有线电视数字机顶盒技术讲解
数字电视机顶盒技术综述
数字电视机顶盒技术综述一、机顶盒的基本概念机顶盒（STB，Set Top Box）的概念是比较广泛的，从广义上说，凡是与电视机连接的网络终端设备都可称为机顶盒。
从基于有线电视网络的模拟频道增补器、模拟频道解扰器，到将电话线与电视机联系在一起的"上网机顶盒"、数字卫星的综合接收解码器（IRD，Integrated Receive Decoder）、数字地面机顶盒、以及有线电视数字机顶盒都可称为机顶盒。
从狭义上说，我们可以将模拟设备排除在外，按主要功能将机顶盒分为上网机顶盒、数字卫星综合接收解码器、数字地面机顶盒、以及有线电视数字机顶盒。
这些设备由于具有很好的网络功能，因此也成为信息家电的代表。
二、各种机顶盒的主要功能和特点1．上网机顶盒提起机顶盒，我们首先想到的可能是微软的维纳斯计划。
维纳斯计划实际上是一个Windows CE推广计划，只不过在推出Windows CE的同时，捆绑了一个机顶盒硬件平台。
它利用电话网络做为传输平台，利用电视机做为显示平台，实现Internet接入功能。
因此，可以将其看成是一种非PC类的互联网接入设备。
随着Internet的不断发展，互联网接入设备的前景是非常好的，但这种机顶盒占用了用户家中几乎所有的网络资源（电话线和电视机），却只能实现上网功能，对用户来说，是得不偿失的。
电视机的最大优势是显示视频，最大的作用还是娱乐，但这种机顶盒不论是硬件还是软件，均不支持视频应用，这个缺陷，注定了它的前景不会太好。
在维纳斯计划推出不久，我国有许多企业陆续推出了该类产品，如康佳?quot;光元"网络机顶盒、海信的"家庭网络快车"DB-200M互联网机顶盒、海尔的"网神"网络机顶盒，但市场却没有任何反映，这也说明了这种机顶盒是没有前途的。
事实上，将维纳斯计划中机顶盒的电话调制解调器用电缆调制解调器来代替，也可以实现上网功能，但由于这种机顶盒与有线电视网络相连，一般都支持视频，我们把它放在有线电视数字机顶盒中介绍。
有线电视数字机顶盒技术(二)
图 ２１是一 个 典 型 的有 线 电视 （ ． 以下 简称 Ｃ Ｔ Ａ ｖ）
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维普资讯
有 线 电视 技 术
技术讲座
有线电视数字机顶盒技术（ 二）
武振 苏
第二讲
有线 电视数字综合 业务 平台
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央 的 和少 数 的卫 星信 号 ． 省 主要 是 从 微波 传 输 收来 本 的 ， 在 是卫 星节 目丰 富 、 缆 干线 的本 省 本 市 节 目 现 光 也较 多 ， 初 期 的 十几 套 发 展 到 现在 的一 般在 三 十套 从 左 右 。 由于 广 播 节 目接 收 比较 方 便 ， Ｃ Ｔ 在 Ａ Ｖ网 中发
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《数字机顶盒技术》课件
嵌入式系统数字机顶盒
随着嵌入式技术的发展，数字机顶盒 开始采用嵌入式系统，实现了更加智 能化的管理和控制。
分类与比较
按传输方式分类
有线数字机顶盒和卫星数字机顶盒。有线数字机顶盒通过有线网络传输信号，而卫星数字 机顶盒通过卫星传输信号。
按功能分类
基本型数字机顶盒和多功能数字机顶盒。基本型数字机顶盒只能提供基本的电视节目观看 功能，而多功能数字机顶盒则可以提供更多的附加功能，如互联网接入、多媒体播放等。
存储技术
数字机顶盒内部装有存储芯片，可以存储用户数据、应用程序等，方便用户使用 。
操作系统与软件应用
操作系统
数字机顶盒采用嵌入式操作系统，能够高效地管理硬件资源 和软件应用。
软件应用
数字机顶盒支持多种软件应用，如互动电视、网络浏览器、 游戏等，满足用户多样化的需求。
PART 03
数字机顶盒硬件架构
比较
不同类型和不同品牌的数字机顶盒在性能、功能、价格等方面存在差异，用户可以根据自 己的需求选择适合自己的产品。
