溫寧波

（萊州市融媒體中心（萊州廣電網絡信息服務有限公司），山東 萊州 261400）

0 引言

最近幾年，各類直播活動日益火爆，無論是個人、媒體或是綜藝活動、廣告宣傳，都開始運用直播手段。每一次直播活動都離不開眾多機器設備和人員支撐。人們經?？吹?，在一些中型或者大型的直播場地，各類設備連接線交互布置，設備安裝程序比較煩瑣，場面顯得雜亂無章，容易導致意外事故發(fā)生。因此，通過無線圖傳設備采用無線圖像信號傳輸取代有線材質，已成為當前的一種發(fā)展趨勢，這有效解決了線材的連接問題，更主要的是提高了直播活動的便捷性。實際上，不僅僅是在直播領域得到推廣應用，隨著畫面質量和傳輸距離的大幅度提高，無線圖傳已開始被應用于影視拍攝、視頻監(jiān)控和應急指揮等各個領域。

1 無線圖傳的技術分類

1.1 COFDM 無線傳輸技術

當前，編碼正交頻分復用多載波調制技術（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing，COFDM）是最新的無線傳輸技術，它的子載波數量能達到1 704 載波，并且在高速數據傳輸過程中真正實現了“抗阻擋”“非視距”和“動中通”。COFDM 作為當前最先進的圖傳技術，其最主要的功能是能夠持續(xù)不斷地監(jiān)控不同的傳輸介質上通信特性突然發(fā)生的變化，進而影響其所在的通信路徑傳送數據的能力，COFDM 技術能夠動態(tài)地適應這種變化，實時接通或者切斷相應的載波，來保證持續(xù)有效地進行成功的通信連接。正是因為這些特征，COFDM 技術特別適合使用在高層建筑物較多、居民較為密集、地理地形多變的地方，以及需要將信號進行撒播的地區(qū)和需要高速度數據傳播的地方[1]。

1.2 GSM/GPRS、CDMA 等移動通信公網技術

GSM/GPRS、CDMA 是目前的移動通信公網技術，當前有2G（接近停用）、3G、4G、5G 網絡。利用這種技術能夠提供快速即時的TCP/IP 網絡連接，可以廣泛應用于數據傳輸、遠程監(jiān)控等各種相關領域。3G 在高速移動環(huán)境中的傳輸速率最高為144 kb·s-1，在步行慢速移動的環(huán)境中最高支持384 kb·s-1，而在靜止不動的狀態(tài)下可以達到2 Mb·s-1。發(fā)展到4G 以后，傳輸速率可以達到20 Mb·s-1，甚至最高可以達到100 Mb·s-1。當前5G 已開始推廣應用，在28 GHz 波段下，5G 的傳輸速率最高可達1 Gb·s-1，具有高速率、低時延和大連接的特點。

1.3 無線網絡（WLAN）技術

無線網絡（Wireless Local Area Network，WLAN）利用無線通信技術將各種計算機設備相互聯(lián)結起來，構成可以實現互相通信、互動交流和資源共享的整體網絡系統(tǒng)。無線局域網最本質的特征是不再使用傳統(tǒng)的通信電纜將各種計算機與主干網絡相連進行數據傳輸，而是利用無線方式的聯(lián)接，在實際應用中使得網絡的構建和終端的移動更加方便靈活。

1.4 數字微波（擴頻微波）技術

這種技術可以用來傳輸電話信號，也可以用來傳輸數據信號與圖像信號，但是這種技術主要為單載波調制技術體制，僅能在通視的環(huán)境中進行應用，不能在有阻擋障礙物、特別是移動的環(huán)境中使用，受環(huán)境因素影響較大。目前，這種技術體制常采用壓縮和傳輸分離的模式，壓縮效率低，圖像質量難以保證，而且系統(tǒng)可靠性不高，很難實現保密[2]。

2 無線圖傳的主要優(yōu)點

2.1 降低成本

傳統(tǒng)有線通信方式的建立必須通過架設線桿連接電纜，或者挖掘溝渠鋪設電纜，這些都需要耗費大量的人力、物力和財力。而利用無線數據傳輸方式則無需架設電纜或挖掘電纜溝，減少了人力和物力的耗費，節(jié)約時間，節(jié)省開支，大大降低了使用成本。

