地面数字电视广播监测系统研究

1系统介绍

地面数字电视广播系统组成主要包括信源系统、传输系统以及发射系统等。网络结构分为单频网和多频网，在同一区域，单频网和多频网往往交叉覆盖。地面数字电视广播系统的监测与地面模拟电视监测流程大致相同，主要通过监测设备接收、解调地面数字广播信号，分析信号的质量和变化，以此反应整个地数播出发射系统、设备的工作状态。一般而言，地面数字电视广播监测系统可分为移动监测系统和固定监测系统，固定监测为较为常见的监测方式。从技术角度讲，开展地面数字电视监测的关键在于监测地点的选取。根据被监测区域的不同，可以分为以下两种类型：1.1单独覆盖区监测点。适用于对地面数字电视广播（含单发射点在内的）多频网和单频网的监测，设置在各发射机单独覆盖的区域内的稳定接收区域。从安全播出管理的角度讲，适合监测县级节目和部分市级节目。1.2重叠覆盖区监测点。只适用于对地面数字电视广播单频网的监测，设置在那些可接收来自不同发射站点的、起主要作用的信号差值小于射频保护率值的稳定接收区域。从安全播出管理角度讲，适合监测中央节目、省级节目和部分市级节目。

2系统组成

正如上文中提到的，地面数字电视广播系统的监测与地面模拟电视监测系统流程大致相同，因此在实现对省内地面数字电视发射质量、播出效果实现监测的同时，更要考虑合理、高效的利用资金和资源，节约建设成本，兼顾经济效益和社会效益。现有的地面模拟电视的室外接收天线、存储资源、网络设备等可综合考虑、利旧使用。2.1总体结构。监测系统为分布式结构，包括一个省级数据处理中心、回传网络和117个监测前端。监测站点有独立的处理能力，可完成各层级的监测、并形成报警数据上传、节目录像备份，数据分别存储在异地多台服务器上，实现异地容灾，同时提高了系统总体性能。总体结构见图1所示。在软件系统的设计建设过程中，要充分考虑网络安全和信息安全的要求。首先，在回传链路的数据中心端要设置防火墙，因监测前端设备IP地址数量不多，因此宜针对网络源地址对数据进行过滤，设置合理安全策略，严格控制进入数据中心的网络数据包；此外，地面数字电视广播的监测平台软件要建立完善的系统访问权限机制，例如身份认证、加密传输、WEB认证等，防止非法登录，确保平台信息安全。2.2系统监测内容。对接收信号进行射频层（信道层）面监测：射频层面（信道层）的监测主要是针对地面数字电视广播射频信号的各项技术指标进行测量，监测项目主要包括：频率、射频信号带宽、接收可用场强、射频系统工作模式、调制误差率（MER）、载噪比（CNR）和LDPC误报率等指标。通过监测射频信号质量及其变化，反映出地面数字电视发射系统的工作状态和网络设备的运行情况。对解调得到的TS流进行码流层面分析：与模拟电视不同，对码流层面进行监测是地面数字电视广播监测必不可少的环节之一。与有线数字电视相似，对地面数字电视的码流层进行监测，能够全面反映地面数字电视广播信源系统工作状态和设备的运行情况。对接收到的信号进行解调，对得到的码流进行各项技术指标分析，内容包括：TS流符合性、视音频编码方式、视音频质量等。根据TS流错误对信源编码、接收效果和质量影响程度的不同，对TS码流的监测可以分成三个优先级。其中，对第一优先级和第二优先级监测是必选项，通常第三优先级监测为可选项。第一优先级监测主要有：TS流同步丢失、同步字错误、PAT错误、连续计数错误、PMT错误、PID错误等；第二优先级监测主要有：传输错误、CRC错误、PCR间隔错误等。在监测过程中，若TS码流不符合相关规定，地面数字电视广播监测系统应进行报警提示。对单频网的监测：作为我国地面数字电视广播重要的组网方式，单频组网有较高的技术要求，且组网区域越大，难度和要求越高。我省采用DS-23频道作为发射省级电视节目的省域单频网，发挥着重要的舆论宣传作用，因此应作为重点监测目标。单频网的监测涉及到独立覆盖区和重叠覆盖区的问题，单频网在同步工作状态下，两个区域都能接收到稳定的信号，这需要严格的时延控制。单频网在失步状态下，各发射点的单独覆盖区仍可以正常接收信号，因此综合考虑，在单频网监测点的选取上，要分别部署在网内发射机重叠覆盖区和单独覆盖区，在重叠覆盖区部署监测点要尽量选在中心位置。部署在单独覆盖区监测点定向监测各发射机的运行状态，而重叠覆盖区的监测点主要监测单频网的同步发射状态。同步状态的判断一般采用主观和客观两种接收失败判断依据（以下称判据），以连续3个20s内每个20s内出现图像损伤小于等于一次为接收成功作为主观判据，以统计时间为一分钟内BER高于3×为客观判据。上述两种判据可视情况独立或者组合应用。

本文基于在省级地面模拟电视监测系统的基础上，探讨构建数字监测系统，有效提高省内广播电视节目的安全播出管理水平，同时兼顾到节约成本、提高系统建设、运维效率。考虑到系统在建设过程中，还涉及大量具体的地面数字电视监测系统建设、运行工程实践，特别是在地面数字电视信号接收方面，利旧使用原有接收天线，同时兼顾到模拟调频广播、模拟中波广播的信号接收质量，要因地制宜地结合自身需求、与时俱进的创新。

作者:韩克鲲 单位:山东省广播电视监测中心