CN103067936A

CN103067936A - 通信卫星频率使用可视化监控方法

Info

Publication number: CN103067936A
Application number: CN2012104652433A
Authority: CN
Inventors: 赵洪华; 胡谷雨; 倪桂强; 曾琼; 岳淑贞; 袁伟伟
Original assignee: PLA University of Science and Technology
Current assignee: PLA University of Science and Technology
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明涉及一种通信卫星频率使用可视化监控方法，包括获取通信卫星数据和通信地球站数据，封装成基础数据源的构造基础数据源步骤；对转发器进行分类，生成频率分布图，设置展示属性的构造展示平台步骤；实时接收并显示网管通信信息的频率使用实时监控步骤。本发明方法能够对卫星频率进行全方位、多视角的可视化监控，提高卫星频率使用的合理性和有效性。

Description

通信卫星频率使用可视化监控方法

技术领域

本发明属于卫星网络技术领域，特别是一种通信卫星频率使用可视化监控方法。

背景技术

卫星通信是地球站之间或航天器与地球站之间利用通信卫星转发器的无线电通信，主要包括卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直接广播和卫星中继通信四大领域。前三者是地球站之间利用通信卫星转发器进行的无线电通信,后者是航天器与地球站之间利用通信卫星转发器进行的无线电通信。

卫星通信是现代通信技术的重要成果，也是航天技术应用的重要领域。它具有覆盖面大、频带宽、容量大、适用于多种业务、性能稳定可靠、机动灵活、不受地理条件限制、成本与通信距离无关等优点。40 多年来，它在国际通信、国内通信、军事通信、移动通信和广播电视等领域得到了广泛应用。截至2005 年底，全球经营卫星固定通信业务的公司约有30 个，共拥有200 多颗在轨静止卫星。其中SES 全球公司拥有37 颗、国际通信卫星公司拥有28 颗、泛美卫星公司拥有24 颗、欧洲通信卫星公司拥有22 颗，四家公司共拥有卫星数，占全球卫星数的50 %以上。以上卫星中具有代表性的先进卫星有阿尼克2F2 (Anik2F2) 和iPSTAR 等卫星。阿尼克2F2 卫星是加拿大电信卫星公司( Telesat ) 于2004 年7 月发射的世界上第一颗面向大众消费者的商用宽带卫星，它具有94 台转发器,其中C 频段24 台、Ku 频段32 台、Ka 频段38 台，Ka 频段有38 个点波束，小部分转发器有星上处理功能,整星功率16kW ，卫星重量5 950kg 。iPSTAR 卫星是泰国Shin 公司2005年8 月发射的迄今世界上通信容量最大的商用宽带卫星，它的Ku 频段用户链路有84 个点波束、3 个赋形通信波束、7 个赋形广播波束，Ka 频段馈线链路有18 个点波束，共有114 台转发器，通信总容量45Gbit/ s ，相当于1 000 个以上常规36MHz 带宽转发器容量，整星功率15kW ，卫星重量6 300kg。

以上众多卫星分布于各自轨道位置，以多种频段(C、Ku 和Ka) 、极化(圆和线) 和波束(全球、半球、区域、点波束) 分别覆盖地球赤道南北各个服务区。服务区内用户根据各种业务(音频、视频、数据、多媒体) 需要，组成各种通信网络，使用各种体制和标准的地球站通过以上卫星进行通信。

卫星的频率资源对一个国家的政治、经济和国防建设具有重要的意义，是世界各国必争的一种宝贵资源。合理、有效地使用卫星频率资源，其意义重大。现有的卫星网络管理系统缺乏对卫星整体频率使用的有效监控，宽带多媒体通信卫星系统网络管理子系统是我国新一代网管系统的重要子系统，但该系统也缺乏对卫星频率使用的监控，论文“卫星通信网络管理系统信息收集技术及网管协议兼容性的研究与实现” （东北大学硕士学位论文，2006年1月）讨论了卫星通信网的管理技术，但对于卫星频率监控的方法没有涉及。论文“面向集成的卫星综合业务平台管理系统实现”（复旦大学学位论文，2006年9月）中提到卫星网管系统NCS，提供了一种频率监控方法，但只能提供对某一频段频率占用情况的可视化，没有对卫星频率进行全方位、多视角的监控方法。

