CN102196295B - 数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法，其特征在于该方法包含以下步骤：在报警参数集中设定该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值，在指定参数调整采集自适应时间段，记录各个需要检测的数字电视相关参数，并将该参数的当前码流情况按一定的优先级次序与该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值比较后确定报警模式及其报警门限，最终生成报警参数限定值集合。该方法能够配置出具有较高准确性的数字电视系统报警参数集，既自动适应数字电视码流的实际应用情况，对实际存在的非关键因素宽容，又能保证突发的关键错误能被捕捉，从而保证对影响系统正常工作的错误能被及时发现。

Description

数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法

技术领域

本发明涉及数字电视领域，具体涉及数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法。

背景技术：

保证广播电视系统的正常工作是非常重要的，对它的工作状态需要进行实时的监测管理，这对于数字电视系统来说往往是通过对其中的数字电视码流及系统参数进行检测和报警来实现的。

数字电视码流系统参数的种类繁多，包括高频层参数、TR101290协议参数、码率参数等，其中一些报警参数还需要进一步根据节目号、PID号等属性来划分子类，总数高达上百种参数。这些参数在相关的标准中有一定的限定，超出限定范围的参数可能引起系统工作不正常，然而，并非每一项参数超限都会彻底影响数字电视节目及数据业务的正常运营。因此，很多使用者在配置系统时给出了很多不规范的参数值，虽然不符合要求，但系统还能运行。在通常的对系统进行规范监测时，这些参数都会引发超限报警，而实际应用中由于系统还能工作，使用节目的用户又无法对发送端的参数进行重新设定，这时如按照标进行检测，就会产生大量的错误报告，一方面用户无暇顾及，另一方面将真正可能引起异常的错误淹没，无法及时发现。因而对于用户而言，应该尽量剔除不影响正常输出的次要报警，从而使用户能够针对性地了解数字电视的当前运行状态，并在真正出现异常时采取应急措施。

报警参数门限根据数字电视系统中的信号、链路、设备等因素的不同存在较大差异，比如卫星数字电视信号和有线数字电视信号在信号电平和信噪比的要求不同，ASI数字电视信号和地面数字电视信号对带宽的要求不同等等。因此，不存在适用于各种应用场合的通用参数配置方式，而必须针对每种场合制定匹配的报警门限集合。

配置数字电视报警参数集需要深厚的行业技术基础，这对大多数用户而言是极大的困扰，对每个参数的限定范围和限定方式进行人工的设定工作量也非常大，而且如果系统发生了变化，还要相应地全部重新设定一遍，实际应用中难度非常大。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法，能够很好地解决了上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法，其特征在于该方法包含以下步骤：在报警参数集中设定该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值，在指定参数调整采集自适应时间段，记录各个需要检测的数字电视相关参数，并将该参数的当前码流情况按一定的优先级次序与该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值比较后确定报警模式及其报警门限，最终生成报警参数限定值集合。在该实施例中，一种数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法，具体包括以下步骤：

A、开始，初始化，读取默认设置，进入B；

B、判断采集时间是否已经结束，如果没有结束，进入C，否则，进入J；

C、在采集时间段内，记录需要检测的当前码流中的数字电视相关参数，如电平值、误码率、信噪比等；

D、判断当前码流情况是否劣于报警参数集，如是则进入E，否则进入B；

E、将当前优先级最高的报警模式作为调整对象，进入F；

F、读取当前调整对象，判断当前调整对象已经被调整次数是否小于该对象允许被调整的最大次数，如果是，进入H，否则，进入G；

G、将调整次数清零；将当前调整对象的优先级设为最低，将调整对象中优先级最高的调整对象作为当前调整对象，进入H；

H、判断当前码流情况是否优于报警参数集所允许的极值，如果是，进入I，否则，进入G；

I、将当前参数值作为门限值，调整次数加1，进入B；

J、给出最终报警参数集。

该方法能够配置出具有较高准确性的数字电视系统报警参数集，既自动适应数字电视码流的实际应用情况，对实际存在的非关键因素宽容，又能保证突发的关键错误能被捕捉，从而保证对影响系统正常工作的错误能被及时发现。本发明的优点在于简单实用，可以对报警参数集进行自适应调整。

