第三代移动通信网络中的流媒体业务

　　随着第三代移动通信网络技术的发展，移动终端功能的增强和移动业务应用内容的丰富，各种无线应用将极大地丰富我们的日常工作和生活。移动流媒体业务就是在这种情况下应运而生的一种颇具吸引力的新业务，它是流式传输支持的业务，主要面向UMTS和cdma2000等能提供较高空中接口带宽的无线分组网络。
本文介绍了第三代移动通信网中流媒体业务的基本概念和特点，阐述了移动流媒体业务的系统结构以及协议栈，并介绍了3G试验中移动流媒体业务测试的基本情况，最后探讨了移动流媒体业务的发展前景。

　　一、移动流媒体业务的基本描述

　　移动流媒体技术是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到流媒体服务器上，让移动终端用户能够一边下载一边观看、收听，而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以即时观看的技术。实际上，移动流媒体技术是网络音视频技术和移动通信技术发展到一定阶段的产物，它是融合很多网络技术之后所产生的技术，它涉及到流媒体数据的采集、压缩、存储、传输以及网络通信等多项技术。

　　移动流媒体业务可以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服务。使用支持流媒体业务的终端用户可以方便地从移动网络获取财经信息、新闻和即时体育播报、天气信息等信息服务；也可以进行卡通、音频、视频以及电视节目的精彩片段下载播放和在线播放；还可以完成交通监控和家庭监控，即通过交通监控来实时察看高速公路和主要道路的交通状况，通过家庭监控，实时监视家庭和办公室的情况。

　　移动流媒体业务根据数据内容的播放方式可以分为三种业务类型。

　　1. 流媒体点播

　　内容提供商将预先录制好的多媒体内容编码压缩成相应格式，存放在流媒体内容服务器上并把内容的描述信息以及链接放置在流媒体的门户网站上。最终用户就可以通过访问门户网站，发现感兴趣的内容，有选择地进行播放。

　　2. 流媒体直播

　　流媒体编码服务器将实时信号编码压缩成相应的格式，并经由流媒体服务器分发到用户的终端播放器。根据实时内容信号源的不同，又可以分为电视直播、远程监控等。

　　3. 下载播放

　　用户将流媒体内容下载并存储到本地终端中，然后可以选择在任意时间进行播放。

　　对于下载播放，主要的限制指标是终端的处理能力和终端的存储能力，内容提供商可以制作出较高质量的视音频内容（高带宽、高帧速率），但需要考虑内容的下载时间及终端的存储空间。

　　二、移动流媒体业务的系统结构

　　典型的移动流媒体业务系统结构主要包括：流媒体终端（客户端）、移动通信接入网、移动通信分组核心网、IP网络、流媒体内容服务器、流媒体内容缓冲服务器、直播内容采集服务器、用户终端档案服务器、接入门户、综合业务管理平台、DRM（数字版权管理）服务器等。其中，流媒体内容服务器（包括媒体制作和内容管理）、内容缓冲服务器和直播内容采集服务器是移动流媒体系统的核心功能实体，而用户终端档案服务器、综合业务管理平台（或业务管理服务器）、DRM服务器以及接入门户等作为公共的业务功能实体，构成了流媒体服务器的外围功能实体。

　　内容服务器为移动流媒体业务平台的服务器，是提供移动流媒体业务的核心设备，主要负责移动流媒体内容的保存、编辑、格式转换等，功能还应包含SP/CP和用户的管理等方面。

　　缓冲服务器用于在运营商无法直接提供内容，而需要在用户访问的时候向流媒体内容服务器获取内容并进行缓存。在用户访问并播放远端的流媒体内容时，内容缓冲服务器使得媒体内容更靠近用户，可以平滑IP网络造成的时延抖动。

　　直播内容采集服务器对电视信号或实时监控信号进行编码，将需要传送的内容自动制作编码成符合用户使用要求的流媒体数据流，并转发给流媒体终端。它可与内容服务器合设，也可单独设置。

　　用户终端档案也可以称为用户设备能力数据库，主要用于终端的流媒体业务支持能力协商。

　　DRM服务器（数字版权管理）负责流媒体内容的数字版权管理，可以是移动流媒体业务专用的DRM服务器，也可以作为公共的DRM服务器为其他业务提供数字版权管理的功能。

　　综合业务管理平台负责SP/CP的管理，包括鉴权和认证等。

　　接入门户可实现用户浏览移动流媒体内容的入口和导航功能，可进行用户个性化设置、QoS设置等，并可实现业务推荐和排行、流媒体业务预览和查询界面等功能，还可为不同类型的终端提供不同的业务界面和业务集合。

