廣播監測接收機虛擬化應用探討

孟寶燦（作者單位：國家新聞出版廣電總局五五三臺）

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廣播監測接收機虛擬化應用探討

孟寶燦
（作者單位：國家新聞出版廣電總局五五三臺）

摘 要：接收機虛擬化技術在廣播監測中具有良好的應用前景，利用接收機矩陣的虛擬化分層管理的方法，將傳統接收機使用的C/S架構模型虛擬轉換成B/S架構模型，可以提升接收機使用效率，增加接收機應用的靈活性，提升監測系統的穩定和可靠性。

關鍵詞：廣播監測；接收機矩陣；虛擬化

廣播電視監測技術經過50多年的發展，由人工手動監測逐漸轉變為目前的智能化、網絡化監測，監測技術不斷創新，監測手段更加豐富，監測范圍更加全面。

虛擬化技術作為IT發展趨勢的一部分，廣泛應用于IT各行業中。虛擬化技術具有降低系統運行成本、提升設備的基礎性能、增加設備應用的靈活性等優點，能夠以更低的成本提供更高的服務應用水平。廣播監測接收機虛擬化技術應用主要包括硬件虛擬化和軟件虛擬化2個方面。目前，主流的部分廣播監測接收機，如NRD-545、NI-1000、ICOM-R8500等接收機均不能滿足硬件虛擬化的要求。本文重點闡述軟件虛擬化在廣播電視監測中的應用探討。

1　接收機虛擬化的實現

由多臺不同類型的接收機組成一個接收機矩陣，接收機軟件虛擬化主要通過接收機矩陣管理系統，將接收機矩陣中大量不同類別的接收機進行虛擬化整合，提升接收機的使用效率，節約資源成本。傳統的接收機使用一般通過一對一控制的C/S架構模型實現，通過接收機矩陣管理系統，可以將多部接收機對外虛擬化成B/S架構模型，使用戶可以在局域網內任何一臺機器上通過WEB訪問、使用接收機矩陣虛擬化管理系統內所有接收機，接收機矩陣管理系統接到用戶下發的接收機使用請求后，根據監測任務的類別，自動匹配給合適的接收機執行任務。接收機矩陣管理調度系統主要包括接入層、管理層和設備層3部分。

1.1 接入層

接入層包含指標測量、測向任務、新頻處理、質量效果監測、頻譜掃描、綜合錄音、實時監聽、效果智能評估等8個任務接入需求。響應監測系統中全方面各項監測任務接收機使用需求，對不同類別的接收機使用任務進行分類整合。

1.2 管理層

1.2.1 電源管理模塊。用于實現接收機矩陣內所有接收機電源的集中管理，基于一體化機房的機柜電源和PDU管理，實現對接收機供電情況智能控制，可根據系統接收機負載情況自動選擇部分接收機的開關機。

1.2.2 資源分配模塊。用于對已經接收到的各類任務資源進行集中管理和任務分配。接收機虛擬化管理平臺根據不同的任務類型分配相應的接收機執行任務。

接收機虛擬化管理平臺中管理層根據接入層接收到的不同類別的監測任務，將監測任務分配下發任務指令給對應的接收機執行任務，并同時觸發天線控制模塊，根據任務類別自動匹配最佳的天線給對應的接收機。圖1為接收機資源分配流程圖。

圖1　接收機資源分配流程圖

監測任務虛擬化整合：根據監測任務的分配，資源管理模塊對同一頻率多任務的情況進行接收機虛擬化整合，提高接收機的利用率，具體整合情況如圖2所示。

圖2　監測任務虛擬化整合功能圖

1.2.3 接口協議與參數設置模塊。用于規范接收機矩陣管理層與設備層接收機的硬件接口協議，以及對設備層接收機的初始化參數設置。同時使得接收機矩陣管理層與整個廣播空時二維監測系統的軟件接口協議統一。

1.2.4 音頻流處理模塊。音頻流處理模塊實現對頻譜掃描接收機、寬帶接收機、CPCI板卡接收機、TF6-B接收機、測向接收機、場強測試接收機和測向接收機輸出的音頻信號，經過軟件編碼壓縮后變成MP3格式的音頻流，通過IP打包封裝后傳送或存儲。

