基于流媒體技術的無線通信網絡視頻傳輸

肖奇飛

【摘要】無線通信技術的發(fā)展使多媒體視頻音頻信號，在無線通信網絡中的傳輸成為了研究的熱點。本文在流媒體技術的基礎之上介紹了視頻信號在無線網絡中的編碼與傳輸，提出了視頻信號在無線通信網絡中的傳輸方案。

【關鍵詞】流媒體無線網絡視頻傳輸

數字視頻與圖像編碼技術在理論與工程方面都獲得了很大的成果。無線通信技術在20世紀90年代中后期得到了快速的普及。無線通信的不斷發(fā)展，使在視頻編碼在無線網絡中的傳輸方式成為了研究的重點。無線多媒體通信由于其通信環(huán)境復雜與頻譜資源有限，實時視頻流技術的實現需要克服種種影響，例如視頻數據量大、多徑衰落、多址接收等。

一、流媒體技術

從互聯(lián)網發(fā)展起來的多媒體應用技術就是流媒體技術，這種技術主要的特點就是以流的形式進行多媒體的傳輸。流媒體技術實現了通過流式傳播技術實現多媒體文件的網上傳輸，而且用戶終端能夠實現實時播報。流媒體技術不僅實現了音視頻與多媒體內容的實時播放與交互性點播，而且能夠一邊下載一邊播放。

流媒體系統(tǒng)中包括轉檔轉碼工具、編碼器、播放器與多媒體制作工具等。完整的流媒體平臺中包括媒體服務器軟件平臺與媒體服務器硬件平臺。視頻服務器的結構包括通用主機方法、緊耦合多處理機、調諧視頻服務器三種，媒體服務器軟件平臺包括任務服務、流服務、內容服務、數據存儲服務、視頻泵、媒體網絡、文件上傳、文件下載、RTSP服務等。由于無線網絡的傳輸能力與無線終端的接受能力，在無線通信網絡中利用流媒體技術進行音視頻多媒體信號的傳輸成為了比較理想的方式。

二、無線網絡視頻編碼

未來3G與4G移動系統(tǒng)中，移動終端實現視頻傳輸將是其重要的應用。由于無線頻譜資源有限、通信環(huán)境復雜、誤碼率高，因此對無線視頻編碼提出了比較高的要求。3G與4G移動設備中對編碼器有著一定的要求：壓縮效率高、支持功率低、低存儲、低復雜度解碼、恢復掉包、支持短期小范圍可變位率信道等。這就要求既要滿足圖片不失真的前提下對圖像進行盡可能的壓縮，又要確保視頻流編碼在無線通信信道中的兼容性、伸縮性與可靠性、安全性。

以MPEG-4為基礎對無線視頻流進行編碼，通過分級編碼與逐級加密的結合實現了無線視頻流的分級性與安全性。無線視頻流編碼流程：第一，將圖像序列的每一幀都分隔成多個圖相片VOP;第二，對視頻對象層的數據結構進行分級編碼，得到高效率、低碼率的視頻流編碼;第三.集成信息頭與分級編碼數據，重建原始圖像序列信息;第四，封裝數據，進行視頻編碼加密，防止其在未授權的情況下被非法接收。

此外，還可以采用H.26L協(xié)議對視頻進行編碼。通過無線網絡視頻編碼提供網絡適應性更強的視頻格式，更加適應Internet與3G、4G無線網絡的視頻格式。

三、無線網絡視頻傳輸

視頻信號經過壓縮編碼之后，一方面要符合無線通信網絡的標準，另一方面要符合流媒體技術的特點。

無線網絡視頻傳輸的過程為：壓縮編碼器對視頻流機械壓縮編碼、數據包加密，將其轉變?yōu)樯漕l信號發(fā)送到無線網絡中。用戶終端在接收到射頻信號之后，第一步要進行濾波與去噪等初步處理，第二步要進行解密，第三步將解密后的數據傳輸到解碼器中恢復為視頻信號編碼，第四步利用流媒體播放軟件重建原始視頻流。

流媒體技術是整個無線網絡視頻傳輸過程中最為關鍵的技術，能夠實現網絡中視頻流實時傳輸，成為了用戶終端視頻服務的技術保障。在流媒體技術中，無線網絡多媒體實時傳輸的實現采用的是RTP協(xié)議，這種輕型傳輸協(xié)議具有以下特點：第一，這種輕型傳輸協(xié)議與應用結合在一起實現;第二，協(xié)議只能夠提供完成實時傳輸的協(xié)議;第三，RTP協(xié)議具有獨立性，與其他下層協(xié)議無關;第四，該協(xié)議既能夠支持單播應用，又能夠支持組播應用;第五，協(xié)議支持數據加密與身份驗證功能，加強了無線網絡視頻傳輸的安全性。

四、總結

無線通信網絡中的視頻傳輸服務還存在著很多問題，例如網絡中較為嚴重的數據包丟失現象。通過何種措施來降低數據包的丟失率，提高數據包的安全性是當前研究的重點問題。此外，網絡寬帶的進一步提高、移動終端的技術更新等獎更加適合無線通信網絡的視頻傳輸。隨著第三代移動通信網絡是普及與第四代移動通信網絡的完善、各種移動多媒體義務的開展，基于流媒體技術的無線網絡視頻傳輸技術獎迎來更大的發(fā)展。

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