浅析广播车移动直播信号传输方式

　　【概述】近年来，随着广播产业的多元化快速发展，各种现场直播活动越来越多，对广播现场直播的方式、影响力以及节目质量都有了新的更高的要求，加之各级政府和党政机关在各种重大活动的移动宣传中对广播移动直播车大量使用，广播直播车的功能和用途有了更广泛的延伸和扩展，其移动中直播的需求尤为突出。而各种新传输技术的发展和成熟，配合原有的传输方式，给了我们更多的选择和调配，在此文中，我将结合我台的应用实践，将几种广播车移动直播信号无线传输方式进行分析和比较，找出其优势和缺点，配合各自的需求，对广播直播车传输设备实现优化配置。

　　【关键词】 广播直播车 无线传输 调频发射 全向数字微波 3G 卫星

　　近年来，我台广播节目发展迅猛，呈现多元化的态势，外出现场互动直播节目大量增加。节目形态已不仅仅局限于传统的新闻、生活服务等方面，正逐渐向各个领域发展，如公益活动的参与、宣传和跟踪报道，大型政治、经济、文化、体育等活动的全程实时直播。广播节目生产对广播直播车的依赖日益加重，同时对广播直播车的性能也提出了越来越多的要求，其中对广播车移动直播的要求尤为迫切。

　　我台原有广播直播车系2003年安装建设，其广播直播信号的发射和传输系统的设计主要基于定点直播的需求，采用数字电话耦合器和模拟电话耦合器互为备份的方式，再加以配备大型可升降天线的调频发射系统，在很长一段时间内基本能很好的满足广播现场活动直播的需求。但在广播车车体移动的情况下，信号的传输仅仅依靠换配鞭状天线的调频发射系统，只能实现小范围的接收覆盖（最大30W的功率，覆盖半径不超过3公里），而且，车体在城市街道行进过程中，调频信号极易受高大建筑物的影响，距离稍远即不能保证接收效果，直播车信号基本不能传入台里直播室，严重制约了广播节目对广播直播车移动性的需求，新广播移动直播车的建设提上了我们的日程。

　　新广播移动直播车建设伊始，如何解决广播信号在车体行进过程中的不间断传输，就成为了我们首要考虑和研究的问题。随着现代通信技术的飞速发展，广播信号无线传输方式的改进和突破有了新技术的依托，我们面对不断涌现以及日益成熟和发展的新老广播传输技术，有了更多的选择。现阶段主流的广播无线传输技术主要有调频、中波、全向数字微波、卫星和3G等，都有着各自的特点和优势，在选择研究时，我们需要明确我们的广播移动直播车需要的无线传输技术有哪些方面的要求，可简要归纳为以下几点：

　　1.移动性能强，体积合适，能在车体移动的情况下实现信号的传输；

　　2.稳定可靠，抗干扰能力强，能够实现广播信号长时间的不间断传输；

　　3.环境限制低，尽量摆脱或减少地域对信号传输的影响；

　　4.高传输质量，有足够的带宽保证高品质音频的传输；

　　5.可双向传输，能实现移动直播车和台直播室的互动交流；

　　6.技术成熟，广播领域适用性好，且有一定市场份额；

　　7.可操作性强，能实现多种复杂环境下的简单快捷使用。

　　针对以上的要求，我们对现有主流的几种广播无线传输

　　技术进行了分析研究，并结合相关厂商提供的设备展开了一系列的测试，对它们有了全面的认识和了解，从而选择出适合我们广播移动直播车使用的无线传输设备。

　　一.调频发射

　　调频广播是以调频方式进行音频信号传输的，调频波的载波随着音频调制信号的变化而在载波中心频率（未调制以前的中心频率）两边变化，每秒钟的频偏变化次数和音频信号的调制频率一致，频偏的大小是随音频信号的振幅大小而定。

