卫星电视上行站信号自动监测系统

郝双琦

摘  要：作为卫星广播电视的重要组成部分之一，卫星广播电视上行站对卫星信号传输的质量和传输的稳定性发挥着重要作用，直接影响着卫星广播电视的正常运行，因此对卫星上行站信号的监测工作十分重要。随着科学技术的发展，卫星广播电视的信号监测工作由人工转向了计算机机器，逐渐系统化、自动化，促进了卫星电视信号传输的稳定性，文章主要结合相关技术经验，探讨当前卫星电视上行站信号自动监测系统的设计与应用，希望能够为行业发展贡献一份力量。

关键词：卫星电视;上行站;信号;自动监测

中图分类号：TN943         文献标志码：A         文章编号：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

为了保障卫星广播电视信号通讯的稳定性，为人们提供更加方便快捷的生活服务，卫星广播电视的工作人员需要对卫星信号转发设备的天线、功率值、发射功率以及射频功率等指标保持密切的监控，方便其能够及时发现数据指标出现的问题并采取相关措施，降低损失[1]。

但是采用人力的方法不仅成本较高，并且容易出现失误，因此要想节省人力成本同时实现自动、持续、实时性的监测工作还需要搭建一个完整完备的上行站信号自动监测系统，本文即针对这一问题展开论述，探讨卫星广播电视上行站信号自动监测系统的构建与应用。

本文论述脉络为首先介绍卫星广播电视的运行原理，然后指出卫星广播电视上行站信号自动监测系统的功能需求，并且针对当前出现的技术难点问题提出相应的解决办法，明确当前信号自动监测系统的构成和运作原理，希望能够通过此文为行业内人士提供一定的参考和借鉴。

1 卫星电视传播原理

卫星电视是指利用通信卫星和转播电视节目的电视系统，卫星主要是靠电磁波来传播信号，具体的运行原理是地面卫星的上行站，把信号用卫星天线发射到卫星上，这个卫星通常是定点在赤道上空与地球同步运行，卫星对信号接收之后对信号进行转频和放大，然后再通过发射天线按照其所覆盖的地区发射下来，这样使地面卫星的接收用户能够接收到来自卫星发射的信号[2]，进行收听广播或观看电视节目等活动。

卫星电视上行站是卫星广播电视系统的重要组成部分，直接影响着信号传输的质量和稳定性，为了保障上行站信号的稳定，以往都是采用人力的方式对信号进行观测和记录，随着自动化等相关技术的发展，人工监测的方法已经不合时宜，行业内开始设计、开发、推广自动化信号监测系统。

2 卫星电视上行站信号自动监测系统的功能需求

卫星电视上行站信号自动监测系统对保证信号的稳定性至关重要，其功能需求可以分为四个方面，具体如下：

首先要保证对信号的自动监测，这是信号自动监测系统的建立初衷，也是其功能的根本，信号自动监测系统需要能够对信号数据进行实时的收集、处理和传送，通过这种方式有效地降低人力成本，避免失误。

其次要想获得直观系统的处理数据，信号自动监测系统必须具备强大的数据存储和处理功能，保障相关设备、信号的各种状态能够通过数据直观地呈现出来。

再次，以往人工监测往往是通过电话或者传真的方式来进行数据的传输和分享，效率低下并且容易造成信息的遗漏和缺失，因此信号自动监测系统需要具备动态多元化的数据传输功能，不仅能够提高传输数据的质量和速度，同时还需要能够传输文字数字之外的图片、声音、乃至视频文件，最大程度地保障信息的完整性。

最后為了能够保障信号自动监测系统能够及时地发现信号传输过程中的问题方便工作人员及时解决问题，信号自动监测系统还需要具备实时报警的功能，一旦发现通信的相关指标参数发生了异常、相关设备出现障碍时，能够及时提醒工作人员。同时，该系统还需要具备对异常指标和参数具有一定的处理和分析的能力，从而为维护工作人员提供一定的参考和借鉴，通过这种方式大大降低维护人员检修的时间和人力成本，及时地维修通信设备、调整相关参数，消除通信异常，从而提高维修的效率，最大程度地降低损失。

3 技术难点和解决措施

通过卫星广播电视上行站自动监测系统有利于计算机对设备日常工作的频谱图、转发器干扰图和各种设备的测试记录进行实时的记录，并且能够将大量地数据实时保存下来，对数据进行处理、显示、分析、传输和共享，从而为相关工作人员提供一定的参考借鉴，通过这种方式最终实现监测的自动化。虽然当前信号自动监测系统被人们认可、使用并逐渐推广，但是在系统开发与应用过程中仍然存在不足和难点之处，具体表现如下：

