多手段傳輸系統(tǒng)在電視轉(zhuǎn)播的應(yīng)用

文丨陳心遠(yuǎn)

隨著電視新聞媒體不斷的提高新聞時效性，以及各種大型重大活動、體育賽事的不斷增多，電視直播成為一種常態(tài)化的播出已經(jīng)是一種必然的趨勢。電視直播信號的穩(wěn)定傳送，成為直播的一個重要環(huán)節(jié)和有力保障。廈門電視臺技術(shù)中心以廈門國際馬拉松賽轉(zhuǎn)播為契機，經(jīng)過9年來的不斷革新和探索，在賽事直播的信號傳輸方面積累了一定的經(jīng)驗，組建了立體傳輸信號覆蓋網(wǎng)絡(luò)，在日常的新聞及各種活動直播當(dāng)中起了重要的作用。

這套電視直播傳輸系統(tǒng)包括了微波系統(tǒng)，光纖系統(tǒng)，800MHz OFDM數(shù)字移動微波系統(tǒng)，800MHz微波組網(wǎng)系統(tǒng)，“動中通”移動衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)和3G電視直播系統(tǒng)。由于微波系統(tǒng)和光纖系統(tǒng)目前技術(shù)成熟，且在各電視臺都已得到了廣泛的應(yīng)用，因此本文主要介紹廈門廣播電視集團(tuán)技術(shù)中心在移動傳輸方面采用的新技術(shù)以及在實際轉(zhuǎn)播過程中積累的一些經(jīng)驗。

1 800 MHzOFDM數(shù)字移動微波系統(tǒng)

OFDM正交頻分復(fù)用技術(shù)，是一種多載波數(shù)字通信調(diào)制技術(shù)?；驹砭褪窃陬l域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，分配到這些子信道中進(jìn)行傳輸，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸。OFDM具有很強的抗頻率選擇性衰弱能力和很強的抗多徑干擾能力，因此很適合進(jìn)行移動信號在復(fù)雜的環(huán)境中的傳輸。800MHz移動微波頻率較低，波長長，繞射能力強。較之2GHz OFDM信號系統(tǒng)，雖然穿透損耗略大，但在繞射損耗上卻小很多，因此在傳輸途徑上即使有高樓等障礙物遮擋，也能進(jìn)行繞射，保證信號的傳輸質(zhì)量。

PF-503 800MHz OFDM數(shù)字移動微波系統(tǒng)有四路頻率：774.5MHz，783.5MHz，792.5MHz，801.5MHz。多種調(diào)制模式：OFDM-64QAM/32QAM/16QAM/ DQPSK/QPSK/DBPSK/BPSK。在馬拉松轉(zhuǎn)播中我們使用的是DQPSK調(diào)制模式，對應(yīng)碼率7.243Mbps。DQPSK即差分四進(jìn)制相移鍵控。采用四相相位鍵控調(diào)制方式可獲得較高的頻譜利用率，較強的抗干擾性和較高的性價比。采用差分相干解調(diào)不需要相干載波，而且在抗頻漂能力、抗多徑效應(yīng)及抗相位慢抖動能力等方面均優(yōu)于采用相干解調(diào)的絕對調(diào)相。因此理論上是最適合在復(fù)雜條件下進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播所采用的調(diào)制形式，而實際的使用效果也證明了這點。

在馬拉松賽事轉(zhuǎn)播過程中，我們把800M移動微波的發(fā)端安裝在視音頻采集車上，由采集車將信號經(jīng)過功率放大后發(fā)給各個800M移動微波的接收點。經(jīng)過賽前的測試演練，一般只需要在賽道沿線上選擇3到4個制高點作為微波接收點便可以覆蓋全程。各個接受點是輪流工作的，類似接力棒的傳遞交接，接收點收到800M微波信號解調(diào)后再通過光機傳回總控，這樣就能順利將移動信號進(jìn)行傳輸。采集車的信號在移動發(fā)射過程中，相鄰的兩接收點之間會有一段的賽段信號重疊覆蓋，這樣既便于信號傳輸?shù)慕唤樱财鹆嘶閭浞莸淖饔?。廈門廣播電視集團(tuán)技術(shù)中心的這套800MHz微波系統(tǒng)還參加了揚州、大連、重慶、東營等地的馬拉松電視直播，針對各地不同的賽道路線，不管賽道中是否有連續(xù)的高樓、樹木的遮擋，還是賽道上有連續(xù)的上下坡，在轉(zhuǎn)播過程中信號都不會出現(xiàn)閃爍、靜幀等現(xiàn)象，取得了良好的轉(zhuǎn)播效果。

