无线发射电视空收监测系统设计与实现

米亮 汪欢 江苏省广播电视总台

1.引言

地面广播电视空收监测系统利用接收天线，通过终端设备解调出广播电视信号，监测发射信号质量。空收监测系统是广播电视安全播出的重要保障，是监测播出系统是否正常运行的关键环节。在广播电视播出过程中，建立安全的广播电视空收监测系统，能够实时地监测广播电视播出的信息状况，并且能够迅速发现播出故障，有利于维护人员及时采取措施，保障广播电视安全播出。

江苏省广播电视发射传输台承担了模拟电视1CH、10CH、38CH，数字电视21CH、44CH信号的传输、发射及监测。模拟电视空收监测系统使用年限较久，接收天线老化严重，遇到恶劣天气画面接收不稳定，容易受到干扰。模拟电视接收天线无法满足近年新增的地面数字电视接收要求，为此增加了多副地面数字接收天线，致使接收天线数量多，不便管理。为解决以上问题，我们开展了无线发射电视空收监测系统设计。

2.空收监测系统设计

2.1 系统设计思路

无线发射电视空收监测系统主要由接收天线、解调设备和终端监控设备构成。系统采用多副天线接收发射信号，接收天线统一成端到配线架，通过配线架调度、管理接收天线。解调设备将信号接收解调后发送给电脑、采集工控机、液晶显示器等终端监控设备。终端设备将接收信号通过画面、语音报警等形式形象直观地呈现在值班人员面前。

2.1.1 选取接收点

原接收天线集中于三楼楼顶，改进后将天线分别安装在三楼楼顶和电视塔塔楼。新选取的塔楼接收点，距离发射天线更近，接收效果更好。优化改造后，模拟电视和数字电视均有三楼和塔楼两个信号接收点，实现异地备份。

图1 空收监测系统示意图

整个系统有4副天线，塔楼和三楼楼顶各2副。4副天线均成端到配线架，可通过跳线灵活方便选取天线。

2.1.2 增加发射机耦合信号

原空收监测系统中，如果模拟电视信号接收画面质量变差，无法快速判断故障源头是接收天线还是发射机。系统增加发射机耦合信号，将发射机同轴开关输出的射频信号送入博汇解调设备。一方面可以和空收信号进行对比，判断其接收质量好坏，另一方面，在电视信号接收画面出现问题时，可以快速判断故障源头，及时进行处理。

图2 空收监测接收系统图

博汇BHRF34多通道模拟电视解调卡模拟信号解调后，通过专用大屏显示器进行画面监控，该方案完善了空收监测系统。改造后的空收监测系统抗干扰能力更强，不容易受到外界干扰。多点位多天线多途径获取信号，确保空收监测系统稳定工作。

2.1.3 优化系统

图3 发射机耦合信号图

原博汇BHRF34多通道模拟电视解调卡将模拟信号解调后经视频、音频分配器分发给画面分割器、采集工控机、切换器等设备。视频、音频分配器占用较多机柜槽位，由于后期不断新增设备，机柜空间资源十分紧张。本次方案扩容原有博汇空收采集设备，新增一块BHRF34多通道模拟电视解调卡，扩展了输出接口。拆除原有视频、音频分配器，释放了机柜空间资源，同时减少了传输节点，实现扁平化管理。

2.2 信号接收

2.2.1 天线要求及选型

选取接收位置较好的接收点，为减少天线数量，天线需能同时接收模拟电视和数字电视；选取不同接收点实现异地备份；增加发射机耦合信号作为解调信号输入，便于分析对比排查故障。

需要完成模拟电视1CH、10CH、38CH频道和数字电视21CH、44CH频道信号的接收。天线的接收频率范围较大，其中模拟1CH、10CH、38CH图像载频分别为49.75MHz、200.25MHz、711.25MHz，数字21CH、44CH接收频率分别为538MHz、762MHz。

