CN109995419B - 卫星变频功放系统及其终端备份方法和装置 - Google Patents

卫星变频功放系统及其终端备份方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种卫星变频功放系统及其终端备份方法和装置，该方法包括：当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项；告警切换信号为主终端设备检测到告警项后发送。在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作。通过终端设备的冗余备份实现对系统出现告警项时的迅速切换，保障系统的正常运行，且不需要额外的监控控制器，减少了体积和重量，简化控制逻辑。和传统的卫星变频功放终端备份系统相比，提高了操作便利性。

Description

卫星变频功放系统及其终端备份方法和装置
技术领域
本申请涉及卫星通信技术领域，特别是涉及一种卫星变频功放系统及其终端备份方法和装置。
背景技术
随着科技的发展和社会的不断，卫星通信技术取得迅猛发展，卫星通信系统以其发射功率大，点对点精准通信，传输容量不断提升，抗干扰能力强，组网机动性好，尤其适合突发事件的快速系统搭建以保障通信服务而得到大量运用。而卫星上变频功放终端设备负责实现由中频到射频的信号变频过程及大功率信号的合成输出过程，是卫星系统的重要一环。
因此，基于保障链路通信稳定性的考虑，尤其在很多通信主站、基站及特殊应用的场景下，需要另外一台卫星上变频功放终端设备产品备用，在主设备发生功能异常时切换至备用设备继续工作，保障系统运行。传统的卫星变频功放终端备份系统采用独立于终端设备之外的控制模块，这在很大程度上增加了体积重量以及逻辑控制、操作的复杂性。传统的卫星变频功放终端备份系统存在操作便利性低的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高操作便利性的卫星变频功放系统及其终端备份方法和装置。
一种卫星变频功放系统的终端备份方法，包括：
当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项；所述告警切换信号为所述主终端设备检测到告警项后发送；
在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到所述主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作。
一种卫星变频功放系统的终端备份装置，包括：
功放自检模块，用于当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项；所述告警切换信号为所述主终端设备检测到告警项后发送；
终端切换模块，用于在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到所述主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作。
一种卫星变频功放系统，包括主终端设备、备份终端设备和波导开关，所述主终端设备连接所述备份终端设备和所述波导开关，所述备份终端设备连接所述波导开关；
所述主终端设备用于在检测到告警项后发送告警切换信号至所述备份终端设备，所述备份终端设备用于接收到所述主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项；在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到所述主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作。
上述卫星变频功放系统及其终端备份方法和装置，当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项；在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到所述主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作。通过终端设备的冗余备份实现对系统出现告警项时的迅速切换，保障系统的正常运行，且不需要额外的监控控制器，减少了体积和重量，简化控制逻辑。和传统的卫星变频功放终端备份系统相比，提高了操作便利性。
附图说明
图1为一实施例中卫星变频功放系统的终端备份方法的流程图；
图2为另一实施例中卫星变频功放系统的终端备份方法的流程图；
图3为一实施例中卫星变频功放系统的终端备份装置的结构框图；
图4为另一实施例中卫星变频功放系统的终端备份装置的结构框图；
图5为一实施例中卫星变频功放系统的结构框图；
图6为一实施例中卫星变频功放系统的部件框图；
图7为一实施例中卫星变频功放系统的模式框架图；
图8为一实施例中卫星变频功放系统的切换控制逻辑流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，提供了一种卫星变频功放系统的终端备份方法，适用于大功率卫星上的变频功放冗余备份。如图1所示，该方法包括：
步骤S130：当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项。