1.2.5 中頻采集模塊。中頻數據采集主要采集頻譜掃描接收機、CPCI板卡式接收機輸出的中頻信號通過IP打包封裝后，一路傳送至系統其他模塊，另一路匯聚至中頻信號選擇模塊，有選擇地將中頻信號回傳至遠端，其處理流程如圖3所示。

IF采集

圖3　中頻處理流程圖

1.2.6 故障管理模塊。用于管理接收機矩陣內各種接收機的故障管理。根據采集到的接收機實時運行參數及工作狀態，對出現故障的接收機及時故障診斷和故障告警管理。對正在工作中的接收機出現故障，及時將監測任務遷移至其他接收機工作。接收機矩陣中接收機采用N+M冗余備份方式。

1.2.7 日志管理模塊。用于管理接收機的詳細使用情況統計，以及任務下發、系統操作的日志記錄。

1.2.8 設備數據采集模塊。用于實時采集各接收機的系統運行參數以及工作狀態，實時發現接收機故障后，及時上報管理層服務器診斷和處理故障。

1.2.9 天線控制模塊。用于分配接收機矩陣中接收機的天線信號。根據監測任務的要求，給出相應接收機的天線類型，對于需要自動匹配定向天線的接收機，自動選擇信號強度最大的天線。

1.2.10 標頻管理模塊。用于管理接收機矩陣內接收機使用標頻的管理，矩陣內接收機均采用統一的標頻信號。選擇具有良好的長期穩定性和準確度的銫鐘為接收機的統一標頻時鐘。銫鐘標頻時鐘通過一個標頻時鐘選擇器，對接收機矩陣內的頻譜掃描接收機、TF-6B接收機、CPCI板卡式接收機提供標頻選擇。

2.3 設備層

2.3.1 寬帶接收機。利用多臺寬帶接收機全天候24小時實時顯示5～30M頻段的頻譜信息，掃描結果自動存儲入庫，寬帶接收機支持RJ-45網絡端口連接。寬帶接收機天線選用多模多饋天線，采用N+M的冗余備份方式。

2.3.2 頻譜掃描接收機。兩臺頻譜掃描接收機全天候24小時分別實時顯示5～30M和87～108M頻段的頻譜信息，掃描結果自動存儲入庫，接收機天線選用短波多模多饋天線和超短波接收機天線；另1臺頻譜掃描接收機，用于實現對系統中的各類指標（頻偏、調幅度、調制度、帶寬、電平）監測任務的高精度測量，可根據監測任務需求自動匹配天線。

2.3.3 CPCI板卡接收機。利用N臺CPCI板卡式接收機組成一個錄音和實時監聽模塊。CPCI板卡式接收機接收天線選用定向和全向兩種，可根據任務要求，根據信號強度大小，自動匹配合適的天線型號進行錄音。用于滿足不同類別的錄音和實時音頻監聽任務要求，接收機采用N+M冗余備份方式。

2.3.4 短波測向接收機。測向接收機主要完成系統各種中短波測向任務，接收機天線選用專用的空間普天線陣。

2.3.5 指標測量接收機。采用2臺指標測量接收機實現對系統中的各類指標（頻偏、調幅度、調制度、帶寬、電平）監測任務的高精度測量。可根據監測任務要求，自動匹配專用測量天線或者短波魚骨型天線。

2.3.6 場強測試接收機。采用2臺高精度的場強測量接收機，響應各類場強測量任務，測量天線選用專業配套測量天線。

3　結語

利用接收機矩陣虛擬化管理平臺，可以有效地管理矩陣中多種不同類型的接收機，改變了傳統監測工作中的接收機一對一的監測工作模式，提高了接收機的使用效率；接收機采用N+M的冗余備份策略，可以確保監測系統安全、穩定運行；同時能夠實時監測矩陣內接收機的各項工作指標參數以及矩陣內接收機的智能開關機工作。