衛(wèi)星接收狀態(tài)分析及網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測的開發(fā)

陳 猛

（福建省廣播影視集團，福州 350108）

衛(wèi)星接收狀態(tài)分析及網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測的開發(fā)

陳 猛

（福建省廣播影視集團，福州 350108）

福建省廣播影視集團衛(wèi)星上行站肩負著全省主要傳輸廣播電視節(jié)目上星的任務(wù)，為了能及時直觀地、多方面判斷出播出狀態(tài)，更加便利地監(jiān)測播信號，我們把接收到信號進行質(zhì)量監(jiān)測分析并加入網(wǎng)絡(luò)傳輸，在站區(qū)內(nèi)全面地對播出后接收狀況進行監(jiān)測，讓站區(qū)人員獲得全面播出情況。

播出監(jiān)測；接收狀態(tài)；網(wǎng)絡(luò)傳輸；視頻采集；視頻處理；網(wǎng)絡(luò)接收；信號分析

1 接收機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測接線框圖

圖1 接收機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測接線框圖

2 監(jiān)測系統(tǒng)主要組件介紹

本系統(tǒng)主要由綜合衛(wèi)星接收機、SNMP適配器、視頻采集卡、路由器、網(wǎng)卡、IBM兼容PC機組成，通過網(wǎng)絡(luò)通信線聯(lián)接，如圖2所示。

（1）綜合衛(wèi)星接收機IRD。綜合衛(wèi)星接收機IRD采用哈雷2963，哈雷ProView2900系列綜合接收解碼器具有PEG-2DVB和ATSC解碼、多種前端選項，包括DVB-S（單或雙），專業(yè)DVB-S2，MPEGoverIP，DS3-ATM，G.703，DSNG及ASI等功能，是我站機房接收監(jiān)測的主要解碼器。

圖2 主要組件聯(lián)接圖

（2）SNMP Adapter（SNMP適配器）。IRD內(nèi)置SNMP卡及基于Web的管理功能，網(wǎng)絡(luò)管理人員可通過網(wǎng)絡(luò)平臺進行遠端監(jiān)控和管理IRD。SNMP Adapter或內(nèi)接式SNMP界面卡會將接收信息轉(zhuǎn)換成SNMP MIB信息，通過網(wǎng)絡(luò)傳給相關(guān)的網(wǎng)管服務(wù)器主機。當發(fā)生不正常狀態(tài)時，可根據(jù)傳來的信息得知事件發(fā)生，并進行數(shù)據(jù)處理。具有可編程開發(fā)功能，可在網(wǎng)絡(luò)上對IRD進行訪問。

（3）服務(wù)器主機、客戶端PC采用IBM兼容PC。IBM兼容PC作為本系統(tǒng)軟件運行的平臺，并配上Windows操作系統(tǒng)是我們最常用的微機，配置要求CPU主頻2G，內(nèi)存2G，顯卡256MB顯存，支持DirectX9.0c，硬盤5.5G以上。

（4）路由器及網(wǎng)卡。路由器或HUB用來連接多個衛(wèi)星接收機、服務(wù)器主機、客戶端PC。方便由一臺電腦集中管理多臺設(shè)備。使用通用PCI網(wǎng)卡即可。為了保證通信速度，推薦用100M以上的網(wǎng)卡。

（5）視頻采集卡。采用支持DSPack開發(fā)，是一套使用微軟Direct Show和DirectX技術(shù)的類和組件的視頻采集卡。

3 開發(fā)程序的實現(xiàn)

本系統(tǒng)由VC++采集協(xié)議庫存與Brola nd Delphi界面開發(fā)結(jié)合，可應(yīng)用Windows7以上系統(tǒng)。其流程如下：

（1）采集衛(wèi)星接收狀態(tài)數(shù)據(jù)與視頻信號：衛(wèi)星接收狀態(tài)數(shù)據(jù)信號是通過利用SNMP讀取接收機信號，采集卡捕獲視頻信號。

（2）工作于DirectX 9，支持系統(tǒng)WinX。DirectShow是微軟公司提供的一套在Windows平臺上進行流媒體處的開發(fā)包，由此我們僅需安裝完視頻采集卡后，在接口程序口選定所要顯示的視集卡名稱，我們就可以根據(jù)自己的需要進行視頻采集。利用Filter Graph實現(xiàn)捕獲視頻功能：DirectShow使用一種叫做Filter Graph的模型來管理整個數(shù)據(jù)流的處理過程，參與數(shù)據(jù)流處理的各個功能模塊稱做Filter，各個Filter在Filter Graph中按一定的順序讀文件、從視頻設(shè)備中獲取視頻、對視頻流進行解碼、將數(shù)據(jù)送往聲卡或顯卡。由此我們就捕獲到我們所需的視頻圖像。在電腦的前端顯示出采集卡的視頻信號。

