对映射记录进行刷新。用户可以对某个特定的记录进行刷新， 也可以同时刷新多个映射记录。
注销： 当用户代理要删除一个映射记录时， 可在Contact 域中填写要删除的联系地址信息， 并将expires 参数置0， 注册服务器收到后就会删除该映射记录。如果将Contact 域设为“*”， 且Expires 头部域设为0， 将会删除该用户的所有联系地址映射记录。
获取地址映射： 注册服务器每次成功处理完REGISTER 请求消息后， 它将返回一个状态码为200 的成功响应。该响应的Contact 头部将包含本用户注册的所有联系地址信息。用户可以从响应消息来获取用户的所有地址映射记录。
用户代理在注册服务器成功注册后， 就可以接收呼叫了。其入向代理在接收到对该用户代理的呼叫请求时， 根据对该用户地址映射信息的查询结果， 将呼叫请求消息转发到用户代理的当前联系地址。如果不进行注册， 入向代理将无法得知用户代理的当前位置。
4 呼叫路由SIP 系统的呼叫路由从本质上而言是INVITE 请求消息的路由过程。它包含了用户代理客户如何构建请求消息， 发送给下一跳； 代理服务器如何处理请求消息， 转发给下一跳； 直至请求消息到达入向代理， 并发送给用户代理服务器这样一个过程。在呼叫过程中， 下一跳的URI 地址一旦确定， 就可以使用RFC 3263[3]定义的DNS 查找过程来确定使用的传输协议、目标IP 地址和端口号， 从而将消息发送给下一跳。下面分对话外的呼叫路由和对话内的呼叫路由两种情况进行介绍。
4.1 对话外的路由对话外的路由指用户代理客户使用INVITE 请求消息发起呼叫时的路由过程。
4.1.1 用户代理客户当用户代理客户UAC 要发送请求消息时， 它将请求消息的To 头部的值设置为被叫方的逻辑地址， 将From 头部的值设置为本用户的逻辑地址， 将Contact 头部设置成本用户的当前联系地址。将Request-URI 的值设置为与To 头部相同的逻辑地址。用户代理客户根据需要和配置信息来构造请求消息的其它内容。
路由（Route） 头部域的处理比较复杂。一般情况下， 用户代理客户有一个预设路由集， 包含了该用户代理客户发送请求消息时必须要经过的代理服务器列表。这样可以对请求消息的路由进行灵活的控制。预设路由集的最简单应用就是只包含出向代理的SIP URI 地址。这样所有的请求消息都将被发送到出向代理， 由出向代理负责对消息进行转发。用户代理客户将预设路由集的内容作为路由头部， 按次序插入到请求消息中。
完成上述步骤后， 就要对Request-URI 进行DNS 查询以获取下一跳的IP 地址、端口号和使用的传输协议。用户代理客户在请求消息中插入Via 头部（ 包含自己的主机地址、端口号、使用的传输协议等信息）， 将请求消息发送给下一跳。
4.1.2 代理服务器代理服务器收到请求消息后， 首先对其合法性进行检查。可能的步骤有： 语法检查、Request-URI 检查、环路检测等。为了实现后向兼容性， 代理服务器还要对请求消息进行进一步处理， 以形成一个满足RFC 3261 要求的标准请求消息。
如果本代理服务器是中间代理服务器（Request-URI 中的域不是由本代理服务器负责）， 那么该请求消息的目标就是Request-URI， 无需执行更多的操作。
如果本代理服务器是入向代理（Request-URI 中的域是由本代理服务器负责）。代理服务器需要为该请求确定请求目标。RFC 3261 把确定请求目标的手段抽象成访问一个定位服务器， 访问结果是一组SIP URI。代理服务器使用这些SIP URI 来构建目标集（target set）， 即请求消息的实际接收者列表。一般情况下， 入向代理将目标集中的SIP URI 按优先级进行排序， 并按照优先级的高低依次处理。代理服务器将消息的Request-URI 替换成从目标集选中的地址。这意味着该请求消息的目的地变成了新的地址， 即从用户的逻辑地址变换成了用户的当前联系地址。
如果代理服务器要求由本请求消息建立的对话的后续请求消息必须经过本代理服务器， 它将自己的SIP URI 插入到路由记录头部的最前面。然后根据请求资源标识的内容确定下一跳的IP 地址、端口号， 代理服务器在请求消息中插入Via 头部， 将消息发送给下一跳。
4.1.3 用户代理服务器用户代理服务器收到请求消息后， 若消息合法， 将准备以成功响应回送， 并建立对话。用户代理服务器要为该对话构建对话上下文。其路由集的内容根据请求消息包含的路由记录头部来构建， 它表明了从被叫到主叫的请求消息必须经过的代理服务器的列表。
用户代理服务器构建响应消息， 从请求消息中拷贝To、From、Via、Record-Route 等头部信息。将Contact 头部的内容设置为自己的联系地址。
由于Via 头部标明了请求消息的发送路径，响应消息将沿该路径原路返回到发送方的用户代理客户。
4.1.4 重定向SIP 定义了重定向服务器， 可以根据配置对呼叫请求进行重定向。比如： 某用户开启了呼叫前转服务， 如果收到对它的呼叫请求就可以通过重定向来响应。再如， 如果重定向服务器通过查询定位服务器发现用户已经移动出了本域，它也可以通过重定向指示主叫用户代理重新发起呼叫。
重定向服务器可以和入向代理服务器或用户代理服务器放置在一起，以实现对呼叫请求的控制。当重定向服务器确定要对一个请求消息重定向后， 它将构造一个重定向响应消息。响应消息的To、From、Via 等头部的内容从请求消息拷贝。Contact 域的内容包括重定向的目标地址列表。重定向响应消息将根据Via 头部的内容按原路返回给用户代理客户。用户代理客户收到重定向响应后， 根据响应消息Contact 头部域的内容构建新的目标集并使用对话外的呼叫路由过程重新发起呼叫请求。
4.2 对话内的路由当对话建立后， 用户代理客户和用户代理服务器将为对话建立对话上下文。对话上下文包含了对话双方的逻辑地址、联系地址、请求消息经过的路由集等信息。有了这些信息， 请
求消息的路由过程就变得非常简单。由于代理服务器无法感知到对话的存在， 对话内发送请求消息时， 代理服务器的行为与对话外相同。
4.2.1 用户代理客户和服务器当用户代理客户要构建一个请求消息时， 消息的To、From 域的内容分别设定为对话上下文的远端URI 和本地URI。Request-URI 的值设定为对话上下文的远端目标。对话上下文的路由集作为路由头部插入请求消息中。消息构建完成后发送给下一跳。
用户代理服务器的动作更为简单， 收到请求消息后加以处理并给予适当的响应。响应消息按照Via 头部的路径原路返回到用户代理客户。
如果收到成功响应， 本次请求操作成功完成。如果收到重定向响应， 对重定向响应消息进行相应的处理。
4.2.2 目标刷新对话过程中一个非常重要的过程是目标刷新， 即刷新用户的联系地址和会话参数。在对话过程中， 如果任一方的联系地址或会话参数发生变化， 都可以通过目标刷新通知对方。
目标刷新通过对话中的INVITE 请求消息（ 称为Re-INVITE） 来实现。当用户代理的联系地址改变时， 它使用对话上下文信息构造一个INVITE 请求消息， 将新的联系地址放入Contact 头部域， 使用对话内的路由过程将消息发送给对方。对方收到请求消息后， 发现Contact 头部的内容和对话上下文的远端目标不同， 就使用新的联系地址更新对话上下文的远端目标。目标刷新过程还可以用于修改当前的会话参数， 比如增加媒体流、改变端口等。
5 移动时的呼叫路由为了满足多媒体通信系统移动性的需要，SIP 在设计的初期就考虑到了对移动性的支持， 并采用了多种简单、灵活的机制。比如逻辑地址和联系地址分离、注册/注销、目标刷新等等。SIP 的用户代理、注册服务器和代理服务器在移动框架中都承担了一定的功能。
5.1 移动框架SIP 的移动框架包括地址分离机制、注册/注销、呼叫重定向和目标刷新过程。
用户移动性的基础是其标识唯一性，其它用户就用这个唯一的标识跟移动用户联系，SIP 中称之为移动用户的逻辑地址。但要实现与移动用户的通信， 必须要能将报文发送到其当前所在的位置， 即它的联系地址。该联系地址是随着移动用户位置的变化而变化的。用户使用逻辑地址进行呼叫， 网络实体使用联系地址进行通信。
地址分离为移动性支持提供了基础。要完成对移动用户的呼叫， 必须知道用户的当前位置信息。这需要注册和注销过程的支持。当用户接入SIP 系统时， 它首先要发起注册， 以报告自己当前的联系地址。当用户由于移动改变了联系地址， 它必须要注销老的地址映射， 并通过注册过程建立新的地址映射。这样， 定位服务器中的地址映射总能反映用户的最新位置信息， 确保完成对移动用户的呼叫。
