移动多媒体信息系统特征分析
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增大字体[关键词]：移动多媒体；特色服务；分布式系统；XHTML
1、前言
第三代移动通信系统UMTS将可以为用户提供144kbps～2Mbps的通信速率，支持全球漫游和移动多媒体业务。但什么将是第三代移动通信系统上主要应用，这取决于未来的市场状态等因素，目前还没法确定。我们认为未来移动多媒体应用是一个细分的市场，可为众多移动用户提供大量个性化服务。本文将对移动多媒体各种可能的应用及其发展前景进行分析，探讨有关费用、人机接口、使用习惯、个性化服务等关键问题。对于移动证券、移动银行、移动购物等典型移动应用所具有的特征，用表格的形式进行了详细的分析。移动应用业务分布式、个人化的特点，给移动应用软件设计提出了挑战，XHTML(扩展HTML)等新技术的使用将起关键作用。
2、移动多媒体业务应用前景分析
在电信、计算机和娱乐业不断融合的背景下，移动多媒体业务具有广阔的前景。在众多的移动多媒体应用中，未来最具有市场前景的可能是广告业务、金融服务、购物、商业、客户服务、娱乐等。移动业务具有无处不在性、可获得性(这是B2B业务的关键)、方便性和安全性，再加上服务和应用的本地化、个人化，以及带宽的增加、随时可接入互联网等优势，使未来移动多媒体网络具有很好的前景。
固定网的各种应用都将在移动网中出现，同时还将产生一些新的移动应用，移动多媒体应用市场将是细分的，不同的用户群具有不同的需要。早期的无线商务都是关于消费市场的B2C模式，比如手机银行、手机炒股、手机购物、手机游戏等。但就象固定互联网电子商务发展过程一样，B2B业务将具有重要意义。最初的赢利将主要来自能提高生产效率的企业服务，这些服务使现场的工作人员具有全面的计算和通信能力。普通消费者大量使用无线互联网的情况可能要过几年才能出现。技术是无线生产力应用能否成功的关键因素，但无线群体游戏的成功则可能主要取决于文化创意而不是技术。
固定网的多媒体应用大多将在移动网上出现：
(1)多媒体通信服务——可视电话、电视会议、视频监控、VOD等。
(2)WWW——通过WAP功能，将可以访问固定网络上的WEB站点。通过移动台收发电子邮件、获取新闻、购物，将成为人们日常生活的一部分。对于移动用户，还可以根据他们的位置自动提供周围环境和导航信息，并根据这些数据把WEB站点数据动态的组织在一起，如周围可供选择的停车场、加油站、餐厅等。
同时还会出现一些新的应用：
(3)宽带的无线娱乐——如无线随身型游戏机PlayStation，可在家庭、汽车上使用，能够提供逼真的动画性能，而且可以播放DVD、VCD并接入互联网。打牌、小测验、博弈和其它一些传统游戏将是移动电话上最流行的游戏。它们简单易玩，具有巨大的吸引力，是理想的无线游戏。流行的PC机游戏和控制台游戏也将逐渐被移植到手机上。通信、计算和娱乐的融合，将创造出新的游戏种类，比如利用位置信息的寻宝游戏。当GPRS网络开始运行后，无线游戏市场将迅速发展。广告赞助将是收入的主要来源，用户也愿意付少量费用。
(4)运输业应用——导航系统，B2B 物流调度，产品的库存管理。运输业管理需要时间和位置的精确信息，这正是移动多媒体通信的用武之地。例如通过无线定位技术监视车辆的精确位置，可以更好估计其到达时间，及时进行导航指示，以及最新中线调整。这样就可以对驾驶员生产率和产品配送成本进行评估，从而提高运输管理水平。B2B模式中，移动设备可以增加供应链中合作性，降低成本，最大化客户的参与程度，创造新的细分市场。
(5)位置服务——可以通过无线信息服务提供商，查找所需要的医院、餐厅、银行、加油站等等，还有汽车导航，都非常方便。比如你要查当时所在位置附近有什么餐馆，信息提供商可以给你提供多个餐厅，而这些餐厅的排名就有广告价值，可以收费，而且从查询信息的用户那里也可以收费。
3、移动多媒体业务的关键问题
