数字电视论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇数字电视论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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二、硬件编程模型

在系统启动后，应用程序通过调用设备驱动程序，首先对硬件进行了初始化处理，此时，硬件寄存器被应用程序直接进行了写操作，这种方式被称为阻塞式通信方式或者称之为同步通信方式，它的特点是：软件在硬件寄存器被正确写入后返回。但这不是应用程序控制硬件的唯一的方式，另一种方式为异步通信方式，或者称之为缓冲式通信方式，这种方式是通过寄存器操作后通过回调函数来通知应用程序。系统正常启动运行后，通过异步通信方式，应用程序对硬件进行操作，比如，通过驱动任务，来完成关于EPROM2的读写操作触发硬件中断的原因可能是硬件产生异常，或者是上层软件需要处理时，此时需要调用中断处理函数。硬件终端函数需要找出中断产生的原因，即先判断中断源，然后再进行一些较为简单的处理。随后，它把信息发送到了驱动程序任务的信息队列中，或通过调用回调函数交给应用程序处理。几乎所有的中断处理函数都需要通过直接或者间接地向应用程序发送信息。通过采用单独的嵌入式处理器，主机编程接口对系统作整体控制，在Conexant数字电视解决方案中采用了ARM7架构的CPU核。系统启动时，系统中的各个模块被主编程接口进行了初始化，在启动完成后，系统便进入了工作状态，主机编程接口收到了来自各个模块的消息，然后进行处理，对相应的模块进行处理。图1图片为数字电视的简单的硬件编程模型。图中每个版块都是编程得来的。应用程序对主机编程接口进行了控制，而驱动程序控制其他的硬件模块。此外，像音频解码器、视频解码器、解复用器等专门的DSP固件来控制。信道解调器是在数字状态下工作的，但是由高频头输出的查分信号为模拟信号，所以在信道解调器的内部要对差分信号进行变换，根据信号不同的调制方式，卫星信号采用QPSK方式进行解调，有线信号则采用QAM方式进行解调。这个功能是通过一个数字匹配滤波器实现的，接下来解调器还要进行信号的纠错解码。此后，解调器输出便是基带的MPEG-2传输流，可通过并行或串行的方式输出到解复用器当中。数字电视解码器的OSD模块事实上是一个比较强大的图形处理器。软件对它进行编程操作时，可直接控制硬件，比如，控制调色板和显示控制器内存等。软件在写显示控制器内存时，由于程序指令速度过慢出现图形显示不流畅现象，因此，有些图形处理器常借助图形加速协处理器，使用硬件直接写显存，此操作成为硬件blitter。目前为止，在大多数场合下，数字电视还是通过使用模拟电视的AV输入来收看，所以数字电视解码器必须将音频、视频等图文信息，在模拟电视制式的基础上进行视频编码。视频编码器接受现实控制器模块所输出的视频图像信息，并进行视频编码根据具体的电视制式，最终输出特殊接收终端所需要的分量视频信号或复合视频信号。音频输出可直接从音频解码器中获得。

三、数字机顶盒硬件系统分析

数字电视机顶盒能够接收MPEG-2数字电视传输流和各种数据信息，通过解调、解复用、解码和视音频编码，在模拟彩色电视机上观看数字电视节目和各种数据信息。目前，数字电视机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能。数字电视机顶盒硬件组成有很多。一是网络接口模块（NIM）：网络接口模块完成信道解调和信道解码功能，送出包含视音频和其他数据信息的传输流（TS）。二是信源数据传输流解复用器：传送流中一般包含多个音视频流及一些数据信息，传输流解复用器用来区分不同的节目，提取相应的音视频流和数据流，送入视音频解码器和相应的解析软件。三是条件接收模块：对于付费电视，条件接收模块还对音视频流实施解扰，并采用含有识别用户和记忆功能的智能卡，保证合法用户正常收看。四是视音频解码器和后处理：MPEG-2解码器完成对音视频信号的解压缩，经视频编码器和音频D/A变换，还原出模拟音视频信号，在模拟电视机上显示高质量图像，并提供多声道立体声节目。五是嵌入式CPU与存储器模块和接口电路：嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏，它与存储器模块用来存储和运行软件系统，并对各个硬件模块进行控制。接口电路提供丰富的外部接口，包括通用串行接口USB，以太网接口及RS232，模拟、数字视音频接口，数据接口等。随着网络技术和数字电视的发展，数字电视机顶盒的各项功能将更加完善，尤其是单片PC技术的发展将会在物理结构上促进电视机顶盒各部分硬件的高度集成，形成STB核心芯片,从而降低成本，减小体积，提高性能。外部接口更加丰富，可以通过USB接口与数码相机连接，也可以通过IDE接口挂接硬盘实现节目存储。交互式机顶盒将会成为数字电视机机顶盒的主流，用户在模拟彩色电视机上不仅能够收看数字电视，还能实现娱乐和上网等功能。

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1.2发射场强的确定场强决定着广电地面数字电视信号的能量与载噪比，无论是在以往的模拟信号技术还是现在的数字信号技术。在应用新的数字信号的时候，场强的建设就很重要，想要覆盖性好，就需要高的场强。和传统模拟信号相比，数字信号的应用还需要考虑载噪比。据研究称，载噪比就是能量的转换的一种体现，那同时能量也可以向载噪比转换，这是提高广电地面数字电视信号质量的突破口。

