2024年4月2日发(作者：首晗昱)
ｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ＆ｄｉｓｐｌａｙ
ｉ信息终端与显示
文章编号：１００２—８６９２（２０１ １）１９－００５４－０４
基于ＴＤ－ＳＣＤＭＡ的手机图书馆系统设计
贺利娜，李螈源，田增山
（重庆邮电大学移动通信技术重点实验室，重庆４０００６５）
【摘 要】通过分析手机图书馆的应用现状，利用ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的数据通信优势以及现有的嵌入式平台及其成果，提出并构建
了一种基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ和ＣＤＭＡ ２０００的手机在线图书馆设计方案。描述了手机图书馆的整体架构以及实现的关键技术
等。本方案使得手机用户能方便地在线浏览图书，具有很强的实用价值。
【关键词】ＴＤ—ＳＣＤＭＡ；嵌入式平台；手机图书馆
【中图分类号】ＴＮ９２９．５ 【文献标识码】Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｌｉｂｒａｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＤ——ＳＣＤＭＡ
ＨＥ Ｌｉｎａ，ＬＩ Ｙｕａｎｙｕａｎ，ＴＩＡＮ Ｚｅｎｇｓｈａｎ
（Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆ ｏＰｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００６５，Ｃｈｉｎａ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂｙ ａｎａ］ｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ｌｉｂｒａｒｙ，ｕｓｉｎｇ ｄａｔａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ＴＤ—ＳＣＤＭＡ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｍｂｅｄ—
ｄｅｄ ｐｌａｔｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ，ａ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ｏｎｌｉｎｅ ｌｉｂｒａｒｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＤ—ＳＣＤＭＡ ａｎｄ ＣＤＭＡ ２０００ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｂｕｉｌｄ． ｌｉｒａ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ｌｉｂｒａｒｙ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ａｌｌ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｉｓ ｐｒｏｐｏｓａｌ ａｌｌｏｗｓ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ＵＳ—
ｅｒｓ ｔｏ ｂｒｏｗｓｅ ｂｏｏｋｓ ｏｎｌｉｎｅ ｅａｓｉｌｙ ａｎｄ ａｌｓｏ ｈａｓ ａ ｓｔｒｏｎｇ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ．
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ＴＤ—ＳＣＤＭＡ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ；ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ｌｉｂｒａｒｙ
０ 引言
次发送，极易产生数据丢失和信息不能实时到达。ＷＡＰ
方式提供了比短信技术更强的服务功能，但是２．５ Ｇｂｉｔ／ｓ
随着３Ｇ等移动通信技术的迅猛发展，以手机为视听 有限的带宽和较小的数据传输速率使得手机对数据的处
终端、手机上网为平台的个性化即时信息传播载体（第五 理变得复杂 。ＷＡＰ方式不支持ＰＯＰ３、ＩＭＡＰ等协议，而
媒体）已成为众多用户的最爱。依托于３Ｇ技术和第五媒
且ＷＡＰ服务每次获取必须重新登录，只要在线，就需付
体的手机图书馆也因此受到越来越多的关注，手机图书馆 费，这种高通信费用也成为人们的一种负担。
