廣播電臺(tái)廣播質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

佟長(zhǎng)劍

長(zhǎng)久以來(lái)，無(wú)線局各臺(tái)站的自臺(tái)發(fā)射機(jī)播出效果一直采用人工方式定時(shí)收測(cè)，收測(cè)結(jié)果受人為因素的影響較大，主要為：不能定量的記錄收測(cè)結(jié)果，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的停播，更不能發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的“劣播”和“三滿”不足。為提高發(fā)射機(jī)的播出質(zhì)量，同時(shí)滿足無(wú)線局未來(lái)信息化發(fā)展需要，建設(shè)一套自動(dòng)實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就顯得非常有必要。本文根據(jù)無(wú)線發(fā)射臺(tái)質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)需求和八七一臺(tái)實(shí)際環(huán)境情況及業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)了一套適用于八七一臺(tái)質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1八七一臺(tái)物理環(huán)境

圖1所示，系統(tǒng)從物理上有一個(gè)辦公大樓，一個(gè)節(jié)傳(監(jiān)測(cè))機(jī)房，3個(gè)發(fā)射區(qū)(6個(gè)發(fā)射機(jī)房、27部發(fā)射機(jī)、40部發(fā)射天線)。

1.2系統(tǒng)的基本構(gòu)成

新的質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由分別位于3個(gè)發(fā)射區(qū)的數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備、質(zhì)量指標(biāo)監(jiān)測(cè)終端設(shè)備，位于監(jiān)測(cè)(節(jié)傳)機(jī)房的控制通訊服務(wù)器、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、質(zhì)量指標(biāo)監(jiān)測(cè)終端設(shè)備，和位于各個(gè)辦公室的IE瀏覽器組成。

軟件系統(tǒng)包括有：質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)、校時(shí)服務(wù)器軟件、通訊控制服務(wù)軟件、C／S結(jié)構(gòu)質(zhì)量指標(biāo)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、異地監(jiān)測(cè)控制軟件。

系統(tǒng)采用半閉路模式直接從各個(gè)發(fā)射機(jī)的天線饋簡(jiǎn)的入口處獲取高頻信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)的天線輸入端口，通過(guò)工控機(jī)從接收機(jī)的串口取出相對(duì)功率電平值；通過(guò)接收機(jī)引出455KHz中頻信號(hào)，接入位于工控機(jī)PCI插槽上的綜合信號(hào)測(cè)試卡，由工控機(jī)通過(guò)PCI總線直接取出瞬時(shí)調(diào)幅度、平均調(diào)幅度和頻率偏差；閉路天線高頻信號(hào)進(jìn)入“高頻信號(hào)處理卡”的天線輸入端口，工控機(jī)通過(guò)串口取出相對(duì)功率信號(hào)電平值和音頻相對(duì)值，應(yīng)用軟件通過(guò)這音頻信號(hào)的有無(wú)判斷發(fā)射機(jī)是否多播，從衛(wèi)星接收到的“節(jié)目源”信號(hào)直接送入“音頻信號(hào)采集卡”的音頻信號(hào)輸入端子。工控機(jī)通過(guò)串口取出音頻信號(hào)相對(duì)值，判斷節(jié)目源的有無(wú)。

1.3系統(tǒng)特點(diǎn)

(1)半閉路接收模式：接收機(jī)高頻信號(hào)輸入采用半閉路接收模式，在一定程度上解決了外界環(huán)境對(duì)相對(duì)功率電平取值的影響，最大可能的解決了臺(tái)內(nèi)、臺(tái)外的同頻、鄰頻干擾及開(kāi)路監(jiān)測(cè)高頻信號(hào)的不穩(wěn)定問(wèn)題。

(2)硬件DSP技術(shù)：調(diào)幅度、頻偏數(shù)據(jù)采集采用DSP技術(shù)，通過(guò)PCI,總線與工控機(jī)相連，精確度高。

