移动视频品质：媒体网关解决方案之革新

移动视频品质：媒体网关解决方案之革新

多年以来，消费者在电信产品和服务方面一直扮演着“逆来顺受”的角色，新产品开发的主动权通常掌握在产品设计人员和服务提供商手中。但是，客户定义的应用正在推动这一趋势的转变。视频电话便是其中一个很好的例子，很明显，移动视频时代已距离我们不远了。

设想一下，正如 YouTube 这样的视频共享网站所引发的互联网视频革命。这类网站成功的原因很简单：用户可以非常轻松地共享视频并参与社区活动，更重要的是，它从互联网经济中获得了巨大的惠益。换句话说，只要你拥有浏览器，便可以免费获得你需要的资源！

事实上， Infonetics 的一份关于 IP 多媒体子系统（IMS）的最新报告显示，一半以上接受调查的服务提供商均计划在未来12 至 18 个月中部署视频电话和融合移动/固话服务。（IMS 计划： 全球服务提供商调查，2009 年 8 月）。我们已经看到了第一轮视频服务的强烈需求，随着未来一到两年内网络运营商之间的竞争加剧，新的产品和服务势必层出不穷。

如何在移动视频领域仿效此类成功？智能手机使人们能够在移动中共享或访问视频内容。而这类服务若想得到广泛普及，就必须能够支持消费者非常轻松地将视频从移动设备上传至互联网。另外，在移动设备上浏览视频内容时，视频的清晰度必须与在电脑上播放时保持一致。

对于视频网关而言，成功的关键因素在于为最终用户提供的品质质量体验 (QoE)、易用性和经济价格。

应用的发展推动市场的发展

随着视频市场的日趋成熟，应用的数量将会不断增加。2003 年的视频会议（通过3G-324M 协议）和 2005 年的无线 (OTA) 电视是视频市场上出现的第一批应用。

无线电视在运营过程中不需要使用任何网络带宽。支持 DVB-H、T-DMB、1SEG 或 Qualcomm's MediaFlo 等标准的电话能够解码 UHF 或 VHF 频段中的广播 RF 信号。

在使用 3G-324M 协议时，视频会议以 64kbps/秒的速度进行传输。显然，这种低带宽连接提供的视频品质并不理想。虽然这一技术有助于启动移动视频服务的部署，但有限的带宽意味着人们无法在图像大小和帧速率方面获得理想的效果。随着全 IP 无线网络时代的到来，这种技术也将退出历史舞台。换言之，虽然许多系统仍可支持该技术，但其所支持的信道数量非常少。

那么，哪些应用能够推动客户需求及实际部署？

随着 3G 网络的覆盖范围日益扩大，新应用因具有较大的下行链路带宽而将逐渐成为主流。视频流是其中最常见的应用之一。消费者希望在旅途当中访问 YouTube 的视频资源，而3G 网络的普及使这一愿望变成了现实。

移动视频会议也许会有其它发展机会，但可能仅限于商务应用领域，例如，在组织“面对面”会议方面，移动视频会议尤其尤其具有重要价值。或许，视频共享更受消费者的青睐。这种“见我所见”的应用能够与社交网站相融合，并具有“病毒式”的传播效应，更具发展潜力。年轻人喜欢随时随地拍照并将照片上传到他们喜欢的社交网站上，更不必说上传视频了。试想一下，如果新应用能够支持人们实时上传视频，其发展潜力必将十分惊人。无论是令人激动的摇滚音乐会，还是海滩上看到的一些趣闻，青少年可以即时与家人和朋友分享美妙的瞬间。最后，用户手中的手机就是一个 24*7 全天候在线的“电视台”，能够随时将视频传送到其它手机或互联网上。www.Qik.com 等网站已经通过现有技术实现了这些功能。