将会成为未来获取知识信息的重要途径和填补人们空闲 由于短信方式和ＷＡＰ方式已经不能满足人们高速
时间的有效手段。３Ｇ技术带来的较宽的无线通信带宽和
度、高效率阅读电子资源的要求，这就需要在构建手机图
较高的传输速率以及不断下调的无线通信资费也使得手
书馆时采用一种新型的无线设备访问网络的传输技术。
机图书馆的实现成为可能。本文是基于３Ｇ主流标准之一
ＴＤ—ＳＣＤＭＡ是一种全新的移动通信技术，采用ＴＤＤ模式，
的ＴＤ—ＳＣＤＭＡ对手机图书馆的系统构建提出了一个新
同时采用同步ＣＤＭＡ、智能天线、接力切换等一系列高新
型方案，并对整个系统的架构以及实现上的关键技术等进 技术。ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系统容量大，特别适合于高业务密度
行了一些探讨。
区域。又由于采用智能天线等新技术，ＴＤ—ＳＣＤＭＡ基站
大大降低了发射功率，同时降低了系统运营成本，使得用
户的资费下降变为可能。ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的数据传输速度也
１ 应用现状
手机图书馆将无线通信网和数字图书馆系统结合起 有了大幅提升，可以实现名副其实的移动宽带，它能够处
视频流等多种媒体形式，并提供网页浏览、
来，利用高普及率的手机终端延伸传统的图书馆服务，大
理文本、图片、
幅提高了图书馆资源的整体利用率。目前国内图书馆主
电子商务等多种信息服务。ＴＤ—ＳＣＤＭＡ标准的诸多优点
是手机图书馆
要采用基于短信和基于ＷＡＰ两种方式来构建手机图书馆
为构建手机图书馆提供了一个新的切人点，
服务系统¨Ｊ。短信方式和ＷＡＰ方式都能满足用户访问和
发展的技术突破。
利用图书馆，但这两种方式均有一些局限。短信方式只能
支持单一的文本格式，而且每次发送的文本信息容量有
限。若文本信息较长，传送时要将信息拆分成多个消息多
基金项目：重庆邮电大学自然科学基金项目（．４２００８—３７）
２ 系统需求与设计目标
基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的手机图书馆的设计目标是以手机
５４ ７，￣ｎｎｔ 加ｕ年第 卷第 期ｃ总第ｓ 期，
Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ＆ｄｉｓｐｌａｙｌ
信息终端与显示ｌ
作为无线移动阅读终端，通过手机上网实现用户对图书馆
信息资源的访问和利用。其优势在于利用ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的
宽带优势和不同网络间的无缝漫游技术，将无线通信系统
和Ｉｎｔｅｍｅｔ连接起来，方便用户查询、浏览、检索、阅读海量
电子资源，最大化实现对数字资源的利用，突显手机图书
馆的价值，为读者提供全方位的知识获取服务。
手机图书馆依托于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ技术，终端是无线移
动设备（如手机等）。但是由于这些设备的硬件性能和操
作系统的差异较大，系统构建时应尽量降低对手机终端的
Ｐｃ终端手机终端Ｐｃ终端手机终端
软硬件要求，以使用户可以通过功能最简单的手机获取系
统提供的各项服务。系统还应具有完善的用户管理机制，
使用户方便对个人信息的管理 。
３ 系统设计
３．１系统架构设计
基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的手机图书馆的系统架构如图１所
示。整个手机图书馆的构建由图书信息服务中心、嵌入式
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接人平台和手机终端３部分组成。其中，图书信
息服务中心包括数据库服务器、Ｗｅｂ服务器和后台管理
员。数据库服务器端采用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２０００数据
库，是整个图书馆的数据仓库，用户最终从这个仓库中取
得数据资源，并制作存储图书、期刊、论文等内容数据 ；
Ｗｅｂ服务器提供一个面向手机终端的可视化图形用户操
作界面，用来显示和接收用户输入的数据信息，完成与用
户之间的对话通信；后台管理员负责管理用户的个人信
息、设定各个层次的用户权限、对个人图书馆进行服务等。
嵌入式Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入平台旨在提供一种基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ
和ＣＤＭＡ ２０００双网络的嵌入式Ｉｎｔｅｍｅｔ接人方案。该方
案主要实现３个功能：一是使互联终端具有网内数据转发
的能力；二是使互联终端能够通过两个网络接口同时与