经测试，塔楼距离发射天线较近、无遮挡，选用3C-18A高清数字天线，接收效果很好，天线频率范围为470Hz-862MHz，增益为9-12dBi，驻波比为≤1.5。此外，由于塔楼的特殊环状结构，为保证更好的接收效果，在南面和北面各安装一副，以作备份和对比。三楼地势较低，电磁环境复杂，经对比测试，相控阵天线接收效果更佳。

2.2.2 光端机

在塔楼安装接收天线后，到中心机房传输距离大于200米，传输距离较远。为了减少损耗，保证接收质量，可利用现有光通道，将射频信号转换为光信号后再传送。现有光端机无法完成射频信号的传输，需要重新购置。经反复测试，为了保证接收质量，选取射频GXT-01光端机，其可传输射频信号频率范围为45-870MHz，低RF输入电平，自带预失真校正，且适用于长距离传输。

2.3 信号解调

2.3.1 解调设备要求及选型

地面模拟电视解调设备和地面数字电视解调设备采用集成度高的设备，并带有多路输出接口，且避免使用分配器扩展接口。一方面减少机柜空间的占用，另外一方面可减少传输节点，便于维护管理。

设置多途径监控渠道，如画面分割器、采集工控机和切换器，可直观快速发现故障，同时通过对比画面，找出异常原因。

解调设备选用博汇地面模拟电视解调设备、熊猫地面数字电视解调设备和博汇地面数字电视解调设备。

（1）博汇地面模拟电视解调设备

博汇BHRF34多通道模拟电视解调卡，完成8路模拟射频信号解调器的网络控制。BHRF34多通道模拟电视解调卡是高性能CATV射频解调器，应用于大、中、小型有线电视网络模拟前端信号监测。采用优质进口高性能元器件，适用于48MHZ～860MHZ的CATV信号和调频广播信号。

系统功能全面，结构灵活，主要功能特点：替代原16路模拟解调器；2路射频输入，同时解调8套模拟电视节目、输出8路AV（视音频）信号；每路信道可设置不同的频率进行解调，各通道可分别接收有线、无线、调频广播等多种形式的信号；支持web页面进行参数配置；支持看门狗功能；支持热插拔。

（2）熊猫地面数字电视解调设备

熊猫地面电视监控机支持DTMB地面数字电视广播，内置网络视频服务器，支持远程IP监控，ASI输 出，GPRG数 据 传 输，MPEG2、H.264、AVS、AVS+解码功能。信号解码输入频率51-860MHz，输入电平-87dbm- -20dbm。

（3）博汇地面数字电视解调设备。

BHDT56多通道DTMB国标地面数字电视监测卡。每个卡有2路射频输入，每个输入完成4路国标地面数字电视节目信号接收、信道指标监测、码流分析、码流TS over IP输出功能，共8路。板卡可监测的信道指标有：信号锁定状态、信号强度、误码率；为方便系统调试及故障定位，系统还可以指示当前信号的调制参数：载波模式（单载波、多载波）、帧头模式（可变、固定）、PN序列模式、前向纠错码率、符号映射方式、时域交织类型。

3.系统实施

博汇地面模拟电视解调设备解调的模拟电视信号，通过画面分割器、采集工控机、模拟切换器监视监听。其中发射机同轴输出的耦合信号，采用专用的A2画面分割器显示。数字电视解调系统由熊猫地面数字电视监控机和博汇地面数字电视2套设备组成，完成对信号的解调。经解调的信号传送至画面分割器和交换机，通过终端设备完成对电视节目的监视监听。

4.结束语

系统设计实施后，经测试，信号接收效果良好，接收天线实现了异地备份，解调设备通过跳线架灵活方便的选取天线。新增的发射机耦合信号与4副天线接收的空收信号，构成空收监测系统的双重保障。通过画面分割器、采集工控机、切换器实现多设备多画面实时监测，空收监测系统更加安全、稳定、可靠。

图4 空收监测系统图

图5 空收监测接收效果图