康萬(wàn)杰

（茅臺(tái)學(xué)院，貴州 仁懷 564500）

0 引 言

近年來(lái)，移動(dòng)通信技術(shù)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)向高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方向發(fā)展，人們的生活進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)的智能化時(shí)代，其中，5G技術(shù)被廣泛認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基石。多媒體通信技術(shù)在通信與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生，從早期文字信息，語(yǔ)音電話，再到圖像和音視頻即時(shí)交互通信，應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)生了重大變革。

與傳統(tǒng)的4G技術(shù)相比，5G技術(shù)具有高帶寬、低延時(shí)的特點(diǎn)，其信號(hào)覆蓋范圍廣，功耗相對(duì)較低。5G的發(fā)展使得多媒體通信技術(shù)提升了數(shù)據(jù)傳遞的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，并加速了智能物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)。

1 多媒體通信發(fā)展現(xiàn)狀

多媒體通信技術(shù)是解決多媒體數(shù)據(jù)以何種格式發(fā)送后使得存儲(chǔ)空間小、傳輸容錯(cuò)能力強(qiáng)、傳輸速度快、耗費(fèi)資源少的問(wèn)題。數(shù)據(jù)的組成涉及多媒體編碼存儲(chǔ)技術(shù)，數(shù)據(jù)的傳輸涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，而萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代推動(dòng)著多媒體通信向超清化、智能化方向發(fā)展。

1.1 超清化

多媒體通信業(yè)務(wù)的發(fā)展邁向超清化，主要原因是用戶(hù)的需求正在向沉浸式體驗(yàn)互動(dòng)、顛覆式方向發(fā)展。5G基于大寬帶、超可靠、低時(shí)延等特征，一方面，刺激了終端屏幕數(shù)量的爆發(fā)，可以支撐120幀傳輸，使高清視頻通話成為可能；另一方面，媒介的進(jìn)一步延伸，消除了VR技術(shù)的眩暈感，為4K/8K超高清視頻、VR直播等應(yīng)用場(chǎng)景的興起奠定了基礎(chǔ)。

1.2 智能化

智能化在物聯(lián)網(wǎng)和AI等技術(shù)的支持下，潛能逐步被挖掘。例如以特斯拉為代表的智能無(wú)人駕駛汽車(chē)，該技術(shù)將物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感器、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)相結(jié)合，共同為人類(lèi)出行需求服務(wù)。

與傳統(tǒng)媒體相比，智能化技術(shù)以數(shù)據(jù)為載體，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了全面的優(yōu)化升級(jí)，這標(biāo)志著移動(dòng)終端將逐步具備類(lèi)人化的基本功能，例如可以實(shí)現(xiàn)信息感知、知識(shí)存儲(chǔ)、自主學(xué)習(xí)、自我適應(yīng)和決策等，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下，以滿(mǎn)足人類(lèi)的基本需求為目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍世界的智能感知。

2 AIoTel的架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

智能物聯(lián)網(wǎng)多媒體通信系統(tǒng)（AIoTel）是一種結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、5G、千兆寬帶、人工智能以及多媒體通信等技術(shù)的新興產(chǎn)品，系統(tǒng)具有通話高清、部署方便和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。其基本架構(gòu)如圖1所示，采取雙域的方式實(shí)現(xiàn)三層架構(gòu)分離的智能通信架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)云化服務(wù)，借助服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)層和終端接入層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)接入物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)，并接收用戶(hù)的控制指令。系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)無(wú)需改造就能夠快速、靈活地實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的部署和優(yōu)化。

圖1 AIoTel基本架構(gòu)

2.2 關(guān)鍵技術(shù)分析

終端接入、網(wǎng)絡(luò)傳輸是AIoTel的兩大核心技術(shù)。在終端接入方面，分為通信模組的軟件定義技術(shù)、適配終端組件化技術(shù)、And-SIP輕量化控制技術(shù)。

2.2.1 終端接入技術(shù)

（1）通信模組的軟件定義技術(shù)