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1.2应采用集中分配方式对于同轴电缆网络部分，为了将线路中的接头数量控制到最低限度，避免出现故障，在用户使用的那部分设计时应按照用户分布的密集程度采取集中分配的方式，也即是根据2分配、3分配、4分配、6分配的原则将6户、8户、12户、20户等采用同一个用户箱。具体的集中分配方式。

1.3注意用户放大器如果用户使用线路中存在用户放大器，则应该将放大器内部中插入高低通的损耗考虑进来。若放大器是多端口输出装置，不仅需要考虑插入高低通的损耗，同时还要计算放大器内部存在的分配损耗。比如，下图4是一个一级用户放大器的原理图，在这个光节点上有放大器1台、EoC两台、两断口光工作站一台、用户分配箱九个、OUN一台，整个光节点上的用户终端共有104户用户。在这个线路中，4号到8号采用的是集中分配用户箱，和其他箱相比，这个集中分配用户箱的下行高清电视信号并没有明显差异，但是上行数据信号有很大损耗。采用EPON+EoC进行升级后，就可以构成一个双方网络传输有线电视数据，有利于提高整个网络线路运行的安全可靠性、高效性。

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2.有线电视网络中数字电视技术的应用

数字电视技术在我国的传媒业普遍采用，其中最关键的技术就是数字电视机顶盒。它主要的作用就是将数字电视技术与有线电视网络中心进行连接，其实即是一种可以起到转换作用的设备。数字电视信号通过电视机顶盒将模拟信号转变成数字电视信号，将各种图像以及声音通过压缩的方式置换成数字流，机顶盒还可以把这些数字流进行解码处理再还原成之前的模拟信号，随后再利用其它的音响设施以及显示器提供图像和声音给使用客户，这样自然而然就形成了广播电视节目。通过数字机顶盒可以将之前模拟有线电视信号技术置换成现代的数字有线电视信号技术。数字机顶盒是数字电视技术所产生的一种产物，机顶盒具有以下几种功能：第一，机顶盒可以向电视用户提供图像和声音，供客户使用。第二，数字电视技术是基于机顶盒服务的。第三，机顶盒可以提供一些广播数据信号，在进行传输信号的时候是利用电缆进行传输的，部分信号是通过同轴混合网传输的。此外，机顶盒可以在交互式多媒体中应用，用户可以选择很多种网络服务功能，比如说，软件更新，升级，接收邮件，上网，各种电台的点播等，数字电视技术在有线电视网络中的功能越来越多。数字电视技术不管在网络公司中还是广播电视台中都有着很深远的影响。我国目前在许多地域都采用了数字化电视技术和双向网络有线电视技术的改造工程，主要从三个方面可以体现出来：第一，客户端；第二，双向网络；第三，前一部分系统。用户通过数字电视技术可以看到多个地方的卫视台，以及中央卫视，所收到的信号十分的清晰化，接收信号时也更加地稳定、安全。数字信号电视技术还可以使一些个性化服务的用户满足自己的需求，自己喜欢的游戏、想看的电影、电视都可以进行点播，享受多种交互式点对点的娱乐和信息等服务

3.数字电视信号的有线电视网络传输

和之前的模拟信号传输所不同的是，数字电视技术在传输中所利用的是HFC方式，利用的是AM-VSB频分复用方式，利用了不一样的频率将各个节目进行区分，主要可以使之前的数字信号符合现在的HFC网络的标准要求，将传输信道进行编码处理，其中包括了码的流动量；R-S编码；卷积交织；字节到字符的映射；差分编码；基带成型滤波和QAM调制，相容与数字信号的传输过程中，各个信号之间的可以进行乱码的调解，利用分解把流码进行分开，可以有效预防各种信号之间的干扰。从高频载波形式上，MPEG-2与HFC在高频段进行网络传输时的模拟信号是相同的，采用混合传输，电缆传输、以及被光链路传输。数字电视技术方面SDL可以在调整的状态下进行传输，PDU，IP/IPX，ATM信元等都可以适用于复杂多变的歼敌数据传送过程，SDL不依靠SONET/SDH结构，在DWDM层的上面位置，兼容性能非常好。它使数据信号传送过程中更加的安全、可靠。SDL干扰频器所接收到的信号遭到损坏的可能性大大减少。它在数字电视信息中的传输过程中以其高质量的传输效果，占有非常重要的地位。

4.数字电视的环节组成

4.1信源编码

它的主要功能作用是把图像以及声音转变成数字化，达到模拟信号转变数字信号的目的。

4.2复用

分复图像、视频以及各种数据合为一体的，以包为单位的数字信号源，再进行分割和区分，最后就组合而成了一套节目流或者多套节目流。

4.3信道编码与调制

信道适配其实就是信道编码。实现信道编码主要是依据各种数据流处理编码，为此达到减少错误。还可以将一些基带数据流存放于高频波段中，由此转变成频带信号。

4.4传输信道其中有HFC、卫星、数字干线、无线等。

4.5SDL技术

SDL在数字电视技术中的传输过程中不仅兼容性能比较好，而且在调整传送过程中，还可以有效克服复杂的数据，尤其是对PDU，IP/IPX。ATM信元等多数类型的效果非常明显。如果从本质上看待SDL技术，它是不受限于SONET/SDH结构的，通过自身就可以连接达到实现于DWDM层中，兼容性能非常好，可以保证数字信号在传输过程中更加地安全、可靠，与此同时还可以使数字电视中的数字流转化以及数据信息的安全性得以提升，主要是由于SDL干扰频器可以从很大程度中减少各种损坏。在进行数字信号的传输过程中SDL矩形高速流可以进行传输数据信息的叙述，SDL贞中的L1可以同步于传输中的各种性能，大大减少出错率。在进行传输过程中，一旦发生突发性事件可以有效被制止。