第一是监测系统操作接口的数据流协议和相关格式的分析。

第二是信号数据的分析和报警模块的设计问题。

第三是频谱图以及状态现实模块的设计[3]。

第四是对监测信号是否处于异常状态的判定。

当前信号自动监测系统在上述四个方面存在技术难点问题，相关的研发工作人员针对上述技术问题，采取了多种方法进行解决。

首先在研发过程中使用了可视化编程，为了信号能够进行状态显示，还充分利用了频谱仪的计算机模拟及其显示控制技术，从而实现卫星广播电视上行站信号状态能够及时、直观、准确地通过可视化手段进行显示。

同时由于卫星电视上行站不可避免地会发生各种故障，并且故障的原因比较复杂，需要维修人员专业的技术经验和操作手段，所以通常来说上行站信号的自动监测系统不能直接地对网络进行实时的控制，但是信号自动监测系统可以通过对异常数据或参數的监测和处理及时地对工作人员发出警告，并根据异常数据进行初步的处理和分析，包括障碍指标的信息、数据的存储状态和故障可能发生的原因以及相关的意见参考，通过该功能，信号自动监测系统可以实时化地的管理监测数据，自动地记录数据状态、传输并共享频谱信息，并且还能够实现无纸化的记录，节省了大量的资源。

4 卫星电视上行站信号自动监测系统的构成和运作

从其功能的角度来看，卫星电视上行站信号自动监测系统的监测对象主要有两个，即视频和设备，视频监测主要是指对信号源、音频信号、天线信号和调制与耦合输出等方面监测;设备监控具体包括上行站内部的编码器、天线控制器和上变频器等设备。

从系统的组成部分来看，卫星电视上行站自动信号监测系统主要由五大部分构成，即GP-IB接口卡与接口模块，频谱图与状态显示模块，信号分析与警告模块，网络传输模块，储存、查询和重现模块，下面将简单介绍一下这五个模块的运行原理。

GP-IB接口卡和接口模块主要功能是对各种设备日常使用数据进行收集，并且根据计算机的指令对各种设备进行监控，然后把相关的数据传送到监测计算机中，通过这种方式搭建起计算机设备和相关测试设备之间的沟通渠道。

信号分析和报警模块主要是应用在被监测的频谱发生障碍之后能够及时地对监测设备发起警报，同时存储好发生障碍时的相关数据信息，从而为维护人员提供参考和借鉴，判断信号干扰情况时，通常采用的方法有五种，具体如下：

一种是利用统计学对指定时间中的异常信号进行分析和判断;第二种是通过比较稳定的系统设定模板监测频段信号;第三种指通过指定的高低电平进行报警从而实现转发器上下行监测的功能;第四种是向其他转发器提供监测功能;第五种是通过设定高低门限和中心的频率监测指定的信号。

频谱图和状态显示模块具体是指自动监测系统获取的设备分析结果是通过监测设备和GP-IB总线对频谱仪的控制来实现的，然后通过频谱设备进行实时的显示，从而实现远程影响的呈现。

网络传输模块是指通过TCP/IP协议和相应调制解调模块支持来实时传输网络数据，并且通过计算机网络或移动终端在互联网上获取相关的信息[1]。

最后，存储、查询与重现模块存储方面是指该系统能够对设备的性能、报警状态和报警频谱图等数据进行加密处理并存储，并且这种存储方式能够方便在不同的状态、不同的方式下进行数据的传输和共享。并且需要注意，自动信号监测系统所储存的所有记录文件都必须能够对发生干扰的具体原因、时间、中间过程、处理结果和干扰的性质进行详细准确地呈现，并且将大量的记录数据完整无缺地保存下来，从而方便维修人员能够通过自动信号监测系统提供的数据对设备和信号整体具有全局的把握，及时地排除干扰、解决设备的异常情况。

5 结束语

综上，本文从技术分析的角度探讨了卫星电视上行站信号自动监测系统的构成、功能需求、技术难点和相关的解决措施，这种信号自动监测系统区别于人工，数据存储量大、数据处理速度快、数据处理的失误率低，并且能够进行自动、持续、不间断的实时监测，极大地方便了对卫星电视上行站信号的监测工作。但是需要注意，该信号自动监测系统仍然存在不足之处，并且我们需要谨记，技术只是方便我们更好工作的工具，在具体问题的针对性分析上，还是需要人工结合系统数据做出具体的、针对性的判断，不能一味依赖信号自动监测系统给出的结果和参考，要保持人自身思考判断的独立性。

参考文献：

[1]梁卫东，张小平.广播电视卫星上行传输系统技术指标测试[J].数字传媒研究，2017（12）：47-50+64.

[2]李岱若，徐慨，李奇.卫星通信上下行链路信号的侦收分析[J].舰船电子对抗，2017（05）：24-29.

[3]李程飞.卫星电视上行站信号自动监测系统探讨[J].西部广播电视，2017（01）：211.