数字电视移动直播车（共7篇）
数字电视移动直播车 篇1
当前,信息传播的途径越来越多样化,效率也越来越高。在广播传统媒体中,新闻报道的及时性也已经成为竞争中越来越重要的因素。面对新形势下广播直播多方面的需求,广播直播车需能在没有外部条件支持的情况下独立、高质量地完成多种节目形式的移动调频直播、现场直播和节目录音制作任务。本文从盐城台广播车的功能目标、使用模式等角度出发,阐述了整个方案的设计思路,为盐城广播电视台建设和选购直播车提供了具体技术支撑。
1 广播直播车设计思路和原则
1.1 先进性
系统设备的选择尽量采用先进、成熟的国际知名品牌,并有广泛应用成功案例的产品。
1.2 可靠性
承载车安装的设备都必须具备极高的安全可靠性,所有设备主备切换,多路信号通道,具有先进性和安全性俱佳的特性。同时,在系统设计中,需考虑较为完善的应急方案,应急操作安全快捷。
1.3 经济性
对系统进行科学合理的统筹规划,配置的设备应具有最佳的性能/价格比。
1.4 实用性
能适应江苏省道路、气候条件,能够实现移动调频直播、现场直播、现场扩声、录音制作等多种功能,满足不同环境条件的节目播出和信号传输,将高质量的音频信号回传至台总控机房和直播室。
1.5 扩展性
系统应具备整体性,各功能界限清晰,人机界面简洁。充分考虑未来几年发展趋势,整体框架、系统接口,以及相应的系统设备应留有一定的可扩展空间。
2 广播直播车具体设计思路
2.1 功能设计
①满足2km范围内高质量移动调频广播信号的覆盖。②具备现场信号的采集、编辑制作、播出等功能,能够实现不同环境条件下各种节目形式的录音制作,现场移动直播活动,并具有同步录音功能。③具备扩声功能,可用于现场扩声和移动广播。④具备电话线路、3G、等多种传输功能,能将现场采集的实时音频信号传输至台总控机房和直播室。⑤具备可同时接入多路电话的无线电话耦合器,以方便电话连线,增强热线参与能力。⑥具有扩音效果,在车顶加装四只高音喇叭,并用无线话筒让主持人随时随地可以让主持人走出直播室和观众互动。在车顶安装可旋转升降摄像头,并在车内有显示器可以观察,增强广播的可视性。⑦配置GPS时钟系统自动、快速、准确得为车载时钟系统提供标准时钟信号。
2.2 直播车的信号系统设计
2.2.1 调音台
调音台是全车系统的核心,采用主备调音台的方式。主调音台采用STUDER On-Air 1500数字调音台,备调音台采用SoundcraftFX16ii模拟调音台。
2.2.2 信号源部分
音频工作站采用DELL电脑和专业声卡DIGIGRAM PCX 924HR组成,该电脑通过安全网关和外网工作站相连,外网工作站直接连入互联网中,此种方式能在确保系统安全情况下下载互联网上的音频素材;其它音源系统包括:主持人耳麦、车载DVD、收音头、4路电话耦合器、两只无线手持话筒,以及两只头戴式无线话筒等。
2.2.3 信号处理及传输分配
主备调音台信号输出通过切换器输出,再经过延时器接入音频分配器,延时器的作用是为了确保直播活动的安全性。从音频分配器输出主要分为三路:一路输出到主备发射机,作为开路信号发射;第二路通过音频处理中心输出至功放,供现场扩声之用;还有一路输出至3G编码器,通过3G将信号传到台内。
2.2.4 发射机
发射机是作为移动直播的重要传输覆盖的设备,考虑以主备的方式进行设计,采用纯进口AEV Sislco EXC系列的发射机两台,一台为AEV Sislco EXC120GT,功率为120W,另一台为AEV Sislco EXC 30GT,功率为30W。小功率发射机主要用于移动直播时,系统音频信号经过发射机和吸顶式鞭状调频发射天线进行发射,车队的车辆通过车载收音机收听,覆盖半径在1.5km左右。大功率的发射机主要用于驻车后在固定现场进行信号发射,音频信号经过发射机和车载式圆极化调频发射天线进行发射,覆盖半径可达到10km左右。这是现场发射的方式,如果希望通过覆盖更广阔的空间,则可以通过信号传输手段将现场的音频经过车载传输系统(如3G、光纤)传输至台内,再进行远距离发射。
2.2.5 扩声系统
车顶加装4只高音喇叭,车内采用信号为VC-P2600的高音喇叭功放,组成车体自身扩声系统,用于一般扩声的需要;对于现场的扩声需求,采用美国进口CROWN品牌型号为XTI6000的功放,用于连接现场音箱形成现场的扩声系统。
2.3 直播车的车体空间设计
2.3.1 车型选择
考虑到汽车的机动性、承重性以及江苏道路条件,选用奔驰524为主体车型。
2.3.2 车厢布局设计
针对奔驰524车型,进行车内改造,采用车体分区构造设计,主要分为驾驶区、播音区和设备区,其中3个区域分别进行了隔离。播音区场景图如下:
2.4 供电与空调设计
2.4.1 电源设计
由于是移动广播的直播车,供电系统是整个系统运行的基本保证,因此,电源部分我们采用了两路独立供电。其一,主要供电由车载UPS电池组组成,将UPS电池组分成主、备两组,根据计算功率容量,一次充足电每组电池组可使用六七个小时。如主电池组使用6小时后可通过切换器无缝切换至备电池组继续使用,同时,通过车载逆变器在发动机运行的前提下对主电池组进行充电,6小时后主电池组电量基本充满,理论上主电池组通过逆变器充电可将UPS电池组使用时长延长至18小时左右。其二,外市电的选用主要在现场直播和扩音情况下采用,接入了驻车空调和功放、车顶外照明灯等用电量大的设备。
2.4.2 空调设计
直播车在行驶的过程中和在进行移动直播时,采用原车由发动机提供动力的自身空调系统。当驻车后在进行固定直播或转播时,采用由外电接入提供动力的顶式空调系统,此空调系统位于车厢的顶部。
3 广播直播车工作流程设计
直播车工作模式:移动调频直播、现场直播、现场扩声、移动广播扩声。各工作模式下工作流程设计如下所示。
3.1 移动调频直播
直播车跟随车队进行移动调频直播。直播时1～4位主持人、嘉宾头戴耳麦进行实时解说,耳麦信号经由无源话分分配至主备调音台上;同时,音频工作站、笔记本电脑、车载CD作为信号源,信号通过音分或跳线分配至主备调音台进行片头片花、垫乐和歌曲播放,当主调音台出现故障时可通过音频切换器一键切换至备调音台进行播出。音频切换器信号输出至延时器再通过音分分配至主备发射机进行调频发射,主备发射机信号可通过同轴转换开关进行发射切换。主持人、嘉宾、技术人员及导播可通过耳机、耳麦外接耳机分配器对信号进行监听。
3.2 现场直播
直播车在活动现场作为一个移动直播室,1～4位主持人、嘉宾头戴耳麦在直播车内进行节目直播,音频工作站、车载CD信号通过音分分配至主备调音台进行垫乐和歌曲播放,直播的同时还可通过有线或无线电话耦合器接听热线参与电话,导播可通过前驾驶室导播系统进行热线电话的接入、切出,信号通过3G数字音频编器传回总控进行直播。当主调音台出现故障时可通过音频切换器一键切换至备调音台播出。信号经音频切换器输出至延时器再通过音分分配至音频工作站同步录音。主持人、嘉宾、技术人员及导播可通过耳机、耳麦外接耳机分配器对信号进行监听。
3.3 现场扩声
现场信号输入主调音台,主调音台信号经由音频切换器、延时器、音分分配至音频处理中心美化,再传输至功放外接无源音箱进行现场扩音,如主调音台出现故障可切换至备调音台继续播出。
3.4 移动广播扩声
1-4位主持人、嘉宾头戴耳麦在移动的直播车内进行广播,音频工作站、车载CD信号通过音分分配至主备调音台进行垫乐和歌曲播放。当主调音台出现故障时可通过音频切换器一键切换至备调音台播出,信号经音频切换器输出至延时器再通过音分分配至定压功放,信号传输至车顶高音喇叭进行移动广播扩声。
3.5 音频工作站使用安全
各项活动中主持人使用的垫乐、歌曲等音频文件通过外网电脑、网关传输至音频工作站进行播出。同步录音文件也可通过网关系统导出至外网电脑供日常节目使用。
4 结语
本文通过对盐城广播电台新型移动广播车的设计思路阐述,指出了符合地级市电台的广播直播车的建设和选购方向。面对突发新闻事件,能否快速到达现场并立即开展广播直播报道,是广播媒体竞争的关键。特别是在面对一些重大事件时,如何尽快地采集,发布信息对媒体的快速反应和现场直播能力提出了新的考验。广播直播车正是具备快速、便捷、灵活、稳定等特性,因而适应当前广播直播活动发展的需求,为盐城广播电视台广播传统媒体的发展发挥重要的作用。
摘要：本文具体分析了盐城广播电视台移动广播直播车具体设计,并结合地级市广播电台移动直播的需求,阐述了广播直播车的设计思路、系统构架、实现方法、主要功能。
关键词：广播,直播车,移动信号
数字电视移动直播车 篇2
(1)能够满足跟随车队高速移动直播解说,车队车辆通过车载收音机收听直播信号。(2)能实时将现场音频信号通过3G网络传送至台内使用。(3)现场参观点能够实现车外音柱扩音解说。(4)能够实现对调频、中波、电视等无线信号覆盖场强的测量工作。(5)车载供电系统能够满足车载设备长时间移动工作,无需停车充电。(6)车体灵活机动、道路通过率高、具备越野性能适应不同城市乡村道路。
2 设计原则和目标
2.1 可靠性
广播户外宣传也是安全播出不可分割的重要组成部分,户外活动还具备不可重复性,和宣传的严肃性,为此技术系统主要器材采用主备备份运行方式,传输通道采用双路由,系统集成尽量少用接插件避免车体运行颠簸带来的异常情况。
2.2 先进性
系统配置选用广播行业主流设备,采用数字和模拟组合成熟产品适应广播5-8年发展空间。
2.3 车体灵活机动性
本次新建车辆要避免原有直播车动力不足,道路适应性、通过性不强的问题,选用三菱帕杰罗越野车该车马力大适应乡村道路,车体紧凑道路通过能力强。
2.4 经济实用性
项目统筹规划在满足设计功能原则下优化方案,系统由台内技术人员集成,不仅降低成本而且便于维护,又能锻炼技术队伍。
3 项目实施
车体规划实施:车体选型主要考虑空间大,能够坐下2位节目主持人、一名驾驶员、一名技术保障人员、一名现场导播(协调指挥),能放置两排标准机架24U设备空间。车体密封性能好具备良好的隔音效果,发动机具备良好的动力性能和越野能力适应高速车队运行和乡村道路,综合考量选用三菱帕杰罗越野车能满足要求。
3.1 工作区
