衛(wèi)星電視上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

郝雙琦

摘 ?要：作為衛(wèi)星廣播電視的重要組成部分之一，衛(wèi)星廣播電視上行站對(duì)衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和傳輸?shù)姆€(wěn)定性發(fā)揮著重要作用，直接影響著衛(wèi)星廣播電視的正常運(yùn)行，因此對(duì)衛(wèi)星上行站信號(hào)的監(jiān)測(cè)工作十分重要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星廣播電視的信號(hào)監(jiān)測(cè)工作由人工轉(zhuǎn)向了計(jì)算機(jī)機(jī)器，逐漸系統(tǒng)化、自動(dòng)化，促進(jìn)了衛(wèi)星電視信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，文章主要結(jié)合相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，探討當(dāng)前衛(wèi)星電視上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，希望能夠?yàn)樾袠I(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星電視;上行站;信號(hào);自動(dòng)監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TN943 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）32-0093-02

Abstract： As an important part of satellite radio and television， the satellite radio and television uplink station plays an important role in the quality and stability of satellite signal transmission， and directly affects the normal operation of satellite radio and television. Therefore， the monitoring of satellite uplink station signal is very important. With the development of science and technology， the signal monitoring work of satellite radio and television has changed from manual to computer machine， which gradually systematizes and automates， which promotes the stability of satellite TV signal transmission. This paper mainly combines the relevant technical experience， this paper discusses the design and application of the current satellite TV uplink station signal automatic monitoring system， hoping to contribute to the development of the industry.

Keywords： satellite TV; uplink station; signal; automatic monitoring

為了保障衛(wèi)星廣播電視信號(hào)通訊的穩(wěn)定性，為人們提供更加方便快捷的生活服務(wù)，衛(wèi)星廣播電視的工作人員需要對(duì)衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的天線、功率值、發(fā)射功率以及射頻功率等指標(biāo)保持密切的監(jiān)控，方便其能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)指標(biāo)出現(xiàn)的問題并采取相關(guān)措施，降低損失[1]。

但是采用人力的方法不僅成本較高，并且容易出現(xiàn)失誤，因此要想節(jié)省人力成本同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、持續(xù)、實(shí)時(shí)性的監(jiān)測(cè)工作還需要搭建一個(gè)完整完備的上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本文即針對(duì)這一問題展開論述，探討衛(wèi)星廣播電視上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用。

本文論述脈絡(luò)為首先介紹衛(wèi)星廣播電視的運(yùn)行原理，然后指出衛(wèi)星廣播電視上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能需求，并且針對(duì)當(dāng)前出現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)問題提出相應(yīng)的解決辦法，明確當(dāng)前信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成和運(yùn)作原理，希望能夠通過此文為行業(yè)內(nèi)人士提供一定的參考和借鑒。

1 衛(wèi)星電視傳播原理

衛(wèi)星電視是指利用通信衛(wèi)星和轉(zhuǎn)播電視節(jié)目的電視系統(tǒng)，衛(wèi)星主要是靠電磁波來傳播信號(hào)，具體的運(yùn)行原理是地面衛(wèi)星的上行站，把信號(hào)用衛(wèi)星天線發(fā)射到衛(wèi)星上，這個(gè)衛(wèi)星通常是定點(diǎn)在赤道上空與地球同步運(yùn)行，衛(wèi)星對(duì)信號(hào)接收之后對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)頻和放大，然后再通過發(fā)射天線按照其所覆蓋的地區(qū)發(fā)射下來，這樣使地面衛(wèi)星的接收用戶能夠接收到來自衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)[2]，進(jìn)行收聽廣播或觀看電視節(jié)目等活動(dòng)。

衛(wèi)星電視上行站是衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)的重要組成部分，直接影響著信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性，為了保障上行站信號(hào)的穩(wěn)定，以往都是采用人力的方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)和記錄，隨著自動(dòng)化等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，人工監(jiān)測(cè)的方法已經(jīng)不合時(shí)宜，行業(yè)內(nèi)開始設(shè)計(jì)、開發(fā)、推廣自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2 衛(wèi)星電視上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能需求

衛(wèi)星電視上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)保證信號(hào)的穩(wěn)定性至關(guān)重要，其功能需求可以分為四個(gè)方面，具體如下：