附图说明：

图1为本发明一实施例的实现参数报警门限自适应调整的数字电视监测设备的框图

图2为一种典型的数字电视播出监测系统示意图

图3为本发明数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法的流程图

具体实施方式：

一种数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法，其特征在于该方法包含以下步骤：在报警参数集中设定该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值，在指定参数调整采集自适应时间段，记录各个需要检测的数字电视相关参数，并将该参数的当前码流情况按一定的优先级次序与该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值比较后确定报警模式及其报警门限，最终生成报警参数限定值集合。在本发明中，整理系统和用户需要检测的参数，针对各种参数指定相应的参数限定范围的类型，如幅度、时间间隔、概率分布、出现频度、限定数值范围、精度范围等，对于输入的数字电视码流，在指定参数调整采集自适应时间段，收集该段时间内码流各报警参数相应类型的实时参数值、采集时间等信息，经过统计分析处理，得到一定时间内的码流参数变化规律。再根据参数本身的属性，结合统计得到的规律，对超出标准所限定范围的参数类型和限定值进行调整，从而得出最合适于应用的报警参数限定值集合。该参数限定值集合作为报警门限参考，再对以后的输入数字电视码流进行检测，当参数出现违反自适应期规律的情况时，进行报警。从而达到无需要人工设定，所进行的检测既适应实际应用情况，又能发现异常的要求。本发明适用于数字电视系统中的各种参数门限值的调整，如高频层参数，电平过低、误码率过高、信噪比过低；TR101290协议参数，同步丢失、PCR间隔错、PCR精度错、TDT表频率过高；内容层参数，黑场、静帧、台标丢失等等。

当系统调整或参数变化时，可以重新进行自适应操作，从而让报警参数集适应新的应用系统。

在本发明的一个实施例中，提出了四种报警模式：

按门限报警：根据实际参数值是否劣于该参数门限值来确定是否报警。

按时间报警：根据实际参数值是否劣于该参数门限值，以及持续时间是否超过指定持续时间来确定是否报警。

按概率报警：通过参数值的异常概率，根据异常概率是否超过指定异常概率门限来确定是否报警。

按概率分布报警：根据参数值或异常时间间隔的概率分布，检测参数的实际分布图形，如果与指定的概率分布图形相差超出指定的限度，就产生报警。

在数字电视系统中，各个参数值是码流质量的反应。参数值有多种表现形式，有是否型，如RF是否锁定；有的参数值即反应了当前的码流质量，如SNR值；数字电视系统容易受多种因素的影响，但是并非这些影响都是致命的，有的微小的影响可能导致码流中某个参数值持续一段时间较差，如瞬时的电平值较差不足以影响系统正常工作；有的参数可能时好时坏，如PCR有抖动，但用户可能认为某种程度的这是正常的。为了较好的计算出数字电视码流的规律，根据各种参数本身的属性，结合统计得到的规律，在该实施例中报警参数集内容包括：

各个参数按照何种报警模式报警；

参数按门限报警的门限值；

按时间报警的门限值、此门限值持续时间值；

概率报警的门限值、时间长度、在指定时间长度内实际参数值代表的质量劣于门限值的概率的值；

按概率分布报警：实际参数的概率分布与期望概率分布的相关性的极大/极小值。

本发明的数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法具体如下：

A、开始，初始化，读取默认设置，进入B；

B、判断采集时间是否已经结束，如果没有结束，进入C，否则，进入J；

C、在采集时间段内，记录需要检测的数字电视相关参数记录需要检测的当前码流中的数字电视相关参数，如电平值、误码率、信噪比等；

D、判断当前码流情况是否劣于报警参数集，如是则进入E，否则进入B；

E、将当前优先级最高的报警模式作为调整对象，进入F；

F、读取当前调整对象，判断当前调整对象已经被调整次数是否小于该对象允许被调整的最大次数，如果是，进入H，否则，进入G；

G、将调整次数清零；将当前调整对象的优先级设为最低，将调整对象中优先级最高的调整对象作为当前调整对象，进入H；

H、判断当前码流情况是否优于报警参数集所允许的极值，如果是，进入I，否则，进入G；

I、将当前参数值作为门限值，调整次数加1，进入B；

J、给出最终报警参数集。

最后将该报警参数集应用于后续的数字电视码流的参数检测中，完成自适应过程。

在本发明中优先级从高到低按以下次序：参数按门限报警的门限值；按时间报警的门限值、此门限值持续时间值；概率报警的门限值、时间长度、在指定时间长度内实际参数值代表的质量劣于门限值的概率的值；按概率分布报警：实际参数的概率分布与期望概率分布的相关性的极大/极小值。

