接收终端

2024-12-20

接收终端（通用7篇）

接收终端篇1

由于中低轨航天器和中继卫星间存在高速相对运动,因此和地面常见同类设备不同,中继终端接收信号弱且存在变化范围较大的多普勒频率,同时对设备捕获中继星信标信号的时间要求苛刻,典型的中继终端角跟踪接收机性能需求见表1,文章设计针对表中要求进行。

1 跟踪接收机的组成及其工作原理

跟踪接收机的组成如图1所示,天线馈源输出的差信号经四相调制后与和信号耦合形成单通道信号,跟踪接收机首先对接收信号作FFT进行载波粗捕获,然后利用锁相环对载波进行精确捕获跟踪,最终解调出方位、俯仰误差信号。

为了分析方便,图中未给出信号通道放大,变频电路部分,不影响对跟踪接收机的分析。

根据单通道单脉冲理论基础,描述单通道信号如下[1~3]

式(1)中,兹、渍为以天线电轴为z轴的球坐标中目标的角坐标,如图2所示。

琢为和、差信道的相对相位差,理想情况琢应为0,即没有交叉耦合,滋为相对差斜率,M为耦合系数,一般要求差信号与和信号以-12dB耦合,茁(t)是用来对差信号进行四相调制的调制信号,假设茁(t)的周期为T,n=0,1,2…,则[4~6]

令U(t)为单通道信号的幅度,在兹很小且1-M远大于M的情况下[7~9],

驻UA即为跟踪接收机输出的方位误差信号

驻UE即为跟踪接收机输出的俯仰误差信号

2主要性能设计

2.1单通道调制器设计

2.1.1四相调制器的设计

四相调制器对移相器精度有一定要求,根据文献,移相精度一般控制在±2°内,否则会影响系统角跟踪性能。中继终端跟踪接收机输入信号工作在Ka频段,目前使用的移相器用铁氧体实现。

0/π移相器的控制信号为Vc(t),移相器的控制信号为Sc(t),一般为方波基准信号,Vc(t)与Sc(t)相位相干。Vc(t)、Sc(t)波形与相位对应关系如图3所示。Vc(t)、Sc(t)的频率选择首先必须满足误差信号正常传输解调(相当于对误差信号抽样),其次考虑电路实现因素,这里选择Vc(t)为400Hz,Sc(t)为200 Hz。

2.1.2单通道信号的合成

和信号与经过四相调制器后的差信号通过耦合器合成为一路单通道信号,耦合器的耦合度为-12dB,用和通道移相器调整和、差信号相对相位差,和通道移相器移相精度小于4°。耦合器用双T接头(魔T)实现,从两个输入端口输入信号,∑端输出即为单通道调制信号。

2.2 基带信号处理

跟踪接收机基带处理电路由DSP、FPGA及其外围电路组成。DSP芯片选用美国TI公司军品级产品SMJ320C6201B,它是一款32位数据宽度定点的DSP芯片,CPU主频最高可达100MHz,FPGA芯片选用美国Xilinx公司的宇航级产品XCV1000,它的CPU主频最高可达100MHz,可编程逻辑可达100万门。

2.2.1 载波粗捕获

由于多普勒频移范围大,信号噪声功率谱密度低,仅依靠锁相环路自身捕获,捕获时间长,捕获带窄,另外还可能出现延滞、假锁等不能可靠捕获的现象。因此,锁相环路需要增加基于FFT的载波粗捕获部分。以采样速率fs对基带输入信号采样后作N点FFT,频率分辨率F=fs/N,频率分辨率F也就是FFT载波粗捕获后的频差,根据所选硬件的特点,FFT载波粗捕获主要由DSP完成。

FFT捕获时间=(DSP读取的信息时间+DSP计算FFT时间)×FFT运行次数

DSP读取的信息时间=N/DSP读取信息的速率

本文所选的DSP读取信息的速率大约为100kHz

DSP计算N点FFT时间=N点FFT所需时钟周期数/CPU的主频

本文所选的CPU的主频为100 MHz

N点FFT所需时钟周期数=2.5×N×ceil蓸log4蓸N蔀蔀-N/2+164,其中ceil是向上取整

2.2.2 载波精确捕获跟踪

本部分功能由锁相环实现,接收信号经FFT频率粗捕获后,频率误差被拉到频率分辨率F范围内,合理设计锁相环路,使接收信号频差落入环路快捕带驻棕L,通过环路本身的牵引作用,就可以完成输入信号的快捕锁定,环路滤波器采用一阶理想积分滤波器,其传递函数为,锁相环为二阶理想锁相环路。习惯上,常用无阻尼振荡频率棕n(rad/s)和阻尼系数灼(无量纲)来描述环路性能,一般取灼=0.707,环路快捕带驻棕L=2灼棕n=1.4棕n,要求驻棕L>2πF,即要求棕。

跟踪接收机捕获跟踪总时间=FFT捕获时间+锁相环捕获跟踪时间宽BL=

要求跟踪接收机捕获跟踪总时间<3s

根据前面提到的参数取值范围要求,经计算,采样率fs为4MHz,N=8192,FFT载波粗捕获后的频差为488Hz,棕n=2500,环路带宽fc=820Hz,FFT捕获时间=0.91s,环路快捕时间TL max=0.002s,跟踪接收机捕获跟踪总时间=0.912s,可以满足指标要求。

2.3 误差信号解调

在FPGA硬件平台下,载波同步后,载波与接收信号相乘,相干解调出误差信号,在控制信号Sc(t)、Vc(t)的控制下,分离出方位、俯仰误差信号。

误差信号上限不会超过1Hz,是慢变化信号,如果在误差信号输出端不加低通滤波器,则由噪声叠加引起的误差信号的抖动大,影响性能,所以设计了8阶巴特沃斯低通滤波器,带宽为2Hz,图4是这种低通滤波器的幅频响应。