首先要保證對(duì)信號(hào)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，這是信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立初衷，也是其功能的根本，信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要能夠?qū)π盘?hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的收集、處理和傳送，通過這種方式有效地降低人力成本，避免失誤。

其次要想獲得直觀系統(tǒng)的處理數(shù)據(jù)，信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理功能，保障相關(guān)設(shè)備、信號(hào)的各種狀態(tài)能夠通過數(shù)據(jù)直觀地呈現(xiàn)出來。

再次，以往人工監(jiān)測(cè)往往是通過電話或者傳真的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和分享，效率低下并且容易造成信息的遺漏和缺失，因此信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要具備動(dòng)態(tài)多元化的數(shù)據(jù)傳輸功能，不僅能夠提高傳輸數(shù)據(jù)的質(zhì)量和速度，同時(shí)還需要能夠傳輸文字?jǐn)?shù)字之外的圖片、聲音、乃至視頻文件，最大程度地保障信息的完整性。

最后為了能夠保障信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)信號(hào)傳輸過程中的問題方便工作人員及時(shí)解決問題，信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還需要具備實(shí)時(shí)報(bào)警的功能，一旦發(fā)現(xiàn)通信的相關(guān)指標(biāo)參數(shù)發(fā)生了異常、相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)障礙時(shí)，能夠及時(shí)提醒工作人員。同時(shí)，該系統(tǒng)還需要具備對(duì)異常指標(biāo)和參數(shù)具有一定的處理和分析的能力，從而為維護(hù)工作人員提供一定的參考和借鑒，通過這種方式大大降低維護(hù)人員檢修的時(shí)間和人力成本，及時(shí)地維修通信設(shè)備、調(diào)整相關(guān)參數(shù)，消除通信異常，從而提高維修的效率，最大程度地降低損失。

3 技術(shù)難點(diǎn)和解決措施

通過衛(wèi)星廣播電視上行站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有利于計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備日常工作的頻譜圖、轉(zhuǎn)發(fā)器干擾圖和各種設(shè)備的測(cè)試記錄進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄，并且能夠?qū)⒋罅康財(cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存下來，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示、分析、傳輸和共享，從而為相關(guān)工作人員提供一定的參考借鑒，通過這種方式最終實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化。雖然當(dāng)前信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被人們認(rèn)可、使用并逐漸推廣，但是在系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用過程中仍然存在不足和難點(diǎn)之處，具體表現(xiàn)如下：

第一是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)操作接口的數(shù)據(jù)流協(xié)議和相關(guān)格式的分析。

第二是信號(hào)數(shù)據(jù)的分析和報(bào)警模塊的設(shè)計(jì)問題。

第三是頻譜圖以及狀態(tài)現(xiàn)實(shí)模塊的設(shè)計(jì)[3]。

第四是對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)是否處于異常狀態(tài)的判定。

當(dāng)前信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在上述四個(gè)方面存在技術(shù)難點(diǎn)問題，相關(guān)的研發(fā)工作人員針對(duì)上述技術(shù)問題，采取了多種方法進(jìn)行解決。

首先在研發(fā)過程中使用了可視化編程，為了信號(hào)能夠進(jìn)行狀態(tài)顯示，還充分利用了頻譜儀的計(jì)算機(jī)模擬及其顯示控制技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星廣播電視上行站信號(hào)狀態(tài)能夠及時(shí)、直觀、準(zhǔn)確地通過可視化手段進(jìn)行顯示。

同時(shí)由于衛(wèi)星電視上行站不可避免地會(huì)發(fā)生各種故障，并且故障的原因比較復(fù)雜，需要維修人員專業(yè)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和操作手段，所以通常來說上行站信號(hào)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能直接地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，但是信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以通過對(duì)異常數(shù)據(jù)或參數(shù)的監(jiān)測(cè)和處理及時(shí)地對(duì)工作人員發(fā)出警告，并根據(jù)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理和分析，包括障礙指標(biāo)的信息、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)狀態(tài)和故障可能發(fā)生的原因以及相關(guān)的意見參考，通過該功能，信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)化地的管理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)地記錄數(shù)據(jù)狀態(tài)、傳輸并共享頻譜信息，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)無紙化的記錄，節(jié)省了大量的資源。

