3G网络的移动视频监控系统.pdf

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1、第1 3 卷第1 0 期中国图象图形学报V 0 1 1 3 N o 1 02 0 0 8 年1 0 月J o u r n a lo fI m a g ea n dG r a p h i c sO c t 2 0 0 83 G 网络的移动视频监控系统闻恩友赵正德杨立朝张伟(上海大学计算机工程与科学学院，上海2 0 0 0 7 2)摘要移动流媒体应用是基于3 G 独特高数据带宽的业务应用，是3 G 业务网络中最具市场潜力的增值业务类型。为了进一步推广移动流媒体技术的应用，该文将3 G 移动网络和固网视频监控结合起来，实现两者优势互补，提出了一种基于3 G 网络的移动视频监控系统模型，此模型能够弥补

2、传统移动网络和固网的不足对移动视频监控系统的设计具有一定的指导意义。关键词3 G 网络移动视频监控中图法分类号：T N 9 9文献标识码：A文章编号：1 0 0 6 8 9 6 1(2 0 0 8)1 0 1 9 8 7 0 4M o b i l eV i d e oS u r v e i l l a n c eS y s t e mo n3GN e t w o r kW E NE n-y o u，Z H A OZ h e n g d e，Y A N GL i c h a o，Z H A N GW e i(S c h o o lo fC o m p u t e rE n g i n e e r

3、 i n ga n d&i e n e eS h a n g h a iU n i v e m i t y。S h a n g h a i2 0 0 0 7 2)A b s t r a c tT h em o b i l es t r e a m i n gm e d i aa p p l i c a t i o ni sa na p p l i c a t i o no fh i g hd a t ab a n d w i d t hw h i c hi st h em o s tv a l u a b l en e ws e r v i c ea m o n gt h e3 Gn e t

4、w o r kb a s e ds e r v i c e s I no r d e rt of u r t h e rp r o m o t et h em o b i l es t r e a m i n gm e d i at e c h n i c a la p p l i c a t i o n，3 Gm o b i l en e t w o r ka n df i x e dn e t w o r kv i d e os u r v e i l l a n c ei sc o m b i n e dt or e a l i z eb o t ha d v a n t a g e s

5、 F u r t h e rm o r e，am o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mp r o t o t y p eb a s e do na3Gn e t w o r ki sp r o p o s e d T h i sm o d e lc a nm a k eu pf o rt h et r a d i t i o n a lf i x e dl i n ea n dm o b i l en e t w o r k si nt h ep r o b l e mo fi n s u f f i c i e n tb a

6、 n d w i d t h，t h em o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e md e s i g nh a v eac e r t a i ns i g n i f i c a n c e K e y w o r d s3Gn e t w o r k，m o b i l e，v i d e os u r v e i l l a n c e引言从模拟监控系统，数字化监控系统到网络监控系统，视频监控系统近几年得到了很大的发展。随着无线通讯服务商开始提供数据通讯业务，现在已经出现了基于G P R S(通用分组无线业务)、C D M

7、 A(c o d ed i v i s i o nm u l t i p l e)的无线互联网的监控系统2。随着无线通讯技术的发展，3 G 无线通讯网络数据传输带宽将达到2 M b p s，3 G 无线传输方案将逐渐成为监控传输组网的主要应用方案1。同时，移动终端设备(如P D A s、智能手机等)的性能也在不断地提高，基于移动终端的移动视频监控系统”j 1 成为研究的热点。N a t i o n a lK a o h s i u n gF i r s tU n i v e r s i t y 大学设计开发一个基于J 2 M E 平台的P D A移动监控系统J。在国内，视频监控业务也取得了很大

8、的发展，2 0 0 3 年以来，中国电信以“全球眼”为品牌已经率先开始了视频监控的业务试运行。同时，中国联通推出了基于C D M A 的移动视频监控服务，中国网通推出了“宽视界”网络视频监控服务。“全球眼”是中国电信推出的一项完全基于宽带网络图像远程监控、传输、存储和管理的新型增值业务。该业务系统利用中国电信无所不在的宽带网基金项目：上海市重点学科建设项目(J 5 0 1 0 3)收稿日期：2 0 0 8，0 7 2 1；改回日期：2 0 0 8 0 7 3 1第一作者简介：闻恩友(1 9 7 7 一)，男。上海大学计算机工程与科学学院计算机应用技术专业硕士研究生。主要研究方向为C S C W

