【摘要】 現(xiàn)代社會的各類活動中，通話系統(tǒng)是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。SMG的“天鷹轉(zhuǎn)播”在近些年的大型活動通話系統(tǒng)構(gòu)建中，總結(jié)出了一套“多核心矩陣法”的辦法。它是以矩陣為核心，配合以不同的通話終端（IOT）和傳輸方式以實現(xiàn)不同環(huán)境下的通話系統(tǒng)構(gòu)建。本文介紹了此方法，并以上海國際女子半程馬拉松賽和第二屆中國國際進口博覽會為案例做了具體的介紹和探討。
【關(guān)鍵詞】 多核心矩陣 大型通話 進口博覽會 馬拉松賽
一.概述
1.“多核心矩陣法”的定義
近些年來，電視轉(zhuǎn)播行業(yè)中的大型活動的通話需求越來越多，功能越來越復(fù)雜，已經(jīng)成為現(xiàn)場大型活動制作基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。SMG的“天鷹轉(zhuǎn)播“自從2013開始參與國際賽事制作后，形成了一套行之有效的通話系統(tǒng)構(gòu)建方法，叫“多核心矩陣”法。
從廣義來說，“多核心矩陣法”的是基于無限多個、相互平行的通話核心，通過核心網(wǎng)絡(luò)的交換來實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的移動、固定和編組通信。理論上來講它可以覆蓋無限大的范圍和擁有無限大的帶寬。
從俠義角度來說，“多核心矩陣法”就是通過建立通話需求的“矩陣表”，根據(jù)現(xiàn)場需求建設(shè)主、從基站網(wǎng)絡(luò)，并將目前廣電行業(yè)的各類終端（IOT）接入現(xiàn)有通話網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)大型活動的室內(nèi)外通話網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。
2.基本模型和運用方法
“多核心矩陣法”具體運行當(dāng)中，使用：了解需求、建立模型、添加元素和調(diào)試測試的基本模型進行操作。
了解需求，就是先了解整個大型活動的所有通話需求。包含有線通話、無線通話、通話編組、通話人員和通話質(zhì)量要求。同時，根據(jù)現(xiàn)場的情況，到底是室內(nèi)、室外還是大范圍城市、郊區(qū)，來建立基本的通話矩陣模型。
建立模型，這里就是要建立兩個模型，也就是“多核心矩陣法”的關(guān)鍵。其主要模型就是矩陣模型和通話模型。矩陣模型是根據(jù)第一步的需求所制作的通話人員需求表，通話模型更類似于網(wǎng)絡(luò)拓撲模型。雖然從定義上來講，各個核心之間是沒有主從關(guān)系的，但是以大范圍的無線通話設(shè)備而言我們還是主要采用了DMR技術(shù)，以達到無線通話主、從基站能夠做到同頻同播的功能。DMR標(biāo)準(zhǔn)采用時分多址的多址方式，信道間隔為12.5KHz、4FSK調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾蕿?.6Kb/s。
添加元素，即為添加我們所能解決“最后一公里”問題的終端設(shè)備（IOT，Internet of things）。這里列舉了部分元素的特點和內(nèi)容，由下表所示：
調(diào)試測試，顧名思義就是最終的調(diào)試環(huán)節(jié)。這里需要強調(diào)的一點就是調(diào)試測試不僅僅是要系統(tǒng)調(diào)試通，還要將整個運營模式進行彩排調(diào)試。一個系統(tǒng)的運行除了設(shè)備還需要人的參與，所以需要反復(fù)測試，來進一步優(yōu)化大型活動的通話系統(tǒng)。
二.“多核心矩陣法”運用案例分析
1.上海國際女子半程馬拉松賽的用法
（1）系統(tǒng)介紹構(gòu)建
