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德力頻譜環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

應(yīng)用背景

      廣播電視技術(shù)不斷發(fā)展，很多電視節(jié)目實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)直播，包括許多重大的國(guó)內(nèi)外會(huì)議，大型室外活動(dòng)，或各種大型體育比賽。大型的室外活動(dòng)和比賽，例如，室外的賽車(chē)活動(dòng)，需要近景和遠(yuǎn)景（例如山區(qū)的山頂俯瞰部分或者整個(gè)賽區(qū)）的多個(gè)位置都要架設(shè)攝像機(jī)進(jìn)行多角度拍攝，多臺(tái)攝像機(jī)在距離比較遠(yuǎn)的位置上分別進(jìn)行拍攝，距離轉(zhuǎn)播車(chē)距離較遠(yuǎn)的攝像機(jī)不方便用有線(xiàn)的方式將信號(hào)傳輸?shù)诫娨曓D(zhuǎn)播車(chē)，因此，都使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)字微波傳輸方式，將攝像機(jī)信號(hào)傳輸?shù)诫娨曓D(zhuǎn)播車(chē)。這些活動(dòng)，尤其是的活動(dòng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性要求非常高，因此，在選擇數(shù)字微波的傳輸頻率前，需要在頻譜上確定哪些信道是相對(duì)干凈的，選擇出用于信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ篮蛡溆玫膫鬏斖ǖ?，要盡可能確保傳輸設(shè)備所使用的信道不受干擾。在信號(hào)傳輸過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)干擾信號(hào)，會(huì)干擾到正在使用的信道，工程師需要有手段，有能力發(fā)現(xiàn)這種干擾，并及時(shí)將傳輸信道切換到?jīng)]有受到干擾的備用頻段上。

      另外，現(xiàn)場(chǎng)的通話(huà)方案也有有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩種方式，無(wú)線(xiàn)通話(huà)是通過(guò)對(duì)講機(jī)的雙工基站連接，在確定可用的通話(huà)信道前，用戶(hù)也需要在頻譜上確定哪些信道的頻率相對(duì)干凈，選擇可用通話(huà)信道和備用通話(huà)信道，以保證通話(huà)和指揮的暢通。

 客戶(hù)需求

      通常，電視臺(tái)的工作人員要竭盡全力的將電視信號(hào)安全的傳輸?shù)叫l(wèi)星，實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)直播需求，無(wú)線(xiàn)數(shù)字微波傳輸所在的無(wú)線(xiàn)電環(huán)境安全，都由當(dāng)?shù)氐臒o(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì)等相關(guān)部門(mén)來(lái)保障。但工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，多部門(mén)溝通難以保證及時(shí)和有效，電視臺(tái)首要任務(wù)是要保證信號(hào)正常傳輸，所以當(dāng)傳輸信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要一套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)及時(shí)報(bào)警，指出存在的問(wèn)題，用戶(hù)根據(jù)頻譜信息及時(shí)躲避干擾，切換到穩(wěn)定的信道上，保證信號(hào)的不間斷傳輸。另外，需要這套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)無(wú)縫記錄整個(gè)轉(zhuǎn)播過(guò)程中所有使用中，以及備用頻段的頻譜信息，等現(xiàn)場(chǎng)直播任務(wù)完成后，查找和確定干擾的來(lái)源。

 解決方案

      德力儀器積極應(yīng)對(duì)以上問(wèn)題，推出“頻譜環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，可實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)警戒頻段內(nèi)的干擾信號(hào)并報(bào)警，讓工作人員及時(shí)對(duì)設(shè)備調(diào)整，為直播現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)傳輸提供有力保障。

      “頻譜環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”由射頻傳感器監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器系統(tǒng)軟件組成，一套服務(wù)器軟件支持多個(gè)射頻傳感器節(jié)點(diǎn)同時(shí)工作，服務(wù)器軟件可部署于本地服務(wù)器，也可以部署于公有云服務(wù)器。

      用戶(hù)可以通過(guò)多種設(shè)備的Web瀏覽器在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)“頻譜環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”服務(wù)器端，查看實(shí)時(shí)頻譜。

      射頻傳感器射頻輸入采用N型接頭，對(duì)使用的天線(xiàn)沒(méi)有特殊的要求，可與任何有源或無(wú)源天線(xiàn)元件結(jié)合使用?？梢酝瑫r(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄9kHz ~ 3GHz, 9kHz ~ 6GHz, 6.4GHz ~ 7.2GHz三個(gè)頻段范圍內(nèi)的頻譜信號(hào)，用戶(hù)可設(shè)置6條任意形狀的合格線(xiàn)來(lái)觸發(fā)多種級(jí)別的報(bào)警。

      本地配備大容量固態(tài)硬盤(pán)，多個(gè)頻段的實(shí)時(shí)頻譜和報(bào)警信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)于本地的固態(tài)硬盤(pán)中，報(bào)警信息同時(shí)發(fā)送到服務(wù)器。本地固態(tài)硬盤(pán)可支持多天實(shí)時(shí)頻譜信息存儲(chǔ)，待存儲(chǔ)空間用完之后，將對(duì)本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序進(jìn)行循環(huán)覆蓋。另外還配備PC機(jī)安裝的管理軟件，用戶(hù)可通過(guò)管理軟件導(dǎo)出射頻傳感器記錄的實(shí)時(shí)頻譜數(shù)據(jù)。