综上所述，现有技术存在的问题是如何实现对卫星频率使用进行全方位、多视角的可视化监控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信卫星频率使用可视化监控方法，对卫星频率进行全方位、多视角的可视化监控，提高卫星频率使用的合理性和有效性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种通信卫星频率使用可视化监控方法，包括获取通信卫星数据和通信地球站数据，封装成基础数据源的构造基础数据源步骤；对转发器进行分类，生成频率分布图，设置展示属性的构造展示平台步骤；实时接收并显示网管通信信息的频率使用实时监控步骤。

构造数据访问层步骤具体包括：获取包括所有转发器参数的通信卫星数据；获取包括通信参数的通信地球站数据；利用通信卫星数据和通信地球站数据，封装成频率使用监控所需的基础数据源。

构造展示平台步骤具体包括：分别按转发器所属波束的隶属关系，以及转发器的通信频段，对转发器进行分类；根据转发器的分类，生成卫星所属所有波束的转发器频段合成分布图、卫星下通信网的转发器频段合成分布图和单转发器的频率分布图；频率使用实时展示的颜色类别和提示类型设置；通信链路表格形式的定义。

频率使用实时监控步骤具体包括：建立通信信道，实时接收网管通信信息；解析通信信息，根据通信使用的频率以图形实时显示；解析通信信息，根据通信的使用地球站以表格实时显示；解析通信信息，设定图形的颜色和提示信息；根据通信信息，显示所有地球站的状态；对频率非法使用发出告警。

本发明与现有技术相比，其显著优点：1、本发明的基础数据源有效屏蔽了底层数据的复杂性，为开发降低了难度，提供了频率使用展示的基础数据；2、展示平台采用全方位、多视角方式展示，具有从全局到局部，从卫星到转发器的多维显示方式；3、卫星频率使用实时监控通过多种类型方式显示，能够实时展示卫星频率使用情况，并对非法频率使用进行告警；4、本发明更具有通用性，可用于其它系统的一体化集成。

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1 是本发明通信卫星频率使用可视化监控方法流程图。

图2 是图1中构造基础数据源流程图。

图3是图1中构造展示平台流程图。

图4是图1中频率使用实时监控流程图。

图5 是转发器频率分布图示例。

图6是转发器频率规划显示示例。

图7是频率使用实时显示示例。

图8是通信情况表格显示示例。

图9是地球站状态显示示例。

图10 是频率使用提示信息显示示例。

图11 是单转发器频率使用显示示例。

具体实施方式

如图1所示，本发明通信卫星频率使用可视化监控方法，其包括以下步骤：

10）获取通信卫星数据和通信地球站数据，封装成基础数据源，构造基础数据源。为屏蔽底层数据的复杂性，使上层应用访问数据简单化，为卫星频率使用可视化展示提供数据基础，具体步骤如图2所示，包括：

11）获取包括所有转发器参数的通信卫星数据：获取卫星数据，卫星数据包括卫星所包含的天线、卫星的波束、转发器参数，转发器参数包括转发器频率的起始和结束频率；

12）获取包括通信参数的通信地球站数据：获取通信地球站数据，包括包含所属通信网、通信地址等信息的通信地球站参数；

13）封装基础数据，利用通信卫星数据和通信地球站数据，封装成频率使用监控所需的基础数据源。例如将卫星数据和地球站数据按所属关系生成树状拓扑结构以便于显示，并采用Hash技术存储数据源，以提高查询效率，为频率使用监控提供数据源。

20）对转发器进行分类，生成频率分布图，设置展示属性，构造展示平台。生成全方位、多视角的展示平台，具体步骤如图3所示，包括：

21）转发器分类：分别按转发器所属波束的隶属关系，以及转发器的通信频段，对转发器进行分类；

22）频率分布图生成：根据转发器的分类，生成卫星所属所有波束的转发器频段合成分布图，并生成单转发器的频率分布图；根据转发器与通信网的关系，生成卫星下通信网的转发器频段合成分布图；

由于合成分布图中需要同时显示多个转发器，而且各个转发器的频率不连续，因此采用CombinedRangeXYPlot；每一转发器为一个xyplot，设置每一个plot的横坐标范围为对应转发器的频率起始和终止值；设置plot间的间隔CombinedRangeXYPlot.setGap(-8)；通过集合方式把转发器进行合并，频率段采用不连续的方式；图5所示为转发器分布图的示例，图中隐去了频率值；