该车有三排座椅副驾驶可以安排随车导播(协调指挥)工作,中间一排3个座椅安排节目主持人和技术保障人员工作。拆除驾驶员扶手箱,改装成播出控制台上面一层安装主播出调音台,下面安放播放器,便于主持人和技术人员操控。该车主持人上方有原车读报灯照度满足晚间读稿。
3.2 设备区
设备区分为前后两区域,将正副驾驶座中间扶手箱改造成播控台操作由主持人完成,拆除原车第3排座椅安放两排标准宽度的机架高度为12U满足设备安装空间。机架底座安装避震底座保障车辆行驶时设备运行正常。
3.3 车顶区
车顶主要安放吸盘调频发射天线和信号测量设备接收天线。现场参观场所需要解说时车顶放置磁性吸盘扩音音柱可以调整指向。车体规划实施见图1。
4 便捷型移动直播、覆盖保障车的技术系统组成
技术系统设计原则是在满足功能需求的条件下应当以高可靠性为第一要素(见图2)。
4.1 音源部分
配置两台车载SD卡播放器确保防震效果;主持人使用Shure Bata头戴电容话筒满足移动播音需求,能将主持人双手解放出来操控设备;配置Shure两路无线手持话筒方便现场参观点解说。
4.2 调音台混音器
由于越野车没有客车空间大我们配置了体积小的4路输入前置调音台主持人可以方便地控制2路头戴话筒和1台主播放器,备播放器和混音器固定在后排机架中。
4.3 发射和传输设备
调频发射机选用2台BW Broadcast TX5互为主备,该发射机体积小只有1U高度,风机噪声极小不影响车内播音效果。信号回传台内选用两台Tieline TLF300 G3,该数字音频传输器满足移动直播时使用3G网络回传音频,固定场所回传信号可选择IP,LAN,WAN,网络、3G宽带、模拟电话线POTS或PSTN连接、ISDN BRI,PRI和Inmarsat卫星巡回等多种模式,使用非常方便。
4.4 无线场强测量部分
该直播车具备特色功能就是,不仅满足移动直播活动,而且装备了无线信号测量设备满足一般地级台调频、中波、CMMB、DTMB、模拟电视等无线信号的测量功能,系统中包含移动场强测量设备、CMMB、DTMB、模拟无线电视以及FM/AM调谐器可以进行覆盖区域内收听收看进行无线信号的主观评价。
4.5 系统供电电源
对供电系统调研了多家直播车生产企业和广播电视相关行业最终选择纯正弦波一体化UPS,使用螺旋固体电池组,电池组体积小质量轻便于车载,无液体电池液适合移动使用,在缺电时45min能充电95%,使用寿命达10年,和车载充电系统搭配无需停车充电,实际使用验证连续使用20个工作日无需市电充电满足运行要求。
5 结语
该车是泰州广播电视台建成的第二辆广播直播车,广播移动直播、覆盖保障车的建设应当根据台内业务需求结合实际规划实施,功能实用性、运行可靠性、投资经济性是我们最求的目标。
摘要：随着广播事业的发展,广播节目形态日益丰富,户外移动直播,社会突发事件报道与日俱增,泰州广播电视台原有大型广播直播车因使用年限过长动力下降不能满足移动宣传需求。为此,根据广播节目宣传需求设计并实施了便捷的广播移动直播车,该车同时兼顾广播电视覆盖测量工作。本文主要介绍了便捷型移动直播、覆盖保障车的设计和实施,提出了车体改造、技术系统的配置方案。
关键词：便捷型广播,移动广播,覆盖保障
参考文献
数字电视移动直播车 篇3
随着3G时代的到来,移动网络传输带宽的提升,促使流媒体技术深度发展的同时,在广度上也不断拓延。流媒体又叫流式媒体,是一种新的媒体传送方式[1],采用流式传输方式在网络上播放,将整个音视频文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包,由视频服务器向用户终端连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中,多媒体文件的剩余部分在后台的服务器内继续下载,前台则为用户展示连续的实时视音频节目。笔者采用流媒体技术接入中国移动平台,基于GPRS/EGPRS/3G网络实现在移动终端上的数字电视节目直播。
2 系统设计
2.1 功能分析
系统在处理过程中,节目源为对传输网络要求相对灵活和成本相对较低的ASI复用信号,可将多路节目信号捆绑在一起,其中嵌入的视频格式为MPEG-2格式,音频为Dolby Digital格式,然后进入采集系统解析出所需要的音视频信号[2],而完成采集功能的元件采用具有良好音视频同步技术和先进DMA技术的View Cast公司Ospery560采集芯片,通过Encode软件获取音视频信号,这一步很关键,因为视频编码为H.263和H.264,音频编码为AMR-NB和AAC,然后在实时传输协议(RTP)的基础上合成封装成3GP文件,传至播出管理模块,之所以要采取不同的视音频编码是因为目前3种移动网络(GPRS,EGPRS,3G)的网络带宽、承载量、覆盖区域、适合机型芯片等因素不同,如果在移动终端上看直播,必须针对每种网络类型提供不同的编码格式。而具体实施部分则为:对3G网络覆盖区域提供3G的流媒体直播文件,视频码率为108 kbit/s,音频码率为12 kbit/s;对EGPRS网络覆盖区域提供高码率的流媒体直播内容,视频码率为60～72 kbit/s,音频码率为7.95 kbit/s;对GPRS网络覆盖区提供低码率的流媒体直播内容,视频码率为22～36 kbit/s,音频码率为5.9 kbit/s。待封装后的3GP文件传输至直播处理模块并在直播服务器处理就绪后,也就完成了整个流程,这时用户可以在所处网络覆盖下的移动终端上观看内容丰富的直播节目。图1所示的功能流程图中,信号源为播控机构提供的ASI复用信号,直播服务器全部安置在中国移动视频基地。
2.2 硬件结构设计分析
在功能分析的基础上进行详细的硬件系统设计,总体上硬件系统包括2个子部分,分别是节目信号采集解析转换和采集编码压缩封装。如图2所示,虚线框里的设备集合完成了信号源的获取、解码、ASI转换SDI功能;在实线框里完成SDI视音频信号的采集、编码、压缩、封装等关键功能。ASI复用信号经过分配器后分解成多路ASI复用信号,分配器为专用的ASI信号分配器,经过解码器解析出所需要的频道频率并进行量化处理转化为SDI信号,然后经过采集、编码、压缩、封装服务器进行编码合成封装,采集服务器是该硬件系统结构中的关键元件,由OS,Ospery560,Encode软件等构成,完成SDI信号的捕获、解析、编码和压缩封装功能,随后通过协议传输至直播处理模块,等待直播服务器的实时数据处理,进而完成流媒体的直播。
硬件系统搭建完毕后,为使其正确、稳健、自动和高效地运行,要将采集到的信号解析、编码、压缩并进行协议封装,最终合成所需要的3GP文件。
2.3 软件结构设计分析
建立数据采集、编码、压缩、封装程序[3]的主要步骤如下:1)启动I/O模块,调用接口函数Live_Conn;2)调用端口函数Live_Port_Config,确定数据方向和数据块大小;3)调用Live_Setting_Config,设置采样率、请求方式等参数;4)如果改变触发方式则需要调用函数Live_Trig ger_Config,否则采用默认方式;5)将数据导入实时缓冲区,调用Live_Buffer_Config;6)启动Live_Check函数,检查数据是否传输完毕;7)调用Live_Encode_Encap函数对数据流进行实时编码封装;8)当1次采集编码封装完成,调用Live_Clear函数,刷新缓冲区。图3为整个系统软件的流程图。
如图3所示,首先启动软件的I/O端口,打开Ospery560的底层驱动,获取句柄和芯片缓存地址,启动Live_Port_Config函数,打开系统处理端口并获取PC内存空间,接下来进行所要采集数据的参数设置,如帧率、编码格式、比特率等,然后控制数据流的方向使其流入Buffer_Zone进行数据整流,确定其流出方向、特性与所设置参数一致,然后判断溢出,并检测数据流是否接收完整,如满足要求则开始将视频信号编制成H.263或H.264,音频编制成AMR_NB或AAC等,然后函数处理分组,压制成3GP数据流格式,随后经RTP格式封装,经TCP/IP协议函数处理、打包、分组,通过采集服务器与播控服务器端的TCP Socket对来承载数据流的接收。然后播控服务器收到采集端RTP数据包后,给以适当的缓冲,利用RTP包的时间戳和序号信息重组、还原数据包,并等待移动终端发来播放指令请求,判断是否给其资源进行播放。在整个流程中,视音频信息的编码压缩封装算法[4,5]可以简单描述如下:
以上完成了对数字信号的采集、编码、封装以及整合协议传输的全过程,并在移动终端实现了电视直播功能。目前,根据该原理建设的模拟视音频信号的接入直播系统已经在中国移动平台试播,且播出质量良好。
2.4 测试
整个测试过程是在GPRS,EGPRS,3G 3种网络制式下观看直播节目,测试终端分别是Nokia 6120C和COOLPAd6168H。画面播放流畅、画质清晰、无爆音现象,直播效果如图4、图5、图6所示。
3 小结
基于数字信号的移动终端直播系统,采用了时移功能良好的H.264编码,在测试中选择视频平均编制码率为85 kbit/s,音频平均编制码率为8.61 kbit/s,在3种网络制式下呈现的图像质量和音质效果良好。但由于其传输通道为移动无线网络,如果片面追求画面质量,过度增加音视频码率,会使终端接收的流量增大、费用增加,所以图像质量与网络流量形成了矛盾,解决这个矛盾要从技术和运营商的角度考虑,在技术作基础支撑的同时,运营商在费用上进行评估研究,使其能最大限度地满足人民群众对流媒体的需求。随着3G时代的到来,技术研究一直在不断前进,手机电视在国内还处于起步阶段,不仅需要工程人员的开发和试验,还需要整个社会共同参与推进向前。
摘要：提出了通过中国移动通信网络实现移动终端观看数字节目直播的方案。该方案的硬件结构结合Ospery560采集芯片进行音视频采集、解码和信号I/O操作,软件方面依据实时传输协议(RTP)基于底层的驱动支持,进行信号流的编码、压缩和封装,并通过测试证明该设计方案的可行性。
关键词：流媒体,手机电视,直播,3G,RTP
参考文献
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[2]巩伟,谷秀莲.PXI6534数字采集卡的原理和应用[J].海军工程大学电子工程学院学报,2002(3):29-32.
