地面數字電視監測技術分析論文

　　1技術架構

　　根據地面數字電視覆蓋的技術特點，主要通過發射機監測系統、射頻監測系統、碼流監測系統、音視頻監測系統實現對整個播出環節的安全防護。發射機監測系統中，在遵循發射機廠家協議的基礎上，通過發射機通訊接口，采集發射機技術指標和運行數據；射頻監測系統主要進行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主要技術特點

　　2.1發射機監測系統

　　發射機監測系統是整個地面數字電視監測系統的核心，它擔負著發射設備、輔助設備的數據采集工作，實時進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的查詢、配置指令，完成播出信號質量、測試指標的匯總回傳。發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激勵器技術要求和測量方法》，在發射機監測系統中增加了對激勵器及單頻網適配器技術指標的監測。

　　2.1.1.激勵器監測

　　地面數字電視發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，激勵器具備自動判斷信源并進行切換的功能。單頻網狀態下，當輸入碼流丟失或錯誤時，激勵器可根據要求設置射頻輸出關斷功能，異常狀態消除后，激勵器自動恢復到正常單頻網組網工作狀態。當輸入碼流的SIP丟失時，激勵器轉入多頻網工作模式，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。針對激勵器技術上的新特點，對激勵器的功率、主備激勵器工作狀態、單頻網工作模式進行監測，是整個發射機監測系統非常重要的一個環節。

　　2.1.2.單頻網監測項目及報警條件

　　單頻網是此次地面數字電視覆蓋的主要技術，對單頻網技術指標的監測有別于傳統的發射系統監測。單頻網組網時，對碼流輸入、外參考時鐘有效性、射頻本振、溫度告警、單頻網狀態、發射機輸出射頻指標等規定了相應的報警條件，系統發現有觸發報警條件的情況后實時進行報警。

　　2.2射頻系統監測

　　系統對數字電視信號進行DTMB信道指標的監測，主要包括：射頻信號鎖定狀態、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。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，并將結果回傳中心系統或區域節點。

　　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適配器。與模擬無線廣播電視監測相比，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，有些碼流方面的錯誤值班人員用肉眼無法識別和判斷，借助碼流監測系統，可以及時發現節目碼流異常，通過查找原因，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行實時分析。可以實現碼流帶寬分析功能，包括整個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行質量異態報警，按照TR101290技術規范，進行一、二、三級的錯誤監測。

　　2.4音視頻監測系統

　　在整個地面數字電視監測中，音視頻監測是最為直觀有效的監測手段，更符合發射臺值班人員對播出節目進行監測的習慣。音視頻監測系統除提供信源節目和空收節目的多畫面監測外，還能對節目異態進行報警，并實現節目存儲。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碼流送入發射機，發射機激勵器具備對兩路碼流的手動和自動切換功能。在進行信號源音視頻監測時，需要在衛星接收機與發射機激勵器之間加裝ASITS無源碼流分配器，如圖1所示，分配后的一路碼流送入激勵器，另一路碼流經轉碼后在液晶監視器上進行監測。

　　2.42.空收節目音視頻監測

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

　　2.4.3.音視頻節目監聽監看及報警

　　，主、備信號源碼流與空收解調后的碼流送入TSoverIP設備，進行IP封裝，經千兆交換機后，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時顯示。視音頻處理器將每路信號的數據流通過網絡傳送到遠程監測端，進行存儲和調用。基于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行全面監視，也可將一個節目畫面獨立監視，能夠監聽節目的伴音音頻。一旦出現視音頻丟失，視頻圖像質量變差（黑屏，靜幀等）的情況系統自動報警并在監視器上顯示報警的視頻圖像，同時揚聲器輸出伴音音頻。出現視音頻黑場、靜幀、靜音、彩條、無伴音等故障時，系統進行聲光報警和提示框彈出提示，將報警信息記錄至數據庫，報警查詢信息與異態錄像信息可以實現聯動查詢。系統支持異態錄像和下載功能，支持遠程調用，異態節目內容保存一年以上。

　　3需進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，具體的技術應用有待通過實踐進行驗證。在今后的研究中，仍需不斷充實和完善監測技術手段，使之更加切合地面數字電視的傳輸發射特點。

　　1.技術標準統一

　　目前，全國各地的地面數字電視覆蓋工作開始起步，各級廣播電視監測部門及相關的廠家也在研究地面數字電視的監測技術，初期可能會有不同的技術方案，特別是數據接口標準可能會不盡相同，因此在進行監測技術研究和監測方案制定時，應遵循統一的技術標準，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。

　　2.通訊網絡建設

　　此次承擔覆蓋任務的發射臺大部分處于海拔較高的山頂，位置偏僻，通信網絡基礎條件較差，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絡環境下實現數據通訊的能力，如在光纜、微波等未通達的臺站，充分利用4G網絡、遠距離WIFI通訊等方式實現監測數據的回傳。

　　3.CDR監測技術展望

　　考慮到當前我國正在開展數字音頻廣播相關研究及推廣應用，全國各地開始建設包括CDR在內的數字音頻廣播發射系統，并正式提供數字音頻廣播業務。為此，應在現有模擬廣播監測系統的基礎上，通過進一步部署相應的數字音頻廣播網絡及信號監測設備，構建統一的數字音頻廣播監測監管平臺，實現對中央臺數字音頻廣播系統和網絡覆蓋效果、信號質量和播出內容等的實時監測。

　　4結束語

　　地面數字電視覆蓋工作正在全國開展，此項工程投資大，覆蓋廣，如何對其進行監測監管，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的職責。同時在組建單頻網過程中，如何利用監測手段，合理優化單頻網的覆蓋及播出質量也是工程技術人員所需解決的問題。在今后一段時間里，建設一個安全、穩定、高效的監測平臺，為地面數字電視覆蓋工作提供服務，有益于國家資金的有效利用、有益于廣播電視公共服務事業的良性發展、有益于廣播電視覆蓋水平的不斷提高。