衛(wèi)星接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)探討

邵 曼（國家新聞出版廣電總局594臺，陜西 咸陽 712000）

衛(wèi)星接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)探討

邵 曼
（國家新聞出版廣電總局594臺，陜西 咸陽 712000）

隨著現(xiàn)代化航天事業(yè)的不斷發(fā)展，加快了衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展趨勢?；谛l(wèi)星接收機(jī)的系統(tǒng)繁多，設(shè)備與維護(hù)工作的復(fù)雜性，因此，本次研究對無線電軟件在衛(wèi)星站的應(yīng)用具有重要的意義。本名為通過對數(shù)字衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)；數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面進(jìn)行了簡單的論述。

基帶信號處理；剩余頻偏；信號捕獲；信號跟蹤

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.112

隨著數(shù)字化進(jìn)程步伐的加快與發(fā)展，軟件信號處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，衛(wèi)星接收機(jī)開始向著數(shù)字化的方向轉(zhuǎn)變。衛(wèi)星接收機(jī)在很多的方面得到了廣泛的應(yīng)用，但是，受到衛(wèi)星工作系統(tǒng)的高動態(tài)變化的影響，使得衛(wèi)星信號在處理與低動態(tài)運(yùn)行的環(huán)境中時(shí)，程序了性能差精準(zhǔn)度低等，因此，研究衛(wèi)星接收機(jī)信號的關(guān)鍵處理技術(shù)具有重要的意義。

1　數(shù)字衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)

衛(wèi)星系統(tǒng)工作的主要原理有：電視臺通過地面發(fā)射站接收到衛(wèi)星信號，使用特定天線將電視信號處理以后轉(zhuǎn)發(fā)到太空站的衛(wèi)星上，在由衛(wèi)星轉(zhuǎn)換到地面接收器中，通過放大、轉(zhuǎn)變等處理工作，得到地面服務(wù)區(qū)中的轉(zhuǎn)變視頻信號。地面接收器可以接收到很多的電視臺信號，并轉(zhuǎn)發(fā)出去。

信源部分、信道編碼與調(diào)制部分、上變頻與功率放大部分是衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)發(fā)送端的信號處理的重要組成部分，它們分別對電視信號在發(fā)送之前進(jìn)行了不同的處理。

信源的主要工作的內(nèi)容是對節(jié)目進(jìn)行壓縮、編碼，使用MPEG-2技術(shù)對數(shù)字信號進(jìn)行壓縮，減少碼率，保證了可以同時(shí)傳輸給多臺數(shù)字電視信號的正常傳輸。通過節(jié)目復(fù)用來保證視頻、音頻等能夠輔助節(jié)目復(fù)用器來進(jìn)行數(shù)據(jù)流，也可以稱之為數(shù)碼劉，并且進(jìn)一步增強(qiáng)業(yè)務(wù)的相關(guān)信息，通過編碼和調(diào)節(jié)部分作用來進(jìn)行數(shù)字傳輸?shù)倪^程中，保證出現(xiàn)誤碼。同時(shí)，還可以保證傳輸時(shí)信號減弱、噪音大等功能，很適合應(yīng)用在衛(wèi)星信道中。上變頻和功率放大部分主要是保證電視信號的距離與強(qiáng)度，做完信道編碼和調(diào)制工作后，還需要放大電視信號的上變頻及功率，達(dá)到衛(wèi)星信號傳輸?shù)纳闲蓄l率與特定功率。

在進(jìn)行電視信號的處理工作時(shí)，使用天線將信號發(fā)送出去。然后，由接收端對電視信號的接收、處理工序?qū)Πl(fā)送端的信號進(jìn)行反處，按照衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)的基本組成和發(fā)送端信號處理原理設(shè)計(jì)數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)。

2　數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

2.1數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的工作原理

數(shù)字電視的接收信號是由接收天線來實(shí)現(xiàn)的，利用室外高頻頭將信號轉(zhuǎn)變成第一中頻信號（950MHz～2150MHz）。然后通過調(diào)諧器改變?yōu)V波、變頻的活動，有效的將950MHz～2150MHz轉(zhuǎn)變成479.5MHz或者是零中基帶的信號，通過傳輸?shù)絈PSK調(diào)節(jié)器以及信號編碼器中進(jìn)一步進(jìn)行有效的編碼、解碼、去膠紙卷以及RS解碼等功能，這樣的作用能夠進(jìn)一步改善錯誤的突發(fā)性亂碼等。卷積編碼還叫內(nèi)碼，可以有效的糾正本組出現(xiàn)誤碼的作用，還可以糾正其他組出現(xiàn)的誤碼。交織器處于RS與卷積碼之間，可以有效的將卷積編碼出現(xiàn)的連續(xù)性的誤碼，通過交織器分散連續(xù)性的誤碼，保證接收端糾錯的有效性，致使出現(xiàn)的連續(xù)性誤碼沒有超出糾錯范圍。