3 设计结果与验证

3.1 设计结果

根据前面的设计参数,系统实际性能见表2。

3.2 仿真验证

用MATLAB/Simulink软件对跟踪接收机建立的仿真模型如图5所示。

在图5中,模块1的功能用来实现多普勒变化范围±800kHz,模块2的功能用来实现多普勒频移速率≤1kHz/s,Gaussian Noise Generator用来产生载噪比为40dBHz的高斯白噪声,Constant模块用来实现和差信号相对相位差为4°,取Spectrum Scope作8192点FFT,改变环路滤波器Transfer和VCO的参数,使环路带宽fc=820Hz,取跟踪接收机的输入信号为兹、渍,设信号源Fai输出信号渍=π/6,信号源Ceita输出信号兹=sin2πt,如图6所示。跟踪接收机的输出信号为方位误差电压驻UA和俯仰误差电压驻UE如图7所示,由于低通滤波器有一定的时延,输出的方位误差电压驻UA和俯仰误差电压驻UE也有一定的时延。

方位误差电压驻UA和俯仰误差电压驻UE就是实际驱动天线向方位、俯仰两个方向转动的电压信号,它们的矢量和就是实际天线与目标的偏离角兹,如图8所示。

可以看出,在中继终端实际工况下,接收机解调出来的误差信号可以正确地驱动天线跟踪目标的角度变化。

4 结束语

本文根据星载中继终端角跟踪接收机的技术指标要求,对跟踪接收机的主要参数进行了设计,并利用MATLAB/Simulink软件对所设计的参数进行了仿真,结果表明设计合理可行,可供角跟踪接收机设计参考。

摘要：中低轨航天器中继终端常采用自动跟踪技术,完成对数据中继卫星的捕获跟踪,建立高速数据中继传输链路。文章针对中继终端应用需求,给出了一种典型的单通道单脉冲接收设备主要性能设计,通过MAT-LAB/Simulink软件仿真验证证明设计可行。

关键词：跟踪接收机,单通道,单脉冲

参考文献

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[2]柯树人.圆波导线极化TE11模和圆极化TE21模自跟踪体制.通信与测控,2003,(1):260～265

[3]黎孝纯,薛丽.对宽带数据传输信号的角跟踪理论.电子学报,2005,(10):1800～1802

[4]黎孝纯,朱舸.再论证“对宽带数据传输信号的角跟踪理论”.空间电子技术,2008,(2):23～30

[5]汪晓燕.单通道单脉冲角跟踪系统的研究.电讯技术,2005,(3):117～120

[6]邢炜,黎孝纯.一类单通道信号的时频分析.宇航学报,2003,(3):250～258

[7]李志杰.多模单信道角跟踪系统.现代电子技术,2004,(18):58～62

[8]柯树人.差信道采用四相调制的伪单脉冲自跟踪系统.通信与测控,1998,(3):1～6

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[10]袁刚,江涛.差模跟踪技术的应用.现代雷达,2004,(1):49～52

[11]李永亮.单脉冲差模体制在低轨卫星跟踪中的应用.测控遥感与导航定位,2006,(3):42～44

[12]高京龙.单脉冲单通道跟踪体制精度分析方法.测控遥感与导航定位,2007,(1):32～34

接收终端篇2

一、每次收转、播放远程教育节目时，提前三十分钟做好各项准备工作。

二、打开电源总开关，启动稳压电源设备，检查输入和输出电压是否正常。如不正常，要查明原因，待正常后再启动其它设备的电源开关。

三、依次打开卫星接收机、UPS(不间断电源)、计算机和电视机等设备的电源开关，同时注意观察各设备显示的工作状态是否正常。如发现异常情况，应立即关闭其电源，查明原因。

四、卫星数据接收机接通电源后，会自动搜索接收专用频道电视节目，电视机同时显示节目内容。如没有接收到电视信号，应检查天线、电缆是否完好、连接是否正常，卫星接收机参数设置是否正确。

五、进入IP数据节目接收管理系统，接收、播放、存储和回放IP数据节目。

六、点击Internet Explorer(互联网浏览器)，进入互联网，在网络地址栏键入网址即可。

七、严格按照卫星数字接收机、计算机、调制解调器和电视机等设备的说明书操作使用。

接收终端篇3

DTMB产业受到了国家的高度关注,工业和信息化部部署的2013年工作重点之一就是“加快地面数字电视传输标准(DTMB)的推广普及”,并于2013年1月10日,联合六大部委共同发布《关于普及地面数字电视接收机实施意见》(工信部联电子[2013]14号),意见指出:“在3~5年内普及地面数字电视接收机,实现境内销售的所有电视机都具备地面数字电视接收功能,满足消费者免费正常收看地面数字电视的需求,到2020年全面实现地面数字电视接收”,且提出了两个实施阶段:第一阶段,2014年1月1日起,境内市场销售的40 in(1 in=2.54 cm)及40 in以上电视机应具备地面数字电视接收功能,第二阶段,2015年1月1日起,境内市场销售的所有尺寸电视机应具备地面数字电视接收功能。国家的大力扶持带动了产业的快速发展,DTMB接收机(器)等接收终端厂商在近两年内发展迅猛,随着大量DTMB接收机(器)和其他嵌入DTMB接收模块的产品等终端产品的海量上市,对于这些终端产品的测试技术正处于发展阶段,鉴于地面接收的特点,在产品测试中仍存在一些难点和问题,本文对近两年的DTMB接收终端测试中遇到的问题进行了总结梳理,并且针对这些实际操作中的问题提出了相应的解决方法,给今后的测试提供了一定的参考。

1 射频性能测试项目介绍

1.1 测试项目

地面电视广播的特点是地形复杂、存在时变衰落和多径干扰、信噪比较低,无线电波主要是以地波方式传播,由于表面波随着频率的升高衰减增大,传播距离很有限。所以,在分析地面电视广播信道时,主要考虑直达波和反射波的影响[2]。DTMB接收终端射频性能测试项目主要包括15项射频解调和信道解码要求,分别为:频率范围、信号带宽、频率捕捉范围、工作模式、反射损耗、C/N门限、最小接收信号电平、最大接收信号电平、抑制模拟电视邻频干扰能力、抑制模拟电视同频干扰能力、抑制数字电视邻频干扰能力、抑制数字电视同频干扰能力、抑制0 dB回波能力、抑制动态多径能力、抑制脉冲干扰能力。

1.2 工作模式确定[3,4]

值得注意的是,DTMB各种不同参数的组合可构成330种不同的工作模式,表1列出7种模式,作为我国地面数字电视应用的优选模式。故上述测试项目(除工作模式测试项目)是在这7种模式下进行测试的。

