中波广播发射台信号源智能化管理系统组成架构探究

中波广播发射台信号源智能化管理系统组成架构探究

魏明珠 

青海省广播电视局九二五台    810399 

【摘要】：中波发射台信号源系统是发射系统重要组成部分，其工作状态决定了整个发射效果。传统的信号源调度管理是依靠人工来实现的，随着计算机及人工智能技术的不断发展，中波发射台的信号源调度管理已逐步被智能化管理系统所取代。本文对中波发射台信号源智能化管理系统的组成架构、主要功能和管理方式进行论述，一方面加强对智能化管理系统的认识，另一方面为信号源智能化管理系统的安装、调试及维护提供参考依据。

【关键词】：信号源系统；智能化管理；组成架构；主要功能

0 引言

随着科学技术的不断进步，广播发射台的技术管理也在逐步由人工管理向智能化管理方面过度，智能化管理系统更具先进性、全面性和实用性，可以对中波发射台的技术系统实施不间断、高质量的监测管理。在信号源管理方面，智能化管理系统具备信号源的多路接收、多路手动/自动切换；能实现信号的智能识别和选择；切换器设备可对信号源进行数字编码、垫音、备份等处理。那么，智能化管理系统是如何接入到已有的信号源系统、又是如何对信号源系统进行管理的呢？这是中波发射台技术人员必须了解的问题，只有完全了解信号源智能化管理系统的组成架构和工作原理，才能更好的对系统设备进行使用和维护。[1]

1 传统的信号源系统设备

1.1 系统设备组成

中波发射台信号前端设备包括信号接收设备、音频处理设备、信号切换设备和延时均衡设备。图1为传统中波发射台信号源系统设备组成框图。

1.2 系统设备工作原理

1.2.1 卫星信号接收设备

卫星信号接收设备对卫星信号进行接收处理。位于赤道上空的地球同步卫星向覆盖范围内发送C频段或KU频段卫星信号，抛物面天线接收高频卫星信号，经高频头进行一次变频后将中频信号送往卫星接收机，卫星接收机再对中频信号进行处理，最后解调出音频信号，作为广播节目信号送往中波发射机。

1.2.2 网络信号接收设备

这里所说的网络信号是指通过广电专网传送的节目信号。网络信号处理设备包括复用设备和网络信号解码器，复用设备既可以接收网络信号，也可以上传中波台技术和办公业务数据；网络信号解码器可以在网络信号里解调出广播节目信号，属于广电专用设备。网络信号和卫星信号一起送到音频切换器，根据需要选择信号源，一般情况下是卫星信号作为主用信号，网络信号作为备用信号。[2]

除卫星信号和网络信号以外，个别中波台还将微波和调频节目作为中波广播节目信号源。微波和调频信号适用于要求不高的广播节目。

1.2.3 音频矩阵切换器

音频矩阵切换器可实现信号的切换。广播节目信号有卫星信号、网络信号和微波、调频信号。为了确保安全播出，当某一路信号出现故障或者需要替换节目时，需要在诸多信号中进行切换，当一路信号出故障时，可通过人工手动操作切换信号，也可以在切换器中实现无信号自动切换。

1.2.4 音频处理器

音频处理器的主要作用是对音频信号进行压缩限幅处理。新型全固态中波发射机对信号源的要求比较高，节目信号起伏变化大或者有过多的低频分量，会造成发射机过调制或过流问题，引起发射机停机保护或重启故障。音频处理器主要是对动态信号进行压缩处理，当音频信号幅度瞬时变大时，音频处理器对超出正常范围的音频分量进行压缩处理，确保到达发射机的信号稳定。另外，音频信号还具有提高等响度、提升高频分量、增加音域宽度的作用。

2 智能化管理系统

中波发射台智能化管理系统是一个技术综合管理系统，可以实现包括信号源、发射机、天馈线、供配电、环境等诸多方面的自动化管理，对于信号源系统管理，可以使用全台自动化管理系统中的信号源管理系统，也可以使用单独的信号源智能化管理系统。图2为单独的智能化信号源管理设备组成图。

2.1 系统的主要功能

智能化信号源管理系统主要功能有：实现多路音频信号的智能化切换，每一个广播节目配置一套切换系统，可以方便系统的操作管理，这一点与传统的矩阵切换系统不同；智能化信号源管理系统同时可以对数字信号和模拟信号进行处理，对于模拟信号可以根据信号的大小、有无和失真情况进行判断处理，还可对数字信号进行数字化方面的判断和处理；主用信号源通道具备断电直通功能，当单个设备出现故障时，主用信号可以保持连通状态；智能化信号源管理系统对主用信号状态进行实时监测，当节目信号异常（变小、变大、消失、失真）时系统自动按照设定的程序进行切换，同时给出报警信号，提醒工作人员进行相应的处理；智能化信号源管理系统不仅可以实现本机、本地操作，还可以实现远程监看和控制管理；智能化信号源管理系统还具备录音触发、垫音和数据储存功能，可以随时调取某一时间段的节目传输情况；智能化信号源管理系统还具备无线接收信号的监测管理功能，可以很好地监测发射出去的节目信号质量。[3]

