2011開題報告《中國移動視頻業(yè)務(wù)研究》.doc

知識水壩（豆丁網(wǎng)pologoogle）為您傾心整理（下載后雙擊刪除）中國移動集團(tuán)級重點(diǎn)研發(fā)項目（含聯(lián)合項目）開題報告一、項目編號及名稱：中國移動視頻業(yè)務(wù)研究二、項目組：項目組承擔(dān)子課題題名稱負(fù)責(zé)人及手機(jī)、郵箱中國移動視頻運(yùn)營中心中國移動視頻業(yè)務(wù)研究（注，如該項目為聯(lián)合項目，需區(qū)分牽頭單位和協(xié)助單位；如為集團(tuán)重點(diǎn)項目，僅填寫該項目承擔(dān)單位即可，無須區(qū)分牽頭和協(xié)助單位）三、課題背景和意義隨著手機(jī)視頻的大規(guī)模發(fā)展，業(yè)務(wù)的使用用戶數(shù)和平臺的訪問量正呈現(xiàn)快速上漲態(tài)勢，對機(jī)房設(shè)備數(shù)量、性能，出口帶寬的要求也與日俱增。今后單機(jī)房機(jī)架和出口帶寬的限制將成為業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸。未來，手機(jī)視頻單個服務(wù)節(jié)點(diǎn)可能將無法滿足用戶的大規(guī)模并發(fā)訪問。另一方面，由單個節(jié)點(diǎn)向全網(wǎng)用戶提供服務(wù)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)邏輯較清晰、有利于集中建設(shè)和統(tǒng)一管理，但也存在一定的弊端。不同省份的用戶為了使用手機(jī)視頻，必須統(tǒng)一到中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行登陸、認(rèn)證、鑒權(quán)、訂購和使用，這無形中增加了移動網(wǎng)內(nèi)不同省份間信令和數(shù)據(jù)的交互次數(shù)，加大了業(yè)務(wù)對于核心承載網(wǎng)絡(luò)的壓力，同時因?yàn)橥馐∮脩粼L問手機(jī)視頻經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備跳數(shù)增加，網(wǎng)絡(luò)延時也會相應(yīng)增加，從而造成用戶播放體驗(yàn)的下降。為了解決上述問題，本項目針對手機(jī)視頻搭建內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的可行性及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，通過多節(jié)點(diǎn)間的內(nèi)容分發(fā)和用戶訪問調(diào)度，來分?jǐn)偲脚_流量壓力，提升用戶體驗(yàn)，增強(qiáng)平臺對于大容量、突發(fā)性并發(fā)的支撐性能。該課題的意義在于：第一，基于移動通信的內(nèi)容分發(fā)及用戶調(diào)度是業(yè)界面臨的一大難題，暫時還沒有完善、成熟的解決方案。本課題提出的目的是希望通過前瞻性的研究，尋找到適合中國移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的解決方案，開發(fā)出產(chǎn)品原型，為在現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行分節(jié)點(diǎn)建設(shè)及內(nèi)容分發(fā)提供技術(shù)儲備。第二，通過對于基于移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的用戶調(diào)度、熱點(diǎn)內(nèi)容調(diào)度及流服務(wù)代理轉(zhuǎn)發(fā)策略的研究與開發(fā)，將不同地區(qū)用戶的訪問調(diào)度到不同節(jié)點(diǎn)，均分流量，減小主節(jié)點(diǎn)的壓力，增強(qiáng)平臺對于大規(guī)模并發(fā)訪問的支持。同時，減小異地用戶與主節(jié)點(diǎn)的交互次數(shù)，減小網(wǎng)絡(luò)延時，提升手機(jī)視頻qoe,進(jìn)一步改善手機(jī)視頻業(yè)務(wù)的用戶體驗(yàn)，增強(qiáng)業(yè)務(wù)的競爭力和用戶粘性，提高用戶規(guī)模和業(yè)務(wù)收入。第三，該課題的最大意義在于，通過對適合手機(jī)視頻業(yè)務(wù)的內(nèi)容分發(fā)及關(guān)鍵技術(shù)的探索，形成一套成熟、高效的系統(tǒng)模型，有效提升手機(jī)視頻自身平臺容量和性能的同時，也為今后推廣到全網(wǎng)其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)和參考。