此次馬拉松賽事整合了各技術(shù)的優(yōu)勢和長處，使用普通網(wǎng)絡(luò)的ＩＰ鏈路實現(xiàn)了對講機基站主從站之間的級聯(lián)，完成了全賽道的對講機基站覆蓋。在此基礎(chǔ)上，不僅可以根據(jù)實際需要實現(xiàn)任意擴容，也實現(xiàn)了系統(tǒng)的可視化管理。為以后馬拉松為主的大中型移動轉(zhuǎn)播的節(jié)目制作提供了穩(wěn)定的通話支持。下面我就將此次轉(zhuǎn)播是的通話系統(tǒng)布局進行介紹：
此次賽事一共由三套系統(tǒng)、一輛馬拉松跟拍車及三輛跟拍摩托車構(gòu)成。其中第一套為位于終點的EFP系統(tǒng)，使用有線訊道、無人機航拍、無線游機對賽事的沖刺／頒獎及終點活動進行拍攝；第二套是位于跟隨運動員拍攝的馬拉松轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)，由搭載３臺陀螺儀的攝像機構(gòu)成，主要任務(wù)為跟拍馬拉松運動員在比賽時的畫面。第三套系統(tǒng)為馬拉松單機系統(tǒng)，是由兩輛跟拍摩托車構(gòu)成。起點、健康跑終點及馬車的信號通過4G背包送到終點EFP系統(tǒng)。
位于終點EFP的導(dǎo)播除了與終點訊道機位、EVS等的通話需求外，還需要與起點、健康跑終點的馬車、跟拍摩托、終點游機及現(xiàn)場導(dǎo)演等進行通話。
2019上海國際女子半程馬拉松通話設(shè)備表
因此在終點布設(shè)了一套數(shù)字對講機通話主基站并在賽事中心位置處高點放置了一臺從站，并通過公網(wǎng)握手的模式完成全賽道的同頻同播信號覆蓋，實現(xiàn)導(dǎo)播與賽道上攜帶對講機的摩托車手、攝像、單邊等人員通話需求。
此次上海國際女子半程馬拉松賽道總長為20公里，起點(中山公園1號門）到最遠折返點（綏寧路）直線距離長度為7.2公里，因此從站架設(shè)點在折中處架設(shè)，并且需為制高點。此次選擇在距離起點為3.6公里，最遠折返點4.1公里的長寧區(qū)威寧大樓，通話方案為置于兩處的主從數(shù)字對講機基站，從站放置在樓頂（距離主站直線距離為3.6公里）。通過電信公司所給的固定IP使主、從站進行同步級聯(lián)并做到主、從基站同頻同播的功能，將主站的4線信號打包送到固定IP與主站的百兆光貓共同接入到百兆交換機內(nèi)，并將設(shè)置主站的服務(wù)器也接入到百兆交換機內(nèi)，進行主站的IP地址與主站光貓之間的IP地址打通，達到服務(wù)器在脫離交換機的情況下直接通過公網(wǎng)就能夠登入到主站的設(shè)置界面，這樣就達到了主站的4線信號打包進入到了公網(wǎng)進行傳輸，進行了級聯(lián)握手從而覆蓋整個賽道。
2019上海國際女子半程馬拉松通話鏈路圖
（2）工作難點及解決方案
上海女子半程馬拉松是一場半程馬拉松賽，其路程長，覆蓋范圍廣，對通話系統(tǒng)的構(gòu)建來說，有一定難度。根據(jù)此次賽事的情況我們羅列了以下幾個難點，及解決方案。
2019上海國際女子半程馬拉松通話主從站傳輸示意圖
1.由于EFP總控的位置在公園內(nèi)，四周有茂密的樹木包圍，給天線架設(shè)位置造成了困難。解決方案：將天線放置于較為空曠的草坪處，并借助支撐架將天線升高到4米左右的位置，處于附近的接受制高點，增強信號覆蓋；
2.從站可選擇放置范圍的高層建筑高度接近，怕其覆蓋會受影響。解決方案：在眾多高層建筑中選擇一幢高層建筑其最靠近大部分平層建筑，這樣能否將其他平層建筑覆蓋，并增加從站天線的發(fā)射功率，彌補附近高層建筑的干擾情況；
3.尋找到地點后，在一個陌生的環(huán)境中需要先做哪些工作？解決方案:
①基站與天線的選擇位置。基站選擇的位置必須是在室內(nèi)，而天線必須放在靠近平層建筑一邊的室外，同時要避開周圍其他天線，以免出現(xiàn)相互干擾的情況；
②有線公網(wǎng)的開通。并且在開通公網(wǎng)光貓時必須要和運營商進行備注，必須提供百兆的光貓，因為對講機基站的IP端口為百兆口，因此只能和百兆設(shè)備進行級聯(lián)，在其之間連接的交換機也必須為百兆交換機；
③穩(wěn)定的電源。需要有一臺小型UPS，并在直播時有技術(shù)保障人員實時進行觀察，切勿隨意取用周邊的室電，需與該建筑電力負責(zé)人員進行溝通允許后使用。
