3G視頻技術(shù)在電視直播中的應(yīng)用探析

伏啟陽(yáng)

(齊齊哈爾電視臺(tái)錄制部，黑龍江齊齊哈爾 161000)

隨著廣電數(shù)字化改造的完成，越來(lái)越多的技術(shù)手段被引進(jìn)到電視錄制和新聞直播中來(lái)，尤其是通訊技術(shù)手段，在國(guó)家大力貫徹“三網(wǎng)融合”后，3G通信技術(shù)得到大力發(fā)展，3G視頻傳輸和視頻直播已經(jīng)逐步走進(jìn)我們的生活。3G視頻技術(shù)是指利用3G通信技術(shù)及流媒體技術(shù)進(jìn)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(lián)網(wǎng)的主流表達(dá)方式。這種不僅可以“千里傳音”，還可以“千里傳影”的3G技術(shù)，正不斷嘗試創(chuàng)新，與視頻直播進(jìn)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(shí)現(xiàn)常態(tài)化運(yùn)作。

1 電視直播及錄制的現(xiàn)狀

在電視節(jié)目直播和錄制過(guò)程中，通常采用衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車或者微波車來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還需配備專業(yè)的設(shè)備和技術(shù)人員。但衛(wèi)星轉(zhuǎn)播和微波這兩種傳輸手段的缺點(diǎn)隨著其他技術(shù)的進(jìn)步也不斷暴露出來(lái)。一是應(yīng)用技術(shù)更新緩慢，逐漸失去了原有的技術(shù)優(yōu)勢(shì);二是因傳輸手段在直播過(guò)程中受到很大的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的突發(fā)實(shí)時(shí)直播。如衛(wèi)星新聞采集需要一系列相關(guān)的準(zhǔn)備工作，在使用前必須先申請(qǐng)信號(hào)和使用時(shí)間，這需要一個(gè)比較長(zhǎng)的過(guò)程，且使用地點(diǎn)必須固定，而突發(fā)性新聞是不可預(yù)測(cè)、瞬間發(fā)生的，不僅地點(diǎn)不確定，時(shí)間更加具有隨機(jī)性，所以衛(wèi)星轉(zhuǎn)播這種傳輸手段通常只適用于一些已經(jīng)確定的活動(dòng)，并不具備突發(fā)事件直播的能力。而微波傳輸雖然可以即時(shí)啟用，沒(méi)有時(shí)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(guān)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(qū)域內(nèi)的直播，遠(yuǎn)程直播受到很大的局限［1］。

2 3G視頻傳輸技術(shù)

隨著中國(guó)3G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)逐步完善，中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通已經(jīng)在全國(guó)大部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百Kbps以上。目前3G存在三種標(biāo)準(zhǔn):WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA。WCDMA無(wú)線上網(wǎng)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(wú)線上網(wǎng)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(wú)線上網(wǎng)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(biāo)準(zhǔn)在理想狀態(tài)下完全可以實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的無(wú)延遲傳輸。

在3G視頻傳輸?shù)木幋a方式上，H.264以其具有很高的數(shù)據(jù)壓縮比率這一優(yōu)勢(shì)被廣泛采用。在同等圖像質(zhì)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(gè)例子，原始文件的大小如果為100GB，采用MPEG－2壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮后變成3.9GB，壓縮比為25∶1，而采用H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮后變?yōu)?00MB，從100GB 到900MB，H.264 的壓縮比達(dá)到的102∶1。H.264與MPEG－2、MPEG－4 ASP等壓縮技術(shù)相比，H.264壓縮技術(shù)將大大節(jié)省用戶的下載時(shí)間和因數(shù)據(jù)流量產(chǎn)生的費(fèi)用。尤其值得一提的是，H.264在具有高壓縮比的同時(shí)還擁有高質(zhì)量流暢的圖像［2］。

電視直播主要是利用無(wú)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(wěn)定的達(dá)到1.5Mbps，不然無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)直播。3G視頻直播應(yīng)用方案如圖1所示。從圖中可以看出，在進(jìn)行直播采訪或新聞錄制過(guò)程中，只需配備帶3G功能的攝像機(jī)即可。攝像機(jī)的聲音和視頻通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳至無(wú)線通訊基站，電視臺(tái)與通訊基站間通過(guò)專用無(wú)線通道連接，保證數(shù)據(jù)可靠無(wú)損傳輸。