为了快速确定各个门限值，特设定各个门限值被调整的最大次数，当某个门限值已经被调整了限定的最大次数后，仍然不能消除报警的话，即调整下一个门限值，此最大次数根据门限类型的不同，一般选择3～5次为宜。

当调整对象为按概率报警时，需要计算在按概率报警的时间门限长度内码流值超过按概率报警的参数门限值的概率，然后将该概率与按概率报警的概率门限值相比较确定新的概率报警的参数门限值。当调整对象为按概率分布报警时，还需要计算当前码流值与期望码流值之间的相关性，然后将其与按概率分布报警的相关度门限值相比较确定新的门限值。

以下为根据本发明的一个实施例，按照本发明的自适应调整方法得到的报警参数集的情况说明。

例：自适应采集时间段内的码流输入中该参数值如下表，该参数值越小则码流质量越好；

按门限报警的参数门限初值＝5；

按门限报警的参数门限极值＝7；

按时间报警的参数门限初值＝6、此参数值持续时间初值＝2；

按时间报警的参数门限极值＝9、此参数值持续时间极值＝3；

按概率报警的初始门限值＝6、时间长度值＝3、概率初值＝0.55；

按概率报警的门限极值＝10、时间长度极值＝4、在指定时间长度内实际参数值代表的质量劣于门限值的概率的极值＝0.8；

期望概率分布：对于特定的参数，参数值落在各个指定区间的概率；

按门限报警的报警门限值的最大允许调整次数、按时间报警的门限值的最大允许调整次数、按时间报警的时间长度值的最大允许调整次数、按概率报警的门限值的最大允许调整次数、按概率报警的时间长度值的最大允许调整次数、按概率报警的概率值的最大允许调整次数都为3。

表1报警参数集的参数生成情况说明

在本发明中出现的一些术语解释如下：

A劣于B：A所代表的码流质量差于B所代表的码流质量。

门限值：参数容许出现的最大/最小值。

持续时间：参数值连续劣于门限值的时间长度。

异常概率：指定时间长度内出现劣于门限值的时间长度和该指定时间长度之间的比值。

异常概率门限：异常概率的最大/最小值。

相关系数是对两个变量之间关系的量度，或者说两个变量变化的共同趋势有多少。如果有两个变量，X、Y，相关系数的绝对值越大，相关性越强，相关系数越接近于1和-1，相关度越强，相关系数越接近于0，相关度越弱。我们采用的相关系数计算公式为：

$r=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{XY}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{XY}}}{\sqrt{\stackrel{\‾}{X^2}-{\left(\stackrel{\‾}{X}\right)}^2}\sqrt{\stackrel{\‾}{Y^2}-{\left(\stackrel{\‾}{Y}\right)}^2}}$

在本发明中，X为当前码流值，Y为期望码流值。

表2为自适应调整过程中的调整对象、码流参数情况、对应极值间对应关系

对于各个参数以及相应的门限来说，初值可采用该参数可能出现的比较好的情况，极值可以设置为该参数用户可以忍受的最差码流质量。如TR101290中规定PAT间隔超过50ms就要报警，可以将初始报警参数集设置为：

按门限报警的参数门限初值＝40ms；

按门限报警的参数门限极值＝55ms；

按时间报警的参数门限初值＝57、此参数值持续时间初值＝2；

按时间报警的参数门限极值＝60、此参数值持续时间极值＝3；

按概率报警的初始门限值＝65、时间长度值＝3、概率初值＝0.55；

按概率报警的门限极值＝70、时间长度极值＝4、在指定时间长度内实际参数值代表的质量劣于门限值的概率的极值＝0.8；

期望概率分布：对于特定的参数，参数值落在各个指定区间的概率；

各门限值最大允许调整次数都为3。

图2显示了一种典型的数字电视播出监测系统示意图，以此为例，数字电视监测系统主要由数字电视监测设备和服务器组成。监测设备一般是嵌入式设备，CPU运算及处理能力有限，监测设备上集成对需要监测的信号的解调电路，由监测设备采集各种参数，通过网络传输给服务器后，服务器可以采用教高性能的计算机，在服务器上实现该方法，生成最终的报警参数集后，再通过网络传输给监测设备后，监测设备依据此报警参数集监测码流参数并报警。

