3G電路域視頻質(zhì)量問題分析及初步解決思路

齊少安（中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司，北京100048）

0 前言

隨著我國3G網(wǎng)絡(luò)的快速建設(shè)，3G視頻業(yè)務(wù)已成為3G時代新的業(yè)務(wù)亮點。由于3G電路域視頻業(yè)務(wù)使用簡單便捷，因而成了3G視頻類業(yè)務(wù)的基本業(yè)務(wù)，目前3G運營商所開展的電路域視頻電話、視頻互動式語音應(yīng)答（IVR）及電路域個性化回鈴音等業(yè)務(wù)均屬于基于電路域開展的視頻業(yè)務(wù)。

3G電路域視頻業(yè)務(wù)在我國雖已運營了1年時間，但其質(zhì)量仍有不少需要改進的方面。本文從電路域視頻業(yè)務(wù)實現(xiàn)原理入手，對影響3G電路域視頻質(zhì)量的幾個典型問題進行了分析，并提出了初步解決辦法。

1 電路域視頻業(yè)務(wù)實現(xiàn)原理

1.1 電路域視頻業(yè)務(wù)實現(xiàn)流程

目前，3G電路域視頻業(yè)務(wù)有以下2種形式。

a）點到點的視頻業(yè)務(wù)。3G終端經(jīng)3G網(wǎng)絡(luò)到3G終端的視頻通信業(yè)務(wù)。點到點的視頻電話就屬于該類業(yè)務(wù)。

b）3G終端與業(yè)務(wù)平臺間的視頻交互業(yè)務(wù)。3G終端和業(yè)務(wù)平臺間通過視頻通話方式進行的交互式語音視頻業(yè)務(wù)。目前，我國運營商開展的交互式語音及視頻應(yīng)答（IVVR）點播、視頻郵箱、電路域視頻個性化回鈴音業(yè)務(wù)等都屬于該類業(yè)務(wù)。

無論是點到點的視頻電話業(yè)務(wù)還是點到業(yè)務(wù)平臺間的交互式視頻業(yè)務(wù)，實現(xiàn)原理都是在2點間建立電路域視頻通話進行視頻交互的。下面以點到點的視頻通話為例，說明電路域視頻交互業(yè)務(wù)的流程（見圖1）。

步驟①～19為標準的交換信令交互過程。

步驟20為H.245建立過程。即在UE A與UE B進行端到端的H.245終端能力集協(xié)商、H.245主從確定協(xié)商、H.245發(fā)送復(fù)用表協(xié)商，并在打開H.245音頻、視頻邏輯通道后，UE A與UE B即可進行可視電話通話。

圖1 可視電話通話流程

步驟21為H.245拆除過程。即在UE A與UE B間關(guān)閉H.245音頻、視頻邏輯通道后，H.245會話結(jié)束，主被叫用戶面的資源都被拆除。

步驟22～29為常規(guī)連接斷開過程。即A先終止呼叫，向MSC Server A發(fā)起拆線消息。

由圖1可知，3G電路域視頻交互業(yè)務(wù)的建立過程為呼叫中的呼叫過程。即先進行常規(guī)交換信令交互過程，然后在進行H.245過程建立視頻通道后，雙方再進行視頻交互。其連接斷開也是先進行H.245拆除過程，再進行常規(guī)斷開過程。

1.2 3G-324M協(xié)議介紹

由圖1可知，3G電路域視頻交互業(yè)務(wù)是基于3G-324M協(xié)議實現(xiàn)的。3G-324M是3GPP組織制定的框架性標準，其基礎(chǔ)是ITU-T的H.324/M和其他相關(guān)國際標準，可在無線電路交換網(wǎng)絡(luò)中支持實時多媒體服務(wù)應(yīng)用。3G-324M協(xié)議族結(jié)構(gòu)見圖2。

