浅析无线地面数字化覆盖工程及应用

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摘要：中央无线地面数字化覆盖工程播控系统即地面数字发射机和监控系统的总称，是发射台站标准化机房建设示范工程。本文将通过对1kW数字发射机的结构、工作特性、工作流程及监控系统的结构组成、工作原理进行浅析，与大家探讨、交流，共同学习。

关键词：地面数字发射机系统；监控系统；应用

科技在进步、时代在发展，广播电视行业与时俱进，迈入了数字化时代，地面数字电视具有抗干扰能力强、无噪音、传输效率高的特点。模拟电视将逐步退出历史舞台，发射机正逐步向高清晰度、数字化方向发展。目前，达州市电视转播台模拟发射机和数字发射机还在同时运用，今后将逐步从模拟发射机过渡到地面数字发射机，必将打破传统的模拟发射方式。从2018年开始，达州市电视转播台承担中央地面数字电视覆盖工程发射工作，在处于海拔1050m的达州铁山大岩脚电视转播台，用1kW地面数字发射机以DS-33频道发射央视一套标清节目。运行一年多来，数字发射机工作稳定，效果良好。

1地面数字电视发射系统

地面数字发射系统包括：信号前端设备（数字卫星接收机、解码器、复用器）、地面数字发射机、天馈系统。1.1地面数字发射机结构。地面数字发射机主要由触摸屏控制系统、开关电源、激励器、切换器、功放、交流配电盘、功率分配器、功率合成器、定向耦合器、带通滤波器组成。1.2地面数字电视发射机工作特性。随时科学技术的发展，广播电视技术全面进入数字化，即在传统的工作原理基础上采用一定的技术手段，将模拟信号转变为二进制数字信号，从而大大提高了收视质量及效率，而且地面数字发射机有着高强的功放，可以做到最适合数字放大器件，能够完善工作状态的检测功能，同时具有远控远测功能，能够对过流、过温、过压的现象进行实时保护。而且，各项技术参数都可以在显示屏上显示，这样有利于工作人员操控，它的内部是采用低速功率的合成器，这可以将功率的损坏降到最低，从而有效监控计算机调整整机的主要技术指标；内部是采用积木式的组合结构，这样可以配备多种标准的数字调制器，能够很好地把握和掌控各单元的情况，这样就非常符合fsn和mfn的组网要求。1.3地面数字发射机工作流程。在达州市电视转播台机房值班室楼顶建有两面直径为2m的卫星接收天线装置，接收中星6A、6B央视频道信号，用同轴电缆送至机房卫星数字接收机中，调制出TS传输流，通过ASI到解码器、复用器，输出两路互为主备的ASI码流信号送到发射机的激励器中，经激励器嵌位、调制、放大，输出符合功放相匹配的射频放大信号，输入切换器中进行主备信号切换，切换器输出一路射频信号到分配器中，由分配器分配出三路射频信号供三个功放末级放大，经功率合成器、耦合器、带通滤波器滤出非线性杂波，最后通过天线发射出去。天线为4层4面面包天线，天线挂高50m，由于达州市属丘陵山区，天线采用垂直极化方式，信号覆盖了达州市及周边地区，能够满足近千万人口收看电视的需求。数字发射机由于采用数字压缩技术，一个频点可以发射8～12套节目，播出画面清晰、声音悦耳动听，极大节约了频率资源。1.4地面数字发射机的日常维护。根据广播电视总局“高质量、不间断、既经济又安全”总方针，为降低发射机故障率和停播率，日常维护工作尤为重要。按照机房例行检修制度，定期对发射机进行例行检修，对发射机风道、功放腔体、激励器、开关电源等进行除尘，检查发射机驻波比、反射功率指标是否符合要求，从而判断功放、天馈系统是否正常；检查电源接线端、接地端、各连线是否紧固；检查轴流风机、激励器风扇、开关电源风扇是否损坏，如有部件损坏应立即更换。然后试机，查看发射机是否工作正常，各数据指标是否符合要求，并做好日志记录。