圖1 3G視頻直播應(yīng)用方案Fig.1 3G live video applications

3 3G傳輸與傳統(tǒng)傳輸手段的比較

與傳統(tǒng)衛(wèi)星傳輸相比，3G傳輸在移動(dòng)直播、快捷和費(fèi)用方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)。3G傳輸設(shè)備比較簡(jiǎn)單，不需要昂貴的衛(wèi)星上行設(shè)備和微波傳輸設(shè)備，相對(duì)微波傳輸，3G在覆蓋上有著優(yōu)勢(shì)，只要有基站網(wǎng)絡(luò)的地方就能傳輸，可以實(shí)現(xiàn)單兵直播并可遠(yuǎn)程監(jiān)控、修改數(shù)據(jù)能力。衛(wèi)星、微波及3G三種傳輸方式的對(duì)比如表1所示:

表1 衛(wèi)星、微波及3G視頻傳輸對(duì)比Tab.1 Satellite，microwave and 3G video transmission contrast

從表1中的對(duì)比我們可以看出，3G直播使用的是已有的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，先期投入除購(gòu)置具備3G功能的設(shè)備和軟件控制平臺(tái)外，只須交付給運(yùn)營(yíng)商寬帶流量使用費(fèi)即可。整體投資大概在幾萬(wàn)元左右，與上千萬(wàn)元的電視轉(zhuǎn)播車和昂貴的衛(wèi)星通信費(fèi)用相比成本優(yōu)勢(shì)十分明顯。另外，3G視頻傳輸受空間和時(shí)間的限制較小。3G本身是一種寬帶無(wú)線傳輸技術(shù)，只要具備3G無(wú)線傳輸功能的攝像機(jī)，在有手機(jī)信號(hào)的地方就可以進(jìn)行音、視頻直播。它避免電視轉(zhuǎn)播車受到交通條件、電源保障、停車位置以及車位同攝像機(jī)直線長(zhǎng)度受限的影響。3G無(wú)線傳輸是全時(shí)段的，與電視轉(zhuǎn)播車不同，電視轉(zhuǎn)播車在使用前必須提前申請(qǐng)衛(wèi)星傳輸頻道，而3G傳輸只要在有手機(jī)傳輸信號(hào)的地方即可對(duì)事件現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)回傳，實(shí)現(xiàn)直播。

雖然3G直播技術(shù)有很多衛(wèi)星直播技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，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(wěn)定的3G網(wǎng)絡(luò)支持，由于我國(guó)3G網(wǎng)絡(luò)自身建設(shè)的問(wèn)題，目前還不是十分成熟，雖然3G已經(jīng)在國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)了覆蓋，但依然存在很多異常區(qū)域，因此在使用過(guò)程中可能產(chǎn)生如下問(wèn)題:

1 )存在覆蓋盲點(diǎn)

由于基礎(chǔ)建設(shè)步伐的不斷加快，使得3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)無(wú)法跟上，因此，3G信號(hào)的覆蓋盲點(diǎn)問(wèn)題始終無(wú)法得到解決，常見的信號(hào)覆蓋盲點(diǎn)有電梯內(nèi)、地下室和具有3G信號(hào)屏蔽的區(qū)域。

2 )信號(hào)弱、丟包率高

由于3G網(wǎng)絡(luò)受信號(hào)強(qiáng)度的限制，在信號(hào)覆蓋強(qiáng)度弱的地方或者周圍環(huán)境干擾嚴(yán)重的情況下，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)弱、丟包率高的問(wèn)題，3G網(wǎng)絡(luò)的正常使用會(huì)受到限制。

3 )用戶過(guò)多、帶寬受限

對(duì)于所有3G網(wǎng)絡(luò)而言，在每個(gè)基站覆蓋范圍內(nèi)支持的用戶數(shù)是有限的，如果在該區(qū)域內(nèi)同時(shí)入網(wǎng)的用戶超過(guò)了基站的承載數(shù)量，基站會(huì)自動(dòng)采用帶寬限流技術(shù)，使得接入網(wǎng)絡(luò)的用戶可以保證鏈接，但同時(shí)犧牲每位接入用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬流量。

4 小結(jié)

隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的不斷進(jìn)步，我們正處在一個(gè)信息全球化的時(shí)代，在3G網(wǎng)絡(luò)迅速推廣應(yīng)用的同時(shí)，4G技術(shù)也正在悄然醞釀中［3］。3G視頻技術(shù)目前在使用中雖然存在一些問(wèn)題，但許多制造商和廠家針對(duì)各種問(wèn)題已有比較有效的解決手段。無(wú)線技術(shù)的電視直播技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為必然，該技術(shù)的發(fā)展將成為電視節(jié)目的錄制、采集和傳播的強(qiáng)有力的手段，將揭開電視直播無(wú)線化的新篇章。

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

［2］李艷.淺析3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)［J］.中國(guó)教育與社會(huì)科學(xué)，2009，(7):113－114.

［3］鄒正義，徐惠鋼.現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)［M］.北京:高等教育出版杜，2008.