卫星通信宽带频谱实时采集与分析方法、监测方法及系统与流程

本发明涉及卫星通信领域，尤其涉及一种卫星通信宽带频谱实时采集与分析方法、监测方法及系统。

背景技术：

卫星通信系统以卫星为中继站转发信号，在多个地球站之间进行通信，目前的卫星通信多采用频分多址技术，不同的地球站占用不同的频率。为了提高通信质量，需要对卫星频率资源上的信号进行监测。现有技术多采用单频率信号监测技术，在同一时间点只能监测一个频率上的信号，监测终端不能够同时对多个频率的信号进行监控。而现有多频率上的信号检测技术不能够同时对多地球站通信系统上的频率信号进行监控。如何在一个监测终端上同时对系统内多个监测点上的信号进行监控是目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种卫星通信宽带频谱实时采集与分析方法、监测方法及系统，以解决在一个监测终端上同时对系统内多个监测点上的信号进行监控是目前需要解决的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种卫星通讯宽带频谱实时采集与分析方法，包括：

卫星通讯通信宽带频谱实时采集与分析系统实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；

所述卫星通讯通信宽带频谱实时采集与分析系统采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像，其中，所述频谱图 像表示卫星通信信号的频率与其功率之间的对应关系；

所述卫星通讯通信宽带频谱实时采集与分析系统保存每个设定周期内每路卫星通信信号对应频谱图像，并将每个设定周期内得到的频谱图像缓存到网络中。

可选的，所述卫星通信信号为：

射频信号、或者中频信号。

可选的，若所述卫星通信信号为射频信号时，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将采集的卫星通信信号转换为数字信号之前，该方法还包括：

所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将采集的射频信号进行变频处理，得到中频信号；

所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将采集的卫星通信信号转换为数字信号，包括：所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将得到的中频信号转换为数字信号。

可选的，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像之后，包括：

所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将每路卫星通信信号对应频谱图像与该路卫星通信信号对应的频谱基准图像进行比对；在确定出任一路卫星通信信号对应的频谱图像与该路卫星通信信号对应的频谱基准图像不同时，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统确定任一路卫星通信信号异常，并生成告警事件；

所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统保存每路卫星通信信号对应频谱图像，还包括：若任一路卫星通信信号出现异常，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像与所生成的告警事件进行关联，并保存所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像和所生成的告警事件。

可选的，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将得到的频谱图像缓存到网络中，还包括：

若任一路卫星通信信号出现异常，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像和所生成的告警事件缓存到网络中。

一种卫星通信宽带频谱实时监测方法，该方法包括：

监测终端确定需要获取至少一路卫星通信信号对应的频谱图像；

所述监测终端通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像。

可选的，所述监测终端通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像，包括：

所述监测终端从所述网络中，获取最近一次设定周期内所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像；或者

所述监测终端通过所述网络，从卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统中，获取任一设定周期内所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像。

可选的，所述监测终端通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像，还包括：

若所述至少一路卫星通信信号出现异常，所述监测终端通过所述网络中，获取所述至少一路卫星通信信号对应的告警事件。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例提供一种卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统，包括：

采集模块，用于实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；

处理模块，用于采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像，其中，所述频谱图像表示卫星通信信号的频率与其功率之间的对应关系；

存储模块，用于保存每个设定周期内每路卫星通信信号对应频谱图像；

上传模块，用于将每个设定周期内得到的频谱图像缓存到网络中。

可选的，所述卫星通信信号为：

射频信号、或者中频信号。

可选的，若所述卫星通信信号为射频信号，所述系统还包括：

变频模块，用于将采集的射频信号进行变频处理，得到中频信号；

所述采集模块具体用于：将所述变频模块得到的中频信号转换为数字信号。

可选的，所述处理模块还用于：

将每路卫星通信信号对应频谱图像与该路卫星通信信号对应的频谱基准图像进行比对；在确定出任一路卫星通信信号对应的频谱图像与该路卫星通信信号对应的频谱基准图像不同时，确定任一路卫星通信信号异常，并生成告警事件；

所述存储模块还用于：若任一路卫星通信信号出现异常，将所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像与所生成的告警事件进行关联，并保存所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像和所生成的告警事件。

可选的，所述上传模块，还用于：

若任一路卫星通信信号出现异常，将所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像和所生成的告警事件缓存到网络中。

一种监控终端，该终端包括：

确定模块，用于确定需要获取至少一路卫星通信信号对应的频谱图像；

获取模块，用于通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像。

可选的，所述获取模块还用于：

从所述网络中，获取最近一次设定周期内所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像；或者

通过所述网络，从卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统中，获取任一设定周期内所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像。

可选的，所述获取模块还用于：

若所述至少一路卫星通信信号出现异常，通过所述网络中，获取所述至少一路卫星通信信号对应的告警事件。

一种频谱监测系统，包括：至少两个卫星通信宽带频谱实时采集与分析子系统、以及监测终端，其中，每个卫星通信宽带频谱实时采集与分析子系统对应一个不同的地球站；

所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析子系统，用于实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像，其中，所述频谱图像表示卫星通信信号的频率与其功率之间的对应关系；保存每个设定周期内每路卫星通信信号对应频谱图像；将每个设定周期内得到的频谱图像缓存到网络中。

