通信學(xué)論文-移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)綜述.doc

通信學(xué)論文-移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)綜述在移動(dòng)話音業(yè)務(wù)己日趨飽和的今日,而移動(dòng)通信行業(yè)卻風(fēng)采依舊,從1G、2G發(fā)展到2.5G、2.75G乃至今后的3G、4G,是什么讓它永葆青春?應(yīng)該說(shuō)是豐富多彩的移動(dòng)增值業(yè)務(wù)。當(dāng)前,移動(dòng)通信業(yè)界關(guān)心的焦點(diǎn)是3G的前景,3G為用戶修建了一條屬于個(gè)人的信息高速公路,那么,什么是這條高速公路上的主要業(yè)務(wù)呢?據(jù)國(guó)外3G發(fā)展經(jīng)驗(yàn),以及目前通信技術(shù)和終端制造水平,未來(lái)移動(dòng)流媒體將成為3G網(wǎng)絡(luò)上的核心增值業(yè)務(wù)。流媒體應(yīng)用于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)就在移動(dòng)通信業(yè)務(wù)正以空前的發(fā)展速度迅速普及的情況下,人們很自然地會(huì)聯(lián)想到在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)展視頻業(yè)務(wù),人們可以不受位置的限制,隨時(shí)隨地利用手機(jī)進(jìn)行視頻點(diǎn)播、可視通話、召開(kāi)視頻會(huì)議和觀看球賽直播等。然而,為什么這種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的視頻業(yè)務(wù)卻遲遲沒(méi)有進(jìn)展?因?yàn)樗軣o(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)、誤碼以及手持終端體積、耗電等限制。隨著2.5G移動(dòng)通信GPRS和CDMA-1X(PDSN)成功商用,使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率成倍增長(zhǎng),再加上固網(wǎng)移動(dòng)流媒體技術(shù)的不斷成熟為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)展視頻業(yè)務(wù)創(chuàng)造了條件。流媒體是指在分組網(wǎng)絡(luò)中使用流式傳輸技術(shù)的時(shí)基媒體,這些時(shí)基媒體系指實(shí)時(shí)音頻、視頻或多媒體。流媒體技術(shù)是將連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)壓縮編碼后,放到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上,讓用戶終端能夠一邊下載、一邊播放,而不是將整個(gè)多媒體文件下載完畢后才開(kāi)始播放的“下載”播放技術(shù)。流媒體技術(shù)是從互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)展起來(lái)的一種在線多媒體技術(shù),具有以下三大特點(diǎn):(1)能夠?qū)崟r(shí)播放音視頻和多媒體內(nèi)容,即“邊下載、邊播放”；(2)與“先下載,后播放”的“下載”方式相比較,所播放的流媒體文件只需在客戶端作少量的緩沖保存,降低了客戶端對(duì)存儲(chǔ)空間的要求；(3)不在客戶端保存整個(gè)媒體文件,有利于媒體文件的版權(quán)保護(hù)。由于流媒體技術(shù)的上述特點(diǎn),決定了流媒體在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的廣闊前景。首先流媒體技術(shù)在客戶端所提供的緩沖存儲(chǔ),有效的降低了對(duì)傳輸帶寬、時(shí)延和抖動(dòng)的要求,使得在無(wú)線環(huán)境下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)媒體播放業(yè)務(wù)成為可能。其次,移動(dòng)終端體積小、低能耗的要求,決定了終端有限的存儲(chǔ)空間,而整個(gè)媒體文件無(wú)需在終端中保存,避免了過(guò)大的終端存儲(chǔ)空間。再加上有效的保護(hù)版權(quán),能夠確保移動(dòng)流媒體應(yīng)用的商用模式。