衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析方法、監測方法及系統與流程

2023-06-09 07:10:41 2

本發明涉及衛星通信領域，尤其涉及一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析方法、監測方法及系統。

背景技術：

衛星通信系統以衛星為中繼站轉發信號，在多個地球站之間進行通信，目前的衛星通信多採用頻分多址技術，不同的地球站佔用不同的頻率。為了提高通信質量，需要對衛星頻率資源上的信號進行監測。現有技術多採用單頻率信號監測技術，在同一時間點只能監測一個頻率上的信號，監測終端不能夠同時對多個頻率的信號進行監控。而現有多頻率上的信號檢測技術不能夠同時對多地球站通信系統上的頻率信號進行監控。如何在一個監測終端上同時對系統內多個監測點上的信號進行監控是目前需要解決的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析方法、監測方法及系統，以解決在一個監測終端上同時對系統內多個監測點上的信號進行監控是目前需要解決的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種衛星通訊寬帶頻譜實時採集與分析方法，包括：

衛星通訊通信寬帶頻譜實時採集與分析系統實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；

所述衛星通訊通信寬帶頻譜實時採集與分析系統採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像，其中，所述頻譜圖 像表示衛星通信信號的頻率與其功率之間的對應關係；

所述衛星通訊通信寬帶頻譜實時採集與分析系統保存每個設定周期內每路衛星通信信號對應頻譜圖像，並將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。

可選的，所述衛星通信信號為：

射頻信號、或者中頻信號。

可選的，若所述衛星通信信號為射頻信號時，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將採集的衛星通信信號轉換為數位訊號之前，該方法還包括：

所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將採集的射頻信號進行變頻處理，得到中頻信號；

所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將採集的衛星通信信號轉換為數位訊號，包括：所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將得到的中頻信號轉換為數位訊號。

可選的，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像之後，包括：

所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將每路衛星通信信號對應頻譜圖像與該路衛星通信信號對應的頻譜基準圖像進行比對；在確定出任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像與該路衛星通信信號對應的頻譜基準圖像不同時，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統確定任一路衛星通信信號異常，並生成告警事件；

所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統保存每路衛星通信信號對應頻譜圖像，還包括：若任一路衛星通信信號出現異常，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像與所生成的告警事件進行關聯，並保存所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像和所生成的告警事件。

可選的，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將得到的頻譜圖像緩存到網絡中，還包括：

若任一路衛星通信信號出現異常，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像和所生成的告警事件緩存到網絡中。

一種衛星通信寬帶頻譜實時監測方法，該方法包括：

監測終端確定需要獲取至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像；

所述監測終端通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

可選的，所述監測終端通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像，包括：

所述監測終端從所述網絡中，獲取最近一次設定周期內所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像；或者

所述監測終端通過所述網絡，從衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統中，獲取任一設定周期內所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

可選的，所述監測終端通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像，還包括：

若所述至少一路衛星通信信號出現異常，所述監測終端通過所述網絡中，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的告警事件。

基於與方法同樣的發明構思，本發明實施例提供一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統，包括：

採集模塊，用於實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；

處理模塊，用於採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像，其中，所述頻譜圖像表示衛星通信信號的頻率與其功率之間的對應關係；

存儲模塊，用於保存每個設定周期內每路衛星通信信號對應頻譜圖像；

上傳模塊，用於將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。

可選的，所述衛星通信信號為：

射頻信號、或者中頻信號。

可選的，若所述衛星通信信號為射頻信號，所述系統還包括：

變頻模塊，用於將採集的射頻信號進行變頻處理，得到中頻信號；

所述採集模塊具體用於：將所述變頻模塊得到的中頻信號轉換為數位訊號。

可選的，所述處理模塊還用於：

將每路衛星通信信號對應頻譜圖像與該路衛星通信信號對應的頻譜基準圖像進行比對；在確定出任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像與該路衛星通信信號對應的頻譜基準圖像不同時，確定任一路衛星通信信號異常，並生成告警事件；

所述存儲模塊還用於：若任一路衛星通信信號出現異常，將所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像與所生成的告警事件進行關聯，並保存所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像和所生成的告警事件。

可選的，所述上傳模塊，還用於：

若任一路衛星通信信號出現異常，將所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像和所生成的告警事件緩存到網絡中。

一種監控終端，該終端包括：

確定模塊，用於確定需要獲取至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像；

獲取模塊，用於通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

可選的，所述獲取模塊還用於：

從所述網絡中，獲取最近一次設定周期內所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像；或者

通過所述網絡，從衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統中，獲取任一設定周期內所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

可選的，所述獲取模塊還用於：

若所述至少一路衛星通信信號出現異常，通過所述網絡中，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的告警事件。

一種頻譜監測系統，包括：至少兩個衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析子系統、以及監測終端，其中，每個衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析子系統對應一個不同的地球站；