PART 02
数字机顶盒技术原理
REPORTING
信号接收与解码
信号接收
数字机顶盒能够接收来自卫星、 有线电视网络、地面广播等多种 信号源的数字电视信号。
解码原理
数字机顶盒内部装有解码芯片， 能够将接收到的数字信号进行解 码，转换成电视机能够识别的模 拟信号。
人工智能与语音控制
AI技术和语音识别技术的发展将使数字机顶盒更加智能化，支持语 音控制和个性化推荐。
内容生态建设
内容提供商将加强与机顶盒厂商的合作，提供更加丰富和优质的内 容，打造完整的内容生态圈。
PART 06
数字机顶盒应用场景与案 例分析
深入了解数字机顶盒的结构和工作原理
深入了解数字机顶盒的结构和工作原理数字机顶盒接收各种传输介质来的各种数据信息和数字信号，通过解码技术、音视频编码技术解、解调技术和复用技术，可以在模拟信号电视机上收看精彩的数字电视节目和各种有用数据信息。
以有线数字机顶盒为例，它的工作原理是：有线数字机顶盒接收数字电视节目、处理数据业务和完成多种应用的解析。
信号源是在进入客户的有线电视网络前要完成两级的编码，一级是视频、音频信号的信源编码流，另一级是传输用的数字信道编码流。
另外还要跟前端相应，接收端的机顶盒首先从传输层提取数字信道编码信号，完成数字信道的解调，其次是还原压缩的信号源编码信号，恢复原始视频、音频流，同时可以完成各种数据接收和解析。
根据国家互联网信息和广电数字电视要求，一个数字机顶盒的硬件结构是由数字信号处理(信源解码和信道解码)、控制部件和机顶盒接口等几大部分组成的。
数字机顶盒从功能上看是电视机和计算机的混合产物，但它们的内部结构和原理却不一样，从应用操作和信号处理上看，机顶盒应包括以下几个层次：(1）机顶盒的输出接口：包括模拟信号的音频和视频接口、数据接口、数字视音频接口、鼠标、键盘等。
(2）机顶盒用户层：包括电子节目表、浏览器、有条件接收、服务信息、遥控、数据解码、图形用户界面。
(3）机顶盒节目层：包括MPEG/AC—3音频解码、MPEG—2视频解码。
(4）机顶盒传输层：包括解复用技术，它把传输流分成数据包、音频和视频。
(5）机顶盒连接层和物理层：包括VSB解，OFDM、QAM、QPSK、调高频调谐器等交织解码。
数字机顶盒的工作原理:第一、机顶盒的高频头接收来自广电有线网络的高频信号，然后通过QAM解调器来完成信道的解码，再从载波中分离出包含视频、音频信号和其它数据信息的传送流。
第二、在传送流中一般都会包含多个视频流、音频流和一些其它的数据信息。
第三、机顶盒里的解复用器则用来区分不同的数字电视节目，提取相应的视、音频流和数据流，送入MPEG－2解码器和对应的解析软件，然后完成数字信息的还原过程。
有线电视数字机顶盒的关键技术详_New
有线电视数字机顶盒的关键技术详有线电视数字机顶盒的关键技术详1．有线电视数字机顶盒的基本原理有线电视数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，示意图如图1所示，调谐模块接收射频信号并下变频为中频信号，然后进行A/D转换变为数字信号，再送入QAM解调模块进行QAM解调，输出MPEG传输流串行或并行数据。
解复用模块接收MPEG传输流，从中抽出一个节目的PES数据，包括视频PES、音频PES以及数据PES。
解复用模块中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，其输出是已解扰的PES。
视频PES 送入视频解码模块，取出MPEG视频数据，并对MEPG视频数据进行解码，然后输出到PAL/NTSC编码器，编码成模拟电视信号，再经视频输出电路输出。
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，输出PCM音频数据到PCM解码作系统，在美国应用较广。
另外，随着Linux的兴起，嵌入式的Linux已渐渐成熟。
它不仅为机顶盒厂商提供一种选择，而且由于Linux的开放性和先进的结构，会对现有的实时操作系统构成巨大的威胁。
