衛星電視上行站信號自動監測系統

郝雙琦

摘 ?要：作為衛星廣播電視的重要組成部分之一，衛星廣播電視上行站對衛星信號傳輸的質量和傳輸的穩定性發揮著重要作用，直接影響著衛星廣播電視的正常運行，因此對衛星上行站信號的監測工作十分重要。隨著科學技術的發展，衛星廣播電視的信號監測工作由人工轉向了計算機機器，逐漸系統化、自動化，促進了衛星電視信號傳輸的穩定性，文章主要結合相關技術經驗，探討當前衛星電視上行站信號自動監測系統的設計與應用，希望能夠為行業發展貢獻一份力量。

關鍵詞：衛星電視;上行站;信號;自動監測

中圖分類號：TN943 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：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

為了保障衛星廣播電視信號通訊的穩定性，為人們提供更加方便快捷的生活服務，衛星廣播電視的工作人員需要對衛星信號轉發設備的天線、功率值、發射功率以及射頻功率等指標保持密切的監控，方便其能夠及時發現數據指標出現的問題并采取相關措施，降低損失[1]。

但是采用人力的方法不僅成本較高，并且容易出現失誤，因此要想節省人力成本同時實現自動、持續、實時性的監測工作還需要搭建一個完整完備的上行站信號自動監測系統，本文即針對這一問題展開論述，探討衛星廣播電視上行站信號自動監測系統的構建與應用。

本文論述脈絡為首先介紹衛星廣播電視的運行原理，然后指出衛星廣播電視上行站信號自動監測系統的功能需求，并且針對當前出現的技術難點問題提出相應的解決辦法，明確當前信號自動監測系統的構成和運作原理，希望能夠通過此文為行業內人士提供一定的參考和借鑒。

1 衛星電視傳播原理

衛星電視是指利用通信衛星和轉播電視節目的電視系統，衛星主要是靠電磁波來傳播信號，具體的運行原理是地面衛星的上行站，把信號用衛星天線發射到衛星上，這個衛星通常是定點在赤道上空與地球同步運行，衛星對信號接收之后對信號進行轉頻和放大，然后再通過發射天線按照其所覆蓋的地區發射下來，這樣使地面衛星的接收用戶能夠接收到來自衛星發射的信號[2]，進行收聽廣播或觀看電視節目等活動。

衛星電視上行站是衛星廣播電視系統的重要組成部分，直接影響著信號傳輸的質量和穩定性，為了保障上行站信號的穩定，以往都是采用人力的方式對信號進行觀測和記錄，隨著自動化等相關技術的發展，人工監測的方法已經不合時宜，行業內開始設計、開發、推廣自動化信號監測系統。

2 衛星電視上行站信號自動監測系統的功能需求

衛星電視上行站信號自動監測系統對保證信號的穩定性至關重要，其功能需求可以分為四個方面，具體如下：

首先要保證對信號的自動監測，這是信號自動監測系統的建立初衷，也是其功能的根本，信號自動監測系統需要能夠對信號數據進行實時的收集、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的處理數據，信號自動監測系統必須具備強大的數據存儲和處理功能，保障相關設備、信號的各種狀態能夠通過數據直觀地呈現出來。

再次，以往人工監測往往是通過電話或者傳真的方式來進行數據的傳輸和分享，效率低下并且容易造成信息的遺漏和缺失，因此信號自動監測系統需要具備動態多元化的數據傳輸功能，不僅能夠提高傳輸數據的質量和速度，同時還需要能夠傳輸文字數字之外的圖片、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自動監測系統能夠及時地發現信號傳輸過程中的問題方便工作人員及時解決問題，信號自動監測系統還需要具備實時報警的功能，一旦發現通信的相關指標參數發生了異常、相關設備出現障礙時，能夠及時提醒工作人員。同時，該系統還需要具備對異常指標和參數具有一定的處理和分析的能力，從而為維護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人員檢修的時間和人力成本，及時地維修通信設備、調整相關參數，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 技術難點和解決措施

通過衛星廣播電視上行站自動監測系統有利于計算機對設備日常工作的頻譜圖、轉發器干擾圖和各種設備的測試記錄進行實時的記錄，并且能夠將大量地數據實時保存下來，對數據進行處理、顯示、分析、傳輸和共享，從而為相關工作人員提供一定的參考借鑒，通過這種方式最終實現監測的自動化。雖然當前信號自動監測系統被人們認可、使用并逐漸推廣，但是在系統開發與應用過程中仍然存在不足和難點之處，具體表現如下：

第一是監測系統操作接口的數據流協議和相關格式的分析。

第二是信號數據的分析和報警模塊的設計問題。

第三是頻譜圖以及狀態現實模塊的設計[3]。

第四是對監測信號是否處于異常狀態的判定。

當前信號自動監測系統在上述四個方面存在技術難點問題，相關的研發工作人員針對上述技術問題，采取了多種方法進行解決。

首先在研發過程中使用了可視化編程，為了信號能夠進行狀態顯示，還充分利用了頻譜儀的計算機模擬及其顯示控制技術，從而實現衛星廣播電視上行站信號狀態能夠及時、直觀、準確地通過可視化手段進行顯示。

