近年来，随着多媒体技术和无线通讯技术的快速发展，单一语音媒体通信方式已经不能满足信息时代人们对通信的需求，人们迫切要求改善通信方式。在国内3G时代的到来之际，手机上的视频电话作为3G手机的高端应用，已经成为一个研究热点。本文介绍和研究了HSDPA移动数据网络的发展、3G-324M协议栈的特性和基于实时操作系统REX(Real Time Excutive)的整个软件平台构架；给出了手机上Videophone系统软件的主要设计思想，系统结构和实现方法。在中心控制部分，采用状态机的机制，实现UI(人机界面)，编解码器，无线通讯设备，基于电路交换的呼叫控制，36-324M协议栈等之间的交互，完成相关的功能。对3G-324M协议栈的呼叫连接部分作了进一步的研究，提出通过减少信息交换次数的思想，采用信息控制，有效负荷的分割和重新组织和标记竞争避免等技术，从而实现了呼叫建立的快速连接，通过实验结果证明，有效地缩短了呼叫连接的时间。视音频同步作为衡量多媒体通讯系统的一个重要标准，本文通过分析3G-324M的Videophone的音视频码流，提出一种利用H.263视频码流帧率，以音频播放时间为基准，控制视频帧播映时间，进行媒体间同步控制的算法。将该算法应用在实际的Videophone中，不增加通信冗余度，调节方法易实现，显著提高了多媒体系统映播的P_QoS。因此，本文论述的理论和设计方法对当前国内3G终端的设计具有有重要的参考价值和指导意义。