2011开题报告《中国移动视频业务研究》.doc

知识水坝（豆丁网pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除）中国移动集团级重点研发项目（含联合项目）开题报告一、项目编号及名称：中国移动视频业务研究二、项目组：项目组承担子课题题名称负责人及手机、邮箱中国移动视频运营中心中国移动视频业务研究（注，如该项目为联合项目，需区分牵头单位和协助单位；如为集团重点项目，仅填写该项目承担单位即可，无须区分牵头和协助单位）三、课题背景和意义随着手机视频的大规模发展，业务的使用用户数和平台的访问量正呈现快速上涨态势，对机房设备数量、性能，出口带宽的要求也与日俱增。今后单机房机架和出口带宽的限制将成为业务发展的瓶颈。未来，手机视频单个服务节点可能将无法满足用户的大规模并发访问。另一方面，由单个节点向全网用户提供服务，组网结构逻辑较清晰、有利于集中建设和统一管理，但也存在一定的弊端。不同省份的用户为了使用手机视频，必须统一到中心节点进行登陆、认证、鉴权、订购和使用，这无形中增加了移动网内不同省份间信令和数据的交互次数，加大了业务对于核心承载网络的压力，同时因为外省用户访问手机视频经过的网络设备跳数增加，网络延时也会相应增加，从而造成用户播放体验的下降。为了解决上述问题，本项目针对手机视频搭建内容分发网络的可行性及其关键技术进行研究，通过多节点间的内容分发和用户访问调度，来分摊平台流量压力，提升用户体验，增强平台对于大容量、突发性并发的支撑性能。该课题的意义在于：第一，基于移动通信的内容分发及用户调度是业界面临的一大难题，暂时还没有完善、成熟的解决方案。本课题提出的目的是希望通过前瞻性的研究，寻找到适合中国移动网络环境的解决方案，开发出产品原型，为在现网进行分节点建设及内容分发提供技术储备。第二，通过对于基于移动网络环境的用户调度、热点内容调度及流服务代理转发策略的研究与开发，将不同地区用户的访问调度到不同节点，均分流量，减小主节点的压力，增强平台对于大规模并发访问的支持。同时，减小异地用户与主节点的交互次数，减小网络延时，提升手机视频qoe,进一步改善手机视频业务的用户体验，增强业务的竞争力和用户粘性，提高用户规模和业务收入。第三，该课题的最大意义在于，通过对适合手机视频业务的内容分发及关键技术的探索，形成一套成熟、高效的系统模型，有效提升手机视频自身平台容量和性能的同时，也为今后推广到全网其他数据业务提供宝贵经验和参考。第四，该本课题研究手机视频码率自适应端到端解决方案，该方案能保证当用户所处无线网络环境发生变化时，手机视频业务的视频播放质量，提升用户体验。 四、课题研究目标1、研究分析互联网领域内容分发的关键技术及其实现原理、比较不同内容分发技术的优劣势，研究视频内容分发技术在手机视频业务中应用的优劣势和可行性。2、研究基于中国移动网络环境的内容分发技术框架，对内容分发过程涉及的用户调度、内容热度检测、内容同步等技术进行重点攻关，提出一套适用于手机视频的内容分发及多站点对外提供服务的技术解决方案。3、基于技术解决方案，开发并实现手机视频内容分发原型系统，并在现网中进行测试和模型优化。4、调研现有基于无线网络环境的手机视频码率自适应技术，并对其进行技术优劣势对比分析； 5、针对手机视频平台的技术现状，设计、实现一个适用于现网平台的手机视频码率自适应的测量、反馈、调整闭环模型，并在现网开展测试分析； 6、研究引入手机视频码率自适应方案，现网平台中软硬件系统所要做的改造工作，提出一个切实可行实施方案。 五、课题研究内容（包括研究总体框架、难点及解决方案、主要技术方案和关键技术等）手机视频内容分发技术主要研究在用户大规模发展，单节点无法满足用户并发访问的情况下，通过在移动内部搭建内容分发网络实现手机视频流能力的分摊。通过构建能力资源调度系统，将用户的流服务的访问调度到子节点，实现用户流的多节点的分摊。图1 手机视频内容分发总体架构流量分摊流程： 1. 用户登录门户服务节点，浏览门户内容 。2. 在用户播放内容之前，由门户服务节向能力资源调度系统发起播放请求，由该系统进行分流判断，反馈播放链接。 3. 用户点击播放链接进行视频内容播放 。4. 能力资源调度完成能力系统热点内容的调度，以解决单个节点能力存储紧张问题 。图2 手机视频动态码率自适应总体架构在手机客户端开始播放视频后，手机视频平台会周期性的接收客户端反馈的rtcp包，提取出丢包率信息； 通过丢包率预测算法，预测下一时刻手机视频平台端到客户端的丢包率； 根据预测的丢包率，进行码率调整，得到下一时刻的期望码率，当期望码率的变化达到切换码率阀值时，手机视频平台将进行不同码率等级之间的切换。