3GPP移动流媒体服务技术规范概述

精心整理3GPP移动流媒体效劳技术标准概述一、 简介移动流媒体是一种实时传输数据的方法，它让用户在整个内容被传送完之前就可以起先观看。目前，流媒体通常在宽带网络的音频和视频传输中被运用，但是它在移动网络里也正变得切实可行。制订于1998年的第三代合作伙伴准备3GPP是一份由几个电信标准化组织共同起草的合作协议。原先其范围是利用WCDMA无线通信技术，制订全球适用的基于GMS网络的第三代移动系统技术规格说明和报告。此时此刻，这个范围还包括了GSM系统的维护和更进一步的开展。同时还存在一?quot;姐妹准备-3GPP2，但它是建立在逐步形成的CDMA技术运用CDMA2000无线通信技术根底上的。在官方网页的第一和其次页中可以找到更多的相关信息。明显地，端到端的包交换流媒体效劳PSS：Packet Switched Streaming Service是一种定义在3GPP移动网络交互流媒体效劳框架的标准。这一框架的重新运用，是通过IETF(协议、负载格式)，W3C场景描述，MPEG，ISO和ITU编解码，媒体文件格式等组织进展的。PSS首先是出此时此刻3GPP Release 4版本中。在3GPP2的多媒体流式效劳MSS标准中也正进展着相像的工作。PSS是一种应用层效劳；该标准主要是支配流媒体客户端和效劳器的通信过程图1。虽然流媒体能受益于网络支持例如：效劳质量-QoS，但PSS须要工作在不同QoS的承载网络。因此，该效劳的定义应当能够自适应于不同的网络。二、 移动包交换流媒体效劳标准版本流媒体效劳的根本框架标准出此时此刻3GPP Release 4版本中。Release 5版本介绍了交换实力增加等特征，而大局部新的特征被合并到Release 6版本中。接下来将对不同的版本作更具体的介绍。PSS Rel-4版本3GPP Release 4版本2001年3月定稿中定义的根本框架是：协议、编解码和3GPP文件格式。图2说明白3GPP的协议栈。全部流媒体的相关协议都是利用TCP和UDP为他们传送。表1列举了相关协议的摘要。表1 PSS流媒体相关协议摘要RTP实时传输协议RFC 1889，RFC 1890RTP被定义为在一对一或一对多的传输状况下工作，其目的是供应时间信息和实现流同步，例如：音频、视频或模拟数据。RTP不处理资源预定，并且不保证明时效劳的效劳质量6。在PSS中，RTP通常运用UDP来传送数据。RTCP实时限制协议RFC 1889RTCP的主要功能是为数据的传送状况供应反应。接收端定期将报告信息发送给发送端报告信息包括：接收端测量到传输过程中的不稳定状况和信息包丧失的数量。RTSP实时流协议RFC 2326RTSP被用于建立和限制连续媒体的时间同步流。它为多媒体效劳扮演网络远程限制的角色。RTSP是文本协议并且类似HTTP，其主要不同之处在于RTSP是标准的流媒体协议，并通常利用独立传输协议通常是RTP来传输媒体数据。7SDP会话描述协议RFC 2327，RFC 2326SDP是效劳器端生成的描述媒体文件的编码信息以及所在的效劳器的链接等信息，客户端通过它来配置播放软件的设置8。它是一个简洁、可扩展语法的文本协议。图3显示了一次根本的RTSP单播操作。客户端通过阅读一个带RTSP URL地址的网页等方法来获得媒体片段的位置。流媒体播放器连接到流效劳器并发送一个RTSP描述吩咐，流效劳器通过一个SDP描述来进展反应，反应信息包括流数量、媒体类型和恳求带宽。在分析完该描述之后，客户端为会话中的每一个流发送一个RTSP安装吩咐，安装吩咐告知效劳器在客户端用于接收媒体数据的端口。流媒体连接建立完成后，客户端发送一个播放吩咐，效劳器就起先在UDP上传送媒体流RTP包到客户端。最终，客户端可发送一个终止吩咐来完毕流媒体会话。表2总结了3GPP PSS定义的音频和视频编解码标准。最大码率是被编解码标准所限制的，而不是PSS。此外，PSS也定义了一些非实时的媒体格式，例如静态图像JPEG、位图GIF、矢量图SVG-Tiny, Rel-5 Onwards、文本和场景描述SMIL。在PSS Rel-4版本中，没有强制规定音频如音乐的编解码标准。