地面数字电视监测技术分析

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1技术架构

根据地面数字电视覆盖的技术特点，主要通过发射机监测系统、射频监测系统、码流监测系统、音视频监测系统实现对整个播出环节的安全防护。发射机监测系统中，在遵循发射机厂家协议的基础上，通过发射机通讯接口，采集发射机技术指标和运行数据；射频监测系统主要进行DTMB解调、载波监测等工作；码流监测系统按照TR101-290的标准对TS流进行监测；音视频监测系统主要完成信号源及空收节目的监测、存储。

2主要技术特点

2.1发射机监测系统

发射机监测系统是整个地面数字电视监测系统的核心，它担负着发射设备、辅助设备的数据采集工作，实时进行监测数据和报警信息的上报，接收并执行远程监管平台下发的查询、配置指令，完成播出信号质量、测试指标的汇总回传。发射机的核心设备是激励器，按照GD/J067-2015《基于卫星传输地面数字电视单频网激励器技术要求和测量方法》，在发射机监测系统中增加了对激励器及单频网适配器技术指标的监测。

2.1.1.激励器监测

地面数字电视发射机标配主备激励器，两路卫星信号源分别输入主备激励器，激励器具备自动判断信源并进行切换的功能。单频网状态下，当输入码流丢失或错误时，激励器可根据要求设置射频输出关断功能，异常状态消除后，激励器自动恢复到正常单频网组网工作状态。当输入码流的SIP丢失时，激励器转入多频网工作模式，保持调制输出，从而避免地面数字电视广播的大范围停播，提高了安全播出的可靠性。针对激励器技术上的新特点，对激励器的功率、主备激励器工作状态、单频网工作模式进行监测，是整个发射机监测系统非常重要的一个环节。

2.1.2.单频网监测项目及报警条件

单频网是此次地面数字电视覆盖的主要技术，对单频网技术指标的监测有别于传统的发射系统监测。单频网组网时，对码流输入、外参考时钟有效性、射频本振、温度告警、单频网状态、发射机输出射频指标等规定了相应的报警条件，系统发现有触发报警条件的情况后实时进行报警。

2.2射频系统监测

系统对数字电视信号进行DTMB信道指标的监测，主要包括：射频信号锁定状态、载波电平、调制误差比MER、误码率BER、误差向量幅度、载噪比等参数的测量和查询。射频系统监测能够对电平为40dBμV~100dBμV的射频信号（48MHz~870MHz频率范围）进行接收解调，支持对多种QAM调制方式的监测。系统能够按照远程指令执行射频指标监测任务，并将结果回传中心系统或区域节点。

2.3码流监测系统

为加强对中央电视节目版权的保护，覆盖工程对卫星链路传输的TS码流采用加扰加密措施防止非法接收，即前端AVS+编码器输出的多路TS码流首先送入加扰复用器进行加扰加密和复用，形成加扰加密的TS码流并送入地面数字电视单频网适配器。与模拟无线广播电视监测相比，地面数字电视的监测需要增加码流监测的内容，在对电视节目监测时，有些码流方面的错误值班人员用肉眼无法识别和判断，借助码流监测系统，可以及时发现节目码流异常，通过查找原因，排除隐患，减少对节目播出的影响。码流监测系统能够对ASI信号码流结构和数据信息进行实时分析。可以实现码流带宽分析功能，包括整个TS流总码率的最小值、最大值、有效值、当前值、TS流中每路节目的码率和所占带宽的比率、PSI/SI中每个PES的码率、空包率和其它数据的码率。码流监测系统还能够进行质量异态报警，按照TR101290技术规范，进行一、二、三级的错误监测。

2.4音视频监测系统

在整个地面数字电视监测中，音视频监测是最为直观有效的监测手段，更符合发射台值班人员对播出节目进行监测的习惯。音视频监测系统除提供信源节目和空收节目的多画面监测外，还能对节目异态进行报警，并实现节目存储。其主要组成如下：

