移动数字微波传输系统

2009-12-11 08:43:00来源:DVBCN数字电视中文网 热度:

在全球范围内火热进行的奥运火炬传递活动,是举世瞩目的2008年北京奥运会的前奏曲,而海南的三亚是奥运火炬境内传递的首站,所以奥运火炬在三亚的传递犹为引人注目,对于国内外众多媒体来说,做好对三亚的火炬传递活动的直播和报道,既是重要任务同时又具有重要的意义。

海南广播电视总台将完成这次三亚的火炬传递电视直播任务定位在了一个较高的目标:最大限度地实现火炬传递活动的全程跟踪直播。而要实现全程跟踪电视直播,移动信号的传输无疑是完成这项任务的关键。为此,海南广播电视总台紧急采购了兰新的新闻移动直播车系统和LINK的数字微波传输系统。这两个品牌的数字微波传输系统采用的都是地面数字电视欧洲标准DVB-T,调制方式均为COFDM,视音频数字压缩编码标准均采用MPEG-2标准。这两套系统均属于移动数字微波传输系统,其能够实现信号的移动发射和接收,支持“非可视”传输,在建筑物密集的环境中,能通过反射等形式进行信号的正常传输,与传统的固定微波和卫星的“可视”传输比较,具有其独特的优势。

设备采购到位后,台里提前一周组织技术人员连同设备赶赴三亚,结合此次全程直播任务和火炬传递的实际路线和组织情况,在三亚30多公里的火炬传递路线上展开了前期的演练和信号测试工作。

摘自《现代电视技术》

在三亚,经过多次初步的信号测试,海南广播电视总台决定将LINK数字微波系统中的两套摄像机数字微波系统,和兰新的新闻移动直播车中的两套大功率远程数字微波传输系统的进行组合使用,组合后的系统能实现在运动中远距离实时传输两个无线摄像机讯道的信号,可将摄像机的视音频信号高质量地传输到数字转播车、卫星上行车或演播室等信号系统。

兰新和LINK系统组合的方式如下所述。LINK的两套摄像机微波系统的接收设备全部安装在兰新的新闻移动直播车上,安装的方式是:两套LINK的2输入分集式接收机放在车内,4个接收单元安装固定在车顶的四个边角上(接收单元是型号为L3030/L3070的滤波、下变频一体模块,滤波模块接收的信号频率范围为1.95GHz~2.7 GHz,下变频模块输出的信号频率范围为110 MHz ~860 MHz)。两个靠近官方媒体车(两部无线摄像机是放在媒体车上使用)的接收单元选用安装了短杆定向接收天线,这样有了方向指向,接收距离会更远些;较远的两个接收单元则选用短杆全向接收天线。每个定向接收天线和与其对角的全向接收天线接收的信号分别经两个接收单元进行滤波、下变频处理后,输入到车内的同一部L2100型2输入分集式接收机中。组合系统的设备连接如图1所示。




LINK摄像机微波系统的发射端是两套L1500系列便携式摄像机微波发射单元,在直播中,它们将安装在媒体车上的2部松下AJ-D908数字摄像机上,发射单元最大输出功率为100mW,其内部采用了一种优化的COFDM调制方式:LMS-T,这种调制方式具有更加良好的抗干扰特性,信道带宽设为8MHz(可调)。发射单元具有1路SDI视频信号(可嵌入音频)、1路模拟分量视频信号、1路模拟复合视频信号、1路ASI码流(MPEG-2传输流)和2对平衡式立体声模拟音频信号输入接口,松下AJ-D908摄像机提供给发射单元的是嵌入音频的SDI视频信号。经过前期准备阶段的反复测试证明,两个发射单元的中心频率设置在2.395GHz和2.05GHz时,信号受干扰程度最小,图像传输质量最佳。发射单元采用两根L3421全向发射天线,天线工作频段是1.95 GHz ~2.7GHz,天线发射增益为+3dBi。

通过前期的演练测试证明,LINK的摄像机数字微波系统稳定传输距离(无线摄像机与车载接收系统的距离)一般分以下两种环境情况而定:

* 在沿大海边较为空旷的,或植物较多的、两边建筑物稀少的道路环境上,由于海水吸收、植物吸收遮挡和缺少建筑反射等原因,这时微波信号的传输方式主要为直射传输,系统稳定传输距离为200米到300米;

