一种通用型卫星ts数据流接收装置及应用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种通用型卫星TS数据流接收装置，包括一体化调谐装置与主控装置；一体化调谐装置包括调谐单元与解调单元；调谐单元的输出与解调单元的输入连接；主控装置的输出与解调单元的输入连接。本实用新型使芯片开发更加方便，便于应用功能的扩展，使数字广播技术不再局限于原有的音视频广播服务，提供内容更为丰富信息更加广阔的数据业务。本实用新型还公开了一种通用型卫星TS数据流接收应用系统。
【专利说明】一种通用型卫星TS数据流接收装置及应用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于广播数据传输控制领域，尤其涉及一种通用型卫星TS数据流接收装置及应用系统。
【背景技术】
[0002]半个多世纪以来，数字广播技术作为有效的大众信息传输手段，在社会发展和人们的日常生活中起着重要的作用。但由于传统数字广播技术所采用的芯片集成度高，该技术中将解调、解复用、音视频解码等功能集成在一块集成芯片内，导致该芯片的应用功能单一，只能应用于数字电视等广电行业，其功能扩展及新型应用开发带来了诸多不便。
实用新型内容
[0003]本实用新型为了克服现有技术中由于采用集成芯片使得功能扩展及开发非常不便，且集成芯片制成后所应用的功能仅局限于单一领域等缺陷，提出了一种通用型卫星TS数据流接收装置及应用系统。
[0004]本实用新型提出了一种通用型卫星TS数据流接收装置，包括一体化调谐装置与主控装置；所述一体化调谐装置包括调谐单元与解调单元；所述调谐单元的输出与所述解调单元的输入连接；所述主控装置的输出与所述解调单元的输入连接。
[0005]本实用新型提出的通用型卫星TS数据流接收装置中，所述调谐单元包括低噪声放大器、自动增益控制模块、锁相环电路、混频器和两个IQ低通滤波模块；所述低噪声放大器的输出与所述自动增益控制模块的输入连接；所述自动增益控制模块的输出分别与所述锁相环电路及所述混频器的输入连接，所述锁相环电路的输出与所述混频器的输入连接，所述混频器的两个输出端分别与所述IQ低通滤波模块连接。
[0006]本实用新型提出的通用型卫星TS数据流接收装置中，所述调谐单元通过内部12C总线经由所述解调单元与所述主控装置连接。
[0007]本实用新型提出的通用型卫星TS数据流接收装置中，所述解调单元包括:QPSK解调模块、FEC单元和输出控制模块；所述QPSK解调模块的输入与所述调谐单元连接，所述QPSK解调模块的输出与所述FEC单元的输入连接，所述FEC单元的输出与所述输出控制模块连接。
[0008]本实用新型提出的通用型卫星TS数据流接收装置中，所述QPSK解调模块包括时钟恢复环路、载波恢复环路与匹配滤波器；所述时钟恢复环路的输出与匹配滤波器的输入连接，所述载波恢复环路的输出与匹配滤波器的输入连接，所述匹配滤波器的输出与所述FEC单元连接。
[0009]本实用新型提出的通用型卫星TS数据流接收装置中，所述FEC单元包括去交织器、维特比解码模块、里德所罗门解码模块与能量解扰模块；所述维特比解码模块的输出与去交织器的输入连接，所述去交织器的输出与里德所罗门解码模块的输入连接，所述里德所罗门解码模块的输出与能量解扰模块连接，所述能量解扰模块的输出与所述输出控制模块连接。
[0010]本实用新型还提出了一种通用型卫星TS数据流接收应用系统，包括:所述的通用型卫星TS数据流接收装置及卫星信号接收装置，所述卫星信号接收装置的输出与所述通用型卫星TS数据流接收装置的输入连接。
[0011]本实用新型提出的通用型卫星TS数据流接收应用系统中，所述卫星信号接收装置中设有高频头，所述高频头与所述通用型卫星TS数据流接收装置连接。
