一种实时频谱监控系统

摘要

本申请公开了一种实时频谱监控系统，该系统包括：多个监控终端、中央管理服务器、变频器以及多个采集处理服务器；中央管理服务器通过局域网实现与变频器、采集处理服务器的命令与数据交互，以及通过局域网实现采集处理服务器与监控终端之间频谱信息的交互，实现对待监控系统实时频谱监控。本申请解决了现有技术中缺乏自动对通信信号进行分析监控的方案的技术问题。

权利要求

1.一种实时频谱监控系统，其特征在于，包括：多个监控终端、中央管理服务器、变频器以及多个采集处理服务器；其中，所述多个监控终端，用于接收用户输入的监控请求信息，并将所述监控请求信息发送给所述中央管理服务器；所述中央管理服务器，用于根据所述监控请求信息生成控制指令，并将所述控制指令发送给所述多个采集处理服务器；所述变频器，用于接收待监控系统中的射频信号，并将所述射频信号进行变频处理得到第一中频信号，将所述第一中频信号发送给所述多个采集处理服务器；所述多个采集处理服务器，用于接收所述第一中频信号和/或直接从所述待监控系统中接收第二中频信号，并对所述第一中频信号或第二中频信号进行预处理得到频谱信息，以及接收所述控制指令并根据所述控制指令将所述频谱信息上传至局域网，以使得同一局域网中所述多个监控终端根据所述频谱信息对所述待监控系统进行实时频谱监控；

每个所述采集处理服务器包括采集传输板、存储器以及GPU高速处理板；其中，所述采集传输板，用于至少一路中频信号进行处理得到所述频谱信息，其中，所述采集传输板包括采集子板以及传输载板；所述存储器，与所述采集传输板连接，用于接收并存储所述频谱信息；所述GPU高速处理板，与所述存储器连接，用于根据所述控制指令对所述频谱信息进行频域和时域处理得到处理后的数据，并将处理后的数据上传至所述局域网，以使得通过所述局域网将所述处理后的数据传输给所述多个监控终端，并在所述监控终端进行显示；

所述采集子板包括：第一接口芯片、第一FPGA芯片、ADC芯片以及第一连接器；其中，所述第一接口芯片，包括4个接口，用于接收所述变频器和/或所述待监控系统发送的4路中频信号；所述ADC芯片，与所述第一接口芯片连接，用于分别对所述4路中频信号中每路中频信号进行数模转换得到第一数字信号；所述第一连接器，与所述ADC芯片、所述传输载板以及所述第一FPGA芯片连接，用于将所述第一数字信号传输给所述传输载板，以及将所述传输载板提供的两路时钟信号传输给所述第一FPGA芯片；所述第一FPGA芯片，与所述ADC芯片、外部时钟设备和所述第一连接器连接，且设置有所述ADC芯片的配置信息，用于接收所述外部时钟设备或所述传输载板提供的两路时钟信号，以及根据所述配置信息控制所述ADC芯片进行初始化配置；

所述传输载板包括：第二连接器、第二FPGA芯片、缓存器以及第二接口芯片；其中，所述第二连接器，与所述第一连接器以及所述第二FPGA芯片连接，用于将所述第一数字信号传输给所述第二FPGA芯片；所述第二FPGA芯片，用于将所述第一数字信号进行直流分量抑制、滤波、数据截位、下变频、数据下采样得到所述频谱信息；所述缓存器，与所述第二FPGA芯片连接，用于对所述频谱信息进行缓存；所述第二接口芯片，与所述第二FPGA芯片连接，用于将所述频谱信息传输给所述采集处理服务器中的存储器进行存储；

