DVBS卫星识别流程

文章目录

卫星电视背景
- - 卫星广播特点
  - 接收方式
  - 优缺点
- 如何接收卫星信号
- - 卫星电视接收器
  - 设备简介
如何识别卫星信号
- 卫星信号识别流程
- - 预制卫星
  - - 为什么要预制卫星
    - 预制卫星的实现
  - 手动设置参数
  - - LNB Type
    - DiSEqC
  - 遍历卫星获取参数
  - - 下行频率
    - 符号率
    - 极化方式
  - Tuner锁信号
延伸
- 数字电视系统整体框架
- Tuner
- - Tuner的作用
  - Tuner图例
  - Tuner硬件电路图
- Demod简介
- - Demod的作用
  - Demod硬件电路图
- TS流
- - TS流的优点
  - TS流是如何产生的
  - TS流中各表的作用
- 快速响应
- 无线传输

卫星电视背景

卫星电视（简称卫视）即通过接收人造卫星转播过来的电视信号节目的电视广播方式。卫星电视的传输过程一般为：通过卫星将地面基站发射的微波信号远距离传输，最终用户使用定向天线将接收的信号通过解码器解码后输出到电视终端收视的一整套过程。

卫星广播特点

可用频带宽、功率受限、干扰大、信噪比低。所以要求采用可靠性高的信号调制方式（QPSK）、强的信号纠错能力，对带宽要求不是特别高。

接收方式

卫星电视的天线，俗称“锅”或“碟”，用于接收卫星传输的电视节目，凹面设计的原理能将卫星信号聚焦到高频头上，再通过电缆传送到机顶盒。常用的卫星天线可分为两种：正馈天线、偏馈天线，正馈天线对于接收C波段信号最佳，偏馈天线对于接收KU波段信号最佳。由于两种天线的形状虽然差不多，但在弧度却很大分别。所以有需要接收卫星电视时，天线一定要根据何种波段而选择。

优缺点

成本
虽然卫星电视有覆盖面广，维护成本低的优点，但是卫星的发射成本却比地面电视或有线电视都要高很多倍，而且非法盗看或“一号多机”（即一个帐号多人使用）都使卫视商损失严重。对于用户来说，卫星电视尽管成本较高（若小区或大厦分摊则非常低），但维护费低、选择多、节目更多元化。

接收问题
采用卫星传送微波信号存在着一个缺点：每当遇到天气不稳定（如厚云、台风等）的时候，信号受阻的情况很常见。原因是信号由起点（转发器）出发，途中遇上厚云、雷雨云带、金属飞行物体（如飞机）等障碍物，信号不能穿透或受到干扰，以致发生雨衰导致信号中断而不能到达终点（接收器）那处，使到用户不能收受原有的视听效果。这一点在接收Ku波段卫星电视信号时尤为明显。

如何接收卫星信号

卫星电视接收器

卫星电视接收器俗称“锅”，是一种能够接收卫星电视节目的装置，由抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成。

设备简介

抛物天线的接收面垂直指向发射信号的卫星。通过抛物面反射聚焦，将接收到的信号集中到球心处（LNB）

抛物面天线
抛物面天线是指由抛物面反射器和位于其焦点上的照射器(馈源)组成的面天线。通常采用金属的旋转抛物面、切制旋转抛物面或柱形抛物面作为反射器。广泛用于微波，卫星通讯。

馈源
馈源是天线的心脏，它用作高增益聚集天线的初级辐射器，为抛物面天线提供有效的照射,对经反射面反射而来的电磁波进行整理,使其极化方向一致,并进行阻抗变换,使馈源中由圆波导传播的电磁波能够变换成调频头中由矩形波导传播的电磁波,从而提高天线效率。

高频头
即低噪声下变频器，其功能是将由馈源传送的卫星信号经过放大和下变频，把Ku或C波段信号变成L波段，经同轴电缆传送给卫星接收机。简单的讲就馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。

卫星接收机
卫星电视接收机是指接收卫星电视信号的设备。如机顶盒、寻星仪等。

如何识别卫星信号

卫星信号识别流程

预制卫星

为什么要预制卫星

在使用寻星仪时，大部分的场景都是在户外，炎热的夏天或者寒冷的冬天，对于使用者来说，时间是非常珍贵的，因此需要预先设定常用的卫星以方便使用。当然，也可以在寻星仪中手动添加或删除卫星。

