張瑞濤

(通化廣播電視臺(tái)中波發(fā)射臺(tái)，吉林 通化 134000)

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廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)踐探究

張瑞濤

(通化廣播電視臺(tái)中波發(fā)射臺(tái)，吉林 通化 134000)

廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)在進(jìn)入21世紀(jì)后產(chǎn)生巨大革新，希望以此提高廣播電視信號(hào)傳輸質(zhì)量，換取更穩(wěn)定、高效、高質(zhì)和快捷的個(gè)性化用戶服務(wù)體驗(yàn)。對(duì)廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的現(xiàn)實(shí)優(yōu)勢(shì)作簡(jiǎn)要闡述，重點(diǎn)探討虛擬儀器在廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)體系監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的創(chuàng)新應(yīng)用。

廣播電視；無(wú)線發(fā)射技術(shù)；優(yōu)勢(shì)；虛擬儀器；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1 廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的基本內(nèi)涵與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 基本內(nèi)涵

廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)是數(shù)字化廣播電視的基礎(chǔ)技術(shù)之一，在信號(hào)傳輸覆蓋范圍較廣、安全可靠性較高且能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)傳輸損失的有效控制。其主要應(yīng)用機(jī)制是無(wú)線電波，廣播電視節(jié)目播放過(guò)程中，技術(shù)后臺(tái)會(huì)根據(jù)技術(shù)調(diào)制將信息加載于無(wú)線電波上，使其能通過(guò)空間傳播順利到達(dá)收信端。電波引起的電磁場(chǎng)變化也會(huì)在導(dǎo)體中不斷產(chǎn)生電流循環(huán)，并通過(guò)解調(diào)程序?qū)⑿畔碾娏髯兓刑崛〕鰜?lái)，以此達(dá)到信息傳播目的。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

首先，廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)具有很高的信號(hào)傳輸安全穩(wěn)定性，運(yùn)用高頻電磁波信號(hào)發(fā)射技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)由點(diǎn)及面的發(fā)射與傳輸，有利于廣播電視節(jié)目的自動(dòng)播出與控制功能發(fā)揮。其次，有效減少信號(hào)發(fā)射工作量?，F(xiàn)代社會(huì)發(fā)展節(jié)奏快，工作壓力大，廣播電視成為人們業(yè)余生活中最重要的娛樂(lè)休閑手段。在這一背景下，廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的信號(hào)傳輸工作量也越來(lái)越大，采用傳統(tǒng)技術(shù)設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳輸不但不能保證信號(hào)傳輸損益，還可能由于操作失誤而導(dǎo)致廣播電視節(jié)目無(wú)法正常播出?，F(xiàn)代無(wú)線發(fā)射技術(shù)具有較高實(shí)用性和智能性，在該特征機(jī)制下信號(hào)發(fā)射與傳播的自動(dòng)化控制程度與傳播效率都相當(dāng)之高。通過(guò)無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)控制單元的計(jì)算機(jī)終端實(shí)施信號(hào)輸出輸入，基于系統(tǒng)通信線路連接各個(gè)設(shè)備子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作技術(shù)流程。一方面降低工作人員日常操作量，一方面大幅度提升無(wú)線發(fā)射信號(hào)的穩(wěn)定性與安全性，對(duì)信號(hào)高質(zhì)量、低故障發(fā)射傳輸非常有好處[1]。再者，對(duì)信號(hào)傳輸過(guò)程中信息的智能化自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)有效控制，提升發(fā)射器監(jiān)控水平，自動(dòng)查找及發(fā)現(xiàn)信號(hào)發(fā)射過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，確保信號(hào)傳輸?shù)陌踩€(wěn)定性，提高節(jié)目播出的信號(hào)質(zhì)量。

2 廣播電視無(wú)線發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的虛擬儀器創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用