除了馬拉松賽事，800MHz移動微波系統(tǒng)在各種復(fù)雜條件下的直播活動都發(fā)揮了重要的作用。

賽艇比賽，我們將微波發(fā)端置于摩托艇上，直接傳輸艇上跟拍攝像機信號。800MHz OFDM數(shù)字移動微波在無遮擋的情況下有效的傳輸距離達(dá)6.5公里，有效傳輸距離達(dá)遠(yuǎn)大于一般的無線攝像機1公里的有效傳輸距離。在直線有遮擋的情況下，普通點對點的微波無法直接發(fā)送傳輸信號，只能用微波中繼或者架設(shè)光纜的方法解決。此時800MHz微波就可以利用其良好的繞射能力來實現(xiàn)信號的傳輸。在實際使用中，位于制高點的全向接收天線對比賽全程的信號均接受良好，大大提高了電視直播的效果。

高爾夫賽事直播是電視轉(zhuǎn)播中難度較大的一項，參賽選手分散在多個地點進(jìn)行比賽，比賽線路長，地形復(fù)雜，傳輸困難大。我們把2套800MHz移動微波系統(tǒng)的發(fā)端分別安裝在球場的兩輛電瓶車上，分別負(fù)責(zé)兩臺移動攝像機位信號傳輸工作，這兩臺移動機位可根據(jù)導(dǎo)演的要求迅速到達(dá)不同的比賽地點。租用了一臺20多米臂長的大型吊車，把兩套800MHz接收端設(shè)備吊高，增強了接受效果，取得了很好的電視直播效果，得到賽事合作方的稱贊。

2 800MHz數(shù)字移動微波擴展的微波組網(wǎng)系統(tǒng)

由于800MHz移動微波在轉(zhuǎn)播中取得了很好的直播效果,因此經(jīng)常應(yīng)用于即時新聞的直播中。新聞部門及轉(zhuǎn)播部門就給我們提出了如何能在城市中建立一個完整的信號中繼網(wǎng),電視直播車不管開到哪里都能及時的把信號傳回臺里，而不必事先做各種復(fù)雜的準(zhǔn)備工作，以保證新聞的實效性，在第一時間，把第一現(xiàn)場傳給觀眾。由于800MHz數(shù)字移動微波的價格較貴，而如果要做到覆蓋全廈門市的話需要增加近30個接受點，傳統(tǒng)的增加800M接受設(shè)備和傳送裝置將需要投入大量的資金，對于廈門廣播電視集團(tuán)技術(shù)中心現(xiàn)狀來講是比較困難的。于是，我們就考慮能不能在現(xiàn)有的基礎(chǔ)間的兩點微波覆蓋范圍邊緣重合，每個接收點配置棒狀全向天線、中繼放大模塊、射頻光機，24小時處于工作狀態(tài)，隨時可以接收移動車裝備的800MHz OFDM 發(fā)射的微波信號，將天線接受的射頻信號經(jīng)放大濾波后，用射頻光機通過光纖系統(tǒng)傳回廣電中心。中繼接收點一般都架設(shè)在高樓頂上，存在的問題是由于陰影效應(yīng)，不管天線的位置如何架設(shè)，都接收不好大樓正下方的發(fā)射信號，因此我們只能選擇在附近補點來解決這個問題。

組網(wǎng)的建立使得原有的800MHz得到了充分的擴展，基本實現(xiàn)了廈門市島內(nèi)的微波覆蓋。采用射頻傳輸?shù)姆桨?，對微波設(shè)備固有的指標(biāo)不會有任何劣化，保證了信號的質(zhì)量，整套系統(tǒng)的成本也較低。實現(xiàn)了無人值守，維護(hù)較為簡便。而且組網(wǎng)系統(tǒng)也應(yīng)用到了各地的馬拉松賽事轉(zhuǎn)播中，在保持原有800MHz八木天線的主路微波接收回傳的情況下，成為無縫的備路信號回傳系統(tǒng)，大大提上對800M微波系統(tǒng)進(jìn)行充分的利用和擴展。

