地面數(shù)字電視廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

時(shí)間:2022-08-17 11:27:50

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地面數(shù)字電視廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

1系統(tǒng)介紹

地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)組成主要包括信源系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)以及發(fā)射系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為單頻網(wǎng)和多頻網(wǎng),在同一區(qū)域,單頻網(wǎng)和多頻網(wǎng)往往交叉覆蓋。地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與地面模擬電視監(jiān)測(cè)流程大致相同,主要通過監(jiān)測(cè)設(shè)備接收、解調(diào)地面數(shù)字廣播信號(hào),分析信號(hào)的質(zhì)量和變化,以此反應(yīng)整個(gè)地?cái)?shù)播出發(fā)射系統(tǒng)、設(shè)備的工作狀態(tài)。一般而言,地面數(shù)字電視廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可分為移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和固定監(jiān)測(cè)系統(tǒng),固定監(jiān)測(cè)為較為常見的監(jiān)測(cè)方式。從技術(shù)角度講,開展地面數(shù)字電視監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵在于監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的選取。根據(jù)被監(jiān)測(cè)區(qū)域的不同,可以分為以下兩種類型:1.1單獨(dú)覆蓋區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。適用于對(duì)地面數(shù)字電視廣播(含單發(fā)射點(diǎn)在內(nèi)的)多頻網(wǎng)和單頻網(wǎng)的監(jiān)測(cè),設(shè)置在各發(fā)射機(jī)單獨(dú)覆蓋的區(qū)域內(nèi)的穩(wěn)定接收區(qū)域。從安全播出管理的角度講,適合監(jiān)測(cè)縣級(jí)節(jié)目和部分市級(jí)節(jié)目。1.2重疊覆蓋區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。只適用于對(duì)地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)的監(jiān)測(cè),設(shè)置在那些可接收來自不同發(fā)射站點(diǎn)的、起主要作用的信號(hào)差值小于射頻保護(hù)率值的穩(wěn)定接收區(qū)域。從安全播出管理角度講,適合監(jiān)測(cè)中央節(jié)目、省級(jí)節(jié)目和部分市級(jí)節(jié)目。