与移动性支持直接相关的一个过程是呼叫重定向。当重定向服务器发现本次呼叫需要重定向后（ 比如发现用户已移动）， 它生成一个重定向响应消息， 将被叫用户的当前联系地址告知主叫用户。主叫用户向新联系地址发起INVITE 呼叫请求。请求消息会被路由到联系地址所在的用户终端。由此可见， 呼叫重定向是用户移动后呼叫建立的通用信令过程。
目标刷新可供用户告知通信对方自己的联系地址发生了变化。这对于通信中的移动是非常重要的。当用户在通信中进行移动时， 它的联系地址有可能发生变化（ 比如进入到另一个域而使IP 地址发生变化）。当联系地址改变后， 用户使用目标刷新过程， 将新的联系地址告知对端。对端就可以使用新的联系地址与其通信， 保证了移动中通信的不中断。目标刷新过程完成后， 用户还要及时向自己的注册服务器注册新地址， 以使网络获知其当前位置。
5.2 移动性支持在图1 中， 移动终端用户移动到外地网络后， 首先要通过注册过程向其归属网络注册当前的联系地址。对端用户使用移动终端用户的逻辑地址发起呼叫， 呼叫请求达到移动终端用户的入向代理服务器时， 查询定位服务器发现移动终端已经移动出其归属网络。入向代理将移动终端用户的当前联系地址通过重定向消息告知对端用户。对端向移动终端用户的当前联系地址重新发起呼叫请求。因此， 移动后的呼叫路由过程是由地址分离机制、注册/注销和呼叫重定向过程共同完成的。
在图2 中， 通信对端和移动终端用户正在进行通信， 移动终端用户从外地网络1 移动到了外地网络2， 致使其联系地址发生了变化。移动终端用户使用目标刷新过程将其新联系地址告诉对端， 对端就可以使用新地址与其通信了。由此可见， 在通信过程中的移动性支持是靠目标刷新过程完成的。
2 通信过程中的移动
6 结束语本文对SIP IP 电话系统的呼叫路由过程进行了详细的介绍。在描述了基本概念后， 首先对基本的注册/注销过程进行了介绍。注册/注销过程是SIP 呼叫路由过程的前提。文章分对话外和对话内两种情况对SIP 的呼叫路由过程进行了分析。由于SIP 在设计时就考虑到了对移动性的支持， 可以很好地支持移动后的呼叫路由和通信过程中的移动。
随着SIP 的逐渐成熟和普及应用， 很多研究人员提出了对SIP 的扩充使用方案。比如对及时消息的支持[4]， 对会议功能的支持[5]等。我们将密切跟踪SIP 应用的发展动态， 对这些新的应用方法进行研究。
参考文献
[1] 赵志峰, 杨永康, 仇佩亮. 基于SIP 的IP 电话系统. 中国数据通信, 2004 年第1 期.
[2] IETF RFC 3261, Session Initiation Protocol, June 2002.
[3] IETF RFC 3263, Session Initiation Protocol (SIP): Locating SIP Servers, June 2002.
[4] IETF RFC 3428, Session Initiation Protocol (SIP) Extension for Instant Messaging,Dec,2002
[5] J. Rosenberg. draft-ietf-sipping-conferencing-framework-01, Oct 2003.
赵志峰： 男，1975 年3 月出生。2002 年获解放军理工大学通信工程学院通信与信息系统博士学位。现在浙江大学博士后科研流动站&东方通信博士后科研工作站从事下一代网络技术的研究工作。研究方向为下一代网络、软交换技术、Ad Hoc 网络和移动网络技术。
杨永康： 男， 东方通信博士后科研工作站导师， 东方通信网络通信研究所副总工程师。仇佩亮： 男， 浙江大学博士后科研流动站导师， 浙江大学信息科学与工程学院博士生导师。
-----网关(Gateway)：进行语音的编码和解码，实现PSTN侧与IP侧的协议转换；
-----网守(Gatekeeper)：为网关和终端提供呼叫控制服务,实现区域管理、接入控制、地址解析、带宽管理等;
-----AAA服务器(Authentication、Authorization、Account)：负责对用户的验证、授权和计费;
-----电话终端：IP电话终端包括传统的语音电话机、PC机、IP电话机，也可以是集语音、数据和图象于一体的多媒体业务终端。
----H.323定义
描述了在没有Qos保证的分组网络上如何实现多媒体通信系统；
适用业务是包括语音、数据和视频及其组合的多媒体通信。
-----H.323系统定义以下实体：
终端(Terminal)；
网关(Gateway) ；
网守(Gatekeeper，简称GK)；
MCU(包含MC和MP)；
终端、网关和MCU统称为端点，可以发起和接受呼叫；
GK负责管理向它登记的其它实体， 它们共同组成一个区域(Zone)；
区域独立于网络拓扑结构，可以由通过路由设备相连的多个网段组成。多个区域就组成了H.323系统
--------影响Qos的主要因素（一）
呼叫建立时延：
网络时延
用户认证链路建立
数据库查询与处理
PSTN侧处理
语音传送时延：
网络传输时延
网关语音编码、解码时延
为防止时延抖动设定
-------影响Qos的主要因素（二Jitter buffer而引起的时延
丢包率：
网络传输中丢包
网络拥塞时网关设备主动丢包
话音质量：
采用的编解码算法
同时通过网关的数据流量
采样和纠错技术
语音的延时
IP包在网络上的丢失
l 信令：允许电话与网络和其他电话系统通信。摘机通知，拨号音，振铃，和忙信号都是模拟电话中使用的信令。
l 接口类型和信令方法
一：路由器的语音接口类型：
------FXS：RJ-11,2线接口
------FXO：RJ-11模块插口
------E&M：2-线，4-线，CISCO在它的VOIP产品中支持E&M 类型I，II，III，V
二： FXO/FXS信令技术
------环路开始
------接地开始
l 影响语音质量的因素
----压缩
----语音活动检测 VAD ：检测会话中的静音时间段，并在那些时间段暂停数据流的产生。
----回声：是由语音网络中的电气反射引起的，这些反射通常是4-线交换机和2-线交换机本地环路之间的阻抗差异引起的。处理回声的办法：一是降低信号的功率，从而使回声的音量最小。二是使用回声取消器。
-----延时：传播延时和处理延时
-----抖动：各种延时的变化导致网络中数据分组到达速率的变化。设置一个缓冲区来补偿抖
动
-----丢失分组：CODEC
-----汇接交换：再压缩，延时
IP数据流的服务质量
l （压缩的）RTP：会话层协议
CRTP的配置
ip rtp header-compression passive
ip rtp compression connections n
frame-relay ip rtp header-compression [passive]
frame-relay map ip add dlci [broadcast] rtp header-compression active //多点接口或子接口//
l 排队法
l PPP增强：分段和交叉LFI：目的是改善在多个并行的链路上传输大的分组时的效率，
为了传输时间敏感的数据，可以使用ip rtp reserve 命令配置一个特殊的队列，它只含有RTP数据流
配置：
nultilink virtual-template 1
interface virtual-template 1
ip add 192.168.1.1 255.255.255.0
ppp multilink
ppp multilink interleave
ppp multilink fragment-delay 20
ip rtp reserve 16384 100 384
interface s0/0
bandwidth 512
encap ppp
no ip add
ppp multilink
multilink-group 1
l 数据流整形
l RSVP：RSVP 发送方通过给接受方发送一个RSVP抱文开始这个过程。
l IP 优先
l 加权随机早期检测WRED 加权RED为不同的基于IP优先级的服务类和RSVP提供不同的分组丢弃阀值。
Int s0/0
Ip add
Random-detect
语音端口和拨号对等体
l 语音端口
l 物理接口和信令
