跟着5G大规划商用和人工智能技能的日趋老练，根底通讯服务敞开新一轮改造。以固话和手机为代表的传统 通讯正逐渐向场景化智能通讯演进，根底通讯衔接也正在从70亿人和人的衔接，向200亿人与人/物的实时音视频衔接跨进，出现超清体会、交互智能、终端多态、服务泛在的开展趋势。本文提出面向智能物联网的多媒体通讯体系架构以及要害技能研究，为新形势下的多媒体通讯服务供给立异思路。
移动通讯技能每隔10年就会历经一次革命性的跨过。1G到5G的技能改造，促进低速数据事务向高速数据事务快速开展，带来通讯及日子方法的推翻性变迁。技能上完结从模仿到数字、语音到数据、窄带到宽带的改造；终端上完结从大哥大到2G按键手机，再到会聚海量运用的智能手机的演进；场景上也从打电话到发短信，延伸至实时视频通话、在线游戏、直播短视频等。移动通讯的开展极大程度地满意了人们传递信息的需求。
相较于3G/4G网络，5G具有高速度、广掩盖、低功耗和低时延等优势，将促进语音通讯从消费型向增强型和场景化延伸，加快万物互联年代的到来，推进多媒体通讯向超清化、智能化、多态化和泛在化方向开展。
移动通讯技能开展带动新媒体职业的体会进一步进步，其间超高清视频有望成为未来新媒体职业的根底事务。一方面，用户需求正在向大屏、超高清和“家庭影 院级”沉溺式视频通讯演进，寻求更多推翻式和更具感染力的临场体会。另一方面，5G网络大带宽的特性能够支撑每秒120帧的超高清视频的实时传输，高牢靠低时延的特性能够有用下降网络传输时延，然后处理VR晕厥感问题，线K超高清视频、超高清云游戏和VR全景直播等新式运用场景的开展。
5G技能与AIoT的强强联手，将助力智能物联网工业开释新能量。一是晋级人机交互方法，跟着AI和大数据等技能的开展，交互方法将由触控和按键等演变为以AI帮手加多模态感知智能为主；二是激起新的工业形状，智能化人机交互可广泛运用于智能家居联控、 自动驾驭、才智医疗和才智工作等场景，为打造适老化、 无障碍通讯奠定坚实根底。
伴跟着5G运用的老练，向顾客传递信息的场景和前言的边界也在被不断打破和延展，终端的形状会愈加丰厚。在大带宽场景下，智能音箱、智能电视、早教机、智能手环和智能冰箱等都能够成为5G年代的才智终端，为用户供给相关的产品和服务。
智能终端还将出现万物互联、低功耗和低时延等特色。据估计，互联终端数量将添加10～100倍；低功耗大型通讯设备的电池运用寿 命将延伸10倍；支撑超快速呼应的运用，如触觉互联网可视作是物联网的高端开展，完结低于1～5ms端到端时延，并具有高牢靠性。
跟着技能的前进和人们消费水平的进步，物联网的 “泛在化”有望出现进一步扩张的态势，通讯服务将广泛存在于各种当地、各类设备和软件中，包含轿车、家居、医疗和工业等很多运用范畴，用户能够凭借各类智能终端随时随地获取信息服务。如物联网与轿车网络相结合，构成解放人类双手的自动化驾驭；智能家居为人们日子供给各种便当服务；大带宽可用于高清医学影像的传输与高清视频的互动；物联网广泛运用于工业操控体系中，为出产环节进步功率。
面向智能物联网的多媒体通讯体系（AIoTel）适应 “高清化、智能化、多态化和泛在化”通讯开展趋势，结合5G、千兆宽带、物联网、人工智能以及多媒体通讯等新式技能，兼具 OTT 通话的高清、灵敏布置、低本钱和 电信级通话的必达、互通、可互动等长处。
如图1所示，AIoTel 体系选用双域 (OTT与IM域) 交融和3层别离的智能通讯架构完结服务云化，经过 渠道服务层、网络传输层和终端接入层完结接入、操控与承载操控别离。AIoTel体系的杰出优势是电信运营商无需改造中心网即可快速、灵敏、经济地迭代布置各种新事务。经过处理“软件界说通讯模组”、“长途写号”、“设备长途操控”等要害技能，以挨近零本钱的方法让各类 智能物联网终端具有电信级通话才能，与VoLTE、IMS、PSTN等网络互通，快速完结对智能家居的长途操控。
AIoTel依据终端、传输协议和渠道等方向的中心技能，构建端到端物联网多媒体智能通讯体系，为智能物联网终端供给电信级的话音服务及新式的终端交互才能。
