地面数字电视传输技术普遍采用了最先进的误码纠错和信号调制技术,使接收机能够可靠地在各种条件和环境中接收信号,能够抗静态多径(接收机处在密集的建筑物环境中只需采用的简单天线接收就能满足正常接收)和动态多径干扰(在车速高达每小时150公里的情况下,都可稳定接收)以及能够抗各种家电脉冲干扰。上述特性不仅适用于固定接收而且也适用于便携式接收。下面,就地面数字电视传输技术在电视直播领域中的应用谈点个人的看法,着重介绍目前国内电视台使用较多的直播车的微波传输系统。
直播车的使用方案
在用于电视新闻的直播时,可以将直播车开到新闻现场,用车顶摄像机拍新闻现场的大景,用移动机位近距离抓拍新闻事件,车上的编辑通过切换台将需要的一路信号切出来送到微波发射机中发射,台里的接收机将解调的信号送演播室直播。在长距离运动画面的现场直播中,直播车有着卫星车、固定微波无法比拟的“动中传”的优势。例如在直播马拉松比赛中,摄像员用微波摄像机在前面的车上跟踪拍摄前进中的运动员,由于微波摄像机的传输距离只有不到1公里,远不能满足远距离传输的需要。这时可以让直播车跟随微波摄像车,实时地将微波摄像机拍摄的画面传送到信号中心。对于一些大型的活动,有时需要传送不同场地的信号,在这种情况下,就需要同时动用多台转播车和多套信号直播传输设备,假如有两个分会场的话,就需要三部转播车和三套信号传输设备,而一般电视台是很难提供这么多设备的,此时一台直播车可起到替代一部转播车和一套信号传输设备的作用。除了以上列举的几种使用方法外,直播车还可与模拟微波或数字微波相串联,完成长距离的信号传输等方法,在此就不一一列举。
微波系统
目前国内电视台使用的直播车的微波传输技术,都是采用现有的地面数字电视传输技术,只不过使用的标准不同。有的是采用欧洲的DVB-T标准,有的采用国标,国标分为GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》中的单载波调制技术和多载波调制技术。这些地面数字电视技术的数字微波具有抗干扰性能强、支持快速移动接收的优点,能克服各种多径干扰,可以实现收发端的非视距传输。
车载微波使用的频率范围从300MHZ到10GHZ。频率太低,容易受到干扰;频率太高,电磁波传输能力则大为下降,最好选择可用频率范围内的低频率。由于各地电磁波环境不同,使用前要先测试好当地可使用的频率,然后选配与其对应的发射机,发射机输出带宽一般为8MHZ,频率可调范围一般在300MHZ左右,有的厂家设备在频率调节方面以1MHZ为单位步进可调;有的以8MHZ为单位步进可调,1MHZ可调的设备能更好地克服外界相近的频率干扰,从而充分利用好宝贵的频率资源。由于目前全向天线的带宽在80MHZ左右,因此太大范围的频率变动没有什么意义,除非多配几副不同频率的天线。在使用频率方面,大城市使用无线电频率的部门很多,频率占用范围宽,在传统的电视频段很难找到可以使用的频道,目前国内使用的1.2GHZ左右频率作移动直播车的电视台比较多。
直播车的接收系统。发射天线采用全向天线,天线增益目前最大可做到11dbi,接收天线采用全向天线和定向天线相结合的天线共用系统,该系统配合多极接收机(最多支持8路信号输入)不仅可以大大提高接收天线增益,而且可以根据需要覆盖的场型***,设计出适应当地地形的接收天线阵。多极接收机的原理是天线把接收到的信号送入合成处理器,由处理器将所有接收到的信号进行多重组合,最后传输到解码器中进行解码。但有的厂家的多极接收机不具有分集接收技术,而只是将接收信号切换到最强信号的那副天线上来,这将导致整个系统的接收灵敏度相比采用分集接收技术的接收系统下降很多。现在很多厂家宣称自己接收机的灵敏度高,有的甚至标称可达到-96dbm。其实,判断接收机灵敏度的高低不能单纯从灵敏度一个指标来考察,而要和相应调制方式结合来判断接收机的灵敏度。