3G-324M協(xié)議族是個標準體系。它包括語音編碼（3GPP-AMR、G.723.1）、視頻編碼（H.263、MPEG-4、H.261）、 數(shù)據(jù)編碼 （V.14、LAPM）、 多路復(fù)用和分離（H.223）及呼叫控制（H.245）等子協(xié)議，而H.223和H.245是其最為重要的2個協(xié)議。

a）H.223（數(shù)據(jù)多路復(fù)用協(xié)議）。它用于定義如何在64 kbit/s數(shù)據(jù)通道上傳輸H.245信令消息、音頻數(shù)據(jù)及視頻數(shù)據(jù)。

圖2 3G-324M協(xié)議族結(jié)構(gòu)

b）H.245（呼叫控制協(xié)議）。整個視頻呼叫由2層控制組成：第一層由ISUP控制，第二層由H.245控制。即在2個3G-324M終端間通過H.223中的能力集協(xié)商（TCS）、主從決定（MSD）、復(fù)用表交換（MES）和建立邏輯通道（OLC）等4個H.245步驟建立64 kbit/s音視頻邏輯通道后，用戶即可進行媒體交互。

2 質(zhì)量問題分析及解決思路

3G電路域視頻的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在通信類和視頻類的質(zhì)量問題上。而通信類業(yè)務(wù)的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在接通率低及易掉話問題上。由于通信類業(yè)務(wù)質(zhì)量問題主要與3G初期無線信號覆蓋及未充分優(yōu)化有關(guān)，故其不在本文討論之列。本文著重論述3G電路域視頻類業(yè)務(wù)的下幾個典型的質(zhì)量問題。

2.1 視頻不夠清晰問題

2.1.1 現(xiàn)象

3G電路域視頻質(zhì)量問題常表現(xiàn)在不夠清晰上，尤其是動作變化較大的視頻內(nèi)容常出現(xiàn)視頻動作不連貫及跳躍現(xiàn)象。該問題主要出現(xiàn)在終端和業(yè)務(wù)平臺間的視頻交互業(yè)務(wù)（如視頻點播業(yè)務(wù)等）上。

2.1.2 分析及解決思路

3G電路域視頻業(yè)務(wù)視頻質(zhì)量不夠清晰主要是由基于電路域承載造成的。其通道帶寬僅為64 kbit/s，除控制消息占用帶寬外，視頻和音頻所占用的帶寬一般僅有55 kbit/s。由于帶寬受限，就使得電路域視頻質(zhì)量不會太好。

對于視頻不夠清晰的問題，可從內(nèi)容源上加以解決。需對內(nèi)容源進行必要的優(yōu)化，應(yīng)盡量選擇動作變化較小的片源內(nèi)容（如新聞播報類視頻等），而動作變化較大的片源內(nèi)容（如足球、籃球比賽等）則不宜選用。

2.2 視頻建立時間過長問題

2.2.1 現(xiàn)象

3G電路域視頻業(yè)務(wù)在視頻建立階段常出現(xiàn)時間過長的問題（較傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)要長5~8 s），有時用戶等不到視頻出現(xiàn)就掛了電話，致使運營商的視頻業(yè)務(wù)得不到很好的開展。

2.2.2 分析及解決思路

3G視頻通話的建立，在ISUP（或BICC）信令交互后，終端間（或終端和業(yè)務(wù)平臺間）還要進行H.245媒體協(xié)商（含TCS、MSD、MES和OLC）過程。由于這個過程所需時間較長，所以易給用戶帶來不好的體驗。

對于視頻建立時間過長的問題，可將3G-324M附錄中的規(guī)范用于加速呼叫建立來解決，該規(guī)范包括以下窗口編號簡單重傳（WNSRP）和面向媒體的對話加速（MONA）2個協(xié)議。

a）WNSRP （H.324附錄 A內(nèi)容）。 采用 WNSRP時，一般可將呼叫建立時間縮短到2~4 s。

b）MONA（H.324附錄K內(nèi)容）。 MONA由 MPC、SPC及ACP 3個子規(guī)范組成。采用MONA時，可將H.245過程縮短到2 s以下。

