CN102332959A - 卫星广播信号的接收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫星广播信号的接收装置。该接收装置包括：射频单元、模数转换/数模转换单元和信号处理单元。本发明实施例提供的卫星广播信号的接收装置具有完整的接收、解调和数据分发功能，性能优异、体积小、重量轻、功耗低，可以实现对卫星广播信号有效地接收和处理。

Description

卫星广播信号的接收装置
技术领域
本发明涉及一种信号接收装置，尤其涉及一种基于EP3CLS200和ARM7架构的卫星广播接收装置。 
背景技术
现代社会正向数字化、信息化方向高速发展，卫星通信在无线通信领域的作用和低位日益加强。在军事领域和日常生活中，卫星通信都可以大大的弥补地面通信的盲点和不足。 
目前，国内卫星通信产业还处于起步阶段，针对卫星广播以及卫星移动通信产品的开发与研究具有重大的现实意义和广阔前景。 
发明内容
本发明的目的是提供一种卫星广播信号的接收装置，以实现对卫星广播信号有效地接收。 
本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 
一种卫星广播信号的接收装置，包括：射频单元、模数转换/数模转换单元和信号处理单元，其中， 
所述的射频单元，用于与模数转换/数模转换单元连接，根据模数转换/数模转换单元传输过来的直流电平设定信号增益，根据所述信号增益对接收到的卫星广播的射频信号进行下变频处理得到零中频信号，对所述零中频信号进行I/Q正交解调得到I/Q模拟信号，将所述I/Q模拟信号传输给所述模数转换/数模转换单元； 
所述的模数转换/数模转换单元，用于与所述射频单元、所述信号处理单元连接，对所述射频单元输出的I/Q模拟信号进行量化、采样处理得到I/Q数字信号，将所述I/Q数字信号输出给信号处理单元；将所述信号处理单元传输过来的增益控制字转换为直流电平，将所述直流电平输出给所述射频单元； 
所述的信号处理单元，用于对所述模数转换/数模转换单元传输过来的I/Q模拟信号进行功率估计得到增益控制字，将所述增益控制字传输给所述模数转换/数模转换单元；对 所述模数转换/数模转换单元传输过来的I/Q模拟信号进行解调处理，得到未加密的原始信号或者进行了加密的加密信号，将所述原始信号或者加密信号输出。 
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的卫星广播信号的接收装置具有完整的接收、解调和数据分发功能，性能优异、体积小、重量轻、功耗低，可以实现对卫星广播信号有效地接收和处理。 
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。 
图1为本发明实施例提供的卫星广播信号的接收装置的具体结构图； 
图2为本发明实施例提供的卫星广播信号的接收装置中的信号处理单元的具体结构图。 
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。 
本发明所述的卫星广播信号的接收装置的具体结构如图1所示，包括如下的单元：射频单元、DAC(Analog-to-Digital Converter，数模转换)/ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换)单元、信号处理单元、控制单元、条件接收单元、电源管理单元和外设单元组成。下面分别介绍各个单元的功能。 
射频单元，用于与DAC/ADC单元和控制单元连接，通过天线接收卫星广播的射频信号，完成上述射频信号的接收和下变频、正交解调功能。主要功能包括：根据DAC/ADC单元输出过来的直流电平设定信号增益，根据上述信号增益对上述射频信号进行下变频处理得到零中频信号，对所述零中频信号进行I/Q正交解调得到满足DAC单元线性量程范围的I/Q模拟信号，并将上述I/Q模拟信号传输给DAC/ADC单元。上述I/Q模拟信号包括：I正/I负、Q正/Q负两路模拟信号，上述中频信号的频率范围为：950-1450MHz。该单元可以通过调谐 器来实现，比如通过Cyclone III LS EP3CLS200芯片来实现，其主要特征是功耗低，延长了该装置的使用时间。 
