[实用新型]一种MODIS中频数字信号接收机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种MODIS中频数字接收机，属于卫星通信技术领域。

背景技术

MODIS（中分辨率成像光谱仪）是搭载在terra和aqua卫星上的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器，全球许多国家和地区都在接收和使用MODIS数据。MODIS扫描周期为1.477秒,每条扫描线沿扫描方向有1354个Pixels，沿卫星轨道方向有10个1KMD的IFOV。白天扫描每个点在两个MODIS包中传输，第一个包传输IFOV 1～5，第二个包传输IFOV 6～10利用CCSDS进行了封装，使用(255，223)RS解码进行纠错。整个CCSDS包（包括同步码4个字节）长度为1024字节。裸数据是最原始的地面接收数据，它含有满足CCSDS标准（CCSDS 102.0-B-4）的数据包(CADU)。它经过格式化同步、去扰、RS纠错、格式转变等相应的步骤和程序，处理成为MODIS 0级数据产品。MODIS数据产品对气象、农业等有极大的指导作用。近几年随着我国高速数据通信业务的发展，尤其是卫星通信领域应用的需求，自主开发实现高速的MODIS数字接收机变得十分必要。

一个完整的EOS／MODIS卫星数据接收系统包括：3m跟踪天线及天线控制器、波导馈源及X波段L NA、EOS-AM1下变频器、MODIS中频数字接收机（QPSK解调器、Viterbi解调器、RS解码器)、高速数据摄入卡、计算机和ShineTek2000 EOS SHOP V1.0处理软件包）。而MODIS中频数字接收机是中频接收极为关键的一环。

MODIS信号经过天线、高频头、和下变频器，从射频端变频得到70MHz中频信号。MODIS中频数字接收机的任务就是对输入的中频信号进行QPSK数字解调、Viterbi译码帧同步、解交织和RS译码，输出经过RS解码后的数据到PC端，进行数据格式转换，得到MODIS 0级数据产品。随着DVB技术在世界范围内广泛应用，各芯片制造厂商竞相角逐DVB信道解码、信源解码芯片市场，投入巨资开发DVB新产品，并提出了各自的开发方案，这使得目前市场上的芯片种类繁多。DVB-S标准提供了一套完整的适用于卫星传输的数字电视系统规范，选定ISO/IEC&nbspMPEG-2标准作为音频及视频的编码压缩方式，对信源编码进行了统一；随后对&nbspMPEG-2码流进行打包形成传输流(TS)，进行多个传输流复用，然后进行信道编码和数字调制，最后通过卫星进行传输。但是MODIS接收有其特殊性。它的数据处理过程中在交织和RS编码与DVB-S系统的处理是不一样的，DVB-S系统采用的是RS(204,188)的编码，并且交织深度为5，而MODIS数据采用(255,223)RS的编码，交织深度为4。所以如果直接采用市场上通用的数字解调芯片来进行中频接收的话，是不能正确得到MODIS数据的。这就需要应用到单片机和可编程芯片对其进行控制和扩展，来实现MODIS的中频接收。

发明内容

为了克服现有的解调解码芯片只针对DVB-S系统，与MODIS信号接收有部分的不同，设计了一种符合MODIS信号接收标准的接收机。利用DVB-S解调芯片的部分功能实现QPSK解调和Viterbi译码，并通过现场可编程门阵列（FPGA）来实现帧同步、解交织和(255,223)RS解码功能。这样既节省了设计成本，并满足数据处理要求和数据速度。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：