所述监测终端，用于确定需要获取至少一路卫星通信信号对应的频谱图像；通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像。

本发明实施例提供的一种卫星通信宽带频谱实时采集与分析方法、监测方法及系统，首先卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；然后卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像，其中，所述频谱图像表示卫星通信信号的频率与其功率之间的对应关系；最后所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统保存每个设定周期内每路卫星通信信号对应频谱图像，并将每个设定周期内得到的频谱图像缓存到网络中。当监测终端确定需要获取至少一路卫星通信信号对应的频谱图像时，从所述监测终端从网络中，获取所述至少一路卫星通信信号对应的实时频谱图像。本发明实施例可以实时对多路卫星通信 信号进行采集和处理，将得到的频谱图像缓存在交换机上，从而在一个监测终端上同时对系统内多个监测点上的信号进行监控。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种卫通宽带频谱实时采集与分析方法流程图；

图2为本发明实施例中的一种卫通宽带频谱实时监测方法流程图；

图3为本发明实施例中的一种卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统示意图；

图4为本发明实施例中的一种频谱监测系统示意图；

图5为本发明实施例中的一种监测终端示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例提供的技术方案进行详细说明。

本发明实施例提供了一种卫星通信宽带频谱实时采集与分析方法，如图1所示，包括如下操作：

步骤100、卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；

步骤110、所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像，其中，所述频谱图像表示卫星通信信号的频率与其功率之间的对应关系；

步骤120、所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统保存每个设定周期内每路卫星通信信号对应频谱图像，并将每个设定周期内得到的频谱图像缓存到网络中。

举例说明，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统可以采用组播方式实时向网络发送所述频谱图像，网络中缓存的是每个卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统最近一次上传的频谱图像。例如，可以通过交换机缓存每个 卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统最近一次上传的频谱图像。

本发明实施例提供的一种卫星通信宽带频谱实时采集与分析方法、监测方法，首先卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；然后卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像，其中，所述频谱图像表示卫星通信信号的频率与其功率之间的对应关系；最后所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统保存每个设定周期内每路卫星通信信号对应频谱图像，并将每个设定周期内得到的频谱图像缓存到网络中。本发明实施例实现了实时对多路卫星通信信号进行采集和处理。另外，由于将实时得到的频谱图像缓存在交换机上，从而在一个监测终端上实现了同时对多个检测点上的卫星通信信号进行监测。

本发明实施例中，所述卫星通信信号可以为射频信号，也可以为中频信号。

可选的，若所述卫星通信信号为射频信号时，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将采集的卫星通信信号转换为数字信号之前，该方法还包括：所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将采集的射频信号进行变频处理，得到中频信号；

相应的，步骤100中所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将采集的卫星通信信号转换为数字信号，包括：所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将得到的中频信号转换为数字信号。

可选的，本发明实施例中，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像之后，包括：

所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将每路卫星通信信号对应频谱图像与该路卫星通信信号对应的频谱基准图像进行比对；在确定出任一路卫星通信信号对应的频谱图像与该路卫星通信信号对应的频谱基准图像不同时， 所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统确定任一路卫星通信信号异常，并生成告警事件；

所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统保存每路卫星通信信号对应频谱图像，还包括：若任一路卫星通信信号出现异常，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像与所生成的告警事件进行关联，并保存所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像和所生成的告警事件。

可选的，告警事件中包括告警时间、频率以及功率，可通过告警时间等信息对告警发生时的所述频谱图像进行回溯。

本发明实施例中，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将得到的频谱图像缓存到网络中，还包括：

若任一路卫星通信信号出现异常，所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统将所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像和所生成的告警事件缓存到网络中。

本发明实施例还提供了一种卫星通信宽带频谱实时监测方法，如图2所示，包括如下操作：

步骤200、监测终端确定需要获取至少一路卫星通信信号对应的频谱图像；

步骤210、所述监测终端通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像。

本发明实施例中，所述监测终端通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像，包括以下两种实现方式：

一、若所述监测终端需要获取实时频谱图像，则所述监测终端直接从所述网络中，获取最近一次设定周期内所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像。

二、若所述监测终端需要获取历史频谱图像，则所述监测终端通过所述网络，从卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统中，获取任一设定周期内所述 任一路卫星通信信号对应的频谱图像。

基于上述任一实施例，可选的，所述监测终端通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像，还包括：

若所述至少一路卫星通信信号出现异常，所述监测终端通过所述网络中，获取所述至少一路卫星通信信号对应的告警事件。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供一种卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统，如图3所示，包括：

采集模块301、用于实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；

处理模块302、用于实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；

存储模块303，用于保存每个设定周期内每路卫星通信信号对应频谱图像；

上传模块304，用于将每个设定周期内得到的频谱图像缓存到网络中。

本发明实施例中，通过采集模块完成采集卫星通信信号的操作；处理模块将接收到的数字信号进行处理得到频谱图像，并对频谱图像按照采样的时间进行存储；上传模块将处理模块得到的频谱图像缓存到网络中。

