[碩士論文精品]移動網(wǎng)絡視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署技術的研究.pdf

南京郵電大學碩士研究生學位論文摘要 摘要 目前，全球移動通信市場己進入3 g 時代，各種基于3 g 網(wǎng)絡的新業(yè)務層出不窮，而 以手機電視、移動視頻電話、視頻短消息等為代表的移動視頻業(yè)務無疑是其中最具發(fā)展前 景的業(yè)務之一。移動視頻業(yè)務是指通過移動網(wǎng)絡和移動終端為移動用戶提供視頻內(nèi)容的一 種新型通信服務，它的主要特征在于傳送的內(nèi)容是比文本、話音更加高級的視頻圖像，并 可伴有音頻信息。3 g 網(wǎng)絡技術和移動終端的不斷發(fā)展，為移動視頻業(yè)務的出現(xiàn)和推廣提供 了必要的條件，市場需求為移動視頻業(yè)務的發(fā)展提供了廣闊空間。但是，目前提供的僅僅 是3 g 的一個承載網(wǎng)絡，在3 g 網(wǎng)絡之上的增值業(yè)務創(chuàng)建、部署和管理是一個存在許多未知 點的技術領域。本文從3 g 業(yè)務最為核心的視頻業(yè)務入手，嘗試設計和實現(xiàn)一個視頻業(yè)務 創(chuàng)建和部署的平臺，解決3 g 業(yè)務中視頻業(yè)務的創(chuàng)建和部署中的一些關鍵技術。 本文分析了i p 多媒體子系統(tǒng)i m s 對視頻業(yè)務的支持，并分析了i m s 的三種業(yè)務提供 方式，經(jīng)過分析可以看出，p a r l a yx 開放業(yè)務接口技術是未來第三方增值業(yè)務接口的核心 技術。本文重點從視頻業(yè)務實現(xiàn)的三個方面，分析和研究了p a r l a yx 開放業(yè)務接口對視頻 業(yè)務實現(xiàn)的支持與不足。針對其不足，借鑒p a r l a yx 開放業(yè)務接口思想，參考i m s 中m r f ( 媒體資源功能) 的設計，并參考j s r3 0 9 ( j a v a 媒體服務器控制a p i ) 規(guī)范，設計了移 動網(wǎng)絡視頻業(yè)務的媒體處理方案，通過通用媒體處理服務開放接口來提供移動視頻業(yè)務所 需的媒體處理服務。在此基礎上，進一步設計了移動視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平臺的整體框架， 通過p a r l a yx 接口來提供視頻業(yè)務媒體信道的建立、維護和拆除，以及媒體流的傳送和控 制，通過通用媒體處理服務開放接口來提供通用媒體處理服務。通用媒體處理服務還提供 了視頻業(yè)務定制過程中的關鍵服務，例如視頻顯示、視頻錄制要求等。 結合移動視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平臺的的設計方案，本文重點實現(xiàn)了視頻業(yè)務涉及的通 用媒體處理服務的提取和封裝，并提供了對通用視頻服務的透明調(diào)用方案。 最后通過在視頻業(yè)務測試平臺上開發(fā)具體的視頻業(yè)務案例，并對業(yè)務進行部署和測 試，驗證了論文所設計的移動視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平臺對視頻業(yè)務開發(fā)的通用支持。 關鍵詞： 移動視頻業(yè)務，i p 多媒體子系統(tǒng)，p a r l a yx ，j s r3 0 9 ，萬維網(wǎng)服務 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，t h eg l o b a lm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s m a r k e th a se n t e r e dt h e3 ge r a av a r i e t yo t n e ws e r v i c e sb a s e do n3 gn e t w o r k se m e r g ei ne n d l e s s l y r e p r e s e n t e db y m o b i l e1 iv ，m o b l i e v i d e ot e l e p h o n y ，v i d e om e s s a g e ，e t e ，m o b i l ev i d e o s e r v i c e si so n eo f h em o s p r o m l s l n g s e r v i c e s m o b i l ev i d e os e r v i c e sa r er e f e r r i n gt ot h ei l e wt y p e o fc o m m u n i c a t i o n ss e r v i c e sw h l c n s u p p l y i n gm o b i l eu s e r sw i t hv i d e oc o n t e n tt h r o u g h m o b i l en e t w o r k sa n dm o b i l et e m l n a l s l h e m a i nc h a r a c t e r i s t i co fm o b i l ev i d e os e r v i c e si st h a tt h ed e l i v e r e d c o n t e n t sa r en o tt e x to rv 0 1 c e b u tv i d e oi m a g et h a ta c c o m p a n i e db ya u d i oi n f o r m a t i o n t h ed e v e l o p m e n t o f3 gn e t w o r k t e c l m o l o g ya 1 1 dm o b i l et e r m i n a l sp r o v i d e m o b i l ev i d e os e r v i c e sa p p e a r a n c ea l l dp r o m o t l o n w i m n e c e s s a r