面向智能物聯網的多媒體通信關鍵技術研究與應用

黎遠靖

（上海電力大學，上海 200090）

1 通信行業發展歷程

移動通信方面的技術每經過十年就會發生革命跨越。由1G至5G，使技術得到革新，令數據業務由低俗快速發展為高速，使生活方式以及通信存在變遷，且具有顛覆性。在技術方面則完成了由語音至數據、窄帶至寬帶以及模擬至數字的改變；在終端方面則完成了由大哥大至2G按鍵演進為智能手機的變革；在場景方面則實現由打電話至發信息，再到視頻通話以及在線游戲與直播短視頻。移動通信在發展過程中使人們對信息傳遞方面的需求得到極大滿足。同3G抑或是4G網絡相比，5G的速度更快，其覆蓋范圍更廣，并且低時延以及低功耗，可以使語音通信由消費性延伸至場景化以及增強，令萬物互聯可以更快來到，使多媒體通信可以更加智能化以及多態化、泛在化以及超清化[1]。

2 多媒體通信所具有的特點

將5G技術同人工智能物聯網相結合，可以使AIoT產業中的新能量得以釋放[2]。首先，將人機交互所使用的方式進行升級，由于人工智能以及大數據的不斷發展，其交互形式從觸控以及按鍵等方式變成將人工智能助手+多模態方面的感知智能；其次，使新產業形態得到激發，智能化性質的人機交互能夠在智能家居中的聯控以及自動駕駛、智慧辦公以及智慧醫療等場景中的使用，使無障礙通信以及適老化具有堅實基礎。

5G的使用愈發成熟，就會不斷突破以及延展對消費者所傳遞信息的媒介以及場景之間的界限，豐富終端形態。以大帶寬場景為條件，智能電視以及早教機、智能手環以及智能冰箱與智能音箱等都屬于5G中智慧終端，使用戶享受服務以及產品。智能終端的特點有低功耗以及低時延與萬物互聯等內容。通過預估可知，互聯終端會提升十倍至一百倍的數量；巨大通信設備電池，并且具有低功耗特點，就可以延長十倍的使用壽命；可以對超快響應方面的應用提供支持，比如，可以將觸覺互聯網看作為物聯網中的高端發展，端到端時延達到小于一毫秒至五毫秒，同時其可靠性非常高。

不斷提高的消費水平以及技術，使物聯網中的泛在化可以達到進一步擴張，在所有地方以及所有種類的軟件與設備內都會使用通信服務，包括家居以及醫療、工業以及汽車等，用戶能夠通過所有種類的智能終端得到其所需要的信息服務，不受時間以及地點的限制。

移動通信的發展使得新媒體行業提升體驗，其中有可能屬于以后新媒體行業中得基礎業務為超高清視頻。首先，用戶需求逐漸發展為超高清以及沉浸式與大屏視頻通信，其更加重視臨場體驗，并且屬于顛覆式，其感染力更強。其次，5G大帶寬的實時傳送可以達到120幀/s，且屬于超高清視頻，其可靠性非常高，時延性較低，可以使網絡傳輸降低時延，令VR眩暈感得以解決，對4k抑或是8k的超高清視頻以及云游戲與虛擬現實全景直播等發展產生助推力。

3 AIoTel系統

3.1 控制技術

對于多樣性的物聯網終端有機、互通壁壘以及碎片化的操作系統等現象，AIoTel系統將具有全球標準以及統一的電信級別話音通信協議以及接口規范等進行充分使用，同樣使用現階段的通信技術以及協議標準，對將視頻以及音頻作為基礎的SIP展開探索，使其定制的控制協議屬于輕量級，產生全新軟控制方面的技術，且門檻較低。輕量級控制協議能夠遠程控制以及互相交互物聯網中的操作系統與終端品牌，且其成本不高，但是效率比較高，對于各種類型的終端可以達到互聯互通，使控制智能家居的體驗得到提升以及豐富，普及智能家居。

3.2 傳輸技術

將以往多媒體中的傳輸技術作為基礎，AIoTel系統首先提出具有分布式實時的流媒體邊緣調度技術，此技術主要就是戰勝以往媒體傳輸以及播放過程中出現的問題，比如實效性不高以及播放卡頓，使用戶在網絡多媒體中的超清需求得到滿足。

此傳輸技術將現階段存在的硬件設備作為基礎，對虛擬以及抽象的網絡通道展開搭建。第一，就是利用全局視野中存在的拓撲路徑對網絡中的傳輸路徑展開優化；第二，利用邊緣與區域中的服務節點的部署，使設備可以就近接入，使最后一公里中的通信延遲情況有所緩解；第三，利用在邊緣節點對標準化結構進行部署，要快速實現以及使能力加速開放。

