一種通用型衛星ts數據流接收裝置及應用系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種通用型衛星TS數據流接收裝置，包括一體化調諧裝置與主控裝置；一體化調諧裝置包括調諧單元與解調單元；調諧單元的輸出與解調單元的輸入連接；主控裝置的輸出與解調單元的輸入連接。本實用新型使芯片開發更加方便，便于應用功能的擴展，使數字廣播技術不再局限于原有的音視頻廣播服務，提供內容更為豐富信息更加廣闊的數據業務。本實用新型還公開了一種通用型衛星TS數據流接收應用系統。
【專利說明】一種通用型衛星TS數據流接收裝置及應用系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于廣播數據傳輸控制領域，尤其涉及一種通用型衛星TS數據流接收裝置及應用系統。
【背景技術】
[0002]半個多世紀以來，數字廣播技術作為有效的大眾信息傳輸手段，在社會發展和人們的日常生活中起著重要的作用。但由于傳統數字廣播技術所采用的芯片集成度高，該技術中將解調、解復用、音視頻解碼等功能集成在一塊集成芯片內，導致該芯片的應用功能單一，只能應用于數字電視等廣電行業，其功能擴展及新型應用開發帶來了諸多不便。
實用新型內容
[0003]本實用新型為了克服現有技術中由于采用集成芯片使得功能擴展及開發非常不便，且集成芯片制成后所應用的功能僅局限于單一領域等缺陷，提出了一種通用型衛星TS數據流接收裝置及應用系統。
[0004]本實用新型提出了一種通用型衛星TS數據流接收裝置，包括一體化調諧裝置與主控裝置；所述一體化調諧裝置包括調諧單元與解調單元；所述調諧單元的輸出與所述解調單元的輸入連接；所述主控裝置的輸出與所述解調單元的輸入連接。
[0005]本實用新型提出的通用型衛星TS數據流接收裝置中，所述調諧單元包括低噪聲放大器、自動增益控制模塊、鎖相環電路、混頻器和兩個IQ低通濾波模塊；所述低噪聲放大器的輸出與所述自動增益控制模塊的輸入連接；所述自動增益控制模塊的輸出分別與所述鎖相環電路及所述混頻器的輸入連接，所述鎖相環電路的輸出與所述混頻器的輸入連接，所述混頻器的兩個輸出端分別與所述IQ低通濾波模塊連接。
[0006]本實用新型提出的通用型衛星TS數據流接收裝置中，所述調諧單元通過內部12C總線經由所述解調單元與所述主控裝置連接。
[0007]本實用新型提出的通用型衛星TS數據流接收裝置中，所述解調單元包括:QPSK解調模塊、FEC單元和輸出控制模塊；所述QPSK解調模塊的輸入與所述調諧單元連接，所述QPSK解調模塊的輸出與所述FEC單元的輸入連接，所述FEC單元的輸出與所述輸出控制模塊連接。
[0008]本實用新型提出的通用型衛星TS數據流接收裝置中，所述QPSK解調模塊包括時鐘恢復環路、載波恢復環路與匹配濾波器；所述時鐘恢復環路的輸出與匹配濾波器的輸入連接，所述載波恢復環路的輸出與匹配濾波器的輸入連接，所述匹配濾波器的輸出與所述FEC單元連接。
[0009]本實用新型提出的通用型衛星TS數據流接收裝置中，所述FEC單元包括去交織器、維特比解碼模塊、里德所羅門解碼模塊與能量解擾模塊；所述維特比解碼模塊的輸出與去交織器的輸入連接，所述去交織器的輸出與里德所羅門解碼模塊的輸入連接，所述里德所羅門解碼模塊的輸出與能量解擾模塊連接，所述能量解擾模塊的輸出與所述輸出控制模塊連接。
[0010]本實用新型還提出了一種通用型衛星TS數據流接收應用系統，包括:所述的通用型衛星TS數據流接收裝置及衛星信號接收裝置，所述衛星信號接收裝置的輸出與所述通用型衛星TS數據流接收裝置的輸入連接。
[0011]本實用新型提出的通用型衛星TS數據流接收應用系統中，所述衛星信號接收裝置中設有高頻頭，所述高頻頭與所述通用型衛星TS數據流接收裝置連接。
[0012]本實用新型提出的通用型衛星TS數據流接收應用系統中，所述主控裝置進一步與所述衛星信號接收裝置連接。
