（信号与信息处理专业论文）基于java的移动流媒体增值业务研究.pdf

呛；i ；泞珲t 大学丁学硕卜学位论文 基于j a v a 的移动流媒体增值业务研究 摘要 计算机技术、移动通信技术和互联网技术的飞速发展，为移动互联网增 值业务创造了广阔的发展空间。移动通信和互联网是当今信息产业发展的两 个热点，两者融合产生的移动互联网及其应用，为信息产业带来巨大商机， 同时，j 2 m e 平台植入手机的举动使得手机的功能拓展成为了一个随身携带 的微型计算机。使得手机用户随时随地的享受互联网的服务。 本文简要介绍了移动流媒体平台搭建，及在此平台上运行的移动终端、 网关及源服务器端三个方面的功能。针对目前主流手机只支持一、两种多媒 体格式甚至不支持流媒体格式的缺陷，通过研究实时流协议、m p e g - 4 压缩 编码和a s f 文件结构，设计开发了基于m p e g 4 的a s f 流媒体解码播放的 应用。该应用主要功能是实时的接收流媒体数据，并能和流媒体服务器实时 交互，对下载的流媒体数据进行分析，重新组合数据包使其按流文件原有的 顺序排列，同时对排好的数据包进行拆分、重组，根据a s f 文件格式和 m p e g 4 压缩特点，对现有数据流拆分、解码，最后将图像绘制到屏幕上。 平台主要功能有基于w a p 的浏览，为手机用户提供应用索引信息服务；实 现应用程序的o t a 下载以及提供流媒体内容服务并实时的按客户端要求传 输数据。 实际运行表明，系统运行平稳，自适应能力强，配置灵活，由于j a v a 是面向对象的语言，可扩充性强。 关键词增值业务；流媒体；j a v a ；a s f 文件；r t p 协议 兰筌兰矍：查兰三兰璧：兰堡耋三 r e s e a r c ho fm o b i l es t r e a mm e d i av a l u e a d d e d s e r v i c eb a s e do n1 斟入 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g yi n c o m p u t e rs c i e n c e m o b i l e c o m m u n i c a t i o n sa n di n t e r a c t ，v a l u e a d d e ds e r v i c eo fm o b i l ei n t e r n e th a sg o ta w i d e rd e v e l o p m e n ts p a c et h a ne v e r m o b i l ec o m m u n i c a t i o n sa n di n t e r n e ta r et w o f o c u s e so ft h ei n f o r m a t i o ni n d u s t r yn o wa n dt h e yp r o d u c em o b i l ei n t e r n e ta n di t s a p p l i c a t i o n s ，w h i c hb r i n ge n o r m o u sb u s s i n e s so p p o r t u n i t yt ot h ei n f o r m a t i o n i n d u s t r y a tt h es a m et i m e ，j 2 m em a k e sm o b i l et e l e p h o n em o r ep o w e r f u la n d j u s tl i k eas h r u n k e np c m o b i l et e l e p h o n eu s e r sc a ne n j o yc o n v e n i e n ts e r v i c e s w h e n e v e ra n dw h e r e v e rt h e yl i k e t h i sp a d e ri n t r o d u c e sap l a t f o r l nf o rv a l u e d a d d e ds e r v i c eb a s e do nm o b i l e s t r e a mt e c h n o l o g y , m a k e st h ef u n c t i o n si nt h r e ea s p e c t ss u c h 嬲m o b i l et e r m i n a l g a t e w a ya n ds o u r c es e r v e r a i ma tm o s tj a v am o b i l e sl i m i t a t i o n w h i c hc a r l o n l ys u p p o r to n eo rt w of o r m a tm e d i ae v e nc a n ts u p p o r ts u e a mm e d i a t l l i s p a p e rd e s i g n e s a na p p l i c a t i o nf o rd e c o d i n ga s fs t r e a mm e d i af i l e st h a tw e r e e n c o d e da c c o r d i n gt om p e g - 4s t a n d a r d ，b a s e do nr t pp r o t o c o l 。