CN1306349A - 一种通用卫星数据广播接收系统 - Google Patents
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Abstract
一种通用卫星数据广播接收系统,包括卫星接收天线、低噪声模块、连接电缆、接收信道终端,驱动模块、数据处理模块,接收信号经天线、低噪声模块变频为射频信号,再经过接收信道终端调谐、模/数变换、解调、解码处理将数据接至计算机;驱动模块和数据处理模块贮留在计算机内部,前者为上层应用提供接口,后者针对特定应用,对传输流数据进行解复接和业务处理。本发明为计算机外置式,使用方便灵活,并降低了对电磁兼容能力的要求。
Description
本发明涉及卫星通信系统,具体涉及卫星广播数据接收系统。
卫星通信系统相对其他通信系统具有通信容量大、覆盖范围广、不受地理环境限制、易于实现广播、传输质量高等优点。数字压缩技术的开发和应用,使直接广播卫星(以下简称DBS)进入了数字化时代。因此大容量地传送电视图像业务以及包括Internet业务在内的所有数字化多媒体信息或数据业务得以实现并迅速发展。
目前流行的直接到户的DBS终端设备是卫星机顶盒,由于国际上没有统一的卫星机顶盒标准,因此不同公司的卫星机顶盒是互不兼容的。它一般与模拟制式的电视机配合使用,业务单一,存储和交互能力弱,用户将为业务的升级和扩充不断增加或更新机顶盒。
另外两种卫星数据广播接收设备,美国休斯公司的DirecPC和以色列吉莱特公司的SkySurfer VSAT,都是计算机内置的卫星数据接收设备,具有可升级并易于实现交互业务的特点,但前者采用了非开放式的传输体制和较低的传输速率(400kbps),使其应用受到一定限制;后者虽然采用了与2~35Mbps的DVB-MPEG兼容的开放式的传输体制,但在与计算机互连的方式上,两者采用的都是成本和复杂度相对高的计算机周边元件扩展接口(PCI)总线,电磁兼容设计要求高,内置安装需要占用计算机有限的插槽,安装和操作的不便性也对应用有所限制。
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足,提出一种计算机外置的通用卫星数据广播接收系统,其作用是将DBS广播数据下载到计算机,以便按所需业务进行实时或非实时处理。
为实现上述目的,本发明卫星数据广播接收系统包括
卫星接收天线,用以接收卫星广播信号;
低噪声模块,用以将接收信号变频为射频信号输出;
卫星数字视频广播DVB-S接收信道终端,连接电缆将射频信号送到DVB-S接收信道终端,DVB-S接收信道终端经过调谐、模/数变换、解调、解码处理将数据接至计算机;
驱动模块,用以为上层应用提供接口;
数据处理模块,针对特定应用,对MPEG-2传输流数据进行解复接和业务处理。
其特征还在于,所述DVB-S接收信道终端包括:
调谐器,用以将输入射频信号进行调谐和自动频率控制;
模数变换器,用以将来自调谐器的信号进行抗混叠滤波,并实现模拟信号到数字信号的转换;
四相相移键控(QPSK)解调器,用以将来自模数变换器的输出信号解调为数字基带信号;
前向纠错编码(FEC)解码器,用以对QPSK解调器输出信号进行卷积码解码、卷积解交织、RS循环码译码及解扰处理,并输出MPEG-2传输流数据;
总线接口,用以将高速的MPEG-2传输流数据传送至计算机;并在DVB-S接收信道终端和计算机之间传输低速的控制数据;
微控制器,用以对所述调谐器、模数变换器、QPSK解调器、FEC解码器和总线接口进行初始化设置和工作状态监控,将状态信息传送至计算机;并接收计算机发送的控制数据,对所述调谐器、模数变换器、QPSK解调器、FEC解码器和总线接口重新进行设置。
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的描述。
图1是本发明卫星数据接收装置的结构方框图;
图2是图1中DVB-S接收信道终端的构成框图。
