地面數字電視監測技術(shù)分析論文

　　1技術(shù)架構

　　根據地面數字電視覆蓋的技術(shù)特點(diǎn)，主要通過(guò)發(fā)射機監測系統、射頻監測系統、碼流監測系統、音視頻監測系統實(shí)現對整個(gè)播出環(huán)節的安全防護。發(fā)射機監測系統中，在遵循發(fā)射機廠(chǎng)家協(xié)議的基礎上，通過(guò)發(fā)射機通訊接口，采集發(fā)射機技術(shù)指標和運行數據；射頻監測系統主要進(jìn)行DTMB解調、載波監測等工作；碼流監測系統按照TR101-290的標準對TS流進(jìn)行監測；音視頻監測系統主要完成信號源及空收節目的監測、存儲。

　　2主要技術(shù)特點(diǎn)

　　2.1發(fā)射機監測系統

　　發(fā)射機監測系統是整個(gè)地面數字電視監測系統的核心，它擔負著(zhù)發(fā)射設備、輔助設備的數據采集工作，實(shí)時(shí)進(jìn)行監測數據和報警信息的上報，接收并執行遠程監管平臺下發(fā)的查詢(xún)、配置指令，完成播出信號質(zhì)量、測試指標的匯總回傳。發(fā)射機的核心設備是激勵器，按照GD/J067-2015《基于衛星傳輸地面數字電視單頻網(wǎng)激勵器技術(shù)要求和測量方法》，在發(fā)射機監測系統中增加了對激勵器及單頻網(wǎng)適配器技術(shù)指標的監測。

　　2.1.1.激勵器監測

　　地面數字電視發(fā)射機標配主備激勵器，兩路衛星信號源分別輸入主備激勵器，激勵器具備自動(dòng)判斷信源并進(jìn)行切換的功能。單頻網(wǎng)狀態(tài)下，當輸入碼流丟失或錯誤時(shí)，激勵器可根據要求設置射頻輸出關(guān)斷功能，異常狀態(tài)消除后，激勵器自動(dòng)恢復到正常單頻網(wǎng)組網(wǎng)工作狀態(tài)。當輸入碼流的SIP丟失時(shí)，激勵器轉入多頻網(wǎng)工作模式，保持調制輸出，從而避免地面數字電視廣播的大范圍停播，提高了安全播出的可靠性。針對激勵器技術(shù)上的新特點(diǎn)，對激勵器的功率、主備激勵器工作狀態(tài)、單頻網(wǎng)工作模式進(jìn)行監測，是整個(gè)發(fā)射機監測系統非常重要的一個(gè)環(huán)節。

　　2.1.2.單頻網(wǎng)監測項目及報警條件

　　單頻網(wǎng)是此次地面數字電視覆蓋的主要技術(shù)，對單頻網(wǎng)技術(shù)指標的監測有別于傳統的發(fā)射系統監測。單頻網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)，對碼流輸入、外參考時(shí)鐘有效性、射頻本振、溫度告警、單頻網(wǎng)狀態(tài)、發(fā)射機輸出射頻指標等規定了相應的報警條件，系統發(fā)現有觸發(fā)報警條件的情況后實(shí)時(shí)進(jìn)行報警。

　　2.2射頻系統監測

　　系統對數字電視信號進(jìn)行DTMB信道指標的監測，主要包括：射頻信號鎖定狀態(tài)、載波電平、調制誤差比MER、誤碼率BER、誤差向量幅度、載噪比等參數的測量和查詢(xún)。射頻系統監測能夠對電平為40dBμV~100dBμV的射頻信號（48MHz~870MHz頻率范圍）進(jìn)行接收解調，支持對多種QAM調制方式的監測。系統能夠按照遠程指令執行射頻指標監測任務(wù)，并將結果回傳中心系統或區域節點(diǎn)。

　　2.3碼流監測系統

　　為加強對中央電視節目版權的保護，覆蓋工程對衛星鏈路傳輸的TS碼流采用加擾加密措施防止非法接收，即前端AVS+編碼器輸出的多路TS碼流首先送入加擾復用器進(jìn)行加擾加密和復用，形成加擾加密的TS碼流并送入地面數字電視單頻網(wǎng)適配器。與模擬無(wú)線(xiàn)廣播電視監測相比，地面數字電視的監測需要增加碼流監測的內容，在對電視節目監測時(shí)，有些碼流方面的錯誤值班人員用肉眼無(wú)法識別和判斷，借助碼流監測系統，可以及時(shí)發(fā)現節目碼流異常，通過(guò)查找原因，排除隱患，減少對節目播出的`影響。碼流監測系統能夠對ASI信號碼流結構和數據信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析�？梢詫�(shí)現碼流帶寬分析功能，包括整個(gè)TS流總碼率的最小值、最大值、有效值、當前值、TS流中每路節目的碼率和所占帶寬的比率、PSI/SI中每個(gè)PES的碼率、空包率和其它數據的碼率。碼流監測系統還能夠進(jìn)行質(zhì)量異態(tài)報警，按照TR101290技術(shù)規范，進(jìn)行一、二、三級的錯誤監測。

　　2.4音視頻監測系統

　　在整個(gè)地面數字電視監測中，音視頻監測是最為直觀(guān)有效的監測手段，更符合發(fā)射臺值班人員對播出節目進(jìn)行監測的習慣。音視頻監測系統除提供信源節目和空收節目的多畫(huà)面監測外，還能對節目異態(tài)進(jìn)行報警，并實(shí)現節目存儲。其主要組成如下：