　　作为现今应用最广泛的广播传输技术，具有其它技术无法比拟的特点和优势。首先，调频广播频带宽，抗干扰能力强，能有效滤除干扰信号及噪声；其次，调频广播的高带宽决定了它能够传输高质量的音频，节目保真度好；第三，调频广播发射系统构成简单，适合在移动车体上使用，作为车载的小功率调频发射系统，多采用强韧性、可弯曲的鞭状天线吸附在车顶，解决了车体超高的问题，且小功率调频发射机体积小、质量轻、易于安装。但是它也有着很强的局限：第一，传输距离短，覆盖范围小，而作为车载设备，过分加大功率显然是不现实的；第二，易受地形影响，调频属于超短波，也称甚高频（VHF），主要依靠空间直射波传播（只有有限的绕射能力），故在高楼林立的城市里，高大的建筑物是直播车把调频广播信号传回直播室最大的障碍；第三，属于单向传输，直播过程中不能与台直播室进行互动交流。

　　二.全向数字微波

　　微波是广播电视覆盖网和通信网的一种主要传输方式。

　　由于微波中继具有抗重大自然灾害的特点，采用了数字方式的微波中继线路仍有着其不可替代的存在价值。

　　全向数字微波作为微波技术的一个发展方向，是一种无线环境下的移动地面传输技术，适合移动传输和非视距传输，具有频带宽，通讯的容量大，传输质量高，抗干扰性强等技术优点，可适用于远距离通信。但作为车载移动传输设备，也存在着一些不足，例如天线一般采用棒状天线，不可碰撞和弯曲，其高度与车辆行进过程中的限高始终矛盾，直接影响发射效果；带宽多被视频占据，就广播信号传输而言，系统利用率低；和调频发射一样只能单向传输，，直播过程中不能与台直播室进行互动交流。

　　三.3G

　　3G（the 3rd Generation的缩写）作为第三代移动通信技术，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。2009年1月工业和信息化部正式向中国联通、中国移动和中国电信发放了3G牌照。在短短的几年时间，3G无线技术像雨后春笋般蓬勃发展。由于可以实现将音、视频信号、图片等通过压缩编码后利用互联网来进行传送这一特点，使得该技术应用于广播电视信号传输成为可能。

　　3G广播传输技术简单的来说就是将音频数据转化成IP数据，利用电信运营商提供的3G网络接入互联网，通过公众网络实时地进行高质量的广播音频信号传输。它的最大优点是不受地域和地形的影响，移动性能佳，只要有3G网络覆盖的区域即可连入网络进行实时传输，，摆脱了广播塔天线的束缚，能够跨区域、跨省市的进行广播移动直播；但是它的最大的短处也在此处，即严重依赖于他方的网络途径，传输通道的可靠性和安全性并不由我们自己掌握，面对3G网络或互联网的中断，我们无计可施。另外，由于音频信号的编码和解码，与其它方式相比，高质量的音频传输有着一定的延时和误码率，但IP数据的传输方式使移动直播车与直播室的互动交流不再存在障碍。

　　四.卫星

　　利用卫星传输广播节目是广播无线传输技术的重大发展。卫星广播系统主要由四部分组成：上行发射站、星载转发器、测控站、地球接收站。应用于广播直播车，上行发射站即车载卫星系统把广播直播信号加以处理，经过调制，上变频和高功率放大，通过定向天线向卫星发射上行C、Ku波段信号；同时也接收由卫星下行转发的微弱的微波信号，监测卫星转播节目的质量。

　　卫星通信具有信号覆盖面积大、信道质量好、可靠性高等优点，使用数字技术更可增加所传信号的抗干扰能力，从而获得高质量的信号传送，但作为广播移动直播使用，也存在很大缺陷：采用定向天线的卫星通信方式，天线体积大，移动性能差；相对其它传输方式，每次使用需要额外大量卫星通道费用，支付传输成本过高，对于中等规模的地市级台并不太适用。

