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德力頻譜環境監測系統

應用背景

      廣播電視技術不斷發展，很多電視節目實現了現場直播，包括許多重大的國內外會議，大型室外活動，或各種大型體育比賽。大型的室外活動和比賽，例如，室外的賽車活動，需要近景和遠景（例如山區的山頂俯瞰部分或者整個賽區）的多個位置都要架設攝像機進行多角度拍攝，多臺攝像機在距離比較遠的位置上分別進行拍攝，距離轉播車距離較遠的攝像機不方便用有線的方式將信號傳輸到電視轉播車，因此，都使用點對點的數字微波傳輸方式，將攝像機信號傳輸到電視轉播車。這些活動，尤其是的活動，對現場信號傳輸的安全性和穩定性要求非常高，因此，在選擇數字微波的傳輸頻率前，需要在頻譜上確定哪些信道是相對干凈的，選擇出用于信號傳輸的通道和備用的傳輸通道，要盡可能確保傳輸設備所使用的信道不受干擾。在信號傳輸過程中，可能會出現干擾信號，會干擾到正在使用的信道，工程師需要有手段，有能力發現這種干擾，并及時將傳輸信道切換到沒有受到干擾的備用頻段上。

      另外，現場的通話方案也有有線和無線兩種方式，無線通話是通過對講機的雙工基站連接，在確定可用的通話信道前，用戶也需要在頻譜上確定哪些信道的頻率相對干凈，選擇可用通話信道和備用通話信道，以保證通話和指揮的暢通。

 客戶需求

      通常，電視臺的工作人員要竭盡全力的將電視信號安全的傳輸到衛星，實現全國范圍內的現場直播需求，無線數字微波傳輸所在的無線電環境安全，都由當地的無線電管理委員會等相關部門來保障。但工作現場環境復雜，多部門溝通難以保證及時和有效，電視臺首要任務是要保證信號正常傳輸，所以當傳輸信號出現問題時，需要一套監測系統來及時報警，指出存在的問題，用戶根據頻譜信息及時躲避干擾，切換到穩定的信道上，保證信號的不間斷傳輸。另外，需要這套監測系統可以實時無縫記錄整個轉播過程中所有使用中，以及備用頻段的頻譜信息，等現場直播任務完成后，查找和確定干擾的來源。

 解決方案

      德力儀器積極應對以上問題，推出“頻譜環境監測系統”，可實時發現警戒頻段內的干擾信號并報警，讓工作人員及時對設備調整，為直播現場的信號傳輸提供有力保障。

      “頻譜環境監測系統”由射頻傳感器監測節點和服務器系統軟件組成，一套服務器軟件支持多個射頻傳感器節點同時工作，服務器軟件可部署于本地服務器，也可以部署于公有云服務器。

      用戶可以通過多種設備的Web瀏覽器在任何時間，任何地點訪問“頻譜環境監測系統”服務器端，查看實時頻譜。

      射頻傳感器射頻輸入采用N型接頭，對使用的天線沒有特殊的要求，可與任何有源或無源天線元件結合使用。可以同時實時監測和記錄9kHz ~ 3GHz, 9kHz ~ 6GHz, 6.4GHz ~ 7.2GHz三個頻段范圍內的頻譜信號，用戶可設置6條任意形狀的合格線來觸發多種級別的報警。

      本地配備大容量固態硬盤，多個頻段的實時頻譜和報警信息實時存儲于本地的固態硬盤中，報警信息同時發送到服務器。本地固態硬盤可支持多天實時頻譜信息存儲，待存儲空間用完之后，將對本地存儲數據按照時間順序進行循環覆蓋。另外還配備PC機安裝的管理軟件，用戶可通過管理軟件導出射頻傳感器記錄的實時頻譜數據。

      射頻傳感器支持千兆以太網，WiFi，4G LTE多種連接方式，用戶可根據使用場地情況，選擇合適的連接方式。

頻譜監測系統部署示意圖

“頻譜環境監測系統”的使用可以劃分為三個階段：直播前，直播中，直播后。

直播前

      直播開始前，通過“電視直播環境頻譜監測系統”掃描周圍信號環境，選擇相對干凈的信道作為傳輸信號的信道，同時需要再選擇幾個備用的信道，以備在信號傳輸過程中出現干擾時，可將傳輸通道及時切換到無干擾頻率上。

直播中

      在現場直播過程中，通過數字微波無線傳輸的攝像機信號*的傳輸到轉播車，射頻傳感器實時監測正在使用微波頻段和備用微波頻段的頻譜，對應的頻段上設置了不同級別的報警合格線，當有超過報警合格線警戒范圍的信號出現時，立即觸發報警，并通過服務器實時提醒用戶。

直播后

      直播完成后，用戶可以用安裝管理軟件的筆記本電腦，通過網線將存儲在射頻傳感器內的歷史頻譜數據導出，在電腦上回放頻譜數據，進行分析以及事后處理。用戶可靈活的選擇需要導出數據的時間段。

產品

主要功能介紹

1.一個節點的多畫面進行實時監測

同時顯示2.0~2.8GHz，5.0~5.8GHz，6.4~7.5GHz信號頻譜

（1）同時監測一個測試節點的三個頻段頻譜：9kHz~3GHz，9kHz~6GHz，6.4GHz~7.5GHz。

（2）每個節點安裝固態硬盤，實時記錄所有頻譜數據。

（3）根據固態硬盤容量的不同，可存儲數天頻譜數據。

（4）本地頻譜記錄分段記錄，進行循環覆蓋。

 2.報警信息瀏覽

通過Web方式登錄服務器，瀏覽報警信

（1）實時頻譜信息存儲于本地。

（2）報警信息同時存儲于本地和服務器中。

（3）支持本地和服務器端瀏覽報警信息。

（4）報警信息至少存儲報警前一場數據，報警數據，以及報警結束后一場數據。

 3.設置頻譜報警合格線

本系統支持6條報警門限

（1）本系統支持6條報警門限。

（2）用戶可任意設置報警曲線的形狀。

（3）用戶可創建多組報警門限，以應用于不同的測試節點和頻段。

 4. 用Toolbox軟件導出和回放頻譜記錄

Toolbox軟件回放記錄的頻譜數據

（1）Toolbox軟件可協助用戶直接操控測試節點。

（2）用戶可將本地存儲的實時頻譜通過Toolbox軟件導出為單個文件，以留存為歷史記錄。

（3）Toolbox軟件可以本地回放實時頻譜數據。

（4）Toolbox軟件可導出和瀏覽測試節點存儲的報警記錄。

 5.應用案例

某電視臺春晚珠海分會場使用

某電視臺博鰲亞洲論壇使用

某電視臺人民代表大會和政治協商會議使用

某電視臺上海合作組織青島峰會使用

 德力頻譜環境監測系統