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通信工程畢業論文-移動流媒體業務綜述
在移動話音業務己日趨飽和的今日,而移動通信行業卻風采依舊,從1G、2G到2.5G、2.75G乃至今后的3G、4G,是什么讓它永葆青春?應該說是豐富多彩的移動增值業務。當前,移動通信業界關心的焦點是3G的前景,3G為用戶修建了一條屬于個人的信息高速公路,那么,什么是這條高速公路上的主要業務呢?據國外3G發展經驗,以及通信技術和終端制造水平,未來移動流媒體將成為3G上的核心增值業務。流媒體于移動網絡的技術優勢
就在移動通信業務正以空前的發展速度迅速普及的情況下,人們很地會聯想到在移動網絡中開展視頻業務,人們可以不受位置的限制,隨時隨地利用手機進行視頻點播、可視通話、召開視頻會議和觀看球賽直播等。然而,為什么這種基于無線網絡的視頻業務卻遲遲沒有進展?因為它正受無線網絡帶寬、時延、抖動、誤碼以及手持終端體積、耗電等限制。
隨著2.5G移動通信GPRS和CDMA-1X(PDSN)成功商用,使移動網絡數據傳輸速率成倍增長,再加上固網移動流媒體技術的不斷成熟為移動網絡中開展視頻業務創造了條件。
流媒體是指在分組網絡中使用流式傳輸技術的時基媒體,這些時基媒體系指實時音頻、視頻或多媒體。流媒體技術是將連續的影像和聲音信息經壓縮編碼后,放到網絡服務器上,讓用戶終端能夠一邊下載、一邊播放,而不是將整個多媒體文件下載完畢后才開始播放的“下載”播放技術。流媒體技術是從互聯網上發展起來的一種在線多媒體技術,具有以下三大特點:(1) 能夠實時播放音視頻和多媒體,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,降低了客戶端對存儲空間的要求;(3) 不在客戶端保存整個媒體文件,有利于媒體文件的版權保護。
由于流媒體技術的上述特點,決定了流媒體在移動通信網絡中應用的廣闊前景。首先流媒體技術在客戶端所提供的緩沖存儲,有效的降低了對傳輸帶寬、時延和抖動的要求,使得在無線環境下實現實時媒體播放業務成為可能。其次,移動終端體積小、低能耗的要求,決定了終端有限的存儲空間,而整個媒體文件無需在終端中保存,避免了過大的終端存儲空間。再加上有效的保護版權,能夠確保移
動流媒體應用的商用模式。
移動流媒體的技術特點
在我國3G移動通信網尚處于試驗階段,當前的移動流媒體業務承載在GPRS和CDMA-1X的中速數據通道上。因為GPRS和CDMA-1X已解決了承載層的移動性,故剩下來需要解決的問題是如何在帶寬窄、干擾大,傳輸不穩定的無線環境中以及在體積小、低耗電的終端中完成流媒體的傳送與回放。由此移動流媒體技術相對于固網流媒體技術而言,還需要解決以下問題:
1.高壓縮比及低運算量
與有線信道相比較,無線信道所能提供的帶寬是受限的,且移動用戶所付費用與該用戶在無線鏈路中所傳送的總數據量成正比。要想在有限的帶寬情況下傳送海量的數字視頻信號,這就要求流媒體傳輸系統對流媒體編碼時,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。在選擇視頻編碼標準時,不僅要考慮髙壓縮比,還需要考慮該標準壓縮、解壓縮運算的復雜程度。采用較高復雜度的編解碼標準,不僅會提高移動終端的硬件成本,而且增加了終端的功耗。一般情況下壓縮比越高,運算越復雜,故往往選擇一種折衷的方案。
2.高容錯性
相對于有線信道,移動通信所使用的無線傳輸信道的環境要惡劣得多,數據包的接收誤碼率比有線信道要高幾個數量級,且隨著基站和終端的位置、方向的變化,誤碼率會發生很大的變化。而壓縮的視頻流對誤碼十分敏感,即使是不髙的誤碼率,也會嚴重終端回放的圖像質量。為了盡可能地減少誤碼對視頻質量的影響程度,需要提髙信道的容錯能力,即通過增強信源編碼算法的容錯性、使用強有力的信道編碼方式和采用最佳接收檢測技術來滿足視頻傳輸的要求。此外,承載流媒體業務的網絡傳輸層及底層移動通信系統也可以進一步改善流媒體傳輸的抗誤碼性能。
