CN103178915A

CN103178915A - 基于配置文件的卫星通信地球站监控方法

Info

Publication number: CN103178915A
Application number: CN2013100236734A
Authority: CN
Inventors: 赵洪华; 倪桂强; 端义锋; 曾琼; 胡谷雨; 岳淑贞; 金凤林
Original assignee: PLA University of Science and Technology
Current assignee: PLA University of Science and Technology
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明公开一种基于配置文件的卫星通信地球站监控方法，包括构造数据访问层，构造地球站配置文件和根据配置文件显示图形并实时监控等步骤。本发明通过配置文件的方式对地球站进行图形显示并实时监控，能够较直观的监控地球站，并且地球站监控图形界面可以动态修改，提高了地球站监控软件的可维护性和扩展性。

Description

基于配置文件的卫星通信地球站监控方法

技术领域

本发明属于卫星网络管理技术领域，特别是一种基于配置文件的卫星通信地球站监控方法。

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，四家公司拥有的卫星数，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。

卫星通信地球站（简称卫星地球站）是卫星通信中的重要组成部分，卫星地球站的运行状态直接影响到卫星通信。当前卫星地球站都是由天线、天线控制器、调制解调器、信道板等多种设备组成，每种设备的故障都会影响到地球站的运行。现有地球站中的设备都有控制面板，基本能够获得设备的运行参数，但参数的查看需要工作人员亲临现场，若某些设备出现异常而未被及时发现，则可能会引起重大的损失。美国Newpoint Technologies公司开发的Compass监控软件可以通过图形界面的方式对地球站进行监控，但是该软件要求地球站必须是标准设备，同时要求软件使用人员能够对监控设备进行准确的配置，对使用人员的要求较高，并且不适用于多种配置的地球站监控。

目前我国的很多地球站都是自主研发的设备，与国外研制的地球站区别较大，无法使用国外的监控软件，但是我国的地球站已经具有站内监控设备，如果合理利用站内监控设备的信息则可实现对地球站的可视化实时监控。

综上所述，现有技术存在的问题是：如何对多种类型地球站实现兼容性好、操作简单直观的监控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于配置文件的卫星通信地球站监控方法，能够对地球站进行直观的监控，操作简单方便，兼容性好，并且地球站监控图形界面可以动态修改，监控软件的可维护性和扩展性好。

实现本发明目的技术解决方案为：一种基于配置文件的卫星通信地球站监控方法，包括：构造数据访问层，构造地球站配置文件，根据配置文件显示图形并监控；构造数据访问层具体为：构造元数据表并添加数据，构造设备信息表，定义站内监控设备上报信息类型和格式；构造地球站配置文件具体为：通过图形工具生成地球站的图形配置文件，生成显示属性文件，生成可根据配置文件显示地球站设备图形的图形显示插件；根据配置文件显示图形并监控具体为：加载属性解释文件，提供属性解释的服务，把属性值的解释文件加载到哈西中，生成地球站监控适配器，监控适配器完成从站内监控设备接收设备信息，转换成图形显示插件的信息格式，并把信息上报到图形显示插件，图形显示插件加载配置文件并实时监控，根据要监视的对象类型加载地球站配置文件，显示图形并存储界面对象，根据地球站监控适配器上报的信息在图形中实时监控。

本发明与现有技术相比，其显著优点：1、本发明的基础数据集有效屏蔽了底层数据的复杂性，为界面信息展示提供了基础数据；2、地球站图形界面采用配置文件的方式，提高了软件的可维护性，图形界面显示设备间的连接关系，操作简单直观；3、通过地球站监控适配器解释站内监控设备信息并转换，提高了程序的适用性；4、对于地球站类型的增加和设备的增加只需增加或修改图形配置文件，提高了兼容性。

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 是本发明基于配置文件的卫星通信地球站监控方法主流程图。