在本发明中,卫星数据接收装置主要包括两个部分:室外单元和室内单元。如图1所示,室外单元由卫星接收天线101和低噪声模块LNB 102组成,室内单元由DVB-S接收信道终端104、驱动模块105和数据处理模块106组成。室外单元和室内单元两部分之间以连接电缆103相连。
室外单元的卫星接收天线101接收C波段或Ku波段卫星广播信号,该信号经LNB102变频成L波段射频信号输出。
由一根同轴型连接电缆103实现室外单元与室内单元的信号连接:来自室外单元的L波段射频信号经由该电缆103送到室内单元的DVB-S接收信道终端104,而且来自DVB-S接收信道终端104的LNB控制信号以及直流馈电也经由该电缆送到LNB102。
室内单元的DVB-S接收信道终端104的结构较为复杂,如图2所示。
DVB-S接收信道终端含有调谐器201、模数变换器ADC202、四相相移键控QPSK解调器203、前向纠错FEC解码器204、IEEE1394总线接口205和微控制器206。
调谐器201使用本振频率综合器对所需频道的输入射频信号进行调谐和自动频率控制(AFC),并将其变换为中频信号,或直接变换为基带信号;变换过程可使用可变增益放大器实现自动增益控制(AGC),使用本振的90°移相器分离出同相信号I和正交信号Q。
模/数变换器ADC 202将来自调谐器201输出的I、Q信号进行抗混叠滤波,并实现模拟信号到数字信号的转换。
QPSK解调器203根据DVB-S标准将ADC 202输出信号解调为数字基带信号,解调过程包括了相干载波提取、位定时提取及信号的匹配滤波。
FEC解码器204根据DVB-S标准依次对QPSK解调器203输出信号进行卷积码解码、卷积解交织、RS循环码译码及解扰处理,并输出MPEG-2的并行有效数据、帧起始信号、数据有效信号以及字节时钟信号。
IEEE1394总线接口205能够兼容MPEG-2视频数据流,可实现最高400Mbps的数据传输速率。利用其同步传输特性,DVB-S接收信道终端将高速的MPEG-2传输流数据传送至计算机;利用其异步传输特性,在DVB-S接收信道终端和计算机之间传输低速的控制数据。
微控制器206可对DVB-S接收信道终端内部各单元进行初始化设置和工作状态监控,并利用IEEE1394总线接口205的异步传输特性将状态信息传送至计算机。此外,微控制器206能够接收计算机发送的控制数据,并对DVB-S接收信道终端内部各单元重新进行设置。
由上述可知,DVB-S接收信道终端104经过调谐、模/数变换、解调、解码等处理将MPEG-2传输流数据经IEEE1394总线接口接至计算机,如图1所示。
如图1,驱动模块105和数据处理模块106贮留在计算机内部,前者为上层应用程序提供接口,后者针对特定应用,对MPEG-2传输流数据进行解复接和业务处理。
驱动模块105的功能是向上层应用程序提供接口,使其能够对计算机侧的IEEE1394总线接口设备205进行设置和访问,并通过IEEE1394总线接口205以同步方式接收DVB-S接收信道终端104发送的MPEG-2传输流数据,以及以异步方式在DVB-S接收信道终端104和计算机之间传输控制和状态数据。
数据处理模块106包括软解复接器107和针对特定应用的业务处理单元108两个部分。
软解复接器107按照ISO/IEC13813-1标准,利用MPEG-2分组的同步字节实现数据同步,选择并分析数据中的节目关联表分组,获取传输流中包含的节目编号及其相对应的节目映射表分组标号(PID)。根据用户选取的节目编号,可在传输流中选择并分析相应的节目映射表分组,得到节目所包含的视频、音频或私有数据分组等的PID。依照PID可在传输流中过滤出有用数据,实现解复接的功能。
业务处理单元108可在上述数据接收的基础上,根据不同系统的要求灵活配置。由于计算机具有灵活的外设扩展能力,可与其它传输媒体相融合,方便地实现交互式业务,例如数字视频点播(VOD)、高速Internet接入、远程教育、远程医疗等等。
