多媒体传感器网络同步技术的分析

王菊

摘 要：在现阶段，传统有线网络仍然是多媒体同步研究的主要方向，因此本文对无线多媒体传感器网络同步的研究主要是借鉴传统有线网络的研究成果，在此基础上通过分析改进，使之可以应用在无线多媒体传感器网络中。

关键词：协议的选择；RTP/RTCP协议；帧的精简

媒体文件指的是视频、音频等文件，传递的是图像、声音等信息。一般来说，在网络上获取文件，需要将文件完整的下载到本机，才能够读取文件的内容。可是，对于媒体文件来说用户喜欢的方式是一边下载一边播放，流媒体就实现了用户的需求。

1 多媒体同步

一般地，维持一个或多个媒体流的时间顺序的过程就称为多媒体同步[1]。根据连续媒体各个媒体单元之间和媒体对象之间的时间关系，可以将多媒体同步分为媒体流内同步和媒体流间同步。

1.1 媒体流内同步

媒体流内同步指某一时间相关媒体对象中的各种不同表现单元之间的时间关系的同步，一个典型的例子是视频序列中每一帧之间的时态关系。对每秒25帧速率的视频，每一帧之间的延迟是40ms。假设有一段小球上抛的视频，第一个媒体单元的产生时间是T1，则第N个后续媒体单元产生的时间为

媒体流内的同步，是要确保一个单一的媒体流之间的简单关系，这是要求在一定时间发送一个媒体对象，作为媒体流的连续性表现出来，用来满足人们感知的要求。流内同步的复杂性不只是一个单一的媒体类型，也提供优质的服务QoS[2]和分布式系统，也与实时操作系统的源端和目标端有关系。

1.2 媒体流间同步

媒体流间同步[3]是指不同媒体对象之间的同步。图1给出了一个多媒体的对象间同步的例子，它从视频（Video）与音频序列（Audio）开始，随后有一幅图Picture和一段文本Text，各媒体对象的播放时间必须遵循图1所规定的时序。

媒体流间同步关系，主要是保证不同媒体间的时间关系，如音频和视频之间的时态关系，音频和文本之间的时态关系等，表现为各个媒体流中在同步点上的同时播放。

2 多媒体同步技术

2.1 媒体内同步技术

⑴基于播放时限的同步 。连续媒体数据是一个时间序列，它由若干存在着固定时间关系的LDU构成。当在传输的过程中有延时抖动时，LDU相互时间间隔则发生着变化。为了解决这种情况比较便捷的方式就是对时延抖动进行过滤，目的是为了让端到端的时延保持不变，达到流内同步的效果。

⑵基于缓存数据控制的同步。缓冲区输出是有规律的按照本地时间向播放器提供媒体信息，而输入速率是由传输时延抖动等因素所决定。当有些因素受到客观环境的变化而受影响时直接影响着缓冲区中的数据量变化，所以我们要定期地检测缓存中的数据量，观测是否存在数据量溢出或抽空的现象，如果出现这样的现象则视为不同步，就要再采取方法使其同步，这样做使得在媒体流发送或者是播放的过程中能够适应动态的端到端的延时变化。可以采取在新源端或者信宿端进行再同步的方法。

2.2 媒体间同步技术

⑴多路复用同步技术。多路复用技术就是为了提高信道的利用率，使多路信号沿着同一信道传输而互不干扰。这种方法对媒体间同步来说非常简单，但是对自身特点首先媒体流对业务质量需求的差距使得这样一个传输流没办法保证服务质量，若为了服务质量来挑选质量高的媒体流又会浪费带宽；其次，如果想要随时增减、删除数据或者对媒体进行处理时又极为不方便，并且在接收端想要将这些媒体分解也存在着很大的障碍；最后，同步技术中的多点之间通信环境显然是多个媒体公用信源和信宿不能适应的。

⑵同步信道技术。同步信道方案在建立传输控制连接的基础上具有很好的兼容性，并且能够在现有的环境包括多址环境中实现控制信息及复杂信息的同步播放，但是如果采用同步信道技术，又有一定的缺点，比如要增加同步信道，开销相对比较大，而且对实时性及优先级的要求较高，若就需要一条信道，那么多个媒体流各自都有所需的话就很难实现。

⑶同步标记技术。同步标记技术指当媒体流在各自的信道上传输的时候，在他们需要同步地地方插上同步标记，这样就能够在快要到达信宿端时能够通过标记来控制媒体流的同步。虽然这种方法简单而且不需要有时钟的同步，但是这样做却改变了原有数据流的特性且不能与现有环境兼容，如果这些媒体流的数据都是从一个信源端出发的，这种方法还可以适应，如果信源端都是来源于不同的节点，这种方法便不被支持了。

以上通过对多媒体传感器网络同步技术进行了分析，结合无线多媒体传感器网络的特点，提出了同步控制的关键问题，为日后的多媒体传感器网络同步的研究奠定了基础。

[参考文献]

[1]崔莉，王敏，吉逸.流媒体同步机制的研究.计算机应用研究，2005，01（10）：78-80.

[2]李士宁，腾文星，张琪，张宝华.无线传感器网络QoS研究进展.计算机应用研究，2008，25（5）：1304-1308.

[3]石磊，陈耀武.实时多媒体通信中的同步控制策略及实现.计算机应用与软件，2007，24（11）：165-169.