南京寧眾人力資源咨詢服務(wù)有限公司 許穎紅 范青龍

自進(jìn)入21 世紀(jì)以來，視頻傳輸已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中，逐漸成為多媒體信息傳輸?shù)暮诵摹ｋS著移動通信朝著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境深入發(fā)展，各種形式的無線應(yīng)用使得人們的生活與工作更加豐富多彩?；诖?，本文闡述了視頻傳輸技術(shù)的應(yīng)用模式、移動流媒體技術(shù)的含義、移動流媒體業(yè)務(wù)與制約因素，分析了移動視頻傳輸現(xiàn)狀與解決辦法，旨在促使移動流媒體技術(shù)可以在視頻傳輸中能夠得到更加廣泛地應(yīng)用。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)與移動通信技術(shù)發(fā)展到一定程度后，移動流媒體技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，它是將眾多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合在一起后而產(chǎn)生的一種新技術(shù)。在對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸過程中，移動流媒體技術(shù)主要通過“流”的形式進(jìn)行傳輸，首先將影像與聲音進(jìn)行壓縮處理，然后再利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，當(dāng)客戶端播放緩存區(qū)已獲得的信息時(shí)，剩余部分將被多媒體視頻源源不斷地由服務(wù)器傳輸至客戶端。

1 視頻傳輸技術(shù)的應(yīng)用模式

1.1 點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸模式

雖然視頻傳輸模式比較多，但是最為簡單的是點(diǎn)到點(diǎn)傳輸模式，所謂點(diǎn)到點(diǎn)，也就是所說的單播，其主要分為單向傳輸與雙向傳輸兩種方式，被廣泛應(yīng)用于視頻文件傳輸之中，同時(shí)，也可以應(yīng)用于音頻傳輸之中[1]。作為一種單向的視頻傳輸形式，視頻點(diǎn)播通常是一個(gè)視頻文件為一個(gè)用戶提供單獨(dú)性服務(wù)。而雙向傳輸方式指的是通過兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行傳輸。如：我們?nèi)粘９ぷ魃钪谐Ｒ姷木W(wǎng)絡(luò)電話就屬于雙向傳輸，這種傳輸方式對網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗比較多，減少了網(wǎng)絡(luò)中能夠被加以利用的資源，不利于提升網(wǎng)絡(luò)使用率。

1.2 單點(diǎn)對無限點(diǎn)的多點(diǎn)傳輸模式

這種模式是一種廣播的方式，指的是服務(wù)器可以不通過選擇將視頻傳送給與其由關(guān)聯(lián)的任何節(jié)點(diǎn)，這種傳輸方式不需要對視頻傳輸路由加以控制，并且任何一個(gè)接收者都能夠收到視頻，但是其也存在著容易導(dǎo)致流量泛濫以及無法提供個(gè)性化服務(wù)等缺點(diǎn)。

1.3 單點(diǎn)對預(yù)先選定的多點(diǎn)傳輸模式

這是一種多播的形式，該形式只是將視頻發(fā)送至有視頻服務(wù)需求的用戶手中，這種傳輸方式有利于節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，但是需要滿足以下條件方可進(jìn)行：組成員登記操作、建立與維護(hù)機(jī)制以及較為完善的視頻多播路由選擇[2]。

1.4 多點(diǎn)對多點(diǎn)的傳輸模式

這種傳輸模式是一種會議的形式，主要廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)會議之中。所謂網(wǎng)絡(luò)會議指的是兩個(gè)或者兩個(gè)以上的人或者群體，在不同地方應(yīng)用傳輸線路與多媒體設(shè)備，互相傳輸聲音、影像以及文字資料等，從而可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)溝通交流的目的。這種傳輸模式是將通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及多媒體技術(shù)融合在一起的遠(yuǎn)程異地通信形式。在應(yīng)用該傳輸模式過程中，網(wǎng)絡(luò)會議系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)平臺為基礎(chǔ)，通過實(shí)時(shí)的聲音、視頻以及其他多媒體技術(shù)手段，促使人們遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)傳輸視頻和音頻信息、開展協(xié)同工作的一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。同時(shí)，通過多媒體技術(shù)手段，用戶在運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)會議系統(tǒng)過程中，還可以用其開展共享數(shù)據(jù)、共享應(yīng)用程序等各種信息的處理工作，從而打造出以一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)多人共享的工作空間。在這一傳播網(wǎng)絡(luò)中的任何一方都可以發(fā)送和接受來自對方傳輸?shù)囊曨l。

