基于视频通信增值业务的终端技术要求

2013-09-17凌颖

通信技术 2013年1期

凌颖

（中国电信股份有限公司上海研究院，上海 200122）

0 引言

随着电信运营商IMS网络建设的完成、宽带网络的不断提速、智能手机终端的推层出新，用户对视频通信的业务需求越来越强烈，如：视频呼叫中心业务、视频彩铃业务、视频会议业务等。在视频呼叫中心业务中，用户发起视频呼叫到视频呼叫中心平台上，根据视频IVR流程的视频菜单提示进行按键选择，视频呼叫中心平台根据用户选择将呼叫转到视频座席上，由视频座席为用户提供双向的视频通话服务。在视频彩铃业务中，视频彩铃平台在向主叫用户播放完视频彩铃后，需要将呼叫接续到被叫用户，实现主被叫用户的双向视频通话或音频通话[1]。在视频会议业务中，用户可以在视频终端上发起视频会议，并在视频终端上进行会议管理，如：实现多个不同视频窗口的切换等。视频通信增值业务[2]除了需要IMS核心网网络能力的支持，而且视频终端对信令、界面、音视频编解码的能力支持也是这些业务能够顺利开展的保证。在对这些业务测试过程中发现，核心网和业务平台在业务支持方面基本上没有什么问题，但是视频终端却成为这些业务不能快速部署的重要原因。因此，本文根据测试过程中发现的问题（包括：信令不通、视频质量差、界面不友好等问题），从SIP信令、音视频编解码、界面等方面总结了视频通信增值业务对视频终端的技术要求。

1 视频通信增值业务对终端的要求

这些不同类型的视频通信增值业务对视频通信终端提出了一些新的要求，包括：SIP信令要求、音视频编解码要求、终端界面设计要求等方面。

1.1 SIP信令要求

使用视频通信增值业务的视频终端，发起视频呼叫时的第一次媒体协商信令处理流程其实是相对比较简单的，只需要在Invite消息中将本终端的媒体信息放在SDP中传给视频通信增值业务平台，然后根据业务平台返回的18X消息（包括：180、181、183等消息）和200消息中SDP携带的业务平台资源预留的媒体描述协商信息，实现视频媒体的播放就可以了。

但是与融合视频通信业务不同，视频通信增值业务通常需要在提供视频通信增值服务的时候进行多次媒体协商，为视频主叫终端提供新的视频媒体描述协商信息，如：视频呼叫中心业务中从视频 IVR转到视频座席的二次媒体协商、视频彩铃业务中从播放视频彩铃转到与被叫用户视频通话的二次媒体协商。

1）视频呼叫中心业务的二次媒体协商的信令流程如图1所示。

图1 视频呼叫中心业务信令流程

①主叫用户拨打视频呼叫中心的接入号码，INVITE消息中携带主叫终端通话媒体的SDP UE-A offer；②视频呼叫中心平台呼叫接通以后，返回183响应；③主叫发送PRACK消息；④视频呼叫中心平台向主叫发送PRACK的200 OK响应；⑤视频呼叫中心平台接通视频IVR平台；⑥视频IVR平台应答，视频呼叫中心平台发送 200 OK响应消息给主叫用户，200 OK中携带 SDP IVR answer信息；⑦主叫用户与视频IVR平台进行视频菜单交互；⑧视频IVR平台收到主叫用户转座席的按键选择；⑨视频呼叫中心平台向主叫用户发送re-INVITE消息，该消息中携带视频座席通话媒体的 SDP Agent offer；⑩主叫用户向视频呼叫中心平台发送 200 OK响应消息，200 OK 中携带SDP UE-A answer；主叫用户建立与视频座席的视频通话。

在视频呼叫中心业务的信令流程中，首先建立的是主叫用户与IVR系统之间的媒体通道，当用户完成了菜单选择以后，就需要建立主叫用户与视频座席之间的媒体通道。第二次媒体协商是视频呼叫中心平台在第二个INVITE消息的SDP中将视频座席的媒体信息带给主叫用户的。

2）视频彩铃业务的二次媒体协商的信令流程如图2所示。

图2 视频彩铃业务信令流程

①主叫用户拨打被叫用户，INVITE消息中携带主叫终端通话媒体的 SDP UE-A offer和P-early-media:Supported；②当被叫签约了视频彩铃业务, S-CSCF将 INVITE请求发送到被叫视频彩铃服务器；③视频彩铃服务器将来自主叫的INVITE请求发送到用户B；④被叫处于空闲状态，返回180 Ringing振铃响应；⑤视频彩铃服务器向主叫发送180 Ringing，增加P-early-media头域和彩铃媒体信息(SDP CMA answer)；⑥主叫发送PRACK消息；⑦视频彩铃服务器向被叫发送PRACK消息；⑧被叫发送PRACK的200 OK响应；⑨视频彩铃服务器向主叫发送PRACK的200 OK响应；⑩视频彩铃服务器开始播放彩铃；被叫摘机，发送200 OK响应消息到视频彩铃服务器，200 OK中携带SDP UE-B answer信息；视频彩铃服务器收到200 OK响应后，停止播放彩铃；视频彩铃服务器向被叫发送ACK消息；视频彩铃服务器发送 re-INVITE消息, 其中没有SDP信息被叫返回200 OK消息, 携带被叫的SDP UE-B offer；视频彩铃服务器发送UPDATE消息到主叫，携带SDP UE-B offer；主叫返回对UPDATE消息的200 OK响应，携带主叫的SDP UE-A answer；视频彩铃服务器向被叫发送ACK消息，携带主叫的 SDP UE-A answer；视频彩铃服务器将 INVITE的200 OK响应发送到主叫；主叫发送ACK消息；主、被叫之间完成媒体协商，通话建立。