m p e g 4 c o m p r e s s i b l ec o d e ca n da s ff o r m a t t h i sa p p l i c a t i o nc a na c c e p tr e a l t i m es t r e a m m e d i ad a t a w 1 l e nt h ea p p l i c a t i o nm a k e sr e a lt i m ei n t e r c o m m u n i c a t i o nw i t l l s t r e a mm e d i as e r v e r , t h ea c c e p t e dd a t aw i l lb ea n a l y z e da n dr e p a c k e di nd a t a p a c k e t s ，a n dt h e s ed a t ap a c k e t sa r eo r g a n i z e di no r i g i a n ls e q u e n c eo ft h es t r e a m m e d i af i l e t h e nt h es e q u e n t i a ld a t ap o c k e t sw i l lb eu n p a c k e da n dr e o r g a n i z e d a c c o r d i n gt ot h ea s ff i l ef o r m a ta n dm p e g - 4s t a n d a r d a n dt h ad a t as t r e a mw a s d e c o d e da n db e c o m ep i c t u r e st h a tc a ns h o wu pi nt h es c r e e n t h em a i nf u n c t i o n s o ft h ep l a t f o r mi n c l u d eb r o w s i n gi n t e r n e tw i t hw a p , p r o v i d i n gs e a r c hs e r v i c ef o r m o b i l ep h o n eu s e r s ，i m p l e m e n t i n g0 t ad o w n l o a do fa p p l i c a t i o ns o f t w a r e s u p p l y i n gc o n t e n ts e r v i c ea b o u ts t r e a mm e d i aa n dt r a n s m i t t i n gr e a l t i m ed a t a a c c o r d i n gt ot h er e q u e s tf r o mc l i e n t u 哈尔演理t 大学t 学硕卜学位论文 t h es y s t e m sp r a c t i c a lc i r c u l a t i o ni n d i c a t e st h a tt h es y s t e mr u nw e l l ，h a s s t r o n gs e l f - a d a p t i v ec a p a b i l i t ya n dc a l l b ec o n f i g u r e df l e x i b l y i ta l s oh a s p o w e r f u le x p a n s i b i l i t yb e c a u s eo f j a v a so b j e c t - o r i e n t e df e a t u r e k e y w o r d sv a l u e d - a d d e ds e r v i c e ；s t r e a mm e d i a ；j a v a ；a s ff i l e ；r t pp r o t o c o l i i i 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于j a v a 的移动流媒体增值 业务研究，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进 行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人己发 表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名：稿豸2 日期：力彩年弓月t 多日 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 基于j a v a 的移动流媒体增值业务研究系本人在哈尔滨理工大学攻读硕 士学位期b j 在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工 大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨 理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文 和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用授权书。 