卫星接收机的同步广播技术

【摘 要】时代的进步为广播形式迎来了多样化的“春天”，卫星广播技术开始进入人们的视野并逐渐为人们所重视。卫星广播技术由于其本身具有覆盖面广、节目容量大等优点而一度成为人们研究的热点问题。本文对卫星接收机的同步广播技术方面进行了研究与探讨，希望为卫星广播技术的发展和提升提供一定的借鉴意义。

【关键词】卫星接收机 同步广播 音频解码

广播虽然是传统信息传播媒介之一，但由于它具有其他多媒体上技术所没有的特点，如投资少、灵活性强等，使得它在科技发达的今天仍然占有一定的重要地位。同步广播技术充分利用了高科技，在广播原有的优点之上又加入了科学技术，覆盖范围更广、质量更好，更大程度上满足了听众的需求。

1 卫星广播系统简介

卫星广播系统由数字卫星上行设备、同步卫星、卫星接收机三个部分组成。这三个部分有各自的不同功能。首先，每个节目的视频、音频以及数据信号经由数字卫星上行设备打包为单个节目码流；然后经过一系列运输调制，再发送到同步卫星；同步卫星通过收发天线和转发器两个部分，对运输过来的编码进行解码、转发、传输等的复杂操作后得到了音频信号和视频信号；最后，将这些信号通过其他途径发送到广播或用户等。

与传统广播相比，卫星数字广播具有以下几点优点。第一个，卫星数字广播对音频的损害大大低于传统广播，使得传输节目的质量更高。第二，卫星数字广播所占的卫星通道带宽比较窄，所以可以传输的节目数量更多，更大程度地保证了听众的需求。第三，传输方式不再单一，变得灵活多样，如，有单路单载波和多路单载波等方式。第四，现代信息技术的发展，使得广播可以传输的业务更多，如声音以及相关数据广播的传输等。

2 卫星接收机的同步广播技术探究

2.1 MPEG -2系统

该系统的中文翻译为动态图像专家组，数字电视广播和有线电视的图像和声音编码标准都与该系统有关。该系统的主要作用是存储或传输，视频、音频及其相关的数据以一定的语法规则为依据，组合成一个或者多个码流，而这个系统的码流主要采用分层结构，分为基本码流、打包基本码流，复用后的节目码流（也称传输码流）三层。

传输码流简称TS流，它是由每个TS包组成的，TS包是由4个字节的TS包头、可变长度的自适应字段和有效负载组成。4个字节的TS包头的主要作用在于它可以实现TS包的同步、错误指示、识别、条件接收以及传输包的连续计数等功能。其中，自适应字段的长度是可变化的，因为它主要是被加在有效负载前面的数据包。只有当传输码流打包过程中节目PES流的数据填不满TS包的有效负载时才会使用自适应字段。

服务信息数据的出现是为了便于对含有不同数据来源的TS包的有效管理，而服务信息数据在MPEG标准中被称为节目特定信息（即PSI）。

2.2 系统设计

系统总体设计原理主要是：FPGA是控制器，通过控制器配置SHARP Z0194一体化调谐解调器接收数字卫星信号并得到传输流信号；之后，控制器将对传输流信号进行解复用处理，将提取出来的一个节目的音频PES流送到SDRAM进行缓存；最后，控制器依靠GPS秒脉冲实现同步解码输出相位同步的音频信号这一目的。至此，整个过程才结束。

2.3 电源设计

电源是每个系统得以运行和操作的重要保证，所以，卫星广播系统也不例外。在卫星广播系统中，影响电源系统稳定性的噪声来源主要有三个方面。首先就是电源芯片本身。因为，电源芯片有多稳定，它在输出时必定会产生一定程度的波纹，而对于这部分的噪声，目前的科技无法改变或改进，只能被动接受。其次，稳压电源的响应速度过低，达不到现在的微处理器内核及外设所需的相应需求，所以电源电压会出现不稳定现象。负载过重，电流过低，导致电压不稳定或出现很大的噪声。最后一个方面就是，由于一些阻抗的存在，导致负载瞬态电流产生压降，造成噪声以及电压的不稳定性。

2.4 数字卫星信号的接收模块

串行传输总线由数据线SDA和时钟线SCL组成，这两根连线方便了全双工同步数据传输。通过串行传输总线可以完成一体化调谐解调器的寄存器读写配置。因此，串行传输总线的重要性不言而喻。

一体化调谐解调器由两部分构成，一个是调谐器，一个是解调器。

调谐器的构造十分复杂，它包括前置放大器、变频器、中频放大器等多个组成部分。由于调谐器接收的是高频率的射频信号，所以为了确保通信的准确性，它的串行传输总线控制是调用的解调器内部的串行传输总线复用器。可是，串行传输总线复用器有一个特点就是，从配置开始必须到配置结束时才能给一个结束信号，即配置过程不能被结束信号中断。这个特点要求操作人员在配制调谐器之前首先要做的就是配置解调器的寄存器打开串行传输总线复用功能，之后再开始进行初始化配置以及之后的一系列步骤。

STV0299B解调器的工作原理是：片内的双A/D转换器将解调器发送过来的信号分别转换成两路数字信号，之后再进行数字滤波。工作原理虽然简单，但其中的过程十分复杂繁琐，且各项数据都有严格要求，如ACG电路的相关配置参数、载频控制环路的各个参数等多个电路的配置参数。和调谐器的驱动模块一样，STV0299B也是通过串行传输总线通信来完成参数配置。

2.5 传输码流解复用模块设计

传输码流解复用模块设计的主要功能是完成解码工作。传输码流解复用模块的工作原理是：将接收的传输码流进行缓存，之后经过控制器、秒脉冲等一系列的控制和操作，同步解码输出相位相同的模拟音频，最后完成同步广播。本文中所提及的传输码流解复用具有无法处理加密节目、有两个FIFO用来缓存传输码流数据等特点。传输码流数据接收模块的主要功能是检测和缓存。

3 结语

本文对卫星接收机的同步广播技术做了一些浅层次的探讨和研究。20世纪90年代中期开始，很多国家都开始更多地关注数字压缩技术，我国虽然起步较晚，但一直在努力进步，并且虚心借鉴国外的技术经验和教训。经过不懈努力，我国在广播电视领域也有了很大进步。卫星接收机的同步广播技术的极大发展改善了广播这一传统信息传播媒介的地位，使得电视广播更大程度、更广范围地满足了我国群众的需求。相信在不久的未来，这一技术仍会有更大的突破，从而提高我国的科学技术水平，帮助我国在世界民族之林站稳脚跟。

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