移動(dòng)流媒體的技術(shù)特點(diǎn)在我國(guó)3G移動(dòng)通信網(wǎng)尚處于試驗(yàn)階段,當(dāng)前的移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)承載在GPRS和CDMA-1X的中速數(shù)據(jù)通道上。因?yàn)镚PRS和CDMA-1X已解決了承載層的移動(dòng)性問(wèn)題,故剩下來(lái)需要解決的問(wèn)題是如何在帶寬窄、干擾大,傳輸不穩(wěn)定的無(wú)線環(huán)境中以及在體積小、低耗電的終端中完成流媒體的傳送與回放。由此移動(dòng)流媒體技術(shù)相對(duì)于固網(wǎng)流媒體技術(shù)而言,還需要解決以下問(wèn)題:1.高壓縮比及低運(yùn)算量與有線信道相比較,無(wú)線信道所能提供的帶寬是受限的,且移動(dòng)用戶所付費(fèi)用與該用戶在無(wú)線鏈路中所傳送的總數(shù)據(jù)量成正比。要想在有限的帶寬情況下傳送海量的數(shù)字視頻信號(hào),這就要求流媒體傳輸系統(tǒng)對(duì)流媒體編碼時(shí),需要采用某種極低比特率的視頻壓縮編碼算法,即要求有很高的壓縮比。在選擇視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)時(shí),不僅要考慮髙壓縮比,還需要考慮該標(biāo)準(zhǔn)壓縮、解壓縮運(yùn)算的復(fù)雜程度。采用較高計(jì)算復(fù)雜度的編解碼標(biāo)準(zhǔn),不僅會(huì)提高移動(dòng)終端的硬件成本,而且增加了終端的功耗。一般情況下壓縮比越高,運(yùn)算越復(fù)雜,故往往選擇一種折衷的方案。2.高容錯(cuò)性相對(duì)于有線信道,移動(dòng)通信所使用的無(wú)線傳輸信道的環(huán)境要惡劣得多,數(shù)據(jù)包的接收誤碼率比有線信道要高幾個(gè)數(shù)量級(jí),且隨著基站和終端的位置、方向的變化,誤碼率會(huì)發(fā)生很大的變化。而壓縮的視頻流對(duì)誤碼十分敏感,即使是不髙的誤碼率,也會(huì)嚴(yán)重影響終端回放的圖像質(zhì)量。為了盡可能地減少誤碼對(duì)視頻質(zhì)量的影響程度,需要提髙信道的容錯(cuò)能力,即通過(guò)增強(qiáng)信源編碼算法的容錯(cuò)性、使用強(qiáng)有力的信道編碼方式和采用最佳接收檢測(cè)技術(shù)來(lái)滿足視頻傳輸?shù)囊?。此?承載流媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸層及底層移動(dòng)通信系統(tǒng)也可以進(jìn)一步改善流媒體傳輸?shù)目拐`碼性能。3.實(shí)時(shí)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,受環(huán)境的影響網(wǎng)絡(luò)傳輸速率變化很大,要想在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)展流媒體業(yè)務(wù),必須使流媒體系統(tǒng)能實(shí)時(shí)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的變化。其中至關(guān)重要的一點(diǎn)是應(yīng)盡量減少在播放過(guò)程中的中斷,以保證終端用戶有良好的感受。要想滿足以上要求,媒體服務(wù)器首先需要知道網(wǎng)絡(luò)帶寬的情況。為了判斷每個(gè)終端的帶寬,可以使用實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議(RTCP)中擴(kuò)展的接收方報(bào)告(RR)。移動(dòng)終端通過(guò)RR向服務(wù)器報(bào)告。媒體服務(wù)器根據(jù)報(bào)告中的平均丟包率(FR)、最近一小段時(shí)間的累計(jì)丟包率(CNPL)和終端緩沖區(qū)內(nèi)的流媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間(BF),三個(gè)參數(shù)可以確定目前每個(gè)終端的可用帶寬和當(dāng)前可提供的服務(wù)水平。由此服務(wù)器對(duì)傳送給終端的音視頻流進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。事實(shí)上,目前不少系統(tǒng)將以上兩種技術(shù)混合使用。在網(wǎng)絡(luò)情況正常時(shí),系統(tǒng)可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況靈活的在多種速率中進(jìn)行選擇與切換。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)阻塞,系統(tǒng)無(wú)法采用可選擇的最低的速率傳送時(shí),系統(tǒng)會(huì)采用關(guān)鍵幀技術(shù),只傳輸I類(lèi)型的視頻幀。