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电路域与分组域可视电话体系简介

电路域与分组域可视电话系统简介-随着现代通信技术的发展,移动多媒体通信已成为新的业务需求。其中移动多媒体可视电话型业务由于实现了音频、视频、数据(文本、图文等)等多种媒体的综合处理,使不同地点的

  跟着现代通讯技能的展开,移动多媒体通讯已成为新的事务需求。其间移动多媒体可视电话型事务因为完结了音频、视频、数据(文本、图文等)等多种媒体的归纳处理,使不同地址的用户之间能够进行实时音视频通讯,而越来越为人们所重视。依据3G移动网络的实践展开状况,展开可视电话事务的条件现已具有,香港和黄现已推出WCDMAWCDMA电路域可视电话事务、韩国SKT推出了EV-DO分组域可视电话事务。

  1、WCDMA/TD-SCDMA电路域可视电话

  移动可视电话事务在WCDMA/TD-SCDMA电路交流无线网络上供给实时视频、音频或数据等媒体格式的恣意组合,首要是运用WCDMA/TD-SCDMA网络在移动设备上完结可视电话的无线互通,然后让移动用户之间能够随时随地进行实时音、视频等的交互。现阶段或许只限于移动终端之间的互通,将来或许还会扩展到移动终端与PSTN、ISDN等各种网络设备的互通。

  在WCDMA/TD-SCDMA体系中,因为现在的可视电话事务是作为电路域的一种承载事务来完结的,因而,在RDI/UDI形式下,速率仅能到达56kb/s/64kb/s。较低的传输速率影响了它对音频及视频编解

  码协议的挑选,决议了移动可视电话体系不或许选用大速率的编码办法。

  1.1 事务功用

  可视电话应包括以下模块:视频输入输出及编解码模块、音频输入输出及编解码模块、用户数据运用功用模块、复用功用模块、体系操控模块等。各模块的效果别离如下:

  ◆视频输入输出及编解码模块:将输入的视频流数据依据特定的协议进行编解码。将收集自摄像头号视频输入设备的数据进行编码,紧缩成适合在低速条件下传输的码率;一起,将H.223解复用层分解出的视频数据进行解码,然后,传输到相应的视频处理设备,进行显现或其它处理。用于WCDMA/TD- SCDMA电路域可视电话事务的视频编码协议首要有H.263和MPEG-4。

  ◆音频输入输出及编解码模块:此模块的首要效果是将输入的音频数据进行编解码。将来自麦克风等音频收集设备的音频信号进行编码紧缩,然后,将编码后的流数据传输到H.223的AL2层。一起将H.223解复用模块解出的音频数据进行解码,并将解码的数据传输到相应的声响处理设备,如听筒、扬声器等。用于WCDMA/TD-SCDMA电路域可视电话事务的音频编码协议首要有AMR及G723.1。

  ◆用户数据运用功用模块:典型的用户数据运用是T.120。这个协议支撑包括数据和图画传送的多点数据会议,别的,如同享白板和运用等数据运用也能够完结。

  ◆复用功用模块:将被编码后的逻辑信道表明的视频码流、音频码流、数据信息及操控信息等复用成单一的输出码流,并将收到的码流分解成各种多媒体码流,用于WCDMA/TD-SCDMA电路域可视电话事务的复用协议选用ITU-T的H.223协议。

  ◆体系操控模块:首要是确保可视电话衔接的正常树立、开释及供给可视电话会话进程中的信息操控,如终端间的主从决议、才干交流、逻辑信道的翻开与封闭等。WCDMA/TD-SCDMA电路域可视电话事务中选用ITU-T H.245作为操控协议。

  详细各个模块的在整个体系的中方位及整个WCDMA/TD-SCDMA电路域可视电话体系的构成如图1所示:

