無線廣播電視發(fā)射臺站自動化信號電子檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)研究

劉鶴

【摘要】發(fā)射臺主要負責廣播電視信號電磁波傳送，是保證電視、廣播節(jié)目正常播出的基礎(chǔ)設(shè)施。構(gòu)建完善發(fā)射臺自動化信號電子檢測系統(tǒng)，可自動展開信號問題甄別，為發(fā)射臺安全播出提供數(shù)據(jù)依據(jù)，作用較為突出。本文將以系統(tǒng)設(shè)計原則介紹為切入點，對無線廣播電視發(fā)射臺站自動化信號電子監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方式展開深層次分析，旨在優(yōu)化自動化信號監(jiān)測現(xiàn)狀，保證無線廣播電視發(fā)射臺運行質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計原則 發(fā)射臺 廣播電視節(jié)目 自動化 信號電子檢測系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)計

隨著科學技術(shù)進步，人們對生活享受要求越來越高，觀看廣播電視節(jié)目成為人們業(yè)余生活必不可少的選擇之一，而無限廣播電視信號直接影響人們觀看廣播電視效果，為保證無線廣播電視節(jié)目信號傳送效果，優(yōu)化觀看電視效果，無限廣播電視發(fā)射臺需要具備較強無限信號發(fā)送維護與管理整體能力，鑒于此，無限廣播電視發(fā)射臺相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W者開始加大了對無限廣播電視發(fā)射臺自動化信號電子檢測系統(tǒng)設(shè)計方式的研究力度，期望通過科學合理設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)理想化無限廣播電視信號電子自動檢測模式，盡量避免無限廣播電視發(fā)射臺存在影響信號自動送貨質(zhì)量問題，實現(xiàn)電視發(fā)射臺可以智能化及時檢測到問題及時智能化解決問題，解決不了的問題第一時間報警，甚至電子檢測、預防和提交警報可能存在的問題，保證無限廣播電視信號高質(zhì)量的順利發(fā)送。該無限廣播電視信號電子檢測系統(tǒng)正式展開系統(tǒng)設(shè)計研究前，為對各項設(shè)計形成有效指導，保證每一環(huán)節(jié)設(shè)計質(zhì)量，需要先對該信號電子檢測系統(tǒng)設(shè)計原則、原理展開研究性分析。

1系統(tǒng)設(shè)計原則

系統(tǒng)設(shè)計需要遵從以下幾項原則：①穩(wěn)定安全性。信號監(jiān)測與設(shè)備檢測都應遵循穩(wěn)定安全原則，科學對嵌入式以及熱插拔方式展開運用，做好系統(tǒng)安全性設(shè)計，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定性;②流程性。實施系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要從用戶模式層面入手，對部門職能予以高度關(guān)注，做好業(yè)務流程管控，確保整體流程明確、簡化水平可以達到相應標準要求，所有結(jié)果可以得到順利輸出，并要做好配置簡化處理，避免出現(xiàn)重復輸入狀況;③維護簡便性。系統(tǒng)設(shè)計需要具備較高實用性、適用性，應保證整體系統(tǒng)建設(shè)與使用都是以實用為前提的，整體系統(tǒng)維護、操作較為簡便，不會造成較大困擾，進而實現(xiàn)最優(yōu)化系統(tǒng)使用效果，達到預期信號檢測要求。

2自動化信號電子監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1系統(tǒng)基本概況

發(fā)射臺在接收到兄弟單位傳輸無限信號之后，會通過臺內(nèi)中間鏈路，完成無限廣播電視節(jié)目信號發(fā)送任務。為保證信號來源安全性、有效性，一套節(jié)目通常會設(shè)置多路信源，在專用分配器支持下，信號分配功能會得到高效率執(zhí)行，信號會自動進入到信號電子監(jiān)測系統(tǒng)以及下級切換系統(tǒng)之中。按照信號質(zhì)量以及信號有無，信號切換器會展開邏輯判斷，完成節(jié)目信號來源切換，確保信號可以得到安全輸出。

根據(jù)系統(tǒng)鏈路特點，電子自動化監(jiān)測系統(tǒng)會高質(zhì)量展開各項監(jiān)測任務，整體系統(tǒng)可以分為展示層以及處理層兩部分內(nèi)結(jié)構(gòu)。其中展示層主要負責多畫面監(jiān)測，會對主機接收網(wǎng)絡信號組播流情況展開全面管控，做好質(zhì)量監(jiān)測以及畫面顯示監(jiān)測等工作。如果鏈路中信號出現(xiàn)問題，電子檢測系統(tǒng)會自動生成文字、語言等警報形式通知工作人員。在信號電子檢測系統(tǒng)設(shè)備報警信號以及信號報警智能分析共同支持下，可實現(xiàn)對關(guān)鍵環(huán)節(jié)的遠程監(jiān)控，做好切換器切換控制等管理。而處理層主要為嵌入式模塊化板卡結(jié)構(gòu)，會通過對硬件的運用，展開各類信源接收、解調(diào)以及監(jiān)測等操作，能夠?qū)⒈O(jiān)測得到數(shù)據(jù)與完整碼精準傳輸?shù)骄W(wǎng)絡之內(nèi)。就設(shè)計層面而言，系統(tǒng)分為多畫面節(jié)目質(zhì)量監(jiān)測、嵌入式信號監(jiān)測等幾部分內(nèi)容，需要逐步展開科學設(shè)計。