不保密晤。 ( 请在以上相应方框内打) _ 作者签名：南豸笼 日期：铷彭年；月，么日 聊鹳：够峨慨砧弓月参r i l 哈尔泞理t 大学t 学够十学伊论文 1 1 课题背景 第1 章绪论 2 0 世纪9 0 年代以来，信息领域出现了极为引入注目的两大增长：移动电 话的迅速普及和i n t e m e t 爆炸式的普及和应用“1 ，直接影响了亿万人的生活方 式。互联网的出现改变了整个社会的信息获取方式和企业的业务模式，移动电 话的发展则打破了通信与地点之间的固定连接。紧随其后，无线互联网成为快 速发展的下一浪潮，它彻底改变传统的商务模式和我们的日常生活。目 前，随着移动通信的不断发展”，移动用户普及率的增长逐渐放缓，传统话 音业务市场趋于饱和，而短信、彩信、彩e 等虽然有了交互、2 4 小时不问断等 不同于传统媒体的特点，但传输的主要是静态为主的图像和文字内容，影响了 其媒体作用的充分发挥。随着最终用户需求的提升，如何更好地融合文字、图 像、声音，支持多媒体功能，既发挥短信方便、快捷的优点，又可以弥补短信 形式单调的不足，真正使移动用户进入一个有声有色的美丽世界成为移动运营 商普遍关心的话题。可以肯定地说，移动数据增值业务市场潜力非常巨大。 将j 2 m e ( j a v a 2m i c r oe d i t ) 平台植入手机中，手机的功能拓展成为了一 个随身携带的微型计算机。无论你在何地、何时只要你需要互联网，你就可以 打开你的j a v a 手机，享受无穷无尽的网上信息或者网上资源。如：综合新 闻、股市动态、在线游戏、视频播放等等。移动流媒体就是众多增值业务中最 值得期待的一种。它不需要下载整个文件”就可以在向播放器传输的过程中一 边下载一边播放”1 ，实现了在网上点播或观看电影、电视的梦想。在互联网大 发展的时代，无线流媒体技术的产生和发展必然会给我们的日常生活和工作带 束深远的影响。专家预占，无线流媒体将实现沟通和传播的多向性，使传播不 再受时间和空间的限制。 根据对以上分析我们应该针对本国的特点，基于j 2 m e 平台开发出有自己 特色的流媒体增值业务应用，让j a v a 用户更好地享受流媒体服务。其优势表 现在工作、生活、娱乐等各个方面。因此，对于基于j a v a 的增值业务的研究 对于推进我国增值业务业务发展，推进我国社会经济运作即时化、移动化、是 一项很有意义的研究工作。 哈尔滨理t 大学t 学修卜学位论文 1 2 移动流媒体增值业务的发展背景 由于网络的发展、个人收入的增加，以及人们消费观念转变等诸因素的影 响，我国在教育、医疗、金融、政府、企业等各行业中出现了对视频通信业务 的巨大需求。随着视频通信向着开放性、综合化、普及化、移动化、个人化发 展”1 ，“贵族化”的视频通信业务将逐步进入家庭，进一步走向大众化，使交互 式的视频通信业务如同上网和打电话一样方便。 移动视频业务是通过移动网络和移动终端为移动用户传送视频内容的新型 移动业务“，为移动用户分享他们的经历和情感，获得信息和娱乐以及与他人 交流提供了新的通信方式和业务享受。而移动终端和网络技术的不断发展，为 移动视频业务的出现和推广提供了必要的条件。因此，市场需求和技术进步共 同推动移动视频业务的发展，并使移动视频业务成为了移动运营商、设备制造 商和内容提供商的关注焦点之一。移动视频业务是通过移动网络和移动终端为 移动用户提供视频内容的新型通信服务，它的主要特征在于传送的内容是比文 本、话音更加高级的视频图像，并可伴有音频信息。 流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从i n t e r a c t 上下载才能观看的 缺点”“，当第一个数据包到达时就开始播放。随着i n t e m e t 和移动网络的融 合，人们越来越希望能够及时、主动地获取各种视频节日，因此视频点播视 频直播、音频点播音频直播等业务极大地满足了人们娱乐的需要。无线网络 中流媒体业务主要是面向c d m a 2 0 0 0 和g p r s 等能提供较高分组带宽 ( 1 0 0 k b i t s 以上) 的无线网络。根据流媒体源的不同，可分为视频业务和音频 业务“”。基于流媒体典型的业务应用有世界杯精彩进球片段回放，移动商务中 股指、期指回放，电影精彩片断欣赏，流行音乐欣赏等丰富的节目。另外，通 过视频卡进行视频、音频源的采集，可以完成节目的直播，电视、c d 等节目 源的实时播放。流媒体业务也支持多种媒体格式如m o v 、a s f 、m p 3 、w a v 、 a v i 、a u 、f l a s h 等。在无线网络上，随着空中接口的带宽增加，为流媒体的业 务提供了良好的物理基础，结合无线应用的不受时间、地点限制的业务灵活 性，移动流媒体业务将会更加丰富和具有吸引力。