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機頂盒原理

858129 2012-09-30 | doc | 39KB | 次下載 | 免費

資料介紹

1．?dāng)?shù)字電視機頂盒的概念?

　　對于機頂盒，目前沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義，傳統(tǒng)的說法是：“置于電視機頂上的盒子'。它是利用有線電視網(wǎng)絡(luò)作為傳輸平臺，電視機作為用戶終端，以提高現(xiàn)有電視機的性能或增加其功能。由于功能和用途不同，使得“機頂盒”這個概念有些模糊不清，如早期的增補頻道機頂盒、圖文電視機頂盒、付費電視機頂盒等。

廣義上說，凡是與電視機連接的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備都可稱為機頂盒（Set Top Box）。我們一般說的數(shù)字電視機頂盒的主要功能就是將接收下來的數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換為模擬電視信號，使用戶不用更換電視機就能收看數(shù)字電視節(jié)目，圖像質(zhì)量接近500線水平。?

　　數(shù)字電視機頂盒是信息家電之一，它是一種能夠讓用戶在現(xiàn)有模擬電視機上觀看數(shù)字電視節(jié)目，并進行交互式數(shù)字化娛樂、教育和商業(yè)化活動的消費類電子產(chǎn)品。

2．?dāng)?shù)字電視機頂盒的功能

1998年11月，美國和歐洲D(zhuǎn)TV（數(shù)字電視）及HDTV（高清晰度數(shù)字電視）試播后，又一次掀起了機頂盒的高潮，這次機頂盒的主要作用是用普通模擬電視機收看數(shù)字電視或數(shù)字高清晰度電視，當(dāng)然也具備網(wǎng)絡(luò)和有條件接收功能，這種機頂盒被稱為數(shù)字電視機頂盒。根據(jù)傳輸媒體的不同，數(shù)字電視機頂盒又分為數(shù)字衛(wèi)星機頂盒（DVB－S）、地面數(shù)字電視機頂盒（DVB－T）和有線數(shù)字電視機頂盒（DVB－C）三種，三種機頂盒的硬件結(jié)構(gòu)主要區(qū)別在解調(diào)部分。目前應(yīng)用較為廣泛的是數(shù)字衛(wèi)星機頂盒及有線電視數(shù)字機頂盒。本文主要介紹有線數(shù)字電視機頂盒。

數(shù)字電視機頂盒能夠接收MPEG-2數(shù)字電視傳輸流和各種數(shù)據(jù)信息，通過解調(diào)、解復(fù)用、解碼和視音頻編碼，在模擬彩色電視機上觀看數(shù)字電視節(jié)目和各種數(shù)據(jù)信息。目前，數(shù)字電視機頂盒的基本功能是接收數(shù)字電視廣播節(jié)目，同時具有所有廣播和交互式多媒體應(yīng)用功能，包括：

? ? （1）電子節(jié)目指南：它為用戶提供一種容易使用，界面非常友好，可以快速訪問想看節(jié)目的方式，用戶可以通過該功能看到各個頻道上近期將播放的電視節(jié)目。

? ? （2）支持交互式應(yīng)用如準(zhǔn)視頻點播、視頻點播、互動游戲等。

? ? （3）高速數(shù)據(jù)廣播：能為用戶提供股市行情、票務(wù)信息、電子報紙、熱門網(wǎng)絡(luò)等各種信息。?

? ? （4）因特網(wǎng)接入和電子郵件：數(shù)字電視機頂盒通過內(nèi)置的電纜調(diào)制解調(diào)器便可實現(xiàn)因特網(wǎng)接入功能。用戶可以通過機頂盒內(nèi)置的瀏覽器上網(wǎng)，發(fā)送電子郵件，也可以提供各種接口與PC相連，使用PC接入因特網(wǎng)。

? ? （5）軟件在線升級：可看成是數(shù)據(jù)廣播的應(yīng)用之一。數(shù)據(jù)廣播服務(wù)器將升級軟件傳送給機頂盒，機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新。

