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标题 对数字卫星电视解调系统的设计与关键技术分析
范文 刘骏+陈永跃
摘 要 在近几年各方面技术迅速发展的背景下，数字技术也得到了迅速的发展，数字广播电视在业务方面更是取得了非常可观的成果。在广播电视中，卫星广播本身就是其主要的播放途径，本身的覆盖面比较广，不容易被地域所影响。数字技术的快速发展对各个领域的经济发展产生了巨大的影响，尤其是消费领域、制造领域都受到数字技术带来的巨大冲击，在这份冲击力的带动下，数字技术与我们的生活实现了有机结合。文章主要分析了数字卫星电视的发展现状以及发展历史，同时对数字卫星电视解调系统的设计以及相关技术的应用进行了探究，希望能够为今后的研究提供可靠的参考。
关键词 数字卫星电视；解调系统；技术分析
中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）205-0061-02
随着互联网技术的迅速发展，数字技术被广泛应用到各个领域当中，同时也融入了我们的社会生活以及社会生产中，比如我们生活中常见的数字广播、数字卫星电视。在近几年里，数字技术发展的范围不仅是互联网和信息技术行业，它开始逐渐演变成未来所有产业能够快速发展的动力。
1 关于数字卫星电视解调系统概念与意义的概述
数字卫星电视的解调系统实际上是借助解调系统，将卫星上发过来的消息进行处理与恢复的一个过程。但是，从卫星电视上传过来的信号是经过解调系统解调之后的信号，因此，我们需要借助数字卫星电视解调系统先对信号进行恢复，这样才能够被系统使用。解调和调制两者之间是截然不同的两个过程，无论是调整的方式还是方法都有差异。数字卫星电视的解调包括两种：正弦波解调、脉冲波解调。而数字卫星电视的解调环节分为2个：第一个环节是对载波附近携带有用信息的频谱转移到基带中；第二个环节是通过滤波器对基带信号进行过滤并除去，将数字星电视的解调工作完成。
2 数字卫星电视解调和调制二者的原理分析
调制和解调信号的原理。数字通信系统当中的功能性框图以及系统的组成部分见图1。
我们从图1当中看出，数字通信系统其中包括2个部分：信源编码、信道编码。信源编码对于信源的传输效率产生积极的影响。信道编码可以让信息码列和通道中的频谱特性两者相互适应，这样可以有效降低能量传输过程中的损失以及噪声能量的比例，避免出现差错，提升传输效率；同时还可以提升纠错能力，对于出现的差错可以及时的纠正。但是，传输通道本身的频率特性存在限制范围，超出频率的上下限制范围，就会导致信号无法有效传输。
如果数字信号流和传输通道这两者的频率特性存在差异，那么在信号当中的能量就可能会消失不见，信噪的比例也会下降，进而导致误码率的上升，甚至会影响到周围的信道。对于很多的数字传输系统来说，低频成分在数字基带信号当中的比例比较高，而通信的信道本身实际上又具有带通特性，因此导致很多信道无法对基带信号进行直接传输，需要借助基带信号来控制高频载波中的一些参量。这种把基带数字信号进行转变之后成为频带数字信号的变化，我们称之数字调制；反过来的过程是数字解调。
3 关于数字衛星电视当中DVB-S解调系统的设计
在数字卫星电视系统当中，解调系统是其中十分关键的技术，其设计指标的好坏直接会影响到系统对信号的接受性能。
3.1 解析数字卫星接收机的原理
随着数字卫星接收机技术的不断发展以及迅速推广，在国际上有一部分比较出名的公司都开始做出了自己的解决方案，方案表面上存在区别，实际上其中的结构基本上是类似的，如图2所示。
3.2 数字卫星电视解调系统中的硬件设计
对DVB-S数字卫星接收机进行设计的过程中，想要实现解调系统需要借助一体化的THOMSONDSF8910高频头，这一模块具备以下三大功能：调谐、信道解码以及解调。然后该模块会把信息上传到TS流，之后会到达具有处理功能的主芯片。在THOMSONDSF8910当中，TSA5059为调谐芯片，起解调作用的芯片是STV0299。CPU通过I2C总线实现对芯片寄存器的读写。
硬件集成THOMSONDSF8910模块。THOMSONDSF8910模块是对调谐模块以及解调模块进行结合，之后封装做成了一体化模块，之后为主控芯片提供接口，这样可以简化该模块的电路设计。模块的引脚分布以及电路连接的原理图如图3所示。
3.3 解调系统的软件设计
解调系统中锁频任务软件的实现。经过开始锁频的操作之后，消息经过应用层然后被发送到锁频任务。而锁频任务作为NIM模块驱动中的核心技术，既能够处理好应用层与驱动层传送的消息，还可以先判断一下未处理的高频头目前所处状态，最后再传输到对应的函数中进行处理。改状态机的状态主要包括以下4个方面：第一，扫描状态：高频头可以扫描特定的频率点或者频率范围；第二，锁定状态：高频头可以对已锁定的指定频率点进行跟踪；第三，失锁状态：高频头已经失锁或者是跟踪失败指定的频点，或者因外部的调用中止了锁定状态；第四，频点不存在状态：锁频过程全部结束，但是对于指定的频点以及有效的搜索频点无法锁定。
解调模块软件核心实际上是各种高频头以及对应的锁频任务之间实现交互。锁频任务在操作系统的整个过程中是线程执行，它可以处在上述的任何一种状态。在扫描的过程中，为了保证锁定结果的准确性，我们会循环对设定的任务以及被控制的高频头进行查询。在高频的内部寄存器里如果出现了一次成功的锁定，那么该任务就会变成锁定的状态。接下来，就是设定的任务控制高频头的过程，保证锁频处于稳定状态以及锁定的状态处于被监视的状况下。在实行这一控制的主要方式就是跟踪载波信号，进而适应物理信道传输的模拟信号。如果扫描过程结束后，没有出现任何的频点锁定，那么就会自动转入不存在频点扫描的状态下，这也表示扫描过程结束。扫描是不受时间的限制，它在锁频任务执行过程中可以随时开始，扫描正在进行的时候，出现了新的扫描，那么上一次的扫描结果就自动取消，进而与新的扫描请求相适应。只有锁定了锁频任务的情况下，扫描的整个过程才可以继续。
4 结论
在本文当中，我们分析了数字卫星电视解调系统中解调技术的关键和原理，明白想要实现解调系统的设计，必须要对相关的技术和原理有一个全面的了解，对载波恢复技术和定时恢复技术有一个详细的了解，这样才能够确保解调系统在数字卫星电视中的顺利应用。
参考文献
[1]张亚男，张公礼，杨小牛.全数字接收机中一种改进的内插滤波器[J].通信技术，2003（5）：41-43.
[2]张雅勤.64QAM高阶数字调制的解调系统研究及其FPGA实现[D].深圳：深圳大学，2016.
[3]潘登.数字卫星电视授时系统时钟恢复与码流同步技术研究[D].西安：中国科学院研究生院（国家授时中心），2014.
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更新时间：2025/3/10 15:45:18