1.3 测试平台搭建

DTMB接收终端射频性能测试项目多而复杂,故涉及的测试设备也较多,需搭建测试平台完成测试项目。如图1所示,本文给出了一种测试平台搭建方法。

1.4 测试判定方式

测试采用可接受误码接收为判定门限,即主观失败判据,参照ITU-R BT.1368—2定义的主观失败点(SFP)评价法,即在3个相继20 s的每个20 s内所观察到的图像损伤不多于一个。

2 射频性能测试问题分析及解决方法

2.1 测试条件

2.1.1 测试频道的选取

在DTMB接收终端系列标准中规定了射频解调和信道解码项目的测量频道为[5,6]:

1)特高频(VHF)频段(52.5～219 MHz):1个频道,即频段中间一个。

2)超高频(UHF)频段(474～954 MHz):3个频道,即频段两端各一个、中间一个。

2.1.2 信号输入电平的确定

在DTMB接收终端系列标准中规定了射频电视信号的标准有用输入信号电平在射频输入端应为-60 dBm[3,4],即除最大、最小信号接收电平测试项目外,其他射频性能测试项目在任何测试条件下,接收终端的射频输入接口的输入信号电平必须保持在-60 dBm。

2.1.3 测试码流的选定[5,6]

在DTMB接收终端系列标准中规定了测量标清接收器时标准码率不低于4 Mbit/s,测量高清接收器时标准码率不低于18 Mbit/s,传送流包长均为188 byte。

2.2 测试过程问题分析及解决方法

2.2.1 电平标定

2.1.2节中解释了射频性能测试标准输入电平为-60 dBm,但是在实际测试中,被测接收终端不一定直接连接到DTMB发射机上,比如抑制干扰项目、多径信道项目等,必须考虑混合器等造成的主信号衰减,需要先关闭干扰信号,使用矢量分析仪或频谱分析仪将被测接收终端射频输入口的信号电平标定至-60dBm,再打开干扰信号进行测试。在此情况下,主信号和干扰信号的输入电平或带内功率均需统一标定读出。

2.2.2 引入测试

射频性能测试均采用引入测试,所谓引入测试条件,即先调节测试设备使得被测接收终端不能工作之后,再回调测试设备,使得被测接收终端恢复正常工作状态。由于接收解调模块的芯片对于电平的变化具有保持功能,也就是说,输入电平不断减小的情况下,被测接收终端依然可以保持正常工作。所以如果采用保持测试法,也就是不断减小测试设备参数直到被测设备不能工作的方法,会导致测试结果偏好。

2.2.3 模拟电视信号功率的测试

抑制模拟邻频、同频干扰测试项目采用PAL-D射频信号,调制的视频信号为100/0/75/0彩条信号,音频信号为1 kHz信号,其他要求应符合GB/T 3174的规定。模拟电视信号电平以频道内功率表示。

DTMB接收终端系列标准对模拟信号电平的测量,是用矢量分析仪或频谱分析仪在规定的带宽(300 kHz)对模拟电视信号的同步脉冲的峰值电平进行测量,并以此作为判别模拟电视信号强弱的测量标准。因为这里集中了信号在频道内的主要能量(超过98%),所以可以认为对于载波同步脉冲的测量可以代表信号在测量频道内的电平值。

2.2.4 多径测试中的特殊情况

实际测试中会遇到设置静态或动态多径模型后,且未加其他干扰信号时,被测接收终端不能正常工作,对于此种状态,应判定被测接收终端无法满足标准测试条件,故应中止该测试项目。例如,在测试抑制0 dB回波能力时,设置30μs回波时延后,此时并未混入高斯白噪声,被测接收机屏幕出现马赛克,可以判定抑制0 dB回波能力项目无法满足标准测试条件,故无法测试,而不是继续减小回波时延,使得被测接收机正常工作后再混入高斯白噪声进行测试。

2.2.5 考虑高频头的AGC设计

地面接收的一个重要特点是信号受到阻挡导致信号强度不稳定、弱信号,有些接收终端的高频头会设计AGC模块,即当信号变得微弱时,AGC模块功能可以将输入的信号放大保证接收,但是当信号较强时,此AGC模块便不工作。所以当不断恶化测试环境,被测接收终端的接收性能却影响不大甚至会变好,也就是说RF射频性能并不是呈线性变化的。如果在实际测试中遇到上述状况,原因之一就是AGC模块的作用。

2.2.6 动态多径设置

地面接收的另一个重要特点就是移动性,当接收机进行移动接收时,反射体与接收机存在相对运动,造成载波信号频率的变化,产生多普勒频移。多普勒频移越高,表示发射和接收端相对移动的速度越快,对接收机适应能力要求也越高。当接收天线受环境影响而产生晃动,或者室内接收时,人在接收天线周围行走,会产生较低的多普勒频移,而当反射信号经过一架运动的飞机到达接收机时,会产生较高的多普勒频移。

DTMB接收终端测试系列标准中规定了抑制动态多径能力,测量在典型城区TU6信道模型下的载噪比和多普勒频移。具体信道模型见表2。

3 小结

目前,虽然DTMB接收终端尤其是接收器、一体机的普及面很广,但DTMB接收终端的测试由于其技术专业性强,对于测试人员要求高,涉及的测试项目、测试设备繁多,测试过程中遇到的问题复杂多变且排查困难,故DTMB接收终端的测试仍是业内关注的热点和难点。

摘要：针对目前DTMB接收终端测试中射频解调和信道解码性能部分的相关测试技术进行阐述,结合测试经验和仪器使用知识,对实际测试过程中经常遇到的关键问题和难点进行分析解释,并提出相应的解决方法,为DTMB接收终端的接收解调模块的研发和测试提供参考。

关键词：DTMB,SFP,射频解调,TU6模型

参考文献

[1]潘长勇.DTMB标准国际化进展[J].电视技术,2011,35(24):4.

[2]董鑫,胡曾千,杨昉.DTMB系统的单频网接收性能预测[J].电视技术,2012,36(13):1-3.

[3]GB/T26683—2011,地面数字电视接收器通用规范[S].2011.

[4]GB/T26686—2011,地面数字电视接收机通用规范[S].2011.

[5]GB/T26684—2011,地面数字电视接收器测量方法[S].2011.