AIoTel以全软件方法界说通讯模组，经过优化 SIP协议适配物联网终端，立异交融 SIM 认证机制，如图2所示。从互联网化体系规划理念动身，物联网设备无需植入通讯模组，能够以挨近零本钱的方法具有电信级的通讯和家居操控功用。
智能终端形状多样、品种繁复，操作体系各有不同，要供给相应的运用与服务，存在开发周期长、本钱高、重复性劳作和资源糟蹋等问题。AIoTel 体系构建了一套能快速适配各类物联网智能终端的运用架构，以匹配不同数据源和不同终端，满意多态化终端的接入要求。
经过接入层、操控层和引擎层的层级别离将整个AIoTel终端接入SDK架构组件化，如图3所示。其间，引擎层依据音频3A（AGC、AEC、 ANS）、视频编码和弱网对立等算法进行深度优化；操控层担任完结事务操控和通讯操控别离；接入层则依据不同操作体系界说不同接口。当有物联网设备恳求接入时，AIoTel的SDK能够仅针对接入层API改动，坚持引擎层和操控层不变，即可快速适配不同的操作体系和物理芯片等，现在已支撑Android、Linux、LiteOS、 RTOS等操作体系，包含98%的干流智能终端。
针对物联网终端多样化、操作体系碎片化和互通壁垒化等情况，AIoTel体系充沛运用电信级话音通讯协议全球规范一致和接口规范等特色，复用现有通讯技能和协议规范，探究依据音视频通讯操控信令协议（SIP），定制了一套轻量级操控协议And-SIP，如图4所示，构成全新低门槛的软操控技能。
And-SIP能够低本钱、高功率地完结跨物联网终端品牌和操作体系的长途操控和互动交互，面向大中小无屏各类终端完结互联互通，助力进步和丰厚智能家居操控体会，然后推进智能家居的遍及。
依据传统的多媒体传输技能，AIoTel体系立异提 出分布式实时流媒体边际调度技能。该技能战胜传统媒体传输与播映中存在时效性差和播映卡顿等坏处，满意了用户对网络多媒体超清化传输的需求。
如图5所示，分布式实时流媒体边际调度技能在现 有硬件设备上树立笼统虚拟网络通道。首要经过大局视界的拓扑途径发现并优化网络传输途径；继而经过布置区域及边际服务节点，完结设备就近接入，下降最终一公里通讯推迟；再经过在边际节点布置规范化接口，依据事务需快速完结加快才能敞开。
分布式实时流媒体边际调度技能运用公共互联网的同享带宽资源，多节点实时动态质量监控，以低本钱供给专线级流媒体传输，完结高清视频数据边际交流，保证事务安稳，可满意长途医疗、才智教育和亲情交流等运用场景对低时延的需求。
渠道服务供给用户办理、通讯办理等事务服务、通讯服务、敞开服务和运用服务。其间，敞开服务和运用服务首要针对接入的运用或上层服务供给对接服务，可按实践事务接入需求进行研制布置。
事务服务供给用户事务注册、接入认证、登录授权、用户账户信息存储和战略操控等功用。
首要，体系选用长途写号技能为不同终端分配码号。如图6所示，事务服务需完结对终端的登录认证，并依据硬件设备号（如CMEI号）为其分配全球仅有码号以完结通讯必达。其次，体系为终端供给授权，答应接入拜访获取运用服务， 并为不同终端和场景供给不同的通线 长途写号技能示意图
通讯服务旨在为物联网终端供给音视频通讯服务，包含根底通讯、会话办理和会议操控等。通讯服务的技能中心是引进VoIP/多媒体通讯范畴前沿算法和研究成果，完结智能终端之间的互联互通。AIoTel 体系可接入中国移动CM-IMS中心网，完结落地呼叫事务和跨域互通，包含呼叫的树立、修正和开释。
智能通讯打破传统话音服务方法单一、交互操作杂乱和通话体会欠安等约束。用户能够依据实践运用需求，在多种物联网终端设备间无缝切换，充沛满意用户场景化需求。
现代家庭中遍及存在白叟小孩看病难的问题，凭借5G全千兆高带宽和低延时供给流通的高清长途问诊服务，打破时刻和空间约束，真实完结家门口就能够享用医疗资源服务，必定程度上处理了医疗资源不均衡和部分医疗资源紧缺的问题。
用户需求激增、教育资源不均和升学压力巨大等要素促进5G年代的教育形状发生巨变。智能终端的广 泛运用也极大地推进了在线教育工业的开展。
