新時期移動通信技術在視頻傳輸中的應用效果研究

覃丹寧 中國移動通信集團廣西有限公司柳州分公司

引言：視頻作為一種信息的媒質，具有文字圖像無法比擬的直觀生動的特點，如何實現視頻的安全有效傳輸，這對通信技術提出了新的要求。新時期下，移動通信技術實現了長足發(fā)展，基于這些新技術的出現，使得高速便捷的高清視頻傳輸成為可能，從而滿足了客戶在移動端享受高質量視頻服務的需求，也同時帶動了相關產業(yè)的進步和發(fā)展。

1.移動通信技術發(fā)展現狀研究

移動通信技術歷經多代演進，已經發(fā)展到了第四代移動通信技術，并且相關技術已經十分成熟，第五代移動通信技術也已經步入正式發(fā)展軌道。

第三代移動通信技術中，碼分多址技術CDMA是其實現的主要技術基礎。碼分多址技術基于擴頻通信技術，該技術將待發(fā)送信息數據經偽隨機序列調制后發(fā)送，在接收端再次用同樣的偽隨機序列解調，從而有效地提高了蜂窩移動通信的數據容量，同時使整個系統(tǒng)的抗干擾能力得到極大地提升。

第四代移動通信技術是目前成熟且應用極廣的移動通信技術，被廣泛使用在物聯網、高速數據傳輸、移動語音通話、移動視頻傳輸等多個領域。第四代移動通信技術是正交頻分復用技術OFDM發(fā)展而來。該技術作為一種高效的調制技術，將發(fā)送的數據流分散到許多個載波之上，從而使得各載波的信號速率大幅度降低，有效提高了系統(tǒng)的抗多徑和抗衰落能力。

第五代移動通信技術是未來十年移動通信技術主要的發(fā)展方向，在現有技術的基礎之上，第五代移動通信技術在信息傳輸速率、抗干擾能力以及頻帶資源的利用率上較以往的技術將會有大幅度的進步。我國在第五代移動通信技術領域的發(fā)展已然走在世界的前列，三大運營商攜手華為、中興等通信設備研發(fā)制造企業(yè)，極大地推動了第五代移動通信技術標準的制定和相關技術的發(fā)展。

2.基于移動通信網絡的視頻傳輸

隨著視頻傳輸業(yè)務的不斷發(fā)展以及移動通信設備的逐漸普及，利用移動通信技術的視頻傳輸成為視頻傳輸業(yè)務的一個方向。移動通信技術視頻傳輸區(qū)別于傳統(tǒng)的視頻傳輸如有線電視等的方面在于，移動通信技術視頻傳輸中的視頻采集端和視頻信息接收端都處于移動的狀態(tài)，信息傳輸主要依靠無線媒質，面對的是相對更加復雜多變的信道環(huán)境，這就對移動視頻信號的處理和傳輸有了更高的要求。

基于移動通信技術的視頻傳輸系統(tǒng)大致可以分為如下幾個部分：視頻信息收集系統(tǒng)、視頻信息處理及調制系統(tǒng)、視頻信息發(fā)送系統(tǒng)、視頻信息接收系統(tǒng)?，F實場景中，視頻采集端和接收端都具有很大的靈活度，因此移動通信下的視頻傳輸系統(tǒng)實現基本過程如下：在視頻信息收集端，系統(tǒng)通過高清移動攝像機、紅外攝像頭等設備將所需的視頻信息采集完成，然后通過相關的視頻編碼技術，將已有的視頻信息轉換成可供發(fā)送的數字信息，這些數字信息可以被有效地調制到移動信道中，經過數字移動通信網絡的傳輸，到達用戶的移動接收設備，客戶移動終端將接收到的數字信息進行解碼，還原為視頻畫面，完成對該視頻在整個移動通信網絡中的有效傳輸。

