嵌入式廣播電視監(jiān)測應用體會研究
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【摘要】高科技的發(fā)展和應用，使廣播電視節(jié)目信號的傳播變得更加快速、準確，但沒有人保證信號傳遞的過程中一直保持順暢，不會出現差錯，所謂為了保證廣播電視節(jié)目能在每一片區(qū)域順利播出，廣播電視臺一方需要對廣播電視節(jié)目的播出進行實況動態(tài)監(jiān)督，這就需要用到先進的監(jiān)測設備。目前，廣播電視臺使用的監(jiān)測設備為嵌入式，這種新型的監(jiān)測設備比傳統架構的設備在監(jiān)測功能上要技高一籌，因此廣受廣播電視的青睞。
1嵌入式廣播電視監(jiān)測設備優(yōu)點
組成傳統架構的監(jiān)測設備的系統或元件在很多方面都不如新型的嵌入式監(jiān)測設備更適用于現在的節(jié)目信號傳播。在系統方面，傳統架構式設備經常直接采用2000或2003版本的Windows操作系統，該系統確實有對監(jiān)測功能發(fā)揮做貢獻的地方，但不是系統全部內容全部都有用，所以多余的部分就成了監(jiān)測設備運行的累贅，因為冗余也會占內存，也會占運行空間，還會對某些資源造成浪費。對于這種操作系統自帶的劣勢，電視臺也無法進行后期調整和優(yōu)化。在工控機方面，工控機的架構為PC架構，這種架構應用起來有個很明顯的劣勢，就是需要耗電多，不經濟，運行起來保持正常的時間也很短暫［1］。在板卡方面，傳統設備板卡的安裝質量難以得到保證，其本身需要的接口很多，在對其進行熱插拔的過程中，其本身會出現質量問題，不能維持正常的工作狀態(tài)，而對其重新更換安裝，又不能直接更換。另外，舊系統需要連的線路有很多，要保證每條線路都和安裝圖紙相符，還要保證每根線之間保持一定的距離，使線不會胡亂交錯，如此才能保證系統正常運行，但在實際中，線路是最容易出現故障的一處，尤其是線路存在的地方不止一處，有可能是在偏遠的地區(qū)，維修成本大。嵌入式廣播電視監(jiān)測設備由微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶應用程序四部分組成，這四部分組合在一起，發(fā)揮出嵌入式設備的優(yōu)勢，使系統運行起來更加順暢，監(jiān)測結果也更加準確及時，這種新技術和新設備需要借助先進的計算機技術，來實現對電視節(jié)目信號傳播狀況的監(jiān)控。
2嵌入式廣播電視監(jiān)測設備特點分析
2.1高兼容性
嵌入式監(jiān)測設備摒棄PC架構，采用CPCI架構來代替，這種新型架構的高兼容性主要表現在其能同時調制多種信號，使用戶可隨時對監(jiān)測對象進行設備信號的查看，也能使檢測設備的功能不會一成不變，這和多功能板卡有關［2］。板卡是連接在原有機箱中的，用戶可根據實際需求，調整板卡連接狀態(tài)，當用戶需要這種功能時，只要將這種功能板卡處于正常的連接狀態(tài)即可。嵌入式監(jiān)測功能的實現只需對板卡進行處理，大大方便了用戶。
2.2高安全性
傳統架構的監(jiān)測設備在對節(jié)目播出信號實現監(jiān)測功能時，一般需要通過特定的監(jiān)測系統來實現，該系統和傳統版本的Windows系統一樣，工作效率不高，安全系數也很低，一旦該系統遭遇病毒或黑客襲擊，該系統就會處于癱瘓狀態(tài)，直接停工。嵌入式的廣播電視監(jiān)測設備相對來說，安全性就高一些，該設備運用的是Linux系統，該系統在PC架構以及板卡的共同作用下，實現了相關信號數據的監(jiān)測，并且數據還得到了板卡的準確分析，使監(jiān)測狀態(tài)更加完備。
2.3高可靠性
傳統架構的監(jiān)測設備使用的是多個系統對信號共同進行監(jiān)測，所以一旦出現信號故障，往往牽一發(fā)而動全身，會引發(fā)其他監(jiān)測通道不能正常工作，而嵌入式監(jiān)測設備就不會出現這個問題，其在監(jiān)測工作時，處于監(jiān)測中的所有監(jiān)測通道是并聯在一起的，所以每一通道的監(jiān)測工作是單獨進行的，相互之間不會受影響，所以不用擔心一處癱瘓，整個系統都罷工的問題。另外，監(jiān)測設備還有監(jiān)測環(huán)境溫濕度功能，當一處發(fā)生故障時，必然會導致周圍的環(huán)境發(fā)生變化，如果設備能發(fā)出相關信號，用戶也能提前得知情況。