2.1 虛擬儀器技術(shù)概述

廣播電視采用無(wú)線信號(hào)發(fā)射，這種信號(hào)主要以空間電磁波形式傳送，看不見(jiàn)摸不到，實(shí)際上很難對(duì)其傳輸效果進(jìn)行科學(xué)客觀評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)多采用場(chǎng)強(qiáng)儀單點(diǎn)、手工測(cè)量統(tǒng)計(jì)等方法，其匯總數(shù)據(jù)及推測(cè)過(guò)程會(huì)出現(xiàn)測(cè)量不夠精確、推測(cè)結(jié)論有偏差等問(wèn)題。因此，需對(duì)廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)體系中的信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新，基于虛擬儀器技術(shù)，運(yùn)用LabVIEW與GPIB控制技術(shù)共同開(kāi)發(fā)和應(yīng)用軟硬件。虛擬儀器技術(shù)的引入大幅度縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，應(yīng)用價(jià)值可觀。

2.2 虛擬儀器技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

虛擬儀器技術(shù)是基于廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的軟硬件構(gòu)建而形成的，其將發(fā)射系統(tǒng)作為被監(jiān)測(cè)對(duì)象，接收天線在發(fā)射系統(tǒng)有效覆蓋區(qū)域內(nèi)，通過(guò)接收射頻信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)將信號(hào)提供給頻譜儀進(jìn)行處理。頻譜儀主要通過(guò)GPIB接口卡與計(jì)算機(jī)傳輸測(cè)量結(jié)果，接收計(jì)算機(jī)程序的各種命令，展開(kāi)計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)處理，顯示監(jiān)測(cè)過(guò)程所需要的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果。

硬件設(shè)計(jì)方面。在實(shí)際設(shè)計(jì)流程中，使用對(duì)數(shù)周期天線，該天線具有固定接收方向，監(jiān)測(cè)人員一般會(huì)在接收信號(hào)之前調(diào)整旋轉(zhuǎn)天線位置，保證場(chǎng)強(qiáng)值達(dá)到最大。通常情況下測(cè)量接收設(shè)備都會(huì)采用E4402B頻譜儀，該頻譜儀帶有GPIB接口卡和USB-GPIB連接橋，且能為計(jì)算機(jī)提供從USB斷口到GPIB儀器的直接連接，此設(shè)計(jì)也提高了方案可操作性。

軟件設(shè)計(jì)方面。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)軟件專門采用LabVIEW測(cè)試程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)，這種典型的圖形化編程語(yǔ)言平臺(tái)，能將圖形化虛擬面板應(yīng)用于用戶界面及框圖建立，優(yōu)化虛擬儀器整體程序功能。配合正在運(yùn)行的集成化環(huán)境，可使廣播電視無(wú)線發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)編程過(guò)程更加直觀。

自動(dòng)監(jiān)測(cè)流程軟件主界面包括以下4種設(shè)置參數(shù)：廣播電視跳頻及選擇參數(shù)，測(cè)量跳頻頻率設(shè)定參數(shù)，發(fā)射臺(tái)距離監(jiān)測(cè)點(diǎn)的直線距離計(jì)算參數(shù)和測(cè)量頻點(diǎn)頻道的告警門限場(chǎng)強(qiáng)值設(shè)置參數(shù)，如圖1[2]。

圖1 廣播電視無(wú)線發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)環(huán)節(jié)流程圖Fig.1 Automatic monitoring technology link flow chart

如圖1所示，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用虛擬儀器技術(shù)來(lái)檢測(cè)電視頻道與調(diào)頻頻點(diǎn)設(shè)置及目標(biāo)場(chǎng)強(qiáng)報(bào)警門限值，其中目標(biāo)頻道頻點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)值保持在每隔5s測(cè)量一次的基本頻率，測(cè)量結(jié)果保存在excel表格中。在頻譜儀顯示界面，主要為技術(shù)人員提供目標(biāo)頻道頻點(diǎn)發(fā)射設(shè)備的計(jì)算機(jī)相關(guān)理論功率值。

2.3 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主界面的虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)

