第三代移动通信与移动视频监控发展前景

    [慧聪安防网]2009年1月7日，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张第三代移动通信（3G）的运营牌照，标志着我国进入了3G时代。在此前后， 3G技术在视频监控领域的应用及其前景就成为一个热门话题，不少企业为此投入了大量的人力与资金开发相关技术与产品，寄希望于取得良好的回报。到底3G这种公共移动通信技术在视频监控领域中的地位和市场前景如何呢？我们先来回忆一下公共移动通信技术在视频传输方面发展的历程。

    一、 公共移动通信技术在视频传输中应用的历史

    最早的公共移动通信被称为第一代移动通信（1G），就是现在已经被淘汰的模拟移动通信网，它仅限于语音通信，无法进行数据与视频图像传输。后来出现了第二代移动通信（2G），典型代表是GSM和CDMA（基于高通公司发起的第一个数字蜂窝标准IS-95），就是我们通常说的G网和C网。最初的GSM和CDMA主要也仅限于提供语音业务，尽管技术上已经能够进行数据传输了，但由于带宽非常窄，GSM理论上只能提供9.6Kbps带宽，CDMA理论上只能提供64Kbps带宽。随后，在人们对移动数据通信迫切增长的需求下，GSM和CDMA开始了各自的演进过程。2G与第三代移动通信（3G）的过渡时代来临了，即2.5G/2.75G的时代。

    GSM在这一时期的演进方向是GPRS（General Packet Radio Service，基于GSM系统的无线分组交换）技术和EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution，增强型数据速率GSM演进）技术，GPRS通常被归入2.5G，EDGE通常被归入2.75G。GPRS与GSM相比，数据传输性能有了很大的提升，理论最高速率可达171.2Kbps，而受信道编码方式、信道分配策略以及终端支持等因素影响，其实际速率平均只有20～40Kbps。EDGE相对GPRS而言，数据传输性能有了进一步提升，理论上其最高速率可达2Mbps。但同样因为信道配置、移动速度等因素，EDGE的实际应用速率通常不超过160Kbps。
 
    CDMA在这一时期的演进方向则是CDMA20001X。尽管从标准本身，整个CDMA2000都属于3G，但鉴于CDMA20001X本身的表现，仍然被大多数人归入了2.5/2.75G。与GPRS/EDGE的情况类似，CDMA20001X的数据传输性能比CDMA（IS-95）提升了一大截，其ReleaseA版本的理论最高速率为307.2Kbps。当然，受各种因素影响，CDMA20001X在实际应用中的平均速率只有70～110Kbps。
 
    由于带宽的提高，2.5G/2.75G开启了移动数据通信的大门，基于2.5G/2.75G技术的移动网已经可以进行基本的数据通信业务了，比如在线网页浏览、发送E-mail、文字和图片传输等，但是，由于传输速率仍然不高，还是无法较好地开展视频传输业务。尽管这一时期也出现了采用GPRS或CDMA20001X多信道捆绑进行视频传输的应用，但这是以牺牲成本和稳定性为代价的，实用性不高。因此，这一时期还只能称为窄带无线时代。正是人们对高速数据移动传输（包括视频移动传输）的迫切需求推动了3G的到来，同时也开启了宽带无线时代。

    面向全球的3G标准有4个，包括WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000和WiMAX。我国公共移动通信采用的主要是前三个，即WCDMA（中国联通采用）、TD-SCDMA（中国移动采用），以及CDMA2000（中国电信采用）。这里提到的CDMA2000指的是CDMA20001xEV。这三个标准都可以由前面提到的2G时代G网和C网演进过来，其中WCDMA的演进步骤是GSM－GPRS－EDGE－WCDMA，TD-SCDMA的演进步骤是GSM－TD-SCDMA，CDMA2000的演进步骤是CDMA（IS-95）－CDMA20001X－CDMA20001xEV。
随着技术的进步与实际的需要，3G技术也在与时俱进，例如 HSDPA(High Speed Downlink Packages Access，高速下行分组接入)技术是提高WCDMA网络高速下行数据传输速率非常重要的技术，是致力于3G技术进步的3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）在R5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的，它可以在不改变已经建设的WCDMA系统网络结构的基础上，大大提高用户下行数据业务速率(理论最大值可达14.4Mbps)，该技术是WCDMA网络建设中提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。而HSUPA (high speed uplink packet access，高速上行链路分组接入)技术可以大大增强WCDMA上行链路的数据业务承载能力和频谱利用率。

    根据前三种3G标准在国内最新版本部署进展，WCDMA（最新版本采用HSUPA）的上行速率理论值为5.76Mbps、下行速率理论值为14.4Mbps，TD-SCDMA（最新版本TD-HSDPA）的上行速率理论值为384Kbps、下行速率理论值为2.8Mbps，CDMA2000（最新版本EV-DORevA）的上行速率理论值为1.8Mbps、下行速率理论值为3.1Mbps。而根据网上收集的网友实测情况，CDMA2000基本上接近理论值，WCDMA则位于800Kbps～1.44Mbps之间，表现一般的TD-SCDMA也普遍超过了384Kbps。

    一般网络视频监控要求达到相应的分辨率，不同的分辨率需要提供不同的带宽，目前视频压缩技术可以达到以下指标。

    如果网络视频设备被设置到某一个分辨率后其带宽必须达到相应值以上，否则将出现丢帧、视频质量下降等现象。

    多媒体业务是3G数据业务的重点，其传输速率要求为：高速移动时能够达到144kbps，慢速移动时为384kbps，静止状态为2Mbps。3G的带宽比较适合低速移动的无线视频监控应用。伴随着3G在全球商用步伐的加快，3G无线网络技术也在加速创新，3G无线传输设备在功能和性能方面也会取得不断的提升。在我国，随着3G移动通信系统走向实用，高至2MHz的带宽将为无线视频监控提供强有力的支持，此时视频的质量也会有很大的改善。此外，未来的3G系统也将考虑公众移动通信网络与WLAN、FWA和WBMA等系统的融合，用户将有可能真正实现在“任何时间、任何地点、任何终端”的无缝式无线视频监控。因此我们可以认为3G开辟了无线移动视频监控新的未来。