　　五.中波及其它

　　广播的中波发射传输途径主要是靠地波，只有一小部分以天波形式传播，天线需要铺设地网，这一点就决定了它不适合应用于移动的车体上，另外，中波天线的尺寸过于庞大，故市场上几乎也无车载广播中波发射设备。

　　还有基于GSM网络的音频传输设备，可视其为一部可外接LINE信号的GSM手机，直接与广播直播室或总控机房的电话耦合器连接，操作和携带都很方便，但不适合长时间连接，根据GSM网络状况时有中断，且带宽低，传输音频质量差，直接影响广播节目质量，一般多见于广播新闻记者现场实时报道使用，对广播移动直播车而言，最多只能作为极端情况下的补充备份手段。

　　在现有的条件和需求下，我们对调频、全向数字微波和3G这几种无线广播传输方式做了一个模拟移动广播直播的测试，试图在实际应用的过程中找出它们的差别和优劣。

　　我们选用的广播移动直播车车体为梅赛德斯—奔驰斯宾特324A2客车，驾乘性能好，行驶平稳；调频和微波的接收天线架设在扬州广播电视台主楼13楼楼顶的铁塔上，距地高度约为70~80米，3G的接收端放置在广播总控机房，通过联通百兆带宽专线接入互联网；所有接收的音频信号接入音频监测系统。发射传输设备采用了以下几款：

　　1.调频发射系统采用了意大利MIRA30S全固态立体声调频发射机，整机由立体声编码器、音频处理器、调频调制器和0~30W射频功率输出放大器构成，输出最大功率30W，可0—100%调节，同步、异步调幅信噪比>65dB，单声道幅频响应+0.3dB（30Hz-15KHZ），谐波失真<0.01（30Hz-15KHZ），信噪比78dB（加权）。我们将功率调至30W，在车顶吸附一根鞭状调频发射天线，高度约3米6左右。

　　2.全向数字微波系统选用了安徽现代的PMT-7900系列车载式发射机，调制方式为COFDM2K模式，射频带宽8MHZ，压缩方式MPEG-2视音频数字压缩，我们将工作频段调为2GHZ，发射功率设置为30W，在车辆后侧顶部固定一根2米长的棒状天线，高度约3米5左右。

　　3.3G传输设备我们选用了两款，分别是澳大利亚Tieline的COMMANDERG3和美国Comrex公司的ACCESS，分别交替使用联通和电信的3G卡连入网络。这两套系统基本功能相似，均支持立体声模拟线路电平输入/输出以及AESEBU数字音频输入/输出，具备10/100以太网和RJ11电话线插座，对应不同的网络环境有着不同的编解码技术算法，最高至少可传输15KHz的高保真音频，系统延时不高于1秒。两款设备都采用了小型的锥状3G天线，底部直径不超过5厘米，高度不超过15厘米，安置在车顶平台上对车体毫无影响。

　　我们选择的行车路线，是以扬州广播电视台为中心，依次向东南西北四个方向行驶，半径为5公里左右，通过车载导航仪判断直线距离。另外，由于扬州广播电视台位于扬州主城区西部，我们将向东的路线设定为贯穿扬州整个繁华地段的主干道文昌路，并驶上原宁通高等级公路，直至20公里外的江都区中心区域折返。经过两天的反复测试，我们记录下了以下一些情况和分析：

　　1.扬州广播电视台向南为工业开发区，向西为新城区，路宽且地势开阔；向北不需很远即进入蜀岗瘦西湖风景区，无高大建筑，几乎无遮挡。在这三条路线行驶，一开始几种信号均为良好；行驶至2公里左右，调频信号开始衰减，出现噪波；行驶至2.5公里左右，调频信号场强已经较弱，噪声和干扰严重，音频质量已不适合广播直播使用；行驶至3公里以后，调频信号已不能接收，其它信号设备接收正常；随着距离的加大，微波的接收也出现了偶尔的中断，但整体音质良好，无劣化情况出现，而两款3G设备均未出现异常。

