專利名稱：用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，尤其是一種用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，屬通信技術(shù)領(lǐng)域。
衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器是面向計(jì)算機(jī)的衛(wèi)星接收設(shè)備。他把衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別和處理的數(shù)字信號(hào)。現(xiàn)有的衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器有兩種模式，一種是計(jì)算機(jī)插卡式，即將衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器直接插在計(jì)算機(jī)的內(nèi)部總線上工作，接收的數(shù)據(jù)直接通過總線進(jìn)入計(jì)算機(jī)，并由計(jì)算機(jī)直接提供電源。另一種是外接式，通過以太網(wǎng)口把數(shù)據(jù)提供給計(jì)算機(jī)。這種方式需要獨(dú)立提供電源。同時(shí)計(jì)算機(jī)上要配網(wǎng)卡。本實(shí)用新型采用前一種方式。
現(xiàn)有的衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，無論是插卡式，還是外接式，都存在如下問題1.硬件結(jié)構(gòu)死板，不靈活，升級(jí)費(fèi)用高。
2.不支持多種協(xié)議?，F(xiàn)有衛(wèi)星接收機(jī)的底層協(xié)議處理都是通過硬件電路實(shí)現(xiàn)的，只能支持一種協(xié)議，要更換協(xié)議，只能重新設(shè)計(jì)電路。
3.現(xiàn)有的衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收機(jī)的底層信號(hào)識(shí)別、過濾(如PID過濾)是通過專用芯片實(shí)現(xiàn)的，不易修改和擴(kuò)展。導(dǎo)致產(chǎn)品的靈活性和適應(yīng)性較差。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，它能夠作為計(jì)算機(jī)衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收的通用接口裝置，只負(fù)責(zé)接收和向計(jì)算機(jī)提交數(shù)據(jù)，不負(fù)責(zé)使用協(xié)議處理和數(shù)據(jù)處理，由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)多種協(xié)議的數(shù)據(jù)處理，本裝置具有更為通用的接口性能，適合于接收各種協(xié)議的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，該接收器由信道處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和電源模塊以及輸入信號(hào)接頭組成，其中信道處理模塊由高頻頭、解調(diào)和信道解碼單元集成，輸出接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊的輸出接計(jì)算機(jī)。
所述的輸入信號(hào)接頭為F型接頭。
所述的數(shù)據(jù)處理模塊的輸出通過PCI總線接計(jì)算機(jī)。
所述的數(shù)據(jù)處理模塊為可編程門陣列模塊。
所述的電源模塊為一個(gè)以上，為相互獨(dú)立設(shè)置的高穩(wěn)定一體化的電源轉(zhuǎn)換模塊。
所述的電源模塊的接地端設(shè)有隔離模擬地和數(shù)字地的電容、電感。
本實(shí)用新型信道處理模塊的作用是對(duì)從衛(wèi)星接收下來的L波段信號(hào)(950～2150MHz)進(jìn)行放大、濾波和變頻得到兩路正交基帶信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行A/D采樣、數(shù)字解調(diào)、信道譯碼、去交織和解擾，得到DVB定長包(TS流)；數(shù)據(jù)處理模塊用于對(duì)解擾后的TS流進(jìn)行同步字檢測獲得幀同步，并檢測數(shù)據(jù)的目的地址；對(duì)自己接收下來的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，并通過PCI總線交給計(jì)算機(jī)處理；電源模塊分別給高頻頭和數(shù)據(jù)處理單元供電。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為1.負(fù)責(zé)接收各種衛(wèi)星數(shù)據(jù)信號(hào)，并向計(jì)算機(jī)提交數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)的處理由計(jì)算機(jī)支持實(shí)現(xiàn)，可方便地支持各種通用和專用數(shù)據(jù)通信協(xié)議。因此，這種硬件設(shè)計(jì)通用性強(qiáng)，功能靈活，不受具體協(xié)議數(shù)據(jù)類型的限制。