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[4]孙海民.精通Windows Sockets网络开发——基于Visual C++实现[M].北京:人民邮电出版社,2008.
数字电视移动直播车 篇4
随着社会经济的发展，各种现场报道、重大活动、参观考察活动日益增多，移动电台现场直播的需求也大量增加，为了电台直播任务的顺利进行，移动广播直播车起着重要的作用，为此灌云电视台根据广播现场直播特点设计并配置了移动广播直播车。现对移动广播直播车的设计进行简要介绍，供同行参考。
2 移动广播直播系统的工作原理
移动广播直播车跟随车队进行现场播音，播音人员的话筒声音和背景声音信号送入调音台和音频处理器，输出的混合信号再送入调频发射机，然后通过吸盘式天线发射出去。车队车辆选用车载调频收音机进行收音（灌云电视台的移动电台频率是FM292.0MHz）。这种移动式的调频广播具有覆盖范围广、机动灵活、声音清晰等特点，并且增强了现场的宣传效果。
3 移动广播直播系统的特点
移动广播直播系统具有高可靠性、易操作性、实用性、经济性等特点。灌云电视台移动直播系统的设备都实现了双备份，出现故障时能在较短时间内恢复播出。根据我台的实际情况，没有配置专用直播车，这样可以一车多用，平时卸下设备，作为公务用车。而直播设备也是使用简单，便于拆装、维护；设备的配置是以实用为前提，能保证安全播出即可，因此，有源设备能少则少，这样就能降低车载设备的总功耗，在电池容量相对固定的情况下，也就达到了延长播出时间的效果。
4 移动直播系统的设备组成
根据移动广播的特点，灌云电视台移动广播直播车设备配置以高可靠性为出发点，为此，设备配置上采取主备双UPS电源供电系统、控制台采用Alesis MultiMix 12R立体声模拟调音台、音源设备采用昂达MP3、主备调频发射机，确保系统的可靠运行。
4.1 调音部分
我台选用Alesis MultiMix 12R立体声模拟调音台作为主控调音台，该调音台有8路话筒/线路输入,2路立体，2路Aux返回，既具有数字调音台无法比拟的音质好和高可靠性特点，又具备了多路信号输入功能，满足多路信号源切换，使得系统构造精简、操作简便。
4.2 音源部分
音源部分分为两类，分别是播音人员的直播话筒和提供背景音乐的播放设备。直播话筒的选取首先要考虑进讲话筒，以防止背景噪音，其次要考虑不影响正常播音。播音人员若用手持话筒将非常不利于翻阅文稿，因此使用两路小巧舒适的头戴式麦克风或动圈话筒比较合适，因此我台选用shure-sm2头戴式动圈话筒。sm2为近距离谈话单向动圈类型话筒，频率响应为50至15,000Hz。因其具有降低噪声的特性，它可以清楚地识别近距离的声音而削弱远距离的声音。因此，即使是在极其嘈杂的环境中使用，它也不会丢失或屏蔽语音信号。锁定式拇指夹可以防止话筒滑落或扭转，近距离谈话话筒操作和单向拾音模式可以有效降低噪声，平滑而自然的话筒语音频率响应，话筒可戴于右侧或左侧，杆架可在155度内旋转，话筒杆架长度可在89mm(31/2英寸）范围内调整，内置式高灵敏度耳机接收机可以隔离室内噪声。并且灌云电视台选用昂达MP3作为背景音乐的播放设备，MP3播放器不但功耗低、音质好、价格便宜等优点，而且MP3节目源丰富，节目编排灵活，非常适用于移动直播。
4.3 信号的处理
播音人员的播音声音信号通过动圈话筒送入百灵达PRO-XL-HA4700耳机分配器，然后在送入调音台，输出信号通过DSP1424P数字音频处理器对信号进行处理后再送入发射机。PRO-XL-HA4700具有4路高功率功放、12路分配，可以驱动8欧以上阻抗的耳机，改良声音的表现力，具有更好的音频质量，配有其它耳机功放没有的完备的发送连接和混音功能，可以随意跳线组合及混音。每个区段的输入/aux都是分开的，可以方便的分配不同的信号，适合所有类型的耳机。ULTRAMIZER-PRO DSP1424P具有24比特的采样精度和其它众多的功能。功能强大的数码信号处理器能根据音色，在多频段上对低频和高频进行动态处理，压缩和限制功能完全是无声的。在不需要提高功放功率的情况下，它能大大提高录音和现场扩声时的响度。
4.4 信号的传输
移动直播时，DSP1424P数字音频处理器的输出信号直接送入25W调频发射机，然后通过调频发射机的RF output接口送入吸盘式天线（天线中心频率90MHz）发射，覆盖半径达5km，车队车辆通过车载调频收音机收听。每次直播时车队的车辆数目未知，车队或长或短，因此灌云电视台选用意大利AEV-SIRIO25和SIRIO60两台不同发射功率的调频发射机作为主备机。SIRIO25系列采用数字控制，所有参数都可通过前面板控制开关按键和远程控制端口进行设定，包括：频率、功率、灵敏度、预加重、功能模式（单声道、立体声、外部复合信号)、时钟和日期。三级密码管理确保了激励器在不同工作条件下的不同的安全保密性要求。SIRIO25系列在单声道和立体声通道加了低通滤波器，调制度限幅器，通常将频偏峰值设为75kHz，并可以根据用户不同要求，将它设为150kHz以上。输出频率通过温补晶振锁相，保证了高精确度和稳定性。低噪声，低失真的VCO使输出信号无谐波和杂波的存在。锁相电路确保了激励器在开机后，只有当工作在正常的频率范围内时才进行功率输出，如图1所示。
4.5 电源供电
移动广播直播车可用UPS和车载逆变器两种方式供电，灌云电视台根据实际情况，配置4只18V蓄电池，两套山特MT1000-UPS互为备份，作为移动直播主备电源。根据实际的使用情况，一套UPS电池组可供25W调频发射系统使用4.5小时左右，供60W调频发射系统使用3.5小时左右。山特MT系列UPS是专门针对网络节点及高档工作站用户而设计的全能上网型UPS，具备稳压输出容量，自动调节输入电压。采用先进的CPU集成控制技术，能够更加精确可靠地侦测断电、短路、过载、高低压、突波等电力状况，为负载提供全方位的保护。
5 人员组成
麻雀虽小，但五脏俱全。我台移动广播直播车内除驾驶员外，还配置了2名播音人员，2名技术人员，1名导播。导播在副驾驶位置，负责对外联络车队线路变化情况，提醒播音人员及时播音和修改稿件。技术人员坐在最后一排，负责操作调音台，监听系统输出的声音大小、背景音乐大小、有无电流干扰等，并根据导播的手势进行混音操作。
6 总结
我台的这套移动广播直播系统看似组成简单，但每次有直播任务，技术人员都提前多次进行系统调试，及时排除可能存在的问题和故障，保证主备设备、系统处于良好的运行状态。毕竟，安全播出无小事。
参考文献
[1]戴宁江,徐军,徐晓刚.广播电台移动直播车的建设[J].声屏世界,2006,(08):70-71.
数字电视移动直播车 篇5
对广大广播电视新闻工作者来说, 如果在新闻采访现场用上一款携带方便并可随处使用的直播设备将能极大提高新闻采播的及时性。3G移动互联网的出现使这种愿望变成了现实。
自2009年工信部批准中国移动、联通和电信三家企业经营第三代移动通信 (3G移动互联网) 业务以来, 中国移动互联网市场保持持续增长的繁荣状态, 截至2012年底, 移动互联网的接入数量已经超过了PC, 达到惊人的4.2亿[1], 3.7亿互联网视频用户中有49.4%通过移动互联网收看互联网视频[2]。
笔者依托所在的广电总局广播电视计量检测中心, 有幸参与了对国内主流的7款3G直播系统产品的比对测试, 结果发现其中虽不乏优秀产品, 但也有部分产品存在各种各样的问题, 离满足实际应用的要求尚有一段距离, 例如传输稳定性不高、图像质量偏低、音视频流畅度不好。不同于普通用户使用的互联网视频, 广播电视行业对3G直播系统的音视频技术指标、系统功能、系统安全可靠性均有特殊的要求。为了提高3G直播系统的研究和应用水平, 笔者认为非常有必要根据3G直播应用的需求建立一套科学的3G直播系统评价方法, 其评价结果既可为用户提供选型参考, 也可为产品研发厂家提供改进依据。
1 3G直播系统评价
3G直播系统通常由3G移动终端、3G无线传输信道、固定互联网接入专线、局域网和录播服务器等组成, 如图1所示, 其中, 3G移动终端完成音视频信号采集、编码、封装和上传, 录播服务器完成直播节目数据的接收、解码、呈现、收录存储、分发和输出等功能。
当3G直播系统用于新闻节目现场直播时, 通常从功能、性能和可靠性三个方面评价其优劣程度。
1.1功能评价
对于3G直播系统, 由于使用环境的特殊性, 电视台用户更关心系统的操作便利性和移动应用环境下的适应性。根据电视台用户的使用需求, 建立了3G直播系统功能评价主要内容。
1.2性能评价
对于3G直播系统, 其最重要的功能是在有限的移动通信网络传输带宽下传输满足电视台用户质量要求的节目。根据电视台用户的要求, 3G直播系统性能评价的内容通常包括以下内容。
1.2.1传输性能评价
1.终端固定时的传输性能
3G移动终端处于静止状态, 调整系统配置, 使图像画面处于流畅、声音不间断的最佳状态。统计系统此时的数据传输平均速率, 建议的统计周期为2分钟。更高的传输速率, 说明系统能传输更高质量的图像画面。
测试中, 可调整的配置包括编码方式, 是CBR编码还是VBR编码, 以及用于传输的3G卡数组合情况, 例如是纯粹的联通卡还是联通卡与电信卡的混插, 卡数是1+1还是2+2等情况。
2.终端移动时的传输性能
终端移动情况下的传输性能测试, 用于评价大数据量、实时性高的应用场景下, 3G移动通信网络对高码率视音频数据传输的效果。
