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流媒體傳輸技術(shù)的主要特點(diǎn)是以流（streaming）的形式進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)的傳輸。把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，客戶端在播放前并不需要下載整個媒體文件，而是在將緩存區(qū)中已經(jīng)收到的信息進(jìn)行播放的同時，多媒體文件的剩余部分將持續(xù)不斷地從服務(wù)器下載到客戶端，即“邊下載，邊播放”。這樣就避免了用戶在收看或收聽媒體流的時候要花費(fèi)一段時間把完整的文件下載到客戶端，可以給用戶帶來“實(shí)時播放”的業(yè)務(wù)感知體驗(yàn)。
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移動流媒體業(yè)務(wù)就是流媒體技術(shù)在移動網(wǎng)絡(luò)和終端上的應(yīng)用，主要是利用目前2.5G或3G的移動通信網(wǎng)，為手機(jī)終端提供音頻、視頻的流媒體服務(wù)。移動流媒體業(yè)務(wù)的內(nèi)容包括新聞資訊、影視、MTV、體育、教育、行業(yè)和專項(xiàng)應(yīng)用等多種形式。
移動流媒體業(yè)務(wù)根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容的播放方式可以分為三種業(yè)務(wù)類型：
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移動流媒體技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)音視頻技術(shù)和移動通訊技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它是融合很多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后所產(chǎn)生的技術(shù)，它會涉及到流媒體數(shù)據(jù)的采集、壓縮、存儲，無線網(wǎng)絡(luò)通信，以及移動終端等多項(xiàng)技術(shù)。
由于流媒體的技術(shù)特點(diǎn)，決定了其在移動網(wǎng)絡(luò)中的廣闊應(yīng)用前景。首先，流媒體技術(shù)有效降低對傳輸帶寬和抖動的要求，使得在無線傳輸環(huán)境實(shí)現(xiàn)實(shí)時媒體播放業(yè)務(wù)成為可能。移動終端體積小、低能耗的要求決定了有限的存儲空間，而媒體文件不需要在終端中保存，避免了對存儲空間的要求。其次，有效的版權(quán)保護(hù)，能夠確保移動流媒體應(yīng)用的商用模式。
隨著第三代移動通信技術(shù)的逐步成熟，將移動流媒體技術(shù)引入移動增值業(yè)務(wù)，已經(jīng)成為目前全球范圍內(nèi)移動業(yè)務(wù)研究的熱點(diǎn)之一。目前3GPP、3GPP2等標(biāo)準(zhǔn)化組織早已經(jīng)開展了移動流媒體的應(yīng)用研究工作，并已經(jīng)制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
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移動流媒體系統(tǒng)所支持的媒體內(nèi)容編解碼格式與業(yè)務(wù)類型無關(guān)，即無論是點(diǎn)播、直播，還是下載播放，這些格式都是適用的。
依據(jù)3GPP的PSS規(guī)范，UMTS系統(tǒng)的移動分組流媒體支持的編碼類型包含視頻、音頻、靜態(tài)圖像、位圖、向量圖、普通文本和定時文本等，其中音頻和視頻的編解碼類型可以有多種組合。本文主要描述視頻與音頻媒體編碼格式的要求。
根據(jù)3GPP R6的PSS規(guī)范，視頻的媒體編解碼類型主要有三種：H.263、MPEG-4和H.264。具體包括：
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音頻媒體編解碼方面，包含4種：
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其中，MPEG-4音頻解碼器支持的最高采樣率為48kHz。所支持的通道配置為mono（1/0）和stereo（2/0）。對于AAC-LC或AAC-LTP流，應(yīng)在SDP“a＝fmtp”行中包含MIME參數(shù)“profile-level-id”和“object”。其值如表1所示：
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本章主要介紹會話建立、RTSP、SDP、RTP/RTCP等移動流媒體的重要協(xié)議，以及這些協(xié)議用于移動應(yīng)用的擴(kuò)展。
實(shí)現(xiàn)移動流媒體業(yè)務(wù)的協(xié)議棧如圖1所示。其中，視頻、音頻等流媒體數(shù)據(jù)主要通過RTP/UDP承載，而一些靜態(tài)的圖像、文本則可以使用HTTP進(jìn)行承載。對于能力交換（Capbility Exchange）和表示描述（PresentationDescription）可以使用HTTP或者RTSP進(jìn)行封裝，這取決于不同的實(shí)現(xiàn)方式。RTSP和SDP用于會話建立和控制，MIME描述媒體類型，RTP是流媒體負(fù)載的傳輸協(xié)議。
