基于3G网络的移动P2P视频直播技术研究

基于3G网络的移动P2P视频直播技术研究（共8篇）

1.基于3G网络的移动P2P视频直播技术研究 篇一

3G移动视频的市场发展现状

3G手机是今后手机的发展趋势。手机用户对于3G的应用前景持普遍乐观态度，尤其是高端手机用户，认为3G时代的到来将极大地改善目前的通信效率。

移动视频技术对于3G市场的影响力可以从以下三点来体现：

l，在应用形态上，移动视频电话业务是3G移动通信区别于2G的标志性业务。

随着第三代移动通讯网络的出现，移动环境下高达384Kbps的速率(静态环境可达2Mbps)，使得流畅的移动视频通讯成为了可能。并且手机是每个人都必须具备的，这使得可视电话的普及非常有利。目前对用户来说，第三代手机和前两代手机最大的区别就是移动视频业务。移动视频电话业务对网络带宽要求很高，只有在3G网络开通后才有条件提供和推广移动视频电话业务。同时，移动视频电话业务作为3G网络上提供的高级业务，与以往的传统移动业务有着很大的区别，因此，移动运营商都把移动视频电话作为其3G网络的代表业务，通过移动视频电话业务的推广来促进3G网络的发展。

2，移动视频业务包含的流媒体服务和移动监控服务将成为3G的主要业务应用。

虽然2．5G移动网络平台提供视频流和音乐下载业务是可行的，但是只有宽带移动网络才能保证移动视频业务的质量和实时性。以流媒体方式实现的移动视频点播业务可以满足人们随时随地娱乐的需求，同时可以引伸出各类子业务，因此具有广泛的市场应用前景。移动视频监控业务改变了原有视频监控的实现方式，扩展了视频监控市场的应用领域，改变了视频监控的实现方式。现有的3G解决方案中都包含移动视频监控业务。

3，移动视频业务改变了移动终端的市场格局和发展

移动视频市场的发展推动了移动终端的发展，同时，移动终端的快速发展也促进了移动视频业务的发展。高端用户的不断涌入，使得3G业务面临的期待程度越来越高。移动视频业务驱动移动用户更换手机，随着手机制造商和移动运营商不断提供新设备和新业务，移动用户更换手机的周期越来越短。数码相机／摄像手机的市场占有率不断提高。移动视频业务为手机制造商提供了改变市场格局的机会。综上，移动视频业务主导3G市场的发展，不同的移动视频业务满足不同市场需求，对3G市场的起步、推广和成熟发展具有不同的重要作用。

1．3移动视频的发展未来

2004年以来，中共中央、国务院办公厅数次发出关于进一步精简会议和文件的意见，强调尽可能地利用现代通信和技术手段召开电视、电话会议。十六大报告中提出的“要以信息化带动的工业化，以工业化促进信息化”和国务院启动的一系列信息化工程，如政府信息化工程、金盾工程、金税工程、卫生应急系统、党员干部远程教育、进城务工农民教育，以及各行各业的远程教育系统工程，都对视频通信提出旺盛需求，为中国视讯市场的持续增长注入了新的活力。除了政府和商务的应用需求，人民生活水平的日益改善也为可视电话的发展打下了良好基础，人们不再满足只能昕到声音的通信方式，而对通信提出了新的要求，越来越多的人选择视讯方式进行沟通，视频联络，视讯聊天等成为新的时尚。

2.基于3G网络的移动P2P视频直播技术研究 篇二

1、业务原型需求流程定义

业务原型流程参考目前保险行业/公安行业最普遍的接警/查勘过程定义。分为终端启动 (等待任务) 、接警/接案、任务下达、赴现场途中、现场视频查勘与证据采集、任务办结六个环节, 除接警/接案外, 其余环节均与移动终端紧密相关 (图1) 。

2、原型系统架构 (图2)

该移动视频查勘系统原型分为四大部分:移动查勘客户端、移动查勘GIS管理与集成平台、视频服务平台以及视频客户端。

2.1 移动查勘客户端

移动查勘客户端系统结构为一个工作台为应用与用户交互的总控制台, 程序结构分为五层, 各层之间存在向下整合或向下依赖关系。

单点登录实现了应用高度的集成能力, 通过单点登录, 本系统的实施不必新建用户而可以直接使用原有系统的用户, 同时又能确保用户不必在系统切换时重新输入用户名与密码。安全数据交换层完成客户端与各大服务之间的数据交换, 包括普通数据与指令数据的交换, 对于指令数据还可以进行相应调度。应用层是被单点登录集成整合的应用模块, 同时他们通过工作台与用户进行交互, 通过安全数据交换层与外部系统之间进行交互。任务会话管理层是将整个应用层串起来的模块, 所有与会话相关的任务数据在应用的各个流程步骤相应的模块之间透明传递。最下层是基础组建层, 包括地图导航、视频管理以及B/S集成组件, 为上层应用提供导航、视频相关功能的支撑, 同时B/S集成组件为客户端应用提供了强大的集成能力。

2.2 移动查勘GIS管理与集成平台

移动查勘GIS管理与集成是数据信息的汇聚中心, 所有移动终端采集到的数据都会汇集到该平台再通过该平台分发到具有相应访问权限的用户或第三方系统。

2.3 移动视频服务平台

移动视频服务平台是视频数据的汇聚中心, 为视频汇聚路由进行管理。

2.4 视频客户端

视频客户端为核损员、管理人员提供了视频指挥调度、监控的用户界面。

3、原型系统功能特性

(1) 模式设定功能, 系统支持工作模式和普通模式两种状态, 工作模式由本产品接管系统控制权, 用户只能完成与工作相关操作。工作模式下本产品通过任务会话管理简化用户各项操作, 所有操作包括数据提取与采集都将与当前任务相关联。普通模式为操作系统模式, 由终端设备搭载的OS为用户提供软件服务。