所述第二FPGA芯片包括：直流分量抑制模块、高通滤波器、带通滤波器、数据截位模块、下变频模块、低通滤波器以及数字下采样模块；其中，所述直流分量抑制模块，用于对所述第一数字信号进行解算得到直流分量，从所述第一数字信号中剔除所述直流分量得到第二数字信号；所述高通滤波器，与所述直流分量抑制模块连接，用于滤除所述第二数字信号中残留的直流分量得到第三数字信号；所述带通滤波器，与所述高通滤波器连接，用于滤除所述第三数字信号中观测带宽外的杂波信号得到第四数字信号；所述数据截位模块，与所述带通滤波器连接，用于对所述第四数字信号进行截位处理得到第五数字信号；所述变频模块，与所述数据截位模块连接，用于将所述第五数字信号与预设的信号进行混频处理得到第六数字信号；所述低通滤波器，与所述变频模块连接，用于滤除所述第六数字信号中由于混频处理所引入的高频信号分量得到第七数字信号；所述数字下采样模块，与所述低通滤波器连接，用于对所述第七数字信号进行抽样处理得到所述频谱信息。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高通滤波器为低阶的FIR高通滤波器，所述带通滤波器为高阶的FIR高通滤波器，所述低通滤波器为高阶的FIR低通滤波器。

3.如权利要求1‑2任一项所述的系统，其特征在于，所述第一连接器以及所述第二连接器为FMC连接器。

4.如权利要求1‑2任一项所述的系统，其特征在于，所述第一接口芯片为SMA接口芯片，所述第二接口芯片为PCIE接口芯片。

说明书

一种实时频谱监控系统

技术领域

[0001] 本申请涉及监控技术领域，尤其涉及一种实时频谱监控系统。

背景技术

[0002] 在卫星通信系统中，为了对通信过程中信号进行分析，需要对信号频谱进行监控。目前，常通过频谱仪来获取信号的频谱图，为了对频谱进行监控必要时对频谱仪显示界面
进行录像。但是，在实际应用中频谱仪的功能一般是在频域内显示输入信号的频谱特性，而
不是用于专业的频谱监测，因此，在使用频谱仪进行频谱监测时存在如下缺点：

[0003] 1、通过频谱仪来获取信号的频谱信息全程需要人员在场，极大地浪费了人力资源。

[0004] 2、频谱仪通常采用单脉冲扫描的方式呈现频谱图，由于单脉冲扫描每个扫描的带宽有限，在卫星通信系统中信号的带宽较宽，通过单脉冲扫描方式对整信号进行扫描需要
的较长时长，因此，通过频谱仪显示整个信号带宽范围的频谱图的实时性差，无法自动呈现
实时频谱图。

[0005] 3、频谱仪主要显示的是频域参数信息，不具备对时域参数信息进行自动分析的能力。

[0006] 尽管随着电子通信技术和计算机信息技术的迅猛发展，各种自动化监测技术不断涌现并得到了广泛的应用，目前仍缺乏能实现对通信信号的自动获取、记录、分析以及异常
告警等全天候自动化监测的实时频谱监控系统，因此，如何对通信信号的自动获取、记录、
分析以及异常告警等全天候自动化监控，以期能够显著提高卫星通信系统的状态分析能力
和监控效率成为亟待解决的问题。

发明内容

[0007] 本申请解决的技术问题是：针对现有技术中缺乏自动对通信信号进行分析监控的方案。本申请提供了一种实时频谱监控系统，本申请实施例所提供的方案中，通过多个监控
终端来接收用户输入的监控请求信息，并将监控请求信息发送给中央管理服务器，然后中
央管理服务器根据监控请求信息生成控制指令，并将控制指令发送给多个采集处理服务
器，通过变频器接收待监控系统中的射频信号，并将射频信号进行变频处理得到第一中频
信号，将第一中频信号发送给多个采集处理服务器，然后再通过多个采集处理服务器接收
所述第一中频信号和/或直接从待监控系统中接收第二中频信号，并对第一中频信号或第
二中频信号进行预处理得到频谱信息，然后同一局域网中多个监控终端根据所述频谱信息
对所述待监控系统进行实时频谱监控。因此，本申请实施例所提供的方案中，不仅能实现自
动实时对通信信号的频谱信息进行监控，即实时自动呈现整信号的频谱图形，还能对实时
自动对通信信号中各载波的时域参数以及频域参数进行分析。

