數(shù)字機(jī)頂盒的關(guān)鍵技術(shù)
http://www.hxud.cn 2008-06-03 11:50 中企顧問網(wǎng)
本文導(dǎo)讀：1 信道解調(diào)技術(shù) 國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制方式均有規(guī)定，如，在有線網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)字電視及增值業(yè)務(wù)采用QAM 調(diào)制方式，其中16QAM，32QAM，64QAM 必選，128QAM 和256QAM 可眩由于有線網(wǎng)絡(luò)信道質(zhì)量好，只用RS 編碼作為糾錯(cuò)編碼。
1 信道解調(diào)技術(shù)
國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制方式均有規(guī)定，如，在有線網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)字電視及增值業(yè)務(wù)采用QAM 調(diào)制方式，其中16QAM，32QAM，64QAM 必選，128QAM 和256QAM 可選。由于有線網(wǎng)絡(luò)信道質(zhì)量好，只用RS 編碼作為糾錯(cuò)編碼。
2 嵌入式操作系統(tǒng)
數(shù)字機(jī)頂盒是一個(gè)軟實(shí)時(shí)嵌入系統(tǒng)，是嵌入式系統(tǒng)在信息家電方面的典型應(yīng)用。顧名思義，嵌入式系統(tǒng)是鑲嵌在其他設(shè)備中的系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)、語音圖像數(shù)據(jù)傳輸處理技術(shù)，甚至傳感器技術(shù)與具體應(yīng)用對(duì)象相結(jié)合的產(chǎn)物，是技術(shù)密集、投資強(qiáng)度大、高度分散不斷創(chuàng)新的知識(shí)密集型系統(tǒng)，反映當(dāng)代最新科技的先進(jìn)水平。一般來說，嵌入式系統(tǒng)由嵌入式芯片、嵌入式軟件、嵌入式操作系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具4 部分組成。嵌入式芯片包括嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器以及嵌入式片上系統(tǒng)，隨著RISC 計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式芯片功能越來越強(qiáng)，體積越來越小。
3 信源解碼技術(shù)
模擬信號(hào)數(shù)字化后，信息量激增，必須采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字電視廣播采用MPEG - 2 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，適用多種清晰度圖像質(zhì)量。音頻目前有AC -3 和MPEG - 2 兩種標(biāo)準(zhǔn)。信源解碼器必須適應(yīng)不同編碼策略，正確還原原始音視頻數(shù)據(jù)。
4 信號(hào)處理技術(shù)
我國的CATV 網(wǎng)絡(luò)是以同軸電纜入戶，而且數(shù)字電視機(jī)現(xiàn)在還未普及，目前使用最廣泛的仍然是模擬電視機(jī)。要從CATV 網(wǎng)絡(luò)提取所選擇的數(shù)字視頻信號(hào)，并在模擬電視機(jī)上進(jìn)行播放，數(shù)字機(jī)頂盒必須進(jìn)行信號(hào)處理。首先對(duì)來自電纜的高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)諧，得到帶寬為8 MHz，調(diào)制于7. 5 MHz 的中頻正交幅度調(diào)制信號(hào)，將中頻信號(hào)數(shù)字化、QAM 解調(diào)后供給信道解碼部分完成信道的前向糾錯(cuò)解碼。信道解碼部分對(duì)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號(hào)映射、差分解碼、去交織、RS 解碼及去能量擴(kuò)散后，再經(jīng)過解擾解密，得到MPEG - 2 傳輸流（TS）。解復(fù)用器按照一定的規(guī)則或根據(jù)用戶的要求，從包含多路節(jié)目的TS 流中選取一路節(jié)目進(jìn)行MPEG - 2 解碼，得到重建的視頻和音頻數(shù)據(jù)，再經(jīng)過NTSC / PAL / SECAM 視頻信號(hào)編碼以及音頻信號(hào)的D/ A 轉(zhuǎn)換以后，就可以送入模擬電視機(jī)了。大多數(shù)機(jī)頂盒還會(huì)加上圖文屏幕顯示（OSD）功能。控制子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行初始化、配置和事件處理，控制各部分的實(shí)際工作。現(xiàn)在已經(jīng)有了完成上述功能的器件或芯片組，也有的把多種功能集成到了一個(gè)芯片上。例如科勝訊的CX22490 芯片組，包括Cable Modem、硅調(diào)諧器、解調(diào)器、電視編碼芯片和模擬調(diào)制解調(diào)器。
5 條件接收技術(shù)
有條件接收是指允許用戶端接收機(jī)在滿足一定的接收要求的條件下，接收特定的視頻節(jié)目，由于用戶占用專用的頻道資源接受視頻服務(wù)器的服務(wù)，所以要實(shí)行有條件接收，這是付費(fèi)電視業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。現(xiàn)在CATV 網(wǎng)絡(luò)中采用的MPEG - 2 標(biāo)準(zhǔn)，包括了識(shí)別和傳送條件接收信息的方式，但它沒有定義條件接收信息的格式和對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼的方法。實(shí)現(xiàn)有條件接收，不但要有技術(shù)保障，還要最大限度滿足商業(yè)可行性，而商業(yè)上主要考慮的問題是要有開放式編碼和傳輸?shù)膰H標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)有償電視業(yè)務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)VOD 業(yè)務(wù)。
6 大規(guī)模集成芯片技術(shù)
