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1、数字电视基础知识,数字电视主要有四种传输方式：1.卫星传播。2.地面传输。3.电缆传输。4.网络传输（IP box）。在数字电视信号的传输中，卫星传输一般采用QPSK调制技术，而DVB-S2采用的是8PSK的调制方式。电缆传输一般采用QAM调制技术，但地面传输采用的技术则在不同的制式中存在很大差别，如美国的ATSC采用的是VSB调制技术，而欧洲的DVB和日本的ISDB则使用OFDM调制技术，中国采用自己的DMB-T。DVB-T标准现在已被欧洲、俄罗斯、印度、新加坡、韩国和澳大利亚以及中国的台湾所采用。英国、瑞典、西班牙、新加坡和澳大利亚已正式播送DVB-T节目。DVB-S是1995年开始的，现
2、在已经成为事实上的卫星传播世界标准，被各国所采用，中国采用自己知识产权的ABS-S的标准。DVB-C作为有线网络的传播标准已用于欧洲、俄罗斯、亚洲、日本、澳大利亚、南美和中国。ATSC主要用在美国、加拿大、墨西哥。ISDB-T主要用在日本和巴西。,一、DVB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
3、 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
4、数字机顶盒（DVBS）、地面数字电视机顶盒（DVBT）和有线数字电视机顶盒（DVBC）等，这些 机顶盒的硬件结构主要区别在信道的解码和解调部分（传输介质不同），而本文以家用有线数字电视机顶盒为例说明DVB的工作原理。首先从下图了解一下上行信号（前端）的组织流程，即广播资源服务信道（射频信号）的形成:,如图：,二、DVB机顶盒的工作原理,数字电视机顶盒的工作原理其实就是上行处理的逆向还原过程；其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（或电视机可接收的信号）。它的工作过程为（如图1所示）：,如图,各模块功能说明,1调谐模块(tuner)通过
5、天线接收到射频信号并下行变频为中频信号，高频头是通过I2C总线技术来控制进行选台的（调谐）。2解调与信道解码中频信号通过经滤波、放大、A/D转换为数字信号后送入QAM解调模块进行解调（这里以DVB-C为例，具体用什么解调就是看原来采用了哪种调制方式，而 不同的传输介质决定了采用不同的调制方式），DVB的信道编码是采用RS(reed solomon外编码)+卷积交织(内编码)方式，调制则采用64QAM方式，因此机顶盒必须要完成QAM解调、RS解码和解交织(纠错处理)的过程，并 输出MPEG传输流的串行和并行数据。如芯片(DVB-C:L64768 DVB-TH:LGS-8G42)附：调制方式DVB
6、-C:利用VHF/UHF载波，使用64-QAM调制方式(QAM16-QAM/32-QAM/64-QAM等)，QAM 正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation)DVB-S:利用SHF载波，使用QPSK调制方式，QPSK四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying)DVB-S2:与DVB-S相比有更多的调制方式，如QPSK、8PSK、16APSK、32APSK；DVB-T(H)：利用VHF及UHF载波，使用OFDM(正交频分复用)调制方式欧洲：C-OFDM 编码正交频分复用(coded orthogonal frequency div
7、ision multiplexing)中国：TDSOFDM 时域同步正交频分复用(Time Domain Synchronous Orthogonal Frequency-Division Multiplex)日本：BST-OFDM 频带分段传输正交频分复用（Bandwidth Segmented Transmission OFDM）,3MPEG-TS解复用(信源在进入有线电视网络前完成两 级编码，一是传输用的信道编码，另一级是音、视频信号的信源编码和所有信源封装成传输流。为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰，称 多路复用。目前采用较多的是频分多路复用和时分多路复用。频分多
