文丨楊 杰

隨著我國(guó)廣播電視事業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)各種活動(dòng)或事件的現(xiàn)場(chǎng)直播及電視實(shí)況報(bào)道愈來(lái)愈為廣大的電視工作者們所重視。同時(shí)，電視直播節(jié)目也越來(lái)越為電視機(jī)前的廣大觀眾所關(guān)注。然而，有線連接大大地限制了電視攝像人員的活動(dòng)范圍，也局限了節(jié)目精彩畫面的呈現(xiàn)。

移動(dòng)攝像機(jī)微波為上述問(wèn)題提供了解決方案。該系統(tǒng)將輕小、便攜的微波發(fā)射機(jī)直接安裝在移動(dòng)拍攝端，把所拍攝的信號(hào)以無(wú)線微波傳輸至遠(yuǎn)處的接收端。攝像師即可在沒(méi)有電纜約束的情況下大范圍、高機(jī)動(dòng)性地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)電視攝制與采訪。

1 攝像機(jī)微波傳輸?shù)墓ぷ髟?/h2>

攝像機(jī)微波對(duì)攝像機(jī)傳來(lái)的高清信號(hào)進(jìn)行編碼處理，通過(guò)信源、信道編碼將源信號(hào)轉(zhuǎn)換為適用于無(wú)線傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘?hào)。

1.1 信源編碼

信源編碼是以提高信息傳輸?shù)挠行詾槟康?，通常通過(guò)壓縮信源的冗余度來(lái)實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)有數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)中通常使用MPEG-2、MPEG-4或壓縮率較高的H.264方式進(jìn)行壓縮。

MPEG-2能提供的傳輸率在3-10Mbits/sec間，其在NTSC制式下的分辨率可達(dá)720X486，MPEG-2能夠提供廣播級(jí)的視像和CD級(jí)的音質(zhì)。

MPEG-4是目前應(yīng)用最為廣泛的音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，但苛刻的專利收費(fèi)限制了MPEG-4進(jìn)一步的發(fā)展，一般較少使用此標(biāo)準(zhǔn)。

H.264標(biāo)準(zhǔn)壓縮系統(tǒng)由視頻編碼層（VCL）和網(wǎng)絡(luò)提取層（Network Abstraction Layer，NAL）兩部分組成。VCL中包括VCL編碼器與VCL解碼器，主要功能是視頻數(shù)據(jù)壓縮編碼和解碼，它包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、變換編碼、熵編碼等壓縮單元。NAL則用于為VCL提供一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)的統(tǒng)一接口，它負(fù)責(zé)對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝打包后使其在網(wǎng)絡(luò)中傳送。H.264能在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸，在同等圖像質(zhì)量下，采用H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3；其應(yīng)用目標(biāo)廣泛，可滿足各種不同速率、不同場(chǎng)合的視頻應(yīng)用，具有較好的抗誤碼和抗丟包的處理能力。

1.2 信道編碼

信道編碼的本質(zhì)是增加通信的可靠性，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，降低誤碼率是信道編碼的任務(wù)。許多無(wú)線傳輸方案都是采用了基于COFDM的數(shù)字信號(hào)地面?zhèn)鬏敚―VB-T）技術(shù)，COFDM即編碼正交頻分復(fù)用的簡(jiǎn)稱，編碼（C）是指信道編碼采用編碼率可變的卷積編碼方式，以適應(yīng)不同重要性數(shù)據(jù)的保護(hù)要求；正交頻分（OFD）指使用大量的載波（副載波），它們有相等的頻率間隔，都是一個(gè)基本震蕩頻率的整數(shù)倍；復(fù)用（M）指多路數(shù)據(jù)源相互交織地分布在上述大量載波上，形成一個(gè)頻道。

它是目前世界最先進(jìn)和最具發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)制技術(shù)。它的實(shí)用價(jià)值就在于支持突破視距限制的應(yīng)用，是一種在無(wú)線電頻譜資源方面充分利用的技術(shù)，可以對(duì)噪聲和干擾有著很好的免疫力，繞射和穿透遮擋物是COFDM的技術(shù)核心。其基本原理就是將高速數(shù)據(jù)流通過(guò)串并轉(zhuǎn)換，分配到傳輸速率較低的若干子信道中進(jìn)行傳輸。

使用DVB-T技術(shù)的設(shè)備通常傳輸帶寬為6、7、8MHz，而Link公司研發(fā)的LMS-T技術(shù)，能提供10MHz的射頻帶寬，因此它比一般廠家所提供的DVB-T 6/8 MHz方案，信源編碼的有效碼率可以提高一倍。

2 優(yōu)越性及成功應(yīng)用實(shí)例

由于移動(dòng)攝像機(jī)微波不受場(chǎng)地限制，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，能夠有效解決有線傳輸帶來(lái)的一系列操作上的困難，湖南廣播電視臺(tái)近年在各類節(jié)目中大量使用移動(dòng)微波，接下來(lái)介紹近年來(lái)湖南臺(tái)在直播中成功使用移動(dòng)微波傳輸關(guān)鍵機(jī)位的典型事例。