现在，一种被称为“位移/易地播放（place shifting）”的新服务逐渐引起了人们的关注。Slingbox 促使这一概念逐渐流行，并被服务提供商纳入了“三屏战略”。电视、互联网和无线服务提供商支持用户从任意设备访问电视节目或存储的媒体。换句话说，如果您不在家中，服务提供商可以将您需要的广播电视节目重新定向至其它屏幕，例如您的电脑或手机。

最后但同样重要的一点是短信；令多媒体短信服务（MMS）信息适应目标设备。此外，还包括视频邮件和视频回铃音。由于 MMS 历来都是一项收费服务，网络运营商已经部署了相应的系统执行信息调整（message adaptation），以提高短信的成功发送率和整体使用率。短信与其它应用的主要区别在于它是非实时的，需要支持多种不同的格式。例如，一个 H.263 视频序列可以转换成 GIF 动画，以便与低端电话兼容。

成功的限制因素：成本和品质

移动视频服务发展的最大限制因素还是成本。运营商网络中安装的视频网关仍然售价昂贵。如今，随着许多新兴市场的出现，人们开始设计独立系统以解决这些新的视频需求。这些专用系统通常借助 PC 服务器来构建，以促使最初的设想尽快转化为现实成果。随着这一块市场的成熟，目前可处理语音流的核心媒体网关今后将进一步集成视频处理功能。

基于 DSP 的解决方案可使每一个信道都能实现最高的区域密度和最低的功率消耗。但是，只有能够在一个设备上同时处理语音和视频信息的 DSP 解决方案，才能带来真正的成本节约。这种 DSP 解决方案有助于将每端口的价格降至一定的水平，以便运营商吸引更多的用户。基于 DSP 的解决方案还可提供其它优势，例如低延迟处理。

第二个限制因素与视频品质有关。即使移动视频服务是免费的，其品质若不能达到一定水平，消费者也不会接受。与视频品质有关的问题包括：视频格式没有针对移动设备屏幕优化、图像模糊不清或者信号提前中断。

如果出于成本考虑必须选择基于 DSP 的解决方案，那么该如何进行选择？功耗和品质质量体验 (QoE)是需要人们着重考虑的两个要点。

功耗也许是最重要的选择标准，因为它直接决定了刀片系统中可以支持的信道数量，可谓是降低系统成本的关键因素。目前市场上功效最高的解决方案可处理 5 个信道/瓦特（通用影像传输格式，每秒30 帧），这比标准的 PC 硬件要高 100 至 200 倍，到 2010 年，每瓦特处理的信道数有望超过 10 个。这种性能上的巨大飞跃主要得益于新型 DSP 设备的出现，该设备充分利用了多核及创新的自同步架构技术的优势。

如果解决方案仅具备出众的经济高效性，而不能提供高水平的品质质量体验 (QoE)，那么这款解决方案仍然毫无价值。在移动领域提供较高的 QoE 的难点在于移动设备种类多样且繁杂，网络资源可用性也在不断变化。为了适应各种不同的终点，视频网关必须能够动态改变视频编解码、帧速率、图像分辨率甚至是带宽消耗等设置。

尽管多数解决方案能够有效地处理编解码和格式转换问题，但是根据可用带宽来调整视频品质却是一项更为艰巨的任务。在移动视频领域，带宽资源十分有限。当网络资源或多或少发生变化时，可用带宽可能会在会话期间发生动态变化。因此，视频网关必须能够进行动态调整，以适应带宽限制的变化。

大多数语音编解码都是恒定比特率流 (CBR) ，而与之对应的视频流是可变比特率 (VBR)。这意味着如果一个图像序列是以固定的品质水平进行编码，则消耗的带宽会根据每一帧的复杂度发生变化。因此，为了在具有相对固定带宽的信道上传输一个视频序列，视频编码器需要调整每一帧的品质水平。视频编码器算法包括一个名为“比特率控制器”的组件，负责动态确定每一帧的品质水平。人们在比特率控制器上进行了大量研究，而且针对不同的应用制定了不同的方法。因此，对于将一部好莱坞电影编码至 DVD 以及进行针对移动视频的实时通讯而言，两者使用的算法存在极大的差异。DVD 编码可以通过 "multi-pass" 编码技术来实现，其中编码器可以进行多次尝试，最后选择一个最佳的方法来编码整部电影。而对于实时环境，通常只能根据以往的信息和经验做出决定。