2.4易維護性
在這里主要指的是板卡，嵌入式新型監(jiān)測設備相比傳統架構設備在板卡安裝調試方面，顯得尤為方便，并且在熱插拔的條件下，不會輕易發(fā)生故障。
3依托嵌入式技術構建廣播電視信號監(jiān)測系統
3.1硬件設計與實現
嵌入式監(jiān)測設備主要用的硬件為PFGA硬件。廣播電視信號不止一種，這意味著設備要進行監(jiān)測的對象有很多，比如頻譜信號、功率信號、誤碼率信號等。信號的監(jiān)測需要進過一定的過程，而不是直接得出結論，比如頻譜信號傳播監(jiān)測，要先經過高頻調諧電路混頻，然后經過鎖相、濾波和放大，最后使信號傳遞路線在掌控之中。硬件系統在設備中發(fā)揮信號監(jiān)測功能時，需要對現場可編程門陣列接收的信號進行處理，比如CA處理模塊、碼流輸入出信號等，這些工作的完成需要借助嵌入式微處理器，而FPGA直接作用于碼流輸出驅動接口，完成碼流緩存等工作，可以說嵌入式微處理器和FPGA的合作，使電視新好玩全在掌控中.監(jiān)測設備在對信號進行分析時，主要將某些指標與正常標準作對比，比如頻率偏移信號、射頻型號等，這些信號在分析處理的過程中，先要變成中頻信號，在進行解調和分析碼流處理之前，還要經過A/D處理，使其形式更便于被分析。此外，只有碼流是不足以評判碼流運行狀況的，所以還要測試其他的參數。有些信號在傳遞時，需要高速率進行，嵌入式監(jiān)測設備的硬件系統不需要借助其他芯片之類，直接完成信號的傳輸，并且碼流在調解分析后，能得到有效緩存，輕易不會發(fā)生數據變化。并且嵌入式的微處理器最后可以對碼流信號進行分析處理。
3.2軟件設計與實現
主要有三部分組成，分別是操作系統層、應用層網絡層。這三層又由不同功能的模塊組成，使信號的監(jiān)測過程輕易實現。其中第一層主要包括操作系統、驅動程序，第二層包括測試分析處理、碼流合成處理，最后一層是由網絡接口組成的。FPGA在緩存碼流數據后，會通過硬件接口直接傳遞給設備的中央處理器進行數據的分析和處理，主要有兩項，高頻分析和碼流分析。傳統架構的監(jiān)測設備在進行信號的測試時，一般監(jiān)測距離有限，處在偏遠地區(qū)的信號指標測試，一般不能保證信號分析的準確性。但是嵌入式監(jiān)測設備就解決了這一點，因為它可以進行遠程操作，使處于偏遠地區(qū)的客戶端信號仍在被控制中。客戶端和嵌入端是信號雙向傳遞的對象，前者在向后者進行信號控制請求時，后者要及時對前者做出信息反饋，另外，還要將信號測試結果傳遞給前者。客戶端接口具有高兼容性，能同時實現多個平臺的共同測試。
3.3采用嵌入式監(jiān)測設備實現廣播電視信號檢測
在對監(jiān)測設備的硬件和軟件進行設計后，就要將其組合起來，成為嵌入式監(jiān)測系統，以實現對各子系統相關信號的監(jiān)測。接受監(jiān)測的信號主要有三種，分別是中頻信號、射頻型號、基帶信號，因為每種信號的頻率不一樣，所以用到的監(jiān)測設備也有差異。要實現信號的采集、整理分析處理工作，就要根據每種信號的傳遞規(guī)律選擇合適的監(jiān)測設備。監(jiān)測設備進行數據處理是在數據庫服務器中，但數據最開始匯集的地方不是這，還需要通過網絡傳遞過來。在這個過程中，監(jiān)測板卡也要發(fā)揮作用，為多畫面服務器以及存儲服務器處理畫面內容信息而進行信號傳遞工作。客戶端借助相關的軟件和PC機，實現對監(jiān)測信號的實時監(jiān)控以及調整，這能在最大程度上保持信號運行正常。
4結語
嵌入式廣播電視監(jiān)測設備的優(yōu)勢有很多，相關研究人員可以再挖掘一些，使其應用到電視廣播中時，能使信號傳播過程得到更好監(jiān)測，使故障信號處能被及時找出，故障原因能得到及時分析，故障能得到及時解決，如此才能使該新型設備和新型技術實際意義得以實現。
參考文獻：
［1］李偉.芻議嵌入式廣播電視監(jiān)測新技術［J］.通訊世界，2017（07）:26~27.
［2］杜曉萍.全嵌入式廣播電視監(jiān)測設備在山西監(jiān)測網中的應用［J］.數字通信世界，2017（01）:48~51.
作者:楊樹青 單位:河南省廣播電視監(jiān)測中心
