CN101083776A - 广播电视卫星传输系统设备工作状态监测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种广播电视卫星传输系统设备工作状态的监测方法和装置，包括耦合接收机、下行接收机、信道监测仪、频谱仪、传输流比对仪、传输流记录仪、网关、网络交换机以及监测服务器和监测终端，利用计算机技术实时采集广播电视卫星上、下行节目频谱信号和信道误码率，通过码流比对、频谱和信道误码率的分析，对恶意干扰进行判断、自动提升上行功率，达到快速、准确地抗击非法干扰的目的；具备监测、监控，设备故障自动诊断、智能化管理等；具备数据实时记录、日志检索、故障短信息发送等功能。

Description

广播电视卫星传输系统设备工作状态监测方法和装置

技术领域

本发明涉及一种监测终端，特别是关于广播电视卫星传输系统设备工作状态。

背景技术

卫星播出系统有视音频切换器、编码器、复用器、调制器、上变频器，高功放和波导切换器等，其中有些设备自带独立的控制工作站，有些没有智能控制监测设备，实现统一的设备监测、报警及管理平台能够大幅度的降低人员劳动强度，特别是抗击非法攻击和干扰，保证安全可靠的播出。

目前采用人工的方式观察频谱仪和电视解码图像来监测攻击情况，存在劳动强度大，许多情况下频谱和图像信号不能准确迅速的反映信号受到干扰的情况，不能提供及时、准确的预警信息，造成了安全播出工作不安全。

本发明是一套集信号监测、频谱监测、码流监测、设备监测等功能为一体的综合化管理平台。系统可帮助值班人员随时了解到信号接收质量以及设备的工作状态；系统对历史信息进行记录并提供查询功能，方便用户对出现的情况原因进行深入分析；系统提供用户管理、组管理、权限管理等多种辅助功能，方便用户实现人性化管理。

发明内容

本发明的目的是提供一种广播电视卫星传输系统设备工作状态监测方法和装置，其特征在于，监测方法包括如下步骤：

(1)耦合专业接收机对耦合上行射频信号进行解调；

(2)接收机的两路ASI分别接入比对仪、记录仪，作为信号源信号，码流比较记录仪实时记录分析码流的情况，准确地判断播出信号受干扰的情况，并提供实时的报警提示信号；

(3)9米下行接收机对下行射频信号进行解调，接收机两路ASI输出分别接入比对仪、记录仪，作为监测点信号；

(4)下行射频信号接入信道监测仪，监测仪监测信道情况，备对

信道的误码率作实时监测，记录的误码率、信道功率、频谱数据、码流分析报警信息、下行传输码流数据；

(5)频谱分析仪实时记录所接入的射频信号的频谱状态，通过转换器连接到服务器进行控制和频谱图形数据的传输，实时记录频谱分析结果；

(6)串口网关将串口设备所提供的串口通讯协议转化为网络通讯协议，由监测服务器统一控制；

(7)监测服务器控制设备、实时数据的传输以及响应用户的请求，对信道和上下行信号进行实时监测，通过综合分析各种监测数据，判断信号受干扰类型；

(8)当系统发现.码流比对仪内容比对和系统误码率满足一定条件时，自动提升受控的高功放功率，发出报警，报警信号有声光等多种形式，并可以群拨电话，发送短消息；

(9)系统通过对频谱数据的分析，判断同转发器各频点电平情况，在受单载波干扰、雨衰及同转发器频点升(降)功率时能够自动调整本频点输出功率，做到功率的自动跟踪及调整。当系统判定受到人为干扰时，频谱功率自动调节功能停止

系统利用计算机技术实时采集广播电视卫星上、下行节目频谱信号和信道误码率，通过码流比对、频谱和信道误码率的分析，对恶意干扰进行判断、自动提升上行功率，达到快速、准确地抗击非法干扰的目的。具备监测、监控，设备故障自动诊断、智能化管理等；具备数据实时记录、日志检索、故障短信息发送等功能。

附图说明

图1本发明的原理框图；(注：实线代表射频线，虚线代表ASI信号线，点虚线代表通讯控制线。)

图2中图2(a)为模拟信号频谱图，图2(b)数字信号频谱图。

具体实施方式

如图1所示，本装置的工作原理：

正常工作时，上行功率和下行功率及载噪比都在正常范围，保证误码率在正常范围内，可以正常接收节目。

自然干扰(如雨衰等)或设备故障仅会造成误码率上升到完全误码，这种情况下信道有用功率在多数情况下应明显变小。

人为干扰在单载波及窄带干扰的情况下，从接收机端观察到的现象与自然干扰类似。下行信号频谱上可见到单载波(或窄带)尖峰。在同参数信号(带宽、符号率、调制方式都相同)干扰情况下，对于信号为多路单载波的卫星转发器已工作在饱和或自动增益控制的状态下，下行信号的功率基本不变，下行信号的频谱没有明显变化；而对于信号为单路单载波的卫星转发器信道功率应有明显上升。在干扰信号由弱到强的过程中，可能会有如下的情况：

1、有干扰(信道误码率上升，但通过纠错完全纠正，码流正常，图像正常)。

2、干扰较严重(不能完全纠错，码流产生错误，图像出现马赛克、静帧、黑场等)。

3、干扰更严重(干扰与信号强度基本同样量级，造成QPSK完全不能解调，没有码流输出，也没有图像)。

4、干扰功率继续加大，单纯从信号强度来看，正常信号成了干扰源，(QPSK能够解调，有码流输出，有图像输出，但是此时的码流是干扰源的码流，图像显示是干扰源的图像，码流可能有误码，图像可能有马赛克等)。