  图1 WCDMA/TD-SCDMA电路域可视电话体系功用结构示意图

  1.2 事务模型

  下面以两个WCDMA/TD-SCDMA电路域可视电话终端都在PLMN掩盖域之内为例,简略介绍可视电话事务的事务模型。可视电话事务是作为电路域的一种承载事务来完结的。两个挑选了可视电话事务形式的手机经过发端UTRAN、GSTN以及收端UTRAN树立起CS衔接,可视电话事务数据在 3G-324M终端之间进行通明传输。事务模型如图2所示:

  图2 WCDMA/TD-SCDMA电路域可视电话事务模型

  1.3 音视频复用

  移动可视电话体系的复用协议选用H.223复用协议。H.223规则以逻辑信道的办法处理各种媒体信息。

  H.223协议的首要使命是担任逻辑信道的适配与复用。H.223的协议结构图如图3所示,它由2层协议组成,即AL层(适配层)和MUX层(复用层)。H.223的复用层并不承当过失操控(除了头信息中的CRCCRC校验),每个逻辑信道的过失操控由H.223的适配层进行,它能够选用不同的过失操控技能,包括但不只是限于误码检测和遇错重传办法。

  图3 H.223的协议结构

  1.4 操控协议

  WCDMA/TD-SCDMA电路域可视电话体系所运用的操控协议与H.324体系所运用的操控协议相同,即应契合H.245协议。

  H.245是一个遍及适用于依据分组复用的多媒体通讯操控协议。H.245协议的首要内容包括终端间的主从决议、才干交流、双向逻辑信道信令、单向逻辑信道信令、回程推延决议、链路保护、翻开和封闭逻辑信道、语音图画和数据通讯形式优选恳求、H.223复用表表项的传输、流量操控、通用指令和指示等。

  ◆通讯操控协议结构

  在H.324协议中界说了两种传送多媒体体系操控PDU音讯的办法:编号的简略重传协议帧(NSRP,Numbered Simple Retransmission Protocol)和调制解调器链路接入进程(LAPM,Link Access Procedure for Modem)。在NSRP办法中,每个NSRP指令帧有必要接到NSRP承认呼应帧后才干发送下一个NSRP帧。在LAPM/V42办法中,在接纳到榜首帧的承认之前的数据能够用数据串的办法进行发送。一切的H.324终端有必要支撑NSRP办法,运用NSRP作为在通讯初始化进程中H.245的链路层协议。而LAMP/V42办法是可选项,对那些功用要求较高的终端能够考虑选用这种协议。

  H.245能够向体系操控部分供给多种服务。传送层的NSRP(或LAPM/V42)为H.245构成的音讯流供给过失操控功用,确保 H.245的音讯准确无误的传输。H.245的基层是H.223复用协议,它将H.245的操控流和其它信息流复用成一个单一的物理数据流。

  H.324中的通讯操控信道的数据协议之间的联系如图4所示:

  图4 操控信道数据协议结构

  ◆操控逻辑信道

  H.245的信息都有必要在逻辑信道O(LCNO)中传输。LCNO在通讯开端树立时即被翻开,并且在通讯的进程中一向不封闭。

  H.324的视频、语音和数据信息的传送都是经过逻辑信道来完结的,在操控逻辑信道上按H.245规则的程序,运用“翻开逻辑信道”和“封闭逻辑信道”音讯来完结逻辑信道的翻开和封闭。当一条逻辑信道被翻开时,“逻辑信道翻开”音讯完整地描绘该逻辑信道的内容,如所传输媒体的类型、运用的算法、 H.223适配层和各种选项等。逻辑信道在不需要时能够被封闭。

  ◆操控进程

  H.245运用规范描绘言语SDL(SpecificaTIon and DescripTIon Language)来界说操控进程不同通讯才干的操控,H.245共涉及到10种通讯才干。这些操控进程首要完结的使命比如“主从终端决议”功用、“终端才干交流”功用、“逻辑信道信令”功用、收端到发端的“传输形式恳求”功用等。

