浅谈广播电视场强覆盖车载路测系统设计

2010-06-26郭倩

电视技术 2010年6期

郭倩

（北京同方吉兆科技有限公司，北京 100083）

1 引言

随着广播电视的发展及全国CMMB网络建设与运营工作的开展，各省市电视台都在积极推广调频、电视同步网及移动多媒体网络的建设工作，除了大力进行播出的数字化改造，努力提高节目内容和节目形式的可听可看性外，还希望扩大播出信号的覆盖面，掌握信号的发射质量，场强测试在其中就起到了至关重要的作用。为此，研制的车载式场强覆盖路测系统可实时收集汽车经过路段的场强数据，从而得出全省广播覆盖效果的表格和图形，为省级广播电台的决策和运行提供一套技术数据。

2 系统框架结构

根据国内不同标准，可分为地面电视、调频广播、移动多媒体广播等场强覆盖路测系统。笔者主要针对移动多媒体广播路测系统进行阐述。

该系统具备对移动多媒体广播信号高精度的测量和解调能力，可分析信号，并带有电子地图，可将采集的数据显示在相应的地理位置上，图文并茂，有助于测试人员分析现场状况及道路导航，同时可对数据进行不同形式的分析处理。根据需要还可扩展其他监测设备，如各种类型的频谱仪等，具有良好的扩展性。软硬件合为一体，测试方便，便携性和稳定性高。

如图1所示，路测系统由五大部分组成，即信号天线（吸顶式）、GPS 天线（吸顶式）、温/湿度传感器、车载逆变器和工控机。其中，工控机中包含了路测仪的硬件系统和软件系统，实现了路测一体化，操作方便。

3 系统主要模块功能设计

3.1 系统原理图

路测仪系统原理如图2所示。

路测系统主要部分是软硬件结合为一体的工控机，硬件部分主要完成数据的采集工作，软件部分主要对硬件采集到的数据进行分析和存储。使用者只需要接好测试天线、GPS天线及传感器就可以开始测试，所有测到的数据均由安装在工控机系统中的监控软件体现出来，软件还可以对解调的数据以不同的方式进行分析、回放，也可以远程访问。系统可以外接车载逆变器，当工控机电力不足的情况下提供充足的电源，同时还可外接其他设备，如频谱仪等，方便测量使用，便携性强。

3.2 路测仪硬件系统

此部分主要负责实时采集GPS数据、温/湿度数据以及解调、解码的信号数据，并完成测量频道电视节目的监听和监看。

路测仪硬件原理如图3所示。硬件部分由GPS模块、温/湿度检测模块、信号解调模块和电源模块组成。其中，信号解调模块输入端口接测试天线，输出端口为USB，主要负责将射频信号进行解调，提供需要监测的数据，然后传送给PC软件，如场强、误包率、音视频数据等。GPS模块主要提供地理信息数据，输入端接GPS天线。温/湿度传感器提供测量环境的温/湿度。GPS模块与温/湿度检测模块通过一块数据转接板供电，该数据转接板同时负责把两路数据整合后通过RS-232接口传送给PC软件。电源模块负责给数据转接板和信号解调板供电。

3.3 软件系统

软件采用Visual Basic（简称VB）语言编写。VB具有丰富的数据库功能，便于对接收到的监测数据进行处理。软件设计主要包括以下4方面。

1）数据采集处理模块

主要负责与数据转接板和解调板通信、数据格式转换及数据缓存的处理，通信接口为RS-232和USB接口。采集频率以1 s为周期进行，可同时测量多个频点，实时反映当前情况，数据包括GPS数据、温湿度、场强、误包率等。

2）数据显示模块

主要负责对采集数据的各种形式的表征，主要分为本地显示和远程监测。远程监测可以通过以太网或移动通信网回传数据[1-4]。本地显示主要包括：

（1）地图显示

软件植入较为精准的电子地图，可以使用Supermap，Mapinfo和ArcGIS等不同格式的地图实现对广播电视监测站点的监控管理，对地理数据的可视化表达是其重要功能之一（见图4）。通过GIS能够在地图上标识出广播电视监测台站和监测对象的详细地理位置，例如数据库中已知的发射台地址、监测台站的站址以及其他相关信息，把采集到的场强数据依照行车轨迹显示在地图上，使测试者可以直观地看到覆盖情况[5]。同时具备地图放大、缩小、测距等基本功能，方便使用，还可对实时数据和历史数据进行显示。

（2）曲线图显示

主要对场强和误码/误包率进行实时统计。在测量过程中对数据实时统计，采集到的实时数据以曲线图方式显示，纵坐标为数值单位，横坐标为时间。

（3）柱状图显示

主要对场强和误码/误包率进行历史数据统计（见图5）。选择要统计的数据库，对数据库中的历史数据进行统计，以柱状图方式显示，纵坐标为所占百分比，横坐标为各门限参考值。

（4）报表显示

在测量过程中或历史数据回放过程中，可对场强数据进行实时比较，生成相对应的极值和平均值，便于实时分析。对频率、坐标范围、采集时间、数值范围等可进行多维度组合的查询，查询结果可以导出Excel文档，同时可将导出的数据导入谷歌地图，可选择数据库，对关心的数据进行条件查询。还可以对地图中的场强点进行选择，并显示所选择的场强数值及经纬度数据。

3）后续数据处理模块

本模块主要实现对采集数据的存储管理。

首先，应具备数据库存储功能，对收集到的数据进行实时存储。主要包括两种类型的数据库：基本测量数据库，对某时某地测量的数据进行存储，包括时间、经纬度、各测量数据和温/湿度；塔坐标数据库，可在地图界面设置参考点，以便分析数据，包括经纬度、名称和备注。

其次，应具备音视频播放功能，即可设置节目起始时隙来播放想要观看的节目视频，同时可对音视频文件进行存储（可自选路径存储）。

4）设置模块

为了使测试系统正常工作,在测试前必须通过计算机对测试设备的相关参数进行设置，主要对所要测试的频率、场强电平及各种误码率门限、解调模块的参数及频谱仪进行通信地址等信息的设置。

3.4 供电系统

由于是路测系统，一旦硬件设备电源耗尽就要有供电设备为其供电，取电方式可以为汽车点烟器电源供电、汽车发电机供电、车上附加蓄电池供电、UPS供电或车用逆变器供电。电源主要为工控机、数据转接板、解调模块供电。应当能够保证以上设备同时使用3 h以上。这里选择的是车载逆变器，因为考虑到逆变器的转换效率一般为70%～80%，而目前插在点烟器上的逆变器最大功率为200 W，大于150 W，需要用电瓶夹从电平取电。系统整体功率为解调模块、GPS模块、温/湿度传感器和工控机功率之和。