多媒体通信技术的新进展

▲ １９９９年ＩＴＵ－Ｔ ＳＧ１６会议的研究重点为基于ＩＰ网的多媒体通信系统

▲ 本次会议提出了一个十分重要的提案 Ｈ．ＧＣＰ

▲ 本次会议开始了对电子商务的研究

      IＴＵ－Ｔ ＳＧ１６是专门研究多媒体通信技术的国际标准化组织，它引导着国际多媒体通信研究的潮流，它在多媒体通信标准化方面所取得的进展，应引起各方面的高度重视和关注。

１ ＩＰ网的多媒体通信系统

    ＩＰ网的多媒体通信系统是此次会议最重要的热门话题。由于ＩＰ应用取得了巨大成功，ＩＴＵ－Ｔ所有研究组都将ＩＰ的研究列入重点。本次会议在这个方面重点研究了如下一些问题，这些内容对国内电信业务的开发、运行和研究有着重要的意义。

（１）网关控制协议（Ｈ．ＧＣＰ）

    本次会议提出了一个十分重要的提案——Ｈ．ＧＣＰ。由于它对当前ＩＰ网中多媒体会议系统，特别是当前热门话题ＩＰ电话有很大意义，因此在本次会议中研究进展很快。经近两周的研究，本次会议已决定把Ｈ．ＧＣＰ确定下来。Ｈ．ＧＣＰ是根据朗讯（Ｌｕｃｅｎｔ）提出的ＭＧＣＰ（ＩＥＴＦ草案）来的，其基本思路与ＭＧＣＰ一致。从目前来看，它的首要应用是ＩＰ电话。Ｈ．ＧＣＰ从本质来说是把应该原本在网关（ＧＷ）中实现的内部协议转换为外部开放协议。考虑到网关（从目前来说是话音网关）的功能过于集中，导致网关设备过于复杂，由于当前ＩＰ网中的实时应用都处于初级阶段（特别是语音正处于发展的阶段），功能（特别是控制功能）尚未确定，因而将网关拆开，分为媒体网关（ＭＧ）和媒体网关控制器（ＭＧＣ）是一个很好的主意，这样做同时也便于和现有的网络和信令系统互通。分开后的媒体网关功能很单一，它只负责媒体流的通信、采集有关信息及播放提示音，其他功能都将在媒体网关控制器中实现。从Ｈ．ＧＣＰ本身协议而言，目前这只是相当初步的，特别是它如何对多媒体流的控制问题还没有解决。尽管当前Ｈ．ＧＣＰ还比较简单和初步，但它代表一种方向，它有可能会改变当前某些业务网的体系结构，因而要特别引起研究开发部门、业务运行部门和标准化部门的高度重视。当然，Ｈ．ＧＣＰ还有很多方面值得研究，特别是网关拆成ＭＧ和ＭＧＣ后，业务网的体系结构、原有体系中设备的功能将重新分配。这些问题都是必须加以深刻研究的。

