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摘要：随着人工智能技术的快速发展和5G商用的逐渐普及，物联网的发展和应用开始走向智能化，并影响着千家万户。文中对智能物联网多媒体通信系统（AIoTel）及其关键技术进行了初步研究，阐述了其终端接入技术、网络传输技术和平台服务技术的发展，最后从亲情沟通、远程医疗和在线教育等应用场景介绍了智能多媒体通信的发展趋势。
关键词：人工智能；5G；物联网；多媒体通信；终端接入；网络传输
0引言
近年来，移动通信技术的传统数据业务向高速数据业务方向发展，人们的生活进入万物互联的智能化时代，其中，5G技术被广泛认为是物联网发展的基石[1]。多媒体通信技术在通信与计算机技术的结合领域应运而生，从早期文字信息，语音电话，再到图像和音视频即时交互通信，应用场景发生了重大变革[2-3]。与传统的4G技术相比，5G技术具有高带宽、低延时的特点，其信号覆盖范围广，功耗相对较低[4]。5G的发展使得多媒体通信技术提升了数据传递的准确性和实时性，并加速了智能物联网时代的到来。
1多媒体通信发展现状
多媒体通信技术是解决多媒体数据以何种格式发送后使得存储空间小、传输容错能力强、传输速度快、耗费资源少的问题。数据的组成涉及多媒体编码存储技术，数据的传输涉及网络通信技术，而万物互联时代推动着多媒体通信向超清化、智能化方向发展。
1.1超清化
多媒体通信业务的发展迈向超清化，主要原因是用户的需求正在向沉浸式体验互动、颠覆式方向发展。5G基于大宽带、超可靠、低时延等特征，一方面，刺激了终端屏幕数量的爆发，可以支撑120帧传输，使高清视频通话成为可能；另一方面，媒介的进一步延伸，消除了VR技术的眩晕感，为4K/8K超高清视频、VR直播等应用场景的兴起奠定了基础。
1.2智能化
智能化在物联网和AI等技术的支持下，潜能逐步被挖掘[5]。例如以特斯拉为代表的智能无人驾驶汽车，该技术将物联网、智能传感器、大数据分析等技术相结合，共同为人类出行需求服务。与传统媒体相比，智能化技术以数据为载体，并在此基础上进行了全面的优化升级，这标志着移动终端将逐步具备类人化的基本功能，例如可以实现信息感知、知识存储、自主学习、自我适应和决策等，在不同的应用场景下，以满足人类的基本需求为目的，实现对外围世界的智能感知。
2AIoTel的架构及关键技术
2.1系统架构
智能物联网多媒体通信系统（AIoTel）是一种结合物联网、5G、千兆宽带、人工智能以及多媒体通信等技术的新兴产品，系统具有通话高清、部署方便和成本低廉等优点。其基本架构如图1所示，采取双域的方式实现三层架构分离的智能通信架构以实现云化服务，借助服务层、网络层和终端接入层实现系统接入物联网的目标，并接收用户的控制指令。系统的核心网络无需改造就能够快速、灵活地实现各种业务的部署和优化。
2.2关键技术分析
终端接入、网络传输是AIoTel的两大核心技术。在终端接入方面，分为通信模组的软件定义技术、适配终端组件化技术、And-SIP轻量化控制技术。
2.2.1终端接入技术
（1）通信模组的软件定义技术
系统通过全软件方式实现对通信模组的全面定义，借助对SIP协议的优化适配物联网终端，并且能够对SIM的认证机制进行融合。从智能终端设计的角度看，对于底层的设备无需植入通信模组，因此通信和系统控制的工作成本接近于0。
（2）适配终端的组件化技术
智能适配终端的数量较多，并且种类和接口的形式不一。对于不同的智能终端，其内部控制系统也不同，要实现对智能终端服务的接入，需要较长的开发周期，运维服务成本也较高，因此在对接过程中会出现浪费和重复劳动的问题。该系统打造了一种能够满足智能终端快速接入的开发框架，且可以匹配不同形式的终端操作系统，以满足不同设备的个性化接入需求。同时，开发框架中其系统的基本架构可实现分离，AIoTel终端能够通过可配置和组件化的方式采用SDK包接入。组件化即分模块实现，例如在引擎层能够实现基于音视频算法的优化，在控制层能够实现对具体业务和控制的离析，在接入层能够实现对各类操作系统接口形式的定义。当物联网系统中出现新的设备接入需求时，AIoTel可以调用其标准的开发程序包，实现对API程序的调用，而保证其他层的程序内容不改变。当前，该技术能够支持大多数操作系统，如Android、Linux、LiteOS等，涵盖了市面上98%的主流智能终端。
