“数字微波调制机切换器”项目技术设计方案

姜良全

摘 要 随着广播电视行业的不断发展，越来越多的数字微波技术应用到广播电视业。其中，由以数字微波调制机切换器的研究最为关键。所以，本文针对数字微波调制机切换器的项目技术设计方案做出分析，希望有利于后续的使用。

关键词 数字微波；广播电视发射机；切换器

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）166-0122-02

桂林广播电视发射台传输部数字微波系统是广播电视发射机前端唯一的一套无线传输系统，是有线传输的必要备份。但是在实际工作中，数字微波调制器经常出现死机或信道编码出错现象，造成传输信号中断，工作人员为了启用备份数字微波调制器，由于接口连接多，更换比较复杂，延误正常播出时间，甚至造成停播事故。为此，对现有数字微波传输系统进行智能化升级改造。

1 项目设计目的

第一，备用调制器为冷备份平时不工作，当系统检测到主用调制器输出的信号有问题或调制器机身出现故障时，立即启动备用调制器开机使其正常工作，同时自动关闭主用调制器的电源停止其工作，从而达到主备用机自动切换的功能。

第二，ASI接口的TS码流信号源同时输入主、备调制器，当输入的码流出错或者没有信号时，则系统发出声光告警[1]。

2 “数字微波调制机切换器”技术方案

2.1 控制系统整体结构示意图

2.2 技术概述

1）自动控制系统主要依靠FPGA可编程器件的强大应用功能，在相关固定功能器件的基础上，编写相应的检测控制分析逻辑程序，配合单片机共同完成整个系统的检测控制功能。

2）ASI码流信号源同时输入主、备调制器、自动控制系统，控制系统通过对ASI码流进行解码检测分析，判断出输入信号的有无、其幅度大小是否可以给调制器识别、输入信号是否出错以及产生的误码是否会导致无效传输，判断的结果将控制系统是否发出告警。

3）使用中的调制器输出中频将分出1路输入控制系统，系统对该中频信号进行解调解码并检测分析，判断中频信号的场强电平大小、信号的误码质量等级，通过有效比对，判断出是否应该切换至备用机电源同时断开主用机电源。

4）控制系统对主备用机电源的开启与关闭通过继电器来实现，控制系统本机在断电重启后按此前存储的状态参数控制继电器工作；而当本机关机时，继电器的复位可以达到电源直通至主用机的功能，也可以通过手动强制切换开关切换至备用机工作，手动强制切换开关使外电源不再通过继电器，使主备机脱离了本机的控制，本机开机后如需恢复本机的自动控制，需把手动强制切换开关恢复至自动位置。本机在正常工作状态下，如果需要对主备机进行手动切换，可在面板输入手动切换指令，系统通过单片机可以控制主备机的切换；当本机出现故障时，则可以通过手动强制切换开关实施主备机的切换。

2.3 实现原理

ASI码流输入端检测采用无源分配给到控制机的码流（也即输入主备机码流），在工作时控制机的CY933解调出TS码流，TS码流经TS流检测模块检测输入的TS流是否正常，如正常给显示屏显示正常，反之声光告警。

调制中频输入（也即QPSK工作机输出）经中频解码后进入TS流控制模块单片机读取QPSK解调强度，质量等参数在显示屏上显示，当检测出的参数和正常时参数不同及超过一定值时就判断正在工作的QPSK机器出现故障需切换到备用机工作，这时单片机控制继电器切换到备用机电源接通，主机电源关闭，并声响告警并在显示屏提示，直至值班人员手动复位后声响才停止[2]。

2.4 功能

第一，面板显示监测信号的质量、强度、告警等相关内容、参数；第二，在ASI码流信号源输入的检测方面：当ASI无输入或者输入幅度较小时，系统发出声光告警，告警可以设定为3种方式：只有声音告警（蜂鸣器）、只有光告警（显示屏光闪动）、同时具备声光告警；第三，对调制器输出信号的检测方面：调制器本身及内部信号处理的所有问题均可通过质量和强度的数值大小表现出来，通过设定二者的门限数值即可实施自动切换功能（二者的门限数值可以通过面板进行修改设定），切换时自动启动备用机的电源，同时自动关闭主用机的电源；主备用机切换后，有一个判断备用机是否达到正常使用要求的过程时间，初定为0.5min～3min，该时间可以通过面板设定，在该时间段内，如果系统发现备用机达不到要求，则会重新切换到主用机并重新检测是否达到要求，此反复切换的过程初步设定为5次（该次数也可通过面板修改设定），如果最后主备用机均达不到要求，则系统发出声光告警；第四，关机直通、手动控制功能：正常情况下，控制系统本机在断电重启后按此前存储的状态工作，当本机关机时，电源直通至主用机，也可以通过手动强制切换开关切换至备用机工作。手动强制切换开关在本机的后面板上，分主、自动、备三档，使用该开关的主、备档，均不再受本机控制，本机开机后如需恢复本机的自动控制功能，需把手动强制切换开关恢复至自动位置。本机在正常工作状态下，如果需要对主备机进行手动切换，可在面板直接设置主备机的切换，系统会按照上述步骤重新检测，如反复检测几次（按设定的次数）后仍达不到要求，则系统发出声光告警；当本机出现故障时，则可以通过手动强制切换开关实施主备机的切换。

2.5 控制系统的意义及扩展性

具备上述功能的自动控制系统不仅仅只用于数字微波系统，还能通过扩展广泛的应用于其他系统，例如，调频广播发射系统、电视发射系统、国标地面数字电视发射系统、CMMB手机电视发射系统等的控制切换，以及有线数字电视网络前端机房、其他数字电视前端机房等的电视码流的适时监测、分析等[3]。因此，该系统的成功实现意义重大、应用范围广。

3 结论

第一，“数字微波调制机切换器”提高了微波系统数字化智能化水平，实现无缝自动切换，增强了广播电视信号传输的可靠性、安全性。

第二，由于“数字微波调制机切换器”具有信号检测功能，对信号源可实时监控，为数字微波传输系统的维护抢修创造了便利条件，在现有条件下，可简化系统故障维修的工作流程，提高了广播电视信号传输的保障能力。

第三，由于数字微波系统智能化水平的提高，可实现无人值守，也可作为发射机前端的主要信号传输链路使用。

参考文献

[1]王雪梅.数字微波技术在广播电视信号传输中的应用[J].通讯世界，2015（7）：15-16.

[2]岳雷.数字微波技术的发展前景浅析[J].通讯世界，2015（21）：64.