移动多媒体信息系统的关键问题是：目前在技术上可以做到什么和用户已经被引导期望得到什么，两者之间存在巨大鸿沟。目前的用户抱怨最多的高费用、差劲的人机接口和慢的传输速率。随着移动网络的发展，这些问题正在逐渐被解决。如何充分利用移动通信的可达性、无处不在性提供个人化的、有特色的服务，将是未来成功的关键所在。
(1)费用——应根据通信双方的距离、通信和信息的服务质量灵活地收费。比如，当用户进入一个商场时，其手机和商场POS机的通信费用应该非常便宜。当通信费用低廉时，就可以开发各种各样的有吸引力的移动多媒体新业务。用户认为新闻、天气、体育应该是免费的或费用很低。他们不愿意支付太高的订阅费用，也不愿意接收无的放失的广告。
(2)与固定网使用习惯一致——与固定网相比，移动设备输入不方便，显示屏幕小，通信速率慢。很多移动用户已经习惯了固定网业务的使用方法，这些用户对移动设备的不方便性抱怨更多，但也正是他们更经常地使用移动交易服务，是移动交易服务的主要客户。因此在使用WAP等技术提供固定网已经有的或类似的业务时，要为保持用户使用习惯的一致性做很多适配工作。固定网新建立的业务或老的业务升级时应该使用XHTML(扩展HTML)标准，该标准可以使同样的内容在固定设备和移动设备同时显示，而无须分别使用HTML和WAP/WML。只有当从口袋、旅行箱到桌面的计算设备具有一致的功能、标准、应用和接口时，移动计算应用才能得到有力发展，这时其在企业中的应用尤其重要。W3C(WWW协会)最近发布了XHTMLbasic(XHTML基本标准)，允许将WEB内容发送到小型非PC设备上，比如手机、PDA、寻呼机、基于电视的WEB浏览器等。开发者可以从中挑选相应的部分加以实现。
(3)信息输入的局限与改进——手机键盘小，输入字母和汉字不方便。需要使用智能化的人机接口，如笔输入、语音识别等。特定的行业应用需要设计格式化的表格，既减少信息的输入，也减少传输的信息量。还可以在手机中嵌入摄像头、条码扫描仪等传感器件，完成数据和信息的自动输入。手机智能化，使其具有PDA 的性质。SIM卡可以提供用户的身份信息，进行个人支付。
(4)信息输入——屏幕小，分辨率低，原在固定网上的一个页面要分成多页显示。用户要多次敲键才能读到信息。视频图象的压缩与解压。由于终端的种类多，有PDA、手机、掌上电脑等，同样的信息内容要作多种适配、转换(网站内容使用XHTML编写后可以减少转换工作)。
(5)移动的人融入原有固定的环境(家庭、办公室、企业管理信息系统)——据统计，美国劳动力的三分之一由移动或远地工人组成。移动数据服务可使机关更好地掌握信息。野外的销售人员和现场维护人员通过无线网络访问企业内部网可以极大地提高工作效率。一个技术员可以取得详细的图纸或确认是否有零部件可用。通过使外出的人员接入内部网，可以加快企业内部流程运转速度，提高对外服务效率。当工作人员在企业内部活动时，也可以通过手机和企业的ERP系统时刻保持联系。
(6)根据用户的位置提供个人化的信息——根据他们的位置自动提供周围环境和导航、导购、广告等信息。在运输业、旅游业、服务业等具有广泛应用。
(7)节省能耗——延长电池时间，减少对其它台站的干扰，提高通信质量和系统容量。要优化通信协议，减小误码率。
4、一些典型应用的详细特征
移动多媒体应用系统的特征分为通信服务特征和信息处理服务特征。通信服务是由移动网络提供的，信息处理服务是由分布在网络中的计算机服务器提供的。在第三代移动通信系统UMTS通信业务中，有4种不同的QoS种类：会话类、流类、交互类、背景类。会话类是实时的双向通信(比如可视电话)，它要求有很小的传播迟延及其抖动。流类是实时的单向业务(比如视频点播)，这类流量在互联网中将占很大比重，它要求有很小的迟延抖动。交互类(比如WWW)和背景类(比如电子邮件)都是对时延不敏感的数据业务。表1给出了第三代移动通信系统UMTS承载业务的服务质量的定量特征，反映了UMTS网络的多媒体通信能力。通过使用这些具体的承载业务，可实现不同的应用功能，表2给出了典型的移动应用所需要的通信服务。
表1.UMTS承载业务属性
业务种类对话类流类交互类背景类