[0008] 第一方面，本申请实施例提供一种实时频谱监控系统，该系统包括：多个监控终端、中央管理服务器、变频器以及多个采集处理服务器；其中，

[0009] 所述多个监控终端，用于接收用户输入的监控请求信息，并将所述监控请求信息发送给所述中央管理服务器；

[0010] 所述中央管理服务器，用于根据所述监控请求信息生成控制指令，并将所述控制指令发送给所述多个采集处理服务器；

[0011] 所述变频器，用于接收待监控系统中的射频信号，并将所述射频信号进行变频处理得到第一中频信号，将所述第一中频信号发送给所述多个采集处理服务器；

[0012] 所述多个采集处理服务器，用于接收所述第一中频信号和/或直接从所述待监控系统中接收第二中频信号，并对所述第一中频信号或第二中频信号进行预处理得到频谱信
息，以及接收所述控制指令并根据所述控制指令将所述频谱信息上传至局域网，以使得同
一局域网中所述多个监控终端根据所述频谱信息对所述待监控系统进行实时频谱监控。

[0013] 本申请实施例所提供的方案中，通过多个监控终端来接收用户输入的监控请求信息，并将监控请求信息发送给中央管理服务器，然后中央管理服务器根据监控请求信息生
成控制指令，并将控制指令发送给多个采集处理服务器，通过变频器接收待监控系统中的
射频信号，并将射频信号进行变频处理得到第一中频信号，将第一中频信号发送给多个采
集处理服务器，然后再通过多个采集处理服务器接收所述第一中频信号和/或直接从待监
控系统中接收第二中频信号，并对第一中频信号或第二中频信号进行预处理得到频谱信
息，然后同一局域网中多个监控终端根据所述频谱信息对所述待监控系统进行实时频谱监
控。因此，本申请实施例所提供的方案中，提供了一种实现对通信信号的自动获取、记录、分
析以及异常告警等全天候自动化监测的实时频谱监控系统，填补了对通信信号进行实时自
动频谱监控的空白。

[0014] 可选地，每个所述采集处理服务器包括采集传输板、存储器以及GPU高速处理板；其中，

[0015] 所述采集传输板，用于至少一路中频信号进行处理得到所述频谱信息，其中，所述采集传输板包括采集子板以及传输载板；

[0016] 所述存储器，与所述采集传输板连接，用于接收并存储所述频谱信息；

[0017] 所述GPU高速处理板，与所述存储器连接，用于根据所述控制指令对所述频谱信息进行频域和时域处理得到处理后的数据，并将处理后的数据上传至所述局域网，以使得通
过所述局域网将所述处理后的数据传输给所述多个监控终端，并在所述监控终端进行显
示。

[0018] 可选地，所述采集子板包括：第一接口芯片、第一FPGA芯片、ADC芯片以及第一连接器；其中，

[0019] 所述第一接口芯片，包括4个接口，用于接收所述变频器和/或所述待监控系统发送的4路中频信号；

[0020] 所述ADC芯片，与所述第一接口芯片连接，用于分别对所述4路中频信号中每路中频信号进行数模转换得到第一数字信号；

[0021] 所述第一连接器，与所述ADC芯片、所述传输载板以及所述第一FPGA芯片连接，用于将所述第一数字信号传输给所述传输载板，以及将所述传输载板提供的两时钟信号传输
给所述第一FPGA芯片；

[0022] 所述第一FPGA芯片，与所述ADC芯片、所述外部时钟设备或所述第一连接器连接，且设置有所述ADC芯片的配置信息，用于接收所述外部时钟设备或所述传输载板提供的所
述两路时钟信号，以及根据所述配置信息控制所述ADC芯片进行初始化配置。