9、，多媒体和网络技术等。E m a i l：w e n e n y o u y a h o o t o m c n 中国图象图形学报第1 3 卷络，将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨区域、全球范围内的统一监控、统一存储、统一管理和资源共享。2系统构成与工作原理根据中国电信“全球眼”固网视频监控平台，采用移动流媒体技术，提出了一种基于3 G 移动网络的移动视频监控系统模型。该系统能够在3 G 移动网络环境下，通过移动终端访问“全球眼”监控平台的资源，形成固网与移动网融合的综合视频应用，系统包括两个部分：I P 网络和3 G 网络。I P 网络是中国电信“全球眼”固网视频监控系统，是I P 宽

10、带网络视频监控的主体部分，同时也是本文设计的移动视频监控系统的数据源；3 G 网络则是本文研究的重点部分，主要实现移动视频监控业务的接入、视频请求、视频分发和视频数据在移动终端的展示等功能。移动视频监控系统的组成结构如图1 所示，主要包括“全球眼”平台(包括中心管理服务器C M S、视频分发单元V T D U、网络录像单元N R U)、视频接入单元(V A U)、流媒体服务单元(P S S)、综合管理平台(I S M P)、业务门户(P O R T A L)和移动客户单元(M C U)等。图l 移动视频监控系统组成F i g 1T h eC o m p o s i n go fM o b i

11、l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m移动客户单元(M C U)是业务的发起者，首先访问P O R T A L 获得监控点信息，再向P S S 发出监控请求，返回的数据流在M C U 回放，在回放过程中可以向V A U 发送监控前端单元的控制信息。视频接入单元是实现移动业务网络与“全球眼”平台互通的关键网元，实现3 G 业务网络与“全球眼”网络之间的业务交互，用于现有网络设备中不同音视频内容的编码转换，代理M C U 的请求，实现对云镜的控制功能。系统的丁作流程如图2 所示。流媒体服务单元(P S S)是方案中重要的流媒体处理设备，与I S

12、 M P 协同完成业务的计费并进行初步的流媒体服务处理，包括V A U 的路由信息管理等，与M C U、V A U 协同完成从V A U 实时获取流媒体 第1 0 期闻恩友等：3 G 网络的移动视频监控系统M C UP C)R T A Ll S M PP S SV A UC M S V T D U N R U P d获取监控点信息订购关系查询定购、务信息监控点列表展币选择监控点计赞请求返回结果牛成动态IJ R L一返回访问监控点的R T；PU R Li。一访问监控尊或指定时段的毒像(R T S P)一们川监代息域实时视频或指定时段录像录像视频请求录像内容或实时监控数据R 丁P R T C P)

13、视频数据I云台控制(P T Z)请求云台拧制(P T Z)请求一P U 控制响应P U 控制响应崩产终止监控(U S TT E A R D o、V N、R T C P B Y E)j 己人监控同P U 时终止监控终止监控结束计费请求终止监控响应。终止监控响应结束i I 费确认结束响应二 生成账单图2 移动视频监控系统工作流程F i g 2T h ew o r kp r o c e s so fm o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m内容到M C U 的流媒体分发过程。业务门户主要实现业务的统一的接人访问入口、用户认证人口、用户

14、监控权限列表展示，并通过与I S M P 和“全球眼”平台的C M S 进行信息交互，协同完成业务定购关系的查询、用户认证及权限列表查询等功能。综合业务管理平台主要负责数据增值业务的用户管理、内容管理、鉴权计费、定购关系管理、终端管理、统一配置管理、统计分析等功能。I S M P 与P O R T A L、P S S、C M S 等协同工作，主要实现P u 资源发布、资源用户等业务信息同步、用户定购关系检查、业务计费、业务控制等业务功能。3系统总体框架系统主要分为六大模块：全球眼平台、视频接入服务单元、流媒体服务单元、业务门户、综合管理平台和移动客户单元。系统总体框架如图3 所示。这里主要研究

15、系统中的三大模块，即视频接入服务单元、流媒体服务单元和移动客户单元。视频接人服务单元包含媒体处理和媒体控制两大模块，媒体处理主要完成音视频数据转换，媒体控制主要完成视频互通的信令协商等功能。流媒体服务单元包括流媒体支撑平台和流媒体数据同步信I息I 数磊I 蔷I 步P o r t a l f J 户T H T T P l箭：一消-虬V T D U视频流c 榭M s 流i 鎏垂褥。；!喾!视频流I l视频接入服务器(V A U)计费流媒体服务啦元(P S S)流媒体平台圆圆圈回图3移动视频监控系统框架F i g 3T h ef r a m m w o r ko fm o b i l ev i d