本项测试中, 使3G移动终端以80km/h的速度移动 (城市快速路的最高限速) , 调整系统配置, 使图像画面处于流畅、声音不间断的最佳状态。统计系统此时的数据传输平均速率, 建议的统计周期为2分钟。测试中可调整的配置与终端固定测试项的相同。
3.直播时延
IP网络数据传输具有突发性, 为了使视频数据速率平滑到可用的程度, 大多数的3G直播系统都需要开设一个足够大的接收数据缓冲区, 这也是导致直播时延的主要原因。更大的缓冲区, 通常可以获得更好的直播效果, 但是引入的直播时延也更大, 两者需取得平衡。
通过本项测试, 可以评价3G直播系统在正常工作状态下的直播时延。在保证图像画面连续的条件下, 该值越小越好。
1.2.2音视频特性评价
3G移动终端处于静止状态, 调整系统配置, 使图像画面处于流畅、声音不间断的最佳状态。
1.音频特性
测试3G直播系统大通路 (3G移动终端信号源输入到录播服务器的信号输出链路) 的嵌入音频特性, 被测指标包括幅频特性、信噪比、谐波失真和最大输出电平等。
2视音频相对延时
测试经编解码后的视音频信号的同步性能。按GB/T 22150-2008, 该值要求音频超前小于22.5ms, 滞后小于30ms。
3.录播服务器SDI输出接口特性
测试录播服务器解码输出的SDI接口特性, 被测指标包括信号幅度、上升时间、下降时间、上冲、下冲、直流电平偏移、10Hz、1k Hz高通滤波器下的抖动, 以及SDI信号格式, 其值需符合GY/T 243-2010、GB/T17953-2000和GB/T14857-1993的要求。
4.标清通道视频特性
测试3G直播系统大通路标清通道视频特性, 被测指标包括介入增益、幅频特性、非线性失真、信噪比、K系数、色度和亮度信号时延差和彩条信号矢量相位误差, 其值需符合GY/T 243-2010的要求。
5.标清图像质量
测试无损的图像序列经3G直播系统大通路传输后的质量损伤情况。测试中采用的图像序列取自广播电视行业标准GY/T228-2007, 常用的图像包括花坛、京剧舞旗、转盘、女排、秋叶、水松、旋转鸟笼和演播室访谈。测试方式为客观化的主观评价, 技术指标通常包括PQR (Picture Qulity Rating) 、DMOS (Diff erence Mean Opinion Score) 和PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio) 。
1.3可靠性评价
对于3G直播系统, 最有可能面临的可靠性问题是3G移动网络的接入稳定性和IP传输网络的损伤。根据电视台用户的要求, 3G直播系统可靠性评价的内容通常包括以下内容。
1.3G卡移除/插入对3G直播系统的影响
就目前而言, 单张联通3G上网卡的理论速率完全能满足标清视频实时传输的要求。但是, 在实际应用中, 情况并不这么简单, 3G基站与移动通信运营商数据中心之间采用专线连接, 且速率有限。例如, 联通公司部署在央视新址附近的某些3G基站的专线带宽为7个E1 (每个E1的标称速率为2.048Mbps) , 共约14Mbps。如果3G直播系统所连接的基站同时服务其它的数据用户, 按照IP网络尽力、公平处理数据包的原则 (这里假设普通用户的数据包没有优先级别) , 单张3G能够抢占到的网络资源往往无法满足视频直播的要求。在3G直播系统中采用多卡、多运营商并发连接/传输的方法, 可有效解决上述问题。由于3G直播系统中有多家运营商的多张上网卡在同时工作, 且移动通信网络的接入具有不稳定性, 常因信号盲区等原因造成上网卡出现随机掉线, 需要测试直播过程中出现上网卡移除 (掉线) 、插入 (上线) 等事件对3G直播系统的传输性能和系统稳定性的影响。
2.网络损伤对3G直播系统的影响
3G移动终端处于静止状态, 调整系统配置, 使图像画面处于流畅、声音不间断的最佳状态。使用网络损伤模拟器串接在互联网专线与录播服务器之间, 模拟网络出现数据包延迟、丢失和乱序的异常情况, 测试3G直播系统的图像和声音质量的变化。
测试内容包括:
1) 抗数据包延时及抖动的性能:测试中, 对每个IP数据包施加服从Internet分布、范围在[min, max]间的延时量, 记录图像和声音质量的变化, 其中, 延时量[min, max]的建议取值分别为[0, 2], [0, 50]和[0, 100], 单位为毫秒。
2) 抗数据包丢弃的性能:测试中, 将每n个IP数据包丢弃1个, 被丢弃的数据包在n个数据包中的位置服从Poisson分布, n的建议取值分别为100、1000和10000。
3) 抗数据包乱序的性能:测试中, 每n个IP数据包中产生1个数据包乱序, 乱序偏移范围为1至5个数据包, 偏移量服从Poisson分布, n的建议取值分别为100、1000和10000。
2基准测试与分析
当下, 国内不少企业在向广播电视台推广3G直播系统, 但产品性能良莠不齐。为了摸清当前行业发展情况, 在2011年~2013年, 我们抽取了其中的7款产品, 按照本文评价方法进行结果可比对的基准测试, 即测试内容一致、测试地点一致、测试的技术环境一致——指测试仪器、互联网接入能力等技术环境一致。为保护厂家隐私, 本文隐去被测产品的生产厂家和型号, 部分数据的精度也做了技术处理, 但取值不影响用于对当前产品技术发展水平的说明。
2.1功能分析
测试后, 我们分别对终端、录播服务器及网络传输的功能进行了统计, 如表1、表2和表3。
从移动终端的测试情况来看, 开机时间在1分钟的2台, 1至2分钟的3台, 2分钟以上的2台, 分别占28.5%、43.0%和28.5%, 可见部分产品的开机时间还有提升的空间。在重要的信号接口方面, 有5款产品除了提供专业的SDI接口, 还提供了CVBS等常见视音频接口, 但仍有2款产品仅支持单一的复合视频输入。提供电池热插拔功能的产品3台, 占42.8%, 是通过在移动终端上设计专用的摄像机电池插口来实现的。在帧率和码率调整方面, 除1款产品采用固定帧率设计外, 其余的帧率均可调, 而全部被测产品具备码率预置和VBR/CBR选择功能。所有被测产品都具备网络接口, 具备工作状态监视和自适应动态编码功能, 其中的3款产品还实现了HD-SDI接口, 但在比较实用的本地保存和前后端通信功能上, 分别有2款产品未实现。
从录播服务器的测试情况来看, 虽然数量不尽相同, 但每台服务器可以管理的终端数量都比较可观, 直播画面的预览功能也比较人性化, 都具备SDI输出接口, 但也有遗憾, 实用的延时播功能仅在1款产品上得到了实现。
网络传输方面, 各产品虽然支持的3G网络数量不同和可插卡数量不同, 但都具备多网混合传输功能, 可见多网混合传输是增强传输性能和安全可靠性的一个有效方案。
2.2传输性能分析
在数据传输性能测试过程中, 我们对每款产品的插卡进行了组合, 例如3张联通卡同时工作、2张联通卡加1张电信卡混插等多种组合, 系统状态也通过参数调优被调整到最佳, 因此, 表4中的数值的是测得的产品最优性能。在该测试结果下, 直播图像画面流畅、声音不间断。
通过测试我们发现多卡多网混合使用对提高系统的传输性能有重要作用, 但如果系统中插入同一3G网络上网卡的数量过多 (例如3个以上) , 则其中的单卡信道利用率反而有较大的降低。测试结果表明, 多卡多网混合使用不但可以提高系统的传输性能, 还可以在其中某个3G网络覆盖不良的情况下完成直播, 提高了直播安全可靠性。按常规的思维理解, 系统中并行工作的3G上网卡数量越多, 则传输性能越高, 但多款产品的测试结果并未验证这个道理, 甚至有些厂家的产品在测试中出现了多卡混合传输时系统不能稳定工作的现象, 3G上网卡无故掉线, 严重的竟然无法完成测试。实际上, 每张上网卡相当于一个物理信道, 在发送端, 待传的音视频数据需要按照一定的算法均衡到各信道上, 但是3G信道极易受外界环境干扰, 每个信道的可用传输带宽不仅不稳定, 而且大小也不一致, 因此对均衡算法和数据可靠传输提出了极高的要求。插卡数越多, 信道数量越多, 挑战越大。
2.3直播延时
信号传输延时取值对视音频数据传输的稳定性有影响, 两者间需取得平衡。从表5可见目前的延时值基本在数秒的量级范围内, 但要保证图像画面的连续性, 延时3s以上效果较好。除I、III号可直接从软件界面调整延时值外, 其余产品亦可通过修改软件内部的接收缓存来达到调整延时值的目的。
注:√表示支持, ×表示不支持, ——表示未知。
注:√表示支持但无数值, ×表示不支持。
2.4图像质量与音视频特性
我们还分别对音频特性、视音频相对延时、SDI输出接口特性、标清通道视频特性和标清图像质量进行了测试, 结果在表6至表10中。
从音频测试结果来看, 仅1款产品的频响达到了16k Hz, 其余的均在10k Hz以下, 甚至有3款产品在3k Hz以下, 有4款产品的失真大于1%, 总体表现欠佳, 原因除了音频码率过低以外, 还有数据传输不稳定的原因。从视音频相对延时测试结果来看, 大部分产品的相对延时偏大, 达到了观众可明显觉察声画不同步的地步, 需要改进。从SDI输出接口特性测试结果来看, 超过3款产品的低频抖动超标 (10Hz高通滤波) , 其中包括了2款整体表现最好的产品, 可见产品设计中除了要提高系统的传输性能和稳定性, 还要做好电磁兼容设计, 减少对基带数字信号的扰动。从最能代表系统视频处理能力的通道视频特性测试结果来看, 只有5款产品合格, 有2款产品出现了亮度信号幅度降低、高亮部分压缩、高频衰减过大、视频通道带宽不足等现象, 影响到了图像的亮度和清晰度。受限于3G网络的传输带宽, 测得的几款产品稳定的视频码率都不高, 反映到图像质量上则表现为大多数情况图像平滑连续, 但图像质量总体表现都不佳, 测得的PQR值在11.9~20.3之间, DMOS值在47.2~70.5之间, PSNR值在20.2~28.1之间, 图像质量有很大的提升空间。
