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移动高清编解码系统的设计与实现

作　者: 张召兴
导　师: 张冬梅；陈侯武
学　校: 北京邮电大学
专　业: 软件工程
关键词: 三网融合长期演进会话初始协议实时传输协议
分类号: TN762
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着我国政府对电信网、广播电视网和互联网三网融合的推动和WLAN、LTE等无线移动通信技术的发展,利用超高速移动通信系统实时传输高清广播电视信号不仅从政策上得到允许,而且还提供了技术基础。移动高清编解码系统的使用将大大降低电视台的直播成本和提高了灵活性。移动高清编解码系统是一个基于嵌入式Linux操作系统的嵌入式系统终端,因此,本文对嵌入式系统进行了详细的分析。本系统支持Ethernet方式、WLAN和TD-LTE三种传输方式。WLAN和TD-LTE方式可以满足移动性的需求。由于高清电视信号(HDTV)的数据量相当巨大,而传输网络带宽有限,所以,需要对HDTV信号进行H.264压缩编码后再进行传输。H.264是ITU开发的一个数字视频压缩编码标准,具有非常高的压缩比和较好的无线信道传输性能,本文对H.264标准进行了详细的分析,并使用MB86H56芯片进行H.264硬压缩编码。本文详细分析了SIP协议,SIP协议是由IETF制定的一个信令协议,完成建立、修改和释放多媒体会话功能。SIP协议采用oSIP和eXosip开源协议栈实现。因此,本文对SIP协议的开源协议栈oSIP和eXosip协议栈的结构和开发设计做了详细的分析。本文针对实时语音在IP网中传输的特点,指出引入RTP协议的必要性；并详细分析了RTP协议。RTP协议采用oRTP开源协议栈实现。因此,本文对oRTP协议栈的结构和开发设计做了详细分析,并采用多线程技术进行多媒体管理。最后,本文对移动高清编解码系统进行了测试,测试结果分析表明系统SIP信令交互正常,能通过Ethernet、WLAN和TD-LTE网络进行传输,高清电视信号传输质量良好。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-13
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 课题任务  10-11
    1.2.1 课题内容  10-11
    1.2.2 本人承担任务  11
  1.3 论文结构  11-13
第二章移动高清编解码系统理论基础  13-30
  2.1 嵌入式系统  13-15
    2.1.1 嵌入式处理器分类及外围设备  14
    2.1.2 嵌入式操作系统  14-15
  2.2 H.264视频压缩编码技术(H.264、MPEG-4)  15-20
    2.2.1 MPEG视频压缩  15-16
    2.2.2 H.264视频压缩编码标准  16-17
    2.2.3 H.264主要技术特点  17-18
    2.2.4 H.264标准的构成  18-20
  2.3 音视频网络传输协议(RTP、RTCP、UDP、TCP)  20-25
    2.3.1 TCP/UDP协议  20-21
    2.3.2 RTP/RTCP协议  21-25
  2.4 会话初始协议SIP  25-28
    2.4.1 SIP协议简介及功能概况  25-26
    2.4.2 SIP的逻辑功能实体  26
    2.4.3 SIP消息  26-28
  2.5 LTE(LONG TERMEVOLUTION)  28-29
  2.6 WLAN  29-30
第三章移动高清编解码系统的总体设计  30-39
  3.1 系统设计的总体目标  30-31
  3.2 系统通信过程  31-33
  3.3 系统的总体设计  33-39
    3.3.1 硬件系统设计  33-34
    3.3.2 软件系统设计  34-35
    3.3.3 软件工作流程  35-39
第四章移动高清编解码系统主要功能模块的设计与实现  39-64
  4.1 SIP信令在移动高清编解码系统的设计与实现  39-46
    4.1.1 oSIP协议栈分析  39-42
    4.1.2 eXosip协议栈分析  42-43
    4.1.3 SIP信令的实现  43-46
  4.2 高清编解码芯片驱动程序的设计与实现  46-55
    4.2.1 嵌入式Linux开发环境的搭建  46-48
    4.2.2 驱动程序设计与实现  48-55
  4.3 多媒体管理模块的设计与实现  55-58
    4.3.1 oRTP协议栈分析  55
    4.3.2 多媒体管理模块的实现  55-58
  4.4 操作系统层的设计与实现  58-64
    4.4.1 BootLoader的实现与U-Boot的移植  58-62
    4.4.2 嵌入式Linux操作系统的移植  62
    4.4.3 JFFS2文件系统的实现  62-64
第五章系统测试与分析  64-68
  5.1 测试环境  64-65
  5.2 系统功能测试  65-67
  5.3 测试结果分析和总结  67-68
第六章结束语  68-70
  6.1 论文工作总结  68
  6.2 问题和展望  68-70
附录英文符号及缩写  70-71
参考文献  71-73
致谢  73

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