[0013]本實用新型通用型衛星TS數據流接收裝置及應用系統可以在原有衛星廣播數據的結構及其傳輸方式沒有發生改變的情況下，實現衛星TS數據流的獲取與輸出。本實用新型采用以嵌入式芯片為核心的主控裝置，嵌入式芯片具有體積小、功耗低、成本低、執行效率高等優點。本實用新型中主控裝置具有嵌入式邏輯結構，調試方便，開發維護成本低，便于應用功能的擴展，克服傳統集成芯片應用功能單一的缺陷，使數字廣播技術不再局限于原有的音視頻廣播服務。本實用新型的通用型衛星TS數據流接收裝置及應用系統采用同軸電纜與其他部件連接，具有良好的功能擴展性與兼容性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型中的通用型衛星TS數據流接收應用系統的結構圖。
[0015]圖2是本實用新型中調諧單元的結構示意圖。
[0016]圖3是本實用新型中解調單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]結合以下具體實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明。實施本實用新型的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本實用新型沒有特別限制內容。
[0018]本實用新型中所涉及的“模塊”均指內部燒錄的或固有程序的芯片及其連接的電路，芯片中所燒錄或固有的程序均為現有公知技術。
[0019]如圖1所示，本實用新型通用型衛星TS數據流接收應用系統包括:一體化調諧裝置1、主控裝置2以及衛星信號接收裝置。
[0020]一體化調諧裝置I通過同軸電纜與衛星信號接收裝置相連，對于輸入的衛星信號進行解調接收和信道解碼。一體化調諧器裝置I包括調諧單元11和解調單元12。調諧單元11用于對輸入的衛星信號進行低噪聲放大和濾波，生成第二中頻信號；解調單元12與調諧單元11及主控裝置2連接，其由主控裝置2控制，用于對第二中頻信號進行時鐘與載波恢復、匹配濾波、解碼及能量解擾后輸出衛星TS數據流。
[0021]其中，一體化調諧器裝置I可通過編程和內部邏輯電路一次性完成信號解調和信源解碼工作，從而節約硬件成本和處理步驟。主控裝置2為嵌入式芯片，體積小、功耗低、成本低、執行效率高，其具有嵌入式邏輯結構，調試方便，開發維護成本低，便于應用功能的擴展，克服傳統集成芯片應用功能單一的缺陷，使數字廣播技術不再局限于原有的音視頻廣播服務。
[0022]本實用新型中進一步設置供電裝置，供電裝置分別與一體化調諧裝置I及主控裝置2連接，對整個裝置進行系統供電。供電裝置通過穩壓濾波等操作，其分別為調諧單元11，解調單元12和主控裝置2提供3.3V的直流電壓，保障通用型衛星TS數據流接收應用系統的正常工作狀態。
[0023]衛星信號接收裝置將廣播衛星傳送的電磁波送入高頻頭。高頻頭完成低噪聲放大和下變頻。由于衛星到地面接收地點的距離在36000km左右，因此衛星信號接收裝置接收的信號是十分微弱的，故高頻頭一定要有相當高的增益，同時為了保證接收的質量，高頻頭內部產生的噪聲一定得非常小。在高頻頭的內部設有低噪聲放大器(LNA)，它產生的噪聲很小，同時又具備足夠高的增益，從而兼顧了低噪聲和高增益兩方面的要求。經過衛星信號經高頻頭下變頻后變為第一中頻信號，其頻率范圍是950-2150MHZ。獲取的第一中頻信號通過同軸電纜傳送到通用型衛星TS數據流接收裝置。