3可靠性分析
经过测试, 具备多卡或混合插卡的产品基本实现了动态拔卡和插卡的功能, 动态插拔卡不会造成传输中断, 但插拔过程会对系统的传输性能产生影响。插拔测试过程中, 我们对传输速率进行了实时监测, 可观察到插拔动作发生后, 系统的传输速率发生了改变, 通常需要数10s才趋于稳定。
此外在网络损伤测试中, 我们将网络损伤模拟器串接到录播服务器与互联网专线之间, 按1.3小节的规则人为地对IP数据包施加了丢弃、误码、乱序和抖动等损伤行为。除在极端损伤 (如按1/100随机丢弃数据包) 条件下, 被测产品对网络损伤的容忍性总体表现良好, 施加轻微网络损伤时, 视音频传输状态未见明显变化。
注:-号表示音频滞后于视频。
注:不合格原因均为10Hz高通滤波下抖动超标。
注:不合格原因:IV号为亮度幅度降低, 信号带宽约2MHz, VII号为亮度幅度降低, 带宽2MHz, 高亮部分出现压缩。
4思考和建议
从测试的总体情况来看, 部分产品表现良好, 音视频指标基本满足标清行业标准的要求, 说明基于3G移动网络进行电视新闻直播完全可行, 但也有表现不佳的产品, 主要表现为3G上网卡无故掉线、数据传输速率偏低、音视频指标劣化严重等问题, 尚未达到实用水平。
然而, 即便是表现良好的产品, 其图像质量、声画同步、声音质量仍不能满足观众的收视需要, 这一方面说明现实中的3G移动互联网的传输性能与其理论性能还有很大的差距, 另一方面说明基于3G移动互联网实现的电视直播系统中仍存在很多待解的技术问题。
要提高3G直播系统的视音频传输质量, 改善视听主观感受, 可以有以下几种途径:
1.改进编码算法, 如对目前普遍采用的H.264编码进行参数调优, 使之更适合于移动网络环境, 或采用自适应于传输链路带宽的动态编码, 甚至可以考虑采用更先进、效率更高的其它编码算法, 如H.265。
2.优化传输算法, 如通过附加的冗余数据包提高数据传输的可靠性, 牺牲带宽换取音视频质量, 或在传输环节中引入网络链路的动态检测技术, 通过在链路的两端植入网络探针的方式, 动态探测链路的可用带宽, 系统可以根据探测到的实时值来优化数据传输。
无论采取什么方式, 提高编码效率、提高音视频码率、提高数据传输稳定性都是改善3G直播系统性能的必经之路, 也许在不久的将来, 4G移动互联网辅以接入移动基站的更高速互联网专线将会彻底解决目前3G移动互联网电视直播系统所面临的难题。
5结束语
笔者有幸作为第三方检测机构的工程技术人员对国内外生产的多款3G直播系统进行了测试, 较全面地掌握了当前3G直播系统的技术发展水平。在此过程中, 深刻地体会到了广大技术人员对深入掌握3G直播系统测量评价方法相关知识的迫切需要。本文在讨论3G直播系统的音视频特性、功能和可靠性的技术要求的基础上, 给出了3G直播系统的测量和评价方法, 分析对比了7种产品的检测结果, 讨论了性能劣化的可能原因, 并提出优化系统设计的合理化建议。
摘要：本文通过讨论3G直播系统的音视频特性、功能和可靠性的技术要求, 提出了3G直播系统的测评方法, 分析了7款产品的检测结果, 研究了系统性能劣化的可能原因, 给出了优化设计的建议。
关键词：3G,直播,电视,测量
参考文献
[1]中国互联网络信息中心 (CNNIC) , 中国移动互联网发展状况报告[R].2013年4月.
数字电视移动直播车 篇6
现场直播已经成为电视优于其他传媒最突出和最具特色的地方, 是电视区别于其他媒体的重要标志, 同时也是各种高新技术的大融合。现代电视直播技术已经从单点、单线、静止的平面直播转向大范围、空间位置不断变换的立体直播。厦门广电集团从2003年开始涉足大型体育赛事的电视直播, 在过去数年的实践中, 厦门广播电视集团技术中心项目小组 (以下简称项目小组) 积累了不少经验, 并将其应用到全国各地大型活动的直播中。目前厦门广电集团的复杂移动直播能力已经走在全国前列, 部分技术在亚洲地区也是处于领先水平, 是除中央电视台外, 唯一能独立完成马拉松全程电视直播的电视机构。在此基础上, 项目小组进一步自主研发并应用了新的微波组网技术, 在2010年的厦门国际马拉松赛的全程电视直播中, 综合应用了OFDM移动微波、微波射频光纤中继和移动卫星传输等多项先进技术, 将直播信号送往国内外近40个电视台进行直播, 取得了良好的社会效益和经济效益。本文以厦门国际马拉松赛电视直播为例, 探讨在复杂的直播信号传输中电视技术创新实践的最新进展、前沿问题及解决对策, 以此给正在实施或者将要实施电视移动直播传输系统的同行提供建设性的参考意见。
1 运动中广播级信号传输的传统做法
在移动中进行大范围、长时间的电视直播一直是复杂而棘手的工作。在广电行业得到广泛应用的点对点便携式微波的传输距离虽然较远, 但必须在发射、接收端中间无明显遮挡的条件下传输, 只能用于静止状态下的传输, 对于像自行车、赛艇和马拉松等户外项目则无用武之地。特别是近年来城市建设的快速发展, 高楼林立, 传统微波的应用更是受到极大的限制。从2003年对厦门国际马拉松比赛进行电视直播开始, 项目小组就一直在寻找适合城市环境下具备移动传输性能的微波设备, 经过充分的调研论证, 2005年项目小组引进了日本池上公司的800MHz OFDM数字移动微波系统。当时, 这套系统具有世界先进水平, 成功地解决了移动中直播信号在城市环境下传输的难题, 实现了全程比赛信号的完整传输。
该套800MHz OFDM数字移动微波系统配备了2套发射端、4套接收端, 共有774.5MHz、783.5MHz、792.5MHz和801.5MHz 4个可选频点, 不够理想的地方是这些频点落在了无线电视的UHF频段内, 可能受到干扰, 这也是以前在实践中遇到的问题。在厦门国际马拉松赛直播的应用中, 2套发射端装在移动直播车上, 4套接收机分别设在赛道沿线的高楼上, 接收信号由接收机解出视音频信号后通过光纤网传回电视台。直播前一般提前半个月进行技术测试, 保证相邻2个接收点的交界处, 前后接收点收到的信号能有一定的距离重叠, 这样随着比赛的逐渐进行, 将收到的信号通过接力式的切换, 使得电视观众感觉全程比赛信号是连续不中断的, 信号传输如图1所示。
沿途设置4个接收点, 其中江山帝景、大学城和中闽大厦都是三十余层的高楼。接收天线必须架设在顶楼天台上, 同时安装近2米高的平台, 尽量加高接收天线的高度, 天线是27单元的八木天线, 必须安装在尽量靠外侧的位置。由于八木天线的抗风性不好, 使用时必须人工时时紧扶着天线才能确保天线安全, 而且必须人工转动天线来跟踪微波发射车的位置来取得最大增益, 所以每次马拉松直播都是一件非常辛苦的工作。直播时接收点的技术人员必须紧张跟踪发射车, 尽可能早地接收到信号, 而在电视台内的技术切换人员必须和接收点的人员保持密切联系, 听取他们报出的信号强度, 结合看到的视频画面, 一旦接收到稳定信号就必须马上切换信号, 需要事先反复进行技术演练和配合, 才能使信号衔接得天衣无缝, 这些都是非常复杂、精密的工作。厦门广电集团已经成功地将这套系统应用到2005年第一届至2009年第七届厦门国际马拉松赛以及3届中国女子高尔夫公开赛、大连国际马拉松、海峡两岸赛艇挑战赛和厦金海峡横渡等多项境内外高水平的赛事和活动。
2 城市微波组网技术的自主创新与实践
在2010年1月的第八届厦门国际马拉松赛直播中, 项目小组成功地应用了完全自主研发的微波组网技术, 取得了很好的直播效果。研发这项技术的起源是新闻节目对直播信号的传输方式提出了更高的要求, 他们希望在厦门城区范围内能够有一个完整的信号中继网, 电视直播车不管开到城市哪个角落都能直接把信号传回电视台, 而不必事先做各种繁琐的测试准备工作, 这样才能保证新闻直播的时效性, 把第一手的现场画面直播给电视观众。最初的思路就是利用现有的800MHz微波在城市环境下良好的覆盖能力, 采用传统方法, 通过增加接收点和相应的接收、传输设备来解决。然而, 800MHz OFDM微波是日本进口的专用设备, 需要专门定制, 而且一套接收设备价格不菲, 约需七十万元人民币。如果要覆盖整个厦门辖区需要设置近30个的接收点, 需要大量的资金投入, 这对很多电视台来讲都是不现实的。如何通过技术创新来解决这个难题, 这给了项目小组钻研的动力。
2.1 设计方案
在查阅大量文献资料的过程中, 项目小组发现现有的方案都是接收-解调-再发射, 即在多个高点上选取接收点, 解调出基带信号再次进入微波发射机。这种方案通常是由生产厂家提供的包括发射、中继和解调在内的一揽子解决方案。而项目小组的目的不但要利用现有的800MHz微波收发系统, 还要求各中继点的设备尽可能简化。经过长时间的思考和反复实验, 项目小组创新性地提出了以下方案, 即将800MHz微波的发射信号由高增益全向天线接收后, 将射频信号进行处理、放大后进入射频光发射机, 通过厦门市非常完善的光纤链路传回广电中心后, 再利用现有的800MHz微波接收机进行信号解调。这样, 位于远端的中继接收点只需配备简单的接收转发设备, 并能实现无人值守。而带宽为47～862MHz的射频光端机早已广泛应用于广电行业且价格低廉, 这样就可能按实际需要增加接收点数量, 从而保证信号的良好覆盖。项目小组的设想方案如图2所示。
2.2 分析与实施