5、干扰功率强大，图像显示是干扰源的图像且图像质量正常。(误码率相对前一个阶段下降，码流输出无错误)。

根据干扰信号的性质(是自然现象干扰，还是人为非法攻击；宽带还是窄带，是否是单载波)，从接收端卫星中频信号频谱上有的可以观察到明显的异常，有的观察不到明显的变化，而信道传输误码率对信号的微小变化都非常敏感。因此在安全播出信号监测系统中，我们采用信道传输误码率及信道功率作为主要的干扰监测参数和判断依据。根据实际接收系统的情况，设定合理的门限可以相当精确地判断出受到干扰的情况，提供预警及初步判断。系统的监测过程和操作是完全自动化的，在监测参数超过预定门限时，自动触发报警信号输出。

发现干扰后必须准确确定干扰类型，以便立即采取应对措施。如果干扰为非法攻击信号，其最终目的是希望非法画面能够播出，因此传输的数据码流最终会发生相应的变化。通过上下行传输流逐字节比较可以第一时间确认非法攻击。确认干扰为非法攻击后，触发设备联动系统根据预设的方案完成自动增加上行载波功率等功能，屏蔽攻击信号。

频谱图，在使用频谱仪进行测量时，应该是信号带宽内的信号功率进行积分，信号带宽为：符号率x(1+a)，其中a为升余弦带通滤波器的滚降系数，对DVB-Sa＝0.35，对DVB-Ca＝0.15。

图2中图形方式表现可以直观反映出当前信号的信道状态。

对传输流的分析，包含三级错误的监测，主要有同步丢失、连续计数错误、PCR精度错误、PCR间隔错误等。为了确保相互间的互操作性，其中测试的包括压缩系统的组成部分，分配馈送和广播压缩系统，广播传输流和接收机。

290监测差错优先级分类；预防可解码性差错，损伤可解码性差错(已解码图像中的人为失真，断续解码)，指示编码器或复用器的问题但不影响可解码性。

错误类型-按细节分类；数据包的特定差错(同步字节，连续性计数，CRC差错，带宽差错(比特率太高或太低))，服务信息差错(PAT差错，PMT差错，其它表格差错，未引用的PID)，PID差错--PID丢失，定时错误-PCRs，解码器错误--缓存器下溢/过溢，损坏程度。

系统实时及记录的数据包括误码率、频谱数据、码流分析报警信息、下行传输码流数据。

系统对功率的控制分为手动和自动两种状态，手动情况下，高功放输出功率受监测系统自动控制。自动控制时，系统对监测到当前的频谱数据，误码率数据，比对状态作综合分析，并做出升降功率的控制。当处于手动状态时，功放输出功率不受监测系统控制，由人工控制。

当监测系统判断上下行码流比对错误，并符合自动推功率条件时，系统按照预设的步距，自动提升功率。为防止功率被自动跟踪下来，系统的功率控制方式从自动转为手动控制方式，接受手动控制。

Claims (2)

1、一种广播电视卫星传输系统设备工作状态的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)耦合专业接收机对耦合上行射频信号进行解调；

(2)接收机的两路ASI分别接入比对仪、记录仪，作为信号源信号，码流比较记录仪实时记录分析码流的情况，准确地判断播出信号受干扰的情况，并提供实时的报警提示信号；

(3)9米下行接收机对下行射频信号进行解调，接收机两路ASI输出分别接入比对仪、记录仪，作为监测点信号；

(4)下行射频信号接入信道监测仪，监测仪监测信道情况，备对信道的误码率作实时监测，记录的误码率、信道功率、频谱数据、码流分析报警信息、下行传输码流数据；

(5)频谱分析仪实时记录所接入的射频信号的频谱状态，通过转换器连接到服务器进行控制和频谱图形数据的传输，实时记录频谱分析结果；

(6)串口网关将串口设备所提供的串口通讯协议转化为网络通讯协议，由监测服务器统一控制；

(7)监测服务器控制设备、实时数据的传输以及响应用户的请求，对信道和上下行信号进行实时监测，通过综合分析各种监测数据，判断信号受干扰类型；

(8)当系统发现码流比对仪内容比对和系统误码率满足一定条件时，自动提升受控的高功放功率，发出报警，报警信号有声光等多种形式，并可以群拨电话，发送短消息；

(9)系统通过对频谱数据的分析，判断同转发器各频点电平情况，在受单载波干扰、雨衰及同转发器频点升(降)功率时能够自动调整本频点输出功率，做到功率的自动跟踪及调整。当系统判定受到人为干扰时，频谱功率自动调节功能停止。

2、一种广播电视卫星传输系统设备工作状态的监测装置，包括耦合接收机、下行接收机、信道监测仪、频谱仪、传输流比对仪、传输流记录仪、网关、网络交换机以及监测服务器和监测终端，其特征在于：耦合接收的射频信号经过功分器输入耦合接收机，耦合接收机输出的ASI信号分别接入传输流比对仪、传输流记录仪；下行的射频信号经过功分器后分别输入下行接收机、信道监测仪、频谱仪；下行接收机输出的ASI信号又分别输入传输流比对仪、传输流记录；信道监测仪的通讯接口于网关相连接，频谱仪的通讯接口与监测服务器的通讯接口相连接；网络交换机与传输流比对仪、传输流记录仪、网关、监测服务器以及监测终端相连接。

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