      射頻傳感器支持千兆以太網(wǎng)，WiFi，4G LTE多種連接方式，用戶(hù)可根據(jù)使用場(chǎng)地情況，選擇合適的連接方式。

頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部署示意圖

“頻譜環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的使用可以劃分為三個(gè)階段：直播前，直播中，直播后。

直播前

      直播開(kāi)始前，通過(guò)“電視直播環(huán)境頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”掃描周?chē)盘?hào)環(huán)境，選擇相對(duì)干凈的信道作為傳輸信號(hào)的信道，同時(shí)需要再選擇幾個(gè)備用的信道，以備在信號(hào)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)干擾時(shí)，可將傳輸通道及時(shí)切換到無(wú)干擾頻率上。

直播中

      在現(xiàn)場(chǎng)直播過(guò)程中，通過(guò)數(shù)字微波無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臄z像機(jī)信號(hào)*的傳輸?shù)睫D(zhuǎn)播車(chē)，射頻傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)正在使用微波頻段和備用微波頻段的頻譜，對(duì)應(yīng)的頻段上設(shè)置了不同級(jí)別的報(bào)警合格線(xiàn)，當(dāng)有超過(guò)報(bào)警合格線(xiàn)警戒范圍的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，立即觸發(fā)報(bào)警，并通過(guò)服務(wù)器實(shí)時(shí)提醒用戶(hù)。

直播后

      直播完成后，用戶(hù)可以用安裝管理軟件的筆記本電腦，通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)將存儲(chǔ)在射頻傳感器內(nèi)的歷史頻譜數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在電腦上回放頻譜數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析以及事后處理。用戶(hù)可靈活的選擇需要導(dǎo)出數(shù)據(jù)的時(shí)間段。

產(chǎn)品

主要功能介紹

1.一個(gè)節(jié)點(diǎn)的多畫(huà)面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

同時(shí)顯示2.0~2.8GHz，5.0~5.8GHz，6.4~7.5GHz信號(hào)頻譜

（1）同時(shí)監(jiān)測(cè)一個(gè)測(cè)試節(jié)點(diǎn)的三個(gè)頻段頻譜：9kHz~3GHz，9kHz~6GHz，6.4GHz~7.5GHz。

（2）每個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝固態(tài)硬盤(pán)，實(shí)時(shí)記錄所有頻譜數(shù)據(jù)。

（3）根據(jù)固態(tài)硬盤(pán)容量的不同，可存儲(chǔ)數(shù)天頻譜數(shù)據(jù)。

（4）本地頻譜記錄分段記錄，進(jìn)行循環(huán)覆蓋。

 2.報(bào)警信息瀏覽

通過(guò)Web方式登錄服務(wù)器，瀏覽報(bào)警信

（1）實(shí)時(shí)頻譜信息存儲(chǔ)于本地。

（2）報(bào)警信息同時(shí)存儲(chǔ)于本地和服務(wù)器中。

（3）支持本地和服務(wù)器端瀏覽報(bào)警信息。

（4）報(bào)警信息至少存儲(chǔ)報(bào)警前一場(chǎng)數(shù)據(jù)，報(bào)警數(shù)據(jù)，以及報(bào)警結(jié)束后一場(chǎng)數(shù)據(jù)。

 3.設(shè)置頻譜報(bào)警合格線(xiàn)

本系統(tǒng)支持6條報(bào)警門(mén)限

（1）本系統(tǒng)支持6條報(bào)警門(mén)限。

（2）用戶(hù)可任意設(shè)置報(bào)警曲線(xiàn)的形狀。

（3）用戶(hù)可創(chuàng)建多組報(bào)警門(mén)限，以應(yīng)用于不同的測(cè)試節(jié)點(diǎn)和頻段。

 4. 用Toolbox軟件導(dǎo)出和回放頻譜記錄

Toolbox軟件回放記錄的頻譜數(shù)據(jù)

（1）Toolbox軟件可協(xié)助用戶(hù)直接操控測(cè)試節(jié)點(diǎn)。

（2）用戶(hù)可將本地存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)頻譜通過(guò)Toolbox軟件導(dǎo)出為單個(gè)文件，以留存為歷史記錄。

（3）Toolbox軟件可以本地回放實(shí)時(shí)頻譜數(shù)據(jù)。

（4）Toolbox軟件可導(dǎo)出和瀏覽測(cè)試節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的報(bào)警記錄。

 5.應(yīng)用案例

某電視臺(tái)春晚珠海分會(huì)場(chǎng)使用

某電視臺(tái)博鰲亞洲論壇使用

某電視臺(tái)人民代表大會(huì)和政治協(xié)商會(huì)議使用

某電視臺(tái)上海合作組織青島峰會(huì)使用

 德力頻譜環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)