  2、依据IMS

  分组域可视电话的事务功用与电路域的底子相同。分组域可视电话事务完结的难点是:分组域服务质量的确保;呼叫操控与承载别离的操控。

  2.1 分组域可视电话完结的难点

  (1)服务质量

  服务质量表现于多个层面。在传送层上服务质量首要表现在时延、颤动、误码率以及倒换时刻等;在承载层上服务质量表现在IP包的时延、颤动、丢包率等;在事务层上服务质量针对不同事务有不同的表现:电话事务表现在接通率以及话音质量;VoDVoD表现在图画质量;阅读事务表现在相应的速度等。传送层服务质量取决于器材、传输间隔以及设备等,当时现已底子被认可。事务层的服务质量一部分取决于事务操控节点,别的一部分取决于承载层的服务质量。

  (2)呼叫操控与承载别离的操控

  分组域可视电话事务体系在技能上由操控平面和用户平面构成,操控平面担任为用户树立理可视电话呼叫,并对呼叫进行办理。而用户平面则担任传输可视电话终端之间的视频和音频信息等。

  ◆操控平面在传输层运用UDP或TCP协议作为传输协议。

  ◆用户平面在传输层运用UDP协议作为传输协议。

  操控平面在运用层运用SIP协议作为操控协议,SIP协议以其简略性和可扩展性,运用越来越广泛。在操控平面上首要传输对传输速率要求较低但对丢包有严格要求的操控流信息。

  用户平面则在UDP之上运用RTP协议作为视频和音频的传输协议,RTP协议不选用杂乱的传输操控手法和纠错机制,而是选用尽量少的操控与辨别功用,能满意实时通讯的要求。在用户平面上要求满意以下两种传输需求:

  ◆对传输速率要求较低但对时延和颤动有严格要求的音频流信息。

  ◆对传输速率要求较高且对时延和颤动要求较高的视频流信息。

  分组域可视电话事务体系的协议结构如图5所示。

  图5 分组域可视电话协议结构

  2.2 依据IMS的可视电话体系的完结

  下面介绍依据SIP的IMS可视电话事务完结办法。

  (1)IMS的QoS机制

  IMS是供给实时和非实时的IP多媒体事务的通用体系结构,因为不限定基层接入技能等特色,它在固定、移动网络交融的进程中遭到广泛重视。为了确保移动域IMS的QoS,RFC3312界说了在SIP会话树立进程中进行QoS资源预留的机制。

  ◆媒体洽谈和条件

  媒体洽谈和对条件的处理是IMS中两个密切相关的概念。在IMS中,两个UE之间是经过媒体洽谈就会话中运用的媒体组合以及运用哪种编码办法达到共同。为了两个UE之间能互相洽谈,人们运用了SDP供给/应对机制,该机制答应UE推延SIP会话树立的完结,直到两边都成功完结资源预留。这儿对一切衔接到IMS的UE都强制要求支撑SIP和SDP的扩展。

  在一般状况下,SIP仅交流一次供给/应对之后就开端树立媒体衔接了。但在IMS中,因为两边的UE都有必要预备接纳所挑选的任何编码类型,所以如果在榜首次SDP应对中对任何媒体包供给一种以上的编码方案,那么就会发生第2次供给/应对的交互,为每种媒体流挑选仅有的编码方案。不然需要在空中接口上依照较高带宽的编码方案预留资源,关于无线资源将是一种糟蹋。

  ◆IMS中的资源预留与SDP条件/应对机制

  树立媒体PDP上下文的进程称为资源预留。关于两边的UE而言,树立PDP上下文的履行进程是互相独立的。这意味着在资源被成功预留之前,底子无法确保所洽谈的媒体会话是否能够树立起来。因而,在承认本地和主叫侧的资源预留都已成功之前,被叫侧不该振铃。

  为了做到这一点,两边的UE在SDP供给/应对的洽谈进程中互相交流条件(precondiTIon)。这些条件首要用于指示:当主叫UE处的资源预留成功后,要把一个SIP UPDATE恳求发往被叫UE;被叫UE在未收到来自对方的SIP UPDATE恳求一起自己也未成功地完结资源预留之前不该振铃。此外,条件还指示当某个特定的媒体流无法成功进行资源预留时应该怎么处理。

