【精選】無(wú)線廣播電視覆蓋質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施

本文精選自《廣播與電視技術(shù)》2025第10期，閱讀原文請(qǐng)?jiān)L問(wèn)“廣電獵酷”小程序“”。

廣電數(shù)字化進(jìn)程不斷加快，無(wú)線廣播電視頻率使用日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)收測(cè)僅依賴發(fā)射端參數(shù)、多為不定期流動(dòng)收測(cè)，難全面實(shí)時(shí)掌握信號(hào)覆蓋與實(shí)際接收質(zhì)量，行業(yè)亟需全鏈條數(shù)據(jù)整合方案。國(guó)家廣播電視總局廣播電視規(guī)劃院團(tuán)隊(duì)融合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AI技術(shù)，搭建遵循準(zhǔn)確性等四原則的覆蓋質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)平臺(tái)，軟硬件架構(gòu)清晰，可量化臺(tái)站覆蓋能力、監(jiān)督播出秩序，為區(qū)域頻率協(xié)調(diào)與臺(tái)站運(yùn)維提供技術(shù)數(shù)據(jù)支撐。

本文作者：

王子涵,孫紅云,鐘聲洪

國(guó)家廣播電視總局廣播電視規(guī)劃院

第一作者簡(jiǎn)介：

王子涵，工程師，1995年4月出生，2021年1月畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)控制科學(xué)與工程專業(yè)，工作于國(guó)家廣播電視總局廣播電視規(guī)劃院無(wú)線研究所，主要從事廣播電視智慧運(yùn)維研究等工作。

NO.0

引言

隨著廣播電視數(shù)字化業(yè)務(wù)的持續(xù)推進(jìn)，無(wú)線廣播電視頻率使用場(chǎng)景日趨復(fù)雜，全面、實(shí)時(shí)掌握區(qū)域內(nèi)信號(hào)覆蓋情況成為行業(yè)核心需求。傳統(tǒng)信號(hào)收測(cè)模式存在顯著局限：一方面僅依賴發(fā)射端工作參數(shù)評(píng)判信號(hào)質(zhì)量，忽略覆蓋環(huán)節(jié)的特殊性，難以精準(zhǔn)衡量實(shí)際接收效果；另一方面以不定期流動(dòng)收測(cè)為主，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全時(shí)段、全方位的播出狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

近年來(lái)，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)在廣電行業(yè)的應(yīng)用不斷深化。本文基于上述技術(shù)，設(shè)計(jì)構(gòu)建無(wú)線廣播電視覆蓋質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)平臺(tái)，通過(guò)整合發(fā)射、傳輸、接收全鏈條數(shù)據(jù)，開(kāi)展信號(hào)多維綜合分析，實(shí)現(xiàn)覆蓋效果與發(fā)展態(tài)勢(shì)的動(dòng)態(tài)感知，為行業(yè)痛點(diǎn)提供解決方案。

NO.1

設(shè)計(jì)思路

無(wú)線廣播電視信號(hào)的完整傳輸流程為：發(fā)射系統(tǒng)輻射信號(hào)至空間，以電磁場(chǎng)波動(dòng)形式完成傳輸，最終由接收終端通過(guò)調(diào)制解調(diào)技術(shù)捕獲、解碼與還原。因此，從發(fā)射、傳輸、接收三個(gè)核心環(huán)節(jié)開(kāi)展評(píng)價(jià)，是全面掌握覆蓋效果的關(guān)鍵。

本平臺(tái)的核心設(shè)計(jì)思路的是建立發(fā)射臺(tái)站信號(hào)覆蓋質(zhì)量的客觀量化反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信號(hào)全流程感知，助力臺(tái)站高質(zhì)量發(fā)展，提升安全播出綜合保障能力。

1.1需求分析

平臺(tái)需具備兩大核心分析能力：

1.挖掘長(zhǎng)期發(fā)射收測(cè)數(shù)據(jù)，形成臺(tái)站發(fā)射機(jī)與網(wǎng)絡(luò)覆蓋的長(zhǎng)期評(píng)價(jià)，精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)、排查故障，為無(wú)線發(fā)射臺(tái)站提供數(shù)據(jù)支撐，提升播出安全與傳輸發(fā)射效率；