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2软件架构总体设计

如图1所示，软件架构中所涉及的静态类包括几个类别，分别是：视图类(View)、控制器类(Controller)、模型类（DVBFilter)、业务类（DVBEpg)、工厂类（DVBFactory）、消息中心类（Noti?caction)和算法类（ConcreteStrategy)。这几种类的具体职能体现了以下基本设计模式的综合运用。

3MVC模式

MVC是一种复合设计模式，可以由几种基本设计模式组成，实现方式因应用场景各异，例如WEB应用、APP应用等。它的设计原则是将应用程序划分为三个层次：视图层、控制器层和模型层，并规定层次之间通信的方式，将数据从视图中分离出来，使得界面和数据可以单独开发，让表现不依赖数据。在架构设计中View会响应输入设备的操作，并描画自身(Draw())。由于某些视图类对描画性能有要求，所以可以直接缓存需要的数据(CacheViewData)；DVBFilter响应数据设备的请求，对得到的设备数据进行处理；Controller可以直接管理视图类和模型类，控制它们的生命周期和通信，也可以通过工厂类和业务类间接维护。由于视图类和模型类需要响应系统事件，所以对平台的依赖较大。因此，尽可能将逻辑处理放在控制类，便于重用。

4观察者模式

MVC模式的设计重点之一就是三种类之间的信息交互。控制类观察视图、模型的状态，对感兴趣的数据、状态变化进行处理。借鉴观察者模式的特点，本文提出一种更为灵活的消息驱动方式。消息中心可以分为两大类：应用层消息中心(Notifaction)和系统层消息中心(OSNotifaction)。后者又可以细分为两个子类：输入设备消息中心(InputNotifaction)和数据设备消息中心(DemuxNotifaction)。系统层消息中心依附于独立线程(threadID)，获取系统的事件(GetInfoFromOS())。视图类依据自身的特点需要关心某些外部输入设备的状态，例如鼠标或者触摸屏的点击；模型类则一般需要关心外部数据设备的状态，例如媒体流设备数据的就绪。因此，二者分别需要将自己作为观察者注册到对应的消息中心(Observer())。当有系统事件发生的时候，消息中心分别通过(NotifyWithEventType())和(NotifyWithTableType())进行通知，使得View可以执行(InputEventProcess())，DVBFilter可以执行(DataEventProcess())。在处理事件的过程中，如果需要对行为进行扩展，则需要向应用层消息中心发送特定消息(NotifyWithMessage())，让其观察者即控制类进行处理(BehaviourFunctionForView())、(BehaviourFunctionForModel())，完成视图类和模型类之间的通信；通过（DataSourceFromModel())完成其间的数据转化。

5抽象工厂模式

控制类负责对业务进行建模，根据不同的协议创建不同的功能模块，它属于两个维度的变化。可以选择抽象工厂模式构建业务对象层次。抽象工厂模式用于创建两个维度的产品线。抽象工厂代表了特定的协议类型，(DVBabstractFactory)制定具体工厂(DVBFactory)可以生产的DVB协议产品类型。(DemuxNotifaction())创建该协议的数据设备消息中心(DVBDemuxNotifaction)，(Epg())创建该协议的EPG业务类(DVBEpg)。业务类则负责各种模型类的建立和维护。控制类根据应用对协议的选择，创建具体工厂，一种协议只有一个工厂，遵循单例模式。具体工厂实现每个具体产品的创建。产品的创建细节和工厂方法绑定。具体产品的协议特性由抽象产品决定(DVBabstractProduct)。这种设计让具体工厂和具体产品紧耦合，工厂方法的个数和具体产品数目相同，但是为了遵循开闭原则，一般适用于产品类型固定的情况。

6模板模式和策略模式

工厂类完成业务功能的创建。业务功能的创建过程中指定需要收取哪些数据，即创建哪些模型。由于机顶盒厂商对应用的需求不同，即使在同一种协议标准下，对数据的格式定义也不尽相同，例如某些自定义私有数据，自定义私有描述符。为了解决上述问题，提供良好的扩展性，将模板模式和策略模式相结合，达到在统一的解析架构之中对可变的部分进行分离的效果。模型类DVBFilter由业务类DVBEpg创建并维护，负责数据的收集和解析。一种业务类可以包括多个模型类，去收集数据格式特定的表。模型类通过(ProcessData())对数据中心获取的原生表数据(TableData)进行解析，形成视图类需要的数据(ViewNeedData)。解析的过程包括解析头部(ParseHead())和描述符(DescriptorProcess())两个固定部分，是一个算法模板函数。不同的模型类由于数据格式的迥异，对这两个部分的实现可能都不一样，所以具体模型可以根据需要重载这些方法。(Filter4e)就是解析DVB协议中数据格式为4e的EIT表。对于同一种模型类，头部解析是固定的，描述符的解析是可变的。这种变化体现在描述符的种类和数目不同，但是解析的骨架结构固定。因此，可以设计有限个策略算法(StrategyA和StrategyB)，每个策略都会解析一定类型的描述符(DescriptorProcess())。如果表1：架构对需求的变化表变化类型变化内容架构修改内容架构修改层次视图样式组成视图的元素以及布局视图对触点位置的计算方式InputEventProcess视图行为视图对事件的响应方式，对数据格式的转化方式重写控制器的响应方式1.BehaviourFunctionForView2.DataSourceFromModel协议增加业务功能添加增加协议工厂类，包括工厂的产品结构层次1.工厂类2.业务类业务逻辑改变业务处理流程需要的表的类型，表的收取策略、以及表之间的关系1.业务类2.DataEventProcess3.BehaviourFunctionForModel数据描述符增加1.私有描述符的添加2.业务处理内容变化业务处理过程中需要对新增加的数据进行处理1.业务类2.数据类解析的类型需要改变，可以通过具体策略算法重载(ConcreteStrategy)。7架构对需求变化的处理由于软件需求变化的要求不同，对架构的修改程度也不同。表1是对需求变化的假设和架构相应做出的修改方案。从修改结果可以看出，按照对架构内容的修改程度的不同，由低到高可以分为函数和类两个层次。不难看出这种软件架构可以让因需求变化而作出的修改尽可能遵循开闭原则，所修改的内容耦合性底，使得功能扩展具备插件化，降低每次修改对整个软件维护的影响，提高了迭代开发的效率。

