新時(shí)期移動(dòng)通信技術(shù)在視頻傳輸中的應(yīng)用效果研究

覃丹寧 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣西有限公司柳州分公司

引言：視頻作為一種信息的媒質(zhì)，具有文字圖像無(wú)法比擬的直觀生動(dòng)的特點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)視頻的安全有效傳輸，這對(duì)通信技術(shù)提出了新的要求。新時(shí)期下，移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足發(fā)展，基于這些新技術(shù)的出現(xiàn)，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(dòng)端享受高質(zhì)量視頻服務(wù)的需求，也同時(shí)帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。

1.移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀研究

移動(dòng)通信技術(shù)歷經(jīng)多代演進(jìn)，已經(jīng)發(fā)展到了第四代移動(dòng)通信技術(shù)，并且相關(guān)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，第五代移動(dòng)通信技術(shù)也已經(jīng)步入正式發(fā)展軌道。

第三代移動(dòng)通信技術(shù)中，碼分多址技術(shù)CDMA是其實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)基礎(chǔ)。碼分多址技術(shù)基于擴(kuò)頻通信技術(shù)，該技術(shù)將待發(fā)送信息數(shù)據(jù)經(jīng)偽隨機(jī)序列調(diào)制后發(fā)送，在接收端再次用同樣的偽隨機(jī)序列解調(diào)，從而有效地提高了蜂窩移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)容量，同時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力得到極大地提升。

第四代移動(dòng)通信技術(shù)是目前成熟且應(yīng)用極廣的移動(dòng)通信技術(shù)，被廣泛使用在物聯(lián)網(wǎng)、高速數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)語(yǔ)音通話、移動(dòng)視頻傳輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域。第四代移動(dòng)通信技術(shù)是正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM發(fā)展而來(lái)。該技術(shù)作為一種高效的調(diào)制技術(shù)，將發(fā)送的數(shù)據(jù)流分散到許多個(gè)載波之上，從而使得各載波的信號(hào)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(dòng)通信技術(shù)是未來(lái)十年移動(dòng)通信技術(shù)主要的發(fā)展方向，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，第五代移動(dòng)通信技術(shù)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(shù)將會(huì)有大幅度的進(jìn)步。我國(guó)在第五代移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展已然走在世界的前列，三大運(yùn)營(yíng)商攜手華為、中興等通信設(shè)備研發(fā)制造企業(yè)，極大地推動(dòng)了第五代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

2.基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸

隨著視頻傳輸業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展以及移動(dòng)通信設(shè)備的逐漸普及，利用移動(dòng)通信技術(shù)的視頻傳輸成為視頻傳輸業(yè)務(wù)的一個(gè)方向。移動(dòng)通信技術(shù)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(dòng)通信技術(shù)視頻傳輸中的視頻采集端和視頻信息接收端都處于移動(dòng)的狀態(tài)，信息傳輸主要依靠無(wú)線媒質(zhì)，面對(duì)的是相對(duì)更加復(fù)雜多變的信道環(huán)境，這就對(duì)移動(dòng)視頻信號(hào)的處理和傳輸有了更高的要求。

基于移動(dòng)通信技術(shù)的視頻傳輸系統(tǒng)大致可以分為如下幾個(gè)部分：視頻信息收集系統(tǒng)、視頻信息處理及調(diào)制系統(tǒng)、視頻信息發(fā)送系統(tǒng)、視頻信息接收系統(tǒng)?，F(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，視頻采集端和接收端都具有很大的靈活度，因此移動(dòng)通信下的視頻傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本過(guò)程如下：在視頻信息收集端，系統(tǒng)通過(guò)高清移動(dòng)攝像機(jī)、紅外攝像頭等設(shè)備將所需的視頻信息采集完成，然后通過(guò)相關(guān)的視頻編碼技術(shù)，將已有的視頻信息轉(zhuǎn)換成可供發(fā)送的數(shù)字信息，這些數(shù)字信息可以被有效地調(diào)制到移動(dòng)信道中，經(jīng)過(guò)數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸，到達(dá)用戶的移動(dòng)接收設(shè)備，客戶移動(dòng)終端將接收到的數(shù)字信息進(jìn)行解碼，還原為視頻畫(huà)面，完成對(duì)該視頻在整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的有效傳輸。

3.移動(dòng)通信視頻傳輸?shù)闹饕夹g(shù)

3.1 H.264編碼解碼技術(shù)

攝像機(jī)作為視頻信息的采集設(shè)備，所拍攝到的視頻信息具有數(shù)據(jù)量大，冗余度高等的特點(diǎn)，這導(dǎo)致了采集到的視頻信息并不能直接通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對(duì)視頻信息進(jìn)行一定的處理，這就要用到H.264編解碼技術(shù)。