3.移動通信視頻傳輸的主要技術

3.1 H.264編碼解碼技術

攝像機作為視頻信息的采集設備，所拍攝到的視頻信息具有數據量大，冗余度高等的特點，這導致了采集到的視頻信息并不能直接通過移動通信網絡進行傳輸，所以應當根據移動通信網絡的特點，對視頻信息進行一定的處理，這就要用到H.264編解碼技術。

H.264編解碼技術通過運動預測和對差分編碼，能夠將具有大冗余度的原始視頻信息進行大幅度的壓縮，從而將視頻信息的碼率控制在移動通信帶寬所允許的范圍內。

3.2 視頻信息傳輸中的差錯控制技術

移動通信中的通信信道絕大部分是空氣，容易受到天氣影響，環(huán)境復雜多變，同時伴隨著大量其他信號的干擾，因此極易引發(fā)移動數據傳輸發(fā)生差錯，必須要有相應的差錯檢測及控制技術來控制數據傳輸的容錯率。

當前差錯控制技術主要有以下幾種：（1）檢錯重發(fā)。在發(fā)送碼元序列中加入差錯控制碼元，接收端利用差錯控制碼元檢測錯碼，然后利用反向信道通知發(fā)送端，發(fā)送端接收請求后重新發(fā)送，直到正確接收為止；（2）前向糾錯FEC。發(fā)送端在發(fā)送視頻信息時，在碼元中加入若干差錯控制碼元，接收端接收到信息碼元后識別其中所包含的差錯控制碼，通過這種方式發(fā)現錯誤碼元，并且將錯誤碼元恢復至正確碼元，這種方式不需要反向信道傳送重發(fā)指令，也沒有因反復重發(fā)所產生的時延，故具有較好的實時性，但設備會相對比較復雜；（3）反饋校驗。反饋校驗是在接收端將接收到的碼元不做任何處理，而是轉發(fā)回發(fā)送端，系統(tǒng)在發(fā)送端將發(fā)送碼元和接收到的返回碼元進行比對，若有不同，則判定碼元出現差錯，立即重新發(fā)送。該技術實現方式及設備都相對簡單，但是需要系統(tǒng)具有雙向信道，且每一段碼元來回傳輸兩次，因此效率相對較低；（4）檢錯刪除。該技術與檢錯重發(fā)有所區(qū)別，接收端在接收到錯碼之后會選擇立即將其刪除，不會要求發(fā)送端重發(fā)，這種檢錯方式一般適合發(fā)送碼元中含有冗余的系統(tǒng)，并且刪除錯誤碼元后不影響系統(tǒng)的正常應用。

3.3 定位服務技術

定位服務系統(tǒng)LBS（Location Based Services）是一種結合了移動通信網絡和衛(wèi)星定位服務的系統(tǒng)。在移動通信技術視頻傳輸中，需要識別發(fā)送方和接收方的具體位置信息，就需要相應的位置服務技術。定位服務系統(tǒng)主要包含定位網絡、移動通信網絡、客戶終端、服務管理中心等部分，其中客戶的手持終端利用所處的移動通信網絡強度與四周基站的位置關系，可以大致的確定終端所處的位置。當需要較精確的定位服務時，還可以利用終端內置的全球定位系統(tǒng)GPS（Global Positioning System）來定位終端所在的具體位置?；谶@些技術可以獲取視頻采集端和接收端的位置信息，對于服務中心的調度以及移動數據網絡的流量分配都有了一定的依據。

4.結束語

移動通信技術正處在其發(fā)展的黃金時期，各種優(yōu)秀的新技術層出不窮，伴隨著移動通信技術的前進發(fā)展，基于移動通信網絡的視頻傳輸技術也必將越來越成熟。第五代通信技術的時代即將到來，在該技術背景下，視頻傳輸業(yè)務可以實現高傳輸速率，高清圖像質量，業(yè)務范圍廣泛，以滿足不同層次客戶的不同需求。

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