文档介绍：数字电视机顶盒
第五单元用户分配系统
组员:宫敏闻蔡育鹏陈狄郝建
数字电视机顶盒
数字机顶盒是数字传输系统的终端设备。数字传输属于信息传输,应用了编码压缩、前向误码校正等先进技术,具有传输效率高、抗干扰能力强、容易进行各种复杂处理、容易存储管理等优点。
数字机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换装置,通过对数字化压缩的图像声音信号进行解码还原,产生模拟视频和声音信号,以提供给观众高质量的电视节目。有了这个装置,用户不必更换电视机就可以用普通的模拟电视机收看数字电视节目。
数字机顶盒主要有数字卫星接收机(DVB-S)、数字有线接收机(DVB-C)和数字地面广播接收机(DVB-T、DMB-TH)三种。这三种数字机顶盒的主要区别在于传输信道和调制方式。数字卫星接收机接受来自卫星广播、采用QPSK(四相相移键控)调制的信号;数字有线接收机接收来自有线电视网络、采用QAM(正交幅度调制)调制的信号;数字广播电视接收机接收来自数字地面电视广播、采用COFDM(编码正交频分复用)调制的信号,DMB-TH采用TDS-OFDM(时域同步正交频分复用调制的信号。
数字电视机顶盒的工作原理
数字电视机顶盒的基本功能是可接收数字电视信号和处理MPEG-2标准的数字视/音频信号,并将其转换成为模拟电视信号。
它的工作过程为:首先调谐模块通过天线接收到射频信号并下行变频为中频信号,通过A/D转换为数字信号后送入QAM解调模块进行QAM解调,并输出MPEG传输流的串行和并行数据。解复用模块接收MPEG传输流,并从中抽出一个节目PES数据,包括视频PES、音频PES、数据PES。解复用模块中包括一个解扰引擎,可对加扰的数据进行解扰,其输出是已解扰PES。接着,视频PES送入视频解码模块,取出MPEG视频数据,并对MPEG视频数据进行解码,再输出到PAL/NTSC编码器编码成模拟电视信号,最后经过视频输出电路输出。
音频PES送入音频解码模块,取出MPEG音频数据,并对MPEG音频数据进行解码,再输出到PCM解码器解码成立体声模拟音频信号,最后经过音频输出电路输出。
如图1所示
数字机顶盒的组成
数字机顶盒由调谐器、解调器、解复用器、解码器、系统控制部分、用户扩展接口和电源等部分组成。
一体化调谐器、解调器(QPSK、QAM、COFDM)
数字调谐器接收来自卫星天线、地面或有线电视网的射频信号,进行低噪声放大、滤波和变频将其转换成中频信号。然后进行A/D转换,在进行信道解调和FEC处理,即进行QPSK、QAM、COFDM(TDS-OFDM)解调,FEC处理包括Viterbi解码、Reed-Solomon解码、卷积去交织等处理。解调后的数据流经过Viterbi解码,去交织和解扰后,就成为每包188字节的标准传输流。
解复用器和解码器:由于传输流中包含了若干套节目,每个节目又包含了音频、视频和传输数据;而目前的MPEG-2解码器只能对单个音频或视频数据流进行解码。因此,解码前必须对传输流解复用,将其分解成只包含音频或视频的基本码流。
MPEG解码器包括音频解码和视频解码器。其中视频解码器通过检测视频码流中的包头,进行解码运算、反量化和反DCT变换等解压缩处理,将提取控制信息,并按照MPEG-2编码格式对视频图像数据其还原成编码压缩前的原始图像数据,然后输出符合ITU-R建议601格式的视频数据。音频解码器的解码过程与相似,解码后输出PCM立体声数据。
系统控制部分:系统控制部分是数字机顶盒的核心,它由CPU、ROM、RAM组成。微处理器通过总线把各部分和谐的组织起来,除负责各子系统的初始化之外,还必须控制各部分的协调工作,共同实现数字机顶盒的整体功能。
用户扩展接口:与红外遥控器、面板、智能卡读写器、游戏控制器等外设进行通信。
数字机顶盒的结构
硬件部分
数字电视机顶盒硬件部分多采用模块化设计,一般可分为五个模块:分别是接收前端模块、主模块、电缆调制解调器模块、音视频输出模块和外围接口模块。
其中,接收前端模块包括调谐器和QAM解调器,该部分可以从射频信号中解调出MPEG-2传输流。主模块是整个数字电视机顶盒的核心部分,解码部分可对传输流进行解码、解复用、解扰等操作,而嵌入式CPU和存储器用来运行和存储软件系统,并对各个模块进行控制。电缆调制解调器模块由一个双向调谐器、下行QAM解调器、上行QPSK/QAM调制器和媒体访问控制(MAC)模块组成,该部分实现电缆调制解调的所有功能。音视频输出模块中对音视频信号进行D/A转换还原出模拟音视频信号,并在常规彩色电视机上输出。外围接口模块则提供了丰富的外部接口,包括高速串行接口1394、通用串行接口USB等等。
如图2所示
软件部分
音视频的解码由硬件实现,的互联则由软