3GPP移动流媒体服务技术规范概述

3GPP移动流媒体服务技术规范概述一、导言移动流媒体是一种实时数据传输方法，允许用户在传输之前开始观看整个内容。目前，流媒体通常用于宽带网络上的音频和视频传输，但在移动网络中也变得可行。成立于1998年的“第三代合作伙伴计划”(3GPP)是由几个电信标准化组织共同起草的合作协议。最初，其范围是利用WCDMA无线通信技术为基于GMS网络的第三代移动系统制定全球适用的规范和报告。现在，这个范围还包括维护和进一步发展的全球移动通信系统。同时，还有一个？quot姐妹项目- 3GPP2，但它是基于逐渐形成的码分多址技术(使用CDMA2000无线通信技术)。更多相关信息可在官方网站的第一和第二页找到。显然，端到端分组交换流服务(PSS:分组交换流服务)是在3GPP移动网络交互式流服务框架中定义的规范。该框架的重用由IETF(协议、有效载荷格式)、W3C(场景描述)、MPEG、ISO和ITU(编解码器、媒体文件格式)等组织。PSS最早出现在3GPP版本4中。类似的工作正在3GPP2的多媒体流服务(MSS)规范中进行。PSS是一种应用层服务。本规范主要是安排流媒体客户端和服务器之间的通信过程图1。尽管流媒体可以受益于网络支持(例如服务质量)，但是服务支持系统需要在具有不同服务质量的承载网络中工作。因此，该服务的定义应该能够适应不同的网络。二。移动分组交换流媒体服务规范版本流媒体服务的基本框架规范出现在3GPP版本4中。第5版引入了一些特性，例如增强的切换能力，而大多数新特性都包含在第6版中。接下来，将更详细地介绍不同的版本。PSS Rel-4版本3GPP第4版(2001年3月定稿)中定义的基本框架是：协议、编解码器和3GPP文件格式。图2示出了3GPP的协议栈。流媒体的所有相关协议都是通过TCP和UDP为它们传输的。表1列出了相关协议的摘要。表1 PSS流媒体相关协议概述RTP实时传输协议RFC 1889，RFC 1890实时传输协议被定义为一对一或一对多传输，其目的是提供时间信息和实现流同步，如音频、视频或模拟数据。实时传输协议不处理资源预留，也不保证实时服务的服务质量6。在分组交换系统中，实时传输协议通常使用统一数据协议来传输数据。RTCP实时控制协议RFC 1889RTCP的主要功能是为数据传输提供反馈。接收端定期向发送端发送报告信息(报告信息包括接收端在传输过程中测量到的不稳定情况和丢包数量)。RTSP实时流协议RFC 2326RTSP用于建立和控制连续媒体的时间同步流。它对多媒体服务起着“网络遥控”的作用。RTSP是一个文本协议，类似于HTTP。它的主要区别是RTSP是一个标准的流媒体协议，通常使用一个独立的传输协议(通常是实时传输协议)来传输媒体数据。7SDP会话描述协议RFC 2327，RFC 2326SDP是由服务器生成的信息，用于描述媒体文件的编码信息及其所在服务器的链接。客户端使用SDP来配置播放软件8的设置。这是一个简单、可扩展的语法文本协议。图3显示了一个基本的RTSP单播操作。客户端通过浏览具有RTSP网址的网页和其他方法获得媒体片段的位置。流媒体播放器连接到流媒体服务器并发送RTSP描述命令。流服务器通过SDP描述进行反馈。反馈信息包括流的数量、媒体类型和请求的带宽。在分析描述之后，客户机为会话中的每个流发送一个RTSP安装命令，安装命令告诉服务器客户机上用于接收媒体数据的端口。流媒体连接建立后，客户端发送播放命令，服务器开始通过UDP向客户端传输媒体流(RTP包)。最后，客户端可以发送终止命令来结束流媒体会话。表2总结了3GPP PSS定义的音频和视频编解码器规范。最大码率受编解码器规范的限制，而不是受PSS的限制。此外，PSS还定义了一些非实时媒体格式，如静态图像(JPEG)、位图(GIF)、矢量图(SVG-Tiny、Rel-5以上)、文本和场景描述(SMIL)。在PSS Rel-4中，没有针对音频(如音乐)的强制性编码和解码规范。3GPP媒体文件格式是根据国际标准化组织的基本媒体文件格式(国际标准化组织标准14496-12)定义的。国际标准化组织的基本媒体文件格式也是MP4文件格式和早期QuickTime文件格式的基础。PSS Rel-4实际上是指MP4文件格式，但在Rel-5中已被修改。文件格式灵活，支持本地回放和流式传输。多媒体消息也使用相同的文件格式，但是在国际标准化组织的规范中增加了一些限制和附加条件。例如，必须包括3GPP的媒体文件格式，并且不允许引用其他媒体格式。同时，规范阐明了文件中确定的媒体类型(视频和音频)。PSS Rel-5版本PSS Rel-5(2002年3月完成)最值得注意的变化是交换能力的增加。该功能被定义为“用户代理配置文件”(UAProf)的扩展。由开放移动联盟(Open Mobile Alliance)提出的UAProf，用于处理设备能力的获取级别和格式化内容的首选信息9。当流媒体会话初始化时，客户端向服务器提供该功能的简要介绍(与配置文件和可能性差异相关的网址)。使用PSS的功能配置文件，客户端可以向服务器发送诸如音频通道数量、支持的媒体类型、屏幕大小和平均像素等信息，服务器可以根据这些信息选择适合用户的内容。Rel-5使用与Rel-4相同的音频和视频格式，但也添加了一些新的媒体类型：矢量图形(SVG Tiny)、合成音频(可调混音MIDI)和同步文本(例如字幕)。