4.終端適配與耗電問(wèn)題移動(dòng)用戶數(shù)量龐大,用戶終端種類(lèi)繁多,且它們之間的差異很大。例如:終端對(duì)文件格式的支持能力、圖形與字符的顯示能力(屏幕大小、比例、分辨率、色彩域)、音頻能力(單聲道、立體聲)等方面存在很大差異。這些差異造成了同一個(gè)節(jié)目在不同終端上回放的效果不一樣,甚至在某些終端中無(wú)法回放。因此,在移動(dòng)流媒體解決方案中,媒體服務(wù)器必須與終端設(shè)備進(jìn)行交互,要根據(jù)終端設(shè)備的特點(diǎn),傳送相應(yīng)的節(jié)目類(lèi)型。5.內(nèi)容的版權(quán)管理問(wèn)題隨著版權(quán)意識(shí)的增強(qiáng),為了保護(hù)內(nèi)容提供商的利益,要求終端用戶下載的節(jié)目?jī)?nèi)容無(wú)法進(jìn)行錄制或?qū)⒐?jié)目?jī)?nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)給其他用戶；即使轉(zhuǎn)發(fā)給了其它用戶,其他用戶在沒(méi)有通過(guò)版權(quán)認(rèn)證情況下亦無(wú)法觀看。因此在流媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,需加入OMADRM2.0的管理規(guī)范,提供對(duì)內(nèi)容版權(quán)管理的支持,保障節(jié)目的版權(quán),最大程度地保障節(jié)目制作者的權(quán)益。移動(dòng)流媒體的應(yīng)用從2004年開(kāi)始,全球WCDMA和CDMA-1XEV-DO網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通與業(yè)務(wù)的開(kāi)拓開(kāi)始進(jìn)入快速增長(zhǎng)期,截止2005年第一季度,全球WCDMA共開(kāi)通64個(gè)網(wǎng)絡(luò),用戶達(dá)到了2000多萬(wàn)。網(wǎng)絡(luò)承載能力的提升為需要寬帶傳輸?shù)囊苿?dòng)流媒體業(yè)務(wù)提供了基本條件。在3G發(fā)展初期視頻通話和球賽直播是3G的市場(chǎng)基礎(chǔ),在英國(guó),用戶通過(guò)手機(jī)可以觀看足球比賽的現(xiàn)場(chǎng)直播；在澳大利亞,是板球比賽項(xiàng)目；在瑞士,則以冰球比賽為主。從2004年中期開(kāi)始,移動(dòng)流媒體的重要應(yīng)用手機(jī)電視成為各大移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)開(kāi)拓的一個(gè)亮點(diǎn)。各國(guó)3G運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始推出多頻道電視直播、電影、專(zhuān)門(mén)為手機(jī)制作的電視短集、視頻點(diǎn)播(VOD)等業(yè)務(wù)。我們的近鄰韓國(guó)的移動(dòng)用戶總數(shù)為3600萬(wàn),其中CDMA-1XEV-DO(EV-DO是CDMA-1X的升級(jí)技術(shù),下行數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)2.4Mbit/s)的用戶數(shù)達(dá)到770萬(wàn),占總用戶數(shù)的20%。韓國(guó)的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商STK和KTF與SP、CP共同努力,在內(nèi)容方面,針對(duì)移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特點(diǎn),結(jié)合用戶的使用習(xí)慣與愛(ài)好,共同開(kāi)發(fā)了現(xiàn)場(chǎng)直播、視頻點(diǎn)播、互動(dòng)游戲、電視購(gòu)物等內(nèi)容,并保持了每天的大量更新,使移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)成為3G最主要的增值業(yè)務(wù)。在我國(guó),2004年3月廣東聯(lián)通率先推出了雅典奧運(yùn)會(huì)亞洲區(qū)拳擊預(yù)選賽“手機(jī)電視”現(xiàn)場(chǎng)直播。2005年初,新華社與中國(guó)聯(lián)通簽約,在聯(lián)通CDMA“影視新干線”平臺(tái)上設(shè)立一個(gè)全天候播放的新聞?lì)l道“新華視訊”。