(2) GPS定位, 包括终端定位自身位置, 远程定位终端位置 (标准接口上传后台, 后台GIS与GPS位置标的为非基本功能) 。

(3) 终端GPS导航, 实现普通GPS导航终端功能, 具备通过标准接口接收目的地并进行导航的能力 (通用GPS导航由用户选择目的地, 本功能可支持服务端PUSH目的地GPS坐标代替用户选择目的地的功能, 应用在用户报案至客服或接警人员, 由客服或接警人员根据用户描述或通过手机定位获取用户位置, 在任务下发时同步将查勘或处警目的地GPS坐标PUSH至被调度人员的场景) 。

(4) 视频监控/会议, 视频监控与会议特性根据所应用行业不同应用模式有所不同, 本功能能够在终端采集、编码、压缩、叠加、传输、播放视频, 服务器端能够进行视频的总控、混合、分发、录制与存储。

(5) 与业务系统对接能力。一方面向业务系统提供通用标准开发接口, 另一方面通过适配充分利用业务系统提供的接口。

(6) 工作台管理能力。工作台管理包括工作任务管理、任务会话管理以及其他与业务活动相对应功能的管理。

4、结语

本文设计的基于3G技术的移动视频查勘系统原型集成了GPS定位监控与远程视频功能, 同时在系统架构设计上与用户业务以及流程紧密切。以此为原型设计的移动视频查勘系统已成功应用到太平洋保险公司的车险快速理赔业务, 达到了高效查勘, 降低成本、杜绝误赔与骗赔、提升客户体验的目的, 具备广大的市场推广前景。

参考文献

[1]Chen, Y, Petrie, C.Ubiquitous Mobile Computing[J].IEEEInteract Computing 7, 2003, Page (s) :16—17.

[2]齐鸿儒, 童任, 韩鹏.移动视频监控系统的设计与实现[J].计算机仿真, 2007, 24 (8) :109.11 1, 154

[3]张智江, 朱士钧, 张云勇编.3G核心网技术[M].国防工业出版社, 2006.

[4]中国电信股份有限公司《, 中国电信网络视频监控业务技术规范V2.0总体技术要求》, 2006.1.

3.基于3G网络的移动P2P视频直播技术研究 篇三

关键词:GPS定位技术;3G网络;视频监控系统

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0051-02

由于传统模拟视频设备的发展已进入瓶颈阶段,暂无潜力可挖,因此,为满足更高的要求,系统就必须向数字化方向发展。数字信号具有频谱效率高、抗干扰能力强、失真少等模拟信号无法比拟的优点,同时也存在信号处理数据量大、占用频率资源多的问题,只有对数字信号实现有效的压缩,使之在通信方面的开销与模拟信号基本相同,它的优点才能表现出来,并具有实用性。在数字电视与高清晰度电视市场的拉动下,与数字电视相关的各种数字视频技术得到了迅速发展,相应的技术标准、算法及专用芯片,数字图像信号的摄取、处理、传输、记录等设备也得到广泛的应用。

一、基于GPS定位技术和3G网络的视频监控系统概述

(一)系统的构成

基于GPS定位技术和3G网络的视频监控系统主要由主中心调度系统、分中心调度系统、GPS智能终端等组成。主中心是整个系统的总控制中心,分中心调度系统实现对各分管区域的管理。GPS智能终端与主中心之间通过3G网络进行通讯。主中心与分中心调度系统之间可通过 Internet 或局域网实现数据通信。

(二)系统的功能和特点

1.实时远程视频监控。远程视频监控,这是远程监控系统最重要的功能,监控没有距离的限制,只要能够网络连接,就可以进行访问,设置传统模拟监控所无法比拟的。监控系统通过网络视频平台交换数据,系统客户端只要安装相关软件后,管理人员利用网络通信及授权密码就可以在监控中心、办公室以及远程异地等场所实现对各个监控点的实时图像的观察。

2.实时移动监控。前端视频采集设备安装在运钞车上,车辆开到哪里,现场图像就随即上传到中心系统,监控中心可随时掌握现场的情况,实现以往固定监控所不能实现的实时移动监控。对日常现金押运及突发事件的处理起到非常重要的第一手资料。

3.实时远程语音对讲。前端设备可外接拾音器和广播音响,除可以观看图像,还可以同步监听现场同步声音,必要时,可进行双向语音对讲。

4.用户分级管理。系统有完善的权限管理功能,用户登录时,根据用户名和密码实行分级管理,区分授权权限,对于不同的账号可以访问指定的监控图像,从而做到权责分明。

5.独有的视频流转发服务功能。各监控客户端通过中心流媒体管理服务器间接访问前端站点监控图像,可有效避免多用户同时监看同一站点图像引发的网络堵塞问题。

6.分布式计算机控制。系统由中心服务器软件平台、视频监控服务器和各级视频编码器组成,通过网络连接构成整个监控网。视频编码器独立完成某一区域的控制或实现某一控制功能,当系统要扩大规模时,只需在某一分中心的视频监控服务器增加管理一个监控点即可,所以监控点的多少几乎没有限制且不增加系统的复杂性,系统配置十分灵活,扩展性好,极易实现对较大区域的控制。

二、基于GPS定位技术和3G网络的视频监控系统的需求分析与设计原则

(一)系统的需求分析

基于GPS定位技术和3G网络的视频监控系统的需求主要体现在如下几点:

1.视频监控系统应覆盖到所有具有监控需求的地方,对其进行24小时实时视频监控,特殊区域还可以进行实时音视频监控;

2.在监控中心可以远程控制各个监控点的摄像机云台,实现变焦、变光圈、聚焦的控制,达到更大范围、更佳效果的监控;

3.在监控中心能够实时接收前端传统报警装置传送的报警信息。同时能够对以上所有视频信号进行长时间的音视频录像,网络上的计算机能够随时调看录像资料;