第四，該本課題研究手機(jī)視頻碼率自適應(yīng)端到端解決方案，該方案能保證當(dāng)用戶所處無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)生變化時，手機(jī)視頻業(yè)務(wù)的視頻播放質(zhì)量，提升用戶體驗(yàn)。 四、課題研究目標(biāo)1、研究分析互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)容分發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)原理、比較不同內(nèi)容分發(fā)技術(shù)的優(yōu)劣勢，研究視頻內(nèi)容分發(fā)技術(shù)在手機(jī)視頻業(yè)務(wù)中應(yīng)用的優(yōu)劣勢和可行性。2、研究基于中國移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的內(nèi)容分發(fā)技術(shù)框架，對內(nèi)容分發(fā)過程涉及的用戶調(diào)度、內(nèi)容熱度檢測、內(nèi)容同步等技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，提出一套適用于手機(jī)視頻的內(nèi)容分發(fā)及多站點(diǎn)對外提供服務(wù)的技術(shù)解決方案。3、基于技術(shù)解決方案，開發(fā)并實(shí)現(xiàn)手機(jī)視頻內(nèi)容分發(fā)原型系統(tǒng)，并在現(xiàn)網(wǎng)中進(jìn)行測試和模型優(yōu)化。4、調(diào)研現(xiàn)有基于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的手機(jī)視頻碼率自適應(yīng)技術(shù)，并對其進(jìn)行技術(shù)優(yōu)劣勢對比分析； 5、針對手機(jī)視頻平臺的技術(shù)現(xiàn)狀，設(shè)計、實(shí)現(xiàn)一個適用于現(xiàn)網(wǎng)平臺的手機(jī)視頻碼率自適應(yīng)的測量、反饋、調(diào)整閉環(huán)模型，并在現(xiàn)網(wǎng)開展測試分析； 6、研究引入手機(jī)視頻碼率自適應(yīng)方案，現(xiàn)網(wǎng)平臺中軟硬件系統(tǒng)所要做的改造工作，提出一個切實(shí)可行實(shí)施方案。 五、課題研究內(nèi)容（包括研究總體框架、難點(diǎn)及解決方案、主要技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)等）手機(jī)視頻內(nèi)容分發(fā)技術(shù)主要研究在用戶大規(guī)模發(fā)展，單節(jié)點(diǎn)無法滿足用戶并發(fā)訪問的情況下，通過在移動內(nèi)部搭建內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)手機(jī)視頻流能力的分?jǐn)偂Ｍㄟ^構(gòu)建能力資源調(diào)度系統(tǒng)，將用戶的流服務(wù)的訪問調(diào)度到子節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)用戶流的多節(jié)點(diǎn)的分?jǐn)?。圖1 手機(jī)視頻內(nèi)容分發(fā)總體架構(gòu)流量分?jǐn)偭鞒蹋?1. 用戶登錄門戶服務(wù)節(jié)點(diǎn)，瀏覽門戶內(nèi)容 。2. 在用戶播放內(nèi)容之前，由門戶服務(wù)節(jié)向能力資源調(diào)度系統(tǒng)發(fā)起播放請求，由該系統(tǒng)進(jìn)行分流判斷，反饋播放鏈接。 3. 用戶點(diǎn)擊播放鏈接進(jìn)行視頻內(nèi)容播放 。4. 能力資源調(diào)度完成能力系統(tǒng)熱點(diǎn)內(nèi)容的調(diào)度，以解決單個節(jié)點(diǎn)能力存儲緊張問題 。圖2 手機(jī)視頻動態(tài)碼率自適應(yīng)總體架構(gòu)在手機(jī)客戶端開始播放視頻后，手機(jī)視頻平臺會周期性的接收客戶端反饋的rtcp包，提取出丟包率信息； 通過丟包率預(yù)測算法，預(yù)測下一時刻手機(jī)視頻平臺端到客戶端的丟包率； 根據(jù)預(yù)測的丟包率，進(jìn)行碼率調(diào)整，得到下一時刻的期望碼率，當(dāng)期望碼率的變化達(dá)到切換碼率閥值時，手機(jī)視頻平臺將進(jìn)行不同碼率等級之間的切換。