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一种基于4G传输技术的高清电视直播系统的研究与设计.docx


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一种基于4G传输技术的高清电视直播系统的研究与设计
【摘要】在各种类型的高清电视节目中,观众很关注的新闻节目目前还很少高清化,特别是突发事件现场高清直播。本系统以4G传输技术为手段对传统高清电视节目进行传输,可以让用户行随时随地的实况直播高清电视,为专业与业余用户提供较好性价比和灵活性的高清视频传输手段。由于4G比起其它传输手段有很大的提升,特别是与3G相比,在传输带宽、稳定性方面都有很大改进,再加上本系统采用的自适应、多卡多模绑定、负载平衡、智能天线等关键技术,使系统的性能有很大的改善。
【关键词】高清电视 4G LTE 直播
即时高清电视直播需求迫切
近几年,国家广电总多次发文促进高清电视的发展。目前全国共有十多个电视台开通高清频道,而且越来越多的电视台加入到高清阵营里来。高清频道目前面临的最大问题就是缺乏高清内容,特别是高清的直播新闻节目。传统的新闻直播常会使用微波、光纤、卫星、3G等各种技术手段。这些技术都或多或少存在一些问题,微波、光纤、卫星传输技术稳定可靠,带宽大,但成本高,使用麻烦;3G传输技术虽然方便,但带宽小、不稳定,表1是本系统与卫星直播的比较。随着国内外4G传输技术的快速发展,该项技术逐步被使用到了电视直播中,如去年上海世博会与刚刚闭幕的深圳大运会上,***就成功应用TD-LTE技术对高清视频进行了传输。本文结合实际应用研究并设计了一种基于4G传输技术的高清电视直播系统。
比较项目
4G直播
卫星直播
成本
几十万(最小系统)
几百万
便携性
很好
不好
回显画质
很好
很好
终端
支持手机、摄像机
不支持手机
维护
简单、易学
复杂
易用性
使用不受地点、时间限制只要有手机信号的地方,就可以随时随地传输信号,极大提高了直播的灵活性。3G直播系统结构简单,操作方便。
受地理等因素限制。一般的卫星直播或微波直播,都需要大量的专业设备,并且需要配备技术人员。
现场影响
现场端的信号强弱会影响到传输效果,而且同一个基站下使用手机的人数越多,越会影响到上行带宽。可以使用技术手段尽量避免上述影响
给定的带宽。
其他
记者可随身携带,随时随地进行报道
需要申请资源,不适用于对突发新闻的报道
表1 4G与卫星直播的比较
基于4G传输技术的高清电视直播的可行性分析
与现有的3G直播系统相比,要实现基于4G传输技术的高清电视直播,关键在传输带宽及质量保证。下面就从4G网络的概念、关键技术来及几种4G标准的比较阐述可行性。
4G网络的概念
第四代移动通信技术(4G) 也称为广带接入和分布网络。对高速移动用户具有超过2Mb/s 的非对称数据传输能力,对低速移动用户能提供150Mb/s 的高质量的影像服务,并实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)。[1] 4G 是集多种无线技术和无线LAN 系统为一体的综合系统,也是宽带IP 接入系统。在这个系统上,移动用户可以实现全球无缝漫游,享用更多的服务,可以通过智能服务向导,轻轻松松地在服务空间畅游。第四代移动通信系是以用户为中心的移动通信系统。
4G的关键技术
4G的关键技术主要包括:OFDM(正交频分复用)、AMC(自适应编码调制)、切换技术
、SDR(软件无线电)、SA/IA(智能天线,原名为自适应天线阵列AAA)、MIMO(多入多出)、MIMO- OFDM 、IPv6(下一代的互联网协议)、移动定位技术。[2]这些关键技术使得4G不仅具有频谱利用率高、抗码间串扰能力强、传输速率高,还具有增加信息传输可靠性和抗噪声、高质量高可靠移动、便捷的“软”控“硬”、减少空间电磁污染和降低移动用户间信号相互干扰、提高空间分集增益和增大无线系统覆盖范围等功能。
几种4G标准的比较
目前国际电信联盟纳入到4G标准主要有:WiMax、HSPA+和LTE等。这几种标准的演进路线如下图。从图中可以看出,按照中国目前三大电信运营商所采用的3G标准来演进,都会演进成为LTE标准(中国联通可以先演进到HSPA+)。但也不排除将来会引进WiMAX标准的可能。
图1 4G标准的演进图

这三种标准的无线技术方式、商用时间比较如下:
比较项目

LTE
HSPA
WiMAX
HSDPA
HSUPA
无线方式
OFDM
CDMA
OFDM
技术
OFDMA/SC-FDMA、多入多出天线处理(MIMO)
自适应编码调制(AMC)、H-ARQ、快速蜂窝选择(FCS)、空时编码技术(STC)、MIMO
OFDMA, MIMO
商用时间
2009~2010
2005/12
2007~2008
2007~20

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