告警切换信号为主终端设备检测到告警项后发送。具体地，可通过卫星变频功放系统的备份终端设备接收告警切换信号。卫星变频功放系统包括两个终端设备A和B，卫星变频功放系统在正常运行时，设备A作为主机提供发射功率，设备B作为备份机处于关闭功放的低功耗模式下。期间设备A与设备B均会对自身设备的告警项进行实时监测。其中，在主终端设备自检到告警项后，发送告警切换信号至备份终端设备。备份终端设备在接收到告警切换信号后，开启自身功放进行自检，检测是否存在告警项。主终端设备和备份终端设备进行自检的方式并不唯一，可以是对自身设备的器件进行扫描，根据扫描信号判断是否出现告警项。
可以理解，告警项的具体内容并不唯一，在一个实施例中，告警项包括PLL(PhaseLocked Loop，锁相环)失锁、温度告警、功率告警和雷击断电中的至少一种。主终端设备可以是在检测到告警项后便立即发送告警切换信号，也可以是在检测到多次告警项后再发送告警切换信号。本实施例中，告警切换信号为主终端设备检测到告警项出现两次以上后发送。具体地，主终端设备检测到出现告警项后，等待两次扫描进行确认，在均确认存在告警项后发送告警切换信号至备份终端设备，提高检测可靠性。
步骤S140：在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作。
具体地，备份终端设备在开启功放自检未发现告警项时，说明自身功放正常，关闭功放等待切换操作。主终端设备在发送告警切换信号之后会关闭自身功放，然后发送关功放信息至备份终端设备和客户端，以便客户端提示主终端设备异常。客户端可以是手机、笔记本、掌上电脑等终端。
在一个实施例中，步骤S140包括步骤142至步骤146。
步骤142：在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放。备份终端设备开启功放自检，并在未检测到自身设备存在告警项时关闭功放。
步骤144：检测是否接收到主终端设备发送的关功放信息。备份终端设备在关闭功放后检测是否接收到备份终端设备发送的关功放信息，若是，则进行步骤146；若否，则再次进行步骤144。
步骤146：切换卫星变频功放系统的波导开关，并开启功放进行工作。
备份终端设备在接收到主终端设备发送的关功放信息后，将卫星变频功放系统的波导开关切换至自身段，然后开启功放进入工作状态，完成了在系统出现告警项时的迅速切换，保障系统的正常运行。备份终端设备在开启功放进行工作后，还可发送切换成功提示信息至客户端，以便客户端提示用户备份终端设备工作，系统完成切换。
此外，步骤S140之前，该方法还可包括开启功放自检是否存在告警项的步骤，若开启功放自检不存在告警项，则进行步骤S140，若开启功放自检存在告警项，还可发送异常提示信息至客户端，以便客户端提示用户备份终端设备异常，系统停止切换。
在一个实施例中，如图2所示，步骤S130之前，该方法还包括步骤S110。
步骤S110：进行自检并判断是否存在告警项；若否，则进行步骤S130。
具体地，备份终端设备对自身设备的告警项进行实时监测，若没有检测到告警项，则在接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检。备份终端设备只在自身设备不存在告警项时，才接收告警切换信号后开启功放自检，提高检测效率。此外，备份终端设备在自检到告警项后，同样可发送异常提示信息至客户端，以便客户端提示用户备份终端设备异常，系统停止切换。
进一步地，在一个实施例中，继续参照图2，当自检判断不存在告警项时，步骤S130之前，该方法还包括步骤S120。
步骤S120：检测是否接收到主终端设备发送的告警切换信号；若是，则进行步骤S130；若否，则返回步骤S110。
在自检判断不存在告警项时，备份终端设备检测是否接收到主终端设备发送的告警切换信号，若是，则执行后续的切换操作，若否，则再次返回步骤S110进行自检，等待下一次切换操作。
上述卫星变频功放系统的终端备份方法，通过终端设备的冗余备份实现对系统出现告警项时的迅速切换，保障系统的正常运行，且不需要额外的监控控制器，减少了体积和重量，简化控制逻辑。和传统的卫星变频功放终端备份系统相比，提高了操作便利性。
在一个实施例中，还提供了一种卫星变频功放系统的终端备份装置，适用于大功率卫星上的变频功放冗余备份。如图3所示，该装置包括功放自检模块130和终端切换模块140。
功放自检模块130用于当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项。告警切换信号为主终端设备检测到告警项后发送。
终端切换模块140用于在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作。终端切换模块140在开启功放进行工作后，还可发送切换成功提示信息至客户端，以便客户端提示用户备份终端设备工作，系统完成切换。
在一个实施例中，终端切换模块140在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，检测是否接收到主终端设备发送的关功放信息；若是，则切换卫星变频功放系统的波导开关，并开启功放进行工作；若否，则再次检测是否接收到主终端设备发送的关功放信息。
此外，终端切换模块140在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放之前，还可开启功放自检是否存在告警项，若是，则关闭功放；若否，则可发送异常提示信息至客户端。
在一个实施例中，如图4所示，该装置还可包括告警自检模块110。告警自检模块110用于在功放自检模块130接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号之前，进行自检并判断是否存在告警项；若否，则控制功放自检模块130接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号。
