流媒体技术.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除移动流媒体技术的关键技术研究作 者：闫配配摘要：流媒体业务是从Internet上发展起来的一种多媒体应用，是第三代移动通信增值业务的主要方式，随着移动通信网络和移动终端技术的发展，移动流媒体技术在人们生活中的应用正变得越来越普及。介绍了移动流媒体技术的系统结构和关键技术，研究移动流媒体的实时传输协议、传输方式、传输质量、编解码方式等关键技术，分析移动流媒体的发展与限制，了解移动流媒体的功能。关键词：移动流媒体；关键技术；编解码；发展限制1 理论框架1.1 核心概念所谓流媒体是指采用流式传输的方式在网络上传输的媒体格式。流媒体是把连续的影像和声音信

2、息经过压缩处理后放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上才可以观看的网络传输技术。流媒体技术是网络技术与视音频技术的有机结合。在网络上实现流媒体技术，需要解决流媒体的制作、发布、传输及播放等方面的问题，而这些问题则需要利用视音频技术及网络技术来解决。移动流媒体技术涉及到流媒体数据的采集、压缩、存储以及网络通信等多项技术。移动流媒体业务拥有很高的数据传输速率和数据业务支撑能力，不仅能为用户提供高质量的语音业务，而且还能够提供高速率的流媒体业务。从全球来看，随着3G商用进程的加快，移动流媒体业务已成为3G网络的核心业务和热点业务。从实际应用情况来看，移

3、动流媒体可提供点播、直播、下载播放三种业务形式。多媒体数据在传输前必须要先经过编码器有效的压缩成码流，以减少对网络资源的占有率。目前常用的视频编码器有MPEG-2、H.261、H.263、H.264、Window Media视频编码器和Real System视频编码器等；编码器有MP3、MPEG AAC、Window Media 音频编码器和AMR等；图像编码器有JPEG和JPEG2000等。多媒体编码器所生成的码流只包含了解码该码流所必须的信息，它不包含媒体间的同步、随机访问等系统信息，因此编码后的多媒体数据还要被组织成为具有特定系统格式的多媒体文件用于流媒体传输或者是存入磁盘中，目前常用的

4、文件格式有MPEG-2系统，MP4，微软公司的ASF，Real的文件格式，QuickTime的文件格式以及用于3G无线服务的3GPP和3GPP21.2 移动流媒体系统功能 随着移动通信网络和移动终端技术的发展，移动流媒体开始进入人们的生活，目前比较成熟的无线移动网络、国际互联网以及流媒体技术，充分运用现代科技发展的新成果，设计移动流媒体系统的整体结构，研究关键技术，如视频编解码技术、传输协议、控制等。2 移动流媒体的关键性技术移动流媒体是客户终端，移动流媒体通过手机或其它的移动个人终端获取流媒体服务；移动流媒体是网络，移动流媒体通过移动通信网接入，获取流媒体服务。移动流媒体可在移动通信网的覆盖

5、范围内自由的获取流媒体服务。正是由于移动流媒体得这些特点，才能满足用户随时随地、随心所欲地获取音视频等多媒体服务的需求。2.1 移动流媒体的编解码格式流媒体业务中的编解码格式包括三个部分：视频编解码格式、音频编解码格式和文件格式。目前在流媒体业务中使用的主要的视频解码格式有MPEG-4、H263以及H264。微软公司制定的WINDOW SMEDIA播放标准WMV、ASF,Real公司制定的RM格式等；音频编解码主要包括AAC和AMR等；文件格式主要包括ASF格式、AVI、MPEG-4、3GP2、WMV及RM等。在开展流媒体业务之前，需要根据各方面的情况选择相对通用的编解码技术标准。2.2 移动

