■鄧厚坤

廣西電視臺Ku波段2+2訊道高標清衛(wèi)星車項目是在促進高清電視發(fā)展的大趨勢下建設的，主要滿足新聞直播需要。系統(tǒng)采用無縫高標清框架結(jié)構(gòu)設計，滿足高清、標清和模擬等多格式信號變換。本文就該車設計構(gòu)思，設備選型，衛(wèi)星、視音頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及建成后衛(wèi)星車使用情況進行簡單探討。

一、車體的選型和設計

衛(wèi)星直播車是電視臺直播活動必備的硬件設施，是集成各種設備的承載工具，在確保整車結(jié)構(gòu)性能、機動性能和載重能力的同時，為了提供較大較舒適的工作空間，我們選擇綜合性能好的進口奔馳815D客貨車作為改裝平臺。為了達到衛(wèi)星車的要求，將車體改裝成四個區(qū)域：駕駛區(qū)、工作區(qū)、車頂平臺區(qū)和設備檢修區(qū)。工作區(qū)采用L型布局，利用設備機柜進行車體隔斷，有利于最大限度地隔絕車外噪聲，橫向?qū)Э嘏_提供較大較舒適的工作空間，大屏懸掛安裝方便監(jiān)看。車頂平臺采用輕鋁框架承重結(jié)構(gòu)，空調(diào)、衛(wèi)星天線、無線微波攝像機天線等附件直接安裝在車頂平臺上，對車體破壞減到最小，特別對于衛(wèi)星天線的安裝與維護尤為重要。

二、衛(wèi)星系統(tǒng)設計和主要設備選型

本衛(wèi)星系統(tǒng)由接收機、編碼調(diào)制器、上變頻器、高功率放大器、天線等組成。采用1.8米Ku波段衛(wèi)星天線作為傳輸設備，并配置有完整的主備通路，通路包含高清編碼調(diào)制器、上變頻設備以及高功放等，同時具備下行鏈路接收及監(jiān)測能力。

1.天線的選型

根據(jù)廣西地區(qū)的單路高清傳送衛(wèi)星鏈路分析結(jié)果，使用亞洲5號衛(wèi)星，按廣西地區(qū)萬分之一的降雨概率（42mm/h）計算，1.8米天線與400W功放的配合，采用天線艙室外安裝方式，且系統(tǒng)留有1dB的余量。為此，我們采用GIGASAT英國公司生產(chǎn)的1.8米口徑的天線。該天線由一個碳纖維主反射面和方位俯仰控制系統(tǒng)組成，采用偏饋方式，配置CPI公司生產(chǎn)的T04U0 400W Ku頻段行波管功放，具備性能穩(wěn)定、適應性強、體積小、重量輕等特點。

2.下行鏈路設計

下行鏈路使用傳統(tǒng)的接收方式，由LNB、1:4功率分配器、數(shù)字衛(wèi)星解碼器、頻譜分析儀等組成。天線接收的衛(wèi)星信號經(jīng)LNB放大和變頻后，輸出L波段信號，經(jīng)1:4功分器分為相等的四路，一路送至頻譜分析儀，監(jiān)測接收信號的電平和頻率，一路可連接衛(wèi)星接收機，監(jiān)看接收的圖像。

3.全熱備份二級倒換上行系統(tǒng)設計

目前，大部分衛(wèi)星車上行系統(tǒng)采用的是三級倒換的模式來上傳信號給衛(wèi)星，而我們在設計本車上行系統(tǒng)采用的是全熱備份二級倒換系統(tǒng)，當視音頻系統(tǒng)送來的主備信號經(jīng)過全熱備的編碼調(diào)制器編碼調(diào)制后，以L波段信號輸出到L波段倒換開關(guān)上。L波段倒換開關(guān)將主輸出經(jīng)功分器一分二后送到全熱備的高功率放大器中。高功率放大器內(nèi)含有上變頻器模塊（BUC）,將L波段信號變頻為Ku波段信號，然后進行功率放大，通過波導倒換開關(guān)，一路輸出至車載天線發(fā)射，另一路則加載在假負載上隨時等候高功放控制器控制主備切換。與其它設計模式相比，二級倒換系統(tǒng)設計具有以下特點：

