3G交互式视频网关的设计与实现方案

和控制消息复用到B 信道上发送到3G 手机。

对于从B 信道上获得的数据，网关解复用成相应的音频、视频数据和控制消息后封装成对应的RTP 格式的数据报和SIP 消息，发送到增值应用服务器。网关的交互式功能主要通过控制消息的转换实现，而控制消息主要来自手机端的DTMF 输入。

在设计的时候，由于实验室已有的2G 音频网关技术平台已经实现了SIP 协议栈并配有E1 板卡， 所以只要在其基础上加入3G-324M 协议栈，并实现3G-324M 协议与SIP 协议之间媒体格式和控制消息的转换即可以完成3G 交互式视频网关的基本功能。

根据3G-324M 协议标准，3G-324M 协议栈的结构设计如图4 所示：
 

　图4 3G-324M 协议栈结构

从图中可以看出，所设计的3G-324M 协议栈一共有3 个逻辑信道，分别是H.245 控制消息信道、音频信道和视频信道。由应用自上而下传递的控制消息翻译成对应的H.245消息，经过CCSR（Control ChannelSegmentation and Reassembly Layer，简称CCSR）分段后交NSRP（Numbered Simple RetransmissionProtocol，简称NSRP）加上序列号，加入到控制消息发送队列中，由应用自上而下传递的音频和视频数据经过H.223 的适配层进行适配后，也加入到相应的媒体数据发送队列中，H.223 的复用层分别从各队列中取得数据复用后通过3G 网络发送到3G 手机上。对于从3G网络得到的数据，协议栈自下而上通过H.223 进行解复用到各逻辑信道的接收队列中，应用从各逻辑信道提取控制消息或媒体数据进行处理。

在设计3G-324M 协议栈音视频发送机制的时候，考虑到媒体流中视频的数据量较大，而电路域提供给视频的带宽只有40kbps 左右，所以如果不做适当处理，肯定会出现音频超前视频的情形。因此为音频数据流设计一个缓冲区，只有当音频缓冲区中音频包的个数大于一定域值的时候，才会发送音频数据，这样就最大限度的避免了可能出现的音视频不同步的问题。

在设计协议间媒体格式转换机制，特别是在将RTP 格式的H.263 视频数据转换成3G-324M 协议栈能处理的视频帧的时候，由于RTP 封装的H.263视频数据在图像开始码处字节对齐，具有填充位，如果不去掉填充位直接发送到3G 手机终端，则会出现马赛克，所以设计了一个H.263 视频帧的缓冲区，将连续两个图像开始码之间的视频帧缓冲起来，以去掉帧间的填充位。具体的处理流程是让程序扫描H.263格式的视频流缓冲区，每遇到图像开始码便将其之后的视频帧缓冲起来，缓冲区的大小动态分配，直到遇到下一个图像开始码，然后将两个图像开始码之间的视频数据去掉填充位后发送到3G-324M 协议栈。

  
 
3 网关的实现

在实现的时候，用到的硬件主要包括PC 机一台和E1 板卡一块，用到的软件主要包括Linux 操作系统和实验室已有的2G 语音网关平台（该平台主要提供应用程序接口、SIP 协议栈和E1 板卡驱动程序），在此基础上实现了3G 交互式视频网关，其中最主要的是实现了3G-324M 协议栈以及3G-324M 协议与SIP协议间媒体格式和控制消息的转换。

3.1 3G-324M协议栈的实现设计的主要数据结构包括：

H324M： 提供协议栈对外的统一接口，包括H324M：：Int（），H324M：：Demux（），H324M：：Mutex（）等。其中H324M：：Init（）接口初始化3G-324M 协议栈， H324M：：Demux（）接口解复用从B 信道收到的数据，H324M：：Mutex（）将音频、视频和控制消息复用后，发送到3G 手机终端。

H324MChannels： 音视频信道、控制信道和复用/解复用器等资源的容器，并通过回调的形式向上层传递消息。

AudioChannel： 音频信道，包含H223 适配层等资源，提供的接口包括AudioChannel：：GetFrame（），AudioChannel：：S-endFrame（）。

VideoChannel： 视频信道，包含H223 适配层等资源，提供的接口包括VideoChannel：：GetFrame（），VideoChannel：：S-endFrame（）。

ControlChannel： 控制信道，实现了CCSR、NSRP协议。

H223ALReceiver： H223 协议的适配层，负责对从3G 手机接收到的数据进行检错。

H223ALSender： H223 协议的适配层，负责对发发送到3G手机的数据进行适配并追加所计算的校验和。

H223Demuxer： H223 协议的复用层，负责解复用从3G 手机接收到的数据，并将解复用后的数据根据数据类型分别添加到音频、视频和控制消息接收队列中。

H223Muxer： H223 协议的复用层，将从IP 域一侧收到的音频、视频和控制消息复用到一个物理通道上，从3G 电路域一侧发送到3G 手机上。

3.2 网关工作流程。

网关的主要工作是在3G 域与IP 域之间