(3)高頻信號(hào)采樣位置合理：接收機(jī)的高頻信號(hào)取自發(fā)射機(jī)“天線饋筒的入口”處，保證了接收設(shè)備與發(fā)射天線的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠準(zhǔn)確判斷正在播音的發(fā)射機(jī)及使用的天線。

(4)流媒體技術(shù)：實(shí)時(shí)音頻傳輸采用流媒體技術(shù)，完全符合微軟Media Playerb~,準(zhǔn)，既保-證了實(shí)時(shí)音頻信號(hào)的連續(xù)性又方便了網(wǎng)上多用戶零客戶端瀏覽。延時(shí)一般為3"～7"。

(5)GPS校時(shí)：系統(tǒng)采用GPS自動(dòng)接收衛(wèi)星時(shí)間信號(hào)，有效保證時(shí)鐘信號(hào)的準(zhǔn)確性。

(6)聯(lián)網(wǎng)方式復(fù)雜：數(shù)據(jù)采集終端通過(guò)專用局域網(wǎng)與位于節(jié)傳(監(jiān)測(cè))機(jī)房的通訊控制服務(wù)器相連，并通過(guò)Web服務(wù)器接入臺(tái)內(nèi)局域網(wǎng)，通過(guò)DDN專線接入無(wú)線局“廣播質(zhì)量監(jiān)測(cè)平臺(tái)”。

(7)數(shù)據(jù)傳輸方式復(fù)雜：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)C／S結(jié)構(gòu)模式直接將各種指標(biāo)數(shù)據(jù)存入位于監(jiān)測(cè)(節(jié)傳)機(jī)房的SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，便于臺(tái)內(nèi)瀏覽查詢、統(tǒng)計(jì)分析，臺(tái)內(nèi)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)與位于無(wú)線局的Omcle數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)后臺(tái)服務(wù)進(jìn)程定時(shí)傳送。

(8)通訊方式復(fù)雜：系統(tǒng)采用HTTP、TCP／IP、UDP、FTP通訊協(xié)議相結(jié)合的通訊模式既保證了監(jiān)測(cè)(節(jié)傳)機(jī)房實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性又方便了臺(tái)內(nèi)及無(wú)線局領(lǐng)導(dǎo)的網(wǎng)上零客戶端瀏覽。

(9)業(yè)務(wù)處理流程復(fù)雜：系統(tǒng)采用多線程處理機(jī)制，保證多任務(wù)同時(shí)執(zhí)行，并優(yōu)先響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)用戶命令。

(10)多播監(jiān)測(cè)：采用自主研發(fā)的硬件電路來(lái)采集高頻信號(hào)與音頻信號(hào)，再利用軟件技術(shù)來(lái)判斷是否為多播。

(11)代播：利用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)，由應(yīng)用軟件提出代播方案。

1.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如圖2所示：節(jié)傳(監(jiān)測(cè))機(jī)房與各個(gè)發(fā)射機(jī)房之間用光纖連接，每根光纖通過(guò)光電轉(zhuǎn)化模塊傳輸兩路網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，一路用于連接數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)設(shè)備。另一路通過(guò)一組單路光電轉(zhuǎn)化模塊連接位于各個(gè)機(jī)房的監(jiān)測(cè)控制桌上的監(jiān)測(cè)終端設(shè)備。位于節(jié)傳(監(jiān)測(cè))的通訊服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)千兆以太網(wǎng)卡連人中心交換機(jī)上的千兆網(wǎng)卡模塊，Web服務(wù)器、各個(gè)數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備、各個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)控制終端設(shè)備以百兆網(wǎng)速連接，將臺(tái)區(qū)、A區(qū)、B區(qū)，節(jié)傳(監(jiān)測(cè))機(jī)房組成一個(gè)千兆自臺(tái)質(zhì)量保證系統(tǒng)專網(wǎng)。中心交換機(jī)與臺(tái)內(nèi)辦公自動(dòng)化網(wǎng)連接，再通過(guò)路由器經(jīng)防火墻接入無(wú)線局信息化自動(dòng)平臺(tái)。位于通訊服務(wù)器上的系統(tǒng)校時(shí)軟件通過(guò)串口控制GPS校時(shí)儀進(jìn)行系統(tǒng)校時(shí)。節(jié)傳(監(jiān)測(cè))機(jī)房通過(guò)監(jiān)測(cè)控制通訊服務(wù)器對(duì)各個(gè)發(fā)射區(qū)的質(zhì)呈指標(biāo)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行控制、下發(fā)節(jié)目運(yùn)行圖、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)聽(tīng)。臺(tái)內(nèi)辦公局域網(wǎng)上的任何有權(quán)限用戶通過(guò)位于節(jié)傳(監(jiān)測(cè))機(jī)房的Web服務(wù)器與監(jiān)測(cè)控制通訊服務(wù)器進(jìn)行通訊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。