主要的技術(shù)難點(diǎn)有：1、目前業(yè)界對于用戶訪問調(diào)度策略的實(shí)施方案主要集中于互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，還沒有互聯(lián)網(wǎng)及移動運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)環(huán)境普遍適用的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。結(jié)合手機(jī)視頻業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，如何對從wifi、cmnet、cmwap等不同網(wǎng)絡(luò)獲取手機(jī)視頻服務(wù)的用戶進(jìn)行調(diào)度，調(diào)度過程的冗余機(jī)制及性能優(yōu)化將成為首要的技術(shù)難點(diǎn)。2、結(jié)合用戶的播放習(xí)慣，制定合適的內(nèi)容熱度調(diào)度及存儲管理策略既是業(yè)界的難點(diǎn)也是巨大的挑戰(zhàn)，需要結(jié)合實(shí)際試驗(yàn)情況進(jìn)行參數(shù)調(diào)優(yōu)。3、當(dāng)訪問內(nèi)容在分節(jié)點(diǎn)的存儲中不存在時，如何在保持會話連接的同時將請求調(diào)度到主節(jié)點(diǎn)，如何進(jìn)行流服務(wù)的代理轉(zhuǎn)發(fā)也將成為產(chǎn)品原型開發(fā)過程中亟需攻克的技術(shù)難關(guān)。4、碼率自適應(yīng)技術(shù)在業(yè)界應(yīng)用較少，如何基于已有的碼率自適應(yīng)技術(shù)，結(jié)合手機(jī)視頻平臺的技術(shù)現(xiàn)狀，提出一個完整的、具有實(shí)際應(yīng)用效果的手機(jī)視頻碼率自適應(yīng)技術(shù)方案具有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性； 5、現(xiàn)有手機(jī)視頻業(yè)務(wù)的技術(shù)架構(gòu)比較復(fù)雜，涉及到眾多的軟硬件系統(tǒng)。碼率自適應(yīng)方案的實(shí)施需要重點(diǎn)研究從編碼器、轉(zhuǎn)碼器、流服務(wù)器、節(jié)目發(fā)布系統(tǒng)到節(jié)目展示系統(tǒng)等一系列軟硬件系統(tǒng)的改造，提出一個既能起到實(shí)際效果又不會影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)的實(shí)施方案具有一定難度。六、本課題的創(chuàng)新點(diǎn)1、搭建基于中國移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)視頻內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)； 2、提出支持wifi、cmwap、cmnet等不同無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的用戶訪問調(diào)度策略； 3、開發(fā)實(shí)現(xiàn)基于訪問熱度的內(nèi)容分發(fā)及同步體系； 4、首次提出了針對手機(jī)視頻業(yè)務(wù)的碼率自適應(yīng)端到端解決方案，該方案包括首次接入視頻碼率選擇策略、丟包率預(yù)測算法和視頻碼率自適應(yīng)調(diào)整策略三大部分的創(chuàng)新，針對手機(jī)視頻業(yè)務(wù)，該方案能根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)狀況，采取最合適的方式進(jìn)行碼率自適應(yīng)調(diào)整。5、首次接入視頻碼率選擇策略基于手機(jī)視頻現(xiàn)有的碼率適配策略進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，進(jìn)一步完善視頻碼率適配庫，更精細(xì)的劃分終端能力及視頻碼率等級，保證首次接入視頻碼率選擇時獲得最合適的碼率值，減少碼率切換次數(shù)。