目前，移动流媒体视频业务 还处于刚刚起步阶段。未来几年，随着网络和技术的发展，移动流媒体视频业 务将成为移动视频业务的主流。 哈尔漳理t 大学丁学碜卜学位论文 1 3 移动流媒体增值业务在国内外的发展现状 1 9 9 4 年中国电信建成国内第一个会议电视党政专网，采用点对点结构的非 标准视频网络，容量较小，没有采用多点控制设备c m c u ) 。这种点对点的网络 结构简单，单个设备的故障不影响其他点，系统稳定性高。其缺点是成本高， 操作复杂。1 9 9 6 年建成全国公众会议电视网，这个网络采用了多点控制设备的 两级级联技术，以北京m c u 为中心点，八大区各设一台m c u 为二级中心 点，各省终端通过2 m 专线电路接入本大区的m c u 。随着视讯技术的发展和 通信市场的变化，中国电信又先后于2 0 0 2 年和2 0 0 3 年建成供集团公司内部使 用的2 m 和8 m 高清晰会议电视网“”，8 m 高清晰会议电视应用了m p e g 2 编 解码技术。2 0 0 2 年，中国电信推出了定位于市场中低端用户的“新视通”业 务，系统兼顾了h 3 2 0 和h 3 2 3 协议。支持数字专线、i s d n l a n a d s l 以及 其他多种接入方式。支持接入的终端包括h 3 2 0 终端，h 3 2 3 终端、 h 3 2 0 h 3 2 0 一体化终端，为用户提供全方位、多样化的服务。 2 0 0 3 年非典的爆发促进了中国视频通信业的迅速发展，各大运营商纷纷加 大力度投资建设视频通信网络。目前，中国电信、中国联通、中国铁通和中国 网通部已经建立了商用的视频通信运营网络，其中中国电信和中国联通的网络 规模较大，并且拥有大部分的用户数量。 相对于中国刚刚进入移动流媒体时代，日韩、欧美等发达地区在流媒体的 技术和内容上，都己进入了较为成熟的阶段。 日本、韩国与欧洲和北美相比，3 g 网络发展较快，视频移动终端种类较 多，移动视频市场处于相对领先的地位“”。日本、韩国3 g 网络商用化所取得 的成就和移动视频市场的飞速发展，受到了世界各国的关注。 此外，随着移动网络的发展和各种移动业务的不断推出，也推动了移动 终端技术的发展，移动终端技术在显示屏、c p u 、内存、电池和软件等各方面 部在不断提高，出现了更多适合移动视频业务的终端。移动终端向时尚化、 个性化、彩色化、功能多样化和智能化方向发展。许多移动终端不仅增大内 存空间，还可以通过闪存卡、记忆棒和快闪记忆卡( c o m p a c tf l a s hc a r d ) 等辅助方法扩大存储空日j 。移动视频业务为手机制造商提供了改变市场格局 的机会，移动终端市场的格局不断变化，竞争更加激烈。 畸尔泞理t 大学t 学顾卜学位论文 1 3 1 国外移动流媒体增值业务市场发展状况 由技术的进步推动移动流媒体增值业务的不断发展，而随着增值应用的不 断丰富，又对通信技术的发展提出更高的要求，这种相互促进的关系是推动整 个移动流媒体增值业务产业不断成长壮大的基础。 1 韩国、日本2 0 0 2 年7 月，韩国移动运营商k t f 宣布开始在韩国提供基 于c d m a 2 0 0 0l x 技术的无线数据流媒体服务：经过一年多的发展，到2 0 0 4 年5 月，以f i m m 为品牌的高速数据服务用户超过8 0 万。s k 电讯也在2 0 0 3 年1 1 月推出了第三代流媒体服务j u n e “”，仅用了8 个月时间，用户数就突破 了1 0 0 万。能在第三代服务上突破1 0 0 万用户数的成绩证明s k 电讯开启的大 容量无线互联网服务在世界通信史上具有重大里程碑的意义。此外，l g t e l e e o m 也于2 0 0 4 年年初开通了移动流媒体服务。日本最大的移动运营商 d o c o m o 在日本已经提供基于3 g 的流媒体服务。服务内容包括实时监控、娱 乐、新闻、体育等。 2 北美、欧洲德国的运营商t o m o b i l e 、法国的o r a n g e 已推出了基于2 5 g 网络g p r s 的流媒体服务“”。服务内容主要包括新闻、信息、运动、游戏和音 乐。意大利的运营商t e l e c o mi t a l i a 提供了基于w i f i 网络的流媒体服务，提供 诸如实时新闻、实时赛事报道等服务。而美国的c d m a 运营商v e r i z o n 则推出 了低速网络下的流媒体服务，采用s l i d es h o w 技术播放低速率的流媒体内容。 1 3 2 中国移动流媒体增值业务市场发展状况 我国移动流媒体在影祝、交通、广告等领域的应用将前景广泛，为传统媒 体的新形势提供了更广阔的空间“”。由图1 - 1 中可以看出，随着终端和网络的 升级，2 0 0 5 年移动流媒体市场规模已经达到l 亿元人民币。但由于流媒体业 务的商业模式也尚未成熟，市场的不确定因素较多，据专家预测“”，2 0 0 6 年移 动流媒体的市场规模约4 5 亿元人民币。随着北京申奥的成功，到2 0 0 8 年， 奥运会的召开将为流媒体的发展提供更大的空间，市场规模也将会超过3 5 亿 元人民币“。 