CATV机顶盒设计.docx

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。数字数据流经过机顶盒各芯片完成解调解复用译码功能 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 MQA M 调制方式。 QAM 调制是一种节省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。 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 descript or, 获得 EMM和 ECM的 PID值, 然后,从TS 流中过滤出 ECM s和 EMMs , 并通过 SmartCar d 接口送给 SmartCard 。 SmartCar d 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,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