（3）管理協(xié)議服務(wù)器端通信。通過TCPServer與TCPClient通信實現(xiàn)，并在視頻緩存時傳輸，視頻抓取sample Grabber函數(shù)使用緩沖模式，緩沖模式向下傳遞采樣時拷貝每個采樣，而回調(diào)模式對于每個采樣調(diào)用程序定義的回調(diào)函數(shù)?；卣{(diào)模式是動態(tài)加載filter，采樣是microsoft directdraw surface，在回調(diào)期間surface被鎖定。

（4）圖像信號的處理。通過圖像的采樣、壓縮、編碼，并轉(zhuǎn)換成傳輸流，在服務(wù)器端、客戶端通信聯(lián)接上時，建立緩存流memStream:=TMemoryStream. Create；視頻通信在程序的開始，需要用TJpegImage. Create來創(chuàng)建一個視頻采集CapWnd:=capCreate CaptureWindow('預(yù)覽窗口'，WS_VISIBLE or WS_CHILD,0,0,320,240,PrevWnd,1)；在后面的參數(shù)：CompressionQuality代表預(yù)覽窗口的句柄，你可以指定一個Panel的句柄；在320*240窗口中預(yù)覽。capDriverConnect(CapWnd,0)；連接視頻采集capDlgVideoFormat(CapWnd)；顯示視頻設(shè)置對話框，進行配置視頻的大小、顏色位數(shù)等。

（5）數(shù)據(jù)傳輸格式。調(diào)用TCPClient.Write Integer命令，發(fā)送衛(wèi)星接收信號CN,Eb/No，接收余量值。AThread.connection.ReadLn獲取待讀緩沖去的大小，讀到每行數(shù)據(jù)信息進行分割，得到CN,Eb等數(shù)值，其中CN:=list[0]；EB:=list[1]按此格式進行數(shù)據(jù)傳輸。

（6）管理協(xié)議客戶端通信，接收服務(wù)器的數(shù)據(jù)，開其主要開發(fā)如下：利用Indy組件中TcpServer組件和TcpClient控件，實現(xiàn)TCP通信，在通信聯(lián)通時設(shè)定為True代表打開Client端的通信時上傳主機的網(wǎng)址TClientSocket.address:填上主機的IPAddress，Server與Client都設(shè)在同一網(wǎng)段，同一通信所用的Port，要注意TClientSocket的Port要設(shè)得與主機的port一樣。這樣通過協(xié)議就可接收到我們需要的參數(shù)。

（7）信號在客戶端的解碼、顯示，開其主要開發(fā)如下：視頻通信接收時AThread.Connection. ReadInteger；取得視頻圖像數(shù)據(jù)頭，壓縮時需要用到LoadFromStream(memStream)。設(shè)置視頻壓縮參數(shù)，Image.Picture.Bitmap.Assign(jpg)是設(shè)置每幀視頻數(shù)據(jù)的回調(diào)函數(shù)，我們就可以將回調(diào)時的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。AThread.Connection. ReadBuffer(memStream.Memory^,BufferLen)；建立視頻緩存，jpg.LoadFromStream(memStream)進行視頻加載并顯示。

（8）參數(shù)組信息的接收。傳輸中除圖像外，還有多個參數(shù)組成一條信息數(shù)據(jù)，在收到每一條信息行后，按格式讀取還原每個參數(shù)，并繪制走勢曲線，開其主要開發(fā)如下：一條信息數(shù)據(jù)記取到string字符串，其中包含衛(wèi)星接收信號CN,Eb/No，接收余量值，各參數(shù)中加了分割符'/d'，接收到時再進行字符識別，把各參數(shù)賦值各list[0]數(shù)組。利用Chart3控件，畫出Series曲線，能實時顯示衛(wèi)星接收信號接收余量值，反映出接收機狀態(tài)。

（9）圖表顯示。TeeChart ActiveX是Steema SL公司開發(fā)的圖表類控件，主要用來生成各種復(fù)雜的圖表。在Delphi里包括了TChart的VCL版本。需要在程序中制作曲線圖、條狀圖、餅狀圖等，使用這個控件是不錯的選擇。在圖片控件可畫出實時曲線。本系統(tǒng)把接收余量值值指定為line，選擇縱坐標為-3～30dB。橫坐標為一分鐘內(nèi)值實時向左流動，由于Tchart圖表橫坐標是固定的，如果不隨著接收余量值值向左流動刷新，就看不到最值。所以在程序中把TCHART的橫坐標60等分，每秒的數(shù)值加1，來實現(xiàn)一分鐘內(nèi)參數(shù)值實時向左流動