图2 是图1中构造数据访问层流程图。

图3是图1中构造地球站配置文件流程图。

图4是图1中根据配置文件显示图形并监控流程图。

图5 是参数元数据表的内容示例。

图6 是参数值元数据表的内容示例。

图7 是设备信息表的内容示例。

图8 是显示属性的配置文件示例。

图9是属性值的解释文件示例。

图10 是地球站配置文件示例。

图11是地球站监控界面示例。

图12是地球站配置文件内容示例。

具体实施方式

如图1所示，本发明基于配置文件的卫星通信地球站监控方法，包括以下步骤：

10）构造数据访问层。

此步骤是为了屏蔽底层数据的复杂性，同时为上层界面信息展示提供数据基础。

具体步骤如图2所示，包括：

11）生成元数据表并添加数据：元数据表的内容包括设备类型、设备型号、设备序号。元数据表为其它所有表的定义表，包含参数元数据表和参数值元数据表，参数元数据表名为STATION_PARAM_METADATA，字段为DEVICETYPE、DEVICEMODE、PARAMTERID、PARAMNAME、PARAMTABLE等，参数值元数据表名为STATION_PARAM_VALUE_METADATA，字段为DEVICETYPE、DEVICEMODE、PARAMTERID、VALUEID、VALUE、TYPE等，两个表通过字段DEVICETYPE、DEVICEMODE、PARAMTERID进行关联，其中DEVICETYPE 为设备类型号，DEVICEMODE为设备型号，图5和图6是参数元数据表内容和参数值元数据表内容示例。

12）构造设备的信息表：设备信息表的内容包括设备所属的地球站、设备包含的参数值。设备信息表根据参数元数据表中的PARAMTABLE创建，表中的字段包括STATIONADDR、DEVICETYPE、DEVICEMODEL、DEVICEID及属性字段，通过表中的STATIONADDR即可确定设备所属的地球站，属性值字段根据设备设定。

13）定义站内监控设备上报信息类型和格式：信息格式如表1所示，多字节整数高字节在前低字节在后。

表1 站控信息帧结构

上表中：

ADDR：上报信息或接受命令的地球站地址；

RequestID：站内监控接受到的控制信息和查询信息会携带信息ID，在回复响应的时候可以将收到的RequestID填入响应消息的该字段。如果是地球站主动发出消息，该字段添0；

BID：信息类别编码，用于识别该帧信息类别，长1字节；

LEN：DATA字段字节（octet）长度，用2字节无符号二进制整数表示；

DATA：变长数据区。

站内监控设备上报信息类型包括：地球站注册信息，地球站设备工作参数变化信息，地球站设备查询信息，地球站状态信息等，如表2所示为地球站设备参数变化信息格式。

表2 地球站设备参数变化信息数据字段格式

序号	参数	表示符号	字节数	表示方法	量化单位
						1	日期	Date	3	BCD
2	时间	Time	3	BCD
						3	设备数量	Device_Num	1
4	设备单元ID1	Device_ID1	3
						5	设备1参数数量	Param_NUM1	1
6	参数1标识	Param_ID1	1
						7	参数1长度	Param_LEN1	2
8	参数1内容	Param_VALUE1	n
						9	参数2标识	Param_ID2	1
10	参数2长度	Param_LEN2	2
						11	参数2内容	Param_VALUE2	n
12	……	……
						13	参数n标识	Param_IDn	1
14	参数n长度	Param_LENn	2
						15	参数n内容	Param_VALUEn	n
16	设备2标识	Device_ID2	3
						17	设备2参数数量	Param_NUM2	1
18	……	……

地球站站内设备单元ID号按统一格式编码，每个设备单元ID号编码站内唯一，以便于设备单元识别。同一种站型的地球站中相同位置设备的设备ID必须相同，设备维修更换时，ID号不变。编码格式如下表3所示。传输时先传高位后传低位，即先传Byte2，然后Byte1，然后Byte0。

表3 设备单元ID号编码格式

Byte3	Byte2	Byte1
			B24～b16	B15～b8	B7～b0
设备类型	设备型号	设备序号

20）构造地球站配置文件。图10 是地球站配置文件示例。配置文件内容为地球站图形的定义和地球站内科监控设备的编号，具体步骤如图3所示，包括：

21）通过图形工具生成地球站的图形配置文件，配置文件内容包括地球站设备的名称、设备的位置及可监控设备的编号。其中设备的编号采用设备信息表中DEVICETYPE、DEVICEMODE、DEVICEID组成，如对于“单脉冲跟踪接收机”的编号为11H10H1H，如图10所示为地球站配置文件内容示例。

22）生成显示属性文件。显示属性文件的内容包括字段名、显示值、类ID、属性ID、属性字段名、属性值和属性值的解释。

显示属性文件包括显示属性的配置文件和属性值的解释文件：图8 是显示属性的配置文件示例，显示属性的配置文件内容包含字段名和显示值，文件为properties格式。图9是属性值的解释文件示例，属性值的解释文件内容包括类ID、属性ID、属性字段名、属性值和属性值的解释，解释文件格式为XML格式，解释文件内容生成时通过SQL语句从数据库中选择所有记录。

