卫星接收状态分析及网络传输监测的开发

陈 猛

（福建省广播影视集团，福州 350108）

卫星接收状态分析及网络传输监测的开发

陈 猛

（福建省广播影视集团，福州 350108）

福建省广播影视集团卫星上行站肩负着全省主要传输广播电视节目上星的任务，为了能及时直观地、多方面判断出播出状态，更加便利地监测播信号，我们把接收到信号进行质量监测分析并加入网络传输，在站区内全面地对播出后接收状况进行监测，让站区人员获得全面播出情况。

播出监测；接收状态；网络传输；视频采集；视频处理；网络接收；信号分析

1 接收机网络监测接线框图

图1 接收机网络监测接线框图

2 监测系统主要组件介绍

本系统主要由综合卫星接收机、SNMP适配器、视频采集卡、路由器、网卡、IBM兼容PC机组成，通过网络通信线联接，如图2所示。

（1）综合卫星接收机IRD。综合卫星接收机IRD采用哈雷2963，哈雷ProView2900系列综合接收解码器具有PEG-2DVB和ATSC解码、多种前端选项，包括DVB-S（单或双），专业DVB-S2，MPEGoverIP，DS3-ATM，G.703，DSNG及ASI等功能，是我站机房接收监测的主要解码器。

图2 主要组件联接图

（2）SNMP Adapter（SNMP适配器）。IRD内置SNMP卡及基于Web的管理功能，网络管理人员可通过网络平台进行远端监控和管理IRD。SNMP Adapter或内接式SNMP界面卡会将接收信息转换成SNMP MIB信息，通过网络传给相关的网管服务器主机。当发生不正常状态时，可根据传来的信息得知事件发生，并进行数据处理。具有可编程开发功能，可在网络上对IRD进行访问。

（3）服务器主机、客户端PC采用IBM兼容PC。IBM兼容PC作为本系统软件运行的平台，并配上Windows操作系统是我们最常用的微机，配置要求CPU主频2G，内存2G，显卡256MB显存，支持DirectX9.0c，硬盘5.5G以上。

（4）路由器及网卡。路由器或HUB用来连接多个卫星接收机、服务器主机、客户端PC。方便由一台电脑集中管理多台设备。使用通用PCI网卡即可。为了保证通信速度，推荐用100M以上的网卡。

（5）视频采集卡。采用支持DSPack开发，是一套使用微软Direct Show和DirectX技术的类和组件的视频采集卡。

3 开发程序的实现

本系统由VC++采集协议库存与Brola nd Delphi界面开发结合，可应用Windows7以上系统。其流程如下：

（1）采集卫星接收状态数据与视频信号：卫星接收状态数据信号是通过利用SNMP读取接收机信号，采集卡捕获视频信号。

（2）工作于DirectX 9，支持系统WinX。DirectShow是微软公司提供的一套在Windows平台上进行流媒体处的开发包，由此我们仅需安装完视频采集卡后，在接口程序口选定所要显示的视集卡名称，我们就可以根据自己的需要进行视频采集。利用Filter Graph实现捕获视频功能：DirectShow使用一种叫做Filter Graph的模型来管理整个数据流的处理过程，参与数据流处理的各个功能模块称做Filter，各个Filter在Filter Graph中按一定的顺序读文件、从视频设备中获取视频、对视频流进行解码、将数据送往声卡或显卡。由此我们就捕获到我们所需的视频图像。在电脑的前端显示出采集卡的视频信号。

（3）管理协议服务器端通信。通过TCPServer与TCPClient通信实现，并在视频缓存时传输，视频抓取sample Grabber函数使用缓冲模式，缓冲模式向下传递采样时拷贝每个采样，而回调模式对于每个采样调用程序定义的回调函数。回调模式是动态加载filter，采样是microsoft directdraw surface，在回调期间surface被锁定。

（4）图像信号的处理。通过图像的采样、压缩、编码，并转换成传输流，在服务器端、客户端通信联接上时，建立缓存流memStream:=TMemoryStream. Create；视频通信在程序的开始，需要用TJpegImage. Create来创建一个视频采集CapWnd:=capCreate CaptureWindow('预览窗口'，WS_VISIBLE or WS_CHILD,0,0,320,240,PrevWnd,1)；在后面的参数：CompressionQuality代表预览窗口的句柄，你可以指定一个Panel的句柄；在320*240窗口中预览。capDriverConnect(CapWnd,0)；连接视频采集capDlgVideoFormat(CapWnd)；显示视频设置对话框，进行配置视频的大小、颜色位数等。