6、流媒体的优点及存在的问题移动流媒体具有其他很多媒体不具备的优点。首先，移动流媒体能够实时播放音视频和多媒体内容，这样可以大大缩短启动延时，避免了用户必须等待整个文件全部从服务器源上下载完成后才能观看的缺点；播放的流媒体文件不需要保存在客户端，减少客户端的存储空间上的要求，同时对缓存也不需要太大的容量；流媒体文件不保存在客户端，大大简化了媒体文件的版权管理工作。面向无线网络的流媒体应用对当前的编码和传输技术提出了更大的挑战，首先，相对于有线网络而言，无线网络状况更不稳定，出去网络流量所造成的传输速率的波动外，手持设备的移动速度和所在位置也会严重地影响到传输速率，因此高效的可自适应的编码技术至关重

7、要。其次，无线信道的环境也要比有线信道恶劣的多，数据的误码率也要高许多，而高压缩的码流对传输错误非常敏感，还会造成错误向后面的图像扩散，因此无线流媒体在信源和信道编码上需要很好的容错技术。在移动流媒体业务的发展过程中，存在如下问题：2.2.1 无线网络带宽窄，干扰严重 CDMA1X与GPRS分别作为当前中国联通与中国移动的主流2.5G无线网络技术，网络传输带宽较之以前有了很大的提高，但仍然十分有限。CDMA1X在理论峰值情况下下载传输速率达到144kbps，但实际情况下，稳定的传输速率通常在70kbps左右。GPRS在理论上可以达到115kbps，但实际情况下，稳定的传输速率通常在20kbps

8、左右。并且随着使用用户的增加，网络的性能将会进一步下降。另外无线网络的干扰严重，导致网络传输的误码的可能性大大增加。2.2.2 移动终端处理能力低，内存容量小虽然目前国内市场上基于ARM9或是与此同等能力的芯片的高端手机已经越多，但由于手机中低端用户基数庞大而带来的巨大的市场商机，使得各个终端厂家对中低端用户尤为重视。因此目前占市场份额最多的、主流的手机仍然采用的是ARM7系列的芯片，处理能力在几十个MIPS左右。目前移动终端的内存容量通常也比较有限。市场上主流的BREW手机预留给应用程序的动态内存通常在700KB左右；基于J2ME的手机预留给应用程序的动态分配的内存通常在64KB或128KB

9、；基于Symbian/Linux/Windows Mobile等高端手机预留给应用程序的动态分配的内存在14MB左右。2.2.3 终端系统平台、LCD多样化 相对于PC的平台而言，移动终端的系统平台多样化更加明显，常见的系统平台有Symbian、Linux、Windows Mobile、Palm OS以及一些私有平台。移动终端系统多样化在很长的一段时间内将会继续存在。为了提供一个统一的手机应用程序运行环境，J2ME与BREW应运而生。但不同的厂家对J2ME与BREW的支持通常都存在差异。平台的多样化加上LCD大小不一，使得实现适应多种移动终端的应用程序难度非常大。2.2.4 移动终端的电池能源

10、有限 尽管手机设备的运算能力越来越强，但是由于它是由电池供电的，因此编解码处理不能太复杂，别且最好能够根据用户设备的电池来调整流媒体的接收和处理，能源管理技术也是移动流媒体的一个研究热点。2.3移动流媒体的关键技术2.3.1 实时传输协议。移动流媒体系统所采用的技术和互联网上流式业务所采用的技术有很多相同之处。实时传输协议（RTP）是Internet上针对多媒体数据流提供时间信息和实现流同步的一种传输协议；会话描述协议是描述多媒体会话通告、多媒体会话邀请和其他形式多媒体会话通告、多媒体会话邀请和其他形式多媒体会话初始化的协议；资源预订协议，通过采取预留一部分网络资源的措施，在一定程度上为流媒体