? ? （6）有條件接收：有條件接收的核心是加擾和加密，數(shù)字電視機頂盒應(yīng)具有解擾和解密功能。

3．?dāng)?shù)字電視機頂盒原理

數(shù)字電視機頂盒接收數(shù)字電視節(jié)目，處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和完成多種應(yīng)用的解析。各類信源在進入有線電視網(wǎng)絡(luò)之前經(jīng)過兩級編碼，第一級是視音頻信號的信源編碼，并將所有信源封裝成傳輸流，第二級是傳輸用的信道編碼。與前端相應(yīng)，數(shù)字電視機頂盒首先從傳輸層提取信道編碼信號，完成信道解調(diào)，接著還原壓縮的信源編碼信號，恢復(fù)原始視音頻流，同時完成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多種應(yīng)用的接收、解析。

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? ? ?數(shù)字電視機頂盒的工作過程：數(shù)字電視機頂盒通過網(wǎng)絡(luò)接口模塊選擇頻道，并進行解調(diào)和和信道解碼處理，輸出MPEG-2多節(jié)目傳輸流數(shù)據(jù)，送給解復(fù)用器，解復(fù)用器從MPEG-2傳輸流數(shù)據(jù)中抽出一個節(jié)目的已打包的視音頻基本流（PES）數(shù)據(jù)，包括視頻PES，音頻PES和輔助數(shù)據(jù)PES，解復(fù)用器中包含一個解擾引擎，可在傳輸流層和PES層對加擾的數(shù)據(jù)進行解擾，解復(fù)用器輸出的是已解擾的視音頻PES。視頻PES送入視頻解碼器，取出MPEG-2視頻數(shù)據(jù)并對其解碼后，輸出到模擬編碼器，編碼成模擬視頻信號，再經(jīng)視頻輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼器，取出MPEG-2音頻數(shù)據(jù)并對其解碼，輸出PCM音頻數(shù)據(jù)到音頻D/A變換器，音頻D/A變換器輸出模擬立體聲音頻信號，經(jīng)音頻輸出電路輸出。

4. ?數(shù)字電視機頂盒結(jié)構(gòu)

? ? 數(shù)字電視機頂盒包括硬件和軟件兩部分。硬件提供數(shù)字電視機頂盒的硬件平臺，實現(xiàn)音視頻的解碼。在數(shù)字電視技術(shù)中，軟件技術(shù)比硬件占有更為重要的位置，因為電視節(jié)目內(nèi)容的重現(xiàn)、操作界面的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，以及機頂盒和Internet的互聯(lián)都需要軟件來實現(xiàn)。

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1、數(shù)字電視機頂盒硬件組成

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? ? （1）網(wǎng)絡(luò)接口模塊（NIM）：網(wǎng)絡(luò)接口模塊完成信道解調(diào)和信道解碼功能，送出包含視音頻和其他數(shù)據(jù)信息的傳輸流（TS）。

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? ? （2）信源數(shù)據(jù)傳輸流解復(fù)用器：傳送流中一般包含多個音視頻流及一些數(shù)據(jù)信息，傳輸流解復(fù)用器用來區(qū)分不同的節(jié)目，提取相應(yīng)的音視頻流和數(shù)據(jù)流，送入視音頻解碼器和相應(yīng)的解析軟件。

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? ? （3）條件接收模塊：對于付費電視，條件接收模塊還對音視頻流實施解擾，并采用含有識別用戶和記憶功能的智能卡，保證合法用戶正常收看。

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? ? （4）視音頻解碼器和后處理：MPEG-2解碼器完成對音視頻信號的解壓縮，經(jīng)視頻編碼器和音頻D/A變換，還原出模擬音視頻信號，在模擬電視機上顯示高質(zhì)量圖像，并提供多聲道立體聲節(jié)目。

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? ? （5）嵌入式 CPU與存儲器模塊和接口電路：嵌入式CPU是數(shù)字電視機頂盒的心臟，它與存儲器模塊用來存儲和運行軟件系統(tǒng)，并對各個硬件模塊進行控制。接口電路提供豐富的外部接口，包括通用串行接口USB，以太網(wǎng)接口及RS232，模擬、數(shù)字視音頻接口，數(shù)據(jù)接口等。