l 模拟语音端口：3种类型的信令可用于模拟系统
1． FXS
2． FXO
3． E&M：I II III V 2-线，4-线
l FXS和FXO接口
FXS：线路电压，振铃信号的产生，摘机检测，呼叫进程指示（回铃，忙信号）并识别拨号数字进行路由。
l E&M接口
摘机信令：signal [wink-start|immediate| delay-dial]
拨号方法：DTMF 或 PULSE：dial-type [dtmf|pulse]
呼叫进程音调的详细信息在地理区域内被标准化：cptone region
E&M 接口可以是2-线或4-线：operation {2-wire|4-wire}
E&M接口的类型：type {1,2,3,4,5}
语音端口的终端阻抗必须合适地配置，以防止不希望的回声，不匹配的阻抗设置将引起语音信号在接口处反射，产生大量的回声：impedance :
私有线路自动振铃PLAR线路也可以在E&M的接口上建立，一旦检测到摘机状态配置为PLAR的语音端口自动连接到固定的目的地。：connection plar string
l 其他语音端口参数：
1． 增益和损失参数：调整输入增益的语音端口命令是：input gain n，控制信号在输出语音端口降低的音量的命令是：output attention n
2． 回声取消：回声基本上是从一个终端系统反射回来的电子语音信号为了消除回声，在发送到语音端口的编码译码器和终端系统之间插入一个回声取消器。：echo-cancel enable
3． 定时参数：控制传输的定时以及拨号数字和信令传送的时间
4． 拨号特定的计时期：timeouts initial n, timeouts digit m,
l E&M 特定的信令命令
1．在语音端口接收一个不活动的占用信号到清除该呼叫之间有一段时间，该时间可以使用下面的命令调整400MS的缺省时间。
Timing clear-wait n
2．延时拨号命令：timeing delay-duration n
timing delay-start n
4． 闪烁开始命令：timing wink-duration n
timing wink-wait n
l 数字接口：信道化的T1线路使用CAS，有时候称为robbed-bit signaling。CAS从每第六个帧窃取一个二进制位，并使用他传递终端系统之间的消息。对于电话系统，CAS能够发送以下信号：振铃，挂机，闪烁延时，脉冲数字拨号，DNIS，ANI以及E&M 和FXS接地开始。
PRI线路在D信道上的带外执行所有信令， Q。931协议用于传递呼叫建立，呼叫监督，呼叫撤消和补充服务。与CAS不同，ISDN信令不从语音信道窃取任何二进制位，它为信令分配整个信道，这样把对语音呼叫可用的信道数从24个减少到23个。
-------PRI接口的配置：
首先要配置组帧，编码，和定时这样的物理层参数，然后必须配置接口把标记为语音的ISDN呼叫转发到语音处理软件或硬件。
控制器命令：
isdn switch-type switch-type
framing esf
encoding b8zs
接口定时器：clock source [line|interal]
将24个信道分配给一个PRI组：
pri-group timeslots 1-24
这个命令在路由器中产生一个新的接口构造，这个新接口将显示为引用信道23，D信道的串行接口interface serial 0:23。因为D信道处理ISDN线路的所有信令。为了能把到达的语音呼叫路由道AS5300语音处理子系统，使用：
interface serial 0:23
isdn incoming-voice voice
------ T1 CAS 的配置
要配置AS5300支持带CAS的信道化T1接口，首先必须确定它支持的信令类型：可用的有：
1． E&M feature group B
2． E&M feature group D
3． E&M 立即开始
4． E&M 接地开始
Controller t1 0
Framing esf
Linecode b8zs
Clock source line
Cas-group 0 timeslots 1-24 type E&M-fgb dtmf dnis
中文的：
中国通信标准研究组 http://www.cwts.org
中国通信标准化协会 http://www.ccsa.org.cn/
多媒体与通信程序设计 http://mmcomm.myrice.com/index.html
CTI论坛 http://www.ctiforum.com/
中国通信学会 http://www.china-cic.org.cn/index.htm
全球VOIP联盟 http://www.microvoip.com/index.htm
CHINA通信网 http://www.c114.net/
微波在线 http://www.kilomega.com/
中国VOIP论坛 http://www.chinavoip.net/
英文的：
ITU官方网站 http://www.itu.int/home/index.html
ParLay官方网站 http://www.parlay.org/
电信工业解决方案联盟 http://www.atis.org
信息与通信技术研究中心 http://cictr.ee.psu.edu 位于美国宾希法尼亚州立大学，重点研究无线通信技术
加拿大无线电话协会 http://www.cwta.ca (canadian wireless telecommunications association)
发电系统协会 http://www.egsa.org (Electrical Generating Systems Association)
欧洲电信标准化协会 http://www.etsi.org (Telecom standards, free download)
欧洲电工技术标准化委员会 http://www.cenelec.org (European Committee for Electrotechnical Standardzation)
美国联邦通信委员会 http://www.fcc.gov (Federal Communication Commission)
全球移动设备商协会 http://www.gsacom.com (Global mobile Suppliers Association Home)
IEEE通信协会会议预告 http://www.comsoc.org/confs/icc
太平洋电信会议 http://www.ptc.org (Pacific Telecommunications Council)
西门子信息与移动通信集团 http://www.icm.siemens.com (Siemens Information and Communication Mobile)
电信行业协会 http://www.tiaonline.org (Telecommunications Industry Association (TIA) )
环球移动通讯系统论坛 http://www.umts-forum.org(Universal Mobile Telecommunications Systems)
美国电信联盟 http://www.usta.org(United States Telecom Association)
万国无线通信集团 http://www.uwcc.org (Universal Wireless Communications Consortium)
GSM世界 http://www.gsmworld.com
澳大利亚移动通信协会 http://www.amta.org.au (Australian Mobile Telecommunications Association)
移动数据协会 http://www.mda-mobiledata.org (Mobile Data Association)
个人通信业协会 http://www.pcia.com(Personal Communications industry Association)
无线局域网联盟 http://www.wlana.com (Wireless LAN Association )