[0012]本实用新型提出的通用型卫星TS数据流接收应用系统中，所述主控装置进一步与所述卫星信号接收装置连接。
[0013]本实用新型通用型卫星TS数据流接收装置及应用系统可以在原有卫星广播数据的结构及其传输方式没有发生改变的情况下，实现卫星TS数据流的获取与输出。本实用新型采用以嵌入式芯片为核心的主控装置，嵌入式芯片具有体积小、功耗低、成本低、执行效率高等优点。本实用新型中主控装置具有嵌入式逻辑结构，调试方便，开发维护成本低，便于应用功能的扩展，克服传统集成芯片应用功能单一的缺陷，使数字广播技术不再局限于原有的音视频广播服务。本实用新型的通用型卫星TS数据流接收装置及应用系统采用同轴电缆与其他部件连接，具有良好的功能扩展性与兼容性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型中的通用型卫星TS数据流接收应用系统的结构图。
[0015]图2是本实用新型中调谐单元的结构示意图。
[0016]图3是本实用新型中解调单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]结合以下具体实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。
[0018]本实用新型中所涉及的“模块”均指内部烧录的或固有程序的芯片及其连接的电路，芯片中所烧录或固有的程序均为现有公知技术。
[0019]如图1所示，本实用新型通用型卫星TS数据流接收应用系统包括:一体化调谐装置1、主控装置2以及卫星信号接收装置。
[0020]一体化调谐装置I通过同轴电缆与卫星信号接收装置相连，对于输入的卫星信号进行解调接收和信道解码。一体化调谐器装置I包括调谐单元11和解调单元12。调谐单元11用于对输入的卫星信号进行低噪声放大和滤波，生成第二中频信号；解调单元12与调谐单元11及主控装置2连接，其由主控装置2控制，用于对第二中频信号进行时钟与载波恢复、匹配滤波、解码及能量解扰后输出卫星TS数据流。
[0021]其中，一体化调谐器装置I可通过编程和内部逻辑电路一次性完成信号解调和信源解码工作，从而节约硬件成本和处理步骤。主控装置2为嵌入式芯片，体积小、功耗低、成本低、执行效率高，其具有嵌入式逻辑结构，调试方便，开发维护成本低，便于应用功能的扩展，克服传统集成芯片应用功能单一的缺陷，使数字广播技术不再局限于原有的音视频广播服务。
[0022]本实用新型中进一步设置供电装置，供电装置分别与一体化调谐装置I及主控装置2连接，对整个装置进行系统供电。供电装置通过稳压滤波等操作，其分别为调谐单元11，解调单元12和主控装置2提供3.3V的直流电压，保障通用型卫星TS数据流接收应用系统的正常工作状态。
[0023]卫星信号接收装置将广播卫星传送的电磁波送入高频头。高频头完成低噪声放大和下变频。由于卫星到地面接收地点的距离在36000km左右，因此卫星信号接收装置接收的信号是十分微弱的，故高频头一定要有相当高的增益，同时为了保证接收的质量，高频头内部产生的噪声一定得非常小。在高频头的内部设有低噪声放大器(LNA)，它产生的噪声很小，同时又具备足够高的增益，从而兼顾了低噪声和高增益两方面的要求。经过卫星信号经高频头下变频后变为第一中频信号，其频率范围是950-2150MHZ。获取的第一中频信号通过同轴电缆传送到通用型卫星TS数据流接收装置。
[0024]第一中频信号首先送入通用型卫星TS数据流接收装置的调谐单元11中。如图2所示，调谐单元11包括:低噪声放大器111、自动增益控制模块112、锁相环电路113、混频器114和IQ低通滤波模块115。低噪声放大器111用于实现对卫星信号的低噪声前置放大与滤波。自动增益控制模块112与低噪声放大器111连接，用于自动控制卫星信号的增益。锁相环电路113与自动增益控制模块112连接，用于生成本振信号。混频器114分别与自动增益控制模块112以及锁相环电路113连接，用于对本振信号与卫星信号进行混频，生成两路第二中频信号。IQ低通滤波模块115与混频器114连接，用于对第二中频信号进行去扰滤波后输出解调单元12。
