摘要：为有效的提升节目时效性，更好满足广大受众需求，现场直播就成为电台电视台重要的播出形式，因为采访现场条件的限制，直播车与播出设备等通常只能停靠在第二现场。怎样才能建立第二现场与采访现场之间以及直播车与播控中心之间的信号传输，成为直播节目成败的关键。下面就结合作者的实际工作经验，简要的分析COFDM技术在广电领域的应用。
关键词：COFDM技术；广电领域；应用
前言：
传统的微波设备，只能在通视（即收发两点之间无阻挡）条件下才能建立链路。使用时需要提前考察环境，即使成功“布点”，天线定向、线缆布置等工作也相当繁琐，不仅限制视音频源的获取与传输，而且系统的可靠性和工作效率也大打折扣。COFDM调制技术的成功开发，使得在“高速运动中”和“非视通条件下”传输高质量实时图像和数据成为可能。COFDM无线传输系统利用多载波调制技术和高清晰度视频编解码技术，开创性地解决了在建筑物内外、城区、山地等不能通视及有阻挡的非视距环境下传输“实时视音频”的问题。
1 COFDM技术及其特点
1.1 COFDM技术概述
COFDM（coded orthogonal frequency division multiplexing），即编码正交频分复用调制。其中编码（coded）是指信道编码采用编码率可变的卷积编码方式；正交频分（orthogonal frequency division）是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输；复用（M）指多路数据源相互交织地分布在上述大量载波上形成一个频道。
COFDM是一种载波数字通信调制技术，被认为是未来移动通信系统中的重要技术。COFDM特点是各子载波相互正交，使扩频调制后的频谱可以相互重叠，从而减小了子载波间的相互干扰。每个子载波可使用不同的调制方法，各个载波能够根据信道状况选择调制方式，达到频谱利用率和误码率之间的最佳平衡；COFDM使用自适应调制方式，根据信道条件的好坏来选择不同的调制种类。其本质是一种充分利用无线电频谱资源的技术，基本原理是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。功率控制和自适应调制相协调，信道质量好的时候，发射功率不变，可增强调制方式（如64QAM），或者在低调制方式（如QPSK）时降低发射功率。其在杂波干扰下依然具有传送信号能力，常被利用在容易受外界干扰或者抗干扰能力较差的传输介质中。
1.2 超短波图传系统特点
因为采用COFDM调制技术，可以得到较高的速率，因此，一开始COFDM技术就被用来作为数字电视地面广播系统的传输技术。高速率的COFDM传输设备一般用于传输MPEG-2编码技术的图像，DVD压缩格式，图像清晰度为720×576象素，传输通道为单向4-8MB速率，传输帧率为固定的25帧/秒，传输方式为数据流，传输过程中，传输通道内的数据流始终是设定的4-8MB左右。
1）超短波无线图像设备则改变了这种局面。因其多载波等技术特点，COFDM设备具备“非视距”、“绕射”传输的优势，在城区、山地、建筑物内外等不能通视及有阻挡的环境中，该设备能够以高概率实现图像的稳定传输，受环境影响小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其收发两端一般采用全向天线，无须预先“踩点”、“定向”、布设繁杂的视音频输入、输出电缆，视音频源的采集端、接收端可根据现场情况及要求自由活动。系统简单、可靠，应用灵活。
2）适合高速移动中传输，可应用于车辆、船舶、直升机/无人机等平台。一般微波（数字微波、扩频微波）、无线LAN等设备因其技术体制的原因，无法独立实现收、发端的移动中传输。如应用到车辆、船舶上，通常的方案是再配置附加的“天线伺服稳定”装置，以解决电磁波定向、跟踪、稳定等问题，且仅能在一定条件下实现移动点对固定点的传输。这样，其系统的技术环节多，工程复杂，可靠性降低，造价极高。但对于COFDM设备，它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，非常适合安装到车辆、船舶、直升机/无人机等移动平台上。不仅传输有高可靠性，而且对比以上的方案，由于无须再配置附加的“伺服稳定”装置，所以表现出很高的性价比。
3）适合高速数据传输，速率一般大于4Mbps，满足高质量视音频的传输。高质量的视音频除对摄像机的要求外，对编码流、信道速率要求十分高。
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4Mbps。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720×576或720×480，满足后期分析、存储、编辑等要求。
4）COFDM具备很好的抗电磁干扰性能。对抗频率选择性衰落或窄带干扰及信号波形间的干扰性能优越，通过各个子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力。在单载波系统中（如数字微波，扩频微波等），单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败，但是在多载波COFDM系统中，仅仅有很小一部分子载波会受到干扰，并且这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错，确保传输的低误码率。
5）信道利用率很高。这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要；当子载波个数很大时，系统的频谱利用率趋于2Baud/Hz。
2 电台无线传输系统的技术要求及主要功能
2.1 具有传输音视频信号功能。可传输一路立体声音频信号，传输一路标清视频信号。
2.2 传输的音频信号指标可达到或接近广播专业音频传输技术标准，传输的视频信号指标应达到电视专业传输技术标准。
2.3 选用便携发射机机型，传输频段分别为300～500MHz、500～800MHz、1000～1400MHz共3组频段。我们选择500-800MHz为主传输频段，拟定580-620MHz 8个频点（频点间隔最大为10MHZ）。应保证通道带宽符合技术要求。发射功率1-3瓦，在市区自然环境（有建筑物）下，传输距离可达到2公里以上。
2.4 便携发射机端音频输入配卡侬头转换连接线。机架接收机端的音频输出，可通过车中配套的转换器实现非平衡转平衡输出。
2.5 传输系统应符合广电行业相关技术标准。2009年2月，在COFDM无线微波音视频传输系统安装调试完毕后，我台组织技术人员对其音频指标进行了测试，对传输视频信号质量的主观评价是：由专业摄像机模拟输出信号经过无线微波传输（发端在建筑物内有阻挡，收端在直播车内，收发直线距离约200米），车内显示器观看视频画面良好。
结束语：
总而言之，COFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区。电视台、大连天健网采访车均应用COFDM无线微波音视频传输系统与直播现场连接，并用另一套COFDM传输系统向播控中心回传现场信号。COFDM无线移动音视频实时传输系统除了为广电行业现场直播转播传输实时图像外，还可广泛应用于公安、武警、消防、野战部队等军事部门和交通、海关、油田、矿山、水利、电力、金融等国家重要部门。COFDM的应用模式也有点到点、点到多点、中继等多种方式，传输距离由几公里到几十公里不等。
参考文献
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[2]李永明.4G通信技术及其在广播电视领域的应用[J].数字通信世界，2014（10）：30-33.
论文作者:朱天宝
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/23
标签：载波论文; 技术论文; 信道论文; 系统论文; 微波论文; 信号论文; 速率论文; 《防护工程》2018年第6期论文;