移动通信国际论坛 http://www.imt-2000-online.com(International Mobile telecommunication)
第三代合作伙伴 http://3GPPwww.3gpp.org(3rd Generation Partnership Program)
运营商网站：
日本多科摩：http://www.nttdocomo.com
其它一些网站：
www.sheenk.com
RFC 2543 : SIP: Session Initiation Protocol
RFC 2976 ：The SIP INFO Method
RFC 3204 ：ISUP and QSIG MIME Objects
RFC 3261 : SIP: Session Initiation Protocol
RFC 3262 ：Reliability of Provisional Responses in SIP
RFC 3263 ：SIP: Locating SIP Servers
RFC 3264 ：An Offer/Answer Model Session Description Protocol
RFC 3265 ：SIP-Specific Event Notification
RFC 3311 ：SIP UPDATE Method
RFC 3361 ：DHCPv4 Option for SIP Servers
RFC 3372 ：SIP-T
WiMAX
WiMAX对应的是802.16无线城域网的标准。多年来802.11x（WiFi）无线LAN技术一直被用于宽带无线接入（BWA），并获得很大成功，但是WLAN的总体设计及其提供的特点并不能很好适用于室外的BWA应用。当用于室外时，在带宽和用户数方面将受到限制，同时还存在着通信距离与其它一些问题。基于上述情况，IEEE决定制订802.16标准，同时解决物理层环境（室外射频传输）和QoS两方面的问题，以满足BWA和最后1英里接入市场的需要。由于WiMAX的点到多点传输距离达35英里、传输速率高达268 Mbps，它自然而然地成为处在移动网与WiFi热点之间的中间技术。随着Intel、Nokia、Proxim和许多其它公司的加盟，WiMAX这种技术正在形成一股新的潮流，但在2005年之前还不可能正式商用。预期大多数商用WiMAX都将工作在2 GHz-11GHz频率范围内，虽然理论上它也可以工作在更高的频率。由于WiMAX可以组成网状网结构以及作为其它无线系统的回传，所以作为昂贵的T1的替代品也将受到市场的欢迎。WiMAX的设备制造商看来也会像WiFi一样雨后春笋般遍布各地。
WiFi网状网拓扑
WiFi网状网的基本思路是利用网状网拓扑通过逐点转发把WiFi的热点覆盖扩大为城域覆盖。这种可以自组织、自配置并有自愈能力的网络拓扑，不仅可以大大节省运行成本，而且在网络节点发生问题时，网状网能提供迂回路由。它可用于WiFi城域热区和校园的建网，也可用作移动网的回传。这种技术使高带宽低成本的WiFi获得更大的覆盖与自适应自动化管理。它给市政当局、大学以及瞄准这些市场的通信公司和无线ISP带来了福音。BelAir Networks、Tropos Networks、Mesh Networks、Millennial Net以及其它一些公司已经开发了WiFi网状网产品，预计今年年内有望真正推出。现在在美国那些已经布放大量热点的提供商，如T-Mobile、Verizon Wireless和Sprint都开始关注WiFi网状网。由于无线网状网技术能很快很方便地在很大的空间布放WiFi，包括室内（购物中心或会议中心）和室外（城市范围内），这使大型通信公司面临新的抉择。估计在大学和郊区城镇，网状网的市场可能大些，但一般从这些市场获取的利润却可能偏低。
客户轮廓管理
客户轮廓管理是通信公司用来加强客户服务的一种技术，也是一门把客户信息、详细资料及爱好与客户的应用情况结合在一起的艺术。客户轮廓管理能使通信公司的客户服务工作做得更好，市场营销工作更加有效和个性化。随着号码携带业务的推出，对客户服务提出了更高的要求，给无线运营商带来新的挑战，使客户轮廓管理工作显得越发重要。运营商为了获得更多的收入，开始在客户轮廓管理方面加大投入，但是与此矛盾的是客户是否愿意把自己的个人资料如此详尽地提供给通信公司。
安全性
移动数据如果不能保证安全性，那对用户尤其是企业用户将失去吸引力。为了保持无线通信的美誉和着眼于长远利益，在安全技术方面必须不断鼓励创新。目前，美国Bluefire Security、Fortress Technologies、Koolspan、Columbitech和其它许多技术开发商提供了各种各样的安全技术，包括客户机插件及软件、加密、侵扰检测、防火墙，一直到VPN等。据Infonetics Research称，这一市场到2007年可望达到80亿美元。但这是一个复杂而富有竞争的市场，由于网络与信息安全是一场永无宁日的战争，道高一尺，魔高一丈，所以安全技术将不断推陈出新，安全标准将不断地被修订。然而，用户尤其是企业用户永远不会放弃对安全性的追求，所以对安全技术开发商和安全业务提供商而言却因此有了一个永恒的收入来源。
移动/WiFi漫游
今年末或明年初，美国将实现移动/WiFi漫游，系统将使用移动/WiFi无缝漫游技术对用户进行跟踪，使无线用户不用改换手机即可从窄带移动网移至宽带WiFi网。当用户从移动网移至WiFi服务区时，系统将告知移动通信公司，使信号从移动网天线塔转移至WiFi接入点，启动手机的宽带功能，同时保持话音通信。这种漫游技术首先应用于“数据使能”的话音手机，以后还可用于笔记本电脑、PDA或其它移动设备。这是一个很有吸引力的概念。这种具有双重能力的漫游手机能够在节约频谱的同时，向移动用户提供多种业务，如实时会议电视、VoIP和数据传送等。它将具有一定规模的市场。目前，美国的系统供应商和手机制造商都在开展这方面的工作。到2004年中期，我们将看到某些成果。美国的通信公司还在观望之中，它们认为这种无缝无线数据技术是把WiFi用作GSM/GPRS的延伸。目前这种漫游技术的市场前景和商业模式还不清晰，需拭目以待。
企业WiFi及其管理
WiFi除了热点应用外，另一种应用就是为企业或机关、院校安装WLAN，用于各种目的。它以移动网不能做到的方式把无线覆盖、安全性和配置方便带给大楼内的企业。允许在企业内实现真正的无线通信，取代工作人员目前使用的内部网络，可以跳出他的小工作间。例如，美国一家比较出色的新兴802.11b网络提供商MSC Networks公司专门为购物中心提供WLAN服务。它从AT&T租用T1线路，接至购物中心，再利用Agere的设备为购物中心设计和安装WLAN，覆盖整个中心和各种承租人。T1与WLAN之间用一个路由器连接。整个WLAN用两个人工，花两天半时间就能安装就绪。购物中心使用WLAN之后，与有线网相比成本降低约30％。承租人除了可以很便宜地获得高速宽带接入之外，另外还可以开展其它一系列服务，如建数字文档服务器，安装新的或连接已有的摄像机，远程监视收银台、后台办公室、店面等。数字摄像机也通过WLAN连接。但是这一市场近两年被热点WiFi所掩盖，企业没有如预期的那样采用这一技术。其市场前景仍不很清晰，也许要等到2005年才见分晓，但进入2004年以后美国仍有许多公司在从事这一方面工作，并将引入新的安全措施。
一按即通
一按即通（P2T）业务指的是实时直连的点到点和点到多点话音通信，这种业务使用非常简单的半双工通信方式，即在同一时间只有一人能够讲话，以便与群体交流。主叫方只要按一个键就可以向一个人或一组人发起通话，无需拨号和等待对方摘机，电话立即接通，迅速建立起谈话组。P2T 原来是集群系统的主要功能，现在公众移动网也引入了这种业务，与传统集群系统相争。公众移动网的优势是用户基础庞大、手机价廉多样、服务内容更加丰富。继P2T的急先锋Nextel之后，美国的移动运营商Verizon Wireless和Sprint在2004年也开始提供P2T业务，它们基于相同的软交换平台，但使用不同的做法。现在Southern Linc、fastmobile、PushMessenger和Kodiak都先后加入了这一行列。到2004年末，美国的每家大型通信公司都会提供P2T业务，P2T将为每家公司增加ARPU值，并会在按键服务、消息传送和现场管理方面引发一些新的技术革新。但是P2T目前还存在服务质量（QoS）问题，如果不解决好将有碍于今后的发展。
移动终端操作系统与界面的开发