5G 年代的智能家居被认为是未来家庭不可或缺的 组成部分。但由于现在的产品多选用无线通讯技能，存在传输品种繁复，协议各不相同，各传输技能之间无法 兼容的问题，导致智能产品只能成为“智能孤品”，难以完结数据交互和服务互动。规范、安稳的网络通道是进步智能家居运用体会和规划开展的要害。
从整个职业来看，全屋智能商场尚处于布局初期，用户消费需求多以单品和轻套装为主。如图10所示，5G全屋智能旨在供给一套集智能照明、安防、影音、 门锁、窗布和家电操控等于一体的全体家居处理方案，不只要完结单品的智能操作，更要打破智能单品之间的壁垒，完结互联互通。凭借And-SIP轻量化操控协议可打破不同品牌和不同设备间的壁垒，一起供给个人信息安全防护和终端设备安全办理，让用户能够为所欲为地操控家中的智能设备，让日子更安全、更定心。
5G才智社区场景中，高智能的硬件衔接协作、海量的物联网设备高速运转和泛在的传感器快速感知，将遍及出现出多形状、多组网、多衔接和多运用等特色。以软件化赋能多形状终端供给电信级多媒体通讯，并整合可视对讲、门禁办理、智能感知、定位巡更、视频监控和消防检测等新一代信息技能运用，可构成全新的社区办理体系。
此外，除了单一设备运用，信息化联动和服务将越来越多地被用户承受。如依据抢先的生物辨认技能算法，智能门禁机可经过摄像头捕捉面部特征点，辨认访客身份，并将现场视频画面传输给主人，完结长途监控与预警告诉，如图11所示。还能够运用家庭已有智能终端（如智能电视、智能音箱、智能手机）与门禁、猫眼等外接设备联动，完结高清视频对和解一键开锁等功用。
物联网通讯技能首要触及终端、协议和传输等方面。终端方面，经过协同终端厂家推进职业规范规范一致，使得电信级的物联网通讯技能能遍及运用于物联网操作体系，完结码号分配和IMS终端互通等基本功用；在协议方面，积极探究音视频通讯信令操控与智能家居操控协议交融构成轻量化操控协议And-SIP，完结物联网终端的长途操控和互联互通，快速处理物联网终端多样化、操作体系碎片化和操控协议壁垒化等问题；在传输方面，运用分布式实时流媒体调度技能的优势，缩短流媒体传输时延，让用户享用及时安稳的服务。
面向智能物联网的通讯体系才能以规范接口对外敞开，构建支撑端到端通讯服务的才能中台。一是经过一致规范的接入规范，能快速赋能终端厂商，推进工业化进程；二是构建归纳纳管中心，供给终端接入、办理、操控等功用，处理终端多样化和互通壁垒化问题；三是才能中台经过事务接口，为对外事务服务渠道供给轻载化的技能支撑。
依据AIoTel体系和中心技能，面向智能家居等范畴立异智能对讲、家居联动和智能云播送等运用。
将电信级通讯赋能物联网终端，让智能音箱、智能电视、猫眼门铃、智能摄像头和智能门锁等各类物联网终端零门槛变身“电话”，一起交融语音辨认和手势辨认等AI技能，完结智能对讲全新体会。如猫眼门铃等物联网终端能够与智能音箱和VoLTE终端等音视频联动完结对讲。
全面推翻和替代传统城镇“大喇叭”式的播送，以智能音箱、双向喊话摄像头和机顶盒等智能设备为新的播送载体，支撑5G年代富媒体音讯发布、双向互动和精准播送等服务，可广泛运用于乡村、社区、厂矿和工业园等基层单位信息告诉，完结告诉到村、告诉到户、告诉到人。
运用5G音视频通讯技能晋级带有摄像头的智能物联网终端，供给长途看家功用。让智能音箱等智能设备在通电状态下替代一般监控摄像头实时监控家中情况，并支撑实时检查、实时对讲、反常报警和多设备联动等功用。
家居设备的智能联动将成为智能家居工业蓬勃开展背面重要的推手。经过软件界说通讯模组和轻量化操控协议大力进步设备间交互联动体会满意用户预期。如经过DTMF信令操控，用户可完结拨号盘按键开门和开灯等家居联动服务。
通讯技能的开展深入改变了人类与这个国际的衔接方法。回忆数次通讯技能的改造，从第一代蜂窝通讯体系的诞生到第五代移动通讯的商用推行，无一不为人类社会带来通讯方法和通讯东西的改造。
跟着5G、人工智能和物联网技能的开展，通讯业 务完结升维立异，逐渐向交互智能、终端多态和服务泛在的趋势演进。以智能音视频通讯为支点，能够撬动音箱、手表、门铃和门锁等多形状终端，添加亿级锚点承载和立异产品。教育、医疗、文明、艺术和科技等各种范畴的信息传递变得垂手而得，人与人、人与物的交流本钱将不断下降，真实完结交流无处不在。