3．中间件中间件是一种将应用程序与低层的操作系统、硬件细节隔离开来的软件环境，它通常由各种虚拟机来构成，如HTML虚拟机、JavaScript 虚拟机、Java虚拟机、MHEG-5虚拟机等等。
一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成，可以将其分为4层，从底向上分别为：硬件、底层软件、中间件、应用软件。
硬件提供机顶盒的硬件平台；底层软件提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序；应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用；中间件将应用软件与依赖于硬件的底层软件分隔开来，使应用不依赖于具体的硬件平台。
成熟的商用中间件产品有Opentv的EN2、Liberate的TVNavigatorforDTV、Enreach的EnreachTVforDTV、Canel+的Mediahighway 和Intellibyte的IBEPG、IBSIManager、IBBrowser等。
有线电视数字机顶盒的关键技术详
有线电视数字机顶盒的关键技术详1．有线电视数字机顶盒的基本原理有线电视数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，示意图如图1所示，调谐模块接收射频信号并下变频为中频信号，然后进行A/D转换变为数字信号，再送入QAM解调模块进行QAM解调，输出MPEG传输流串行或并行数据。
解复用模块接收MPEG传输流，从中抽出一个节目的PES数据，包括视频PES、音频PES以及数据PES。
解复用模块中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，其输出是已解扰的PES。
视频PES送入视频解码模块，取出MPEG视频数据，并对MEPG视频数据进行解码，然后输出到PAL/NTSC编码器，编码成模拟电视信号，再经视频输出电路输出。
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，输出PCM音频数据到PCM解码器，PCM解码器输出立体声模拟音频信号，经音频输出电路输出。
有线电视数字机顶盒的关键技术该机顶盒由以下几部分组成：数字电视广播接收前端、MPEG解码、视音频和图形处理、电缆调制解调器、CPU以及存储器、以及各种接口电路。
数字电视广播接收前端包括调谐器和QAM解调器，该部分可以从射频信号中解调出MPEG传输流；MPEG解码部分包括解复用、解扰引擎和MPEG解压缩，其输出为MPEG视音频基本流以及数据净荷。
视音频和图形处理部分完成视音频的模拟编码以及图形处理功能。
电缆调制解调模块由一个双向调谐器、下行QAM解调器、上行QPSK/QAM调制器和媒体访问控制（MAC）模块组成，该部分实现电缆调制解调的所有功能。
CPU与存储器模块用来存储和运行软件系统，并对各个模块进行控制。
接口电路则提供了丰富的外部接口，包括通用串行接口USB、高速串行接口1394、以太网接口、RS232、视音频接口等等。
该框图所描述的有线电视数字机顶盒是一种功能齐全的机顶盒，实际上，在具体实现时，厂商可以根据需要对其进行裁减。
CATV知识之十二：有线数字电视机顶盒知识
CATV知识之十二：有线数字电视机顶盒知识浙江传媒学院陈柏年1、什么是有线数字电视机顶盒？它分为哪些级别和类型？有线数字电视机顶盒（Cable STB）：用于有线电视网络环境下，采用QAM 解调来接收模拟广播电视节目、数字广播电视节目，以及高速数据等功能的用户终端设备。
从功能上讲，它是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备。
从使用上讲，它是一种以电视机为显示设备，接收来自各种数字广播系统数字信号的用户端数字设备。
按照《有线数字电视机顶盒和遥控器功能实施指导意见》中的分类方法，节目业务类型可划分为标准清晰度（SD）和高清晰度（HD）两种级别，每种级别又都有第1类（基本型）、第2类（增强型）和第3类（高级型）三种类型。
