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(jiān)測接收機虛擬化應(yīng)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(shù)在廣播監(jiān)測中具有良好的應(yīng)用前景，利用接收機矩陣的虛擬化分層管理的方法，將傳統(tǒng)接收機使用的C/S架構(gòu)模型虛擬轉(zhuǎn)換成B/S架構(gòu)模型，可以提升接收機使用效率，增加接收機應(yīng)用的靈活性，提升監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。

關(guān)鍵詞：廣播監(jiān)測；接收機矩陣；虛擬化

廣播電視監(jiān)測技術(shù)經(jīng)過50多年的發(fā)展，由人工手動監(jiān)測逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳暗闹悄芑?、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測，監(jiān)測技術(shù)不斷創(chuàng)新，監(jiān)測手段更加豐富，監(jiān)測范圍更加全面。

虛擬化技術(shù)作為IT發(fā)展趨勢的一部分，廣泛應(yīng)用于IT各行業(yè)中。虛擬化技術(shù)具有降低系統(tǒng)運行成本、提升設(shè)備的基礎(chǔ)性能、增加設(shè)備應(yīng)用的靈活性等優(yōu)點，能夠以更低的成本提供更高的服務(wù)應(yīng)用水平。廣播監(jiān)測接收機虛擬化技術(shù)應(yīng)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(jiān)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(jiān)測中的應(yīng)用探討。

1　接收機虛擬化的實現(xiàn)

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(tǒng)，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(jié)約資源成本。傳統(tǒng)的接收機使用一般通過一對一控制的C/S架構(gòu)模型實現(xiàn)，通過接收機矩陣管理系統(tǒng)，可以將多部接收機對外虛擬化成B/S架構(gòu)模型，使用戶可以在局域網(wǎng)內(nèi)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(tǒng)內(nèi)所有接收機，接收機矩陣管理系統(tǒng)接到用戶下發(fā)的接收機使用請求后，根據(jù)監(jiān)測任務(wù)的類別，自動匹配給合適的接收機執(zhí)行任務(wù)。接收機矩陣管理調(diào)度系統(tǒng)主要包括接入層、管理層和設(shè)備層3部分。

1.1 接入層

接入層包含指標測量、測向任務(wù)、新頻處理、質(zhì)量效果監(jiān)測、頻譜掃描、綜合錄音、實時監(jiān)聽、效果智能評估等8個任務(wù)接入需求。響應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)中全方面各項監(jiān)測任務(wù)接收機使用需求，對不同類別的接收機使用任務(wù)進行分類整合。

1.2 管理層

1.2.1 電源管理模塊。用于實現(xiàn)接收機矩陣內(nèi)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(xiàn)對接收機供電情況智能控制，可根據(jù)系統(tǒng)接收機負載情況自動選擇部分接收機的開關(guān)機。

1.2.2 資源分配模塊。用于對已經(jīng)接收到的各類任務(wù)資源進行集中管理和任務(wù)分配。接收機虛擬化管理平臺根據(jù)不同的任務(wù)類型分配相應(yīng)的接收機執(zhí)行任務(wù)。

接收機虛擬化管理平臺中管理層根據(jù)接入層接收到的不同類別的監(jiān)測任務(wù)，將監(jiān)測任務(wù)分配下發(fā)任務(wù)指令給對應(yīng)的接收機執(zhí)行任務(wù)，并同時觸發(fā)天線控制模塊，根據(jù)任務(wù)類別自動匹配最佳的天線給對應(yīng)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(jiān)測任務(wù)虛擬化整合：根據(jù)監(jiān)測任務(wù)的分配，資源管理模塊對同一頻率多任務(wù)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(jiān)測任務(wù)虛擬化整合功能圖

1.2.3 接口協(xié)議與參數(shù)設(shè)置模塊。用于規(guī)范接收機矩陣管理層與設(shè)備層接收機的硬件接口協(xié)議，以及對設(shè)備層接收機的初始化參數(shù)設(shè)置。同時使得接收機矩陣管理層與整個廣播空時二維監(jiān)測系統(tǒng)的軟件接口協(xié)議統(tǒng)一。

1.2.4 音頻流處理模塊。音頻流處理模塊實現(xiàn)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(jīng)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(shù)據(jù)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(tǒng)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(nèi)各種接收機的故障管理。根據(jù)采集到的接收機實時運行參數(shù)及工作狀態(tài)，對出現(xiàn)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(xiàn)故障，及時將監(jiān)測任務(wù)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(tǒng)計，以及任務(wù)下發(fā)、系統(tǒng)操作的日志記錄。

1.2.8 設(shè)備數(shù)據(jù)采集模塊。用于實時采集各接收機的系統(tǒng)運行參數(shù)以及工作狀態(tài)，實時發(fā)現(xiàn)接收機故障后，及時上報管理層服務(wù)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(jù)監(jiān)測任務(wù)的要求，給出相應(yīng)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(nèi)接收機使用標頻的管理，矩陣內(nèi)接收機均采用統(tǒng)一的標頻信號。選擇具有良好的長期穩(wěn)定性和準確度的銫鐘為接收機的統(tǒng)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(nèi)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(shè)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(jié)果自動存儲入庫，寬帶接收機支持RJ-45網(wǎng)絡(luò)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(jié)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(xiàn)對系統(tǒng)中的各類指標（頻偏、調(diào)幅度、調(diào)制度、帶寬、電平）監(jiān)測任務(wù)的高精度測量，可根據(jù)監(jiān)測任務(wù)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(jiān)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(jù)任務(wù)要求，根據(jù)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(jiān)聽任務(wù)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(tǒng)各種中短波測向任務(wù)，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(xiàn)對系統(tǒng)中的各類指標（頻偏、調(diào)幅度、調(diào)制度、帶寬、電平）監(jiān)測任務(wù)的高精度測量?？筛鶕?jù)監(jiān)測任務(wù)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(yīng)各類場強測量任務(wù)，測量天線選用專業(yè)配套測量天線。

3　結(jié)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(tǒng)監(jiān)測工作中的接收機一對一的監(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行；同時能夠?qū)崟r監(jiān)測矩陣內(nèi)接收機的各項工作指標參數(shù)以及矩陣內(nèi)接收機的智能開關(guān)機工作。