移动多媒体通信未来发展趋势

摘要移动多媒体通信是未来通信的发展趋势。

通过探讨移动多媒体通信数据量大、实时性要求高、无线信道缺乏QoS保证等特点，介绍了和移动多媒体通信密切相关的几种技术：网络技术；视频编码技术、流媒体技术。

随着竞争的加剧以及话音市场的日益饱和，移动运营商为了增加收入必须寻求新的出路，那就是开展移动多媒体业务。在过去的一年里，移动音乐、移动电视等业务引起了业界极大的关注，移动多媒体通信成为未来通信的发展趋势。本文要探讨的就是移动多媒体通信的关键技术。主要介绍了和移动多媒体通信密切相关的几种技术：网络技术、视频编码技术、流媒体技术等。在移动多媒体通信中，终端技术、业务平台技术也是非常重要的，由于篇幅所限，本文不做讨论。

一、使移动多媒体通信更加有效的技术

移动多媒体通信具备以下特点：

①数据量大。多媒体通信的数据量远远大于话音通信，例如，移动可视电话一般采用QCIF分辨率的图像，有176×144=25344像素。如果每个像素由24位表示，一帧图像的数据量就达594kbit。实时视频图像传输要求的帧频为25帧/s。则数据传输速率将达到14.5Mbit/s。

②实时性要求高。多媒体通信往往对实时性的要求比较高，比如视频电话，要求延迟小、实时性好。

③无线信道缺乏QoS保证。无线信道不稳定的特点容易使通信不可靠，传输速率表现出时变的特点，而且容易带来连续、突发性的传输错误。

④多媒体业务对终端要求较高，比如下载类的视频业务，对终端存储容量也有着较高的要求，音乐、视频类的业务需要手机能支持相应功能。

针对移动多媒体通信的上述特点，人们想出了一些解决办法。相对于移动多媒体业务数据量大的特点，有两个解决办法：一是采用更加先进的网络技术，从而提高网络的通信速率；另一个办法则是采用较好的编码技术，这样也可以使待传输的数据量变小。好的编码技术还可以在一定程度上对抗无线信道不可靠的特点，这对于提高移动多媒体业务的质量也大有好处。另外，针对一些需要下载的多媒体业务对终端存储容量要求较高的问题，引入了流媒体技术，这样就不需要把所有的内容都下载下来，可以边下载边播放，一方面可以缓解终端存储空间的不足，另一方面流媒体启动播放的延时非常短，使用户能够即时收看收听视频业务，提高了实时性。当然，终端技术的发展，如彩屏、摄像头、音乐功能等，对移动多媒体业务的发展也会起到保障和推动作用。

二、网络技术发展

今天3G移动通信系统在很多国家已经进入商用，然而，随着移动多媒体业务的发展，3G已经不能满足人们的需要了，其局限性主要体现在以下几个方面。

①难以达到较高的通信速率。3G最高可支持2Mbit/s的速率。然而在高速移动环境下，却远远达不到这一速率，因此不能满足用户对高速多媒体业务的要求。

②难以提供动态范围多速率业务。由于3G空中接口标准对核心网有所限制，因此3G将难以提供具有多种QoS及性能的各种速率的业务。

③难以实现不同频段的不同业务环境间的无缝漫游。由于采用不同频段的不同业务环境需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块，而3G移动终端目前尚不能够实现多业务环境的不同配置。

以上3G系统的一些局限性，人们希望能够通过第四代移动通信来解决。4G系统具有如下特点：

①速率更快。4G通信系统的速率可以达到10～20Mbit/s，最高可达100Mbit/s。

②各系统（IMT-2000、WLAN、BWA、卫星、广播等）之间无缝的业务支持，并提供全球无缝漫游。

③支持多种模式、对称/非对称业务。

④全IP网络，支持QoS。

1999年成立的ITU-R的WP8F工作组的主要任务就是负责3G未来发展和超3G的研究。超3G是ITU定义的SystemsBeyondIMT-2000的简称，顾名思义，是超越3G系统，目前所称的第四代移动通信实际上就是指ITU提出的超3G系统。ITU的超3G工作计划是全面启动超IMT2000业务、市场、技术和频谱需求的研究。

目前，欧洲、日本、韩国、美国以及我国也都启动了超3G/4G的研究，NTTDoCoMo、AT&T、Nortel、SKT等公司也积极地进行了相关的研发和试验，并已取得了初步的成绩。

三、视频编码技术

在移动多媒体通信中，图像、文本、音频数据都需要编码，但是由于其中视频通信的数据量最大，最有代表性，因而，本章主要介绍视频编码技术。

目前常用的视频编码格式有MPEG-4、H.263、NancyCodec。

1.MPEG-4

MPEG是动态图像专家组（MovingPicturesExpertsGroup）的英文缩写，该专家组成立于1988年，致力于运动图像及其伴音的压缩编码标准化工作，原先他们打算开发MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3和MPEG-4四个版本，以适用于不同带宽和数字影像质量的要求。

目前，MPEG-1技术被广泛应用于VCD，而MPEG-2标准则用于广播电视和DVD等。MPEG-3最初是为HDTV开发的编码和压缩标准，但由于MPEG-2的出色性能表现，MPEG-3最终没有出台。而MPEG-4从1999年开始正式成为国际标准，其标准名称为甚低速率视听编码（Very-lowbitrateaudio-visualcoding）。

MPEG-4引入了基于对象的概念——视听对象（AVO），使更多交互操作成为可能。AVO可以是一个人物，也可以是这个人物的语音或者一段背景音乐。它具有高效编码、高效存储与传播及可交互操作的特性。MPEG-4对AVO的操作主要有：采用AVO来表示听觉、视觉或者视听组合内容；组合已有的AVO来生成复合的AVO，并生成视听场景；对AVO的数据灵活地多路合成与同步，这样便于选择合适的网络来传输对象数据；允许接收端的用户在视听场合中对AVO进行交互操作。

MPEG-4标准由下面几个部分组成：

①传输多媒体集成框架（DMIF）

DMIF是MPEG-4制定的会话协议，用来管理多媒体数据流。该协议与文件传输协议相似，不同的是，文件传输协议返回的是数据，而DMIF返回的是指向到何处获取数据流的指针。

②场景描述

MPEG-4提供了一系列工具，用于组成场景中的一组对象。一些必要的合成信息就组成了场景描述。

③音频编码

MPEG-4不仅支持自然声音，而且支持合成声音。MPEG-4的音频部分将音频的合成编码和自然声音的编码相结合，并支持音频的对象特征。MPEG-4的译码器还支持MIDI 合成音乐和文本到语音（TTS）的转换。