3GPP媒体文件格式是依据ISO的根底媒体文件格式ISO standard 14496-12所定义的，ISO的根底媒体文件格式也是MP4文件格式和早期QuickTime文件格式的根底。PSS Rel-4版本事实上参考了MP4文件格式，但在Rel-5版本中被修改。文件格式是敏捷的，它支持本地播放和流式传送。一样的文件格式也用于彩信，但对ISO标准增加了一些限制和附加条件。例如，必需包含3GPP的媒体文件格式，且不允许参考其他的媒体格式。同时，标准说明白文件中哪些是确定的媒体类型H.263视频和ARM音频。PSS Rel-5版本在PSS Rel-5版本2002年3月定稿中最值得关注的变更是交换实力的增加。该功能被定义为用户代理概况UAProf的延长。UAProf由开放移动联盟提出，用于处理设备实力的获得等级和格式化内容的优选信息9。在流媒体会话初始化的时候，客户端向效劳器涉及到概况和可能性差异的URL供应一个功能简介。利用PSS的功能简介，客户端可以发送类似音频信道的数量、支持的媒体类型、屏幕尺寸大小和平均象素等信息给效劳器，效劳器可依据这些信息去选择适合用户的内容。 Rel-5版本运用了和Rel-4版本一样的音频和视频格式，但也增加了一些新的媒体类型：矢量图SVG Tiny，合成音频可调整的混音MIDI和同步的文本例如：字幕。而且，场景描述支持也被延长。PSS Rel-6版本PSS Rel-6版本标准仍旧在制订当中，预料在2004年的上半年定稿。在如下的内容中，将介绍一些值得留意的新特征。此内容信息是依据可利用的3GPP资料文献(10,11)撰写并修改的。端到端码率自适应端到端码率自适应可以使流媒体会话能够适应不同的网络状况。这点对于PSS能够应用于具有不同容错实力的网络如WCDMA、EDGE、GPRS、码流有QoS保证或尽最大实力是很重要的。另外，码率自适应有利于平滑操作和特殊的内部系统转换。在目前提出的机制中，流效劳器主要负责适应数据流和传输码率，而客户端那么向效劳器供应必要的反应。其目的是保持客户端的解码缓冲区空间足够大，以幸免在视音频播放中出现中断。码率自适应能最好的保证在大多数网络条件下流接收的平滑和连贯。但是，这也意味着在接收期间，音频和视频的流质量会变更。它也要求同一内容可以有不同的码率，或者是效劳器能变薄流例如，只传送关键帧。建议的实施也会使流效劳器变得更为困难。目前，在固定的网络访问点上，用户限制效劳器发送的码率的机制更为普遍。质量度量其目的是使PSS效劳器能够保证接收客户端产生的质量度量，例如它能用来测定用户体验的主观质量和改良监控效劳器。被提议的度量信息包括：在接收过程中丧失的信息包数量和中断状况等。质量度量并不用于计费目的。牢靠的流媒体牢靠的流媒体指用牢靠的传输流将全部媒体传送给用户。它可被看作是流媒体和下载之间的中间格式：传送全部媒体且没有丧失下载在整个内容被传送之前，用户就可以起先观看流媒体然而，即使它会导致更多的中断，也可通过折中近似实时连续播放的方式和支持无丧失接收方式来取得。因此，牢靠的流媒体不太适于直播流。 被提议的几个牢靠的流媒体机制有：进展时下载方式通过HTTP，RTSP隧道传送在TCP上穿插传送RTP和RTSP和重发机制。目前，已选定的机制是相当简洁的进展时下载方式。数字版权管理系统DRMPSS版本Rel-6应当像在3GPP TS 22.242里所说的那样支持DRM，既Digital Rights Management (DRM)数字版权管理1。PSS版本Rel-6被认为是OMA DRM 2.0版本的实践，它将在写作完成时被公开发布。新编解码标准PSS Rel-6版本正在考虑是否列入H.264 (MPEG-4 AVC)视频编解码标准。最近，微软也提出Windows Media 9视频编解码这一准备。一个强大音频编解码版本也正被考虑当中。当今的音频编解码竞争者是aacPlus (MPEG-4 HE-AAC)和扩展AMR-WB在低码流12-32kbps范围的竞争，以及aacPlus和MPEG-4 AAC在高码率32kbps范围的竞争。三、 PSS标准发布时辰表图4介绍了PSS的标准发布时间。应当指出，一些在RealNetwork和PacketVideo中的流媒体专用解决方案的特征已在如今的Rel-6版本中被合并起来。虽然如此，当它确定使一种能共同运用的效劳成为可能的一种框架时，PSS是很重要的。