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2.广电发展农村数字电视存在的问题

尽管数字电视对农村社会、经济的作用和影响十分巨大，而且得到政府、企业和农民的认可，但是其在推广发展中不可避免的出现一些问题，主要表现在以下几个方面：一是农村消费观念影响。多年以来，农村居民一直观看免费的电视节目，而数字电视不仅需要农民交付机顶盒等费用，每年还需要交付一定的使用费用，所以农民对数字电视产生了抵触心理；二是地方小片网与数字电视形成竞争关系。在部分农村地区有一些小片模拟网给用户提供模拟电视信号服务，这些小片网由于其收费低，受到农村居民的支持，与数字电视形成竞争关系；三是基础设施落后影响数字电视的发展。由于皖南地区多为山区，地形复杂、交通不便，且经济较为落后，这些地区的基础设较差，这就增加了数字电视发展的成本和难度，严重阻碍了数字电视的发展。

3.对广电发展农村数字电视的建议

3.1结合农村定位服务内容

为了促进数字电视在农村的发展，数字电视应该将电视服务内容与农村实际情况相结合起来。可以通过将电视节目聚焦在广大农村居民身上，办好农村节目，不仅要将节目做得通俗易懂使用，也要努力放映农村居民身边的人和事，放映农村居民生活生产的热点问题。努力将数字电视中农村栏目做成宣传农村政策的阵地，农民交流农业生产信息的平台，农民获取农业科技知识的窗口；努力将其发展成农村与农民、农村与城市、政府与农民之间的桥梁，充当当代农村和农民精神风貌的展现舞台。

3.2建立合理的运行模式

为了促进数字电视在农村的发展，建设一个合理的运作模式至关重要。可以将数字电视的运作模式建设成具有以下特点：频道专业化，综合性的电视频道无法满足不同层次用户的需求，根据不同用户的需求建设不同的服务内容，可以促进数字电视的发展，针对农村用户，可以将数字电视服务内容建设成与三农相关。节目互动化，节目互动化具有选择性和灵活性的特点，农村居民可以选择时间段收看收听节目，这样农民就不会被动的接收信息，从而促进数字电视在农村的发展。

3.3加广电发展大宣传力度

对于部分农村地区，数字电视是一种新事物，农村居民对其了解还不是很深入。为了在农村普及数字电视，需要在农村开展大量的宣传工作。数字电视作为一个重要的服务平台，可以提供各种各样的服务，在产业发展的启动阶段，数字电视作为一种新事物，农村居民并不了解其服务功能。所以在宣传时，不要将宣传内容集中在节目内容上，也要努力宣传数字电视的互动、信息等功能，只有农村居民深入了解了数字电视的价值，才能更好的促进数字电视的发展。

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所谓三网融合指的就是三大网络在技术支持下提供全方面综合的信息服务，包括对语音、数据等各方面的信息，其中三大网络指的就是电信网、计算机网以及有线电视网。三网融合在目前并不单单是物理上的三合一，更多的是指高层业务上使用的融合，简单来说就是将信息从传统的点到面，变成了点到点的模式，这样能够为广大群众更好的服务。

1.2聚焦三网融合形势下的新媒体

时代快速发展，三网融合虽然基本实现，但是依旧要面对新的挑战，即三网融合新媒体环境。在新媒体技术的支持下，人们不管在哪里都可以进行有线、无线以及移动的方式来为网络媒体增加内容，但是他们不仅仅是内容的制作者，更是者以及接收者。新媒体技术消除了网络、终端和传统媒体之间的界限，真正创造了跨越“媒体、网络、终端”的可能性。

2三网融合给图书馆发展带来的机遇

三网融合不仅仅给媒体带来新的发展，更是为图书馆带来新的信息交流环境，让三网融合把图书馆放置到了人们的日常生活中，令人们想什么时候阅读图书馆信息就什么时候阅读，想在哪里获取就在哪里，自动、灵活的与图书馆进行交流，三网融合的出现让这些成为可能。

2.1拓展了图书馆的服务领域

三网融合让图书馆原本的狭小的服务范围一下子扩大，信息服务不再受时间以及空间的阻碍，图书馆在三网融合的支持下，突破自身局限，实现只要网络在，信息就在，交流就在、服务就在的现实。