4.具备完善的安全级别控制,实现完善的安全策略管理。能够进入原有的安防监控系统等系统,实现更加灵活应用。

(二)系统的设计原则

1.标准化。视频监控系统就是要实现在光纤上的图像传输和共享。系统采用的产品均遵循视频协议和传输标准的要求。

2.可扩展性。由于用户以后的需求会不断发展,监控数量将随之扩大,只要增加前端设备和升级软件不用添加其他附加设备,以保证用户的投资。

3.易用性。软件使用界面良好,用户安装相应软件(客户端控件)后就可进行实现监控,完全智能控制,不用单独设置。

4.可靠性。首先,具有设计独到的视频流量管理功能,保证传输通畅;其次,实行操作权限管理,保证统一、规范管理;最后,系统具有自诊断功能。

三、基于GPS定位技术和3G网络的视频监控系统的设计

(一)系统的平台架构设计

首先,平台的架构采用多服务器的方式,服务器多使用主流的数据库;其次,平台具有报警自动连接功能,而且接入平台下的所有设备能够自动连接到监控系统进行工作;最后,平台软件的设计应满足实用性、兼容性、扩容性、可靠性等基本的网络管理要求。而且平台客户端软件具有良好的操作界面,要具有录像回放窗口、告警窗口、图像窗口、设备管理窗口等辅助界面。由以太网交换机组成一个视频监视局域网。在该局域网上连接有视频网关、视频网络控制服务器、管理服务器、视频客户机、视频解码器等设备。视频网关将输入模拟视频信号经压缩编码打包、成帧、统计复用,形成多路网络视频流在一个以太网接口输出;视频网关同时接收来自以太网的网络控制信号转换为控制编码信号,以控制一体化摄像机。

(二)前端网络接入方案设计

一般对监控区域安装的无线视频设备通过3G无线网络接入到视频平台,使用VPN专网传输,确保网络信息的安全。

(三)视频采集传输方案设计

视频采集设备主要是由相关的摄像机来负责视频信号的采集。视频传输主要是无线硬盘录像机将摄像机采集的视频图像压缩为数字信号后,通过无线网络传输到中心平台上来完成的。

(四)分布式结构设计

系统由中心服务器软件平台、各级MCU和视频编解码器组成,通过网络连接构成整个监控网。视频编码器独立完成某一区域的控制或实现某一控制功能,当系统要扩大规模时,只需在某一分中心的视频监控服务器增加管理一个监控点即可,所以监控点的多少几乎没有限制且不增加系统的复杂性,系统配置十分灵活,扩展性好,极易实现对较大区域的控制。

(五)传输模块的设计

摄像视频数据的采集主要采用采用的是V4L2接口。V4L2接口是Linux下开发的视频采集设备驱动程序规范。TVP5150驱动程序包含在Linux内核中,视频的采集程序基本流程,如下图所示:

四、结论

随着与计算机系统融合程度的强化,基于计算机网络的综合型全数字监控系统已应用在智能化建筑中,其范围涉及视频监控、防盗报警、门禁和电子警戒等子系统,应用的领域也由单纯的安全防范向生产管理、系统检测与监测等全方位扩展。基于GPS定位技术和3G网络的视频监控系统,以信息网络为基础,为相关部门提供视频监控、GPS监控调度。该系统在突发事件应急救援指挥、生产管理监控、日常管理监控、其它特殊情况的现场处理、控制和调度指挥中发挥了重要作用。

参考文献:

[1]冯国灿. 基于3G网络的车辆定位与视频监控系统设计[J].计算机测量与控制,2010(11).

[2]郭俊. 基于GPS定位及3G通信客运车辆监控系统设计[J].现代电子技术,2011(6).

[3]徐飞. 基于GPS定位及3G通信的网络视频监控系统的设计[J].长江大学学报,2009(16)

4.基于3G网络的移动P2P视频直播技术研究 篇四

1.1 3 G无线视频网络原理

3G无线网络是可以提供高速数据、图像与视频等多种宽带信息服务的通信技术。能够分别支持在室内、室外和行车的环境中至少2Mbps、384kbps以及144kbps的传输速度。本文提到的3G无线视频监控系统是由图像采集终端系统、服务器中心平台、监控客户端三个部分组成。图像采集终端系统包含视频采集, 压缩编码和无线传输。前端视频采集系统由无线传输终端及摄像机组成。其中无线传输终端作为核心设备, 负责将摄像机采集的视频图像经过H.264压缩编码后, 通过无线网络上传到中心服务器, 服务器通过TCP/UDP方式将视频发送到监控客户端;服务器中心平台由通讯服务器、管理服务器和宽带网络组成。其中通讯服务器主要对监控终端传回到现场图像信号进行转发操作;管理服务器主要用于对客户端软件的权限进行管理。监控客户端即视频实时浏览, 监控主机通过客户端软件对现场视频浏览和摄像机姿态调整。

1.2 3 G无线视频网络下抢修全过程管理技术的提出

为提高配网故障抢修管理水平和抢修效率, 加强指挥平台管理人员对抢修现场的全程指导、管理和监控, 缩短抢修停电时间, 结合供电服务承诺和抢修时限指标要求, 通过建立指挥中心平台, 开发一套集3G无线视频监控、GPS车辆卫星追踪定位、故障抢修流程处理、交通道路视频监控等功能的抢修全过程管理系统, 实现对抢修过程中重要时间节点和重要现场信息的掌控, 以此达到管理人员对抢修工作能够足不出户、运筹帷幄、决胜千里的实效。

1.3 3 G无线视频网络平台下抢修全过程管理技术的实施

(1) 故障抢修的应急响应。3G无线视频网络平台下的抢修全过程管理技术是以多功能指挥监控大厅为平台实现运作。在配网出现故障时, 在指挥中心的抢修全过程管理系统通过系统监测、用户保障、调度通知、供电所报障等渠道第一时间获取故障信息, 并在指挥平台、基层供电所抢修班、客户服务中心等相关部门之间触发互动报警响应。指挥中心根据抢修系统响应信息和业务系统分析, 快速判断故障区域和所在供电线路、抢修责任部门等信息, 同时按照就近抢修的原则, 使用抢修系统的GPS车辆卫星定位功能, 追踪搜索离故障点最近的抢修班组或抢修人员, 将故障信息传达到位, 安排人员迅速赶往现场抢修;而基层供电所抢修班亦可通过抢修系统的报警响应获取故障信息, 立即出动赶往现场, 由此保证了故障出现后抢修人员能够快速反应、快速出动、快速到位, 缩短抢修响应时间, 提高工作效率。

