隨著全球低軌寬帶衛星的大規模部署，越來越多的衛星擠占了有限的軌道、頻率資源。低軌寬帶衛星不管是衛星數量，軌道高度，以及與地球的相對速度，都與傳統的靜止軌道有很大的區別。

低軌寬帶衛星的軌道高度多為1000多公里，幾十分鐘繞地球一圈，衛星相對地球處于高速移動中，每顆衛星的過頂時間也很短，一般只有幾分鐘，這對衛星地面站的信號監測提出了極大的挑戰。 同時，地面上潛在的干擾源數量也逐步增多，5G NR基站的進一步鋪開，多種頻段雷達的并存等，都對衛星信號的監測提出了極高的要求。為了保障衛星信號的服務質量，維護服務設備的正常運轉，需要對衛星信號進行7/24小時的信號監測。

Keysight的衛星信號監測方案使用高性能的硬件平臺和強大的信號監測軟件以及矢量解調軟件，可以實現全自動的衛星信號監測，識別當前的能量信息，對長時間的監測數據進行分析，對衛星信號的解調，干擾識別等，實現全方面、多個維度的衛星信號監測。

Keysight的低軌寬帶通信衛星信號監測系統有硬件和軟件兩部分構成：

硬件部分有兩種儀表可選，模塊化頻譜分析儀M9391A/M9393A 和便攜式手持表Fieldfox。

軟件部分有N6820ES Signal Surveyor 4D信號監測軟件以及89600 VSA矢量信號分析軟件。

N6820ES Signal Surveyor 4D軟件可以實現自動的信號監測，能量篩選，調制識別等。89600 VSA矢量信號分析軟件，通過時域、頻域、調制域的分析，可以對可疑衛星信號進行干擾分析，識別干擾信號以及衛星信號里面常見掩藏在主信號下的干擾信號(Signal under Carrier)，判斷干擾信號對主信號的影響。 N6820ES Signal Surveyor 4D和89600 VSA軟件均可以支持上面提到的兩種硬件，不同的組合具有不同的特色。

兩種不同硬件的平臺的測試方案如下

基于PXIe頻譜分析儀的多通道衛星信號監測解決方案

基于PXIe頻譜分析儀的衛星信號監測方案。此方案的硬件部分為模塊化的頻譜分析儀，可選兩款：M9391A和M9393A。軟件部分采用N6820ES Signal Surveyor 4D和89600 VSA。

基于Fieldfox手持表衛星信號監測解決方案

Fieldfox手持表是一款多功能的便攜式儀表。Fieldfox單表支持的頻率最高為50 GHz，和N6820ES Signal Surveyor 4D、89600 VSA軟件配合使用，非常適用于衛星地面站的信號監測。

看完方案，您會注意到兩套方案種都有信號監測軟件，為什么需要信號監測軟件呢？N6820ES信號監測軟件能完成哪些常規儀表沒有辦法完成的任務？常規的儀表只能通過查看頻譜、實時頻譜來進行手動的信號監測。

使用N6820ES Signal Surveyor軟件可以完成全自動的7/24衛星信號監測。Signal Surveyor 4D是目前非常全面且靈活的頻譜監測軟件，它具有強大的能量檢測算法，可以支持先進的頻譜監測，通過設置能量門限和監測條件，自動的監測并匯報當前頻率范圍存在的能量及其詳細信息。

軟件還支持自動的告警任務，可以自動的觸發IQ數據、頻譜數據記錄，調制識別等任務。Surveyor 4D還包含有內置的SQL數據庫，支持長時間的記錄頻譜的統計信息。可長時間記錄的信息包括來自能量檢測的所有結果，信號的頻點，帶寬，功率，截獲次數，占用度能詳細信息。SQL數據庫可以用于信號趨勢的監測。軟件還支持多種搜索模式，支持單頻段和多頻段的信號監測，設置靈活，支持手動或者自動的記錄IQ數據以及頻譜數據。

簡單來說，通過使用N6820ES Signal Surveyor軟件，結合前面提到的PXIe頻譜分析儀或者Fieldfox手持表，可以自動提取感興趣的頻譜環境中的各種能量信息，篩選出感興趣的衛星信號以及干擾信號，自動觸發一系列的任務，存儲IQ數據，對信號進行調制識別等。

來看一下這兩套方案能解決什么樣的問題。

案例一:針對快速過頂的低軌衛星信號使用內置SQL數據庫

對于低軌寬帶通信衛星，由于過頂時間短，只有幾分鐘，需要在有限的時間內，將衛星所發射信號的詳細信息及參數記錄下來。Surveyor 4D軟件內置SQL數據庫功能，可以詳細的記錄低軌衛星過頂的整個過程，以及中間的詳細信息，參數，包括所接收信號的頻點，帶寬，功率，持續時間，占用度等。