2监控系统简介

达州市电视转播台目前使用的这套监控系统是中央无线数字化覆盖工程的配套项目，主要对台站发射节目信号及节传设备、发射机等设备与机房安防进行监控监管。监控系统由五部分组成，分别为台站节目自台监控、台站设备状态自台监控、台站安防监控、数据回传、中心监管平台系统。台站节目自台监控主要对中央无线数字化覆盖工程的央视节目、地方节目、CDR调频节目进行监听、监看。台站设备状态自台监控主要针对中央无线数字化覆盖工程所涉及的节传与发射系统设备运行状态进行统一管理、监控。台站安防监控使用两台网络摄像头监视机房设备与值班室情况，预防入侵事件。安防监控录像数据在台站内完成存储数据，数据至少保留一个月。数据回传通过有线、微波信号将台站节目、设备监控信号回传到监测中心，接入广电监测平台。中心监管平台系统是在现有监管平台的基础上扩容、优化、升级，将台站的主要节目数据、报警数据等关键数据进行集中实时的监控展示和处理分析。2.1监控设备介绍及信号采集。2.1.1监控设备的组成。监控设备主要由网管服务器，CDR音频解码器、CDR解调解码器、直流电源、DTMB解调监看采集器、ASI码流采集器、报警语音混音器、多画面监测报警转码录像系统等要件构成监控平台。2.1.2采集器对设备信号采集。卫星接收机信号采集：ASI码流采集器采集，卫星接收机ASIOUT接口数据，并将设备网管接入到网管交换机中，进行设备指标采集。复用器信号采集：ASI码流采集器采集编码复用器ASI接口数据，并将设备网管接入到网管交换机中，进行设备指标采集。发射机信号采集：DTMB采集器采集发射机的耦合口，通过室内吸盘天线采集发射机空收信号，将发射机网管接入网管交换机进行设备指标采集。摄像头信号采集：在值班室和机房分别安装了网络球形摄像头，通过网络接入网管交换面采集摄像头画面，摄像头供电方式由监测设备机柜引出。监测转换码报警系统通过DVI接口输出转成HDMI接口高清信号线接入电视机，用于多画面监听监看。2.1.3采集设备功能多通道ASI码流监测打包卡、集码流分析、TSOVERIP于一体。码流分析全面、准确、可以自动识别188和204码流包格式并支持码流表格的深度解析，支持数据EPG信息的解析。支持总带宽、空包率、有效带宽、PID带宽统计；板卡支持热插拔，一块板卡有多路信号接入。多通道DTMB国际地面数字电视监测卡符合国际地面数字电视标准GB20600－2006，支持单载波或多载波信号输入、集射频信号接收、信道及码流指标监测，与TSOVEIP于一体而且信道参数的指标监测准确可靠，码流分析全面、准确，支持总带宽、空包率、有效带宽、PID带宽统计、板卡自带温度传感器，可监测机箱环境温度，板卡支持热插拔。多接口采集监测终端主要负责采集各种设备与发射机的状态参数，各类传感器的串口信息，并支持模拟量、开关量转换为串口信息，可用于监测发射机工作状态，包括发射功率、反射功率、温度等指标采集，通过多路RS232、RS422/RS485串口、2个RG45、1个千兆网口，1个百兆网口进行多路模拟采集、多路数字量采集、多路开关量采集、为远程监控提供技术支持。2.2监控系统网管服务器对节目配置使用方法。在网管服务器中登录监控管理平台进入系统后，进入切换屏幕，显示多画面布局区域，单击可开关节目声音，双击出现单画面全屏且可以查看历史报警记录，点击全部可查看节目状态，包括监测状态、报警状态和录像状态，以及录像承储路径。监控系统可查询故障报警记录及视频和录像，报警查询可以检索系统历史报警信息，点击某条报警信息可以查看历史故障视频。另提供报警信息导出功能。点击视音频查询，可以看到当前节目的实时视频，在设置上方的开始时间、结束时间，点击播放或下载当前节目的历史录像。查看节目监测参数，可以在节目配置中可以对所选节目设置报警参数，进行图像查看，并可设置节目的报警门限。2.3发射台站监管运行平台。从网管服务器中可登录发射台监控运维平台，进入平台后看到的是平台的全景页面，可以看到地图上的发射台标以及台站发射机的基本信息统计，发射台图标颜色用于区分报警程度。点击台站下已保存的所有发射机，页面显示发射机发射频率、入射功率、反射功率及注波比信息，还可以远程控制发射机、开关机。在传输链页面可展示台站链路信息，包括卫星接收机、编码器、复用器、切换器及发射机等设备。从监管运维平台还可查询历史报警信息，系统每分钟记录一次发射机指标并入库，为技术人员对发射机的维护提供技术支持。2.4日常维护及常见问题处理。网管服务器和监测报警转码录像系统不直接断电关机，关机时可以先按一下主机面板上的电源键，等主机系统关机后再进行断电；开机时，先通电，再按一下网管服务器和监测报警转码录像系统前面板电源键进行开机。关机时要避免直接断电造成系统损坏导致无法开机。对台上卫星接收机、编码复用器、发射机等进行更换，更换后需要将设备IP地址按照规划进行配置，才能重新采集到设备数据。发射机指标以前能够查到现在没有了，这种情况可以将发射机断电关机再开机启动试试，如果还不能恢复，检查一下发射机网口指示灯状态是否正常，发射机IP地址有无变化。如果出现与监测中心网络不通，检查一下交换机接口状态是否连通。

3结语

中央地面数字电视播控系统的建成，对发射台站地面数字电视标准化建设具有示范作用，监控系统能有效监控数字发射机指标、播出效果及信号前级，为查找设备故障节约时间，大大减轻了技术人员的劳动强度、降低了设备停播率，具有十分重要的意义。

作者:苏中伟 单位:达州市电视转播台设备维护部