广播电视行业无线移动视频直播系统技术方案
1 TeleMedia无线视频传输产品概述
本系统采用COFDM技术体制，具有绕射能力强、非视距传输距离远、图像清晰流畅的特点，主要解决移动无线实时视频传输，其典型应用包括公安应急通讯指挥、现场采访直播、消防救灾应急指挥等系统的实时视频传输，系统特征主要体现在非视距(NLOS)移动(Mobile)无线(Wireless)实时视频(Real-time video)传输，其中：
1．非视距(NLOS)：具有强大的非视距传输功能、绕射功能：在城区内车辆之间支持2～10公里移动中传输；在建筑物顶与车辆/人员之间支持5～15公里移动中传输。传统数字微波只能提供点对点的视距通信，无法实现非视距。
2．移动(Mobile)：支持高速移动中传输；支持180公里/小时高速移动中传输。传统模拟电视传输无法实现移动传输。
3．无线(Wireless)：使用无线方式进行传输，这是实现移动的前题，同时具有简单接收、无需铺设电缆的优点。
4．实时视频(Real-time video)：提供广播级的高清晰图像质量，图像分辨率最大达到DVD质量，具有近实时的端到端图像传输。传输数据率高，这是现有GSM和将来的3G网络无法提供的速度。
本系统具备以下特点：
l 强大的抗干扰能力，卓越的非视通无线传输性能
接收电平－100dBm时仍能保证误码率<10E-6；
l 高清晰度图像质量
COFDM技术每个子载波可以选择QPSK、16QAM、64QAM等高速调制，合成后的信道速率一般均大于4M bps。因此，可以传输MPEG2中4:2:0、4:2:2等高质量编解码，接收端图像分辨率可达到576×720或480×720，能充分满足后期分析、存储、编辑等要求；
支持快速移动中稳定、高质量传输。可应用于车辆、船舶、直升机/无人机等平台
TELEMEDIA设备不需要任何附加装置，就可实现固定——移动，移动——移动间的使用；
真正实现128位AES数字加密技术处理，安全性能高
TELEMEDIA系列应急无线数字传输设备采用128位AES数字加密技术、无线宽带多载波加密、加扰技术，实现全数字信号处理，同时使用了超大容量FPGA设计，提高系统集成度，这些都保证了整个系统的保密性、稳定性及可靠性，使客户空中传输信息充分得到安全保障；
自主知识产权实现低频宽（8M/3.5M/2.5M/1.25M）传输，提高频率使用效率和系统灵敏度
TELEMEDIA系列应急无线数字传输设备可以提供8M/3.5M/2.5M/1.25M使用频宽，针对于市场上普遍使用的8M使用频宽的设备，可以成倍和成四倍地节省无线频率资源，提高不可再生的频率资源的使用效率;同时由于使用窄带频率传输图像，使用频宽减小2-6M，同样也降低和规避这2-6M可能存在的频率干扰，从而在现有基础上很大的提高整体系统的灵敏度和抗干扰能力，实现同一区域中，无线频率资源有限的情况下，尽可能多的同类设备互补干扰下同时使用；
频率使用带宽可调
TELEMEDIA系列应急无线数字传输设备采用先进的调制技术，做到了频率使用带宽可调，根据用户使用需求，可分别提供8M/3.5M/2.5M/1.25M的使用带宽。该功能的使用优势体现在根据用户所在地无线环境，结合用户对传输图像及数据的大小，选择最有利的传输带宽，既保证传输图像的高质量，又有效地利用和节省现有的频率资源，保障了多套设备在同时使用时的带宽需求，提高设备和系统的灵敏度；
频率可调
TELEMEDIA系列应急无线数字传输设备频率可调功能可以在一定的范围内有效的避开同频干扰，加强设备的使用的可靠性；
功率可调
TELEMEDIA系列应急无线数字传输设备采用了人性化设计，具备多种功率可调的功能；
多种设备类型，安装操作简便，满足不同传输需求
TELEMEDIA系列应急无线数字传输设备提供单兵背负式、车(船)载式、机(直升机、无人机)载式和隐蔽式等多种设备类型，单兵和隐蔽式设备体积小、重量轻、外观美观实用、安装操作简便、携带使用灵活方便，采用全密封结构，防水防尘性能好，适合于恶劣环境使用；车载和机载设备功能强大、覆盖范围广，-103dBm极高的接收灵敏度，满足公安等特种机关灵活、机动、便捷、快速的应用要求；
