互联网通信技术是神奇的。它给我们创造了一个新世界—虚拟的网上世界。它使许多不可能变成可能。下面我将为大家展示一个过去不可能而现在可能,并且应该实现的一幅美丽的画卷:通过互联网通信技术实现无线电波的远程监测与掌控。
一. 广播发射信号监测体系的现状
以广播电台为例,各电台发射台在检测发射机的性能指标时,大多是从发射机的末级输出端口提取信号,通过馈缆传送到电声指标检测仪中,从而测出频率、发射功率和三大电声指标等项。大致每季度检测一次。
广播电视主管部门设立的监测中心(室)主要以监听监测所辖各频道的节目内容和大致场强为主。
广播电视技术部门每年或每几年组织一次场强收测。时间和地点通常不确定。
国家设立一些无线电波监测机构。他们主要是检测无线电信号的频率,确定其频偏。
听众(包括指定的电台工作人员)的收听反馈。
现行广播发射信号监测体系见图1所示。
二. 现行广播发射信号监测体系的不足
1.很明显,现行广播发射信号监测体系是粗糙的、不及时不全面的;
2.不能掌握空中电波的运行情况。停播、劣播率等难以准确得出;
3.由于发射台附近的场强过强,使接收机产生较严重的失真,所以播出的节目信号失真与否,较难准确判断;
4.广播节目内容的监听,由于听众(包括指定的电台工作人员)的设备和能力的不同及有限,他们反映的节目播出质量的好坏无法作为科学的评判依据,仅能作为参考;
5.电波覆盖区域内的信号场强不能实时监测,广播的覆盖效果是朦胧的,只能根据听众的收听反馈及场强的收测结果等估测;
6.不能很好地,有针对性地为广大听众服好务。
三. 建立以互联网通信技术为主要依托的广播发射信号监测体系
为了有效地解决广播发射信号监测体系的不足,增加一个多地点的实时监测环节十分必要。这个环节的运行由广播电视主管部门的监测中心(以下简称为广电监测中心)负责。见图2所示的改进后的广播发射信号监测体系示意图。下面,我就从技术上阐述如何设立实时监测站点、实时监测站点的设备构成、如何利用互联网通信技术传送监测站点所得到的数据到广电监测中心和广电监测中心如何收集、分析、存储各实时监测站点传送来的监测数据,并指导发射台等部门的工作。
1.如何设立实时监测站点
设立实时监测站点应遵循以下几项原则:主要服务区原则、远离发射台原则、覆盖区域内原则、分散原则和安全性原则。
(1)主要服务区原则
在广播电台电视台的主要服务区内必须设立一个或几个监测站点,以便随时掌握该服务区内的广播信号质量及其变化情况,有针对性地改进我们的工作,服务于广大听众。
(2)远离发射台原则
发射台附近地区,由于其电波场强较强,不易受到其他干扰源的干扰,广播信号质量相对有保证,所以在这样的地方建立监测站点必要性不大。监测站点应该建在尽量远离发射台的地方,这样监测到的数据会更有意义,能够从中分析到许多有价值的东西。
(3)覆盖区域内原则
监测站点必须建在覆盖区域内(最多到边缘)。因为建在覆盖区域外,或收不到该频道的广播信号,或该广播信号极不稳定,这是无法进行正常监测的。
(4)分散原则
监测站点应该在覆盖区域内分散开来,这样才能够全面地了解和掌握电波的覆盖情况、广播设备的运行状态和广大听众的接收效果。分散即指距离上,也指方向上。
(5)安全性原则
监测站点是无人看守的。它的选址应该考虑到防火防盗等安全性因素,避免设备遭受非正常的损毁,时刻保障设备的正常运转。
因为实时监测设备的体积不大,重量较轻,无辐射,无噪音,因此可以租用一间办公室或一间民房建立监测站点。设备只占用很小的空间。另外只需要有较稳定的电源和一条能连接Internet网的电话线(或有线电视馈缆)即可。
2.实时监测站点的设备构成
实时监测站点的设备系统框图见图3所示。
它的中心设备是一台电子计算机。这台计算机负责控制整个监测设备系统的自动运行,并且负责监测数据的采集、暂时存储、登录互联网以及通过互联网向广电监测中心发送监测数据,也可以接受广电监测中心发出的指令,进行相应的操作。
下面简单介绍一下设备系统的工作原理。
天线接收到的无线电波经过分配器分别将信号传送到无线电接收机、场强与调幅度测试仪和测频仪等。
无线电接收机用于接收和分离出所监测频道的广播节目音频信号,并通过声卡被计算机记录成要求格式的音频文件(经过高效的压缩处理),暂存于计算机中,以备通过互联网发送到广电监测中心。无线电接收机采用数字接收头,可以存储若干个频道(以所要监测的频道为准),各频道的转换受控于计算机。通过这项测试,我们可以感性地了解到所监测地区该频道的广播节目的接收质量,也可以部分或全部地掌握节目播出的差错情况(最具权威性),用于督促整个电台电视台的节目播出工作。
场强与调幅度测试仪用于测量所测频道的电波场强和调幅度的瞬时值。这些数据可很好地反映出所监测地区广播节目信号的质量,并对发射台的工作有重要指导意义。
测频仪用于测量所测频道的频率和频偏。这些数据对频率资源极为珍贵的今天非常重要。
以上两项测试都是多频道的测试。测试仪应具备频道存储功能。各频道的转换受控于计算机。
测试设备的工作流程是:
计算机首先向无线电接收机发出一个频道控制信号,调整无线电接收机到某一需要监测的频率上。无线电接收机开始解调该频率的广播节目信号,得出的音频节目信号经过声卡传传送到计算机中。计算机以要求格式的音频文件录制下来,并同时以流媒体的技术形式或文件的形式通过互联网向广电监测中心传送。
每隔一定时间(如十分钟),计算机发出转换到另外一个待监测频道的控制信号,用上面的方式对该频道的广播节目进行监测。如此继续并循环,使全部所要监测的广播节目频道被监测。
接下来,计算机每隔一定时间向场强与调幅度测试仪发出一个频道控制信号,使场强与调幅度测试仪工作到某一需要监测的频率上。计算机读取调幅度值并通过互联网传送到广电监测中心。计算机每隔一定时间(如半小时)读取场强值并传送到广电监测中心。
计算机每隔一定时间(如1秒钟)向场强与调幅度测试仪发出转换到另外一个频道的控制信号,从而对其他频道的调幅度及场强进行监测。
用与测量场强的同样方式对某一频道的频率进行测试并通过互联网传送到广电监测中心。
3.如何利用互联网通信技术传送监测站点所得到的数据到广电监测中心
在监测站点和广电监测中心之间,我们采用一项新兴技术——点对点(P2P)互联网络通信技术。这项技术的基本思想是不经过固定的服务器,Internet上的任意两台电脑就可以直接通信。
实现Internet点对点通信功能,需将服务器方程序P2PServer放在一个有公共IP地址