此傳輸技術通過公共互聯網中所具有的共享寬帶方面的資源，可以多節點的開展動態質量方面的監控，通過低成本方式展開專線傳輸，達到高清視頻的邊緣交換，使業務更加穩定，能夠實現智慧教育以及親情溝通與遠程醫療等。

3.3 通信方面的服務

通信服務中關鍵技術為多媒體通信抑或是VoIP的研究成果以及前言算法的引進，互聯互通智能指端。AIoTel系統能夠接入我國CM-IMS中的核心網，達到跨域互通以及落地呼叫，主要有建立以及修改與釋放呼叫。為使通信可以更加安全可靠，通信服務也許對智能物聯網中的終端提供具有內部認證的相關機制，也能夠共同對很多物聯網終端開展管理。通信服務具有協議轉換的服務，代理的物聯網終端注冊于CM-IMS上，同時對呼叫以及被叫信令和通話內存在的媒體流展開處理。

4 應用場景

4.1 親情方面

智能通信可以不受以往話音服務中的形式以及通話體驗與交互操作等約束。用戶能夠按照具體需求，在很多種類的物聯網終端內展開無縫切換，使用戶場景化方面的需求得到充分滿足。在用戶通過手機對家中存在的智能終端撥打號碼的過程中，家內的中屏音箱以及大屏電視，還有老人小孩所具備的智能手表都可以收到呼叫。用戶能夠利用電視接聽電話，體驗大屏高清以及沉浸式通話，也能夠利用音箱語音實現交互接聽，使雙手得到解放，令通話的靈活性以及便捷性更高，并且也能夠利用智能終端接聽，比如智能手表等，使溝通更加順暢。

4.2 醫療方面

當今家庭內一般都有老人以及小孩看病困難的現象，通過5G可以實現遠程問診，并且其延時性低，清晰度高同時比較順暢，不受時空約束，真正可以達到在家就能夠有醫療資源。智能終端能夠使用戶獲得對方互動體驗以及視頻通話，用戶利用智能語音方面的交互開展醫生會診，能夠完成掛號以及預約醫生的目的。家人能夠對老人進行遠程陪同，利用視頻電話對醫生遠程問診提供協助，對老人所具有的健康情況進行及時了解，使醫生可以作出更為準確的診斷。

4.3 教育方面

不斷激增的用戶需求以及教育資源的分配不均，還有巨大的升學壓力等改變5G教育形態。智能終端得到廣泛使用同樣使在線教育得到很大發展。現階段，在線教育關鍵就是對于遠程互動以及通過人工智能進行輔助、校園以及虛擬現實方面的教學展開智能管理，將場景細分。在線教育服務屬于5G智慧教育中最后一公里內的重要內容，其通過智慧大屏以及機頂盒等讓用戶享受遠程教學。利用直播互動與智能交互使用戶可以足不出戶就具有課堂教學方面的體驗。

4.4 家居方面

以后的家庭中無法缺少的內容就是智能家居。但是因為現階段產品一般都是通過無線通信開展相關工作，其傳輸種類非常多，協議也存在一定區別，傳輸技術沒有辦法實現兼容，這就會使智能產品變成智能孤品，很難達到鼓舞互動以及數據交互。使網絡通道具有規范性以及穩定性能夠令智能家居提高發展規模與使用體驗，這是重要內容。對行業而言，全屋智能依然屬于布局初期，用戶所產生的消費需求大都將輕套裝以及單品作為主要內容。比如5G時代的全屋智能就是結合智能照明以及安防、影音以及門鎖、窗簾以及家電控制等功能的家居，不但可以達到智能操作單品，也可以將智能單品間存在的界限打破，達到互聯互通的目的。通過And-SIP能夠使品牌以及設備之間存在的界限被打破，并且可以安全防護用戶的個人信息以及安全管理其終端設備，使用戶能夠自由的對家中智能設備進行控制，使生活具有更高的安全性。

5 結束語

綜上所述，通過研究智能物聯網的多媒體通信關鍵技術可以發現，其發展具有智能化以及多態化、泛在化以及超清化特點，并且其關鍵技術有AIoTel系統，包括終端應用架構、控制技術、傳輸技術、通信方面的服務等技術，其同樣也可以應用在親情、醫療、教育以及家居等方面的場景中，降低溝通成本，為生活提供白便利。