(2) 故障抢修的过程跟踪。抢修人员接到故障信息后迅速赶往现场, 途中, 指挥中心可以根据3G无线视频监视功能和抢修系统的GPS车辆卫星定位功能监测抢修车辆行驶轨迹, 实时掌握车辆行驶状态, 并通过道路交通视频监控功能监测道路交通状况, 为抢修车前往故障现场提供最畅通、最便捷的路径, 为保证抢修人员快速达到现场提供了有力保障, 同时也为指挥中心掌握抢修人员的出发时间、到达现场时间等信息提供依据, 便于做好对突发故障应急响应和到达现场用时的统计分析。抢修人员到达故障点后, 开展故障排查处理工作, 通过抢修管理系统中的3G无线视频监控功能, 将故障现场情况实时传回指挥中心, 并汇报抢修的各个重要时间点及现场有关信息, 把现场情况真实地展现在指挥中心平台, 让指挥中心管理人员如身临其境, 便于远程指导、督促和协调抢修工作的有序开展, 从而达到“运筹帷幄、决胜千里”的效果。同时将故障的发生时间、授令抢修时间、出发时间、到场时间、确定故障时间、隔离故障点时间、转供电时间、预计复电时间、申请抢修物资时间、主线复电时间、许可工作时间、故障修复时间等重要时间节点以及3G无线视频传回的现场抢修相关信息, 详细录入到抢修全过程系统中, 通过系统进行统计分析, 实现了对抢修全过程的有效监控管理。在故障抢修过程中, 用户常常会致电供电局客户服务中心24小时服务热线, 咨询故障停电情况, 得到客户的理解和配合。

(3) 故障抢修后的统计分析。抢修复电后, 相关运行人员可通过抢修全过程管理系统的3G无线视频功能进行故障现场抓拍和录像, 作为编写故障分析报告的重要依据, 结合系统记录的时间节点, 按照时间段进行数据分析, 如到达现场时间、停电时间、停电户数等分析, 有针对性地展开分析和研究, 查找薄弱点, 为决策提供重要参考依据, 达到运行管理水平的再提升。根据广东某供电局试运行后的系统统计分析, 自2008年实行抢修全过程管理后, 该局辖区线路跳闸下降126条次, 下降率达27%, 平均到场用时缩短了约20分钟, 抢修用时平均缩短了约30分钟, 有效缩短了抢修停电时间, 提高了辖区的供电可靠性。

2 应用收效

通过3G无线视频网络下抢修全过程管理系统的试点应用, 可以达到以下效果。

(1) 充分利用科技手段加强外围监管, 可以督促现场抢修人员快速地处理故障, 包括迅速到达现场、督促转供电、提高抢修效率等。

(2) 充分体现以客户需求为本, 提升服务水平。客服中心与指挥中心进行系统互连, 实现抢修信息实时共享, 抢修过程界面动态显示, 便于及时有效地答复客户各类咨询, 特别是能及时让客户了解所关注的“预计何时可以复电”这一重要时间信息, 及时满足客户知情权, 让客户满意, 真正提升优质服务水平。

(3) 充分体现抢修工作的量化管理、以数据说话。该系统可统计得出某一时间段的平均抢修到位时间、抢修总时间、抢修到位率和转供电率, 在量化现有故障抢修管理工作水平的同时, 也为以后的工作提供借鉴和参考分析依据, 有利于运行工作的不断研究、提升, 提高管理水平。

(4) 为营配一体化提供了有益的尝试, 充分体现出电力系统中运行工作为营销工作服务、营销工作为客户服务的服务链的作用和优势。

3 结语

在现代化的今天, 科技产生力量, 创新获取成效。3G无线视频网络下抢修全过程管理系统整合了3G无线网络传输、GPS车辆卫星定位、抢修时间点统计分析等技术, 形成了一套完整的抢修监督管理体系, 有利于提高抢修效率, 缩短抢修时间、提高客户服务水平, 为提高辖区供电可靠率起到了积极的推动作用。

参考文献

[1]贺礼, 陈前斌, 唐伦, 等.基于3G无线网络实时传输MPEG-4流媒体的设计与实现[J].计算机应用研究, 2008 (6) :1856～1859.

[2]卓力, 沈兰荪, 朱青.视频流关键技术的研究进展[J].电子学报, 2002 (8) :1213～1218.

5.基于3G网络的移动P2P视频直播技术研究 篇五

关键词 P2P 网络结构 文件共享 分布式

中图分类号：TP393 文献标识码：A

P2P是英文Peer-to-Peer（对等）的简称，又被称为“点对点”、“对等”技术，是一种近几年兴起的网络新技术，属于覆盖层网络的范畴，是相对于客户机/服务器（C/S）模式来说的一种网络信息交换方式，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。

1 P2P的结构模式

1.1集中式P2P

集中式P2P模型形式上有一个中心服务器负责记录共享信息以及应答对这些信息的查询。每一个对等实体对它将要共享的信息以及进行的通信负责，根据需要下载它所需要的其它对等实体上的信息。

带有提供发现、查询和内容存储功能服务器的P2P网络。在这种网络中，中心服务器正如在传统的C/S模型中一样，处于支配地位，所有资源都存放在服务器上，客户端只能被动地从服务器上读取信息，但是客户端之间并不具有交互能力。带有提供发现和查询功能服务器的P2P网络，在这种网络中，服务器仅提供在网上的客户端的清单，而端与端之间建立连接和通信是客户端之间的任务。

1.2分布式P2P模型

由于存在中心服务器，集中式P2P模型系统稳定性很大程度上取决于该服务器的稳定性。这种形式不需要有中心服务器和中心路由器，其中的每一个Peer都作为对等实体，地位是完全平等的。每一个Peer既可以作为客户机又可以作为服务器，并且它们与相邻的Peer有相同的能力。同时，P2P应用开发者也在不断力求技术创新，避免不必要的麻烦。