* 在两边充满建筑的道路环境上,由于反射波充分,系统稳定传输距离可达800米到1公里。而直播中媒体车与移动新闻直播车始终保持小于100米的距离,完全在LINK摄像机微波系统的有效传输范围内。

兰新的车载远程大功率数字微波传输系统(如图1)主要由以下设备组成:

* 2部LX-0516编码器。编码器视音频编码方式采用MPEG-2标准,编码器具有1路SDI视频信号(可嵌入音频)、2路模拟复合视频信号、2路平衡式模拟音频信号输入接口、1路AES/EBU数字音频信号输入接口、具有2路ASI码流输出接口。编码器将LINK接收机解调输出的SDI信号编码转换为ASI码流后送入大功率远程数字微波发射机;

* 2部ASI-LX1800S型大功率远程数字微波发射机。大功率远程数字微波发射机是实现信号远距离传输的关键设备,发射机最大输出功率为5W,发射机内部采用COFDM调制方式,具有ASI码流输入接口和射频信号输出接口,信道带宽为8MHz,2部发射机的发射中心频率分别设置为620 MHz和600MHz。2部发射机输出的2路5W射频信号经天线共用器合成1路信号后,再经滤波器进入车载全向发射天线;

* 1个天线共用器。天线共用器具有多个射频输入接口,可实现2部大功率远程数字微波发射机共用1个发射天线;

* 1个598 MHz ~638 MHz的滤波器;

* 1根1.7米全向玻璃钢发射天线。整车只安装了1根全向玻璃钢发射天线,2部ASI-LX1800S型远程数字微波发射机通过天线共用器共用这1根发射天线,天线发射信号的频率范围是610±20(MHz),工作增益是8.5dB。天线通过车内的汽动控制系统实现升降和抬高,通过升降和抬高天线,可调节覆盖效果和增加传输距离。

经过技术人员在三亚市区的多次测试,兰新的大功率数字微波传输系统有效传输半径可达13公里左右,能够基本满足全程跟踪直播火炬传递活动的需要。

根据火炬传递活动的组织情况和火炬传递的实际路线,技术人员将车载发射系统[FS:Page]的接收端之一设在了活动重点区域之一的起点凤凰岛广场,并进行了多次测试,凤凰岛广场接收端配备了以下接收设备:

1根600±10(MHz)和1根620±10(MHz)的全向玻璃钢接收天线,天线接收增益均为10 dB,分别用以接收车载系统发射出的2路信号。这2根天线安装固定在消防云梯车的云台上,云梯将云台举到了20多米的高空中,这样就扩大了信号接收的有效范围,2根天线接收的信号均经滤波放大器处理后,通过30多米长的馈线输入到2部微波接收机;2部ASI-LX1800R型双集微波接收机和2部数码视讯的8020型解码器。接收机具有ASI码流输出接口和模拟视音频输出接口,8020解码器具有ASI码流输入接口和SDI视频(可嵌入音频)、模拟视音频输出接口。2部接收机分别将ASI码流输送到2部解码器,2部解码器再将解出的、来自发送端的无线摄像机的2路嵌入音频SDI信号送入数字转播车,供导播在直播中进行调度切换。信号传输链路如图2所示。




在演练测试中证明,随着车载发射系统跟随火炬传递活动逐渐由东边的凤凰岛进入市区向西行进,由于距离凤凰岛越来越远,凤凰岛信号接收端的接收效果越来越差,图像不断地出现马赛克直至蓝场(中断),这样下去连一半行程的直播都实现不了,所以,技术人员必须在市区内再找一个高度足够高的、位置合适的接收点。经过多次地寻找、踩点和测试,车载发射系统的另一个接收点最终选定在了三亚市区内、临近三亚湾的金鸡岭街上的一栋二十多层高的小区商品楼的楼顶,楼层总高度大约有70米。技术人员在楼顶安装了1根620 MHz±10MHz的1.7米玻璃钢全向接收天线,为方便取电,1部ASI-LX1800R双集接收机和1部数码视讯8020解码器放在楼层的房间里,这套设备仅用于接收车载系统620 MHz大功率发射机发射的这1路信号。从安全播出和增加有效接收范围的角度考虑,理应采用2根接收天线,但由于出现了采购的馈线不够用的情况,所以只能用上1根天线。天线接收的信号经滤波放大器处理后通过馈线送入接收机,接收机输出的ASI码流送入解码器,解码器输出的视音频信号,经视音频电缆,送入停在楼下的C波段卫星上行车,经卫星将这1路移动信号传回海口市的总台,让台里的火炬传递专题节目能够继续、不间断地进行全程直播。经过多次测试后证明,金鸡岭街商品楼的接收点,三亚市区的火炬传递路线上的车载发射信号基本上都能正常接收,没有盲点,一直到西边郊区的凯宾斯基酒店(与商品楼接收点直线距离有12~13公里)。而从凯宾斯基酒店开始,一直到终点天涯海角风景区的入口(两者直线距离约有2公里),还是出现了信号接收的盲点(图像出现马赛克直至蓝场),所以无法完全实现全程直播的目标。