新媒體因其所構(gòu)成的信息多元、資源共享、功能強大等特點，致使傳統(tǒng)的道德規(guī)范無從著力?；诖耍谌粘５乃枷胝谓逃?，教育者需加強對學(xué)生的理想信念教育。如積極利用新媒體技術(shù)和手段對黨和國家的大政方針進(jìn)行宣傳，同時根據(jù)現(xiàn)階段大學(xué)生的心理發(fā)展特點及認(rèn)知特征，有針對性地開展思想政治教育工作，并根據(jù)在學(xué)習(xí)生活中出現(xiàn)的問題，適時地進(jìn)行調(diào)整，增強思想政治教育工作的實效性。

目前我們在廈門島內(nèi)的多個高點設(shè)置了8個信號中繼點，將所接受收微波信號不經(jīng)過解調(diào)，通過射頻光發(fā)射機和光纖網(wǎng)絡(luò)直接送回廣電中心進(jìn)行同一解調(diào)，實現(xiàn)城市范圍內(nèi)的微波信號覆蓋。其核心在于設(shè)計幅頻特性良好的濾波器，低噪聲放大器將所接受的射頻信號經(jīng)過放大處理后通過射頻光發(fā)射機進(jìn)行遠(yuǎn)距離光纖傳輸。另一端在廣電中心設(shè)置一個光纖接收機框，內(nèi)置多塊射頻光接收卡，來自多個信號中繼點的光信號分別進(jìn)入光接收卡，輸出的射頻信號，經(jīng)過適當(dāng)衰減后經(jīng)過射頻切換開關(guān)送往與微波發(fā)射端相配套的解調(diào)設(shè)備解調(diào)出視音頻信號。

組網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)端即為800MHz的發(fā)射設(shè)備。中繼接收點的選點保證相鄰之高了直播信號的安全性。

系統(tǒng)架構(gòu)如圖

3 “動中通”移動衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)

“動中通”移動衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)是國內(nèi)首創(chuàng)將航天控制技術(shù)、移動衛(wèi)星通信技術(shù)與電視制作技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)移動電視信號直播功能的系統(tǒng)。傳統(tǒng)的的DSNG系統(tǒng)當(dāng)車體移動時，天線的姿態(tài)和地理位置就會發(fā)生變化，引起原對準(zhǔn)衛(wèi)星的天線偏離衛(wèi)星，就會導(dǎo)致通信中斷。“動中通”的天線伺服跟蹤系統(tǒng)，通過激光捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)對車體和天線的方位、水平姿態(tài)以及運動狀態(tài)進(jìn)行精確測量，自動完成天線與衛(wèi)星的對準(zhǔn)與跟蹤；通過GPS與慣組構(gòu)成組合導(dǎo)航系統(tǒng)，修正抑制慣組漂移，在長時間范圍內(nèi)，保證對星的較為準(zhǔn)確的跟蹤；通過衛(wèi)星信標(biāo)信號完成天線漂移修正，實現(xiàn)天線姿態(tài)高精度實時解算和空間穩(wěn)定控制。從而使衛(wèi)星天線從傳統(tǒng)的只能在靜止?fàn)顟B(tài)下對星，變?yōu)榭稍谝苿拥臓顟B(tài)下對星，并保持通信。

廈門廣播電視集團(tuán)技術(shù)中心的“動中通”移動衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)由一部三訊道移動信號采集車和一部“動中通”衛(wèi)星直播車組成。如圖

三訊道信號采集車與移動衛(wèi)星直播車之間采用800M OFDM數(shù)字微波進(jìn)行信號傳送，在信號采集車裝有2套800M數(shù)字移動微波發(fā)射端，移動衛(wèi)星直播車上裝有2套800M數(shù)字微波接受端。800M微波的有效傳輸距離可達(dá)6.5km，這樣兩部車可以在相距幾公里的地方分別進(jìn)行移動跟蹤報道。

