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德力頻譜環(huán)境監(jiān)測系統(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)場直播，包括許多重大的國內(nèi)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(yuǎn)景（例如山區(qū)的山頂俯瞰部分或者整個賽區(qū)）的多個位置都要架設(shè)攝像機(jī)進(jìn)行多角度拍攝，多臺攝像機(jī)在距離比較遠(yuǎn)的位置上分別進(jìn)行拍攝，距離轉(zhuǎn)播車距離較遠(yuǎn)的攝像機(jī)不方便用有線的方式將信號傳輸?shù)诫娨曓D(zhuǎn)播車，因此，都使用點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)字微波傳輸方式，將攝像機(jī)信號傳輸?shù)诫娨曓D(zhuǎn)播車。這些活動，尤其是的活動，對現(xiàn)場信號傳輸?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干凈的，選擇出用于信號傳輸?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。在信號傳輸過程中，可能會出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)這種干擾，并及時將傳輸信道切換到?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(jī)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?shù)叫l(wèi)星，實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)的現(xiàn)場直播需求，無線數(shù)字微波傳輸所在的無線電環(huán)境安全，都由當(dāng)?shù)氐臒o線電管理委員會等相關(guān)部門來保障。但工作現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，多部門溝通難以保證及時和有效，電視臺首要任務(wù)是要保證信號正常傳輸，所以當(dāng)傳輸信號出現(xiàn)問題時，需要一套監(jiān)測系統(tǒng)來及時報警，指出存在的問題，用戶根據(jù)頻譜信息及時躲避干擾，切換到穩(wěn)定的信道上，保證信號的不間斷傳輸。另外，需要這套監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時無縫記錄整個轉(zhuǎn)播過程中所有使用中，以及備用頻段的頻譜信息，等現(xiàn)場直播任務(wù)完成后，查找和確定干擾的來源。

 解決方案

      德力儀器積極應(yīng)對以上問題，推出“頻譜環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”，可實(shí)時發(fā)現(xiàn)警戒頻段內(nèi)的干擾信號并報警，讓工作人員及時對設(shè)備調(diào)整，為直播現(xiàn)場的信號傳輸提供有力保障。

      “頻譜環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”由射頻傳感器監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器系統(tǒng)軟件組成，一套服務(wù)器軟件支持多個射頻傳感器節(jié)點(diǎn)同時工作，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。

      用戶可以通過多種設(shè)備的Web瀏覽器在任何時間，任何地點(diǎn)訪問“頻譜環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”服務(wù)器端，查看實(shí)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(jié)合使用。可以同時實(shí)時監(jiān)測和記錄9kHz ~ 3GHz, 9kHz ~ 6GHz, 6.4GHz ~ 7.2GHz三個頻段范圍內(nèi)的頻譜信號，用戶可設(shè)置6條任意形狀的合格線來觸發(fā)多種級別的報警。

      本地配備大容量固態(tài)硬盤，多個頻段的實(shí)時頻譜和報警信息實(shí)時存儲于本地的固態(tài)硬盤中，報警信息同時發(fā)送到服務(wù)器。本地固態(tài)硬盤可支持多天實(shí)時頻譜信息存儲，待存儲空間用完之后，將對本地存儲數(shù)據(jù)按照時間順序進(jìn)行循環(huán)覆蓋。另外還配備PC機(jī)安裝的管理軟件，用戶可通過管理軟件導(dǎo)出射頻傳感器記錄的實(shí)時頻譜數(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，用戶可根據(jù)使用場地情況，選擇合適的連接方式。

頻譜監(jiān)測系統(tǒng)部署示意圖

“頻譜環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”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(huán)境頻譜監(jiān)測系統(tǒng)”掃描周圍信號環(huán)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(xiàn)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(xiàn)場直播過程中，通過數(shù)字微波無線傳輸?shù)臄z像機(jī)信號*的傳輸?shù)睫D(zhuǎn)播車，射頻傳感器實(shí)時監(jiān)測正在使用微波頻段和備用微波頻段的頻譜，對應(yīng)的頻段上設(shè)置了不同級別的報警合格線，當(dāng)有超過報警合格線警戒范圍的信號出現(xiàn)時，立即觸發(fā)報警，并通過服務(wù)器實(shí)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(wǎng)線將存儲在射頻傳感器內(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。用戶可靈活的選擇需要導(dǎo)出數(shù)據(jù)的時間段。

產(chǎn)品

主要功能介紹

1.一個節(jié)點(diǎn)的多畫面進(jìn)行實(shí)時監(jiān)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(jiān)測一個測試節(jié)點(diǎn)的三個頻段頻譜：9kHz~3GHz，9kHz~6GHz，6.4GHz~7.5GHz。

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

（3）根據(jù)固態(tài)硬盤容量的不同，可存儲數(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.報警信息瀏覽

通過Web方式登錄服務(wù)器，瀏覽報警信

（1）實(shí)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(wù)器中。

（3）支持本地和服務(wù)器端瀏覽報警信息。

（4）報警信息至少存儲報警前一場數(shù)據(jù)，報警數(shù)據(jù)，以及報警結(jié)束后一場數(shù)據(jù)。

 3.設(shè)置頻譜報警合格線

本系統(tǒng)支持6條報警門限

（1）本系統(tǒng)支持6條報警門限。

（2）用戶可任意設(shè)置報警曲線的形狀。

（3）用戶可創(chuàng)建多組報警門限，以應(yīng)用于不同的測試節(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)助用戶直接操控測試節(jié)點(diǎn)。

（2）用戶可將本地存儲的實(shí)時頻譜通過Toolbox軟件導(dǎo)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(shí)時頻譜數(shù)據(jù)。

（4）Toolbox軟件可導(dǎo)出和瀏覽測試節(jié)點(diǎn)存儲的報警記錄。

 5.應(yīng)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(xié)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(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)