主要的技术难点有：1、目前业界对于用户访问调度策略的实施方案主要集中于互联网领域，还没有互联网及移动运营商网络环境普遍适用的实现机制。结合手机视频业务现状，如何对从wifi、cmnet、cmwap等不同网络获取手机视频服务的用户进行调度，调度过程的冗余机制及性能优化将成为首要的技术难点。2、结合用户的播放习惯，制定合适的内容热度调度及存储管理策略既是业界的难点也是巨大的挑战，需要结合实际试验情况进行参数调优。3、当访问内容在分节点的存储中不存在时，如何在保持会话连接的同时将请求调度到主节点，如何进行流服务的代理转发也将成为产品原型开发过程中亟需攻克的技术难关。4、码率自适应技术在业界应用较少，如何基于已有的码率自适应技术，结合手机视频平台的技术现状，提出一个完整的、具有实际应用效果的手机视频码率自适应技术方案具有相当的挑战性； 5、现有手机视频业务的技术架构比较复杂，涉及到众多的软硬件系统。码率自适应方案的实施需要重点研究从编码器、转码器、流服务器、节目发布系统到节目展示系统等一系列软硬件系统的改造，提出一个既能起到实际效果又不会影响现有业务的实施方案具有一定难度。六、本课题的创新点1、搭建基于中国移动蜂窝网络的手机视频内容分发网络； 2、提出支持wifi、cmwap、cmnet等不同无线网络环境的用户访问调度策略； 3、开发实现基于访问热度的内容分发及同步体系； 4、首次提出了针对手机视频业务的码率自适应端到端解决方案，该方案包括首次接入视频码率选择策略、丢包率预测算法和视频码率自适应调整策略三大部分的创新，针对手机视频业务，该方案能根据无线网络状况，采取最合适的方式进行码率自适应调整。5、首次接入视频码率选择策略基于手机视频现有的码率适配策略进行优化改进，进一步完善视频码率适配库，更精细的划分终端能力及视频码率等级，保证首次接入视频码率选择时获得最合适的码率值，减少码率切换次数。6、丢包率预测算法创新性的提出依据当前丢包数据和历史丢包数据，预测下一时刻的丢包率，并且会根据历史网络平稳程度采取不同的丢包率预测计算方法，保证预测的准确性。7、视频码率自适应调整策略使用自定义的丢包率离散区间来表示网络的拥堵状况，针对每个区间对应一种码率自适应调整策略，可以保证码率的快速收敛，并有效减少切换次数。十、预期研究产出1、手机视频多站点内容分发关键技术研究报告。2、基于无线网络的动态码率自适应研究报告 3、开发出产品原型，基于原型进行测试、优化。十一、项目研究计划进度项目起止时间： 2011 年 4 月 1 日 2011年 12 月 30 日项目详细时间进度计划时间研究内容阶段性目标2011年34月课题准备阶段2011年56月调研阶段2011年78月关键技术研究阶段2011年910月原型系统开发阶段开发出手机视频内容分发原型系统2011年1112月原型系统调优2011年12月科研报告编制阶段完成手机视频内容分发关键技术研究报告十二、项目关键技术决策点及完成时间计划项目关键决策点决策点简要描述研究完成时间计划十三、项目企业绩效贡献情况预测项目对企业绩效贡献的量化路径图项目特征指标（pav）指标名称项目应用前指标现状值：pavc项目应用1年后指标预期值：pave1此项目带来的指标变动量：pav企业特征指标网络及生产类（eav-ps）指标名称项目应用前指标现状值（eavc）项目应用1年后指标预期值（eave）此项目应用带来的指标变动量（eav）企业特征指标市场及财务类（eav-mf）指标名称项目应用前指标现状值（eavc）项目应用1年后指标预期值（eave）此项目应用带来的指标变动量（eav）企业绩效指标（epv）指标名称项目应用前指标现状值：eavc项目应用1年后指标预期值：eave此项目应用带来的指标变动量：eav营运收入营运支出资本开支注：1） 填写各项指标数值时，请在数值后一并填写指标数值的度量单位（如rmb万元、万人、%等）和指标数值对应的应用范围（如xx地市、x省全省、31省全网等）。2） 项目特征指标是本项目应用后产生的主要可量化成效，最多不超过3个。如传输灾难性设备故障抢修系统项目应用的可量化直接成效表现为“缩短故障处理时间”，此即项目特征指标。其eavc为小时，其eave为分钟，其eav=eave eavc。3） 企业特征指标是本项目应用后对企业生产（产品及服务）和经营（市场及财务）带来的可量化成效，分为“网络及生产类（eav-ps）”和“市场及财务类（eav-mf）”，指标清单请见本模板附件1。如传输灾难性设备故障抢修系统通过缩短故障定位时间，使“客户网络