23）频率使用实时展示的颜色类别和提示类型设置，包括：

规划频率，采用矩形图形，绿色显示，提示信息包括网系类型、通信子网、起始频点、终止频点、功率，如图6所示为显示规划的矩形图形示例；

网控TDM和 ALOHA，采用正弦波显示，颜色为蓝色，提示信息包括网系类型、通信子网、用途（TDM）、起始频点、终止频点、功率，图10所示为通信提示信息的显示示例；

星地网控，采用正弦波显示，颜色为黄色，提示信息包括网系类型、通信子网、用途（TDM）、起始频点、终止频点、功率；

实时分配信道，采用正弦波显示，颜色为白色，提示信息包括网系类型、通信子网、地球站名称、业务类型、起始频点、终止频点、功率；

非法信号，采用正弦波显示，颜色为红色，提示信息包括网系类型、通信子网、地球站名称、业务类型、起始频点、终止频点、功率。

24）通信链路表格形式的定义，表格内容包括通信开始时间、业务类型、主叫地球站、被叫地球站、主叫转发器、被叫转发器、主叫地址、被叫地址、主叫号码、被叫号码、主叫起始频点、主叫终止频点等。

30）实时接收并显示网管通信信息，频率使用实时监控。通过适配器接入网管数据，对通信事件实时处理并显示，具体如图4所示，包括：

31）建立通信信道，实时接收网管通信信息；建立网管接入适配器，实时转发所有通信信息；

32）解析通信信息，根据通信使用的频率以图形实时显示；在通信信息中获取通信的频率起止点、占用功率等信息，并以正弦波显示。如图7所示为通过转发器合并的频率使用实时显示，图11为单转发器频率使用实时显示；

33）解析通信信息，根据通信的使用地球站以表格实时显示；获取通信的地球站、占用频率等信息，以表格实时显示。如图8所示为地球站通信的表格显示实例；

34）解析通信信息，设定图形的颜色和提示信息；获取通信的类型、通信的地球站等信息，以确定颜色和提示信息，如图7所示，其中图7为已设置颜色的图形，图中蓝色正弦波为网控TDM和 ALOHA，黄色正弦波为星地网控，图10是一个提示的实例，提示信息包括通信类型，通信的频率、功率、号码等信息；

35）根据通信信息，显示所有地球站的状态；包括地球站入网、退网、通信等状态，如图9所示，图9为通信网下地球站的状态，蓝色为正在通信的地球站，灰色为未入网的地球站，绿色为空闲的地球站；

36）对频率非法使用发出告警；根据频率规划信息和通信网地球站信息，对使用未规划频率的地球站或使用不属于所属网系规划频率的地球站进行告警，并提供地球站定位的功能。

Claims

1.一种通信卫星频率使用可视化监控方法，其特征在于，包括如下步骤：

10）构造基础数据源：获取通信卫星数据和通信地球站数据，封装成基础数据源；

20）构造展示平台：对转发器进行分类，生成频率分布图，设置展示属性；

30）频率使用实时监控：实时接收并显示网管通信信息。

2.根据权利要求1所述的通信卫星频率使用可视化监控方法，其特征在于，所述构造基础数据源（10）步骤具体为：

11）获取包括所有转发器参数的通信卫星数据；

12）获取包括通信参数的通信地球站数据；

13）封装基础数据：利用通信卫星数据和通信地球站数据，封装成频率使用监控所需的基础数据源。

3.根据权利要求1所述的通信卫星频率使用可视化监控方法，其特征在于，所述构造展示平台（20）步骤具体为：

22）频率分布图生成：根据转发器的分类，生成卫星所属所有波束的转发器频段合成分布图、卫星下通信网的转发器频段合成分布图和单转发器的频率分布图；

23）频率使用实时展示的颜色类别和提示类型设置；

24）通信链路表格形式的定义。

4.根据权利要求1所述的通信卫星频率使用可视化监控方法，其特征在于，所述频率使用实时监控（30）步骤具体为：

31）建立通信信道，实时接收网管通信信息；

32）解析通信信息，根据通信使用的频率以图形实时显示；

33）解析通信信息，根据通信的使用地球站以表格实时显示；

34）解析通信信息，设定图形的颜色和提示信息；

35）根据通信信息，显示所有地球站的状态；

36）对频率非法使用发出告警。