首先要选择高增益、低驻波比的棒状天线, 棒状天线具有良好的抗风性, 适合沿海地区的大风天气。项目小组选用的是工作频段在660～880MHz、增益为10dBi、驻波比<1.4的全向天线。近2年项目小组发现774.5MHz和783.5MHz这2个频率经常受到较强干扰, 具体表现为信号接收电平很强, 但解调出的信号误码率很高, 经常出现局部马赛克, 严重影响正常使用。项目小组使用频谱仪分析了厦门地区的电磁环境, 得到的图形如图3所示。
从图3可以看出, 770MHz～789.8MHz处有很强的信号, 对774.5和783.5MHz这2个频点构成了强烈干扰。在800MHz发射机未开的情况下, 接收机即有-75dBm左右的信号电平, 当800MHz发射机以774.5MHz的频点发射时, 接收端的信号电平虽然指示很大, 但误码率很高, 解码的视频信号出现严重马赛克。经过查证, 确定775.25MHz为相邻地区电视台一个频道的开路信号, 其发射功率较高, 所以只能设法避开它, 必须使用带通滤波器将其隔离。考虑到通用的射频光端机的输入门限最低需要20dBmV左右, 而800MHz微波的接收电平一般在-90～-30dBm之间, 相当于-41.2～18.8dBmV之间, 因此必须经过低噪声放大器后才能达到射频光机的输入门限。而在接收端, 由于射频光机的射频输出幅度远大于接收机的输入门限, 必须衰减分配后才能进入接收机进行解调。由于射频光机输出的射频信号强度已经和接收机的信号电平表没有精确的对应关系, 因此只能通过表头偏转量的相对大小和误码率来观察信号的强弱, 这是未来需要进一步改进的地方。
在滤波器设计中, 项目小组直接利用EDA软件Multisim10的滤波器辅助设计功能, 设计了一个巴特沃斯滤波器, 其具体参数为:低通频率为791MHz, 低通截止频率为787MHz, 高通频率为811MHz, 高通截止频率为815MHz, 阻带增益为-20dB, 特征阻抗为50Ω。滤波电路设计图如图4所示。
在选取信号接收点的时候, 必须根据不同的传播环境和地形特征, 找到移动条件下的电视信号传播规律。在高楼林立的城市区域里, 主要考虑传播损耗、阴影效应和多径衰落三个方面。
在平原传播损耗一般与距离d (km) 的平方以及发射频率f (Hz) 的平方成反比, 即损耗Ls=33.4+20lgf+20lgd, 而在高楼林立的大城市中, 传播损耗则与距离d的三次方到四次方成反比。
阴影效应指电波在传播路径上遇到起伏地形、建筑物、高大的树林等障碍物的阻挡时, 会产生电磁场的阴影, 移动发射在运动中通过不同障碍物的阴影时, 接收天线处场强中值的变化而引起的衰落叫做阴影衰落。由于接收点都选在高楼顶部, 有些高楼将近50层, 对远处的信号接收效果良好, 但不管天线在楼顶如何架设, 就是收不好位于大楼正下方的发射信号, 而不得不在附近选择补点。
多径效应和所使用的发射系统有关, 由于800MHz OFDM微波本身具有较好的抗多径干扰的能力, 所以影响较小。
在2010年的厦门国际马拉松赛直播中, 项目小组选取了江山帝景、白石炮台、大学城、建行大厦和广电中心作为信号接收点, 取得了理想的信号接收效果, 实现了如下五大突破:
1.信号重叠距离加长。相邻两个接收点之间的信号相互覆盖距离比以往有明显增长, 这非常有利于电视台内的信号切换;
2.在接收点的工作量比往年大大降低。不需要搭建高台, 技术员不需要在高台上顶风冒雨紧张地操作巨大的八木天线, 要做的只是查看设备状态是否正常;
3.备用电源使用简单。由于接收设备总耗电量不过150W, 因此也不需要搬运沉重的发电机作为后备电源, 只需要一台3k VA的UPS标机就足以保证设备正常工作8小时以上;
4.基本上实现了无人值守。以往一个接收点动辄配备4、5名人员, 而且工作非常辛苦, 现在最多只需1名工作人员简单管理就行, 很多地方还架设了常开的无人值守接收点, 节省了大量的技术人力成本;
5.降低了每个接收点的设备成本。目前每个接收点的设备成本控制在10万元以内, 相比传统的传输技术可节约大量的资金, 像厦门这样的中等城市, 建构无缝覆盖的城市电视直播信号网就可节约资金约2000万元以及大量的人力物力, 这对于全国各个电视台来讲具有很好的推广前景。
总之, 今年整个转播工作取得了重大的突破, 整场比赛的直播信号没有出现任何盲区和断点, 直播效果是2003年厦门国际马拉松赛举办以来最好的一次。
目前这套系统在市区范围内共架设了8个常开的无人值守接收点, 基本覆盖了整个厦门岛。2010年厦门广电集团拟增加20个左右的接收点, 届时就可覆盖厦门市整个辖区。这套系统除了能满足各类大型活动的广播电视直播外, 还将应用于日常的各种定点直播。原先需要提前看点, 临时架设光纤或者定点微波的直播活动, 现在只需要将微波车开到现场就可以立即投入直播, 大大提高了工作效率。
2.3 下一步技术应用提升的方法
在广电中心对射频信号进行人工切换时, 采用普通的机械式射频切换器从一副天线切换到另一副天线时, 切换后信号的相位与振幅急剧变化, 这种相位与振幅的急剧变化会形成切换噪声, 在切换瞬间就会导致接收机需要十几秒的恢复时间, 严重影响接收信号的质量。所以项目小组采用的是两套接收机分别接收相邻两个地点, 同时解调的方法, 保证在相邻点信号过渡期间仍有连续不断的视音频信号输出。下一步, 项目小组拟采用分集接收技术来实现自动切换。所谓分集是利用两条或多条传输途径传输相同的信息, 并在接收端进行适当的选择或合并, 以减轻衰落影响的一种技术措施。本系统位于不同地点的接收天线已经自然形成了空间分集, 项目小组计划设计选择式分集接收机, 对每个输入支路进行期望信号电平的检测, 自动切换出信号电平最大的一路。
目前射频信号回传采用的是普通的单向有线电视射频光收发机, 下一步拟采用移动通信中的智能射频光传输模块, 将滤波、射频光信号转换、射频放大、数控增益控制、FSK通信、控制、网管监控、光链路损耗检测、射频功率检测和光链路射频补偿集成为一体。由此带来的最大好处是通过采用1550/1310双波长双向传输光机, 可以同时相向传输射频信号和RS485/232串行数据。这样从广电中心就可以利用电脑通过网络对各接收站设备温度、电压和电流等参数进行实时集中监控, 方便技术人员进行调试、维护和管理, 甚至可以在现场安装摄像头, 将天线及现场的情况传回电视台, 改变目前无法监控外部接收点情况的现状。
3 移动中卫星传输的关键技术及其创新应用与实践效果
微波组网解决了固定区域内的信号传输问题, 但如果要实现全球范围内随时随地的传输, 只能利用地球上空的同步通信卫星。通过地球同步卫星进行信号传输, 是现场直播中最为快捷的手段, 但要在运动中实现广播级电视信号的卫星传输, 在很长一段时间内国内外这项技术都是空白。
随着全球观众对电视直播要求的不断提高, 项目小组对电视直播技术下一步的发展方向作一番大胆的预测:未来的电视直播需要把移动卫星通信技术与广播电视技术有机地结合起来, 建立一种能够在静止、移动状态下大范围传输广播级视音频信号的直播系统, 这也就是项目小组设计的方向。国内目前也有类似的窄带移动卫星传输设备, 主要应用于武警、公安的指挥监控, 能不能在现有技术的基础上进一步扩展, 将其变成适合于电视直播, 传输带宽至少9M以上, 还能实现多路图像同时传输的系统呢?答案是肯定的, 经过长时间的调研, 项目小组与北京航天13所共同通力合作, 不断改进, 终于成功研制了电视直播专用的“动中通”移动直播系统。这样的一套系统, 结合了电视转播的信号采集、制作和处理的专业技术, 而传输方面采用了军工方面的航天技术, 两种技术通过紧密配合和互相渗透, 取得了良好的移动直播效果。在厦门国际马拉松赛的直播中, 这套系统用于直播女子全程比赛的场景, 目前在国内外这种技术还没有其他转播机构使用。移动卫星传输技术的使用将使大范围大面积举行的大型体育赛事的电视直播 (如环青海湖自行车赛等) 成为可能。
3.1 系统核心部分
该系统的核心是移动卫星直播车安装的动中通系统。所谓动中通, 就是在高速运动中, 抛物面天线能始终对准目标卫星, 实时传输广播级的视音频信号。
实现“动中通”要解决的核心问题有两个:一是克服车体在运动过程中对天线产生的摇摆、冲击和颠簸等全频带的干扰, 使天线在车体运动中快速准确地对准卫星;二是在天线对准卫星后的移动通信问题, 包括如何克服或减小由于多径效应、多普勒效应和阴影效应对通信系统的影响, 使通信效率最高。解决这两个问题的核心在于天线的伺服控制系统 (简称天控系统) 。
天控系统主要由八部分组成:激光捷联惯导系统、稳定控制与导航计算机、伺服转台、天线、信标接收机、主控计算机、GPS接收设备和手动调整控制器。天控系统组成原理如图5所示。主要部分介绍如下:
1.激光捷联惯导系统:是目前国内先进的惯性导航和姿态测量系统, 正逐步应用于航空航天领域。在动中通通讯车上, 它是车体和天线的方位、水平姿态以及运动状态测量的核心设备。内部包括三只激光陀螺、三只石英加速度计和相应电路。由于激光陀螺固态性、线性好的特点, 激光捷联惯导系统具有测量精度高、抗冲击振动能力强、工作寿命长和启动时间短等优点。
2.稳定控制与导航计算机:使用PC-104, 接口电路包括IMU数据采集电路 (DSC) 和伺服电机驱动电路 (MDC) 。
3.伺服转台:采用航天惯性器件标定用三轴转台技术, 为外、中、内三轴结构。外轴控制天线方位, 中轴控制天线俯仰, 内轴控制极化角。高精度交流伺服电机安装在外、中、内轴上, 转台的旋转定位由稳控计算机驱动伺服电机控制。
4.主控计算机:使用工业控制计算机, 显示屏为触摸屏。主控计算机通过串口与稳控计算机通讯, 从A/D卡采集信标电压。操作人员可以通过主控程序界面完成天控系统初始化和寻星等各项工作流程。