接收终端篇4

关键词：北斗卫星,预警信息,极端天气,GPRS

目前, 我国主要通过手机短信、电话、电视插播、GPRS、电台等手段进行信息的发布和接收。但对于山区和边远地区而言, 仍然存在较多的蜂窝盲区和蜂窝临界区, 在这些地区采用常规的通信手段是无法进行通信的, 且常规通信方式比较依赖基站。如果基站出现问题, 则该地区的信号会全部消失, 进而无法接收预警信息。因此, 在工作实践中, 这些传输方式具有很大的局限性。

本文主要研究基于北斗卫星的预警信息接收终端的关键技术, 包括使用北斗卫星的短报文功能发布和接收预警信息、提高预警信息发布的时效性, 从而消除预警信息发布的“盲区”。针对上述关键技术, 本文进行了相关硬件的设计和软件设计, 规划了基于北斗卫星的预警信息接收终端的组成框架, 并搭建了终端硬件测试平台。

1 预警信息接收终端的硬件电路设计

北斗卫星预警信息接收终端是整个北斗预警信息传输和发布系统 (以下简称北斗发布系统) 的重要组成部分。目前, 该系统已经在山西运城市气象局建成并投入使用。该系统将依托各级气象部门现有的业务系统, 建立省、市、县突发公共事件北斗预警信息发布中心 (以下简称北斗发布中心) 和覆盖全省的乡、村北斗预警信息接收终端, 从而为省市县各级、各部门提供预警信息发布服务。

1.1 北斗发布实现框图和特点

北斗发布系统由北斗预警信息发布中心和北斗预警信息接收终端组成, 采用北斗+GPRS (无线网络) 两种通信手段相结合的方式进行预警信息的发布和管理。预警信息接收终端以文字和语音的方式直接传递给受影响的社会公众。预警信息发布原理框图如图1所示。

北斗发布系统有以下5个特点: (1) 北斗发布中心通过网络连接至预警信息管理中心, 统一接收、发布自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件四大类突发公共事件信息, 信息发布准确、可靠。 (2) 北斗发布中心充分利用了北斗短报文通信的优势, 以北斗通信发布预警信息为主, 以GPRS为辅, 达到了信息发布及时、覆盖全面的目的。 (3) 发布中心可实现同时向多个不同区域群发预警信息的功能, 这不仅提高了发送频度, 缩短了发送时间, 还进一步提高了信息发布的时效性。此外, 还能在最短的时间内向特定区域、部门、人群发布预警信息, 便于有关部门和社会公众及时获取预警信息、采取相应的防灾抗灾措施, 从而最大限度地保障人民群众的生命财产安全。 (4) 预警信息接收终端具有北斗短报文接收功能, 在收到北斗预警信息后, 将以文字和语音的方式播报预警信息。 (5) 预警信息接收终端收录了省、市、区和县的通播地址, 可同时接收省、市、区和县预警信息发布中心发布的信息。

1.2 北斗发布系统架构

省北斗发布系统由省、市、县北斗发布中心和乡、村预警接收终端 (LED显示屏和大喇叭) 构成。省、市、县各级发布系统既可相互独立工作, 发布本区域的预警信息, 又可通过北斗、GPRS和网络等通信手段, 实现省、市、区、县发布中心信息互通;接收并转发上级预警中心发出的预警信息, 及时上报灾情信息, 为突发公共事件的应急处理、社会防灾减灾、保护人民的生命财产安全提供科技支撑和决策依据。北斗预警信息发布系统框图如图2所示。

1.3 北斗卫星预警信息接收终端架构

北斗卫星预警信息接收终端作为预警信息发布的载体, 直接面向社会服务, 接收终端的性能直接关系着整个预警信息发布系统的服务质量。在农村地区, 为了确保预警信息能及时、准确地通知到每个人, 采用了大喇叭、广播等方式。因此, 本文所研究的预警信息接收终端正是基于大功率音频设备设计的。预警信息接收终端的架构如图3所示。

1.4 北斗卫星预警信息接收终端电路

北斗卫星预警信息接收终端内部主要是由电源、主控制模块、功能模块等组成, 外部由北斗天线、GPRS天线、数据线和220 V电源线组成。本文设计的预警信息接收终端组成框图如图4所示。

图4中, 控制模块是整个预警信息接收终端中的核心部分, 本文在设计中采用了模块化功能处理。控制模块主要由接收单元、控制单元、音频转换单元和供电单元等组成, 具体如图5所示。

2 预警信息接收终端软件的设计

北斗卫星预警信息接收终端是整个北斗卫星预警信息发布系统的组成部分之一。在具体使用中, 需要与北斗预警信息发布平台配合使用。

2.1 北斗预警信息发布平台

北斗预警信息发布系统平台软件采用多文档界面方式, 系统主界面为预警信息发布界面 (如图6所示) , 具有信息编辑、预览、发布和接收等功能, 以及为用户提供系统导航、子窗体界面相互切换等功能;系统的其他应用子系统作为子窗体, 可为用户提供相关主题的查询、管理等功能。发布平台具有GIS地图显示界面, 可在GIS地图上直观显示和监控系统终端的位置、预警信息的接收情况, 并根据发布中心的位置和发布区域的情况加载相应的GIS地图。

2.1.1 发布信息审查功能

信息需经过相关领导的审批才可对外发布。

2.1.2 选择发送信息功能

平台按行政区分组终端, 可根据需要选择特定的终端发送信息, 并通过地图或树状区域选择对不同区域的群发和定点发布的功能。在图7中, 蓝色图标为被选中发布区域。

2.1.3 接收预警信息功能

平台可根据终端的行政区级别接收来自终端所发送的灾情、设备状态、气象等信息。

2.1.4 定时、自动和手动发布功能

平台能根据预先设定的时间自动发布天气、科普知识、预警信息等消息, 能根据设定文件的更新变化自动更新发布消息, 还能根据突发状况随时手动发布预警信息。

2.2 北斗预警信息接收终端软件

北斗卫星预警信息接收终端软件主要负责调解卫星信息、控制GPRS模块联网、按照特定的编码格式输入语音芯片和进行文字与声音的转换。控制软件通过串口与北斗接收机、语音芯片、GPRS模块通信, 并通过并行总线与温度传感器通信, 以采集设备内部的温度。