ＴＤ网和ＣＤＭＡ ２０００网进行通信；三是将数据通过蜂窝网
路由到Ｉｎｔｅｍｅｔ中去，和Ｉｎｔｅｍｅｔ进行有目的性的数据交
互。手机终端是一个嵌入式系统，用户可以通过手机终端
浏览、查询和下载电子资源。
本系统架构在图书信息服务中心之上，以现有的数据
库和电子资源为核心，用户通过无线网络接人点访问网
络。成功接人网络后系统将用户的请求信息进行压缩、封
装，然后ＴＤ—ＳＣＤＭＡ模块通过ＴＤ网发送数据信息，ＣＤ—
ＭＡ ２０００模块通过ＣＤＭＡ网发送数据信息。Ｗｅｂ服务器
接收到用户发送的请求信息，通过ＯＤＢＣ方式与数据库建
立连接，按用户的请求信息对数据库记录进行查询。服务
器将查询结果通过Ｉｎｔｅｍｅｔ和蜂窝网传递到手机终端，手
机终端把接收到的数据信息进行解压缩和恢复，最终将电
子资源准确元误地提供给读者。
图１ 基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的手机图书馆系统架构图
３．２系统流程介绍
本系统要求用户成功登录后方可对图书信息进行移
动查询、下载等在线操作。在手机终端，用户在图书馆首
页输入的个人登录信息（用户名、密码等）被发送到后台
数据库进行身份验证，只有通过身份验证的合法用户才能
发送Ｈｔｔｐ请求信息。这些请求信息被传送到Ｗｅｂ服务
器，若Ｗｅｂ服务器繁忙，则用户可以重新发送请求或者选
择放弃操作；若Ｗｅｂ服务器空闲，则响应请求信息。用户
根据服务器反馈的结果选择操作命令，同时Ｗｅｂ服务器
与数据库服务器进行数据交互，并将与该操作命令相关的
查询结果呈现给用户供其阅读。手机图书馆在线操作过
程如图２所示。
图２手机图书馆在线操作过程
姗年第 卷第 肌 姗期， ５５
ｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ＆ｄｉｓｐｌａｙ
ｌ信囊终端与显示
３．３系统关键模块设计
线帧上形成ＴＤ帧。在ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系统中经过交织后的
系统对数据的处理主要集中在图书馆服务中心和嵌
数据平均分配到两个５ ｍｓ的ｒｒＤ子帧上，即子帧分段。ＴＤ
入式Ｉｎｔｅｍｅｔ接人平台上。根据系统设计的需求，系统模
子帧单元输出的比特流被映射到该子帧时隙的码道上进
块主要包括数据预处理模块、数据压缩模块、数据封装模
行传输 。ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系统的帧结构如图４所示。
块、同步组合模块以及无线传输模块５个部分。系统功能
模块如图３所示。
系统模块
数据预处ｌｌ数据压缩Ｉ ｌ数据封装ｌ ｌ同步组合ｌｌ无线传
理模块ＩＪ模块ｌＪ模块ｌＪ模块ｌ Ｊ模块
图３系统功能模块
各功能模块功能说明如下：
１）数据预处理模块。该模块是构建数字图书馆的基
础，主要目的是屏蔽数据的异构性，将不同结构的数据如
１１ＸＴ、ＰＤＦ等转化为统一的数据格式，实现接入数据的一
致格式化，使其能够在不同的手机终端上阅读。
２）数据压缩模块。该模块用于去除数据的冗余信
息，减少各种数据之间的相关性，可以采用静态的压缩格
式，将图书采集后的数据进行压缩并保存起来供其他模块
使用。
３）数据封装模块。该模块用于确保数据片段可以正
确地发送到手机终端。图书数据沿着ＴＣＰ／ＩＰ协议栈向下
传输时，每一层都添加一个报头，并将封装后的内容作为
数据传递给下一层，直到物理层，数据被转换为比特流进
行传输。
４）同步组合模块。该模块用于对接收到的码流进行
差错检测控制，以保证系统能正确提取每一帧中的各种信
息 ，完成数据信息的组合。
５）无线传输模块。该模块用于完成对图书数据的网
络传输，将处理后的图书信息通过ＴＤ网络和ＣＤＭＡ网络
传输到手机终端。
４ 系统实现的部分关键技术
４．１数据分割
由于图书信息的长度远远大于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的数据帧
结构，因此传输时需要对图书信息进行分割。ＴＤ－ＳＣＤＭＡ
有多个并行时隙，可将传送的数据流进行分割并映射到多
个物理信道上，通过不同的时隙进行传输。
分割原理是这样的：数据流的传送是以数据块为单位
的。分割时首先要在数据块上添加循环冗余（ＣＲＣ）校验
比特，并将一个传输时间间隔（阿）内的所有传送块按顺
序级联起来，并对级联后的传送块进行码块分段。如果
ＴＴＩ大于１０ ｍｓ，那么比特序列将被分割并映射到连续的无
５６ 则年第 ｓ卷第 肌总第姗期
图４ ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系统的帧结构
４．２数据封装
本文数据信息的封装是基于ＴＣＰ／ＩＰ协议和ＴＤ—ＳＣ—
ＤＭＡ的帧结构进行研究的。ＴＣＰ是一种面向连接的、可
靠的传输层通信协议，它位于ＩＰ层之上，ＴＣＰ不会发生丢