2 移動流媒體技術(shù)的含義

所謂移動流媒體技術(shù)，顧名思義即指在網(wǎng)絡(luò)上，通過流式傳輸?shù)男问竭M(jìn)行傳輸?shù)囊环N媒體格式。這種傳輸方式在播放前只需要開始部分內(nèi)容存置于內(nèi)存之中，在計(jì)算機(jī)中緩存數(shù)據(jù)包并正確輸出媒體數(shù)據(jù)，不需要在播放前對整個(gè)文件進(jìn)行下載，并且移動流媒體的數(shù)據(jù)流可以不受時(shí)間和空間限制，隨時(shí)進(jìn)行傳輸與播放。近些年來，以寬帶有線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的流媒體技術(shù)迅速崛起，以移動通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的流媒體技術(shù)也不斷發(fā)展成熟[3]。在同固定互聯(lián)網(wǎng)上的流媒體業(yè)務(wù)比較可以得知，移動流媒體主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）是終端，該項(xiàng)技術(shù)在獲取流媒體服務(wù)過程中，主要通過手機(jī)以及其他個(gè)人移動終端而進(jìn)行；（2）是網(wǎng)絡(luò)，該項(xiàng)技術(shù)在接入移動通信網(wǎng)后，開展流媒體獲取服務(wù)；（3）是應(yīng)用，在移動通信網(wǎng)覆蓋的所有范圍內(nèi)，移動流媒體技術(shù)能夠不受限制地獲取流媒體服務(wù)。

3 移動流媒體主要技術(shù)

3.1 具有高容錯性

相對于有線信道來說，移動通信采用的無線傳輸信道環(huán)境比較復(fù)雜，在基站、終端位置、方向的不斷變化中，誤碼率也將發(fā)生很大變化。由于壓縮的視頻流對于誤碼極為敏感，即便是很低的誤碼率，對于終端所回放的圖像質(zhì)量也將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，要想有效減低誤碼率，應(yīng)不斷提升信源和信道編碼的容錯能力，進(jìn)一步強(qiáng)化信源編碼算法的容錯性，在傳輸過程中，通過應(yīng)用高效的信道編碼方式與接收檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻傳輸。除此之外，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)讓?、底層移動通信系統(tǒng)在開展流媒體業(yè)務(wù)過程中，也可以不斷提升流媒體傳輸?shù)目拐`碼能力。

3.2 采用H.264 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)

眾所周知，無線信道具有多徑性與衰落性特征，其與帶寬所具有的有限性，對于算法提出了應(yīng)具有較高壓壓縮比的要求，并且還要求壓縮與解壓縮預(yù)算復(fù)雜程度不應(yīng)過高。現(xiàn)階段，流媒體技術(shù)主要通過MPEG-4 與H.264 等協(xié)議開展壓縮編碼，在多種協(xié)議之中，H.264 是最具優(yōu)勢 的 視 頻 壓 縮 標(biāo) 準(zhǔn)。H.264 由ITU-T 與IS/IEC 組 成的JVT 共同開發(fā)的最新國際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，可以予以較強(qiáng)的差錯隱消技術(shù)支持，支持低延時(shí)編/解碼技術(shù)[4]。H.264 可以將每一個(gè)視頻幀分離由像素組成的塊，通過空間冗余法，將視頻幀的部分原始塊進(jìn)行空間預(yù)測、轉(zhuǎn)換以及優(yōu)化與可變長編碼，利用剩余空間冗余技術(shù)手段，將視頻幀殘留塊加以編碼。由于H.264 擁有一定的容錯能力與低處理時(shí)延，因此，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定情況下，H.264 可以為解決丟包等錯誤提供相應(yīng)工具。同時(shí)，由于H.264 具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性，因此其又提供了網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)層，有利于H.264 的文件在不同網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳播。

3.3 技術(shù)傳輸協(xié)議

3.3.1 RTP 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議

該項(xiàng)協(xié)議是指在Internet 上圍繞多媒體數(shù)據(jù)流而展開的一種傳輸協(xié)議，其可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間信息與實(shí)現(xiàn)流同步。RTP 以數(shù)據(jù)包格式為主要核心內(nèi)容，其在包頭中對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定義，對于負(fù)載并未限制大小。RTP 一般采用UDP 來開展數(shù)據(jù)傳送，同時(shí)也能夠在TCP 或者ATM 協(xié)議上開展工作。在應(yīng)用程序進(jìn)行一個(gè)RTP 會話時(shí)，通常會使用兩個(gè)端口，這兩個(gè)端口分別給RTP 與RTCP 進(jìn)行使用。對于RTP 來說，其無法為按照一定的順序進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳送工作，提供一個(gè)比較可靠的傳送機(jī)制，并且也無法進(jìn)行流量控制以及擁塞控制服務(wù)，由此可見，要想完成這些服務(wù)，需要依靠RTCP[5]。