（1）節(jié)約空間 將上變頻器模塊（BUC）嵌入在高功率放大器內(nèi)，減少設備安裝空間，方便于維護。同時設備的購買也能減少成本的投入。

（2）保證安全 三級倒換方式是由編碼器倒換、上變頻器倒換和高功率放大器倒換構(gòu)成，而我們使用的二級倒換方式減少了上變頻器倒換的過程，更加快捷方便，提高安全性。

（3）提高質(zhì)量 使用二級倒換設計，減少Ku波段電纜的長度，減少由電纜過長引起的信號衰減或失真。

三、視音頻系統(tǒng)設計特點

系統(tǒng)設計以高清為主，同時兼顧標清信號的制作。因此設備選型均以高標清兼容設備為主，整個系統(tǒng)以主切換臺和備播矩陣為核心，進行信號的切換和調(diào)度。主切換臺采用的是Panasonic公司AV-HS4501ME切換臺，備播矩陣采用的是Harris公司P16X16HSO切換矩陣，多功能信號處理器采用的是Harris公司X85信號多功能處理器，最高實現(xiàn)6路上變換2路下變換，基本滿足我們的設計需要。視頻系統(tǒng)設計采用無縫高標清框架制作體系和2+2形式，包含2個高清有線攝像機訊道、2個高清無線攝像機訊道、2臺錄像機和預留字幕機，可接收2路模擬、標清或高清外來信號。整個系統(tǒng)以主切換臺和備播矩陣為核心，通過設置上/下變換器對信號的變換策略，能夠使得系統(tǒng)自適應地處理接收到的信號。音頻部分要打造成一個集成的、功能全面的音頻系統(tǒng)，在設計時選用調(diào)音臺作為整個音頻系統(tǒng)的核心，同時要充分考慮到DSNG擴展性、靈活性的需求。該車需要輸入的音頻信號有：2臺有線攝像機CCU音頻輸出信號2 路，2臺無線攝像機音頻輸出信號2 路，2臺錄像機LR聲道輸出信號4路、X85解嵌音頻4路，數(shù)字衛(wèi)星解碼器輸出信號4路、車外接口板輸入信號8路，共計24路。因此我們通過產(chǎn)品比較，選用Yamaha公司出品的DM1000調(diào)音臺，可以進行24-bit/96kHz 的數(shù)字音頻處理，還可以進行48通道同時混合。調(diào)音臺輸出PGM信號分別送給DSNG系統(tǒng)的視音頻編碼器、2臺錄像機CH1-CH4，以及通話系統(tǒng)。該調(diào)音臺具有高可靠性和靈活性的特點，簡單的模塊擴展，并易于操作。設計中實現(xiàn)利用音頻跳線板來擴充調(diào)音臺的輸入路數(shù)，需要時可通過音頻跳線連接。系統(tǒng)框架如圖1所示。這樣的設計可以讓系統(tǒng)滿足以下特點：

（1）無縫性 根據(jù)實際使用需要，在高清和標清框架切換時不需要調(diào)整線路，只要修改多功能信號處理器和切換臺的參數(shù)配置就可以切換，非常方便快捷。

（2）兼容性 系統(tǒng)設計要以高清制作為主，兼容標清。所以我們使用的周邊設備均考慮高清板卡能向下兼容標清。

（3）安全性 設計時滿足信號源同時輸出兩路數(shù)字信號通過跳線進入主切換臺和備播矩陣。正常情況下，通過切換臺將信號切換輸出，經(jīng)過應急開關(guān)輸出給編碼器進行加嵌編碼，并輸入錄像機進行錄制。應急情況下，備播矩陣輸出信號經(jīng)過倒換后的應急切換，保證信號傳輸暢通。同時考慮到作為獨立的傳輸車，靈活的外來信號接入，通過切換臺簡單的切換，能夠保證節(jié)目的正常傳輸。