16、e os u r v e i l l a n c es y s t e m服务器两个部分。流媒体支撑平台是支撑流媒体业务的核心设备，根据逻辑功能可以划分为接人控制、调度服务、内容转发、内容管理、计费等功能模块。流媒体服务器根据流媒体支撑平台的请求调度向用：-ca叼!仰一卵w1啦r：静!纂一蔫蚤一 中国图象图形学报第1 3 卷户提供在线观看的内容，对终端能力适配，并提供码率控制提高服务质量。流媒体服务单元同时也是一个R T S P 客户端，向V A U 发出指定视频源的媒体请求，V A U 通过全球眼平台请求指定标识的监控视频，并对此视频按照系统要求的格式进行转换处理后，返回给P S S。移动客

17、户端单元包括W e b 页面浏览、流媒体播放和云台(P T Z)控制3 个模块。用户启动M C U后，通过H T T P 协议访问P O R T A L，M C U 可以对P O R T A L 返回的W e b 页面进行解析，用户通过P O R T A L 页面浏览业务和前端列表选择等功能。用户选择列表中的监控点后，M C U 采用H T T P 的方式向P S S 发送点播业务请求，M C U 再根据P S S返回的流媒体资源地址发送R T S P 请求，P S S 进行5结论进一步处理后返回视频数据流，M C U 解析接收到的数据流并进行播放，用户不必再点击开始播放按钮，M C U 支持

18、3 G P M P E G 一4 格式的流媒体数据。在流媒体数据的回放过程中，用户可以通过P T Z控制界面向V A U 发送云台控制消息，V A U 解析控制消息并发送到“全球眼”平台，实现对前端云台的控制。4客户端的实现移动客户端程序将按照两层结构进行设计，包括功能应用层和协议适配层，根据移动客户端的功能设计，客户端系统组件架构如图4 所示，分为U I界面和功能引擎两大部分。图4 客户端组件架构图F i g 4T h ec o m p o n e n ta r c h i t e c t u r eo fc l i e n t鉴于移动流媒体应用在基于3 G 高数据带宽的业务应用中的重要位置

19、，结合3 G 移动网络和固网视频监控提出了一种基于3 G 网络的移动视频监控系统模型，深入研究了系统的组成及工作原理，最后设计了系统的总体框架并提出了系统中的关键技术。该系统充分考虑了3 G 移动网络的特点和优势，有效地弥补了传统固网视频监控系统的不足和缺陷。对于行业技术及产品开发和市场拓展均有着很高的参考价值。参考文献(R e f e r e n c e s)1Y a n gX i n g-y u，W uH a i b i n，X uS o n g-q i n g T h eA p p l i c a t i o no fG P R Sw i r e l e s st r a n s m i

20、 s s i o ni nr e m o t ei m a g em o n i t o r e dc o n t r o ls y s t e m J M i c r o c o m p u t e rI n f o r m a t i o n。2 0 0 5，2 1(3)：“一6 6 杨兴裕，吴海彬，许松清G P R S 无线传输在远程图像监控系统中的应用 J 微计算机信息，2 0 0 5，2 1(3)：6 4 6 6 2H a n gZ h o u，D a v i dS u t e r Ac o m p a c ta r c h i t e c t u r ef o rw i r e l

21、 e s sv i d e os u r v e i l l a n c eo v e rC D M An e t w o r k A I n：P r o c e e d i n g so fI E E EI n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c e0 nV i d e oa n dS i g n a lB a s e dS u r v e i l l a n c e，2 0 0 6 C S y d n e y，A u s t r a l i a，2 0 0 6，1 1：1 0 2 1 0 7 3X i eH o n g h u a，L uY i q

22、 i n，L vJ i n A p p r o a c ht ow i r e l e s sr e d t i m ev i d e om o n i t o r i n gs y s t e mw i t hh i s hq u a l i t yb a s e do n3 Gn e t w o r k J A p p l i c a t i o nR e s e a r c ho fC o m p u t e r s，2 0 0 7，2 4(1 0)：3 1 3 3 1 7 谢红华，陆以勤，吕锦基于3 G 无线网络的高质量实时视频监视系统的设计 J 计算机应用研究，2 0 0 7，2 4

23、(1 0)：3 1 3 3 1 7 4G i o v a n n iG u a l d i，A n d r e aP r a t i，R i t aC u e c h i a r a A no p e ns o u r c ea r c h i t e c t u r ef o rl o w-l a t e n c yv i d e os t r e a m i n go nP D A s A M u l t i m e d i a，2 0 0 7 I S M2 0 0 7 N i n t hI E E EI n t e r n a t i o n a lS y m p o s i u m C