yc o n d i t i o n s ，t h e m a r k e td e m a n da l s op r o v i d eab r o a dd e v e l o p m e n ts p a c e h o w e v e r ， c u 玳m t l yo n l yo f f e r i n gab e a r i n g n e t w o r ko f3 g , b u td e v e l o p m e n t ，d e p l o y m e n ta n dm a n a g e m e n t o fv a l u e a d d e ds e n r i c e so n3 gi ss t i l lad e v e l o p i n gt e c h n i c a lf i e l d t h i s t h e s i st r i e st od e s l g na n d i m p l e m e n ta v i d e os e r v i c e sd e v e l o p m e n ta n dd e p l o y m e n tp l a t f b 仰t or e s o l v e t h et e c h m c a l i s s u e s o nv i d e os e r v i c e s sd e v e l o p m e n t a n dd e p l o y m e n t 1 1 h i st h e s i sa i l a l y z e st h es u p p o r t w i t hv i d e os e r v i c e sf r o mi pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ，鋤dt h e t h f e es e i c e sp r o v i d e dm o d e s o fi m s b e i n ga n a l y z e d ，i ti ss h o w e dt h a tp a r l a yx t e c h n o l o g y1 s t h ek e vo ft h e 矗l t l l r et h i r dp a r t y v a l u e a d d e ds e r v i c e si n t e r f a c e f o c u s e do nt h r e ea s p e c t so f t h e v i d e os e r v i c e si m p l e m e n t a t i o n ，t h i s t h e s i sa n a l y z e sa n d r e s e a r c h e st h es u p p o r tt o t n e i m d l e m e n t a t i o no fv i d e oo p e r a t i o na n ds h o r t a g e o fp a r l a yx i na l l u s i o no ft h es h o i r t a g e ，t h i s 礬i c l ed e s i g n st h em e d i as e r v i c e ss c h e m eo f t h em o b i l ev i d e os e r v i c e s m a k i n gr e f e r e n c eo f t h e i d e 0 1 0 9 yo fp a r l a yx ，m ed e s i g no f t h em r fi ni m s ，a n dt h ec r i t e r i o no fj s r 3 0 9 , w es u p p l yt h e m e d i as e r v i c e sn e e d e d b ym o b i l ev i d e os e r v i c e sf r o mc m p s a p i o nt h i sb a s i s ，t h i st h e s l st a l ( e s ad e e dr e s e a r c ho ft h ew h o l ef r a m e w o r ko ft h em o b i l e v i d e os e r v i c e sp l a t f o h nw h l c hc a i l s u p p l i e st h ee s t a b l i s l 塒e n t ，m a i n t e n a n c ea n d b a c k o u to ft h ev i d e os e r v i c e sm e d i as t r e 鋤c h 鋤e 1 t h et r a n s m i s s i o na n dc o n t r o l m e n to ft h em e d i u ms t r e a mb yp a r l a yx i n t e r f a c e ，s u p p l l e st h e u n i v e r s a lm e d i am a n a g es e r v i c e sb yc o m m o nm e d i as e r v i c e s p l a t f o r m t h ec o m m o nm e d l a s e r v i c e sp l a t f o r ma l s os u p p l i e st h ek e ys e r v i c e si n t h ec u s t o m i z i n go fv i d e os e r v i c e s , l i k et h e l a y o t i to f v i d e of r a m e ，t h ed e m a n do fv i d e or e c 一。 