2.2多畫面節(jié)目質(zhì)量監(jiān)測

該部分電子檢測系統(tǒng)會通過對無線空收、輸入信號源以及分配器等節(jié)點節(jié)目質(zhì)量的監(jiān)測，對節(jié)目傳輸實施情況展開全面把控，能夠自動發(fā)現(xiàn)節(jié)目問題，并形成預警。系統(tǒng)采用嵌入式前端輸出TS over IP組播碼流進行監(jiān)測節(jié)目信息獲取，會對畫面組展開監(jiān)測、監(jiān)聽以及監(jiān)看全面管控。

信號電子檢測系統(tǒng)主要功能與特點體現(xiàn)在幾個方面：①靈活度較高，容易進行拓展。在獲取到嵌入式信號電子監(jiān)測系統(tǒng)輸出組播碼流之后，系統(tǒng)可對網(wǎng)絡中信號節(jié)目展開科學調(diào)度，能夠靈活對多畫面屏幕展開部屬，在對未來拓展信號實施處理過程中，只需通過對其IP的處理，便可在獲得組播碼流之后，對其展開監(jiān)測，信號電子檢測系統(tǒng)整體維護工作量得到了有效控制;②內(nèi)容質(zhì)量監(jiān)測。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對視音頻內(nèi)容的科學監(jiān)測，可以在音量過高、圖像黑場或視頻解碼異常等狀況出現(xiàn)時，自動報警;③報警方式多樣。系統(tǒng)報警形式種類較多，像標題變紅、生成報警語音或日志等，能夠通過電話或者短信等方式通知相關(guān)人員展開處理：④支持多格式節(jié)目。系統(tǒng)可同時支撐廣播、數(shù)字電視以及模擬電視等節(jié)目形式，高標清兼容效果較為理想，可對諸多節(jié)目格式展開解碼處理，對重點節(jié)目展開實時監(jiān)控，并對普通節(jié)目展開輪巡檢查，整體檢查投入成本較為合理;⑤錄像查詢與儲存。在系統(tǒng)支持下，可高質(zhì)量展開故障出發(fā)、24小時全程以及定時三種形式錄像。其中故障出發(fā)錄像會在故障發(fā)生30秒前展開錄像，能夠為故障處理提供精準依據(jù)，保障故障處理質(zhì)量與效率。由于硬盤屬于容易損壞件所以為保證數(shù)據(jù)信息安全，可通過增加電視信號電子檢測系統(tǒng)緩存塊讀寫空間的方式，做好軟件對于磁盤高頻率讀寫次數(shù)控制。同時會按照文件大小或時間等規(guī)律展開磁盤空間分配'并設(shè)置錄像索引文件，按照一定順序展開錄像文件寫入操作，這樣不僅可以實現(xiàn)對錄像文件的快速查找，同時還可有效減少磁盤使用次數(shù)，延長磁盤使用壽命。

2.3綜合報警與系統(tǒng)管理

從發(fā)射臺運行效果來看，發(fā)射效果影響因素主要集中在編碼、數(shù)據(jù)格式兩個方面。如果兩者控制不當，很容易會對電子檢測系統(tǒng)運行產(chǎn)生較大影響。因為自動化信號電子監(jiān)測系統(tǒng)在發(fā)射臺運行中起著不可替代的作用，會對電子檢測系統(tǒng)運行效率與安全性產(chǎn)生直接影響，屬于保障性系統(tǒng)，并擔負著內(nèi)部故障監(jiān)測任務，所以電子檢測系統(tǒng)綜合報警以及系統(tǒng)管理水平需要達到一定高度，要保證系統(tǒng)可以在發(fā)射臺運行全過程中發(fā)揮出相應作用，做好信號接收、發(fā)射等操作保護。實施信號監(jiān)測時，需要做好監(jiān)測控制權(quán)限制，應按照人員工作崗位以及工作級別等，對其監(jiān)測權(quán)限展開科學設(shè)置，做好監(jiān)測信息保護，保證各項監(jiān)控工作可以順利展開。因為在進行信號監(jiān)測時，系統(tǒng)自身會受到一些外部因素的影響，所以需要做好數(shù)據(jù)傳輸鏈路設(shè)置應對身份驗證方式展開優(yōu)化，展開防火墻安裝，會通過設(shè)置其他安全隔離措施實施保護，應保證綜合性報警系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量。

