手机电视直播方案直播技术解决方案.doc

手机电视直播方案直播技术解决方案

手机视频直播平台系统方案

江苏宏创信息科技有限公司
.6
目录
目录 2
1 背景需求分析 4
2 技术介绍 5
2.1 概述 5
2.2 功能 6
2.3 接口 7
2.3.1 外部接口 8
2.3.1.1 X1 --- CS方式下手机与视频网关的接口 8
2.3.1.2 X2 --- LME 至电视采编系统 8
2.3.1.3 X3 --- PS方式手机至MME 9
2.3.1.4 X4 ---- LME视频流方式输出 9
2.3.2 内部接口 9
2.3.2.1 I1 --- 视频网关到MME 9
2.3.2.2 I2 --- LME至视频网关 10
2.3.2.3 I3 --- 多个MME服务器间接口 10
2.3.2.4 I4 --- MME和LME之间接口 10
2.3.2.5 I5 --- MME和MMT的接口 10
2.3.2.6 I6 --- MMT和LME的接口 11
3 系统架构 12
3.1 MME 媒体管理引擎 12
3.1.1 SIP 终端（SIP Client） 12
3.1.2 视频存储 （Video Storage） 12
3.1.3 VoD服务器 （VoD Server） 13
3.1.4 SOAP服务器 （SOAP Server） 13
3.1.5 TCP 捕捉器 （TCP Capture） 13
3.1.6 SQL 数据库 13
3.1.7 RTP管理器 （RTP Manager） 13
3.2 MMT 媒体管理工具 13
3.2.1 直播模式 13
3.2.2 点播模式 14
3.3 LME 实时媒体编码 14
3.3.1 SDI输出 14
3.3.2 H.263输出 14
3.3.3 WMV输出 14
3.3.4 桌面输出 （Desktop Output） 14
3.3.5 交互对话 （SDI Retour） 14
3.3.6 RTP管理器RTP Manager 15
3.4 手机终端 Mobile Client 15
4 方案设计 16
4.1 系统结构 16
4.2 网络需求 16
4.3 应用实现 17

1 背景需求分析
传统的电视台要拍摄视频节目，都要有记者和摄影师结伴而行，扛着专业的摄像机，开车到预先计划的地点采访拍摄，采访完毕后再返回电视台，取出录像带进行后期制作然后播出。节目的采访需要专业设备，成本高，不便携带，而且采访报道组人员多，目标大，特别是面对一些突发事件也不能满足实时报道的需求。而要做到现场实时报道，也多是用于体育赛事等重大活动，需要动用昂贵的卫星转播车，租用卫星电路，所需资源过于庞大，不适合日常工作。
能不能有一种设备，让记者们能够随身携带，像手机一样，走到哪里就拍到哪里呢？有，现在的数码相机能够做得非常轻便，能够拍照，能够摄像，而且科技的进步让图像的清晰度越来越高，而一些手机的照相、摄像功能也毫不逊色于数码相机。
可是怎么能把拍摄到的图像随时随地传到电视台进行现场实时报道呢？找个网吧，把视频文件压缩后经过互联网发回去？可是网吧并不是无处不在的；用2G移动通信网，手机有GPRS，能够传文件，可是太慢啦，一分钟的视频估计半个小时也传不完。现在好啦，中国有了3G移动通信网，各电信运营商都在加紧建设，速度比原来能够快几十、上百倍，我们能够用手机边拍摄、边上传，这样记者们就能够随时随地进行采访拍摄，而且实时地把现场情况回传到电视台。如中国联通采用的WCDMA技术，主流的HSPA系统现在能够支持下行21Mbps，上行5.8Mbps（版本6）。
有了3G网络，手机能够实时拍摄，实时传送，可是如何才能把上传到电视台的图像合理地发送到直播节目中呢？这就需要电视台有一个业务控制平台，对手机传上来的视频进行审核，导播人员根据需要再选取其中的内容插入到直播节目中，同时系统要具备输出各种格式视频的能力。
宏创科技的手机视频直播解决方案，基于宽带无线网络技术，面向电视媒体应用，为随时随地采访提供了可能

电视台业务的发展需求使得需要一种能够让记者随身携带，随时随地进行视音频报道的采访工具，根据需要能够选择对报道的内容以直播或者录播的形式在电视上是发布现场视频。
2 技术介绍
2.1 概述
系统能够划分为4个组成部分：