　　2.我们测试的主要目的是看这几种传输方式在人群密集和高大建筑物密集区域以及远距离的表现，那么向东的路线就是我们这次测试的重点。我们的直播车行进的路线穿过了大学校区、繁华商业区，并从一段窄小的道路绕行，模拟了多种路况和周围环境下的直播。直播车于2公里左右拐入主干道，调频信号即开始严重衰减，没多远就退出了接收的行列，微波和3G信号良好，无中断情况；从大学校园绕行，微波和3G也表现良好；进入文昌商业圈，微波信号迅速减弱，很就无法接收，3G信号依旧良好；驶入主城区窄小道路，也只能接收到3G传输的音频信号；在车辆驶出主城区的边缘大约5、6公里的时候，我们又重新收到了微波信号；出城驶上了宁通高等级公路，该路段地势高，与广播电视台主楼几乎无遮挡，车速开始提升，最高达到80km/h，微波、3G信号接收良好，调频信号仍无接收；驶至直线距离约16、17公里左右，微波信号出现中断，1公里后彻底断开，3G信号良好，进入江都区中心区域，也仅有3G信号接收正常。

　　3.测试分析：调频广播受距离的影响最大，且易受到障碍物的遮挡，30W的工作半径在开阔地带不超过3公里，但系统简单、安装方便，对车体行驶影响小；全向数字微波在无遮挡的情况下覆盖距离较广，30W的工作半径可以达到17公里以上，但在建筑物密集的主城区表现不佳，而这正是我们广播移动直播最多的区域，另外，车辆行进过程中天线的保护也是一个难以解决的问题；3G传输在我们的测试中表现最佳，能够在不同的环境和地形条件下实现音频信号的不间断高质量的双向传输，并且车速的变化的适应体现了其良好的移动性能，但这一切都需要电信运营商提供良好的3G网络。

　　经过我们的研究和测试，整理归纳出了几种广播无线传输技术在各方面的优劣。

　　可以看出，卫星、中波和GSM并不适合在移动的车体上使用，故先行排除；调频发射使用方便灵活，音频传输质量好，但覆盖范围小，受环境制约大，也不能作为广播直播信号传输的主要手段；全向数字微波移动性能好，覆盖范围也较大，传输音频质量也不错，但易受环境影响，在繁华闹市区中的不佳表现严重制约了它的使用范围，另外微波天线的使用也是车辆行进过程中的一大隐患；3G传输设备不受环境和地形的影响，在有3G信号覆盖的地方都能工作，且移动性能佳，音频保真度高，在网络信号正常的情况下最高可达到15K立体声音质，可视3G网络状况设定传输器种类（算法）以及音频比特率，并可通过安装多个模块，实现信号的多种传输方式（模拟电话线、GSM和ISDN），极大地保障了广播直播的安全。随着电信技术的飞速发展，3G网络的覆盖日益完善，可靠性和安全性也得到了极大地保障，多家3G运营商的存在也使得我们有着可随时更换的备用3G网络。所以，我们最终研究采用3G传输作为广播移动直播车的主要传输手段，辅以调频发射机短距离传输使用，基本能满足我们现阶段广播移动直播节目的需求。

　　我台新广播移动直播车建成投入使用以来，已对上百场的移动和定点直播采用3G设备传输双向直播信号，基本未出现信号中断现象，彻底甩掉了外接的尾巴——电话线，突破了广播一直以来采用定点直播的局限，突出移动直播和对新闻事件快速反应的特点，使广播直播车使用更加灵活机动。2013年9月，我台使用该广播移动直播车在北京、淮安、杭州等九个城市对京杭大运河申遗“千里运河行”的大型活动进行了异地广播直播，获得了圆满成功。

　　文/沈振宁 张隶军 张遨坤 扬州广播电视台