例如同一个接收机,在发射端采用COFDM-64QAMCR=1/2调制方式下,接收机的门限为-75dbm,传输码率高达15Mbps;而当发射端采用COFDM-QPSK CR=1/2调制方式,接收机的门限可降为-91dbm,传输码率为5Mbps,二者传输信道容量相差10Mbps,接收电平相差16db。也就是说,要保证64QAM和QPSK二种调制方式达到同样的覆盖效果,空间场强需要增加40倍,这意味着发射机功率需要增大40倍。因此,当我们判断其收测结果时,要权衡上述因素,根据需要传输节目质量的需要,选择适用自己的传输方式。
直播车的视音频接口。在发射端,有的公司高清微波发射机支持HD SDI信号输入,标清微波发射机支持模拟视音频和数字SDI信号输入,有的公司支持模拟视音频和ASI-TS流输入。在接收端,有的公司高清微波发射机输出HD SDI信号,标清微波发射机输出模拟视音频和数字SDI信号,有的公司输出模拟视音频和ASI-TS流。目前,厂家一般都会按照用户的要求设计相应的接口,这就需要用户提出相应的技术要求。
传输距离。微波设备的传输距离与发射功率、调制方式以及收发点之间的传输环境(包括收发天线增益、接收机的灵敏度、接收点的高度以及收发点间的阻挡情况)等诸多因素有关,由于发射点在车上,位置较矮,因此绝大多数情况下都是非视距传输,其传输距离不能套用通常的情况。在接收点位于100米以上并合理设计接收天线阵的情况下,在城市内的单点覆盖半径可达十几公里。
数字微波系统的优势与缺陷
与其它传输方式相比,直播车有着显著的优点:
一、与传统的模拟微波和卫星传输相比,直播车数字微波具有抗多径干扰、抗多普勒频移等优点,支持非视距的信号传输。支持高速移动传输和接收,在车辆移动过程中,在接收机接收门限范围内,收发天线无需做任何调整都能保持信号的稳定不间断地接收。
二、架设时间快,更加适用于突发事件的现场直播。车载微波天线的展开只需很短的时间,收端不需要作任何调整;而卫星车的卫星天线展开、接收终端的调整都需要花费一些时间,模拟微波的架设时间更长,而且还需视距传输,完全不适合突发新闻事件的直播。
三、长期运行的费用低。由于租用卫星需要一定的费用,对于每天都有直播时段的民生新闻节目而言,租星费用将是一笔不小的开支,这样会增加节目制作成本。与卫星车相比,移动直播车不存在这些问题,数字微波运行的成本相对很低。
虽然移动微波车具有上述优势,但与其它传输方式相比也存在的一些缺陷:目前国内移动直播车的微波传输系统收发端都做得很简易,连接收和发射电平指示都没有,也就是说根本没有监测微波收发性能的手段。这样就会产生两个问题:
一、发射端出现故障导致功率发射不足或发不出去、导致接收端收不到信号时,工作人员不能及时发现设备的工作状态,更不能准确地判断故障点是出在调制系统、微波传输系统还是在解调系统,不利于发现问题和解决问题。
二、由于数字电视信号接收的悬崖效应,在接收场强处于临界状态下,画面由高清晰到出现马赛克直至黑场只有1db之内的差别。当接收端接收到的场强刚好到达接收机的门限电平附件时,通过监视电视画面是无法发现问题的,在这种情况下,如果空间传输信道中出现了某种情况的衰落增大或发射功率下降,就会导致接收的画面出现马赛克、卡机直至黑场。
解决的方法是:一方面要全面了解移动直播车微波系统在当地的覆盖情况,在平时使用直播车时要在稳定覆盖区域内,并保留一定的功率余量来使用,以避免突增的信道衰落导致节目传输中断。另一方面在重大的直播活动中,还是要组建包括天上(卫星)、地上(模拟微波、数字微波)、地下(光纤)的立体传输覆盖网,互为备份,这样才能从容应对各种复杂环境下的直播工作。
(作者单位:江西电视台)
栏目责编:肖月
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