（２）Ｈ．２２５ Ａｎｎｅｘ Ｇ

     Ｈ．２２５ Ａｎｎｅｘ Ｇ是上次（１９９８年９月）会议中提出的，原先Ｈ．２２５ Ａｎｎｅｘ Ｇ提出是为了解决网闸（ＧＫ）间的通信。在ＩＰ会议进程中，终端与ＧＫ间通信是使用ＲＡＳ协议的，作为ＩＰ会议系统的一种简化形式的ＩＰ电话，其网关与ＧＫ之间也是用注册、准入和验证（ＲＡＳ）协议，但这有很大局限性。它只适用于小网，而不适应作大型网络。为满足大网的需要，就必须解决ＧＫ间的通信。上次会议中曾讨论过两个提案（ＡＴ＆Ｔ和Ｌｕｃｅｎｔ各一个），会议最终确定了Ｌｕｃｅｎｔ的方案——Ｈ．２２５ Ａｎｎｅｘ Ｇ。本次会议Ｈ．２２５ Ａｎｎｅｘ Ｇ以正式文件形式提出，但Ａｎｎｅｘ Ｇ中涉及的协议则是边缘设备（ＥＤ）之间的通信协议，非ＧＫ间的通信协议。Ｈ．２２５ Ａｎｎｅｘ Ｇ首先讨论了管理域的体系结构，提出了４种可能，分别为：树形结构管理域体系结构、平面全连通结构管理域体系结构、清算中心结构管理域体系结构、汇接点结构管理域体系结构；其次提出地址的描述结构，提出了两层形式的地址描述结构、模板和描述项。模板是地址的一个记录，描述项则是这些记录的集合；第三，提出了用于模板数据和描述项数据交换的通信协议，通信协议内容有：服务记录确认和释放，描述项记录确认，接入记录确认和释放。从协议来看，Ａｎｎｅｘ Ｇ只是解决了地址数据的交换。在Ａｎｎｅｘ Ｇ的最后，给出了一个通信流程，该通信流程中ＧＫ与ＧＫ不通信，而只与ＥＤ通信。ＧＫ与ＥＤ间的通信用ＲＡＳ协议。从研究分析来看，这样做是可行的但不一定是一种好的方法。特别是Ｈ．ＧＣＰ提出后，可能会有另外的方案提出，尤其是针对ＩＰ电话的体系结构。

（３）Ｈ．３２３及相关附件

     本次会议通过了两个Ｈ．３２３的附件：Ａｎｎｅｘ Ｅ（复合呼叫信令传送的框架和规程）和Ａｎｎｅｘ Ｆ（简单终端类型）。

     Ａｎｎｅｘ Ｅ描述了如何在ＧＫ路由模型中通过ＵＤＰ或ＴＣＰ快速传送复合呼叫信令的消息分组格式和过程。Ａｎｎｅｘ Ｅ和Ｈ．３２３ ｖ２中引入的“快速连接”方法相结合，可实现Ｈ．２２５．０呼叫的快速建立，这对压缩ＩＰ电话／Ｈ．３２３多媒体通信终端的呼叫建立时间有着重要作用。从安全和流量考虑，Ａｎｎｅｘ Ｅ不应在公共因特网上使用，而是用于“可管理网络”，并使用Ｈ．２３５（ＩＰ－ＳＥＣ）安全服务确保传送复合呼叫消息的安全，在公共因特网上仍建议使用Ｈ．３２３ ＴＣＰ信令传送方式。

     Ａｎｎｅｘ Ｆ规定了符合Ｈ．３２３ ｖ２必要功能子集的简单终端（ＳＥＴ）的分类和通信过程及规程消息等。该附件针对ＩＰ电话应用规定了简单音频终端类型。它利用Ｈ．３２３规程中必要子集来操作，保持了与完整Ｈ．３２３ ｖ２设备的互通，减少了系统实现的复杂性。在该附件中规定了ＳＥＴ的ＲＡＳ信令（Ｈ．２２５．０ ＲＡＳ）、呼叫信令（Ｈ．２２５．０呼叫控制）、多媒体系统控制信令（Ｈ．２４５）、媒体分组和传送（Ｈ．２２５．０ ＲＴＰ）、补充业务（Ｈ．４５０）、多点会议操作、松散会议（Ｈ．３３２）、管理信息库等内容。

（４）会议厅管理协议

    会议厅管理协议（Ｔ．ＭＲＭ）是本次会议提出来的。它的基础是会议管理协议（Ｔ．１２４ ＧＣＣ），在ＧＣＣ的基础上进行扩展已适应于会议厅中的会议管理。它增加的服务有：虚拟会议室以及创建、加入、离开和撤消会议。它提出组成会议应有：召集人、主席、秘书和普通与会者。