1.3混合式P2P模型

混合式P2P模型结合了集中式和分布式模型的优点，在设计思想和处理能力上都得到了进一步优化。将节点分为用户节点、搜索节点和索引节点3类，既避免了提供中心服务器带来的麻烦，又保留了中心服务器的优势。一方面，由于组合了多于一种方法，混合式模型增加了复杂性；另外，设计者克服了纯粹P2P方法的限制，混合式模型显示出了对环境条件的高度适应性。同时混合式模型也解决了大规模动态和异构P2P应用中所出现的大量冲突问题。

2基于P2P网络结构的开发与应用

随着P2P网络技术的不断发展，P2P网络技术在高校校园网络中运用广泛，并且在文件共享、流媒体直播与点播、分布式科学计算、信息检索中都得到了较好的运用。

2.1文件共享

在高校校园网络中，应用P2P技术可以使校内的任意两台计算机直接相互共享文本、音乐、影视或多媒体等文件；网上计算机之间可以直接进行交互，不需要使用任何一台中央服务器。在传统的Web方式中，要实现文件交换需要将文件上传到特定网站，用户再到网站上搜索需要的文件，然后进行下载，这对用户而言非常不方便。在P2P网络中，用户通过不同的查询机制定位含有所需资源的其他PC机后，可以直接与其建立连接并下载所需文件。

2.2流媒体直播与点播

在流媒体直播和点播过程中，人们发现P2P非常适合于流媒体的应用，在流媒体领域，P2P技术也由于其对等传输的特性被广为看好。P2P流媒体技术主要应用于视频直播和视频点播两种数据传输方式，两者之间最大区别在于对等节点之间的数据共享模式。视频直播用户在下载流媒体文件的同时进行数据的播放，它将下载到的流媒体数据直接放入系统内存中，并不对下载的流媒体数据进行保存，这样客户端下载的数据信息并不是存放在硬盘上而是在内存中。而视频点播正好相反，它首先采用一定的文件调度策略将所有的流媒体文件下载到系统硬盘上，当文件下载完毕后再进行播放。由于P2P流媒体的保证，网络视频直播、点播以高清晰的画面、高音质音频和流畅的播放速度给传统互联网用户带来“声色兼备”的强大冲击。

2.3分布式科学计算

Intel将P2P计算定义为“通过系统间的直接交换所达成的计算机资源与信息的共享”，这些资源与服务包括信息交换、处理器时钟、缓存和磁盘空间等。P2P计算允许用户使用网络中集中的处理能力，它可以帮助相关组织进行以前不可能进行的繁重计算工作，譬如利用P2P技术的特性，将计算任务划分到数十万甚至数百万台个人计算机上，用来破解蛋白质或是DNA密码。P2P计算正在得到业内一致的看好，它成功地将许多有趣的分布计算技术重新拉回到人们视线当中。总之，对于任何一个高校校园网络的广大师生来说，P2P计算的好处是拥有更低的成本和更快的处理速度。

2.4信息检索

基于P2P的校园网络搜索引擎使信息检索更具有针对性，搜索更新周期缩短，并且引入了P2P资源共享技术，充分利用大规模分布形式存在的信息，弥补传统搜索引擎无力深度挖掘信息的弱点。P2P网络的分散性使得基于P2P的信息检索可以挖掘到终端设备上动态存储的海量信息，从而改变了传统搜索引擎只能检索网站上静态页面的现状。

6.基于3G网络的移动P2P视频直播技术研究 篇六

关键词：农业机械,视频监控,3G,GPS

1 农机视频监控系统发展—以黑龙江为例

“十一五”期间, 黑龙江省投入219亿元推进农机化建设, 相当于建国以来到“十五”末总投资的1.2倍;新装备59k W以上大功率拖拉机1.6万台、配套农具2万台 (套) ;组建农机作业合作社1656个。至2009年, 全省农机总动力达到3784万k W, 农业综合机械化程度达到89.1%, 机耕、机播和综合机械化程度继续保持全国第一。决定农业生产安全的最重要的因素就是抢抓农时, 但是作为全国农业生产规模化和机械化领军地位的黑龙江农业来说, 如何利用先进的信息化技术准确掌握和指导现代化农机作业的质量和进度是保证黑龙江省农业生产进度和生产安全的极其重要的因素。如何对先进农机具的作业信息进行及时获取是农业生产管理部门迫切需求的技术支持[1]。

基于此, 本文研究以黑龙江省一体化跨越工程为指导, 以创造安全、快速、高效黑龙江省信息化环境为核心, 利用3G通信技术与GPS定位技术, 整合黑龙江省农机作业管理信息资源, 研发黑龙江省农机视频监控系统, 为提高黑龙江农业生产机械化程度较高的粮食主产区农机作业质量和进度提供技术铺垫, 为实现基础测绘与地理信息技术向农业信息化提供技术支撑, 为黑龙江省大农机、大农业提供服务。

2 3G通信与GPS技术概述

2.1 3G通信

3G是英文3rd Generation的缩写, 指的是第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机 (1G) 和第二代GSM、TDMA等数字手机 (2G) , 第三代手机一般地讲, 是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式, 提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务[2]。为了提供这种服务, 无线网络必须能够支持不同的数据传输速度, 也就是说在室内、室外和行车的环境中能够支持至少2Mb/s、384kb/s以及144kb/s的传输速度。

2.2 GPS技术

GPS是全球定位系统 (Global Positioning System) 的简称。美国从20世纪70年代开始研制该系统, 历时20年, 耗资200亿美元, 于1994年3月完成其整体部署, 实现其全天候、高精度和全球覆盖的能力。现在GPS与现代通信技术相结合, 使得测定地球表面三维坐标的方法从静态发展到动态, 从数据后处理发展到实时的定位与导航, 极大地扩展了它的应用广度和深度。其主要特点是精度高、全天候、高效率[3]。本文研究选用导航型GPS终端, 解决农机具的空间定位。

3 结束语

研究基于3G通信与GPS技术的农机视频监控系统, 主要是利用GPS、GIS、3G三大主流技术, 实现农机作业的空间定位和作业质量及作业量的监控与追溯。系统在作业区大比例尺地号空间分布图等基础空间数据的基础上, 利用农机机载GPS接收卫星定位信号, 并通过3G网络传输视频监控信号传回指挥中心, 在行政区划、地号空间分布等矢量图上动态记录作业轨迹与时间。根据系统按照不同农机型号设置的作业宽度与作业轨迹长度计算出作业量。同时已作业地号, 由系统自动以专题图的形式提供图形化的直观的机组作业进度与农机动力空间布局等信息, 为科学合理地调度动力资源, 保证动力资源的均衡化和农业生产进度及农业生产安全提供有力的技术支撑。

参考文献

[1]李洪, 姚光强, 陈立平.基于GPS、GPRS和GIS的农机监控调度系统[J].农业工程学报, 2008, 24 (S2) :119-122.

