3G視頻技術在電視直播中的應用探析

伏啟陽

(齊齊哈爾電視臺錄制部，黑龍江齊齊哈爾 161000)

隨著廣電數字化改造的完成，越來越多的技術手段被引進到電視錄制和新聞直播中來，尤其是通訊技術手段，在國家大力貫徹“三網融合”后，3G通信技術得到大力發展，3G視頻傳輸和視頻直播已經逐步走進我們的生活。3G視頻技術是指利用3G通信技術及流媒體技術進行視頻直播，因融合了圖像、文字、聲音等豐富元素，聲形并茂，效果極佳，逐漸成為互聯網的主流表達方式。這種不僅可以“千里傳音”，還可以“千里傳影”的3G技術，正不斷嘗試創新，與視頻直播進行融合，形成新的傳播模式，使電視直播擺脫了重裝備、高投入的瓶頸，以低成本實現常態化運作。

1 電視直播及錄制的現狀

在電視節目直播和錄制過程中，通常采用衛星轉播車或者微波車來實現，同時還需配備專業的設備和技術人員。但衛星轉播和微波這兩種傳輸手段的缺點隨著其他技術的進步也不斷暴露出來。一是應用技術更新緩慢，逐漸失去了原有的技術優勢;二是因傳輸手段在直播過程中受到很大的限制，無法實現真正的突發實時直播。如衛星新聞采集需要一系列相關的準備工作，在使用前必須先申請信號和使用時間，這需要一個比較長的過程，且使用地點必須固定，而突發性新聞是不可預測、瞬間發生的，不僅地點不確定，時間更加具有隨機性，所以衛星轉播這種傳輸手段通常只適用于一些已經確定的活動，并不具備突發事件直播的能力。而微波傳輸雖然可以即時啟用，沒有時間的限制，但由于其受微波接收基站布局的限制，傳輸范圍有限，關注的范圍只能局限于微波基站可及的范圍，通常是城市中心區域內的直播，遠程直播受到很大的局限［1］。

2 3G視頻傳輸技術

隨著中國3G網絡的運營逐步完善，中國電信、中國移動、中國聯通已經在全國大部分地區實現3G網絡覆蓋。3G服務能夠同時傳送聲音及數據信息，速率一般在幾百Kbps以上。目前3G存在三種標準:WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA。WCDMA無線上網的下行速率理論峰值為14.4Mbps，上行速率的理論峰值為 5.6Mbps;CDMA2000 無線上網的下行速率理論峰值為3.1Mbps，上行速率理論峰值為1.8Mbps;TD－SCDMA無線上網卡的下行速率理論峰值為2.8Mbps，上行速率理論峰值為384Kbps。三種傳輸標準在理想狀態下完全可以實現視頻數據的無延遲傳輸。

在3G視頻傳輸的編碼方式上，H.264以其具有很高的數據壓縮比率這一優勢被廣泛采用。在同等圖像質量的條件下，H.264的壓縮比是 MPEG－2的2倍以上，是MPEG－4的1.5～2倍。舉個例子，原始文件的大小如果為100GB，采用MPEG－2壓縮標準壓縮后變成3.9GB，壓縮比為25∶1，而采用H.264壓縮標準壓縮后變為900MB，從100GB 到900MB，H.264 的壓縮比達到的102∶1。H.264與MPEG－2、MPEG－4 ASP等壓縮技術相比，H.264壓縮技術將大大節省用戶的下載時間和因數據流量產生的費用。尤其值得一提的是，H.264在具有高壓縮比的同時還擁有高質量流暢的圖像［2］。

電視直播主要是利用無線3G的上行通道，按照采用的H.264的編碼方式通道帶寬至少穩定的達到1.5Mbps，不然無法進行實時直播。3G視頻直播應用方案如圖1所示。從圖中可以看出，在進行直播采訪或新聞錄制過程中，只需配備帶3G功能的攝像機即可。攝像機的聲音和視頻通過3G網絡傳至無線通訊基站，電視臺與通訊基站間通過專用無線通道連接，保證數據可靠無損傳輸。

