3G電路域視頻質量問題分析及初步解決思路

齊少安（中訊郵電咨詢設計院有限公司，北京100048）

0 前言

隨著我國3G網絡的快速建設，3G視頻業務已成為3G時代新的業務亮點。由于3G電路域視頻業務使用簡單便捷，因而成了3G視頻類業務的基本業務，目前3G運營商所開展的電路域視頻電話、視頻互動式語音應答（IVR）及電路域個性化回鈴音等業務均屬于基于電路域開展的視頻業務。

3G電路域視頻業務在我國雖已運營了1年時間，但其質量仍有不少需要改進的方面。本文從電路域視頻業務實現原理入手，對影響3G電路域視頻質量的幾個典型問題進行了分析，并提出了初步解決辦法。

1 電路域視頻業務實現原理

1.1 電路域視頻業務實現流程

目前，3G電路域視頻業務有以下2種形式。

a）點到點的視頻業務。3G終端經3G網絡到3G終端的視頻通信業務。點到點的視頻電話就屬于該類業務。

b）3G終端與業務平臺間的視頻交互業務。3G終端和業務平臺間通過視頻通話方式進行的交互式語音視頻業務。目前，我國運營商開展的交互式語音及視頻應答（IVVR）點播、視頻郵箱、電路域視頻個性化回鈴音業務等都屬于該類業務。

無論是點到點的視頻電話業務還是點到業務平臺間的交互式視頻業務，實現原理都是在2點間建立電路域視頻通話進行視頻交互的。下面以點到點的視頻通話為例，說明電路域視頻交互業務的流程（見圖1）。

步驟①～19為標準的交換信令交互過程。

步驟20為H.245建立過程。即在UE A與UE B進行端到端的H.245終端能力集協商、H.245主從確定協商、H.245發送復用表協商，并在打開H.245音頻、視頻邏輯通道后，UE A與UE B即可進行可視電話通話。

圖1 可視電話通話流程

步驟21為H.245拆除過程。即在UE A與UE B間關閉H.245音頻、視頻邏輯通道后，H.245會話結束，主被叫用戶面的資源都被拆除。

步驟22～29為常規連接斷開過程。即A先終止呼叫，向MSC Server A發起拆線消息。

由圖1可知，3G電路域視頻交互業務的建立過程為呼叫中的呼叫過程。即先進行常規交換信令交互過程，然后在進行H.245過程建立視頻通道后，雙方再進行視頻交互。其連接斷開也是先進行H.245拆除過程，再進行常規斷開過程。

1.2 3G-324M協議介紹

由圖1可知，3G電路域視頻交互業務是基于3G-324M協議實現的。3G-324M是3GPP組織制定的框架性標準，其基礎是ITU-T的H.324/M和其他相關國際標準，可在無線電路交換網絡中支持實時多媒體服務應用。3G-324M協議族結構見圖2。

3G-324M協議族是個標準體系。它包括語音編碼（3GPP-AMR、G.723.1）、視頻編碼（H.263、MPEG-4、H.261）、 數據編碼 （V.14、LAPM）、 多路復用和分離（H.223）及呼叫控制（H.245）等子協議，而H.223和H.245是其最為重要的2個協議。

a）H.223（數據多路復用協議）。它用于定義如何在64 kbit/s數據通道上傳輸H.245信令消息、音頻數據及視頻數據。

圖2 3G-324M協議族結構

b）H.245（呼叫控制協議）。整個視頻呼叫由2層控制組成：第一層由ISUP控制，第二層由H.245控制。即在2個3G-324M終端間通過H.223中的能力集協商（TCS）、主從決定（MSD）、復用表交換（MES）和建立邏輯通道（OLC）等4個H.245步驟建立64 kbit/s音視頻邏輯通道后，用戶即可進行媒體交互。

2 質量問題分析及解決思路

3G電路域視頻的質量問題主要表現在通信類和視頻類的質量問題上。而通信類業務的質量問題主要表現在接通率低及易掉話問題上。由于通信類業務質量問題主要與3G初期無線信號覆蓋及未充分優化有關，故其不在本文討論之列。本文著重論述3G電路域視頻類業務的下幾個典型的質量問題。

2.1 視頻不夠清晰問題

2.1.1 現象

3G電路域視頻質量問題常表現在不夠清晰上，尤其是動作變化較大的視頻內容常出現視頻動作不連貫及跳躍現象。該問題主要出現在終端和業務平臺間的視頻交互業務（如視頻點播業務等）上。