包现象。同时ＴＣＰ会用一个校验和函数来检验数据是否
错误，保证了数据的完整性和正确性，比较适合图书数据
的传输，所以本文在传输层上选择ＴＣＰ做协议。
图书信息服务中心进行数据封装时，在传输层采用
ＴＣＰ做报头，并将ＴＣＰ报头附加在图书信息等高层数据前
面形成数据段，完成一次封装。在网络层将用来寻址的ＩＰ
报头加在数据段的前面封装成ＩＰ包，此时ＩＰ包将作为数据
链路层的高层数据参与封装。传送到数据链路层时，分别
在ＩＰ包前后加上ＴＤ首部和ＴＤ尾部，封装形成ＴＤ帧。ＴＤ
帧结构支持智能天线和上行同步，能够将信息快速、可靠地
传递给用户。图书数据信息封装过程如图５所示。
国
图５数据信息封装过程
４．３数据解封装
数据解封装是数据封装的逆过程。接收图书数据信
息时，先对每个ＴＤ帧的帧长参数进行检查，判断参数是否
在正常范围内，进而判定接收正确与否。若接收不正确，
圈
ＩｎＦｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ＆ｄｉｓｐｌａｙｌ
信息终端与显示ｌ
则采用数据重传机制，要求高层重新传送数据；若接收正
ＭＡ和ＣＤＭＡ ２０００双网络传输的手机在线图书馆设计方
该手机图书馆摆脱了ＰＣ机和
确，则读取数据链路层ＴＤ帧协议字段的控制信息，同时去
案。与传统的图书馆相比，
用户可以通过手机移动应用服务在一定
除ＴＤ帧的首部和尾部，将一次解封装后的剩余信息传送
有线网络的限制，
到网络层。每一层执行相同的操作：读取协议信息，依次
区域内随时随地访问图书馆。这种方式大大提高了电子
在网络层去除ＩＰ报头信息，在传输层去除ＴＣＰ报头信息 资源的利用效率，改变了图书馆的服务方式，改善和提升
等，最终还原图书数据信息。
４．４同步组合
了公益性文化事业的功能与作用。由于图书馆提供给用
户的是知识和信息，这对于提高国民的综合素质和整体科
本文研究的同步是指ＴＤ－ＳＣＤＭＡ多种同步技术中的传
学文化水平也具有十分重要的意义。
输信道同步。传输信道同步就是传输信道实体之间的帧同
步。帧同步是指接收方应当能从接收到的二进制比特流中
参考文献：
区分帧的起始与终止。同步传输的数据格式如图６所示。
［１］徐忻，娄路．基于３Ｇ的手机图书馆服务系统构建研究［Ｊ］．图书与
情报，２００９，２０（３）：５Ｏ一５４．
【２］师晓青，艾雾．手机图书馆信息服务现状分析及基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的
展望［Ｊ］．图书馆学研究，２００９，５（４）：６９—７２，７６．
［３］方玮，张成昱，窦天芳．基于资源整合的手机图书馆系统的设计与实
现［Ｊ］．现代图书情报技术，２００９，１５（６）：７６—８Ｏ．
［４］方杰．基于手机阅读的高校无线移动电子图书馆建设方案初探［Ｊ］．
科技情报开发与经济，２００８，１８（２８）：１９—２ｌ＿
［５］张维容，贾爱霞．手机在移动数字图书馆的应用［Ｊ］．科技情报开发
图６ 同步传输的数据格式
与经济，２００８，１８（２２）：３—６．
数据传输时每个数据流的头部和尾部都要附加上一
［６］孙军鹏，赵舒．实现ＴＤＭＡ系统帧同步的一种算法［Ｊ］．重庆科技学
院学报：自然科学版，２００７，９（２）：５３—５５．
个特殊的字符或者比特序列，用来标记一个数据流的开始
和结束，一般还要附加一个校验序列（如１６位或３２位
［７］李世鹤．ＴＤ－ＳＣＤＭＡ第三代移动通信系统［Ｍ］．北京：人民邮电出版
社．２００３．
ＣＲＣ校验码），以便对数据流进行差错检测控制。手机终
［８］郭梯云，邬国扬．移动通信【Ｍ］．西安：西安电子科技大学出版
端可以根据不同信道传输的帧标识区分二进制比特流的
社．２０００．
起始和终止，并启用软件对帧标识进行检测，从而正确接
收数据，实现同步并完成数据组合。一旦出现帧丢失和同
步时钟问题，就采用ＴＤ—ＳＣＡＭＡ网络结构中的ｌｕ接口时
作者简介：
贺利娜（１９８６一），硕士生。主要研究领域为嵌入式系统、ＧＰＳ导航和
无线定位：
间校正机制，重传缓冲器中的数据，保证传输的ＱｏＳ。
５ 结束语
本文基于３Ｇ等移动通信技术的带宽优势，从数据传
输速率和传输带宽着手，提出并构建了一种具有ＴＤ－ＳＣＤ—
李螈源（１９８０一），硕士，助理研究员，研究方向为通信与计算机网络
技术；
田增山（１９６８一），博士，教授。研究方向为个人通信、蜂窝无线定位
和嵌入式系统。
责任编辑：许盈 收稿日期：２０１１一ＯＳ一２６
（上接第１９页）
Ｏｒ ｉｍａｇｅ ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｎｏｉｓｉｎｇ［Ｃ］／／Ｐｒｏｅ．１４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｆ Ｉｍａｇｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．［ｓ．１．］：ＩＥＥＥ Ｐｒｅｓｓ，２Ｏ０７：１９６－２０１．
