基于4G网络的无线视频回传系统浅析

李修稳

睢宁县融媒体中心 江苏省 徐州市221200

1 引言

对于无线视频回传系统来说，稳定性第一位。其次，同演播室的直播系统一样，除了要保证音视频质量外，还要考虑其便携性和可操作性。基于4G网络技术的多路高清视频回传系统，很好地满足了这几个条件，是目前现场直播信号回传的一种重要方式。

2 系统概述

2.1 原理框图

基于LU200和LTE4G技术的多路高清无线视频回传系统，其原理框图如图1所示。

图1 系统原理框图

信号采集端的高清摄像机将采集到的音视频信号通过SDI信号线送到视频发射终端进行视音频编码后，对IP数据流进行编码、调试、放大，最后通过发射天线将信号送至无线视频传输基站；无线视频传输基站一方面实现接收多路无线视频信号，将其还原成多路的IP数据流的功能；另一方面实现对多个视频发射终端的管理和协调。IP数据流经过视音频解码器还原出多路的SDI信号给到导播切换台。［1］

2.2 系统架构

LiveU视频上传设备连接摄像机，设备中的调制解调器在现场通过Internet网络进行流传输。LiveU服务器通过谷歌、火狐、IE等浏览器访问LiveU Central管理平台来管理频道和LU前端设备，扮演着多媒体中心服务器（MMH）的角色。多媒体中心服务器（MMH）包含多个实例（Instance），每个实例接收并重组从直播回传设备传来的原始信号包，然后把重组好的信号包发送到指定的目的地址。［2］LiveU网络服务器连接LiveU的数据库，一方面用于验证用户是否合法且有权限去管理和控制LiveU设备，另一方面通过安全链接链接到LU2000服务器，访问MMH上的视频流。

3 系统的基本配置

3.1 LiveU Central网络服务器

LiveU Central是一种通过网页浏览器去远程管理和控制直播设备和频道的管理平台。主要功能包括：对设备和频道状态进行远程的监看和管理；浏览、播放直播设备保存在服务器端的视频文件；对组内用户、设备、频道、CDN等进行配置和管理；通过LUC对设备进行重启；对4G、WIFI和网线等网络连接进行激活和禁用操作；预览、监看和切换输入源并输出上传系统，提升日常操作的灵活性。

LiveU Central的主要配置如表l所示。

图2 无线传输系统架构

3.2 LiveU的基本配置

系统前端设备为LiveU公司的一款基于4G通信技术的非常高效且易用的视频直播设备LU200。该设备精致小巧，性能卓越，整机重量仅为500g，便携带非常方便，可在任何有移动网络的场合进行视频回传。同时，LU200支持本地或远程控制，可以灵活的配置视频传输的功能。LU200设备提供了4G模块、WiFi模块、有线网络LAN三种网络连接方式。其中4G模块和WiFi模块的天线是LiveU公司独有的，并且经过长时间测试。较普通的USBModem方式能够获得更好的信号质量。LU200除了能够安装于摄像机上，还提供了专业的腰包，可随身携带。

在设备使用方面，当LU200连接上摄像机并开机后，在有SDI信号输入情况下，LU200设备主界面会显示如下菜单。

（1）Ready：表明设备在线，与LiveU Central建立了连接，而且没有进行直播。如果设备处于Ready状态，可以看到连接摄像机的分辨率和传输延时。

表1 服务器主要配置

（2）Live：当前设备正在通过通道进行直播。如果设备处于直播状态，当前直播流传输带宽将会显示。

（3）Store&Forward：存储转发功能实现把存储在本机自带的SD卡上的视频数据通过网络上传高画质的视频到接受服务器。

（4）Offline：设备不在线或者没连网。

（5）Channel：显示当前所选频道。

3.3 LU2000多通道视频接收解码器

LU2000为多通道视频接收解码器，LU200终端设备通过这个视频接收/分发平台来进行视频处理。作为现场采集的一个重要组成部件，它不单单是一个简单的视频接收端，还具备RTMP视频流、UDP视频流分发，以及互联网多点分发的传输功能。可以接收来自任何LiveU采集设备的视频信号，凭借其多媒体处理软件MMH，LU2000不仅可以传输高质量的HD-SDI信号，还可以实现跨地域的多点共享分发和点对点分发功能。同时，每一台LU2000设备可以提供最大14路LiveU接收通道，同时为用户提供SDI信号输出，以及适应新媒体技术的直播码流输出及文件接收存储功能。

4 系统应用

在睢宁县人社局“保保”上线系列活动特别直播中，每周进行一期异地多机位视频回传连线直播，连续使用多期。另外，在大型活动中，如2020年“魅力江苏，最美体育”骑乐无穷山地自行车赛、睢宁县“文明城市创建你我同行”、2020年首届“睢宁古黄河金秋文化旅游节”开幕式等直播中，也经常使用基于4G网络的无线视频回传系统。通过使用该系统，记者可以直接将现场画面传送到导播间，穿插在直播活动中，增加了新媒体直播的多样性。

5 目前存在的问题

对无线视频传输系统影响比较大的是传输网络信号强度问题。在实际应用中，LiveU设备直播状态信息状态下，4G单张卡流量在8Mbps左右，完全能够满足传输高清信号传输要求。但受4G基站分配的移动数据资源限制，直播现场一旦出现人员较为集中、接入移动终端变多时，每个移动终端分配到的数据流量会降低，回传的高清视频信号会出现画面定帧、花屏等情况［3］。另外，虽然目前大部分乡镇4G网络信号已经覆盖，但是4G网络的信号强度还不够理想，部分区域4G信号的覆盖存在盲区，不能够完全满足4G网络直播的需求。

结语

基于4G通信技术的视频回传系统实现了多路高清直播视频信号的无线传输，系统具有搭建快、调试方便、运行成本低等特点，满足新媒体对新技术的要求。同时，该系统的应用使得县级媒体直播方式更加多样化，表现形式更加丰富多彩，为观众带来了时效性更好的视听节目，进一步提升了县级融媒体的综合实力和影响力，具有很好的应用前景。