哈尔滨理_ 大学- 学硕士学位论文 2 0 0 52 0 0 6 f2 0 0 7 f 市场规模增长 图i - 1 移动流媒体市场规模发展预测 f i g l 1t h ed e v e l o p i n gf o r c a s to f m o v i n gs t r e a m i n gm a r k e ts c a l e 现在，中国两家最大的移动通信运营商在移动视频业务上的竞争愈加激 烈。中国移动的手机电视业务是基于g p r s 网络“”，上海文广新闻传媒集团已 与中国移动联手在全国率先推出了手机电视；中国联通则是依靠其c d m a l x 网络，它推出的“视讯新干线”，用户用支持流媒体的手机下载一个流媒体播放 软件就能在手机上观看电视节目。这种手机电视业务实际上是利用流媒体技 术，把手机电视作为一种数据业务推出来。不管是g p r s 手机还是c d m a l x 手机，都需要在手机终端( 一般是较高端的智能手机产品) 上安装相应的播放软 件，而相应的电视节目则由移动通信公司或者通过相应的s p 来组织和提供。 a p b w ( 亚太宽频，台湾) 是台湾的第一个c d m a 2 0 0 0i x3 g 移动运营商， 最开始a p b w 采用韩国s k t 的压缩标准，由于是私有标准，移动终端的终端 播放器也需要支持这种私有的标准。后来又转而支持工业标准m p e g - 4 。 a p b w 在s a m s u n gs c h x 7 8 9 、a p 1 0 0 0 、m o t o r o l am s 1 0 0 等终端上提供视频 服务。h u t c h i s o n3 g ( 和记黄埔，香港) 在全球推出了以3 ”为品牌的各种3 g 服务，其中也包括流媒体业务。视频压缩格式采用工业标准m p e g - 4 ，音频压 缩格式采用a a c ，文件格式采用3 g p p 。视频片断的帧速通常为1 2 帧秒。 o o o 0 o o o ， 籼 舢 蝴 舢 籼 蝴 帅 舢 。 柏 ” 笛 狮 ：2 m 卯 哈尔滨理t 大学t 学硕士学位论文 n e ww o r l dm o b i l i t y ( 新世界移动，香港) 已经推出了通过移动终端进行实时 视频监控的服务。 1 4j 2 m e 发展背景 支持流媒体播放的手机终端通常都需要j a v a 或b r e w 的支持，而j a 、，a 平台的开源、可移植能力强等诸多特性，被更多的开发商看好，开发前景更为 乐观。 j a v a 语言设计的最初目的就是用于消费类电子产品，由于它的平台兼容 性、安全性、动态内容传输、面向对象等特性，使得它成为各种移动设备上的 首选。1 9 9 8 年1 月，s u n 的实验室启动了s p o t l e s s 项目，以研究j a v a 编程 语占应用于资源受限的设备，建立一个j 姒运行环境，适用于那些比较典型 移动设备理，也就是要建立一种小尺寸、可移植性强和易于使用的j a v a 虚拟 机。后来m o t o r o l a 、n o k i a 、s e m i e n s e 、n t td o c o m o 等其他移动设备制造商 和运营商加入到k v m ( kv l r t u a lm a c h i n ek 虚拟机) 开发阵营。在1 9 9 9 年9 月和l o 月先后颁布了移动信息设备简表m i d p 和互联受限设备配置c l d c 两 个规范，后来又陆续发布了其他规范，这些标准成果形成了j a v a 平台微型版 本( j 2 m e ) 。 随着移动设备能力的增强，单纯的w a p 等b s 信息浏览方式已经不能满 足需要，加之移动设备具有移动方便等优势，因此，传统的娱乐、工作、信息 交互和共享等事物越来越拓展到移动设备上完成。 支持如手机等移动信息工具的无线通信领域也发生了巨大的变化，从 g s m 等模拟网络向g p r s c d m a1 x 等2 5 g 数字网络发展，甚至到 w c d m a c d m a2 0 0 0 等3 g 技术发展，无线网络的带宽也越来越拓展。随着 计算机、通信、微电子等技术的发展，信息技术的硬件环境和软件环境已经发 生了巨大的变化：数据传输的物理介质从有线发展到无线，从固定发展到移 动，逐渐打破时空的限制。 1 5 本课题研究内容 本课题的主要研究内容为针对目前主流手机只支持一、两种多媒体格式甚 至不支持流媒体格式的缺陷，研究基于j a v a 的移动流媒体增值业务的开发模 型，结合j a v a 增值业务平台建设，对流媒体传输协议相关技术进行具体说 哈尔滨理- 大学 学硕士学位论文 明，最终将视频流显示在手机终端上。主要包括以下几部分，首先对j a v a 技 术在无线流媒体中的应用进行分析，并针对开发模型建立基于j a v a 的增值业 务平台，然后对解码软件进行程序实现，重点研究并实现了针对m p e g 4 压缩 的a s f 流媒体解码技术。 7 - 哈尔滨理t 大学 学硕+ 学位论文 第2 章实时传输系统概述 2 1 实时流协议概述 2 1 ir t p 协议 由于一般的传输协议( t c p 、u d p ) 并不能够直接支持实时的流式传输，因 此，移动流媒体系统所采用的技术和互联网上流式业务所采用的技术基本相 同。其中包括i n t e m e t 本身的多媒体传输协议，以及一些实时流式传输协议。