四、監(jiān)看系統(tǒng)設計

監(jiān)看系統(tǒng)在設計時主要考慮方便性和應急性為主，將其作為分區(qū)來監(jiān)看。系統(tǒng)主要分為導演區(qū)和技術(shù)區(qū)，采用的都是獨立調(diào)整監(jiān)看，相互不干擾。導演區(qū)分為主切換監(jiān)看，備切換監(jiān)看。主切換監(jiān)看利用主切換臺內(nèi)置10畫面分割器配合1個PANASONIC 42寸專業(yè)監(jiān)視器作為正常情況下的監(jiān)看，監(jiān)看信號可在主切換臺內(nèi)任意配置。備切換監(jiān)看利用板卡式8畫面分割器輸出給另1個PANASONIC 42寸專業(yè)等離子監(jiān)視器監(jiān)看，監(jiān)看信號可通過備播矩陣任意配置。技術(shù)區(qū)分為技術(shù)檢測監(jiān)看，訊道控制監(jiān)看，技術(shù)檢測區(qū)利用板卡式8畫面分割器輸出給1個19英寸液晶顯示器以及示波器作為技術(shù)監(jiān)看，監(jiān)看信號可通過備播矩陣任意配置。訊道控制監(jiān)看利用2RU4聯(lián)液晶及示波器監(jiān)看，保證系統(tǒng)的應急技術(shù)監(jiān)看。

五、高清無線攝像機數(shù)字微波系統(tǒng)設計

無線系統(tǒng)采用微波壓縮方式，調(diào)制采用DVB-T、COFDM傳輸技術(shù)，圖像傳輸延時小，抗干擾、抗路徑能力強，通過移動式天線管理單元級聯(lián)方式傳輸距離更長，適用于新聞采集環(huán)境。我們設計時使用Gigawave公司的D-Cam Clip on數(shù)字微波發(fā)射單元，它具有以下優(yōu)點：重量輕，功耗低，安全性好。其發(fā)射單元的重量不到1kg；功耗為小于18W，如使用130wh電池的話，可以保證正常工作兩小時以上。本身采用100mw的功放，可以充分地保護攝像員的健康。在無遮擋情況下，傳輸距離就可達1.5公里（QPSK）。發(fā)射單元本身采用了64QAM/16QAM/QPSK調(diào)制方式，可以傳輸高達30Mbps的MPEG2圖像。接收端采用MTV-D2來接收，本身具備分集接收功能，此接收單元體積小，重量輕可以很方便地安裝在衛(wèi)星車上，也可以拆放在飛箱內(nèi)。車頂?shù)慕邮仗炀€采用4根Fan Beam天線，接收水平角度為90度，增益為13dBi。天線與接收單元之間用2-3米的LMR-400高頻低衰耗電纜連接，安裝簡單，易維護。

六、系統(tǒng)實踐效果

該車目前已經(jīng)投入使用兩年多，我們的一些創(chuàng)新設計成果也得到了很好的驗證，有良好的應用推廣價值。主要體現(xiàn)在以下兩點：

1.衛(wèi)星上行系統(tǒng)采用二級倒換系統(tǒng)設計將上變頻器模塊嵌入在高功率放大器內(nèi)，只需要編碼器和高功放二級倒換就能完成主備設備切換，減少過程，節(jié)約空間，縮短Ku波段電纜長度，減少信號衰減，提高質(zhì)量。

2.視頻系統(tǒng)采用無縫高標清框架制作體系 實際使用中，在高清和標清框架切換時不需要調(diào)整線路，只要修改多功能信號處理器和切換臺的參數(shù)配置就可以使用，非常地方便快捷。

七、結(jié)束語

廣西電視臺2＋2訊道高標清衛(wèi)星車是本臺第二輛數(shù)字衛(wèi)星車，2011年項目完成驗收后，已經(jīng)完成多次重要直播任務，特別是在2011年紀念建黨90周年系列大型現(xiàn)場直播活動“紅旗漫卷八桂”中表現(xiàn)優(yōu)異，在廣西東蘭、巴馬、鳳山等革命老區(qū)直播時，車體的性能和系統(tǒng)的搭建都有很高的實用性。