8、路复用用于模拟通信，例如载波通信，时分多路复用用于数字通信，例如PCM通信。而这里的 MPEG-TS流就是采用了复用技术，MPEG多路复用器将各路节目流、数据流复合在一起，以188字节为一帧的MPEG2数据格式发送到射频调制器并提 供电子节目单(EPG)解复用模块接收MPEG-TS流，并从中抽出一个节目PES(Packetized Elementary Stream,一种MPEG通迅协议)数据，包括视频PES、音频PES、数据PES，并将音频和视频数据直接送给MPEG-2解码器进行解码。解复用模 块中包括一个解扰(解密)引擎，可对加扰的数据进行解扰，其输出是已解扰PES。如芯片(SAA7214
9、,L64108)4MPEG-2解码解复用模块送出的数据是压缩的视频PES数据和音频PES数据，必须由MPEG-2解码器对PES数据进行解压缩。该模块输出两组信号，一组解出 MPEG2数字视频信号送给视频编码器，另一组将解出的MPEG2音频数据再解码为PCM数字音频信号再送给音频数模变换。如芯片(SAA7215,L64005)（注:以下两点为目前DVB机顶盒的现状（机顶盒输出以模拟信号为主），如果以后电视都是数字电视了，DVB机顶盒此模块很可能会将数字音视频信号直接丢给电视机处理）5视频编码视频编码器的功能是将已解码的MPEG2数字视频信号转换为模拟电视信号，这些信号经过一个低通滤波器送到电视机
10、的A/V插口上进行播放。6音频DAC音频DAC的功能是将已解码的数字PCM数据解码成立体声模拟信号。,DVB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传输流。主模块是整个数字电视机顶盒的核心部分，解码部分可对传 输流进行解码、解复用、解扰等操作，而嵌入式CPU和存储器用来运行和存储软件系统，并对各个模块进行控制。电缆调制解调器模块由一个双向调谐器、下行 QAM解调器、上行QPSK/QAM调
11、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。音视频输出模块中对音视频信号进行D/A转换还原出模拟音视频信号，并在常规彩色电视机上输出。外围接口模块则提供了丰富的外部接口，包括高速串行接口1394、通用串行接口USB等等。音视频的解码由硬件实现，而机顶盒与个人计算机的互联以及和Internet的互联则由软件实现。在广播数字化后，数字电视机顶盒技术中软件技术占有更为 重要的位置。数字电视机顶盒软件主要包括以下几个部分：硬件设备驱动程序：提供对硬件设备的驱动功能；实时操作系统RTOS：嵌入式实时操作系统是机顶盒 软件运行的平台，主要为上层软件提供多任务的运行环境，完成任务
12、间的调度、实现任务间的通信；系统移植接口：为保证中间件和应用软件能够在不同的硬件平台 和操作系统上运行，一般机顶盒都会在硬件驱动层和操作系统之上定义一层系统移植或硬件接口函数，以方便中间件和应用软件的移植；中间件：是在应用软件、操 作系统和硬件平台之间建立的一个中间层软件，定义一组较为完整的、标准的应用程序接口，是应用程序独立于操作系统和硬件平台；应用软件：完成机顶盒功能的 上层软件，根据业务功能的不同，可以有不同的应用软件。,DVB机顶盒的主要技术,信道解码、信源解码、上行数据的调制编码、嵌入式CPU、MPEG2解压缩、机顶盒软件、显示控制和加解扰技术是数字电视机顶盒的主要技术。(1)信道解
13、码数字电视机顶盒中的信道解码电路相当于模拟电视机中的高频头和中频放大器。在数字电视机顶盒中，高频头是必须的，不过调谐范围包含卫星频道、地面电视接 收频道、有线电视增补频道。根据DTV目前已有的调制方式，信道解码应包括QPSK、QAM、OFDM、VSB解调功能。(2)信源解码模拟信号数字化后，信息量激增，必须采用相应的数据压缩标准。数字电视广播采用MPEG2视频压缩标准，适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC3和MPEG2两种标准。信源解码器必须适应不同编码策略，正确还原原始音、视频数据。(3)上行数据的调制编码开展交互式应用，需要考虑上行数据的调制编码问题。目前普遍采用的有3种方式，采用电话