4.1
除了“rtsp://”以外，移動流媒體客戶端還應(yīng)該支持以“file://”（用于本地存儲的文件）和“http://”（用于通過HTTP協(xié)議分發(fā)的表示描述或場景描述）開頭的指向有效初始會話描述的URL，移動流媒體客戶端應(yīng)支持至少其中一種。三種輸入舉例如下：
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4.2
RTSP（Real-time StreamingProtocol）是由RealNetworks和Netscape共同提出的一種協(xié)議，它定義了如何使一對多應(yīng)用程序有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)。
連續(xù)的媒體是只有內(nèi)在時間線的媒體。不連續(xù)的媒體則不包含自己的時間元素。話音、音頻和視頻屬于連續(xù)的媒體，而靜態(tài)圖像和文本則是不連續(xù)的媒體。對于不連續(xù)的媒體的傳輸，例如矢量圖、同步文本和合成音頻，可以采用HTTP/TCP/IP協(xié)議。在這種情況下，由于HTTP已經(jīng)具備這些功能，因此不需要一個獨(dú)立的會話建立和控制協(xié)議。而對于使用RTP/UDP/IP的連續(xù)媒體流則需要一個會話控制協(xié)議來建立并控制獨(dú)立的媒體流。流媒體業(yè)務(wù)使用RTSP協(xié)議來進(jìn)行會話的建立和控制。
RTSP在體系結(jié)構(gòu)上位于RTP、RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數(shù)據(jù)傳輸。與HTTP相比，RTP傳送的是多媒體數(shù)據(jù)，而HTTP傳送HTML。在使用RTSP時，客戶機(jī)和服務(wù)器均可發(fā)出請求，也就是說RTSP可雙向服務(wù)，而HTTP的請求是由客戶機(jī)發(fā)出，服務(wù)器進(jìn)行響應(yīng)。
RTSP的主要命令：DESCRIBE、PLAY、PAUSE、SET_PARAMETER、TEARDOWN、OPTIONS、SETUP。
3GPP的PSS規(guī)范中對于RTSP協(xié)議在移動分組流媒體中的應(yīng)用定義了一些擴(kuò)展字段，主要包括：
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4.3
RTSP需要一個表示描述（PresentationDescription），以便說明一個流媒體會話的基本屬性，包括媒體類型和格式、所需要的傳輸帶寬、播放的時間范圍、所需Buffer信息等。作為在移動網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的一種帶寬和時延敏感的業(yè)務(wù)，這些信息對于保證移動終端用戶的業(yè)務(wù)感受是非常重要的。
SDP協(xié)議最初用于描述SIP會話中支持的媒體類型，只是一種用于會話描述的格式（協(xié)議），它并不是一個傳輸協(xié)議，也不包含在媒體的編解碼之中，而是用于在不同傳輸協(xié)議間的傳遞消息的通知協(xié)議，其主要目的是解決多媒體會話通知、邀請和會話的初始化工作。
3GPP的PSS規(guī)范中使用SDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)RTSP的表示描述，并對SDP進(jìn)行了必要的擴(kuò)展，以便滿足流媒體業(yè)務(wù)在移動網(wǎng)絡(luò)中QoS需求。
SDP消息中包含兩層：會話層和媒體層。一個會話描述中可能包含一個或多個媒體層的信息。SDP消息的基本內(nèi)容包括：
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DP會話描述由許多文本行組成。文本行的格式為：類型＝值。其中“類型”是一個字母，“值”是結(jié)構(gòu)化的文本串。例如：
m = video
其中：m代表這一行代表媒體信息；video代表是視頻流；53000代表UDP端口號是53000；RTP/AVP指媒體傳輸協(xié)議使用RTP/AVP；31代表媒體格式使用H.261并且使用90KHz的時鐘。
對于移動流媒體應(yīng)用，3GPP在PSS規(guī)范中定義了一些擴(kuò)展。SDP在移動流媒體的擴(kuò)展要求包括帶寬參數(shù)擴(kuò)展、用于Buffer管理的擴(kuò)展、完整性保護(hù)擴(kuò)展等3GPP擴(kuò)展要求。
移動終端需要使用SDP中的帶寬（Bandwidth）字段，以便正確設(shè)置QoS參數(shù)。因此，移動流媒體服務(wù)器應(yīng)在SDP中的媒體層為每個媒體流包括“b=AS:”、“b=TIAS:”和“a=maxprate”字段，并且在會話層包含“b=TIAS:”和“a=maxprate”字段。當(dāng)客戶端接收到SDP，它將忽略會話層的“b=AS:”參數(shù)，并且從相關(guān)流的媒體層帶寬參數(shù)的值來計(jì)算會話需要的帶寬。若會話層具有“b=TIAS:”和“a=maxprate”參數(shù)，由于匯聚多個媒體流時會話層能夠提供所需會話帶寬更為準(zhǔn)確的描述，則優(yōu)先使用會話層的這個參數(shù)，而不是媒體層的參數(shù)。