b vt h ed e s i g no ft h ep l a t f o r m ，t h i st h e s i si m p l e m e n t st h e e x t r a c t i o na n de n c a p s u l a t l o n o ft n e c o 加m o nm e d i as e r v i c e s ，a n ds u p p l i e st h et r a n s p a r e n ti n v o k eo f t h ec o m m o nm e d i as e r v l c e s a t1 a s t m i st h e s i sv a l i d a t e st h ed e s i g no ft h ep l m f o r ma n d t h es u p p o r to ft h ep l a t f o 珊t o m o b i l ev i d e os e r v i c e sb yt e s t i n gas p e c i f i ce x a m p l e o nt h ep l a t f o r m k e y w 。r d s ：m 。b i l ev i d e 。s e n ，i c e s ，i m s ，p a r l a yx ，j s r 3 0 9 ，w e bs e n ，i c e s n 南京郵電大學學位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得 的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包 含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京郵電大學或其它 教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的 任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 研究生簽名：- 二擎逃日期：二! 1 1 些 南京郵電大學學位論文使用授權聲明 南京郵電大學、中國科學技術信息研究所、國家圖書館有權保留本人所送 交學位論文的復印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其它復制手段保存論 文。本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文 外，允許論文被查閱和借閱，可以公布( 包括刊登) 論文的全部或部分內(nèi)容。 論文的公布( 包括刊登) 授權南京郵電大學研究生部辦理。 研究生簽名：j 釁導師簽名? 南京郵電大學碩士研究生學位論文第一章緒論 1 1 研究背景及意義 第一章緒論 目前，全球移動通信市場已進入3 0 1 1 1 ( t h i r d g e n e r a t i o n ，第三代移動通信系統(tǒng)) 時代， 各種基于3 g 網(wǎng)絡的新業(yè)務層出不窮，而以手機電視、移動視頻電話、視頻短消息等為代 表的移動視頻業(yè)務無疑是其中最具發(fā)展前景的業(yè)務之一【2 1 。 移動視頻業(yè)務是指通過移動網(wǎng)絡和移動終端為移動用戶提供視頻內(nèi)容的一種新型通 信服務，它的主要特征在于傳送的內(nèi)容是比文本、話音更加高級的視頻圖像，并可伴有音 頻信息。3 g 網(wǎng)絡技術和移動終端的不斷發(fā)展，為移動視頻業(yè)務的出現(xiàn)和推廣提供了必要的 條件，市場需求為移動視頻業(yè)務的發(fā)展提供了廣闊空間。同時，移動視頻業(yè)務也是3 g 市 場發(fā)展的主要推動力量，是未來移動通信新的市場增長點，真正使移動用戶享受無線視頻 掌上未來。但是，目前提供的僅僅是3 g 的一個承載網(wǎng)絡，在3 g 網(wǎng)絡之上的增值業(yè)務創(chuàng)建、 部署和管理是一個存在許多未知點的技術領域。因此，移動網(wǎng)絡中的視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署 技術的研究具有理論意義和應用價值。 1 2 當前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 n g n 3 | ( n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ，下一代網(wǎng)絡) 已經(jīng)成為語音、視頻通信的主流技術 之一，3 g 標準的r 5 階段也將是以n g n 為核心網(wǎng)的業(yè)務平臺，當前以視頻業(yè)務為代表的 下一代多媒體業(yè)務已經(jīng)被公認為是電信業(yè)增值業(yè)務的發(fā)展方向?；陂_放a p i 是n g n 中 多媒體業(yè)務開發(fā)的趨勢。開放a p i 技術給n g n 多媒體業(yè)務平臺帶來了強大的優(yōu)勢。開放 a p i 有兩種不同的方案：( 1 ) 對網(wǎng)絡能力進行的封裝( 如s i p 協(xié)議接口i 引、p a r l a y 接口1 5 】) ； ( 2 ) 對業(yè)務能力進行的封裝( p a r l a yx 接口【6 】) 。文獻【7 】【8 】【9 】研究了基于s i p 和p a r l a y 接口 來生成、執(zhí)行和管理多媒體業(yè)務的方案。文獻1 0 】【| 1 1 分析了p a r l a yx 接口對媒體業(yè)務的支持， 從分析可以看出，現(xiàn)有的開放接口標準對多媒體處理的支持有限，p a r l a yx 2 1 僅支持基于 i v r 或是基于會議的簡單多媒體業(yè)務，p a r l a y 3 0 雖然在一定程度上擴展了2 1 版本，提供 了基于i v r 和基于會議組合的業(yè)務，但仍不能提供n g n 中多種多樣的多媒體業(yè)務尤其是 視頻業(yè)務所需要的媒體處理服務。針對現(xiàn)有開放接口對媒體業(yè)務支持的缺陷，文獻【1 0 】進一 步提出了一系列通用媒體處理能力組件，并通過不同組件的結合來丌發(fā)多媒體業(yè)務，但是 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第一章緒論 其對通用媒體處理能力組件的定義及具體實現(xiàn)并沒有深入探討，只是做了理論性的研究。 媒體處理是指音頻混音、視頻合成、多媒體錄放和在音視頻域與用戶的交互等等，在 具體實現(xiàn)時，媒體處理既可以由終端自己來實現(xiàn)，也可由媒體服務器來集中提供。