最大比特率(kbps)<2048<2048<2048<2048
按序提交Yes/NoYes/NoYes/noYes/No
最大SDU长度(字节)1500或1502(PPP)1500或1502(PPP)1500或1502(PPP)1500或1502(PPP)
无错提交Yes/NoYes/NoYes/NoYes/No
残留误码率5×10－2,10－2,5×10－3,10－3,10－4,10－65×10－2,10－2,5×10－3,10－3,10－4,10－5,10－64×10－3,10－5,6×10－64×10－3,10－5,6×10－8
SDU差错率10－2，7×10－3,10－3,10－4,10－510－1,10－2,7×10－3,10－3,10－4,10－510－3,10－4,10－610－3,10－4,10－6
传输迟延(ms)100250
表2.典型的移动多媒体应用和需要的服务
视频会议快速文件/数据传送高清晰度图象实时音频/视频
专业/商业应用
医院病床图象●●
建筑物－建筑物●●●●
无线演播室●●
制造和修理助理●●●
动态办公室环境●●●●
远程学习/商业电视●●●
个人应用
游戏娱乐●●●
查询和交易(股市、票务等)●
移动购物●●●
表3是用户对移动网和固定网的使用时间的统计比较。该表说明用户对使用移动业务的使用时间较短暂。移动业务的突发性更强。
表3.移动网和固定网业务使用时间频度比较
每次连接时间每天连接次数每周连接时间性能
移动网美国5分钟，日本小于3分钟，很多30秒的游戏日本3～4次，大多在等火车或其它片段时间美国小于1小时输入输出不方便，速率慢，费用贵
固定网日美30分钟办公室长久在线，家中3次10小时以上高速率、低延迟，良好的人机接口
表4是移动证券、移动银行、移动购物、移动收发电子邮件等的通信和业务需求特征。其中移动证券和移动银行在使用的终端和限制条件上基本相同，但在通信和业务处理上有不同的特征。
表4.移动炒股
环境移动网覆盖的范围
用户炒股者
功能(1)股票交易、行情分析、股市资讯等证券功能，(2)提供实时的信息业务
关键因素安全性，消息的及时性和权威性，通信的保障。
限制条件对用户终端有限制(支持WAP的终端，若是GSM手机要支持STK卡)。输出屏幕小，需按多次键才能看到信息；不便输入信息，需要使用股票代码以避免字符输入。
需要的服务数据通信服务(短信息服务，WAP服务等)，最好为分组交换方式以便长久在线，快速接入；证券业务接口，智能代理服务以便及时获取感兴趣的消息；端到端安全性
移动性时速可达100公里以上
表5.移动银行
环境移动网覆盖的范围
用户银行客户
功能用户通过移动终端以安全的方式访问银行，(1)帐户查询、多功能转帐、自助缴费、外汇实盘买卖和证券服务等多项个人理财功能，(2)提供实时的信息业务。
关键因素安全性，通信的顺畅保障。
限制条件对用户终端有限制(支持WAP的终端，若是GSM手机要支持STK卡)。不同银行的STK卡不同
需要的服务数据通信服务(短信息服务，WAP服务等)，银行业务接口；端到端安全性
表6.移动购物
环境商业区
用户网站、商家、消费者
功能产品展示、网上销售、会员管理、网上支付、网上拍卖等多项功能,并提供实时的本地热点信息。
关键因素通畅的支付、配送、物流体系。交易的安全可靠度。
限制条件上网速度，下载速度，图像清晰度等。对于手机来讲：手机输入不方便，需按多次键才能看到信息；输出屏幕；在走动过程中，不便看屏幕或输入信息。
需要的服务数据、图象通信；定位及相关的广告信息、导购服务；收据存档管理；生产厂商和配送单位的服务
表7.移动收发电子邮件
环境移动网覆盖的范围
用户互联网用户
功能通过手机随时接收电子邮件，发送电子邮件
关键因素实时的邮件到达通知，用户选择选择收看
限制条件邮件书写不方便，不宜收附件
需要的服务安全检查，邮件信息的压缩传递，垃圾邮件过滤