    Ｔ．ＭＲＭ提出了完整的管理体系，特别是增加会议服务器来负责与会者的接入。目前会议管理是会议系统的一个难题。绝大多数会议系统都没有实现会议管理，因而也应引起重视。

２ 电子商务

     上次会议将电子商务列为ＳＧ１６小组一种新的研究课题。从本次会议开始，ＳＧ１６开始研究电子商务。由于目前电子商务只有一个由企业提出的标准——ＳＥＴ标准（它只适于信用卡的标准），ＩＴＵ－Ｔ、ＩＳＯ还没有对电子商务进行过全面的研究，而电子商务有着巨大的应用潜力，因此对其进行全面的标准化是非常必要的。本次会议主要研究了电子商务的定义和功能范围。

     ＩＴＵ－Ｔ对电子商务的定义为：电子商务是所有通过电信网络交换商业事物数据的业务。它定义了５种电子商务行为：

①广告；

②用于销售的物品浏览；

③分类项目的检索，建立购买合同，确认；

④交换商业文件；

⑤付款和金融事物。

      目前，ＩＴＵ－Ｔ在电子商务方面刚起步，但我们认为它定义的是真正的商业行为，而不是“广义”电子商务。我们比较认同这种方向明确的定义，只有这样才能进行真正的标准化。这个课题国内有一定的基础，国内的电子商务不能全盘采用ＳＥＴ标准，这一点已经得到证实。国内电子商务的标准化已是当务之急，因而这也是非常值得研究的课题。

３ 话带信道编码和ＭＯＤＥＭ管理

（１）Ｖ．９１

     上次会议已经通过了Ｖ．９０建议，它是ＰＣＭ ＭＯＤＥＭ的一个重要建议，属于Ｑ２３课题。它实现了ＩＳＰ到用户的最高信息下载速率达５６ｋｂｉｔ／ｓ。Ｖ．９０建议是ＷＰ１主研究期的一个公认的重要贡献，现在Ｖ．９０建议的ＭＯＤＥＭ产品已大量推向市场。

    对Ｖ．９０建议，ＩＳＰ端为数字ＭＯＤＥＭ，而用户端仍为模拟ＭＯ-ＤＥＭ，上行速率仍限于３３．６ｋｂｉｔ／ｓ以下。本次会议通过了Ｖ．９１建议。对Ｖ．９１而言，双方ＭＯＤＥＭ均直接以数字形式与四线数字交换网连接，主要适用于ＩＳＰ和ＩＳＰ通过交换网的通信或ＩＳＤＮ终端与ＰＣＭ ＭＯＤＥＭ之间的通信等。Ｖ．９１的应用场合当然比Ｖ．９０要窄得多，但它也是继Ｖ．９０之后的一个重要建议。

     Ｖ．９１建议与Ｖ．９０建议编码器结构基本相同，它与Ｖ．９０的主要区别是：Ｖ．９０ ＭＯＤＥＭ到用户是二线模拟用户环路，要通过二、四线转换器，为避免非线性失真，采用卷积频谱成形技术以抑制下行信号频率中直流分量。Ｖ．９１应用场合是四线数字连接，Ｖ．９１就不必采用卷积频谱成形技术，原来Ｖ．９０中频谱成形器对Ｖ．９１仅是一个差分编码器，对Ｖ．９１冗余比特数Ｓｒ＝０。Ｖ．９１模编码器输入比特数最高可达到４２（Ｖ．９０为３９），用户数据所用特性比特数Ｓ＝６（Ｖ．９０为３～６），此时最高速率可达到６４ｋｂｉｔ／ｓ。Ｖ．９１与Ｖ．９０步进速率同样是１．３３ｋｂｉｔ／ｓ。

（２）Ｖ．ＭＭＯ

     本次会议中讨论了Ｑ４课题提出的Ｖ．ＭＭＯ。Ｖ．ＭＭＯ可以用于检索、诊断话带ＭＯＤＥＭ许多不同特征的运行信息，这些信息将写成人机均可读格式。其中主要检索项目有发送和接收信息速率、ＭＯＤＥＭ种类（Ｖ．９０或Ｖ．３４）与各种诊断信息。而对Ｖ．９０而言，这些诊断信息应包含ＩＮＦＯ、ＩＮＦＯ１、ＭＰ、ＣＰ、功率电平、符号速率、载波频率、往返时延、ＤＩＬ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ等。