3.3.2 RSVP 實(shí)時(shí)流協(xié)議

所謂實(shí)時(shí)流協(xié)議，主要是指由Real Networks 與Netscape 一起提出來的一種協(xié)議，該協(xié)議對于如何通過IP 網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用一對多應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的傳送進(jìn)行了定義。從體系結(jié)構(gòu)層面來說，RTP 與RTCP 要位于RTSP 之上，通過運(yùn)用RTP 與RTCP 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。在與HTTP 比較中可以獲知，RTSP 一般對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，并不是HTML。在使用RTSP 過程中，客戶機(jī)與服務(wù)器都可以發(fā)出請求，但是HTTP 確實(shí)通過客戶機(jī)來發(fā)出請求，再由服務(wù)器對其進(jìn)行響應(yīng)。

3.3.3 RSVP 資源預(yù)訂協(xié)議

從網(wǎng)絡(luò)延時(shí)方面來看，音視頻數(shù)據(jù)流要比數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更加敏感，而如何通過網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量較高的音視頻信息，不僅是帶寬所提出的要求，同時(shí)還需要具備其他條件。RSVP 正處于開發(fā)中，是一種Internet 資源預(yù)訂協(xié)議，它通過預(yù)留出一些帶寬，在某種程度上能夠?yàn)榱髅襟w提供QoS。

3.3.4 SDP 會話描述協(xié)議

SDP 是一種能夠進(jìn)行會話描述的協(xié)議，這種會話描述協(xié)議并非傳輸協(xié)議，更不存在于媒體的編解碼內(nèi)。它是在可以在不同傳輸協(xié)議之間，提供消息傳遞服務(wù)的一種通知協(xié)議，其以處理多媒體會話通知以及邀請與媒體會話的其他初始化工作為主要目的。

4 移動流媒體業(yè)務(wù)與制約因素

移動流媒體技術(shù)業(yè)務(wù)主要分為業(yè)務(wù)提供與業(yè)務(wù)使用兩個(gè)主要部分。其中業(yè)務(wù)提供指的是對于不同類型與標(biāo)準(zhǔn)的移動流媒體格式文件，移動流媒體業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以進(jìn)行處理工作，能夠滿足不同用戶的不同需求，并為其提供個(gè)性化的點(diǎn)播、直播與廣播服務(wù)。所謂業(yè)務(wù)使用主要需要從內(nèi)容發(fā)現(xiàn)與業(yè)務(wù)使用這兩方面內(nèi)容的基本過程來分析。其中內(nèi)容發(fā)現(xiàn)用戶使用的可以為移動流媒體業(yè)務(wù)提供支持的手機(jī)以及其他移動終端，能夠訪問移動流媒體業(yè)務(wù)門戶網(wǎng)站，在充分發(fā)揮自身的瀏覽頁面、進(jìn)行分類查找以及直接搜索等功能后，最終發(fā)現(xiàn)移動流媒體內(nèi)容的一個(gè)完整過程。而業(yè)務(wù)使用則指用戶在搜索到移動流媒體內(nèi)容后深入應(yīng)用移動流媒體義務(wù)的過程，主要包括在線播放、下載與播放移動流媒體內(nèi)容與收看實(shí)時(shí)移動流媒體廣播服務(wù)等。

眾所周知，移動流媒體業(yè)務(wù)正處于起步階段，當(dāng)前在技術(shù)與運(yùn)營方面存在一些亟待解決的問題。用戶終端由于受到帶寬、時(shí)延、抖動與誤碼率等的限制，不利于提升移動流媒體業(yè)務(wù)水平，導(dǎo)致發(fā)展用戶比較困難。從移動流媒體業(yè)務(wù)未來發(fā)展情況來看，不同運(yùn)營商之間互通困難是其高速發(fā)展的主要障礙。從終端的角度來看，手機(jī)終端在提供移動流媒體服務(wù)過程中，既需要語音芯片，又需要可以對視頻進(jìn)行處理的芯片，而要想提升手機(jī)視頻的普及程度，價(jià)格因素是一個(gè)主要瓶頸。從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)層面來分析，在所有移動流媒體業(yè)務(wù)之中，手機(jī)、電視等流媒體業(yè)務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)寬帶有著更高要求。雖然我國移動運(yùn)營商可以提供以2.5G 為基礎(chǔ)的手機(jī)電視等流媒體業(yè)務(wù)，但是由于受到網(wǎng)絡(luò)帶寬限制，圖像與聲音效果都尚未達(dá)到令人滿意的效果，用戶可以應(yīng)用的流媒體業(yè)務(wù)種類還比較有限。