[0023] 可选地，所述传输载板包括：第二连接器、第二FPGA芯片、缓存器以及第二接口芯片；其中，

[0024] 所述第二连接器，与所述第一连接器以及所述第二FPGA芯片连接，用于将所述第一数字信号传输给所述第二FPGA芯片；

[0025] 所述第二FPGA芯片，用于将所述第一数字信号进行直流分量抑制、滤波、数据截位、下变频、数据下采样得到所述频谱信息；

[0026] 所述缓存器，与所述第二FPGA芯片连接，用于对所述频谱信息进行缓存；

[0027] 所述第二接口芯片，与所述第二FPGA芯片连接，用于将所述频谱信息传输给所述采集处理服务器中的存储器进行存储。

[0028] 可选地，所述第二FPGA芯片包括：直流分量抑制模块、高通滤波器、带通滤波器、数据截位模块、下变频模块、低通滤波器以及数字下采样模块；其中，

[0029] 所述直流分量抑制模块，用于对所述第一数字信号进行解算得到直流分量，从所述第一数字信号中剔除所述直流分量得到第二数字信号；

[0030] 所述高通滤波器，与所述直流分量抑制模块连接，用于滤除所述第二数字信号中残留的直流分量得到第三数字信号；

[0031] 所述带通滤波器，与所述高通滤波器连接，用于滤除所述第三数字信号中观测带宽外的杂波信号得到第四数字信号；

[0032] 所述数据截位模块，与所述带通滤波器连接，用于对所述第四数字信号进行截位处理得到第五数字信号；

[0033] 所述变频模块，与所述数据截位模块连接，用于将所述第五数字信号与预设的信号进行混频处理得到第六数字信号；

[0034] 所述低通滤波器，与所述变频模块连接，用于滤除所述第六数字信号中由于混频处理所引入的高频信号分量得到第七数字信号；

[0035] 所述数字下采样模块，与所述低通滤波器连接，用于对所述第七数字信号进行抽样处理得到所述频谱信息。

[0036] 可选地，所述高通滤波器为低阶的FIR高通滤波器，所述带通滤波器为高阶的FIR高通滤波器，所述低通滤波器为高阶的FIR低通滤波器。

[0037] 可选地，所述第一连接器以及所述第二连接器为FMC连接器。

[0038] 可选地，所述第一接口芯片为SMA接口芯片，所述第二接口芯片为PCIE接口芯片。

[0039] 与现有技术相比，本申请实施例所提供的方案具有如下优点：

[0040] 1、本申请实施例所提供的方案中，频谱监控系统设置多个采集处理服务器，中央管理服务器、多个监控终端以及变频器，通过部分采集处理服务器直接获取待监控系统的
中频信号，通过变频器将采集待监控系统的射频信号转换成中频信号，并通过部分采集处
理服务器获取射频信号所对应的中频信号，然后采集处理服务器对中频信号进行处理得到
频谱信息；监控终端通过中央管理服务器发送监控请求信息，与采集处理服务器接入到同
一局域网，然后在同一局域网中多个监控终端根据频谱信息对待监控系统进行实时频谱监
控，不仅能实现自动实时对通信信号的频谱信息进行监控，即实时自动呈现整信号的频谱
图形，还能对实时自动对通信信号中各载波的时域参数以及频域参数进行分析。

[0041] 2、本申请实施例所提供的方案中，多个采集处理服务器与多个终端之间通过局域网进行数据交互，每个终端可以自由选择与多个采集处理服务器进行数据交互，即每个终
端自动与多个采集处理服务器的通道自动对应，提高了系统的灵活性。

[0042] 3、本申请实施例所提供的方案中，采集处理服务器中配置了采集处理板和GPU高速处理板，通过采集处理板以及GPU高速处理板能够对数据进行高速处理，提高了信号分析
与处理的时效性，进而提高了频谱监控系统对频谱监控与信号采集分析的实时性。

[0043] 4、本申实施例所提供的方案中，采集传输板支持对至少一路中频信号进行处理，即支持同时对多通道信号的采集与处理，提高了信号处理的效率以及适用性。

附图说明

[0044] 图1为本申请实施例所提供的一种实时频谱监控系统的结构示意图；

[0045] 图2为本申请实施例所提供的一种采集处理服务器的结构示意图；

[0046] 图3为本申请实施例所提供的一种采集传输板的结构示意图；

[0047] 图4为本申请实施例所提供的一种传输载板中FPGA芯片的结构示意图；

[0048] 图5为本申请实施例所提供的一种待监控系统的结构示意图。

具体实施方式

[0049] 本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提
下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

[0050] 为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详
细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例
中的技术特征可以相互组合。