下圖是使用SQL數據庫功能得到的18個小時衛星下行數據監測的情況。在圖中，橫軸是頻率，縱軸是時間，顏色代表信號的功率，顏色越深，信號強度越強。通過這一圖片，可以看到在不同的頻點，有不同的強度的信號。在圖片的左邊，可以看到有一個衛星信號在在進入監測范圍到離開監測范圍之前持續了3個小時。

我們來進一步看一下這個信號，了解一些細節信息。可以看到，信號從0640開始出現，在信號接近噪底到由弱到強的階段以及信號由強變弱的階段，中心頻點產生漂移，這可能是由于開關機的某種過渡階段調制。中心頻率不穩定的時間，均為30分鐘。通過長期的頻譜數據記錄，可以直觀的顯示這一異常。

是從另外一個維度觀察信號，其中橫軸是時間，縱軸是信號強度，顏色的深淺代表信號帶寬，可以看到衛星信號從出現到消失信號由弱變強再變弱的一個過程。可以看到在最高功率處，信號帶寬最窄，隨著信號變弱，信號帶寬增加。

這里討論了基于SQL數據庫觀測衛星信號的趨勢信息，非常適用于測試并記錄快速過頂的低軌衛星信號。

Surveyer4D 軟件中還有其它的功能：

調制識別功能 (MR): Signal Surveyor 4D軟件支持對信號進行調制識別。調制識別是了解信號內部參數的一個重要步驟。調制識別功能不需要任何先驗信息，可以對信號進行盲識別，匯報出信號的調制方式，符號率，信噪比，帶寬，對于FSK和MSK信號還可以識別出信號的頻偏。

USD (Universal Signal Detector)功能：能提供獨特的濾波功能，用戶可以通過軟件創建一個USD濾波器，自動的從海量的輸入頻譜能量中篩選感興趣的信號。

這對surveyer 4D的其他功能介紹及應用包含在完整文檔中，請點擊文末“閱讀原文”下載。

案例二:使用89600 VSA對衛星干擾信號的監測。

89600 VSA矢量信號分析軟件可以用于復雜的時域、頻域、調制域的信號分析。89600 VSA用于衛星信號監測，可以通過頻譜或者調制域分析，查找干擾信號，并查看干擾信號對主信號的影響。

在這個案例中，89600 VSA使用4個測量窗口，左上角為星座圖，左下角為信號頻譜，右上角的矢量誤差譜，右下角為調制質量表。由于被測信號是衛星信號，符號率和調制方式都已知(如果未知，可以使用N6820ES MR功能進行調制識別)，使用89600 VSA軟件，對其進行解調和干擾分析。

干擾信號功率高于主信號功率：在這個案例中，干擾信號為跳頻信號。

干擾信號位于主信號頻譜邊帶的情況，可以看到干擾信號明顯高于主信號，通過頻譜顯示可以斷定干擾信號的存在。

由于干擾信號處于主信號的邊帶，信號依然可以被正確解調出來，只是由于干擾信號的影響，EVM差了一些，只有25%(右下圖讀得)，沒有干擾信號時，EVM為22%。

干擾信號位于頻譜中間的情況，同樣可以看到干擾信號明顯高于主信號，同樣，從頻譜上可以斷定干擾信號的存在。 由于干擾信號處于主信號的頻段中間，信號無法被正確解調，星座圖是亂的。此時的業務肯定已經很大的影響，甚至中斷。

干擾信號功率低于主信號功率(Signal under carrier)：在下面的這個例子里，干擾信號功率低于主信號功率，這也是衛星信號監測中常見的情況。

從左下圖的頻譜中，看不到干擾信號的存在，從EVM的結果(右下角)來看，26%，比正常時候差一些。此時，查看右上圖的矢量誤差譜結果，可以很清晰的看到干擾信號的存在，右邊的圖是使用瀑布圖的模式來查看此時的干擾信號，橫軸是頻率，縱軸是時間，可以很清晰的看到干擾信號，也就是紅色的信號。

通過干擾信號在瀑布圖上的形態，可以判斷此干擾信號為雷達信號，使用89600 VSA上的Marker功能進行測量，可以很得到雷達信號的頻點，帶寬，脈寬，Chirp速率等特征信息。有了這些關鍵信息，查找干擾變的相對容易很多。

責任編輯：lq6