DAC/ADC单元，用于与射频单元、信号处理单元连接，完成模拟信号的量化、采样功能。其中，ADC单元将射频单元输出的I/Q模拟信号以70MHz频率、10bit进行量化，对量化后的信号进行采样得到I/Q两路数字信号，将该I/Q两路数字信号输出给信号处理单元进行解调处理；DAC单元将信号处理单元输出的8bit量化的增益控制字转换为0-3.3V的直流电平，将该直流电平输出给射频单元，以控制射频单元的信号增益，使得射频单元输出的I/Q模拟信号满足ADC单元的线性量程范围。 
信号处理单元，用于与DAC/ADC单元、控制单元、条件接收单元连接，完成信号解调、数据分发功能，该单元可以通过FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)来实现，比如，通过EP3CLS200来实现。 
信号处理单元的主要功能包括：对ADC单元输出的I/Q两路数字信号进行功率估计得到增益控制字，将所述增益控制字反馈给DAC单元，以控制射频单元的信号增益。对上述I/Q两路数字信号进行解调处理，得到未加密的原始信号或者进行了加密的加密信号，将上述加密信号通过PCMCIA接口输出给条件接收单元，接收条件接收单元输出过来的解密后的原始信号。然后，将上述原始信号通过100/1000M自适应以太网口输出。 
上述信号处理单元的具体结果如图2所示，包括如下的子单元： 
增益反馈子单元，用于对所述模数转换/数模转换单元传输过来的I/Q模拟信号进行功率估计得到增益控制字，将所述增益控制字反馈给DAC单元，以控制射频单元的信号增益； 
滤波和补偿子单元，用于对所述模数转换/数模转换单元传输过来的I/Q模拟信号进行抗干扰滤波和去直流与IQ失衡补偿处理，将处理后的信号传输给同步处理子单元； 
同步处理子单元，用于利用均衡器和锁相环对所述滤波和补偿子单元输出的信号进行位同步、帧同步处理，将处理后的信号传输给载波捕获子单元； 
载波捕获子单元，用于对所述同步处理子单元输出的信号进行载波频率捕获，，将处理后的信号传输给译码子单元； 
译码子单元，用于对所述载波捕获子单元输出的信号进行译码处理，得到未加密的原始信号或者进行了加密的加密信号。 
条件接收单元，用于与信号处理单元连接，主要完成信号的解密与点播。主要由解密卡和电子身份组成，解密卡一方面通过PCMCIA接口接收信号处理单元输出的加密信号，另一方面根据用户的电子身份密钥得到解密密钥，利用上述解密密钥对上述加密信号进行解 密得到原始信号，并再通过PCMCIA接口将原始信号返回到信号处理单元。此外，解密卡还支持毁密功能和解密状态显示功能。 
控制单元，用于与信号处理单元、射频单元、外设单元、本地PC机连接，对信号处理单元、射频单元进行参数配置，比如，通过I2C接口1对射频单元进行下变频参数配置，通过I2C接口2对信号处理单元进行滤波参数、载波捕获参数配置。通过外设单元查询整个装置的前工作状态。通过串口1实现对本地PC的应答和响应。同时，它通过SPI和GPIO接口分别连接LED显示屏和键盘，提供友好的人机接口。该单元可以通过ARM7来实现。 
外设单元，用于与控制单元连接，包括显示器和键盘，控制单元可以通过外设单元进行参数配置和状态查询操作。 
电源管理单元，用于将输入的12V直流电源进行下变到5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V、1.0V，以满足各单元的电源使用要求。此外，电源管理单元还包括过压保护、过流保护功能。 
综上所述，本发明提供的卫星广播信号的接收装置是卫星数据广播分发系统的一种独立接收设备，该装置具有完整的接收、解调和数据分发功能，性能优异、体积小、重量轻、功耗低，可以实现对卫星广播信号有效地接收和处理。 
本发明提供的卫星广播信号的接收装置的内部配置有条件接收单元，支持密钥注入和毁密，可实现广播业务的有条件接收。 
本发明提供的卫星广播信号的接收装置的应用领域包括：卫星数据广播分发系统数据接收、卫星数据广播分发系统广播单收站、卫星数据广播分发系统信号检测和卫星数据广播分发系统信息采集与分析。 