在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主界面，通過(guò)虛擬儀器技術(shù)中外層While循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)保證系統(tǒng)程序持續(xù)良好運(yùn)行，只有人為主動(dòng)中斷程序才會(huì)結(jié)束，否則將連續(xù)測(cè)量。為進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)線發(fā)射技術(shù)，還應(yīng)設(shè)計(jì)“補(bǔ)償”模塊，以此選擇監(jiān)測(cè)頻道頻率，目前虛擬技術(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)4個(gè)頻點(diǎn)同時(shí)監(jiān)測(cè)，利用GPIB模塊將測(cè)量的4個(gè)場(chǎng)強(qiáng)值表現(xiàn)出來(lái)，這就是對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)值(μV/m)的有效測(cè)量。通過(guò)補(bǔ)償模塊自動(dòng)補(bǔ)償對(duì)周天線場(chǎng)強(qiáng)值校正系數(shù)，利用補(bǔ)償換算算法計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)值，將計(jì)算結(jié)果送入波形圖表中，并保持每4s對(duì)所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)一次的基本頻率。從補(bǔ)償模塊技術(shù)結(jié)構(gòu)角度分析，虛擬儀器技術(shù)有兩個(gè)模塊結(jié)構(gòu)組成條件，分別為外部與內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成條件。在該模塊設(shè)計(jì)中，借助發(fā)射天線信號(hào)的發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量跳頻段場(chǎng)強(qiáng)補(bǔ)償效率，輸入任意調(diào)頻段任意頻點(diǎn)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)量。虛擬儀器技術(shù)對(duì)廣播電視制式采用寬頻信號(hào)傳輸方式，每個(gè)頻道都會(huì)設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)頻率，不同頻道有自己對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償參數(shù)。該程序中的條件結(jié)構(gòu)能有選擇的進(jìn)行頻道頻率監(jiān)測(cè)，同時(shí)基于自動(dòng)補(bǔ)償功能強(qiáng)化頻道中的場(chǎng)強(qiáng)值，優(yōu)化無(wú)線發(fā)射信號(hào)質(zhì)量。

總體而言，廣播電視無(wú)線發(fā)射監(jiān)測(cè)在引入虛擬儀器技術(shù)后可實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)4個(gè)廣播電視頻道信號(hào)同步測(cè)量、分析與計(jì)算，通過(guò)后臺(tái)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)射信號(hào)質(zhì)量變化與損益變化，觀察發(fā)射地發(fā)射設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)，進(jìn)一步驗(yàn)證虛擬儀器技術(shù)之于廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用功能可行性[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)要不斷創(chuàng)新信號(hào)傳輸手段，優(yōu)化和豐富自身功能性，體現(xiàn)無(wú)線傳輸技術(shù)的優(yōu)越性。希望未來(lái)能深入研究并開(kāi)發(fā)更多創(chuàng)新技術(shù)，應(yīng)用于廣播電視系統(tǒng)中，為國(guó)民提供更優(yōu)質(zhì)、智能的廣播電視服務(wù)內(nèi)容。

[1] 張建偉.廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析及發(fā)展建議[J].中國(guó)有線電視,2015，(05):591-592.

[2] 劉俊林.廣播電視無(wú)線發(fā)射臺(tái)遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用略述[J].西部廣播電視,2015，(07):234.

[3] 朱泉威.虛擬儀器在廣播電視無(wú)線發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].廣播與電視技術(shù),2014,41(02):50-56.

Research on application of radio and TV wireless transmission technology innovation

ZHANG Rui-tao

(Tonghua Radio and Television Station Medium Wave Launch Station, Tonghua 134000, China)

Radio and television broadcasting technology has made great innovation after entering the 21st century, hoping to improve the quality of radio and television signal transmission and better fulfill a more stable, efficient, high quality and fast personalized customer service experience. This paper focuses on the innovative application of virtual instrument in radio and television transmission monitoring system.

Radio and television; Wireless transmission technology; Advantages; Virtual instrument; Monitoring system

2016-12-28

張瑞濤(1981-)，男，本科，助理工程師。

TN948.53

A

1674-8646(2017)02-0036-02