2.2.1 软件系统的环境结构

软件系统的环境结构如图8所示。

由图8可知, 控制软件要通过串口与北斗短报文模块通信, 接收北斗信息并分类、组包和处理信息;通过串口与GPRS模块通信, 控制GPRS模块联网, 收、发数据信息、短消息;通过串口将接收到的信息按照特定的编码格式输入语音芯片, 以进行文字与声音的转换。

2.2.2 软件结构

控制软件由C语言编写, 主要分为4部分:主程序、串口中断程序、北斗接收程序和GPRS控制程序。

2.2.2. 1 主程序

主程序的功能为:实现开机初始化、查询输入信号的状态、控制数据接收、中断标记, 处理卫星接收的数据并解码、检测按键状态、控制语音信息输出和控制指示灯显示。

主程序的输入数据包括各输入信号状态、串口接收的卫星数据、GPRS数据、中断标记和按键状态。

主程序的输出数据包括指示灯控制信号、接收到的信息内容。

2.2.2. 2 串口中断程序

串口中断程序的功能为:接收来自北斗接收机的卫星信息数据、发送信息给语音芯片进行语音合成。

串口中断程序的输入数据为北斗接收机的卫星信息数据。

串口中断程序的输出数据为发送给语音芯片进行语音合成的信息数据。

2.2.2. 3 300 s中断程序

300 s中断程序主要用来定时向发布中心发布设备工作状态信息。

2.2.2. 4 语音转换程序

语音转换程序主要用来将数据信息转换为音频信息。

本文研究的预警信息接收终端软件的工作流程如图9所示。预警信息收发终端按照行政区划分编码规则、设定的本机地址。当接收到含有地址码的预警信息时, 终端先对该预警信息进行校验和解码, 解码完成后对比该信息所包含的地址信息与本机地址信息。当接收到的预警信息内容的地址码所管辖的范围包含当前接收机所设置的地址码范围时, 接收机会处理此预警信息。如果校验成功, 则会对预警信息进行数据转换, 并控制语音芯片、功放模块, 从而开始语音播报。该预警信息接收终端除了可通过北斗接收预警信息外, 还可以接收GPRS的预警信息。在工作中, 一般以北斗通信为主, 以GPRS通信为辅, 2种手段相互补充, 从而可确保预警信息接收的稳定性、可靠性。

3 运行情况

自2012年初开始, 目前, 利用北斗卫星的短报文功能发布气象应急预警信息的试验已成功, 并于2014-07通过了省专家的评审, 得到了评审组、省气象局和当地市政府领导的重视和大力支持, 将拨付专项资金在运城市4个县区率先运行, 待通过进一步研发完善后, 将会逐步在运城市和山西省推广使用。

目前, 该系统在运城市气象局运行良好, 为全市的防灾减灾提供了保障。

4 结束语

本文研究的基于北斗卫星的预警信息接收终端具有覆盖范围广、信息发布快、通信费用低、安全性高、传输稳定可靠、终端设备安装和维护简易等特点。该系统采用了北斗卫星和GPRS双重传输手段、终端设备交直流供电、集中控制终端运行与管理、多卡短报文拼接、虚拟终端地址设计等技术, 提高了预警信息发布的可靠性和时效性, 达到了为实现突发公共事件的应急处置、社会防灾减灾、保护人们的生命财产安全提供科技支撑和决策依据的目的。

参考文献

[1]中国气象局.中国气象灾害年鉴[M].北京:气象出版社, 2007.

[2]中国气象局.气象灾害预警信号发布与传播办法[M].北京:气象出版社, 2007.

接收终端篇5

DMB作为DAB标准的继承与发展, 是目前正在蓬勃发展的新技术, 目前手机电视, 巴士、地铁、出租车等交通工具上的移动电视、数字广播等多种数字移动多媒体广播形式得到了广泛应用, 为经营空间渐趋饱和的广电媒介带来了新的发展机遇。

由数字音频广播DAB发展起来的移动多媒体技术T-DMB, 在DAB的MSC (主业务信道) 中划分出一个独立的子信道用于视频业务, 视频压缩上采用了适合低比特速率视频业务的视频编码标准MPEG-4 AVC/H.264, 节目伴音压缩则采用BSAC, 而原DAB中所固有的音频业务和数据业务都保持不变。DAB与MPEG-4技术的成功结合有效地解决了人们对数字多媒体业务的需求, 具有广阔的应用前景。

本文设计了一种手持式数字多媒体广播接收终端, 能够接收Ⅲ波段和L波段DAB/T-DMB信号, 实现视音频节目的播放, 非常适合在移动场合中应用。

2 系统方案设计

本系统主要由信号接收单元, 控制与解码单元、显示单元、电源管理单元四部分组成。信号接收单元完成DAB/T-DMB广播信号的接收, 并对信号进行解调;控制与解码单元主要完成信号接收芯片和LCD、键盘电路的控制以及TS流解复用和H.264解码等工作;电源管理单元负责系统供电和锂电池的充电管理。本文主要对信号接收, 控制与解码单元进行了介绍。

系统中采用的D A B信号接收芯片为P N M 3 0 3 0, PNM3030是高效能的集成芯片, 其兼容DAB/T-DMB标准, 支持III波段和L波段信号接收, 它适用于T-DMB和DAB的解决方案, 具有体积小, 功耗低的特点, 能够使数字多媒体方案在不同的手持移动产品中得到应用, 芯片本身具有I2S音频接口、I2C、SPI、HPI和TS等传输接口。

控制与解码单元的核心是处理器MV8720, 该芯片是一款针对手持式多媒体应用解决方案的移动多媒体处理器, 其内置了ARM926EJ内核, 具有丰富的片上资源, 可以实现H.264解码以及MPEG-4、AAC、MP3等多种视音频的编解码, MV8720具有SPI, MPEG-2 TS、HPI、I2C等多种接口, 可以非常方便地与PNM3030连接。

显示屏采用的是2.8英寸的TFT LCD, 其内置R61505U控制器, 18位数据接口, 具有SPI、80系统总线接口。此外, 接收终端还包含了五维方向键盘电路、AC97音频输出电路、SD存储卡电路。

系统方案设计框图如图1所示。

3 系统硬件设计

3.1 DAB/T-DMB信号接收模块

本设计中采用的高性能D A B/T-D M B信号接收芯片PNM3030, 可以接收III波段与L波段信号, 通常情况下在信号接收前端需要设计双路分离接收电路。为了简化电路设计, 利于设备的小型化, 本设计对信号接收前端电路进行了复用, 电路示意图如图2所示。