• 视频采集：媒体管理引擎Media Management Engine (MME)
负责采集远程手机终端的直播回传视频并存储。
• 导播管理：媒体管理工具Media Management Tool (MMT)
负责直播和录播视频的审核、管理和发布。
• 专业输出：实时媒体编码Live Media Encoder (LME)
负责输出SDI标准视频信号或H.263/WMV流媒体。
• 手机终端：Mobile Client (MC)
负责现场采访拍摄，接入无线网络。
系统利用3G网络，以3G手机拍摄视频，同时实时传送到后台服务器，其接入方式包括两种：
• CS电路交换方式：以标准的3G视频电话呼叫方式实现业务传输，带宽为64Kbps，视频支持QCIF格式，支持3G视频电话功能的手机能够作为系统终端。
• PS包交换方式：经过WiFi或者3G的HSPA网络上传，与CS方式相比速率高、视频分辨率和质量好，建议终端的网络带宽为200Kbps以上，最高能够达到500Kbps，手机能够传输全帧率的320*240分辨率的QVGA视频质量，部分高性能手机能够支持实时的视频编码和传输，如诺基亚公司的N95/N96，索尼爱立信公司的X1。PS方式需要在手机终端安装专用的软终端。
在CS域的环境下，用户能够经过普通3G手机建立视频呼叫，然后经过电信运营商的CS域到PS域视频网关ViG连接到系统，该应用环境适用于多数3G视频手机，而且无需软终端安装。本系统方案建议采用PS回传方式，以提供更佳的视频质量，根据系统的运行情况，考虑将来配置视频网关或者由电信运营商统一提供服务。
2.2 功能
系统应用主要面向以下角色：
• 记者：使用手机在现场拍摄并实时上传视频
• 导播：监控回传的实时视频，审核并决定发布直播或录播的内容
• 系统管理员：控制各角色的功能权限，同时对系统进行维护管理

主要功能如下：
• 手机经过3G无线宽带网络进行直播报道；
• 所有回传视频能够自动存储；
• 内容标记和剪切、编辑功能；
• 视频状态实时监控；
• 视频存储内容的访问和管理权限；
• 针对手机终端的黑名单、白名单功能；
• 对视频内容的评分；
• 视频内容的审核和输出发布，包括SDI实时输出；
• 唇音同步；
• 导播对记者的同步语音指令（双向）；
2.3 接口
系统分为多个组件，各组件之间的内部接口以I命名，与各外围系统之间的外部接口以X命名。

2.3.1 外部接口
2.3.1.1 X1 --- CS方式下手机与视频网关的接口
普通的3G手机以视频电话的方式呼叫视频网关，该呼叫为普通电路交换呼叫，64Kbps带宽。
• UMTS普通视频电话
• 支持SIP或 RPT协议
• 编码协议采用视频H.263和音频 GSM G.711
• 以电话号码方式接入，能够向电信运营商申请呼叫中心号码
• 最多6路视频电话同时呼入，再多的呼叫将等待，直到有线路空闲。

2.3.1.2 X2 --- LME 至电视采编系统
LME将接收到的直播回传视频以SDI信号输出到电视采编系统，一般为SDI的视频矩阵，由后台采编和导播人员进行二次编辑并分发到直播频道。

2.3.1.3 X3 --- PS方式手机至MME
手机以WiFi或者HSPA方式经过IP宽带网络回传现场视频，MME服务器与宽带IP网络连接，直接实现IP视频通信。
• SIP和RTP协议
• 运营商禁用SIP协议时能够采用 HTTP方式
• MPEG4 Level 4 编码
• 能够从任何Internet公用IP地址连接
• 手机用户经过软终端通信，不呼叫电话号码
• 最多6路视频电话同时呼入，再多的呼叫将等待，直到有线路空闲。

2.3.1.4 X4 ---- LME视频流方式输出
为了提供视频点播和直播服务，LME以视频流方式输出到现有的流媒体服务器。
• H.263
• WMV

2.3.2 内部接口
2.3.2.1 I1 --- 视频网关到MME
• 能够提供ViG 2.1 视频网关，与系统良好集成
• 支持SIP和RTP协议

2.3.2.2 I2 --- LME至视频网关
在CS方式下，系统能够实现一路后台到记者的指令通话，现场记者能够按照主持人或者导播的指令进行拍摄报道。
在PS方式下无需该功能，记者能够用PS回传视频，同时用CS拨打导播的电话进行互动。
• GSM G.711 协议

2.3.2.3 I3 --- 多个MME服务器间接口
当系统容量扩容，需要多个MME服务器采集更多的视频信号时，各MME服务器之间的协作配合接口，上图中未标示。

2.3.2.4 I4 --- MME和LME之间接口
MME采集回传视频，在导播的控制下，将视频以直播信号的形式发送到LME再输出到外围系统。
• 为了保证视频质量和唇音同步，采用了专门的内部媒体格式，对视频、音频和相关媒体信息专门管理，也便于导播和采编人员的二次编辑。
• 能够同时输出三路视频，每个LME输出一路。