产品完全自主知识，为用户提供各种特殊需求的定制，保障设备和系统的更方便、平滑的升级换代
TELEMEDIA系列应急无线数字传输设备由北京蓝波涛科技有限公司自主研发， 可满足各类用户不同特殊需求的定制，同时可大大降低用户设备的后期维修、维护成本，缩短维修时间，同时真正地保证客户在以后使用过程中的平滑升级换代和整个系统的可扩展性。
客户需求
电视转播车作为一个移动的电视转播和制作系统，具有方便和灵活的特点。而由于转播现场环境限制，有时候不能满足电视转播的需要。譬如：在直播中需要 看到的接收回传信号由于现场没有线路而常常看不到。由于地形限制（太高或太远），个别摄像机的电缆去不到而影响了转播效果。而一直以来模拟微波技术都无法克服多径反射及遮挡所带来的困扰，而且只能进行点对点的传输。在一些场合，如：体育赛场，马拉松竞赛，汽车摩托车赛等，要想实时传送，需要十分复杂的微波系统，小心的设计和操作也不能保证完美的图像。为了解决这些问题，我们利用COFDM技术，在转播车上配备了可移动的无线接收电视和无线摄像机，提高了节目制作的灵活性。。
方案要求
(1) 采用无线方式构成无线网络的视频传输系统；
(2) 无线视频传输支持高速移动和有阻挡的复杂环境；
(3) 在电视转播车上可观看所有单兵的视频图像；
(4) 单兵与指挥车之间距离在2公里以上；
(5) 系统支持中继转发，根据环境和距离情况可以增加一个或多个中继点；
(6) 视频压缩标准为MPEG2。
(7) 摄象机采用模拟设备。
1.3 性能要求
(1) 系统领先，网络带宽高，为以后留下余量；
(2) 系统抗干扰能力强，保密性好，安全可靠；
(3) 选用设备的性能优良，技术先进，在复杂环境下设备可靠性高；
(4) 传输实时视频，低延时，视频清晰度达到D1格式(576X720)；
(5) 在阻挡或高速移动中保证画面流畅，无中断或马赛克；
(6) 用户方便操作和使用，便于在应急场合迅速布置方案；
(7) 频率可调，能避开其他被占用频段。
2 系统方案
天创的TeleMedia系列产品，采用COFDM多载波正交调制，实现运动中和多径反射条件下的高码率传输。视频编码模块采用MPEG II 4:2:0压缩编码，符合严格的广播要求，小型高可靠、低功耗，适应各种环境。
2.1 TeleMedia产品与传统微波产品的比较
传统上应用微波传输电视信号由来已久，先前由于微波的多径反射，在接收天线上先后收到不同路径到达的信号，使图像重影或消失。电视信号数字化以后采用单个载波调制，如QAM、QPSK、数字调制，在多路径反射情况和运动中，也不比模拟传输强多少。
COFDM（编码正交频分复用）技术最早应用于军事，与QAM等单载波不同，COFDM通过多个载波频率调制，每一个载波调制了信号的一部分，减小了对单个载波的依赖性，反射干扰信号只会影响载波的很小一部分。在大部分情况下，反射信号甚至会作出贡献，增加了信号强度。
COFDM技术解决了运动传输的问题，运动产生的多普勒频率变化大部分被消除了。使在高速移动情况下、在非视距条件下的高质量图像传输变成可能，任由您在室外、室内、车上、空中，都可以将高质量的数字图像信号传到数字无线转播车(Wireless O.B.Van)、数字无线演播室（Wireless Studio）或无线指挥中心(Wireless Command Center)。
COFDM抗多径技术拥有传输的可靠、系统简单轻巧，容易操作等特性。可在一辆卡车上同时运载发射和接收系统，在移动运载工具中不再需要用微波升降杆。新式的“迷你型”发射机外观小巧，性价比很高、操作简单、预设性强，预计这种类型的摄像机将会成为今后电视台转播车上的主流设备。在新型直升机视频传送方面，TeleMedia“迷你型”系列可以配置成直升机专用发射机，提供实时高质量视频航拍应用。从播放的模拟单载波微波和OFDM 800MHz多载波微波在同一路段行进中对比的效果图像中可以很明显地看到，模拟微波在拐弯过桥时都会出现闪动或信号中断，而数字微波接收的效果就非常好，在连续遇到楼宇、树枝等各种障碍物时，模拟微波已出现持续的信号中断，而数字微波则不受影响。无线数字图像传输已成为目前新闻采集、现场转播、实时高质量图像监控所必需的设备。实现了在高速运动中拍摄并实时传输高质量图像，可在现场新闻采集、实况转播、实时监控等领域中广泛应用。