2.2 安裝便捷

無線圖傳設備能夠做到即插即用，不需要驅動程序，適用于各種攝影設備的連接，機動靈活、方便快捷。無線圖傳收發(fā)設備兩端都采用全向天線，可以根據現場不同的情況，或者指揮和導演的具體要求來進行自由移動，整套設備系統(tǒng)的操作簡單、穩(wěn)定、靈活，因而應用范圍非常廣泛。

2.3 維護方便

無線圖傳設備不但傳輸性能高，而且性能非常穩(wěn)定，便于使用和維護。特別是當現場傳輸過程中出現故障時，只需要重點檢查發(fā)射設備和接收設備，省去了以往對有線電纜的煩瑣的逐一排查。

2.4 受外界條件制約較少

無論是直播還是影視拍攝，經常會遇到一些特殊的、復雜的環(huán)境，如湖泊、丘陵、山地、森林等特殊的地理環(huán)境或者汽車、火車、輪船等移動物體，這些都嚴重制約了傳統(tǒng)有線網絡形式的工程布線。而采用無線圖傳的方式可以不受這些因素的限制，比有線通信有著更好、更多、更廣的適應性[3]。

2.5 擴展能力強

現場拍攝制作過程經常會碰到需要增加設備的情況，若采用傳統(tǒng)的有線方式，就需要重新施工布線，程序比較煩瑣，還有可能影響原來的通信線路。如果采用無線圖傳的方式，只需將新增設備與無線圖傳設備直接擴展連接，不需要重新布線，就能夠實現固定—移動、移動—移動之間的自由轉換，所以無線圖傳尤其適合安裝到無人機、船舶、火車等移動平臺上。

3 無線圖傳技術的影響因素

3.1 發(fā)射器功率的影響

對于無線圖傳設備來說，發(fā)射功率越大，能夠連接的通信距離就越遠。雖然從理論上講，發(fā)射功率可無限制地增大，但在實際應用過程中由于受到設備成本或者法律規(guī)定等方面的限制，特別是一些系統(tǒng)對于低功耗有要求，所以發(fā)射設備的輸出功率通常也是有限制的。

3.2 接收器靈敏度的影響

接收器的靈敏程度能夠直接反映接收器捕捉微弱信號的能力，接收器的靈敏程度越高，所能到達的通信距離也就越遠。在實際應用中，接收器經常受到自然界的電磁噪聲和各種工業(yè)污染以及電子元器件本身固有噪聲等多方面的影響，另外，通信系統(tǒng)的接收靈敏度也有一定的限值，如果已經接近這一極限值就再無潛力可挖。

3.3 設備系統(tǒng)的抗干擾能力

現實的通信過程總會存在各種各樣的干擾源，在發(fā)射器功率相同和接收器靈敏程度相同的條件下，設備系統(tǒng)的抗干擾能力越強，所能到達的通信距離也就越遠?？傮w而言，調頻系統(tǒng)的整體抗干擾能力要強于調幅系統(tǒng)，而窄帶系統(tǒng)的抗干擾能力也要優(yōu)于寬帶系統(tǒng)。因此，在同一發(fā)射功率和接收靈敏度條件下，通常采用轉換調頻系統(tǒng)、減少帶寬等方式來增強設備整體的抗干擾能力，增加設備的通信距離。

3.4 天線增益性能和天線高度

一般來說，天線的增益性能越高，所能實現的通信距離也就越遠。發(fā)射設備采用高增益的定向天線，能顯著提高通信方向上的功率密度，也就是通常所說的場強，而接收設備采用高增益的定向天線，能顯著改善通信信號的噪聲比，并且能提高接收場強，從而大幅度增加通信距離。另外，在其他條件相同的情況下，天線距離地平面的高度越高，通信距離就越遠，特別是在城市環(huán)境中，提高天線的高度要比增加發(fā)射功率對通信距離的影響更大，而且也更為便捷實用。

3.5 地理環(huán)境的影響

相對而言，無線圖傳在海平面及陸地上沒有任何障礙的平直開闊地域能實現最遠的通信距離，這也是通常評估無線圖傳設備通信距離所采用的地理條件，其次是郊區(qū)農村、山坡、丘陵、河道等半障礙、半開闊的環(huán)境，通信距離最短的就是樓群林立的城市、層嵐疊嶂的群山和植被密布的森林等障礙物較多的地域。總之，障礙物越多、越密集，對于無線圖傳距離的影響也就越大[4]。

