基于流媒體技術(shù)的無線通信網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸

肖奇飛

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

【關(guān)鍵詞】流媒體無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸

數(shù)字視頻與圖像編碼技術(shù)在理論與工程方面都獲得了很大的成果。無線通信技術(shù)在20世紀(jì)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(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式成為了研究的重點(diǎn)。無線多媒體通信由于其通信環(huán)境復(fù)雜與頻譜資源有限，實(shí)時(shí)視頻流技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要克服種種影響，例如視頻數(shù)據(jù)量大、多徑衰落、多址接收等。

一、流媒體技術(shù)

從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來的多媒體應(yīng)用技術(shù)就是流媒體技術(shù)，這種技術(shù)主要的特點(diǎn)就是以流的形式進(jìn)行多媒體的傳輸。流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了通過流式傳播技術(shù)實(shí)現(xiàn)多媒體文件的網(wǎng)上傳輸，而且用戶終端能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)播報(bào)。流媒體技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了音視頻與多媒體內(nèi)容的實(shí)時(shí)播放與交互性點(diǎn)播，而且能夠一邊下載一邊播放。

流媒體系統(tǒng)中包括轉(zhuǎn)檔轉(zhuǎn)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(tái)中包括媒體服務(wù)器軟件平臺(tái)與媒體服務(wù)器硬件平臺(tái)。視頻服務(wù)器的結(jié)構(gòu)包括通用主機(jī)方法、緊耦合多處理機(jī)、調(diào)諧視頻服務(wù)器三種，媒體服務(wù)器軟件平臺(tái)包括任務(wù)服務(wù)、流服務(wù)、內(nèi)容服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)、視頻泵、媒體網(wǎng)絡(luò)、文件上傳、文件下載、RTSP服務(wù)等。由于無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力與無線終端的接受能力，在無線通信網(wǎng)絡(luò)中利用流媒體技術(shù)進(jìn)行音視頻多媒體信號(hào)的傳輸成為了比較理想的方式。

二、無線網(wǎng)絡(luò)視頻編碼

未來3G與4G移動(dòng)系統(tǒng)中，移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)視頻傳輸將是其重要的應(yīng)用。由于無線頻譜資源有限、通信環(huán)境復(fù)雜、誤碼率高，因此對(duì)無線視頻編碼提出了比較高的要求。3G與4G移動(dòng)設(shè)備中對(duì)編碼器有著一定的要求：壓縮效率高、支持功率低、低存儲(chǔ)、低復(fù)雜度解碼、恢復(fù)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(duì)圖像進(jìn)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(chǔ)對(duì)無線視頻流進(jìn)行編碼，通過分級(jí)編碼與逐級(jí)加密的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了無線視頻流的分級(jí)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(gè)圖相片VOP;第二，對(duì)視頻對(duì)象層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分級(jí)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(jí)編碼數(shù)據(jù)，重建原始圖像序列信息;第四，封裝數(shù)據(jù)，進(jìn)行視頻編碼加密，防止其在未授權(quán)的情況下被非法接收。

此外，還可以采用H.26L協(xié)議對(duì)視頻進(jìn)行編碼。通過無線網(wǎng)絡(luò)視頻編碼提供網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性更強(qiáng)的視頻格式，更加適應(yīng)Internet與3G、4G無線網(wǎng)絡(luò)的視頻格式。

三、無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸

視頻信號(hào)經(jīng)過壓縮編碼之后，一方面要符合無線通信網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，另一方面要符合流媒體技術(shù)的特點(diǎn)。

無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸?shù)倪^程為：壓縮編碼器對(duì)視頻流機(jī)械壓縮編碼、數(shù)據(jù)包加密，將其轉(zhuǎn)變?yōu)樯漕l信號(hào)發(fā)送到無線網(wǎng)絡(luò)中。用戶終端在接收到射頻信號(hào)之后，第一步要進(jìn)行濾波與去噪等初步處理，第二步要進(jìn)行解密，第三步將解密后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇獯a器中恢復(fù)為視頻信號(hào)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(shù)是整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸過程中最為關(guān)鍵的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中視頻流實(shí)時(shí)傳輸，成為了用戶終端視頻服務(wù)的技術(shù)保障。在流媒體技術(shù)中，無線網(wǎng)絡(luò)多媒體實(shí)時(shí)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)采用的是RTP協(xié)議，這種輕型傳輸協(xié)議具有以下特點(diǎn)：第一，這種輕型傳輸協(xié)議與應(yīng)用結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn);第二，協(xié)議只能夠提供完成實(shí)時(shí)傳輸?shù)膮f(xié)議;第三，RTP協(xié)議具有獨(dú)立性，與其他下層協(xié)議無關(guān);第四，該協(xié)議既能夠支持單播應(yīng)用，又能夠支持組播應(yīng)用;第五，協(xié)議支持?jǐn)?shù)據(jù)加密與身份驗(yàn)證功能，加強(qiáng)了無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸?shù)陌踩浴?/p>

四、總結(jié)

無線通信網(wǎng)絡(luò)中的視頻傳輸服務(wù)還存在著很多問題，例如網(wǎng)絡(luò)中較為嚴(yán)重的數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象。通過何種措施來降低數(shù)據(jù)包的丟失率，提高數(shù)據(jù)包的安全性是當(dāng)前研究的重點(diǎn)問題。此外，網(wǎng)絡(luò)寬帶的進(jìn)一步提高、移動(dòng)終端的技術(shù)更新等獎(jiǎng)更加適合無線通信網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸。隨著第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是普及與第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的完善、各種移動(dòng)多媒體義務(wù)的開展，基于流媒體技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸技術(shù)獎(jiǎng)迎來更大的發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)[1]鄧秀軍，劉靜，張琳，徐俊.基于流媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻用戶自制傳播模式分析叨.現(xiàn)代傳播（中國(guó)傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)），2011，10：107-112[2]楊強(qiáng)，吳學(xué)智，袁耿，基于流媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].艦船電子工程，2010，01： 91 -93+198[3]擺云.基于Android開放平臺(tái)和無線通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)音視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].蘭州大學(xué)，2012