无线图传技术应用探讨

温宁波

（莱州市融媒体中心（莱州广电网络信息服务有限公司），山东 莱州 261400）

0 引言

最近几年，各类直播活动日益火爆，无论是个人、媒体或是综艺活动、广告宣传，都开始运用直播手段。每一次直播活动都离不开众多机器设备和人员支撑。人们经常看到，在一些中型或者大型的直播场地，各类设备连接线交互布置，设备安装程序比较烦琐，场面显得杂乱无章，容易导致意外事故发生。因此，通过无线图传设备采用无线图像信号传输取代有线材质，已成为当前的一种发展趋势，这有效解决了线材的连接问题，更主要的是提高了直播活动的便捷性。实际上，不仅仅是在直播领域得到推广应用，随着画面质量和传输距离的大幅度提高，无线图传已开始被应用于影视拍摄、视频监控和应急指挥等各个领域。

1 无线图传的技术分类

1.1 COFDM 无线传输技术

当前，编码正交频分复用多载波调制技术（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing，COFDM）是最新的无线传输技术，它的子载波数量能达到1 704 载波，并且在高速数据传输过程中真正实现了“抗阻挡”“非视距”和“动中通”。COFDM 作为当前最先进的图传技术，其最主要的功能是能够持续不断地监控不同的传输介质上通信特性突然发生的变化，进而影响其所在的通信路径传送数据的能力，COFDM 技术能够动态地适应这种变化，实时接通或者切断相应的载波，来保证持续有效地进行成功的通信连接。正是因为这些特征，COFDM 技术特别适合使用在高层建筑物较多、居民较为密集、地理地形多变的地方，以及需要将信号进行撒播的地区和需要高速度数据传播的地方[1]。

1.2 GSM/GPRS、CDMA 等移动通信公网技术

GSM/GPRS、CDMA 是目前的移动通信公网技术，当前有2G（接近停用）、3G、4G、5G 网络。利用这种技术能够提供快速即时的TCP/IP 网络连接，可以广泛应用于数据传输、远程监控等各种相关领域。3G 在高速移动环境中的传输速率最高为144 kb·s-1，在步行慢速移动的环境中最高支持384 kb·s-1，而在静止不动的状态下可以达到2 Mb·s-1。发展到4G 以后，传输速率可以达到20 Mb·s-1，甚至最高可以达到100 Mb·s-1。当前5G 已开始推广应用，在28 GHz 波段下，5G 的传输速率最高可达1 Gb·s-1，具有高速率、低时延和大连接的特点。

1.3 无线网络（WLAN）技术

无线网络（Wireless Local Area Network，WLAN）利用无线通信技术将各种计算机设备相互联结起来，构成可以实现互相通信、互动交流和资源共享的整体网络系统。无线局域网最本质的特征是不再使用传统的通信电缆将各种计算机与主干网络相连进行数据传输，而是利用无线方式的联接，在实际应用中使得网络的构建和终端的移动更加方便灵活。

1.4 数字微波（扩频微波）技术

这种技术可以用来传输电话信号，也可以用来传输数据信号与图像信号，但是这种技术主要为单载波调制技术体制，仅能在通视的环境中进行应用，不能在有阻挡障碍物、特别是移动的环境中使用，受环境因素影响较大。目前，这种技术体制常采用压缩和传输分离的模式，压缩效率低，图像质量难以保证，而且系统可靠性不高，很难实现保密[2]。

2 无线图传的主要优点

2.1 降低成本

传统有线通信方式的建立必须通过架设线杆连接电缆，或者挖掘沟渠铺设电缆，这些都需要耗费大量的人力、物力和财力。而利用无线数据传输方式则无需架设电缆或挖掘电缆沟，减少了人力和物力的耗费，节约时间，节省开支，大大降低了使用成本。

2.2 安装便捷

无线图传设备能够做到即插即用，不需要驱动程序，适用于各种摄影设备的连接，机动灵活、方便快捷。无线图传收发设备两端都采用全向天线，可以根据现场不同的情况，或者指挥和导演的具体要求来进行自由移动，整套设备系统的操作简单、稳定、灵活，因而应用范围非常广泛。

2.3 维护方便

无线图传设备不但传输性能高，而且性能非常稳定，便于使用和维护。特别是当现场传输过程中出现故障时，只需要重点检查发射设备和接收设备，省去了以往对有线电缆的烦琐的逐一排查。

2.4 受外界条件制约较少

无论是直播还是影视拍摄，经常会遇到一些特殊的、复杂的环境，如湖泊、丘陵、山地、森林等特殊的地理环境或者汽车、火车、轮船等移动物体，这些都严重制约了传统有线网络形式的工程布线。而采用无线图传的方式可以不受这些因素的限制，比有线通信有着更好、更多、更广的适应性[3]。

2.5 扩展能力强

现场拍摄制作过程经常会碰到需要增加设备的情况，若采用传统的有线方式，就需要重新施工布线，程序比较烦琐，还有可能影响原来的通信线路。如果采用无线图传的方式，只需将新增设备与无线图传设备直接扩展连接，不需要重新布线，就能够实现固定—移动、移动—移动之间的自由转换，所以无线图传尤其适合安装到无人机、船舶、火车等移动平台上。

3 无线图传技术的影响因素

3.1 发射器功率的影响

对于无线图传设备来说，发射功率越大，能够连接的通信距离就越远。虽然从理论上讲，发射功率可无限制地增大，但在实际应用过程中由于受到设备成本或者法律规定等方面的限制，特别是一些系统对于低功耗有要求，所以发射设备的输出功率通常也是有限制的。

