catv机顶盒设计的原理与实现new

《catv机顶盒设计的原理与实现new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1引言电视机顶盒（SetTopBox,STB）是模拟广播电视向数字广播电视过渡的最好解决方案。将数字机顶盒与普通的模拟电视结合起来，就可以实现数字电视的功能。数字机顶盒可以把来自卫星、地面或有线的数字电视信号转换成模拟电视机能够接收的PAL/NTSC信号，亦可支持视频点播、互联网浏览等功能。目前具有实用开发价值的机顶盒可分为数字卫星接收（DVB-S）机顶盒和数字有线电视（DVB-C）机顶盒两种。有线电视（CATV）网络具有覆盖范围广，频带资源丰富，建设成本低的优点，可以同时支持传统的模拟业务、新型的数字点播（VOD）和数据信息服务。我国目前还没有制定CATV数字电视广

2、播标准，而是采用欧洲的DVB-C标准。本文介绍了采用DVB-C标准的有线电视机顶盒系统的设计原理及其解决方案。2设计原理及关键技术?有线电视机顶盒应该具备的主要功能有：接收数字广播信号（包括CATV上的音频、视频和资料信号）和视频点播。数字数据流经过机顶盒各芯片完成解调、解复用、译码功能。其原理框图如图1所示。2.1数据的调制与解调技术目前国际上数字高清晰度电视传输系统中采用的调制技术主要有：四相移相键控（QPSK）、多电平正交幅度调制（MQAM）、多电平残留边带调制（MVSB）和正交频分复用调制（OFDM）。在有线电视中主要采用MQAM调制方式。QAM调制是一种节省

3、频带的数字调幅方法（16QAM的频谱利用率为4(bit/s)/Hz,64QAM的频谱利用率为6(bit/s)/Hz），有较高的信噪比。QAM调制方法在2400bit/s以上的中、高速调制中常被采用，广泛应用于有线电视的下行传输及HDTV的地面广播传输中。2.2加解扰技术加解扰技术用于对数字节目进行加密解密，其基本原理是采用加扰控制字加密传输的方法，用户端利用IC卡解密。在MPEG传输流中，与控制字传输相关的有两个数据流：授权控制信息（ECMs）和授权管理信息（EMMs），由业务密钥（SK）加密处理后的控制字在ECMs中传送，其中还包括节目来源、时间、内容分类和节目价格

4、等节目信息。对控制字加密的业务密钥在授权管理中传送，且业务密钥在传送前要经过用户个人分配密钥（PDK）的加密处理，EMMs中还包括地址和用户授权信息，如用户可以看的节目或时间段，用户付的收视费等。用户个人分配密钥（PDK）存放在用户的智能卡（SmartCard）中。在用户端，机顶盒根据PMT和CAT表中的CA?descriptor，获得EMM和ECM的PID值，然后，从TS流中过滤出ECMs和EMMs，并通过SmartCard接口送给SmartCard。SmartCard首先读取用户个人分配密钥（PDK），用PDK对EMM解密，取出SK，然后利用SK对ECM进行解密，

5、取出CW，并将CW通过SmartCard接口送给解扰引擎，解扰引擎利用CW就可以将扰的传输流进行解扰。加解扰技术分为同密和多密技术。同密技术是将两家或两家以上的条件接收（CA）系统应用于同一网络平台之中，对有线电视台来说是实现技术的选择和一种竞争的环境。多密技术要求机顶盒采用CI技术，实现同一机顶盒可接收不同CA系统加密节目。从用户角度来讲，不会因购买哪一家CA的机顶盒而受到限制，用户还有选择其CA服务的可能性。2.3复用与解复用技术整个复用过程可以描述为2个不同层次的复用。??节目层复用：视频流、音频流和资料流通过复用器复用成一个节目的传送比特流。?系统层复用：多个

6、节目的传送位流通过复用器复用成系统比特流。?通过这两级复用所生成的都是标准的MPEG-2的TS码流。解复用单元由专用处理器构成，负责对MPEG-2的TS流和成包基本码流（PES）进行解析，恢复音视频解码器所需的码流，同时负责对传输错误进行标识。传送系统使用了MPEG-2定义的固定长度为188个字节的传输流分组方式，这些分组是通过分组头中的分组标识（PID）来识别视频、音频或数据信息。传输流中包含一个或多个节目，每个节目是由一个或多个复用在一起的基本码流构成的。在单路节目传送复用时，组成节目的传送码流的PID信息、码流中传输的应用（如音频、视频等）标示符以及这些码流之间

7、的关系等，由节目映射表（PMT）来表示。包含PMT的码流的PID号由在节目系统复用时定义的PID=0的系统级控制码流所携带的节目关联表（PAT）来给出。PMT和PAT都是属于包含节目及系统信息的节目特定信息（PSI）的一部分。解复用器利用PID=0的节目关联表（PAT）识别出携带所需节目映射表（PMT）的比特流的PID，然后从节目映射表（PMT）中获得构成节目的基本码流的PID号，通过设置解复用器中的过滤器，来接收所需节目的传送码流。音视频基本码流在传送层中是以分组的基本流（PES）的形式传送的，对所选节目进行PES解包后的压缩音频、视频流数据交送音