芻議數(shù)字微波技術在電視直播的應用

1、數(shù)字微波通信技術概述

數(shù)字微波通信，是指利用微波頻段的電磁波傳輸數(shù)字信號的一種通信方式。具有兩大技術特征：（1）它所傳送的信號是按照時隙位置分列復用而成的統(tǒng)一數(shù)字流，具有綜合傳輸?shù)男再|。（2）它利用微波信道來傳送信息，擁有很寬的通過頻帶，可以復用大量的數(shù)字電話信號，可以傳送電視圖像或高速數(shù)據(jù)等寬帶信號。由于微波電磁信號按直線傳播，所以數(shù)字微波通信可以按直視距離設站。數(shù)字微波通信主要是用來傳送長途電話信號、電視信號、數(shù)據(jù)信號、移動通信系統(tǒng)基地站與移動業(yè)務交換中心之間的信號等可以用于通向沙漠、孤島等特殊地理位置的通信以及內河航運的船舶電話系統(tǒng)等。在軍事上，數(shù)字微波通信可構成專向通信，如海、陸、空三軍基地的通信交流等，也可以用于野外戰(zhàn)斗通信網(wǎng)的干線通信和支線通信。因而，數(shù)字微波通信技術在整個國家通信傳輸體系中占用重要的地位。

2、數(shù)字微波通信技術的基本原理分析

微波在空氣環(huán)境中的傳播性與光波在空氣環(huán)境中的傳播今本上表現(xiàn)為同等的狀態(tài)，都在空氣環(huán)境中呈現(xiàn)出直線的前進并且延伸到空間當中，如果出現(xiàn)阻擋，則將會導致微波發(fā)生一定程度的反射，影響其傳輸性能的實現(xiàn)。從這一方面來說，按照當前的技術條件，建立在適當范圍內的通信是數(shù)字微波通信技術的關鍵。而由于受到客觀因素的影響，信號質量就會變得很差。如受地球表面?zhèn)鬏敽涂臻g傳輸較大的衰落問題影響，信號質量就會變得很弱，甚至中斷。如果想在不影響信號質量的前提下進行遠距離的通信與傳輸，那么就必須要通過對傳輸信號進行反復的中繼轉發(fā)，才能達到接力傳輸?shù)闹匾康?。換言之，就是在應用數(shù)字微波通信技術進行視頻和音頻信號的傳輸過程中，設置相應的終端站點，使數(shù)字微波傳輸線路的兩端位置傳輸順暢。另外，對于數(shù)字微波的傳遞，還需要在傳輸線路的延伸空間內設置一定的中繼站站點，而對于所設置的中繼站點之間的間隔應當在50m以內。因此，按照上述的原理，在確保中繼站站點能夠將傳輸過程中流經(jīng)該站點的數(shù)字信號加以有效地接受和處理的同時，從而才能夠實現(xiàn)對數(shù)字信號傳輸質量的有效保障。而在電視直播中最常運用的一項主要技術就是數(shù)字微波通信技術。微波傳輸技術是無線、直線傳輸，發(fā)射天線和接收天線要在可視范圍內，中間不能有建筑物阻擋。微波傳輸首先要架通微波的收發(fā)點、中轉點。微波使用的頻率范圍從300MHz到10GHz。如果頻率太低，就容易受到干擾;如果頻率太高，磁波傳輸能力就會下降，傳不了很遠，因此最好在可用頻率范圍內選擇低的頻率。在使用頻率方面，大城市使用無線電頻率的部門很多，頻率占用范圍寬。但是，由于無線電的傳輸距離很有限，所以在很大程度上，微波的使用要受場地制約，即使在一個城市中也都要設置多個中轉點。在實際工作中，單獨使用數(shù)字微波傳輸主要用是于大型晚會或者是體育賽事的直播。通常的情況下，當微波傳輸在拍攝某些大景和大范圍移動機位時，此攝像機微波發(fā)射端和系統(tǒng)接收端使用的是微波全向天線。例如在北京奧運火炬?zhèn)鬟f的直播中，移動微波車全程跟隨火炬?zhèn)鬟f，其作為一路重要的信號源再接入最后一級切換臺。

3、無線攝像機微波傳輸系統(tǒng)

無線攝像機微波傳輸系統(tǒng)分為模擬和數(shù)字兩種傳輸方式。其中，模擬傳輸技術對多路反射信號的影響非常明顯，一般在室內無法使用。而在室外拍攝時，為了能夠收到較好的信號接收效果，一般都采用定向跟蹤，但是需要配備有經(jīng)驗的天線操作員。因而，模擬微波攝像機在實際使用中沒有能夠得到廣泛的推廣。近年來，隨著科學技術的不斷進步，人們將數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敿夹g引入到了無線攝像中，數(shù)字微波攝像機能夠使用全向發(fā)射天線，而在接收端主要是利用多個天線進行分集接收，在有效的覆蓋范圍內信號質量一般比較穩(wěn)定。這種無線微波攝像系統(tǒng)，既可以在室外，又可以在室內應用，而且在運動拍攝時也不需要天線跟蹤。因此，無線攝像機數(shù)字微波系統(tǒng)被廣泛的應用。