[2]陈利燕, 夏斌, 方元.车载GPS的几种通讯方式及比较[J].农机化研究, 2006, 28 (5) :208-210.

7.基于3G网络的移动P2P视频直播技术研究 篇七

流媒体是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。在采用流式传输方式的媒体系统中, 用户不必像非流式播放那样必须等到整个媒体文件全部下载完毕后才能看到当中的内容, 而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、音视频等流式多媒体文件进行解压, 随后即可进行播放和观看, 而媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。与单纯的下载方式相比, 这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式具有启动延时大幅度地缩短、对系统缓存容量的需求大大降低等优点。由于SSAMP系统的设计目标是实现基于P2P的视频直播, 为了在具有高度动态性和异构性的P2P 覆盖网络上实现高质量的媒体服务, 需要采用专门的网络控制协议和数据传输机制。将P2P网络和流媒体技术进行结合, 在研究现行模型和技术的基础上, 构架了一个基于P2P的视频直播系统, 并对相关问题进行了深入研究。

1 视频直播架构

SSAMP系统的整体结构可描述如图1, 其中主要由3类实体组成, 现在分别简单介绍如下:

(1) 媒体服务器 (Media Server) 。它是视频流媒体节目的提供者, 同时也是覆盖网络的广播源, 主要实现视频数据的预处理, 其中又包括编码器 (Encoder) 和拆分器 (Splitter) 两个部件。

(2) 节目列表服务器 (Broker) 。覆盖网络通过节目列表服务器以Web的形式向用户节点提供当前网络中正在播放的节目列表。

(3) 节点 (Peer) 。是覆盖网络中的端系统。节点主要实现视频流数据的接收, 并在本地进行缓存和播放;同时节点也充当数据转发者, 将接收到的视频流数据及时转发给下层子节点, 充分体现了对等网络数据共享的精神。

SSAMP系统的工作流程:首先, 媒体服务器 (Media Server) 对原始媒体文件进行编码, 形成流格式, 随后对其进行分块切割, 把媒体数据分割成时间长度相同的多个连续的片断 (Segment) ;与此同时, 在媒体服务器 (Media Server) 建立节目的时候向节目列表服务器进行注册, 将自己的节目信息和本机地址传送给节目列表服务器;在随后节点加入系统的过程中, 首先与节目列表服务器进行信息交互, 获得实时的节目列表和相应的媒体服务器地址, 待节点用户选择节目后, 根据前一章介绍的SSAMP系统加入算法加入覆盖多播网络, 开始接收视频数据, 并将缓存的数据实时转发给跟自己直接连接的孩子节点。

2 视频直播软件结构

在SSAMP系统中, 实现了一棵单源组播树, 我们采取两种数据传输驱动方式Push和Pull相结合的办法传输视频流数据, 并且对应于两种数据驱动方法分别提出了基本流和补丁流的概念。同时, 需要在数据接收方通过缓冲区对接收到的视频数据进行缓存和转发, 并最终在端系统实现视频流的回放。

媒体服务器把经过预处理解析的视频流数据传输给其直接子节点, 然后这些节点再将视频流数据转发给它们的子节点。依次类推, 直到视频流数据传输到系统的所有节点。其中, 视频直播服务的软件结构分成两个部分:媒体服务器软件和节点软件。

媒体服务器是视频流媒体节目的提供者, 也是覆盖网络的广播源, 主要功能是实现从媒体文件中读取原始数据, 经过解析和预处理后将视频流数据按时间长度进行分块并对其进行编号, 将实现分块后的数据在缓冲区中进行缓存, 并根据一定的调度策略向子节点发送。媒体服务器软件实现包括图2所示的几个功能模块。

在以上的功能模块中, 数据源预处理是媒体服务器软件的核心, 它实现了原始媒体文件的流式化并将流媒体数据分割成时间长度相同的多个连续的片断, 有利于多个节点间交换数据, 这是对等网络技术相对于传统流媒体技术最大的优势。

节点软件是P2P覆盖网络中运行在各个作为系统普通节点的端系统上的软件, 它主要负责从父节点接收媒体数据, 在本地重组并回放, 同时把媒体数据实时向它的直接子节点进行转发。节点软件包括图3所示的功能模块。

节点软件是实现视频流回放和转发的主要部件, 其中Buffer管理是节点软件的核心。为实现高效的数据缓存和转发, 在将数据块在缓冲区Buffer中进行缓存的同时, 系统维护了一张缓存映射表来实时反映Buffer中每一个缓存段的信息;此外, 调度程序根据BufferMap中的数据变化选择Buffer中相应的数据块进行请求重发。

3 关键技术和算法

3.1 Buffer管理

由于节点的不稳定性和网络的动态特性, 网络连接是一个不稳定的状态, 有可能会在某个上层节点退出或断开时失效;此外, 由于新节点的加入或网络的拥塞和中断, 视频流数据的传输可能会出现短时间内的中断。因此, 覆盖网络中的任何一个节点都必须具有一定的缓存能力来缓存部分视频流数据, 以便在多播树进行路由恢复的过程中, 保证视频流播放的连续性。

