Разработка автоматизированной системы мониторинга сигнала во входном тракте для спутниковой телекомпании (Московский технический университет связи и информатики)
Введение 4
Глава 1. Анализ по направлению автоматизированных систем мониторинга спутникового сигнала во входном тракте 6
1.1 Анализ организации автоматизированных систем мониторинга спутникового сигнала во входном тракте 6
1.2 Анализ аналогов автоматизированных систем мониторинга спутникового сигнала во входном тракте 8
1.2.1 Dipol AS07STCA-4K 8
1.2.2 Rohde&Schwarz ETL TV Analyzer 9
1.3 Анализ нормативных документов и разработка функциональных требований к автоматизированной системе мониторинга спутникового сигнала во входном тракте 11
1.3.1 Анализ нормативных документов 11
1.3.2 Разработка функциональных требований к автоматизированной системе мониторинга спутникового сигнала во входном тракте 13
Выводы 14
Глава 2. Проектирование автоматизированной системы мониторинга сигнала во входном тракте для спутниковой телекомпании 15
2.1 Методы построения автоматизированной системы мониторинга спутникового сигнала во входном тракте 15
2.2 Проектирование алгоритма автоматизации системы мониторинга спутникового сигнала во входном тракте 19
2.3 Выбор программных средств реализации системы 20
Выводы 23
Глава 3. Реализация автоматизированной системы мониторинга сигнала во входном тракте для спутниковой телекомпании 24
3.1 Реализация программного обеспечения автоматизированной системы мониторинга сигнала во входном тракте 24
3.2 Реализация визуального интерфейса автоматизированной системы мониторинга сигнала 37
3.3 Тестирование разработанной автоматизированной системы мониторинга сигнала во входном тракте для спутниковой телекомпании 40
Выводы 43
Заключение 45
Список использованных источников 46
Системы спутникового телевизионного вещания представляют собой разновидность систем спутниковой связи, в которой сигналы телевизионных программ, передаваемые или ретранслируемые космическими станциями, предназначены для приёма телевизионными приемниками [1]. Работа всей системы спутникового телевидения зависит от целого ряда факторов, как природных, так и технических. Эффективная и безотказная работа систем спутникового телевидения практически невозможна без детального мониторинга качества передаваемого сигнала [2]. Для непрерывной оценки характеристик принимаемого сигнала регистрации флуктуаций параметров сигнала и оценки корреляции отклонения параметров сигнала с внешними факторами применяются автоматизированные системы мониторинга спутникового сигнала [3].
Целью работы является разработка автоматизированной системы мониторинга сигнала во входном тракте для спутниковой телекомпании, выполняющей функции оценки наиболее важных параметров спутникового сигнала именно на этапе его приема.
Выполнение ВКР включает в себя ряд задач. В их число входят:
1. Оценка характеристик спутникового сигнала во входном тракте, подлежащих мониторингу.
2. Проведение обзора существующих решений с детальным анализом их преимуществ и недостатков.
3. Разработка технических требований к автоматизированной системе мониторинга на основе проанализированной информации.
4. Проектирование и тестирование системы, выполнение оценки соответствия разработанной системы изначально поставленным задачам.
ВКР состоит из 3 глав и заключения. В первой главе выполнен анализ текущего состояния сферы автоматизированных систем мониторинга спутникового сигнала во входном тракте. Рассмотрен ряд аналогов системы, приведен краткий анализ нормативных документов, применяемых при разработке системы, а также разработаны функциональные требования к разрабатываемой системе.
Во второй главе рассмотрен процесс проектирования автоматизированной системы мониторинга сигнала. Описаны используемые методы построения автоматизированной системы. Разработан алгоритм работы автоматизированной системы, произведен выбор среды разработки для реализации программного обеспечения системы.
В третьей главе выполнено проектирование автоматизированной системы мониторинга сигнала. Приведены структурная и функциональная схема системы. Разработано программное обеспечение автоматизированной системы мониторинга сигнала во входном тракте. Выполнена разработка визуального интерфейса проектируемой системы. Проведено тестирование работы системы на модели входного тракта спутникового сигнала.
В заключении подведены итоги работы над проектом, рассмотрены результаты тестирования системы. Приведен краткий обзор перспектив и возможного расширения функционала разработанного решения.
В ходе работы над ВКР разработана автоматизированная система мониторинга сигнала во входном тракте для спутниковой телекомпании. При разработке системы контроля применены все полученные в ходе обучения теоретические знания, изучены нормативные документы, регламентирующие создание систем мониторинга и контроля состояния.
В ходе проектирования решены такие задачи, как:
• Оценка характеристик спутникового сигнала во входном тракте, подлежащих мониторингу.
• Проведение обзора существующих решений с детальным анализом их преимуществ и недостатков.
• Разработка технических требований к автоматизированной системе мониторинга на основе проанализированной информации.
• Проектирование и тестирование системы, выполнение оценки соответствия разработанной системы изначально поставленным задачам.
В результате работы получена система, полностью удовлетворяющая требованиям технического задания на проектирование.
Помимо разработки непосредственно системы мониторинга также спроектирован генератор тестовых сигналов, который использовался в процессе тестирования системы. Генератор предоставил возможность изменять параметры сигнала и оценить реакцию системы мониторинга на выход характеристик сигнала за установленные диапазоны.
Функционал разработанной системы мониторинга может быть расширен для реализации дополнительных функций. Кроме того, модульная архитектура программного обеспечения системы дает возможность сравнительно легко интегрировать ее с любым аппаратным обеспечением, имеющим соответствующий набор драйверов.