L波段与III波段信号在同一信号处理电路中传输, 经合路器处理后分离成两路信号分别进入PNM3030芯片进行检波解调, 由于L波段与III波段的频率值相差较大, 因此对信号接收前端的电路设计要求非常苛刻, 为了不降低L波段信号接收的灵敏度, 本设计在复用电路中加入了高频低噪声放大器来对L波段的信号进行放大, 同时保证了III波段信号接收的灵敏度。

经实际测试后, L波段与III波段信号接收的灵敏度都比较好, 在发射信号强度比较弱的情况下也能良好接收, 成功实现了L波段和III波段双频段接收功能, L波段接收频率范围为:1450～1490MHz, III波段接收频率范围为:170～230MHz。

如前所述, PNM3030具有多种接口, 但I2C接口数据传输速度太慢, TS接口只能传输TS流数据, 因此本设计中控制接口采用SPI接口, TS流数据输出接口采用的是TS传输接口, 接口示意图如图3所示。

3.2 LCD显示电路

本设计采用的LCD内置R61505U控制器, 使用18位80系统总线接口与多媒体处理器MV8720相连, 分辨率为240×320, 其接口示意图与工作时序图如图4、图5所示。

3.3 音频输出与键盘输入电路

音频输出芯片我们采用的是单芯片16位立体声A/D和D/A转换器AK4642, 该器件内置了麦克风均衡器、麦克风、耳机放大器、立体声ADC和立体声DAC、风噪滤波器和立体声分离补偿电路, 工作电压为2.6～3.6V, 控制接口支持3线串行和I2C总线两种, 在本设计中采用I2C作为控制接口。

键盘输入电路采用的是独立式键盘, 非中断方式触发, 五个方向键作为菜单选择按键, 一个退出键作为菜单退出按键。

3.4 SD卡存储与锂电池电路

SD卡用以存储MP4、3GP、MP3等视音频文件, 可以在手持终端上播放这些多媒体文件, 在本设计中, 最大可支持2G容量的micro SD卡。锂电池作为接收终端的供电电源提供3.6V电压, 当锂电池电量不足时, 可以通过USB电缆给手持终端供电和充电。

4 系统软件设计

4.1 PNM3030驱动程序设计

在本设计中使用了SPI总线接口作为PNM3030的控制接口, 因此, 首先需要在MV8720开发平台上编写SPI接口的底层驱动程序, 包括SPI接口初始化、字节读、字节写函数, 然后编写P N M 3 0 3 0的驱动程序, 主要工作是完成对PNM3030的初始化, 设置工作模式以及信号接收频率等, PNNM3030的SPI接口控制命令时序图如图6和图7所示。

如图6和图7所示, 在写地址数据到PNM3030时, 需要先发送“D0”命令字, 而在读取PNM3030内部寄存器值时, 要先发送“D1”命令字。

PNM3030的驱动程序流程图如图8所示。

PNM3030内部集成了DAB/T-DMB Tuner, 在初始化过程中首先要对Tuner进行设置, PNM3030内部基带部分通过RF I2C接口控制Tuner, 在对Tuner进行初始化时, 将初始化数据写入PNM3030内部的数据区寄存器中, 然后发送, 能使RF I2C接口命令PNM3030通过内部RF I2C接口将数据区寄存器内的数据传送给Tuner。在初始化过程中, 每次使能RF I2C接口后都要等待几百毫秒, 以等待数据区寄存器内的数据传输完毕, 否则Tuner将不能正确的初始化。当Tuner初始化完毕后, 再对OFDM、音频子信道和TS流子信道进行复位, 设置信号接收频率, 延时等待500ms后, 读取PNM3030内部寄存器值, 以判断接收频率是否锁定。

当PNM3030初始化完成后, 即可开始设置接收子信道, PNM3030将接收到的信号进行解调, 得到T S流数据, MV8720通过TS接口获得TS流, 再对TS流进行解复用、H.264解码, 在LCD上播放视频图像。DAB/T-DMB信号强度, 信噪比, 传输模式等信息都可以通过查询PNM3030内部相关寄存器值, 进行计算后得到, 这些信息数据的传输都是通过SPI接口完成。

4.2 操作系统移植与人机交互界面建立

为了完成DAB/DMB信号接收芯片的初始化、TS流数据的获取、TS流解复用、H.264解码、LCD驱动, 对SD卡文件管理等工作, 本设计在接收终端上移植了Nucleus操作系统内核, 并移植了文件系统, 支持FAT16和FAT32两种文件系统。

本设计选择Nucleus操作系统作为移植对象是因为其具有以下优秀的特性:

(1) 快速的响应时间:对临界资源的检测时间不依赖于占有该临界资源的线程执行时间的长短, 一旦低优先级线程释放掉临界资源 (不管其是否执行完) , 高优先级线程就会抢占运行。

(2) 每个任务的执行时间和其他任务的处理时间无关。

(3) 较高吞吐量:随着任务数目的增多, 任务的调度时间为常数。

(4) 可扩展性:利用现有系统调用的结合可得到新的系统调用。

在操作系统移植完成后, 本设计在应用程序中建立了多个任务, 以实现PNM3030初始化、TS流获取与解复用、H.264解码、视频播放、键盘扫描、文件管理等功能。

人机交互界面共包括GUI界面和键盘输入两部分。本设计在Nucleus操作系统上移植了GUI模块, 在LCD上建立了GUI界面, 然后编写了键盘扫描程序, 在GUI界面和键盘之间建立映射关系, 这样即可使用方向键来选择菜单各项, 实现接收频率的选择、节目的选择和WMA、3GP、MP3、MP4等多媒体文件的选择播放。

5 小结

本文所设计的手持式数字多媒体广播接收终端成功实现了DAB/T-DMB信号的III波段和L波段的接收功能, 两个波段的信号接收灵敏度都达到了-101dBm;同时本系统采用硬件解码方案, 可以对H.264/MPEG-4 AVC、码率512kb/s的CIF格式下的视频压缩码流进行实时解码, 解码能力达到30fps (每秒30帧图像) , 图像清晰度为QVGA (320×240) , 此外, 本设计还具有体积小, 功耗低, 操控简单等优点, 达到了实用化的要求。

摘要：针对数字多媒体广播的要求, 设计实现了一种手持式数字多媒体广播接收终端, 详细介绍了系统的软硬件设计方案, 该终端实现了L波段和Ⅲ波段的DAB/T-DMB信号接收以及视频播放, 其接收灵敏度高、结构简单、功耗低, 具有一定的实用价值和应用前景。

关键词：数字多媒体广播,信号接收,多媒体处理器,Nucleus

参考文献

[1]高峰.数字音频广播与数字高清晰度电视[M].北京:中国广播电视出版社, 2003.