预制卫星的实现

创建一个结构体数组来保存卫星的卫星角度、下行频率、符号率、极化方式等。
代码图解

手动设置参数

LNB Type

LNB Type是用来设置高低本振的，C波段高低本振为5750/5150，对应预制卫星内水平极化的H/V

DiSEqC

DiSEqC英文为Digital Satellite Equipment Control，直译为“数字卫星设备控制”，是用数字卫星电视接收机控制，发出指令集（控制指令）给相应设备，如切换开关、切换器、天线驱动设备、LNB等。 DiSEqC 事实上是一个控制协议，而不是某种硬件，既然是一个协议就有不同的版本。
简而言之，DiSEqC就是用来一个锅切换卫星的设备

DiSEqC 1.0和2.0区别
DiSEqC1.0：
特点：单向通信
转换端口时，只发出一次脉冲信号，至于是否转换成功无法判别，所以可能会出现切换不灵敏的现象。

DiSEqC2.0：
特点：双向通信
当接收机发出切换指令后，会由高频头端向接收机反馈已经切换的确认信号，接收机收到信号后表明端口切换成功。支持回馈功能，即接收端回馈相关信息到电视机。

遍历卫星获取参数

可获取数组中卫星的下行频率、符号率、极化方式等，与Flash进行交互可得到卫星名称、卫星角度等。
数组中的值用处理后传递给Tuner锁信号，Flash中获取的值用来显示在METER上。

下行频率

卫星向地面发射信号所使用的频率，不同的转发器所使用的下行频率不同。在设置卫星接收机的参数时必须与下行频率一致，否则，就接收不到相对应的节目。

符号率

指数据传输的速率，与信号的比特率及信道参数有关。目前市场上普遍使用的卫星电视数字解压机的符号率值在6～30Mb/s。从卫星发展趋势看，卫星电视的符号率越来越高，当一个载波信号携带的节目数越多时，此值越大。

极化方式

极化方式是卫星转发器下行的时候载波的偏振方向，作用是提高同频载波的利用率。常见的QPSK极化方式有垂直极化和水平极化。

Tuner锁信号

1. 代码中预制了许多卫星的参数，如下行频率，符号率等。
2. 屋顶上的锅是固定对准了某个方向，锅会收到卫星传来的射频（接收范围有限）。
3. 系统循环将预制的卫星参数作为锁信号的参数，让Tuner对接收到的信号进行锁信号操作。
4. 当Tuner锁到信号时，Demod处理后得到TS流，再进行解TS流操作，在识别卫星流程中，只解SDT表，每个卫星都有一个字段“usNetworkID”，表示预制卫星的ID，解SDT表也会得到一个ID，再预制卫星的ID比较，如果相同则识别卫星成功。

Tuner锁信号流程图

延伸

数字电视系统整体框架

2. 简化图

3.接收端框架图

Tuner

Tuner即高频调谐器俗称频道选择器。
在当前的卫星识别流程中，软件处理得到当前卫星的中频和符号率，传递给Tuner，告诉Tuner要锁这个频点。

Tuner的作用

1. 选择频道即选台，在硬件上可以说就是个过滤器，选择出指定频率的信号
2. 放大功能，调谐到特性的频率后放大信号
3. 变频功能，将选定频率的信号转换为中频信号，以供后续demod使用

Tuner图例

单Tuner

双Tuner

Tuner硬件电路图

Demod简介

Demod即完成信号解调功能

Demod的作用

1. 将Tuner转换后的数字信号送入QPSK/8PSK/16PSK（这里以DVBS为例）解调模块进行解调
2. 完成解调后，Demod再根据载波参数把中频解成TS流传给CPU处理。

Demod硬件电路图

TS流

TS流文件是为单向高码率传输设计的一种文件结构。是将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织并加入各组成部分关系描述和节目组成信息,并进一步封装成传输包后的码流。TS流是将视频、音频、PSI等数据打包成传输包进行传送。主要用于节目传输。TS的传输包长度固定，一般为188字节。