IVVR：高级服务链上的下一重要环节

随着技术的不断发展和完善，视频网关解决方案将提供更先进的功能。所以，目前的设备制造商或许会在其目标企业领域重新定位自己的移动视频网关产品。银行、政府、学校、零售商店以及许多其它机构都在开发互动式语音与视频响应 (IVVR) 系统，以便与他们的客户进行交互。IVVR 系统极大地扩展了热线支持领域的应用范围。IVVR 可以支持客户通过手机进行呼叫，同时手机屏幕上还可显示菜单选项、照片或其它信息，而不是单纯地与语音系统进行交互。当您遇到计算机问题而呼叫技术支持热线电话时，该系统可将相应的视频画面传送到您的手机，向您展示如何打开机箱和安装新的显卡，这与单一的语音会话相比实现了显著进步。当您呼叫银行服务热线电话时，您可以在保持通话的同时查看您不同账户的余额以及股票组合的走势。IVVR 系统还支持为可能不具有网络浏览器的低端手机提供视频服务。虽然智能手机在全球市场中的比例正逐渐增加，但低端手机仍占据着 80% 的市场份额。借助服务器端 IVVR 系统，运营商就可以为这部分用户提供视频服务。

要提供此类服务，DSP 解决方案必须提供非常强大的工具套件，而且该套件需要支持文本覆盖、视频流、画中画等功能。

下一步行动

我们的最终目标是为客户提供出色的视频服务。随着 3G 网络和高性能智能手机的普及，以及社交网络所带来的巨大市场机遇，视频服务无疑将成为网络运营商的下一个必争之地。对于语音服务而言，较差的通话品质会直接导致客户流失，而视频服务仍然是一种相对新鲜的事物，因此目前品质问题对客户的影响并不明显。各家运营商都在致力于提高每一用户的平均收入 (ARPU)——他们已经知晓，提供高品质的视频服务是吸引客户的唯一出路。

在经历了第一轮视频服务的冲击后，下一步行动是什么？下一轮视频服务的发展将取决于不断提高的终端性能，以及最新的互联网发展趋势。高清视频的编码和解码工作将在终端设备上完成，因此视频网关必须支持不断增加的分辨率。手机中内嵌的微型投影仪可以通过任意接口随时随地共享媒体内容，这将促使更多的客户使用视频服务。最后，也是相当重要的一点是，当 4G 网络实现 50 到100 MBit/s 的上行链路速率时，移动高清视频会议也许会在未来十年内成为现实。

在下一轮视频应用革命中，不仅服务提供商需要对其网络进行升级，媒体网关制造商也需要开发一流的视频 DSP 解决方案，以满足消费者在品质质量体验（QoE）方面的需求。同时，他们还要节约成本并提高灵活性，为不断变化的移动领域提供更好的服务。

关于作者：

James Awad 是 Octasic Semiconductor 公司的产品经理，在电信领域拥有 10 多年的丰富经验。Awad 拥有加拿大蒙特利尔康考迪亚大学工程学学士学位，在 ASIC 设计以及分组网络语音系统架构方面有着深厚的背景。在 Octasic，他是回音消除、语音和视频品质方面的权威专家。

关于 Octasic

Octasic Inc.是全球领先的供应商，能够为融合运营商、企业以及终端通信设备市场提供媒体和无线调制解调器处理芯片及软件解决方案。Octasic开发的 VoIP 和多标准无线基站 DSP 解决方案基于 Opus（一种独特的无时钟 DSP 架构）而构建，其品质行业领先。Octasic的产品在密度和功耗方面表现优异，可帮助下一代设备制造商显著降低系统成本。Octasic 是一家成立于 1998 年的私营企业，总部设在加拿大的蒙特利尔。