信號電子監(jiān)測系統(tǒng)中的報警系統(tǒng)主要采用人機交互模式，會在出現(xiàn)問題時及時提醒值班人員，并為其提供相應數(shù)據(jù)，可以輔助人員快速完成系統(tǒng)故障排查與處理，保證節(jié)目高質(zhì)量播出。為保證預警效果，在進行綜合報警系統(tǒng)設(shè)置時，應保證系統(tǒng)可以支持多種報警模式，能夠以短信、語音等方式發(fā)出警報。其中語音報警會在進行監(jiān)測時，在經(jīng)過一系列邏輯處理后，按照報警規(guī)則以及信息等內(nèi)容，展開故障分類，同時會在音頻混合器租用下，以伴音方式展開節(jié)目輸出，運用無線網(wǎng)絡，人員可以對電視節(jié)目展開集中監(jiān)聽，可達到切實強化伴音效果的目標。就系統(tǒng)管理情況來看，在無線網(wǎng)絡輔助下，系統(tǒng)可對各項數(shù)據(jù)展開實時監(jiān)測，并可選擇指定節(jié)目展開全面管控。此外，結(jié)合用戶權(quán)限設(shè)置手段，系統(tǒng)安全性會得到進一步提升，發(fā)射臺正常運行會得到有效保護。

2.4嵌入式信號監(jiān)測

信號電子監(jiān)測系統(tǒng)主要包括電信級直流供電電源、嵌入式監(jiān)測板卡以及工業(yè)機箱幾部分內(nèi)容。

（1）監(jiān)測板卡。板卡運用DEP+FPGA構(gòu)架模式，可在保證設(shè)備運行穩(wěn)定性的同時，將硬件數(shù)據(jù)處理以及計算優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，優(yōu)勢較為明顯。板卡具有對自身關(guān)鍵部件固件展開報警與檢測的功能，如果板卡出現(xiàn)無法運行狀況，會在監(jiān)測前端自動生產(chǎn)故障報警信息，并傳輸?shù)较鄳蛻舳?。在得到監(jiān)測信號之后，板卡會將信號打包成IP，并在網(wǎng)絡組播技術(shù)支持下，完成數(shù)據(jù)傳輸任務。在經(jīng)過IP封裝處理后的信號，能夠隨意展開錄制、調(diào)度與監(jiān)控等操作，接線較為簡單且信號應用效果也較為理想。

（2）工業(yè)機箱。本次系統(tǒng)機箱主要采用機架式設(shè)計模式，在進行滿配過程中，在其中安裝了四塊功能板卡，可為各種類型模塊混插提供有利支撐。所有功能板卡均執(zhí)行后裝載設(shè)計模式，支持熱插拔，而機箱內(nèi)部風扇模塊為可插拔抽取模式。在機箱兩側(cè)，空氣會形成流通，會為橫插板卡散熱冷卻創(chuàng)造出有利環(huán)境，防止出現(xiàn)板卡過熱問題。

（3）電信級直流供電電源。機箱外部供電電源為電信級直流供電電源，電源整體設(shè)計為機架式，能夠為三路交流電輸入提供可靠支持，可實現(xiàn)三路完全并聯(lián)直流輸出效果。因為可以配置三組150W電源模塊，具有良好負載均衡效果，所以可支持2+1或1+1冗余熱備份，整體電源具有良好的短路保護、過溫保護以及過流保護等功能，可為電源遠程監(jiān)控與預警提供可靠保障。

2.5系統(tǒng)應用效益

通過實踐應用發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)運用具備兩方面的應用效益：第一，提升發(fā)射臺工作效率，實現(xiàn)對發(fā)射臺信號監(jiān)測的自動化、智能化處理，減少不必要人工投入，保證整體工作效率;第二，保障節(jié)目安全性，做好系統(tǒng)故障識別，能夠?qū)崿F(xiàn)對不良事件的有效防控。

結(jié)束語：本文所介紹嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)，屬于行業(yè)內(nèi)較為先進的信號電子監(jiān)測系統(tǒng)，具有環(huán)境適應能力強以及運行穩(wěn)定、長效等優(yōu)勢，可對發(fā)射臺信號形成有效監(jiān)測。設(shè)計人員在具體展開系統(tǒng)設(shè)計時，需要做好發(fā)射臺信號要求分析，并要在明確系統(tǒng)設(shè)計原則與目標的基礎(chǔ)上，按照發(fā)射臺具體情況展開信號電子智能化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)，確保信號監(jiān)測系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)設(shè)計均能達到發(fā)射臺信號監(jiān)測與管控要求，進而實現(xiàn)理想化信號監(jiān)測模式，確保信號發(fā)射臺運行質(zhì)量可以得到預期，從而為廣大民眾創(chuàng)造出更加優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的節(jié)目收聽、觀看體驗。