24、 ，T a i c h u n gT a i w a n，2 0 0 7：3 0 2 3 0 9 5W a n gS h u f e n g，H u a n gZ h a n g q i n，H o uY i b i n AD e s i g no fL o w c o g tl o w b a n d w i d t hm o b i l ev i d e os u r v e i l l a n c es y s t e mb a s e do nD M 6 4 4 6 A W i r e l e s sC o m m u n i c a t i o n s。N e t w o r k i

25、 n ga n dM o b i l eC o m p u t i n g，2 0 0 7 c ，S h a h g h a i，C h i n a，2 0 0 7，9：3 0 7 9 3 0 8 3 6L iS h e n g t u n。H s i e hH u a n g-c h i h。S h u eL y y e n，e ta 1 P D Aw a t c hf o rm o b i l es u r v e i l l a n c es e r v i c e s A K n o w l e d g eM e d i aN e t w o r k i n g2 0 0 2P r o

26、 c e e d i n g s C ，K y o t o，J a p a n，2 0 0 2：4 9 5 7 3G网络的移动视频监控系统3G网络的移动视频监控系统作者：闻恩友，赵正德，杨立朝，张伟，WEN En-you，ZHAO Zheng-de，YANG Li-chao，ZHANG Wei作者单位：上海大学计算机工程与科学学院,上海,200072刊名：中国图象图形学报英文刊名：JOURNAL OF IMAGE AND GRAPHICS年，卷(期)：2008，13(10)引用次数：0次 参考文献(6条)参考文献(6条)1.杨兴裕.吴海彬.许松清 GPRS无线传输在远程图像监控系统中的应用期刊

27、论文-微计算机信息 2005(3)2.Hang Zhou.David Surer A compact architecture for wireless video surveillance over CDMA network20063.谢红华.陆以勤.吕锦 基于3G无线网络的高质量实时视频监视系统的设计期刊论文-计算机应用研究 2007(10)4.Giovanni Gualdi.Andrea Prsti.Rita Cucchiara An open source architecture for low-latency videostreaming on PDAs 20075.Wang Sh

28、u-feng.Huang Zhang-qin.Hou Yi-bin A Design of Lowcost low-bandwidth mobile videosurveillance system based on DM6446 20076.Li Sheng-tun.Hsieh Huang-chih.Shue Ly-yen PDA watch for mobile surveillance services 2002 相似文献(10条)相似文献(10条)1.期刊论文 王治学 基于3G网络的移动流媒体服务器的设计与实现-电脑知识与技术2009,5(33)该文设计了一个符合3GPP标准的移动流媒

29、体服务器.系统以DirectShow为开发平台,采用先进的XVID编解码库进行MPEG-4编码,使用RTP/RTCP协议对视频数据进行实时传输和控制,并进行了相关洲试,结果表明本服务器满足设计要求.2.期刊论文 莫禾胜.熊川.MO He-sheng.XIONG Chuan 移动IPv6在3G网络中的实现-长沙通信职业技术学院学报2007,6(2)IPv6拥有大量的IP地址保留指令,具有丰富的地址资源,随着移动数据通信的发展,移动IPv6也将成为3G标准的IP多媒体业务的重要技术支持,进而推动3G网络通信技术产生质的飞跃.3.学位论文 郑华进 江苏移动3G网络构建方案及工程实施 2008 随着移

30、动通信技术的迅猛发展，3G越来越贴近人们的生活，3G以其先进的技术特征和丰富多彩的业务类型吸引了广大用户的关注。新的需求也在萌芽和酝酿之中。为了获得决胜3G市场的先机，各运营商积极准备3G网络建设工作。3G移动网络存在自身的特点，对相匹配的传送网建设，无线基站选址，基站时钟同步，天线选择及调整等技术也都有特定的要求，因此搭建与之配套的3G网络不得不考虑以上几个问题。通过对WCDMA系统结构、WCDMA关键技术、WCDMA无线网络的特点的分析，进一步对WCDMA无线网络建设策略、组网原则与思路进行广泛调研。本文针对江苏移动3G网络结构、建设原则、建设方案对江苏移动传输网、站址选择、时钟同步、天线

31、选择和调整等几个方面论述了3G WCDMA在江苏移动规划建设的解决方案。4.期刊论文 杜斌.张洁.DU Bin.ZHANG jie 论3G网络移动基站建设与城市规划的和谐共建-中国西部科技2009(9)本文提出了集约化、景观化的基站建设、规划思路和管理措施与建议,在解决移动通信系统网络规模性发展的同时,实现与城市规划的和谐建设相统一.5.学位论文 宋勇 IPV6及其在3G网络中的应用研究 2007 移动网络的发展方向是“全IP移动网”。IPv6已经被3G PP组织确定为构筑下一代移动网的基础和3 G必须遵循的标准，本论文主要选择了未来3G网络中核心协议之一移动工Pv6协议中的切换机制进行研究。