移动终端上究竟采用哪种操作系统，是Microsoft、Symbian，还是Linux、Palm，或是Java、Opera，一直相争不下，尤以Microsoft和Symbian之争更为激烈。但在2004年这场争论的胜负初见分晓，Linux取得了很大进展，被一些不愿意在Microsoft和Symbian之争中作出选择的通信公司用作基本平台。良好的操作系统和界面使智能移动终端的时代来到我们身边，它将改变我们使用手机的方法，把无线运营商推到通信和媒体内容主导提供商的位置。但通信公司必须保证这种智能终端用户能够用得起，设备供应商必须保证设备能够供得上货。否则，这种技术反而会起拖后腿的作用。
UMTS/WCDMA
UMTS/WCDMA是3G的标准之一，由于速率可以高达384 kbps，大多数欧洲和亚洲国家的3G将选择UMTS/WCDMA，迄今全世界大约有200万用户。北美的GSM/GPRS运营商最终也会选择UMTS/WCDMA。AT&T Wireless将于明年开拓它的UMTS市场，但范围有限，因为其目的是为了保持其来自NTT DoCoMo的大宗投资。
软件定义的无线电
软件定义的无线电（SDR）指的是在无线通信中，收发信机都受微计算机的控制，通过软件来定义收发信机的调制解调方式。由于把信号处理和其它传统硬件功能放在容易升级的软件平台上，SDR将帮助我们重新构成基站技术。SDR涉及到下一代无线通信所有的关键点：开放式接口、可扩展公共硬件平台、频段与空中接口未知的移动设备。SDR现在非常引人注目，许多人相信这种动态自适应技术成为商用只是时间问题（也许4G就会用）。它也得到美国FCC的支持，FCC认为这是对频谱管理不善的一种补救办法。目前，美国一些大型通信公司正在观望SDR的早期部署，例如，Mid-Tex Cellular公司现正在部署Vanu的SDR技术，预期今年11月完成。大型通信公司观望的目的是想看看SDR能否实施大规模的部署。SDR能进一步降低无线网最昂贵的网元？基站的价格，使通信公司愿意把投资放在以后的新基站上。据分析，到2008年其市场可能高达300亿美元。
VoIP与TDMoIP比较
当今，IP上的话音业务（VoIP）正在大力发展，通信网络正向IP网络演进。但是，VoIP仍需要努力解决服务质量（QoS）和信令问题。
一种新的IP上的时分复用（TDMoIP）将为IP电话带来电信级的质量水平。TDMoIP是把IP网络作为插入到传统TDM网络中的一种网络可以与已有的设备（如传统的用户电话交换机和交换机）无缝地连接，并提供和传统电话一样的多种业务，以及像公用电话交换网（PSTN）那样的质量保证。
1、VoIP
VoIP的IP电话基本原理是：首先把PCM的语音放在IP网关中的内存缓冲区内，网关起到协议转换的作用，负责把该PCM话音数据流转换为压缩的IP包数据流。网关中的缓冲区使用标准的压缩算法从PCM中取样，取样后形成离散的二进制数据流，并加上报头。在形成二进制数据的过程中，任何冗余的数据，如语音之间的停顿（静音）和冗余会被标记出，并可能被压缩掉。
在IP网关缓冲区内排队等待的IP包选择路由后发送至目的地。当数据包到达目的地网关时，被解压缩（重新将静音时段和冗余话音插入进去），并被解码，恢复原始发出的语音信号。IP网关起控制及关守作用，如呼叫控制、呼叫管理、网络管理、语音智能交换等。
每个IP网关有一个网关号，即一个唯一的IP地址，网关号可理解为电话局号或区号。
IP电话在现有的电话设备拨号后，通过本地IP网关，在收到呼叫请求后，从其电话目录数据库中查到目的地网关号的IP地址，并向目的地发出呼叫请求。
VoIP中类似于信令的呼叫控制采用的主要协议是原CCITT H.323，以及H.225、H.245等。
VoIP要与传统电话的TDM网络相竞争，需要在QoS保证和信令问题作出努力。在话音业务中，低的时延和正确的信令时间顺序是至关重要的，这样能作到即使丢失了几毫秒的信号，也影响不大。为了解决这一问题，可以采用隧道和抖动缓存技术。此外，与话音质量有关的回音消除和话音压缩技术对于数据网络并不重要，而对于VoIP却有需要。
信令的基本性能是摘机、振铃、正确地把信号送达目的地以及计费等。与信令有关的还有主叫用户识别、呼叫转移、会议电话、智能联网等。对于电话网上如此众多、复杂的性能，用户通常并不知道，往往在失去一些用户习惯的性能时，用户才会明显地感觉到。这就要求VoIP还必须处理好IP网络与传统电话网络的接口与协调。
2、TDMoIP
TDMoIP透明地传送TDM帧，且无需中断任何数据传送，无需对数据作任何的解释和翻译。即使有一部分信道用来传载数据或是所有的帧都是非结构化的比特流时，TDMoIP都可传送任意的T1或E1业务。基本的TDMoIP概念可容易地延伸至部分的T1系统或信道化的E1系统。为了减轻业务流量的负荷，只有承载字节的信息才需要含有IP分组包。
TDMoIP解决IP网络及电话网络中的信令方法是：TDMoIP采用带内信令，信令和话音在同一音频段内传送，由TDMoIP自动传送在TDM时隙里编码的可听的呼叫过程中，并且需要用声音中继协议以保证带内信令功能的正确实施。
在传统的TDM网络中，另一项重要的功能是同步，时间同步的分层实施对于全网通信质量极为重要。在IP网络中，分组到达目的地的时延是随机的，即熟知的抖动。当在IP网络上仿真TDM时，通过采用缓存器及合适的时间参考，可以平滑所有进入的数据，克服这类随机性。
把TDMoIP集成到电话网络通常有以下两种方式： （1）长途电话“绕道”方式
运营商在两个中央交换局间引入基于TDMoIP的备用链路。由于成本较低的优势，长途电话“绕道”业务可为客户提供比现今运营商便宜的费率。在这种方式中，TDMoIP设备应接收来自其所有连接的中央交换局的时钟参考信息。 （2）全网方式
主要基础设施的大部分用TDMoIP网络替代，并需要时间同步。IP网络通过网络定时协议（NTP）传播时钟信号。除非IP网络是专用的TDMoIP链路，通常在NTP时钟和所需的TDM间不建立连接。一种提供时间标准的解决方案是为所有TDMoIP设备提供原子钟或全球定位系统（GPS）接收器，这样可以减轻IP网络需要发送同步信息的负担。在不能提供精确的本地时间参考或费用太贵时，可采用在目的地再生同步时钟的方法。
3、TDMoIP和VoIP的比较
由于对话音、数据信令及协议的透明，TDMoIP比VoIP简单。而VoIP却需要在信令格式间采用新的协议和翻译。
VoIP尚需开发许多应用，TDMoIP可以自动地获得已有PBX和计算机通信集成（CTI）的一些优点。两者另一项重要的差别在于TDMoIP可以提供话音数据的混合业务。从业务提供者的观点看，TDMoIP和VoIP可互相补充。
从用户侧到运营商的业务提供点，把TDM中继线透明地延伸到IP网络上，可简化VoIP在业务提供点上部署较大型的、可伸缩的VoIP网关和软交换的工作，并可为用户在住宅侧提供简单的TDMoIP网络的终端单元。这些TDMoIP的终端电路可用来提供除VoIP业务外的一些业务，如通常的PSTN接入、集中式用户交换、帧中继和ISDN等业务。
参与竞争的本地电话公司可以用TDMoIP技术的优点扩展其市场范围，可简单和经济有效地建立更多的业务提供点，提供更多的业务。传统的本地电话公司可批发传输电路给新的运营商，使其能用TDMoIP经济有效地在光纤或无线链路上延伸T1或E1电路。
在吸取无线和光纤数据网络的优点，以及在各设施间用TDMoIP延伸T1或E1电路时，新的运营商可获得更多的收入。业务提供者还可把除宽带数据外的一些专线业务捆绑在一起。
TDMoIP使所有T1或E1电路上运行的话音和数据业务均可自动地被IP支持。它不仅包括简单的PSTN接入，还有一次群业务、集中式用户交换、VoIP的话音业务，以及ATM帧中继、点到点协议（PPP）、ISDN、同步网络体系结构（SNA）和X.25业务。
4、TDMoIP用于移动通信
蜂窝移动运营商可利用TDMoIP技术在TDM微波链路、T1或E1租用线路上作各基站间、基站控制器和移动交换中心间的连接。
迄今为止，ATM仍是最好的一种技术，而微波和租用线路都比较贵。在千兆以太网上引入QoS保证，以及采用TDMoIP将是一种可优先选择的方案。
第三代移动通信运营商在发展过程中，对于蜂窝骨干网络上的IP网络也可采用TDMoIP解决方案。展望未来，不论是现有的设备，还是第三代蜂窝网络设备都将能共存地接入到基于IP的骨干网络。
5、TDMoIP的应用
由于TDMoIP的一些特点，在全球大力发展VoIP的同时，也有运营商采用TDMoIP布署其网络。例如瑞典UTFOR公司就是一个例子。