2系統(tǒng)組成

正如上文中提到的,地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與地面模擬電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)流程大致相同,因此在實(shí)現(xiàn)對(duì)省內(nèi)地面數(shù)字電視發(fā)射質(zhì)量、播出效果實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的同時(shí),更要考慮合理、高效的利用資金和資源,節(jié)約建設(shè)成本,兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?,F(xiàn)有的地面模擬電視的室外接收天線、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等可綜合考慮、利舊使用。2.1總體結(jié)構(gòu)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為分布式結(jié)構(gòu),包括一個(gè)省級(jí)數(shù)據(jù)處理中心、回傳網(wǎng)絡(luò)和117個(gè)監(jiān)測(cè)前端。監(jiān)測(cè)站點(diǎn)有獨(dú)立的處理能力,可完成各層級(jí)的監(jiān)測(cè)、并形成報(bào)警數(shù)據(jù)上傳、節(jié)目錄像備份,數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在異地多臺(tái)服務(wù)器上,實(shí)現(xiàn)異地容災(zāi),同時(shí)提高了系統(tǒng)總體性能??傮w結(jié)構(gòu)見圖1所示。在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)建設(shè)過程中,要充分考慮網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全的要求。首先,在回傳鏈路的數(shù)據(jù)中心端要設(shè)置防火墻,因監(jiān)測(cè)前端設(shè)備IP地址數(shù)量不多,因此宜針對(duì)網(wǎng)絡(luò)源地址對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾,設(shè)置合理安全策略,嚴(yán)格控制進(jìn)入數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包;此外,地面數(shù)字電視廣播的監(jiān)測(cè)平臺(tái)軟件要建立完善的系統(tǒng)訪問權(quán)限機(jī)制,例如身份認(rèn)證、加密傳輸、WEB認(rèn)證等,防止非法登錄,確保平臺(tái)信息安全。2.2系統(tǒng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容。對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行射頻層(信道層)面監(jiān)測(cè):射頻層面(信道層)的監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)地面數(shù)字電視廣播射頻信號(hào)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括:頻率、射頻信號(hào)帶寬、接收可用場(chǎng)強(qiáng)、射頻系統(tǒng)工作模式、調(diào)制誤差率(MER)、載噪比(CNR)和LDPC誤報(bào)率等指標(biāo)。通過監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)質(zhì)量及其變化,反映出地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的工作狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行情況。對(duì)解調(diào)得到的TS流進(jìn)行碼流層面分析:與模擬電視不同,對(duì)碼流層面進(jìn)行監(jiān)測(cè)是地面數(shù)字電視廣播監(jiān)測(cè)必不可少的環(huán)節(jié)之一。與有線數(shù)字電視相似,對(duì)地面數(shù)字電視的碼流層進(jìn)行監(jiān)測(cè),能夠全面反映地面數(shù)字電視廣播信源系統(tǒng)工作狀態(tài)和設(shè)備的運(yùn)行情況。對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào),對(duì)得到的碼流進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)分析,內(nèi)容包括:TS流符合性、視音頻編碼方式、視音頻質(zhì)量等。根據(jù)TS流錯(cuò)誤對(duì)信源編碼、接收效果和質(zhì)量影響程度的不同,對(duì)TS碼流的監(jiān)測(cè)可以分成三個(gè)優(yōu)先級(jí)。其中,對(duì)第一優(yōu)先級(jí)和第二優(yōu)先級(jí)監(jiān)測(cè)是必選項(xiàng),通常第三優(yōu)先級(jí)監(jiān)測(cè)為可選項(xiàng)。第一優(yōu)先級(jí)監(jiān)測(cè)主要有:TS流同步丟失、同步字錯(cuò)誤、PAT錯(cuò)誤、連續(xù)計(jì)數(shù)錯(cuò)誤、PMT錯(cuò)誤、PID錯(cuò)誤等;第二優(yōu)先級(jí)監(jiān)測(cè)主要有:傳輸錯(cuò)誤、CRC錯(cuò)誤、PCR間隔錯(cuò)誤等。在監(jiān)測(cè)過程中,若TS碼流不符合相關(guān)規(guī)定,地面數(shù)字電視廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行報(bào)警提示。對(duì)單頻網(wǎng)的監(jiān)測(cè):作為我國(guó)地面數(shù)字電視廣播重要的組網(wǎng)方式,單頻組網(wǎng)有較高的技術(shù)要求,且組網(wǎng)區(qū)域越大,難度和要求越高。我省采用DS-23頻道作為發(fā)射省級(jí)電視節(jié)目的省域單頻網(wǎng),發(fā)揮著重要的輿論宣傳作用,因此應(yīng)作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)目標(biāo)。單頻網(wǎng)的監(jiān)測(cè)涉及到獨(dú)立覆蓋區(qū)和重疊覆蓋區(qū)的問題,單頻網(wǎng)在同步工作狀態(tài)下,兩個(gè)區(qū)域都能接收到穩(wěn)定的信號(hào),這需要嚴(yán)格的時(shí)延控制。單頻網(wǎng)在失步狀態(tài)下,各發(fā)射點(diǎn)的單獨(dú)覆蓋區(qū)仍可以正常接收信號(hào),因此綜合考慮,在單頻網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取上,要分別部署在網(wǎng)內(nèi)發(fā)射機(jī)重疊覆蓋區(qū)和單獨(dú)覆蓋區(qū),在重疊覆蓋區(qū)部署監(jiān)測(cè)點(diǎn)要盡量選在中心位置。部署在單獨(dú)覆蓋區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)定向監(jiān)測(cè)各發(fā)射機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),而重疊覆蓋區(qū)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要監(jiān)測(cè)單頻網(wǎng)的同步發(fā)射狀態(tài)。同步狀態(tài)的判斷一般采用主觀和客觀兩種接收失敗判斷依據(jù)(以下稱判據(jù)),以連續(xù)3個(gè)20s內(nèi)每個(gè)20s內(nèi)出現(xiàn)圖像損傷小于等于一次為接收成功作為主觀判據(jù),以統(tǒng)計(jì)時(shí)間為一分鐘內(nèi)BER高于3×為客觀判據(jù)。上述兩種判據(jù)可視情況獨(dú)立或者組合應(yīng)用。

本文基于在省級(jí)地面模擬電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,探討構(gòu)建數(shù)字監(jiān)測(cè)系統(tǒng),有效提高省內(nèi)廣播電視節(jié)目的安全播出管理水平,同時(shí)兼顧到節(jié)約成本、提高系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)維效率。考慮到系統(tǒng)在建設(shè)過程中,還涉及大量具體的地面數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行工程實(shí)踐,特別是在地面數(shù)字電視信號(hào)接收方面,利舊使用原有接收天線,同時(shí)兼顧到模擬調(diào)頻廣播、模擬中波廣播的信號(hào)接收質(zhì)量,要因地制宜地結(jié)合自身需求、與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新。

作者:韓克鯤 單位:山東省廣播電視監(jiān)測(cè)中心