CN101702775B - 数字微波图像传输系统及传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种数字微波图像传输系统，包括至少一个数字微波发射端、至少一个天线模块、至少一个中继基站、一个光纤网络和一个信号集中处理中心，其中，天线模块包括全向接收天线和选频滤波器，各中继基站均包括放大模块、选频滤波模块、放大处理模块、多频点混合处理模块和电/光转换模块，信号集中处理中心包含一个组网接收设备和一个数字微波设备，而组网接收设备包括光/电转换模块和选频模块。此传输系统通过将数字微波设备设置在信号集中处理中心，可降低基站的投入成本，可实现全天候工作，具有较高的安全性和可靠性。本发明还公开一种使用前述数字微波图像传输系统的传输方法。
Description
技术领域
本发明属于广播电视通信领域，特别是指一种融合无线微波和光传输技术的移动数字微波组网技术。
背景技术
近年来，数字微波技术，尤其是数字微波移动发射/接收技术，在广播电视领域的应用推广越来越普及，在重大电视直播、新闻报道、信号连线传输中发挥了重大作用，COFDM(coded orthogonalfrequency division multiplexing，编码正交频分复用)是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术，其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。编码(C)是指信道编码采用编码率可变的卷积编码方式，以适应不同重要性数据的保护要求；正交频分(OFD)指使用大量的载波(副载波)，它们有相等的频率间隔，都是一个基本震荡频率的整数倍；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。COPDM技术对克服微波传输反射(多径干扰)、克服移动发射/接收产生的多普勒效应，以及对抗各种干扰信号有着优秀的表现，可实现在高速运动中的可靠传输，能在山区地起伏、城市楼宇林立、遮挡等复杂地理环境条件下正常工作。
目前在实际应用中，用户已不满足于数字微波技术的单点、局部使用，他们在成功应用数字移动微波技术之后，纷纷提出微波组网覆盖的思路和要求，并进行了探索和实践，目前已经出现了两种组网方式：无线微波差频接力中继和微波基站接收视频解码光端机进行中继传输，参考图1所示，是传统的数字微波图像传输系统的结构示意图，各基站均设有定向天线20、解码器30和光端机40，作为数字微波发射端10的移动微波车(或其它移动微波设备)的发射信号经定向天线20接收处理后，送到解码器30进行接收解码，输出SDI或A/V等电视信号，再由光端机40进行光转换处理，通过光纤传输到终端的光端机及信号处理设备50，将光信号恢复为电视信号，完成图像的传输。
然而，前述两种组网模式均具有以下不足之处：
(1)这两种组网模式中的基站都需要配置微波接收解码装置，而数字微波设备，尤其是进口数字微波设备非常昂贵，工作运行时需要专业人员值守，增加了使用成本；同时，贵重的进口微波设备长期安装在条件恶劣的室外基站，安全保障本身就存在隐患，维护成本很高；
(2)基站的安装调试技术复杂，从而限制了组网的规模，且由于利用定向天线进行信号的接收，覆盖范围小，仅能保证重点区域的选择性覆盖，无法达到组网区域的完全无缝覆盖要求；
(3)图像信号是在基站由解码器进行解码后再进行光纤传输，传输过程中很容易被截获而造成信息泄露，特别是在传输一些保密度较高的信息时，此类图像传输系统并非优先选择，安全性较差；
(4)某些图像传输具有不定时性，需要解码器全天候开启，而这样容易造成解码器死机，甚至损毁；而若派专人值守，只在需要时才开启，由于基站数目较多，若每个基站均派人值守，将造成使用成本的提高。
有鉴于上述分析，本发明人针对目前所应用的数字微波图像传输系统的传输方式进行深入研究，并经多次改进，终致本案产生。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种数字微波图像传输系统及传输方法，其可降低基站的投入成本，可实现全天候工作，具有较高的安全性和可靠性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种数字微波图像传输系统，包括至少一个数字微波发射端、至少一个天线模块、至少一个中继基站、一个光纤网络和一个信号集中处理中心，其中，天线模块包括全向接收天线和选频滤波器，各中继基站均包括放大模块、选频滤波模块、放大处理模块、多频点混合处理模块和电/光转换模块，信号集中处理中心包含一个组网接收设备和一个数字微波设备，而组网接收设备包括光/电转换模块和选频模块；任意一个数字微波发射端发出的信号由对应的天线模块中的全向接收天线接收，经选频滤波器处理后送入对应的中继基站，依次经放大、选频滤波、二次放大处理、多频点混合处理和电/光转换处理后，以光信号的形式由光纤网络传输到组网接收设备，依次进行光/电转换、选频处理后送入数字微波设备，进行接收解码，输出电视信号。
上述全向接收天线为棒状天线。
一种数字微波图像传输方法，包括如下步骤：(1)全向接收天线接收数字微波发射端的发射信号，选频处理后送入中继基站；(2)中继基站仅对信号进行放大、选频滤波、二次放大处理、多频点混合和电/光转换处理，通过光纤送入信号集中处理中心；(3)信号集中处理中心对接收的光信号进行光/电转换、选频处理和解码，输出电视信号。
采用上述方案后，本发明通过将成本昂贵的解码器设置在信号集中处理中心，具有以下优势：