［７］廖彬，冯穗力，叶梧．基于Ｉ－Ｉ．２．６４的差错掩盖技术的研究［Ｊ］．电视技
术，２ＯＯ５，２９（１）：２６－２８．
作者简介：
张必武（１９８５一），硕士生，研究方向为通信信号处理与多媒体传输
技术；
冯穗力（艘５５一），教授，博士生导师。主要研究方向为通信信号处理与
多媒体传输技术。
责任编辑：哈宏疆 收稿日期：２０１１－１￣－Ｕ
洲年第 卷第 总第姗期， ５７
2024年4月2日发(作者：首晗昱)
ｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ＆ｄｉｓｐｌａｙ
ｉ信息终端与显示
文章编号：１００２—８６９２（２０１ １）１９－００５４－０４
基于ＴＤ－ＳＣＤＭＡ的手机图书馆系统设计
贺利娜，李螈源，田增山
（重庆邮电大学移动通信技术重点实验室，重庆４０００６５）
【摘 要】通过分析手机图书馆的应用现状，利用ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的数据通信优势以及现有的嵌入式平台及其成果，提出并构建
了一种基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ和ＣＤＭＡ ２０００的手机在线图书馆设计方案。描述了手机图书馆的整体架构以及实现的关键技术
等。本方案使得手机用户能方便地在线浏览图书，具有很强的实用价值。
【关键词】ＴＤ—ＳＣＤＭＡ；嵌入式平台；手机图书馆
【中图分类号】ＴＮ９２９．５ 【文献标识码】Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｌｉｂｒａｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＤ——ＳＣＤＭＡ
ＨＥ Ｌｉｎａ，ＬＩ Ｙｕａｎｙｕａｎ，ＴＩＡＮ Ｚｅｎｇｓｈａｎ
（Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆ ｏＰｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００６５，Ｃｈｉｎａ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂｙ ａｎａ］ｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ｌｉｂｒａｒｙ，ｕｓｉｎｇ ｄａｔａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ＴＤ—ＳＣＤＭＡ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｍｂｅｄ—
ｄｅｄ ｐｌａｔｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ，ａ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ｏｎｌｉｎｅ ｌｉｂｒａｒｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＤ—ＳＣＤＭＡ ａｎｄ ＣＤＭＡ ２０００ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｂｕｉｌｄ． ｌｉｒａ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ｌｉｂｒａｒｙ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ａｌｌ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｉｓ ｐｒｏｐｏｓａｌ ａｌｌｏｗｓ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ＵＳ—
ｅｒｓ ｔｏ ｂｒｏｗｓｅ ｂｏｏｋｓ ｏｎｌｉｎｅ ｅａｓｉｌｙ ａｎｄ ａｌｓｏ ｈａｓ ａ ｓｔｒｏｎｇ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ．
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ＴＤ—ＳＣＤＭＡ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ；ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ｌｉｂｒａｒｙ
０ 引言
次发送，极易产生数据丢失和信息不能实时到达。ＷＡＰ
方式提供了比短信技术更强的服务功能，但是２．５ Ｇｂｉｔ／ｓ