（3）And-SIP轻量化控制技术
针对物联网终端多样化、操作系统碎片等问题，AIoTel系统采用电信级别通话协议和全球统一的接口标准，对现有通信技术和标准进行复用，定制了一套轻量级控制协议And-SIP，如图2所示。另外，通过And-SIP可以实现低成本、高效率的跨物联网终端和操作系统的远程控制以及动态交互，对各类终端实现互联，提升和丰富了智能家居的控制体验。
2.2.2网络传输技术
网络传输技术中传输线路带宽的大小，通信能力强弱，体现了网络的现代化水平。基于传统多媒体传输技术，AIoTel系统对流媒体技术进行了重新定义，创造性地提出了实时流媒体的概念，并基于边缘调度技术实现了具体的流媒体传输功能。边缘调度技术解决了传统流媒体数据传输过程中延迟率高和实效性差的问题，并可以通过网络传输和其他多媒体形式满足超清化播放展示需求。同时，该技术在现有硬件技术的基础上，构建了更完美的抽象通信数据通道，借助全局的角度探索出了最优的拓扑结构和媒体数据传输路径，从而满足了设备就近接入的基本需求。然后通过边缘节点的接口部署优化，根据实际业务实现各项功能的快速开放[6-7]。该技术采用公共互联网资源，通过资源共享，实现节点状态的动态监控，能够以更低的成本实现专线级别的流媒体传输，进而实现高清视频的数据转换，以满足智慧教育和医疗等业务对于低延时的业务需求。
3智能物联网背景下多媒体通信的应用场景
从推动经济发展的角度来讲，作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮，智能物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎，被称为是下一个亿万级的通信业务。以亲情沟通、远程医疗和在线教育做简单介绍。
3.1亲情沟通
智能通信实现了话音服务形式的多样化，减少了不必要的流程，有效提升了通话体验效果。在具体实践过程中，用户能够立足自身需求进行多种物联网终端设备的有效切换，很好地实现了不同场景下的沟通体验。例如：当用户在使用智能手机进行家庭会话时，家里的高清电视机、老年人的智能手表等均可以收到音视频呼叫信息，实现沉浸式通话体验。
3.2远程医疗
现代家庭中老年人和婴幼儿普遍存在看病困难的痛点，远程医疗运用计算机、通信、医疗技术通过文字、语音和图像资料的远距离传送，实现专家与病人、专家与医务人员之间异地“面对面”的会诊。通过5G宽带的低延时特性，能够提供流畅的高清远程诊断服务，打破时空限制，在家门口便可享受固定的医疗服务，在一定程度上能够缓解医疗资源不均衡和紧缺的现状[8-9]。远程医疗目前在我国有着十分广泛的运用，具体到医学领域，主要体现在心脏科、精神病科、脑外科、眼科、放射科等方面，对人们的生活、工作和学习都起到了重要的促进作用，推动社会的发展和进步。
3.3在线教育
社会发展，科技进步，学生的学业压力不断增大，教育资源的不均衡问题日益突出。在线教育是应用信息科技和物联网技术进行内容传播和快速学习的新方法。利用物联网技术连接智能终端具有如下优势：（1）可以管理学生的出勤情况，跟踪和监控学生在不同位置的活动；（2）将物联网设备集成到教室，教师可以使用语音或手势命令远程管理教室，与学生建立通信，收集学生对特定主题的意见反馈，并为特殊学生提供帮助[10]；（3）可以帮助学生在本地或远程与同学交流，交换项目信息，实时分析和注释学习材料，以及远程访问实验室等。
4结语
5G、人工智能和物联网技术的突飞猛进促使通信业务走向智能化、人性化和多态化，增加了亿万级的产品创新。以智能音视频通信为核心，多媒体通信技术在我国的医疗、教育、文化、艺术和科技等方面都起到了不可替代的作用，使沟通成本不断降低，产业链基础设施和服务场景不断优化。
作者：康万杰 单位：茅台学院
