数字电视机顶盒技术综述.doc

数字电视机顶盒技术研究
孙海梦
摘要:本文在介绍数字电视机顶盒的概念和分类的基础上,着重探讨了数字电视机顶盒的工作原理与软硬件结构、主要技术及其在国内的发展趋势。
关键字: 数字电视机顶盒原理结构中间件
引言
作为下一代网络发展的趋势,“三网融合”已被业界专家和行业所认同,而这之中,数字电视网作为一个重要的角色已得到越来越多的关注。数字电视广播近年来获得了飞速发展,国内主要城市相继开始了有线数字电视的商业播出,数字电视离我们已经不再遥远,作为数字电视的接收端,数字电视机顶盒正在逐步走进我们的生活。
1 数字电视机顶盒的概念与分类
机顶盒(STB,Set Top Box),是指利用网络(电视网络或信息网络)作为传输平台,以电视机作为用户终端,用来增强或扩展电视机功能的一种信息设备。由于人们通常将它放置在电视机的上面,所以又被成为机顶盒或顶置盒。目前机顶盒有模拟和数字之分,而相比于电视的模拟制式来说,数字电视拥有更为旺盛的生命力,所以现在常说的机顶盒一般是指数字电视机顶盒。
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,它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原,产生模拟的视频和声音信号,通过电视显示器和音响设备给观众提供高质量的电视节目。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。它可以支持几乎所有的广播和交互式多媒体应用,包括收看普通电视节目、数字加密电视节目、点播多媒体节目和信息、电子节目指南(EPG)、收发电子邮件、因特网浏览、网上购物、远程教育等。
数字电视机顶盒根据传输媒体的不同,可分为卫星数字机顶盒(DVB-S)、地面数字电视机顶盒(DVB-T)和有线数字电视机顶盒(DVB-C)三种,三种机顶盒的硬件结构主要区别在信道的解码和解调部分。目前应用较为广泛的是卫星数字机顶盒及有线数字电视机顶盒。而后者也是本文介绍的重点。
2 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。
数字电视机顶盒的结构
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。如图2所示。
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