卫星电视接收机是指将卫星降频器LNB输出信号转换为音频视频信号或者射频信号的电子设备。卫星电视接收器属于电子调谐选台器,优点是节约频谱资源。

1.卫星电视接收器组成结构

1)前端系统(Headend)

前端系统主要由视频音频压缩编码器复用器等组成。前端系统主要任务是将电视信号进行数字编码压缩,利用统计复用技术,在有限的卫星转发器频带上传送更多的节目。DTH按MPEG-2标准对视频音频信号进行压缩,用动态统计复用技术,可在一个27MHz的转发器上传投啻?0套的电视节目。

2)传输和上行系统(Uplink)

传输和上行系统包括从前端到上行站的通信设备及上行设备。传输方式主要有中频传输和数字基带传输两种。

3)卫星(Satellite)

DTH系统中采用大功率的直播卫星或通讯卫星。由于技术和造价等原因,有些DTH系统采用大功率通讯卫星,美国和加拿大的DTH公司采用了更为适宜的专用大功率直播卫星(DBS)。

4)用户管理系统(SMS)

用户管理系统是DTH系统的心脏,主要完成下列功能:小编推荐

A. 登记和管理用户资料。

B. 购买和包装节目。

C. 制定节目记费标准及用户进行收费。

D. 市场预测和营销。

用户管理系统主要由用户信息和节目信息的数据库管理系统以及解答用户问题,提供多种客户服务的Call Center构成。

5)条件接收系统(CA)

条件接收系统有两项主要功能:

A. 对节目数据加密。

B. 对节目和用户进行授权。

国际上DTH系统所采用的条件接收系统主要有:美国NDS,以色列Irdeto,法国Via Access,瑞士Nagra Vision等。
美国Direct TV公司以及采用Direct TV技术的加拿大Star Choice公司使用的是NDS条件接收系统;美国Dish Network(Echostar)公司以及采用Echostar技术的加拿大Bell ExpressVu公司使用的是Nagra Vission条件接收系统。

6)用户接收系统(IRD)

DTH用户接收系统由一个小型的碟形卫星接收天线(Dish)和综合接收解码器(IRD)及智能卡(Smart Card)组成。
IRD负责四项主要功能:

A. 解码节目数据流,并输出到电视机中。

B. 利用智能卡中的密钥(Key)进行解密。

C. 接收并处理各种用户命令。

D. 下载并运行各种应用软件。

DTH系统中的IRD已不是一个单纯的硬件设备,它还包括了操作系统和大量的应用软件。较成功的IRD操作系统是Open TV。美国Dish Network公司已开始逐步升级用户的IRD为Open TV系统。

卫星电视接收器组成结构

2.卫星电视接收器工作原理

卫星数字电视接收系统一般由接收天线(包括馈源)、低噪声下变频器(高频头LNB)和卫星数字电视接收机三部分组成:其中天线、高频头称室外单元:卫星数字电视接收机称室内单元,或称综合解码接收机(即
IRD),是当代计算机技术、数字通信技术和微电子技术融合的结晶。

1 IRD的功能框图

卫星电视接收器工作原理


IRD的一般功能框图如图1所示。由图可知,一个典型的IRD包括:调谐器、第二中频信号解调、信道解码、MPEG一2传输流解复用、MPEG一2音/视频解码和模拟音/视频信号处理。

2.信道接收模块
c波段或Ku波段的卫星下行信号由犬线接收,经过LNB放大和下变频,形成950~2050 MHz第一中频信号,经电缆送到IRD的调谐器,高频调谐器根据所需接收的频率,通过PLL(锁相环)环路控制本机振荡器频率,把输入信号变频成第二中频(479.5 MHz)信号,送到正交检相器分解出I、Q两路模拟信号,经过A/D转换器再把这两路模拟信号分别转换成6比特的并行数字信号,进入QPSK解调电路和信道纠错电路。

QPSK解调器的核心部分起到载波恢复、寻址、位同步、反混叠、匹配滤波和自动增益控制(AGC)作用。
Butterworth型匹配滤波器用米完成升余弦滚降形状的脉冲形成滤波变换(α=O.35DVB或α=O.20DSS,DVB数字视频广播,DSS数字卫星业务)。

信道纠错部分包括:Viterbi卷积(1/2,2/3,3/4,5/6,6/7 和7/8,K=7)和RS解码(204、188DVB)。Viterbi解码可对误码率(BER)为10^-4~10^-2的数据流进行纠错,以达到RFR为10-4。RS解码主要对突发性片状误码进行纠错,以达到BER优于10^-10的结果,最后输出符合MPEG一2标准的传输流(TS),每个数据包为188个字节。早期的信道接收模块由两片集成电路完成,如国产的xowJ—1型IRD由集成电路STV0190完成双路A/D变换,由集成电路sTV0196完成QPSK解调及前向纠错FEc,目前已将上述两块集成电路功能合成到一块芯片,如:STVD0199,ODM8511等。

3.解复用模块
TS码流是一种多路节目数据包(包含视频、音频和数据信息),按MPEG协议复接而成的数据流。因此,在解码前,要先对Ts流进行解复用,根据所要收视节目的包识别号(PID)提取出相应的视频、音频和数据包,恢复出符合MPEG标准的打包的节目基本流(PES)。

解复用芯片内部集成了32个用户可编程的PID滤波器。其中1个用于视频PID,1个用于音频PID,余下的30个可用于节目特殊信息(PSI)、服务信息(SI)和专用数据的滤波。PID处理分两个步骤:

(1)PID预处理:仅进行PID匹配选择,过滤掉那些PID值不匹配的包,挑出所需收视节目的数据包。

(2)PID后处理:进行传输流(TS)层错误检查(包括包丢失、PID不连续性等),同时滤除传输包的包头和调整段,找出有效载荷,按一定次序连接,组合成F'ES流。

系统时钟为27 MHz,由压控振荡器(VC。XO)产生,通过提取码流中的节目时钟基准(PCR)控制PLL环路,使IRD的系统时钟和输入节目的时钟同步。

芯片内部还嵌有RIsc cPU,它具有很强处理能力,与系统软件一起,能处理IRD复杂的系统任务,如:传输字幕、屏幕显示(OSD)、图文电视、电子节目指导(EPC)等。

DRAM控制器支持16 MB DRAM(动态随机存储器),由CPU、传输和其他功能所共同分享。解复用芯片有CL9110、ST20—TP2等。

4 MPFG一2解码模块 

符合CCIR601格式的视频数据流和PCM音频数据流,分别送到视频编码器和音频DAC(数模转换器)按一定电视制式(PAL或NTSC)生成模拟电视信号,供电视机接收。一般PEG一2解码器的结构如图2所示。

目前开发的MPEG-2解码模块将系统解复用模块集成到一起,有时称为单片机,如:ST公司(法国汤姆逊公司)的sTI5500、5505、5512、5518,Hyundai公司的ODM8211,富士通公司的MB87L2250及LSI公司的SC2000等,北京海尔公司也研制了可商品化的MPEG一1解码芯片,命名为“爱国者一号”。

IRD的附加功能模块包括条件接收模块IC卡接口、视/音频输出接口、数据流接口、遥控器和电源等部分。

3.卫星电视接收器的作用

卫星电视接收机是指将卫星降频器LNB输出信号转换为音频视频信号或者射频信号的电子设备。卫星电视接收器属于电子调谐选台器,优点是节约频谱资源。

卫星电视接收器的作用