　　三、移动流媒体业务的实现流程

　　移动流媒体业务允许移动通信网的合法用户通过移动终端以WAP或Web方式登录到流媒体业务平台门户网站上，对流媒体内容进行浏览或搜索并对指定内容进行下载播放或者在线播放，同时生成与之对应的使用记录用作服务计费和数据统计。移动流媒体业务也可以与移动通信网其他业务结合使用，使其他业务新增流媒体功能，比如可以为传统的电话会议增加视频流功能从而实现电视会议广播服务等。

　　移动流媒体业务的实现包括业务提供和业务使用两大部分。

　　业务提供是指流媒体业务系统要处理不同类型、不同标准的流媒体格式文件，向不同需求和不同终端类型用户提供个性化的流媒体点播或直播服务以及流媒体广播服务。

　　业务使用包括内容发现和业务使用两个基本过程。内容发现是指用户使用支持流媒体业务的手机或其他移动终端，访问流媒体业务门户网站，通过页面浏览、分类查找或直接搜索等功能发现流媒体内容的过程；业务使用是指用户发现指定流媒体内容后进一步使用流媒体业务的过程，包括流媒体内容的在线播放、流媒体内容下载播放以及收看实时流媒体广播服务等。

　　四、移动流媒体业务的协议栈

　　1. 实时传输协议（RTP）

　　RTP是针对多媒体数据流的实时传输协议，一般用于一对一或一对多的传输情况下，提供时间信息和实现流同步。RTP通常使用UDP来传送数据，但也可以在TCP或ATM等其他协议之上工作。当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端口：一个给RTP，一个给RTCP。RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠RTCP提供这些服务。通常RTP算法并不作为一个独立的网络层来实现，而是作为应用程序代码的一部分。

　　2. 实时传输控制协议（RTCP）

　　RTCP和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包。RTCP包中含已发送数据包的数量、丢失的数据包数量等统计资料。因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用，能以有效地反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。

　　3. 实时流协议（RTSP）

　　实时流协议RTSP定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据传输。使用RTSP时，客户端和服务器都可以发出请求。4. 会话描述协议（SDP）

　　SDP只是一种用于会话描述的格式（协议），它并不是一个传输协议，也不包含在媒体的编解码之中，而是用于在不同传输协议间传递消息的通知协议，其主要目的是解决多媒体会话通知、邀请和媒体会话的其他初始化工作。

　　五、3G试验中流媒体业务测试情况

　　在2004年信息产业部组织的3G外场试验中，WCDMA系统共有10余款WCDMA终端和3套流媒体业务平台参加了测试，cdma2000系统共有2款cdma2000终端和2套流媒体业务平台参加了测试。从测试结果来看，截止到3G外场试验时，移动流媒体业务终端和平台互相配合已经可以完成基本媒体格式的在线和下载播放，也能完成电视直播和实时监控等业务，即已经可以成功地带给人们真正的实时流媒体信息服务。

　　另外，通过3G试验发现，无论是WCDMA移动流媒体系统，还是cdma2000移动流媒体系统，对流媒体业务中涉及到的多种媒体格式的支持方面有待完善，在终端能力协商以及DRM等方面还需要进一步加强。

　　六、结束语

　　随着3G移动通信技术的逐渐成熟，以及3G网络设备和终端设备的不断完善，移动通信网不仅能够提供传统的话音业务，还能提供高速率的宽带视频业务，支持高质量的话音、分组数据业务以及实时视频传输。由中国信息产业部组织的大规模3G试验验证了3G时代多样化业务应用的可行性，试验结果表明移动流媒体业务是能大大提高用户通信体验的优秀业务之一。

　　移动流媒体业务开创了无线通信与互联网、视频融合的新时代。随着流媒体业务相关技术和标准的进一步发展，流媒体业务相关设备的进一步完善和成熟，移动流媒体业务必将会在世界范围内迅速发展，成为未来无线移动通信业务新的增长点。

----《中国多媒体视讯》

作者：信息产业部电信研究院通信标准研究所　杨红梅