４ 图像编码和语音编码

４．１ 图像编码

       Ｈ．２６３ ｖ２在上次会议上已通过，Ｈ．２６３ ｖ２也就是Ｈ．２６３＋。Ｈ．２６３ ｖ２与Ｈ．２６３相比，又可以平均提高近２５％的压缩比。本次会议将Ｈ．２６３ ｖ２用于Ｈ．３２０的文稿已通过。

      ＭＰＥＧ－４已进入最后编辑阶段。它使用ＩＳＯ的文件，包括视频与音频。本次会议上讨论ＭＰＥＧ－４用于Ｈ．３２４文稿，并提出在Ｈ．２４５增加新的数据能力与模式。

    目前，图像编码的两个研究热门是Ｈ．２６３＋＋和Ｈ．２６Ｌ。Ｈ．２６３＋＋是一种低码速图像编码的近期标准，主要是对Ｈ．２６３进行改进和增强，以针对实时通信和相关的非对话服务。其改进和增强包括以下内容：增强和修改图像选择（用大存储）、仿射活动补偿、减少ＩＤＣＴ失配、去方块滤波、自适应差比、具有错误还原的数据分配与错误掩盖机制等。Ｈ．２６Ｌ则是一个全新的图像编码技术，它不只是在Ｈ．２６３基础上改进，而且也面向将来的应用，其性能与Ｈ．２６３相比优越得多，是一项较长期的目标。本次会议对Ｈ．２６Ｌ提出明确的目标：在达到同样图像质量的前提下，比特率减少一半，要考虑误码环境，但对Ｈ．２６Ｌ不限制计算能力，同时也不需要与Ｈ．２６３兼容。以上目标将为许多机构和学者提供施展才华的机会，创造广阔的研究空间。这两种视像编码的研究期限分别为２０００年底和２００２年中期。目前正在对一系列关键技术进行研究。

    本次会议上，Ｓｉｅｍｅｎｓ公司有一个迟到文稿提出了一种“基于内容的系数映射”方法，通过强化前景图像、弱化背景图像的方法，以较小的复杂性换取压缩率的增加，并有可能实现速率控制，这种方法尤其适用于移动通信。该算法还有待进一步研究。

４．２ 语音编码

     语音编码方面的研究内容主要有以下几个方面。

（１）可变速率话音编码问题

     目前，无线通信系统和ＩＰ技术正在迅猛发展，即将在全球通信系统中占据越来越重要的地位。传统的话音编码技术是基于电路交换网（ＣＳＴＮ）的固定速率编码方式，难以适应无线／ＩＰ网的需要。因此，如何设计一种新的编码技术，以适应无线／ＩＰ网并有效利用带宽便成为一个重要课题。

     可变速率（ＶＢＲ）编码技术是近年来发展起来的，其核心思想是对话音的瞬变、平稳、无声阶段采用不同的速率进行编码。瞬变阶段信息量丰富，应采用较高的速率；平稳阶段采用中等速率；无声阶段则采用较低速率。由于话音瞬变较少，正常话音大量是平稳（周期性）的，无声段则大约占６０％。因此，平均速率将比同等话音质量的固定速率（ＦＢＲ）编码低，研究表明，常常可低到５０％以上。目前，有些话音编码算法（如Ｇ．７２８ Ａｎｎｅｘ Ｈ）中采用了ＶＢＲ技术，但真正能更好地发挥ＶＢＲ技术优势的应用领域是对话音编码速率无严格速率限制、而又要求有速率“弹性”的场合，如ＣＤＭＡ、ＶｏＩＰ、ＡＴＭ、ＣＭＥ等。

（２）４ｋｂｉｔ／ｓ左右速率的话音编码

    该问题是最近的研究热点，主要用于极低速ＰＳＴＮ可视电话、个人通信、话数同传系统和移动电话卫星系统，还可用于数字电路倍增设备（ＤＣＭＥ）、分组电路倍增设备（ＰＣＭＥ）、低速移动可视电话、信息查询系统和专用网络。