此外，场景描述支持也被扩展。PSS Rel-6版本PSS Rel-6版本规范仍在开发中，预计将于2004年上半年完成。在下面的内容中，将介绍一些值得注意的新特性。该内容信息是根据可用的3GPP文档(10、11)编写和修改的。端到端速率适配端到端速率适配使流媒体会话能够适应不同的网络条件。这对于PSS应用于具有不同容错能力的网络(如WCDMA、EDGE、GPRS、具有服务质量保证或最大能力的码流)是非常重要的。此外，速率适配有利于平稳运行和特殊的内部系统转换。在当前提出的机制中，流服务器主要负责调整数据流和传输速率，而客户端向服务器提供必要的反馈。其目的是保持客户端的解码缓冲空间足够大，以避免视频和音频播放中断。在大多数网络条件下，速率自适应可以最好地确保平滑和一致的接收。然而，这也意味着音频和视频的流质量将在接收期间改变。它还要求相同的内容可以具有不同的码率，或者服务器可以“精简”流(例如，仅传输关键帧)。提议的实现也将使流式服务器更加复杂。目前，用户控制服务器发送的码率的机制在固定的网络接入点更为常见。质量测量其目的是使PSS服务器能够保证接收客户端生成的质量指标，例如，它可以用来衡量用户体验的(主观)质量和改进监控服务器。所提出的度量信息包括：接收过程中丢失的数据包数量和中断情况等。质量指标不用于计费目的。可靠的流媒体可靠的流媒体是指用可靠的传输流将所有媒体传输给用户。它可以被视为流媒体和下载之间的中间格式：无损传输所有媒体(下载)用户可以在整个内容交付之前开始观看(流媒体)。然而，即使它导致更多的中断，也可以通过折衷(近似)实时连续回放和支持无损接收来实现。因此，可靠的流媒体不适合直播。提出了几种可靠的流媒体机制：正在进行的下载(模式)(通过HTTP)、RTSP隧道(通过TCP的RTP和RTSP的交叉传输)和重传机制。目前，所选择的机制在运行过程中下载非常简单。数字版权管理(系统)如3GPP TS 22.242所述，PSS版本Rel-6应支持数字版权管理，即数字版权管理(DRM)“数字版权管理”1。PSS版本Rel-6被认为是OMA数字版权管理版本2.0，将在编写完成后公开发布。新的编解码器规范PSS Rel-6正在考虑是否包括264视频编码和解码规范。最近，微软还提出了Windows Media 9视频编解码器的计划。一个强大的音频编解码器版本也正在考虑中。今天的音频编解码器竞争对手是低比特率(12-32kbps)范围内的aacPlus和AMR-WB，以及高比特率(32kbps)范围内的aacPlus和MPEG-4 AAC。三。PSS规范发布时间表图4显示了PSS的规格发布时间。应该注意的是，RealNetwork和PacketVideo中的一些流媒体特定解决方案的功能已经在当前的Rel-6版本中进行了合并。然而，当PSS确定了一个可以使用公共服务的框架时，它是非常重要的。此外，可以说，具有Rel-6版本特征的终端和服务器将在版本最终确定并且有用的特征被并入今天的网络之后不久出现。PSS服务的变化是一个具有挑战性的问题，也是一个依赖于实现和开发的精确机制。在Rel-6版本中，引入了服务用户级别要求，还包括要求“PSS应支持各种计费机制，如基于时间的计费、基于流量的计费、基于结果的计费、基于内容的计费等”的计费说明。12。但是，没有技术实现要求：“与收费或计费服务匹配可能是未来PSS版本13的一部分”。在Rel-6版本中，充电情况仍然未知。Iv .参考V.附加材料IETF传输领域是由视频和音频传输工作组专门确定的RTSP、RTP、RTCP和SDP协议，以及RTP的许多有效载荷格式。此外，有趣的是，DCCP(数据报汇聚控制协议数据报拥塞控制协议)比UDP(数据报控制，更好的防火墙穿越)更适合流式传输。详见：/html.charters/wg-dir.html#Transprot地区W3C在场景描述(SMIL、XHTML)、可调整矢量图形(SVG)和功能转换(CC/PP、RDF)方面发挥作用。详见：/国际标准化组织/国际电工委员会国际标准专家组已经确定了国际标准。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国际标准化组织的媒体文件格式。详见： http:/www.iso.ch/和/。国际电信联盟研究小组(国际电联-电信研究小组16)(例如，263编码解码器)和视频联合工作组(JVT)合作开发了一个新的使用MPEG的264/MPEG-4 AVC视频编码解码器标准。在Rel-6设定的时间范围内，H.264可能是一个潜在的新视频编解码器标准。详见：/移动联盟的发展集中在功能转换和数字版权管理上。详见：/国际流媒体联盟(ISMA)在数字版权管理领域和流媒体互操作性领域具有重要意义。详见：http:/www.isma.tv/六.定义、首字母缩写词和缩写词3GPP第三代合作伙伴项目第三代合作伙伴项目码分多址码分多址数字无线技术数字版权管理数字版权管理边缘增强型数据速率支持全球移动通信系统演进基于系统演进的数据速率增强GGSN网关GPRS支持节点(一个GPRS网元)网关GPRS支持节点(一种GPRS网元)通用分组无线业务通用分组无线业务国际工程任务组互联网工程任务组ISMA国际流媒体联盟互联网流媒体联盟国际标准化组织国际标准化组织彩信多媒体消息服务多媒体消息服务运动图像专家组