当节点根据加入算法正确加入到覆盖网络中, 首先获取父节点当前时刻Buffer内缓存的视频流数据的起始编号Index来更新自身的Index;而后便开始接收父节点以基本流的形式向它发送的视频流数据;接收到的数据基于Index的指示被缓存到Buffer中相应的位置, 同时, 需要实时修改缓存映射表BufferMap。这里, BufferMap的位数即为节点缓冲区Buffer的长度, 其中每一位和Buffer中的数据块相对应。可以将整个BufferMap视作一个随时间变化的滑动窗口, 并且在该窗口滑动的时候也需要实时地更新Index 。图4是一个有6个数据块的缓存映射示意图。

需要注意的是, 缓冲区Buffer内的数据达到一定门限值后才开始向播放器或下层子节点提供服务。子节点接收到视频流数据后也执行相同的缓存映射策略和转发, 依次类推, 直到所有的节点都接收到父节点发来的视频流数据。

数据块调试算法 (Scheduler) :实时性是视频直播系统最显著的特点, 为满足这一要求, 每一个数据块必须在其播放时间限制前到达。最理想的情况是在视频流开始播放到视频播放结束的时间T内, 由媒体服务器发出的连续数据块在各层子节点间按照严格的发送顺序依次接收并转发。但这种假设在实际的网络环境中是无法实现的, 因为, 每个数据块由多个UDP分组来承载发送, 这些UDP分组可能选择不同的路由, 加之网络拥塞和中断对系统的影响, 导致下层节点接收视频流数据顺序的随机性。

为充分利用对等网络各个节点间传输数据的特点, 同时, 也确保视频流数据播放的流畅性, 将BufferMap分成优先级不同的两个部分:前面的若干块缓冲段采取顺序下载的管理策略;后面的缓冲段则执行随机插入的方式。图5描述了体现这一设计思路的调度算法。

接收端节点按照接收基本流数据的实际顺序, 将视频流媒体数据块进行缓存并写入与BufferMap随机插入区编号相对应的Buffer区域内。随着BufferMap的滑动, 当任意一个数据块滑入顺序下载区且BufferMap对应位仍为0 (即该数据块在接收端尚未完全重现) , 则接收端立即解析该数据块的完整性并根据差错控制的判断请求上层节点进行重传。

系统中各个节点运行的数据块调度算法都是一致的, 唯一的一个例外是媒体服务器节点。因为它仅作为数据发送者, 而无需执行数据接收的操作。这里我们假设作为广播源的媒体服务器拥有覆盖网络内所有节点所需的有效数据块, 即媒体服务器不会被来自覆盖网络节点的重传查询请求所淹没。

3.2 差错控制与恢复

在SSAMP系统的视频直播服务中, 如果数据的单程传输时间小于最大的延迟, 那么限制延迟重发是差错控制的一个可行选择, 可以保证请求重发的数据在其播放时间限制前到达。

在实现的具体过程中, 有3种限制延迟的重发控制机制, 分别是基于数据接收方的、基于数据发送方的和基于两者混合的控制。由于SSAMP系统中视频直播服务的视频流数据是单向传输的, 通信链路载荷是非对称的, 所以由接收方向发送方发送的反馈信息丢失的可能性较小, 因此选择了基于接收方控制的限制延迟重发机制。这一控制机制的实现目标是使那些不能按时到达并显示的重发请求最少。

定义函数T (N) 表示编号为N的数据块正常显示的确定时间;TC为系统的当前时刻;RTT表示接收方节点估计的往返延时;TS是缓冲项, 其中包括RTT的估计误差容限、数据发送方的响应时间和接收方的解码延时等。在视频数据接收方如果检测到滑入BufferMap顺序下载区中的数据块N丢失, 则执行如下算法:若满足TC+RTT+TS

4 性能测试

4.1 静态模型

图6表示在静态模型下, 当节点总数在中等规模 (n=200) , 缓冲区Buffer内可容纳60s的视频数据 (Buffer Size=60) 的情况下, 视频流传输速率r (kbps) 与数据传输质量的关系图。与之相比较的是同等规模下邻居节点数M=5, Buffer Size=120的CoolStreaming系统。从图6中可以看出, 随着视频流传输速率r的提高, SSAMP系统数据传输质量有所下降, 但较之CoolStreaming系统仍有所改进, 保持在用户可以接受的范围内。这是由于SSAMP系统采取了划域分别管理的Buffer管理策略, 较之CoolStreaming系统更加灵活, 在保证数据传输质量的前提下有效地减小了Buffer的大小。

4.2 动态模型

图7表示在不同的系统规模下, 节点ON/OFF事件发生周期t和节点视频数据传输质量的关系图。从图7中可以看出, 节点的动态性对视频流在端系统的回放有比较明显的影响。ON/OFF事件发生的频率越大, 即节点越不稳定, 视频数据传输质量越差。但由于SSAMP协议内在的恢复机制, 数据传输质量虽然有所下降, 但仍然保持在一个用户可以接受的范围之内。

图8给出了在不同的系统节点规模下 (Buffer Size=60) , 不同的节点故障率 (用P表示) 对SSAMP系统的数据传输质量造成的影响, 以此来衡量系统的容错能力。与之相比较的是同等节点规模下邻居节点数M=5, Buffer Size=120的CoolStreaming系统。

从图8中可以看出, 无论在任何一种系统规模下, 随着节点故障率的增加数据传输质量都有不同程度的下降, 但是SSAMP的性能较CoolStreaming 优越, 尤其是当节点故障率较高的情况下。这主要是因为在SSAMP系统中的数据分发多播树采用了较简单的分裂路由恢复算法, 并且当节点故障发生在叶节点, 对系统无明显影响。然而, CoolStreaming系统采取了数据驱动的恢复策略 (每一个节点需要与一组伙伴周期性地交换数据可用性信息, 并且每一块缺失数据都要从一个或多个伙伴那里查询、接收) 。因此, 在节点故障率较高的情况下, 数据可用性信息的实时交换难以顺利进行, 从而造成对服务质量的较大影响。由此可见, SSAMP系统具有较好的系统容错能力。

5 结语

基于P2P技术的流媒体传输系统是对等网络研究领域中一个很有意义的课题, 对于促进对等网络系统的可持续发展起到推进的作用, 已经引起了国内外学者的重视和兴趣。随着更多的学者加入对于该课题的研究, 相信会有更多的成果出现。

参考文献

[1]方奕, 张卫.一个单源的应用层组播协议的设计和实现[J].计算机应用, 2005 (2) .