随着３Ｇ等移动通信技术的迅猛发展，以手机为视听 有限的带宽和较小的数据传输速率使得手机对数据的处
终端、手机上网为平台的个性化即时信息传播载体（第五 理变得复杂 。ＷＡＰ方式不支持ＰＯＰ３、ＩＭＡＰ等协议，而
媒体）已成为众多用户的最爱。依托于３Ｇ技术和第五媒
且ＷＡＰ服务每次获取必须重新登录，只要在线，就需付
体的手机图书馆也因此受到越来越多的关注，手机图书馆 费，这种高通信费用也成为人们的一种负担。
将会成为未来获取知识信息的重要途径和填补人们空闲 由于短信方式和ＷＡＰ方式已经不能满足人们高速
时间的有效手段。３Ｇ技术带来的较宽的无线通信带宽和
度、高效率阅读电子资源的要求，这就需要在构建手机图
较高的传输速率以及不断下调的无线通信资费也使得手
书馆时采用一种新型的无线设备访问网络的传输技术。
机图书馆的实现成为可能。本文是基于３Ｇ主流标准之一
ＴＤ—ＳＣＤＭＡ是一种全新的移动通信技术，采用ＴＤＤ模式，
的ＴＤ—ＳＣＤＭＡ对手机图书馆的系统构建提出了一个新
同时采用同步ＣＤＭＡ、智能天线、接力切换等一系列高新
型方案，并对整个系统的架构以及实现上的关键技术等进 技术。ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系统容量大，特别适合于高业务密度
行了一些探讨。
区域。又由于采用智能天线等新技术，ＴＤ—ＳＣＤＭＡ基站
大大降低了发射功率，同时降低了系统运营成本，使得用
户的资费下降变为可能。ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的数据传输速度也
１ 应用现状
手机图书馆将无线通信网和数字图书馆系统结合起 有了大幅提升，可以实现名副其实的移动宽带，它能够处
视频流等多种媒体形式，并提供网页浏览、
来，利用高普及率的手机终端延伸传统的图书馆服务，大
理文本、图片、
幅提高了图书馆资源的整体利用率。目前国内图书馆主
电子商务等多种信息服务。ＴＤ—ＳＣＤＭＡ标准的诸多优点
是手机图书馆
要采用基于短信和基于ＷＡＰ两种方式来构建手机图书馆
为构建手机图书馆提供了一个新的切人点，
服务系统¨Ｊ。短信方式和ＷＡＰ方式都能满足用户访问和
发展的技术突破。
利用图书馆，但这两种方式均有一些局限。短信方式只能
支持单一的文本格式，而且每次发送的文本信息容量有
限。若文本信息较长，传送时要将信息拆分成多个消息多
基金项目：重庆邮电大学自然科学基金项目（．４２００８—３７）
２ 系统需求与设计目标
基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的手机图书馆的设计目标是以手机
５４ ７，￣ｎｎｔ 加ｕ年第 卷第 期ｃ总第ｓ 期，
Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ＆ｄｉｓｐｌａｙｌ
信息终端与显示ｌ
作为无线移动阅读终端，通过手机上网实现用户对图书馆
信息资源的访问和利用。其优势在于利用ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的
宽带优势和不同网络间的无缝漫游技术，将无线通信系统
和Ｉｎｔｅｍｅｔ连接起来，方便用户查询、浏览、检索、阅读海量
电子资源，最大化实现对数字资源的利用，突显手机图书
馆的价值，为读者提供全方位的知识获取服务。
手机图书馆依托于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ技术，终端是无线移
动设备（如手机等）。但是由于这些设备的硬件性能和操
作系统的差异较大，系统构建时应尽量降低对手机终端的
Ｐｃ终端手机终端Ｐｃ终端手机终端
软硬件要求，以使用户可以通过功能最简单的手机获取系
统提供的各项服务。系统还应具有完善的用户管理机制，
使用户方便对个人信息的管理 。
３ 系统设计
３．１系统架构设计
基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的手机图书馆的系统架构如图１所
示。整个手机图书馆的构建由图书信息服务中心、嵌入式
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接人平台和手机终端３部分组成。其中，图书信
息服务中心包括数据库服务器、Ｗｅｂ服务器和后台管理
员。数据库服务器端采用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２０００数据
库，是整个图书馆的数据仓库，用户最终从这个仓库中取
得数据资源，并制作存储图书、期刊、论文等内容数据 ；
Ｗｅｂ服务器提供一个面向手机终端的可视化图形用户操
作界面，用来显示和接收用户输入的数据信息，完成与用
户之间的对话通信；后台管理员负责管理用户的个人信
