電視直播系統數字信號處理平臺設計

鐘 丹

（北流電視臺，廣西 北流 537400）

1 電視直播系統數字信號處理平臺設計基本要求

平臺設計，最基本的要求是獨立作業能力，并且能夠在特殊作業環境中，針對不同的信號特點，高性能、低功耗、高可靠、方便易用地處理各種信號，其基本的設計要求如下：

1.1 高性能要求

隨著信號處理作業環境的日益復雜，探測背景的噪音也越來越多，對信號處理能力的要求，是能夠克服克服外界各種干擾，滿足信號處理對計算量的需求。

1.2 低功耗要求

信號處理平臺通常采用電池供電的模式，但平臺的內部系統復雜，要求在設計平臺的時候，選擇低功耗的元件，并事前制定高效的電源管理方案，結合試驗的結果，對平臺各個內部系統的功耗進行有效控制。

1.3 高可靠性要求

信號處理平臺具有獨立性作業的要求，對平臺的可靠性要求比較高，即在獨立的環境狀態之下，以非滿載狀態作業，采用分級管理方法，嚴格監測值班電路產生的信號處理影響，避免系統出現崩潰。

1.4 方便易用要求

信號處理平臺內部系統復雜，而可能需要同時執行各種信號處理任務，因此在布線的時候，需要綜合考慮同步作業操作和維護的難易程度，利用現有的試驗設備，完成各種數據采集的任務。

以上的四點電視直播系統數字信號處理平臺設計基本要求，是平臺設計時需要綜合考慮的因素，也是構成數字信號處理平臺的基本要求，缺一不可。

2 電視直播系統數字信號處理平臺的設計要點

為了順利實現電視直播系統信號處理平臺的高性能、低功耗、高可靠性、方便易用等基本要求，需要兼顧以下幾方面的設計要點：

2.1 總體任務布置

電視直播系統信號處理平臺設計的主要任務是進行某種環境的目標信號探測，平臺需要具有信號處理和數據通信的功能，屬于協同完成的綜合平臺。其中信號處理平臺包括工作平臺和通信浮標，而工作平臺又由通信節點和顯控平臺組形成，通過接插件和高耐壓電纜將各個通信節點與接收機、電池和底板等連接起來，完成遠距離的通信數據處理工作。具體的作業信號處理流程是安置兩部交換機于無線網橋和信號處理節點之間，各個信號處理節點的處理信號通過交換機轉移到另外一部交換機，最后通過無線網橋進行傳送。電視直播系統信號處理平臺總體設計需要重點考慮平臺的通用性和易用性，因此設計的時候要求采用統一的設計方案，以便進行維護和使用。

2.2 平臺通信設計

電視直播系統信號處理平臺分為多種作業模式，在進行平臺通信設計的時候，需要兼顧眾多的節點，信號處理平臺通信方式有四種設計方案，第一種是有線網絡，適用于200m近距離無障礙信號處理，其信號通信的速率是100Mbps；第二種是無線網絡，適用于中距離10km通信，其信號通信的速率是54Mbps；第三種是特殊通信，適用于1-10km的通信，其信號通信的速率是1kbps以下；第四種是衛星通信，適用于100km以上遠距離通信，鑒于節點之間的分布距離比較遠，要求用透明的無線網橋進行網絡連接，通過制定標準網絡傳輸協議，確定具體的無線網絡速度，可設置4根100Mbps標準的傳輸線，以及提供多播、廣播、不可靠信息傳送等網絡通信服務，確保數據傳輸的準確性，以及結合其他通信的方式，提高平臺通信的靈活性。

2.3 平臺監控設計

由于電視直播系統信號處理處于遠距離的獨立狀態，為了確保信號處理的完整性和安全性，需要結合信號處理環境的特征，設計可靠的監控平臺。信號處理監控平臺，需要制定完善的電源管理系統，確保信號處理節點的可靠性，其中信號處理節點的電源工作模式分為三種：第一種是停機模式，在節點不需要長時間作業的時候，關閉信號處理節點的電源；第二種是待機模式，在信號處理任務與任務的間隙，暫時性停止DSP的工作，直到APM中斷被網絡數據觸發的時候，才恢復節點工作電流的作業狀態；第三種是工作模式，即各個節點在執行信號處理任務的時候，保持各個節點元件的工作電流保持在330-390mA之間。總之，電視直播系統信號處理平臺監控的可靠性設計，需要滿足平臺程序運行狀態監控的需求，可以采用分級管理的方式，利用局域網和多臺三端口交換機，形成信號處理節點的獨立監控平臺。

2.4 其他設計

除了以上的平臺設計內容，電視直播系統信號處理平臺的硬件和軟件也是設計的重點所在。硬件方面分為信號處理節點硬件、網絡交換機硬件、監控系統硬件、平臺值班系統硬件、平臺底板硬件設計幾種，需要通過選型核心器件、交換機芯片，以及其他系統器件等，結合信號監測的環境特點，整體規劃信號處理節點、網絡交換機、監測平臺等設計思路。軟件方面則包括嵌入式LINUX系統、APM系統功能軟件、DSP系統通信程序、MSP430電源管理和其他網絡程序等，在基于硬件平臺設計的基礎上，以及結合信號處理具體需求的同時，進行軟件的修改、移植、程序實現、數據收發控制等。

3 結束語

綜上所述，電視直播系統數字信號處理平臺要求有獨立性的作業能力，并且能夠在特殊作業環境中，針對不同的信號特點，高性能、低功耗、高可靠、方便易用地處理各種信號，是平臺設計時需要綜合考慮的因素，也是構成數字信號處理平臺的基本要求。在設計平臺的時候，需要布置總體任務，重點考慮平臺的通用性和易用性，同時做好通信、監控和其他平臺設計工作，以順利實現信號處理平臺的高性能、低功耗、高可靠性、方便易用等基本要求。

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