對數字衛星電視解調系統的設計與關鍵技術分析

劉駿+陳永躍

摘 要 在近幾年各方面技術迅速發展的背景下，數字技術也得到了迅速的發展，數字廣播電視在業務方面更是取得了非常可觀的成果。在廣播電視中，衛星廣播本身就是其主要的播放途徑，本身的覆蓋面比較廣，不容易被地域所影響。數字技術的快速發展對各個領域的經濟發展產生了巨大的影響，尤其是消費領域、制造領域都受到數字技術帶來的巨大沖擊，在這份沖擊力的帶動下，數字技術與我們的生活實現了有機結合。文章主要分析了數字衛星電視的發展現狀以及發展歷史，同時對數字衛星電視解調系統的設計以及相關技術的應用進行了探究，希望能夠為今后的研究提供可靠的參考。

關鍵詞 數字衛星電視；解調系統；技術分析

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）205-0061-02

隨著互聯網技術的迅速發展，數字技術被廣泛應用到各個領域當中，同時也融入了我們的社會生活以及社會生產中，比如我們生活中常見的數字廣播、數字衛星電視。在近幾年里，數字技術發展的范圍不僅是互聯網和信息技術行業，它開始逐漸演變成未來所有產業能夠快速發展的動力。

1 關于數字衛星電視解調系統概念與意義的概述

數字衛星電視的解調系統實際上是借助解調系統，將衛星上發過來的消息進行處理與恢復的一個過程。但是，從衛星電視上傳過來的信號是經過解調系統解調之后的信號，因此，我們需要借助數字衛星電視解調系統先對信號進行恢復，這樣才能夠被系統使用。解調和調制兩者之間是截然不同的兩個過程，無論是調整的方式還是方法都有差異。數字衛星電視的解調包括兩種：正弦波解調、脈沖波解調。而數字衛星電視的解調環節分為2個：第一個環節是對載波附近攜帶有用信息的頻譜轉移到基帶中；第二個環節是通過濾波器對基帶信號進行過濾并除去，將數字星電視的解調工作完成。

2 數字衛星電視解調和調制二者的原理分析

調制和解調信號的原理。數字通信系統當中的功能性框圖以及系統的組成部分見圖1。

我們從圖1當中看出，數字通信系統其中包括2個部分：信源編碼、信道編碼。信源編碼對于信源的傳輸效率產生積極的影響。信道編碼可以讓信息碼列和通道中的頻譜特性兩者相互適應，這樣可以有效降低能量傳輸過程中的損失以及噪聲能量的比例，避免出現差錯，提升傳輸效率；同時還可以提升糾錯能力，對于出現的差錯可以及時的糾正。但是，傳輸通道本身的頻率特性存在限制范圍，超出頻率的上下限制范圍，就會導致信號無法有效傳輸。

如果數字信號流和傳輸通道這兩者的頻率特性存在差異，那么在信號當中的能量就可能會消失不見，信噪的比例也會下降，進而導致誤碼率的上升，甚至會影響到周圍的信道。對于很多的數字傳輸系統來說，低頻成分在數字基帶信號當中的比例比較高，而通信的信道本身實際上又具有帶通特性，因此導致很多信道無法對基帶信號進行直接傳輸，需要借助基帶信號來控制高頻載波中的一些參量。這種把基帶數字信號進行轉變之后成為頻帶數字信號的變化，我們稱之數字調制；反過來的過程是數字解調。

3 關于數字衛星電視當中DVB-S解調系統的設計

在數字衛星電視系統當中，解調系統是其中十分關鍵的技術，其設計指標的好壞直接會影響到系統對信號的接受性能。

3.1 解析數字衛星接收機的原理

隨著數字衛星接收機技術的不斷發展以及迅速推廣，在國際上有一部分比較出名的公司都開始做出了自己的解決方案，方案表面上存在區別，實際上其中的結構基本上是類似的，如圖2所示。

3.2 數字衛星電視解調系統中的硬件設計

對DVB-S數字衛星接收機進行設計的過程中，想要實現解調系統需要借助一體化的THOMSONDSF8910高頻頭，這一模塊具備以下三大功能：調諧、信道解碼以及解調。然后該模塊會把信息上傳到TS流，之后會到達具有處理功能的主芯片。在THOMSONDSF8910當中，TSA5059為調諧芯片，起解調作用的芯片是STV0299。CPU通過I2C總線實現對芯片寄存器的讀寫。

硬件集成THOMSONDSF8910模塊。THOMSONDSF8910模塊是對調諧模塊以及解調模塊進行結合，之后封裝做成了一體化模塊，之后為主控芯片提供接口，這樣可以簡化該模塊的電路設計。模塊的引腳分布以及電路連接的原理圖如圖3所示。

3.3 解調系統的軟件設計

解調系統中鎖頻任務軟件的實現。經過開始鎖頻的操作之后，消息經過應用層然后被發送到鎖頻任務。而鎖頻任務作為NIM模塊驅動中的核心技術，既能夠處理好應用層與驅動層傳送的消息，還可以先判斷一下未處理的高頻頭目前所處狀態，最后再傳輸到對應的函數中進行處理。改狀態機的狀態主要包括以下4個方面：第一，掃描狀態：高頻頭可以掃描特定的頻率點或者頻率范圍；第二，鎖定狀態：高頻頭可以對已鎖定的指定頻率點進行跟蹤；第三，失鎖狀態：高頻頭已經失鎖或者是跟蹤失敗指定的頻點，或者因外部的調用中止了鎖定狀態；第四，頻點不存在狀態：鎖頻過程全部結束，但是對于指定的頻點以及有效的搜索頻點無法鎖定。

解調模塊軟件核心實際上是各種高頻頭以及對應的鎖頻任務之間實現交互。鎖頻任務在操作系統的整個過程中是線程執行，它可以處在上述的任何一種狀態。在掃描的過程中，為了保證鎖定結果的準確性，我們會循環對設定的任務以及被控制的高頻頭進行查詢。在高頻的內部寄存器里如果出現了一次成功的鎖定，那么該任務就會變成鎖定的狀態。接下來，就是設定的任務控制高頻頭的過程，保證鎖頻處于穩定狀態以及鎖定的狀態處于被監視的狀況下。在實行這一控制的主要方式就是跟蹤載波信號，進而適應物理信道傳輸的模擬信號。如果掃描過程結束后，沒有出現任何的頻點鎖定，那么就會自動轉入不存在頻點掃描的狀態下，這也表示掃描過程結束。掃描是不受時間的限制，它在鎖頻任務執行過程中可以隨時開始，掃描正在進行的時候，出現了新的掃描，那么上一次的掃描結果就自動取消，進而與新的掃描請求相適應。只有鎖定了鎖頻任務的情況下，掃描的整個過程才可以繼續。

4 結論

在本文當中，我們分析了數字衛星電視解調系統中解調技術的關鍵和原理，明白想要實現解調系統的設計，必須要對相關的技術和原理有一個全面的了解，對載波恢復技術和定時恢復技術有一個詳細的了解，這樣才能夠確保解調系統在數字衛星電視中的順利應用。

參考文獻

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