媒體服 務器是提供集約式標準媒體處理服務的網(wǎng)元，與終端自己執(zhí)行媒體處理相比，媒體服務器 提供的媒體處理能力更加穩(wěn)定和高效，并且能夠根據(jù)業(yè)務需求快速模塊化地提供新的媒體 處理能力【1 0 】。在某些特定的多媒體業(yè)務中，如視頻會議業(yè)務，則必須有專門的媒體服務器 來提供視頻會議所需的音頻混音、視頻合成等媒體處理能力。現(xiàn)有多個廠家致力于媒體服 務器的提供，其中最具影響力的有c o n v e d i a 媒體服務裂12 1 、h po p e n c a l l 媒體平臺【1 3 1 、 c a n t a t as n o w s h o r e 1 4 】媒體服務器平臺等等。因為媒體服務器本身并不具有業(yè)務邏輯，所以 必須提供標準化的媒體控制接1 2 ，與軟交換或者應用服務器等網(wǎng)元進行信令交互，完成業(yè) 務邏輯所需的媒體處理功能。目前，媒體服務器的主要控制協(xié)議包括m g c p 15 1 ，h 2 4 8 1 6 】 和s i p 1 7 j 。其中s i p 協(xié)議自身在控制媒體處理的時候是不足的，必須要經(jīng)過適當?shù)臄U展， 才可以滿足實現(xiàn)增值業(yè)務所需要的控制消息和通知消息。目前主流的擴展是原s n o w s h o r e 公司提出的n e t a n n 1 8 1 m s c m l 1 9 1 以及原c o n v e d i a 公司( 現(xiàn)r a d i s y s 公司媒體服務器事業(yè) 部1 提出的m s m l 2 0 l m o m l 2 1 1 。 由于媒體服務器的提供廠家繁多，媒體服務器控制協(xié)議也不盡相同，業(yè)務開發(fā)人員在 開發(fā)涉及到媒體處理的增值業(yè)務時，必然涉及到多個媒體服務器控制協(xié)議的掌握，這使得 i t 應用開發(fā)人員在開發(fā)多媒體增值業(yè)務時必須投入大量的時間和精力到新知識的學習。針 對此，b e a 、惠普、富士通、愛立信、o r a c l e 等組織在0 7 年聯(lián)合j c p ( j a v ac o m m u n i t yp r o c e s s ) 提交 j s r3 0 9 2 2 1 ( j m s c ，j a v am e d i as e r v e rc o n t r o la p i ) 規(guī)范請求，j m s c 致力于為為多 媒體業(yè)務開發(fā)者提供一個通用的媒體服務器能力抽象接口。b e a 以及o r a c l e 公司分別在0 7 、 0 8 年推出了對此規(guī)范的參考實現(xiàn)。 1 3 論文的主要工作 本文的研究目標是移動網(wǎng)絡中的增殖業(yè)務尤其是視頻業(yè)務的開發(fā)問題。在對現(xiàn)有媒體 業(yè)務開發(fā)技術研究和分析的基礎上，針對移動網(wǎng)絡的特點，著眼于未來業(yè)務開放、融合的 趨勢，提出一種新型的視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平臺。 本文的主要工作有： - 研究移動網(wǎng)絡視頻業(yè)務開發(fā)的關鍵技術，分析現(xiàn)有機制對媒體業(yè)務開發(fā)的支持， 重點分析了i m s 網(wǎng)絡架構中的業(yè)務提供方式，在此基礎上研究了基于p a r l a yx 的 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第一章緒論 多媒體業(yè)務開發(fā)。 _ 媒體處理是視頻業(yè)務開發(fā)的重點和難點，深入分析了現(xiàn)有媒體處理的相關標準， 針對移動網(wǎng)絡的特點，設計移動網(wǎng)絡環(huán)境下的媒體處理實現(xiàn)方案。 - 借鑒開放業(yè)務接口的思想，設計移動網(wǎng)絡環(huán)境下的視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平臺。深 入研究p a r l a yx ，j s r3 0 9 ，w i e bs e r v i c e s t 2 3 】( t j 維網(wǎng)服務) 技術，通過p a r l a yx 接 1 3 來提供視頻業(yè)務需要的電信網(wǎng)絡能力，參考j s r3 0 9 設計通用媒體處理服務，采 用w e bs e r v i c e s 分布式計算環(huán)境，實現(xiàn)通用媒體處理服務。通用媒體處理服務提供 了視頻業(yè)務定制過程中的關鍵服務，例如視頻顯示、視頻錄制要求等。 - 通過業(yè)務實例的創(chuàng)建、部署，驗證了本文提出的視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平臺對視頻 業(yè)務的通用支持。 1 4 論文組織結構 第二章，首先簡單概述了移動視頻業(yè)務及其涉及的關鍵技術標準。其次介紹了i m s 體 系架構，分析了i m s 對移動視頻業(yè)務的支持。進一步分析了i m s 的業(yè)務提供方式，比較 了三種業(yè)務提供方式的優(yōu)缺點。 第三章，分析移動視頻業(yè)務的具體實現(xiàn)，結合前面的介紹，分析p a r l a yx 開放業(yè)務接 口對視頻業(yè)務的支持與不足，并根據(jù)不足設計解決方案，提出移動視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平 臺的整體框架設計方案。 第四章，結合第三章的設計方案，重點實現(xiàn)視頻業(yè)務涉及的通用媒體處理服務，并提 供了對通用視頻服務的透明調(diào)用方案，最后分析了基于本文設計的視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平 臺的業(yè)務創(chuàng)建和部署方式，并分析了基于視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平臺業(yè)務創(chuàng)建和部署的特 征。 