系統(tǒng)通過(guò)全軟件方式實(shí)現(xiàn)對(duì)通信模組的全面定義，借助對(duì)SIP協(xié)議的優(yōu)化適配物聯(lián)網(wǎng)終端，并且能夠?qū)IM的認(rèn)證機(jī)制進(jìn)行融合。從智能終端設(shè)計(jì)的角度看，對(duì)于底層的設(shè)備無(wú)需植入通信模組，因此通信和系統(tǒng)控制的工作成本接近于0。

（2）適配終端的組件化技術(shù)

智能適配終端的數(shù)量較多，并且種類(lèi)和接口的形式不一。對(duì)于不同的智能終端，其內(nèi)部控制系統(tǒng)也不同，要實(shí)現(xiàn)對(duì)智能終端服務(wù)的接入，需要較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)周期，運(yùn)維服務(wù)成本也較高，因此在對(duì)接過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)浪費(fèi)和重復(fù)勞動(dòng)的問(wèn)題。該系統(tǒng)打造了一種能夠滿(mǎn)足智能終端快速接入的開(kāi)發(fā)框架，且可以匹配不同形式的終端操作系統(tǒng)，以滿(mǎn)足不同設(shè)備的個(gè)性化接入需求。同時(shí)，開(kāi)發(fā)框架中其系統(tǒng)的基本架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)分離，AIoTel終端能夠通過(guò)可配置和組件化的方式采用SDK包接入。組件化即分模塊實(shí)現(xiàn)，例如在引擎層能夠?qū)崿F(xiàn)基于音視頻算法的優(yōu)化，在控制層能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)具體業(yè)務(wù)和控制的離析，在接入層能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類(lèi)操作系統(tǒng)接口形式的定義。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)新的設(shè)備接入需求時(shí)，AIoTel可以調(diào)用其標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)程序包，實(shí)現(xiàn)對(duì)API程序的調(diào)用，而保證其他層的程序內(nèi)容不改變。當(dāng)前，該技術(shù)能夠支持大多數(shù)操作系統(tǒng)，如Android、Linux、LiteOS等，涵蓋了市面上98%的主流智能終端。

（3）And-SIP輕量化控制技術(shù)

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)終端多樣化、操作系統(tǒng)碎片等問(wèn)題，AIoTel系統(tǒng)采用電信級(jí)別通話協(xié)議和全球統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有通信技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)用，定制了一套輕量級(jí)控制協(xié)議And-SIP，如圖2所示。另外，通過(guò)And-SIP可以實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的跨物聯(lián)網(wǎng)終端和操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制以及動(dòng)態(tài)交互，對(duì)各類(lèi)終端實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，提升和豐富了智能家居的控制體驗(yàn)。

圖2 And-SIP控制技術(shù)

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)中傳輸線路帶寬的大小，通信能力強(qiáng)弱，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化水平?；趥鹘y(tǒng)多媒體傳輸技術(shù)，AIoTel系統(tǒng)對(duì)流媒體技術(shù)進(jìn)行了重新定義，創(chuàng)造性地提出了實(shí)時(shí)流媒體的概念，并基于邊緣調(diào)度技術(shù)實(shí)現(xiàn)了具體的流媒體傳輸功能。邊緣調(diào)度技術(shù)解決了傳統(tǒng)流媒體數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中延遲率高和實(shí)效性差的問(wèn)題，并可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸和其他多媒體形式滿(mǎn)足超清化播放展示需求。同時(shí)，該技術(shù)在現(xiàn)有硬件技術(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了更完美的抽象通信數(shù)據(jù)通道，借助全局的角度探索出了最優(yōu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和媒體數(shù)據(jù)傳輸路徑，從而滿(mǎn)足了設(shè)備就近接入的基本需求。然后通過(guò)邊緣節(jié)點(diǎn)的接口部署優(yōu)化，根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的快速開(kāi)放。該技術(shù)采用公共互聯(lián)網(wǎng)資源，通過(guò)資源共享，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，能夠以更低的成本實(shí)現(xiàn)專(zhuān)線級(jí)別的流媒體傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高清視頻的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以滿(mǎn)足智慧教育和醫(yī)療等業(yè)務(wù)對(duì)于低延時(shí)的業(yè)務(wù)需求。