14、线传送上行数据，采用以太网卡传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。,(4)嵌入式CPU嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏，当数据完成信道解码以后，首先要解复用，把传输流分成视 频、音频，使视频、音频和数据分离开，在数字电视机顶盒专用的CPU中集成了32个以上可编程PID滤波器，其中两个用于视频和音频滤波，其余的用于 PSI、SI和Private数据滤波。CPU是嵌入式操作系统的运行平台，它要和操作系统一起完成网络管理，显示管理、有条件接收管理（IC卡和 Smart卡）、图文电视解码、数据解码、OSD、视频信号的上下变换等功能。为了达到这些功能，必须在普通3264位CPU上扩展许多新的功能，并
15、不 断提高速度，以适应高速网络和三维游戏的要求。(5)MPEG2解码MPEG2是数字电视中的关键技术之一，目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在 MPEG2技术基础上，MPEG2是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。MPLL用于VCD，可视电话会议和可视电话用的H.263和 H.261是它的子集。MPML用于DVD、SDTV，MPMH用于HDTV。MPEG2图像信号处理方法分运动预测、DCT、量化、可变长编码4步完成，电路是由RISC处理器为核心的ASIC电路组成。MPEG2解压缩电路包含视频、音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面、子画面解 码，最好具有分层解码功能。图文电视可
16、用APHA迭显功能选加在主画面上，这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据，要有很高的速度和处理能 力。OSD是一层单色或伪彩色字幕，主要用于用户操作提示。在音频方面，由于欧洲DVB采用MPEG2伴音，美国的ATSC采用杜比AC3，因而音频解码要具有以上两种功能。,(6)数字电视机顶盒软件电视数字化后，数字电视技术中软件技术占有更为重要的位置。除了音视频的解码由硬件实现外，包括电视内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现，直至机顶盒和个人计算机的互联以及和Internet的互联都需要由软件来实现，具体如下：A 硬件驱动层软件：驱动程序驱动硬件功能，如射频解调器、传输解复用器、A/
17、V解码器、OSD、视频编码器等。B 嵌入式实时多任务操作系统：嵌入式实时操作系统是相对于桌面计算机操作系统而言的，它不装在硬盘中，系统结构紧凑，功能相对简单，资源开资较小，便于固化 在存储器中。嵌入式操作系统的作用与PC机上的DOS和Windows相似，用户通过它进行人机对话，完成用户下达的指定。指定接收采用多种方式如：键 盘、鼠标、语音、触摸屏、红外遥控器等。C 中间件：中间件是一种将应用程序与底层的操作系统、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。数字电视机顶盒软件中间件的核心层模块 包括
18、GDI模块、SI模块、文件系统模块、AV模块、浏览器模块、系统模块等。它不仅能够为应用层提供与业务无关的应用软件接口，而且能够屏蔽掉上层软件 模块对硬件的依赖性，构建一个软件平台适配层。成熟的商用中间件产品有Opentv的EN2、Liberate的TV Navigator for DTV、Enreach的EnreachTV for DTV、Canel+的Mediahighway和Intellibyte的IB EPG、IB SI Manager、IB Browser等。这些产品在市场上都占有一席之地，但彼此兼容性并不好。标准组织已经着手建立公开的中间件标准。D 上层应用软件：执行服务商提供的各种