2.硬件結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定度高，用一片現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)處理和計(jì)算機(jī)接口功能。
3.底層數(shù)據(jù)通道的過濾和選擇由FPGA實(shí)現(xiàn)，設(shè)置更為靈活，通過修改FPGA的配置可與各種計(jì)算機(jī)軟件和用戶應(yīng)用方式配合。功能靈活、升級(jí)快、更新快。特別適合不斷變化的市場需求。
4.電源設(shè)計(jì)周密，適合各種微機(jī)環(huán)境5.最低接收速率為1M符號(hào)率每秒。
6.可接收符合DVB-S標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-2碼流。
7.輸入信號(hào)頻率范圍L波段950～2150MHz。
8.輸入信號(hào)電平-25dBm--65dBm。
9.輸入接口F型接頭。
10.PCI總線，即插即用。
11.給LNB提供垂直/水平極化電壓13/18V。
圖2為本實(shí)用新型信道處理模塊功能框圖。
圖3為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理模塊功能框圖。
圖4為本實(shí)用新型信道處理模塊電路原理圖。
圖5為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理模塊電路原理圖。
圖6為本實(shí)用新型PCI接口電路原理圖。
圖7為本實(shí)用新型電源模塊電路原理圖。
如

圖1所示，本實(shí)用新型為一種用于計(jì)算機(jī)的通用衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，該接收器由信道處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和電源模塊組成，負(fù)責(zé)接收和向計(jì)算機(jī)提交數(shù)據(jù)，不負(fù)責(zé)使用協(xié)議處理數(shù)據(jù)。具有較強(qiáng)的通用性。
本實(shí)用新型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收卡的信道處理模塊由高頻頭、解調(diào)和信道解碼單元組成，集成在一個(gè)一體化的高頻頭里，如圖2、4所示。從衛(wèi)星LNB接收下來的L波段信號(hào)接U1 TUNER INT。具體內(nèi)部是首先經(jīng)過帶通濾波器，濾除帶外雜波和干擾，然后通過由自動(dòng)增益控制AGC電壓控制的一級(jí)放大器放大。信號(hào)經(jīng)過第二級(jí)帶通濾波器之后進(jìn)行一次變頻，信號(hào)轉(zhuǎn)移到中頻，再經(jīng)過相應(yīng)的帶通濾波和AGC控制的二級(jí)放大器。第2本振產(chǎn)生兩個(gè)相互正交的載波，它同二級(jí)放大后的信號(hào)混頻濾波后便得到正交的兩路基帶信號(hào)I和Q。兩路正交基帶信號(hào)I和Q經(jīng)過A/D采樣成為數(shù)字信號(hào)，然后QPSK解調(diào)。為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信道編碼。在DVB-S標(biāo)準(zhǔn)中，采用的是以卷積碼為內(nèi)碼，RS碼為外碼的級(jí)聯(lián)碼。同時(shí)為了抗信道中的突發(fā)誤碼，還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。因此解調(diào)數(shù)據(jù)首先經(jīng)過Viterbi卷積譯碼，編碼速率從1/2到7/8可變；然后去交織，這里采用的是交織深度為12的卷積交織；最后經(jīng)過(204，188)RS譯碼便可得到基本無誤的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳輸中為了解決01碼不對(duì)稱的問題，通常在傳輸前對(duì)信源進(jìn)行擾碼，相應(yīng)地在最后需要解擾。
以上工作在一體化高頻頭內(nèi)由U1完成，U1輸入接TUNER INT，U1通過口線IF D0-D7輸出符合DVB-S標(biāo)準(zhǔn)的TS流。再參見圖3、5，接下來的幀同步、地址檢測、數(shù)據(jù)緩存、PCI接口模塊都由數(shù)據(jù)處理模塊U2－－一片F(xiàn)PGA芯片完成。數(shù)據(jù)處理模塊U2作為裝置的中央處理器控制所有芯片的控制口線，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的調(diào)用管理。數(shù)據(jù)處理模塊U2通過口線PCI AD0-31接能夠直接與計(jì)算機(jī)即插即用的PCI接口(如圖6所示)連接，通過PCI接口把數(shù)據(jù)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。為了保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，在FPGA內(nèi)部，實(shí)用了一塊4K字節(jié)大小的同步FIFO緩沖區(qū)。