第五章，通過在視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平臺上開發(fā)具體的視頻業(yè)務案例，并對業(yè)務進行 部署和測試，驗證視頻業(yè)務創(chuàng)建和部署平臺對視頻業(yè)務開發(fā)的通用支持。 第六章，總結全文所做工作，指出所存在的問題并提出下一步的主要工作。 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第二章移動視頻業(yè)務相關分析和研究 第二章移動視頻業(yè)務相關分析和研究 2 1 移動視頻業(yè)務概述 2 1 1 移動視頻業(yè)務分類 移動視頻業(yè)務是指通過移動網(wǎng)絡和移動終端為移動用戶提供視頻內(nèi)容的一種新型通 信服務，它的主要特征在于傳送的內(nèi)容是比文本、話音更加高級的視頻圖像，并可伴有音 頻信息。移動視頻業(yè)務種類繁多，對它們可采用多種方式劃分子類，例如按照通信實體劃 分，按照網(wǎng)絡承載方式劃分和按照業(yè)務內(nèi)容劃分等等。盡管視頻業(yè)務的應用種類繁多，但 從視頻通信業(yè)務本身所具有的多媒體信息( 特別是視頻信息) 的實時性、交互性的特點歸結 起來典型的視頻業(yè)務主要有兩大類：流媒體業(yè)務和視頻會議業(yè)務【2 1 。 移動流媒體業(yè)務 移動流媒體業(yè)務就是流媒體技術在移動網(wǎng)絡和終端上的應用。所謂流媒體技術就是把 連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放到網(wǎng)絡服務器上，讓移動終端用戶能夠一邊下載 一邊觀看、收聽，而不需要等到整個多媒體文件下載完成就可以即時觀看的技術。流媒體 是從互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)展起來的一種多媒體技術，流媒體技術有三大特點：1 、能夠實時播放音 視頻和多媒體內(nèi)容，即“邊下載，邊播放”；2 、播放的流媒體文件不需要在客戶端保存，降 低對客戶端存儲空間的要求；3 、不在客戶端保存，簡化了媒體文件的版權保護。 移動流媒體業(yè)務根據(jù)內(nèi)容的播放方式可以分為： ( 1 ) 在線播放 終端播放器實時從流媒體服務器上獲取流媒體數(shù)據(jù)，邊下載邊播放，流媒體內(nèi)容不需 存儲在用戶的終端設備。如果用戶需要多次播放同一內(nèi)容，每一次都需要從流媒體服務器 上重新下載數(shù)據(jù)。對于在線播放的內(nèi)容，由于是邊下載邊播放，播放效果很大程度上依賴 于網(wǎng)絡帶寬，所以需要根據(jù)運營商網(wǎng)絡的實際帶寬狀況，選擇合適的壓縮參數(shù)制作內(nèi)容。 ( 2 ) 下載播放 用戶將流媒體內(nèi)容下載并存儲到本地終端中，然后可以選擇在任意時問進行播放。對 于下載播放，主要的限制指標是終端的處理能力和終端的存儲能力，內(nèi)容提供商可以制作 出較高質(zhì)量的視頻內(nèi)容( 高帶寬，高幀速率) ，但需要考慮內(nèi)容的下載時間及終端的存儲空 4 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第二章移動視頻業(yè)務相關分析和研究 間。 根據(jù)內(nèi)容的來源劃分移動流媒體業(yè)務則可以分為： ( 1 ) 流媒體點播( v o o ) 內(nèi)容提供商將預先錄制好的多媒體內(nèi)容編碼壓縮成相應格式，存放在內(nèi)容服務器上并 把內(nèi)容的描述信息以及鏈接放置在流媒體的門戶上。最終用戶就可以通過訪問門戶，發(fā)現(xiàn) 感興趣的內(nèi)容，有選擇的進行播放。 ( 2 ) 流媒體直播 流媒體編碼服務器將實時信號編碼壓縮成相應的格并經(jīng)由流媒體服務器分發(fā)到用戶 的終端播放器。根據(jù)實時內(nèi)容信號源的不同，又可以分為電視直播、遠程監(jiān)控等。目前我 國移動運營商主要是通過2 5 g 或2 7 5 g 網(wǎng)絡傳輸技術來播放“手機電視”節(jié)目的。也就是說移 動通過g p r s ，聯(lián)通通過c d m a1 x 。 由于流媒體技術的三大特點，決定了移動流媒體業(yè)務的廣闊應用前景。首先，流媒體 技術有效降低對傳輸帶寬和抖動的要求，使得在無線傳輸環(huán)境實現(xiàn)實時媒體播放業(yè)務成為 可能。其次，移動終端體積小、低能耗的要求決定了其有限的存儲空間，而媒體文件不需 要在終端中保存，避免了對存儲空間的較高要求。此外，有效的版權保護，能夠確保移動 流媒體應用的商用模式。 總之，把視頻下載和轉送類、移動視頻類、移動音樂類等業(yè)務都包括在移動流媒體業(yè) 務之中。其中移動視頻下載和轉送類主要傳送實時性要求不高或容量較小的流媒體內(nèi)容， 如影視視頻短篇、音樂短篇、體育視頻片斷、熱點新聞等等，可以通過移動手機郵件附件 和彩信等進行傳輸。移動視頻類主要為時傳時播、容量較大、無法或不允許被存儲在手機 上的節(jié)目內(nèi)容，如手機電視、影視v o d 、手機動畫、移動可視電話、移動視頻會議、移動 音樂、實時的交通路況等隨著第三代移動通信技術的逐步成熟，將移動流媒體技術引入移 動數(shù)據(jù)增值業(yè)務，已經(jīng)成為目前全球范圍內(nèi)移動業(yè)務研究的熱點之一。目前3 g p p 、3 g p p 2 、 o m a 等標準化組織都已經(jīng)開展了移動流媒體業(yè)務研究工作，并已經(jīng)制定了相應的標準。 移動視頻會議業(yè)務 網(wǎng)絡從誕生到今天經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：第一階段稱之為“線性網(wǎng)絡”，以網(wǎng)絡設備為核 心，人們考慮的是讓設備更快地傳遞數(shù)據(jù)；第二階段是“平面網(wǎng)絡”，即以網(wǎng)絡控制技術為 中心，目的是基于一個可控的網(wǎng)絡，最終能夠保障網(wǎng)絡為不同要求的業(yè)務，尤其是多媒體 業(yè)務，提供端到端有質(zhì)量的服務；第三階段被稱之為“立體網(wǎng)絡”，真正做到“融合通信”的 平臺。這是一種單數(shù)據(jù)網(wǎng)向多媒體網(wǎng)絡的進步形式，是一個從量變到質(zhì)變的飛躍。