１９９８年９月第３次ＳＧ１６会议上曾有８种候选算法参加了评测，但没有一种算法能满足参考条款（ＴｏＲ）要求，因此，我们对本次会议上能否有所进展很关注。本次会议上没有收到具体技术文稿，但有１５家公司表示要提交１６种候选方案参加评测，本次会议主要评论评测协调方法和程序，评测结果在１９９９年９月提交给本课题报告人会议上讨论。现在还无法预测届时是否有满足要求的候选算法出现。

（３）７ｋＨｚ宽带音频的编码

    由于技术实现上困难，上次会议将该问题分为以下两个课题：

   ①２４、３２ｋｂｉｔ／ｓ编码速率的７ｋＨｚ宽带编码（Ｇ．ＷＳＣ１）

    该编码的主要应用方面为：

    .ＩＳＤＮ ＢＲＡ中的视频电话；

    .ＩＳＤＮ ＢＲＡ中的视频会议；

    .ＩＳＤＮ宽带电话；

    .Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的宽带传输。

    本次会议对两种候选算法进行了评测，虽然在３％随机丢帧情况下，两种算法均不能满足要求，但考虑到尽快应用，会议决定采用一种算法作为低丢帧系统下的宽带音频编码标准，提高丢帧条件下算法稳健性的问题留待下一步研究，并在今后作为Ａｎｎｅｘ标准制定。

     ②１６ｋｂｉｔ／ｓ左右编码速率的７ｋＨｚ宽带编码（Ｇ．ＷＳＣ２）

      本次会议主要研究讨论了该编码的ＴｏＲ，与以前相比，增加了编码速率在１２、１６、２４ｋｂｉｔ／ｓ之间可变的要求，以提高该标准的灵活性和适用范围。该编码的主要应用为：

      .ＶｏＩＰ和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ应用：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上宽带传输和ＩＰ视频会议中的高质量话音；

      .ＰＳＴＮ应用：高质量音频会议和商务应用（点对点／多点）；

      .移动通信：高质量话音和第３代移动通信服务；

      .ＩＳＤＮ宽带电话：多信道应用中的高质量音频会议；

      .ＩＳＤＮ可视电话的视频会议：在单ＩＳＤＮ信道上提供高质量话音或在多ＩＳＤＮ信道上改善视频质量。

（４）现有标准的扩展

     这方面的研究主要是对现有标准进行扩展，以满足各种实际需求。本次会议对Ｇ．７２３．１ Ａｎｎｅｘ Ａ和Ｂ、Ｇ．７２１ Ａｎｎｅｘ Ｅ、Ｇ．７２８ Ａｎｎｅｘ Ｈ中的错误进行修改。Ｇ．７２８ Ａｎｎｅｘ Ｉ是针对有帧丢失的环境（如移动通信）而对Ｇ．７２８进行的扩展，主要针对４０ｋｂｉｔ／ｓ的ＤＣＭＥ应用，已在上次会议中确定，这次会议上对其修订后表决通过。

        Ｇ．７２８ Ａｎｎｅｘ Ｊ是针对ＤＣＭＥ应用的Ｇ．７２８话带数据（ＶＢＤ）扩展，是一个较重要的标准扩展。以色列ＭＯＣ提出了一种候选算法，会议对其测试结果进行了审阅，并要求增加ＤＴＭＦ性能测试结果以及考虑算法的改进。

      本次会议上，ＡＴ＆Ｔ提交了一个迟到文稿，提出Ｇ．７１１丢帧掩盖（ＦＥＣ）算法。其测试结果优于其他基于码激励线性预测（ＣＥＬＰ）的ＦＥＣ算法（如ＣＥＬＰ的ＦＥＣ可允许的误帧率——ＦＥＲ最大为５％，而Ｇ．７１１的ＦＥＣ算法可允许２０％的ＦＥＲ）。因此，该算法对于Ｇ．７１１在分组网上的应用具有重要意义。

（收稿日期：１９９９－０９－０９）