覃丹宁 中国移动通信集团广西有限公司柳州分公司
引言:视频作为一种信息的媒质,具有文字图像无法比拟的直观生动的特点,如何实现视频的安全有效传输,这对通信技术提出了新的要求。新时期下,移动通信技术实现了长足发展,基于这些新技术的出现,使得高速便捷的高清视频传输成为可能,从而满足了客户在移动端享受高质量视频服务的需求,也同时带动了相关产业的进步和发展。
移动通信技术历经多代演进,已经发展到了第四代移动通信技术,并且相关技术已经十分成熟,第五代移动通信技术也已经步入正式发展轨道。
第三代移动通信技术中,码分多址技术CDMA是其实现的主要技术基础。码分多址技术基于扩频通信技术,该技术将待发送信息数据经伪随机序列调制后发送,在接收端再次用同样的伪随机序列解调,从而有效地提高了蜂窝移动通信的数据容量,同时使整个系统的抗干扰能力得到极大地提升。
第四代移动通信技术是目前成熟且应用极广的移动通信技术,被广泛使用在物联网、高速数据传输、移动语音通话、移动视频传输等多个领域。第四代移动通信技术是正交频分复用技术OFDM发展而来。该技术作为一种高效的调制技术,将发送的数据流分散到许多个载波之上,从而使得各载波的信号速率大幅度降低,有效提高了系统的抗多径和抗衰落能力。
第五代移动通信技术是未来十年移动通信技术主要的发展方向,在现有技术的基础之上,第五代移动通信技术在信息传输速率、抗干扰能力以及频带资源的利用率上较以往的技术将会有大幅度的进步。我国在第五代移动通信技术领域的发展已然走在世界的前列,三大运营商携手华为、中兴等通信设备研发制造企业,极大地推动了第五代移动通信技术标准的制定和相关技术的发展。
随着视频传输业务的不断发展以及移动通信设备的逐渐普及,利用移动通信技术的视频传输成为视频传输业务的一个方向。移动通信技术视频传输区别于传统的视频传输如有线电视等的方面在于,移动通信技术视频传输中的视频采集端和视频信息接收端都处于移动的状态,信息传输主要依靠无线媒质,面对的是相对更加复杂多变的信道环境,这就对移动视频信号的处理和传输有了更高的要求。
基于移动通信技术的视频传输系统大致可以分为如下几个部分:视频信息收集系统、视频信息处理及调制系统、视频信息发送系统、视频信息接收系统。现实场景中,视频采集端和接收端都具有很大的灵活度,因此移动通信下的视频传输系统实现基本过程如下:在视频信息收集端,系统通过高清移动摄像机、红外摄像头等设备将所需的视频信息采集完成,然后通过相关的视频编码技术,将已有的视频信息转换成可供发送的数字信息,这些数字信息可以被有效地调制到移动信道中,经过数字移动通信网络的传输,到达用户的移动接收设备,客户移动终端将接收到的数字信息进行解码,还原为视频画面,完成对该视频在整个移动通信网络中的有效传输。
摄像机作为视频信息的采集设备,所拍摄到的视频信息具有数据量大,冗余度高等的特点,这导致了采集到的视频信息并不能直接通过移动通信网络进行传输,所以应当根据移动通信网络的特点,对视频信息进行一定的处理,这就要用到H.264编解码技术。
H.264编解码技术通过运动预测和对差分编码,能够将具有大冗余度的原始视频信息进行大幅度的压缩,从而将视频信息的码率控制在移动通信带宽所允许的范围内。
移动通信中的通信信道绝大部分是空气,容易受到天气影响,环境复杂多变,同时伴随着大量其他信号的干扰,因此极易引发移动数据传输发生差错,必须要有相应的差错检测及控制技术来控制数据传输的容错率。
当前差错控制技术主要有以下几种:(1)检错重发。在发送码元序列中加入差错控制码元,接收端利用差错控制码元检测错码,然后利用反向信道通知发送端,发送端接收请求后重新发送,直到正确接收为止;(2)前向纠错FEC。发送端在发送视频信息时,在码元中加入若干差错控制码元,接收端接收到信息码元后识别其中所包含的差错控制码,通过这种方式发现错误码元,并且将错误码元恢复至正确码元,这种方式不需要反向信道传送重发指令,也没有因反复重发所产生的时延,故具有较好的实时性,但设备会相对比较复杂;(3)反馈校验。反馈校验是在接收端将接收到的码元不做任何处理,而是转发回发送端,系统在发送端将发送码元和接收到的返回码元进行比对,若有不同,则判定码元出现差错,立即重新发送。该技术实现方式及设备都相对简单,但是需要系统具有双向信道,且每一段码元来回传输两次,因此效率相对较低;(4)检错删除。该技术与检错重发有所区别,接收端在接收到错码之后会选择立即将其删除,不会要求发送端重发,这种检错方式一般适合发送码元中含有冗余的系统,并且删除错误码元后不影响系统的正常应用。
定位服务系统LBS(Location Based Services)是一种结合了移动通信网络和卫星定位服务的系统。在移动通信技术视频传输中,需要识别发送方和接收方的具体位置信息,就需要相应的位置服务技术。定位服务系统主要包含定位网络、移动通信网络、客户终端、服务管理中心等部分,其中客户的手持终端利用所处的移动通信网络强度与四周基站的位置关系,可以大致的确定终端所处的位置。当需要较精确的定位服务时,还可以利用终端内置的全球定位系统GPS(Global Positioning System)来定位终端所在的具体位置。基于这些技术可以获取视频采集端和接收端的位置信息,对于服务中心的调度以及移动数据网络的流量分配都有了一定的依据。
移动通信技术正处在其发展的黄金时期,各种优秀的新技术层出不穷,伴随着移动通信技术的前进发展,基于移动通信网络的视频传输技术也必将越来越成熟。第五代通信技术的时代即将到来,在该技术背景下,视频传输业务可以实现高传输速率,高清图像质量,业务范围广泛,以满足不同层次客户的不同需求。
[1]李杰武,王江川.4G移动通信技术的发展现状及技术要点分析[J].信息与电脑.2017(19):187-191.
[2]彭景乐.5G移动通信发展趋势与相关关键技术的探讨[J].中国新通信.2014 (20) :52-52.
[3]于志远.新时期移动通信技术在视频传输中的应用效果研究[J].中国新通信.2016 (15) :93-93.
[4]陈飞玲.移动视频监控关键技术及应用系统研究[D].南京大学.2014.