衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統、監測終端及系統的製作方法
2023-11-04 14:06:42
專利名稱:衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統、監測終端及系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型實施例涉及衛星通信領域，特別涉及一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統、監測終端及系統。本實用新型實施例包括：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，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。以解決不能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的問題。
【專利說明】
衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統、監測終端及系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及衛星通信領域，特別涉及一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統、監測終端及系統。
【背景技術】
[0002]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。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統、監測終端及系統，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。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0005]—種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統，包括:
[0006]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；
[0007]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;
[0008]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；
[0009]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。
[0010]可選的，所述衛星通信信號為:
[0011]射頻信號、或者中頻信號。
[0012]可選的，若所述衛星通信信號為射頻信號，所述系統還包括:
[0013]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；
[0014]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。
[0015]可選的，所述處理模塊還用於:
[0016]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；
[0017]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。
[0018]可選的，所述上傳模塊，還用於:
[0019]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。
[0020]一種監測終端，該終端包括:
[0021]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；
[0022]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。
[0023]可選的，所述獲取模塊還用於:
[0024]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
[0025]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。
[0026]可選的，所述獲取模塊還用於:
[0027]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。
[0028]—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；
[0029]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。
[0030]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。
[0031]本實用新型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、監測終端及系統，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。本實用新型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】
[0032]圖1為本實用新型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；
[0033]圖2為本實用新型實施例中的一種頻譜監測系統示意圖；
[0034]圖3為本實用新型實施例中的一種監測終端示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合說明書附圖對本實用新型實施例作進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0036]如圖1所示，本實用新型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:
[0037]採集模塊101、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；
[0038]處理模塊102、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；
[0039]存儲模塊103，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；
[0040]上傳模塊104，用於將每個設定周期內得到的頻譜圖像緩存到網絡中。
[0041]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。
[0042]本實用新型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。本實用新型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。
[0043]可選的，所述衛星通信信號為:射頻信號、或者中頻信號。
[0044]可選的，若所述衛星通信信號為射頻信號，所述系統還包括:
[0045]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；
[0046]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。
[0047]可選的，得到所述頻譜圖像後，所述處理模塊還用於:
[0048]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；
[0049]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。
[0050]可選的，所述上傳模塊，還用於:
[0051]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。
[0052]本實用新型實施例中，圖1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(Compact peripheral Component Interconnect)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2所示。
[0053]圖2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。
[0054]本實用新型實施例還提供一種監測終端，如圖3所示，該終端包括:
[0055]確定模塊301，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；
[0056]獲取模塊302，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。
[0057]本實用新型實施例中，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:
[0058]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。
[0059]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。
[0060]可選的，該獲取模塊還用於:
[0061]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
[0062]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。
[0063]可選的，所述獲取模塊還用於:
[0064]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。
[0065]其中，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。
[0066]本實用新型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；
[0067]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。
[0068]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。
[0069 ]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。本實用新型的頻譜監測系統中具有多個頻譜處理子系統，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。
[0070]儘管已描述了本實用新型的優選實施例，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實用新型範圍的所有變更和修改。
[0071]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種衛星通信寬帶頻譜實時採集與分析系統，其特徵在於，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。2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述衛星通信信號為: 射頻信號、或者中頻信號。3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，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。4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，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。5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，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。6.一種監測終端，其特徵在於，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。7.根據權利要求6所述的監測終端，其特徵在於，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。8.根據權利要求6所述的監測終端，其特徵在於，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。9.一種頻譜監測系統，其特徵在於，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。
【文檔編號】H04B17/30GK205725774SQ201620164398
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月3日
【發明人】徐俊穎, 陳經野, 崔雲飛, 汪賽進, 李燕寧, 喬毅, 呂志波, 陳磊, 馮戰, 孔德陽, 孟明, 崔倩
【申請人】北京航天飛行控制中心