H.264編解碼技術(shù)通過(guò)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和對(duì)差分編碼，能夠?qū)⒕哂写笕哂喽鹊脑家曨l信息進(jìn)行大幅度的壓縮，從而將視頻信息的碼率控制在移動(dòng)通信帶寬所允許的范圍內(nèi)。

3.2 視頻信息傳輸中的差錯(cuò)控制技術(shù)

移動(dòng)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(fù)雜多變，同時(shí)伴隨著大量其他信號(hào)的干擾，因此極易引發(fā)移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生差錯(cuò)，必須要有相應(yīng)的差錯(cuò)檢測(cè)及控制技術(shù)來(lái)控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蒎e(cuò)率。

當(dāng)前差錯(cuò)控制技術(shù)主要有以下幾種：（1）檢錯(cuò)重發(fā)。在發(fā)送碼元序列中加入差錯(cuò)控制碼元，接收端利用差錯(cuò)控制碼元檢測(cè)錯(cuò)碼，然后利用反向信道通知發(fā)送端，發(fā)送端接收請(qǐng)求后重新發(fā)送，直到正確接收為止；（2）前向糾錯(cuò)FEC。發(fā)送端在發(fā)送視頻信息時(shí)，在碼元中加入若干差錯(cuò)控制碼元，接收端接收到信息碼元后識(shí)別其中所包含的差錯(cuò)控制碼，通過(guò)這種方式發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤碼元，并且將錯(cuò)誤碼元恢復(fù)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(méi)有因反復(fù)重發(fā)所產(chǎn)生的時(shí)延，故具有較好的實(shí)時(shí)性，但設(shè)備會(huì)相對(duì)比較復(fù)雜；（3）反饋校驗(yàn)。反饋校驗(yàn)是在接收端將接收到的碼元不做任何處理，而是轉(zhuǎn)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(jìn)行比對(duì)，若有不同，則判定碼元出現(xiàn)差錯(cuò)，立即重新發(fā)送。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式及設(shè)備都相對(duì)簡(jiǎn)單，但是需要系統(tǒng)具有雙向信道，且每一段碼元來(lái)回傳輸兩次，因此效率相對(duì)較低；（4）檢錯(cuò)刪除。該技術(shù)與檢錯(cuò)重發(fā)有所區(qū)別，接收端在接收到錯(cuò)碼之后會(huì)選擇立即將其刪除，不會(huì)要求發(fā)送端重發(fā)，這種檢錯(cuò)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(cuò)誤碼元后不影響系統(tǒng)的正常應(yīng)用。

3.3 定位服務(wù)技術(shù)

定位服務(wù)系統(tǒng)LBS（Location Based Services）是一種結(jié)合了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星定位服務(wù)的系統(tǒng)。在移動(dòng)通信技術(shù)視頻傳輸中，需要識(shí)別發(fā)送方和接收方的具體位置信息，就需要相應(yīng)的位置服務(wù)技術(shù)。定位服務(wù)系統(tǒng)主要包含定位網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、客戶終端、服務(wù)管理中心等部分，其中客戶的手持終端利用所處的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度與四周基站的位置關(guān)系，可以大致的確定終端所處的位置。當(dāng)需要較精確的定位服務(wù)時(shí)，還可以利用終端內(nèi)置的全球定位系統(tǒng)GPS（Global Positioning System）來(lái)定位終端所在的具體位置?；谶@些技術(shù)可以獲取視頻采集端和接收端的位置信息，對(duì)于服務(wù)中心的調(diào)度以及移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的流量分配都有了一定的依據(jù)。

4.結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)通信技術(shù)正處在其發(fā)展的黃金時(shí)期，各種優(yōu)秀的新技術(shù)層出不窮，伴隨著移動(dòng)通信技術(shù)的前進(jìn)發(fā)展，基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸技術(shù)也必將越來(lái)越成熟。第五代通信技術(shù)的時(shí)代即將到來(lái)，在該技術(shù)背景下，視頻傳輸業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)高傳輸速率，高清圖像質(zhì)量，業(yè)務(wù)范圍廣泛，以滿足不同層次客戶的不同需求。

[1]李杰武，王江川.4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)要點(diǎn)分析[J].信息與電腦.2017（19）：187-191.

[2]彭景樂(lè).5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].中國(guó)新通信.2014 (20) :52-52.

[3]于志遠(yuǎn).新時(shí)期移動(dòng)通信技術(shù)在視頻傳輸中的應(yīng)用效果研究[J].中國(guó)新通信.2016 (15) :93-93.

[4]陳飛玲.移動(dòng)視頻監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)研究[D].南京大學(xué).2014.