STK是英文SIMTOOLKIT的简称，是在GSM手机中使用的大容量SIM卡(32K)中开发的应用菜单。STK为一种基于JAVA技术的小型编程语言，它允许基于SIM智能卡运行自己的应用软件。将点对点发送的短消息中常用内容精选进STK菜单，以方便用户更加便捷地发送短消息以及完成信息点播业务的操作。简言之，STK是指SIM卡中的短消息服务功能，是目前手机获取信息的最佳方法。由于STK的炒股功能及银行功能被广泛运用，推动了证券移动电子商务的迅速发展。
5、移动多媒体信息系统设计
相对地，无线移动环境具有速率低、误码率高、费用高以及移动终端资源有限等弱点。这就使得各种移动应用软件必须针对无线移动环境进行优化，能随着无线环境变化而动态调整。纯粹的多媒体通信服务如视频会议、视频点播等需要根据通信服务质量的变化自动调整信息流的压缩率和分辨率，应用软件要能够获取移动网络的服务质量，其压缩算法应该能够调整。包含信息处理的移动多媒体信息系统由要比纯粹的通信服务更复杂，是一个分布式系统。
一般地，移动多媒体信息系统应用软件设计应考虑如下因素：
●基于Agent(代理)的Client/Server结构。Client客端尽量简单，复杂的处理工作由Server来执行。网络中分布有熟知Client偏好的代理、网关、中间件，能够主动、高效地处理Client的事物。
●压缩。相对而言，无线网络将长期处于低速率和高费用的状态。移动应用软件应该通过过压缩来减少通信量，减少通信时间和费用。
●安全。无线连接可能窃听和出现中断，在连接中断时应用系统可能被别人攻击。因此，每次连接(包括连接恢复)时软件必须重新对用户合法性进行验证。考虑到终端可能丢失、损坏，重要的数据要存储在网络中。
●慎重使用普通软件。为固定网络设计的普通软件对带宽和费用考虑不够多，因此要慎重使用。要选用那些针对移动环境开发的中间件。
●缓存。对实时媒体流的缓存可以消除时延抖动，对文件系统、数据库系统中的缓存可以减少通信量、提高反应速度，使移动终端在通信暂时中断的情况下也能工作。但也带来了容错、数据一致性的问题。
●过滤。要根据用户的需要对数据进行过滤，如过滤掉不安全的信息、不感兴趣的广告等。
●动态调整服务质量要求。比如通过无线传输影像，线路正常时传输彩色图象，当线路变坏时则传输黑白图象。虽然图象档次变低了，但用户还能看到连续的图象，总比看到混乱的图象或什么也看不到好。
●根据移动业务突发性、地域性的特点，合理分布服务器，平衡负载。
●对移动终端操作环境的适配。移动终端的特点是低功耗、低速率、低内存、低显示能力。
为了能提供个人化、有特色的服务，网络中要使用很多网关、中间件、代理，形成复杂的分布式系统。各组成部件可能是异构的(操作系统、硬件等结构不同)，这增加了它们之间数据缓存、同步和并发性控制的困难。安全性管理就更是一个挑战。
在这个复杂的分布式系统中，需要有新的移动计算模型和体系结构，使用新的技术，比如XHTML。原来由ASP、JSP、PHP等生成的HTML页面，会对无线应用造成混乱。应该用XHTML作为数据的统一格式，使用ExtensibleStylesheetLanguage(XSL，扩展格式表)向不同的终端输入。当增加新的终端时，只需增加新的格式表。中间件、网关等处理环节会增加时延，高速缓存的使用可以对此进行补偿。
6、结论
我们认为在未来第三代移动网络上的应用服务是一个细分市场，将存在大量个性化的移动多媒体服务。本文对移动多媒体各种可能的应用的发展前景进行了分析，讨论了灵活的收费、友好的人机接口、兼顾固定网使用习惯、个性化的特色服务等关键问题。使用表格的形式，对于移动证券、移动银行、移动购物等典型移动应用所具有的通信服务特征和信息处理服务特征进行了详细的分析。根据移动应用业务分布式、个人化的特点，网络中要使用很多网关、中间件、代理，形成复杂的分布式系统，给应用软件设计、服务质量的保障提出了挑战。需要使用新的移动计算模型结构和技术，新的页面语言XHTML就是其中的关键技术之一。
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作者：佚名
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