3 智能物聯(lián)網(wǎng)背景下多媒體通信的應(yīng)用場(chǎng)景

從推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來(lái)講，作為計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)浪潮，智能物聯(lián)網(wǎng)有望成為后金融危機(jī)時(shí)代經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的引擎，被稱(chēng)為是下一個(gè)億萬(wàn)級(jí)的通信業(yè)務(wù)。以親情溝通、遠(yuǎn)程醫(yī)療和在線教育做簡(jiǎn)單介紹。

3.1 親情溝通

智能通信實(shí)現(xiàn)了話音服務(wù)形式的多樣化，減少了不必要的流程，有效提升了通話體驗(yàn)效果。在具體實(shí)踐過(guò)程中，用戶(hù)能夠立足自身需求進(jìn)行多種物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的有效切換，很好地實(shí)現(xiàn)了不同場(chǎng)景下的溝通體驗(yàn)。例如：當(dāng)用戶(hù)在使用智能手機(jī)進(jìn)行家庭會(huì)話時(shí)，家里的高清電視機(jī)、老年人的智能手表等均可以收到音視頻呼叫信息，實(shí)現(xiàn)沉浸式通話體驗(yàn)。

3.2 遠(yuǎn)程醫(yī)療

現(xiàn)代家庭中老年人和嬰幼兒普遍存在看病困難的痛點(diǎn)，遠(yuǎn)程醫(yī)療運(yùn)用計(jì)算機(jī)、通信、醫(yī)療技術(shù)通過(guò)文字、語(yǔ)音和圖像資料的遠(yuǎn)距離傳送，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)家與病人、專(zhuān)家與醫(yī)務(wù)人員之間異地“面對(duì)面”的會(huì)診。通過(guò)5G寬帶的低延時(shí)特性，能夠提供流暢的高清遠(yuǎn)程診斷服務(wù)，打破時(shí)空限制，在家門(mén)口便可享受固定的醫(yī)療服務(wù)，在一定程度上能夠緩解醫(yī)療資源不均衡和緊缺的現(xiàn)狀。遠(yuǎn)程醫(yī)療目前在我國(guó)有著十分廣泛的運(yùn)用，具體到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，主要體現(xiàn)在心臟科、精神病科、腦外科、眼科、放射科等方面，對(duì)人們的生活、工作和學(xué)習(xí)都起到了重要的促進(jìn)作用，推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。

3.3 在線教育

社會(huì)發(fā)展，科技進(jìn)步，學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力不斷增大，教育資源的不均衡問(wèn)題日益突出。在線教育是應(yīng)用信息科技和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行內(nèi)容傳播和快速學(xué)習(xí)的新方法。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接智能終端具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）可以管理學(xué)生的出勤情況，跟蹤和監(jiān)控學(xué)生在不同位置的活動(dòng)；

（2）將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備集成到教室，教師可以使用語(yǔ)音或手勢(shì)命令遠(yuǎn)程管理教室，與學(xué)生建立通信，收集學(xué)生對(duì)特定主題的意見(jiàn)反饋，并為特殊學(xué)生提供幫助；

（3）可以幫助學(xué)生在本地或遠(yuǎn)程與同學(xué)交流，交換項(xiàng)目信息，實(shí)時(shí)分析和注釋學(xué)習(xí)材料，以及遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室等。

4 結(jié) 語(yǔ)

5G、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進(jìn)促使通信業(yè)務(wù)走向智能化、人性化和多態(tài)化，增加了億萬(wàn)級(jí)的產(chǎn)品創(chuàng)新。以智能音視頻通信為核心，多媒體通信技術(shù)在我國(guó)的醫(yī)療、教育、文化、藝術(shù)和科技等方面都起到了不可替代的作用，使溝通成本不斷降低，產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)場(chǎng)景不斷優(yōu)化。