為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的解復(fù)用和數(shù)據(jù)信息處理，目前的系統(tǒng)大多采用專用芯片，將CPU 內(nèi)核與MPEG - 2 傳輸流解復(fù)用器、DVB 通用解擾器、MPEG -2 音視頻解碼器、NTSC/PAL 編碼器集成，形成機(jī)頂盒STB 的核心芯片。
國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制方式均有規(guī)定，如，在有線網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)字電視及增值業(yè)務(wù)采用QAM 調(diào)制方式，其中16QAM，32QAM，64QAM 必選，128QAM 和256QAM 可選。由于有線網(wǎng)絡(luò)信道質(zhì)量好，只用RS 編碼作為糾錯(cuò)編碼。
2 嵌入式操作系統(tǒng)
數(shù)字機(jī)頂盒是一個(gè)軟實(shí)時(shí)嵌入系統(tǒng)，是嵌入式系統(tǒng)在信息家電方面的典型應(yīng)用。顧名思義，嵌入式系統(tǒng)是鑲嵌在其他設(shè)備中的系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)、語音圖像數(shù)據(jù)傳輸處理技術(shù)，甚至傳感器技術(shù)與具體應(yīng)用對(duì)象相結(jié)合的產(chǎn)物，是技術(shù)密集、投資強(qiáng)度大、高度分散不斷創(chuàng)新的知識(shí)密集型系統(tǒng)，反映當(dāng)代最新科技的先進(jìn)水平。一般來說，嵌入式系統(tǒng)由嵌入式芯片、嵌入式軟件、嵌入式操作系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具4 部分組成。嵌入式芯片包括嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器以及嵌入式片上系統(tǒng)，隨著RISC 計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式芯片功能越來越強(qiáng)，體積越來越小。
3 信源解碼技術(shù)
模擬信號(hào)數(shù)字化后，信息量激增，必須采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字電視廣播采用MPEG - 2 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，適用多種清晰度圖像質(zhì)量。音頻目前有AC -3 和MPEG - 2 兩種標(biāo)準(zhǔn)。信源解碼器必須適應(yīng)不同編碼策略，正確還原原始音視頻數(shù)據(jù)。
4 信號(hào)處理技術(shù)
我國的CATV 網(wǎng)絡(luò)是以同軸電纜入戶，而且數(shù)字電視機(jī)現(xiàn)在還未普及，目前使用最廣泛的仍然是模擬電視機(jī)。要從CATV 網(wǎng)絡(luò)提取所選擇的數(shù)字視頻信號(hào)，并在模擬電視機(jī)上進(jìn)行播放，數(shù)字機(jī)頂盒必須進(jìn)行信號(hào)處理。首先對(duì)來自電纜的高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)諧，得到帶寬為8 MHz，調(diào)制于7. 5 MHz 的中頻正交幅度調(diào)制信號(hào)，將中頻信號(hào)數(shù)字化、QAM 解調(diào)后供給信道解碼部分完成信道的前向糾錯(cuò)解碼。信道解碼部分對(duì)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行符號(hào)映射、差分解碼、去交織、RS 解碼及去能量擴(kuò)散后，再經(jīng)過解擾解密，得到MPEG - 2 傳輸流（TS）。解復(fù)用器按照一定的規(guī)則或根據(jù)用戶的要求，從包含多路節(jié)目的TS 流中選取一路節(jié)目進(jìn)行MPEG - 2 解碼，得到重建的視頻和音頻數(shù)據(jù)，再經(jīng)過NTSC / PAL / SECAM 視頻信號(hào)編碼以及音頻信號(hào)的D/ A 轉(zhuǎn)換以后，就可以送入模擬電視機(jī)了。大多數(shù)機(jī)頂盒還會(huì)加上圖文屏幕顯示（OSD）功能。控制子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行初始化、配置和事件處理，控制各部分的實(shí)際工作。現(xiàn)在已經(jīng)有了完成上述功能的器件或芯片組，也有的把多種功能集成到了一個(gè)芯片上。例如科勝訊的CX22490 芯片組，包括Cable Modem、硅調(diào)諧器、解調(diào)器、電視編碼芯片和模擬調(diào)制解調(diào)器。
5 條件接收技術(shù)
有條件接收是指允許用戶端接收機(jī)在滿足一定的接收要求的條件下，接收特定的視頻節(jié)目，由于用戶占用專用的頻道資源接受視頻服務(wù)器的服務(wù)，所以要實(shí)行有條件接收，這是付費(fèi)電視業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。現(xiàn)在CATV 網(wǎng)絡(luò)中采用的MPEG - 2 標(biāo)準(zhǔn)，包括了識(shí)別和傳送條件接收信息的方式，但它沒有定義條件接收信息的格式和對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼的方法。實(shí)現(xiàn)有條件接收，不但要有技術(shù)保障，還要最大限度滿足商業(yè)可行性，而商業(yè)上主要考慮的問題是要有開放式編碼和傳輸?shù)膰H標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)有償電視業(yè)務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)VOD 業(yè)務(wù)。
6 大規(guī)模集成芯片技術(shù)
為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的解復(fù)用和數(shù)據(jù)信息處理，目前的系統(tǒng)大多采用專用芯片，將CPU 內(nèi)核與MPEG - 2 傳輸流解復(fù)用器、DVB 通用解擾器、MPEG -2 音視頻解碼器、NTSC/PAL 編碼器集成，形成機(jī)頂盒STB 的核心芯片。