19、服务功能，如：电子节目指南、准视频点播、视频点播、数据广播、IP电话和可视电话等。上层应用软件独立于STB的硬件，它可以用于各种STB硬件平台，消除应用软件对硬件的依赖,(7)显示技术就电视和计算机显示器而言，CRT显示是一种成熟的技术，但是用低分辨率的电视机显示文字，尤 其是小于2424的小字，问题就变得复杂了。电视机的显像管是大节距的低分辨率管，只适合显示720576或640480的图像，它的偏转系统是固 定不变的，是为525行60Hz或625行50Hz设计的，而数字电视的显示格式有18种以上。上网则要符合VESA格式，显然，电视机的显示系统无法适 应这么多格式。另外，电视采用低帧频的隔行
20、扫描方式，当显示图形和文字时，亮度信号存在背景闪烁，水平直线存在行间闪烁。如果把逐行扫描的计算机图文转换 到电视机上，水平边沿就会仅出现在奇场或偶场，屏显时间接近人眼的视觉暂留，会产生厉害的边缘闪烁现象，因而要用电视机上网，必须要补救电视机显示的缺 陷。根据技术难度和成本，目前用两种方法进行改进，一种是抗闪烁滤波器，把相邻三行的图像按比例相 加成一行，使仅出现在单场的图像重现在每场中，这种方式叫三行滤波法。三行滤波法简单易实现。但降低了图像的清晰度，适用于隔行扫描方式的电视机。另一种 方法是把隔行扫描变成逐行扫描，并适当提高帧频，这种方式要成倍地增加扫描的行数和场数，为了使增加的像数不是无中生
21、有，保证活动画面的连续性，必须要作 行、场内插运算和运动补偿，必须用专用的芯片和复杂的技术才能实现，这种方式在电视机上显示计算机图文的质量非常好，但必须在有逐行和倍扫描功能的电视机 上才能实现。另外把分辨率高于模拟电视机的HDTV和VESA信号在电视机上播放，只能显示部分画面，必须进行缩小这就像PIP方式，要丢行和丢场。同样 为保证图像的连续性，也要进行内插运算。,(8)加解扰技术加解扰技术用于对数字节目进行加密和解密。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。目前，国际上有两种标 准：OpenCable定义的POD和DVB定义的SimulCrypt和MultiCrypt
22、标准。OpenCable定义的POD是一个通过 PCMCIA接口与机顶盒相连的模块，该模块除了解扰功能外，还要完成与前端的交互功能。DVB的MultiCrypt也是采用PCMCIA接口与机顶盒 连接，但它只有解扰功能。DVB的SimulCrypt则只需要机顶盒具有ISO7816的SmartCard接口既可，但需要机顶盒具有硬件解扰引擎。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）系统应用于同一网络平台之中，从有线电视台角度是实现技术的选择和竞争的环境。多密技术要求机顶盒采用CI技术（通用智能卡接口），实现同一机顶盒可接收不同CA系统加密节目。其工作原理为节目在播出
23、前，要经过加扰处理，加扰过程是将复用后的传送流（Transport Stream）与一个伪随机加扰序列做模2加，而这个伪随机序列的生成由控制字发生器提供的控制字（Control Word，简称CW）确定。有条件接入的核心实际上是控制字传输的控制。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信息中传送，并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、用户授
24、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，机顶盒为了再生出 解扰随机序列，必须获取相关的条件接收控制信息。首先，机顶盒根据PMT和CAT表中CA_descriptor，获得EMM和ECM的PID值。然后，从TS流中过滤出ECMs和EMMs，并送通过SmardCard接口送给SmartCard。SmardCard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 将已加扰的传
