卫星数字接收机的= 450;扫机理分析

卫星数字接ਟ= 0;机的盲扫机理分析

铱动科技类型：转载= ; 日期：2008/6/1 责任编辑：李勇

卫星数&= #23383;接收机的盲扫功能= 159;非常有用的，在无法= ;预知卫星信号的频率&#= 12289;符号率、前向纠错ķ= 63;的收缩率等一系列参= 数的情况下，具备盲= 5195;功能的接收机可以೽= 8;动搜索到未知的信号&= #21442;数，是非常方便和= 454;用的功能。普通的免= ;费机加上这项功能之&#= 21518;，对于产品是一种Ó= 51;能上的升级。有了这= 个功能，可以经常对= 1355;星上的信号放一个ৗ= 5;描，发现新的信号，&= #21450;时更新参数，信号= 340;搜索会变得非常方便= ;，同时也非常有趣。&#= 37197;置盲扫功能的接收Ĉ= 26;，不仅可以扫描免费= 开放的一些信号，同= 6102;也可以检测一些加भ= 4;传输信号，可以帮助&= #25105;们更好的了解到这= 123;信号的相关参数。

如何打&= #24320;接收机的盲扫选项A= 292;在此前的很多文章中= ;已经有很多的讨论和&#= 35770;述，在此不多讲，Ļ= 08;者下面仅仅就接收机= 如何找到卫星信号参= 5968;，实现盲扫功能的ߌ= 8;些原理谈谈自己的一&= #20123;观点。

QPSK的调制&= #35299;调和盲扫的原理

卫星接&= #25910;机实现正确解调所&= 656;要的信号参数包括下= ;面几项：极化方式、&#= 19979;行频率、符号率和Ò= 69;向纠错系数（卷积码= 的收缩率）等，其中= 0340;极化方式在线性化ߩ= 6;输中无非是水平极化&= #21644;垂直极化两种，接= 910;机内部的CPU和控制电路配= 512;就可以实现两种极化= ;倒换和接收，比较容&#= 26131;实现，也很容易理Š= 99;，不会构成盲扫的门= 槛。接收部分的解调= 0005;路和CPU配合需要识别= 644;解出的参数主要是三= ;项：下行频率、符号&#= 29575;和纠向错系数。

这三个&= #21442;数的识别和解码是= 312;QPSK解调的部分完= 5104;的，目前经常用到௚= 0;一些芯片，如STV0399、MT312C、ZL10312等都可以实现上述参= ;数的盲扫。现在生产&#= 30340;接收机比较倾向于Ë= 51;用板载的高频头，可= 以比较方便在接收机= 0340;线路板看到这些芯୭= 5;。其它采用一体化高&= #39057;头的机器，芯片位= 110;高频头内，需要解体= ;高频头才可以看到芯&#= 29255;。

本文在&= #21069;半部分先对于上面= 552;到的三个参数的盲扫= ;机理做分析和讨论，&#= 21518;关部分将结合STV0399芯片对具体的= 集成电路芯片做一些= 5506;讨。

1&#= 12289; 下行频&= #29575;的盲扫

卫星传&= #36755;中采用的调制方式= 159;QPSK，采用这种方= 4335;是和卫星传输距离๢= 8;、信号衰减大、传输&= #29615;境恶劣的传输特点= 456;对应的，QPSK的调制和解调= 2290;

QPSK采用的&= #26159;相干解调方式，和= 457;送端基本就是一个相= ;逆的过程。简单的说&#= 23601;是用和发送端频率z= 89;相位完全相同的载波= 与接收到的已调制信= 0456;乘，得到相应的I、Q信号= 2290;所谓相同，不仅包৤= 4;了频率一致，而且要&= #27714;本地载波的相位也#= 201;一致，否则得到的I、Q信号= 3601;会出现误码或者严ດ= 5;时会出现解码失败的&= #29616;象，直接导致后面= 340;MPEG解码部分无法= 4037;作。在解调的过程ߑ= 3;，CPU通过12C总线控制= 387;控振荡器电路通过与= ;载波信号的比较，可&#= 20197;得到完全相同的载Ė= 74;。

