地面數(shù)字電視廣播監(jiān)測系統(tǒng)研究
時間:2022-08-17 11:27:50
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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)測與地面模擬電視監(jiān)測流程大致相同,主要通過監(jiān)測設(shè)備接收、解調(diào)地面數(shù)字廣播信號,分析信號的質(zhì)量和變化,以此反應(yīng)整個地數(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)測系統(tǒng)可分為移動監(jiān)測系統(tǒng)和固定監(jiān)測系統(tǒng),固定監(jiān)測為較為常見的監(jiān)測方式。從技術(shù)角度講,開展地面數(shù)字電視監(jiān)測的關(guān)鍵在于監(jiān)測地點的選取。根據(jù)被監(jiān)測區(qū)域的不同,可以分為以下兩種類型:1.1單獨覆蓋區(qū)監(jiān)測點。適用于對地面數(shù)字電視廣播(含單發(fā)射點在內(nèi)的)多頻網(wǎng)和單頻網(wǎng)的監(jiān)測,設(shè)置在各發(fā)射機單獨覆蓋的區(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)測縣級節(jié)目和部分市級節(jié)目。1.2重疊覆蓋區(qū)監(jiān)測點。只適用于對地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)的監(jiān)測,設(shè)置在那些可接收來自不同發(fā)射站點的、起主要作用的信號差值小于射頻保護率值的穩(wěn)定接收區(qū)域。從安全播出管理角度講,適合監(jiān)測中央節(jié)目、省級節(jié)目和部分市級節(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)測與地面模擬電視監(jiān)測系統(tǒng)流程大致相同,因此在實現(xiàn)對省內(nèi)地面數(shù)字電視發(fā)射質(zhì)量、播出效果實現(xiàn)監(jiān)測的同時,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)濟效益和社會效益?,F(xiàn)有的地面模擬電視的室外接收天線、存儲資源、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)測系統(tǒng)為分布式結(jié)構(gòu),包括一個省級數(shù)據(jù)處理中心、回傳網(wǎng)絡(luò)和117個監(jiān)測前端。監(jiān)測站點有獨立的處理能力,可完成各層級的監(jiān)測、并形成報警數(shù)據(jù)上傳、節(jié)目錄像備份,數(shù)據(jù)分別存儲在異地多臺服務(wù)器上,實現(xiàn)異地容災(zāi),同時提高了系統(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)測前端設(shè)備IP地址數(shù)量不多,因此宜針對網(wǎng)絡(luò)源地址對數(shù)據(jù)進行過濾,設(shè)置合理安全策略,嚴(yán)格控制進入數(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)測平臺軟件要建立完善的系統(tǒng)訪問權(quán)限機制,例如身份認(rèn)證、加密傳輸、WEB認(rèn)證等,防止非法登錄,確保平臺信息安全。2.2系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容。對接收信號進行射頻層(信道層)面監(jiān)測:射頻層面(信道層)的監(jiān)測主要是針對地面數(shù)字電視廣播射頻信號的各項技術(shù)指標(biāo)進行測量,監(jiān)測項目主要包括:頻率、射頻信號帶寬、接收可用場強、射頻系統(tǒng)工作模式、調(diào)制誤差率(MER)、載噪比(CNR)和LDPC誤報率等指標(biāo)。通過監(jiān)測射頻信號質(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)備的運行情況。對解調(diào)得到的TS流進行碼流層面分析:與模擬電視不同,對碼流層面進行監(jiān)測是地面數(shù)字電視廣播監(jiān)測必不可少的環(huán)節(jié)之一。與有線數(shù)字電視相似,對地面數(shù)字電視的碼流層進行監(jiān)測,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)備的運行情況。對接收到的信號進行解調(diào),對得到的碼流進行各項技術(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流錯誤對信源編碼、接收效果和質(zhì)量影響程度的不同,對TS碼流的監(jiān)測可以分成三個優(yōu)先級。其中,對第一優(yōu)先級和第二優(yōu)先級監(jiān)測是必選項,通常第三優(yōu)先級監(jiān)測為可選項。第一優(yōu)先級監(jiān)測主要有:TS流同步丟失、同步字錯誤、PAT錯誤、連續(xù)計數(shù)錯誤、PMT錯誤、PID錯誤等;第二優(yōu)先級監(jiān)測主要有:傳輸錯誤、CRC錯誤、PCR間隔錯誤等。在監(jiān)測過程中,若TS碼流不符合相關(guān)規(guī)定,地面數(shù)字電視廣播監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)進行報警提示。對單頻網(wǎng)的監(jiān)測:作為我國地面數(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)作為重點監(jiān)測目標(biāo)。單頻網(wǎng)的監(jiān)測涉及到獨立覆蓋區(qū)和重疊覆蓋區(qū)的問題,單頻網(wǎng)在同步工作狀態(tài)下,兩個區(qū)域都能接收到穩(wěn)定的信號,這需要嚴(yán)格的時延控制。單頻網(wǎng)在失步狀態(tài)下,各發(fā)射點的單獨覆蓋區(qū)仍可以正常接收信號,因此綜合考慮,在單頻網(wǎng)監(jiān)測點的選取上,要分別部署在網(wǎng)內(nèi)發(fā)射機重疊覆蓋區(qū)和單獨覆蓋區(qū),在重疊覆蓋區(qū)部署監(jiān)測點要盡量選在中心位置。部署在單獨覆蓋區(qū)監(jiān)測點定向監(jiān)測各發(fā)射機的運行狀態(tài),而重疊覆蓋區(qū)的監(jiān)測點主要監(jiān)測單頻網(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20s內(nèi)每個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)計時間為一分鐘內(nèi)BER高于3×為客觀判據(jù)。上述兩種判據(jù)可視情況獨立或者組合應(yīng)用。
本文基于在省級地面模擬電視監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,探討構(gòu)建數(shù)字監(jiān)測系統(tǒng),有效提高省內(nèi)廣播電視節(jié)目的安全播出管理水平,同時兼顧到節(jié)約成本、提高系統(tǒng)建設(shè)、運維效率??紤]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)測系統(tǒng)建設(shè)、運行工程實踐,特別是在地面數(shù)字電視信號接收方面,利舊使用原有接收天線,同時兼顧到模擬調(diào)頻廣播、模擬中波廣播的信號接收質(zhì)量,要因地制宜地結(jié)合自身需求、與時俱進的創(chuàng)新。
作者:韓克鯤 單位:山東省廣播電視監(jiān)測中心