一種通用型衛(wèi)星ts數(shù)據(jù)流接收裝置及應(yīng)用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置，包括一體化調(diào)諧裝置與主控裝置；一體化調(diào)諧裝置包括調(diào)諧單元與解調(diào)單元；調(diào)諧單元的輸出與解調(diào)單元的輸入連接；主控裝置的輸出與解調(diào)單元的輸入連接。本實用新型使芯片開發(fā)更加方便，便于應(yīng)用功能的擴展，使數(shù)字廣播技術(shù)不再局限于原有的音視頻廣播服務(wù)，提供內(nèi)容更為豐富信息更加廣闊的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。本實用新型還公開了一種通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)。
【專利說明】一種通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置及應(yīng)用系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于廣播數(shù)據(jù)傳輸控制領(lǐng)域，尤其涉及一種通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置及應(yīng)用系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]半個多世紀以來，數(shù)字廣播技術(shù)作為有效的大眾信息傳輸手段，在社會發(fā)展和人們的日常生活中起著重要的作用。但由于傳統(tǒng)數(shù)字廣播技術(shù)所采用的芯片集成度高，該技術(shù)中將解調(diào)、解復(fù)用、音視頻解碼等功能集成在一塊集成芯片內(nèi)，導(dǎo)致該芯片的應(yīng)用功能單一，只能應(yīng)用于數(shù)字電視等廣電行業(yè)，其功能擴展及新型應(yīng)用開發(fā)帶來了諸多不便。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中由于采用集成芯片使得功能擴展及開發(fā)非常不便，且集成芯片制成后所應(yīng)用的功能僅局限于單一領(lǐng)域等缺陷，提出了一種通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置及應(yīng)用系統(tǒng)。
[0004]本實用新型提出了一種通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置，包括一體化調(diào)諧裝置與主控裝置；所述一體化調(diào)諧裝置包括調(diào)諧單元與解調(diào)單元；所述調(diào)諧單元的輸出與所述解調(diào)單元的輸入連接；所述主控裝置的輸出與所述解調(diào)單元的輸入連接。
[0005]本實用新型提出的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置中，所述調(diào)諧單元包括低噪聲放大器、自動增益控制模塊、鎖相環(huán)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(huán)電路及所述混頻器的輸入連接，所述鎖相環(huán)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(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置中，所述調(diào)諧單元通過內(nèi)部12C總線經(jīng)由所述解調(diào)單元與所述主控裝置連接。
[0007]本實用新型提出的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置中，所述解調(diào)單元包括:QPSK解調(diào)模塊、FEC單元和輸出控制模塊；所述QPSK解調(diào)模塊的輸入與所述調(diào)諧單元連接，所述QPSK解調(diào)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(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置中，所述QPSK解調(diào)模塊包括時鐘恢復(fù)環(huán)路、載波恢復(fù)環(huán)路與匹配濾波器；所述時鐘恢復(fù)環(huán)路的輸出與匹配濾波器的輸入連接，所述載波恢復(fù)環(huán)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(wèi)星TS數(shù)據(jù)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(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)，包括:所述的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置及衛(wèi)星信號接收裝置，所述衛(wèi)星信號接收裝置的輸出與所述通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置的輸入連接。
[0011]本實用新型提出的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)中，所述衛(wèi)星信號接收裝置中設(shè)有高頻頭，所述高頻頭與所述通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置連接。
[0012]本實用新型提出的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)中，所述主控裝置進一步與所述衛(wèi)星信號接收裝置連接。
[0013]本實用新型通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置及應(yīng)用系統(tǒng)可以在原有衛(wèi)星廣播數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其傳輸方式?jīng)]有發(fā)生改變的情況下，實現(xiàn)衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)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(zhí)行效率高等優(yōu)點。本實用新型中主控裝置具有嵌入式邏輯結(jié)構(gòu)，調(diào)試方便，開發(fā)維護成本低，便于應(yīng)用功能的擴展，克服傳統(tǒng)集成芯片應(yīng)用功能單一的缺陷，使數(shù)字廣播技術(shù)不再局限于原有的音視頻廣播服務(wù)。本實用新型的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置及應(yīng)用系統(tǒng)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(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是本實用新型中調(diào)諧單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本實用新型中解調(diào)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017]結(jié)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(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知常識，本實用新型沒有特別限制內(nèi)容。