　　2.41.信號源音視頻監測

　　DTMB信號源主要采用衛星傳輸，衛星接收機輸出的ASITS碼流送入發(fā)射機，發(fā)射機激勵器具備對兩路碼流的手動(dòng)和自動(dòng)切換功能。在進(jìn)行信號源音視頻監測時(shí)，需要在衛星接收機與發(fā)射機激勵器之間加裝ASITS無(wú)源碼流分配器，如圖1所示，分配后的一路碼流送入激勵器，另一路碼流經(jīng)轉碼后在液晶監視器上進(jìn)行監測。

　　2.42.空收節目音視頻監測

　　在地面數字電視監測系統中，值班人員通過(guò)空收節目的監測可直觀(guān)了解播出情況。能夠在第一時(shí)間發(fā)現播出異常并進(jìn)行報警，縮短故障時(shí)間。在這一環(huán)節，首先需對接收信號進(jìn)行接收和解調，解調后輸出的傳輸流為清流，直接發(fā)送給監測模塊以硬件方式進(jìn)行高速處理轉碼，對傳輸流數據包進(jìn)行TCP/UDP的IP封裝，實(shí)現TSoverIP的網(wǎng)絡(luò )傳輸。

　　2.4.3.音視頻節目監聽(tīng)監看及報警

　　，主、備信號源碼流與空收解調后的碼流送入TSoverIP設備，進(jìn)行IP封裝，經(jīng)千兆交換機后，送入AVS+轉碼及視音頻處理器，最終輸出的音視頻節目在監視器上實(shí)時(shí)顯示。視音頻處理器將每路信號的數據流通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送到遠程監測端，進(jìn)行存儲和調用�；�于IP封裝的信號源及空收節目的音視頻節目可以在監視器上任意組合進(jìn)行全面監視，也可將一個(gè)節目畫(huà)面獨立監視，能夠監聽(tīng)節目的伴音音頻。一旦出現視音頻丟失，視頻圖像質(zhì)量變差（黑屏，靜幀等）的情況系統自動(dòng)報警并在監視器上顯示報警的視頻圖像，同時(shí)揚聲器輸出伴音音頻。出現視音頻黑場(chǎng)、靜幀、靜音、彩條、無(wú)伴音等故障時(shí)，系統進(jìn)行聲光報警和提示框彈出提示，將報警信息記錄至數據庫，報警查詢(xún)信息與異態(tài)錄像信息可以實(shí)現聯(lián)動(dòng)查詢(xún)。系統支持異態(tài)錄像和下載功能，支持遠程調用，異態(tài)節目?jì)热荼４嬉荒暌陨稀?/p>

　　3需進(jìn)一步研究和完善之處

　　面數字電視的監測工作處于初期階段，具體的技術(shù)應用有待通過(guò)實(shí)踐進(jìn)行驗證。在今后的研究中，仍需不斷充實(shí)和完善監測技術(shù)手段，使之更加切合地面數字電視的傳輸發(fā)射特點(diǎn)。

　　1.技術(shù)標準統一

　　目前，全國各地的地面數字電視覆蓋工作開(kāi)始起步，各級廣播電視監測部門(mén)及相關(guān)的廠(chǎng)家也在研究地面數字電視的監測技術(shù)，初期可能會(huì )有不同的技術(shù)方案，特別是數據接口標準可能會(huì )不盡相同，因此在進(jìn)行監測技術(shù)研究和監測方案制定時(shí)，應遵循統一的技術(shù)標準，保證數據接口的一致性，從而達到監測數據共享的目的，更好的為覆蓋工作服務(wù)。

　　2.通訊網(wǎng)絡(luò )建設

　　此次承擔覆蓋任務(wù)的發(fā)射臺大部分處于海拔較高的山頂，位置偏僻，通信網(wǎng)絡(luò )基礎條件較差，嚴重影響遠程監測能力，嚴重影響數據共享。在今后的監測工作中應當積極探索在不同網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下實(shí)現數據通訊的能力，如在光纜、微波等未通達的臺站，充分利用4G網(wǎng)絡(luò )、遠距離WIFI通訊等方式實(shí)現監測數據的回傳。

　　3.CDR監測技術(shù)展望

　　考慮到當前我國正在開(kāi)展數字音頻廣播相關(guān)研究及推廣應用，全國各地開(kāi)始建設包括CDR在內的數字音頻廣播發(fā)射系統，并正式提供數字音頻廣播業(yè)務(wù)。為此，應在現有模擬廣播監測系統的基礎上，通過(guò)進(jìn)一步部署相應的數字音頻廣播網(wǎng)絡(luò )及信號監測設備，構建統一的數字音頻廣播監測監管平臺，實(shí)現對中央臺數字音頻廣播系統和網(wǎng)絡(luò )覆蓋效果、信號質(zhì)量和播出內容等的實(shí)時(shí)監測。

　　4結束語(yǔ)

　　地面數字電視覆蓋工作正在全國開(kāi)展，此項工程投資大，覆蓋廣，如何對其進(jìn)行監測監管，保證投資成效，保證中央臺及地方臺節目的良好覆蓋，是廣播電視行政管理部門(mén)的職責。同時(shí)在組建單頻網(wǎng)過(guò)程中，如何利用監測手段，合理優(yōu)化單頻網(wǎng)的覆蓋及播出質(zhì)量也是工程技術(shù)人員所需解決的問(wèn)題。在今后一段時(shí)間里，建設一個(gè)安全、穩定、高效的監測平臺，為地面數字電視覆蓋工作提供服務(wù)，有益于國家資金的有效利用、有益于廣播電視公共服務(wù)事業(yè)的良性發(fā)展、有益于廣播電視覆蓋水平的不斷提高。