2.1 2011年快樂(lè)女聲直播

在這臺(tái)大型節(jié)目中，我們可以看到各位選手在舞臺(tái)下面候場(chǎng)時(shí)緊張的表情、跑上舞臺(tái)的連貫表現(xiàn)以及PK失敗后升降臺(tái)沉下去后感人的畫面，這些場(chǎng)景都是斯坦尼康通過(guò)LINK微波傳送到轉(zhuǎn)播車的。當(dāng)時(shí)在超過(guò)1400M2的演播廳內(nèi)，移動(dòng)微波發(fā)射端使用2.3GHz頻點(diǎn)，3dB全向發(fā)射天線，發(fā)射功率250mW，接收端天線置于觀眾席左后方上面，只使用了一個(gè)4dB全向接收天線，一個(gè)5dB定向接收天線，能夠良好接收發(fā)射端在演播廳各處所發(fā)出的信號(hào)。

在現(xiàn)場(chǎng)工作的還有一臺(tái)固定在飛梭上面的LINK微波，傳送演播廳頂部飛梭機(jī)位信號(hào)。由于飛梭運(yùn)行于安裝在演播廳對(duì)角線的鋼索上，跨度大，且飛梭兩側(cè)燈光音響設(shè)備林立，微波使用頻率2.5GHz，若接收天線架設(shè)于觀眾席后方，則接收信號(hào)會(huì)被遮擋，因此我們從鋼索中間位置的演播廳頂部垂下一個(gè)全向接收天線+變頻器，將接收到的微波信號(hào)經(jīng)變頻為308MHz，再經(jīng)由100米￠5加耐美高清視頻電纜送至接收機(jī)。

關(guān)于這兩臺(tái)LINK頻率的選擇，也需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境來(lái)確定：斯坦尼康使用較低的2.3GHz發(fā)射頻率，是為了增加繞射能力，能夠覆蓋更為復(fù)雜的地面環(huán)境；由于LINK變頻器使用高本振2.808 GHz，為了使變頻后的信號(hào)頻率更低，使用長(zhǎng)電纜傳輸時(shí)損耗更小，飛梭LINK我們選擇了較高的2.5GHz作為發(fā)射頻率，其中頻信號(hào)頻率則為：2.808-2.5=0.308 GHz，根據(jù)加耐美公司提供的數(shù)據(jù)，使用￠5電纜傳輸損耗不到15dB。

圖一 加耐美各型號(hào)電纜頻率衰減特性

2.2 湖南平江石牛寨：蒙眼倒走鋼絲

本次直播位于平江石牛寨景區(qū)，鋼絲全長(zhǎng)700米，轉(zhuǎn)播車有線機(jī)位能照顧到的極其有限，為了更好地將現(xiàn)場(chǎng)緊張氣氛體現(xiàn)出來(lái)，欄目組考慮在挑戰(zhàn)者身上安裝攝像頭。但是若不能將信號(hào)實(shí)時(shí)傳送到轉(zhuǎn)播車，其效果將大打折扣，然而普通攝像機(jī)微波帶上電池的重量將達(dá)到3公斤以上，其體積與重量都不適宜固定在挑戰(zhàn)者身上。

我們選擇了使用Nucomm公司的23MLT-23 微波發(fā)射機(jī)，其體積比一個(gè)普通煙盒都小，工作電壓9V-28V，功耗10W左右，定制了進(jìn)口三洋充電電芯的外接電池，組合后能安裝在一個(gè)小腰包內(nèi)，非常輕巧。根據(jù)測(cè)試使用，電池供電能穩(wěn)定工作1.5小時(shí)以上，適合于該節(jié)目使用。該微波發(fā)射功率200 MW，工作頻率2.2-2.4GHz可調(diào)。當(dāng)時(shí)挑戰(zhàn)者腰后系的黑包內(nèi)就是我們的整套微波設(shè)備。

本次節(jié)目我們根據(jù)節(jié)目需要還設(shè)置了另外3個(gè)微波機(jī)位：2、3、4號(hào)機(jī)位，由于距離遠(yuǎn)、移動(dòng)范圍大、環(huán)境較復(fù)雜，我們使用國(guó)產(chǎn)華林?jǐn)z像機(jī)微波。該微波發(fā)射功率1W，頻率為1.16-1.6 GHz，可以很好應(yīng)付這種復(fù)雜環(huán)境。當(dāng)時(shí)挑戰(zhàn)失敗后，終點(diǎn)小屋內(nèi)艾斯凱爾與家人擁抱在一起的感人畫面均由終點(diǎn)游機(jī)3使用華林1W微波傳回。

在2012年10月的張家界翼裝飛行比賽直播中我們共計(jì)使用11套微波，其中7套使用的是移動(dòng)攝像機(jī)微波。

3 使用時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)