有线数字电视机顶盒的功能归纳2、说明有线数字电视机顶盒的功能（1）接收模拟电视和数字电视；（2）接收模拟广播和数字声广播；（3）高速数据广播；（4）电子节目指南（EPG）；（5）准视频点播/视频点播（NVOD/VOD）；（6）软件在线升级；（7）因特网接入；（8）有条件接收。
3、三代机顶盒的功能配置和应用程序编制有何不同？三种类型有线数字电视机顶盒的主要性能表4、简要说明有线数字电视机顶盒主要部件的工作原理。
（1）高频头：接收来自有线网的高频信号，通过QAM解调器完成信道解码，从载波中分离出包含音、视频和其它数据信息的传输流（TS）。
（2）解复用器：用来区分不同的节目，提取相应的音、视频流和数据流，送入MPEG-2解码器和相应的解析软件，完成数字信息的还原。
（3）条件接收模块：对音、视频流实施解扰，并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡，保证合法用户正常收看。
（4）MPEG-2解码器：完成音、视频信号的解压缩，经视频编码器和音频D/A变换，还原出模拟音、视频信号，在常规彩色电视机上显示高质量图像，并提供多声道立体声节目。
5、分别说明有线数字电视发送端和接收端的工作过程。
有线数字电视发送端工作过程：（1）音频、视频及数字信号首先经过MPEG-2编码器进行数据压缩，通过节目复用器形成基本码流（ES）。
数字电视机顶盒关键技术
数字电视机顶盒关键技术全球电视的数字化发展已成定局，模拟电视机最终将被数字电视机所取代。
由于从模拟电视向数字电视转换需要一个逐步实现的过程，数字电视机顶盒是这一期内最理想的解决方案。
1 机顶盒的概念、分类和特点1.1 机顶盒的概念机顶盒，顾名思义，因人们常常将它放在电视机的上面而得名，其作用是为了增强或扩展电视机功能，可分为模拟机顶盒和数字机顶盒，现在，我们所说的机顶盒通常指数字电视机顶盒。
它是一种能够让普通电视机呈现数字电视的高品质画面，并可通过网络进行教育和商业化活动、交互式数字化娱乐的消费类电子产品。
1.2 数字电视机顶盒的分类及特点1.2.1 上网机顶盒上网机顶盒是利用电话网或有线电视网作为传输介质，使用电视机作为显示器，，实现没有电脑确可以上网的功能，使电视机与互联网有机融合。
换言之，可以把上网机顶盒看作是一种非PC类的互联网络接入设备。
因其使用需要一定带宽，有时可能出现因用户的数量增多而引起的收看不太顺畅的情况。
1.2.2 数字卫星机顶盒数字卫星机顶盒是一种用来接收卫星数字电视信号并转化成高质量的音视频信号输出的设备，优点是画质清晰，不用交月租，另外每增加一用户，仅需增加一台机顶盒，多用户时成本低，缺点是只能收卫星电视节目，不能接收香港台、清溪新闻等，适宜宾馆安装。
1.2.3 数字地面机顶盒其功能与数字卫星机顶盒类似，只是传输平台不同，其传输平台为地面广播信道。
其优点是可以随时移动收看，但这种无线信道的情况相对有线电视网络复杂，并且存在的多径接收、邻频干扰等问题。
1.2.4 数字有线电视机顶盒其基本原理与数字地面机顶盒相同，只是传输平台不同，其传输平台是有线电视所采用的全电缆网络或光纤/同轴混合网。
但由于传输质量好、技术成熟、功能最多，接收的台也较多，所以被业界普遍看好。
目前，该类机顶盒已得到广泛应用：视频点播、准视频点播（NVOD）、电子节目指南（EPG）、数据广播、数字电视接收、按次付费观看（PPV）、Internet接入等等。
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武汉东太信息产业有限公司 郑立新
数字电视多媒体信息系统结构图
机顶盒概念
? 顾名思义，机顶盒就是放在电视机顶上的一个 盒子，是电视机的一个附加部件，其目的是提 高电视机的功能。
? 早期有： 增补频道机顶盒 付费解扰机顶盒 图文电视机顶盒
? 今天：数字电视机顶盒 DVB-C机顶盒 DVB-S 机顶盒（数字卫星接收机） DVB-T 机顶盒
TCP/IP D- òé ?