  ◆IMS会话树立中的QoS资源预留实例

  QoS资源预留的完结进程如下:

  榜首次SDP供给/应对交互:主叫UE在发往被叫UE的榜首个INVITE恳求中供给了媒体类型,并用条件特定的指示对音讯进行了扩展。被叫用户在支撑条件机制的状况下对收到的榜首个SDP供给给出了一个183(会话进行中)答复,答复中包括了本身的条件。

  第2次SDP供给/应对的交互(开端资源预留):第2次SDP供给包括在主叫终端发送的PRACK恳求中,用来声明终究挑选的媒体类型和编码方案。在清晰了两边媒体流QoS要求以及媒体流编码方案的条件下,主叫UE开端进行资源预留。这儿要注意的是,当遇到商定的媒体和编码的QoS要求不同的状况时,主叫UE需要对预留的资源进行改变。第2次SDP应对包括在被叫UE已回送的200(ok)中,此刻被叫UE已开端进行资源预留了。

  资源预留成功完结:主被叫的UE都开端进行资源预留今后,任何一方的UE都或许比对方先完结资源预留。不管哪种状况,被叫终端都有必要在承认两边都完结资源预留的条件下才干向主叫发送振铃音讯,即被叫方在完结资源预留的一起还要等候接纳主叫方的承认音讯。

  主叫方一旦完结资源预留,就会发送一个SIPUPDATE恳求给被叫方进行承认,恳求中包括了第三次SDP供给,对预留资源的状况加以阐明。被叫方完结了资源预留后,又收到主叫方发来的UPDATE恳求,此刻被叫UE能够承认两边都已成功完结资源预留,因而被叫终端宣布了包括第三次SDP应对信息的200(ok)呼应。

  由此可见,一切资源预留状况都现已到达了所要求的状况,对条件的洽谈现已完结。一旦两边都预留了资源,两个UE之间就能够进行媒体交流了。此刻被叫方承认两边都现已预留了满足的资源收发音频流,所以当即开端振铃,一起对INVITE恳求宣布180(振铃)呼应。

  (2)简化IMS分组可视电话体系结构

  图6以CDMA分组承载网为例,介绍一种简化的IMS分组域可视电话事务体系结构。

  图6 一种简化的CDMA分组域IMS可视电话体系结构

  其间,各网络单元的功用如下:

  ◆AAA:担任对用户进行鉴权,并担任将用户的QoS信息经过PDSN授权给无线接入网。AAA一起担任对用户进行分组承载层的计费。

  ◆I-CSCF:担任为用户承认S-CSCF,转发SIP恳求及呼应音讯。在用户与其他网络的可视电话进行互通时,I-CSCF承认对方用户的I-CSCF或承认所应运用的互通网关。

  ◆P-CSCF:P-CSCF是终端在可视电话体系中的榜首个接触点,其地址经过P-CSCF发现机制取得。在用户注册时,P-CSCF依据用户的归属域挑选I/S-CSCF并转发SIP音讯,P-CSCF会保存注册用户的相关信息(如公共用户辨认符、UE地址、途径信息等),其间的途径信息用于该用户后续建议呼叫时直接运用转发SIP音讯。P-CSCF具有计费功用。完结SIP音讯紧缩解紧缩功用。

  ◆S-CSCF:担任记载用户的呼叫状况,完结呼叫操控功用。

  ◆PDSN:担任为用户终端树立分组数据会话。

  ◆RAN:担任为用户供给无线传输承载。

  ◆MS:移动终端包括视频和音频编解码器担任多媒体信息的处理,一起具有SIP用户署理功用以与其他用户进行通讯。

  ◆HSS:为S-CSCF供给可视电话事务层面的鉴权矢量,并供给事务层面的授权和计费等功用。依据网络的实践状况,HSS和AAA可考虑合设。

  ◆互通网关:在用户与其他网络的可视电话进行互通时,用于处理相关的会话操控信息和进行媒体及协议的转化等。

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