图3为本发明数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法的流程图。该监测设备包括嵌入式CPU，与该嵌入式CPU连接的现场可编程门阵列，该现场可编程门阵列与码流输入单元和码流输出单元连接，码流输入单元与信号解调接口连接，码流输出单元与码流输出驱动接口连接。

下面列举一个实施案例：一种实现参数报警门限自适应调整的数字电视监测设备，其特征在于该设备包括嵌入式CPU 1，与该嵌入式CPU 1连接的现场可编程门阵列2，该现场可编程门阵列2与码流输入单元3和码流输出单元4连接，码流输入单元3与信号解调接口5连接，码流输出单元4与码流输出驱动接口6连接，该嵌入式CPU1包括与现场可编程门阵列2连接的码流信号监测单元7，与码流信号监测单元7连接的报警参数集生成单元8。该数字电视监测设备通过信号线与数字电视播出系统连接。根据本发明的一个实施案例：监测设备中的嵌入式CPU 1采用Marvell公司的PXA255，现场可编程门阵列2采用Altera公司的EP2C8F256，码流输入单元3嵌入在现场可编程门阵列2中，信号解调接口5使用ST公司的STV6110A+STV0900芯片组，用于接收卫星上的DVB-S信号；码流输出单元4嵌入在现场可编程门阵列2中，码流输出驱动接口6采用National公司的LMH0002芯片，用于输出DVB-S信号转化为的ASI码流。输入码流进入嵌入式CPU中的码流信号监测单元进行处理，处理结果送到嵌入式CPU中的报警参数集生成单元，形成新的报警参数集，再反馈到码流信号监测单元，从而完成自适应调整参数过程。

Claims (5)

1.一种数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法，其特征在于该方法包含以下步骤：在报警参数集中设定该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值，在指定参数调整采集自适应时间段，记录各个需要检测的当前码流中的数字电视相关参数，并将该参数的当前码流情况按一定的优先级次序与该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值比较后确定报警模式及其报警门限，最终生成报警参数限定值集合。

2.根据权利要求1所述的数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：A、开始，初始化，读取默认设置，进入B；

B、判断采集时间是否已经结束，如果没有结束，进入C，否则，进入J；

C、在采集时间段内，记录需要检测的当前码流中的数字电视相关参数；

D、判断当前码流情况是否劣于报警参数集的初值，如是则进入E，否则进入B；

E、将当前优先级最高的报警模式作为调整对象，进入F；

F、读取当前调整对象，判断当前调整对象已经被调整次数是否小于该对象允许被调整的最大次数，如果是，进入H，否则，进入G；

G、将调整次数清零；将当前调整对象的优先级设为最低，将调整对象中优先级最高的调整对象作为当前调整对象，进入H；

H、判断当前码流情况是否优于报警参数集所允许的极值，如果是，进入I，否则，进入G；

I、将当前参数值作为门限值，调整次数加1，进入B；

J、给出最终报警参数集。

3.根据权利要求2所述的数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法，其特征在于：报警参数集内容包括：各个参数按照何种报警模式报警；参数按门限报警的门限值；按时间报警的门限值、此门限值持续时间值；概率报警的门限值、时间长度、在指定时间长度内实际参数值代表的质量劣于门限值的概率的值；实际参数的概率分布与期望概率分布的相关性的极大/极小值。

4.根据权利要求3所述的数字电视系统参数报警门限的自适应调整方法，其特征在于：优先级从高到低按以下次序：参数按门限报警的门限值；按时间报警的门限值、此门限值持续时间值；概率报警的门限值、时间长度、在指定时间长度内实际参数值代表的质量劣于门限值的概率的值；实际参数的概率分布与期望概率分布的相关性的极大/极小值。

5.一种实现参数报警门限自适应调整的数字电视监测设备，其特征在于该设备包括嵌入式CPU，与该嵌入式CPU连接的现场可编程门阵列，该现场可编程门阵列与码流输入单元和码流输出单元连接，码流输入单元与信号解调接口连接，码流输出单元与码流输出驱动接口连接，该嵌入式CPU包括与现场可编程门阵列连接的码流信号监测单元，与码流信号监测单元连接的报警参数集生成单元，所述报警参数集生成单元在报警参数集中设定该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值，在指定参数调整采集自适应时间段，记录各个需要检测的当前码流中的数字电视相关参数，并将该参数的当前码流情况按一定的优先级次序与该参数各种报警模式的报警参数门限初值和极值比较后确定报警模式及其报警门限，最终生成报警参数限定值集合。