立體網(wǎng) 絡是一個以i p 技術為核心的分組多媒體網(wǎng)絡，是一個融合了語音、數(shù)據(jù)和視頻的網(wǎng)絡，這 南京郵電大學碩士研究生學位論文第二章移動視頻業(yè)務相關分析和研究 種融合，必將推動視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展。 移動視頻會議業(yè)務是指多點環(huán)境下的通信，可以在無線網(wǎng)絡上提供實時視頻、音頻或 數(shù)據(jù)等媒體格式的任意組合，利用無線網(wǎng)絡在移動設備上實現(xiàn)互通，從而讓移動用戶之間 能夠隨時隨地進行實時音、視頻等的交互。移動視頻會議業(yè)務首先需要實現(xiàn)的是移動終端 之間的互通，其次要實現(xiàn)移動終端與p s t n 、i s d n 以及i p 網(wǎng)等各種網(wǎng)絡終端設備之間的互 通。 在未來可預見的一段時間內(nèi)，視頻會議系統(tǒng)的技術發(fā)展趨勢主要呈現(xiàn)以下三大特點： 一、視頻、語音網(wǎng)絡將與數(shù)據(jù)完全融合，推動產(chǎn)品發(fā)展。這是一種單數(shù)據(jù)網(wǎng)向多媒體 網(wǎng)絡的進步形式，是一個從量變到質(zhì)變的飛躍。立體網(wǎng)絡是一個以i p 技術為核心的分組多 媒體網(wǎng)絡，是一個融合了語音、數(shù)據(jù)和視頻的網(wǎng)絡，這種融合，必將推動視頻會議系統(tǒng)的 發(fā)展。 二、視頻會議系統(tǒng)將與協(xié)同辦公融為一體。隨著視頻通信應用的不斷深入，不同行業(yè) 的用戶越來越感覺到功能單一的“會議電視”不能滿足他們的需求。例如，政府應用在大力 推廣電子政務的前提下，越來越強調(diào)遠程辦公、遠程查看、共享或修改辦公文檔和數(shù)據(jù)報 表；中小型企業(yè)用戶不希望視頻通信只用于顯示上層經(jīng)理的形象，他們更希望能用于產(chǎn)品 設計討論、產(chǎn)品發(fā)布、員工培訓這些需求顯然是以往“會議電視”所不能滿足的。在不 久的將來，包括視音頻信息編碼技術、多媒體技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術等在內(nèi)的超媒 體技術的發(fā)展，有望將這些需求變?yōu)楝F(xiàn)實。 三、視頻會議業(yè)務向移動通信網(wǎng)絡的延伸，移動視頻會議業(yè)務將逐漸成熟。移動視頻 電話會議是比目前語音、數(shù)據(jù)通信更高級的一種通信形式，實現(xiàn)了點對多點的通信業(yè)務， 能極大地滿足了人們個人通信和商務交流的需求，為商務用戶帶來更大的便利。目前，基 于2 5 g 以及c d m a 的移動通信應用已經(jīng)啟動，但受帶寬的影響，應用還不是很充分。但隨 著3 g 臣 j 將到來，各國的3 g 移動運營商都在將移動視頻電話業(yè)務作為3 g 業(yè)務拓展的先鋒。 2 1 2 移動視頻的關鍵技術及其標準 移動視頻業(yè)務的涉及的關鍵技術有： ( 1 ) 視頻編碼標準。數(shù)字視頻技術廣泛應用于通信、計算機、廣播電視等領域，帶 來了會議電視、可視電話及數(shù)字電視、媒體存儲等一系列應用，促使了許多視頻編碼標準 的產(chǎn)生。i t u t 與i s o i e c 是制定視頻編碼標準的兩大組織，i t u t 的標準包括h 2 6 1 、 h 2 6 3 、h 2 6 4 ，主要應用于實時視頻通信領域，如會議電視；m p e g 系列標準是由i s o i e c 制定的，主要應用于視頻存儲( d v d ) 、廣播電視、因特網(wǎng)或無線網(wǎng)上的流媒體等。a v s 是 6 南京郵電大學碩士研究生學位論文第二章移動視頻業(yè)務相關分析和研究 由我國自主制定的音視頻編碼技術標準，主要面向高清晰度電視、高密度光存儲媒體等應 用。a v s 標準以當前國際上最先進的m p e g 4a v c h 2 6 4 框架為基礎，強調(diào)自主知識產(chǎn)權， 同時充分考慮了實現(xiàn)的復雜度。 ( 2 ) 音頻編碼標準。語音編碼既可用軟件也可用硬件的方法實現(xiàn)。軟件實現(xiàn)就是將 壓縮算法用軟件方法實現(xiàn)，這樣做的好處是成本低、修改方便靈活，但處理速度較慢，不 易保證處理的實時性；采用硬件實現(xiàn)就是將語音壓縮算法固化到專用d s p 芯片中，這樣處 理速度快，便于實時處理。國際上，對語音信號壓縮編碼的審議在c c i t t 下設的第十五研 究組進行，相應的建議為g 系列，多由i t u 發(fā)表。到目前為止已發(fā)布的相關系列的標準有 g 7 2 1 、g 7 2 2 、g 7 2 3 、g 7 2 8 、g 7 2 9 。另外在目前應用的標準中還包括m p e g 系歹i j ( m p e g i ，m p e gi i ，m p e gi v ，m p e gv i i ) 中的音頻編碼和d o l b y 實驗室推出的a c 系歹0 ( a c 一1 ， a c 2 ，a c - 3 ) 。 ( 3 ) 流媒體網(wǎng)絡傳輸技術。數(shù)字視頻和聲音傳輸所涉及到的一個重要概念就是“流媒 體”概念。流媒體是指視頻、聲音和數(shù)據(jù)從源端同時向目的地傳輸，它可以作為連續(xù)實時流 在目的地被接收。流數(shù)據(jù)從服務器端應用傳輸后可由客戶端應用接收并顯示或回放。流媒 體的一個重要特征是對時間的敏感性，其實現(xiàn)主要取決于網(wǎng)絡帶寬和壓縮算法的提高。流 媒體的傳輸技術主要有三種：單播( u n i c a s t ) 、多播( m u l t i c a s t ) 和廣播( b r o a d c a s t ) ，多播又稱 為組播。點對點的特點是流媒體的源和目的地是一一對應的，即流媒體從一個源( 服務器 端的應用) 發(fā)送出去后只能到達一個目的地( 客戶端應用) 。組播是一種基于“組”的廣播， 其源和目的地是一對多的關系，但這種一對多的關系只能在同一個組內(nèi)建立，也就是說， 流媒體從一個源( 服務器端的應用) 發(fā)送出去后，任何一個已經(jīng)加入了與源同一個組號的 目的地( 客戶端應用) 均可以接收到，但該組以外的其他目的地( 客戶端應用) 均接收不 到。