[0051] 参见图1，本申请实施例提供了一种实时频谱监控系统，该系统包括：多个监控终端11、中央管理服务器12、变频器13以及多个采集处理服务器14；其中，

[0052] 所述多个监控终端11，用于接收用户输入的监控请求信息，并将所述监控请求信息发送给所述中央管理服务器12；

[0053] 所述中央管理服务器12，用于根据所述监控请求信息生成控制指令，并将所述控制指令发送给所述多个采集处理服务器14；

[0054] 所述变频器13，用于接收待监控系统中的射频信号，并将所述射频信号进行变频处理得到第一中频信号，将所述第一中频信号发送给所述多个采集处理服务器14；

[0055] 所述多个采集处理服务器14，用于接收所述第一中频信号和/或直接从所述待监控系统中接收第二中频信号，并对所述第一中频信号或第二中频信号进行预处理得到频谱
信息，以及接收所述控制指令并根据所述控制指令将所述频谱信息上传至局域网，以使得
同一局域网中所述多个监控终端11根据所述频谱信息对所述待监控系统进行实时频谱监
控。

[0056] 具体的，在本申请实施例所提供的方案中，多个监控终端11、中央管理服务器12以及多个采集处理服务器14通过局域网进行通信连接。

[0057] 为了便于理解每个采集处理服务器对于接收的第一中频信号或第二中频信号进行处理得到频谱信息的过程，下面对每个采集处理服务器的硬件架构尽心简要介绍。

[0058] 参见图2，在一种可能实现的方式中，每个所述采集处理服务器14包括采集传输板21、存储器22以及GPU高速处理板23；其中，

[0059] 所述采集传输板21，用于至少一路中频信号进行处理得到所述频谱信息，其中，所述采集传输板21包括采集子板211以及传输载板212；

[0060] 所述存储器22，与所述采集传输板21连接，用于接收并存储所述频谱信息；

[0061] 所述GPU高速处理板22，与所述存储器22连接，用于根据所述控制指令对所述频谱信息进行频域和时域处理得到处理后的数据，并将处理后的数据上传至所述局域网，以使
得通过所述局域网将所述处理后的数据传输给所述多个监控终端11，并在所述监控终端11
进行显示。

[0062] 具体的，在本申请实施例所提供的方案中，每个采集处理服务器14中通过PCIE插槽集成一块采集传输板21，一块GPU高速处理板23和存储器22，以完成数字信号的采集传
输、数据计算处理以及数据存储，其中，采集传输板21是由采集子板211和传输载板212组
成。采集子板211以及传输载板212的结构有多种，为了便于理解下面分别对采集子板211和
传输载板212的硬件组成结构进行简要介绍。

[0063] 参见图3，在一种可能实现的方式中，所述采集子板211包括：第一接口芯片2111、第一FPGA芯片2112、ADC芯片2113以及第一连接器2114；其中，

[0064] 所述第一接口芯片2111，包括4个接口，用于接收所述变频器13和/或所述待监控系统发送的4路中频信号；

[0065] 所述ADC芯片2113，与所述第一接口芯片2111连接，用于分别对所述4路中频信号中每路中频信号进行数模转换得到第一数字信号；

[0066] 所述第一连接器2114，与所述ADC芯片2113、所述传输载板212以及所述第一FPGA芯片2112连接，用于将所述第一数字信号传输给所述传输载板212，以及将所述传输载板
212提供的两时钟信号传输给所述第一FPGA芯片2112；

[0067] 所述第一FPGA芯片2112，与所述ADC芯片2113、所述外部时钟设备或所述第一连接器2114连接，且设置有所述ADC芯片2113的配置信息，用于接收所述外部时钟设备或所述传
输载板提供的所述两路时钟信号，以及根据所述配置信息控制所述ADC芯片2113进行初始
化配置。

[0068] 参见图3，在一种可能实现的方式中，所述传输载板212包括：第二连接器2121、第二FPGA芯片2122、缓存器2123以及第二接口芯片2124；其中，

