3G电路域视频质量问题分析及初步解决思路

齐少安（中讯邮电咨询设计院有限公司，北京100048）

0 前言

随着我国3G网络的快速建设，3G视频业务已成为3G时代新的业务亮点。由于3G电路域视频业务使用简单便捷，因而成了3G视频类业务的基本业务，目前3G运营商所开展的电路域视频电话、视频互动式语音应答（IVR）及电路域个性化回铃音等业务均属于基于电路域开展的视频业务。

3G电路域视频业务在我国虽已运营了1年时间，但其质量仍有不少需要改进的方面。本文从电路域视频业务实现原理入手，对影响3G电路域视频质量的几个典型问题进行了分析，并提出了初步解决办法。

1 电路域视频业务实现原理

1.1 电路域视频业务实现流程

目前，3G电路域视频业务有以下2种形式。

a）点到点的视频业务。3G终端经3G网络到3G终端的视频通信业务。点到点的视频电话就属于该类业务。

b）3G终端与业务平台间的视频交互业务。3G终端和业务平台间通过视频通话方式进行的交互式语音视频业务。目前，我国运营商开展的交互式语音及视频应答（IVVR）点播、视频邮箱、电路域视频个性化回铃音业务等都属于该类业务。

无论是点到点的视频电话业务还是点到业务平台间的交互式视频业务，实现原理都是在2点间建立电路域视频通话进行视频交互的。下面以点到点的视频通话为例，说明电路域视频交互业务的流程（见图1）。

步骤①～19为标准的交换信令交互过程。

步骤20为H.245建立过程。即在UE A与UE B进行端到端的H.245终端能力集协商、H.245主从确定协商、H.245发送复用表协商，并在打开H.245音频、视频逻辑通道后，UE A与UE B即可进行可视电话通话。

图1 可视电话通话流程

步骤21为H.245拆除过程。即在UE A与UE B间关闭H.245音频、视频逻辑通道后，H.245会话结束，主被叫用户面的资源都被拆除。

步骤22～29为常规连接断开过程。即A先终止呼叫，向MSC Server A发起拆线消息。

由图1可知，3G电路域视频交互业务的建立过程为呼叫中的呼叫过程。即先进行常规交换信令交互过程，然后在进行H.245过程建立视频通道后，双方再进行视频交互。其连接断开也是先进行H.245拆除过程，再进行常规断开过程。

1.2 3G-324M协议介绍

由图1可知，3G电路域视频交互业务是基于3G-324M协议实现的。3G-324M是3GPP组织制定的框架性标准，其基础是ITU-T的H.324/M和其他相关国际标准，可在无线电路交换网络中支持实时多媒体服务应用。3G-324M协议族结构见图2。

3G-324M协议族是个标准体系。它包括语音编码（3GPP-AMR、G.723.1）、视频编码（H.263、MPEG-4、H.261）、 数据编码 （V.14、LAPM）、 多路复用和分离（H.223）及呼叫控制（H.245）等子协议，而H.223和H.245是其最为重要的2个协议。

a）H.223（数据多路复用协议）。它用于定义如何在64 kbit/s数据通道上传输H.245信令消息、音频数据及视频数据。

图2 3G-324M协议族结构

b）H.245（呼叫控制协议）。整个视频呼叫由2层控制组成：第一层由ISUP控制，第二层由H.245控制。即在2个3G-324M终端间通过H.223中的能力集协商（TCS）、主从决定（MSD）、复用表交换（MES）和建立逻辑通道（OLC）等4个H.245步骤建立64 kbit/s音视频逻辑通道后，用户即可进行媒体交互。

2 质量问题分析及解决思路

3G电路域视频的质量问题主要表现在通信类和视频类的质量问题上。而通信类业务的质量问题主要表现在接通率低及易掉话问题上。由于通信类业务质量问题主要与3G初期无线信号覆盖及未充分优化有关，故其不在本文讨论之列。本文着重论述3G电路域视频类业务的下几个典型的质量问题。

2.1 视频不够清晰问题

2.1.1 现象

3G电路域视频质量问题常表现在不够清晰上，尤其是动作变化较大的视频内容常出现视频动作不连贯及跳跃现象。该问题主要出现在终端和业务平台间的视频交互业务（如视频点播业务等）上。