2系統(tǒng)功能及描述

(1)相對(duì)功率電平、瞬時(shí)調(diào)幅度、平均調(diào)幅度、頻率偏差、瞬時(shí)音頻電平實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)圖形顯示功能(柱形圖、曲線圖)

據(jù)采集終端通過(guò)RS-232串口從接收機(jī)實(shí)時(shí)采集各個(gè)發(fā)射機(jī)的相對(duì)功率電平值，通過(guò)PCI總線從調(diào)幅度、頻偏綜合測(cè)試卡實(shí)時(shí)采集瞬時(shí)調(diào)幅度、平均調(diào)幅度，頻率值，求出平均調(diào)幅度及頻率偏差；通過(guò)RS-232串口從音頻信號(hào)處理卡實(shí)時(shí)讀取瞬時(shí)音頻電平值。并給出功率電平、瞬時(shí)調(diào)幅度、瞬時(shí)音頻電平柱形圖和測(cè)試數(shù)據(jù)，根據(jù)需要畫(huà)出某一發(fā)射機(jī)的功率電平、瞬時(shí)調(diào)幅度、頻率偏差累計(jì)曲線圖。

(2)音頻信號(hào)的全程錄音功能。

在相對(duì)功率電平、平均調(diào)幅度、頻率偏差指標(biāo)質(zhì)量收測(cè)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)全程的音頻信號(hào)錄音功能，作為系統(tǒng)判斷出現(xiàn)故障時(shí)的參考。存儲(chǔ)在硬盤上的音頻文件長(zhǎng)度大小可設(shè)，(默認(rèn)5分鐘一個(gè))。

(3)發(fā)射機(jī)和天線(功率電平)停播、多播報(bào)警功能。

停播報(bào)警：功率電平停播、有載無(wú)調(diào)；功率電平停播：指發(fā)射機(jī)達(dá)到停播界限時(shí)的報(bào)警。

有載無(wú)調(diào)：連續(xù)超過(guò)一定時(shí)間(可設(shè))音頻信號(hào)(調(diào)幅度值)小于20％(可設(shè))，且上下幅度變化<1％(可設(shè))。

多播報(bào)誓：指本發(fā)射機(jī)負(fù)責(zé)播出頻率前后的本頻率或下一播出頻率的非播音時(shí)間播出。

系統(tǒng)只給出發(fā)射機(jī)和天線報(bào)警，并不具體給出是屬于發(fā)射機(jī)或是屬于天線的報(bào)警。

(4)最大瞬時(shí)調(diào)幅越限報(bào)警功能。

峰值調(diào)幅報(bào)警：在一個(gè)收測(cè)周期內(nèi)(如一分鐘)，大于90％(可設(shè))的調(diào)幅一次也沒(méi)有出現(xiàn)。

平均調(diào)幅報(bào)警：在一個(gè)收測(cè)周期內(nèi)(如一分鐘)，多數(shù)時(shí)間(可設(shè))平均調(diào)幅度值未達(dá)70％(可設(shè))。