[0069] 所述第二连接器2121，与所述第一连接器2114以及所述第二FPGA芯片2122连接，用于将所述第一数字信号传输给所述第二FPGA芯片2122；

[0070] 所述第二FPGA芯片2122，用于将所述第一数字信号进行直流分量抑制、滤波、数据截位、下变频、数据下采样得到所述频谱信息；

[0071] 所述缓存器2123，与所述第二FPGA芯片2122连接，用于对所述频谱信息进行缓存；

[0072] 所述第二接口芯片2124，与所述第二FPGA芯片2122连接，用于将所述频谱信息传输给所述采集处理服务器中的存储器进行存储。

[0073] 参见图4，在一种可能实现的方式中，所述第二FPGA芯片2122包括：直流分量抑制模块31、高通滤波器32、带通滤波器33、数据截位模块34、下变频模块35、低通滤波器36以及
数字下采样模块37；其中，

[0074] 所述直流分量抑制模块31，用于对所述第一数字信号进行解算得到直流分量，从所述第一数字信号中剔除所述直流分量得到第二数字信号；

[0075] 所述高通滤波器32，与所述直流分量抑制模块31连接，用于滤除所述第二数字信号中残留的直流分量得到第三数字信号；

[0076] 所述带通滤波器33，与所述高通滤波器32连接，用于滤除所述第三数字信号中观测带宽外的杂波信号得到第四数字信号；

[0077] 所述数据截位模块34，与所述带通滤波器33连接，用于对所述第四数字信号进行截位处理得到第五数字信号；

[0078] 所述变频模块35，与所述数据截位模块34连接，用于将所述第五数字信号与预设的信号进行混频处理得到第六数字信号；

[0079] 所述低通滤波器36，与所述变频模块35连接，用于滤除所述第六数字信号中由于混频处理所引入的高频信号分量得到第七数字信号；

[0080] 所述数字下采样模块37，与所述低通滤波器36连接，用于对所述第七数字信号进行抽样处理得到所述频谱信息。

[0081] 在一种可能实现的方式中，所述高通滤波器32为低阶的FIR高通滤波器，所述带通滤波器33为高阶的FIR高通滤波器，所述低通滤波器36为高阶的FIR低通滤波器。

[0082] 在一种可能实现的方式中，所述第一连接器2114以及所述第二连接器2121为FMC连接器。

[0083] 在一种可能实现的方式中，所述第一接口芯片2111为SMA接口芯片，所述第二接口芯片2124为PCIE接口芯片。

[0084] 具体的，在本申请实施例所提供的方案中，第一FPGA芯片2112可以是Spartan‑6FPGA芯片，也可以是其他类型的FPGA芯片，在此不做限定，其中，在第一FPGA芯片2112中固
化烧录有ADC芯片2113的配置信息，在采集子板211上电之后，根据该配置信息控制ADC芯片
2113的初始化工作。进一步，第一FPGA芯片2112在工作过程中还需要输入两路输入时钟信
号，该两路时钟信号可以是外部时钟设备提供的，也可以是通过第一连接器2114由传输载
板212提供。ADC芯片2113可以是ADS54J66芯片，也可是其他类型的ADC芯片，在此不做限定。

[0085] 本申实施例所提供的方案中，采集传输板21支持对至少一路中频信号进行处理，即支持同时对多通道信号的采集于处理，提高了信号处理的效率以及适用性。

[0086] 进一步，当每个采集处理服务器14接收到中央管理服务器12发送的控制指令之后，GPU高速处理板23根据所述控制指令对所述频谱信息进行频域和时域处理得到处理后
的数据，其中，频域和时域处理包括FFT变换、特征参数提取、比对告警等频谱计算得到处理
后的数据，将处理后的数据通过局域网传输给多个监控终端11，监控终端11通过客户端浏
览器对处理后的数据进行展示。

[0087] 本申请实施例所提供的方案中，采集处理服务器14中配置了采集处理板21和GPU高速处理板23，通过采集处理板21以及GPU高速处理板23能够对数据进行高速处理，提高了
信号分析与处理的时效性，进而提高了频谱监控系统对频谱监控与信号采集分析的实时
性。