2.1.2 分析及解决思路

3G电路域视频业务视频质量不够清晰主要是由基于电路域承载造成的。其通道带宽仅为64 kbit/s，除控制消息占用带宽外，视频和音频所占用的带宽一般仅有55 kbit/s。由于带宽受限，就使得电路域视频质量不会太好。

对于视频不够清晰的问题，可从内容源上加以解决。需对内容源进行必要的优化，应尽量选择动作变化较小的片源内容（如新闻播报类视频等），而动作变化较大的片源内容（如足球、篮球比赛等）则不宜选用。

2.2 视频建立时间过长问题

2.2.1 现象

3G电路域视频业务在视频建立阶段常出现时间过长的问题（较传统语音业务要长5~8 s），有时用户等不到视频出现就挂了电话，致使运营商的视频业务得不到很好的开展。

2.2.2 分析及解决思路

3G视频通话的建立，在ISUP（或BICC）信令交互后，终端间（或终端和业务平台间）还要进行H.245媒体协商（含TCS、MSD、MES和OLC）过程。由于这个过程所需时间较长，所以易给用户带来不好的体验。

对于视频建立时间过长的问题，可将3G-324M附录中的规范用于加速呼叫建立来解决，该规范包括以下窗口编号简单重传（WNSRP）和面向媒体的对话加速（MONA）2个协议。

a）WNSRP （H.324附录 A内容）。 采用 WNSRP时，一般可将呼叫建立时间缩短到2~4 s。

b）MONA（H.324附录K内容）。 MONA由 MPC、SPC及ACP 3个子规范组成。采用MONA时，可将H.245过程缩短到2 s以下。

但目前WCDMA终端支持MONA技术的较少，只有部分终端支持WNSRP技术。建议运营商在后续的优化中逐步采取WNSRP和MONA技术 （包括终端、业务平台均需支持），以大大缩短电路域视频业务建立时间，提升用户体验。

2.3 音视频不同步问题

2.3.1 现象

音视频不同步问题常出现在3G电路域视频业务中，特别是会经常出现在视频点播及视频博客等需进行存储和读取数据的业务中。尤其是在视频通道刚建立的阶段，由于声音会明显较视频先出现，所以会给用户带来较差的体验。

2.3.2 分析及解决思路

音视频不同步的问题主要出现在编码和码率转换期间。由于音视频有效载荷没有时间标记，媒体要经多路复用和分组包转换，且播放的媒体也不一定符合电路域传送格式和码率标准要求，媒体还要进行编码或码率转换，从而会造成音视频不同步的问题。尤其在视频开始播放阶段，一般都是先听到声音后看到视频。

对于音视频不同步的问题，可采用在逐步优化视频网关音视频处理速度协调的同时，尽量减少音视频编码格式及编码速率转换的方式加以解决。例如，在视频点播业务中，将点播内容的媒体格式转换为适于电路传送的音视频编码格式和速率（视频为H.264，音频为AMR-NB，码速为64 kbit/s以下），以减少媒体在传送过程中的编码转换及音视频不同步现象的发生。

2.4 视频损毁问题

2.4.1 现象

移动通信的视频业务，因无线网络传输中的信号误码或丢帧常会出现视频损毁（如马赛克）现象。视频损毁的持续时间有时会长达5～10 s。

2.4.2 分析及解决思路

由于目前3G终端均有视频快速更新 （VFU）功能，因此视频损毁时间过长的问题主要出现在终端和业务平台间。

对于视频损毁的问题，可采用VFU功能的方式来解决。即：当终端发现因空中接口误码导致视频流损毁时，终端会发送H.245 VFU请求，业务平台的视频网关需回应该请求，并尽快发送1个关键帧（I-Frame），使视频损毁在终端上的恢复时间大为缩短。

业务平台应能检测到终端发送的视频流损毁信息，并向终端发送H.245 VFU请求，此时终端需回应该请求，并尽快发送1个I-Frame。欲实现快速刷新功能，业务平台和终端均需具备快速刷新功能。

3 结束语

3G电路域视频业务是3G时代的标志性业务。因受电路域固有带宽限制，视频质量就必然会出现一些难点问题。本文对电路域视频业务出现的几个典型质量问题进行了分析，并提出了初步解决思路，这对运营商改善电路域视频质量具有一定的借鉴意义。

［1］赖卫国.移动无线数据新业务［M］.北京：人民邮电出版社，2007.