2011年9月10日至18日，第九屆少數(shù)民族傳統(tǒng)體育運動會在貴陽舉行。這是貴州省第一次承辦的全國性大型綜合運動會，貴州電視臺承擔(dān)賽事的轉(zhuǎn)播任務(wù)。
為保障任務(wù)圓滿完成，按照國際和國內(nèi)的數(shù)字電視相關(guān)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，基于全國民族運動會需求，本著安全、可靠、節(jié)約、實用的原則，根據(jù)技術(shù)先進(jìn)性、系統(tǒng)開放性和投資合理性，我們設(shè)計、實施了高清衛(wèi)星車項目建設(shè)，并首次在貴州境內(nèi)通過高清衛(wèi)星車，采用高清信號傳送到中央電視臺，將全國民族運動會開幕式盛況面向全國進(jìn)行了電視直播。本文介紹了我們在高清衛(wèi)星車設(shè)計中的實踐和反思。
衛(wèi)星車的設(shè)計首先要從它的用途出發(fā)，根據(jù)使用要求來設(shè)計車體、視音頻系統(tǒng)和衛(wèi)星射頻系統(tǒng)。
一．車體選擇是關(guān)鍵
本臺衛(wèi)星車不僅要求具有通過衛(wèi)星傳送高清視、音頻信號的鏈路功能，還要具有一定的高清實時制作能力，為新聞突發(fā)事件的報道提供有力的技術(shù)支持。
貴州屬喀斯特地貌，道路的坡道、彎度較多，衛(wèi)星車體結(jié)構(gòu)既要保證足夠的機(jī)柜數(shù)量和較寬的工作空間，又要保證車身的靈活性符合貴州的交通情況。我們在前期大量考察后，確定衛(wèi)星車車體使用福特E350。
衛(wèi)星車外接電源標(biāo)準(zhǔn)為交流220V，經(jīng)隔離變壓器為整車供電。還需配備一臺6KVA功率等級的UPS，車內(nèi)所有機(jī)柜設(shè)備的用電均通過UPS提供。應(yīng)對新聞突發(fā)事件的報道衛(wèi)星車還安裝了一臺10KW取力汽油發(fā)電機(jī)，由汽車發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電，在緊急或沒有條件提供市電的情況下實現(xiàn)現(xiàn)場應(yīng)急報道。這里說明一點：由于福特E350車的發(fā)動機(jī)是低速式發(fā)動機(jī)，在怠速3000轉(zhuǎn)/秒時可達(dá)到時速120公里/小時左右，完全滿足安全行車速度要求（一般設(shè)備用車速度是100公里/小時以內(nèi)），取力發(fā)電機(jī)在怠速3000轉(zhuǎn)/秒時才會啟動，有利于保護(hù)發(fā)電機(jī)，延長發(fā)電機(jī)使用壽命。
衛(wèi)星車由于空間小，設(shè)計時要做到機(jī)架、機(jī)柜的布局合理，便于應(yīng)急處理和故障檢修；工位安排在充分考慮制作人員的操作習(xí)慣的同時，做到各崗位相對獨立，互不干擾，且操作方便充分，充分考慮設(shè)備的通風(fēng)散熱。（如圖1）衛(wèi)星車以福特E350為車體，整車體積雖然不大，從車頭到車尾可依次分為駕駛室、工作間、設(shè)備機(jī)柜、電纜盤艙，車頂安裝衛(wèi)星天線，配備電動液壓支撐腿，以保證車體的平穩(wěn)，降低設(shè)備重量對底盤的損耗。
總之，每個衛(wèi)星車的設(shè)計都不一樣，都有其獨特性，只有不框于已有模式，才能推陳出新。
圖1
二．衛(wèi)星上、下行系統(tǒng)是心臟
本臺衛(wèi)星車上行系統(tǒng)和下行系統(tǒng)兩部分是傳統(tǒng)的衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，主要由車載天線、高功放（上變頻器）、編碼器、調(diào)制器等關(guān)鍵設(shè)備和頻譜分析儀、監(jiān)視監(jiān)聽等輔助設(shè)備組成，完全符合《廣播電視安全播出管理規(guī)定》及《電視中心專業(yè)實施細(xì)則》。
上行系統(tǒng)，即信源→編碼→調(diào)制→上變頻→功率放大→發(fā)射。為了保證播出安全，此鏈路做了全部的1:1備份。高功放部分考慮到西南地區(qū)雨水較多的氣候，選擇了功率較大的行波管功放以保證雨衰后的信號強(qiáng)度。為了節(jié)省空間，上變頻器整合到高功放中的上變頻模塊，即BUC。
衛(wèi)星車上行系統(tǒng)編碼、調(diào)制器均采用主、備編碼、調(diào)制機(jī)，配備切換控制器對編碼、調(diào)制器輸出的中頻信號進(jìn)行自動或手動切換。具備BISS加密功能。（我們這里選擇編碼、調(diào)制非一體機(jī)是把AA、BB模式增加為AA、BB、AB、BA模式。）
中頻信號送入上變頻單元，變換為Ku波段射頻信號，送入高功放系統(tǒng)。高功放系統(tǒng)由主備高功放、上變頻器和一臺高功放控制器及波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)和切換開關(guān)組成。當(dāng)主用機(jī)故障時，自動或手動將備用機(jī)切換到主用狀態(tài)。
