IMS移动终端系统结构及媒体处理关键技术研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences博士学位论文指导教师：2013年5月By一■一●JunyingJiaADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofComputerApplicationTechnologyShenyangInstituteofComputingTec

2、hnology，ChineseAcademyofSciences5，2013独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。。／＼穷签名：处晕逢日期：：冱!：!：：翌关于学位论文使用授权的说

3、明本人完全了解中国科学院大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以公布学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：◆盟导师签名：埘一1日期：21瘦皇：蠼摘要IMS提供了一套多媒体服务的标准体系架构，作为下一代通信网络的核一Ii,技术，已经被设备提供商和运营商广泛接受。与此同时，无线网也有了长足发展，移动终端更是得到全面普及，然而

4、基于移动终端的IMS应用却没有得到普及，究其原因，主要有两方面：第一，IMS终端的体系结构没有标准，创新应用不能快速集成，IMS终端的发展严重滞后于应用需求，IMS终端对人们的吸引力不够；第二，通过无线接入的移动终端，受无线网高误码、低带宽、带宽易波动的影响，提供的服务质量不被人们接受。本文针对这些问题，重点研究了IMS移动终端的软件架构，提出一种单信令栈多媒体栈的结构，便于IMS移动终端基于会话应用的集成：针对无线接入带来的问题，重点研究了语音、视频和基于MSRP数据应用的媒体优化处理技术，本文结合媒体传输和

5、编解码两方面的技术，来提高移动终端上IMS应用的服务质量。1．研究了IMS系统的体系架构，结合IMS终端的功能需求，提出开放媒体服务的分层式终端系统结构；重点研究了基于会话服务应用的信令栈处理流程、媒体协商的机制，归纳了会话状态变化规律和媒体控制规律，提出了一种基于会话服务应用的媒体控制框架，并详细定义了媒体栈和信令栈交互的接口，避免了基于会话服务应用集成时对会话管理和媒体控制的重复实现，便于IMS移动终端快速集成新的服务。2．在语音媒体优化处理方面，针对无线网高误码、高丢包的问题，从两个方面进行了改进，既丢包

6、恢复和丢包隐藏。在丢包恢复方面，基于前向纠错技术，使用K帧关联的奇偶校验码作为冗余信息，采用K帧关联的方式，在不增加带宽占用的情况下增强抵抗连续丢包的能力。结合冗余码的特征和AMR-WB编解码，提出一种自适应的动态冗余编码方法，以到达一种更好的语音效果。在丢包隐藏方面，针对无线网中丢包引起的AMR．WB编解码错误蔓延的问题，改进了一种基于多脉冲的丢包隐藏算法，通过冗余脉冲对激励信号恢复，进而加快了自适应码本的恢复，降低了丢包对语音质量的影响。3．在视频媒体优化处理方面，由于无线信道带宽的波动，要取得较好的视频效

7、果码流要能根据无线信道的状况而自动适应，但是如果只是简单的降低码率必然会对视频质量造成严重影响，所以本文在码率控制上提出一种视觉宏块级的比特分配方法，根据宏块的类型进行比特分配，实验验证码率失真性能上优于H．264的码率控制算法。另外在错误隐藏方面，采用上下半宏块来对丢失宏块进行差错隐藏，取得了更好的隐藏效果。IMS移动终端系统结构及媒体处理关键技术研究4．在基于MSRP的数据应用方面，无线网短时中断会造成MSRP连接的中断，进而造成基于MSRP会话中断，当移动终端通过基于MSRP的应用进行较大数据量的传输时，

8、无线网的短时中断将大大降低基于MSRP数据应用的可用性，通过仔细研究基于MSRP应用的信令交互流程，在遵循信令交互的标准的基础上，对SDP进行扩展，并定义了扩展部分的协商规范，使得通用的基于MSRP应用，具备断点续传的能力。在SIP会话层提出一种自动重新协商的机制，在网络短时中断时，能够自动的进行重新协商，重新建立MSRP连接，改善用户体验。由于无线网的高误码，造成TCP拥塞控制的性能