现在常&= #35265;的接收机大都采用= 968;次变频的方式，称为= ;“零中频”，这种方= 335;有别于原来的二次变= ;步模式，经过高频头&#= 38477;频之后的第一中频Ì= 49;号直接输入到QPSK解调电路，所= 0197;能够实现正确解调௚= 0;压控振荡器所产生的&= #39057;率就严格地等于第= 968;中频信号的输入频率= ;，由此也就可以得到&#= 25509;收信号的下行频率z= 90;以C波段常用的5150MHz本振的高频头来= 说，下行频率=3D5150MHz-VCO频率。Ku频段或者采用其它= 本振频率的LNB，其算法与此= 159;类似的，这也是在盲= ;扫时需要正确设置本&#= 25391;频率的原因。当然ʌ= 92;假如本振频率设置错= 误，或者本振的频率= 9981;是特别准确，盲扫ߡ= 3;然可以得到下行频率&= #21442;数，只是有点偏差 = 780;已，整个频率锁定的= ;过程还是相同的。影&#= 21709;接收机正确锁定频ħ= 75;的参数中，主要是压= 控振荡器的频率准确= 1644;频率稳定度，还有स= 1;是LNB的本振频率的= 934;确度和稳定度，当下= ;行频率存在某个固定&#= 30340;误差时，可以调整LNB的本振频率，= 197;消除这个误差。

2&#= 12289; 符号率&= #30340;盲扫

在谈符&= #21495;率的盲扫之前，有= 517;要先对DVB-S的数据帖的格&#= 24335;加以说明。在DVB-S中，视频和音&#= 39057;数据经过压缩之后ʌ= 92;被分割成以188个字节为数据= 253;长度的数据，这就是= ;DVB-S的传输流或者&#= 31216;为TS流。为了对数þ= 54;传输中的错误进行校= 正，要对数据进行里= 4503;-所罗门编码，ે= 9;个数据包中加入了16个字节的纠错ă= 68;据，形成所谓的RS（204、188）的数据包。

TS流的格&= #24335;是非常常见的，我= 204;在网络上找到的很多= ;HDTV信号就是以TS流的格式编码的&= #65292;其文件的后缀往往= 159;tp或者ts。&= #32593;络文件的TS流的格式与卫ą= 43;传输中略有不同，在= 帖格式、纠错方式等= 6041;面有所不一样，但਷= 9;这种把数据进行分割&= #12289;纠错和打包传输的= 605;想方法是一致的。网= ;络上的TS流格式有很多į= 40;检测软件可以分析，= 可以参考其它的一些= 0456;关文章。

为了让&= #25509;收端正确识别传输= 969;的数据结构，传输的= ;数据每个数据包的第&#= 19968;个字节处都会设置È= 26;同步字节：47H（十六进制）= 290;为了传输的需要，同= ;步字节需要每8个数据包作一શ= 5;数据反转，同步数据&= #20013;的数据“0”变成“1”，而“1”变成“0”，即有原来的47H变成B8H。= ;当收到一个数据是47H时，接收机就= 487;以认为是一个数据帖= ;的开始，否则就抛弃&#= 25481;接收的数据，等待Ç= 79;一个字节的数据，直= 到找到同步字节为止= 5165;开始后面的纠错和෉= 9;码。

上述数&= #25454;传输流的帖结构就= 159;锁定传输码流符号率= ;的关键，当传输流的&#= 36895;度确定之后，每个ă= 68;据包所占用的时间就= 确定了，接收机内部= 0340;CPU控制解码芯片A= 292;改变搜索同步字节时= ;间间隔的长短，来确&#= 23450;正确的时间间隔。ô= 03;CPU设定了正确的= 102;间间隔之后，可以解= ;出正确的同步字节47H，并且每8= 个数据帖之后，同= 493;字节都会发生反转，= ;由47H转变为B8H。只有这种状态才是&#= 27491;确的确定了码流速ħ= 75;的一种状态，解调电= 路才会发出同步锁定= 0340;指示，结合前面部࠳= 8;载波锁定的检测，联&= #21512;发出锁定的信号。= 516;时，CPU也就不再进行= 628;索，否则CPU会发出指令，= 913;变搜索，否则CPU会发现指令，= 913;变搜索时间的长短，= ;知道确认锁定为止。