天線系統(tǒng)由天線主體結(jié)構(gòu)和天線控制器組成。天線控制器可根據(jù)GPS和電子羅盤提供的現(xiàn)場數(shù)據(jù)自動計算指向參數(shù)，控制天線轉(zhuǎn)動在幾分鐘內(nèi)即可完成精準(zhǔn)對星，并實時顯示天線的方位角、俯仰角、極化角數(shù)據(jù)，頻譜儀監(jiān)測接收信號強(qiáng)度。（如果配置“一鍵通”綜合監(jiān)控系統(tǒng)，必須保證系統(tǒng)手動和自動均可工作）
三．周邊設(shè)計少不了
本臺衛(wèi)星車系統(tǒng)設(shè)計是以信源傳輸為主，現(xiàn)場新聞直播為輔。
當(dāng)傳送信號時，不通過本車視、音頻系統(tǒng)，而是通過電纜盤箱的接口板接受2路外來HDSDI加嵌信號，分別通過視分送到主、備編碼器，進(jìn)行編碼后送主、備調(diào)制器調(diào)制到中頻，傳輸至高功放上變頻模塊部分上變頻至衛(wèi)星傳輸頻率后，通過波導(dǎo)倒換開關(guān)選擇高功放進(jìn)行放大處理，發(fā)送電視信號到衛(wèi)星，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至接收中心。
當(dāng)衛(wèi)星車進(jìn)行現(xiàn)場新聞直播，通過本車視、音頻系統(tǒng)，經(jīng)過跳線將切換臺的視頻信號和調(diào)音臺的音頻信號經(jīng)加嵌板加嵌后送視分，分配給主、備編碼器。
衛(wèi)星車配置從模擬到SDI的迷你轉(zhuǎn)換器，用來將復(fù)合、PAL或S-Video的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成SDI視頻，同時從AES/EBU平衡或模擬音頻輸入到內(nèi)嵌SDI音頻。到新聞現(xiàn)場可以將模擬信號轉(zhuǎn)換成SDI加嵌視頻信號，提供后方編輯素材。
系統(tǒng)配備監(jiān)聽監(jiān)看設(shè)備，監(jiān)視器具有多路視音頻輸入和音頻解嵌功能，能實時監(jiān)看主備信號源、中頻自環(huán)和衛(wèi)星自環(huán)的視音頻信號。同時配備的L波段頻譜儀能實時監(jiān)看衛(wèi)星載波信號。
衛(wèi)星車視頻系統(tǒng)使用帶幀同步功能的切換臺，省去了同步信號發(fā)生器等周邊設(shè)備，既節(jié)約了車內(nèi)有限的空間，又節(jié)約了預(yù)算經(jīng)費，同時，讓視頻系統(tǒng)變得很簡單，易于問題的查找及排除。切換臺進(jìn)行新聞直播時最多可接5個訊道，考慮到設(shè)備的使用效率和成本，本車沒有配備專用的攝像機(jī)，而是直接利用新聞記者的ENG設(shè)備，從攝像機(jī)的VIDEO HD SDI OUT接口輸出加嵌視頻，通過攝像機(jī)微波送入系統(tǒng)，或通過電纜盤上的視音頻電纜將信號送入位于電纜盤箱的接口板進(jìn)入系統(tǒng)，作為突發(fā)事件的新聞直播，完全滿足要求。
系統(tǒng)選用的攝像機(jī)肩扛無線微波，小巧便捷，傳輸性能好，在車頂架設(shè)有兩根接收天線。在室內(nèi)，其反射效果很好，圖像正常，無馬賽克并且很流暢。在室外空曠地帶，無發(fā)射波，有也是很微弱的，就造成圖像不流暢，有間斷馬賽克。遇到這種問題，手持微波發(fā)射槍就派上用場了。（在全國民族運動會民族大聯(lián)歡現(xiàn)場外景大機(jī)位我們就用這個辦法解決。用微波槍進(jìn)行點到車的傳輸，從攝像機(jī)引出視、音頻線，接到微波發(fā)射調(diào)制器上，由一根饋線直接連接調(diào)制器與微波槍。）
我們設(shè)計的視、音頻系統(tǒng)沒有采用視、音頻矩陣，而是設(shè)置了豐富的跳線接口，視、音頻信號通過跳線排可以靈活調(diào)度。這對衛(wèi)星車技術(shù)人員提出了高要求，既要相當(dāng)熟悉系統(tǒng)，同時要有完善的應(yīng)急預(yù)案。（如圖2）（雖然我們考慮擴(kuò)展配置了36孔的視頻跳線，依然覺得應(yīng)該配置48孔，使系統(tǒng)更富于變化。）
圖2
車上音頻系統(tǒng)采用機(jī)架式模擬調(diào)音臺，可以輸入12路模擬音頻信號，完全可以滿足直播現(xiàn)場使用。監(jiān)聽音箱精致小巧，節(jié)省空間。
衛(wèi)星車配置記錄設(shè)備，既可作信號源，還可記錄直播現(xiàn)場信號，作為后期編輯的素材或資料保存。
國家廣播電影電視總局廣播電視計量檢測中心對本臺高清衛(wèi)星車進(jìn)行了檢測。檢測包括視頻通道的視頻特性、音頻通道的音頻特性、射頻通道的射頻特性等三方面的測試，經(jīng)測試，高清衛(wèi)星車各項指標(biāo)均達(dá)到了規(guī)范（或設(shè)計）要求。
貴州電視臺高清衛(wèi)星車至今已完成第九屆少數(shù)民族傳統(tǒng)體育運動會開、閉幕式等大型直播，并進(jìn)行了貴陽車牌搖號、荔波礦難救援、馬場坪爆炸連線等直播，顯示了極高的社會和經(jīng)濟(jì)效益。B&P
參考文獻(xiàn)：
《廣播電視安全播出管理規(guī)定》
《廣播電視安全播出管理規(guī)定電視中心專業(yè)實施細(xì)則》
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劉洪才《廣播電視衛(wèi)星數(shù)字傳輸技術(shù)》 中國廣播電視出版社 2003