4 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測界面開發(fā)

程序開發(fā)時，不但實現(xiàn)軟件功能，還要優(yōu)化界面，用戶快速按鈕組等制作，在界面的右側(cè)對最常用的操作按鈕，集中制作快速按鈕組，便于用戶操作。通過“播出狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測”的使用，除了在機房內(nèi)，還可以在衛(wèi)星地球站區(qū)內(nèi)網(wǎng)中，如辦公室、會議室內(nèi)存可很方便地監(jiān)測到原本只能在機房中才能看到的播出狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)，并可對采集到的CN,Eb/No，接收余量值，誤碼率與接收圖像質(zhì)進行分析。

圖3 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測程序界面1

圖4 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測程序界面2

5 播出質(zhì)量監(jiān)測調(diào)試與數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)序設(shè)計后，依照測試用例分別進行系統(tǒng)的單元測試、集成測試、有效性測試，最后進行系統(tǒng)的總體測試。首先，對組成系統(tǒng)的各個模塊分別進行單元測試；其次，對通過單元測試的各個模塊進行了組裝測試即集成測試，并完成系統(tǒng)模塊功能有效性測試；最后完成系統(tǒng)測試。通過以上測試，我們自行開發(fā)“衛(wèi)星接收狀態(tài)分析及網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測”，形成一個完整的開發(fā)、調(diào)測過程，達到實用化、人性化的效果。

通過采集的數(shù)據(jù)與理論進行對比，發(fā)現(xiàn)在QPSK調(diào)制下，CN，Eb/No的差值為1dB左右，當Eb/No小于5.5dB，誤碼率就約為e-4，圖像開始出現(xiàn)馬賽克，所以接收接收余量值與Eb/No差5.5dB。誤碼率與接收圖像質(zhì)的分析理論值與實際是基本一致的，圖5為我站1.5米C波段小天線作為門限監(jiān)測接收圖，通過本應(yīng)用采到的數(shù)據(jù)，更加直觀、方便地觀察到站內(nèi)的播出狀態(tài)。

圖5 信號采集數(shù)據(jù)樣表

6 結(jié)束語

衛(wèi)星上行站需要完善的播出系統(tǒng)監(jiān)測，以自行開發(fā)為主，結(jié)合集成商產(chǎn)品進行持續(xù)開發(fā)，從早期模擬電路加蜂鳴器、單臺電腦聲卡接單路音頻設(shè)備的報警，到今天的衛(wèi)星接收狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)測，均運行良好，為衛(wèi)星地球站安全播出提供了更多一層的報警保障。

本設(shè)計可在配備綜合接收設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)覆蓋的上行站、節(jié)目播出部、有線臺等播出單位推廣。為其他帶有SNMP適配器及帶有采集監(jiān)控設(shè)備的開發(fā)也提供了借鑒，不必購買昂貴的遙控、監(jiān)測面板，節(jié)省大量資金，還可以自行開發(fā)個性化的軟件和界面，更好適應(yīng)值班的要求。一線人員更清楚自己最需要什么樣的管理工具，通過軟件開發(fā)擁有了自主開發(fā)的軟件，而且培養(yǎng)了計算機監(jiān)測、應(yīng)用、設(shè)計的人才，為下一步機房設(shè)備等其他項目的開發(fā)及技術(shù)普及得到推進。

近日，2016移動互聯(lián)網(wǎng)流量創(chuàng)新峰會在北京召開。聯(lián)通寬帶在線有限公司和中國電信綜合平臺攜手500余名來自全國各地的傳統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)領(lǐng)軍人物，展開了一場流量為王時代的高端對話。大會發(fā)布流量銀行流量紅包升級版，用戶使用流量紅包，可以將手機套餐內(nèi)的流量制作成紅包，發(fā)送給好友使用。

聯(lián)通寬帶在線有限公司總經(jīng)理馬彥在致辭中表示此次峰會，是兩個運營商繼網(wǎng)絡(luò)資源共享、營銷資源共享、業(yè)務(wù)互通基礎(chǔ)上更為深入的合作模式，本次峰會開啟了產(chǎn)業(yè)鏈聚合、商業(yè)模式多元化發(fā)展的新模式。