2.2 系统方案
综合用户的需求和性能要求，本系统主要有两个单兵发射设备、两个便携式接收设备组成。
系统组网及应用拓扑图如4.1所示：
图4.1 广播电视行业多路无线移动视频传输拓扑图
其中，单兵装备如图4.2所示：
图4.2 单兵设备
单兵设备主要包括摄像机、便携发射机以及电池，摄像机所拍摄到的模拟视频直接输出到便携发射机，便携发射机把视频音频信号首先经过编码后转成MPEG2格式的TS流，然后再通过信道调制模块发送出去。
图4.3 车载设备
在监控指挥车上，主要设备如上图4.3所示，有两个迷你型接收机，迷你型接收机可以把图像通过复合视频接口输出到显示屏上，另外也可以通过网络端口，配合专门的视频播放监控软件，即可以在车上同时监控多路视频，并且可以把视频无损保存在本地硬盘上，在转播车上即可以进行卫星转发。
其中，四个单兵发射设备分别以频率f1、f2进行工作，频道可以选择在300兆－400兆频段，每路视频传输占用带宽3.5兆；考虑到频率之间需要隔开一定范围，因此本系统共计需要大概8兆带宽。
在本系统中，如果需要H.264视频流，可以单独配置H.264编解码器，这样能够降低视频流码率。
在本系统中，如果环境复杂，传输距离达不到要求，可以考虑在视频传输途径中间增加中继设备。
3 设备性能及技术参数
3.1 便携式发射机
“便携型”移动图像传输设备包括发射机和接收机两部分。发射机集发射天线、功率放大、数字调制、视音频数字压缩于一体，可单独背负使用。它单向传输一路图像、两路伴音、可选一路内嵌式GPS数据以及一路RS232数据。最大功率可选2W以上，具有传输距离远，方便携带的特点，可用于现场高清晰图像采集和传输,通视条件下传输距离可达30公里以上。
产品特点
1、 多频段直接变频技术：150～900MHz、1.0G～1.7GHz、2.3G～2.7GHz（可选）；
2、 多带宽COFDM调制技术：8/3.5/2.5/1.25MHz（可选）；
3、 多模式视频压缩：MPGE4兼容MPEG2；
4、 高接收门限电平：灵敏度-111dBm（10-6 BER @1.25MHz信道宽度）；
5、 高级加密标准：具有128位AES加密功能，避免非法接收；
6、 支持DVD图像质量：无马赛克，保存最后一帧好图；
7、 支持非视距（NLOS）传输；
8、 支持高速移动传输；
9、 手动键控输出功率可调：250mW～5W，方便实地改变功率，减少辐射；
10、 手动键控8频道选择：方便实地改变频点，避开干扰；
11、 附加GPS数据传输通道：可选GPS模块嵌入主板中；
12、 附加RS232数据传输通道：150bps～19.2Kbps速率自适应；
13、 附加宽范围供电方式：DC8V～DC18V；
便携型发射机侧视图 便携型发射机整套配件图
3.2 便携迷你型接收机
“迷你C1型接收机”是Telemedia系列非视距移动图像传输设备的一种带CVBS输出和网络输出的接收机。主要用于Telemedia系列非视距移动图像发射信号的正确接收和处理。它采用先进的COFDM全数字调制解调技术，结合IT领域中最新的音视频压缩/解压缩技术、网络技术、GPS定位技术（可选）。实现模拟视频和数字网路视频的双输出功能。外观简洁、携带方便，功能强大。
一、产品特点
1、多频段下变频技术：150～850MHz；
2、多带宽COFDM解调技术：8/3.5/2.5/1.25MHz（可选）；
3、多模式视频解压缩：MPGE4兼容MPEG2；
4、高接收灵敏度，达-111dBm（10-6 BER @1.25MHz信道宽度）；
5、对外提供两种接口：包括AV视频接口、以太网标准接口（10/100BASE-T自适应）；
6、视频加密功能：采用128位AES扰码和先进的加密算法，并把空中加密数据直接推到局域网上，使得其他用户在不知道密钥的情况下无法接收和播放视频；
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