刍议数字微波技术在电视直播的应用

1、数字微波通信技术概述

数字微波通信，是指利用微波频段的电磁波传输数字信号的一种通信方式。具有两大技术特征：（1）它所传送的信号是按照时隙位置分列复用而成的统一数字流，具有综合传输的性质。（2）它利用微波信道来传送信息，拥有很宽的通过频带，可以复用大量的数字电话信号，可以传送电视图像或高速数据等宽带信号。由于微波电磁信号按直线传播，所以数字微波通信可以按直视距离设站。数字微波通信主要是用来传送长途电话信号、电视信号、数据信号、移动通信系统基地站与移动业务交换中心之间的信号等可以用于通向沙漠、孤岛等特殊地理位置的通信以及内河航运的船舶电话系统等。在军事上，数字微波通信可构成专向通信，如海、陆、空三军基地的通信交流等，也可以用于野外战斗通信网的干线通信和支线通信。因而，数字微波通信技术在整个国家通信传输体系中占用重要的地位。

2、数字微波通信技术的基本原理分析

微波在空气环境中的传播性与光波在空气环境中的传播今本上表现为同等的状态，都在空气环境中呈现出直线的前进并且延伸到空间当中，如果出现阻挡，则将会导致微波发生一定程度的反射，影响其传输性能的实现。从这一方面来说，按照当前的技术条件，建立在适当范围内的通信是数字微波通信技术的关键。而由于受到客观因素的影响，信号质量就会变得很差。如受地球表面传输和空间传输较大的衰落问题影响，信号质量就会变得很弱，甚至中断。如果想在不影响信号质量的前提下进行远距离的通信与传输，那么就必须要通过对传输信号进行反复的中继转发，才能达到接力传输的重要目的。换言之，就是在应用数字微波通信技术进行视频和音频信号的传输过程中，设置相应的终端站点，使数字微波传输线路的两端位置传输顺畅。另外，对于数字微波的传递，还需要在传输线路的延伸空间内设置一定的中继站站点，而对于所设置的中继站点之间的间隔应当在50m以内。因此，按照上述的原理，在确保中继站站点能够将传输过程中流经该站点的数字信号加以有效地接受和处理的同时，从而才能够实现对数字信号传输质量的有效保障。而在电视直播中最常运用的一项主要技术就是数字微波通信技术。微波传输技术是无线、直线传输，发射天线和接收天线要在可视范围内，中间不能有建筑物阻挡。微波传输首先要架通微波的收发点、中转点。微波使用的频率范围从300MHz到10GHz。如果频率太低，就容易受到干扰;如果频率太高，磁波传输能力就会下降，传不了很远，因此最好在可用频率范围内选择低的频率。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。但是，由于无线电的传输距离很有限，所以在很大程度上，微波的使用要受场地制约，即使在一个城市中也都要设置多个中转点。在实际工作中，单独使用数字微波传输主要用是于大型晚会或者是体育赛事的直播。通常的情况下，当微波传输在拍摄某些大景和大范围移动机位时，此摄像机微波发射端和系统接收端使用的是微波全向天线。例如在北京奥运火炬传递的直播中，移动微波车全程跟随火炬传递，其作为一路重要的信号源再接入最后一级切换台。

3、无线摄像机微波传输系统

无线摄像机微波传输系统分为模拟和数字两种传输方式。其中，模拟传输技术对多路反射信号的影响非常明显，一般在室内无法使用。而在室外拍摄时，为了能够收到较好的信号接收效果，一般都采用定向跟踪，但是需要配备有经验的天线操作员。因而，模拟微波摄像机在实际使用中没有能够得到广泛的推广。近年来，随着科学技术的不断进步，人们将数字电视地面传输技术引入到了无线摄像中，数字微波摄像机能够使用全向发射天线，而在接收端主要是利用多个天线进行分集接收，在有效的覆盖范围内信号质量一般比较稳定。这种无线微波摄像系统，既可以在室外，又可以在室内应用，而且在运动拍摄时也不需要天线跟踪。因此，无线摄像机数字微波系统被广泛的应用。

