基于频谱仪和Labview的卫视节目卫星信号监测系统

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一、概述

安徽卫视节目通过卫星传输不但覆盖全省，而且在全国大多数省市落地。安徽卫视卫星传输如出现故障，将影响用户接收。对安徽卫视卫星信号进行实时监测，是我台的一项重要任务。

我台的卫星信号监测主要是下行开路监测，是用户层面的监测。监测指标有功率电平、Eb/No、信道误码率等。

一般导致卫星节目信号发生传输故障的原因有：播出故障、电磁环境变化、非法干扰。播出故障，是因卫星传输系统自身的原因导致卫星信号接收异常，进入监测系统的卫星信号电平变小。电磁环境的变化可能导致卫星信号电平的变化，像雪衰、雨衰导致接收电平降低。还有非法干扰，使卫星信号电平变大。这些变化都可以通过监测电平发现。

Eb/No和信道误码率，可以做参考。但由于数字信号“再生”和DVB-S的卓越纠错能力的因素，当它们在较大范围内变化时，从用户角度看，难以察觉图像明显变化。考虑到我们进行的是最终接收效果监测，即是从用户角度监测，所以主要进行电平这一指标的监测。

二、基于频谱分析仪和labview的卫视节目卫星信号实时监测系统

1．系统简介

本系统基于Labview平台，实时将频谱分析仪测得的卫星下行信号的电平值回传到计算机，并进行数据处理，如分析、报警、存储。开发的目的是实时监测安徽卫视卫星信号,利用计算机对信号的电平参数进行分析,根据一定的算法判断异常情况,并会自动报警。还可以查询历史数据，回访历史数据，对历史数据进行文字和图表方式的统计,并制成报表。

2．硬件系统

包括一台AV4061型频谱分析仪和一台HP服务器，通过串口线连接。AV4061型频谱分析仪，输入频率9KHz～2.2GHz，安徽卫视卫星信号下行频率在此频段内。服务器用HP服务器，可接入省监测网，供远程监测。

3．软件系统

软件系统在Labview平台上开发。Labview是一个标准的数据采集和仪器控制开发平台。系统软件采用模块化结构，共有下面几个功能模块。

1）监测数据采集模块。

与频谱分析仪通信，设置频谱分析仪参数，实时获取指定频率信号的电平。

这里用MAX组件配置并实时检测本机串口。MAX是Labview平台提供的一个自动检测I/O口，并可进行配置的工具组件。流程图略。

2）监测数据的实时处理模块。

设定监测的阀值，监测到的实际结果与设定的阀值比较，如果监测信号超出设定的阀值即触发系统报警，并记入异态报警数据库。报警分图像和声音报警两种方式。

这里综合考虑了导致卫星节目信号发生传输故障的多种原因，不能仅用设置下限值来判断，还应设置一个上限值。即按实测情况给卫星信号设置一个较小的浮动范围，越出这个范围就说明有传输异常。低于下限值，可能是播出故障或雪衰、雨衰；大于上限值，可能是有非法干扰。

3）报警、测量数据的记录模块。

后台自动填写报警日志和测量日志，并可进行日志检索、排序。

4）测量数据报表图形生成模块。

用Excel读出历史数据，生成每日、每月的测量曲线和统计报表。

5）数据共享模块。

对于监测设备来说，远程访问功能很关键，因为监测设备在设备机房，与值班机房是分开的。本系统可以联入网络，提供WEB服务。具体配置略。

4．运行情况

信号异常时的界面：（因某种原因，只提供信号中断的模拟过程）

5．讨论

在测量时，要注意频谱仪输入衰减器不宜放在0dB的位置，如果衰减器置0，输入信号直接接到混频器上，则阻抗特性变差，造成较大的失配误差。

频谱仪的中频带宽（又称分辨率带宽）很多，从1MHz到1KHz以下约有10档左右。如果要测量间隔25KHz的两相邻信号，若它们的电平相差不大，则用10KHz的中频带宽就可以区分两信号。如果电平相差较大，则必须用3KHz或1KHz的中频带宽才能区分两信号。在选择中频带宽时，还应注意扫描时间，太快会使滤波器来不及响应，导致测量不准。AV4061频谱仪有自动调节功能，可将扫描时间自动调节到与扫描频宽、中频带宽相适应。这里设为自动。

用频谱仪测量数字信号应使用采样检波器，而不是峰值检波器。

还有要说明的是，系统所测的数字卫星电视信号的电平含义为“带内功率电平值”。其所指“带内”是指-3dB带宽内，“带内功率”是指-3dB带宽内信号功率之和。这就需在测试值上加上一个修正值。这里取修正值为16。

6．结束语

卫星信号监测是广播电视监测技术的一个重要方面。本文就一个成本低、稳定可靠、升级方便的卫星信号实时监测系统作了介绍。