电视台移动无线视频现场直播系统

一、需求分析

快节奏的现代生活对新闻报道的时效性要求越来越高，特别是对突发事件的新闻报道提出更快、更广、更活、更深、更近的要求；同时同业之间的竞争也越来越激烈。电视画面的传输由于受卫星带宽、视频压缩技术等因素制约，各级电视台对突发事件、越野项目、边远偏僻地区等重大活动的跟踪报道通常采用录播方式，这种方法的最大缺陷是缺乏时效性，为了满足电视转播对视频即时回传的需求，我公司研发出占用较少带宽、视频图像传输稳定的视频编解码压缩系统，并结合先进的移动数字电视传输技术集成开发出全新的电视移动采访车方案，即：视转播对视频即时回传的需求，我公司研发出占用较少带宽、视频图像传输稳定的视频编解码压缩系统，并结合先进的移动数字电视传输技术集成开发出全新的电视移动采访车方案，即：电视移动采访车方这杂（以下简称电视移动采访车）。

以COFDM为平台集成的电视移动采访车的最大特点用带宽少、图像质量稳定 、机动性强、操作简单、投资和运营成本低。

电视移动采访车方案可采用所有支持移动性能的传输技术。提供无线音视频传输功能，用户可在运动或静止状态下传输视频或数据，可实现Full HD高清（1920*1080）视频传输。结合短程万向微波设备，可提供全方位的音视频转播功能。

说明：电视台便携式转播设备进行实时的电视转播

1、前端视频信号通过无线便携式发射机传送给移动转播车。

2、移动转播车将视频信号转接到卫星信号上再通过卫星天线回传给电视。

3、电视台面向全市直播

应用图如下：

二、系统特点和优势

    COFDM即编码正交频分复用的简称，是目前世界最先进和最具发展潜力的高调制技术。它的实用价值就在于支持突破视距限制的应用，是一种在无线电频谱资源方面充分利用的技术，可以对噪声和干扰有着很好的免疫力，绕射和穿透遮挡物是COFDM的技术核心。其基本原理就是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。

COFDM技术能同事分开多个数字信号，而且在告饶的信号周围可以安全运行。正是由于具有了这种特殊的信号“穿透能力”，使得COFDM技术深受通信设备商的喜爱和欢迎。COFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化，通信路径传送数据的能力会随时间发生变化，COFDM能动态地与之相适应，并且接通和切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信。COFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区、高速的数据传播的地方。

COFDM 技术在无线图像传输方面应用有一下独特的优势：

1、              非可视和有阻挡的环境中应用，卓越的“绕射”与“穿透”能力使得适合在地区、城郊、建筑物内实现无线图像实时传输。

传统的微博设备，必须在可是条件（即首发两点之间必须无阻挡）下才能建立无线链接通道，所以使用中受环境制约较大，需要提前考察应用环境，选择、测试收发点，调整天线的方向，假设天线的高度测算等，工作量非常大，也相当繁琐。不仅直接限制音视频的传输与接收，而且系统的可靠性、工作效率也大打折扣。

2、              适合于高速移动中无线传输实时的图像，可在车辆、船舶、直升机等平台上使用

微波(数字微波、扩频微波)、无线LAN等设备因其技术体质的原因，无法独立实现采集端和接收端在高速的移动过程中实时传输图像。在车辆、船舶上应用微波和无线LAN等设备进行无线图像传输时，通常的方案是再配置附加的伺服稳定装置，以解决电磁波定向、跟踪、稳定等问题，但是也仅仅能在一定条件下实现移动点对固定点的传输，并且图像常常会出现中断，严重影响传输接收的效果。工程复杂，可靠性降低，造价极高。

但对于COFDM设备，它不需要任何附加装置，就可实现固定—移动，移动—移动间的使用，非常适合安装到车辆、船舶、直升机等移动平台上、不仅仅传输具有高可靠性，并且便显出很高的性价比。

3、              传输带宽高，适合高码流、高画质的音视频传输，图像码流一般可大于4Mbps高码流、高画质的音视频数据流对编码、信道速率要求十分高。一般的数字微波、扩频微波传输链路中，虽然采用MPEG-2编码，但信道多采用2M速率，入E1使得解码后的图像分辨率可以达到720*5756，但是图像压缩码流只有1M左右，无法满足接收端后期音视频分析、存储、编辑等具体的要求