2.分析重點(diǎn)區(qū)域的頻率利用情況、運(yùn)行圖、播出內(nèi)容等信息，為每個(gè)可接收頻點(diǎn)構(gòu)建畫像，精準(zhǔn)評(píng)估指定區(qū)域信號(hào)接收質(zhì)量。

1.2設(shè)計(jì)原則

平臺(tái)搭建遵循四大核心原則，確保穩(wěn)定、高效、安全運(yùn)行：

1.準(zhǔn)確性原則：信號(hào)采集環(huán)節(jié)選用高精度、高靈敏度設(shè)備，減少噪聲干擾；算法分析環(huán)節(jié)采用支持向量機(jī)（SVM）等算法，深度挖掘覆蓋質(zhì)量數(shù)據(jù)；

2.實(shí)時(shí)性原則：數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)構(gòu)建光纖專用網(wǎng)絡(luò)+4G/5G的混合鏈路；分析處理環(huán)節(jié)采用并行計(jì)算技術(shù)，提升算法執(zhí)行效率，保障評(píng)估實(shí)時(shí)性；

3.可擴(kuò)展性原則：硬件采用模塊化設(shè)計(jì)與接口標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則，軟件采用分層設(shè)計(jì)與模塊化開(kāi)發(fā)策略，定義統(tǒng)一通信協(xié)議，支持新需求、新算法快速接入；

4.易維護(hù)性原則：硬件采用標(biāo)準(zhǔn)化接口與模塊化設(shè)計(jì)，配備設(shè)備管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)狀態(tài)；軟件建立完善文檔體系（需求規(guī)格說(shuō)明書、設(shè)計(jì)文檔等），設(shè)計(jì)友好維護(hù)界面，支持遠(yuǎn)程維護(hù)與升級(jí)，降低運(yùn)維成本。

NO.2

平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

平臺(tái)通過(guò)在發(fā)射臺(tái)站端與外場(chǎng)收測(cè)端部署分布式收測(cè)設(shè)備，回傳海量數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能與數(shù)據(jù)挖掘算法，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)無(wú)線發(fā)射覆蓋效果的客觀評(píng)估。架構(gòu)整體分為硬件架構(gòu)與軟件架構(gòu)兩部分。

無(wú)線廣播電視覆蓋質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

硬件架構(gòu)包含收測(cè)終端與平臺(tái)硬件兩部分，二者穩(wěn)定運(yùn)行是平臺(tái)可靠性的核心保障：

1.收測(cè)終端：采用分布式架構(gòu)，集成中短波、調(diào)頻、地面數(shù)字電視等多種制式，分為外場(chǎng)型與站內(nèi)型兩類。外場(chǎng)型部署于戶外，具備防水、防寒、防高溫等防護(hù)能力，可長(zhǎng)期持續(xù)接收測(cè)試各類無(wú)線信號(hào)；站內(nèi)型部署于室內(nèi)，支持長(zhǎng)期多路信號(hào)測(cè)試與復(fù)雜邊緣計(jì)算任務(wù)。

2.平臺(tái)硬件：基于云原生理念構(gòu)建，以容器化技術(shù)為核心，通過(guò)Kubernetes實(shí)現(xiàn)服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備等硬件資源的動(dòng)態(tài)分配與調(diào)度；選用x86架構(gòu)國(guó)產(chǎn)服務(wù)器，融合軟件定義存儲(chǔ)（SDS）技術(shù)，整合分散存儲(chǔ)資源形成統(tǒng)一存儲(chǔ)池，實(shí)現(xiàn)資源靈活分配；網(wǎng)絡(luò)層面采用軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)，通過(guò)集中式控制器動(dòng)態(tài)調(diào)整帶寬與路由策略，保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)優(yōu)先傳輸。

2.2軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

軟件架構(gòu)自底向上分為四層，輔以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與安全保障體系，形成完整支撐。

平臺(tái)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.數(shù)據(jù)層：以國(guó)產(chǎn)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，存儲(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度、頻率、信噪比、誤碼率、音頻信號(hào)等原始數(shù)據(jù)；通過(guò)多副本技術(shù)與備份恢復(fù)機(jī)制，保障海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)安全與讀寫性能；

