基于数字网络的会议系统技术

会议系统的组成及其相关标准

1 引言

    会议系统(Conference Systems)出现于20世纪70年代初，经多年发展，已成为声频技术的一个重要分支。从政府机构的会议中心、指挥中心、监控中心、审判法庭到教育科研环境的多媒体教室、培训中心、学术报告厅，商务环境的行政会议室，星级酒店的多功能厅以至大型的国际会议中心，现代会议系统都已获得广泛应用。笔者拟对现代会议系统的主要应用技术及其发展动向作一探讨。

2

    早期的会议系统由3个基本的子系统组成：

(1)会议讨论系统(Conference Discussion System)：分配给每位与会者一只传声器和一只内置的小扬声器(称为一个“单元”)，可在座位上即席发言，并通过扬声器聆听别人发言。一套会议系统可配置数十个甚至数百个单元。

(2)同声传译系统(Simultaneous InterpretationSystem，简称同传系统)：传译员收听发言内容并即时口译成另一语种，再通过有线或无线(或红外线)信道传输，与会者通过接收器和耳机自行选听不同语种的发言内容。

(3)表决系统(Voting System)：与会者在座位上按键投票选举或表决，自动纪录统计和公布投票结果。

    近年来随着对会议功能的要求日益提高和信息技术的发展，陆续扩展了更多的子系统，如：

(4)会议管理系统(Conference Management Sys-tem)：代表登记、身份识别、资料分配、发言安排、会议记录和会议文件等。广义的管理系统包括中央集中控制和多会议室系统控制等。

(5)视像显示、同步跟踪系统：大屏幕投影显示发言内容的图像、文字和数据画面，并可同步跟踪显示发言者的影像。近年来更开发了交互数字白板(Inter-active Digital Board，IDB)技术。

(6)会议电视系统(Videoconference System)：可召开多点异地电视会议，包括远程医疗、远程教学和远程指挥调度等。

    综上所述，现代会议系统作为声频技术的一个重要分支，已发展成为集声频、视频、通信、计算机以及多媒体等多种技术于一体的系统集成，并向智能化方向发展。国标GB／T15381—94《会议系统及音频的电性能要求》对会议系统的设备性能作出明确要求。国标GB／T50314—2000《智能建筑设计标准》对智能化多功能厅(室)会议系统的音、视频设备配置(系统集成)提出更进一步要求：

(1)智能化会议厅丙级标准：必须配置会议扩声系统，带计算机接口的大屏幕投影电视系统、有线电视(含闭路电视)系统、公共广播系统兼紧急广播系统和综合布线系统，并预留多个VAST卫星通信系统的安装空间。

(2)智能化会议厅乙级标准：在丙级标准基础上增设多语种同声传译扩声系统，桌面型会议扩声系统(即会议讨论系统)和双向传输的有线电视系统。

(3)智能化会议厅甲级标准：在乙级标准基础上增设双向传输的会议电视系统设备。

(有关计算机和通信网络等配置要求从略)

从GB／T50314—2000标准可见，会议讨论系统、同声传译系统和会议电视系统等均已被列为甲级和乙级智能化会议室的基本配套设备。

手拖手型和自动混音型会议系统

3

    在会议系统发展过程中出现了“手拖手”型和“自动混音型”两种模式，两者并无绝对的优劣，而是各具特点：

    (1)手拖手型会议系统中的每个单元配一只传声器和一只小型扬声器，各单元之间通过1根多芯电缆串联连接，“手拖手”即由此得名。会议主持人配备的是享有优先权的“主席单元”，随时可关闭其他“代表单元”的传声器，以控制会议程序，其突出的优点是：即使会议室的建声条件较差，与会者仍能听清面前扬声器发出的直达声；缺点是：万一有1个接口断路或接触不良，可能导致整个系统失灵而且每个单元本身的传声器音量不能单独调控。

    (2)自动混音型会议系统组成的核心是自动混音台(Auto Mixer，亦称为自动调音台)，每个混音台可接入4～8只传声器，还可多台混音台链接达到数百只传声器。每只传声器都可单独调节音量。自动混音台是基于噪声门(Noise Gate)的原理工作，当有人讲话使传声器接收到某一“门限电平”以上的声音信号时，传声器自动开启，不讲话时则自动关闭，“自动混音”即由此得名。