UTFOR公司于2000年建设了4500km长的宽带光纤数据和电话网络，采用TDMoIP技术为客户提供先进的服务。该公司采用RAD数据通信公司的IPmuｘ产品，基于其IP、以太网和DWDM网络、旁路帧中继、ATM和SDH，提供一种纯粹的IP业务。
该公司的光纤网络将瑞典南部和中部的50个城镇与挪威的奥斯陆、丹麦的哥本哈根及芬兰的赫尔辛基连接。该网络的初期传输容量为1.2Tbit/s，初期的路由交换能力大于2Tbit/s。
IPmuｘ把数据或话音的同步数据流插入到分组包中，并加上IP报头。该分组包通过IP网络传送到目的地，在目的地去掉IP报头，还原成原来的数据流再发出。
不论是运营商还是用户，都期望把已有的电路交换资源与新的IP网络紧密地结合起来。
虽然目前全球正在采用VoIP，但是其标准化程度尚不成熟。把ATM和VoIP相比较，TDMoIP不失为一种较好且不太复杂的系统，由于保持了成帧或未成帧E1／T1电路的整合，因而没有削弱其质量。UTFOR公司决定采用TDMoIP的另一个因素是，从运营商的角度来看，VoIP尚不够规模化。
UTFOR公司通过TDMoIP为其用户提供Internet连接、透明的局域网业务、在IP上实现了传统的高质量的电话。
IP mux可以把企业用户的PBX连接到IP网络，在用来传送数据的基础设施上提供传统的话音通信。该产品还使UTFOR公司可提供公司内部的免费电话，以及用作Internet接入的100Mbit/s的IP端口虚拟专用网（VPN）业务。
UTFOR公司可以在一个接入口上替代租用线、帧中继和SDH结构。也就是说可以用一个IP端口为其客户提供Internet接入、话音交换、VPN和IP-VPN等所有业务。该公司将在下一步的TDMoIP业务中，逐步以成本较低的容量推出视频和多播业务。
用于3G无线网络的精细可分级编码技术
摘 要：本文介绍了MPEG-4的一种可分级视频编码方案：精细可分级性（FGS）。FGS把视频流编码成两个比特流：一个基本层（BL）和一个增强层（EL）。根据可获的信道带宽，或解码器的容量，一部分的EL作为BL的补充被传输，从而使无线信道上传输的视频质量得到优化。同时还介绍了FGS的两种先进机制：频率权重和选择增强。
一、引言
随着移动通信的快速发展，移动多媒体成为移动通信发展的新热点，第三代移动通信（3G）标准的制订使得通过无线信道传输视频信息成为可能。与以往的压缩标准相比，新的多媒体信息压缩传输标准MPEG-4提供了一个更高的压缩效率，速率上满足了要求。然而无线信道的不可靠传输会将随机误码引入比特流中，多经传播也会导致突发误码。MPEG-4提供了强健的纠错能力，它对误码恢复技术(包括再同步、数据恢复和错误隐藏)都进行了优化，并且提供了1套明确的工具。实际上，在无线应用中无线链路的可用带宽是有限的，并且会因为网络流量而在一个较宽的范围内变化。在这种情况下，编码器不再知道信道的容量，不再使视频质量在一定比特率下达到最优。因此，无线的视频编码是在一段给定的比特率范围内而不是原来的一个给定的比特率。传统的视频编码是对于给定比特率的视频进行编码，但对于无线应用传统的视频编码要有所改变。可分级的视频编码能解决此类问题。
MPEG-4的可分级视频编码（分为SNR可分级、时间可分级、空间可分级）是一种灵活的视频编码方案，适用于应用要求和环境因素在较大范围内变化的情况，因而获得广泛的应用。在上述3种可分级视频编码基础上，MPEG-4采纳了一种更好的可分级的视频编码方案作为标准，即精细可分级视频编码（FGS）。在视频比特流变化较大情况下，该方案在基本层基础上加上增强层，从而在无线信道容量有较大变化的情况下还能获得较好的视频质量。本文对3种可分级视频编码作了比较，主要介绍FGS的编码方法及其改进方案。
二、 分级视频编码
1.可分级编码的概念
在传统的视频编码中，视频数据可以压缩到小于或接近信道容量的比特率，解码器根据从信道接收到的所有比特重组视频信号。但是在这种模型中，必须满足的条件是编码器必须知道信道的容量。实际上，在无线应用中由于信道容量的可变性，编码器不再知道信道的容量，不能使视频质量在该比特率时达到最优。因此，应用于无线的视频编码是在一段给定的比特率范围内尽量使视频质量达到最优而不是原来的给定的一个比特率。解码器以能够重组最优质量视频的比特率对视频流进行部分解码。可变的视频编码能解决此类问题。
可分级编码的结构框架，可分级的编码器产生多个的子流。其中的一个压缩子比特流是基本子流，它能单独的解码，提供较粗糙的视频质量。另一个压缩子流被称为增强子流，仅能和基本子流一起编码，提供更优的视频质量。完整的比特流（包括所有的子流）能提供更高的质量。
2.分级视频编码的分类
(1)SNR可分级视频编码
SNR（信噪比）的可分级性是以相同的帧率和空间分辨率把原始视频数据压缩成两层，但是它们的量化精度不同。首先，基本层比特流经过基本层可变长解码器（VLD）解码。然后被反量化产生重建的DCT系数。增强的比特流在增强层进行可变长解码，DCT系数的增强残数在增强层反量化时产生。因此，通过增加基本层的重建DCT系数和增强层的DCT残数可获得更高精确度的DCT系数。具有更高精确度的DCT被传递给反DCT单元产生重建图像的主要残数，这些残数被加到从前一帧来的运动补偿块。
(2)时间可分级视频编码
时间可分级性是把原始视频数据以相同的空间分辨率，不同的帧率压缩成两层。基本层以低帧率编码，相反增强层以较高的帧率编码提供缺少帧的信息。因此时间可分级的编码效率较高，接近于不可变的编码。在基本层只采用P帧预测，而在增强层采用来自基本层的P帧或B帧或者来自增强层的P帧进行预测。
(3)空间可分级编码
时间可分级性是把原始视频数据以相同的帧率，不同的空间分辨率压缩成两层。基本层以较低的空间分辨率编码。重建的基本层的图像进行超抽样以形成在增强层高分辨率图像的预测。如果基本层的空间分辨率和增强层的相同，也就是超抽样系数为1，这时空间可分级解码器被看成是一个SNR可分级解码器。
2.精细可分级视频编码 (FGS)(fine granularity scalability)
(2)精细可分级视频编码原理
FGS已被标准化成为MPEG-4的一部分。MPEG-4的FGS编码方式是把视频流编码成两个比特流：一个非分级运动补偿的基本层（BL），和一个精细可分级的增强层（EL）视频流。根据可获的信道带宽，或解码器的容量，仅有一部分的EL和BL一起得到传输。FGS的帧结构也有一系列丰富的工具，目的在于提高客观和主观的FGS的视频编码方法的质量
FGS编码器把原始视频流压缩成两个子流，一个基本层比特流和一个增强层比特流。基本层能单独进行解码提供较粗糙的视频质量。增强层仅能和基本层一起编码，做为补充提供更优的视频质量。和其他的可分级编码方法不同，FGS编码器对增强层视频流采用比特平面编码。正如我们所知，在传统的DCT编码，量化的DCT系数采用游程（run-level）编码。在一个非零的DCT系数前的连续为零的系数的数目被称为“游run”，而非零DCT系数的绝对值被称为“程level”。比特平面编码方式和游程编码方式的最大区别在于，比特平面编码方式把每个量化的DCT的系数看成几个比特中的一个二进制整数，而不是一个确定值的十进制整数。因此采用比特平面编码方式的任意编码比特能重建DCT的系数。采用比特平面编码方式作为补充，FGS可获得对增强层的连续的比特控制。这是因为增强层比特流能在任意地方被截断从而获得对象的比特流。任意的从增强层接收的比特能用来提高视频的质量，这在其它的可分级视频编码方式是不可能的。这也是FGS优其它可分级编码方式的原因。
进一步提高FGS增强视频的性能，两个先进的机制被FGS采用，即频率权重和选择增强。前者意味不同的频率成分采用不同的优先权，因此更多重要的视频频率成分的比特比其他频率成分的优先进入编码比特流。与前者相似，后者是在一帧中对不同的空间位置采用不同的优先权，因此一帧中越重要的视频部分有越多的比特优先于该帧的其他部分进入编码比特流。
(2)频率权重（frequency weighting）
频率权重（FW）挖掘人类视频系统对各种频率的敏感性的差异，提高在低传输比特速率情况下FGS的可视质量。
正如我们所知，不同的DCT系数可获得不同的视频的质量。通常低频的DCT系数的精确度比高频的DCT系数更重要。更多比特的低频DCT系数可获得更好的视频质量。因此，低频DCT系数优先于高频的进入增强比特流，因此它们更容易被包括在一个被截断的比特流。为此，频率重量机制被包括在FGS中。
