基于空间传播模型的微波组网选址研究.pdf
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1、82影视制作系统网络System Network基于空间传播模型的微波组网选址研究文/厦门广播电视集团 徐亮摘要:微波组网是厦门马拉松赛事直播电视信号无线采集的前提和基础研究,对“信道”在时域和频域等维度特性的深入挖掘和精确描写有助于提升无线通信的传输质量,增加通信系统的有效性和可靠性,也是无线组网研究的重点和热点。通过对厦门马拉松赛道的空间传播模型评估,创新了节目制作样式,丰富了无线通信信道建模理论,促进电视转播技术发展。关键词:空间传播;信道模型;马拉松;微波组网2022 年 11 月 27 日,厦门广电再度携手央视团队,对 2022 建发厦门马拉松赛进行了两个半小时的全程直播,并在看厦门
2、 APP、厦门广电视频号等多个新媒体平台同步直播,全方位展示了比赛的盛况,这也是厦门广电第 21 次携手央视团队对厦门马拉松赛进行直播。21 年来,从模拟、标清、高清到 4K,伴随着技术的不断升级,马拉松赛事转播的设备越来越轻量化、智能化。现在,厦门广播电视集团的马拉松直播团队已经拥有了完整的 4K制作体系,摸索总结了成熟的制作流程。从最初央视团队的手把手带着干,到独当一面,再到发展成为具备国内马拉松直播领先水平的技术团队,厦马 21 年,也是这支直播团队探索和成长的 21 年,目前这支直播团队已经处于国内大型户外直播技术领域的领先地位。马拉松转播需要通过无线组网,完成整个赛道的摄像机采集信号
3、无线通信全覆盖,也只有这样,才能保证随时随地的无缝节目制作。在过去的很长时间里,我们都是通过传统方法完全无线覆盖组网,即通过广泛的测量赛道的选点无线电场强,微波接收基站的高度和坐标,通过路测获取无线传输信道的统计性拟合参数,组合成最简单的统计型经验模型,基于统计型经验模型逻辑推理和完成全赛道的无线组网。系统网络System Network83影视制作系统网络System Network 图1 关于设备因素分析 图2 厦门赛道覆盖示意图 图3 调制配置参数随着计算机算力和软件算法的迭代发展,我们基于无线电波传播机理的分析方法研究其主要传播路径,列举直射、反射、绕射、散射等现象作为可能的随机变量,
4、通过无线电传播模型算法和计算机仿真,输入输出调整信道特性参数,计算传播损耗,建立简化但具备确定性的信道模型。传统的统计型经验模型依赖大量的人力物力进行前期参数采集,路测的算法逻辑相对简单,具备形而上学的特点而且计算结果吻合度有可能偏差较大。通过算法拟合和计算机仿真的确定性模型,节省人力物力的同时,具备广泛的可复制特征,而且仿真的结果较为精确,前提是需要对当地地形进行周全的勘测或者具有详细的高程地图精确 建模。在 ITU 的定义里,无线组网的传播途径可以理想化为天线周围为无限大真空的自由空间,不会被反射、散射和吸收。根据自由空间传播模型 Rec.ITU-R P.525-2 自由空间无线通信距离计
5、算公式:Loss(dB)=32.44+20logD(Km)+20logF(MHz)其中:Loss 指传输损耗,单位为 dB;D 指传输距离,单位为 Km;F 值载波频率,单位为 MHz。1.变量因素分析影响微波通信距离的因素主要从两个方面来分析,一是收发自身的性能;二是外界环境因素的影响。其中:鞭状天线增益 0-3.5db吸盘天线增益 5.5-7db全向天线增益 8.5-10db定向天线增益 10-12db理想的情况是,找到无线传输路径,使直射信号和反射信号不会互相削弱,传输的距离就能更接近理论的最远值。厦门的地理环境和无线电环境,很好满足了实测要求。我们选取了西牯岭高点作为微波接收站中继 测
6、试。2022 年 11 月 22 日 10:00,第一次技术测试,参数如表 1 所列。84影视制作系统网络System Network根据 DVB-T2 定义可计算出传输码率为 14.467 Mbps,因此分体编码器设置 HEVC 4:2:2 8bit 编码,最大输出码率 14M,预留码率 0.1M,视频码率CBR13.5M,音频立体声 MPEG Layer II 192kbit;一体机码率设置为自动(实际视频码率约 12M,音频192k*2),统一发射机稳定输出后发射功率为 13W(41dbm),接收站与发射机最远地理距离 15KM,临界 CNR 为 12。如图 4 所示。2.空间衰减推导L
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