（5）数据传输格式。调用TCPClient.Write Integer命令，发送卫星接收信号CN,Eb/No，接收余量值。AThread.connection.ReadLn获取待读缓冲去的大小，读到每行数据信息进行分割，得到CN,Eb等数值，其中CN:=list[0]；EB:=list[1]按此格式进行数据传输。

（6）管理协议客户端通信，接收服务器的数据，开其主要开发如下：利用Indy组件中TcpServer组件和TcpClient控件，实现TCP通信，在通信联通时设定为True代表打开Client端的通信时上传主机的网址TClientSocket.address:填上主机的IPAddress，Server与Client都设在同一网段，同一通信所用的Port，要注意TClientSocket的Port要设得与主机的port一样。这样通过协议就可接收到我们需要的参数。

（7）信号在客户端的解码、显示，开其主要开发如下：视频通信接收时AThread.Connection. ReadInteger；取得视频图像数据头，压缩时需要用到LoadFromStream(memStream)。设置视频压缩参数，Image.Picture.Bitmap.Assign(jpg)是设置每帧视频数据的回调函数，我们就可以将回调时的视频数据通过网络进行传输。AThread.Connection. ReadBuffer(memStream.Memory^,BufferLen)；建立视频缓存，jpg.LoadFromStream(memStream)进行视频加载并显示。

（8）参数组信息的接收。传输中除图像外，还有多个参数组成一条信息数据，在收到每一条信息行后，按格式读取还原每个参数，并绘制走势曲线，开其主要开发如下：一条信息数据记取到string字符串，其中包含卫星接收信号CN,Eb/No，接收余量值，各参数中加了分割符'/d'，接收到时再进行字符识别，把各参数赋值各list[0]数组。利用Chart3控件，画出Series曲线，能实时显示卫星接收信号接收余量值，反映出接收机状态。

（9）图表显示。TeeChart ActiveX是Steema SL公司开发的图表类控件，主要用来生成各种复杂的图表。在Delphi里包括了TChart的VCL版本。需要在程序中制作曲线图、条状图、饼状图等，使用这个控件是不错的选择。在图片控件可画出实时曲线。本系统把接收余量值值指定为line，选择纵坐标为-3～30dB。横坐标为一分钟内值实时向左流动，由于Tchart图表横坐标是固定的，如果不随着接收余量值值向左流动刷新，就看不到最值。所以在程序中把TCHART的横坐标60等分，每秒的数值加1，来实现一分钟内参数值实时向左流动

4 网络监测界面开发

程序开发时，不但实现软件功能，还要优化界面，用户快速按钮组等制作，在界面的右侧对最常用的操作按钮，集中制作快速按钮组，便于用户操作。通过“播出状态网络传输监测”的使用，除了在机房内，还可以在卫星地球站区内网中，如办公室、会议室内存可很方便地监测到原本只能在机房中才能看到的播出状态及相关参数，并可对采集到的CN,Eb/No，接收余量值，误码率与接收图像质进行分析。

图3 网络监测程序界面1

图4 网络监测程序界面2

5 播出质量监测调试与数据分析

系统序设计后，依照测试用例分别进行系统的单元测试、集成测试、有效性测试，最后进行系统的总体测试。首先，对组成系统的各个模块分别进行单元测试；其次，对通过单元测试的各个模块进行了组装测试即集成测试，并完成系统模块功能有效性测试；最后完成系统测试。通过以上测试，我们自行开发“卫星接收状态分析及网络传输监测”，形成一个完整的开发、调测过程，达到实用化、人性化的效果。

通过采集的数据与理论进行对比，发现在QPSK调制下，CN，Eb/No的差值为1dB左右，当Eb/No小于5.5dB，误码率就约为e-4，图像开始出现马赛克，所以接收接收余量值与Eb/No差5.5dB。误码率与接收图像质的分析理论值与实际是基本一致的，图5为我站1.5米C波段小天线作为门限监测接收图，通过本应用采到的数据，更加直观、方便地观察到站内的播出状态。

图5 信号采集数据样表

6 结束语

卫星上行站需要完善的播出系统监测，以自行开发为主，结合集成商产品进行持续开发，从早期模拟电路加蜂鸣器、单台电脑声卡接单路音频设备的报警，到今天的卫星接收状态网络传输监测，均运行良好，为卫星地球站安全播出提供了更多一层的报警保障。