[0018]本實用新型中所涉及的“模塊”均指內(nèi)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(xiàn)有公知技術(shù)。
[0019]如圖1所示，本實用新型通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)包括:一體化調(diào)諧裝置1、主控裝置2以及衛(wèi)星信號接收裝置。
[0020]一體化調(diào)諧裝置I通過同軸電纜與衛(wèi)星信號接收裝置相連，對于輸入的衛(wèi)星信號進行解調(diào)接收和信道解碼。一體化調(diào)諧器裝置I包括調(diào)諧單元11和解調(diào)單元12。調(diào)諧單元11用于對輸入的衛(wèi)星信號進行低噪聲放大和濾波，生成第二中頻信號；解調(diào)單元12與調(diào)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(fù)、匹配濾波、解碼及能量解擾后輸出衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流。
[0021]其中，一體化調(diào)諧器裝置I可通過編程和內(nèi)部邏輯電路一次性完成信號解調(diào)和信源解碼工作，從而節(jié)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(zhí)行效率高，其具有嵌入式邏輯結(jié)構(gòu)，調(diào)試方便，開發(fā)維護成本低，便于應(yīng)用功能的擴展，克服傳統(tǒng)集成芯片應(yīng)用功能單一的缺陷，使數(shù)字廣播技術(shù)不再局限于原有的音視頻廣播服務(wù)。
[0022]本實用新型中進一步設(shè)置供電裝置，供電裝置分別與一體化調(diào)諧裝置I及主控裝置2連接，對整個裝置進行系統(tǒng)供電。供電裝置通過穩(wěn)壓濾波等操作，其分別為調(diào)諧單元11，解調(diào)單元12和主控裝置2提供3.3V的直流電壓，保障通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)。
[0023]衛(wèi)星信號接收裝置將廣播衛(wèi)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(wèi)星到地面接收地點的距離在36000km左右，因此衛(wèi)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(zhì)量，高頻頭內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲一定得非常小。在高頻頭的內(nèi)部設(shè)有低噪聲放大器(LNA)，它產(chǎn)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(jīng)過衛(wèi)星信號經(jīng)高頻頭下變頻后變?yōu)榈谝恢蓄l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(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置。
[0024]第一中頻信號首先送入通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置的調(diào)諧單元11中。如圖2所示，調(diào)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(huán)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(xiàn)對衛(wèi)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(wèi)星信號的增益。鎖相環(huán)電路113與自動增益控制模塊112連接，用于生成本振信號?；祛l器114分別與自動增益控制模塊112以及鎖相環(huán)電路113連接，用于對本振信號與衛(wèi)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(diào)單元12。
[0025]低噪聲放大器111用來接收來自衛(wèi)星信號接收裝置傳輸?shù)臄?shù)字信號。該數(shù)字信號為衛(wèi)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(huán)電路113產(chǎn)生的本振頻率混合，產(chǎn)生解調(diào)單元12所需要的頻率為479.5MHZ的第二中頻信號。
[0027]其中，在調(diào)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(chǎn)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(jīng)過IQ低通濾波模塊115輸出。
[0028]如圖3所示，解調(diào)單元12包括:QPSK解調(diào)模塊121、FEC單元122和輸出控制模塊123。QPSK解調(diào)模塊121用于第二中頻信號進行時鐘恢復(fù)、載波恢復(fù)和匹配濾波；FEC單元122與QPSK解調(diào)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(wèi)星TS數(shù)據(jù)流；輸出控制模塊123與FEC單元122連接，用于對衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流進行傳輸控制。
[0029]其中，QPSK解調(diào)模塊121包括時鐘恢復(fù)環(huán)路、載波恢復(fù)環(huán)路與匹配濾波器；時鐘恢復(fù)環(huán)路的輸出與匹配濾波器連接，載波恢復(fù)環(huán)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(diào)單元12在進行信號解調(diào)時，由調(diào)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(diào)單元12中的載波恢復(fù)環(huán)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(huán)路達到鎖定狀態(tài)實現(xiàn)載波捕獲。載波恢復(fù)環(huán)路通過捕獲載波和跟蹤載波相位完成載波恢復(fù)，解調(diào)出基帶信號。