4、數(shù)字微波通信技術在電視直播中的應用形式

4.1無線攝影機數(shù)字微波系統(tǒng)的基本應用方式

在目前數(shù)字微波通信技術的支持下，無線電攝像機數(shù)字通信技術的運用在電視直播中是最基本、本、最普遍的。然而在整個數(shù)字微波通信系統(tǒng)的運用過程中，只需要用分級是信號接收設備和微波發(fā)射單元設備。在電視直播的過程中，無線電攝像機數(shù)字通信技術是目前進行電視直播、新聞報道過程中最為常用的，同時也是綜合運用優(yōu)勢最明顯的。對于攝像設備與衛(wèi)星通信設備的間隔距離在幾千米以內或者是在同一可視范圍內的情況下，可以通過對無線攝像機數(shù)字通信技術的綜合應用來實現(xiàn)電視直播的目的。在日常生活中我們經(jīng)?？梢酝ㄟ^電視看到各種各樣的新聞或者體育直播，如春節(jié)聯(lián)歡晚會、奧運會等。那么電視直播是如何實現(xiàn)的，因此，以一場晚會的電視直播為例。在晚會的電視直播中，為了最大限度的保證電視直播的質量，就要求攝像工作人員可以提前將微波攝像機裝置帶入晚會的現(xiàn)場，并且還可以將其放在晚會前臺相對平坦的地方，以實現(xiàn)攝像的效果。在此基礎上，微波天線可以接受來自前方攝像工作者所拍攝到的晚會現(xiàn)場實況，并將相應的數(shù)據(jù)資料傳輸?shù)较伦冾l設備當中。在下變頻設備與分級信號接收單元的有效聯(lián)動中實現(xiàn)對視頻信號和音頻的可靠性傳輸。通過以上的信號傳輸，然后將所傳輸?shù)囊纛l和視頻信號加以整理按照便攜式衛(wèi)星站點、衛(wèi)星信號接收機房的方式加以傳遞。因此，通過此種方式，實現(xiàn)了對整個晚會運行的狀況進行及時高效的直播。

4.2結合攝像設備反向控制單元的應用方式

通過對攝像設備反向控制單元的有效利用，從而使電視直播后方的音頻及視頻編輯人員能夠很好的實現(xiàn)對電視直播前方攝像設備的工作人員的遠程調度與控制。根據(jù)電視直播過程中，對于播出畫面的取景構圖藝術和清晰度以及對音頻質量辨析度等過多個方面的節(jié)目制作需要，后方編輯工作人員引導電視直播前方的攝像設備操作人員有效地展開各項工作。在電視直播的過程中，其所涉及到的相關技術標準的掌握則全部由電視直播后方機房內的相關技術工作予以完成。從這一方面來說，整個電視直播節(jié)目的制作所表現(xiàn)的機動性與靈活性，都是建立在攝像設備反向控制單元的基礎上的。與此同時，通過運用攝像設備反向控制單元的方式實現(xiàn)了電視直播前方數(shù)據(jù)傳輸和后方編輯制作的雙向性。總之，這一過程就是在無線數(shù)據(jù)發(fā)射機的基礎上，將數(shù)據(jù)資料傳送到攝像機設備當中，從而實現(xiàn)了整個電視直播的反向控制。

4.3結合信號中繼系統(tǒng)的電視直播應用方式

數(shù)字微波通信技術與信號中繼單元的合理有效的運用，實現(xiàn)了對視頻信號和音頻信號傳輸距離的延長。由此可知，電視直播前方攝像設備通過微波發(fā)射機，將視頻和音頻信號發(fā)送至分級式接收機設備當中。在此基礎上，將接收的這部分信號傳輸至信號中繼內部，然后再通過調制與調解的方式，輸出一COFDM格式所表現(xiàn)的綜合信號。在中繼系統(tǒng)的電視直播應用方式的作用下，為了達到更好的直播效果，中繼系統(tǒng)需要放置在較高且無明顯阻礙物的區(qū)域內，以防止中繼系統(tǒng)信號的轉發(fā)能力受到削弱。在當前技術條件的支持下，數(shù)字微波通信技術綜合信號中繼系統(tǒng)的電視直播應用方式在直播中具有明顯的綜合優(yōu)勢，值得特別關注。

4.4結合光纖延伸單元的應用方式

光纖延伸單元分為移動單元和固定單元。移動單元與天線和下變頻器相連接，一般置于拍攝現(xiàn)場附近，通過光纖連接到固定單元并經(jīng)分集信號接收機重建音視頻信號，光纖延伸單元可將傳輸距離最大延伸到30km。比如在一些大型的體育賽事或者是大型的晚會中，攝像人員可以在現(xiàn)場進行拍攝，然后將信號傳輸?shù)礁浇茉O的微波天線，通過光纖將視頻或者是音頻信號直接傳輸?shù)胶蠓降难莶ナ摇?/p>

5、結語

隨著電視直播技術的不斷發(fā)展和人類需求的不斷變化，數(shù)字微波技術在電視直播中的地位越來越突顯，使電視直播系統(tǒng)向完整化、同步化、清晰化方向發(fā)展，從而使廣大觀眾在任何時間，任何地點都能夠獲得最前沿的信息。

本文作者：寶玉英 工作單位：內蒙古通遼市微波站