刘云鹏(浙江万里学院,宁波315100)

    摘要:移动媒体业务发展势头强劲,目前存在于GPRS网络上的移动视频点播系统还存在着一些问题,点播效果不太理想.文章对此问题进行了深入的分析,提出一种依托于JXTA和JXME为底层P2P通信体系的移动视频点播系统,对整个点播系统的体系架构进行了一定的分析和设计,并对其中的无线通讯、移动流媒体传输与播放、数据冗余策略等关键技术进行了分析和论证,最后通过一个仿真实验,在一定程度上,验证了该系统的优势和可行性.

　　关键词:P2P;JXTA;JXME;无线通讯;视频点播;流媒体;移动终端中图分类号:TP 37文献标识码:A文章编号:1671-2250(2008)02-0052-05收稿日期:2007-10-09作者简介:刘云鹏,浙江万里学院计算机与信息学院讲师,工学硕士.

　　当前无线移动网络,主要形式有蜂窝网络、WLAN、蓝牙技术以及卫星通信等.随着无线移动网络技术的发展,其提供的业务越来越多.其中移动多媒体就是重要业务之一.在移动网络上不仅要提供语音、图像等常规的多媒体业务,也要有能力提供良好的视频流服务.流媒体以“流”的形式进行数字媒体的传送,使人们在一定的带宽环境下就可以在线欣赏到连续不断的高品质音频和视频节目.移动视频点播等移动流媒体业务将成为未来无线网上应用的主流.

　　1问题陈述移动视频点播业务已有一定的发展,目前国内比较常见和比较广泛的是基于WAP的视频点播,它按照中国移动业务规范实施和控制,实现比较简单.随着J2ME的应用,国内外的一些移动终端可以通过http或socket连接方式与视频服务器通信,来实现无线网络下的视频点播.但是不管哪种方式,都存在下面一些问题:1)无线网络带宽窄;2)移动终端处理能力低,内存容量小;3)终端系统平台、LCD多样化;4)终端点的接入数量受限;5)通信的不稳定性.面对这些问题,有三种解决方案,也可以是这三种方案的融合.方案(1):

　　依靠3G等无线网络本身的发展,带宽、处理能力和内存容量上都会有显著提高,这在一定程度上可以解决带宽窄和通信不稳定的问题,但是无法解决用户增加带宽减少和终端接入数量受限的问题.方案(2):建立基于目前GPRS无线网络本身的P2P服务系统,不依赖于有线下的Internet,手机用户通过手机终端进入开放的P2P网络,类似于有线网络下的P2P模式,每个点以P2P的方式共享音乐和文件,目前一些国外的无线P2P服务商和技术公司已经开发了相关的一些应用,虽然该技术还没有大范围推广以及服务内容也相对有限,但是根据P2P的实现原理,如果该技术应用到无线视频点播系统,基本可以解决用户增加引起视频带宽减少的问题,但是无法解决手机终端整体处理能力较低的问题.方案(3):即是本文提出研究的一种解决方案,它不需要专门的P2P交换技术的无线网络,而是主要依赖于目前强大的Internet和现有的GPRS无线网络,在JXME(JXTA for J2ME)和JXTA平台下实现P2P方式移动流媒体的视频点播.带宽、终端处理能力、终端系统平台多样化、终端接入数量和通信稳定性等问题都可以有较大程度的解决.

　　在下面的问题解决方案描述中将首先介绍系统整体结构,然后讲述关键技术和相关的讨论,最后提出论文进一步的研究工作.

　　图1 P2P分布结构图图2软件体系结构图视频点播服务器与有线下的P2P点播服务器是基本相同的,包括媒体服务器和目录服务器.媒体服务器提供原始的视频流数据,目录服务器来维护所有媒体服务器信息和所有客户信息(节点号、地址、缓冲大小等).中继服务器的功能除了接入附近移动点外,就是一个边缘的小型视频服务器,包括视频服务器所有管理功能,同时可以动态的将目录信息传递给中央服务器.

　　在问题陈述中所提到的种种问题,在这种体系结构下都可以有一定程度的解决:1)带宽随用户增加减少问题:根据中继带宽处理能力,分配最大可以接入终端数量,当再有其他终端申请,动态分配到其他中继.这样每个用户可以享有的带宽就基本固定.2)用户接收数量问题:Internet中,固定作为中继的机器以及潜在的可以成为中继的数量都是巨大的,在一般正常的情况下,总可以就近找到可以接入的中继.3)移动终端处理能力低:中继来处理复杂运算等.4)终端多样化:JXTA平台支持各种数字设备.5)通信不稳定:通过一定的策略,让终端总可以找到在网络路径和区域中,距离自己最近的中继.策略的设计方案将是下一步研究工作之一.

　　在软件结构层次上,P2P系统的每个节点上通过设置三层软件体系结构来支持流媒体应用:网络通讯层、媒体控制层、媒体播放层[1].如图2.

　　2.1.1网络通讯层JXTA是Sun公司推出的一项技术,其层次结构图如图3所示.该技术的目的是为P2P的网络应用开发提供一个统一的开发平台.在移动受限终端使用的是一种特殊的JXTA平台,是JXME,即JXTA for J2ME可以看作JXTA的简化版本,实现了J2ME平台的移动站点上实现JXTA,从而使移动站点能够访问所有实现了JXTA平台的数字设备,包括其他实现J2ME平台的无线设备以及所有中继和服务器,组成P2P网络.这样通过JXTA平台,就解决了移动P2P底层通讯的所有问题.该技术在后面的关键技术章节中,还有更为详细的介绍.

　　2.1.2媒体控制层负责对接收到的视频数据进行调度、缓存,并且作为服务把流数据发送到媒体播放层和其他请求服务的移动Peer或中继服务器.根据前面所讲述的本P2P系统架构可以知道,由于移动Peer处理2问题解决方案2.1系统结构P2P系统在具体实现中主要存在三种不同的结构,纯P2P结构,带核心服务器的混合P2P结构和带超级节点的P2P结构.其中纯P2P结构不依赖于任何中心服务器,动态发现网络中的其他对等方并与之交互信息;混合P2P结构中存在一个只具有服务功能的核心服务器来维护所有对等点的共享目录,并进行查询,但文件的共享交换过程是直接在对等方之间进行的;带超级节点的P2P结构类似于混合P2P结构,但超级节点的数目不只一个,Peer可以向其中的一个发送资源更新信息及查询要求,超级节点之间是对等的.而此文所设计的P2P点播系统是混合P2P结构和带超级节点P2P结构的结合.因为整个服务层次分三层,中心视频服务器或服务器组只有一个,与中心视频服务器连接的是边缘中继代理服务器,而移动终端通过中继接入到整个网络中.如图1.

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