3.2 接收器灵敏度的影响

接收器的灵敏程度能够直接反映接收器捕捉微弱信号的能力，接收器的灵敏程度越高，所能到达的通信距离也就越远。在实际应用中，接收器经常受到自然界的电磁噪声和各种工业污染以及电子元器件本身固有噪声等多方面的影响，另外，通信系统的接收灵敏度也有一定的限值，如果已经接近这一极限值就再无潜力可挖。

3.3 设备系统的抗干扰能力

现实的通信过程总会存在各种各样的干扰源，在发射器功率相同和接收器灵敏程度相同的条件下，设备系统的抗干扰能力越强，所能到达的通信距离也就越远。总体而言，调频系统的整体抗干扰能力要强于调幅系统，而窄带系统的抗干扰能力也要优于宽带系统。因此，在同一发射功率和接收灵敏度条件下，通常采用转换调频系统、减少带宽等方式来增强设备整体的抗干扰能力，增加设备的通信距离。

3.4 天线增益性能和天线高度

一般来说，天线的增益性能越高，所能实现的通信距离也就越远。发射设备采用高增益的定向天线，能显著提高通信方向上的功率密度，也就是通常所说的场强，而接收设备采用高增益的定向天线，能显著改善通信信号的噪声比，并且能提高接收场强，从而大幅度增加通信距离。另外，在其他条件相同的情况下，天线距离地平面的高度越高，通信距离就越远，特别是在城市环境中，提高天线的高度要比增加发射功率对通信距离的影响更大，而且也更为便捷实用。

3.5 地理环境的影响

相对而言，无线图传在海平面及陆地上没有任何障碍的平直开阔地域能实现最远的通信距离，这也是通常评估无线图传设备通信距离所采用的地理条件，其次是郊区农村、山坡、丘陵、河道等半障碍、半开阔的环境，通信距离最短的就是楼群林立的城市、层岚叠嶂的群山和植被密布的森林等障碍物较多的地域。总之，障碍物越多、越密集，对于无线图传距离的影响也就越大[4]。

3.6 气侯条件的影响

通常在空气干燥时，无线图传能够达到的通信距离较远，而遇到空气潮湿，特别是雨、雪、雾等气象的时候，通信距离就较近。另外，在设备允许的环境工作温度范围内，温度升高也会导致发射器功率减小和接收器灵敏度降低，从而在一定程度上缩短通信距离。因而在选择无线图传网桥设备时，一定要选择具有良好的防水、防尘、防雷、防紫外线等功能的设备，这样才能更好地应对复杂多变的室内外环境。

3.7 电磁环境的影响

当无线图传系统设备周围有电脑、单片机、电焊机、开关电源、直流电机、高压电网及高频电器等设备时，这些设备对无线通信设备的通信距离会产生不同程度的影响，特别是金属类物体的影响最大。另外一个因素就是多路径的影响，如果无线图传设备附近的障碍物较多，也会影响通信的距离和可靠性。

4 无线图传在视讯摄录方面的具体应用

4.1 现场直播

无线图传系统可以帮助现场直播平台实现方便携带、快速搭建，真正做到零布线、即装即用，增加了录播系统建设的灵活性和使用弹性。无线图传支持多台设备同时工作，摄影师可以携带摄像机自由移动，方便多个移动机位从多角度、全场景进行视频的拍摄。

4.2 电视、网络视频实况转播

对于一些晚会、体育活动现场，特别是针对大型体育赛事，场地内运动员移动迅速，有线的移动机位大多只能固定或者小范围内活动，无法实现便捷迅速的移动，进而机动灵活地捕捉画面。在足球、篮球、马拉松、自行车等赛事的拍摄转播中，便捷灵巧的无线图传设备可以帮助摄像师捕捉到最生动鲜活的场景，轻松完成拍摄传输，给屏幕前的观众呈现出高质量、具有震撼力的画面。

4.3 导演现场监控

在影视剧拍摄中，无线图传设备省去布线的困扰，摄像师在拍摄时移动更加灵活、角度更加多样，导演也可以随时通过后台监视器观看画面并及时进行调整。同时，电影片场内人员、设备乱杂，无线图传也可以省去摄像师助手对繁杂的线缆器材的整理，让整个拍摄过程更加简便、高效[5]。

4.4 会议活动录制

会议场所通常人员较多，以往稍有不慎就容易触碰现场密布的线缆，导致各种故障频发。坐席之间范围狭窄，也不便于摄像师灵活运动、从不同方位拍摄领导和与会者画面。而采用无线图传设备后，只要把接收端放在会场内开阔的角落，摄像师可以携带装有发射端的摄像机在会场内任意移动，让会议摄录的整个过程更加便捷，减少各种拍摄意外的发生。

4.5 突发事件采访

突发事件的报道讲求时效性、迅捷性，采访团队没有过多的时间进行前期准备。采用小型便捷的无线图传设备，可以帮助记者到达现场后迅速投入采访报道，做到随到随拍、随拍随传，从容地进行拍摄采访报道，以最快速度将现场画面传递给观众，展示事件的最新进展。

5 结语

当前无线图传技术和设备的迅速发展，促进了其在社会生活中的广泛运用，特别是在视讯摄录领域，其因便捷高效、灵活机动而备受广大影视工作者的推崇。在不远的将来，无线图传将会随着技术的日臻成熟，带来更远的传输距离和更清晰的视频画面，必将在更大范围内取代传统的有线网络传输，推动整个视讯摄录领域产生质的变革和飞跃。