[2]余兆明.移动数字电视技术[M].北京:人民邮电出版社, 2007.

[3]秦娟, 王彤, 吴剑东.T-DMB技术及其应用[J].电视工程, 2006 (2) :12-14.

接收终端篇6

1 移动终端接收与远程计算机协调的通信体系建设作用及意义分析

Java技术等一系列新的技术的逐渐成熟和广泛应用为通信体系建设提供了重要帮助和支撑。当前, 移动终端所使用的android系统等都是基于Java技术平台所研发的分支, 而正是这一平台的建设, 为构建协调的通信体系提供了前提和保障, 通过构建移动终端接收与远程计算机协调的通信体系, 实际上可以实现以下作用。

通过构建这一体系, 基本实现了三大功能。首先, 移动终端与计算机的通信功能。其次, 对指令信息进行分析以及控制和执行的功能。最后, 功能是收发多种信息。通过采用相应的编程程序, 不仅实现了通信体系的三大功能, 同时也将接收终端与后台管控协调起来。而整个体系的功能也更为丰富完善, 在运行上更为便捷灵活。

同时, 随着4G网络建设和无线局域网技术应用的逐渐成熟, 构建移动终端接收与远程计算机相协调的通信体系将在物联网远程智能控制体系上发挥重要作用。此外, 随着这一系统的逐渐成熟, 将会被广泛应用到各行各业中去, 同时也能实现移动智能终端功能的丰富化, 在便捷人们生活的同时, 实现通信机制的成熟与发展。在固网、广电网、移动网络三网融合加速发展的今天, 完善这一机制意义不仅是时代发展的要求, 同时更是用户对完善功能的必然要求。因此, 构建这一机制更为必要。

2 建设移动终端接收与远程计算机协调的通信体系的内容分析

随着信息化时代的进一步推进, 加上我国将三网融合作为国家长远发展战略来推动实施。因此, 构建这一体系就极为重要, 其不仅关系到通信机制的应用和推广, 更关系到通信运营商在当前通信行业的具体发展前途, 可以说至关重要。而想要建设好这一体系, 就需要明确整个机制的运营基础是Java技术平台, 通过借助JAVA技术实现SOA的应用基础框架的建设, 进而实现移动终端与远程计算机协调的能力。而本文则主要通过借助J2ME体系结构来分析该体系建设及运营的具体内容。

2.1 体系结构分析

J2ME体系是一个跨平台, 内置安全的体系。它是Sun Micro-systems公司结合移动电话以及全球定位等形态所研发的一款方便扩张、容易移植的Java程序运行平台。其主要涵盖四层, 即简表层、配置层、虚拟机层和主机操作系统等。通过提供虚拟机功能、操作系统以及满足应用程序的编程接口等实现移动终端与远程计算机的连接、协调。

2.2 网络连接体系分析

移动终端想要实现接收功能以及远程计算机发挥协调功能, 实际上都需要借助一定沟通渠道, 而该体系建设需要借助GPRS网络、WLAN网络等, 而手机所借助的这两个网络完全支持电脑网络连接所使用的TCP/IP协议。移动网络节点与互联网节点之间完全可以互相转化。而随着3G网络成熟应用、4G网络快速发展、无线局域网建设不断完善, 在将来, 移动终端与计算机之间的连接将会更加便捷。而通过网络连接体系的建立, 能使移动终端和计算机都能实现信息的接收和发送。移动终端借助J2ME控制程序, 借助移动网络GPRS或者WLAN接入互联网, 进而接入计算机, 建立TCP连接机制, 从而实现移动终端与远程计算机的IP连接与通信。而两者的通信机制则有计算机与移动终端分别借助VB程序和Java程序来实现。

2.3 移动终端与远程计算机协调的通信体系分析

实际上, 关于这一体系, 主要解决移动终端的通信控制和远程计算机协调的问题。首先, 移动终端借助J2ME-Wireless-Toolkit-2和J2ME MIDP 2.0编程来完成。在通用连接架构的前提下, 实现HTTP Connection连接, 移动终端借助socket接口与计算机实现网络连接, 从而进行信息交换和管控。移动终端在这一体系中, 主要负责接收和发送文本信息和多媒体信息等, 通过借助数据流, 将需要发送的信息传输到远程的计算机上, 实现信息传输。

其次, 是计算机的协调与管控机制问题。通过加载Win-sock控件, 实现移动终端与远程计算机的通信。该控件通过UDP或者TCP实现信息交换。计算机与移动终端程序实现连接后, 结合相应的模块接受、发送信息, 并完成命令执行等功能。当远程计算机接收到手机发来的信息之后, 结合信息分析函数进行处理, 结合所分析的数据进行下一步处理。

在移动终端与远程计算机协调的通信体系构建过程中, 远程计算机所发挥的作用尤其重要。实现远程计算机端的通信与控制极为关键。通过Winsock控件实现计算机与移动终端之间相互沟通, 同时设置放松与接收端口。而在两者连接后, 实现二者信息有效交换。同时, 可以将所使用移动终端的IP地址信息进行显示设置。控制使用远程计算机程序的重要渠道, 首先就是初始化模块。在初始程序设置中, 通过使用空间, 增加、刷新计算机与移动终端协调的控制模块, 实现两者信息的有效沟通。

3 结语

随着我国以信息化为核心的工业化发展水平的进一步提升, 实现三网融合已经成为通信行业目前最大的发展趋势, 而如何更好顺应这一发展趋势, 就要求认识到在这一过程中, 计算机和移动终端等因素所发挥的作用。随着移动终端的智能化普及速度、互联网技术建设进程进一步加快, 也使构建二者协调机制更加方便。通过建设移动终端接收与远程计算机协调的通信体系, 也会让移动智能终端成为整个网络体系运营、沟通中的一个重要节点, 从而为计算机技术与通信技术深度融合提供基础。除此之外, 随着4G网络建设、无线局域网建设的日益完善, 促使构建该机制完善建设日益重要。通过将移动终端与远程计算机有机协调起来, 为通信行业在未来激烈竞争中赢得先机, 更通过其技术优势, 将其功能完善到极致。

参考文献

[1]章骏.进行科学化管理提升档案管理水平[J].科技学报, 2012 (8) .