廣播的源和目的地也是一對多的關系，但這種一對多的關系并不局限于組，也就是說， 流媒體從一個源( 服務器端的應用) 發(fā)送出去后，同一網(wǎng)段上的所有目的地( 客戶端應用) 均可以接收到，廣播可以看作組播的一個特例。 2 2i m s 為移動視頻業(yè)務提供技術支持 視頻業(yè)務作為多媒體綜合業(yè)務的典型，能為用戶提供更直接、更全面的溝通交流， i m s l 2 4 】【2 5 】【4 1 1 的出現(xiàn)為視頻業(yè)務的發(fā)展和完善帶來了新的推動力2 1 。通過移動互聯(lián)網(wǎng)接受的 移動視頻，需要運營商網(wǎng)絡的支持，這就需要移動通信網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡的密切配合和交互， 而有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡都在進行著i p 化進程，同時用戶需要的視頻業(yè)務是個性化和多樣化 7 南京口電大學碩研究生學位論文第二章移動視頻業(yè)務相關分析和研究 的，這樣就需要一個強大的多媒體體系，3 g p pr 5 的分組域增加的i m s ( i pm u l t i m e d i a s u b s y s t e m ，i p 多媒體子系統(tǒng)) 系統(tǒng)支持有線和無線網(wǎng)絡的融合，支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè) 務，為晟終用戶提供多媒體化、個性化和多樣化服務，能對視頻流傳輸進行有效管理，所 以i m s 在移動視頻業(yè)務中占有很重要的位置。 2 21i m s 系統(tǒng)概述 i m s ( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ，i p 多媒體子系統(tǒng)) 1 2 5 1 是3 g 核心網(wǎng)絡的重要組成部分， 也是n g n 核心網(wǎng)的發(fā)展方向之。毗i m s 為核心的下一代網(wǎng)絡已被認為是適應未來固定網(wǎng) 與移動網(wǎng)融合( f m c ，f i x e d ，m o b i l ec o n v e r g e n c e ) 的網(wǎng)絡架構。i m s 是3 g p p ( 3 r dg e n e r a t i o n p a r t n e r s h i pp r o j e c t ，第三代合作伙伴計劃) 在版本5 中提出的支持i p 多媒體業(yè)務的子系統(tǒng)， i m s 定義了一個完整的體系結構和框架，允許在基于i p 的基礎設施上對聲音、視頻、數(shù) 據(jù)和移動網(wǎng)絡技術進行聚合。 i m s 網(wǎng)絡采取了分層架構進行體系設計，如圖2 1 所示，其網(wǎng)絡分成三個主要層面：用 戶接入層面( u s e rp l a n e ) 、i m s 核心控制層面( c o n t r o l p l a n e ) 、應用層面( a p p l i c a t i o np l a n e ) 。 i m s 分層的架構設計體現(xiàn)了“業(yè)務與控制分離”和“控制與接入或承載分離”的思想，使得不 同的用戶終端能夠通過不同的無線或者有線接入技術接入i m s 網(wǎng)絡，享受統(tǒng)一的呼叫控制 服務及其相應的增值業(yè)務。這種“層次化”的網(wǎng)絡架構設計為不同網(wǎng)絡的互聯(lián)互通和業(yè)務的 融合奠定了基礎。 c s c f ：日q * & 目自：r - c s c f ：i r g - c s c f i c s c f 目女c s c f ：p x s c fn c s c f ；h s s ：自月p g ：m r f c ：* 體自控制；m r f p # # 費自功* 4 b g c f ：u 月* “自* ；m g c f ：# # 目* h “自s g w 镕目* ：i m m g w 】p * # 日* r 口 目2 ii m s 網(wǎng)絡架構 鼉 州 南京郵電大學碩士研究生學位論文第二章移動視頻業(yè)務相關分析和研究 2 2 2im s 中的m r f ( 媒體資源功能) 在3 g p p 的i m s 架構里，媒體服務器被定義為m r f | 2 6 1 ( m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o n ，媒 體資源功能) ，并進一步細分為m r f c ( 媒體資源控制器) 和m r f p ( 媒體資源處理器) 。 媒體資源控制器負責與s - c s c f ( 呼叫會話控制服務器) 交互，接收來自應用層業(yè)務對媒 體處理的控制需求，他們之間的接口定義為m r 。媒體資源控制器把收到的媒體處理控制需 求進行處理，通過m p 接口調(diào)用媒體資源處理器進行媒體流的處理。m p 現(xiàn)在使 h 2 4 8 m e g a c o 協(xié)議。媒體資源處理器對外的m b 接1 2 1 就是媒體流( r t p 流) 。簡單網(wǎng)絡 結構如下圖所示： 1 5 ；r 2 2 3im s 業(yè)務提供方式 m p 圖2 - 2 m r f 網(wǎng)絡結構 i m s 提供的連在c s c f 上的三種業(yè)務平臺，分別針對不同種類的業(yè)務提出的。 圖2 - 3i m s 服務提供模型 1 、基于s i p 的業(yè)務應用 s i p 是由i e t f 提出的i p 電話信令協(xié)議。主要目的是為了解決i p 網(wǎng)中的信令控制，以 9 南京郵電大學碩士研究生學位論文第二章移動視頻業(yè)務相關分析和研究 及與軟交換節(jié)點的通信，從而構成下一代的增值業(yè)務平臺，對電信、銀行、金融等行業(yè)提 供更好的增值業(yè)務。