[0024]第一中頻信號首先送入通用型衛星TS數據流接收裝置的調諧單元11中。如圖2所示，調諧單元11包括:低噪聲放大器111、自動增益控制模塊112、鎖相環電路113、混頻器114和IQ低通濾波模塊115。低噪聲放大器111用于實現對衛星信號的低噪聲前置放大與濾波。自動增益控制模塊112與低噪聲放大器111連接，用于自動控制衛星信號的增益。鎖相環電路113與自動增益控制模塊112連接，用于生成本振信號。混頻器114分別與自動增益控制模塊112以及鎖相環電路113連接，用于對本振信號與衛星信號進行混頻，生成兩路第二中頻信號。IQ低通濾波模塊115與混頻器114連接，用于對第二中頻信號進行去擾濾波后輸出解調單元12。
[0025]低噪聲放大器111用來接收來自衛星信號接收裝置傳輸的數字信號。該數字信號為衛星信號接收裝置中高頻頭輸出的950?2150MHz的第一中頻信號。低噪聲放大器111對第一中頻信號進行低噪聲前置放大和濾波，然后送往混頻器114。
[0026]由低噪聲放大器111進行前置放大后輸出的第一中頻信號在混頻器114中與鎖相環電路113產生的本振頻率混合，產生解調單元12所需要的頻率為479.5MHZ的第二中頻信號。
[0027]其中，在調諧單元11的輸出端有一個90度移相器，用來將混頻器114輸出的第二中頻信號產生90相移，并與未移相的第二中頻信號同時輸出，從而將混頻器114輸出的信號分成兩個相位相差90度的第二中頻信號，即表示同相位的中頻信號I和表示正交相位的中頻信號Q。中頻信號I與中頻信號Q經過IQ低通濾波模塊115輸出。
[0028]如圖3所示，解調單元12包括:QPSK解調模塊121、FEC單元122和輸出控制模塊123。QPSK解調模塊121用于第二中頻信號進行時鐘恢復、載波恢復和匹配濾波；FEC單元122與QPSK解調模塊121連接，用于對第二中頻信號進行解碼和能量解擾，生成衛星TS數據流；輸出控制模塊123與FEC單元122連接，用于對衛星TS數據流進行傳輸控制。
[0029]其中，QPSK解調模塊121包括時鐘恢復環路、載波恢復環路與匹配濾波器；時鐘恢復環路的輸出與匹配濾波器連接，載波恢復環路的輸出與匹配濾波器連接，匹配濾波器的輸出與FEC單元122連接。FEC單元122包括去交織器、維特比解碼模塊、里德所羅門解碼模塊與能量解擾模塊；去交織器的輸出與里德所羅門解碼模塊連接，維特比解碼模塊的輸出與去交織器連接，里德所羅門解碼模塊的輸出與能量解擾模塊連接，能量解擾模塊的輸出與輸出控制模塊123連接。
[0030]解調單元12在進行信號解調時，由調諧單元11輸出的中頻信號I和中頻信號Q以固定采樣速率輸入到解調單元12中的載波恢復環路。當載波頻率接近輸入信號頻率時，載波信號進入相位鎖定范圍，環路達到鎖定狀態實現載波捕獲。載波恢復環路通過捕獲載波和跟蹤載波相位完成載波恢復，解調出基帶信號。
[0031]解調單元12輸出的數據信號經匹配濾波器濾波后，經過維特比解碼模塊和里德-索羅門解碼模塊，產生以188個字節為一塊的數據碼流，數據碼流在能量解擾模塊中經過偽隨機序列進行解擾處理后，輸出符合MPEG-2標準的傳輸碼流，也即最終需要獲取的衛星TS數據流。
[0032]本實用新型中的主控裝置2為ARM7嵌入式芯片。ARM7芯片通過I2C總線控制調諧單元11和解調單元12，驅動一體化調諧裝置I輸出衛星TS數據流。主控裝置2進一步檢測衛星信號的增益值，并調節衛星信號接收裝置的位置使增益值保持最大，完成衛星信號接收裝置準確對準衛星。
[0033]調諧單元11的I2C總線是和解調單元12的I2CRPT寄存器的管腳相連的。實現時按照I2C的協議標準在I2CRPT寄存器管腳上模擬SCL和SDA的時序發送到I2C寄存器管腳上。具體值則有標準的I2C配置寫入，即主控裝置2通過I2C總線寫入。主控裝置2通過I2C總線操作解調單元12的I2CRPT來控制調諧單元11，使進入一體化調諧裝置I的第一中頻信號轉變為衛星TS數據流輸出。
[0034]具體地，在進行TS數據流獲取時，主控裝置2首先通過I2C總線將所有寄存器寫入特定的值，對一體化調諧器I進行初始化。主控裝置2判斷時鐘恢復環路與載波恢復環路的信號同步后，控制該信號再經過解調單元12中的解碼和能量解擾操作，衛星TS數據流就可以以串行或并行的方式輸出。