4 衛(wèi)星電視上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成和運(yùn)作

從其功能的角度來看，衛(wèi)星電視上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)對(duì)象主要有兩個(gè)，即視頻和設(shè)備，視頻監(jiān)測(cè)主要是指對(duì)信號(hào)源、音頻信號(hào)、天線信號(hào)和調(diào)制與耦合輸出等方面監(jiān)測(cè);設(shè)備監(jiān)控具體包括上行站內(nèi)部的編碼器、天線控制器和上變頻器等設(shè)備。

從系統(tǒng)的組成部分來看，衛(wèi)星電視上行站自動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由五大部分構(gòu)成，即GP-IB接口卡與接口模塊，頻譜圖與狀態(tài)顯示模塊，信號(hào)分析與警告模塊，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，儲(chǔ)存、查詢和重現(xiàn)模塊，下面將簡(jiǎn)單介紹一下這五個(gè)模塊的運(yùn)行原理。

GP-IB接口卡和接口模塊主要功能是對(duì)各種設(shè)備日常使用數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并且根據(jù)計(jì)算機(jī)的指令對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，然后把相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)中，通過這種方式搭建起計(jì)算機(jī)設(shè)備和相關(guān)測(cè)試設(shè)備之間的溝通渠道。

信號(hào)分析和報(bào)警模塊主要是應(yīng)用在被監(jiān)測(cè)的頻譜發(fā)生障礙之后能夠及時(shí)地對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)起警報(bào)，同時(shí)存儲(chǔ)好發(fā)生障礙時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而為維護(hù)人員提供參考和借鑒，判斷信號(hào)干擾情況時(shí)，通常采用的方法有五種，具體如下：

一種是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)指定時(shí)間中的異常信號(hào)進(jìn)行分析和判斷;第二種是通過比較穩(wěn)定的系統(tǒng)設(shè)定模板監(jiān)測(cè)頻段信號(hào);第三種指通過指定的高低電平進(jìn)行報(bào)警從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)器上下行監(jiān)測(cè)的功能;第四種是向其他轉(zhuǎn)發(fā)器提供監(jiān)測(cè)功能;第五種是通過設(shè)定高低門限和中心的頻率監(jiān)測(cè)指定的信號(hào)。

頻譜圖和狀態(tài)顯示模塊具體是指自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取的設(shè)備分析結(jié)果是通過監(jiān)測(cè)設(shè)備和GP-IB總線對(duì)頻譜儀的控制來實(shí)現(xiàn)的，然后通過頻譜設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程影響的呈現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊是指通過TCP/IP協(xié)議和相應(yīng)調(diào)制解調(diào)模塊支持來實(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并且通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)終端在互聯(lián)網(wǎng)上獲取相關(guān)的信息[1]。

最后，存儲(chǔ)、查詢與重現(xiàn)模塊存儲(chǔ)方面是指該系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備的性能、報(bào)警狀態(tài)和報(bào)警頻譜圖等數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理并存儲(chǔ)，并且這種存儲(chǔ)方式能夠方便在不同的狀態(tài)、不同的方式下進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和共享。并且需要注意，自動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所儲(chǔ)存的所有記錄文件都必須能夠?qū)Πl(fā)生干擾的具體原因、時(shí)間、中間過程、處理結(jié)果和干擾的性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確地呈現(xiàn)，并且將大量的記錄數(shù)據(jù)完整無缺地保存下來，從而方便維修人員能夠通過自動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備和信號(hào)整體具有全局的把握，及時(shí)地排除干擾、解決設(shè)備的異常情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上，本文從技術(shù)分析的角度探討了衛(wèi)星電視上行站信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成、功能需求、技術(shù)難點(diǎn)和相關(guān)的解決措施，這種信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)區(qū)別于人工，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、數(shù)據(jù)處理速度快、數(shù)據(jù)處理的失誤率低，并且能夠進(jìn)行自動(dòng)、持續(xù)、不間斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，極大地方便了對(duì)衛(wèi)星電視上行站信號(hào)的監(jiān)測(cè)工作。但是需要注意，該信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍然存在不足之處，并且我們需要謹(jǐn)記，技術(shù)只是方便我們更好工作的工具，在具體問題的針對(duì)性分析上，還是需要人工結(jié)合系統(tǒng)數(shù)據(jù)做出具體的、針對(duì)性的判斷，不能一味依賴信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)給出的結(jié)果和參考，要保持人自身思考判斷的獨(dú)立性。

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