6、丟包率預(yù)測算法創(chuàng)新性的提出依據(jù)當(dāng)前丟包數(shù)據(jù)和歷史丟包數(shù)據(jù)，預(yù)測下一時刻的丟包率，并且會根據(jù)歷史網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)程度采取不同的丟包率預(yù)測計算方法，保證預(yù)測的準(zhǔn)確性。7、視頻碼率自適應(yīng)調(diào)整策略使用自定義的丟包率離散區(qū)間來表示網(wǎng)絡(luò)的擁堵狀況，針對每個區(qū)間對應(yīng)一種碼率自適應(yīng)調(diào)整策略，可以保證碼率的快速收斂，并有效減少切換次數(shù)。十、預(yù)期研究產(chǎn)出1、手機(jī)視頻多站點(diǎn)內(nèi)容分發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究報告。2、基于無線網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)碼率自適應(yīng)研究報告 3、開發(fā)出產(chǎn)品原型，基于原型進(jìn)行測試、優(yōu)化。十一、項目研究計劃進(jìn)度項目起止時間： 2011 年 4 月 1 日 2011年 12 月 30 日項目詳細(xì)時間進(jìn)度計劃時間研究內(nèi)容階段性目標(biāo)2011年34月課題準(zhǔn)備階段2011年56月調(diào)研階段2011年78月關(guān)鍵技術(shù)研究階段2011年910月原型系統(tǒng)開發(fā)階段開發(fā)出手機(jī)視頻內(nèi)容分發(fā)原型系統(tǒng)2011年1112月原型系統(tǒng)調(diào)優(yōu)2011年12月科研報告編制階段完成手機(jī)視頻內(nèi)容分發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究報告十二、項目關(guān)鍵技術(shù)決策點(diǎn)及完成時間計劃項目關(guān)鍵決策點(diǎn)決策點(diǎn)簡要描述研究完成時間計劃十三、項目企業(yè)績效貢獻(xiàn)情況預(yù)測項目對企業(yè)績效貢獻(xiàn)的量化路徑圖項目特征指標(biāo)（pav）指標(biāo)名稱項目應(yīng)用前指標(biāo)現(xiàn)狀值：pavc項目應(yīng)用1年后指標(biāo)預(yù)期值：pave1此項目帶來的指標(biāo)變動量：pav企業(yè)特征指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)及生產(chǎn)類（eav-ps）指標(biāo)名稱項目應(yīng)用前指標(biāo)現(xiàn)狀值（eavc）項目應(yīng)用1年后指標(biāo)預(yù)期值（eave）此項目應(yīng)用帶來的指標(biāo)變動量（eav）企業(yè)特征指標(biāo)市場及財務(wù)類（eav-mf）指標(biāo)名稱項目應(yīng)用前指標(biāo)現(xiàn)狀值（eavc）項目應(yīng)用1年后指標(biāo)預(yù)期值（eave）此項目應(yīng)用帶來的指標(biāo)變動量（eav）企業(yè)績效指標(biāo)（epv）指標(biāo)名稱項目應(yīng)用前指標(biāo)現(xiàn)狀值：eavc項目應(yīng)用1年后指標(biāo)預(yù)期值：eave此項目應(yīng)用帶來的指標(biāo)變動量：eav營運(yùn)收入營運(yùn)支出資本開支注：1） 填寫各項指標(biāo)數(shù)值時，請在數(shù)值后一并填寫指標(biāo)數(shù)值的度量單位（如rmb萬元、萬人、%等）和指標(biāo)數(shù)值對應(yīng)的應(yīng)用范圍（如xx地市、x省全省、31省全網(wǎng)等）。2） 項目特征指標(biāo)是本項目應(yīng)用后產(chǎn)生的主要可量化成效，最多不超過3個。如傳輸災(zāi)難性設(shè)備故障搶修系統(tǒng)項目應(yīng)用的可量化直接成效表現(xiàn)為“縮短故障處理時間”，此即項目特征指標(biāo)。其eavc為小時，其eave為分鐘，其eav=eave eavc。3） 企業(yè)特征指標(biāo)是本項目應(yīng)用后對企業(yè)生產(chǎn)（產(chǎn)品及服務(wù)）和經(jīng)營（市場及財務(wù)）帶來的可量化成效，分為“網(wǎng)絡(luò)及生產(chǎn)類（eav-ps）”和“市場及財務(wù)類（eav-mf）”，指標(biāo)清單請見本模板附件1。如傳輸災(zāi)難性設(shè)備故障搶修系統(tǒng)通過縮短故障定位時間，使“客戶網(wǎng)絡(luò)