（3） 調(diào)試及設(shè)置
在主站與從站通過公網(wǎng)級聯(lián)需要進行以下幾個步驟：
a. 需在搭建前與運營商進行協(xié)商，必須配備百兆光貓；
b. 將其與主站基站的IP設(shè)置端口、設(shè)置主站的服務(wù)器都接入到百兆的交換機內(nèi)，進行主站IP地址的設(shè)置；
c. 連接好后，將主站的IP地址改為運營商所給的IP地址；
d. 設(shè)置完畢以后，可用服務(wù)器脫離交換機網(wǎng)絡(luò)后，通過公網(wǎng)進行主站登入，如果順利登陸，就說明主站的4線信號已經(jīng)與公網(wǎng)打通；
e. 從站也必須進行相同的設(shè)置操作，唯一不同的地方在于，在Master IP Address處將主站IP地址輸入，其他設(shè)置于常規(guī)從站設(shè)置相同；
f. 當(dāng)服務(wù)器通過公網(wǎng)能夠登陸主、從基站的后，立即打開車載臺或?qū)χv機進行測試，查看、駐波比、丟包率是否正常；
g. 可在服務(wù)器上將主、從對講機基站的IP地址進行Ping通，可實時進行查看主、從基站的延時量、以及丟包率，并且對該公網(wǎng)的穩(wěn)定性進行測試。
設(shè)置對講機基站軟件的服務(wù)器可對主、從基站來實時更改各基站的參數(shù)，也能夠?qū)崟r監(jiān)控主、從站的各項參數(shù)，例如發(fā)射功率、駐波比、設(shè)備溫度、同步報錯、延時量、丟包率等參數(shù)。此次使用了公網(wǎng)級聯(lián)后，由于服務(wù)器不便于隨身攜帶，只需要配置輕便的筆記本電腦連接了公網(wǎng)后，就可以在任何地方登入到軟件內(nèi)，對主、從基站的設(shè)置進行修改或?qū)Ω黜梾?shù)進行監(jiān)看，并可通過Ping主、從基站的IP地址對網(wǎng)絡(luò)情況如延時量、丟包率進行監(jiān)控，實現(xiàn)了高度便捷的可視化管理。
2. 第二屆中國國際進口博覽會的用法
（1） 概述
第二屆中國國際進口博覽會進行報道的前方導(dǎo)控間放置在國家會展中心3號館8米平臺，同時設(shè)置了1個前方演播室，另外在對外開放的11個場館設(shè)置單邊報道點。他們將前方演播室的播出信號與各個場館的單邊點信號統(tǒng)一發(fā)送到8米平臺的EFP導(dǎo)控間，通過導(dǎo)播和調(diào)音師對畫面聲音的制作處理后，將信號送到IBC內(nèi)設(shè)置的總控播出區(qū)，再將信號通過光纖傳輸發(fā)送到電視臺的S1演播室。在各個環(huán)節(jié)中，都需要進行實時溝通，報道中使用了大量的無線圖傳設(shè)備，無線信號的好壞需要實時進行溝通，如稍有紕漏，就會影響各個環(huán)節(jié)的直播情況，因此，此次進博會實時報道的通話任務(wù)變得格外的重要。
（2） 需求及用法
此次進博會實時報道的通話可分為兩部分：導(dǎo)控區(qū)通話、場館區(qū)通話。導(dǎo)控區(qū)通話，是以有線通話設(shè)備或短距離的無線通話設(shè)備與導(dǎo)播、導(dǎo)演之間的溝通；場館區(qū)區(qū)通話，是以遠距離的無線通話設(shè)備與導(dǎo)播、導(dǎo)演之間進行實時溝通。
導(dǎo)播區(qū)通話，一共有五類工種需要和導(dǎo)控區(qū)進行實時溝通：
a. 訊道機攝像。主要是和導(dǎo)播、導(dǎo)演進行溝通，必要時候需要和技術(shù)工程師、通話工程師進行溝通，實現(xiàn)方式：通過訊道攝像機的CCU的4W接口接入通話矩陣實現(xiàn)通話功能；
b. 前方演播室的主持人、嘉賓。主要是需要聽到①前方導(dǎo)控室導(dǎo)演的指令，②需要聽到S1演播室的返送信號（返送信號內(nèi)切勿有主持人本人、嘉賓本人的聲音）③當(dāng)有國外嘉賓做客演播室的時候，前方主持人和嘉賓需要聽到S1演播室送回來的同傳翻譯信號。實現(xiàn)方式：通過解嵌信號送回來的返送信號、同傳信號以及從通話矩陣輸出導(dǎo)播與主持人、嘉賓的溝通信號送入到調(diào)音臺進行編組送出一路混合信號送入到無線耳返中，實現(xiàn)通話功能；