[2]钱松.基于可信计算的手机访问控制策略研[J].计算机应用, 2013 (7) .

接收终端篇7

《地面数字电视接收机通用规范》和《地面数字电视接收器通用规范》国家标准由工业和信息化部牵头制定，是指导我国电视机、机顶盒制造业和相关产业发展的基础性标准。标准将AVS作为唯一必须支持的标准，意味着我国4亿多个家庭都将能够播放同一格式的视频节目，这必将成为我国数字电视和网络新媒体发展的一个里程碑。因为电视机和机顶盒终端标准的统一，不仅为地面数字电视的发展打开了大门，也为通过有线、卫星、互联网等通道向4亿多家庭提供视频服务提供了统一标准。而4亿多家庭均能接收统一标准的视频节目将会激发影视产业和文化创意产业的竞争发展，从而终端统一、内容爆炸、服务提升的良性循环。

AVS标准工作组秘书长黄铁军表示，通过统一海量终端的标准激发产业发展已得到多次成功验证，在模拟电视时代我国确立PAL制式后，我国成长出了一批彩电企业，Web标准出台后互联网迎来了爆炸式发展，移动互联网发展目前的竞争焦点仍然是客户端，我国数字电视终端标准的统一同样将成为激发视听产业发展的重要里程碑。黄铁军同时也表示，标准颁布的近期效应是AVS芯片和AVS终端产业的爆炸式发展，并建议国家在此基础上尽早部署新一代视听终端的标准制定工作。

AVS应时而生

众所周知，2002年，我国的DVD产业因专利费问题遭受了致命打击，我国的DVD品牌和DVD制造业由此跌入谷底。为了应对国外标准对中国产业界的各种制约、为了国内产业界不再重蹈覆辙，2002年6月，在原国家信息产业部的批准和支持下，AVS标准工作组成立，开始制定中国自主知识产权的音视频标准——AVS。2006年3月，《信息技术先进音视频编码第2部分：视频》国家标准正式实施。

AVS产品百花齐放

作为最基础的信源编码技术标准，AVS拥有强大、完整的产业链。几年来，国家发展与改革委员会、工业和信息化部、科学技术部、国家广电总局、国家标准化管理委员会等部门对AVS标准制定、关键技术研究、产品开发和应用试验推广给予了大力扶持，中关村科技园区海淀园、上海市及浦东新区等地方政府对AVS产业化和应用示范也给予了重要支持，一百多家AVS研发单位的协作正在创造一个中国标准创新的奇迹——北京、上海、美国、欧洲的公司独立开发出了十多款AVS系列芯片，多款专业级AVS编码器分别在北京、上海和美国硅谷诞生。数十款AVS机顶盒产品已经能够进入广播电视市场，AVS测试设备、AVS软件和内容的AVS产品已经形成系列。

目前，国内外共有十七家芯片公司的支持AVS解码的芯片进入市场：包括国内的展迅通信（北京）有限公司、上海龙晶微电子、杭州国芯、北京芯晟、海尔集成等，台湾的mStar和扬智科技等，国外公司包括美国博通（Broadcom）和SigmaDesign、欧洲的恩智浦（NXP）和意法半导体（ST）、韩国的Chips&Media、日本的富士通等，芯片覆盖高清、标清、手机等多种终端。

在AVS前端产品方面，联合信源（北京）公司、上海国茂公司、美国Envivo公司、Telarity公司、德国的EDbox公司等开发出了系列化的AVS编码器，其中标准清晰度和移动视频编码器已经支持两百多套电视节目的播出，高清编码器已经在广州有线网和北京大学有线电视网进行试验播出。

AVS终端产品方面，长虹、TCL、海信、创维、康佳、华为、中兴、九洲、朝歌、天柏、金网通、江苏银河等五十家多企业开发出了AVS数字电视机、机顶盒产品，多数产品已经在多个运营商中批量采购和成熟使用，AVS产品百花齐放的格局已经形成。

重点锁定地面数字电视应用

为了在地面数字电视广播中推进AVS标准的产业化进展，2007年初，AVS工作组和AVS产业联盟提出了“AVS地面双国标一步到位”的口号，配合国家“地面电视双国标系统”，积极地推进AVS在各地广电的应用。

2007年9月，杭州数字地面电视“双国标”系统的正式运营。2008年7月，上海东方明珠集团采用地面传输国家标准和AVS视频国家标准进行“双国标”试验性广播，覆盖上海郊区县的农村用户，顺利地完成奥运会和残奥会的转播任务。

2009年12月18日，工信部和广电总局联合发文对AVS国标的全系列产品进行测试。2010年4月，测试完成。

2010年5月，山西省地面数字电视终端进行了招标，招标文件中明确要求支持AVS。

2010年10月29日，国家广播电影电视总局统一规划，总局无线电台管理局无线广播电视数字化项目AVS编转码器正式招标，并在太原、石家庄、长春、兰州、南昌等5个城市正式开通AVS地面数字电视的应用。

2011年2月，湖南省有线电视网络（集团）股份有限公司招标AVS转码器44路、编码器20路，湖南株洲声屏无线数字电视网络有限公司招标70路AVS电视节目，拉开了AVS省级大规模应用的序幕。

截止目前，杭州、上海、青岛、石家庄、西安、太原、无锡、寿光、绵竹、乌鲁木齐、株洲、湖南全省等已经正式开播AVS。正在进行AVS测试的省市包括安徽、河南、武汉、温州、新疆巴州、南京、宁波、广州、沈阳、呼和浩特、黑河、安阳、新乡、商丘、保定等。

AVS产业应用走出国门，迈开国际化步伐

2011年1月，AVS产业应用走出了国门——老挝进行了地面数字电视的招标工作，云南无线数字电视文化传媒有限公司针对应用于老挝沙湾，巴色，朗勃三省招标66台AVS编转码器设备。为了有力促进AVS在国外的发展，AVS产业联盟成立了海外推广小组，以推动AVS的国际化。