[0025]低噪声放大器111用来接收来自卫星信号接收装置传输的数字信号。该数字信号为卫星信号接收装置中高频头输出的950?2150MHz的第一中频信号。低噪声放大器111对第一中频信号进行低噪声前置放大和滤波，然后送往混频器114。
[0026]由低噪声放大器111进行前置放大后输出的第一中频信号在混频器114中与锁相环电路113产生的本振频率混合，产生解调单元12所需要的频率为479.5MHZ的第二中频信号。
[0027]其中，在调谐单元11的输出端有一个90度移相器，用来将混频器114输出的第二中频信号产生90相移，并与未移相的第二中频信号同时输出，从而将混频器114输出的信号分成两个相位相差90度的第二中频信号，即表示同相位的中频信号I和表示正交相位的中频信号Q。中频信号I与中频信号Q经过IQ低通滤波模块115输出。
[0028]如图3所示，解调单元12包括:QPSK解调模块121、FEC单元122和输出控制模块123。QPSK解调模块121用于第二中频信号进行时钟恢复、载波恢复和匹配滤波；FEC单元122与QPSK解调模块121连接，用于对第二中频信号进行解码和能量解扰，生成卫星TS数据流；输出控制模块123与FEC单元122连接，用于对卫星TS数据流进行传输控制。
[0029]其中，QPSK解调模块121包括时钟恢复环路、载波恢复环路与匹配滤波器；时钟恢复环路的输出与匹配滤波器连接，载波恢复环路的输出与匹配滤波器连接，匹配滤波器的输出与FEC单元122连接。FEC单元122包括去交织器、维特比解码模块、里德所罗门解码模块与能量解扰模块；去交织器的输出与里德所罗门解码模块连接，维特比解码模块的输出与去交织器连接，里德所罗门解码模块的输出与能量解扰模块连接，能量解扰模块的输出与输出控制模块123连接。
[0030]解调单元12在进行信号解调时，由调谐单元11输出的中频信号I和中频信号Q以固定采样速率输入到解调单元12中的载波恢复环路。当载波频率接近输入信号频率时，载波信号进入相位锁定范围，环路达到锁定状态实现载波捕获。载波恢复环路通过捕获载波和跟踪载波相位完成载波恢复，解调出基带信号。
[0031]解调单元12输出的数据信号经匹配滤波器滤波后，经过维特比解码模块和里德-索罗门解码模块，产生以188个字节为一块的数据码流，数据码流在能量解扰模块中经过伪随机序列进行解扰处理后，输出符合MPEG-2标准的传输码流，也即最终需要获取的卫星TS数据流。
[0032]本实用新型中的主控装置2为ARM7嵌入式芯片。ARM7芯片通过I2C总线控制调谐单元11和解调单元12，驱动一体化调谐装置I输出卫星TS数据流。主控装置2进一步检测卫星信号的增益值，并调节卫星信号接收装置的位置使增益值保持最大，完成卫星信号接收装置准确对准卫星。
[0033]调谐单元11的I2C总线是和解调单元12的I2CRPT寄存器的管脚相连的。实现时按照I2C的协议标准在I2CRPT寄存器管脚上模拟SCL和SDA的时序发送到I2C寄存器管脚上。具体值则有标准的I2C配置写入，即主控装置2通过I2C总线写入。主控装置2通过I2C总线操作解调单元12的I2CRPT来控制调谐单元11，使进入一体化调谐装置I的第一中频信号转变为卫星TS数据流输出。
[0034]具体地，在进行TS数据流获取时，主控装置2首先通过I2C总线将所有寄存器写入特定的值，对一体化调谐器I进行初始化。主控装置2判断时钟恢复环路与载波恢复环路的信号同步后，控制该信号再经过解调单元12中的解码和能量解扰操作，卫星TS数据流就可以以串行或并行的方式输出。