11、传输提供质量保证。2.3.2 移动流媒体的传输方式。流式传输的定义很广泛，主要是指通过网络传送媒体（如视频、音频）的技术总称。流式传输分为顺序流式传输和实时流式传输两种方式。顺序流式传输采用顺序下载方式，在下载文件的同时用户可观看在线节目，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能调到还未下载的部分。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频节目，如讲座、演讲和演示等，它也不支持现场广播。严格的说，它是一种点播技术。实时流式传输可保证媒体信号带宽与网络连接匹配，可实时观看节目。实时流与HTTP流式传输不同，它需要专用的流媒体服务器与传输协议。实时流式传输总是实时传送，特别适合现场事件，

12、也支持随机访问，用户可对观看内容进行快进或后退。理论上，实时流一经播放就不可停止，但可进行周期暂停。流式传输模式一般会使用RTP/UDP、RTSP/TCP两种通信协议与A/V(Audio/Video) Server建立联系，将服务器的输出重定向到一个运行A/V Player程序所在客户机的目的地址。 2.3.3 移动流媒体传输质量。无线网络吞吐量波动较大和数据包的丢失率高决定了要有一定的措施来保证流媒体业务的QoS。这就要求无线网络向用户提供有保障的数据传输速率，提供端到端的QoS保证；动态内容可缩放性机制保证在无线网络吞吐量 出现波动的情况下，能够连续的进行流式播放；在移动信道中是采用无线电

13、波来传输的，而无线传播的环境非常恶劣，多媒体信息经过压缩后对错误非常敏感，系统应提供完善的容错机制，具备错误处理能力；流媒体系统应提供终端类型识别和终端设备能力适配等功能。2.3.4 流媒体内容的版权保护。使用Web服务器会在客户端给播放过的文件创建一个缓冲的拷贝，因此无法禁止用户把缓冲文件拷贝到本地目录后观看，如此一来就打破了节目接受者必须每次在线观看的方式。当我们使用流媒体服务器在线观看时，用户是不能把文件下载到本地目录的，因为数据包是直接传输给客户端程序的，所以最终用户不能轻易干预并且拷贝文件。3 移动流媒体的主要应用3.1 信息服务 包括财经信息、新闻和即时体育播报、天气信息等服务。用

14、户只须通过简单的接入门户站点即可获取大量信息，也可以通过订阅的方式使用信息推送服务。信息的内容可以以流媒体的方式提供。3.2 娱乐服务 包括卡通、音频、视频以及电视节目的精彩片段下载播放和在线播放。还可以提供移动游戏、用手机看电视等服务。3.3 通信服务 包括含有流媒体内容的彩信、视频电话/会议等，使人们的沟通更加方便，更为丰富多彩。3.4 监控服务 主要包括交通监控和家庭监控。交通监控使交通部门能够实时查看高速公路和主要道路的交通状况，可查看指定道路区间的路况，并可在途中通过定位服务来检查各路段的交通情况。家庭监控可以实时监视家庭和办公室的情况。只需安装基于Web的数字视频相机，并连接到In

15、ternet上就可以通过移动终端或PC监视家庭或办公室。3.5 定位服务 可用来提供地图和向导服务，并且可以预览风景名胜、预定饭店和电影票等。未来几年，移动流媒体业务将得到很大的发展，将会随着网络和终端的不断发展而逐步实现。参 考 文 献 1 钟玉琢，向哲，沈洪 流媒体和视频服务器 M . 北京：清华大学出版社，2003. 2 廖勇，周德松 流媒体技术入门与提高 M . 北京：国防工业出版社，2006. 3 流媒体技术原理. EB/OL Mobile streaming media technology key technology researchYan PeipeiAbstract:the

16、 streaming media business developed on the Internet from a multimedia applications,is the third generation mobile communication value-added business major way,with the mobile communication network and mobile terminal technology development,the mobile streaming media technology in people life applica

17、tion is becoming more and more popular.Introduced the mobile streaming media technology the system structure and key techniques,the mobile streaming media real-time transmission agreement,the transmission,transmission quality,decoding way,and other key technology,analyzes the development of mobile streaming media and limits,understanding mobile streaming media function.Key words： Mobile streaming media; The key technology;Decoding; Development restrictions【精品文档】第 6 页