安康学院学年论文﹙设计﹚题目移动流媒体技术及其应用学生姓名刘玲学号 **********所在院(系)电子与信息工程系专业班级 08级电子信息工程指导教师李美丽2010年7月2日移动流媒体技术及其应用作者：刘玲（安康学院电子与信息工程系电子信息工程专业08级一班，陕西安康 725000）指导教师：李美丽【摘要】本文介绍了移动流媒体的基本技术特征，详细阐述了流媒体的相关技术，包括传输流程、系统结构，网络协议等，及其核心技术协议与平台——H.264，还指出了移动流媒体在发展过程中出现的问题，最后对其技术应用进行了展望。
【关键词】移动流媒体；传输协议；流媒体技术；流媒体技术应用Mobile streaming media technology and its applicationAuthor:Liu Lling(Grade2008,Class1,Major :Electronic and information engineering，Electronic and information engineering Dept，Ankang University，Ankang 725000，Shaanxi）Directed by Li MeiliAbstract：This article first briefly introduces the character of streaming media and related technology ,include the transport flow, system structure, network protocol, etc, and its core technology agreement and the platform - H.264, also pointed out the problems exist in the development process of mobile streaming media, finally, the article discusses the technical application .Keywords: mobile streaming the protocol of media transfer streaming media technology the application of streaming media technology0 引言在手机增值业务市场,开展过许多丰富的业务,如短信、彩信等。
这些业务有了交互,开展的也不错,但它们传输的主要是静态的图像和文字内容。
随着2.5G、3G等下一代高速移动通信技术以及无线局域网的飞速发展和逐渐成熟,以及手机、PDA等移动终端的不断完善,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。
这样就很自然地加强了多媒体应用的需求。
随着手机增值业务的不断发展,视音频流媒体业务将会成为一个热点,通过手机实现视频点播、收看视频节目将成为最能吸引用户的业务[4]。
目前国内已经成熟的2.5G移动通信网络,在实际的应用中, GSM和CDMA网络的带宽已达到几十kb/ s ,对于经历了拨号上网的流媒体来说,在速率上已经足够,而且随着3G时代的来临,提供几百kb/ s的带宽更是不成问题。
并且,移动网络是可控的网络,盗版不容易获取,运营商可以很容易地从用户收到费用。
移动流媒体摆脱了有线的限制,用户可以随时随地、随心所欲地获取服务。
1 概述流媒体(Streaming Media)是一种在网络上实时顺序地传输和播放视/音频等多媒体内容的连续时基数据流，流媒体技术包括流媒体数据采集、视/音频编解码、存储、传输、播放等领域。
流媒体其实是一种多媒体文件，在网络上传输的过程中应用了流技术。
流式传输则把多媒体信息通过服务器向用户实时地提供,不必等到整个文件全部下载完毕,而只需经过几秒或几十秒的启动时延即可播放,之后，客户端边接收数据边播放。
与下载方式相比, 流式传输具有显著的优点：一方面大大地缩短了启动延时,同时也降低了对缓存容量的需求；另一方面，又可以实现现场直播形式的实时数据传输，这是下载等方式无法实现的。
移动流媒体技术是网络音视频技术和移动通讯技术发展到一定阶段的产物[1]。
1.1流媒体的传输方式实现流式传输主要有两种方法：实时流式传输（Real time Streaming)和顺序流式传输(Progressive Streaming）。
具体如下：实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接带宽匹配，使媒体可被实时看到。
实时流与HTTP流式传输不同，它需要专用的流媒体服务器与传输协议。
实时流式传输特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。
顺序流式传输只适合于传输高质量的短片断，如片头、片尾和广告，而不适合长片段和有随机访问要求的视频，如讲座、演说与演示，不支持现场广播[3]。
1.2流媒体的传输流程如图1 所示，流媒体的具体传输流程如下：（1）Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来；（2）用HTTP从Web服务器检索相关数据,A/V播放器进行初始化；（3）从Web服务器检索出来的相关服务器的地址定位A/V服务器；（4）A/V播放器与A/V服务器之间交换A/V传输所需要的实时控制协议；（5）一旦A/V数据抵达客户端,A/V播放器就可以播放了。
实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器，其基本原理如图所示[4]图1 流媒体传输流程1.3流媒体传输的网络协议(1)实时传输协议RTP、RTCPRTP 与RTCP的配合使用可有效地进行反馈，从而减小开销，提高传输效率，非常适合传送网上的实时数据。
(2)实时流协议RTSP (Real-time Streaming Protocol)地通过IP网络传送多媒体数据。
在数据选择传送通路和传送机制上都遵循底层的RTP或TCP协议。
它能够为单点传送和多点传送流式多媒体提供很高的播放性能，同时也能够兼容不同厂商的发送端和接收端的应用程序。
(3)资源预订协议RSVP(Resource Reserve Protocol)RSVP是Internet上的资源预订协议，使用RSVP预留一部分网络资源（即带宽），能在一定程度上为流媒体的传输提供QoS[3]。
2 移动流媒体相关技术2.1移动流媒体业务的系统结构现存流媒体解决方案采用的技术是多样的，但其体系结构的本质是相近的。
流媒体的体系构成：①编码工具：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式；②流媒体数据；③服务器：存放和控制流媒体的数据；④网络：适合多媒体传输协议甚至实时传输协议的网络；⑤播放器：供客户端浏览流媒体文件（通常是独立的播放器和ActiveX方式的插件）。
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。
移动流媒体业务的系统结构如图2所示。
●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[5]。
2.2移动流媒体格式当前移动流媒体采用的主流媒体格式有3GPP、3GPP2 、MPEG24 、RM等,下面分别予以介绍。
2.2.1 3GPP3GPP(3rd Generation Partnership Projec t ,第三代合作伙伴计划) 是于1998年12月制定的,它是一份由几个电信标准化组织共同起草的合作协议,利用WCDMA无线通信技术,制定全球适用的基于GSM网络的第三代移动技术规范。
2 .2.2 3GPP23GPP2是3GPP的姐妹计划,于1999年1月制定。
它是建立在CDMA2000无线通信技术基础上的第三代技术规范。
2.2.3 MPEG24MPEG24标准设计的目的是在低码流的情况下提供高质量的音视频。
最初是针对互联网上的用户传输多媒体信息,后来由于无线技术的发展,能够在移动终端提供多媒体服务,MPEG24也就被引入无线传输领域,其中MPEG24中的视频CODEC被3GPP和3GPP2组织采纳作为视频标准。
同时MPEG24的文件格式。
mp4和音频格式AAC都成为移动流媒体的标准。
2.2.4RMRM 格式是Real Networks 公司开发的一种流媒体视频文件格式,它主要包含RealAudio、Real Video和Real Flash 三部分。
Real Media可以根据网络数据传输的不同速率制定不同的压缩比率,从而实现低速率的Internet上进行视频文件的实时传送和播放。
[2]图2 移动流媒体业务的系统结构3移动流媒体核心技术协议3.1移动流媒体核心技术协议——H.264协议移动流媒体传输视频数据都采用H.264视频压缩算法进行压缩，以适合无线传输的低带宽编码(15-25 kpbs)可以传输更好质量的图像，或者用更少的带宽传输相同质量的视频。