电视直播系统数字信号处理平台设计

钟 丹

（北流电视台，广西 北流 537400）

1 电视直播系统数字信号处理平台设计基本要求

平台设计，最基本的要求是独立作业能力，并且能够在特殊作业环境中，针对不同的信号特点，高性能、低功耗、高可靠、方便易用地处理各种信号，其基本的设计要求如下：

1.1 高性能要求

随着信号处理作业环境的日益复杂，探测背景的噪音也越来越多，对信号处理能力的要求，是能够克服克服外界各种干扰，满足信号处理对计算量的需求。

1.2 低功耗要求

信号处理平台通常采用电池供电的模式，但平台的内部系统复杂，要求在设计平台的时候，选择低功耗的元件，并事前制定高效的电源管理方案，结合试验的结果，对平台各个内部系统的功耗进行有效控制。

1.3 高可靠性要求

信号处理平台具有独立性作业的要求，对平台的可靠性要求比较高，即在独立的环境状态之下，以非满载状态作业，采用分级管理方法，严格监测值班电路产生的信号处理影响，避免系统出现崩溃。

1.4 方便易用要求

信号处理平台内部系统复杂，而可能需要同时执行各种信号处理任务，因此在布线的时候，需要综合考虑同步作业操作和维护的难易程度，利用现有的试验设备，完成各种数据采集的任务。

以上的四点电视直播系统数字信号处理平台设计基本要求，是平台设计时需要综合考虑的因素，也是构成数字信号处理平台的基本要求，缺一不可。

2 电视直播系统数字信号处理平台的设计要点

为了顺利实现电视直播系统信号处理平台的高性能、低功耗、高可靠性、方便易用等基本要求，需要兼顾以下几方面的设计要点：

2.1 总体任务布置

电视直播系统信号处理平台设计的主要任务是进行某种环境的目标信号探测，平台需要具有信号处理和数据通信的功能，属于协同完成的综合平台。其中信号处理平台包括工作平台和通信浮标，而工作平台又由通信节点和显控平台组形成，通过接插件和高耐压电缆将各个通信节点与接收机、电池和底板等连接起来，完成远距离的通信数据处理工作。具体的作业信号处理流程是安置两部交换机于无线网桥和信号处理节点之间，各个信号处理节点的处理信号通过交换机转移到另外一部交换机，最后通过无线网桥进行传送。电视直播系统信号处理平台总体设计需要重点考虑平台的通用性和易用性，因此设计的时候要求采用统一的设计方案，以便进行维护和使用。

2.2 平台通信设计

电视直播系统信号处理平台分为多种作业模式，在进行平台通信设计的时候，需要兼顾众多的节点，信号处理平台通信方式有四种设计方案，第一种是有线网络，适用于200m近距离无障碍信号处理，其信号通信的速率是100Mbps；第二种是无线网络，适用于中距离10km通信，其信号通信的速率是54Mbps；第三种是特殊通信，适用于1-10km的通信，其信号通信的速率是1kbps以下；第四种是卫星通信，适用于100km以上远距离通信，鉴于节点之间的分布距离比较远，要求用透明的无线网桥进行网络连接，通过制定标准网络传输协议，确定具体的无线网络速度，可设置4根100Mbps标准的传输线，以及提供多播、广播、不可靠信息传送等网络通信服务，确保数据传输的准确性，以及结合其他通信的方式，提高平台通信的灵活性。

2.3 平台监控设计

由于电视直播系统信号处理处于远距离的独立状态，为了确保信号处理的完整性和安全性，需要结合信号处理环境的特征，设计可靠的监控平台。信号处理监控平台，需要制定完善的电源管理系统，确保信号处理节点的可靠性，其中信号处理节点的电源工作模式分为三种：第一种是停机模式，在节点不需要长时间作业的时候，关闭信号处理节点的电源；第二种是待机模式，在信号处理任务与任务的间隙，暂时性停止DSP的工作，直到APM中断被网络数据触发的时候，才恢复节点工作电流的作业状态；第三种是工作模式，即各个节点在执行信号处理任务的时候，保持各个节点元件的工作电流保持在330-390mA之间。总之，电视直播系统信号处理平台监控的可靠性设计，需要满足平台程序运行状态监控的需求，可以采用分级管理的方式，利用局域网和多台三端口交换机，形成信号处理节点的独立监控平台。

2.4 其他设计

除了以上的平台设计内容，电视直播系统信号处理平台的硬件和软件也是设计的重点所在。硬件方面分为信号处理节点硬件、网络交换机硬件、监控系统硬件、平台值班系统硬件、平台底板硬件设计几种，需要通过选型核心器件、交换机芯片，以及其他系统器件等，结合信号监测的环境特点，整体规划信号处理节点、网络交换机、监测平台等设计思路。软件方面则包括嵌入式LINUX系统、APM系统功能软件、DSP系统通信程序、MSP430电源管理和其他网络程序等，在基于硬件平台设计的基础上，以及结合信号处理具体需求的同时，进行软件的修改、移植、程序实现、数据收发控制等。

3 结束语

综上所述，电视直播系统数字信号处理平台要求有独立性的作业能力，并且能够在特殊作业环境中，针对不同的信号特点，高性能、低功耗、高可靠、方便易用地处理各种信号，是平台设计时需要综合考虑的因素，也是构成数字信号处理平台的基本要求。在设计平台的时候，需要布置总体任务，重点考虑平台的通用性和易用性，同时做好通信、监控和其他平台设计工作，以顺利实现信号处理平台的高性能、低功耗、高可靠性、方便易用等基本要求。

［1］刘国东，刘薇.数字视频光端机在电视现场直播中的运用[J].中国有线电视，2009（2）：183-185.

［2］郑义.利用光端机实现电视直播信号的回传[J].声屏世界，2011（9）71-72.

［3］吴迪.浅谈电视直播中数字微波通信技术的有效应用[J].中国新通信，2012（20）：36-39.

［4］卢琦.电视远程直播传输方式的应用实践[J].中国数字电视,2011(1)：62-65.