同時由于衛星電視上行站不可避免地會發生各種故障，并且故障的原因比較復雜，需要維修人員專業的技術經驗和操作手段，所以通常來說上行站信號的自動監測系統不能直接地對網絡進行實時的控制，但是信號自動監測系統可以通過對異常數據或參數的監測和處理及時地對工作人員發出警告，并根據異常數據進行初步的處理和分析，包括障礙指標的信息、數據的存儲狀態和故障可能發生的原因以及相關的意見參考，通過該功能，信號自動監測系統可以實時化地的管理監測數據，自動地記錄數據狀態、傳輸并共享頻譜信息，并且還能夠實現無紙化的記錄，節省了大量的資源。

4 衛星電視上行站信號自動監測系統的構成和運作

從其功能的角度來看，衛星電視上行站信號自動監測系統的監測對象主要有兩個，即視頻和設備，視頻監測主要是指對信號源、音頻信號、天線信號和調制與耦合輸出等方面監測;設備監控具體包括上行站內部的編碼器、天線控制器和上變頻器等設備。

從系統的組成部分來看，衛星電視上行站自動信號監測系統主要由五大部分構成，即GP-IB接口卡與接口模塊，頻譜圖與狀態顯示模塊，信號分析與警告模塊，網絡傳輸模塊，儲存、查詢和重現模塊，下面將簡單介紹一下這五個模塊的運行原理。

GP-IB接口卡和接口模塊主要功能是對各種設備日常使用數據進行收集，并且根據計算機的指令對各種設備進行監控，然后把相關的數據傳送到監測計算機中，通過這種方式搭建起計算機設備和相關測試設備之間的溝通渠道。

信號分析和報警模塊主要是應用在被監測的頻譜發生障礙之后能夠及時地對監測設備發起警報，同時存儲好發生障礙時的相關數據信息，從而為維護人員提供參考和借鑒，判斷信號干擾情況時，通常采用的方法有五種，具體如下：

一種是利用統計學對指定時間中的異常信號進行分析和判斷;第二種是通過比較穩定的系統設定模板監測頻段信號;第三種指通過指定的高低電平進行報警從而實現轉發器上下行監測的功能;第四種是向其他轉發器提供監測功能;第五種是通過設定高低門限和中心的頻率監測指定的信號。

頻譜圖和狀態顯示模塊具體是指自動監測系統獲取的設備分析結果是通過監測設備和GP-IB總線對頻譜儀的控制來實現的，然后通過頻譜設備進行實時的顯示，從而實現遠程影響的呈現。

網絡傳輸模塊是指通過TCP/IP協議和相應調制解調模塊支持來實時傳輸網絡數據，并且通過計算機網絡或移動終端在互聯網上獲取相關的信息[1]。

最后，存儲、查詢與重現模塊存儲方面是指該系統能夠對設備的性能、報警狀態和報警頻譜圖等數據進行加密處理并存儲，并且這種存儲方式能夠方便在不同的狀態、不同的方式下進行數據的傳輸和共享。并且需要注意，自動信號監測系統所儲存的所有記錄文件都必須能夠對發生干擾的具體原因、時間、中間過程、處理結果和干擾的性質進行詳細準確地呈現，并且將大量的記錄數據完整無缺地保存下來，從而方便維修人員能夠通過自動信號監測系統提供的數據對設備和信號整體具有全局的把握，及時地排除干擾、解決設備的異常情況。

5 結束語

綜上，本文從技術分析的角度探討了衛星電視上行站信號自動監測系統的構成、功能需求、技術難點和相關的解決措施，這種信號自動監測系統區別于人工，數據存儲量大、數據處理速度快、數據處理的失誤率低，并且能夠進行自動、持續、不間斷的實時監測，極大地方便了對衛星電視上行站信號的監測工作。但是需要注意，該信號自動監測系統仍然存在不足之處，并且我們需要謹記，技術只是方便我們更好工作的工具，在具體問題的針對性分析上，還是需要人工結合系統數據做出具體的、針對性的判斷，不能一味依賴信號自動監測系統給出的結果和參考，要保持人自身思考判斷的獨立性。

參考文獻：

[1]梁衛東，張小平.廣播電視衛星上行傳輸系統技術指標測試[J].數字傳媒研究，2017（12）：47-50+64.

[2]李岱若，徐慨，李奇.衛星通信上下行鏈路信號的偵收分析[J].艦船電子對抗，2017（05）：24-29.

[3]李程飛.衛星電視上行站信號自動監測系統探討[J].西部廣播電視，2017（01）：211.