[2]S DEERING, D ESTRIN, D FARINACCI, et al.The PIM Archi-tecture for Wide-Area Multicast Routing[C].IEEE/ACM Transac-tions on Networking, vol.4, no.2, April, 2011.

8.基于3G网络的手机地图技术研究 篇八

手机是移动地图 (Mobile Map) 的一种载体, 移动地图是显示在无线移动通信设施上的地理空间数据可视化产品, 它能够随时随地按用户的需求显示信息。其显示的地图具有完整性、适应性、灵活性等特征。移动地图属于虚地图, 更新容易, 传输快捷。由于其是显示在移动通信设施的显示器上, 因而显示效果与所选择的移动通信设施的性能有关。

1 无线通信技术

3G主要是以分组交换技术为主, 国际电信联盟 (ITU) 将CDMA (Code Division Multiple Access) 技术作为3G的主流技术, 并确定了三个无线接口标准, 分别是WCDMA, CDMA2000T D-S C D M A。

3G网络借助高速的数据传输, 可以在手机端实时地传输地图资料, 也就是说, 任何一款手机都能依靠所处网络基站的大概分布, 下载到适合的周边地图。3G网络更高速的数据流能够满足彻底将地图更新工作交给运营商在服务器端自动处理。例如, 行车状态下的实时资料更新, 不管车开得有多快, 手机都能及时更新屏幕显示, 而且同样支持路径规划以及导航模式。由于地图资料完全虚拟化, 该服务的提供者可以在服务器端做出实时更新, 哪个路口堵车严重、哪条道路临时限行都能够在用户的手机上显示出来, 这是传统车载GPS终端所无法比拟的优势。当然这不仅仅限于道路状态更新, 根据商业需要, 服务商甚至可以将新近开业的餐厅、正在搞促销活动的商场信息一并提供给用户。

2 移动智能体技术

Agent技术最初来源于分布式人工智能领域, 随着Agent技术的发展, 它现在已融入主流计算机的各个领域, 被誉为是“软件开发的又一重大突破”。近年来主要应用在个人数字助理、用户接口、网络管理、信息检索、电子邮件、会议规划及电子商务等方面。Mobile Agent即移动智能体, 简称MA, 则是一种具有移动性的Agent, 扩展了传统Agent处理事务的能力。MA具有自主性、移动性、协作性、完全性、智能性等特征。它可以不依靠创建它的系统, 根据移动规则, 依据运行时的环境从一个宿主机漫游到另一个宿主机。漫游的MA携带自身状态和代码在网络中迁移到另一个目标环境中, 并在该环境中恢复执行。在MA漫游到网络中时, 用户终端即不必与网络保持持续连接, MA自主地完成肩负的任务, 用户终端则可以在这之后再连接上网络, 收回MA, 取得服务结果。MA最终目的是把计算移向数据, 而不是把数据移向计算。节省通信网络的带宽, 减少网络的传输负荷量, 在靠近数据源的地方进行计算, 节省了计算时间。可见, 将MA引入3G移动通信网络上来解决手机地图存在的问题是一个很好的思路。

3 手机定位技术

手机定位技术主要包括基于网络的定位方案和基于手机的定位方案两种。基于网络的定位方案是由网络设备来执行定位功能, 这种定位技术有Cell-ID技术和OTDOA技术。基于手机的定位方案是将定位功能集成到手机中, 这种定位技术有E-OTD技术。而A-GPS则是网络与终端混合的解决方案。由于E-OTD是专门针对GSM/GPRS而设计的, 因此在3G网络中很可能被淘汰。下面介绍在3G网络中广泛使用的3种移动定位技术。 (1) 基于Cell-ID的定位; (2) 基于OTDOA的定位; (3) A-G P S定位技术。

在3G移动通信系统中, 如何实现高精度的定位, 并将定位业务集成到网络中, 有许多问题需要做进一步研究:无线定位方法的研究;克服定位误差的方法的研究;针对不同系统的定位实施方案研究。在蜂窝无线定位技术研究中的一个基本的原则是希望增加定位业务不至于使网络基础设施改变和增加投资太大。定位要求及技术实现方法应该与标准研究相结合并确立统一标准, 以更好地安排空中接口、网络结构和各种功能子系统组成。

4 人机交互技术

与专业GIS相比, 移动GIS的友好性是十分关键的, 对于手机地图更是如此。手机端人机交互的设计必须考虑到用户的心理, 根据用户心理学和认知科学, 人机界面交互设计应遵循如下基本原则。

(1) 一致性原则。即从任务、信息的表达、界面控制操作等方面与用户理解熟悉的模式尽量保持一致。 (2) 兼容性。在用户期望和界面设计的现实之间要兼容, 要基于用户以前的经验。 (3) 适应性。用户应处于控制地位, 因此界面应在多方面适应用户。 (4) 指导性。界面设计应通过任务提示和反馈信息来指导用户, 做到“以用户为中心”。 (5) 结构性。界面设计应是结构化的, 以减少复杂度。 (6) 经济性。界面设计要用最少的支持用户所必须步骤来实现一个操作。

5 结语

3G的代表特征是提供高速的数据业务, 它为手机地图的发展带来了广阔的应用前景, 通过手机无线网络实时下载的虚拟地图服务能够让大多数用户轻松享受到GPS设备的部分甚至全部功能应用, 而且还具备后者目前尚无法提供的位置服务。

不过, 我们必须看到要想更好的利用3G网络提供手机地图服务还有许多问题有待解决:针对不同无线网络接口标准的手机定位方案研究;移动智能体模型的研究;手机地图浏览器的研究;完善安全机制等等。

参考文献

[1]3Gpp TS44.031, “Location Services (LCS) ;Mobile Station (MS) -Serving Mobile Location Centre (SMLC) Radio Resource LCS Protocol (RRLP) , 2004) .