移动流媒体技术及其应用

hualong0923

移动流媒体技术及其应用
  



HUAWEI技术有限企业业务与App市场部　聂家琴





　　 一、概述


　　流媒体最先出现在固定互联网络中，目前在网络上传输音／视频等多媒体信息主要有下载和流式传输两种方案。由于文件较大，需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法时延也很大。流式传输时，声音、影像或动画等是边下载边播放。当声音等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点。



　　无线网络中流媒体业务主要是面向cdma2000和GPRS、UMTS等提供较高分组带宽（100kbit/s以上）的无线网络，根据流媒体源的不同，可分为视频业务和音频业务。目前基于有线的VOD、AOD等业务，受到用户的广泛欢迎。在无线网络上，随着空中接口的带宽增加，为流媒体的业务提供了良好的物理基础，结合无线应用的不受时间、地点限制的业务灵活性，移动流媒体业务将会更加丰富和具有吸引力。基于流媒体典型的业务应用，比如国际足联世界杯精彩进球片段回放，移动商务中股指、期指回放，影片精彩片断欣赏，流行音乐欣赏等丰富的节目。另外，通过视频卡进行视频、音频源的采集，可以完成节目的直播，电视、CD等节目源的实时播放。



　　移动流媒体业务的功能是给移动用户提供在线的不间断的声音、影像或动画等多媒体播放，而无须用户事先下载到本地，流媒体业务支撑多种媒体格式如Mov、MPEG-4、MP3、Wav、Avi、Au、Flash等，可以播放音频、视频以及混合媒体格式。



　　移动流媒体可以提供视频点播/视频直播、音频点播/音频直播，内容可以是电视节目、录像、娱乐信息、体育频道、音乐欣赏、资讯、动画等。



二、移动流媒体主要技术特征



　　流媒体实现的关键技术就是流式传输。



　　流式传输定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体（如视频、音频）的技术总称。流式传输又分为顺序流式传输和实时流式传输。顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给定时刻用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分，顺序流式传输不像实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频，如讲座、演说与演示。它也不支撑现场广播，严格说来，它是一种点播技术。



　　实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接匹配，使媒体可被实时观看到。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，也支撑随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。理论上，实时流一经播放就可不停止，但实际上，可能发生周期暂停。



　　在流式传输中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V（Audio/Vedio）Server建立联系，是为了能够把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。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器，其基本原理如图1所示。



　　此外，3GPP对UMTS中视频媒体编解码技术的规范是ITU-T H.263 profile 0 level 10。这是PSS必须使用的视频解码器。此外，PSS还应该支撑H.263 Profile 3 Level 10 解码器和MPEG-4 Visual Simple Profile Level 0解码器，以上两个视频解码器在实现时是可选的。最近提出的H.264标准引起了广泛的兴趣，3GPP PSS R6中也在积极考虑将其纳入规范覆盖范围中。



三、HUAWEI移动流媒体业务解决方案



1. 体系结构



　　图2是HUAWEI流媒体业务解决方案示意图。图请参见《中国多媒体视讯》第12期



2. 系统功能描述



（1）Stream Media Server，流媒体服务器



　　Stream Media Server模块是infoXTM-OpenStream的核心部分，主要进行流式媒体的编解码，连接管理，优先级调度，会话管理等。其通过实时传输会话管理协议，接收CP/SP的视频、音频源，实现数据压缩，并实时传输媒体格式，与GGSN/PDSN组网，进行视频、音频源的传递。系统具有高性能的处理能力。



（2）Presentation Server，标示服务器



　　用户浏览内容的入口和导航功能，用户个性化设置，QoS设置等，业务推荐和排行功能，业务预览和查询界面功能；提供终端适配功能，为不同类型的终端提供不同的业务界面和业务集合。



（3）Content Storage，内容存储服务器



　　应用发布存储和管理模块，为已编辑好的视频、音频剪辑提供存储，并支撑大容量并发用户的视频、音频处理。



（4）DRM Manager，数字版权管理模块



　　用户DRM管理模块，负责包装内容和生成应用License，限制终端内容的转发，多次播放等。



（5）Service Publisher，业务发布



　　业务发布窗口，是面向CSP的业务发布门户。



（6）SP代理



　　SP代理实现SP流媒体节目源的实时传输，并支撑向SP实时发送流媒体内容计费信息，以便于SP和运营商结算。



3. 系统特点



（1）视频、音频、动画、静止画面一体化移动多媒体平台；



（2）符合MPEG-4技术标准；



（3）可变动态速率控制范围：9.6～384 kbit/s；



（4）编码一次即可适用多重带宽；



（5）支撑电路交换和分组交换网络；



（6）媒体流方式和下载方式并存；



（7）强大的纠错技术——针对移动环境特别优化 (10-3 BER)；



（8）支撑多种移动网络，CDMA，GPRS，CDMA 1x，WCDMA等。



四、移动流媒体的主要应用



（1）Mobile Music、MP3



　　这项业务要求3G手机具备MP3功能，运营商联合唱片企业每星期发布Pop Music排行榜，用户在试听歌曲片段之后，可通过小额支付下载到手机中，相当于运营商开唱片店。



（2）Mobile TV



　　用户通过3G手机收看电视节目，以简便操作获取娱乐感受，这相当于运营商开电视台。为了保证较好的收看效果，带宽必须保证在100kbit/s左右。考虑到空中带宽的有限性和用户的巨大数量，运营商可采用广播方式，而不要采用VOD方式。电视节目可精选为资讯、卡通、搞笑短片、MTV、经典片断、影片预告片、TV节目预告、精彩片断，以满足大部分用户的需求，同时保证方案的低成本。



（3）Information on demand



　　资讯、体育、时尚消费资讯、偶像资讯，花边资讯。



（4）Live直播



　　各种体育赛事、演唱会、会议等大型事件的直播。此外，也可以用在交通、家庭等需要监控的场所。



（5）视频广告



　　多种媒体（视频、图像、文字）组成的商品广告、影片广告、旅游广告等。



（6）视频短片



　　搞笑短片、旅游景点先容、广告宣传、企业形象宣传等。



（7）各种融合业务形态



　　流媒体和MMS的融合，将一些视频片断通过MMS在用户之间转发；流媒体和位置业务的融合，将路况信息、道路指引通过流媒体的形式展示给用户等等。