随着4G移动通信技术的飞速发展,4G移动网络的覆盖越来越广,用户数量也日益增多,基于4G的应用层出不穷。其中最典型的就是4G移动音视频业务,随之而来的是对该领域专业人才更高标准的需求,为了培养具有4G移动音视频技术的高层次人才,研究设计一款基于4G的音视频通信实验箱是非常有必要的。市面上现有的移动通信实验箱大多基于落后的3G网络,不符合移动通信行业的发展趋势;也有少部分的实验箱基于4G网络,但这些实验箱设计的实验大多以验证性的项目为主,缺少设计性和开发性的项目,不符合创新型教育的要求。本文设计的基于4G的音视频通信实验箱被用于移动通信实验课程的教学,是高校4G移动通信创新实验平台建设与应用项目的一部分,弥补了市面上现有移动通信实验箱的不足,并设计了诸多创新之处。本文所做的主要研究内容如下:(1)分析实验箱的功能需求。实验箱主要实现基于4G移动通信网络的全双工语音通话和视频采集功能。根据功能需求,本文选用TI公司的TMS320DM365芯片作为实验箱的主芯片,选用华为公司的ME909u-521模块作为实验箱的4G网络接入模块。(2)对整个实验箱系统的硬件电路进行设计。其中,音频模块部分针对全双工通话时音量小、有回音的问题设计了麦克风信号放大电路和回音抵消模块电路;视频模块部分设计了CMOS和CCD双摄像头采集电路。采用“核心板+底板+扩展模块”的设计方案,对实验箱的核心板和底板进行PCB设计。(3)以Linux嵌入式系统为基础,对音视频通信实验箱的音频模块、视频模块和4G模块进行软件设计,主要包括设备驱动的开发设计和应用层软件的设计。其中,针对本文硬件部分所采用的双摄像头采集方案设计了一种双摄像头软件切换技术。本文设计的音视频通信实验箱经过调试和测试,实现了预期的功能。最后本文还基于该实验箱设计了两个实验实例。