“動中通”移動衛(wèi)星直播系統(tǒng)自投入以來，已經(jīng)參加了多次重大直播活動，例如新聞欄目的SNG直播，已經(jīng)充分展示了其快速反應(yīng)和優(yōu)秀的直播效果。而每年的馬拉松直播也是對“動中通”系統(tǒng)的全方位的考驗。通過在車尾部加裝“動中拍”攝像平臺，攝像師可坐在車內(nèi)，通過遙控面板對平臺的攝像機進(jìn)行推拉搖移操作，配合摩托車上的另一部無線攝像機對運動員進(jìn)行2機位近距離跟拍。然后通過編碼上星傳回廣電中心。“動中通”在馬拉松賽上的使用，實現(xiàn)了馬拉松比賽男子第一梯隊、女子第一梯隊運動員比賽畫面的同步實時直播（其中男子梯隊采用800MHz微波傳輸系統(tǒng)）。與移動微波系統(tǒng)相比，具有很明顯的優(yōu)勢：不必在車上加裝微波設(shè)備，不用在沿途增設(shè)接收點，直接通過衛(wèi)星進(jìn)行傳輸，減少了中間環(huán)節(jié)，提高了直播的安全性。

總之，“動中通”移動衛(wèi)星系統(tǒng)的建立是電視直播的一個重大突破。它最大的滿足了新聞信號采集的靈活性，節(jié)省了直播過程的運行費用。在突發(fā)新聞報道、馬拉松賽事轉(zhuǎn)播、搶險救災(zāi)等重要時刻發(fā)揮了重要的作用。

4 3 G電視直播系統(tǒng)

3G(即第三代移動通信技術(shù))是無線通信與互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)，是能支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿油ㄓ嵓夹g(shù)。目前3G存在以下幾種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000，WCDMA，TDSCDMA，廈門廣播電視集團(tuán)技術(shù)中心選擇了網(wǎng)絡(luò)覆蓋比較成熟的中國聯(lián)通WCDMA網(wǎng)絡(luò)來實時傳輸信號。在新聞現(xiàn)場通過攝像機采集視音頻信號，3G發(fā)射端對視音頻信號進(jìn)行壓縮編碼處理，數(shù)據(jù)信號通過3G鏈路回傳到臺內(nèi)終端，3G接收終端對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行解碼重組處理，輸出視音頻信號。

相比傳統(tǒng)的衛(wèi)星傳輸或微波傳輸，利用3G技術(shù)作為電視臺直播信號傳輸手段，有其自身獨特的優(yōu)勢。

4.1 較少受空間限制

只要把攝像機與3G無線傳輸設(shè)備相連，有手機信號的地方就可以進(jìn)行音視頻直播?？梢栽诓煌貐^(qū)、城市同時間回傳電視信號，直播全國各地的現(xiàn)場實況。

4.2 不受時間限制

3G是全時段傳輸，它一改電視轉(zhuǎn)播車必須提前申請衛(wèi)星轉(zhuǎn)播頻道的限制，只要在有手機傳輸信號的地方接上電源，即可實行直播節(jié)目。

4.3 投資成本低廉

4.4 設(shè)備使用簡單，人力投入較少

利用3G設(shè)備直播，僅需一名記者、一名攝像即可勝任，所有隨身設(shè)備不到10公斤。目前3G直播存在的問題是：圖像質(zhì)量偏差；覆蓋盲點多；信號弱、丟包率高；用戶過多、帶寬受限。但對于復(fù)雜條件下，如“動中通”衛(wèi)星車無法駛?cè)氲穆范?，微波難以架設(shè)的地方，也沒有其他光纖等傳輸手段的時候，3G直播系統(tǒng)對于應(yīng)急突發(fā)事件的新聞類直播是一種很好的補充。

以上的幾種的傳輸手段在廈門廣播電視集團(tuán)技術(shù)中心的新聞直播和各類大型活動賽事等的電視轉(zhuǎn)播工作中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且取得了良好的效果。通過組建了包括微波，光纖，800MHz OFDM，800M微波組網(wǎng)，“動中通”衛(wèi)星車，3G等的立體傳輸覆蓋網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)能夠從容的解決各種環(huán)境和條件下，復(fù)雜電視直播的要求。目前廈門廣播電視集團(tuán)技術(shù)中心的這套傳輸技術(shù)在國內(nèi)各省市電視臺處于比較領(lǐng)先的地位，不僅能圓滿的完成廈門市的各項直播工作，還為兄弟電視臺的電視直播提供了技術(shù)支持，創(chuàng)造了較高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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（廈門廣播電視集團(tuán)技術(shù)中心播送部，廈門 361012）