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地面数字电视监测技术分析
地面数字电视监测技术分析 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