3.實時適應帶寬的變化
在移動通信系統中,受環境的網絡傳輸速率變化很大,要想在移動網絡上開展流媒體業務,必須使流媒體系統能實時適應網絡傳輸帶寬的變化。其中至關重要的一點是應盡量減少在播放過程中的中斷,以保證終端用戶有良好的感受。要想滿足以上要求,媒體服務器首先需要知道網絡帶寬的情況。為了判斷每個終端的帶寬,可以使用實時傳輸控制協議(RTCP)中擴展的接收方報告(RR)。移動終端通過RR向服務器報告。媒體服務器根據報告中的平均丟包率(FR)、最近一小段時間的累計丟包率(CNPL)和終端緩沖區內的流媒體數據存儲時間(BF),三個參數可以確定每個終端的可用帶寬和當前可提供的服務水平。由此服務器對傳送給終端的音視頻流進行相應的調整。
事實上,目前不少系統將以上兩種技術混合使用。在網絡情況正常時,系統可根據網絡情況靈活的在多種速率中進行選擇與切換。當網絡阻塞,系統無法采用可選擇的最低的速率傳送時,系統會采用關鍵幀技術,只傳輸I類型的視頻幀。
4.終端適配與耗電
移動用戶數量龐大,用戶終端種類繁多,且它們之間的差異很大。例如:終端對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節目在不同終端上回放的效果不一樣,甚至在某些終端中無法回放。因此,在移動流媒體解決方案中,媒體服務器必須與終端設備進行交互,要根據終端設備的特點,傳送相應的節目類型。
5.的版權管理問題
隨著版權意識的增強,為了保護內容提供商的利益,要求終端用戶下載的節目內容無法進行錄制或將節目內容轉發給其他用戶;即使轉發給了其它用戶,其他用戶在沒有通過版權認證情況下亦無法觀看。因此在流媒體系統設計中,需加入OMA DRM2.0的管理規范,提供對內容版權管理的支持,保障節目的版權,最大程度地保障節目制作者的權益。
移動流媒體的
從2004年開始,全球WCDMA和CDMA-1X EV-DO網絡開通與業務的開拓開始進入快速增長期,截止2005年第一季度,全球WCDMA共開通64個網絡,用戶達到了2000多萬。網絡承載能力的提升為需要寬帶傳輸的移動流媒體業務提供了基本條件。在3G初期視頻通話和球賽直播是3G的市場基礎,在英國,用戶通過手機可以觀看足球比賽的現場直播;在澳大利亞,是板球比賽項目;在瑞士,則以冰球比賽為主。從2004年中期開始,移動流媒體的重要應用——手機電視成為各大移動運營商業務開拓的一個亮點。各國3G運營商開始推出多頻道電視直播、電影、專門為手機制作的電視短集、視頻點播(VOD)等業務。
我們的近鄰韓國的移動用戶總數為3600萬,其中CDMA-1X EV-DO(EV-DO是CDMA-1X的升級技術,下行數據傳輸速率可達2.4Mbit/s)的用戶數達到770萬,占總用戶數的20%。韓國的移動運營商STK和KTF與SP、CP共同努力,在內容方面,針對移動流媒體業務的業務特點,結合用戶的使用習慣與愛好,共同開發了現場直播、視頻點播、互動游戲、電視購物等內容,并保持了每天的大量更新,使移動流媒體業務成為3G最主要的增值業務。在我國,2004年3月廣東聯通率先推出了雅典奧運會亞洲區拳擊預選賽“手機電視”現場直播。2005年初,新華社與聯通簽約,在聯通CDMA“影視新干線”平臺上設立一個全天候播放的新聞頻道“新華視訊”。2005年初上海文廣和上海移動聯手為用戶提供業務,有6套直播電視和8個欄目電視節目的VOD點播,包括新聞、財經、、等分類。我國目前在2.5G移動通信網絡中開展移動流媒體業務,受承載網絡帶寬所限,視頻質量和用戶數量受限。其主要目的是,為在未來3G移動通信網絡中開展移動流媒體業務作好技術、內容提供與市場方面的準備。
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