[0031]解調(diào)單元12輸出的數(shù)據(jù)信號經(jīng)匹配濾波器濾波后，經(jīng)過維特比解碼模塊和里德-索羅門解碼模塊，產(chǎn)生以188個字節(jié)為一塊的數(shù)據(jù)碼流，數(shù)據(jù)碼流在能量解擾模塊中經(jīng)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(wèi)星TS數(shù)據(jù)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(diào)諧單元11和解調(diào)單元12，驅(qū)動一體化調(diào)諧裝置I輸出衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流。主控裝置2進一步檢測衛(wèi)星信號的增益值，并調(diào)節(jié)衛(wèi)星信號接收裝置的位置使增益值保持最大，完成衛(wèi)星信號接收裝置準確對準衛(wèi)星。
[0033]調(diào)諧單元11的I2C總線是和解調(diào)單元12的I2CRPT寄存器的管腳相連的。實現(xiàn)時按照I2C的協(xié)議標準在I2CRPT寄存器管腳上模擬SCL和SDA的時序發(fā)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(diào)單元12的I2CRPT來控制調(diào)諧單元11，使進入一體化調(diào)諧裝置I的第一中頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)樾l(wèi)星TS數(shù)據(jù)流輸出。
[0034]具體地，在進行TS數(shù)據(jù)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(diào)諧器I進行初始化。主控裝置2判斷時鐘恢復(fù)環(huán)路與載波恢復(fù)環(huán)路的信號同步后，控制該信號再經(jīng)過解調(diào)單元12中的解碼和能量解擾操作，衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)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(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)在接收到衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流后，可不經(jīng)過解碼等傳統(tǒng)操作，可根據(jù)具體需求，對獲取到的衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流進行PID過濾，提取PSI/SI信息或其他有用的數(shù)據(jù)信息。也可將衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流回傳至主控裝置2進行后續(xù)功能擴展應(yīng)用等。
[0036]本實用新型的保護內(nèi)容不局限于以上實施例。在不背離實用新型構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本實用新型中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置，其特征在于，包括一體化調(diào)諧裝置(I)與主控裝置⑵；所述一體化調(diào)諧裝置⑴包括調(diào)諧單元(11)與解調(diào)單元(12);所述調(diào)諧單元(11)的輸出與所述解調(diào)單元(12)的輸入連接；所述主控裝置(2)的輸出與所述解調(diào)單元(12)的輸入連接。
2.如權(quán)利要求1所述的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置，其特征在于，所述調(diào)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(huán)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(huán)電路(113)及所述混頻器(114)的輸入連接，所述鎖相環(huán)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(quán)利要求2所述的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置，其特征在于，所述調(diào)諧單元(11)通過內(nèi)部12C總線經(jīng)由所述解調(diào)單元(12)與所述主控裝置(2)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置，其特征在于，所述解調(diào)單元(12)包括:QPSK解調(diào)模塊(121)、FEC單元(122)和輸出控制模塊(123);所述QPSK解調(diào)模塊(121)的輸入與所述調(diào)諧單元(11)連接，所述QPSK解調(diào)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(quán)利要求4所述的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置，其特征在于，所述QPSK解調(diào)模塊(121)包括時鐘恢復(fù)環(huán)路、載波恢復(fù)環(huán)路與匹配濾波器；所述時鐘恢復(fù)環(huán)路的輸出與所述匹配濾波器的輸入連接，所述載波恢復(fù)環(huán)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(quán)利要求4所述的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)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(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于，包括: 如權(quán)利要求1-6之任一項所述的通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置及衛(wèi)星信號接收裝置；所述衛(wèi)星信號接收裝置的輸出與所述通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置的輸入連接。
8.如權(quán)利要求7所述的用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于，所述衛(wèi)星信號接收裝置中設(shè)有高頻頭，所述高頻頭與所述通用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收裝置連接。
9.如權(quán)利要求7所述的用型衛(wèi)星TS數(shù)據(jù)流接收應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于，所述主控裝置(2)進一步與所述衛(wèi)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(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】許理巖, 王紅蘭, 陳翔, 應(yīng)彬杰, 匡磊, 徐文超, 徐詠明 申請人:華東師范大學(xué), 上海賽天通信技術(shù)有限公司