25、输流进行解扰。图5就很形象的描述了采用三重密钥传输机制的条件接收系统的加解扰过程：,高低频划分：极低频 ELF(Extremely low frequency)3-30HZ 超低频 SLF(Super low frequency)30300 Hz 特低频 ULF(Ultra low frequency)3003000Hz 甚低频 VLF(Very low frequency)3-30KHZ 低频 LF(Low frequency)30-300KHZ 中频 MF(Medium frequency)300-3000HZ 高频 HF(High frequency)3-30MHZ 甚高频 VHF(Ve
26、ry high frequency)30-300MHZ 特高频 UHF(Ultra high frequency)300-3000MHZ 超高频 SHF(Super high frequency)3G-30GHZ 极高频 EHF(Extremely high frequency)30300 GHz,数字信号形成,数字信号的形成数字信号形成主要是把拾信器件所获得的源信息变换成适应数字系统处理和传输的数字符号，即对源信号进行抽样、量化、编码，从而变换成二进制脉冲码调制（PCM）等数字化过程，这一数字化过程又常被称之为D/A转换电路来实现。对于如动画、字幕机、数字摄像机等都可直接产生数字信号或经直接
27、处理如MPEG格式压缩的数字信号等都可以是数字电视信号。模拟信号不仅在幅度取值上而且在时间上都是连续的，要使其变换成数字信号必须首先在时间或空间上对其按一定时间间隔进行离散化处理即抽样或取样，从而得出一系列离散的样值序列。但这些在时间上离散的一联串不等幅度的脉冲信号其幅度仍然是模拟的，还必须进行离散化，按幅度数值大小分成不同等级并在一定范围内的信号幅度被定为某一个电平值，且近似归结到邻近的信号脉冲上进行舍零取整处理即量化。经过取样、量化以后，模拟信号已变换成一串幅度分级的脉冲信号，这串脉冲包络线代表了模拟信号，其本身也还不是数字信号。把量化后的一串幅度分级的脉冲信号值转换成二进制数字信号组的过
28、程称为编码。这个转换过程叫A/D变换或ADC变换。信源编码 为尽量减少信源的冗余，用最少比特来传送信息，提高传输的有效性，需要对所形成的数字信号进行进一步的压缩处理即信源编码。经信源编码的数字信号在一定比特率下增加了其信噪比，或者说在一定信噪比下减少比特率。目前大都采用MPEG-2格式进行压缩编码，从而形成基本比特流（ES）继而被打包成PES，然后经复用器中被组合成比特传输流（TS）。在每个数据包的包头都带有包识别码即PID码。对一些节目数据的加扰、用户授权等业务信息则可在复用器中进行。,信源编码部分主要完成A/D和标准变换及数字压缩功能，降低码率提高传输效率，有效利用信号频谱，使常规的一条模
29、拟传输通道可传输多路数字广播电视而基本不降低其信号质量复用器 为合理有效地分配利用通信资源，采用时分多址、频分多址、码分多址等技术，提高了信道资源的利用率 时分多址（TDMA）：是把卫星转发器的工作时间分割为周期性的互不重叠的时隙，分配各站使用，每个时刻只能有一个站能发送信号。频分多址（FDMA）：是把卫星转发器的可用射频频带划分为若干个互不重叠的部分，分配各所要发送的各载波使用，信号可同时发送但载波占用的频带是分开的。码分多址（CDMA）：是各站所发射的信号在结构上各不相同并且相互具有正交性以区别，但在频率、时间、空间上都可能重叠。4、信道编码 信道编码也即纠错编码。由于数字信号在传输中受到
30、各种噪声、杂波、衰减、干扰等因素造成信号质量劣化、丢码或误码，因此在信号传输前需要对数字信号进行一些特殊处理，以某种方式加入一定的控制误差用的数码以达到自动检测纠错等目的，这一过程则称之为信道编码。信道编码主要是对数字信号进行RS外编码、交织、卷积等编码。这样在信号接受端接受后则可按预先规定的规则进行解码，确定信息中有无错误，若有则确定其位置并进行纠错。,QPSK调制 作为信息传输有两种方式：基带传输和调制传输。基带信号频率比较低，是由信源直接生成的信号。所谓基带传输就是基带信号直接进行传输，如音频市话、计算机间的数据等，其传输系统结构较简单而传输信道在底频处能量等损耗是很大的，难以长距离传输