但目前WCDMA終端支持MONA技術(shù)的較少，只有部分終端支持WNSRP技術(shù)。建議運營商在后續(xù)的優(yōu)化中逐步采取WNSRP和MONA技術(shù) （包括終端、業(yè)務(wù)平臺均需支持），以大大縮短電路域視頻業(yè)務(wù)建立時間，提升用戶體驗。

2.3 音視頻不同步問題

2.3.1 現(xiàn)象

音視頻不同步問題常出現(xiàn)在3G電路域視頻業(yè)務(wù)中，特別是會經(jīng)常出現(xiàn)在視頻點播及視頻博客等需進行存儲和讀取數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)中。尤其是在視頻通道剛建立的階段，由于聲音會明顯較視頻先出現(xiàn)，所以會給用戶帶來較差的體驗。

2.3.2 分析及解決思路

音視頻不同步的問題主要出現(xiàn)在編碼和碼率轉(zhuǎn)換期間。由于音視頻有效載荷沒有時間標記，媒體要經(jīng)多路復(fù)用和分組包轉(zhuǎn)換，且播放的媒體也不一定符合電路域傳送格式和碼率標準要求，媒體還要進行編碼或碼率轉(zhuǎn)換，從而會造成音視頻不同步的問題。尤其在視頻開始播放階段，一般都是先聽到聲音后看到視頻。

對于音視頻不同步的問題，可采用在逐步優(yōu)化視頻網(wǎng)關(guān)音視頻處理速度協(xié)調(diào)的同時，盡量減少音視頻編碼格式及編碼速率轉(zhuǎn)換的方式加以解決。例如，在視頻點播業(yè)務(wù)中，將點播內(nèi)容的媒體格式轉(zhuǎn)換為適于電路傳送的音視頻編碼格式和速率（視頻為H.264，音頻為AMR-NB，碼速為64 kbit/s以下），以減少媒體在傳送過程中的編碼轉(zhuǎn)換及音視頻不同步現(xiàn)象的發(fā)生。

2.4 視頻損毀問題

2.4.1 現(xiàn)象

移動通信的視頻業(yè)務(wù)，因無線網(wǎng)絡(luò)傳輸中的信號誤碼或丟幀常會出現(xiàn)視頻損毀（如馬賽克）現(xiàn)象。視頻損毀的持續(xù)時間有時會長達5～10 s。

2.4.2 分析及解決思路

由于目前3G終端均有視頻快速更新 （VFU）功能，因此視頻損毀時間過長的問題主要出現(xiàn)在終端和業(yè)務(wù)平臺間。

對于視頻損毀的問題，可采用VFU功能的方式來解決。即：當終端發(fā)現(xiàn)因空中接口誤碼導(dǎo)致視頻流損毀時，終端會發(fā)送H.245 VFU請求，業(yè)務(wù)平臺的視頻網(wǎng)關(guān)需回應(yīng)該請求，并盡快發(fā)送1個關(guān)鍵幀（I-Frame），使視頻損毀在終端上的恢復(fù)時間大為縮短。

業(yè)務(wù)平臺應(yīng)能檢測到終端發(fā)送的視頻流損毀信息，并向終端發(fā)送H.245 VFU請求，此時終端需回應(yīng)該請求，并盡快發(fā)送1個I-Frame。欲實現(xiàn)快速刷新功能，業(yè)務(wù)平臺和終端均需具備快速刷新功能。

3 結(jié)束語

3G電路域視頻業(yè)務(wù)是3G時代的標志性業(yè)務(wù)。因受電路域固有帶寬限制，視頻質(zhì)量就必然會出現(xiàn)一些難點問題。本文對電路域視頻業(yè)務(wù)出現(xiàn)的幾個典型質(zhì)量問題進行了分析，并提出了初步解決思路，這對運營商改善電路域視頻質(zhì)量具有一定的借鑒意義。

［1］賴衛(wèi)國.移動無線數(shù)據(jù)新業(yè)務(wù)［M］.北京：人民郵電出版社，2007.