卫星接收机关键技术的实现探讨

2016-08-15国家新闻出版广电总局594台陕西咸阳712000

山东工业技术 2016年16期

邵曼（国家新闻出版广电总局594台，陕西咸阳 712000）

卫星接收机关键技术的实现探讨

邵曼
（国家新闻出版广电总局594台，陕西咸阳 712000）

随着现代化航天事业的不断发展，加快了卫星系统的发展趋势。基于卫星接收机的系统繁多，设备与维护工作的复杂性，因此，本次研究对无线电软件在卫星站的应用具有重要的意义。本名为通过对数字卫星广播电视系统；数字卫星接收机的关键技术与实现两个方面进行了简单的论述。

基带信号处理；剩余频偏；信号捕获；信号跟踪

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

随着数字化进程步伐的加快与发展，软件信号处理技术得到了广泛的应用，卫星接收机开始向着数字化的方向转变。卫星接收机在很多的方面得到了广泛的应用，但是，受到卫星工作系统的高动态变化的影响，使得卫星信号在处理与低动态运行的环境中时，程序了性能差精准度低等，因此，研究卫星接收机信号的关键处理技术具有重要的意义。

1　数字卫星广播电视系统

卫星系统工作的主要原理有：电视台通过地面发射站接收到卫星信号，使用特定天线将电视信号处理以后转发到太空站的卫星上，在由卫星转换到地面接收器中，通过放大、转变等处理工作，得到地面服务区中的转变视频信号。地面接收器可以接收到很多的电视台信号，并转发出去。

信源部分、信道编码与调制部分、上变频与功率放大部分是卫星广播电视系统发送端的信号处理的重要组成部分，它们分别对电视信号在发送之前进行了不同的处理。

信源的主要工作的内容是对节目进行压缩、编码，使用MPEG-2技术对数字信号进行压缩，减少码率，保证了可以同时传输给多台数字电视信号的正常传输。通过节目复用来保证视频、音频等能够辅助节目复用器来进行数据流，也可以称之为数码刘，并且进一步增强业务的相关信息，通过编码和调节部分作用来进行数字传输的过程中，保证出现误码。同时，还可以保证传输时信号减弱、噪音大等功能，很适合应用在卫星信道中。上变频和功率放大部分主要是保证电视信号的距离与强度，做完信道编码和调制工作后，还需要放大电视信号的上变频及功率，达到卫星信号传输的上行频率与特定功率。

在进行电视信号的处理工作时，使用天线将信号发送出去。然后，由接收端对电视信号的接收、处理工序对发送端的信号进行反处，按照卫星广播电视系统的基本组成和发送端信号处理原理设计数字卫星接收机。

2　数字卫星接收机的关键技术与实现

2.1数字卫星接收机的工作原理

数字电视的接收信号是由接收天线来实现的，利用室外高频头将信号转变成第一中频信号（950MHz～2150MHz）。然后通过调谐器改变滤波、变频的活动，有效的将950MHz～2150MHz转变成479.5MHz或者是零中基带的信号，通过传输到QPSK调节器以及信号编码器中进一步进行有效的编码、解码、去胶纸卷以及RS解码等功能，这样的作用能够进一步改善错误的突发性乱码等。卷积编码还叫内码，可以有效的纠正本组出现误码的作用，还可以纠正其他组出现的误码。交织器处于RS与卷积码之间，可以有效的将卷积编码出现的连续性的误码，通过交织器分散连续性的误码，保证接收端纠错的有效性，致使出现的连续性误码没有超出纠错范围。

使用上述方法对电视信号进行处理以后，获取到188字节的TS包输出长度。然后使用解复用器进行分解，得出基础音频、视频，并对得到的音频、视频进行有效的解码，对声音、视频的相关数据进行还原，将视频传输到视频编码器中转变成模拟的电视输出信号。将音频传输到D/A转换器中，转换成立体声音频信号，最后，放大电视伴音或调频以广播的形式输出。

2.2具体实现

本次研究是基于卫星接收机的工作原理，构建狮子电视卫星接收机的硬件平台，使用STV0399和STB6000对电视信号进行有效的调谐解调处理。使用32位CPU的MPEG-2解码芯片ST5105对电视信号做解复用和解码，数字电视的外围电路有：32MB的DDR， 16MB 的Flash， 38kHz红外接收器，复合视频输出，数字音频输出和RS232，SMART卡等各种接口部件。数字电视卫星接收机的软件包括：以ST20Embedded Toolset作为开发工具，采用分层的结构设计进行应用程序的开发。

本次研究以硬件为基础，软件是主要的操作者。使用函数的调用对系统进行编写应用程序，选用了ST公司生产的OS20实时操作系统，这各系统具有内核小、实用性好、管理方便的优点，并且能够进一步针对多任务处理进行实时调度以及时钟管理。非常符合小型接收机的操作。通过抽象定义域外设之间的相比较结果来看，这些底层的函数与基本的寄存器之间是直接关系，主要根据硬件设施来提供针对性的驱动层和底层的驱动程序服务。这些服务通过底层驱动适配来进一步提高驱动层的功能，进一步增强功能集合函数，从而直接被应用程序底层进行调用。这样的设计主要包括了系统初始化、启动城区、视频、音频驱动、红外驱动、数字视频编码以及显示驱动等各种外部接口。

用户应用程序开发的主体部分是应用层，可以有效的实现数字卫星接收机的上层功能。主要包括用户输入和OSD显示部分、节目管理部分、天线设置和节目搜索部分、系统设置部分及节目解码部分等。节目管理的工作是编辑和排序，节目的设置与锁定；天线设置和节目搜索对数据进行解析与保存；系统设置是设定输入输出系统的格式，对菜单语言、背景等进行设置；节目解码实现了对调谐器的设置，控制解码器。