需要说&= #26126;的是，我们经常见= 040;的符号率并不完全是= ;信号的数据库，它还&#= 21253;含了纠错的一些数þ= 54;开销等，以比较常见= 的4.43MS/s为例，他的数= ;据率=3D4.43MS/s×2×188÷204×3÷4=3D6.12Mbps，= 其中的几个系数的意= 0041;如下：

（1）“2”：采用QPSK的调制方式，= 7599;一个调制后的符号஍= 5;都可以携带2比特的数据。

（2）“188/204= ”：传输流的帖结ਗ਼= 0;中，为了纠错，在204个字节中，包含了16个字节的纠错ă= 68;据，占用了一部分带= 宽，需要剔除。

（3）“3/4”：是因为采用了3/4的卷积编码，也就= 是常说的FEC，如1/2，= ;2/3，5/6，7/8等，计算时，&= 656;要乘以相应的系数。= ;这个计算机所得的最&#= 32456;结果6.12Mbps才是真正的卫= ;星电视的数据率，这&#= 20854;中一般包含了5Mbps的视频，128kbps的电视音频，不= 569;的信号还会加入一些= ;广播音频等其它格式&#= 30340;数据。

按照上&= #38754;的算法，CPU可以最终锁定= 355;星信号的符号率。当= ;接收机的时钟不稳定或者不是非常准= 0830;的时候，会发生锁ऩ= 0;的编码码率与实际的&= #30721;流速率有所借偏差= 340;现象。从另外的一个= ;角度来说，编码端的&#= 36895;率也并不是完全恒ê= 50;的，它会根据输入的= 信号的改变有所变化= 5292;所以有时候不同的৶= 9;收机会找不同的码流&= #36895;率，这属于一个比$= 739;正常的现象。

3&#= 12289; 前向纠&= #38169;收缩率的盲扫

前向纠&= #38169;收缩率和卷积编码= 340;卷积长度有关，限于= ;篇幅，在此无法作更&#= 22810;的介绍，但是卷积ĳ= 21;是一种性能非常优秀= 的纠错编码，可以在= 2534;码效率和纠错性能ਬ= 1;面得到一个很好的均&= #34913;。这种编码方法进= 837;实际应用领域最大的= ;一个障碍就是它的解&#= 30721;比较复杂，难于实Ĩ= 16;，而维特比博士当年= 提出的译码方法使得= 3427;可以最终应用到实༆= 9;的领域中，这种译码&= #30340;方法也被称为了维= 305;比译码。维特比译码= ;现在在很多的地方得&#= 21040;了很广泛的应用，Ű= 25;很大程度上归功于维= 特比博士的功劳，据= 5828;维特比先生现在就ߵ= 9;职于CDMA通信巨头高通= 0844;司。

卷积码&= #30340;收缩率共有一下的= 960;种：1/2，2/3，3/4，5/6，7/8，所以对于它= 340;盲扫可以采用逐个列= ;举的方法，相对要简&#= 21333;一些。

在确定&= #20102;某个收缩率之后，= 353;照此数值对传输的数= ;据流做维特比译码然&#= 21518;与重新按照相同收Ņ= 53;率卷积编码的码流进= 行比较和计算，确定= 0721;流的误码率。当假෹= 4;的收缩率正确时，译&= #25152;得的码流的误码率= 601;会很小，可以认为是= ;锁定了正确的收缩率&#= 12290;反之，误码率很高ʌ= 92;译码和重新编码的两= 个数据流完全不同的= 6102;候，就可以认为选৤= 1;的收缩率参数是错误&= #30340;，需要重新选择新= 340;参数，然后开始新一= ;轮的译码、编码、延&#= 26102;比对的过程，直到ü= 14;到一个误码率很小的= 值。

对于卷&= #31215;码收缩率的搜索需#= 201;增加一个重新编码计= ;算的电路，所以需要&#= 22686;加一块内核，同时ë= 45;于编码计算的能力要= 高很多，所以早期的= 3455;片比较难于完成。ߎ= 1;过随着新的解码芯片&= #30340;出现，集成度有了= 456;大的提高，实现这样= ;的功能也就比较容易&#= 20102;。

盲扫在<= span lang=3DEN-US>STV0399上面的实现

实现盲&= #25195;的接收机中，都会= 377;STV0399、MT312C、ZL10312等芯片中的一种，这= ;些芯片是具体来完成&#= 30450;扫和解调功能的芯Ĥ= 55;，下面就以STV0399为例，对于相= 关的电路做一个简单= 0340;介绍。