31、，必须采用调制传输方式才能进行远距离传输，即将基带信号搬移到信道损耗较小的指定高频处进行传输。数字调制方式有很多，根据信号的传播性能不同及所处传送环境的差异，其调制方式也不尽相同，如有线数字电视广播普遍采用QAM调制技术，而卫星数字电视普遍采用的可靠性强的四相相移键控（QPSK）调制方式。QPSK是一种调相技术，规定了四种载波相位。QPSK调制原理如框图所示，对输入的串行二进制信息序列经串/并变换，分成两路速率减半的序列，再经电平发生器分别进行极性变换，由单极性码变成双极性码二I、Q信号，然后分别和载波及相移90度载波相乘，形成正交的双边带信号，再经加法器输出即QPSK调制信号。,DVB-T的
32、工作原理,DVB-T是欧洲地面数字电视传播的标准，,DVB-S标准,DVB-S（ETS 300 421）数字卫星直播系统标准 该标准以卫星作为传输介质。通过卫星转发的压缩数字信号，经过卫星接收机后由卫星机顶盒处理，输出现有模拟电视机可以接收的信号。这种传输覆盖面广，节目量大。数据流的调制采用四相相移键控调制（QPSK）方式，工作频率为11/12GHz。在使用MPEG2的MPML（主类主级）格式时，用户端达到CCIR601演播室质量的码率为9Mb/s，达到PAL质量的码率为5Mb/s。一个54MHz转达发器传送速率可达68Mb/s，并可供多套节目复用。在DVB-S标准公布之后，几乎所有的卫星直播
33、数字电视均采用该标准，包括美国的Echostar等。我国以前也选用了DVB-S标准，现在采用拥有自主知识产权的ABS-S标准。,一.卫星传输系统简介,C波段：6GHz Ku波段：14GHz C波段：3.7-4.2GHz Ku波段：11.7-12.2GHz,优势,11 由于整个卫星系统是由地面卫星上行站、星上系统、地面卫星接收系统组成，所以传输信号所经过的环节接点少，信号通过的路径是太空，相对于地面网络所受到的干扰因素较少。12 远距离传输可以准备多种备份系统，一旦发生灾难性故障，可以调整路由解决,其管理、维护和运行费用低廉。13 建设周期短，地面上行站的建设周期一般只需数月，与组建宠大而又漫长
34、的有线电视网络相比，建设速度要快得多，运行、管理和维护所动用的人力较少。,二.前端系统,前端系统：前端系统主要由视频音频 压缩编码器、复用器、编码器、QPSK调制器等组成，由于卫星转发器租金非常昂贵，因此前端系统最重要的任务是提高压缩倍数，在有限的转发器频带上尽可能地传送更多的节目。,经过信道编码和调制输出的中频调制信号，在经上变频器变成14GHz(Ku波段)或6GHz(C波段)的射频信号，经高频功率放大器放大后，由发射天线发送到卫星转发器。,传输和上行系统包括从前端到上行站的通信线路以及上行设备，通常有中频传送方式和数字基带传送方式，需根据实际应用情况选择，该部分主要由上变频和高频功率放大组
35、成。,传输和上行系统,用户接收系统,卫星数字电视用户接收系统一般由接收天线（包括馈源）、低噪声下变频器（LNB）和卫星数字电视接收机三部分组成。天线系统由抛物面和馈源组成，目前使用的有C频段和Ku频段两种，由于卫星转发器功率大小不同，地面采用的天线尺寸也不一样。Ku频段一般不超过米，通常在0.50.6米左右，适合普通家庭应用。C频段的天线尺寸相对较大。低噪声下变频器（LNB）可以工作在C波段和Ku波段，只是设置不同的本振频率，对于C频段本振频率5150MHz为高本振，Ku频段一般为低本振（11300MHz）,低噪声下变频器(高频头)将天线接收到的微弱的卫星信号进行放大和变频，输出的中频信号(9
36、502150MHz)通过低损耗的高频电缆送给卫星数字电视接收机。卫星数字电视接收机包括调谐器（Tuner）、QSPK解调、信道解码、MPEG-2传输流解复用、MPEG-2音/视频解码和模拟音视频信号处理。,用户接收系统图解,C/KU,卫星,抛物面碟形接收天线,LNB,DVB,TV等,接收设备简介,大锅是指正馈天线，用来收C波段节目，天线直径常在1.5米以上。小锅是指偏馈天线，用来收KU波段节目，天线直径一般在0.45米以上。C高频头较大，有馈源盘，配合正馈天线用于接受C波段的节目，KU高频头较小，多是馈源一体化，配合偏馈天线用于接受KU波段的节目。馈源：是在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信
