无线微波在水上项目的实践应用-中国城电视台技术协会.doc

无线微波在水上项目的实践应用【关键词】高清无线微波 分集接收随着国内大型国际性赛事及娱乐节目的日益增多，传统的接光缆适配器摄像机在一些特殊机位会受场地、距离和活动范围的限制，因此无线摄像机在如帆船、高尔夫和马拉松等比赛中越来越受到导播、摄像和工程技术人员的青睐。本文将通过对无线LINK微波的实践经验，来总结在水上项目应用时应注意的细节。一、 青岛台无线微波的种类和特点（简介）青岛台微波设备经历了模拟、数字到高清三代产品，最早的日立点对点定向模拟微波，频段57GHz，传输距离远，解决了当时缺少光缆线路及模拟信号线路损耗大传输距离短的不足，缺点是设备体积大便携性差，只能定点定向传输，无移动功能。第二代便携式数字全向微波，可附加于ENG摄像机上，如兰新微波，工作频段1GHz，LINK微波，工作频段2GHz，解决了点对点微波移动性的问题，但是受制于发射功率和当时的编解码及压缩技术，传输距离近，发射频率不可调，快速移动图像还原差。现在最新型的高清便携微波基本解决了上述问题，如GigaWave和LINK，发射频率从1GHz可到7GHz非常宽泛，选择余地大，可以避开已近饱和的2.4GHz频段，采用DVB-T或LMS-T技术调制方式，传输带宽可达到10-20MHz，保证了高清信号的无损压缩和解码的超低延时（50ms），大大增强了移动传输中常见的突发波束干扰和瞬间衰落的抵抗能力。并且发射和接收天线可以做到高增益至16db，发射功率最大5W，传输距离大大增强，可满足大部分转播的需要。另外还有兰新国产车载微波，频率在600800MHz（非民用频段），发射功率5W，频率低、绕射能力强，可非视距传输，适合两车级联和动中通使用。二、水上项目微波应用2008北京奥运会帆船比赛在青岛举办，这使得青岛拥有了一座“亚洲第一，世界一流”的国际帆船中心，沃尔沃、克利伯、国际极限帆船系列赛等赛事的纷至沓来使青岛成为亚洲地区引入国际重大帆船赛事最多的城市。随着这项运动的普及，越来越多的观众也喜欢上了这项运动，帆船比赛的直播收视率也节节攀升。青岛台有幸每年都直播不同类型、不同距离的帆船比赛，加上连续5年威海国际长距离铁人三项海上游泳项目转播的成功经验，使得我们在水上项目的转播小有心得，也总结了一些经验与大家分享。帆船、铁人三项等水上项目的转播不同于陆上，比赛场地是位于离岸一两公里的海上，传统的岸边拍摄方式只能作为辅助机位使用，主机位是靠离比赛船和游泳运动员最近的快艇上的无线微波。拿帆船赛为例，我们比较成功的转播经验是，在海上赛场边停泊一艘游船作为中继转播船，快艇上的近距离追踪机位，直升机的高空全景俯视机位，都通过无线LINK微波传到中继转播船临时搭建的EFP系统，转播船上还有多个101倍和42倍镜头，可以捕捉拍摄运动员动作特写及裁判船和发令船的细节。这些比赛镜头经过切换后，用兰新大功率无线微波传输到岸边的主转播车上，配合起航仪式和颁奖河岸边观众的反应镜头，二次切换至最终播出。三、水上项目LINK使用遇到的问题及解决方案我们是国内最早拥有高清LINK无线便携微波的电视台，在07年上海特奥会飞猫机位、09年国际高尔夫大师赛中国站场地近身机位和多站的F1及汽车拉力赛中得到了应用。青岛台LINK微波的工作频段在1.952.7GHz，以视距传输为主，因此在发射天线与接收天线之间，在其第一菲涅尔区能量最集中的区域，不应有遮挡。当微波信号在传输途径当中受到高楼、树木、人体等障碍物的阻挡时，就会产生反射或散射，形成多路信号到达接收天线，由于到达接受天线的时间不同、相位不同，相反相位的不同信号因叠加而相互消弱，从而产生信号的衰落。由于信号在传输过程中因反射等干扰产生多径分量信号，LINK接收机利用分集接收，理论上最多可以补偿6dB的接收门限在实际的移动和更为复杂的反射环境下，也可以得到接近3dB的额外补偿。多天线同时接收不同路径的信号，然后将这些信号选择、合并成总的信号，以减轻信号衰落的影响，就是把分散得到的信号集中合并，只要几个信号之间是相互独立的，经恰当的合并后就能得到最大的信号增益。不同地形下的反射系数工作频率水面田地城市/山区2GHz10.60.36GHz10.50.211GHz10.40.16从上图看，在城市中没有遮挡，一般的反射信号不会对接收效果产生严重的影响。但是，水面反射信号对接收电平的影响很大，对同一接收点，如果直射波与反射波幅度相等，而相位相反，则接收电平为零。如果空间分集的2个接收天线在同一高度，会存在两个接收点同时发生深衰落的可能，即接收电平都为零，接收图像会出现马赛克和静帧，从而影响转播效果。这在帆船比赛、铁人三项赛，包括辽宁全运会游泳比赛转播中都曾出现过，发射端与接收天线中间是水面，因为距离较近且没有遮挡，从接收机监看接收电平几乎都是满格状态，但有时瞬时两个接收电平幅度大幅降低，又突然恢复正常。解决方案是：升高一个接收天线高度，使反射波到达两个接收点瞬时相位相反，即使一个天线的接收电平出现深衰落，而另一个相位相同，电平幅度叠加。HhrR水面d发射机高度h 接收机高度H 相距水平距离d 直射波路径长度r 反射波路径长度R 波长 频率frdHhRdHh因为两个反射波到接收机相位相反，所以R1R22天线高度差H1H2d4h75dfh其中单位为d fGHz hm如果在室内游泳馆转播，摄像机发射高度2米，发射频率2GHz，距离接收天线水平距离100米=0.1公里，套用公式，天线高度差=750.1222米。如果是帆船比赛，快艇上摄像机发射天线高度2米，发射频率2GHz，距接收天线水平距离1公里，套用公式，天线高度差=7512219米，这就给天线架设增加了很大难度。如果把发射天线用挑杆延长至4米高，发射频率改为2.7GHz，天线高度差=75142.77米，就可满足要求。因为在体育比赛中摄像机位置不固定，公式中d 和h会不断变化，所以天线高度差只是一个相对值，经过多次实践检验，除非特殊情况，接收天线的位置不必随着比赛的进行随时调整，基本可以避免水面反射导致的深衰落现象。在实际帆船比赛转播中，快艇上的发射机和中继船接收天线之间会有大型帆船通过，这也应当避免，尽量使快艇和中继船在赛场同一侧，在保证接收效果的前提下，加大发射功率至250mw，远端快艇和直升机微波可加一瓦功放，在中继船架设16db定向平板天线，人工手动跟踪，保证接收电平最大。四、总结随着帆船、赛艇等一系列国外贵族运动进入到国内，收视群体越来越多，观众的观赏要求也越来越专业，这对于电视转播提出了更高的要求。要转播好一场帆船比赛，首先要熟悉赛场位置和比赛流程，制定详细的机位图，实地的频点干扰测试，制定直播时每一个无线设备的频率设置，包括备用频率，因为是公共频段，比赛中可能受到意想不到的频率干扰。海上风大浪大，海水侵蚀力很强，做好每一个出海机位的防水和