STV0399是意法&= #21322;导体公司推出的在= 968;片CMOS芯片中集成了= 8646;中频调谐器、多标࠭= 4;解调模块和前向纠错&= #27169;块多个功能的集成= 005;路，它推出得比较早= ;，功能上也比较齐全&#= 65292;所以应用的范围还ą= 59;很广泛的。对于这种= 将频率合成器、混频= 2120;、解调等多个模块༓= 8;成在一起的一个单一&= #33455;片，一般称为硅片'= 640;频头。这种芯片对简= ;化产品的设计、降低&#= 25104;本有着非常显著的ø= 47;义。

STV0399的结构&= #65292;它主要包含了下面= 340;几个模块：

1&#= 12289; 射频输&= #20837;部分

射频输&= #20837;部分的作用是对输= 837;的中频信号提供一个= ;可控制的增益，而这&#= 20010;部分所产生的AGC信号也会成为= 449;号强度的指示，通过= ;计算，把它的变化转&#= 25442;成对数来表示，就Ö= 87;以在接收机的面板或= 者显示器上面实现OSD显示。

2&#= 12289; 本振部&= #20998;

本振部&= #20998;以27MHz的晶振为基准&#= 65292;产生216-343MHz的振荡信号ʌ= 92;然后倍频4倍或5倍= 5292;这部分最终输出的ཁ= 7;率经过运算就是盲扫&= #24471;到的下行频率值。

3&#= 12289; 混频、&= #28388;波和信号AGC

在这里&= #20135;生I、Q信号= 5292;并且使用滚降系数ߒ= 6;0.20或者0.35į= 40;平方根升余弦滤波器= 消除掉带外噪声。

4&#= 12289; 定时恢&= #22797;和载波恢复

STV0399的定时&= #24674;复和载波恢复是通$= 807;两个可编程的数字相= ;环实现的，当载波和&#= 26102;钟都锁定的时候，×= 18;面的前向纠错电路才= 会开始工作。

定时和&= #36733;波恢复电路工作所#= 201;求的信号质量并不高= ;，当接收信号的信噪&#= 27604;大于1dB时，载波就可= 197;锁定，QPSK的相干解调就= 4320;始了，可以得出下ඡ= 2;的频率参数。当信噪&= #27604;大于2dB时，时钟就可= 197;恢复，可以对符号计= ;数，并且得出符号率&#= 21442;数。

接收机&= #30450;扫时，一般以6MHz的步长来搜索= 1487;能存在的载波，这మ= 1;搜索的过程可能会出&= #29616;重复锁定或者丢失= 576;个信号的情况，这和= ;信号的强度、捕捉范&#= 22260;参数有关系。

中间的&= #20449;号处于两个步进值= 340;搜索范围中间，无法= ;被任何一个点上的搜&#= 32034;所捕获，所以就被È= 02;失了。两者的捕获范= 围都比较大，造成了= 7325;复锁定，在盲扫上௧= 5;到的结果就是经常会&= #25195;描到一些重复的频$= 947;。

5&#= 12289; 前向纠&= #38169;

前向纠&= #38169;部分可以实现里德-所罗门和维特ૈ= 4;译码，并且按照前面&= #25552;到的方法找到正确= 340;前向纠错率。

具有盲&= #25195;功能的接收机可以= 026;我们寻找未知参数的= ;信号带来很大的方便&#= 65292;是一个非常有用的ð= 37;具，所以很多的接收= 机都具有这个功能。= 7491;如当年从黑白电视੒= 6;转向彩色电视机的过&= #31243;一样，盲扫这个功!= 021;并不是非常神秘的，= ;它的实现依靠的还是&#= 33455;片组强大的计算机Ŋ= 21;力和芯片制造技术的= 进步。在接收机上增= 1152;一个盲扫功能的成ੑ= 2;并不是非常高的，很&= #22810;的接收机都可以实= 616;。所以笔者相信，随= ;着相关技术的不断进&#= 27493;与发展，具有这个Ą= 41;便功能的接收机将会= 在更大的范围里为广= 2823;用户所了解并使用