主 要有用于i n t e m e t 上针对多媒体数据流的实时传输协议( r i p ) ：定义了一对多 的应用程序如何有效地通过p 网络传送多媒体数据的实时流协议( r t s p ， r e a l t i m es l r e a m i n gp r o t o c 0 1 ) ；微软专门用来流媒体传输的m m s 协议 ( m i c r o s o f tm e d i as e r v e r ) “。 流媒体业务系统在技术上由以下协议层次组成，如图2 1 所示。 图2 一i 移动流媒体系统的网络协议结构图 f i g 2 - 1p r o t o c o ls t r u c t u r eo f m o b i l es t r e a m i n gs y s t e m 1 实时传输协议( r p ) 啪r i p 是用于i n t e m e t 上针对多媒体数据流的一 种传输协议。r i p 被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提 供时间信息和实现流同步。r i p 通常使用u d p 来传送数据，但r t p 也可以在 t c p 或a t m 等其他协议之上工作，r t p 本身并不能为按顺序传送数据包提供 可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠r t c p 提供这些服 务。通常r i p 算法并不作为一个独立的网络层来实现，而是作为应用程序代 码的一部分。如图2 1 所示，r t p 数据包在u d p t c p 数据包中的封装情况可 哈尔泞理t 夫学t 学修t 学位论文 以看出r t p 处于标准的传输层协议“1 ( t c p , u d p 协议) 之上，那么r t p 报文也 作为数据封装在u d p 报文中。r t p 报文的格式如图2 - 2 所示。 0123 0l2a4s 710oi23 5 70 ，oi2345i7i ol i v = 2 i p l x i l - i 町i _ m n u m b e r f + 叫- 叫卜卜卜- 卜卜o 卜4 - + 卜卜_ 卜一卜_ 一+ - 一_ _ + it ；- “ l 1w n o h r a n i z a t i m m 啪0 嗡嗡；曲峨i f j r i l j h t l 雌m ”瞄哟i 山啦许i r i l 1 一 一h 斗一d 叫h h h h h h h h 卉叫h 卜- h + 卉斗 图2 - 2r t p 协议格式 f i g 2 2f o r m a to f r t pp r o t o c o l 各个字段的含义如下论述。 ( 1 ) 版本号( v ) ：两位。对于r f c l 8 8 9 定义的r t p ，v = 2 ； ( 2 ) 填充标志( p ) ：一位，p = l 说明报文的尾部有填充位； ( 3 ) 扩展标志( ) ( ) ：一位，x = l 说明r t p 报文固定头之后有扩展头。 r t p 报文固定头为4 个3 2 位，至i j c r s ci d 为止： ( 1 ) c s r c 标识计数长度c c ：4 位。指明c s r c 的长度，单位为字节： ( 2 ) 标志位m ：l 位。由具体的应用来定义，一般是用于数据包中表明帧 的边界等重要事件； ( 3 ) 净载类型p t ( p a y l o a dt y p e ) ：7 b i t s ，用于标识数据包承载数据的格 式，具体的解释由实际的应用确定； ( 4 ) 包序号( s e q u e n c en u m b e r ) ：1 6 b i t s ，其值随每一个r t p 包的发送而不 断增加，接收端根据该参数来检测分组丢失或对失序的包进行重新排序； ( 5 ) 时间标签( t i m e s t a m p ) ：3 2 位。它标识报文的发出时i 日j ； ( 6 ) 同步源标识s s r c ：3 2 位。它为r t p 提供标识号，如果r t p 会话中有 混合器，s s r c 为混合器的标识符；如果r t p 会话中没有混合器，s s r c 为媒体 流发送者的标识符： ( 7 ) 分布源标识c s r c ：多个3 2 位。c s r c 是c o n t r i b u t i o ns o u i c 笼的缩写。 如果r t p 会话中存在混合器，那么混合器将多个媒体流混合复接后发送给接收 者，此时，s s r c 为混合器的标识符，而c s r c 为各个媒体流发送者的标识。其 哈尔泞理t 大学t 学硕i 学位论文 长度由c c 字段确定： 在r t p 数据包头后要紧跟多媒体净载数据。根据c c 确定c s r c 的大小，即 3 * 3 2 b i t + c s r c 长度为r t p 包的包头，该包剩下的部分为数据内容。彤f p 数据包 没有定义数据的最大长度，r t p 包的最大长度受低层协议的限制。 2 实时传输控制协议( r t c p ) “1 在r t p 会话期日j ，r t c p 包每隔一秒钟 向客户端发送一次。为客户端提供已发出的r p 数据包的数量、两次r t c p 包之间r t p 数据包发送的数量以及发送的字节数等统计资料，以供客户端参 考。 