2.2丰富了图书馆的服务资源

三网融合技术的出现，让图书馆可以有效利用网络数字电视这个有效资源扩大图书馆的服务范围与内容，丰富图书馆的信息储存量，让图书馆在这个内容为王的年代里奠定坚实的服务基础。

2.3为图书馆提供了更多的服务平台

传统图书馆网络服务平台十分单一，但是三网融合的出现，打破了这个局限，让图书馆更多的资源与服务衍生到了电视网络以及电信网络平台中，使用者可以利用电脑、手机以及电视或者MP4等等就可以拥有图书馆给予的服务与信息资源，让更多的文化资源实现共享，让更多的人利用这些知识资源。

2.4强化了图书馆的互动服务功能

三网融合下的重要代表之一就是交互式网络电视，它的出现改变了原本媒体传播的方式，最大的特点就是实现用户之间的实时互动，用户通过网络电视的可交互性与图书馆进行及时的交流与沟通，图书馆也可以利用网络电视这个新媒体为广大用户提供全方位的服务，让用户体验到更多的温馨服务。

2.5提高了图书馆服务的针对性

实现三网融合后，多媒体中的数据广播业务就可以将用户需要的信息精确的传送到用户的家里，快速有效的解决了信息数量庞大找寻的问题。而数字电视的频道相当多且分类明细，图书馆可以利用其这些优点，根据用户的实际需求，将信息传递到需要的用户中，提高信息服务的针对性与准确性。

3三网融合背景下的数字图书馆发展策略

三网融合的出现还减少了信息传播投资成本，让信息传播的内容与方式更加多样化，也更加全面。图书馆是国家重点推动发展的项目，更是众多重要公共信息资源的提供者，因此要紧跟时代脚步，利用新媒体的优点，创造出更多更新服务模式并且拥有自己品牌的特性。

3.1三网融合背景下的数字图书馆发展策略

三网融合的出现让图书馆突破原本的空间界限的弊端，实现无服务费用、无限制以及无障碍的优势。当创造出的独特品牌更是图书馆重要的无形资产，也是未来图书馆与其他图书馆竞争的基础。

3.2建立学科化特色化媒体信息资源体系

信息资源是图书馆发展的技术，图书馆只有拥有海量的信息量，信息系统化才能够让自己在竞争中不失去优势，同时为用户提供丰富、深层次的信息才能够让图书馆获得长远发展的可能。而三网融合后，图书馆的建设重点要转移，主要集中在特色、科学化方面。而且利用网络以及数字电视这样的媒体资源对资源进行重新整合与补充，让图书馆提供的信息更正确合理、有特点。

3.3创新服务模式，开展深层次服务

三网融合对图书馆的发展有很大的推动作用，可以帮助图书馆建立科学的网络平台来服务读者，但是要怎样利用这个平台来让更多的读者聚合是目前图书馆成功服务的重点。另外三网融合的出现更是引发了终端阶层的革命，新媒体的出现以及混合终端的出现让群众处在了全新的信息环境中，这也为数字图书馆的发展提供平台基础。

3.4相关技术的支撑

数字图书馆想要持续健康的发展，强大的技术支持是必不可少。三网融合后，图书馆为了适应其发展，需要建立功能更加强大，提供更大数据量的网络，并且还要保证网络的稳定性与安全性，对用户提出的各种信息需求满足，最为重要的一点就是要让无线信号覆盖到图书馆的各个角落。数字图书馆的发展是在三网融合下的进行的，这也就要求其需要相应的技术支持，因此发展相关技术已经是现在刻不容缓的事情。

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1.2监控部分：数字电视的监控系统由五部分构成，主要包括传感器、微处理器和PC机等。它的主要作用就是对发射机的工作状态、信号传输、电视机故障处理等进行监控，以此保证发射机的稳定工作。

2数字电视发射机的技术与应用

2.1数字电视发射技术与模拟电视发射机技术。数字电视发射技术和模拟电视发射技术都是全固态、单通道发射，两者在大功率合成、供电系统、冷却系统、控制单元等技术上存在互通的关系，在设计理念上，两者都实现了设计的模块化、智能化、自动化、网络化特点，综上所述，数字电视发射机与模拟发射机存在很多相似之处。但是数字电视发射技术与模拟技术又存在着一定的差异性。数字电视发射技术在激励器方面采用了信道编码，这项技术是国标规定的内容，颁布国标之后，信道编码已经顺利解决了国标部分的问题，伴随着我国数字电视发射机技术的发展，中国厂商在发射机产品制造中解决了基带预矫正、平均功率、低相噪本振和单频网等技术难题，这些关键性技术难题的克服都离不开数字化技术水平的提高。

2.2调频广播发射的数字技术特点。数字化技术的发展使得调频广播的发射具备了以下特点：抗干扰能力强、信号稳定、电台频道变宽。调频广播的信号传播受到自然环境、工业生产活动、家用电器干扰等等因素的影响，诸多因素在信号传播过程中一旦一起参与进来就难以被分辨出来，调频收音机却可以通过限幅变化切除掉干扰信号。数字调频激励器的引入，使得调频广播发射机改进了同步指标，降低了传播过程中的噪音影响，使人们获得了更好的音频质量。数字音频信号传输节约了系统同步性用时，提高了系统调试和维护的工作强度。调频广播系统是一个全方位的信息传播平台，具有较大的社会实用性。随着科技的进步，数字化技术还会不断更新，数字化广播也会有更长足的发展和进步。