圖1 3G視頻直播應用方案Fig.1 3G live video applications

3 3G傳輸與傳統傳輸手段的比較

與傳統衛星傳輸相比，3G傳輸在移動直播、快捷和費用方面有著巨大的優勢。3G傳輸設備比較簡單，不需要昂貴的衛星上行設備和微波傳輸設備，相對微波傳輸，3G在覆蓋上有著優勢，只要有基站網絡的地方就能傳輸，可以實現單兵直播并可遠程監控、修改數據能力。衛星、微波及3G三種傳輸方式的對比如表1所示:

表1 衛星、微波及3G視頻傳輸對比Tab.1 Satellite，microwave and 3G video transmission contrast

從表1中的對比我們可以看出，3G直播使用的是已有的無線傳輸網絡，先期投入除購置具備3G功能的設備和軟件控制平臺外，只須交付給運營商寬帶流量使用費即可。整體投資大概在幾萬元左右，與上千萬元的電視轉播車和昂貴的衛星通信費用相比成本優勢十分明顯。另外，3G視頻傳輸受空間和時間的限制較小。3G本身是一種寬帶無線傳輸技術，只要具備3G無線傳輸功能的攝像機，在有手機信號的地方就可以進行音、視頻直播。它避免電視轉播車受到交通條件、電源保障、停車位置以及車位同攝像機直線長度受限的影響。3G無線傳輸是全時段的，與電視轉播車不同，電視轉播車在使用前必須提前申請衛星傳輸頻道，而3G傳輸只要在有手機傳輸信號的地方即可對事件現場進行實時信號回傳，實現直播。

雖然3G直播技術有很多衛星直播技術無法比擬的優勢，但仍然存在較大的局限性。3G直播的前提條件是需要有可靠穩定的3G網絡支持，由于我國3G網絡自身建設的問題，目前還不是十分成熟，雖然3G已經在國內大部分地區實現了覆蓋，但依然存在很多異常區域，因此在使用過程中可能產生如下問題:

1 )存在覆蓋盲點

由于基礎建設步伐的不斷加快，使得3G網絡的建設無法跟上，因此，3G信號的覆蓋盲點問題始終無法得到解決，常見的信號覆蓋盲點有電梯內、地下室和具有3G信號屏蔽的區域。

2 )信號弱、丟包率高

由于3G網絡受信號強度的限制，在信號覆蓋強度弱的地方或者周圍環境干擾嚴重的情況下，會出現信號弱、丟包率高的問題，3G網絡的正常使用會受到限制。

3 )用戶過多、帶寬受限

對于所有3G網絡而言，在每個基站覆蓋范圍內支持的用戶數是有限的，如果在該區域內同時入網的用戶超過了基站的承載數量，基站會自動采用帶寬限流技術，使得接入網絡的用戶可以保證鏈接，但同時犧牲每位接入用戶的網絡帶寬流量。

4 小結

隨著我國現代化建設的不斷進步，我們正處在一個信息全球化的時代，在3G網絡迅速推廣應用的同時，4G技術也正在悄然醞釀中［3］。3G視頻技術目前在使用中雖然存在一些問題，但許多制造商和廠家針對各種問題已有比較有效的解決手段。無線技術的電視直播技術發展已經成為必然，該技術的發展將成為電視節目的錄制、采集和傳播的強有力的手段，將揭開電視直播無線化的新篇章。

［1］何向暉，范曉琳.地面數字電視傳輸技術在電視直播中的應用［J］.電視工程，2008，(1):3l－33.

［2］李艷.淺析3G網絡技術［J］.中國教育與社會科學，2009，(7):113－114.

［3］鄒正義，徐惠鋼.現代無線通信技術［M］.北京:高等教育出版杜，2008.