TS流的优点

1. 动态带宽分配：由于TS的传输包长度是固定的，因此可过PID可以将规定的信道总频带在视频、音频和数据信息见进行实时的、灵活的分配。利用这一特性，可在广播付费节目前实时地将解密钥匙插入到TS流中送给广大用户。
2、可分级性：允许一个复用的传输码流与其他视音频基本码流进行二次复用，生产占用频带给宽的更高一级的TS流。
3. 可扩展性
4. 抗干扰性
5. 接收机成本低廉

TS流是如何产生的

从上图可以看出，视频ES和音频ES通过打包器和共同或独立的系统时间基准形成一个个PES，通过TS复用器复用形成的传输流。注意这里的TS流是位流格式（分析Packet的时候会解释），也即是说TS流是可以按位读取的。

TS流中各表的作用

1. PAT表（Program Association Table，节目关联表）
PAT表定义了当前TS流中所有的节目，其PID为0x0000，它是PSI的根节点，要查寻找节目必须从PAT表开始查找。
用于描述本TS流包含的program_number以及对应的PMT的PID。

2. PMT表（Program Map Table，节目映射表）
用于描述指定program的所有相关PID以及其作用。
如果一个TS流中含有多个频道，那么就会包含多个PID不同的PMT表。

PMT表中包含的数据如下：
(1) 当前频道中包含的所有Video数据的PID
(2) 当前频道中包含的所有Audio数据的PID
(3) 和当前频道关联在一起的其他数据的PID(如数字广播,数据通讯等使用的PID)

3. DVB搜台原理以及SDT表（Service Descriptor Table，业务描述表）
SDT表用于描述TS流中的节目相关的信息，譬如节目名字等。
机顶盒先调整高频头到一个固定的频率(如498MHZ)，如果此频率有数字信号，则COFDM芯片(如MT352)会自动把TS流数据传送给MPEG- 2 decoder。 MPEG-2 decoder先进行数据的同步，也就是等待完整的Packet的到来.然后循环查找是否出现PID== 0x0000的Packet，如果出现了，则马上进入分析PAT的处理，获取了所有的PMT的PID。接着循环查找是否出现PMT，如果发现了，则自动进入PMT分析，获取该频段所有的频道数据并保存。如果没有发现PAT或者没有发现PMT，说明该频段没有信号，进入下一个频率扫描。

在解析TS流的时候，首先寻找PAT表，根据PAT获取所有PMT表的PID；再寻找PMT表，获取该频段所有节目数据并保存。这样，只需要知道节目的PID就可以根据PacketHeade给出的PID过滤出不同的Packet，从而观看不同的节目。这些就是PAT表和PMT表之间的关系。而由于PID是一串枯燥的数字，用户不方便记忆、且容易输错，所以需要有一张表将节目名称和该节目的PID对应起来，DVB设计了SDT表来解决这个问题。该表格标志一个节目的名称，并且能和PMT中的PID联系起来，这样用户就可以通过直接选择节目名称来选择节目了。

SDT可以提供的信息包括:
(1) 该节目是否在播放中
(2) 该节目是否被加密
(3) 该节目的名称

4. 解表流程图

快速响应

系统创建一个线程读取用户按下的按键，再通过消息队列传送给主线程，主线程定的时间间隔来读取消息队列传送过来的值，再根据不同的值作出不同的反应。

无线传输

将电信息源（模拟或数字的）用高频电流进行调制（调幅或调频），形成射频信号，经过天线发射到空中；远距离将射频信号接收后进行反调制，还原成电信息源，这一过程称为无线传输。
发射：基带 -> 中频 -> 射频
接收：射频 -> 中频 -> 基带

1. 基带（Base Band）：一般是指信源发出的没有经过调制的原始电信号，其特点是频率较低。

2. 中频（IF：Intermediate Frequency）：中频信号是高频信号经过变频而获得的一种信号.为了使放大器能够稳定的工作和减小干扰.一般的接收机都要将高频信号变为中频信号。简而言之就是从射频变化到基带信号的过渡频率。

2. 射频（RF：Radio Frequency）：射频信号就是经过调制的，拥有一定发射频率的电波。为了能够在空中传播电视信号，必须把视频全电视信号调制成高频或射频信号，每个信号占用一个频道，这样才能在空中同时传播多路电视节目而不会导致混乱。主要用于信号在空间的传输。