Таким образом, задание на ВКР выполнено в полном объеме, результаты разработки соответствуют требованиям технического задания.
1. Ермилов В.Т. Перерывы связи в спутниковых каналах на примере передачи сигналов цифрового телевидения // Электросвязь. 2012. № 1. С. 16-20.
2. Карякин В.Л. Технология эксплуатации систем и сетей цифрового телевидения стандарта DVB-T2. 2-е издание, переработанное и дополненное. Москва: Общество с ограниченной ответственностью «СОЛОН-Пресс», 2020. 384 с.
3. Попов В.В. Вопросы цифровой трансформации в телевидении // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2021. № 3. С. 10-16.
4. Belozertsev A., Gusev K., Grineko E., Glasman K. A multimodal quality assessment of compressed materials for adaptive bitrate video streaming // 2018 International Symposium on Consumer Technologies, ISCT 2018, St. Petersburg, 11–12 мая 2018 года. St. Petersburg, 2018. P. 29-31. DOI: 10.1109/ISCE.2018.8408910
5. Cheng J.C.P., Chen W., Chen K., Wang Q. Data-driven predictive maintenance planning framework for MEP components based on BIM and IoT using machine learning algorithms // Automation in Construction. 2020. Vol. 112. P. 103087. DOI: 10.1016/j.autcon.2020.103087.
6. Богуславский, Л. Б. Основы построения вычислительных сетей для автоматизированных систем / Л.Б. Богуславский, В.И. Дрожжинов. - М.: Энергоатомиздат, 2013. - 256 c.
7. Майоров, А. В. Безопасность функционирования автоматизированных объектов / А.В. Майоров, Г.Н. Москатов, Г.П. Шибанов. - М.: Машиностроение, 2014. - 264 c.
8. Karyakin V.L. Techniques for IPTV Network Quality Assessment by BER Coefficient without Disabling TV Signal // 2021 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications, Conference Proceedings. Moscow, 2021. P. 9416124. DOI: 10.1109/IEEECONF51389.2021.9416124.
9. Арюшенко В.М., Шелухин О.И., Афонин М.Ю. Цифровое сжатие видеоинформации и звука, М.: Дашков и К, 2003 г.
10. Князев В.С., Афанасьев А.В. Компьютерная измерительная лаборатория // Сборник научных трудов студенческой научной конференции 79 «Информатика и системы управления в ХХI веке» М.: ООО «Эликс +» - С.84 - 88.
11. Локшин Б.А. Цифровое вещание: от студии к телезрителю. - М.: Сайрус системс, 2001
12. Сайт «DVB Project» [Электронный ресурс] URL: http://www.dvb.org/ (Дата обращения 04.05.25)
13. Сайт «The Advanced Television Systems Committee» [Электронный ресурс] URL: http://www.atsc.org/ (Дата обращения 04.05.25)
14. The World DAB Forum // http://www.worlddab.org
15. LabVIEW. Практикум по основам измерительных технологий (+ CD-ROM) / В.К. Батоврин и др. - М.: ДМК Пресс, 2010. - 232 c
16. Батоврин, В. К. LabVIEW. Практикум по основам измерительных технологий / В.К. Батоврин. - М.: ДМК Пресс, 2010. -274c.
17. Мошкин, В. В. LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий / В.В. Мошкин. - М.: ДМК Пресс, 2009. -926c.
18. Бутырин, П.А. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7 Express / П.А. Бутырин, Т.А. Васьковская, В.В. Каратаев, С.В. Материкин – М.: ДМК Пресс, 2005. - 264 с.
19. Суранов, С.Я. LabVIEW : справочник по функциям / С.Я. Суранов. - М.: ДМК Пресс, 2007. - 572 с.
20. Назаров, Сост.В.И. Спутниковое телевидение / Сост.В.И. Назаров, В.И.Рыженко. - М.: Оникс, 2014. -294c
21. Рассел, Джесси Спутниковое телевидение / Джесси Рассел. - М.: VSD, 2013. -696c.
22. Березин К. Ю. Гарантия качества обслуживания (QoS) в канале интерактивного взаимодействия цифрового спутникового телевидения. // Электронный журнал Исследовано в России. — 90 — с. 999 1008 — 2001 г. — http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/090.pdf.
23. ITU-T Recommendation H.323. Packet-Based Multimedia Communications Systems.- ITU, October 1997. 123 pgs.
24. ETSI EN 301 421. Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services. — v 1.1.2. — ETSI, — 23 pgs.
25. Hung A., Monpetit M.-J., Kesidls G. ATM via Satellite: A Framework and Implementation. // Wireless Netwoks. — pp. 141-153.
26. Defintion of a Satellite Interactive Terminal for use in a DVB system. — rev. 14. ~ Eutelsat, Hispasat, etc., — 104 pgs.
27. Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specification for data broadcasting. ~ draft v 1.2.1. ETSI, — 33 pgs.
28. Henderson T. R., Katz R. H. Transport protocol for internet-compatible satellite networks. // IEEE Journal on Selected Areas in Communications — February 1999 — Vol.17. № 2. - pp.326-344.
29. Abramson N. Internet access using VSAT. // IEEE Communications Magazine — July 2000 Vol.38. - № 7. - pp.60-68.
30. ETSI EN 301 790. Digital Video Broadcasting (DVB); Interaction channel for satellite distribution systems. v 1.2.2. - ETSI, December 2020. - 99 pgs.