3 实时流协议( r t s p ) r t s p 是由r e a ln e t w o r k s 和n e t s c a p e 共同提出 的，该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过妒网络传送多媒体数据。 r t s p 在体系结构上位于r t p 和r t c p 之上，它使用t c p 完成数据传输。 h r r p 与r t s p 相比，h r r p 传送h n 仉，而r t s p 传送的是多媒体控制报 文。h t t p 请求由客户机发出，服务器做出响应；使用r t s p 时，客户机和服 务器都可以发出请求，即r t s p 可以是双向的。r t s p 是一个控制协议，该协 议与数据传递实时协议( r t p ) 依次发挥作用，实现向客户端提供内容。 4 会话描述协议( s d p ) s d p ( s e s s i o nd e s c r i p t i o np r o t o c 0 1 ) 只是一种用 于会话描述的格式( 协议) ，它并不是一个传输协议，也不包含在媒体的编解 码之中，而是用于在不同传输协议间的传递消息的通知协议，其主要目的是解 决多媒体会话通知、邀请和另外一些媒体会话的初始化工作。s d p 内容包括会 话名称和目的、会话活跃时间、媒体类型( 视频、音频等) 、传输协议( r t p 、 u d p 、i p 等) 、媒体编码格式( h 2 6 3 、m p e g - 4 等) 、接收媒体的相关信息 ( 地址、端口和格式等) 。 2 i 2w i n d o w sm e d i a 服务器实现r t s p 协议控制传输 m m s ( m i c r o s o f tm e d i as e r v e rp r o t o c 0 1 ) 是微软专用的流媒体服务协议 ”1 ，它是连接w i n d o w sm e d i as e r v e r 单播服务的默认方法。由于该协议不是开 放协议，很多命令的传输格式我们无从知道。为了更加全面的支持流媒体服 务，微软将w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 中的w i n d o w s 媒体服务取代了原来 w i n d o w sm e d i as e r v i c e s4 0 版本和4 1 版本中包含的w i n d o w s 媒体监视服 务、w i n d o w s 媒体节目服务、w i n d o w s 媒体广播站服务、w i n d o w s 媒体单播 服务四项服务。w i n d o w s 媒体服务现在是单个服务，运行于w i n d o w ss e r v e r 2 0 0 3 标准版、w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 企业版和w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 数据中心 哈尔滨理工大学_ 学硕士学位论文 版上。它具有灵活的结构，支持各种控制协议，包括实时流协议( r t s p ) 、 m i c r o s o f tm e d i as e r v e r ( m m s ) 协议和h r r p 协议。当用户链接 r t s p ：1 2 7 0 0 1 ：5 5 4 t e s t a s f 地址时，服务器就能向移动终端发送数据流。 r t s p 协议与数据传递实时协议( r t p ) 依次发挥作用，实现向客户端提供 内容。r t s p 通过5 5 4 端口的t c p 连接发送r t s p 请求来控制t e s t 的视频播 放、暂停、停止等。w i n d o w sm e d i as e r v e r 应用程序协议r t p 、r t c p 分别通 过5 0 0 4 、5 0 0 5 端口的u d p 连接向客户端发出数据流。以上端口为系统默认 值。 2 2 a s f 格式概述 2 2 1a s f 文件特点 a s f 文件的产生是微软公司为了在流媒体领域占领一席之地而开发和发展 的一种媒体格式，它是w i n d o w sm e d i as e r v i c e 的核心。a s f 是a d v a n c e d s t r e a m i n gf o r m a t 的缩写。1 ，是一种数字多媒体格式，将音频、视频、图像以及 控制命令脚本等多媒体信息，以数据单元的形式传输，实现流式多媒体内容的 发布。其中，在网络上传输的内容就称为a s f 流( a s fs t r e a m ) 。a s f 支持任 意的压缩解压缩编码方式，并可以使用任何一种底层网络传输协议，具有很 大的灵活性。a s f 在i n t e r n e t 网上可以以流形式传输，可以一边下载一边实时播 放，无需下载完再看。 a s f 的主要优点包括： 1 支持先进的高效压缩方式、体积小制作者可以将图形和动画数据组合 成一个a s f 格式的文件，也可以将其他格式的视频转换为a s f 格式。而且， a s f 支持m p e g - 4 编码，这不但降低了文件的大小，还提高了画面质量。 