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1、数字电视机顶盒工作原理与关键技术C《H申目INA有DGAB6L(09E⑥IITALCTV窖?数字电视?中图分类号:TN949.197文献标识码:B文章编号:1007—7022(2006)09—0856—03数字电视机顶盒工作原理与关键技术口陆志宏,邵新建(1.通州市张芝山广播电视站,江苏通州226300;2.通州市广播电视台,江苏通州226300)摘要:阐述数字电视机顶盒的硬件平台和软件系统两大组成部分,介绍数字电视机顶盒的解调与信道解码,解复用和信源解码,上行数据的调制等关键技术.关键词:机顶盒;组成;关键技术Th
2、eOperationPrincipleandKeyTechnologyofDTV口LUZhi—hong,SHAOXin—jianf1.TongzhouZhangzhishanRadioandTVStation,JiangsuTongzhou226300,China;2.TongzhouRadioandTVStation,JiangsuTongzhou,226300,China)Abstract:ThisarticleintroduceshardwareplatformandsoftwaresystemofDTV.Th
3、eauthorintroducesthechanneldecodingtechnology,unnultiplextechnologysourcecodingtechnologyandforwarddatamodulationtechnologyofset—topbox.Keywords:set—topbox;composition;keytechnology1数字电视机顶盒的组成一个数字电视机顶盒包括硬件平台和软件系统两大部分,除了音视频的解码由硬件实现,电视内容的重现,操作界面的实现,数据广播业务的实现直至机顶盒
4、和个人计算机的互联以及和因特网的互联都需要由软件来实现.从功能上看数字电视机顶盒是计算机和电视机相结合的产物,从信号处理的操作上看,它包含以下几个层次:①物理层和链路层:包括高频调谐器,QPSK/QAM/COFDM/VSB解调,卷积码解码,去交织,RS(里德一索罗门)码解码,解能量扩散;②传送层:包括解复用,它把MPEG一2传送流分成视频,音频和数据包;③节目层:包括MPEG一2视频解码,MPEG一2AAC(或AC一3)音频解码;④应用层:包括业务信息(SI),电子节目指南(EPG),图形用户界面(GUI),浏览器,
5、遥控,CA等;⑤输出接口:包括模拟视频/音频接口,数字视频/音频接口,数据接口,键盘,鼠标等.图1是有线数字电视机顶盒原理框图,机顶盒由高频头(调谐器),QAM解调器,TS流解复用器,MPEG作者简介:陆志宏(1975.),男,助理工程师,主要从事有线电视网络技术维护工作;邵新建(1975一),男,工程师,主要从事有线电视网络技术管理和维护工作.856《中国有线电视}2006年第09/10期陆志宏等:数字电视机顶盒工作原理与关键技术MPEG.2复用器H.『I编码器.1解码器ICPU主处理器IcIJ智能卡IlRS232
6、呻R.MlJII视频输出音频输出图1有线数字电视机顶盒原理框图一2解码器,PAL/NTSC视频编码器,音频D/A,嵌入式CPU系统和外围接口,CA模块等组成,具有交互功能的机顶盒则需要回传通道.高频头(调谐器)接收来自有线电视网的射频信号并变频为中频信号,经QAM解调器解调,输出包含音,视频和其他数据信息的传送流(TS),传送流中一般包含多个音,视频流及一些数据信息,TS流解复用器用来区分不同的节目,提取相应的音,视频流和数据流送入MPEG一2解码器和相应的解析软件,完成数字信息的还原,CA模块对音,视频流实施解扰,
7、并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡,保证合法用户正常收看.视频PES送入MPEG一2视频解码模块进行解码,然后输出到PAL/NTSC编码器,编码成模拟电视信号,再经视频输出电路输出,音频PES送入音频解码模块进行解码,输出PCM音频数据到D/A变换器,变换成立体声模拟音频信号,经音频输出电路输出.数字机顶盒在接收电视节目的同时还可以接收MPEG一2传送流中所携带的数据,并可将数据或音频数据转发给其他设备使用,因此机顶盒通常还提供丰富的外部接口,例如RS232接口,以太网接口,高速串行接口IEEE1394,通用串
8、行接口USB以及IDE接口等,通过USB口可以实现和数码相机的连接,通过IDE接口可以挂接硬盘实现节目存储.图1中的各个功能模块加上程序运行所需要的CPU,存储器,接口电路构成了机顶盒的硬件平台.实际上,一个完整的数字电视机顶盒由硬件平台和软件系统组成,可以将其分为4层,如图2所示,从底向上分别为硬件平台,低层软件,中间件(Middlew~e)