本实施例装置要求计算机具有IEEE1394总线接口,可由一块IEEE1394PCI接口卡提供,也可由含有IEEE1394总线接口的计算机主板提供。DVB-S接收信道终端上的IEEE1394总线接口通过一根IEEE1394电缆与计算机侧的IEEE1394总线接口相连。目前和IEEE1394相类似的串行总线还有USB,但后者速度相对低一些,本实施例选用IEEE1394接口的目的是为了和卫星广播数据的速率相匹配。
本发明装置为外置式,不受计算机结构限制,并降低了对电磁兼容能力的要求;与现有技术相比,本发明有以下优点:
1、采用IEEE1394总线标准,保证与卫星转发器带宽的适配以及与计算机的互连;
2、按照欧洲电信标准协会(ETSI)的卫星数字视频广播(DVB-S)标准EN300421V1.1.2(1997-08)设计,提供与运动图象专家组(MPEG-2)编码的电视业务的兼容性,以及与分组复用同步传输结构的兼容性。利用复用灵活性,传输包括语音和数据业务在内的各种业务结构,所有业务可在一个数字载波上进行时分复用(TDM);
3、采用普通卫星电视单收站(TVRO)的天线和低噪声模块(LNB),满足世界无线电行政会议(WARG)对广播卫星业务下行频率的规定;
4、系统所支持的业务由业务模块完成,只要编配单一业务或多业务处理模块,就可以满足多种DBS业务的应用。应用的变化不需要改变硬件,所以能以小的代价适应将来的发展。
Claims (5)
1、一种通用卫星数据广播接收装置,包括
卫星接收天线(101),用以接收卫星广播信号;
低噪声模块(102),用以将卫星广播信号变频为射频信号输出;
连接电缆(103),用以连接低噪声模块(102)和卫星数字视频广播DVB-S接收信道终端(104);
卫星数字视频广播DVB-S接收信道终端(104),所述连接电缆(103)将射频信号送到DVB-S接收信道终端(104),DVB-S接收信道终端(104)经过调谐、模/数变换、解调、解码处理将数据接至计算机;
驱动模块(105),用以为上层应用程序提供接口;
数据处理模块(106),用以针对特定应用,对MPEG-2传输流数据进行解复接和业务处理。
2、如权利要求1所述的卫星数据广播接收装置,其特征在于:所述数据处理模块(106)包括软解复接器(107)和业务处理单元(108)。
3、如权利要求1或2所述的卫星数据广播接收装置,其特征在于:所述DVB-S接收信道终端(104)包括:
调谐器(201),用以将输入的所述射频信号进行调谐和自动频率控制;
模数变换器(202),用以将来自所述调谐器(201)的信号进行抗混叠滤波,并实现模拟信号到数字信号的转换;
QPSK解调器(203),用以将来自所述模数变换器(202)的输出信号解调为数字基带信号;
FEC解码器(204),用以对所述QPSK解调器(203)输出信号进行卷积码解码、卷积解交织、RS循环码译码及解扰处理,并输出MPEG-2传输流数据;
总线接口(205),用以将所述高速的MPEG-2传输流数据传送至计算机;并在DVB-S接收信道终端和计算机之间传输低速的控制数据;
微控制器(206),用以对所述调谐器(201)、模数变换器(202)、QPSK解调器(203)、FEC解码器(204)和总线接口(205)进行初始化设置和工作状态监控,将状态信息传送至计算机;并接收计算机发送的控制数据,对所述调谐器(201)、模数变换器(202)、QPSK解调器(203)、FEC解码器(204)和总线接口(205)重新进行设置。
4、如权利要求3所述的卫星数据广播接收装置,其特征在于:所述总线接口(205)采用IEEE1394总线接口。
5、如权利要求3所述的卫星数据广播接收装置,其特征在于:所述总线接口(205)采用USB总线接口。
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