3.6 氣侯條件的影響

通常在空氣干燥時，無線圖傳能夠達到的通信距離較遠，而遇到空氣潮濕，特別是雨、雪、霧等氣象的時候，通信距離就較近。另外，在設備允許的環(huán)境工作溫度范圍內，溫度升高也會導致發(fā)射器功率減小和接收器靈敏度降低，從而在一定程度上縮短通信距離。因而在選擇無線圖傳網橋設備時，一定要選擇具有良好的防水、防塵、防雷、防紫外線等功能的設備，這樣才能更好地應對復雜多變的室內外環(huán)境。

3.7 電磁環(huán)境的影響

當無線圖傳系統(tǒng)設備周圍有電腦、單片機、電焊機、開關電源、直流電機、高壓電網及高頻電器等設備時，這些設備對無線通信設備的通信距離會產生不同程度的影響，特別是金屬類物體的影響最大。另外一個因素就是多路徑的影響，如果無線圖傳設備附近的障礙物較多，也會影響通信的距離和可靠性。

4 無線圖傳在視訊攝錄方面的具體應用

4.1 現場直播

無線圖傳系統(tǒng)可以幫助現場直播平臺實現方便攜帶、快速搭建，真正做到零布線、即裝即用，增加了錄播系統(tǒng)建設的靈活性和使用彈性。無線圖傳支持多臺設備同時工作，攝影師可以攜帶攝像機自由移動，方便多個移動機位從多角度、全場景進行視頻的拍攝。

4.2 電視、網絡視頻實況轉播

對于一些晚會、體育活動現場，特別是針對大型體育賽事，場地內運動員移動迅速，有線的移動機位大多只能固定或者小范圍內活動，無法實現便捷迅速的移動，進而機動靈活地捕捉畫面。在足球、籃球、馬拉松、自行車等賽事的拍攝轉播中，便捷靈巧的無線圖傳設備可以幫助攝像師捕捉到最生動鮮活的場景，輕松完成拍攝傳輸，給屏幕前的觀眾呈現出高質量、具有震撼力的畫面。

4.3 導演現場監(jiān)控

在影視劇拍攝中，無線圖傳設備省去布線的困擾，攝像師在拍攝時移動更加靈活、角度更加多樣，導演也可以隨時通過后臺監(jiān)視器觀看畫面并及時進行調整。同時，電影片場內人員、設備亂雜，無線圖傳也可以省去攝像師助手對繁雜的線纜器材的整理，讓整個拍攝過程更加簡便、高效[5]。

4.4 會議活動錄制

會議場所通常人員較多，以往稍有不慎就容易觸碰現場密布的線纜，導致各種故障頻發(fā)。坐席之間范圍狹窄，也不便于攝像師靈活運動、從不同方位拍攝領導和與會者畫面。而采用無線圖傳設備后，只要把接收端放在會場內開闊的角落，攝像師可以攜帶裝有發(fā)射端的攝像機在會場內任意移動，讓會議攝錄的整個過程更加便捷，減少各種拍攝意外的發(fā)生。

4.5 突發(fā)事件采訪

突發(fā)事件的報道講求時效性、迅捷性，采訪團隊沒有過多的時間進行前期準備。采用小型便捷的無線圖傳設備，可以幫助記者到達現場后迅速投入采訪報道，做到隨到隨拍、隨拍隨傳，從容地進行拍攝采訪報道，以最快速度將現場畫面?zhèn)鬟f給觀眾，展示事件的最新進展。

5 結語

當前無線圖傳技術和設備的迅速發(fā)展，促進了其在社會生活中的廣泛運用，特別是在視訊攝錄領域，其因便捷高效、靈活機動而備受廣大影視工作者的推崇。在不遠的將來，無線圖傳將會隨著技術的日臻成熟，帶來更遠的傳輸距離和更清晰的視頻畫面，必將在更大范圍內取代傳統(tǒng)的有線網絡傳輸，推動整個視訊攝錄領域產生質的變革和飛躍。