COFDM技术每个子载波可以选择QPSK、16QAM、64QAM等高速调制，合成后的信道速率一般均大于4Mbps。因此，可以传输MPED-2中4:2:0、4:2:2等高质量编解码图像，接收端图像分辨率可达到1920*1080/720*576或720*480，码流可以在6M左右，接收后的图像质量科达高清画质，完全可以满足接收端后期单视频分析、存储、编辑等具体的要求。

4、              在复杂电磁环境中，COFDM中具备优异的抗干扰性能

对抗频率选择性衰落或窄带干扰及信号波形间的干扰性能优越，通过各个子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力。在单载波系统中（如数字微波，扩频微波等），单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败，但是在多载波COFDM系统中，仅仅有很小一部分子载波会受到干扰，并且这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错，确保传输的低误码率。

三、设计原理和技术指标

3.1、设计要求

COFDM数字移动声音图像传输直播系统采用固定地点摄像（机动）和运动跟踪摄像（移动）相结合的方式，在城市环境不同置、不同角度对重要场景和主要部位进行高质量图像拍摄，病将所拍摄的图像、声音信号通过无线电的传输方式传输到指挥中心。

整个系统采用高度集成化设计，保证基本的传输距离和功率。

3.2、系统功能

3.2.1、无线电视直播系统：

（1）无线电视直播设备前段采用便携式、车载和中继机三种类型。

（2）无线图像传输采用COFDM调制技术和MPEG-2/4图像压缩技术，以确保传输的高性能和图像的高质量。

（3）所有系统都具有非视距、运动中传输的功能；

（4）图像传输设备使用通用视频接口既可以接普通墨迹摄像机和数码摄像机；

（5）便携式主要用于地面人员进行实况信号传输；传输距离在通视条件下不低于1-5公里，非通视条件下不低于0.5公里；

（6）车载型机中继车主要用于城市在范围视频传输；

（7）车载机中继车传输设备便于安装、接收和携带。传输距离在通视条件下不低于50公里，非通视条件下不低于10-30公里，车载运动速度最高可达每小时450-600公里；

单兵移动前端

车载移动前端

3.2.2、COFDM数字移动音视频传输直播系统接收机功能

   （1）采用全向天线接收；

     （2）利用定向天线可以提高增益，扩大传输范围；

     （3）能够同时输出图像、声音信号；

     （4）接收机备有二路音频，一路视频输出接口；

无线接收机

3.3、COFDM数字移动音视频传输直播系统组成

     系统采用全数字传输方式，由图像传输设备（便携、车载机、中继车）、接收设备组成；

3.3.1、图像传输设备；

     （1）便携式组成包括：便携天线，图像发射系统、大电流直流锂电池；

     （2）接收设备包括：接收天线、图像接收机、电源灯；

四、系统结构

根据系统工作方式则可以分为下列三种方式应用：人到车，车到车（中继），车到指挥中心

4.1、人到车应用

     一般的，再新闻直播过程中使用系统，由工作人员（记者）携带前端设备，工作人员采用专用背架背负前端设备，将信号从各种现场（建筑物内，街道，广场）传到后方的指挥车或者直接传到指挥中心，这种应用方式主要是受到发射机功率的限制，因为人员携带设备在功率上都必须降低要求，对发射机的供电和天线的长度以及设备的体积和重量都要综合考虑，因此，传输距离较短，一般城市环境可传输500-1500米。

4.2、车到车应用

车到车方式，由于发射前端安装在机动车上，从而能够保证有正常的供电系统，可以在机动车上使用大功率发射机，从而提高传输距离。

车载接收机系统可以使用带升降杆和高增益全向天线结合的方式，接收天线的高度越高，传输距离越远，因此，车载接收系统使用车载天线也要尽可能的使用高增益天线，并尽可能使用在型车辆及升挂设备。

4.3、车（中继到指挥中心应用）

    车（中继）到指挥中心，一般指的是发射全段安装在机动车（或中继台）上，而接收系统安装在指挥中心，这和车到车方式类似，但由于接收系统安装在指挥中心，也就有条件安装在比较高位置上，这样，其覆盖范围大大提高。车到指挥中心这种工作方式，适合在大、中型城市使用，也可以作为一种中继方式使用。