[0035]本實用新型通用型衛星TS數據流接收應用系統在接收到衛星TS數據流后，可不經過解碼等傳統操作，可根據具體需求，對獲取到的衛星TS數據流進行PID過濾，提取PSI/SI信息或其他有用的數據信息。也可將衛星TS數據流回傳至主控裝置2進行后續功能擴展應用等。
[0036]本實用新型的保護內容不局限于以上實施例。在不背離實用新型構思的精神和范圍下，本領域技術人員能夠想到的變化和優點都被包括在本實用新型中，并且以所附的權利要求書為保護范圍。
【權利要求】
1.一種通用型衛星TS數據流接收裝置，其特征在于，包括一體化調諧裝置(I)與主控裝置⑵；所述一體化調諧裝置⑴包括調諧單元(11)與解調單元(12);所述調諧單元(11)的輸出與所述解調單元(12)的輸入連接；所述主控裝置(2)的輸出與所述解調單元(12)的輸入連接。
2.如權利要求1所述的通用型衛星TS數據流接收裝置，其特征在于，所述調諧單元(11)包括低噪聲放大器(111)、自動增益控制模塊(112)、鎖相環電路(113)、混頻器(114)和兩個IQ低通濾波模塊(115);所述低噪聲放大器(111)的輸出與所述自動增益控制模塊(112)的輸入連接；所述自動增益控制模塊(112)的輸出分別與所述鎖相環電路(113)及所述混頻器(114)的輸入連接，所述鎖相環電路(113)的輸出與所述混頻器(114)的輸入連接，所述混頻器(114)的兩個輸出端分別與所述IQ低通濾波模塊(115)連接。
3.如權利要求2所述的通用型衛星TS數據流接收裝置，其特征在于，所述調諧單元(11)通過內部12C總線經由所述解調單元(12)與所述主控裝置(2)連接。
4.如權利要求1所述的通用型衛星TS數據流接收裝置，其特征在于，所述解調單元(12)包括:QPSK解調模塊(121)、FEC單元(122)和輸出控制模塊(123);所述QPSK解調模塊(121)的輸入與所述調諧單元(11)連接，所述QPSK解調模塊(121)的輸出與所述FEC單元(122)的輸入連接，所述FEC單元(122)的輸出與所述輸出控制模塊(123)連接。
5.如權利要求4所述的通用型衛星TS數據流接收裝置，其特征在于，所述QPSK解調模塊(121)包括時鐘恢復環路、載波恢復環路與匹配濾波器；所述時鐘恢復環路的輸出與所述匹配濾波器的輸入連接，所述載波恢復環路的輸出與所述匹配濾波器的輸入連接，所述匹配濾波器的輸出與所述FEC單元(122)連接。
6.如權利要求4所述的通用型衛星TS數據流接收裝置，其特征在于，所述FEC單元(122)包括去維特比解碼模塊、去交織器、里德所羅門解碼模塊與能量解擾模塊；所述維特比解碼模塊的輸出與所述去交織器的輸入連接，所述去交織器的輸出與所述里德所羅門解碼模塊的輸入連接，所述里德所羅門解碼模塊的輸出與所述能量解擾模塊的輸入連接，所述能量解擾模塊的輸出與所述輸出控制模塊(123)連接。
7.一種通用型衛星TS數據流接收應用系統，其特征在于，包括: 如權利要求1-6之任一項所述的通用型衛星TS數據流接收裝置及衛星信號接收裝置；所述衛星信號接收裝置的輸出與所述通用型衛星TS數據流接收裝置的輸入連接。
8.如權利要求7所述的用型衛星TS數據流接收應用系統，其特征在于，所述衛星信號接收裝置中設有高頻頭，所述高頻頭與所述通用型衛星TS數據流接收裝置連接。
9.如權利要求7所述的用型衛星TS數據流接收應用系統，其特征在于，所述主控裝置(2)進一步與所述衛星信號接收裝置連接。
【文檔編號】H04H20/74GK204013563SQ201420329610
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】許理巖, 王紅蘭, 陳翔, 應彬杰, 匡磊, 徐文超, 徐詠明 申請人:華東師范大學, 上海賽天通信技術有限公司