进一步地，在一个实施例中，继续参照图4，该装置还可包括信号检测模块120。信号检测模块120用于在告警自检模块110自检判断不存在告警项时，检测是否接收到主终端设备发送的告警切换信号；若是，则控制功放自检模块130接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号；若否，则再次控制告警自检模块110进行自检并判断是否存在告警项。
关于卫星变频功放系统的终端备份装置的具体限定可以参见上文中对于卫星变频功放系统的终端备份方法的限定，在此不再赘述。上述卫星变频功放系统的终端备份装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
上述卫星变频功放系统的终端备份装置，通过终端设备的冗余备份实现对系统出现告警项时的迅速切换，保障系统的正常运行，且不需要额外的监控控制器，减少了体积和重量，简化控制逻辑。和传统的卫星变频功放终端备份系统相比，提高了操作便利性。
在一个实施例中，还提供了一种卫星变频功放系统，如图5所示，包括主终端设备210、备份终端设备220和波导开关230，主终端设备210连接备份终端设备220和波导开关230，备份终端设备220连接波导开关230。
主终端设备210用于在检测到告警项后发送告警切换信号至备份终端设备220，备份终端设备220用于接收到主终端设备210发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项；在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到主终端设备210发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关230，开启功放进行工作。
此外，主终端设备210在发送告警切换信号至备份终端设备220后关闭功放，并发送关功放信息至备份终端设备220和客户端。进一步地，备份终端设备220在开启功放进行自检确认存在告警项时，发送异常提示信息至客户端。或备份终端设备220在开启功放进行工作后，发送切换成功提示信息至客户端。关于主终端设备210和备份终端设备220的具体工作原理在上述卫星变频功放系统的终端备份方法中进行了详细解释说明，在此不再赘述。
上述卫星变频功放系统，通过终端设备的冗余备份实现对系统出现告警项时的迅速切换，保障系统的正常运行，且不需要额外的监控控制器，减少了体积和重量，简化控制逻辑。和传统的卫星变频功放终端备份系统相比，提高了操作便利性。
为便于更好地理解上述卫星变频功放系统及其终端备份方法和装置，下面结合具体实施例进行详细解释说明。
具体地，如图6所示为卫星变频功放系统的冗余备份部件框图，除了两台终端设备(UNIT A、UNIT B)之外，该系统其他配件还包括波导开关(RF SWITCH)、功率负载(LOAD)、功分器(SPLITTER)、连接线缆、安装框架等。UNIT A与UNIT B各内置MCU(Micro ControlUnit，微控制单元)，既是单机终端设备的设置、查询中心，也是冗余备份系统的控制、反馈中心，合二为一。
终端设备端口功能如下：
M&C PORT：客户端通信端口，支持RS485及以太网。
IF PORT：参考信号及中频信号输入端口。
PS PORT：供电输入端口。
RF PORT：射频信号输出端口。
REDUNDANT PORT：冗余控制端口，将两终端设备与波导开关端口互联，提供供电、通信、端口信号检测服务。
具体地，可在系统中增加AB_flag标识，可使用户随时区分设备A与设备B的位置信息。而在安装终端设备时又可以无差别操作，同时也可以避免A/B两台设备的切换逻辑出现竞争。在主终端设备出现功率异常、雷击断电、PLL失锁、温度告警等告警情况时能够迅速切换至备份终端设备，切换时间＜200ms。
系统模式框架图如图7所示，系统可使用户在单机(1+0)和系统(1+1)两种模式之间自由切换，以满足不同的需求。Auto模式可在异常情况时自动切换，切换速度快，中断时间短。Manual模式则需人为操作完成切换。系统集成RS485和Ethernet 2种应用广泛的通信方式，满足客户的不同需求。终端设备内部增加日志功能，会持续记录其参数的动态变化并把告警信息实时反馈在客户端软件界面，使客户及时发现异常现象并有助于后续设备的问题定位及性能改善。此外，还可根据用户选择来人为自由切换冷备份与热备份。
系统处于Auto模式下正常运行时，设备A作为主机提供发射功率，设备B作为备份机处于关闭功放的低功耗模式下。期间设备A与设备B均会对自身设备的告警项进行实时监测并对对端反馈过来的告警信息进行快速确认判断以作出相应回应，如图8所示为卫星变频功放系统的切换控制逻辑流程图。
当设备A出现PLL失锁、温度告警、功率告警等异常情况时逻辑判断如下(详见图3示意)：
1、设备A出现告警后，会等待2次扫描以确认(单次扫描时间10ms，最长用时20ms)。
2、设备A确认告警信息后将告警切换信号发给设备B，设备B单次扫描到该信号最长用时50ms，开功放(用时5ms)进行综合自检以确认自身无告警项(单次扫描时间10ms，最长用时20ms)。
3、设备B确认无告警后关闭功放，并检测设备A的功放关断状态。(最长用时5ms)。
4、设备B将开关Switch切换到自己端(合计最长用时50ms)。
5、设备B开功放工作。(合计最长用时5ms)。
6、设备A关功放反馈告警信息至客户端。