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DSM-CC SI MPEG
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机顶盒的硬件
? 机顶盒的硬件接口： 1。红外接收板：用于红外遥控，方便用户
对机顶盒进行控制操作； 2。智能卡接口（Smart Card ）：用户用于
节目的解扰用； 3。AV 接口和S-video; 4。RS232接口：用户调试和控制； 5。以太网接口，电话线接口； 6。RF输入接口：信号输入；
机顶盒框图
节目传输流；
3.解复用模块：从多节目传输流中过滤出选择的 节目流；
4.解扰模块：如果发现是加密节目，则通过解扰 模块，将加密的节目流还原成透明的节目流；
5.解码模块：将节目流进行 MPEG-2解码；
6.PAL 编码：对解码后的节目流进行 PAL 编码， 通过AV 输出，S-video输出，通过电视机还原 音视频图像和声音；
STB的扩展功能
? STB的扩展功能 1.支持NVOD，VOD,数据广播功能（包括股
市行情，天气预报，新闻，电子政务， 市场信息）；
2.在信源解码方面，从支持标准清晰度电 视(SDTV)到高清晰度电视(HDTV)的解码；
3.随着有线网络双向化改造的进展，STB应 逐步支持双向数据业务，Internet浏览 器等；
? STB-----Set Top Box
机顶盒的基本功能
? STB的基本功能 1.能够接收DVB数字电视信号 2.对DVB-C的QAM调制能解调解复用，从
256QAM、128QAM、64QAM、32QAM、16QAM、 4QAM(QPSK 3.支持中文电子节目指南(EPG)； 4.通过使用智能卡，能够接收数字付费电 视节目和付费频道，具有安全可靠的解 密功能。 5.具有PAL电视信号输出端子；
6.MPEG 解码。经过解调、解复用、解扰的码流达 到此部分进行视／音频解码、文本图形数据处 理，它需要有自己的存储器 (SRAM)。
机顶盒软件体系结构
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机顶盒的信号流程2
5.解扰模块 :解扰模块主要作用是对加扰的节目 流进行解扰，还原成干净的节目流；解复用后 生成MPEG的PES流，传给专用解码芯片。一旦 解复用时发现了加扰的 MPEG数据包，则使用直 接存储器存取 (DMA)方式将数据包传人解扰模 块对应的内存中去，解扰后再传回来，继续以 后的解码过程，不同的 CA系统有不同的加扰和 解扰方式
1。驱动程序：包括接口驱动， MPEG解复用接口 设置及监视， MPEG解码控制寄存器的设置及监 视，在屏显示功能 (oSD)的实现，前端的调谐 器、解调芯片的驱动，板上数据库的写入及更 新，各种表的过滤，解扰部分的驱动，若有回 传信道还包括其驱动，若解复用是用软件实现 的话，则包括软件解复用的部分， SI信息的过 滤，电子节目表的过滤与显示，也包括其中
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机顶盒的软件层次
2)系统设置。用户可通过遥控器对系统必 要的参数进行设置。如基本频率、辅助 频率、符号率、DTV节目信息表等；
3)DTV功能。用户在无点播服务的情况下， 可以收看数字电视节目
4)系统升级:通过判别系统或台标的名称和 版本号，下载升级FlashRom中的机顶盒 软件；
中间件
(3)中间层软件将底层硬件、操作系统与应 用软件的设计隔离开来，这样使各层的 开发独立性加大，平台的选择性增多。 中间件包含的应用程序接口使用定义明 晰的语言，为应用程序提供用于访问核 心STB功能所需的标准函数集。许多厂商 提供STB的中间件方案。这些方案能在广 义上分成两种：基于HTML或Java因特网 浏览器的方案，以及专用方案。
2。实时操作系统的主要作用是控制各种资源， 包括各种硬件的控制，以及软件各个进程之间 的协调控制，系统资源的分配等。在启动机顶 盒时，由引导程序通过网络从中心控制系统下 载。系统在设计上采用从 FlashROM 引导，引导 程序功能包括：
机顶盒的软件层次
1)系统自检。对系统部分硬件进行检测， 如DRAM等
4.支持MHP中间件技术的综合业务功能； 5.支持硬盘录像和重放功能的PVR;
机顶盒的硬件结构概览
交流输入～
开关电源
供电
RF信号 输入
QAM 解调
解复用
CPU
解扰
音视频 解码
智能卡
AV输出 S-video
机顶盒系统框图
机顶盒的硬件组成
1.高频头调谐器：选频作用 2.QAM解调模块：解 QAM调制的序号，得到多
2.调谐器。此器件的作用是将从 CATV网上众多的 频道中选择所需的数字信道，并将其射频信号 下变频到一个固定中频上去，供配套器件能够 准确采样。该器件应具有电子调谐、频道存储、 受控功能。
3.QAM 解调芯片的作用是将己调数字信号的载频 (一般为固定中频 )还原为基本传输流 (TS)。
4.解复用 :这个模块的功能是在多节目的传输流 中过滤出所选节目的传输流；
DRAM
RS232 驱动
MODEM
PSTN
射频
高频头
中频
TS
解调芯片
外部总线
遥控信号
用户接口
MIPS 解复用
SDRAM
PES 解码芯片
程序 ROM
电视机
视频 音频
电视信号编码器 音频 DAC
机顶盒的信号流程1
1.射频输入经射频分支器，一路直接输入到电视 机的射频输入插子 L，另一路送人 STB的调谐器， 达到数字与模拟兼容接收的功能。