本发明实施例提供的一种卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统，首先实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；然后采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像，其中，所述频谱图像表示卫星通信信号的频率与其功率之间的对应关系；最后保存每个设定周期内每路卫星通信信号对应频谱图像，并将每个设定周期内得到的频谱图像缓存到网络中。当监测终端确定需要获取频谱图像时，从所述监测终端从网络中，获取实时频谱图像。本发明实施例可以实时对多路卫星通信信号进行采集和处理，将得到的频谱图像缓存在交换机上，从而在一个监测终端上同时对系统内多个监测点上的信号进行监控。

可选的，所述卫星通信信号为：射频信号、或者中频信号。

可选的，若所述卫星通信信号为射频信号，所述系统还包括：

变频模块，用于将采集的射频信号进行变频处理，得到中频信号；

所述采集模块具体用于：将所述变频模块得到的中频信号转换为数字信号。

可选的，得到所述频谱图像后，所述处理模块还用于：

将每路卫星通信信号对应频谱图像与该路卫星通信信号对应的频谱基准图像进行比对；在确定出任一路卫星通信信号对应的频谱图像与该路卫星通信信号对应的频谱基准图像不同时，确定任一路卫星通信信号异常，并生成告警事件；

所述存储模块还用于：若任一路卫星通信信号出现异常，将所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像与所生成的告警事件进行关联，并保存所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像和所生成的告警事件。

可选的，所述上传模块，还用于：

若任一路卫星通信信号出现异常，将所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像和所生成的告警事件缓存到网络中。

本发明实施例中，图3所示的频谱监测系统中的采集模块的功能可以通过实时频谱采集设备实现，以完成采集卫星通信信号的操作。其中，实时频谱采集设备可以采用紧凑的外围组件互连cpci(compactperipheralcomponentinterconnect)机箱，最多可以支持8块cpci板卡，支持光纤传输，将中频信号按照设定的采样策略转换成数字信号发送给具有处理功能的处理服务器。处理模块和上传模块的功能可以通过处理服务器实现，以将实时频谱采集设备得到的数字信号进行处理得到频谱图像，并对频谱图像按照采样的时间进行存储，同时将频谱图像与频谱基准图像进行比对，在出现异常的频域信号时，生成告警信号，并将告警信号存储于频谱图像中，将所述频谱图像缓存到网络中。变频模块的功能可以通过下变频器实现，以将采集到的射频信号通过转换为中频信号，具体参见图4所示。

图4中当所要采集的信号为射频信号时，射频信号通过下变频器转换为中频信号，实时频谱设备与下变频器相连接，采集所述中频信号；当所要采集的信号为中频信号时，实时频谱采集设备直接对该中频信号进行采集；实时频谱采集设备将中频信号换成数字信号；实时频谱采集设备与高性能处理服务器相连接，高性能处理服务器将接收到的数字信号处理得到频谱图像，并进行存储；高性能处理服务器通过网络，可以将实时频谱图像缓存到网络中；监测终端通过网络，可以从交换机上实时获取频谱图像，在需要获取历史频谱图像时，通过交换机，从高性能处理服务器中获取所需的历史频谱图像。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供一种监测终端，如图5所示，该终端包括：

确定模块501，用于确定需要获取至少一路卫星通信信号对应的频谱图像；

获取模块502，用于通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像。

可选的，该获取模块还用于：

从所述网络中，获取最近一次设定周期内所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像；或者

通过所述网络，从卫星通信宽带频谱实时采集与分析系统中，获取任一设定周期内所述任一路卫星通信信号对应的频谱图像。

可选的，所述获取模块还用于：

若所述至少一路卫星通信信号出现异常，通过所述网络中，获取所述至少一路卫星通信信号对应的告警事件。

本发明实施例还提供了一种频谱监测系统，包括：至少两个卫星通信宽带频谱实时采集与分析子系统、以及监测终端，其中，每个卫星通信宽带频谱实时采集与分析子系统对应一个不同的地球站；

所述卫星通信宽带频谱实时采集与分析子系统，用于实时采集多路卫星通信信号，将采集到的每路卫星通信信号分别转换为数字信号；采用傅立叶变换，对每路数字信号进行处理，得到每路卫星通信信号对应频谱图像，其中，所述频谱图像表示卫星通信信号的频率与其功率之间的对应关系；保存每个设定周期内每路卫星通信信号对应频谱图像；将每个设定周期内得到的频谱图像缓存到网络中。

所述监测终端，用于确定需要获取至少一路卫星通信信号对应的频谱图像；通过网络，获取所述至少一路卫星通信信号对应的频谱图像。

现有技术中客户端采用面向连接的方式与接收机相连获取频谱图像数据，客户端数量的增加将增加接收机的数据传输与处理负担，因此客户端的数量受到接收机处理能力的严重制约。本发明的频谱监测系统中具有多个卫星通信宽带频谱实时采集与分析子系统，对应多个不同的地球站，处理能力得到极大的提高，使检测终端的数量不受限制。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设 备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。