所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析子系統，用於實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像，其中，所述頻譜圖像表示衛星通信信號的頻率與其功率之間的對應關係；保存每個設定周期內每路衛星通信信號對應頻譜圖像；將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。

所述監測終端，用於確定需要獲取至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像；通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

本發明實施例提供的一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析方法、監測方法及系統，首先衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；然後衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像，其中，所述頻譜圖像表示衛星通信信號的頻率與其功率之間的對應關係；最後所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統保存每個設定周期內每路衛星通信信號對應頻譜圖像，並將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。當監測終端確定需要獲取至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像時，從所述監測終端從網絡中，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的實時頻譜圖像。本發明實施例可以實時對多路衛星通信 信號進行採集和處理，將得到的頻譜圖像緩存在交換機上，從而在一個監測終端上同時對系統內多個監測點上的信號進行監控。

附圖說明

圖1為本發明實施例中的一種衛通寬帶頻譜實時採集與分析方法流程圖；

圖2為本發明實施例中的一種衛通寬帶頻譜實時監測方法流程圖；

圖3為本發明實施例中的一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統示意圖；

圖4為本發明實施例中的一種頻譜監測系統示意圖；

圖5為本發明實施例中的一種監測終端示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本發明實施例提供的技術方案進行詳細說明。

本發明實施例提供了一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析方法，如圖1所示，包括如下操作：

步驟100、衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；

步驟110、所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像，其中，所述頻譜圖像表示衛星通信信號的頻率與其功率之間的對應關係；

步驟120、所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統保存每個設定周期內每路衛星通信信號對應頻譜圖像，並將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。

舉例說明，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統可以採用組播方式實時向網絡發送所述頻譜圖像，網絡中緩存的是每個衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統最近一次上傳的頻譜圖像。例如，可以通過交換機緩存每個 衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統最近一次上傳的頻譜圖像。

本發明實施例提供的一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析方法、監測方法，首先衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；然後衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像，其中，所述頻譜圖像表示衛星通信信號的頻率與其功率之間的對應關係；最後所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統保存每個設定周期內每路衛星通信信號對應頻譜圖像，並將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。本發明實施例實現了實時對多路衛星通信信號進行採集和處理。另外，由於將實時得到的頻譜圖像緩存在交換機上，從而在一個監測終端上實現了同時對多個檢測點上的衛星通信信號進行監測。

本發明實施例中，所述衛星通信信號可以為射頻信號，也可以為中頻信號。

可選的，若所述衛星通信信號為射頻信號時，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將採集的衛星通信信號轉換為數位訊號之前，該方法還包括：所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將採集的射頻信號進行變頻處理，得到中頻信號；

相應的，步驟100中所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將採集的衛星通信信號轉換為數位訊號，包括：所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將得到的中頻信號轉換為數位訊號。

可選的，本發明實施例中，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像之後，包括：

所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將每路衛星通信信號對應頻譜圖像與該路衛星通信信號對應的頻譜基準圖像進行比對；在確定出任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像與該路衛星通信信號對應的頻譜基準圖像不同時， 所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統確定任一路衛星通信信號異常，並生成告警事件；

所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統保存每路衛星通信信號對應頻譜圖像，還包括：若任一路衛星通信信號出現異常，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像與所生成的告警事件進行關聯，並保存所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像和所生成的告警事件。

可選的，告警事件中包括告警時間、頻率以及功率，可通過告警時間等信息對告警發生時的所述頻譜圖像進行回溯。

本發明實施例中，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將得到的頻譜圖像緩存到網絡中，還包括：

若任一路衛星通信信號出現異常，所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統將所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像和所生成的告警事件緩存到網絡中。

本發明實施例還提供了一種衛星通信寬帶頻譜實時監測方法，如圖2所示，包括如下操作：

步驟200、監測終端確定需要獲取至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像；

步驟210、所述監測終端通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

本發明實施例中，所述監測終端通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像，包括以下兩種實現方式：

一、若所述監測終端需要獲取實時頻譜圖像，則所述監測終端直接從所述網絡中，獲取最近一次設定周期內所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

二、若所述監測終端需要獲取歷史頻譜圖像，則所述監測終端通過所述網絡，從衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統中，獲取任一設定周期內所述 任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

基於上述任一實施例，可選的，所述監測終端通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像，還包括：

若所述至少一路衛星通信信號出現異常，所述監測終端通過所述網絡中，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的告警事件。

基於與方法同樣的發明構思，本發明實施例還提供一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統，如圖3所示，包括：

採集模塊301、用於實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；

處理模塊302、用於實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；

存儲模塊303，用於保存每個設定周期內每路衛星通信信號對應頻譜圖像；

上傳模塊304，用於將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。

本發明實施例中，通過採集模塊完成採集衛星通信信號的操作；處理模塊將接收到的數位訊號進行處理得到頻譜圖像，並對頻譜圖像按照採樣的時間進行存儲；上傳模塊將處理模塊得到的頻譜圖像緩存到網絡中。