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2数字电视协议测试系统架构

通过对混合网络环境下的数字电视系统的交互流程及交互协议的分析，明确了本次测试的测试目标，即验证IUT对数字电视交互协议实现的一致性，并为此设计了数字电视协议测试系统。数字电视协议测试系统分为4个部分：测试客户端、测试服务器、监听服务器和数据库，如图2所示。测试客户端通过IUT选择模块与IUT交互，生成测试用例集，客户端将待执行的测试用例提交给测试服务器；服务器按照测试用例列表顺序执行测试用例，判定测试结果，将结果返回客户端，呈现在客户端界面上。客户端呈现的测试结果包括测试执行过程中实时输出的数据包解析日志和每条测试用例的判定结果[7]。监听服务器是在网络层抓取被测系统的交互数据包，辅助测试服务器执行测试。整个测试过程中，从生成测试用例到最后结果输出，数据库负责全部数据的写入、查询、删除和更新。由于本文研究的交互协议属于应用层协议，测试的交互是通过以太网在此基础上定义了应用层通信实体，因此测试系统不需要实现该交互协议，只要存在以太网链路接口即可[8]。在系统设计的前期，需要仔细研究交互协议报文的结构和参数，因为每个测试用例中的被测协议不同，对应被测的数据包也不同，监听服务器会按照测试用例的要求，获取报头参数符合对应被测协议的数据包，因此测试用例的设计是否合理是整个测试系统正常运行的关键。1）测试客户端测试客户端由IUT选择、测试用例显示、结果输出这3个模块组成。IUT选择模块用于测试人员选择被测协议，测试系统开始测试时，IUT选择模块将测试人员选择的测试协议集信息提供给测试服务器加载；测试用例显示模块用于显示测试人员选择的测试用例集，以及每个测试用例的描述和测试步骤；结果输出模块用于实时地将测试服务器返回的日志信息输出到测试运行界面，并在测试结束后打印输出完整的测试结果。2）测试服务器测试服务器是测试系统重要的组成部分，它运行于测试系统的后台，即对于测试人员来说是透明的，其架构如图3所示。测试服务器主要接收来自客户端的测试执行要求以及测试用例列表，根据测试用例列表加载测试用例并执行，在测试开始时启动监听服务器，接收其抓取的被测系统交互数据包，并将数据包存储到数据库中；协议解析模块按照协议标准解析数据包，进行测试结果判定，并实时将判定结果返回测试客户端。3）监听服务器监听服务器的主要功能是获取被测系统交互过程中的网络数据包，并将符合被测协议的数据包过滤出来，发送到数据库中。测试人员在测试客户端点击测试开始时，客户端开始执行测试用例，同时在后台开启监听服务器，监听程序按照测试用例的要求抓取被测系统交互过程中的全部数据包，存储到数据库中的指定位置。4）数据库数据库是测试系统中重要的存储部分，测试执行过程中抓取的交互数据包、实时的执行结果都存储在数据库中，供测试客户端调用。数据库的开发使用MySQL，本系统中使用的表包括：测试用例表、测试数据包信息表、测试过程时间记录表、被测设备记录表、标准协议存储表和测试结果信息表。测试用例表用于存储封装标准的测试用例参数；测试数据包信息表用于存储监听服务器获取的数据报文；标准协议存储表用于存储标准的测试协议报头和报文参数；客户端将测试数据包信息表中的数据解析后，同协议一致性比对表中的报文进行比对，来进行结果判定，并将测试判定的结果存储到测试结果信息表中。

3数字电视协议测试系统的实现

按照上述设计的系统架构，在Windows平台上实现了整个测试系统，搭建了交互式测试平台。其中，测试客户端由Javascript和HTML编写，向用户呈现测试运行和测试结果界面；测试服务器主要由C#语言编写，读取数据库的数据并且解析包中信息，进而对其分析输出协议测试结果；监听服务器使用Java语言编写，获得交互过程中的数据包，将获取的数据存入数据库；数据库使用MySQL，存储交互数据包及测试过程中的全部数据。本文选取了市场上在售的一款混合网络终端，对数字电视基本交互协议进行了测试验证。按照图4所示拓扑图连接测试平台与被测系统，通过交换机汇聚通信链路，被测服务器和终端与测试平台连接到了同一个局域网中。进入测试平台，填写被测设备信息后，就进入测试客户端界面，如图5所示。界面左侧是IUT选择界面，测试人员可以通过勾选被测协议，生成被测用例列表；测试界面的右上角有测试开始、测试停止、保存三个按钮，分别控制测试过程的开始、结束和保存测试结果。界面右侧上部分显示测试用例信息，包括测试用例名称、用例描述和被测设备型号，右侧下部分实时输出测试用例的结果。测试用例结果包括详细测试结果、被选项测试结果和测试结果概况，由Tab控件展示在页面上，测试开始后，详细测试结果实时输出全部的测试日志，包括测试时间、收发数据信息、解析数据信息、判定结果信息；被选项测试结果是当点击左侧某测试用例时，单独显示该项用例的日志信息；测试用例概况仅显示已完成测试项目的判定结果，并不输出其他过程数据。测试服务器运行于后台，为实现客户端功能而执行数据分析和逻辑运算，监听服务器的监听程序需要部署在被测系统中，获取被测系统的交互数据包，二者均无界面展示。监听程序获取到数据包后，由测试服务器的解析模块按照协议的报文格式解析出每个数据包的含义，由此判定该数据包是否符合每个测试用例的结果要求，即是否满足该项协议实现的一致性。由于不同协议的报文格式不同，每项测试用例的解析内容也就不尽相同，而报文解析需要严格按照交互协议的报文格式来进行，因此完成全部测试项解析功能的解析模块是系统实现的难点所在[9]。测试平台按照测试用例顺序执行测试后，测试结束。点击右上角保存按钮，生成测试结果报告，由于协议测试的日志比较长，报告篇幅较大，因此仅附上报告首页，如图6所示。报告详细记录了测试内容、被测设备型号、测试起止时间、测试结果概况和测试详细结果。测试结果概况输出每一测试项目的判定结果，测试结果若为通过，则输出绿色字体，测试结果若为失败，则输出红色字体。详细测试结果中记录了每一项测试用例的日志信息，测试失败的用例也可以从中找出问题所在，便于被测设备的开发研究人员修改其设备功能。

