3G视频技术在电视直播中的应用探析

伏启阳

(齐齐哈尔电视台录制部，黑龙江齐齐哈尔 161000)

随着广电数字化改造的完成，越来越多的技术手段被引进到电视录制和新闻直播中来，尤其是通讯技术手段，在国家大力贯彻“三网融合”后，3G通信技术得到大力发展，3G视频传输和视频直播已经逐步走进我们的生活。3G视频技术是指利用3G通信技术及流媒体技术进行视频直播，因融合了图像、文字、声音等丰富元素，声形并茂，效果极佳，逐渐成为互联网的主流表达方式。这种不仅可以“千里传音”，还可以“千里传影”的3G技术，正不断尝试创新，与视频直播进行融合，形成新的传播模式，使电视直播摆脱了重装备、高投入的瓶颈，以低成本实现常态化运作。

1 电视直播及录制的现状

在电视节目直播和录制过程中，通常采用卫星转播车或者微波车来实现，同时还需配备专业的设备和技术人员。但卫星转播和微波这两种传输手段的缺点随着其他技术的进步也不断暴露出来。一是应用技术更新缓慢，逐渐失去了原有的技术优势;二是因传输手段在直播过程中受到很大的限制，无法实现真正的突发实时直播。如卫星新闻采集需要一系列相关的准备工作，在使用前必须先申请信号和使用时间，这需要一个比较长的过程，且使用地点必须固定，而突发性新闻是不可预测、瞬间发生的，不仅地点不确定，时间更加具有随机性，所以卫星转播这种传输手段通常只适用于一些已经确定的活动，并不具备突发事件直播的能力。而微波传输虽然可以即时启用，没有时间的限制，但由于其受微波接收基站布局的限制，传输范围有限，关注的范围只能局限于微波基站可及的范围，通常是城市中心区域内的直播，远程直播受到很大的局限［1］。

2 3G视频传输技术

随着中国3G网络的运营逐步完善，中国电信、中国移动、中国联通已经在全国大部分地区实现3G网络覆盖。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百Kbps以上。目前3G存在三种标准:WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA。WCDMA无线上网的下行速率理论峰值为14.4Mbps，上行速率的理论峰值为 5.6Mbps;CDMA2000 无线上网的下行速率理论峰值为3.1Mbps，上行速率理论峰值为1.8Mbps;TD－SCDMA无线上网卡的下行速率理论峰值为2.8Mbps，上行速率理论峰值为384Kbps。三种传输标准在理想状态下完全可以实现视频数据的无延迟传输。

在3G视频传输的编码方式上，H.264以其具有很高的数据压缩比率这一优势被广泛采用。在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是 MPEG－2的2倍以上，是MPEG－4的1.5～2倍。举个例子，原始文件的大小如果为100GB，采用MPEG－2压缩标准压缩后变成3.9GB，压缩比为25∶1，而采用H.264压缩标准压缩后变为900MB，从100GB 到900MB，H.264 的压缩比达到的102∶1。H.264与MPEG－2、MPEG－4 ASP等压缩技术相比，H.264压缩技术将大大节省用户的下载时间和因数据流量产生的费用。尤其值得一提的是，H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像［2］。

电视直播主要是利用无线3G的上行通道，按照采用的H.264的编码方式通道带宽至少稳定的达到1.5Mbps，不然无法进行实时直播。3G视频直播应用方案如图1所示。从图中可以看出，在进行直播采访或新闻录制过程中，只需配备带3G功能的摄像机即可。摄像机的声音和视频通过3G网络传至无线通讯基站，电视台与通讯基站间通过专用无线通道连接，保证数据可靠无损传输。

图1 3G视频直播应用方案Fig.1 3G live video applications

3 3G传输与传统传输手段的比较

与传统卫星传输相比，3G传输在移动直播、快捷和费用方面有着巨大的优势。3G传输设备比较简单，不需要昂贵的卫星上行设备和微波传输设备，相对微波传输，3G在覆盖上有着优势，只要有基站网络的地方就能传输，可以实现单兵直播并可远程监控、修改数据能力。卫星、微波及3G三种传输方式的对比如表1所示:

表1 卫星、微波及3G视频传输对比Tab.1 Satellite，microwave and 3G video transmission contrast

从表1中的对比我们可以看出，3G直播使用的是已有的无线传输网络，先期投入除购置具备3G功能的设备和软件控制平台外，只须交付给运营商宽带流量使用费即可。整体投资大概在几万元左右，与上千万元的电视转播车和昂贵的卫星通信费用相比成本优势十分明显。另外，3G视频传输受空间和时间的限制较小。3G本身是一种宽带无线传输技术，只要具备3G无线传输功能的摄像机，在有手机信号的地方就可以进行音、视频直播。它避免电视转播车受到交通条件、电源保障、停车位置以及车位同摄像机直线长度受限的影响。3G无线传输是全时段的，与电视转播车不同，电视转播车在使用前必须提前申请卫星传输频道，而3G传输只要在有手机传输信号的地方即可对事件现场进行实时信号回传，实现直播。

虽然3G直播技术有很多卫星直播技术无法比拟的优势，但仍然存在较大的局限性。3G直播的前提条件是需要有可靠稳定的3G网络支持，由于我国3G网络自身建设的问题，目前还不是十分成熟，虽然3G已经在国内大部分地区实现了覆盖，但依然存在很多异常区域，因此在使用过程中可能产生如下问题:

1 )存在覆盖盲点

由于基础建设步伐的不断加快，使得3G网络的建设无法跟上，因此，3G信号的覆盖盲点问题始终无法得到解决，常见的信号覆盖盲点有电梯内、地下室和具有3G信号屏蔽的区域。

2 )信号弱、丢包率高

由于3G网络受信号强度的限制，在信号覆盖强度弱的地方或者周围环境干扰严重的情况下，会出现信号弱、丢包率高的问题，3G网络的正常使用会受到限制。

3 )用户过多、带宽受限

对于所有3G网络而言，在每个基站覆盖范围内支持的用户数是有限的，如果在该区域内同时入网的用户超过了基站的承载数量，基站会自动采用带宽限流技术，使得接入网络的用户可以保证链接，但同时牺牲每位接入用户的网络带宽流量。

4 小结

随着我国现代化建设的不断进步，我们正处在一个信息全球化的时代，在3G网络迅速推广应用的同时，4G技术也正在悄然酝酿中［3］。3G视频技术目前在使用中虽然存在一些问题，但许多制造商和厂家针对各种问题已有比较有效的解决手段。无线技术的电视直播技术发展已经成为必然，该技术的发展将成为电视节目的录制、采集和传播的强有力的手段，将揭开电视直播无线化的新篇章。

［1］何向晖，范晓琳.地面数字电视传输技术在电视直播中的应用［J］.电视工程，2008，(1):3l－33.

［2］李艳.浅析3G网络技术［J］.中国教育与社会科学，2009，(7):113－114.

［3］邹正义，徐惠钢.现代无线通信技术［M］.北京:高等教育出版杜，2008.