5 移動視頻傳輸現(xiàn)狀與解決辦法

對于移動網(wǎng)絡(luò)上的視頻服務(wù)來說，其性能主要受到以下幾種因素影響。

（1）受到信道帶寬影響，當(dāng)前的無線網(wǎng)絡(luò)信道帶寬通常都小于64Kbps，而在視頻傳輸過程中，要想保證終端圖像可以清晰、流暢地顯示出來，則每秒12 幀為最低要求。由此可見，在帶寬資源比較有限的情況下，要想有效提升可接受視頻服務(wù)水平，需要從以下兩個(gè)方面開展，一方面是提升編碼效率，加強(qiáng)壓縮比；另一方面則應(yīng)從提升傳輸效率方面著手，通過碼率控制與分組打包算法，不斷提升視頻傳輸吞吐量。

（2）在信道QoS 上，無線信道所具有的特點(diǎn)使得傳輸容易出現(xiàn)誤差，同時(shí)視頻數(shù)據(jù)所具有的高壓縮比對于差錯極為敏感，因此，需要制定出有效的容錯措施來提升視頻圖像質(zhì)量。

（3）從移動視頻服務(wù)性能方面來說，信道編碼機(jī)制、傳輸時(shí)隙數(shù)等對其有著重要影響。然而對于移動終端的時(shí)隙數(shù)目與信道編碼機(jī)制等因素，在很多時(shí)候我們無法做好有效改變，因此，要想不斷提升視頻傳輸質(zhì)量，為用戶提供比較滿意的傳輸服務(wù)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，需要從RTP 打包策略進(jìn)行，有利于更好地解決視頻傳輸中所存在的質(zhì)量問題，并且這種方法也取得了一定的效果。

在傳輸前對壓縮的視頻流進(jìn)行分組具有很多優(yōu)勢：（1）對網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行了有效利用。凈載荷的業(yè)務(wù)類型通常由各個(gè)分組頭中的類型域多種數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)志，因?yàn)榻獍髂軌驈牟煌愋徒嵌瘸霭l(fā)，進(jìn)行快速分組，從而促使多種數(shù)據(jù)流能夠進(jìn)行復(fù)用傳輸，因此，可以有效提升帶寬利用效率，同時(shí)還可以依據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)類型與網(wǎng)絡(luò)狀況來進(jìn)行恰當(dāng)分組，以此實(shí)現(xiàn)傳輸效率的有效提升；（2）提升了視頻對差錯的魯棒性。由于應(yīng)用分組，這就促使誤碼與信息丟失所帶來的影響只是存在于單一分組之中，在隨后進(jìn)行的無差錯分組過程中，視頻解碼器能夠開啟恢復(fù)同步功能；（3）促使編解碼器實(shí)現(xiàn)動態(tài)交互，有效調(diào)整碼率與差錯即指，最終實(shí)現(xiàn)視頻質(zhì)量的有效提升。

對于傳統(tǒng)的RTP 來說，由其分組大小的丟包率所決定，比較容易實(shí)現(xiàn)，但是未能與新的視頻壓縮算法與容錯技術(shù)有效結(jié)合在一起。以視頻內(nèi)容為基礎(chǔ)的分組機(jī)制，是以MPEG-4 為基礎(chǔ)而提出來的，其與MPEG-4 中面向?qū)ο蟮乃枷肟梢杂行诤显谝黄?，這也是未來視頻傳輸與壓縮的研究方向。

6 結(jié)語

總而言之，隨著科技日新月異，技術(shù)不斷進(jìn)步與市場日益成熟，移動流媒體技術(shù)隨著市場需求而不斷進(jìn)行創(chuàng)新，一大批新技術(shù)與新業(yè)務(wù)將紛紛涌現(xiàn)。從用戶實(shí)際需求來分析，未來的移動流媒體市場規(guī)模相當(dāng)可觀，具有一定的商業(yè)潛力。在手機(jī)等移動終端產(chǎn)品功能進(jìn)一步提升的基礎(chǔ)上，移動流媒體技術(shù)將會為人們提供更豐富、更優(yōu)質(zhì)的聲音、視頻體驗(yàn)，簡言之，移動流媒體技術(shù)未來發(fā)展前景極其廣闊。