[0088] 为了便于理解，下面对每个采集处理服务器14中采集传输板21对中频信号进行处理得到频谱信息的过程简要介绍。

[0089] 1、AD数据采集

[0090] 具体的，第一FPGA芯片2112接收外部时钟设备或传输载板212提供的两路时钟信号，根据该两路时钟信号以及固化的AD配置程序控制ADC芯片2113进行采样时钟配置，然后
通过采集子板211中第一接口芯片2111从待监控系统或变频器13中接收4路中频信号，再通
过第一接口芯片2111将4路中频信号传输给ADC芯片2113，然后ADC芯片2113根据采样时钟
配置对输入的四路中频信号进行AD变换，输出每一路中频信号对应的第一数字信号以及将
第一数字信号通过第一连接器2114传输给传输载板212。

[0091] 2、直流分量抑制

[0092] 具体的，传输载板212通过第二连接器2121将第一数字信号发送第二FPGA芯片2122中的直流分量抑制模块31。直流分量抑制模块31分别对每路第一数字信号进行解算确
定出每路第一数字信号中的直流分量，然后在每路第一数字信号减掉该直流分量得到第二
数字信号，然后将第二数字信号发送给高通滤波器32。由于第二数字信号中剔除了解算出
的直流分量，即实现AD转换后的第一数字信号零频的直流分量抑制。

[0093] 3、高通滤波

[0094] 具体的，通过直流分量抑制模块31对AD转换后的第一数字信号零频的直流分量进行抑制得到第二数字信号之后，第二数字信号中可能还会存在残留的直流分量。因此，在得
到第二数字信号之后，需要引入高通滤波器32进一步对第二数字信号中残留的直流分量进
行过滤得到第三数字信号，将第三数字信号发送给带通滤波器33，从而进一步降低带通内
信号的杂散指标，其中，高通滤波器32为低阶的FIR高通滤波器。

[0095] 4、带通滤波

[0096] 具体的，在得到第三数字信号之后，第三数字信号中可能会存在观测带宽外的杂波信号，因此，在得到第三数字信号之后，需要引入带通滤波器33进一步对第三数字信号中
观测带宽外的杂波信号进行过滤得到第四数字信号，并将第四数字信号发送给数据截位模
块34，从而进一步对观测带宽外的信号进行抑制，其中，带通滤波器33为高阶的FIR高通滤
波器。高阶的高通滤波器既可以滤掉去直流的带外杂波，又能够提供更好的带内平坦度。

[0097] 5、数据截位

[0098] 具体的，第三数字信号经过带通滤波器33得到第四数字信号后，每通道对应的第四数字信号的数据位数增多。因此，数据截位模块34需通过分析输入第四数字信号的电平
范围对第四数字信号进行截位处理得到第五数字信号，并将第五数字信号发送给下变频模
块35。数据截位模块34进行截位处理的过程为：在保证数据有效性以及具有较优的数据位
置的前提下，通过截取高位多余的符号位和低位数据得到第五数字信号，以达到减小处理
位宽的效果。

[0099] 6、数字下变频

[0100] 具体的，下变频模块35除了与数据截位模块34连接，还外接DDS芯片，其中，DDS芯片用于生成正弦信号，并将正弦信号发送给下变频模块35。下变频模块35在接收到第五数
字信号之后，将第五数字信号与该正弦信号进行混频得到第六数字信号，并将第六数字信
号输入给低通滤波器36。例如，通过DDS生成频率在38.75Mhz的正弦信号，输入中频70Mhz±
30Mhz信号经过混频后带宽变为31.25±30Mhz，最高频谱为61.25Mhz。

[0101] 7、低通滤波

[0102] 具体的，通过下变频模块35将第五数字信号进行变频处理得到第六数字信号的过程中，可能会在第六数字信号中引入带外高频信号分量，因此，需要通过低通滤波器36对第
六数字信号中的带外高频信号分量进行抑制得到第七数字信号，并将第七数字信号发送给
数字下采样模块37。为了抑制带外高频信号分量以及同时保证信号带内平坦度，低通滤波
器36可以为高阶的FIR低通滤波器。