c. 導(dǎo)控區(qū)內(nèi)部的技術(shù)工種。包括導(dǎo)播、導(dǎo)演、系統(tǒng)工程師、RF導(dǎo)播、音頻工程師、通話工程師。①導(dǎo)播、導(dǎo)演：需要與前方演播室的訊道攝像、主持人和嘉賓、導(dǎo)控區(qū)的各技術(shù)工種、S1演播室的導(dǎo)播、現(xiàn)場導(dǎo)演以及現(xiàn)場記者進行實時溝通；②系統(tǒng)工程師：主要與導(dǎo)播、導(dǎo)演、RF導(dǎo)播、音頻工程師、現(xiàn)場技術(shù)工種進行溝通，必要的時候需要與IBC總控、演播室訊道攝像進行溝通；③RF導(dǎo)播：主要與導(dǎo)播、導(dǎo)演、音頻工程師、現(xiàn)場技術(shù)工種進行溝通；④音頻工程師：主要是需要與導(dǎo)播、導(dǎo)演、RF導(dǎo)播進行溝通；⑤通話工程師：主要是以聽為主，需要監(jiān)聽所有的有線無線通話內(nèi)容。實現(xiàn)方式：所有有線面板通過網(wǎng)線接入到通話矩陣，實現(xiàn)通話功能；
第二屆中國上海國際進口博覽會通話交叉點表
b. S1演播室導(dǎo)播。主要是和前方演播室導(dǎo)播、導(dǎo)演、前方現(xiàn)場導(dǎo)演進行溝通。實現(xiàn)方式：通過S1演播室的導(dǎo)播聲音是通過S1演播室送回來的解嵌信號，隨之送進調(diào)音臺進行編組輸出送入到通話矩陣，而前方演播室的導(dǎo)播也是通話矩陣將其信號送入至調(diào)音臺隨后通過加嵌的播出的第三軌信號通過IBC送到S1演播室，其解出后就能夠聽到前方演播室導(dǎo)播的聲音了，從而實現(xiàn)通話功能；
e. IBC總控室。主要室和導(dǎo)控區(qū)的系統(tǒng)工程師進行溝通。實現(xiàn)方式：在導(dǎo)控區(qū)和IBC區(qū)域都架設(shè)了一臺模擬音頻光端機，從而將導(dǎo)控區(qū)矩陣的4線信號通過光端機送到IBC區(qū)的雙工面板，從而實現(xiàn)通話功能。
第二屆中國上海國際進口博覽會通話鏈路圖
場館區(qū)通話，一共有三類工種需要和導(dǎo)控區(qū)進行實時溝通：
（1）現(xiàn)場單邊報道的記者。主要是聽到前方演播室導(dǎo)播、導(dǎo)演的指令和返送的播出信號實現(xiàn)方式：通過S1演播室的返送聲音是通過S1演播室送回來的解嵌信號，與通話矩陣輸出導(dǎo)播與記者的溝通信號隨之送進調(diào)音臺進行編組輸出送入到電話橋接器，而記者使用的采訪話筒說話聲音通過無線接受設(shè)備解嵌進入調(diào)音臺進行聲音修飾后推前模式送入通話矩陣，從而使導(dǎo)播和記者能夠?qū)崟r進行溝通；
（2）各場館的現(xiàn)場導(dǎo)演。主要是和前方演播室導(dǎo)播、導(dǎo)演進行溝通，并且能夠聽到S1演播室導(dǎo)播的指令。實現(xiàn)方式：通過S1演播室的導(dǎo)播聲音是通過S1演播室送回來的解嵌信號，與通話矩陣輸出導(dǎo)播與現(xiàn)場導(dǎo)演的溝通信號隨之送進調(diào)音臺進行編組輸出送入到數(shù)字對講機主基站中，通過部分場館放置的從站覆蓋的通話信號，從而實現(xiàn)該通話功能；
（3）各場館的現(xiàn)場技術(shù)保障。主要是和前方演播室系統(tǒng)工程師，RF導(dǎo)播進行溝通，確認無線設(shè)備正常工作。實現(xiàn)方式：使用無線數(shù)字對講機主基站以及部分場館放置的從站覆蓋的通話信號，從而實現(xiàn)該通話功能。
（3） 調(diào)試及設(shè)置
每個單邊采訪報道信號的好壞，與各個場館的通話質(zhì)量的好壞是分不開的。下面我就將各場館無線通話系統(tǒng)如何搭建進行介紹。
第二屆中國上海國際進口博覽會無線通話基站布局圖
此次一共在11個場館架設(shè)了8臺對講機基站，分別在1號館、3號館、4.1館、5.1號館、6.1號館、7.2號館、8號館以及北廣場。其中3號館的對講機基站為主站，其余的對講機基站為從站。
第二屆中國上海國際進口博覽會無線通話主從站連接示意圖