在聯(lián)通寬帶流量經(jīng)營事業(yè)部總經(jīng)理周華“流量連接與生態(tài)創(chuàng)造價值”的主題演講中，圍繞“產(chǎn)品”+“服務(wù)”+“生態(tài)”闡釋了流量經(jīng)營生態(tài)化的演進路線，后向流量、定向流量等流量產(chǎn)品多元化、多維度創(chuàng)新發(fā)展，流量需求爆發(fā)式增長；流量銀行等互聯(lián)網(wǎng)流量創(chuàng)新平臺沉淀蛻變，流量商業(yè)化模式創(chuàng)新多方演進；兩年間，企業(yè)合作伙伴倍數(shù)增長，無邊界擴展。

自2014年11月流量銀行發(fā)布至今，經(jīng)過多次的沉淀、蛻變、流量銀行漸入佳境。從公布的數(shù)據(jù)來看，除存流量、賺流量這樣的基本功能外，用戶足跡還流連在流量交易、沃派不清零套餐、流量紅包、流量奪寶等版塊上。除普通用戶可以在流量銀行交易市場上自由買賣之外，流量銀行還將流量交易作為基礎(chǔ)能力開放給合作伙伴，藉此打造多元化、多層次流量經(jīng)營平臺。流量銀行還推出“流量?！钡男鹿δ埽脩艋?元錢即可買到手機爆炸+流量未使用完的雙重保險，當月購買的流量包內(nèi)未使用完，用戶可獲得一定的流量幣補償。

整場會議在搶流量紅包的互動環(huán)節(jié)到達一個小高潮，聯(lián)通寬帶流量經(jīng)營事業(yè)部總經(jīng)理周華在介紹完流量紅包功能后，現(xiàn)場將自己的套餐流量打包成拼手氣紅包發(fā)送，嘉賓現(xiàn)場通過搶流量紅包，便可獲得30M，50M，106M這樣的隨機流量。紅包中流量的多少不再是運營商規(guī)定，首次以任意額度的形式被用戶自己定義，更接近了人們所熟知的水、電。一時間，現(xiàn)場氣氛突變，原本沉穩(wěn)持重的行業(yè)大佬們?yōu)閾尩降募t包流量物歡呼雀躍。此舉讓大家生動的了解到通過流量銀行，流量被賦予了連接以外更多的附加價值。為了配合聯(lián)通加快4G戰(zhàn)略的發(fā)展，目前流量紅包和流量奪寶僅向4G用戶開放。

中國電信綜合平臺也進行了主題為“流量+新生態(tài)”的主題演講?！傲髁? 新生態(tài)”是指中國電信由原來智能管道的主導(dǎo)者，綜合平臺提供者、內(nèi)容應(yīng)用參與者的新三者向智能為主的“新三化”轉(zhuǎn)型，圍繞這樣一個轉(zhuǎn)型升級的策略，流量經(jīng)營將按照智能網(wǎng)絡(luò)、智能連接生態(tài)圈和大數(shù)據(jù)三個方面提升流量經(jīng)營服務(wù)水平和服務(wù)層次，將之前的流量能力開放和價值鏈合作，提升到生態(tài)圈的合作。

騰訊、新浪等互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)軍企業(yè)也一起分享了與聯(lián)通在流量生態(tài)體系里的合作模式的探索，包括新浪微博的定向流量，年度的讓紅包飛與流量銀行的結(jié)合等，互聯(lián)網(wǎng)與電信運營商的合作越來越深入、緊密。此次會議的成功舉辦，彰顯了中國聯(lián)通在流量經(jīng)營多元化上的前瞻性，為各行業(yè)搭建了開放服務(wù)平臺，為共建流量生態(tài)體系，實現(xiàn)智能時代的流量價值再造與全產(chǎn)業(yè)鏈共贏奠定了實踐基礎(chǔ)。

Satellite Receiving State Analysis andDevelopment of Network Monitoring

Chen Meng
(Fujian Radio, Film and Television Group, Fouzhou, 350108)

The provincial radio and Television Group satellite uplink station undertakes the main transmission of radio and TV programs on the star task, In order to intuitively judge, many broadcast state, more convenient to monitor the broadcast signal, we have received signal quality monitoring analysis and join the network transmission, in the station of comprehensive reception after the broadcast monitoring, let staff obtain comprehensive broadcast station situation.

Satellite Broadcast monitoring; receiving state; network transmission; video capture; video processing; network reception; signal analysis

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.01.007

TN938，TN943.3，TN915

B

1672-7274（2017）01-0026-04