频率权重采用一个FW矩阵 选择在每个DCT块中重要的DCT系数进行重新加权，因此进行比特平面编码的参数的重要性通过权重矩阵得到了优先权。每个FW矩阵的元素 指明在该块中相应的FGS的 DCT参数比特层变换的数目。每个比特平面的变换等价于FGS的DCT参数乘上权值2。
(3)选择增强（selective enhancement）
对于一个视频帧，它的某一部分可能比其他部分在视觉效果上更重要。因此至关重要的比特会得到优先权，以致它们更有可能被包括进被截断的比特流。
在MPEG-2，MPEG-4和H.26L标准中，通过控制在微块中的量化系数，自适应量化(AQ)被用来提高编码的视频质量。AQ在比特层信号必须通过不同的一系列技术获得。基于FGS的AQ通过在一个FGS增强层帧中选择微块的比特平面变化而获得。比特平面变换等于乘于因子2。
在编码器侧，基于选择增强的比特平面变换，在冗余FGS信号得到优先扫描和比特平面的熵编码。在熵解码和优先计算FGS冗余信号的反DCT后，在解码器进行比特平面的反变换。
强调SE是一个相关过程是很重要的。仅有有限数目的微块将被选择增强，目的是在低比特率能获得一些视频质量的改进。更进一步，基于前面介绍的SE变换因子（如se）和优先级高的比特层被编码（如N’），采用SE后可以降低FGS编码器的率失真。然而FGS的SE的目的不是提高率失真的性能，而是提高需要的视频的质量。在微块基础上加上SE，已选择的DCT系数的比特平面变换对FGS编解码系统能获得更进一步的视频质量的改进。
三、FGS的一些改进方案
为了能应用于一个比特流变化在较大的范围情况，FGS和其他的可分级视频编码结合起来是必要的。下面提出3个改进方法。
1.1FGST方法
FGST指FGS的时间可分级性，它是把FGS和时间可分级相结合，因此不但量化精确度可分级，而且时间分辨率（帧率）也是可分级的。在该方案中，由于时间增强帧的时间预测在基本层中是被限制的，每个时间增强帧的质量不会被其他的帧影响，所以在时间增强帧中采用比特面对完整的DTC参数编码是没有问题的。对于FGST，不仅时间增强帧能采用规则的时间可分级，而且量化精确在每个时间增强帧中是可分级的。因此在时间增强帧中采用全比特面编码的编码效率比规则时间可分级的DCT参数编码高。这种方法补偿在增强层中不允许预测而引起的编码效率损失。
2.FGSS方式
与FGST类似，FGSS指FGS的空间可分级性，是将空间可分级性与FGS相结合。在FGSS方案中，基本层仍然以传统的空间编码方式来编码。然而，增强层采用比特平面编码技术。图11说明了FGSS的编码方案的结构。从图中看出输入的视频序列首先被亚抽样（down-sampled），并且采用任何一种现有的非可分级的编码技术以低的分辨率压缩成一个给定比特率视频流。在传统的空间可分级编码中，视频将被超抽样（up-sampled）为增强层编码提供高的分辨率。然而，对于FGSS，如果基本层的比特率很低，几个FGS较低的增强层首先被用来在低分辨率情况下增强视频质量。如果在基本层中低分辨率的视频质量足够好，视频流将超抽样以便在增强层中空间分辨率能立即调整到高的分辨率。因此低分辨率的增强层是可选的，它依赖一些因素，如基本层的比特率，序列内容，应用要求等等。 3.PFGS方法
PFGS方法，即渐进FGS，具有FGS的所以特性，如精细比特率可分级性，信道适应性和容错性。相反，PFGS在预测增强层编码时采用多个高质量的参考，而不是总在基本层上采用。使用高质量的参考使运动估计更精确，因此PFGS能提高编码效率。但是增强层的比特比基本层的更容易丢失，因此它会使编码器不可靠。PFGS提出一种解决如图12所示的问题的方法，它说明了PFGS的框架结构。我们可以看到预测路径从低层到高层要经过几个帧的，这使得PFGS对容错性具有鲁棒和高质量。例如，如果增强层的第一帧被破坏或没有受到，增强层的第2，3，4帧将会因为丢失预测参考而受影响。但第五帧后就会恢复正常，因为从第一帧的低层到第五帧的高层有一条预测路径，它使该方案具有鲁棒性。
四、结束语
第三代移动通信(3G)技术日益成熟并逐步走向商用化，相对第二代移动通信系统，3G的最鲜明的特点是提供高速无线传输速率，为多媒体业务提供必要的带宽。MPEG-4精细可分级视频编码技术使视频在无线信道传输情况下还能获得较好的视频质量，虽然它已制定成标准，但仍需要进一步完善。
IPv9(十进制网络)技术简介
根据《采用全数字码给上网的计算机分配地址的方法》发明专利实施并发展而成的“十进制网络”采用的是自主知识产权、以十进制算法(0-9)为基础的IPV9协议，并将网上计算机进行互相连接，从而达到计算机相互通信和数据传输的目的。
目前，十进制网络系统主要有IPV9地址协、IPV9报头协议、IPV9过度期协议、数字与名规范等协议和标准构成。
数字域名是指0-9的阿拉伯数字替代传统的英文字母做域名的方法上网。同时，数字域名也可以直接以IPV9地址交叠使用。数字域名是十进制网络系统的一个组成部分。
IPV9协议是指0-9 阿拉伯数字网络作虚拟IP地址，并将十进制作为文本的表示方法，即一种便于找到网上用户的使用方法；为提高效率和方便终端用户，其中有一部分地址可直接作域名使用；同时，由于采用了将原有计算机网、有线广播电视网和电信网的业务进行分类编码，因此，又称“新一代安全可靠信息综合网协议”。
十进制网络是指采用十进制算法和表示方法，将各种采用十进制算法的计算机联成一个网络，并可以与现有网络实现互通的一个崭新的网络，为了区分现有的网络故又称为“新一代安全可靠信息综合网”或“十进制网络”。
目前，以上海为中心点(上海实验区完成了12公里24-96芯的主干网)通过IPV4网络采用隧道方式连接了北京、杭州，网络试验结果正常，达到预期要求。
本项目从一开始就得到了国家有关部门的支持，特别是2001年8月10日，在上海召开信息产业部支持的有全国各地的运营商和有关部门参加的“十进制网络标准工作会议”。并达成了共识。同年，信息产业部批准成立十进制网络标准工作组。2001年12月信息产业部推进司，同意上海长宁区为“国家信息资源开发利用综合实验区”，为十进制网络技术、设备的进一步研究和运行提供了实验基地。2002年7月31日信息产业部发布《数字域名规范》作为行业标准(2003年列入国家标准制定计划)。
在十进制网络系统中，从维护主权的立场出发，创造性的提出了互联网上“主权平等”的概念；并在域名系统中采用十进制、多协议的数字域名系统，兼容英文、中文及其他域名，并将他们映射成全球唯一IP地址；建立分布式跟域名系统，引入国家地域概念，使每个国家都有自己的根域名系统，以确立和维护其在互联网上主权国家的地位和形象。
在“主权平等”概念的前提下(我们坚持在“主权平等”的条件下与其他国家和地区合作)，目前数字与名系统和IPV9协议已得到了香港、韩国、新加坡和欧共同体等国家和地区相关企业的认同 ，并达成了部分协议。
基于《采用全数字码给上网的计算机分配地址的方法》发明专利实施并发展而成的“十进制网络”的主要创新内容
第一、在十进制互联网络上，除了计算机和网络之间的数据传诵必须二进制外，其他都采用十进制。
第二、同一的(用0-9阿拉伯数字)数字组合它既做IPV9地址、MAC地址又和替代现有互联网上的英文字母或其他符号如中文等作域名。
第三、数字域名解析器兼容现有互联网络(IPV4网络、IPV6网络)的英文域名解析。
第四、基于个人IP地址可作：个人主页、FTP服务、IP电话和可视电话(计算机到计算机)及身份证、税务发票、物流码等广泛应用。
我国以成为美国(美国有13台)以外的、在世界上拥有根域名服务器和硬连接服务器的国家，可以独立进行域名解析和IP地址硬连接。目前，我国有3台根域名服务器 和2套硬连接服务器。其中，两套IPV4根域名器的解析能力为300万户/台，50%的并发率。已可为我国和全球的现有网上计算机用户提供域名解析及互连提供商业服务。只要ISP将域名解析指针把我国的根域名服务器指为第一级，用户就可在不改变任何配置的情况下使用数字域名和英文域名，从而达到方便用户、降低成本、方便用户上网和便利生活及保障网络安全。
我国是目前世界上唯一能实现域名、IP地址和MAC地址统一成十进制文本表示方法的国家。同时，也成为继美国之后，第二个在世界上拥有根域名解析服务器和IP地址硬连接服务器的国家和世界上第二个拥有自主的域名、IP地址和MAC地址资源的国家及可独立进行域名解析和IP地址硬连接，并可独立自主的分配域名、IP地址和MAC地址的国家。
本项目已经在下列工程中应用：
1.上海市长宁区国家信息资源开发利用综合应用实验区数字域名系统的应用