[0035]本实用新型通用型卫星TS数据流接收应用系统在接收到卫星TS数据流后，可不经过解码等传统操作，可根据具体需求，对获取到的卫星TS数据流进行PID过滤，提取PSI/SI信息或其他有用的数据信息。也可将卫星TS数据流回传至主控装置2进行后续功能扩展应用等。
[0036]本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。在不背离实用新型构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
【权利要求】
1.一种通用型卫星TS数据流接收装置，其特征在于，包括一体化调谐装置(I)与主控装置⑵；所述一体化调谐装置⑴包括调谐单元(11)与解调单元(12);所述调谐单元(11)的输出与所述解调单元(12)的输入连接；所述主控装置(2)的输出与所述解调单元(12)的输入连接。
2.如权利要求1所述的通用型卫星TS数据流接收装置，其特征在于，所述调谐单元(11)包括低噪声放大器(111)、自动增益控制模块(112)、锁相环电路(113)、混频器(114)和两个IQ低通滤波模块(115);所述低噪声放大器(111)的输出与所述自动增益控制模块(112)的输入连接；所述自动增益控制模块(112)的输出分别与所述锁相环电路(113)及所述混频器(114)的输入连接，所述锁相环电路(113)的输出与所述混频器(114)的输入连接，所述混频器(114)的两个输出端分别与所述IQ低通滤波模块(115)连接。
3.如权利要求2所述的通用型卫星TS数据流接收装置，其特征在于，所述调谐单元(11)通过内部12C总线经由所述解调单元(12)与所述主控装置(2)连接。
4.如权利要求1所述的通用型卫星TS数据流接收装置，其特征在于，所述解调单元(12)包括:QPSK解调模块(121)、FEC单元(122)和输出控制模块(123);所述QPSK解调模块(121)的输入与所述调谐单元(11)连接，所述QPSK解调模块(121)的输出与所述FEC单元(122)的输入连接，所述FEC单元(122)的输出与所述输出控制模块(123)连接。
5.如权利要求4所述的通用型卫星TS数据流接收装置，其特征在于，所述QPSK解调模块(121)包括时钟恢复环路、载波恢复环路与匹配滤波器；所述时钟恢复环路的输出与所述匹配滤波器的输入连接，所述载波恢复环路的输出与所述匹配滤波器的输入连接，所述匹配滤波器的输出与所述FEC单元(122)连接。
6.如权利要求4所述的通用型卫星TS数据流接收装置，其特征在于，所述FEC单元(122)包括去维特比解码模块、去交织器、里德所罗门解码模块与能量解扰模块；所述维特比解码模块的输出与所述去交织器的输入连接，所述去交织器的输出与所述里德所罗门解码模块的输入连接，所述里德所罗门解码模块的输出与所述能量解扰模块的输入连接，所述能量解扰模块的输出与所述输出控制模块(123)连接。
7.一种通用型卫星TS数据流接收应用系统，其特征在于，包括: 如权利要求1-6之任一项所述的通用型卫星TS数据流接收装置及卫星信号接收装置；所述卫星信号接收装置的输出与所述通用型卫星TS数据流接收装置的输入连接。
8.如权利要求7所述的用型卫星TS数据流接收应用系统，其特征在于，所述卫星信号接收装置中设有高频头，所述高频头与所述通用型卫星TS数据流接收装置连接。
9.如权利要求7所述的用型卫星TS数据流接收应用系统，其特征在于，所述主控装置(2)进一步与所述卫星信号接收装置连接。
【文档编号】H04H20/74GK204013563SQ201420329610
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】许理岩, 王红兰, 陈翔, 应彬杰, 匡磊, 徐文超, 徐咏明 申请人:华东师范大学, 上海赛天通信技术有限公司