2.41.信号源音视频监测

DTMB信号源主要采用卫星传输，卫星接收机输出的ASITS码流送入发射机，发射机激励器具备对两路码流的手动和自动切换功能。在进行信号源音视频监测时，需要在卫星接收机与发射机激励器之间加装ASITS无源码流分配器，如图1所示，分配后的一路码流送入激励器，另一路码流经转码后在液晶监视器上进行监测。

2.42.空收节目音视频监测

在地面数字电视监测系统中，值班人员通过空收节目的监测可直观了解播出情况。能够在第一时间发现播出异常并进行报警，缩短故障时间。在这一环节，首先需对接收信号进行接收和解调，解调后输出的传输流为清流，直接发送给监测模块以硬件方式进行高速处理转码，对传输流数据包进行TCP/UDP的IP封装，实现TSoverIP的网络传输。

2.4.3.音视频节目监听监看及报警

，主、备信号源码流与空收解调后的码流送入TSoverIP设备，进行IP封装，经千兆交换机后，送入AVS+转码及视音频处理器，最终输出的音视频节目在监视器上实时显示。视音频处理器将每路信号的数据流通过网络传送到远程监测端，进行存储和调用。基于IP封装的信号源及空收节目的音视频节目可以在监视器上任意组合进行全面监视，也可将一个节目画面独立监视，能够监听节目的伴音音频。一旦出现视音频丢失，视频图像质量变差（黑屏，静帧等）的情况系统自动报警并在监视器上显示报警的视频图像，同时扬声器输出伴音音频。出现视音频黑场、静帧、静音、彩条、无伴音等故障时，系统进行声光报警和提示框弹出提示，将报警信息记录至数据库，报警查询信息与异态录像信息可以实现联动查询。系统支持异态录像和下载功能，支持远程调用，异态节目内容保存一年以上。

3需进一步研究和完善之处

面数字电视的监测工作处于初期阶段，具体的技术应用有待通过实践进行验证。在今后的研究中，仍需不断充实和完善监测技术手段，使之更加切合地面数字电视的传输发射特点。

1.技术标准统一

目前，全国各地的地面数字电视覆盖工作开始起步，各级广播电视监测部门及相关的厂家也在研究地面数字电视的监测技术，初期可能会有不同的技术方案，特别是数据接口标准可能会不尽相同，因此在进行监测技术研究和监测方案制定时，应遵循统一的技术标准，保证数据接口的一致性，从而达到监测数据共享的目的，更好的为覆盖工作服务。

2.通讯网络建设

此次承担覆盖任务的发射台大部分处于海拔较高的山顶，位置偏僻，通信网络基础条件较差，严重影响远程监测能力，严重影响数据共享。在今后的监测工作中应当积极探索在不同网络环境下实现数据通讯的能力，如在光缆、微波等未通达的台站，充分利用4G网络、远距离WIFI通讯等方式实现监测数据的回传。

3.CDR监测技术展望

考虑到当前我国正在开展数字音频广播相关研究及推广应用，全国各地开始建设包括CDR在内的数字音频广播发射系统，并正式提供数字音频广播业务。为此，应在现有模拟广播监测系统的基础上，通过进一步部署相应的数字音频广播网络及信号监测设备，构建统一的数字音频广播监测监管平台，实现对中央台数字音频广播系统和网络覆盖效果、信号质量和播出内容等的实时监测。

4结束语

地面数字电视覆盖工作正在全国开展，此项工程投资大，覆盖广，如何对其进行监测监管，保证投资成效，保证中央台及地方台节目的良好覆盖，是广播电视行政管理部门的职责。同时在组建单频网过程中，如何利用监测手段，合理优化单频网的覆盖及播出质量也是工程技术人员所需解决的问题。在今后一段时间里，建设一个安全、稳定、高效的监测平台，为地面数字电视覆盖工作提供服务，有益于国家资金的有效利用、有益于广播电视公共服务事业的良性发展、有益于广播电视覆盖水平的不断提高。

作者:李建军 单位:山西广播电视监测中心