系统切换最长用时：20+50+5+20+5+50+5＝155ms
当设备A出现雷击断电等异常情况时逻辑判断如下：
1、设备A断电，设备B扫描到切换告警信息和设备A关功放信息最长用时50ms。
2、设备B机马上开功放(5ms)进行综合自检以确认自身无告警项(20ms)。
3、设备B确认无告警后关闭功放。(合计最长用时5ms)。
4、设备B将开关Switch切换到自己端(合计最长用时50ms)。
5、设备B开功放工作。(合计最长用时5ms)。
6、设备A关功放反馈告警信息至客户端。
系统切换最长用时最长用时：50+5+20+5+50+5＝135ms
上述卫星变频功放系统的冗余备份结构，存在以下优点。
1、简化操作。该系统不需要额外的监控控制器，减少了体积和重量，简化控制逻辑。
2、组网迅速。2台终端设备完全相同，任意两台设备通过简单的软件配置即可组成冗余系统。
3、系统可靠性好、稳定度高。对于功率异常、雷击断电、通信异常、PLL失锁、温度告警等情况可迅速切换，保障系统的正常运行。
4、异常反馈、查询。系统中出现的各项告警都会被记录在日志内并实时显示在客户端软件界面。
5、切换迅速。切换过程仅需155ms，极大减少了切换过程中系统误码的出现。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种卫星变频功放系统的终端备份方法，其特征在于，基于卫星变频功放系统的备份终端设备实现，该方法包括：
进行自检并判断是否存在告警项；
若否，则当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项；所述告警切换信号为所述主终端设备检测到告警项后发送；告警项包括PLL失锁、温度告警、功率告警和雷击断电；
在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到所述主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当自检判断不存在告警项时，所述当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项之前，还包括：
检测是否接收到主终端设备发送的告警切换信号；
若是，则进行所述当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项的步骤；
若否，则返回所述进行自检并判断是否存在告警项的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到所述主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作，包括：
在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放；
检测是否接收到所述主终端设备发送的关功放信息；
若是，则切换卫星变频功放系统的波导开关，并开启功放进行工作；
若否，则返回所述检测是否接收到所述主终端设备发送的关功放信息的步骤。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述告警切换信号为所述主终端设备检测到告警项出现两次以上后发送。
5.一种卫星变频功放系统的终端备份装置，其特征在于，基于卫星变频功放系统的备份终端设备实现，该装置包括：
告警自检模块，用于进行自检并判断是否存在告警项；
功放自检模块，用于若自检不存在告警项，当接收到卫星变频功放系统的主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项；所述告警切换信号为所述主终端设备检测到告警项后发送；告警项包括PLL失锁、温度告警、功率告警和雷击断电；其中，所述告警自检模块在备份终端设备未开启功放时检测是否存在告警项，所述功放自检模块在备份终端设备的功放开启时，检测备份终端设备是否存在告警项；
终端切换模块，用于在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到所述主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作。
6.一种卫星变频功放系统，其特征在于，包括主终端设备、备份终端设备和波导开关，所述主终端设备连接所述备份终端设备和所述波导开关，所述备份终端设备连接所述波导开关，
所述主终端设备用于在检测到告警项后发送告警切换信号至所述备份终端设备，所述备份终端设备用于进行自检并判断是否存在告警项；若否，则接收到所述主终端设备发送的告警切换信号时，开启功放进行自检确认是否存在预设的告警项；在开启功放自检未检测到告警项时关闭功放，并在接收到所述主终端设备发送的关功放信息后切换卫星变频功放系统的波导开关，开启功放进行工作；告警项包括PLL失锁、温度告警、功率告警和雷击断电。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主终端设备在发送告警切换信号至所述备份终端设备后关闭功放，并发送关功放信息至所述备份终端设备和客户端。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述备份终端设备在开启功放进行自检确认存在告警项时，发送异常提示信息至客户端，或
所述备份终端设备在开启功放进行工作后，发送切换成功提示信息至客户端。
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