(5)頻偏越限報(bào)警功能。

頻偏：所測(cè)頻率與標(biāo)稱頻率的差值。

頻偏報(bào)警：在一定時(shí)間內(nèi)頻偏值大干設(shè)定值時(shí)為頻偏報(bào)警。

(6)遇發(fā)射機(jī)和天線故障最優(yōu)代播方案自動(dòng)篩選和人工強(qiáng)制代播功能。

在某部發(fā)射機(jī)發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)能夠根據(jù)預(yù)先定制的最優(yōu)代播方案，由人工干預(yù)強(qiáng)制使用某部發(fā)射機(jī)代播。

(7)值班員及權(quán)限管理功能。

系統(tǒng)由系統(tǒng)管理員來(lái)維護(hù)，通過(guò)給使用系統(tǒng)的值班員或給與某個(gè)值班員操作權(quán)限來(lái)實(shí)現(xiàn)

(8)基本信息維護(hù)功能。

設(shè)定系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的基本參數(shù)、指標(biāo)質(zhì)量報(bào)警參數(shù)、發(fā)射機(jī)房、發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線等基本信息。

(9)節(jié)目運(yùn)行圖的管理功能。

添加或修改各個(gè)發(fā)射機(jī)的當(dāng)前節(jié)目運(yùn)行圖，包括發(fā)臨時(shí)任務(wù)。

(10)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、打印報(bào)表功能。

C／S結(jié)構(gòu)的相對(duì)功率電平、調(diào)幅度、頻偏歷史數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)分析、打印報(bào)表功能。

(11)報(bào)警數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、打印報(bào)表功能。

C／S結(jié)構(gòu)的相對(duì)功率電平、調(diào)幅度、頻偏歷史報(bào)警數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)分析、打印報(bào)表功能。

(12)數(shù)據(jù)安全、備份功能。

數(shù)據(jù)庫(kù)及監(jiān)測(cè)(節(jié)傳)機(jī)房控制通訊服務(wù)器采用雙機(jī)熱備份，保證系統(tǒng)能夠24小時(shí)不間斷工作。

(13)遠(yuǎn)程控制功能。

系統(tǒng)通過(guò)Web服務(wù)器對(duì)監(jiān)測(cè)(節(jié)傳)機(jī)房控制通訊服務(wù)器，提供辦公局域網(wǎng)內(nèi)IE洲覽器上對(duì)各個(gè)發(fā)射機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)控制功能。

(14)遠(yuǎn)程查詢、統(tǒng)計(jì)分析、打印報(bào)表功能。

系統(tǒng)通過(guò)Web服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器直接提供辦公局域網(wǎng)內(nèi)IE瀏覽器上對(duì)各個(gè)發(fā)射機(jī)歷史功率電平、調(diào)幅度、頻偏數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)分析、打印報(bào)表功能。

(15)遠(yuǎn)程在線監(jiān)聽(tīng)功能。

監(jiān)測(cè)(節(jié)傳)機(jī)房控制通訊服務(wù)終端或任何有權(quán)限的位于IE瀏覽器上的用戶都可以對(duì)各個(gè)指標(biāo)質(zhì)量采集終端的任一發(fā)射機(jī)實(shí)時(shí)在線監(jiān)聽(tīng)。

3系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

戊己兩個(gè)機(jī)房和一個(gè)監(jiān)測(cè)機(jī)房硬件配置分別為：

戊機(jī)房為；(1)工控機(jī)一臺(tái)：Pu為奔IV3，0G(含顯示器、顯卡、120G硬盤、2X512M內(nèi)存、軟驅(qū)、光驅(qū)及附屬設(shè)備等)；(2)內(nèi)插式綜合測(cè)試卡lX4路，(3)內(nèi)插式多路語(yǔ)音壓縮錄音卡1X4路；(4)內(nèi)插式多串口卡1X8路；(5)PCR-1000接收機(jī)1X4臺(tái)；(6)天線高頻信號(hào)引入設(shè)備1X4套(高頻取樣頭+高頻衰減器)；(7)時(shí)鐘分路器：1臺(tái)；(8)電源機(jī)箱：1臺(tái)；(9)4U機(jī)箱：1臺(tái)(封裝PCR-1000)；(10)音頻信號(hào)處理卡：1塊。(11)高頻信號(hào)處理卡：1塊，(12)功分器：4套；(13)高頻信號(hào)處理機(jī)箱；1臺(tái)；(14)19英寸屏蔽機(jī)柜：1臺(tái)；(15)光纖收發(fā)器(二合一)：1臺(tái)，(16)光纖收發(fā)器(一對(duì)一)：2臺(tái)。