而且可以认为，当版本被定稿并把有用的特征编入今日的网络之后，有Rel-6版本特征的终端和效劳器将很快出现。PSS效劳的变更是一个富于挑战性的问题，也是依靠实施开展的精确机制。在Rel-6版本中，效劳用户水平要求被介绍，而且还包括要求PSS应当支持的各类收费机制，例如，基于时间的收费，基于流量的收费，基于结果的收费，基于内容的收费等的收费说明12。不过，却没有技术实施的要求：与收费或计费效劳相协作可能是将来PSS版本中的一局部13。在版本Rel-6中收费状况还是个未知数。四、 参考资料五、 附加材料IETF传送领域是视音频传输工作组特殊确定的RTSP,RTP,RTCP和SDP协议，及RTP的很多有效载荷格式。此外，有意思的是dccpDatagram Congestion Control Protocol g-dir.html#Transprot%20AreaISO/IEC MPEG工作组确定了MPEG标准。目前，PSS最实质性的工作是制定MPEG-4音频和视频标准，以及基于ISO的媒体文件格式。详见: 国际电信联盟探究小组ITU-T Study Group 16例如：H.263编解码和视频联合工作组JVT合作利用MPEG特殊制定新的H.264/MPEG-4 sma.tv/六、 定义，首字母缩略词和缩写词3GPP Third Generation Partnership Project 第三代合作伙伴准备CDMA Code Division Multiple Access码分多址数字无线技术DRM Digital Rights Management数字版权管理系统EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution基于GSM制式进化的增加数据速率技术GGSN Gateway GPRS Support Node (a GPRS network element)网关GPRS支持节点一个GPRS网元GPRS General Packet Radio Service通用分组无线业务IETF International Engineering Task Force互联网工程任务组ISMA International Streaming Media Alliance互联网流媒体联盟ISO International Organization for Standardization国际标准化组织MMS Multimedia Messaging Service多媒体信息效劳MPEG Moving Picture Experts Group运动图像专家组PSS Packet Switched Streaming Service包交换流媒体效劳QoS Quality-of-Service效劳质量RTCP Real-time Control Protocol实时限制协议RTP Real-time Transport Protocol实时传输协议RTSP Real-time Streaming Protocol实时流媒体协议SDP Session Description Protocol会话描述协议SGSN Serving GPRS Support Node (a GPRS network element)GPRS效劳支持节点一个GPRS网元SMIL Synchronized Multimedia Integration Language同步多媒体集成语言SVG Scalable Vector Graphics可缩放矢量图形WCDMA Wideband Code Division Multiple Access宽带码分多址数字无线技术七、 附录 3GPP PSS说明下面的表格中列举了当今的PSS技术标准说明和报告。PSS工作主要在3GPP效劳和系统方面TSG编解码工作组SA WG4。应当指出，在写作期间，因为Rel-6版本尚未定稿，所以关于Rel-6版本的标准说明还在制定之中。连接PSS和其它3GPP工作：彩信MMS有连接媒体的一样编解码和文件格式。IP多媒体通讯系统可以用PSS作为流媒体效劳器。在多媒体播送/多路传送效劳中流媒体的用途。数字版权管理系统DRM：PSS Rel-6版本应当也包括了DRM。