2 可扩充的目录信息功能a s f 提供可继续扩展的目录信息的功能。所有 的目录信息都以无格式编码的形式存储在文件头部分，并且支持多语言，如果 需要，目录信息既可预先定义( 如，作者和标题) ，也可以是制作者自定义。 3 可扩展的媒体类型现代的多媒体传输系统能够动态地调整以适应网络 资源紧张的情况( 如带宽不足) 。多媒体内容的制作者要能够根据流的优先级 表达他们的参考信息，如最低保证音频流的传输。随着可扩展媒体类型的出 现，流的优先级的安排变得复杂起来，因为在制作的时候很难决定各媒体流的 顺序。a s f 允许内容制作者有效地表达他们的意见( 有关媒体的优先级) ，甚 哈尔滨理工大学 学硕十学位论文 至在可伸缩的媒体类型出现的情况下也可以。 针对无线网络带宽窄、手机屏幕小及手机终端c p u 运算能力较低，在制 作多媒体文件时，捕获屏幕大小为1 4 0 + 1 2 0 ，设定传输最大比特率为3 1 k b p s ， 平均比特率为8 5 0 k b p s 。 2 2 2a s f 文件结构 a s f 文件“”基本的组成单元称为对象( o b j e c t ) ，每个对象都由一个1 2 8 位的 全球唯一的对象标识符( o b j e c ti d ) 、一个6 4 位整数的对象大小( o b j e c ts i z e ) 和一 组长度不定的对象数据( o b j e c td a t a ) 组成。即对象大小的值是2 4 b y t e s 与对象数 据大小之和。表2 1 所示为微软公布的a s f 文件头结构。a s f 的一种高层对象中 可以包含一个或多个a s f 子对象，子对象表示上级对象的数据部分。如图2 3 所 示由于a s f 文件可以产生一个有效的并且全球唯一的g u i d ( 指1 2 8 b i t s ) ，所以 无需一个权威的机构来管理对象标识符系统；其次，对象的大小字段已经定义 为足够处理高带宽的多媒体内容大文件。 表2 - 1 a s f 文件头结构 t a b l e2 1h e a d e rs t r u c t u r eo f a s ff i l e a s f 文件在逻辑上由3 个顶层的对象( t o pl e v e lo b j e c t ) 组成，包括头对象 ( h e a do b j e c t ) 、数据对象( d a t ao b j e c t ) 和简单索引对象( s i m p l ei n d e xo b j e c t ) 。 对于一个a s f 文件而言，头文件和数据对象是必需的，并且头文件必需放在每 一个a s f 格式文件的开头部分，数据对象一般情况下紧跟在头文件之后。而简 单索引对象是可以选用的。 a s f 头对象是唯一包含其他a s f 低层对象的顶层对象。头对象的作用是在 a s f 文件的开始部分提供一个特定的比特序列，并且包含有所有其他头对象的 信息，它提供了数据对象中多媒体数据的所有的全局信息。a s f 文件的数据对 象是文件的主体，数据对象能够被解释的一个l i i 提是头对象己经被客户端相应 的应用程序接收到，也就是说，头文件先于数据对象从服务器端到达客户端。 以下3 种方式可以实现头对象先于数据对象到达客户端： 1 在发送a s f 数据对象前先发送头对象； 2 包含头文件的数据作为会话声明的一部分； 3 利用一个与数据对象不同的通道发送头对象。 睁尔演理t 大学t 学砂卜学位论文 其中第一个方式是实际经常被采用的。另外在数据对象中还包含a s f 文件 中所有的多媒体数据，这些数据以数据单元的形式存储，a s f 的数据单元是可 变长的，但包含的数据流必须是同一种格式。在具体的流媒体传输实例中，数 据单元在它们开始传输的时候就在数据对像中自动进行排序。a s f 的简单索引 对象包含一个嵌入到a s f 文件多媒体数据的基于时间的索引，每一个索引所表 现的时间甘j 隔是在制作文件的时候就设置好的，并存储于该对象之中。a s f 的 简单索引，索引对象主要用于按照时间来随机访问a s f 文件，例如实现快迸、 后退等功能。 l 兰1 2 3a s f 文件结构 f i g 2 - 3s t r u c t u r eo f a s f 2 2 2 1a s f 头对象头对象的作用足在a s f 文件的开始部分提供一个众所周知 的比特序列，其中包含所有其它高层对象信息。头对象提供了存储在数据对象 中的多媒体数据的全局信息。在a s f 的三个高层对象中，头对象是唯一包含 其他a s f 商层对象信息的对象。它由以下几个子对象组成： 文件属性对象( f i l ep r o p e r t i e so b j e e t ) ：全局文件属性。 流属性对象( s t r e a mp r o p e r t i e so b j e c t ) ：定义一个媒体流和其属性。 内容描述对象( c o n t e n t d e s c r i p t i o n o b j e c t ) ：包含所有目录信息。 部件下载对象( c o m p o n e n td o w n l o a do b j e c t ) ；提供播放部件信息。 流组对象( s t r e a mg r o u po b j e c t