3.2 系统工作原理
天线极化轴指向卫星的方向可以用天线极化轴相对当地地理北的方位角、相对当地水平面的俯仰角和天线极化方向相对于当地水平面的极化角来描述。这个方位角、俯仰角和极化角完全由卫星的位置、卫星信道的极化方式, 通讯车的地理位置以及方位和水平姿态决定。当选定通讯卫星和转发器后, 其位置和极化方式已知, 通讯车的地理位置也可以从GPS获得, 但方位和水平姿态必须用专门的设备测量得到。
激光捷联惯导系统中的激光陀螺和石英加速度计精度非常高, 可以精确测量当地重力加速度和地球转速, 从而计算出车体的方位和姿态角, 以此为根据驱动天线指向卫星—这就是捷联惯导系统初始对准的过程。当车开动后, 其方位、姿态和位置不断变化, 这时激光捷联惯导系统进入导航模式, 实时精确测量方位和姿态的变化;设方位为Ψ, 俯仰为θ, 横滚为γ, 则通过激光捷联惯导系统精确测量计算可得从车体坐标系到天线坐标系得姿态角, 即天线相对车体的姿态用数据模型来表示为:
用Cbν反推出转台需转动的方位、俯仰和横滚, 将这些卫星相对车载坐标系的姿态信息解算后通过专用接口传给转台控制计算机, 转台控制计算机通过实时比对卫星姿态与转台姿态得出误差信号, 对信号处理后分别给转台方位、俯仰和极化三个轴系的控制器发出控制指令, 电机动作后使天线始终指向卫星方向, 这样就可以维持天线的指向。
显然, 只要激光捷联惯导系统不停止工作, 车体的方位和姿态便可实时测出, 根据方位姿态的变化信息, 稳控计算机解算处理后反向驱动支承天线的方位和俯仰轴电机维持天线指向不变。由于在天线的指向稳定过程中不使用卫星信号, 因此卫星信号的遮挡或因其他原因造成的信号丢失都不会影响天线的指向。采用惯性组合平台组成的动基座上的天线稳定系统不怕遮挡, 不怕卫星信号的短时中断, 只要天馈系统正常, 随时可恢复通讯。另外系统还通过GPS定位系统对惯组漂移进行修正和抑制, 使其误差不累积, 并限制在一定范围内 (0.5°) 。
总之, 在天线伺服系统中有三个措施保证天线对星跟踪。首先是惯性组合及导航系统, 它起到了瞬态和短周期稳定作用;第二是GPS与惯组构成组合导航系统, 修正抑制惯组漂移, 在长时间范围内保证天线对星的较为准确的跟踪:第三是信标修正, 它构成了整个天线稳定系统的最终闭环。在天线初始对星和动态跟踪时, 使天线精确对星, 实现静态对星0.10°, 动态跟踪0.20°的天线对星指标。另外, 为了便于使用和提高系统可靠性, 在天线伺服系统中加入了手动控制器。它独立于由主控计算机和捷联惯组组成的天线伺服控制系统, 有独立的操控面板、数显装置、水平姿态传感器和电磁罗盘, 它的核心控制器是高可靠PLC控制器, 能够通过触摸屏操作, 内存中有二十颗以上卫星数据, 可半自动找星, 也可直接按动方向和俯仰键驱动天线转动, 实现手动找星, 再根据信标机的信号进行精确对准。
3.3 设计难点与创新
由于移动卫星传输技术在广电领域的使用没有先例, 无可借鉴的案例, 因此系统的设计难度很大。针对电视直播高画质、高稳定性和高可靠性的要求, 项目小组在精选先进核心技术的同时, 立足创新。
1.核心技术选型
目前在通讯领域的动中通大多采用双极化信标信号驱动天线的方案, 再利用速率陀螺阻尼天线驱动轴的干扰运动来实现跟踪卫星, 这种方式系统简单, 成本低, 但天线稳定效果差, 遇到遮挡后极易丢失信号, 根本无法满足电视移动转播对信号高质量的要求。通过调阅大量的文献资料, 了解国内外技术的发展现状和趋势, 充分分析论证后, 项目小组采用了激光捷联惯导系统测量载体运动的方案, 使运动中的天线始终对准卫星, 再利用单极化信标信号修正天线的缓慢漂移来实现高质量的信号传输。其系统相对复杂, 成本较高, 但有最好的天线稳定效果, 始终保持自主对星, 不怕遮挡。天线伺服系统应用了标定惯组的高精度陀螺测试转台技术, 去除了减速器等中间环节, 避免了因减速器回差带来的天线对星误差。整个伺服机构所用技术、设备均在航天产品中得到过广泛应用, 性能稳定、质量可靠。
2.天线转台与高功放的信号耦合问题
传统的DSNG信号是通过高功放放大后, 经过软波导输送到天线馈源上发送出去的。所以为了提高发射效率, 软波导不能太长。应用于武警、公安的指挥监控的动中通系统, 高功放必须安装在天线的基座上随天线一起运动。这就要求高功率放大器必须具有良好的抗震动性能、体积尽量小、重量尽量轻, 只有使用全固态高功放才能满足这一要求。项目小组在三维运动的天线转台和固定平台之间创新性地采用了KU波段的信号耦合滑环, 使高功放不必安装在天线的基座上随天线一起运动, 解决了输出功率大小的限制及高功放的1+1备份问题, 使系统抗雨衰余量更大, 而且系统更加安全可靠。
3.馈源极化的调整问题
因为发射天线对卫星是有指向误差的, 对于1.2m的Ku天线, 载体在运动中跟踪天线的设定误差要小于0.1°。另外, 馈源也要进行旋转跟踪, 垂直和水平极化隔离度要大于30dB, 才能在不干扰其它转发器的情况下保证有效的发射功率。该系统通过精密运算, 实现了馈源极化的电动自动跟踪调整, 使系统能够根据车体在地球的不同方位和姿态, 计算出所跟踪的卫星极化方向, 并对馈源极化进行自动跟踪调整, 保持运动过程馈源极化方向的正确性, 确保运动传输过程极化隔离度达到较好的水平。
4.动中通与800MHz数字微波结合使用, 有效解决了卫星遮挡问题
为了解决卫星遮挡问题, 项目小组在系统的架构上做了创新, 结合800MHz数字微波技术使信号的采集得到延伸。整个系统由一部三讯道移动信号采集车和一部移动卫星直播车组成。移动卫星直播车的卫星自动跟踪系统能够自动解算直播车所处的地理坐标, 实时测量直播车运动状态, 自动完成天线与卫星对准与跟踪, 实现天线姿态高精度实时解算和空间稳定控制, 使得卫星天线从传统的只能固定的情况下与地球同步卫星通信, 变为可在移动过程中与地球同步卫星保持通信。而三讯道移动信号采集车与移动卫星直播车之间采用800MHz OFDM数字微波进行信号传送。800MHz OFDM数字微波具有更好的抗频率选择性衰落、窄带干扰的能力, 频率较低, 波长较长, 有很好的绕射能力, 适合在有较多建筑物遮挡的城市中使用, 有效传输距离可达6.5km, 这样两部车可以在相距几公里的地方配合使用实现移动直播跟踪报道。
整个移动直播系统充分体现了机动灵活的特点。三讯道移动信号采集车采用悍马H2越野车, 马力超强, 可以在复杂的路况下行驶;移动卫星转播车车体采用军用级依维柯越野车, 自身也具备三讯道信号采集的能力, 能随时将采集的信号在高速移动的状态下通过卫星进行传输。为了解决移动中设备的供电问题, 悍马H2越野车安装了5kW的水牛取力发电机, 由汽车的引擎驱动, 可供三讯道移动信号采集车所有设备使用, 移动卫星转播车则安装了10kW的超静音发电机。
3.4 实践效果
在近5年的工作实践中, “动中通”移动直播系统表现出了如下几个突出的特点:
1.在高速运动中可实时全程广播级电视直播, 信号稳定;
2.传输带宽达27M, 在复用方式下可同时传送两路广播级质量的电视信号;
3.在高速行驶、急弯、颠簸路面等状态下准确跟踪目标卫星, 不间断地传送电视信号;
4.运动中跟踪精度达到0.1°, 卫星天线被遮挡30分钟的情况下还能保持稳定, 驶出通信盲区后能快速恢复通信, 重新捕捉时间小于10秒;
5.大幅度降低了大范围、复杂场景直播过程的运行成本;
6.减少了信号传输链路的节点, 大大提高了转播质量和可靠性;
7.通话部分实现公用移动通信网、市话网、卫星通讯和对讲系统的综合使用;
8.系统的各个环节都适应了移动直播的需要, 体现了“全移动”的特点。
该系统的应用, 使得电视直播形态发生了由静到动的变化, 推动了节目创新, 提高了对新闻事件、突发事件的反应速度和报道水平。由于系统的先进性和稳定性, 在同行中产生了不小的影响, 香港、澳门、台湾、新加坡和马来西亚等国内外诸多媒体机构多次来厦门进行洽谈和借鉴。该系统已经在中国女子高尔大连国际马拉松赛、杭州天堂湿地开园、等系列电视直播活动中大显身手, 2010年7月将开赴青海转播环青海湖国际自行车赛, 11月将赴广州参与第16届亚洲运动会的电视直播。
4 总结
目前, 基于800MHz移动微波组网技术已使厦门城区范围内实现了随时传送直播电视信号的目标, 接收点无人值守的特性使得其特别适合新闻现场直播类等时效性要求很高的节目。同时, 良好的信号覆盖又可以满足对厦门市范围内大型活动的直播传输。而微波组网和动中通结合起来作为移动直播专用系统, 由于其具备机动性和灵活性等特点, 特别适合在全国各地的应急指挥中推广应用, 目前该系统已被厦门市委市政府正式纳入全市突发事件应急指挥系统的重要组成部分。这些新技术、新设备来源于实际需求, 许多技术属于自主研发和创新, 凝聚着全体技术人员的心血。投入使用后, 它大大简化了电视直播传输系统的复杂性, 直接减少了直播过程的运行费用, 提高了直播的可靠性和安全性。总之, 这些移动直播新技术具有突破性和可复制性, 更重要的是它具有很大的成本效益性。相信经过综合开发利用, 这些技术将更好地运用于广播电视事业, 为广大听众、观众提供更丰富多彩和喜闻乐见的广播电视节目。应该说, 通过项目小组的自主创新和研发, 彻底改变了传统传输技术手段, 推动了节目的创新, 具有很高的社会效益和经济效益, 对于整个广电行业乃至其它领域来讲都将发挥重要的作用。
参考文献
[1]市川裕一, 青木胜.高频电路设计与制作[M].北京:科学出版社, 2004.
[2]王少夫, 于双和.新型800MHz发射机滤波器设计[J].电子工程师2004.11.