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（1）实现日常情况下对农广播节目定时播出。日常情况下，系统可面向全县数字智能大喇叭终端和模拟大喇叭终端提供对农广播节目。

（2）实现应急情况下的应急广播信息播发。应急情况下，系统能够根据应急信息需求实现全县控制、分乡镇控制、按村控制等区域控制，甚至可以控制到某一只喇叭紧急播出应急广播信息。

（3）实现三级联网。大喇叭终端能够接收到县、乡镇、村各级应急广播平台播发的应急广播信息，同时县平台能够监控乡镇、村平台播发的应急广播信息。

（4）充分利用地面数字电视传输覆盖资源。系统能够利用地面数字电视传输覆盖通道，播发应急广播信息。

2、总体技术思路

基于地面数字电视传输覆盖网的应急广播农村大喇叭系统采用三级应急广播平台—传输覆盖网络—大喇叭终端的分层架构体系，通过地面数字电视传输覆盖网应急广播信息。

（1）应急广播平台:应急广播平台根据应急信息需求将控制指令、文本信息和音频广播流封装成标准格式的应急广播消息后，打包成TS流，传送至地面数字电视前端。同时，县、乡镇、村三级平台，能够通过地面网络，实现三级平台互连互通，实现三级平台的指令交互与传递。部分网络尚不通达的乡或村，也可以通过电话通信网，将应急语音信息送至县平台，由县平台进行应急广播播发。

（2）传输系统:地面数字电视前端接收到应急广播平台传来的TS流格式的应急广播消息后，将该数据流与原播出的地面数字电视节目流进行复用，再通过地面数字电视发射系统将应急广播消息通过地面数字电视传输覆盖网进行分发。

（3）大喇叭终端:大喇叭终端接收到地面数字电视信号后，能够解析和识别应急广播消息，当区域码匹配时，能够根据控制指令播发应急广播音频节目。

二、总体技术框架和业务流程

2.1总体技术框架

根据系统设计思路，应急广播农村大喇叭系统采用图1所示的系统架构：该系统包括三级应急广播平台、两条传输通道以及三类终端。三级平台，分别为县应急广播平台、乡镇应急广播平台和村应急广播平台。三条传输通道分别为地面数字电视网所承载的应急广播信息传输覆盖网，平台间互连的有线IP数据网或通信运营商网络，和承载应急电话的电话通信网。三类终端，分别为户外数字智能终端和模拟大喇叭终端和家用地面数字电视机顶盒终端。

2.2业务流程

（1）日常对农广播节目播发流程。

日常情况下，县级应急广播平台将按时段定制的广播节目，以TS方式发送至地面数字电视前端。地面数字电视前端将该节目流与原地面数字电视节目流进行复用后，传送至地面数字电视发射系统，通过地面数字电视传输覆盖网播出日常广播节目。所有大喇叭终端能够响应定时开关机、音量控制等指令，定时播出对农广播节目。

（2）紧急预警信息流程。

县应急广播平台接收到县预警信息平台或乡镇应急广播平台、村应急广播平台通过有线IP数据网、通信运营商网络或电话通信网络向县前端传送的应急广播指令或播发请求后，县前端对应急广播指令进行接收解析适配处理，将应急广播信息以TS流方式传送至地面数字电视前端。该前端将该数据流与原地面数字电视节目流进行复用后，传送至地面数字电视发射系统，通过地面数字电视传输覆盖网向应急广播指令所限定的区域应急广播信息。大喇叭终端接收到该指令后，中断日常对农广播节目，播出应急广播信息。

三、技术实现

3.1县应急广播平台

县级应急广播平台在该类型应急广播农村大喇叭示范网络技术系统中具有重要作用。它既是应急广播信息接收处理播发的核心，日常对农广播节目播出处理的总节目源，也是系统设备运行管控的总前端。县级应急广播平台包含了应急广播管理、应急电话适配、节目播出管理、安全保障、系统运行监管、传输等6个业务子系统，具体功能如下：

（1）应急广播管理子系统

应急广播管理子系统能够接收的信息来源有三个，一是来自国家应急广播系统的应急广播信息，二是来自本地预警信息平台的应急广播信息，三是来自应急电话适配子系统的应急广播信息。该子系统接收到应急广播信息后，能够对应急广播指令进行解析处理、优先级判别、大喇叭资源调用，并完成指令格式封装，以及文本信息的文语转换功能，形成包含应急广播指令、应急广播音频的信息流，送入传输子系统。当该子系统接收到应急广播并发请求时，能够对应急指令的优先级进行判断、识别，并基于优先机制进行。