息、设定各个层次的用户权限、对个人图书馆进行服务等。
嵌入式Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入平台旨在提供一种基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ
和ＣＤＭＡ ２０００双网络的嵌入式Ｉｎｔｅｍｅｔ接人方案。该方
案主要实现３个功能：一是使互联终端具有网内数据转发
的能力；二是使互联终端能够通过两个网络接口同时与
ＴＤ网和ＣＤＭＡ ２０００网进行通信；三是将数据通过蜂窝网
路由到Ｉｎｔｅｍｅｔ中去，和Ｉｎｔｅｍｅｔ进行有目的性的数据交
互。手机终端是一个嵌入式系统，用户可以通过手机终端
浏览、查询和下载电子资源。
本系统架构在图书信息服务中心之上，以现有的数据
库和电子资源为核心，用户通过无线网络接人点访问网
络。成功接人网络后系统将用户的请求信息进行压缩、封
装，然后ＴＤ—ＳＣＤＭＡ模块通过ＴＤ网发送数据信息，ＣＤ—
ＭＡ ２０００模块通过ＣＤＭＡ网发送数据信息。Ｗｅｂ服务器
接收到用户发送的请求信息，通过ＯＤＢＣ方式与数据库建
立连接，按用户的请求信息对数据库记录进行查询。服务
器将查询结果通过Ｉｎｔｅｍｅｔ和蜂窝网传递到手机终端，手
机终端把接收到的数据信息进行解压缩和恢复，最终将电
子资源准确元误地提供给读者。
图１ 基于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的手机图书馆系统架构图
３．２系统流程介绍
本系统要求用户成功登录后方可对图书信息进行移
动查询、下载等在线操作。在手机终端，用户在图书馆首
页输入的个人登录信息（用户名、密码等）被发送到后台
数据库进行身份验证，只有通过身份验证的合法用户才能
发送Ｈｔｔｐ请求信息。这些请求信息被传送到Ｗｅｂ服务
器，若Ｗｅｂ服务器繁忙，则用户可以重新发送请求或者选
择放弃操作；若Ｗｅｂ服务器空闲，则响应请求信息。用户
根据服务器反馈的结果选择操作命令，同时Ｗｅｂ服务器
与数据库服务器进行数据交互，并将与该操作命令相关的
查询结果呈现给用户供其阅读。手机图书馆在线操作过
程如图２所示。
图２手机图书馆在线操作过程
姗年第 卷第 肌 姗期， ５５
ｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ＆ｄｉｓｐｌａｙ
ｌ信囊终端与显示
３．３系统关键模块设计
线帧上形成ＴＤ帧。在ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系统中经过交织后的
系统对数据的处理主要集中在图书馆服务中心和嵌
数据平均分配到两个５ ｍｓ的ｒｒＤ子帧上，即子帧分段。ＴＤ
入式Ｉｎｔｅｍｅｔ接人平台上。根据系统设计的需求，系统模
子帧单元输出的比特流被映射到该子帧时隙的码道上进
块主要包括数据预处理模块、数据压缩模块、数据封装模
行传输 。ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系统的帧结构如图４所示。
块、同步组合模块以及无线传输模块５个部分。系统功能
模块如图３所示。
系统模块
数据预处ｌｌ数据压缩Ｉ ｌ数据封装ｌ ｌ同步组合ｌｌ无线传
理模块ＩＪ模块ｌＪ模块ｌＪ模块ｌ Ｊ模块
图３系统功能模块
各功能模块功能说明如下：
１）数据预处理模块。该模块是构建数字图书馆的基
础，主要目的是屏蔽数据的异构性，将不同结构的数据如
１１ＸＴ、ＰＤＦ等转化为统一的数据格式，实现接入数据的一
致格式化，使其能够在不同的手机终端上阅读。
２）数据压缩模块。该模块用于去除数据的冗余信
息，减少各种数据之间的相关性，可以采用静态的压缩格
式，将图书采集后的数据进行压缩并保存起来供其他模块
使用。
３）数据封装模块。该模块用于确保数据片段可以正
确地发送到手机终端。图书数据沿着ＴＣＰ／ＩＰ协议栈向下
传输时，每一层都添加一个报头，并将封装后的内容作为
数据传递给下一层，直到物理层，数据被转换为比特流进
行传输。
４）同步组合模块。该模块用于对接收到的码流进行
差错检测控制，以保证系统能正确提取每一帧中的各种信
息 ，完成数据信息的组合。
５）无线传输模块。该模块用于完成对图书数据的网
络传输，将处理后的图书信息通过ＴＤ网络和ＣＤＭＡ网络
传输到手机终端。
４ 系统实现的部分关键技术
４．１数据分割
由于图书信息的长度远远大于ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的数据帧
结构，因此传输时需要对图书信息进行分割。ＴＤ－ＳＣＤＭＡ
有多个并行时隙，可将传送的数据流进行分割并映射到多
个物理信道上，通过不同的时隙进行传输。
分割原理是这样的：数据流的传送是以数据块为单位
的。分割时首先要在数据块上添加循环冗余（ＣＲＣ）校验
比特，并将一个传输时间间隔（阿）内的所有传送块按顺