1.1完成了数字域名系统长宁区科委电子政务网的应用工程。
1.2完成了数字域名系统上海市长宁区成人教育教育学院网的应用。
1.3实现了数字域名系统在VOIP上的应用。
以上是以IPV9的协议为基础，由IPV9路由器组建主干网上建立的组网应用和功能服务应用。使用的设备包括：IPV9路由器、可识别IPV9地址的终端、V9的NAT/PT、支持V9的数字域名服务器等。实现了IPV9的地址的分配、IPV9的域名解析、IPV9网与IPV4网的互联互通。
2.上海市金山电信局数字域名系统的应用。
作为网络应用的基础设备，一套可支持300万户的数字域名解析系统负责金山区及全国的数字域名解析。日解析次数达1000万次以上。
3.福建省进出境检验疫局相关工程项目的应用。
4.十进制税控系统
本系统目前正在测试中。系统的主要目标是利用IPV9协议结合数字域名解析系统，为福建省的税控系统提供一个安全高效的税控平台。结合税控金融POS机及网上报税系统，并与有关单位制定税控金融POS机的统一标准。采用具有自主知识产权的IPV9地址和数字域名为每一个税控金融POS机分配地址和域名，可以做到“一机一号”。不但保证了地址和域名的数量的可用性和安全可靠性，同时也保证了整个税控系统的信息流得到可靠的安全 保证。
5.社会保障部同意在天津的社保网中应用。
国家劳动和社会保障部已同意在天津的社保网中应用十进制网络技术，本项目已开始前期的项目实施方案论证阶段。
6.基于十进制网络110报警系统软件，于2002年研制完成并镜实验室反复实验论证取得成功经验后，向上海市交通战备办公室进行推荐使用。获得好评。尤其是在2003年4月开始的抗击“非典”的战斗始中，在上海吴淞安装的监控系统对过往旅客和车辆进行了实时检察，为抗击“非典”作出了贡献。
由于十进制网络技术具有以上特点，所以十进制网络技术特别适合于应用在政府部门、银行、公安、保险等需要高度安全和保密的部门(单位)，实现电子政务、办公自动化、视频会议、语音通信、监控等功能，解决以往基于传统网络技术上电子政务和电子商务所不能解决的诸多问题。
一、什么是PTT
PTT（Push-To-Talk）就是按讲，一按就可以通话。在当今信息化时代，人们总希望一按某一个键就立即可以通话，而不像公众移动电话那样先拨11位数，还要等数ms或更长时间才能通话，若遇对方正在通话还不知何时可以通话，不论你有多么急的事都只有耐心等，PTT是移动通信里快速建立通话的业务。由于摩托罗拉公司的IDEN系统具有PTT功能，又具有数字移动电话业务，既可以打电话，又能按某个键实现组、群、个呼叫业务，美国Nextel公司因此取得了高ARPU值和低用户流失，PTT业务是其成功的关键，引起同行的高度关注。
目前国内移动公众网（GSM和CDMA）也在积极开展为集团用户提供PTT业务，据悉NOKIA公司即将推出5140PTT功能手持机，而CDMAIX网也提供PTT业务，以此作为新业务增长点。看来在人们工作节奏加快的今天，PTT确实受到人们青睐。但是PTT并非一按就通，它也需要接续时间（又称为呼叫延迟时间），接续时间的不同就有不同的PTT。
二、移动通信中专业网PTT与公众网PTT不相同
移动通信从无线专业网通信开始，而PTT是无线专业网不可缺少的功能。
1．常规无线专业网
最早移动通信就是常规无线专业网，在该网中用户只一按发射键就可以讲话，它没有系统控制处理中心，通常只有转发台或基地台，因此不论网内用户组呼、群呼和单呼，主叫用户一按发射键，被叫用户不论多少，只要处于同一信道，在无线电信号覆盖范围内都可以收到。其呼叫建立时间是极短的，理论上讲该时间是无线电波传播时间（100km只需0.3ms），而实际它是发射机启动时间，一般小于100ms，这对通话而言是微不足道的，因此它是快速PTT。
2．集群移动通信专业网
随着社会进步和发展，常规无线专业网使用单位愈来愈多，而可用频率资源却有限，为了有效使用频率资源就要求各专业团体用户共享一组频率资源，只要有空闲信道，网内任一专业团体用户都可以使用，这如同有线电话中继线的概念，故称为Trunking（集群）。集群移动通信系统分为模拟和数字两大类：模拟集群其控制管理的信令已数字化，但话音还是模拟话音，若将模拟集群中每一频道只传输一路话增加为传4路或6路数字话音，从而显著提高了模拟集群每一个频道的使用率，此时模拟话音就变为数字话音，这就进入数字集群范畴了。
不论是模拟还是数字集群，为实现信道共用和众多专业团体用户共享同一资源，必须对通信系统中用户进行控制交换处理，同时为扩大通信范围，系统需要建立多个基站甚至多个交换控制中心；由此当某一专业团体用户发起主叫时，它需要经过一系列交换、控制处理后方能实现，虽然这一过程采用了电路传输交换方式，但也需要足够时间才能建立通话，所以在集群专业网，当你按下键后要等一段时间才可通话，否则会丢失语言。在模拟集群中，规定呼叫接续时间不能大于300ms，而数字集群则规定需小于500ms。呼叫建立时间的限定，不仅对单呼有意义，更重要的是它是组呼、群呼中必须的要求。在集群移动通信系统中不论系统有多大，一按键后要求在300ms或500ms内保证能通话，这是集群系统十分重要的指标。
3．公众移动通信网中PTT
在经济利益的驱使下，现在公众移动通信网也积极开展PTT业务，但此PTT非专业网中PTT。公众网中不论是GSM还是CDMA其PTT都是采用全数字VoIP技术，它根据会话发起协议（SIP）和多媒体子系统（IMS）而设计，该技术是基于分组数据网络、存贮交换原理，它不同于集群专业网中电路直接传输交换。在Nextel的IDEN系统其呼叫建立时间也严格控制在1ms以内，但基于分组数据交换的公众移动网中PTT就大不相同了。首先其呼叫建立时间随用户所处位置不同而异，据悉在同一基站内主叫发起呼叫，其建立时间可控制在1ms内，但不同基站间用户的呼叫建立时间就超过1ms，如果跨越交换控制中心，可能呼叫建立时更长。这种情况在单个呼叫中尚可接受，但对分布于不同基站或跨越交换控制中心的用户间群呼、组呼是万万不能接受的。因为群呼、组呼中用户不能同一时间听到话音，也就无法进行组群互通，必将造成了组、群呼叫过程的混乱，这是专业网决不允许的。
此外，由于采用VoIP技术，其通话质量也难以保证。在网内用户使用量高的情况下，这些问题更显突出。因此决不要把公众移动网中PTT、组、群呼与集群专业网中PTT、组、群呼看成一样，这是不对的。
三、集群专业网与公众移动电话网的区别
现在有些人认为移动通信就是公众移动电话，认为移动电话可以替代移动专业通信，这是一种误解。集群专业网与公众移动电话网是移动通信中两个主要方面，它们具有各自的特点，目前难以互相取代。集群移动专业网与公众移动电话网因服务对象要求不同，从系统体制设计而言是不相同的：集群专业网中用户呼叫采用等待制，而公众移动电话网中用户其呼叫采用的是失效制；集群专业网用户设计为等级制，而公众移动电话网用户设计为平等制，这从根本上就区分了两种不同移动通信的体制及用途。集群移动通信系统具有如下特点：
（1）应急性
在集群专业网中呼叫建立时间要求很短（小于500ms），真正实现一按即讲。在面对突发事件，需要群体协同工作时，必须迅速及时进行群体间沟通，共同应对某一突发事件中出现问题，如果没有一按即通，不把用户分等级，就不能及时将指挥的命令转化为群体的行动，就会贻误时机，造成重大损失。应急性是集群专业网的主要特点。
（2）群体性
集群专业网不仅实现一对一单呼，更重要可以做到群体的组呼、群呼、通播，以及不同专业团体间用户的呼叫，以实现群体协同工作。
（3）可控性
集群专业网是采用等级制，它设有调度指挥中心，可以随时监控系统内用户状态，它可以根据工作需要对用户通话进行调整，达到合理调配群体人员，达到有效最佳工作状态。
（4）特有功能
由于集群专业网采用的是等级制，网内用户是非平等的，它具有强插、强拆、警急、告警等功能，保证了指挥中心有效工作。采用的等待制，用户只要发起呼叫，暂时未接通，它无需再呼叫，控制中心根据系统运行情况，随时给予回呼提示通话，提高了专业网工作效率。集群专业网中动态重组，直通工作模式（DMO）等功能也是专业调度指挥网中不可缺少的功能。
总之集群专业网，特别是数字集群专业网的业务和功能，在公众移动电话网中是难以实现的，因为公众移动电话网不是为专业指挥调度通信服务。
如果说一个移动通信系统具有了PTT，或是可以群、组呼，就是数字集群系统了，这种认识是不对的。数字集群移动通信系统业务功能是非常丰富的，不要认为在公众移动电话系统里增加了PTT（它与专业网PTT还不同）和群组呼，就是数字集群移动通信系统，这种认识是不妥的。
