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數字機頂盒基本原理講解與CW共享方法

2015-9-10 21:22| 發布者: qijisky| 查看: 717| 評論: 57|原作者: 電器華豐

數字機頂盒就是一種把數字信號轉換成模擬信號的變換設備。
我們大部分時候會產生這樣的疑問,既然從電視台發出的是模擬信號,接收到電視機的也必須是模擬信號,那為什麽還要用到數字機頂盒呢?現在生活中,我們總是希望自己的電視機能播放清晰度高的電視節目,從模擬電視向高清晰度數字電視過渡,是一個跨越式的過渡,可以說無法直接兼容,也就是說目前的所有的模擬電視是不能使用的,所以一步到位是不現實的。通常現在的做法是:電視台將模擬信號先轉換成數字信號,傳送到家中的數字機頂盒後,將數字信號轉變成模擬信號輸入給現在的模擬電視機顯示信息,這樣有效地避免了電視信號在傳輸過程中導致的幹擾和損耗,電視接收的信號質量得到了很大程度的改善。
數字機頂盒的主要技術有:信道解碼、信源解碼、上行數據的調製編碼、嵌入式CPU、MPEG-2解壓縮、機頂盒軟件、顯示控製和加解擾技術。
(1)信道解碼:數字電視機頂盒中的信道解碼電路相當於模擬電視機中的高頻頭和中頻放大器。在數字電視機頂盒中,高頻頭是必須的,不過調諧範圍包含衛星頻道、地麵電視接收頻道、有線電視增補頻道。根據DTV目前已有的調製方式,信道解碼應包括QPSK、QAM、 OFDM、VSB解調功能。
(2)信源解碼:模擬信號數字化後,信息量激增,必須采用相應的數據壓縮標準。數字電視廣播采用MPEG-2視頻壓縮標準,適用多種清晰度圖像質量。音頻目前則有AC-3和MPEG-2兩種標準。信源解碼器必須適應不同編碼策略,正確還原原始音、視頻數據。
(3)上行數據的調製編碼:開展交互式應用,需要考慮上行數據的調製編碼問題。目前普遍采用的有3種方式,采用電話線傳送上行數據,采用以太網卡傳送上行數據和通過有線網絡傳送上行數據。
(4)嵌入式CPU:嵌入式CPU是數字電視機頂盒的心髒,當數據完成信道解碼以後,首先要解複用,把傳輸流分成視頻、音頻,使視頻、音頻和數據分離開,在數字電視機頂盒專用的CPU中集成了32個以上可編程PID濾波器,其中兩個用於視頻和音頻濾波,其餘的用於PSI、SI和Private數據濾波。CPU是嵌入式操作係統的運行平台,它要和操作係統一起完成網絡管理,顯示管理、有條件接收管理(IC卡和 Smart卡)、圖文電視解碼、數據解碼、OSD、視頻信號的上下變換等功能。為了達到這些功能,必須在普通32~64位CPU上擴展許多新的功能,並不斷提高速度,以適應高速網絡和三維遊戲的要求。
(5)MPEG-2解碼:MPEG-2是數字電視中的關鍵技術之一,目前實用的視頻數字處理技術基本上是建立在 MPEG-2技術基礎上,MPEG-2是包括從網絡傳輸到高清晰度電視的全部規範。MP@LL用於VCD,可視電話會議和可視電話用的H.263和 H.261是它的子集。MP@ML用於DVD、SDTV,MP@MH用於HDTV。
  MPEG-2圖像信號處理方法分運動預測、DCT、量化、可變長編碼4步完成,電路是由RISC處理器為核心的ASIC電路組成。
  MPEG-2解壓縮電路包含視頻、音頻解壓縮和其它功能。在視頻處理上要完成主畫麵、子畫麵解碼,最好具有分層解碼功能。圖文電視可用APHA迭顯功能選加在主畫麵上,這就要求解碼器能同時解調主畫麵圖像和圖文電視數據,要有很高的速度和處理能力。OSD是一層單色或偽彩色字幕,主要用於用戶操作提示。
  在音頻方麵,由於歐洲DVB采用MPEG-2伴音,美國的ATSC采用杜比AC-3,因而音頻解碼要具有以上兩種功能。
數字電視機頂盒軟件:電視數字化後,數字管家婆肖中特中軟件技術占有更為重要的位置。除了音視頻的解碼由硬件實現外,包括電視內容的重現、操作界麵的實現、數據廣播業務的實現,直至機頂盒和個人計算機的互聯以及和Internet的互聯都需要由軟件來實現,具體如下:
  1 硬件驅動層軟件: 驅動程序驅動硬件功能,如射頻解調器、傳輸解複用器、A/V解碼器、OSD、視頻編碼器等。
  2 嵌入式實時多任務操作係統:嵌入式實時操作係統是相對於桌麵計算機操作係統而言的,它不裝在硬盤中,係統結構緊湊,功能相對簡單,資源開資較小,便於固化在存儲器中。嵌入式操作係統的作用與PC機上的DOS和Windows相似,用戶通過它進行人機對話,完成用戶下達的指定。指定接收采用多種方式如:鍵盤、鼠標、語音、觸摸屏、紅外遙控器等。
  3 中間件: 開放的業務平台上的特點在於產品的開發和生產以一個業務平台為基礎,開放的業務平台為每個環節提供獨立的運行模式,每個環節擁有自身的利潤,能產生多個供應商。隻有采用開放式業務平台才能保證機頂盒的擴展性,保證投資的有效回收。
  4 上層應用軟件: 執行服務商提供的各種服務功能,如:電子節目指南、準視頻點播、視頻點播、數據廣播、IP電話和可視電話等。上層應用軟件獨立於STB的硬件,它可以用於各種STB硬件平台,消除應用軟件對硬件的依賴。
顯示技術:就電視和計算機顯示器而言,CRT顯示是一種成熟的技術,但是用低分辨率的電視機顯示文字,尤其是小於24×24的小字,問題就變得複雜了。電視機的顯像管是大節距的低分辨率管,隻適合顯示720×576或640×480的圖像,它的偏轉係統是固定不變的,是為525行60Hz或625行50Hz設計的,而數字電視的顯示格式有18種以上。上網則要符合VESA格式,顯然,電視機的顯示係統無法適應這麽多格式。另外,電視采用低幀頻的隔行掃描方式,當顯示圖形和文字時,亮度信號存在背景閃爍,水平直線存在行間閃爍。如果把逐行掃描的計算機圖文轉換到電視機上,水平邊沿就會僅出現在奇場或偶場,屏顯時間接近人眼的視覺暫留,會產生厲害的邊緣閃爍現象,因而要用電視機上網,必須要補救電視機顯示的缺陷。
  根據技術難度和成本,目前用兩種方法進行改進,一種是抗閃爍濾波器,把相鄰三行的圖像按比例相加成一行,使僅出現在單場的圖像重現在每場中,這種方式叫三行濾波法。三行濾波法簡單易實現。但降低了圖像的清晰度,適用於隔行掃描方式的電視機。另一種方法是把隔行掃描變成逐行掃描,並適當提高幀頻,這種方式要成倍地增加掃描的行數和場數,為了使增加的像數不是無中生有,保證活動畫麵的連續性,必須要作行、場內插運算和運動補償,必須用專用的芯片和複雜的技術才能實現,這種方式在電視機上顯示計算機圖文的質量非常好,但必須在有逐行和倍掃描功能的電視機上才能實現。另外把分辨率高於模擬電視機的HDTV和VESA信號在電視機上播放,隻能顯示部分畫麵,必須進行縮小這就像PIP方式,要丟行和丟場。同樣為保證圖像的;連續性,也要進行內插運算。
加解擾技術:加解擾技術用於對數字節目進行加密和解密。其基本原理是采用加擾控製字加密傳輸的方法,用戶端利用IC卡解密。在MPEG傳輸流中,與控製字傳輸相關的有2個數據流:授權控製信息(ECMs)和授權管理信息(EMMs)。由業務密鑰(SK)加密處理後的控製字在ECMs中傳送,其中包括節目來源、時間、內容分類和節目價格等節目信息。對控製字加密的業務密鑰在授權管理信息中傳送,並且業務密鑰在傳送前要經過用戶個人分配密鑰(PDE)的加密處理。EMMs中還包括地址、用戶授權信息,如用戶可以看的節目或時間段,用戶付的收視費等。
  用戶個人分配密鑰(PDK)存放在用戶的智能卡(Smart Card)中,在用戶端,機頂盒根據PMT和CAT表中的CA-descriptor,獲得EMM和ECM的PID值,然後從TS流中過濾出ECMs和 EMMs,並通過Smart Card接口送給Smart Card。Smart Card首先讀取用戶個人分配密鑰(PDK),用PDK對EMM解密,取出SK,然後利用SK對ECM進行解密,取出CW,並將CW通過Smart Card接口送給解擾引擎,解擾引擎利用CW就可以將已加擾的傳輸流進行解擾。
從以上原理分析得到的結果是:要想CW共享多台電視節目必須增加多台機頂盒來達到目的,其方法如下:數字機頂盒母機一台+N個子機+調製解調混頻器=模擬射頻信號來完成CW共享。此方法實用於,大型賓館,旅店,飯店,等公共場所。友情提示:當你有客戶要按裝數字分享電視節目時你可按我說的方法操作,這是目前最低成本費用方法。對於原理分析難的朋友不必深刻研究,隻要記住最後幾點CW共享方法就可以了。
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最新評論