浅谈中小型电视移动导播车的建设 篇7
近年来, 随着广播电视的多元化快速发展, 节目形态正逐渐向多领域发展, 如大型演出、大型集会、宣传和跟踪报道、公益活动的参与、重大突发事件等重大活动对传播模式都提出更高的要求。同时在电视节目内容创新需求的新形势下, 节目拍摄现场经常性交替于室内室外, 电视导播系统作为电视节目录制和现场直播的重要工具, 在电视节目制作流程中起着至关重要的作用。
2 移动导播车的发展及建设目标
2.1 移动导播车的发展
随着科技的进步, 能够运用在现场录播、直播设备越来越多也实用化后, 移动导播系统的应用也随着演变, 现在的移动导播系统, 已从早期的庞大的设备组合演变成设备高度集成。在一个机柜中可装载整个导播系统, 实现了紧凑化机动性, 让导播室不受场地的限制, 更扩充了导播室应用的范围。为了进一步满足用户的需求, 提升移动导播室的机动性, 实现车载的可能性, 因此, 导播车将使得移动导播室的功能性延伸, 发挥更大的效益, 移动导播车的应用也成为制作节目的主流之一, 尤其是中小型导播车的使用率更是高于中大型导播车。
中小型导播车的功能、设备、实用性都已符合移动导播重要集成模式, 整合在小车内强调机动性, 同时人员与设备的整体搭载性更便利。中小型导播车在相应设备的技术发展下, 渐渐成为移动导播的主力应用模式。中小型导播车不但能够支持中型活动场合, 更可延伸到大型活动或新闻直播车的运用。[1]
2.2 建设需求及目标
随着电视媒体的蓬勃发展, 新余台的各种节目活动日趋增多, 对提高新闻事件的快速反应能力提出更加迫切的需求, 建造一辆中小型数字移动导播车势在必行。从我台的实际工作需要出发, 将原有新闻采访车进行改造, 建设成了具备高度实用性、灵活性和创新性的中小型多功能移动导播车, 集成8机位的导播设备, 包含导播、通话、视频监看、录像、摄像机控制、图文包装、技监录影、影像回传等功能, 可实现:在现场活动中完成视音频实况录制, 并将信号传输回播出总控;独立完成户外活动的音控功能;快速到达新闻现场, 同步将视音频信号传输回台内;将现场实况视音频信号的进行网络和手机APP平台直播。导播车的建设由车体选择与改装、供配电系统、音频系统、视频系统、新媒体系统及传输系统六大部分构成, 并要求车体布局合理、各系统性能安全可靠, 信号传输具有多样性、易于操作与维护。[2]
3 导播车的建设
3.1 车体选择与改装
(1) 车体结构。由于需要满足各种活动和新闻现场的要求, 综合考虑了安全性、机动性、空间等, 我台导播车项目选用江铃全顺牌JX6466DF-M作为导播车的底盘。该车轴距2835mm;具备2.771升85 k W柴油发动机, 最大扭矩达到285牛顿米;外型尺寸为4666mm×1974mm×2228mm。该车底盘扎实、车体宽阔、动力充沛、良好的复杂路面通过性, 适宜执行外场现场活动、移动导播等多种任务。
(2) 车内布局。空间布局主要分为驾驶区、工作区、设备区、线缆区、空调区四个区域。驾驶区主要是驾驶位与副驾驶位;工作区是将第二排座椅直接反转作为工作座椅, 方便导播人员操作;设备区为工作座椅之后安装导播台、音控台、传输设备和UPS电池;线缆区安装固定四组视频综合电缆盘, 一组为单相三芯电源线盘, 一组为音频线盘, 另备份四组为音视频综合电缆;空调区安装了可拆卸式市电移动空调。
3.2 导播系统
3.2.1 整体构架
导播系统主要是由导播台、摄像机和线缆等组成。导播台采用19英寸机架式设计, 整体置于车体中部, 第二排座椅反转, 以面向导播台进行作业, 左侧为音控工作区, 右侧为导播工作区。导播台的桌面在作业前后、运输途中, 可以向上翻转, 并且通过固定插销进行桌面固定, 避免车辆行驶中移动导播桌面碰撞造成损坏, 此时车内可以乘坐6名乘客, 达到一车两用目的。在作业完成后, 线缆区和附件箱可以放置收好的综合线缆及其他附件, 并使用缚紧带锁紧, 防止车辆在行驶途中, 设备晃动增加安全隐患。
3.2.2 视频系统
视频系统的目的是快速实现现场实况录制和播出。系统采用串行数字SDI标准模式信号, 主要由摄像机、摄像机控制器、切换台、录像单元、导播通话、设备供电及各种接口组成。
(1) 摄像机。采用了现有的四台松下AG-H PX 50 0MC摄录一体机;配置了洋铭MC U-20 0四机位摄像机控制器, 利用摄像机控制器操控摄像机设定内部的参数信号, 便于技术人员在车内对摄像机随时进行调整。三角架加装FUJINON CFH-3和SR D-92B遥控手柄, 便于摄像人员对摄像机进行控制。机顶加装瑞鸽TL-S700SD作为摄像机监视和切换台输出信号回监。
(2) 切换台。选用了洋铭SE-2800高标清切换台, 标准为8组SD与HD不同系统输入且内建2组D SK的切换台, 可产生双组子画面;提供H DM I信号输入选择;支持SDI嵌入音频输入, 且内建解嵌功能;提供四组XLR声音输入, 可嵌入SDI同步输出;内含双组下游键, 满足外接图文系统需求。
(3) 录像单元。采用主备录像机同时工作, 主录像机选择了洋铭HDR-70硬盘录像机, 备用录像机选择了松下AG-HPG20MC P2录像机。HDR-70可录制4︰2︰0或4︰2︰2采样比支持高清七种格式、标清六种格式视频;提供SD-SDI, HD-SDI, HDMI输出。AG-HPG20MC具备P2 HD多格式素材监看;标配SDI/模拟分量输出;满足下变换/交叉变换输出的需求。
(4) 导播通话系统。选用洋铭ITC-200B通话系统, 可供应八组通话的使用;可输入音频信号, 让导播同步监听音频;主机提供2组监听输出;取消一对一通话功能, 让操作更简易;专业耳机麦克风标配。[2]
(5) 设备供电。所有设备均为低功率, 即直流电12V, 系统配备了PD-2A机架式电源处理中心 (含U P S功能) 、PD-5双电源切换中心, 来满足导播系统各设备用电。同时配置了洋铭PD-6摄像机电源供应中心, 可满足摄像机所需直流电源。
3.3 音频系统
在导播台左侧, 有音控台, 同样采用19英寸标准机箱, 安装相应设备。现场音响经过设备处理后由功放输出到现场音箱, 导播台的音源输入由调音台直接输出。
(2) 设备作用。时序电源能有效统一管理控制设备, 减低用电设备在开/关机瞬间对供电电网的冲击以及对音箱的冲击;无线麦克风用于现场声音信号转换为电信号进入调音台;调音台将多路输入信号进行放大、混合、分配、音质修饰和音响效果加工;数字音频处理器主要是改善音质、矩阵混音、消噪、消回音、消反馈等;数字效果器用于对人声处理, 制造各种声效果。均衡器位于信号源 (音源) 的输出与调音台输入之间, 对各种不同频率的声音信号进行不同地提升或衰减;功放主要是将音源输入的较微弱信号进行放大后, 产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。
3.4 传输系统
信号传输的多样性决定了传输设备的复杂性。根据场地条件和信号传输的要求, 可选择3G/4G传输、光纤传输等多种方式进行信号传输。
(1) 3G/4G传输。采用精视T-410高标清3G/4G发射机 (主备) 作为3G/4G传输设备。该设备可传输一路自适应HD/SD-SDI、一路CVBS模拟视频、一路SDI嵌入式音频、一路模拟音频立体声;采用广播级的H.264编码技术, 图像质量优异, 视音频数据全程加密;最多可插6张3G/4G上网卡, 支持多运营商混合传输的模式;全面支持3G/4G网络, 支持有线网络和无线网络的捆绑传输模式。设备采用了小型锥状3G/4G天线, 3G/4G的接收端放置在电视总控机房, 通过宽带专线接入互联网。
(2) 光纤传输。采用BCI 1700-TRx-M-ST光端机两台, 可双向传输1路SDI数字视频, 2路AES数字音频或4路模拟音频;传输采用光波分复用方法、信号数字化、不压缩;对模拟音频信号采用20bit编码方式进行模数转换;音频动态范围大, 最大输入/输出音频可达+18d Bm;单模光纤无中继传输距离可达30km以上, 通过光复接实现多路信号传输;在台总控机房安装光端机负责接收与传输。[3]
3.5 新媒体系统
随着互联网的高速发展, 新媒体业务越来越展现出其强大的市场发展空间。新媒体直播系统是服务于互联网/内部网之上的视频直播应用。
(1) 设备选用。选用了Blackmagic Ultra Studio SDI USB3.0外置采集盒支持视频系统切换台输出的SDI信号, 进入直播工作站, 进行信号采集。惠普HP ZBook14 (F4P17PA) 移动工作站作为新媒体直播工作站, 安装流媒体网络视频直播系统软件。
(2) 工作流程。现场节目经过导播系统处理后的高标清视音频信号, 通过SDI信号采集设备输入到新媒体直播工作站, 工作站通过网络视频直播软件预设信号采集、编码、压缩形成符合网络传输的流媒体, 然后经互联网将视频流推送至台内新媒体中心的流媒体服务器平台, 再由服务器分发至P2P服务器、Web服务器和手机APP客户端应用服务器, 供网站视音频实时直播和手机客户端实时收看。[4]
3.6 其他设备
(1) 配电系统。为了满足移动导播和新闻拍摄的各种需求, 车内的电源系统采用了220V市电、U PS和车载发电机三路供电的方式。使用三线电缆引入220V的外电电源, 供导播车停靠在某个工作场地时使用。导播系统均采用低耗能的设备, 音控设备耗电量较大。除调音台外的设备只用市电, 不接入UPS和车载发电机供电。UPS可以保障在特殊情况下的应急供电, 后备电池组可以保障导播系统3小时的供电。使用车载的发电机供电, 加满一箱油可以为导播系统供电近8个小时, 完全能够满足导播车的拍摄和移动直播的需求。
(2) 空调系统。为了保证移动导播车内各系统设备正常运行, 改善导播工作人员的工作环境, 提高工作效率, 以及保证司乘人员的身心健康, 车内空调系统包含车载空调和移动空调, 行车时使用车载空调, 有外电接入时使用移动空调。
4 结束语
电视移动导播车系统改建完毕后, 我们进行了调试和测试, 表明移动导播车功能齐全、配置合理, 工作流程清晰、高安全稳定性, 易于操作与维护。自投入使用以来, 在频繁地新闻报道和外场活动中提供了一个可靠的技术平台, 可实现演播、储存、现场播出与回程剪辑多功能, 有力增强了电视节目的时效性与互动性。
参考文献
[1]Tommy.移动导播的演变及未来展望[J].影视制作, 2013, (10) :78-79
[2]罗蕴军, 罗绍锋.浅谈广播电视台多功能移动直播车的建设[J].电视技术, 2015, 39 (14) :85-87
[3]罗蕴军, 李斌.单纤双向视音频及数据传输系统暨发射机远程监测监控[J].声屏世界, 2011 (1) :72-73