    通常手拖手型会议系统较适合于经常装拆移动且传声器数量较多的“讨论会”场合。在建声条件较差的场所，例如室内混响较长或室外环境噪声较大又不允许对外界造成过大声污染等特殊的场合，手拖手系统更具有独特的优势。而在配置有专业音响设备且具备一定建声条件的厅堂，讲台上布置多只传声器以备多人发言，或参与讨论人数并非特别多的场所，采用自动混音型会议系统将能获得较佳的音质效果。一个典型例子是广州白云国际会议中心，大小共61间会议室，其中许多房间都同时配置手拖手型和自动混音型会议系统各一套，以充分满足不同类型会议对扩声的不同要求。

会议系统的数字化技术

4

4.1 会议系统的数字信号传输技术

    会议系统信号传输技术的发展至今经历了3代，目前的动向仍然是3代并存。

    第1代模拟传输会议系统，成本较低廉，至今仍广泛用于单元数量较少的小型会议室。

    第2代数控会议系统引入了数字控制技术，但仍采用模拟信号传输方式。由于不需过高的技术成本而又能获得良好的重放音质，因此目前仍占有相当的市场份额。

    第3代DCN(Digital Conference Network)全数字会议系统，控制信号和传输的声频信号均为数字信号。以国产台电牌(TAIDEN)HCS-4100全数字会议系统为例，该系统是基于自主开发的多通道数字声频传输(Multi Channel Audio Stream，MCA-STREAM)技术，应用时分复用(Time Devided Multiplex，TDM)制式，可实现1根6芯电缆传送64种语言和各种信息，大大减小噪声干扰和通道串音等问题。

4.2 会议系统的数字信号处理技术

    以英国Clock audio MR-88自动混音型会议系统为例，其内置的数字声频信号处理器(Digital AudioSignal Processor，DASP)包含了均衡、压缩、滤波、限幅、噪声门和延时等多项功能，可对每一路输入的传声器信号进行细致的处理以达到最佳效果。还可对系统的工作模式(如“讲演”、“音乐”等)进行预置。主机设有RS-232接口，可连接计算机和专用软件，通过鼠标操作，对各项参数进行可视化调节。

会议系统的无线传输技术

5

    传统的有线会议系统性能稳定可靠、保密性强且不易受干扰，但影响美观和增加安装维护的复杂性。特别是需要经常变动会议桌椅的布置方式和在不同的会议室中移动使用等场合，不需导线连接的无线会议系统对用户有着极大的吸引力。

    无线传输技术最先是应用于会议系统中的同传系统，近年才逐渐开发出无线传输的会议讨论系统。其原因是因为同传系统仅需解决多人收听，而无须像讨论系统那样必须解决多人发言遇到的“申请”、“优先”和多通道双向通信等较复杂的功能。

5.1 无线同声传译系统

    无线同传系统目前有低频传输、红外线传输和超高频传输3种模式。

    (1)低频传输同传系统：亦称为电磁感应式传译系统，是在听音范围内设环形线路，用大功率音频放大器馈电，产生较强的音频电磁场。听众使用由输入铁芯线圈和放大器推动的耳机收听。这种系统简单价廉，但音质和稳定性较差。由于低频电磁场能穿透一般建筑物，因而保密性较差，但却特别适合博物馆、科技馆和某些大型会议展览中心需要多个分会场同时使用同一套同传系统这种特殊情况，此时缺点变为优点。珠三角地区东莞市的广东现代会议展览中心有此应用实例。

    (2)红外传输同传系统：红外线(IR)是指波长超过红色可见光的电磁辐射，其频率在2 MHz以上。红外线不能穿透墙壁，因此保密性佳，并能抵御无线电干扰和窃听。由于性能稳定且音质较佳，已成为同传系统的主流设备。近年来红外同传技术的一个发展动向是由早期采用较低的BAND II(45 kHz～1 MHz)频段转而采用较高的BAND IV(2～6 MHz)频段，以避开节能灯等一类高频驱动光源的干扰。加上BAND IV频段的频响特性宽、信噪比高、通道问干扰少，具有更佳的音质效果。

    (3)超高频传输同传系统：这里主要指近年来开发的基于宽带的G频段数字同传系统。以GONSIN(公信)2.4 GHz无线数字同传系统为例，该系统采用了称为直接序列频谱扩散(Direct Sequence Spread Spec-trum，DSSS)的加密发射技术，具有可靠的防窃听功能。接收范围达80～100 m，可选择接听2～16种语音(标配8种语音)。对比红外传输系统，其优点是接收无方向性，不受阻挡，且不易受节能灯的辐射干扰，对会场环境的要求较为宽松。