使用上述方法對電視信號進(jìn)行處理以后，獲取到188字節(jié)的TS包輸出長度。然后使用解復(fù)用器進(jìn)行分解，得出基礎(chǔ)音頻、視頻，并對得到的音頻、視頻進(jìn)行有效的解碼，對聲音、視頻的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原，將視頻傳輸?shù)揭曨l編碼器中轉(zhuǎn)變成模擬的電視輸出信號。將音頻傳輸?shù)紻/A轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)換成立體聲音頻信號，最后，放大電視伴音或調(diào)頻以廣播的形式輸出。

2.2具體實(shí)現(xiàn)

本次研究是基于衛(wèi)星接收機(jī)的工作原理，構(gòu)建獅子電視衛(wèi)星接收機(jī)的硬件平臺，使用STV0399和STB6000對電視信號進(jìn)行有效的調(diào)諧解調(diào)處理。使用32位CPU的MPEG-2解碼芯片ST5105對電視信號做解復(fù)用和解碼，數(shù)字電視的外圍電路有：32MB的DDR， 16MB 的Flash， 38kHz紅外接收器，復(fù)合視頻輸出，數(shù)字音頻輸出和RS232，SMART卡等各種接口部件。數(shù)字電視衛(wèi)星接收機(jī)的軟件包括：以ST20Embedded Toolset作為開發(fā)工具，采用分層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)。

本次研究以硬件為基礎(chǔ)，軟件是主要的操作者。使用函數(shù)的調(diào)用對系統(tǒng)進(jìn)行編寫應(yīng)用程序，選用了ST公司生產(chǎn)的OS20實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，這各系統(tǒng)具有內(nèi)核小、實(shí)用性好、管理方便的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠進(jìn)一步針對多任務(wù)處理進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度以及時(shí)鐘管理。非常符合小型接收機(jī)的操作。通過抽象定義域外設(shè)之間的相比較結(jié)果來看，這些底層的函數(shù)與基本的寄存器之間是直接關(guān)系，主要根據(jù)硬件設(shè)施來提供針對性的驅(qū)動層和底層的驅(qū)動程序服務(wù)。這些服務(wù)通過底層驅(qū)動適配來進(jìn)一步提高驅(qū)動層的功能，進(jìn)一步增強(qiáng)功能集合函數(shù)，從而直接被應(yīng)用程序底層進(jìn)行調(diào)用。這樣的設(shè)計(jì)主要包括了系統(tǒng)初始化、啟動城區(qū)、視頻、音頻驅(qū)動、紅外驅(qū)動、數(shù)字視頻編碼以及顯示驅(qū)動等各種外部接口。

用戶應(yīng)用程序開發(fā)的主體部分是應(yīng)用層，可以有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的上層功能。主要包括用戶輸入和OSD顯示部分、節(jié)目管理部分、天線設(shè)置和節(jié)目搜索部分、系統(tǒng)設(shè)置部分及節(jié)目解碼部分等。節(jié)目管理的工作是編輯和排序，節(jié)目的設(shè)置與鎖定；天線設(shè)置和節(jié)目搜索對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析與保存；系統(tǒng)設(shè)置是設(shè)定輸入輸出系統(tǒng)的格式，對菜單語言、背景等進(jìn)行設(shè)置；節(jié)目解碼實(shí)現(xiàn)了對調(diào)諧器的設(shè)置，控制解碼器。

3　結(jié)束語

綜上所述，本次研究的主要目是對衛(wèi)星接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了細(xì)致的分析，重點(diǎn)介紹了接收機(jī)的處理。隨著數(shù)字電視行業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)字衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)在不斷的擴(kuò)大，衛(wèi)星接收機(jī)與各種信息服務(wù)的進(jìn)一步加深，加快了數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的長遠(yuǎn)發(fā)展的步伐，推動了我國數(shù)字電視行業(yè)的向前發(fā)展，同時(shí)起到了非常重要的作用。

［1］楊春波，耿建平，紀(jì)元法.GLONASS接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2013（01）：456-457.

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