广播监测接收机虚拟化应用探讨

2015-12-26孟宝灿作者单位国家新闻出版广电总局五五三台

西部广播电视 2015年18期

关键词：虚拟化

孟宝灿（作者单位：国家新闻出版广电总局五五三台）

广播监测接收机虚拟化应用探讨

孟宝灿
（作者单位：国家新闻出版广电总局五五三台）

摘要：接收机虚拟化技术在广播监测中具有良好的应用前景，利用接收机矩阵的虚拟化分层管理的方法，将传统接收机使用的C/S架构模型虚拟转换成B/S架构模型，可以提升接收机使用效率，增加接收机应用的灵活性，提升监测系统的稳定和可靠性。

关键词：广播监测；接收机矩阵；虚拟化

广播电视监测技术经过50多年的发展，由人工手动监测逐渐转变为目前的智能化、网络化监测，监测技术不断创新，监测手段更加丰富，监测范围更加全面。

虚拟化技术作为IT发展趋势的一部分，广泛应用于IT各行业中。虚拟化技术具有降低系统运行成本、提升设备的基础性能、增加设备应用的灵活性等优点，能够以更低的成本提供更高的服务应用水平。广播监测接收机虚拟化技术应用主要包括硬件虚拟化和软件虚拟化2个方面。目前，主流的部分广播监测接收机，如NRD-545、NI-1000、ICOM-R8500等接收机均不能满足硬件虚拟化的要求。本文重点阐述软件虚拟化在广播电视监测中的应用探讨。

1　接收机虚拟化的实现

由多台不同类型的接收机组成一个接收机矩阵，接收机软件虚拟化主要通过接收机矩阵管理系统，将接收机矩阵中大量不同类别的接收机进行虚拟化整合，提升接收机的使用效率，节约资源成本。传统的接收机使用一般通过一对一控制的C/S架构模型实现，通过接收机矩阵管理系统，可以将多部接收机对外虚拟化成B/S架构模型，使用户可以在局域网内任何一台机器上通过WEB访问、使用接收机矩阵虚拟化管理系统内所有接收机，接收机矩阵管理系统接到用户下发的接收机使用请求后，根据监测任务的类别，自动匹配给合适的接收机执行任务。接收机矩阵管理调度系统主要包括接入层、管理层和设备层3部分。

1.1 接入层

接入层包含指标测量、测向任务、新频处理、质量效果监测、频谱扫描、综合录音、实时监听、效果智能评估等8个任务接入需求。响应监测系统中全方面各项监测任务接收机使用需求，对不同类别的接收机使用任务进行分类整合。

1.2 管理层

1.2.1 电源管理模块。用于实现接收机矩阵内所有接收机电源的集中管理，基于一体化机房的机柜电源和PDU管理，实现对接收机供电情况智能控制，可根据系统接收机负载情况自动选择部分接收机的开关机。

1.2.2 资源分配模块。用于对已经接收到的各类任务资源进行集中管理和任务分配。接收机虚拟化管理平台根据不同的任务类型分配相应的接收机执行任务。

接收机虚拟化管理平台中管理层根据接入层接收到的不同类别的监测任务，将监测任务分配下发任务指令给对应的接收机执行任务，并同时触发天线控制模块，根据任务类别自动匹配最佳的天线给对应的接收机。图1为接收机资源分配流程图。

图1　接收机资源分配流程图

监测任务虚拟化整合：根据监测任务的分配，资源管理模块对同一频率多任务的情况进行接收机虚拟化整合，提高接收机的利用率，具体整合情况如图2所示。

图2　监测任务虚拟化整合功能图

1.2.3 接口协议与参数设置模块。用于规范接收机矩阵管理层与设备层接收机的硬件接口协议，以及对设备层接收机的初始化参数设置。同时使得接收机矩阵管理层与整个广播空时二维监测系统的软件接口协议统一。

1.2.4 音频流处理模块。音频流处理模块实现对频谱扫描接收机、宽带接收机、CPCI板卡接收机、TF6-B接收机、测向接收机、场强测试接收机和测向接收机输出的音频信号，经过软件编码压缩后变成MP3格式的音频流，通过IP打包封装后传送或存储。

1.2.5 中频采集模块。中频数据采集主要采集频谱扫描接收机、CPCI板卡式接收机输出的中频信号通过IP打包封装后，一路传送至系统其他模块，另一路汇聚至中频信号选择模块，有选择地将中频信号回传至远端，其处理流程如图3所示。

IF采集

图3　中频处理流程图

1.2.6 故障管理模块。用于管理接收机矩阵内各种接收机的故障管理。根据采集到的接收机实时运行参数及工作状态，对出现故障的接收机及时故障诊断和故障告警管理。对正在工作中的接收机出现故障，及时将监测任务迁移至其他接收机工作。接收机矩阵中接收机采用N+M冗余备份方式。

1.2.7 日志管理模块。用于管理接收机的详细使用情况统计，以及任务下发、系统操作的日志记录。

1.2.8 设备数据采集模块。用于实时采集各接收机的系统运行参数以及工作状态，实时发现接收机故障后，及时上报管理层服务器诊断和处理故障。

1.2.9 天线控制模块。用于分配接收机矩阵中接收机的天线信号。根据监测任务的要求，给出相应接收机的天线类型，对于需要自动匹配定向天线的接收机，自动选择信号强度最大的天线。

1.2.10 标频管理模块。用于管理接收机矩阵内接收机使用标频的管理，矩阵内接收机均采用统一的标频信号。选择具有良好的长期稳定性和准确度的铯钟为接收机的统一标频时钟。铯钟标频时钟通过一个标频时钟选择器，对接收机矩阵内的频谱扫描接收机、TF-6B接收机、CPCI板卡式接收机提供标频选择。

2.3 设备层

2.3.1 宽带接收机。利用多台宽带接收机全天候24小时实时显示5～30M频段的频谱信息，扫描结果自动存储入库，宽带接收机支持RJ-45网络端口连接。宽带接收机天线选用多模多馈天线，采用N+M的冗余备份方式。

2.3.2 频谱扫描接收机。两台频谱扫描接收机全天候24小时分别实时显示5～30M和87～108M频段的频谱信息，扫描结果自动存储入库，接收机天线选用短波多模多馈天线和超短波接收机天线；另1台频谱扫描接收机，用于实现对系统中的各类指标（频偏、调幅度、调制度、带宽、电平）监测任务的高精度测量，可根据监测任务需求自动匹配天线。

2.3.3 CPCI板卡接收机。利用N台CPCI板卡式接收机组成一个录音和实时监听模块。CPCI板卡式接收机接收天线选用定向和全向两种，可根据任务要求，根据信号强度大小，自动匹配合适的天线型号进行录音。用于满足不同类别的录音和实时音频监听任务要求，接收机采用N+M冗余备份方式。

2.3.4 短波测向接收机。测向接收机主要完成系统各种中短波测向任务，接收机天线选用专用的空间普天线阵。

2.3.5 指标测量接收机。采用2台指标测量接收机实现对系统中的各类指标（频偏、调幅度、调制度、带宽、电平）监测任务的高精度测量。可根据监测任务要求，自动匹配专用测量天线或者短波鱼骨型天线。

2.3.6 场强测试接收机。采用2台高精度的场强测量接收机，响应各类场强测量任务，测量天线选用专业配套测量天线。