（2）应急电话适配子系统

应急电话适配子系统能够接收到系统授权的移动电话和固定电话语音信息，根据该授权号码的权限，自动形成相应区域的大喇叭调用指令，将应急指令和应急语音传送至应急广播管理子系统。

（3）广播节目播出管理子系统

该系统能够接收中一、省一、本市和本县对农广播节目，按照预定的运行图和播出计划，形成本县对农广播节目流，送至节目传输系统。

（4）安全保障子系统

该子系统能够实现对应急广播指令、应急广播音频节目、日常对农广播节目的传输安全管理，确保应急广播信息的安全传输。

（5）系统运行监管子系统

运行监管子系统能够实现对各级应急广播平台、大喇叭终端以及应急信息的传输系统运行状态的监控管理，对系统关键设备和传输网络关键节点的运行状态进行实时的监控，收集和分析日常工作状态，及时发现并排除系统和网络故障，保障系统的正常运行和预警信息的顺畅传输。

（6）传输子系统

传输子系统能够对应急广播指令、应急广播音频以及日常对农广播节目信息的应急广播信息进行TS流封装，并传送给地面数字电视前端的复用设备。

3.2乡镇应急广播平台

乡镇应急广播平台包括音源设备和数字音编码控制设备。乡镇领导通过话筒等音源设备播发应急语音时，数字音频编码控制设备对应急语音进行编码，并进行IP封装，通过有线电视IP数据网或通信运营商网传输到县应急广播平台。同时，乡镇领导可以使用授权固定移动电话，呼叫县级应急广播平台指定应急广播接入号码，面向本地大喇叭终端播出应急语音信息。

3.3村应急广播平台

3.3.1新建村应急广播平台

新建村应急广播平台基本架构如图4所示，包括话筒等音源设备、数字音编码控制设备等设备。村领导使用话筒等应急音源设备、固定电话、移动电话等播发应急广播信息，其技术实现方式与乡镇应急广播平台基本一致。

3.3.2原村应急广播设施与系统的互联方式

部分已具备独立应急广播设施的村，可以在原有定压功放的输入端增加地面数字电视接收设备，用于接收地面数字电视应急广播信息。通过这种方式改造后，原有的村应急广播平台也能够接收到地面数字电视传输覆盖网传送的应急广播信号。同时，在该种技术实现方式下，当村-县的网络中断或者县前端瘫痪，村平台仍然可以通过功放定压传输到达室外高音喇叭的方式，播发应急广播信息。

3.4传输链路

该系统有三条传输通道，分别为地面数字电视网所承载的应急广播信息传输覆盖网，该网络用于应急广播信息的分发；平台间互连的有线IP数据网或通信运营商网络，在有线网络通达的乡镇、村，可以使用有线IP网络与县平台进行互联，在有线网络未通达的乡镇、村，可以使用通信运营商网络与县平台进行互联；电话通信网，用于承载应急固定或移动电话，传送应急语音信息。

3.5应急广播终端

该系统有三类应急广播终端设备，分别为户外数字智能终端和模拟大喇叭终端和家用地面数字电视机顶盒终端，兼顾了户内与户外用户、数字和模拟终端，确保不管是在户内还是户外，不管通过模拟喇叭还是数字喇叭，均能接收到应急广播信息。

四、相关传输协议

4.1应急广播信息源接口协议

县级应急广播平台接收的来自本地应急广播部门或上级应急广播平台的应急广播信息，包括应急广播指令、文本、图片和音频等辅助数据以及应急广播节目等内容，其数据格式应符合国家应急广播系统的调度控制与传输覆盖标准体系框架下的《应急广播消息生成格式规范》。

4.2地面数字电视应急广播规范

县平台在完成应急广播信息的接收处理后，能够将所有应急广播消息的消息标识符、开始时间、持续时间、类型、级别、覆盖区域等信息封装为应急广播索引表，将应急事件的文本内容、机构名称和辅助数据封装为应急广播内容表，由复用设备按GB/T17975.1-2010规定的传输流格式复用到播出节目传输流中。封装数据格式应符合国家应急广播系统的调度控制与传输覆盖标准体系框架下的《地面数字电视应急广播规范》。

五、基于地面数字电视系统实现应急广播农村大喇叭系统的优势分析

1、充分利用地面传输覆盖资源实现应急广播信息传送。

在有线传输网络欠发达、地面数字电视发展较好的地区，基于地面数字电视网传输覆盖网开展农村应急广播的技术实现方式，与通过新建众多小功率调频发射系统以调频副载波方式传输应急广播的方式相比，即充分利用了现有的传输覆盖资源，又避免了因新建众多的小功率发射机造成的频率资源的滥用。

2、加强了应急广播统一管理，并降低了系统运行维护难度。

县平台在系统设计上更为健壮，而乡镇平台和村平台则相对简单。这种设计，即能够实现三级联网以及对各级平台播发应急广播信息的统一管理，同时又降低了乡镇平台和村平台的运行维护成本，更符合我国现有乡镇和村技术维护力量较为薄弱的现状。

3、具备较强的容灾能力。

该系统在容灾设计上更为简单易行：当乡镇应急广播平台、村应急广播平台与县应急广播平台间传输链路中断，乡或村的应急广播信息，可通过固定或移动通信网，将应急语音信息传送至县平台，并控制本地终端播发应急广播信息；当县平台系统瘫痪或地面数字电视系统瘫痪情况下，村领导仍然可以使用本地的应急广播系统，通过本地定压传输方式向模拟大喇叭终端应急广播信息。