(1)本发明在信号集中处理中心集中进行解码的处理程序，而各基站的作用简化为对信号进行基本的中转传输，这样可大大减少数字微波设备的使用数量，降低产品成本，且由于信号集中处理中心始终有专人值守，因此对数字微波设备的维护保养方便，能满足全天候的快速应急用途；
(2)基站中设置的均是全天候设备，无需专人值守，降低了使用成本，且这些设备即使长时间工作也不会产生故障，可适应全天候工作；
(3)本发明所提供的基站投入少，安装建设简单，可根据今后发展和需求进行扩展，而对已建成的网络部分没有任何影响，也不需要增加数字微波设备的投入，其强大的扩展性可满足在任何需要的区域实现完全没有盲区的无缝覆盖组网；
(4)本发明所提供的传输系统能够实现全兼容的中继传输，因此对数字微波设备固有的指标不会有任何劣化。传输过程中的调制、加密方式保持不变，保密性好。实验测试表明，本发明不仅对数字微波传输的图像、视音频信号没有丝毫影响，甚至其覆盖范围和接收灵敏度也没有降低；由于本发明完全基于解决中继传输通路的设计，并不关注数字微波设备本身的编码、调制方式、加密方式保持不变，因此可适用于不同厂家、不同品牌型号的数字微波设备进行组网应用；
(5)由于本发明所提供的基站仅对信号进行基本的放大、变频等处理，直到信号集中处理中心才进行解码，因此在传输过程中即使被截获也不易破解，传输过程中保密性强，具有高度的安全性和可靠性，满足电视直播的技术要求。
附图说明
图1是传统数字微波图像传输系统的结构框图；
图2是本发明数字微波图像传输系统的结构框图；
图3是本发明所提供的数字微波图像传输系统中接收中继基站的详细结构图；
图4是本发明所提供的数字微波图像传输系统中组网接收设备的详细结构图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的工作原理及工作过程进行详细说明。
参考图2所示，是本发明所提供的数字微波图像传输系统的结构框图，其包含至少一个数字微波发射端1、至少一个天线模块2、至少一个中继基站3、一个光纤网络4和一个信号集中处理中心5。
数字微波发射端1用于发射图像、视音频信号，其可以是位于现场的移动微波车或其它移动微波设备，向四周发射COFDM信号。
天线模块2包括棒状全向接收天线21和选频滤波器22，其中棒状全向接收天线21覆盖范围大，其工作频段在65MHz-2.4GHz之间可选，为提高接收灵敏度，本实施例中的天线模块2根据组网技术要求，进行工作频段定制，保证微波的良好接收，并可根据技术发展和需要随时进行修改和调整并扩张到2.4GHz以上的频道。
天线模块2接收的COFDM信号送入中继基站3，该中继基站3包括依次连接的放大模块31、选频滤波模块32、放大处理模块34、多频点混合处理模块35和电/光转换模块36，可同时参考图3所示，其输出直接连接光纤网络4，接口为FC/UPC或SC/APC，此外，为了提高工作的稳定性和可靠性，采用双电源冗余备份，可适应7×24小时不间断长期运行。
信号集中处理中心5通过光纤网络4与所有中继基站3连接，接收来自各基站3的光信号，并进行处理后输出SDI或A/V等电视信号，其中，信号集中处理中心5包括一个组网接收设备51和一个数字微波设备52，而组网接收设备51又包含依次连接的光/电转换模块511和选频模块512，如图4所示。
本发明的工作过程为：
(1)移动微波车(或其它移动微波设备)在直播现场采集图像及视音频信息，并向四周发出OFDM信号；
(2)全向接收天线21接收到前述信号，送入选频滤波器22进行信号处理，送入对应的中继基站3；
(3)中继基站3接收到前述信号后，依次进行放大、选频滤波、二次放大处理、多频点混合处理和电/光转换处理，将电信号转换为光信号，由FC/UPC或SC/APC接口送入光纤网络4；本发明中所提供的基站3仅对信号进行简单处理，并不改变其编码及加密状态，既可补偿信号传输中的损耗，降低信号的失真度，又因不必进行解码操作而降低基站的建设成本；
(4)信号集中处理中心5经由城域光纤网络4接收到中继传输光信号后，首先由组网接收设备51进行反向处理——光/电转换，并进行选频处理，恢复成数字微波发射端1发出的原始信号，然后送入数字微波设备52进行接收解码，输出SDI或A/V等电视信号。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种数字微波图像传输系统，其特征在于：包括至少一个数字微波发射端、至少一个天线模块、至少一个中继基站、一个光纤网络和一个信号集中处理中心，其中，天线模块包括全向接收天线和选频滤波器，各中继基站均包括放大模块、选频滤波模块、放大处理模块、多频点混合处理模块和电/光转换模块，信号集中处理中心包含一个组网接收设备和一个数字微波设备，而组网接收设备包括光/电转换模块和选频模块；任意一个数字微波发射端发出的射频信号由对应的天线模块中的全向接收天线接收，经选频滤波器处理后送入对应的中继基站，依次经放大、选频滤波、二次放大处理、多频点混合处理和电/光转换处理后，以光信号的形式由光纤网络传输到组网接收设备，依次进行光/电转换、选频处理后送入数字微波设备，进行接收解码，输出电视信号。
2.如权利要求1所述的数字微波图像传输系统，其特征在于：所述全向接收天线为棒状天线。
3.使用如权利要求1所述的数字微波图像传输系统的一种数字微波图像传输方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)全向接收天线接收数字微波发射端的射频信号，选频处理后送入中继基站；
(2)中继基站仅对信号进行放大、选频滤波、二次放大处理、多频点混合和电/光转换处理，通过光纤送入信号集中处理中心；
(3)信号集中处理中心对接收的光信号进行光/电转换、选频处理和解码，输出电视信号。
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