以上介紹了移動(dòng)微波在湖南臺(tái)直播中成功應(yīng)用的幾個(gè)范例，但是在實(shí)際工作中還存在著多種因素的制約，將影響節(jié)目傳輸?shù)馁|(zhì)量。

3.1 頻率干擾問(wèn)題

雖然移動(dòng)微波使用了多種技術(shù)手段來(lái)抑制干擾的影響，但是由于直播現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜頻率環(huán)境，還是會(huì)對(duì)傳輸質(zhì)量造成巨大影響。我們?cè)凇翱鞓?lè)女聲”現(xiàn)場(chǎng)就曾經(jīng)遇到，LINK微波使用的2.2GHz在前一場(chǎng)能正常使用，第二場(chǎng)由于燈光、音響設(shè)備的改變，其遙控頻率剛好也是該頻點(diǎn)，使得我們傳輸?shù)男盘?hào)出現(xiàn)馬賽克甚至中斷，由于其僅在遙控器使用時(shí)才形成干擾，給現(xiàn)場(chǎng)的故障排查增加了困難。我們將頻率上調(diào)至2.45GHz，原地測(cè)試10分鐘都未出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，卻不料安裝上飛梭后卻出現(xiàn)問(wèn)題：飛梭運(yùn)行到遠(yuǎn)離控制端時(shí)失控停止。起初判斷飛梭自身出現(xiàn)故障，無(wú)法遙控運(yùn)行，后經(jīng)排查確定為L(zhǎng)INK剛改的2.45 GHz干擾了飛梭控制頻率，馬上將控制端移動(dòng)至飛梭附近，增強(qiáng)控制信號(hào)，將其遙控回到起點(diǎn)，并更改LINK發(fā)射頻率為2.5GHz，馬上恢復(fù)正常工作。

由于大量進(jìn)口移動(dòng)微波設(shè)備都是使用2.4GHz附近的頻段，這個(gè)頻段是國(guó)際規(guī)定的免費(fèi)頻段，是不需要向國(guó)際相關(guān)組織繳納任何費(fèi)用的，所以在實(shí)際工作中我們必須要考慮到該頻率范圍附近的干擾問(wèn)題。我們實(shí)測(cè)多場(chǎng)直播節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)頻率環(huán)境，發(fā)現(xiàn)1.9-2.485GHz均有可能存在干擾源（包括燈光等設(shè)備的遙控，均使用該頻率段）所以在均衡考慮后我們使用了2.5GHz，并且每場(chǎng)節(jié)目必配掃頻儀，在正式彩排時(shí)間段內(nèi)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)頻率環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，以便避開干擾，穩(wěn)定傳輸質(zhì)量。

3.2 時(shí)延問(wèn)題

我們使用過(guò)以下國(guó)內(nèi)外知名品牌的移動(dòng)微波設(shè)備，由于其使用的編解碼芯片，編解碼技術(shù)的不同，其時(shí)延長(zhǎng)度也存在很大差異：

英國(guó)VISLINK 公司的LINK系列產(chǎn)品，其時(shí)延在2幀以內(nèi)；

英國(guó)GIGAWAVE 的HD D-Cam，實(shí)測(cè)其時(shí)延比LINK還低0.06秒左右；

美國(guó)Nucomm公司的Newscoder 4，其時(shí)延大概在1秒以內(nèi)；

國(guó)產(chǎn)華林視通公司的HL-WLL50HD，由于其使用H.264技術(shù)的編碼，內(nèi)部使用富士通編碼芯片，其時(shí)延大概在2秒左右，（據(jù)了解現(xiàn)在已經(jīng)推出使用NTT編碼芯片的發(fā)射機(jī)，其時(shí)延能達(dá)到2幀以內(nèi)）。

通過(guò)在各場(chǎng)節(jié)目中實(shí)測(cè)，我們認(rèn)為：GIGAWAVE與LINK公司的這兩款設(shè)備所傳輸?shù)男盘?hào)能夠與有線機(jī)位信號(hào)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換，適用于斯坦尼康與飛梭等對(duì)于時(shí)延有較高要求的機(jī)位。

Nucomm公司的Newscoder 4由于其輕便性，我們通常使用在一些極限運(yùn)動(dòng)的隨身機(jī)位上：翼裝俠穿越天門洞，輪滑人天路挑戰(zhàn)，走鋼絲等等；國(guó)產(chǎn)華林微波配置靈活，發(fā)射功率較大等優(yōu)勢(shì)，我們通常使用在較復(fù)雜的傳輸環(huán)境下。

4 總 結(jié)

移動(dòng)微波由于其輕便，易于操作而廣泛使用于各大電視媒體的現(xiàn)場(chǎng)直播中，但是由于環(huán)境的變換，設(shè)備的特性不同，在實(shí)際工作中必須根據(jù)需要選擇合適的設(shè)備，配置相應(yīng)的參數(shù)，才能真正用好它。目前移動(dòng)微波在湖南臺(tái)的各大新聞直播報(bào)道和大型電視直播活動(dòng)中得到廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著重要作用。