基于移动通信网络的无线音频传输技术原理及其应用

基于移动通信网络的无线音频传输技术原理及其应用

梁健壮

(佛山人民广播电台 广东 佛山 528000)

摘 要: 广播电台的异地直播活动,传统上的做法有微波、光纤、电话传输器、基于互联网等将现场信号传输到直播室。目前,应用于基于蜂窝移动通信网络TD-SCDMA技术的3G无线网络的移动数字多媒体广播技术,使异地直播活动更方便和灵活,成为一种低廉的无线音频传输方法。

关键词: 无线音频传输;移动直播;TD-SCDMA;TD-MBMS

中图分类号:TN 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0320128-02

1 传统广播的户外直播活动音频传输方式及其缺陷

随着科学技术的进步,信息媒体的多样化发展,听众已经不再满足电台只是局限在直播室内做节目了。所以电台的节目形式经常要走出去,远距离的户外直播活动甚至车载移动直播活动,更多更频繁了。对于异地音频传输,由于传输技术、设备或现场条件的制约,声音质量往往难以保证。如何快速简便构建异地的音频传输平台,从而满足电台广播需要是我们需要解决的问题。

传统上主要有以下几种异地音频传输方法:

光纤传输传输容量大,信号质量高、稳定安全,并且对于佛山这样发达地区来说,光纤网络密布,找点并不难。但由于直播地点的不确定性,并且经过第三方(例如电信或有线电视网络)来对光纤链路的跳接以及管理,调试需要花费相当时间来完成而且租用费用昂贵,所以难以达到快速布点及有效保障。

微波传输可省去布线及线缆维护费用,可动态实时传输广播信号,是解决几公里甚至几十公里不易布线场地户外直播很好方式。但存在缺点:受外界电磁干扰;微波信号为直线传输,中间不能有山体、建筑物遮挡,对于高楼林立的佛山,应用范围较窄。受天气影响较为严重,尤其是雨天气会有严重雨衰。

电话线路编码传输,就是利用城市及乡村里相当普及的有线电话网络点对点地进行音频信号传输,具有经济、高效的优点。早在2000年,我台就开始使用MUSICAM、和COMREX两套电话传输设备进行异地户外直播活动的信号传输。但也存在设备价格比较昂贵,实际应用中两台设备连接速率在24kbps以上时容易掉线,影响节目的传输质量。

基于互联网的音频IP编码技术传输信号[1]。通过宽带路由器,采用2M至4M宽带ADSL接入方式,可以达到128kbps mp3声音质量。2010年元旦开始,我台首次应用法国Digigram公司的PYKO音频IP编码设备,进行异地户外直播活动信号传输。但此种方式同样不能抛开第三方(电信公司)的ADSL报装宽带线路,对于临时搭建的户外直播带来不便。

以上三种传输方式都不能用在车载无线移动直播活动中,大大制约了移动直播活动的举行。

2 基于移动通信网络的无线音频传输的原理

基于移动通信网络TD-SCDMA的无线音频传输技术,其实就是基于移动网络的数字多媒体广播(TD-MBMS)关键技术。TD-MBMS技术是在现有TD-SCDMA系统上,对原有消息类广播功能进行增强,提供点到多点单向多媒体服务的技术,实现信号无线传输。

2.1 总体架构方案

TD-MBMS应用的实现分为承载平面和业务平面。TD-MBMS承载平面基于3G分组网络提供广播业务的基础网络承载能力,其实现和终端(UE)、无线接入网(RAN)以及核心网(CN)相关;业务平面提供的是上层的业务应用功能,由UE应用层和网络业务平台(广播业务中心,BM-SC)端到端配合实现。TD-MBMS网络总体架构如图1所示[2]。

BM-SC(广播组播业务中心),对已有的分组域功能实体如SGSN(Serving GPRS支持节点)、GGSN(Gateway GPRS支持节点)、RNC(无线网控制)和UE(用户终端)等增加TD-MBMS功能,并定义了新的逻辑信道(MTCH/MCCH等)来实现空口资源的共享。内容提供商提供内容,经过BM-SC将多媒体内容传输给3G核心网,通过SGSN的接口转发接入网络,最后通过基站的空中接口发送给UE,完成多媒体内容的广播。

2.2 同时隙网(UTN)组网方式

UTN技术需要所有相邻基站同步发射相同的无线信号,如图2所示。在UTN模式下,UE可以将来自不同基站的信号视为多径信号。可见,UTN大大提高了频谱利用率。

图2 同一频率下的同时隙组网方式

该方式可以全网采用UTN进行组网,也可以在部分区域采用UTN组网。同一频率的UTN组网(如图3所示),在不同地域(非相邻地域)此频率可以进行重用,组成另外一个区域化的UTN。

图3 区域化UTN组网的频率资源重用

2.3 信源压缩系统

信源压缩部分接收音视频源的数据,经过压缩编码处理输出到复用部分[3]。信源压缩系统具备音视频预处理、视频压缩、音频压缩、RTP封装等功能。信源视频、音频压缩编码标准选用为:视频压缩编码采用AVS标准、H.264标准,音频压缩编码采用DRA标准、AAC标准。

3 佛山电台基于移动通信网络的音频传输的应用情况

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图1 TD-MBMS系统网络架构示意图

佛山电台一直在实际应用尝试将无线移动音频传输的应用到移动直播

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