2.1 与原有信号源设备的驳接

完整的智能化信号源管理系统驳接示意图如图3所示。系统驳接包括四个部分：一是智能化管理系统与原有节目接收设备的连接；二是智能化管理系统与原有节目处理设备的连接；三是智能化管理系统取代原有矩阵切换系统的连接；四是智能化管理系统接收无线开路信号设备的连接。所有节目处理设备连接好以后，一方面送到信号源节目监测主机，另一方面送到节目调度管理主机。需要说明的是，信号源节目监测主机和信号源节目调度主机并不是两个独立的电脑设备，而是一台电脑上的两个独立工作的信号源处理系统。

2.2 信号源节目监测

智能化管理系统将信号源设备、信号调度设备和节目监测设备整合在一起，对中波发射台的信号源系统链路上的所有设备实现分布式集中控制管理，满足安全播出的需要。节传链路是发射台信号源实际链路流程，能显示当前情况下信号的流程及工作状态，根据监管需要可任意选择音频节点进行监听、监视和监测。信号源系统的监测包括信号质量的监测和动态信号的监视。[4]

2.2.1 信号质量的监测

信号质量通过信号电平大小和一定时间内平均值两个条件来判断：一是判断信号电平的大小，当信号电平低于设定阈值时即判定为无信号或信号太小；二是对一定时间内平均电平大小进行监测，当平均电平值小于设定值时即判定为信号丢失。

2.2.2 动态信号的监视

为确保发射台信号源安全可靠传输，主要传输环节均需要实时监听、监视和监测。监听、监视和监测主要分为三级：一是对各种传输方式的信号进行监听、监视和监测；二是对各个信号切换点进行监听、监视和监测；三是对开路信号（无线接收经解调的广播信号）进行监听、监视和监测。图4为中波发射台信号源流程监听、监视与监测示意图，图中柱状图下方箭头代表监测信号流向。[5]

2.3 信号源节目调度

这里所说的调度，实际上就是信号的选择切换。智能切换器不仅可以实现本机操作控制，还可以通过管理系统进行操作控制。中波发射台的信号源有多种输入方式，目前比较常用的有卫星信号和网络信号，除此之外，还有本地的调频、微波信号以及用于冗余备份的信号。正常情况下，根据需要，智能切换器选择切换所需的播出信号，当主用信号出现问题时，切换器将断开主用信号，切换至预设的备份信号或者垫音信号，维持节目的正常播出。

2.4 广播节目防错播/插播监测报警系统

防错播/插播监测报警系统是针对发射台某套节目的所有信源信号和监测节点之间的内容识别。个别中波台早期的信号源监测只能监测节目有无，需要值机员人工监听，由于人工监听存在失误，容易造成错播、劣播事故发生。智能化监测系统可以实时的对节目信号进行监测比对，当信号出现任何问题时，系统便实施语音报警，并进行录音储存，系统无需人耳监听，能及时发现插播、错播信号以及无节目纯噪声信号，具有高稳定性、高准确性、高可靠性等特点，特别是对于部分台站信源之间的高动态延时也可以完美解决。[6]

2.5 广播节目多路音频监测慢录系统

对于广播节目信号质量的好坏，需要值机员实时监看设备界面和参数柱状图，监听音箱的音质，这种情况适用于单个节目，但在多节目、多信源监测的情况下，人的监管能力显然已经应付不过来，针对这种情况，建立一套广播节目多路音频监测漫录系统、可以全方位监听所有节目信号，也可以对信号异常部分进行录制保存，便于工作人员发现问题并有针对性的处理。

2.5 信号源垫音功能

当意外原因造成所有信号中断时，为了避免空播事故，可调用预存的音频文件进行补音，音频可以为音乐节目，也可以为单音频（1kHz）信号。

3 信号源系统安装注意事项

在中波发射台信号源系统中，为了避免各种信号干扰，信号源传输线和设备输入输出接口一般都采用平衡方式。平衡传输时，正负线上感应的干扰信号会相互抵消，因此信号传输的保真度高。平衡传输连接插头为三芯卡农插头，标准的三芯连接方法为：1端接地、2端接信号正极、3端接信号负极，切记，三芯的顺序一定不要接反了，否则可能会影响声音质量。如果需要平衡信号转不平衡信号或不平衡信号转平衡信号，可采转换电路进行转换。

4 束语

中波发射台智能化管理系统的应用，将工作人员从繁杂的技术管理工作中解脱出来，同时，由于智能化管理具有全方位、全天候、精准化的特点，大大降低了播出事故，为中波发射台的安全播出奠定基础。但从另一方面讲，人的因素是决定一切的因素，再先进的设备系统也只是一种辅助手段，仍需要人的精心管理和维护，才能发挥智能化管理系统的优点。才能确保安全播出不出问题。

参考文献

[1] 根增加，中波发射台智能化管理系统构建的意义及组成架构[J].黑龙江广播电视技术.2023.

[2] 拉姆，中波转播台卫星信号接收调整策略研究[J].中国科技纵横.2022.

[3] 杨华涛，发射台自动化监控系统功能介绍与安装维护[J].内蒙古广播与电视技术, 2010.

[4] 汤思贤， 中波发射台标准化智慧运维平台的设计与应用[J].广播与电视技术, 2022.

[5] 韩广立，中波转播台自动化监控系统的技术解决方案[J].广播电视信息, 2019.

[6] 刘霁，广播电视发射台自动化管理系统的整体架构与运行环境分析[J].无线互联科技, 2022.