[00854129]移动3G网络下多流流媒体的现场直播与点播关键技术及其应用示范

1.课题来源与背景：在宽带网络飞速发展，在3G与各种无线网络日渐普及的潮流推动下，基于流媒体的各种应用得到了飞速的发展。视频点播直播、视频采集、视频会议、远程教育、视频监控、可视电话、内容提供等一系列基于流媒体的产业已经在当前的电信通信、国家机关、教育出版、公用事业、邮政物流、金融证券、交通旅游、医疗卫生、商业企业等方面发挥越来越大的影响力。国内外流媒体的发展，呈现出向移动平台、多领域应用发展的趋势。然而国内宽带和移动环境下的终端、带宽等资源特性，并没有有效结合起来。此外，其主要还是单流流媒体，基于多流流媒体的移动直播与点播应用系统还未见。上海是中国媒体行业企业最集中的地区之一，其快速发展的经济，使其有着巨大的应用和消费市场。根据去年数据，上海市移动用户已经超过1600万。利用多流流媒体的移动直播与点播技术来发展移动数字学习服务结合了无线网络技术与多流流媒体技术，并且能够为学习者提供实时实地的学习，将成为一种新型的教育模式，有着广阔的市场前景。2.技术原理、性能指标、技术的创造性与先进性：2.1多流流媒体移动直播平台(1)SGHS(Sub-streamGranularityHTTPStreaming)直播流分发协议该平台为改善这种移动网络不稳定导致直播画面不流畅的状况，设计实现了SGHS(Sub-streamGranularityHTTPStreaming)直播流分发协议。它是基于HTTPStreaming的思想。HTTPStreaming是Apple公司于2009年提出的新的流媒体传输思路，将节目分为多个独立的短文件，用传统的HTTP协议进行传输，该协议中，一个直播流会话对应了多个独立的网络传输会话，在网络不稳定的时候直播会话可以选择此时稳定稳定通畅的网络传输会话，使直播不间断，因此能够很好适应移动网络的动态性，解决网络不稳定导致直播间断的问题。该平台的实现对Apple公司的这种方案进行了一些扩展，为每个子流独立分片，分片的第一帧保证为关键帧，建立索引文件给出一个小节内编码产生的所有子流的分片URL，由移动终端自主选择下载。(2)SGOR(Sub-streamGranularityOptimizedRedirection)多子流直播负载均衡算法本直播平台中为解决以上负载动态变化问题，设计了SGOR(Sub-streamGranularityOptimizedRedirection)多子流直播负载均衡算法。在该算法中，服务器系统包括一个manager管理服务器和多个edge负载均衡服务器。管理服务器负责客户请求的调度，Edge服务器负责HTTPStreaming的直播流分发，Edge服务器需要定期向manager管理服务器报告自己的负载情况。同一个客户会话的不同的子流可能由多个不同的Edge服务器进行调度，因此实现了子流级别的分别调度。客户端将主动监控服务器的服务质量，在下降到一定程度后会要求manager服务器重新进行调度，这就实现了服务器负载量得动态调度。(3)若干个服务器自己负责更新负载状况，当负载变化时要通知负载均衡服务器该负载均衡算法能够保证在客户切换子流集合条件下实现动态最优调度。经模拟测试证明，该算法能够保证500客户/服务器的负载量。2.2支持个性化推荐的移动3GP流媒体库个性化推荐随着信息技术的发展，人们期待运用所拥有的手机终端，在校园、公司、家庭，随时随地按照自己的日程、进度等个性化需求下载知识点学习，希望得到个性化的推荐。在该课题中，移动3GP流媒体库实现了这一面向用户的个性化功能，能够给用户带来方便以及利益最大化。3.应用情况：课题在中国电信学院和上海交大继续教育学院、义方天下教育和同济大学网络教育学院等单位进行了数字学习服务的应用示范，系统运行稳定，功能丰富，受到一致好评，更带来了丰厚的经济效益，截止目前统计，该课题已产生直接经济效益501万元。