如圖6所示，PCI總線接口PCI 5V32的數(shù)據(jù)從與圖5所示的數(shù)據(jù)處理模塊U2口線PCI AD0-31連接得到，并受數(shù)據(jù)處理模塊U2的控制。它是衛(wèi)星接收器和計(jì)算機(jī)PCI總線接口間的”橋”，完全符合PCI 2.1規(guī)范。衛(wèi)星接收器插在計(jì)算機(jī)中即插即用，可自動(dòng)獲得系統(tǒng)資源，最大數(shù)據(jù)傳輸率133Mbyte/s。
本實(shí)用新型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器工作在微機(jī)環(huán)境下。各種計(jì)算機(jī)尤其是兼容機(jī)，電源水平參差不齊，有的電源紋波和雜波很大，這就使得在一些計(jì)算機(jī)上能夠工作的衛(wèi)星接收器到另外的計(jì)算機(jī)上就不能工作。所以需要對(duì)每組電源都采取精心的設(shè)計(jì)。如圖6所示，由于計(jì)算機(jī)的5V電源紋波較大，不能直接使用，所以通過U4、U5將計(jì)算機(jī)的12V電源變到8V，再變到5V，經(jīng)過兩次穩(wěn)壓，確保5V電源干凈。2.5V和3.3V電源通過U8、U7，將計(jì)算機(jī)的5V電源穩(wěn)壓后輸出獲得。30V和18V電源采用高穩(wěn)定、一體化的5V-30V，5V-18V電源轉(zhuǎn)換模塊(U9、U6)，紋波控制在20毫伏以下，極大地提高了衛(wèi)星接收器在不同計(jì)算機(jī)中的適應(yīng)能力。此外，在對(duì)輸入電壓敏感的地方，接地端加了電容EC4和電感L1進(jìn)行隔離，在模擬地和數(shù)字地之間也進(jìn)行了有效的隔離。
權(quán)利要求1.一種用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，其特征在于該接收器由信道處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和電源模塊組成，其中信道處理模塊由高頻頭、解調(diào)和信道解碼單元集成，輸出接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊的輸出接計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，其特征在于所述的輸入信號(hào)的接頭為F型接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理模塊的輸出通過PCI總線接計(jì)算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理模塊為可編程門陣列模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，其特征在于所述的電源模塊為一個(gè)以上，為相互獨(dú)立設(shè)置的高穩(wěn)定一體化的電源轉(zhuǎn)換模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器，其特征在于所述的電源模塊的接地端設(shè)有隔離模擬地和數(shù)字地的電容、電感。
專利摘要一種用于計(jì)算機(jī)的通用型衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收器,該接收器由信道處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和電源模塊以及輸入信號(hào)接頭組成,其中信道處理模塊由高頻頭、解調(diào)和信道解碼單元集成,輸出接數(shù)據(jù)處理模塊,數(shù)據(jù)處理模塊的輸出接計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)處理模塊為一片可編程門陣列模塊。電源模塊為一個(gè)以上,為相互獨(dú)立設(shè)置的高穩(wěn)定一體化的電源轉(zhuǎn)換模塊。本實(shí)用新型能夠作為計(jì)算機(jī)衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收的通用接口裝置,只負(fù)責(zé)接收和向計(jì)算機(jī)提交數(shù)據(jù),不負(fù)責(zé)使用協(xié)議處理和數(shù)據(jù)處理,由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)多種協(xié)議的數(shù)據(jù)處理,本裝置具有更為通用的接口性能,適合于接收各種協(xié)議的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04H1/00GK2506031SQ01233289
公開日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2001年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月16日
發(fā)明者馬正新, 蘇東 申請(qǐng)人:北京百年興業(yè)衛(wèi)星通信科技有限公司