作者:日本广播协会(NHK)放送技术局 田中博之
东京国际马拉松的线路也像北京一样,被现代化的城市建筑所包围,林立的高楼大厦都成为信号传输的障碍,但是NHK在马拉松赛电视转播中有效的直播电视信号能够达到98%,这得益所于采用的OFDM技术。OFDM调制方式可抗多径反射,在保护间隔内可以补偿信号强度,在遇到遮挡物时可以有效地利用楼宇之间的反射来传送信号,最适宜在移动转播中发挥作用。无线传输中面临的另一大困扰是频率干扰的问题,800MHz是日本特许用于马拉松转播的频率,使用这个频段是不会存在干扰问题的。以上两点为转播高清晰度电视马拉松赛提供了基本的保障。
在日本批准的800MHz频率,共有4×8.5MHz的带宽是专门用来转播马拉松比赛的,而一路高清晰度电视信号经过压缩编码后它所占的带宽至少需要17MHz,这就决定了只能为高清晰度电视信号的传输提供两路信号。
东京国际马拉松电视转播通常使用三辆转播车,第一移动车装配4台高清晰度遥控摄像机,其中有一台摄像机配有陀螺仪减震装置,在滑轨上可做上下移动,合成信号经过QPSK OFDM载波调制方式上变频后全向发射。与第一移动车基本相同的第二移动车发射另一路高清晰度电视信号,设在制高点的接收机收到信号后不作解调,直接用数字微波将码流信号发送到电视台,这样可最大限度地避免解调和调制对信号质量造成的损失。制高点判别接收到的信号的好坏标准是靠频谱仪来完成的,信号传到电视台后会进入一个自动识别错误码流的自动切换装置,它能阻挡误码率较高的信号,从而确保提供有质量保证的电视信号。另外还有摩托车拍摄的信号通过2.4G微波传送到直升机上,转播示意图如图1。
高清晰度电视代表电视的发展方向。数字电视是从电视节目采录、制作、传输到发射全部采用数字技术的新一代电视,日本已经成功地运用这一技术,从2001年~2003年连续3年使用数字技术转播了马拉松比赛。NHK具备了马拉松比赛电视观众的群众基础,以及转播马拉松的技术经验和技术条件。
从播放的模拟单载波微波和OFDM 800MHz多载波微波在同一路段行进中对比的效果图像中可以很明显地看到,模拟微波在拐弯过桥时都会出现闪动或信号中断,而数字微波接收的效果就非常好,在连续遇到楼宇、树枝等各种障碍物时,模拟微波已出现持续的信号中断,而数字微波则不受影响。
为了提高发射功率,全向数字微波发射时使用了10W的功率放大器,同时考虑到对人体辐射的不利影响,采用了不用人员操作的全向发射。在理想条件下,最远可达到20km的覆盖范围,在实际情况下10km范围内信号不受影响。特别值得一提的是,东京马拉松路线是一条多年相对固定轻易不改变的路线,同时NHK在东京许多制高点上设有一些多种用途的微波网,在接收信号并传送到电视台上基本不存在问题。
对制高点如何判别信号好坏,模拟微波信号劣化前会出现明显边际瑕疵,容易被发现,而数字微波则在信号完全不可用之前很难判断,因此频谱仪对捕捉判别信号是最可行的手段之一。面对数字传输方式中遇到的一些问题,NHK得到生产专业微波设备公司的积极配合,研发和解决了NHK在转播中所需要的设备,这一切对实现数字高清晰度电视马拉松转播提供了有利条件。
采用OFDM调制方式,完成移动转播现在已经是不争的事实,各家电视台也会根据自己的实际情况选择全模式或半模式,这取决你是否拥有能传输HDTV或SDI信号的数字微波。