5.2 无线会议讨论系统

    无线会议讨论系统有以下几种类型：

    (1)有线与无线传输相结合的会议讨论系统

    MASCOT早期推出一款会议讨论系统：各代表机、主席机和主控机之间仍然采用手拖手的有线传输方式，仅是主控机与音响系统(调音台)之间采用V频或U频段的无线传输。其优点是成本低廉，性能稳定。但由于使用上的局限性，加上保密性差，未见推广。

    (2)U频段无线会议讨论系统

    以MASCOT的DX-837／838为代表，每一个主席单元和代表单元就是一台独立的采用不同频率的鹅颈式无线传声器，而接收单元则集中堆叠成一个小型机柜。其优点是技术成熟、结构简单、价格低廉。缺点是只具有自由发言的模式，缺乏控制功能，同时工作的单元数量受限制和保密性差。仅适用于经济级的小型会议室。

    (3)G频段无线会议系统

    其核心技术与上述的G频段同传系统相似，但功能更完善。以德国Beyer dynamic(拜耳动力)的MCW-D digital系统为代表，该系统工作于2.4 GHz的G频段，可连接200个单元同时工作。采用了DSSS的加密发射技术，基本具备与有线会议系统相似的各项功能：除具有“申请发言”、“声控开机”和“优先权”等运行模式外，还具备表决功能和8通道的同声传译功能。国内有多个政府机构和企业采用Beyer dynamic的MCW-D系统，运行效果良好，但价格较昂贵。

    (4)红外线会议系统

    国产TICO CLOSE TALK红外线会议讨论系统由中央控制单元、发射／接收单元以及一定数量的代表发言单元组成。代表发言单元包含有发射机、接收机、传声器、扬声器和可充电电池，通过红外线信道与安装于会场高处的发射／接收单元进行双向通信，距离不超过7 m。而发射／接收单元则通过1根同轴电缆连接到中央控制单元。TOA的TS-900系列红外线会议系统除具有讨论功能外，还兼具有同声传译(2种语言)和表决功能。TS-900系列红外线会议系统示意图如图1所示。

    红外线会议系统当前被认为是较有发展前途的新型会议系统。但和有线会议系统相比仍有一定差距：保密性和稳定性稍逊；发言单元和接收单元之间的距离不能超过5～7 m；同时工作的单元数量受限制。

会议系统的声反馈抑制技术

6

    声反馈引起啸叫是所有扩声系统都遇到并且较难解决的技术问题。会议系统由于共处一室的传声器数量较多而使声反馈啸叫问题更加突出。

目前采取的抑制声反馈技术手段很多，但还未有一种是绝对完善的，通常都是采取多种方法结合。

6.1 “扬声器自动开关”和“传声器自动开关”技术

    (1)手拖手型会议系统：当对着某一传声器发言，同一单元的扬声器即自动关闭；而当本单元传声器没有信号，同一单元的扬声器即自动开启。如果按下传声器键30 s不讲话，该单元的传声器也会自动关闭。

    (2)自动混音型会议系统：当对着某一传声器发言，传声器即自动开启，不讲话时就自动关闭。

    较高档的会议系统更增设了内置的可调均衡器和啸叫抑制器。Panasonic的WM系列会议系统的主控机还仿照一般调音台的设计，配有SEND／RETURN(送出／返回)接口，用户需要时可自行外接参量均衡器或移频器等音频处理设备，便于对声音信号作更细致的调控以抑制啸叫和改善音质。

6.2 可变方向性传声器和4-ECM传声器技术

    经理论和实践证明，对于不同的声学环境，选用不同方向特性的传声器，将有利于提高传声增益、抑制声反馈啸叫。一般经验，如讲台、舞台等建声条件较好的场所宜选用心形特性的传声器；圆桌会议宜选用心形或超心形传声器；对于声学环境特别恶劣，例如混响时间过长或发言者距离传声器较远(如领导接见或各种“论坛”等场合，发言者坐沙发而传声器放置于茶几上)，可考虑选用超心形甚至超指向性传声器。

    近年来有多个品牌推出了一只传声器配备多个传声器头供用户选用。如日本audio-technica(铁三角)AT859QMLa系列，配有3种传声器头，包括120°心形指向、100°超心形指向和90°微超指向等。美国EV的Polar Choice系列鹅颈传声器，则配用一个具备可变方向性的传声器头，通过底座上的按钮，可选择全向、心形、超心形和超特心形4种指向特性，便于使用者在现场实地调试，选取最合适的方向特性，从而获得最佳的传声增益和良好的重放音质。