本设计可在配备综合接收设备和网络覆盖的上行站、节目播出部、有线台等播出单位推广。为其他带有SNMP适配器及带有采集监控设备的开发也提供了借鉴，不必购买昂贵的遥控、监测面板，节省大量资金，还可以自行开发个性化的软件和界面，更好适应值班的要求。一线人员更清楚自己最需要什么样的管理工具，通过软件开发拥有了自主开发的软件，而且培养了计算机监测、应用、设计的人才，为下一步机房设备等其他项目的开发及技术普及得到推进。

近日，2016移动互联网流量创新峰会在北京召开。联通宽带在线有限公司和中国电信综合平台携手500余名来自全国各地的传统、互联网企业领军人物，展开了一场流量为王时代的高端对话。大会发布流量银行流量红包升级版，用户使用流量红包，可以将手机套餐内的流量制作成红包，发送给好友使用。

联通宽带在线有限公司总经理马彦在致辞中表示此次峰会，是两个运营商继网络资源共享、营销资源共享、业务互通基础上更为深入的合作模式，本次峰会开启了产业链聚合、商业模式多元化发展的新模式。

在联通宽带流量经营事业部总经理周华“流量连接与生态创造价值”的主题演讲中，围绕“产品”+“服务”+“生态”阐释了流量经营生态化的演进路线，后向流量、定向流量等流量产品多元化、多维度创新发展，流量需求爆发式增长；流量银行等互联网流量创新平台沉淀蜕变，流量商业化模式创新多方演进；两年间，企业合作伙伴倍数增长，无边界扩展。

自2014年11月流量银行发布至今，经过多次的沉淀、蜕变、流量银行渐入佳境。从公布的数据来看，除存流量、赚流量这样的基本功能外，用户足迹还流连在流量交易、沃派不清零套餐、流量红包、流量夺宝等版块上。除普通用户可以在流量银行交易市场上自由买卖之外，流量银行还将流量交易作为基础能力开放给合作伙伴，藉此打造多元化、多层次流量经营平台。流量银行还推出“流量保”的新功能，用户花1元钱即可买到手机爆炸+流量未使用完的双重保险，当月购买的流量包内未使用完，用户可获得一定的流量币补偿。

整场会议在抢流量红包的互动环节到达一个小高潮，联通宽带流量经营事业部总经理周华在介绍完流量红包功能后，现场将自己的套餐流量打包成拼手气红包发送，嘉宾现场通过抢流量红包，便可获得30M，50M，106M这样的随机流量。红包中流量的多少不再是运营商规定，首次以任意额度的形式被用户自己定义，更接近了人们所熟知的水、电。一时间，现场气氛突变，原本沉稳持重的行业大佬们为抢到的红包流量物欢呼雀跃。此举让大家生动的了解到通过流量银行，流量被赋予了连接以外更多的附加价值。为了配合联通加快4G战略的发展，目前流量红包和流量夺宝仅向4G用户开放。

中国电信综合平台也进行了主题为“流量+新生态”的主题演讲。“流量+ 新生态”是指中国电信由原来智能管道的主导者，综合平台提供者、内容应用参与者的新三者向智能为主的“新三化”转型，围绕这样一个转型升级的策略，流量经营将按照智能网络、智能连接生态圈和大数据三个方面提升流量经营服务水平和服务层次，将之前的流量能力开放和价值链合作，提升到生态圈的合作。

腾讯、新浪等互联网领军企业也一起分享了与联通在流量生态体系里的合作模式的探索，包括新浪微博的定向流量，年度的让红包飞与流量银行的结合等，互联网与电信运营商的合作越来越深入、紧密。此次会议的成功举办，彰显了中国联通在流量经营多元化上的前瞻性，为各行业搭建了开放服务平台，为共建流量生态体系，实现智能时代的流量价值再造与全产业链共赢奠定了实践基础。

Satellite Receiving State Analysis andDevelopment of Network Monitoring

Chen Meng
(Fujian Radio, Film and Television Group, Fouzhou, 350108)

The provincial radio and Television Group satellite uplink station undertakes the main transmission of radio and TV programs on the star task, In order to intuitively judge, many broadcast state, more convenient to monitor the broadcast signal, we have received signal quality monitoring analysis and join the network transmission, in the station of comprehensive reception after the broadcast monitoring, let staff obtain comprehensive broadcast station situation.

Satellite Broadcast monitoring; receiving state; network transmission; video capture; video processing; network reception; signal analysis

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.01.007

TN938，TN943.3，TN915

B

1672-7274（2017）01-0026-04