2.數(shù)據(jù)支撐層：處理多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，通過(guò)抽取、轉(zhuǎn)換、加載工具完成數(shù)據(jù)清洗與標(biāo)準(zhǔn)化處理，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)、修正錯(cuò)誤記錄；運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘與人工智能算法，實(shí)現(xiàn)異常信號(hào)發(fā)現(xiàn)、音頻內(nèi)容智能解析等特征提取，為上層應(yīng)用提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐；

3.應(yīng)用支撐層：包含平臺(tái)支撐與業(yè)務(wù)中臺(tái)。平臺(tái)支撐集成消息隊(duì)列（保障異步通信穩(wěn)定）、緩存服務(wù)（提升響應(yīng)速度）、容器編排工具（優(yōu)化資源調(diào)度）等基礎(chǔ)組件；業(yè)務(wù)中臺(tái)整合業(yè)務(wù)流程管理（規(guī)范化收測(cè)分析、報(bào)告生成等流程）與通用業(yè)務(wù)服務(wù)（提供標(biāo)準(zhǔn)化接口），實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)能力復(fù)用；

4.表示層：采用響應(yīng)式設(shè)計(jì)，支持電腦、平板、手機(jī)等多終端訪問(wèn)；通過(guò)圖表、地圖、詞云等可視化元素，直觀展示信號(hào)分布、質(zhì)量評(píng)估、異常告警等結(jié)果，支持?jǐn)?shù)據(jù)查詢、報(bào)告生成等交互操作。

此外，網(wǎng)絡(luò)傳輸安全保障體系從安全基礎(chǔ)設(shè)施、策略管理等多維度保障數(shù)據(jù)安全；統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范確保各環(huán)節(jié)無(wú)縫對(duì)接，支持業(yè)務(wù)系統(tǒng)即插即用與未來(lái)擴(kuò)展。

NO.3

應(yīng)用前景

平臺(tái)通過(guò)匯聚發(fā)射、節(jié)傳鏈路、接收端全環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，形成“終端部署-數(shù)據(jù)收集-數(shù)據(jù)處理-綜合分析-異常告警-反饋機(jī)制-分析報(bào)告-運(yùn)維建議-綜合評(píng)價(jià)”的完整應(yīng)用流程，助力運(yùn)維管理實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、執(zhí)行、檢查、處理（PDCA）的閉環(huán)提升。核心應(yīng)用場(chǎng)景包括：

1.異常告警：實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，捕捉信號(hào)傳輸中斷、發(fā)射功率異常、信噪比降低等故障，通過(guò)顏色標(biāo)識(shí)設(shè)備狀態(tài)（異常時(shí)紅色告警），同步生成故障原因分析與解決建議；

2.綜合分析：通過(guò)面板、表格、折線圖等形式展示臺(tái)站基礎(chǔ)信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在地圖中呈現(xiàn)臺(tái)站與收測(cè)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系及覆蓋范圍；對(duì)重點(diǎn)廣播頻率開(kāi)展定時(shí)錄音、語(yǔ)義解析與畫像分析；

3.運(yùn)維管理：基于地理信息系統(tǒng)（GIS）與數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，構(gòu)建全景化管理界面；通過(guò)大數(shù)據(jù)分析繪制信號(hào)質(zhì)量變化趨勢(shì)圖，出具多維度覆蓋報(bào)告，提升臺(tái)站故障分析與處置能力。

NO.4

結(jié)束語(yǔ)

本平臺(tái)結(jié)合無(wú)線廣播電視信號(hào)傳輸覆蓋特征，遵循四大設(shè)計(jì)原則，通過(guò)高可靠軟硬件架構(gòu)與安全保障體系，實(shí)現(xiàn)了覆蓋效果綜合評(píng)估、臺(tái)站智能運(yùn)維與發(fā)展態(tài)勢(shì)動(dòng)態(tài)感知的核心目標(biāo)。

未來(lái)，平臺(tái)將持續(xù)優(yōu)化升級(jí)：技術(shù)層面將跟蹤人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)算法新進(jìn)展，提升復(fù)雜環(huán)境下的信號(hào)處理精度與抗干擾能力；應(yīng)用層面將加強(qiáng)與應(yīng)急管理、文化交流等部門的合作，挖掘在災(zāi)害預(yù)警、跨境文化傳播等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，為無(wú)線廣播電視信號(hào)覆蓋保障提供更強(qiáng)大的支撐。

end

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