2.1.2 分析及解決思路

3G電路域視頻業務視頻質量不夠清晰主要是由基于電路域承載造成的。其通道帶寬僅為64 kbit/s，除控制消息占用帶寬外，視頻和音頻所占用的帶寬一般僅有55 kbit/s。由于帶寬受限，就使得電路域視頻質量不會太好。

對于視頻不夠清晰的問題，可從內容源上加以解決。需對內容源進行必要的優化，應盡量選擇動作變化較小的片源內容（如新聞播報類視頻等），而動作變化較大的片源內容（如足球、籃球比賽等）則不宜選用。

2.2 視頻建立時間過長問題

2.2.1 現象

3G電路域視頻業務在視頻建立階段常出現時間過長的問題（較傳統語音業務要長5~8 s），有時用戶等不到視頻出現就掛了電話，致使運營商的視頻業務得不到很好的開展。

2.2.2 分析及解決思路

3G視頻通話的建立，在ISUP（或BICC）信令交互后，終端間（或終端和業務平臺間）還要進行H.245媒體協商（含TCS、MSD、MES和OLC）過程。由于這個過程所需時間較長，所以易給用戶帶來不好的體驗。

對于視頻建立時間過長的問題，可將3G-324M附錄中的規范用于加速呼叫建立來解決，該規范包括以下窗口編號簡單重傳（WNSRP）和面向媒體的對話加速（MONA）2個協議。

a）WNSRP （H.324附錄 A內容）。 采用 WNSRP時，一般可將呼叫建立時間縮短到2~4 s。

b）MONA（H.324附錄K內容）。 MONA由 MPC、SPC及ACP 3個子規范組成。采用MONA時，可將H.245過程縮短到2 s以下。

但目前WCDMA終端支持MONA技術的較少，只有部分終端支持WNSRP技術。建議運營商在后續的優化中逐步采取WNSRP和MONA技術 （包括終端、業務平臺均需支持），以大大縮短電路域視頻業務建立時間，提升用戶體驗。

2.3 音視頻不同步問題

2.3.1 現象

音視頻不同步問題常出現在3G電路域視頻業務中，特別是會經常出現在視頻點播及視頻博客等需進行存儲和讀取數據的業務中。尤其是在視頻通道剛建立的階段，由于聲音會明顯較視頻先出現，所以會給用戶帶來較差的體驗。

2.3.2 分析及解決思路

音視頻不同步的問題主要出現在編碼和碼率轉換期間。由于音視頻有效載荷沒有時間標記，媒體要經多路復用和分組包轉換，且播放的媒體也不一定符合電路域傳送格式和碼率標準要求，媒體還要進行編碼或碼率轉換，從而會造成音視頻不同步的問題。尤其在視頻開始播放階段，一般都是先聽到聲音后看到視頻。

對于音視頻不同步的問題，可采用在逐步優化視頻網關音視頻處理速度協調的同時，盡量減少音視頻編碼格式及編碼速率轉換的方式加以解決。例如，在視頻點播業務中，將點播內容的媒體格式轉換為適于電路傳送的音視頻編碼格式和速率（視頻為H.264，音頻為AMR-NB，碼速為64 kbit/s以下），以減少媒體在傳送過程中的編碼轉換及音視頻不同步現象的發生。

2.4 視頻損毀問題

2.4.1 現象

移動通信的視頻業務，因無線網絡傳輸中的信號誤碼或丟幀常會出現視頻損毀（如馬賽克）現象。視頻損毀的持續時間有時會長達5～10 s。

2.4.2 分析及解決思路

由于目前3G終端均有視頻快速更新 （VFU）功能，因此視頻損毀時間過長的問題主要出現在終端和業務平臺間。

對于視頻損毀的問題，可采用VFU功能的方式來解決。即：當終端發現因空中接口誤碼導致視頻流損毀時，終端會發送H.245 VFU請求，業務平臺的視頻網關需回應該請求，并盡快發送1個關鍵幀（I-Frame），使視頻損毀在終端上的恢復時間大為縮短。

業務平臺應能檢測到終端發送的視頻流損毀信息，并向終端發送H.245 VFU請求，此時終端需回應該請求，并盡快發送1個I-Frame。欲實現快速刷新功能，業務平臺和終端均需具備快速刷新功能。

3 結束語

3G電路域視頻業務是3G時代的標志性業務。因受電路域固有帶寬限制，視頻質量就必然會出現一些難點問題。本文對電路域視頻業務出現的幾個典型質量問題進行了分析，并提出了初步解決思路，這對運營商改善電路域視頻質量具有一定的借鑒意義。

［1］賴衛國.移動無線數據新業務［M］.北京：人民郵電出版社，2007.