在i m s 業(yè)務體系中，s - c s c f 相當于是軟交換的呼叫控制平臺，i m s 基于s i p 的業(yè)務平臺是通過專用的s i pa s 實現(xiàn)的，可以實現(xiàn)i m ( 即時通信) 、點擊呼叫、 w e b 8 0 0 、用戶在線狀態(tài)業(yè)務、會議電話、數(shù)字傳真、多媒體消息、v o d 、彩鈴、彩名、 可視電話等豐富的實時和非實時的多媒體業(yè)務。 2 、基于o s a ( o p e n s e r v i c ea r c h i t e c t u r e ，開放業(yè)務系統(tǒng)) 的業(yè)務應用 i m s 支持p a r l a y o s a 標準業(yè)務接口，不僅可以完美地實現(xiàn)傳統(tǒng)的基本電信業(yè)務， 如：呼叫前轉、呼叫等待、多方通話、主叫顯示、主叫顯示限制、呼叫限制等，而且可以 為第三方業(yè)務供應商提供標準接口，提高運營商提供新業(yè)務的能力。 3 、基于c a m e l 的業(yè)務應用 c a m e l ( c u s t o m i s e da p p l i c a t i o n sf o rm o b i l en e t w o r ke n h a n c e dl o g i c ，移動網(wǎng)絡增強 邏輯的客戶化應用) 2 7 】【2 8 】業(yè)務是一種網(wǎng)絡特性而不是補充業(yè)務，它采用智能網(wǎng)的原理，通 過增加智能網(wǎng)的功能模塊，即使當用戶漫游出歸屬p l m n ( p u b l i cl a n dm o b i l en e t w o r k ， 公眾陸地移動電話網(wǎng)) ，網(wǎng)絡運營商也可以為用戶提供運營商特定的業(yè)務。為保護運營商 已有的投資，i m s 提供了對傳統(tǒng)的智能網(wǎng)絡的接口，可以通過s i p i n a p c a m e l 側接口 接入s c p ( s e r v i c ec o n t r o lp o i n t ，業(yè)務控制點業(yè)務控制點) ，支持傳統(tǒng)的智能業(yè)務，如預付 費、虛擬專網(wǎng)、卡類業(yè)務等，目前移動網(wǎng)絡中應用的預付費業(yè)務、v p n 等業(yè)務都是采用這 種方式實現(xiàn)的，從而實現(xiàn)了對已有智能業(yè)務的完美繼承。 三種業(yè)務平臺有利于快速推出各種層次的融合業(yè)務，最大程度地靈活支撐運營商未來 網(wǎng)絡的綜合運營和業(yè)務推廣，但三種業(yè)務平臺在對業(yè)務的提供上各有特點2 9 】：( 1 ) c a m e l 業(yè)務環(huán)境為使i m s 用戶仍繼續(xù)享用傳統(tǒng)智能網(wǎng)業(yè)務帶來的便利，i m s 通過c a p i n a p 協(xié) 議接入現(xiàn)有的c a m e l i n 業(yè)務，但無法為i m s 用戶提供更多的增值業(yè)務，且不支持對第三 方業(yè)務開發(fā)；( 2 ) s i p 會話控制機制為s i pa s 和c s c f 提供了對等的多次交互機制，具有 可靈活觸發(fā)、靈活嵌套的融合業(yè)務提供能力。但s i p 存在著業(yè)務平臺不夠開放的問題，難 以快速引入第三方s p ( s e r v i c ep r o v i d e r ，服務提供商) 或c p ( c o n t e n tp r o v i d e r 內(nèi)容提供 商) 開發(fā)的業(yè)務：( 3 ) p a r l a y o s a 是一種通用的技術標準，通過對底層網(wǎng)絡的抽象，定義 出一系列的a p i ，屏蔽了底層網(wǎng)絡細節(jié)，方便了第三方業(yè)務的快速引入和部署。同時，其 體系結構通用性較好，還可引入p a r l a yx 標準來擴展p a r l a y o s a 標準，提供一個更高抽 象層次的基于w e b 服務器的技術，快速適應底層網(wǎng)絡的變化，滿足靈活多變的業(yè)務提供需 求。 1 0 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第二章移動視頻業(yè)務相關分析和研究 2 2 4im s 對視頻業(yè)務的支持 i m s 網(wǎng)絡的q o s 為視頻會話和媒體傳輸提供了質(zhì)量保證；用戶認證機制對進入i m s 網(wǎng)絡的用戶進行身份驗證，保證了視頻業(yè)務的安全性；i m s 的業(yè)務觸發(fā)和收費機制，減輕 了業(yè)務開發(fā)負擔；i m s 統(tǒng)一的業(yè)務平臺豐富了視頻業(yè)務的終端類型，兼容s i p 協(xié)議的移動 電話和計算機均可以享受基于i m s 的視頻業(yè)務；i m s 網(wǎng)絡的媒體資源功能( m r f ) 為視頻 業(yè)務提供了集中高效的媒體處理能力?？傊琲 m s 為移動視頻業(yè)務及其他業(yè)務應用提供了 完善的網(wǎng)絡平臺，目前可以展望到的業(yè)務包括電話業(yè)務、多媒體電話會議、多媒體視頻通 信、統(tǒng)一消息、白板及應用共享業(yè)務等。很多標準化組織也參與i m s 的完善發(fā)展。i e t f i j u j ( i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ，互聯(lián)網(wǎng)工程工作小組) 為i m s 提供了s i p 、s d p 3 1 l 等協(xié) 議，并啟動了i m s 相關的工作。i t u ( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n ，國際電信聯(lián) 盟) 為i m s 提供了h 2 4 8 、q 1 9 1 2 、s i p 等協(xié)議。o m a ( o p e nm o b i l ea l l i a n c e ，開放移動聯(lián) 盟) 定義了i m s 架構下的業(yè)務，例如及時消息、移動對講服務( p p t ) 等。e t s i ( e u r o p e a n t e l e c o m m u n i c a t i o n ss d a n d a r d si n s t i t u t e ，歐洲電信標準協(xié)會) 同意在其下一代網(wǎng)絡計劃中