根据组委会的火炬传递电视直播计划,在火炬传递活动的终点区域天涯海角风景区内,仅对最后1公里的火炬传递活动进行直播。之所以这样,是因为在终点的天涯海角风景区内,道路不适合汽车行驶,所以车载系统到达景区的入口时传输任务就算结束了。加之从景区的入口到最后1公里之间的路线上,植物繁多,枝叶茂盛,这样的环境对微波信号的吸收和遮挡极大,微波的远距离传输实现起来是较麻烦的,所以,组委会决定放弃在这个路段上进行跟踪直播的计划,靠记者用单机进行拍摄记录即可。

最后1公里的火炬传递路线,属于沙滩地形,火炬手们将由沙滩地段的东边向西边奔跑进行火炬传递,最终在西边的天涯石景点结束火炬传递活动并举行点火仪式。由于车载系统无法进入到沙滩地段,所以最后1公里沙滩地段的微波信号传输任务自然只能由LINK的摄像机微波系统和微波中继系统,以及终点天涯石的接收系统完成。信号传输链路如图3所示。




技术人员准备了另外两套L1500摄像机微波发射单元和另外2部AJ-D908摄像机用于终点直播,不同的是,根据在最后1公里沙滩地段信号测试的结果,两个L1500摄像机微波发射单元的中心频率设置为2.5GHz和2.65GHz时,信号受干扰程度最小,图像传输质量最佳。

微波中继系统安装在沙滩路段中部(大约距离沙滩路段东边入点、西边终点天涯石各500米)一座约5米高的人工塔台上,中继系统分为接收和发射2大部分。接收天线是由4个1米高的L3808平板型定向接收天线(用定向接收天线可增加接收强度,使接收距离更远)和4个L3520型短杆全向接收天线组成,技术人员以两个平板型定向接收天线和两个全向接收天线为一组(共2组),每组天线分别安装固定在塔台的东、西两侧,然后分别在东、西两侧各取1个定向天线和在东、西两侧各取1个全向天线(共4个天线)经4个L3030/L3070接收单元连接到塔台下方的其中1部LINK的4输入分集式接收机中,其余4路天线以同样的方法最终接入塔台下方另1部LINK的4输入分集式接收机中。采用这样的安装天线和连接天线和接收机的方法主要是为了让定向天线的接收面能始终面对2部无线摄像机,以保证信号接收质量。

2部4输入分集式接收机解调出的2组视音频信号分别输入到2部5W的大功率微波发射机中,发射机输出的射频信号再经塔台上的2根钻石X5000型全向发射天线进行发射(天线工作频率范围分别为600 MHz±8MHz和1280 MHz±20MHz)。天涯石接收点同样架设了2根同品牌工作频率范围对应相同的全向接收天线,2根全向接收天线接收的2路信号分别经射频电缆进入2部微波接收机,经微波接收机输出的2组视音频信号送入转播车系统,供导播在直播中进行调度切换。

“点燃激情、传递梦想”的奥运火炬传递活动于2008年5月4日在境内首站三亚如期举行了。整个全程跟踪直播的过程顺利而流畅,移动数字微波系统的信号传输情况和前期测试阶段的情况完全一样,海南广播电视总台基本上完成了全程跟踪直播的任务,开创了本台电视直播历史的新记录,移动数字微波传输系统在其中发挥了最关键的作用。相信经过大家对移动数字微波传输技术的不断学习和探索,它会具有更广阔的应用前景。

责任编辑:DVBCN编辑部