在视频彩铃业务的信令流程中，首先建立的是主叫用户到视频彩铃平台之间的媒体通道，当视频彩铃播放完了以后，就需要建立主叫用户与被叫用户之间的视频媒体通道。第二次媒体协商是视频彩铃平台在 Update消息中将被叫用户的媒体信息带给主叫用户的。

在对这两个业务测试过程中发现，很多视频通信软件并不支持多次媒体协商的信令流程，主要是因为这些视频通信软件开发商通常采用的是SIP开源代码，没有支持多次媒体协商的信令流程，因此需要在SIP信令处理程序中开发支持reinvite、update等进行多次媒体协商的信令流程。

1.2 音视频编解码要求

视频通信软件运行在PC软终端、SIP电话终端、Pad软终端、手机软终端、IPTV上，对这些终端的信令处理能力都提出了新的要求，而且由于视频通信业务通常需要双向的视频媒体编解码能力，因此对终端硬件处理能力要求也比较高[4]。音频编码的编码特点如表1所示。

表1 音频编码特点

视频编码的编码特点如表2所示。

表2 视频编码特点

从表 1可以看出，H.264在图像编解码效率上优于H.263视频编码格式。由于H.264采用了更高更有效地压缩技术，因此在同等带宽下H.264能承载更多的信息，使视频终端能够获得更清晰地图像，H.264能够在低码率情况下提供高质量的视频图像，在较低带宽上提供高质量的图像传输是H.264的应用亮点。

H.264性能的改进是以增加复杂性为代价而获得的。H.264编码计算复杂度和解码复杂度都超过H.263。因此H.264图像编解码对CPU处理能力的需求也大幅度提高。经过测试发现视频通信软件只能运行在具备 1G以上主频处理器的手机终端上；而PC终端、IPTV机顶盒、SIP电话终端的CPU处理能力通常都能够满足这个要求。

视频通信增值业务不仅需要业务平台支持音视频媒体的编解码，而且也要求视频通信终端具备音视频编解码能力。业务平台和视频终端采用不同的音视频编解码进行视频通信时，网络传输带宽将不尽相同，如果网络传输带宽占用太大，将会影响到视频通信增值业务的通信质量。受传输带宽的影响，视频通信业务的视频图像分辨率不能太大，否则会在终端上出现视频播放不连续的情况。目前由于业务平台的能力限制，视频通信业务使用的视频媒体都是CIF分辨率，如视频彩铃业务、视频呼叫中心业务等。

1.3 终端界面设计要求

视频通信终端除了支持多次媒体协商的信令流程，以及音视频媒体编解码CPU处理能力要求以外，终端界面的软件设计也是影响视频通信增值业务开展的关键因素[3]，例如：二次按键键盘、多屏显示及屏幕切换能力、图像缩放能力等要求。

（1）二次按键键盘要求

在视频呼叫中心业务中，要求主叫用户能够根据视频菜单的提示进行业务菜单选择，当业务平台向用户播放视频文件时，视频通信终端软件应当提供二次按键键盘给用户进行选择。PC软终端、IPTV、SIP电话终端以及 PAD终端由于屏幕较大，可以在视频文件播放的同一界面上显示二次按键键盘，用户能够方便地进行使用。但是由于手机终端屏幕尺寸比较小，而且目前能够运行视频通信软件的手机终端都是智能终端，通常不具备手机键盘，而是采用软键盘，因此，在手机上运行视频通信软件时，需要能够调用二次按键键盘，并且这个键盘界面不能遮挡住正在播放的视频图像。

（2）多屏显示及屏幕切换能力要求

多屏显示大多应用在视频会议或是视频监控业务中。在视频会议业务中，通常需要在一个视频终端界面上同时显示多个会议参与方的视频图像；而在视频监控业务中，则需要在一个视频终端界面上同时显示多个视频监控点的视频图像。

当一个视频终端界面上显示多个视频图像时，终端视频软件需要具备实现这些视频图像之间任意切换的能力，并能够根据需要将图像进行放大缩小。

（3）图像缩放能力要求

图像大小相同的视频源在不同的视频终端上显示，需要根据屏幕尺寸大小进行相应的图像缩放处理。PC软终端、IPTV、SIP电话终端以及PAD终端的显示屏幕都是横屏，而手机终端通常都是直屏。如果视频图像不经过处理直接在手机视频终端上显示，视频图像左右两侧可能被截掉或者显示出来的视频图像较小，因此手机视频终端软件在使用视频通信增值业务时尽量采用横屏方式来显示收到的视频图像。