引用 北疆冰雪 2012-3-15 11:45
嗬嗬 !真是夠專業的麵麵俱到的係統結構工程!
引用 新生家電維修 2012-3-15 11:50
太專業了   有點看不懂
引用 張幃 2012-3-15 11:57
謝謝分享  
引用 遊俠酉三 2012-3-15 12:03
專業詞語----腦袋有點大。
引用 老歐 2012-3-15 13:05
謝謝分享       ,學習了  
引用 祖樹斌 2012-3-15 16:52
一個字太棒了
引用 ergang69666 2012-3-15 17:16
看不太,懂學習了
引用 272461068 2012-3-15 17:36
嗬嗬謝謝分享啊嗬嗬
引用 hgc5228119 2012-3-16 11:15
學習  學習了
引用 我形我色 2012-3-18 13:58
很專業,看了還是搞不懂!        
引用 求知求技 2012-3-18 15:55
哦,我是沒法看懂了,還是簡單點吧
引用 歐陽過 2012-3-18 22:07
謝謝分享
引用 清影 2012-3-19 09:17
看不懂,應講一些具體操作過程及流程圖。
引用 托福維修 2012-3-19 11:55
看不懂,但學習了
引用 李永雙 2012-3-20 14:58
謝謝分享,
引用 謝章軍 2012-3-20 15:30
是呀看不懂
引用 智偉00 2012-3-20 15:36
真專業,謝謝學習了
引用 精華電子服務部 2012-3-21 19:17
謝謝學習了
引用 張軍陽 2012-3-23 08:52
看不太,懂學習了
有同感啊

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