32、论文首先引入了移动工P技术起因、原理、及设计的主要原则和目标，分析、比较了移动IPV4和移动IPV6技术，系统地介绍了标准移动MIPv6，层次性移动管理方案HMIPv6以及快速切换技术FMIPv6等几种切换方案。基于软件预测的层次性快速的切换机制(SHFMIPV6)是在层次性移动管理方案和快速切换方案两种技术的基础上05年提出的一种新的前沿切换思想，论文深刻地阐述了SHFMIPV6的提出背景，新引入的功能实体，具体的切换操作过程，以及新增的缓存管理，软件预测等功能。然后，作者选择了MIPv6、HMIPv6、FMIPv6以及最新提出的SHFMIPV6几种切换方案，以网络，通信学有关原理为基础，从

33、理论上深入地比较几种方案的切换时延，并详尽分析了各自的优缺点。经比较得出：新提出的SHFMIPv6机制的平均切换时延和域内切换时延比其它方案有了非常明显地改善；但是域间切换仍有待于进一步的改进。最后，作者采用了NS-2模拟软件，搭建了实验模拟平台，对MIPv6、FMIPv6、HMIPv6及最新提出的SHFMIPv6几种切换方案的切换性能进行了认真反复地模拟实验，并对上述切换方案在切换过程中的三个最重要评价指标：平均切换对延、数据吞吐量、丢包率的作出横向比较图。经实验比较得出：最新提出SHFMIPv6方案在切换过程的平均切换时延、数据吞吐量、丢包率等几项性能指标上与其它切换方案相比有明显的改善。

34、但与此同时，在开销方面，SHFMIPv6对节点和路由器的要求较高，对路由器的存储能力和处理能力有比较高的要求。6.期刊论文 徐贵宝.肖延敏.王燕 移动IPv6及其在3G网络中的应用-现代电信科技2004(12)快速增长的移动数据业务需求推动着IPv6(尤其是移动IPv6)和3G不断向前发展.对移动IPv6的通信原理以及3G数据网络的基本结构与协议栈进行了描述,并在此基础上对移动IPv6在3G网络中的实现进行了探讨.7.会议论文 宋丹丹.肖创柏 基于SUPL的A-GPS移动定位系统的研究与设计 2007 基于位置的业务(LBS)是3G网络的最重要增值业务之一,国际标准组织OMA制定了SUPL标准

35、以支持LBS业务的开展。该标准融合了AGPS定位技术,将3G移动通信网络作为IP承载以传输定位消息,部署简单、精度高,引起了各大运营商的关注.然而OMA并没有解决如下四个问题:(1)移动终端如何找到其归属地的LSP地址；(2)如何判定定位主被叫用户的漫游；(3)如何对定位主被叫用户、接入SP进行鉴权,对定位被叫用户进行隐私认证；(4)如何判定终端是否支持SUPL协议。本文介绍了AGPS技术、OMA的SUPL系统结构,并根据中国移动通信网络现状,设计了一个具体的基于SUPL的定位网关,并对OMA未解决的问题给出了解决方法,详细介绍了主叫用户采用异地应用定位漫游被叫用户(主被叫均漫游)的定位业务逻

36、辑流程。8.期刊论文 史迎馨.邹宽城 3G网络基础上移动视频监控系统平台的设计-通化师范学院学报2009,30(10)该文对在3G网络下的图象压缩技术和视频编码技术进行了详细的阐述和分析,并设计出一套基于3G网络的移动视频监控系统平台模型,特3G移动网络和目网视频监控结合起来,实现两者优势互补,此平台模型能够弥补传统移动网络和固网的不足,对移动视频监控系统的设计具有一定的指导意义.9.期刊论文 郭红俊.贾素梅.Guo Hongjun.Jia Sumei 移动IPv6在超3G网络中的应用-电子技术2008(8)快速增长的移动数据业务需求推动着IPv6和3G不断向前发展.文章对移动IPv6的通信原理以及超3G网络系统进行了分析并在此基础上对IPv6在超3G网络中的实现进行了探讨.10.会议论文 张余 可视电话在3G网络中的实现探讨 2007 3G部署在中国日益临近，相关的业务需求也提上了发展日程。移动多媒体可视电话业务越来越受市场关注，而在新的3G网络中如何保障可视电话业务的业务质量还面临诸多难题。文中将就这些涉及到的问题进行分析，给3G系统中的可视电话业务实现提供一些建议。本文链接：http:/