【關(guān)鍵詞】 高清數(shù)字微波 無線傳輸 攝像機
隨著電視臺向高清制作的邁進，廣播電視領(lǐng)域?qū)σ曨l信號質(zhì)量的要求越來越嚴格，現(xiàn)在在演播室、EFP或轉(zhuǎn)播車等場合，廣泛使用非常可靠的光纜進行攝像機系統(tǒng)高清信號的傳輸。但是在一些特殊場合，光纜會對拍攝工作帶來一定的限制，因此,無線攝像機越來越受到節(jié)目編導(dǎo)和工程技術(shù)人員的青睞，在很多大型的政治、體育、文藝節(jié)目中起著非常重要的作用。本文將通過對LINK HD高清數(shù)字無線攝像機系統(tǒng)的介紹，來討論高清無線攝像機系統(tǒng)的技術(shù)特點。
一.先進的信號壓縮方式
高清信號的碼率是標(biāo)清信號的6倍左右，高清攝像機串行輸出的碼率約為1.5Gb/s。為了保證高清圖像的質(zhì)量, 就必須要保證圖像的全空間分辨率, 這就 表明不能夠采用“降低采樣率—無線傳輸—增加采樣率”的方法，因為這樣將會嚴重地損害圖像質(zhì)量。
LINK HD基于FPGA的MPEG-2 4:2:2/4:2:0編解碼技術(shù)能夠確保在編碼率于20Mb/s時提供回傳質(zhì)量的圖像，即使在低達8Mb/s碼率時，一樣可以傳輸高質(zhì)量的高清圖像，整個過程均保持全高清解析度和全高清格式。超低延時技術(shù)能夠確保端到端的延時（視頻輸入端至視頻輸出端）低于50ms。讓無線訊道的信號和有線訊道的信號能夠無縫融合，充分并無損地壓縮原始圖像。
二.高清信號的傳輸
盡管許多無線傳輸方案都是采用了數(shù)字信號地面?zhèn)鬏敚―VB-T）技術(shù)，但是DVB-T技術(shù)并非高清無線傳輸?shù)睦硐胫x。DVB-T技術(shù)未能對射頻通道的帶寬進行最有效的利用，其糾錯能力也尚有很大的提升空間。對于高質(zhì)量高清圖像傳輸所需的信號帶寬，如果采用DVB-T技術(shù)，信號衰減和干擾將會表現(xiàn)得非常明顯。因此數(shù)據(jù)量驟增并導(dǎo)致所需傳輸帶寬驟增的高清無線攝像機系統(tǒng)，就需要有更加高效和更加靈活的調(diào)制系統(tǒng)。
一種新的基于COFDM的調(diào)制系統(tǒng)LINK調(diào)制系統(tǒng)(LMS-T)，吸收了DVB-T的優(yōu)點，并加以改進．提高了高速移動的無線攝像機系統(tǒng)的傳輸抗錯性和傳輸容量，采用更少的載波，這樣高速行駛的汽車就可以獲得更佳的多普勒性能,并降低無線鏈路對相位噪聲的敏感性。
與DVB-T相比，LMS-T的交織深度要深得多，數(shù)據(jù)被分配在更多的載波上和更長的時間間隔中。這樣能夠大大增強對移動應(yīng)用中常見的突發(fā)波束干擾和瞬間衰落的抵抗能力。在糾錯編碼方面，LMS-T用LDPC(低密度奇偶校驗，在新的DVB-S2技術(shù)中被采用)來替代了維特比編碼，與DVB-T現(xiàn)在采用的維特比編碼相比，近乎于增加了一倍的發(fā)射功率或在同等功率情況下，增加了33%的傳輸容量。
綜上所述，在同等的抗錯性下，LMS-T比DVB-T的傳輸容量高出65%，這為無線攝像機系統(tǒng)傳輸高清信號帶來莫大的好處。LMS-T的“雙通道工作模式”選項可以將傳輸容量再增加一倍，那條附加通道可以用于認證授權(quán)或?qū)⑼ǖ缼挃U展到20MHz，甚至更寬。在雙通道模式下，LMS-T最高可以支持到55Mb/s（64 QAM，2/3），同時保持高度可靠的鏈路性能。
三.高清接收機和分集接收
LMS-T這樣極佳的調(diào)制方式使得無線攝像機系統(tǒng)的性能得到大幅度的提升，不過它要求解調(diào)和解碼設(shè)備必須能夠與之匹配。LINK的無線攝像機系統(tǒng)采用了分集接收技術(shù)，提高了射頻鏈路的可靠性，接收機分集技術(shù)還與以下幾種技術(shù)相結(jié)合：專為現(xiàn)有無線電環(huán)境定制開發(fā)的獨有解碼技術(shù);快速獲取信號技術(shù);先進的錯誤消除技術(shù)（可以將干擾或者由于遠距離傳輸引起的信號跌落對畫面的影響降至最低）。
LINK HD接收機在射頻輸入端采用最大比例融合（MRC）分集接收來獲得多個天線送來的最佳指標(biāo)。LINK HD接收機采用了LINK公司的ASI包分集系統(tǒng)來將圖像傳輸質(zhì)量進行最大程度的優(yōu)化。LINK HD接收機的ASI包不僅能夠與標(biāo)清設(shè)備兼容，甚至可以與覆蓋范圍大、實施簡單的LINK蜂窩分集接收網(wǎng)絡(luò)相兼容。這種獲獎的技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在牛津一劍橋賽艇對抗賽、高爾夫球賽和城市新聞采集網(wǎng)絡(luò)中，為直播帶來了前所未有的靈活性。
四.LINK HD高清無線攝像機系統(tǒng)