由于此次上海國際博覽中心處于內(nèi)部封閉的環(huán)境，一共有11個場館需要用無線攝像機做單邊采訪。每個場館相隔甚遠，此次采用叢基站內(nèi)部的GPS與通過場館的光纖作為媒介進入到交換機后傳輸傳輸?shù)綆в蠫PS天線的主基站進行同步。主要給單機點的無線攝像以及單機點的技術(shù)保障人員與導(dǎo)播間實時進行溝通。
無線通話主、從基站能夠做到同頻同播的功能，主要是采用了DMR技術(shù)。在進行DMR同頻同播技術(shù)的同時，還必須要解決主站和從站之間的同步問題。通常，基站通過GPS接收器從GPS衛(wèi)星獲得準(zhǔn)確的時間和相位信息。但是從國家安全角度看GPS不是一個可靠的系統(tǒng)；且每個基站都需要專門的GPS天線和接收器對于國家會展中心這樣的封閉式場館來說不太方便。此外，大城市的中央商務(wù)區(qū)（CBD）中很難為GPS天線找到合適的安裝地點，因為GPS需要天線和太空中多個 GPS定位衛(wèi)星之間不能被阻隔。另外，GPS，時鐘模塊已成為除射頻模塊外的第二高故障率設(shè)備。針對 GPS定時的缺點，我們通過在PTN甚至OTN傳輸網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用1588v2PTP協(xié)議（Precision Time Protocol 精準(zhǔn)時間協(xié)議)來傳輸TOD信息，以使基站獲得準(zhǔn)確的時間／相位信息。因此，DMR同頻同播技術(shù)通過PTP同步來解決多個基站級聯(lián)時的同步問題。對講機基站的PTP協(xié)議是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸時間的協(xié)議，一臺帶有PTP協(xié)議的主基站提供時間源，同步一臺或多臺帶有PTP協(xié)議的從基站。主基站定期傳輸同步消息和跟進消息，從站使用這些消息導(dǎo)出時間。對稱的點到點IP網(wǎng)絡(luò)鏈路的延時可以編程到每臺從基站中，然后從基站偏置收到的包中的時間，導(dǎo)出正確時間。交換式/路由式IP網(wǎng)絡(luò)中的延時即可變又不對稱，從基站必須定期向主基站發(fā)送延時請求信息，主基站在收到這些消息時打上準(zhǔn)確的時間標(biāo)記，在延時響應(yīng)消息中把接收時間發(fā)回從基站。
三.發(fā)展與展望
隨著技術(shù)發(fā)展的不斷進步，“多核心矩陣法”構(gòu)建的通話系統(tǒng)所能夠應(yīng)用的大型活動越來越多。我們也有更多的“元素”來滿足越來越復(fù)雜、越來越精密的通話需求。我們覺得在無線需求上要增加以下幾點：1.通話的通暢性，現(xiàn)在在大型賽事中各工種之間的通話都能夠正常溝通，但是考慮到對講機作為半雙工通話設(shè)備的弱點還是暴露無遺，例如，多個點需要和導(dǎo)播同時進行溝通，這就難以解決，因此需要用全雙工模式的無線設(shè)備帶替代目前的通話模式提高其通暢性；
第二屆中國上海國際進口博覽會無線通話主從站PTP同步示意圖
2.通話的質(zhì)量。往往在大范圍的賽事中，通話的音質(zhì)、延時量由于受到周邊環(huán)境的硬性干擾或多或少受到一些影響，因此我們將會結(jié)合剛推出的5G技術(shù)，它可進行高速率傳輸，實現(xiàn)遠程低時延控制，充分發(fā)揮5G低時延和高速率的網(wǎng)絡(luò)特征。提高通話質(zhì)量，為大中型馬拉松轉(zhuǎn)播提供更加便利的服務(wù)。
3.信號覆蓋的靈活性。如果我們將無線專網(wǎng)作為主從基站的綁定網(wǎng)絡(luò)的話，那么我們可以將無線基站放置于馬拉松轉(zhuǎn)播車上來進行使用，這樣可以大大減少成本，增加各工種通話穩(wěn)定性，目前我們在研究通過APN專網(wǎng)來進行主從基站的綁定，從而提高無線信號覆蓋的靈活性。
綜上所述，我們會在一次次大型活動的實踐中，通過經(jīng)驗總結(jié)，發(fā)展通話技術(shù)，提高通話質(zhì)量，為能做出更復(fù)雜的大型活動，完成更精彩節(jié)目而努力！