本發明實施例提供的一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統，首先實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；然後採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像，其中，所述頻譜圖像表示衛星通信信號的頻率與其功率之間的對應關係；最後保存每個設定周期內每路衛星通信信號對應頻譜圖像，並將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。當監測終端確定需要獲取頻譜圖像時，從所述監測終端從網絡中，獲取實時頻譜圖像。本發明實施例可以實時對多路衛星通信信號進行採集和處理，將得到的頻譜圖像緩存在交換機上，從而在一個監測終端上同時對系統內多個監測點上的信號進行監控。

可選的，所述衛星通信信號為：射頻信號、或者中頻信號。

可選的，若所述衛星通信信號為射頻信號，所述系統還包括：

變頻模塊，用於將採集的射頻信號進行變頻處理，得到中頻信號；

所述採集模塊具體用於：將所述變頻模塊得到的中頻信號轉換為數位訊號。

可選的，得到所述頻譜圖像後，所述處理模塊還用於：

將每路衛星通信信號對應頻譜圖像與該路衛星通信信號對應的頻譜基準圖像進行比對；在確定出任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像與該路衛星通信信號對應的頻譜基準圖像不同時，確定任一路衛星通信信號異常，並生成告警事件；

所述存儲模塊還用於：若任一路衛星通信信號出現異常，將所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像與所生成的告警事件進行關聯，並保存所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像和所生成的告警事件。

可選的，所述上傳模塊，還用於：

若任一路衛星通信信號出現異常，將所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像和所生成的告警事件緩存到網絡中。

本發明實施例中，圖3所示的頻譜監測系統中的採集模塊的功能可以通過實時頻譜採集設備實現，以完成採集衛星通信信號的操作。其中，實時頻譜採集設備可以採用緊湊的外圍組件互連cpci(compactperipheralcomponentinterconnect)機箱，最多可以支持8塊cpci板卡，支持光纖傳輸，將中頻信號按照設定的採樣策略轉換成數位訊號發送給具有處理功能的處理伺服器。處理模塊和上傳模塊的功能可以通過處理伺服器實現，以將實時頻譜採集設備得到的數位訊號進行處理得到頻譜圖像，並對頻譜圖像按照採樣的時間進行存儲，同時將頻譜圖像與頻譜基準圖像進行比對，在出現異常的頻域信號時，生成告警信號，並將告警信號存儲於頻譜圖像中，將所述頻譜圖像緩存到網絡中。變頻模塊的功能可以通過下變頻器實現，以將採集到的射頻信號通過轉換為中頻信號，具體參見圖4所示。

圖4中當所要採集的信號為射頻信號時，射頻信號通過下變頻器轉換為中頻信號，實時頻譜設備與下變頻器相連接，採集所述中頻信號；當所要採集的信號為中頻信號時，實時頻譜採集設備直接對該中頻信號進行採集；實時頻譜採集設備將中頻信號換成數位訊號；實時頻譜採集設備與高性能處理伺服器相連接，高性能處理伺服器將接收到的數位訊號處理得到頻譜圖像，並進行存儲；高性能處理伺服器通過網絡，可以將實時頻譜圖像緩存到網絡中；監測終端通過網絡，可以從交換機上實時獲取頻譜圖像，在需要獲取歷史頻譜圖像時，通過交換機，從高性能處理伺服器中獲取所需的歷史頻譜圖像。

基於與方法同樣的發明構思，本發明實施例還提供一種監測終端，如圖5所示，該終端包括：

確定模塊501，用於確定需要獲取至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像；

獲取模塊502，用於通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

可選的，該獲取模塊還用於：

從所述網絡中，獲取最近一次設定周期內所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像；或者

通過所述網絡，從衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統中，獲取任一設定周期內所述任一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

可選的，所述獲取模塊還用於：

若所述至少一路衛星通信信號出現異常，通過所述網絡中，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的告警事件。

本發明實施例還提供了一種頻譜監測系統，包括：至少兩個衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析子系統、以及監測終端，其中，每個衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析子系統對應一個不同的地球站；

所述衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析子系統，用於實時採集多路衛星通信信號，將採集到的每路衛星通信信號分別轉換為數位訊號；採用傅立葉變換，對每路數位訊號進行處理，得到每路衛星通信信號對應頻譜圖像，其中，所述頻譜圖像表示衛星通信信號的頻率與其功率之間的對應關係；保存每個設定周期內每路衛星通信信號對應頻譜圖像；將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。

所述監測終端，用於確定需要獲取至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像；通過網絡，獲取所述至少一路衛星通信信號對應的頻譜圖像。

現有技術中客戶端採用面向連接的方式與接收機相連獲取頻譜圖像數據，客戶端數量的增加將增加接收機的數據傳輸與處理負擔，因此客戶端的數量受到接收機處理能力的嚴重製約。本發明的頻譜監測系統中具有多個衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析子系統，對應多個不同的地球站，處理能力得到極大的提高，使檢測終端的數量不受限制。

本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。

本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設 備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。