    Panasonic最近推出由4个ECM(驻极体电容传声器)组成的组合式会议传声器，如图2所示，前、中、后3个ECM按不同位置分别采集发言者的声音，最后一个ECM用作噪声检测。该系统采用称为“F-R比较法”的技术，将发言者的话音音量与环境噪声音量进行比较，能清晰地采集传声器前方发言者的声音，而不受周边发言者的声音和环境杂音的干扰。同时通过对环境噪声的动态分析进行调整，自动抑制声反馈啸叫。

6.3 “NOMA"技术

    美国SHURE、日本audio-technica等多个品牌的自动混音台具有开启传声器数量衰减(Number of OpenMicrophone Attenuated，NOMA)功能，能按已开启的传声器数量多少，自动调节衰减总的输出电平。在有多只传声器同时发言的情况下，不会因为输入电平的叠加导致整体系统的输出增益上升而诱发啸叫。

6.4 “哑音对应互动”技术

    “哑音对应互动”技术是将正在发言的传声器附近区域的天花扬声器或音箱自动关闭(哑音)，从而抑制声反馈啸叫。

    图3显示一个具有“哑音对应互动”功能的自动混音型会议系统的方框图。

    图中由SHURE SCM810自动混音台、E810SP天花扬声器控制器和E810CN系统控制器，加上多只SHURE412台式传声器、CROWN功放和8只JBL天花音箱等部件，组成会议讨论系统和扩声系统。通过编程和设定，即可实现“哑音对应互动”的功能。

6.5 多种可选的会议传声器

    从拾音效果和抑制啸叫等方面的性能对比，不同结构的传声器各有优缺点，分别适用于不同的场合。

    (1)鹅颈式传声器便于靠近发言者的嘴边，加上其心形(或超心形)指向特性以及电容传声器具有较高灵敏度，因而广泛用于固定位置的会议发言，效果甚佳。但不适合流动使用，也不适合唱歌、小品等节目表演。另外鹅颈传声器本身对发言者面部有一定遮挡，在电视拍摄和会议电视等场合可能不大受欢迎。

    (2)手持式传声器被认为是音质最佳的传声器，各类节目都合适。但同样存在对发言者(或表演者)的面部遮挡问题。同时占用了使用者的一只手，对边歌边舞的表演者或边讲边操作的发言者就不甚理想。

    (3)领夹式无线传声器解放了发言者的双手，也不遮挡面部，因而颇受欢迎。但由于传声器头距离使用者口部较远，音质不大理想，只适宜语言节目。加上使用全指向性传声器，较易引起啸叫。

    (4)头戴式无线传声器随着其工艺技术进步，体积越来越小巧，加上颜色搭配美观，正引起人们的极大兴趣。中央电视台近2年的春节晚会起了示范作用，演唱、舞蹈、小品等都大量用上头戴式传声器。现在连日常的访谈、说唱、游戏互动等节目也用上了。头戴传声

    器具备了领夹传声器的所有优点，而克服了其缺点。由于传声器贴近嘴边，可选用心形特性，因而不易啸叫，完全可达到专业演唱要求的音质，对边歌边舞的表演者或边讲边走动边操作的发言者最为理想。但缺点是同等档次的传声器，头戴式较贵；而且有些人可能不习惯(或看不惯)耳朵上挂个东西。

    (5)压力区式传声器(Pressure Zone Microphone，PZM，亦称为界面传声器)是将一个小型压力式电容传声器的振膜朝下安装在一块声反射板上。通常放置在地板、墙面、桌面或其他平面上使用，由于直达声与反射声同相相加使界面传声器的输出加倍，即提高6 dB。

    压力区传声器已有30多年历史，但一直未见有广泛应用，其中原因之一是容易引起啸叫。近年来随着抑制啸叫技术的提高特别是会议电视的普及发展，压力区传声器以其较隐蔽的外形不影响画面的特点，几乎成了会议电视系统的常规配套设备，并有单向、双向、三向、四向等多种组合的形式，分别适用于人数多少不同的小型讨论、谈话、采访等场合，如图4所示。但使用中仍需特别注意加强抑制声反馈啸叫的措施。

    为了适应用户选择多种类型传声器的要求，部分品牌(如TAIDEN HCS系列)会议系统还特意设计了所谓“双传声器输入”功能作为卖点。即在鹅颈式会议系统单元的底座上增设一个外接传声器插口，一方面可多插入一个鹅颈传声器以便于一个单元供两人使用；另一方面，对那些不愿意受到鹅颈传声器束缚和遮挡的发言者，可根据需要和条件，随意插入领夹传声器、手持传声器、压力区传声器或头戴式传声器，以进行更灵活而潇洒的发言。