[0103] 8、数字下采样

[0104] 具体的，数字下采样模块37在接收到第七数字信号之后，为了保证频谱计算的时效性，需要通过对数据的抽点处理得到频谱信息，例如，2个点抽1个，以使得在提高显示分
辨率的同时降低采样速度，减轻后端数据传输和处理的压力，保证频谱计算的时效性。

[0105] 例如，第七数字信号的最高频率为61.25MHz，125M时钟采样可以完全恢复信号的特性，通过对数据的抽点处理(2个点抽1个)，在提高显示分辨率的同时降低采样速度，减轻
后端数据传输和处理的压力，保证频谱计算的时效性。

[0106] 进一步，在本申请实施例所提供的方案中，每个采集处理服务器14中采集传输板21对中频信号进行处理得到频谱信息之后，还需要对频谱信息进行缓存管理。

[0107] 9、数据缓存管理

[0108] 具体的，将下采样之后的4个通道中频谱信息按照道1、通道2、通道3、通道4的顺序依次传输，频谱信息经过DDR缓存器2123输送到第二接口芯片2124。

[0109] 例如，4个通道的数据经过下采样和数据截位后，单通道保留14bit有效数据，高2bit数据会进行通道号标识，一个采样点由2个字节表示，4个通道数据按照通道1、通道2、
通道3、通道4的顺序依次传输，数据经过DDR缓存后输送到第二接口芯片2124。

[0110] 为了便于理解上述实时频谱监控系统的工作过程，下面以举例的形式进行说明。

[0111] 例如，参见图5，为一种待监控系统的结构示意图。图5中，待监控系统包括上行通信链路和下行通信链路，其中，上行通信链路包括依次连接的多个调制器、调制开关、中频
分合路器、中频监控单元、上变频器、功率放大器以及天线；下行通信链路包括依次连接的
天线、场放、下变频器、中频监控单元、中频分合路器、解调开关以及多个解调器；上行通信
链路和下行通信链路共用天线、中频监控单元以及中频分合路器。为了对图5所示的待监控
系统中的射频信号和中频信号进行监控，在待监控系统上设置两个监控点，分别位于下行
通信链路中中频监测单元输出端口的监控点A和位于上行通信链路中功率放大器的输出端
口的监控点B。

[0112] 进一步，在本申请实施例所提供的实时监控系统中，将多个采集处理服务器14分为两部分，一部分采集处理服务器用于接收监控点A的中频信号，另一部分采集处理服务器
用于接收监控点B对应的中频信号，由于监测点B位于功率放大器的输出端，其输出的信号
为射频信号，故需要通过变频器13将射频信号变频为中频信号再传输给采集处理服务器。

[0113] 多个采集处理服务器14在采集到监测点A的中频信号以及监测点B的射频信号通过变频处理得到的中频信号之后，将中频信号进行预处理得到频谱信息，然后将频谱信息
上传至局域网，然后，同一局域网中所述多个监控终端11根据所述频谱信息对所述待监控
系统进行实时频谱监控。

[0114] 本申请实施例所提供的方案中，通过多个监控终端11来接收用户输入的监控请求信息，并将监控请求信息发送给中央管理服务器12，然后中央管理服务器12根据监控请求
信息生成控制指令，并将控制指令发送给多个采集处理服务器14，通过变频器13接收待监
控系统中的射频信号，并将射频信号进行变频处理得到第一中频信号，将第一中频信号发
送给多个采集处理服务器14，然后再通过多个采集处理服务器14接收所述第一中频信号
和/或直接从待监控系统中接收第二中频信号，并对第一中频信号或第二中频信号进行预
处理得到频谱信息，然后同一局域网中多个监控终端11根据所述频谱信息对所述待监控系
统进行实时频谱监控。因此，本申请实施例所提供的方案中，一方面不仅能实现自动实时对
通信信号的频谱信息进行监控，即实时自动呈现整信号的频谱图形，还能对实时自动对通
信信号中各载波的时域参数以及频域参数进行分析；另一方面，多个采集处理服务器14与
多个终端11之间通过局域网进行数据交互，每个终端可以自由选择与多个采集处理服务器
14进行数据交互，即每个终,11自动与多个采集处理服务器14的通道自动对应，提高了系统
的灵活性。

[0115] 显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围
之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。