4、数字微波通信技术在电视直播中的应用形式

4.1无线摄影机数字微波系统的基本应用方式

在目前数字微波通信技术的支持下，无线电摄像机数字通信技术的运用在电视直播中是最基本、本、最普遍的。然而在整个数字微波通信系统的运用过程中，只需要用分级是信号接收设备和微波发射单元设备。在电视直播的过程中，无线电摄像机数字通信技术是目前进行电视直播、新闻报道过程中最为常用的，同时也是综合运用优势最明显的。对于摄像设备与卫星通信设备的间隔距离在几千米以内或者是在同一可视范围内的情况下，可以通过对无线摄像机数字通信技术的综合应用来实现电视直播的目的。在日常生活中我们经常可以通过电视看到各种各样的新闻或者体育直播，如春节联欢晚会、奥运会等。那么电视直播是如何实现的，因此，以一场晚会的电视直播为例。在晚会的电视直播中，为了最大限度的保证电视直播的质量，就要求摄像工作人员可以提前将微波摄像机装置带入晚会的现场，并且还可以将其放在晚会前台相对平坦的地方，以实现摄像的效果。在此基础上，微波天线可以接受来自前方摄像工作者所拍摄到的晚会现场实况，并将相应的数据资料传输到下变频设备当中。在下变频设备与分级信号接收单元的有效联动中实现对视频信号和音频的可靠性传输。通过以上的信号传输，然后将所传输的音频和视频信号加以整理按照便携式卫星站点、卫星信号接收机房的方式加以传递。因此，通过此种方式，实现了对整个晚会运行的状况进行及时高效的直播。

4.2结合摄像设备反向控制单元的应用方式

通过对摄像设备反向控制单元的有效利用，从而使电视直播后方的音频及视频编辑人员能够很好的实现对电视直播前方摄像设备的工作人员的远程调度与控制。根据电视直播过程中，对于播出画面的取景构图艺术和清晰度以及对音频质量辨析度等过多个方面的节目制作需要，后方编辑工作人员引导电视直播前方的摄像设备操作人员有效地展开各项工作。在电视直播的过程中，其所涉及到的相关技术标准的掌握则全部由电视直播后方机房内的相关技术工作予以完成。从这一方面来说，整个电视直播节目的制作所表现的机动性与灵活性，都是建立在摄像设备反向控制单元的基础上的。与此同时，通过运用摄像设备反向控制单元的方式实现了电视直播前方数据传输和后方编辑制作的双向性。总之，这一过程就是在无线数据发射机的基础上，将数据资料传送到摄像机设备当中，从而实现了整个电视直播的反向控制。

4.3结合信号中继系统的电视直播应用方式

数字微波通信技术与信号中继单元的合理有效的运用，实现了对视频信号和音频信号传输距离的延长。由此可知，电视直播前方摄像设备通过微波发射机，将视频和音频信号发送至分级式接收机设备当中。在此基础上，将接收的这部分信号传输至信号中继内部，然后再通过调制与调解的方式，输出一COFDM格式所表现的综合信号。在中继系统的电视直播应用方式的作用下，为了达到更好的直播效果，中继系统需要放置在较高且无明显阻碍物的区域内，以防止中继系统信号的转发能力受到削弱。在当前技术条件的支持下，数字微波通信技术综合信号中继系统的电视直播应用方式在直播中具有明显的综合优势，值得特别关注。

4.4结合光纤延伸单元的应用方式

光纤延伸单元分为移动单元和固定单元。移动单元与天线和下变频器相连接，一般置于拍摄现场附近，通过光纤连接到固定单元并经分集信号接收机重建音视频信号，光纤延伸单元可将传输距离最大延伸到30km。比如在一些大型的体育赛事或者是大型的晚会中，摄像人员可以在现场进行拍摄，然后将信号传输到附近架设的微波天线，通过光纤将视频或者是音频信号直接传输到后方的演播室。

5、结语

随着电视直播技术的不断发展和人类需求的不断变化，数字微波技术在电视直播中的地位越来越突显，使电视直播系统向完整化、同步化、清晰化方向发展，从而使广大观众在任何时间，任何地点都能够获得最前沿的信息。

本文作者：宝玉英 工作单位：内蒙古通辽市微波站