己機(jī)房為：(I)工控機(jī)一臺(tái)，CPU為奔Ⅳ3.0G(含顯卡、120G硬盤、2X512M內(nèi)存、軟驅(qū)、光驅(qū)及附屬設(shè)備等)；(2)液晶顯示器17寸：1臺(tái)(明基FP737S)。(3)內(nèi)插式綜合測(cè)試卡4X4路；(4)內(nèi)插式多路語(yǔ)音壓縮錄音卡4X4路；(s)內(nèi)插式多串口卡2X8+2X4路；(6)PCR-1000接收機(jī)1x16臺(tái)；(7)天線高頻信號(hào)引入設(shè)備1X16套(高頻取樣頭+高頻衰減器)；(8)時(shí)鐘分路器：1臺(tái)；(9)電源機(jī)箱：1臺(tái)；(10)4U機(jī)箱：1臺(tái)(封裝PCR-1000)；(11)音頻信號(hào)處理卡：2塊；(12)高頻信號(hào)處理卡：2塊；(13)功分器：16套；(14)高頻信號(hào)處理機(jī)箱：1臺(tái)，(15)19英寸屏蔽機(jī)柜：1臺(tái)；(16)光纖收發(fā)器(二合一)：1臺(tái)；(17)光纖收發(fā)器(一對(duì)一)：2臺(tái)。

監(jiān)測(cè)機(jī)房為：(1)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器一臺(tái)(可作為通訊控制服務(wù)器的備份)DL360 Xeon 3.066G／2G／CD／1000M／IU2×72.8硬盤，熱插撥HP原裝，(2)通訊控制服務(wù)器一臺(tái)(可作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的備份)DL360 Xeon 3.066G／2G／CD／1000M／1U 2×36.4G硬盤，熱插撥HP原裝，(3)Web通訊服務(wù)器一臺(tái)(辦公局域網(wǎng)網(wǎng)上瀏覽使用)IDL360 Xeon 2.4G／IG／CD／1000M／1U 2×36.4G硬盤，熱插撥HP原裝；(4)工作站一臺(tái)；(5)GPS標(biāo)頻源一套；(6)以太網(wǎng)交換機(jī)一臺(tái)(1000M)I(7)光纖收發(fā)器模塊2套；(8)光纖收發(fā)器模塊機(jī)箱1臺(tái)。(9)液晶顯示器1臺(tái)：明基FP537S。

軟件環(huán)境為：(1)Windows2000 Server操作系統(tǒng)3套‘(2)Windows2000 Professional操作系統(tǒng)3套。

4結(jié)語(yǔ)

在沒(méi)有使用自動(dòng)廣播質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，對(duì)發(fā)射機(jī)的播出效果監(jiān)測(cè)完全利用人工通過(guò)接收機(jī)收聽(tīng)方式進(jìn)行簡(jiǎn)單收測(cè)。這既不能保證監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確、及時(shí)和精確性，同時(shí)也給值班員帶來(lái)了一定工作強(qiáng)度，對(duì)已播節(jié)目的發(fā)射指標(biāo)沒(méi)有定量測(cè)試及存儲(chǔ)，也就無(wú)法查詢?cè)?jīng)播出信號(hào)的播出質(zhì)量效果。通過(guò)文中設(shè)計(jì)的這套新系統(tǒng)，可以完全克服上面的問(wèn)題，采用智能化的接收處理方式，提高了發(fā)射機(jī)的播出質(zhì)量，并且最大限度的降低人為因素對(duì)整個(gè)過(guò)程影響，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的工作。