23）生成图形显示插件：图形显示插件可用java语言开发，主要功能是加载地球站配置文件显示地球站设备连接图，并接收地球站监控适配器的信息，刷新界面设备的状态，同时对于可控设备提供右键菜单用于设备信息的查询及显示，如图11所示为图形显示插件根据配置文件显示的地球站监控界面示例。

30）根据配置文件显示图形并监控。根据配置文件显示图形并监控是卫星地球站监控方法的重要组成。

具体步骤如图4所示，包括：

31）加载属性解释文件，提供属性解释的服务，把属性值的解释文件加载到哈西表中；并提供访问接口public String getAttrName(String key)，把属性值的解释文件加载到HashMap中，并提供访问接口public String getAttValue(String classid,String aliasname,String val)。

32）生成地球站监控适配器，监控适配器完成从站内监控设备接收设备信息，转换成图形显示插件的信息格式，并把信息上报到图形显示插件；监控适配器通过TCP连接与站内监控设备进行交互，接收站内监控设备发送的信息；在适配器中对站内监控的信息进行解释，通过属性服务把字段和值转换成图形插件识别的信息格式并通过消息通道把转换的信息发送到图形显示插件，适配器把设备的最新信息更新到数据库；适配器同时可以接收图形插件下发的设备查询和控制指令，接收到指令后转换为站内监控设备的信息格式，通过TCP连接把信息发送到站内监控设备。

33）图形显示插件加载配置文件并实时监控，根据要监视的对象类型加载地球站配置文件，显示图形并存储界面对象，根据地球站监控适配器上报的信息在图形中实时监控。图形显示插件根据选择地球站的类型加载该类型的地球站配置文件，从数据库中选择出该地球站可监控的设备编号，从配置文件中根据设备的编号，把图形与数据库中的设备进行关联，对于可监控的设备设置为绿色图形并添加右键菜单，分别为详细信息和设备查询。图12是地球站配置文件内容示例，为可监控设备右键点击详细信息显示的结果，对于不可监控的设备设置为灰色；图形监控插件接收地球站监控设备器的设备信息，把故障信息添加到设备图形中，图形插件把对设备的查询和控制信息通过消息通道发送到地球站监控适配器。

Claims

1.一种基于配置文件的卫星通信地球站监控方法，其特征在于，包括如下步骤：

10）构造数据访问层；

20）构造地球站配置文件；

30）根据配置文件显示图形并监控。

2.根据权利要求1所述的卫星通信地球站监控方法，其特征在于，所述构造数据访问层（10）步骤具体为：

11）构造元数据表并添加数据；

12）构造设备信息表；

13）定义站内监控设备上报信息类型和格式。

3.根据权利要求2所述的卫星通信地球站监控方法，其特征在于，所述元数据表的内容包括设备类型、设备型号、设备序号。

4.根据权利要求2所述的卫星通信地球站监控方法，其特征在于，所述设备信息表的内容包括设备所属的地球站、设备包含的参数值。

5.根据权利要求1所述的卫星通信地球站监控方法，其特征在于，所述构造地球站配置文件（20）步骤具体为：

21）通过图形工具生成地球站的图形配置文件；

22）生成显示属性文件；

23）生成可根据配置文件显示地球站设备图形的图形显示插件。

6.根据权利要求5所述的卫星通信地球站监控方法，其特征在于，所述图形配置文件的内容包括地球站设备的名称、设备的位置及可监控设备的编号。

7.根据权利要求5所述的卫星通信地球站监控方法，其特征在于，所述显示属性文件的内容包括字段名、显示值、类ID、属性ID、属性字段名、属性值和属性值的解释。

8.根据权利要求1所述的基于配置文件的卫星通信地球站监控方法，其特征在于，所述根据配置文件显示图形并监控（30）步骤具体为：

31）加载属性解释文件，提供属性解释的服务，把属性值的解释文件加载到哈西表中；

33）生成地球站监控适配器，监控适配器完成从站内监控设备接收设备信息，转换成图形显示插件的信息格式，并把信息上报到图形显示插件；

32）图形显示插件加载配置文件并实时监控，根据监视对象类型加载地球站配置文件，显示图形并存储界面对象，根据地球站监控适配器上报的信息在图形中实时监控。