此外，3GPP的PSS規(guī)范中對于SDP中的會話層和媒體層都定義了帶寬信息參數(shù)的兩個擴(kuò)展字段：
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流媒體服務(wù)器在SDP的媒體層包含每個媒體流的“b=RS:”和“b=RR:”字段。
為滿足移動網(wǎng)絡(luò)提供視頻流媒體業(yè)務(wù)的性能要求或速率適配，3GPP的PSS規(guī)范也定義了一些擴(kuò)展字段：
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對于H.263格式的流媒體文件，SDP媒體層定義了framesize擴(kuò)展字段。該字段定義了H.263流的最大視頻幀的長度，便于終端分配適當(dāng)大小的緩沖空間。格式如下：“a=framesize:
3GPP還定義了一些SDP會話層的擴(kuò)展字段，用于支持會話的完整性保護(hù)，包括：
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4.4
移動流媒體的業(yè)務(wù)定義是按照實(shí)時或點(diǎn)播方式通過移動縵蚴只?jǐn)厮进行音视频广播，面向连綋砟TCP需要較多的開銷，所以不適合移動流媒體的應(yīng)用。移動流媒體傳輸一般采用實(shí)時傳輸協(xié)議RTP/UDP來傳輸實(shí)時多媒體數(shù)據(jù)，以獲得較小的時延和減少數(shù)據(jù)開銷。
RTP（Realtime TransportProtocol）實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議是針對Internet上多媒體數(shù)據(jù)流的一個傳輸協(xié)議，由IETF作為RFC1889發(fā)布。RTP被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作，其目的是提供時間信息和實(shí)現(xiàn)流同步。RTP的典型應(yīng)用建立在UDP上，但也可以在TCP或ATM等其他協(xié)議之上工作。RTP本身只保證實(shí)時數(shù)據(jù)的傳輸，并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務(wù)。
RTCP（Realtime Transport ControlProtocol）是RTP的控制協(xié)議，負(fù)責(zé)管理傳輸質(zhì)量，在當(dāng)前應(yīng)用進(jìn)程之間交換控制信息。在RTP會話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包，包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料。因此，服務(wù)器可以利用這些信息動態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。
RTP和RTCP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，適合傳送網(wǎng)上的實(shí)時數(shù)據(jù)。
RTCP的一個關(guān)鍵作用就是能讓接收方同步多個RTP流，例如：當(dāng)音頻與視頻一起傳輸?shù)臅r候，由于編碼的不同，RTP使用兩個流分別進(jìn)行傳輸，這樣兩個流的時間戳以不同的速率運(yùn)行，接收方必須同步兩個流，以保證聲音與影像的一致。
RTP只是保證同一媒體流的時間戳功能，但是對于同時需要不同媒體流（音頻＋視頻）的業(yè)務(wù)時，RTCP把時間戳和實(shí)時時鐘聯(lián)系起來，保證了媒體的同步，同時RTCP保證參與會話的成員反饋通信信息，從而保證通信的質(zhì)量。
RTCP包的主要類型包括：
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幾個單獨(dú)的RTCP包可以組合成混合RTCP包進(jìn)行傳輸。
3GPP對用于移動流媒體傳輸?shù)腞TP/RTCP也進(jìn)行了一些擴(kuò)展，以支持傳輸?shù)耐暾?、RTP重傳、擁塞控制和速率自適應(yīng)等功能。
4.5
用戶終端檔案服務(wù)器（User AgentProfile）用于存儲用戶參數(shù)和設(shè)備功能信息。這些信息可用于控制如何向移動用戶提供流媒體內(nèi)容。
圖2概括性說明終端能力協(xié)商機(jī)制。
5
3GPPR6版本的PSS規(guī)范項(xiàng)目已經(jīng)基本完成，在技術(shù)內(nèi)容上與R5兼容。在協(xié)議、能力交換、網(wǎng)絡(luò)適配、DRM等方面有所增強(qiáng)。在編解碼方面，3GPP也根據(jù)相關(guān)組織規(guī)范的最新版本進(jìn)行了更新，與之保持一致，并且在R6引入了視頻H.264(AVC)、音頻Extended AMR-WB和音頻Enhanced aacPlus等幾種編解碼方式。
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