数字有线电视机顶盒介绍

数字有线电视机顶盒组成和分析

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数字电视机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备，目前的数字电视机顶盒已成为一种嵌入式计算设备，具有完善的实时操作系统，提供强大的CPU计算能力，用来协调控制机顶盒各部分硬件设施，并提供易操作的图形用户界面，如增强型电视的电子节目指南，给用户提供图文并茂的节目介绍和背景资料等。本课程设计首先对机顶盒的工作原理做了重要介绍，然后重点分析了机顶盒的调制解调模块、MPEG-2解码模块、数字视频编码器和音频DAC模块、图形控制模块，并且对机顶盒软件系统以及条件接收CA进行了详细分析。

关键词：机顶盒，MPEG-2，条件接收

1 绪论 1

1.1 课题描述 1

1.2 基本工作原理及框图 1

2数字机顶盒主要模块 2

2.1 调制解调模块 2

2.2 MPEG-2解码 3

2.3 数字视频编码器和音频DAC 3

2.4 图形控制模块 4

2.5 媒体访问控制模块MAC 4

3 数字电视机顶盒软件系统 4

4 CA系统 6

4.1在发送端的加密过程 7

4.2接收端的解密过程 7

总结 8

致谢 10

参考文献 11

1 绪论

1.1 课题描述

数字电视广播的目的是将高质量、高可靠的图像、声音文字和数据等信息快速、实时、高效地传输，供用户满意的收视、收听。数字电视接收与模拟电视接收相比有很大的不同。数字电视接收中包含了解调、信道解码、解复用和信源解码等数字电视的核心技术，还要具有条件接收控制、交互操作、增值业务服务、多媒体用户数据处理等功能，是一个复杂的系统。总体上说，数字电视接收设备可以分为数字电视接收一体机和数字电视机顶盒（STB）。数字电视接收一体机是指电视接收机内置了数字电视解调器、解码器和显示器

等，而数字电视机顶盒能够接受数字电视信号，并对其进行解调和解码等处理，但不具备显示功能。目前，在有线和卫星数字电视接收中普遍采用的是机顶盒加显示器的组合模式。因此本课题主要是对有线数字电视机顶盒的构成进行分析，通过本课题，可使我们深刻理解数字电视机顶盒系统结构和基本功能，以及数字电视条件接收CA的工作原理。

1.2 基本工作原理及框图

数字电视机顶盒可接受数字电视节目，处理数据业务和完成多种应用的解析。其工作过程：数字电视机顶盒通过网络接口模块选择频道，并进行解调和信道解码处理，输出MPEG-2多节目传输流数据，送给解复用器，解复用器从MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流(PES)数据，包括视频PES，音频PES和辅助数据PES一体化机芯，解复用器中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，解复用器输出的是已解扰的视音频PES。视频PES送入视频解码器，取出MPEG-2视频数据并对其解码后，输出到模拟编码器，编码成模拟视频信号，再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码器，取出MPEG-2音频数据并对其解码，输出PCM音频数据到音频D/A变换器，音频D/A变换器输出模拟立体声音频信号，经音频输出电路输出。其工作原理框图如图1所示。

图1工作原理框图

2数字机顶盒主要模块

2.1 调制解调模块

数字机顶盒工作在有线电视网络状态下，有线电视网采用模拟传输，因此必须对数字信号

进行调制和解调才能在模拟信道传输，调制解调器是系统关键的组成部分，在技术上类似现在的电话调制解调器的原理，但采用了更高的调制方法，下行多采用64QAM或256QAM，在DVB-C(Digital Video Broadcast by Cable) 和DAVIC中采用64QAM做为标准调制方法，以Motorola 的MC92305QAM 解调芯片为例，在7M模拟带宽上采用64QAM调制的数字信号速率可达42Mbit/S，上行目前采用两种方式，一种是采用电话线做为上行信道，另一种是采用双向HFC网的上行通道，采用HFC网时采用光敏三极管QPSK做为调制方案。QAM或QPSK调制器将MPEG格式的数据流调制在一个标准的PAL信道内，与其他视频调制信号一起合路发送出去。

QAM调制器：夹网布QAM调制器的原理是发送数据在比特/符号编码器（也就是串–并转换器）内被分成两路，各为原来两路信号的1/2，然后分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。接收端完成相反过程，正交解调出两个相反码流，均衡器补偿由信道引起的失真，判决器识别复数信号并映射回原来的二进制信号。如图2所示的是QAM调制原理图。作为调制信号的输入二进制数据流经过串–并变换后变成四路并行数据流。这四路数据两两结合，分别进入两个电平转换器，转换成两路4电平数据。

图在线服务系统2 QAM调制原理图

2.2 MPEG-2解码

MPEG-2是数字电视中的关键技术之一，目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在MPEG-2技术基础上，MPEG-2是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。MP@LL用于VCD，可视电话会议和可视电话用的H.263和H.261是它的子集。MP@ML用于半自动打包DVD、SDTV，MP@HL用于HDTV。 MPEG-2解压缩电路包含视频、音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面、子画面解码，最好具有分层解码功能。图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上，这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据，要有很

高的速度和处理能力。OSD是一层单或伪彩字幕，主要用于用户操作提示。

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