1.先介紹LINK HD高清無線攝像機系統(tǒng)工作的幾種模式
(1)LINK HD高清無線攝像機系統(tǒng)正常系統(tǒng)模式
圖1 正常系統(tǒng)模式示意圖
LINK HD高清無線攝像機系統(tǒng)采用L1255（數(shù)據(jù)發(fā)射機）與攝像機原廠的OCP連接，控制信號以UHF調(diào)制發(fā)射。
控制數(shù)據(jù)發(fā)射機（與其天線）需要與OCP同時安裝在同一個地方（例如OB VAN）。
（2）LINK HD高清無線攝像機系統(tǒng)分離/兩箱工作模式
圖2 分離/兩箱工作模式示意圖
LINK HD高清無線攝像機系統(tǒng)采用SMPTE S304M hybrid fibre/copper cable，配和L1293遠端站在接收端（例如:場館內(nèi)）L1283基站在控制端（例如:在OB VAN內(nèi)）
關(guān)于OCP端的控制信號，對于LINK 來說，也是通過L1255（數(shù)據(jù)發(fā)射機）用中頻線纜連接到L1283基站，通過SMPTE hybrid fibre/copper cable一起送到L1293遠端站。如圖3。
圖3 分離/兩箱工作模式控制信號示意圖
2.LINK HD高清無線攝像機系統(tǒng)的特點
(1)完善的功能和兼容的控制系統(tǒng)
在攝像機控制方面，該系統(tǒng)采用雙向數(shù)據(jù)傳輸。在保證同步鎖相系統(tǒng)穩(wěn)定工作的同時，還兼容已有攝像機控制面板（OCP與MCP）的控制協(xié)議，如：光圈調(diào)整、白平衡調(diào)整、伽瑪調(diào)整等，從而使其在系統(tǒng)組成和操作使用上與普通有線攝像機完全一致。控制系統(tǒng)的完整性與兼容性對用戶而言是非常實用的，克服了早先無線攝像機與系統(tǒng)內(nèi)有線攝像機的色彩不匹配、光圈過大或過小的問題。而且該系統(tǒng)具有完善的音頻、通話與Tally指示等功能，加之使用先進微波傳輸技術(shù)，使得它可以同有線攝像機一樣在各種環(huán)境下使用。
(2)廣泛而靈活的應(yīng)用
由于采用了高清數(shù)字微波與無指向性發(fā)射，該系統(tǒng)不僅可以在室外工作，而且還可以在室內(nèi)應(yīng)用。由于可以提供高質(zhì)量的圖像，把它作為移動機位使用，可以拍攝一些獨特的鏡頭，從而大大豐富了創(chuàng)作手段。
(3)獨特的漫游技術(shù)
該系統(tǒng)另一個具特色的功能就是無線漫游技術(shù)。眾所周知，微波通信屬于視距傳輸，其穿透性與繞射性較差，這大大限制了無線攝像機的應(yīng)用。LINK HD高清無線攝像機系統(tǒng)可以采用分離/兩箱工作模式如圖2（而且是雙天線，并可擴充到四個天線），從而可在兩個天線之間完成自動優(yōu)化的漫游切換，組成雙接收天線的系統(tǒng)，使系統(tǒng)可以在不加大發(fā)射功率的同時，有效地擴大接收范圍。 [Page]
五.高清無線微波攝像機系統(tǒng)的應(yīng)用
北京殘奧會的開、閉幕式轉(zhuǎn)播使用了中央電視臺剛剛投入運行的A級大型高清轉(zhuǎn)播車，轉(zhuǎn)播中一共使用了27臺攝像機，是中央電視臺對單場活動轉(zhuǎn)播使用攝像機數(shù)最多的。在這場轉(zhuǎn)播中使用的27臺攝像機，除了包括轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)內(nèi)的16臺有線攝像機，以及來自玲瓏塔、天安門、鳥巢頂棚、飛貓、航拍直升飛機等外景攝像機，也使用了2臺高清無線攝像機，保證了開幕式多角度、多機位的轉(zhuǎn)播需求。
在中央電視臺轉(zhuǎn)播開幕式和田徑比賽的A級大型高清轉(zhuǎn)播車上安裝了兩套高清無線攝像機，這兩個高清無線攝像機系統(tǒng)采用的是分離/兩箱工作模式，用光纖傳輸方式有效解決場館內(nèi)外的延伸方式，把體育場內(nèi)的接收端和轉(zhuǎn)播車上的控制端連接起來。信號傳送包括：接收天線信號、攝像機控制信號。而且系統(tǒng)中攝像機接口和控制都支持SONY1500/1580，使無線訊道SONY1500不僅畫面穩(wěn)定，而且與有線訊道SONY1580和之間色彩完全一致。
此外，在2009年第24屆世界大學(xué)生冬季運動會開幕式中、在第十一屆全運會開幕式的直播中，在中國高爾夫公開賽等重大戶外比賽中，高清無線攝像機系統(tǒng)都發(fā)揮了它不可替代的作用，提供了非常穩(wěn)定的高質(zhì)量的畫面效果。
總之，高清無線攝像機以它的靈活機動的拍攝效果，在電視節(jié)目制作中越來越受到青睞。隨著電視技術(shù)的日新月異，無線攝像機在外形上會越來越輕便，技術(shù)性能會越來越高，功能及操作系統(tǒng)將會更加地完善。B&P