序级联起来，并对级联后的传送块进行码块分段。如果
ＴＴＩ大于１０ ｍｓ，那么比特序列将被分割并映射到连续的无
５６ 则年第 ｓ卷第 肌总第姗期
图４ ＴＤ—ＳＣＤＭＡ系统的帧结构
４．２数据封装
本文数据信息的封装是基于ＴＣＰ／ＩＰ协议和ＴＤ—ＳＣ—
ＤＭＡ的帧结构进行研究的。ＴＣＰ是一种面向连接的、可
靠的传输层通信协议，它位于ＩＰ层之上，ＴＣＰ不会发生丢
包现象。同时ＴＣＰ会用一个校验和函数来检验数据是否
错误，保证了数据的完整性和正确性，比较适合图书数据
的传输，所以本文在传输层上选择ＴＣＰ做协议。
图书信息服务中心进行数据封装时，在传输层采用
ＴＣＰ做报头，并将ＴＣＰ报头附加在图书信息等高层数据前
面形成数据段，完成一次封装。在网络层将用来寻址的ＩＰ
报头加在数据段的前面封装成ＩＰ包，此时ＩＰ包将作为数据
链路层的高层数据参与封装。传送到数据链路层时，分别
在ＩＰ包前后加上ＴＤ首部和ＴＤ尾部，封装形成ＴＤ帧。ＴＤ
帧结构支持智能天线和上行同步，能够将信息快速、可靠地
传递给用户。图书数据信息封装过程如图５所示。
国
图５数据信息封装过程
４．３数据解封装
数据解封装是数据封装的逆过程。接收图书数据信
息时，先对每个ＴＤ帧的帧长参数进行检查，判断参数是否
在正常范围内，进而判定接收正确与否。若接收不正确，
圈
ＩｎＦｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ＆ｄｉｓｐｌａｙｌ
信息终端与显示ｌ
则采用数据重传机制，要求高层重新传送数据；若接收正
ＭＡ和ＣＤＭＡ ２０００双网络传输的手机在线图书馆设计方
该手机图书馆摆脱了ＰＣ机和
确，则读取数据链路层ＴＤ帧协议字段的控制信息，同时去
案。与传统的图书馆相比，
用户可以通过手机移动应用服务在一定
除ＴＤ帧的首部和尾部，将一次解封装后的剩余信息传送
有线网络的限制，
到网络层。每一层执行相同的操作：读取协议信息，依次
区域内随时随地访问图书馆。这种方式大大提高了电子
在网络层去除ＩＰ报头信息，在传输层去除ＴＣＰ报头信息 资源的利用效率，改变了图书馆的服务方式，改善和提升
等，最终还原图书数据信息。
４．４同步组合
了公益性文化事业的功能与作用。由于图书馆提供给用
户的是知识和信息，这对于提高国民的综合素质和整体科
本文研究的同步是指ＴＤ－ＳＣＤＭＡ多种同步技术中的传
学文化水平也具有十分重要的意义。
输信道同步。传输信道同步就是传输信道实体之间的帧同
步。帧同步是指接收方应当能从接收到的二进制比特流中
参考文献：
区分帧的起始与终止。同步传输的数据格式如图６所示。
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数据传输时每个数据流的头部和尾部都要附加上一
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和结束，一般还要附加一个校验序列（如１６位或３２位
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社．２００３．
ＣＲＣ校验码），以便对数据流进行差错检测控制。手机终
［８］郭梯云，邬国扬．移动通信【Ｍ］．西安：西安电子科技大学出版
端可以根据不同信道传输的帧标识区分二进制比特流的
社．２０００．
起始和终止，并启用软件对帧标识进行检测，从而正确接
收数据，实现同步并完成数据组合。一旦出现帧丢失和同
步时钟问题，就采用ＴＤ—ＳＣＡＭＡ网络结构中的ｌｕ接口时
作者简介：
贺利娜（１９８６一），硕士生。主要研究领域为嵌入式系统、ＧＰＳ导航和
无线定位：
间校正机制，重传缓冲器中的数据，保证传输的ＱｏＳ。
５ 结束语
本文基于３Ｇ等移动通信技术的带宽优势，从数据传
输速率和传输带宽着手，提出并构建了一种具有ＴＤ－ＳＣＤ—
李螈源（１９８０一），硕士，助理研究员，研究方向为通信与计算机网络
技术；
田增山（１９６８一），博士，教授。研究方向为个人通信、蜂窝无线定位
和嵌入式系统。
责任编辑：许盈 收稿日期：２０１１一ＯＳ一２６
（上接第１９页）
Ｏｒ ｉｍａｇｅ ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｎｏｉｓｉｎｇ［Ｃ］／／Ｐｒｏｅ．１４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
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术，２ＯＯ５，２９（１）：２６－２８．
作者简介：
张必武（１９８５一），硕士生，研究方向为通信信号处理与多媒体传输
技术；
冯穗力（艘５５一），教授，博士生导师。主要研究方向为通信信号处理与
多媒体传输技术。
责任编辑：哈宏疆 收稿日期：２０１１－１￣－Ｕ
洲年第 卷第 总第姗期， ５７