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 

Claims (8)

1.一种卫星广播信号的接收装置，其特征在于，包括：射频单元、模数转换/数模转换单元和信号处理单元，其中，
所述的射频单元，用于与模数转换/数模转换单元连接，根据模数转换/数模转换单元传输过来的直流电平设定信号增益，根据所述信号增益对接收到的卫星广播的射频信号进行下变频处理得到零中频信号，对所述零中频信号进行I/Q正交解调得到I/Q模拟信号，将所述I/Q模拟信号传输给所述模数转换/数模转换单元；
所述的模数转换/数模转换单元，用于与所述射频单元、所述信号处理单元连接，对所述射频单元输出的I/Q模拟信号进行量化、采样处理得到I/Q数字信号，将所述I/Q数字信号输出给信号处理单元；将所述信号处理单元传输过来的增益控制字转换为直流电平，将所述直流电平输出给所述射频单元；
所述的信号处理单元，用于对所述模数转换/数模转换单元传输过来的I/Q模拟信号进行功率估计得到增益控制字，将所述增益控制字传输给所述模数转换/数模转换单元；对所述模数转换/数模转换单元传输过来的I/Q模拟信号进行解调处理，得到未加密的原始信号或者进行了加密的加密信号，将所述原始信号或者加密信号输出。
2.根据权利要求1所述的卫星广播信号的接收装置，其特征在于，所述装置还包括：
条件接收单元，用于与所述信号处理单元连接，接收所述信号处理单元传输过来的加密信号，根据用户的电子身份得到解密密钥，通过解密卡利用所述解密密钥对所述加密信号进行解密得到原始信号，将所述原始信号传输给所述信号处理单元。
3.根据权利要求1所述的卫星广播信号的接收装置，其特征在于，所述装置还包括：控制单元和外设单元，其中，
所述的控制单元，用于与所述信号处理单元、射频单元、外设单元连接，对所述信号处理单元和射频单元进行参数配置，通过所述外设单元查询整个装置的工作状态；
所述的外设单元，用于与所述控制单元连接，包括显示器和键盘。
4.根据权利要求1所述的卫星广播信号的接收装置，其特征在于，所述装置还包括：
电源管理单元，用于将输入的12V直流电源进行下变到5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V、1.0V，以满足各单元的电源使用要求，提供过压保护、过流保护功能。
5.根据权利要求1至4任一项所述的卫星广播信号的接收装置，其特征在于，所述模数转换/数模转换单元包括：
模数转换单元，用于对所述射频单元输出的I/Q模拟信号进行量化、采样处理得到I/Q数字信号，将所述I/Q数字信号输出给信号处理单元；
数模转换单元，用于将所述信号处理单元传输过来的增益控制字转换为直流电平，将所述直流电平输出给所述射频单元。
6.根据权利要求1至4任一项所述的卫星广播信号的接收装置，其特征在于，所述信号处理单元包括：
增益反馈子单元，用于对所述模数转换/数模转换单元传输过来的I/Q模拟信号进行功率估计得到增益控制字，将所述增益控制字反馈给模数转换/数模转换单元，以控制所述射频单元的信号增益；
滤波和补偿子单元，用于对所述模数转换/数模转换单元传输过来的I/Q模拟信号进行抗干扰滤波和去直流与IQ失衡补偿处理，将处理后的信号传输给同步处理子单元；
同步处理子单元，用于利用均衡器和锁相环对所述滤波和补偿子单元输出的信号进行位同步、帧同步处理，将处理后的信号传输给载波捕获子单元；
载波捕获子单元，用于对所述同步处理子单元输出的信号进行载波频率捕获，，将处理后的信号传输给译码子单元；
译码子单元，用于对所述载波捕获子单元输出的信号进行译码处理，得到未加密的原始信号或者进行了加密的加密信号。
7.根据权利要求1至4任一项所述的卫星广播信号的接收装置，其特征在于，所述的信号处理单元通过现场可编程门阵列FPGA来实现。
8.根据权利要求1至4任一项所述的卫星广播信号的接收装置，其特征在于，所述的控制单元通过ARM7来实现。
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