2.3.2.5 I5 --- MME和MMT的接口
导播在MMT上需要监视直播视频信号，或编辑历史视频内容，MME经过该接口向MMT发送视频流。

2.3.2.6 I6 --- MMT和LME的接口
LME的直播视频输出都会被MMT导播台捕捉而且在其输出监控窗口显示。
3 系统架构
系统包括MME、MMT、LME多个组件，其中各组件又因为功能定位不同包含多个模块，如下图所示：

3.1 MME 媒体管理引擎
3.1.1 SIP 终端（SIP Client）
负责处理所有的CS和PS呼叫，配置信息从中心数据库提取，针对每个连线的手机终端均有一个进程负责与视频网关和RTP管理器连接。

3.1.2 视频存储 （Video Storage）
负责所有视频内容的存储，为了保证视频质量，采用内部的中间格式 JPEG/G.711，以降低视频处理和二次编码带来的损失。

3.1.3 VoD服务器 （VoD Server）
点播应用，导播能够回放或者导出已存储的视频内容。

3.1.4 SOAP服务器 （SOAP Server）
SOAP协议，负责元数据的定义和提取，会话建立和挂断，直播提示等。

3.1.5 TCP 捕捉器 （TCP Capture）
捕捉RTP管理器的输出内容并转发给视频存储模块。

3.1.6 SQL 数据库
保存所有的内容元数据和配置信息。

3.1.7 RTP管理器 （RTP Manager）
负责将接收的视频转码，其中CS方式视频网关发送的内容为H.263/G.711，PS方式手机软终端发送的内容为MPEG4，统一转码为中间格式JPEG/G.711，并发送到导播台MMT和直播输出LME。

3.2 MMT 媒体管理工具
这是导播控制、审核的中心控制平台，包括两个部分：
3.2.1 直播模式
能够同时监控6路回传视频，而且根据需要挑选其中3路输出为直播信号，能够是SDI数字信号，也能够是H.263/WMV的流信号。

3.2.2 点播模式
能够回放所有的回传视频内容，根据需要进行简单的编辑和剪裁，而且能够导出为多种视频文件格式，供其它采编系统使用。

3.3 LME 实时媒体编码
3.3.1 SDI输出
负责将MME的中间格式视频内容转换为SDI数字信号，接入电视台的SDI采编设备。

3.3.2 H.263输出
输出RTP 视频流至相应的外围流媒体服务器，如Darwin服务器，互联网用户经过该流媒体服务器以UDP方式收看直播信号。

3.3.3 WMV输出
输出MMS视频流到外围流媒体服务器，如Windows Media Streaming服务器，用户经过TCP方式收看直播信号。

3.3.4 桌面输出 （Desktop Output）
在服务器的显示器桌面输出一路直播信号，作为功能检验用途。
3.3.5 交互对话 （SDI Retour）
在CS方式下，LME能够将导播或者后台主持的声音经过视频网关下传给现场记者，这样实现双方的对话，能够更有效地实现互动。PS方式下无需此功能。

3.3.6 RTP管理器RTP Manager
接收MME发送的视频内容并处理。

3.4 手机终端 Mobile Client
普通CS方式的视频电话能够支持大多数的3G手机，而在PS方式下为实现更佳的视频质量，需要更高的网络带宽和手机处理能力，因此系统设计了安装在手机上的软终端，能够配置如系统地址、视频带宽、帧率、用户帐号及密码等信息，这样用户在使用时就能够调用程序马上建立连接，以提高对突发事件的及时报道。
4 方案设计
4.1 系统结构

根据手机直播的业务特点和具体需求，建议前期采用3入1出的系统规模，即系统容量以最多同时3路回传，1路直播输出为初期目标，而记者的手机终端数量能够根据具体的报道量测算峰值，随时增加调整。
如上图所示，我们建议配置1台MME服务器采用 HP DL360 G6，1台MMT导播终端与LME服务器采用 HP Z600工作站。其它的路由器、防火墙、交换机均使用现有设备。
4.2 网络需求
系统以上设备均需要交换机提供GE以太网接口，并分配公用互联网IP地址， IP网络的需求为通用协议和端口，且能够根据网络条件自定义修改，主要协议和端口如下：
连接内容
源地址
源端口
目的地址
目的端口
协议
Http会话
手机地址
80
服务器
80
HTTP
SIP会话
手机地址
5060
服务器
5060
UDP
视频上传
手机地址
SDP协商
服务器
27000,
27004,
27008,
RTP
视频上传控制
手机地址
SDP协商
服务器
27001,
27005,
27009,
RTCP
音频上传
手机地址
SDP协商
服务器
27002,
27006,
27010,
RTP
音频上传控制
手机地址
SDP协商
服务器
27003,
27007,
27011,
RTCP
4.3 应用实现
• 回传的视频经过无线网络送到电视台的MME服务器；
• 导播根据需要将其中的直播视频输出发布或发送到流媒体服务器；
• 对于录播的内容，导播能够回放、审核、筛选、编辑，并输出为标准视频文件，经过媒资系统进行发布；
• 相关网站的用户能够经过互联网访问以上直播或录播视频；
• 根据业务的发展需要，以上业务也能够提供给手机电视收看；
• 模块化设计，能够根据需要灵活扩充。