37、号的喇叭，称为馈源，又称波纹喇叭。主要功能有俩个：一是将天线接收的电磁波信号收集起来，变换成信号电压，供给高频头。二是对接收的电磁波进行极化。高频头：（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。一般可分为C波段频率、18-21V)和Ku波段频率、12-14V)。LNB的工作流程就是先将卫星高频讯号放大至数十万倍后再利用本地振荡电路将高频讯号转换至中频950MHz-2050MHz，以利于同轴电缆的传输及卫星接收机的解调和工作。在高频头部位上都会有频率范围标识。,接收机简介,现在基本上都是数字的了。种类很多，牌子也不少，但分类我想也就4种A.免费机器（只能收免
38、费节目，锁码频道收不到）B.插卡数字机（配合卡，可以收看锁码频道）C.接收卡（需要电脑支持，用软件解部分锁码频道，主要是放到电脑里面）D.模块机（价格稍贵，需要模块和卡即CI机）数字卫星接收机解码过程实际上就是一个对上行编码的源信号还原的反过程，其主要由前端（TUNER）信道解码器、解复用和MEPG-2解码器、音频DAC和视频编码器、系统主控制电路、用户控制接口电路等五大部分组成。至于DVB有条件接收机即CA机，只是在此基础上增设了读卡解密接口部分电路即条件接收模块电路。另外，如有RF信号输出则增设了调制器部分。信道解码器、解复用/MEPG-2解压、音频DAC和视频编码器等构成了主要的信号处理
39、通道。系统主控电路通过I2C总线设置信道解码电路，选择频道；设置音频DAC和视频编码电路，选择适当制式，输出彩色全电视信号等；接收用户控制接口电路送来的用户命令数据（面板按键或遥控指令），主控电路根据用户中断申请，寻址用户控制接口电路并通过I2C总线接收数据，且通过并行总线设置MPEG-2解码器等，选择想看的节目。信道接收与解码 由天线接收的C/KU波段的卫星下行信号，经LNB放大和变频所形成的9502150MHZ第一中频信号，进入卫星接收机前端（TUNER）高频调谐选通滤波接收所需的频率，通过锁相环（PLL）电路控制压控（VCO）本振振荡频率，把输入的第一中频信号变频为第二中频信号，进行正交
40、检相器分解出I、Q两路模拟信号，经A/D转换器分别将其转换成两路6bit的数字信号，而后进行QPSK解调和信道纠错、AGC控制等，从而输出符合MPEG-2标准的传输流即8bit的TS。,解复用和MPEG-2解码 目前市场上比较流行的解码芯片有法国汤姆逊公司开发的ST5518、富士通公司的87L2250、LSI公司的SC2000、SC2005等，这些芯片都将解复用器、MPEG-2解码器、微处理器等集成在一起，而ST5518、SC2005还将视频编码器集成在一起，可直接输出视频、S-VIDEO等信号。交早前的OAK8211芯片并没有将CPU集成在一起。经QPSK解调和信道解码输出的TS码流是一种多
41、节目的数据包，包含了视频、音频和数据信息，是按MPEG-2标准压缩复接而成的数据流。在对其MPEG-2解压前必须进行解复用，根据所要的收视节目的包识别码PID提取出相应的视频、音频等数据包，恢复符合MPEG-2标准打包的节目基本流（PES）。在解复用器所集成的多个用户可编成的PID滤波器中，其中有一个用于视频PID，一个用于音频PID。对PID的处理首先是进行预处理，即仅进行PID匹配选择，滤除那些PID值不匹配的包，选出所需收视的节目数据包，其次是进行PID数据的后处理，即进行TS流层错误检测（包括包丢失、PID不连续等），同时滤去传输包的包头和调整段，找出有效载何，按一定次序连接，组合成P
42、ES流。PES数据流进一步送往MPEG-2解码器中解压缩，生成8bit的视频数据流和PCM音频数据流，分别送到视频编码器和音频DAC并按一定制式生成模拟电视信号。系统控制 芯片内部还嵌有RISC CPU，它具有很强的处理能力，与系统软件和应用软件一起，能处理接收机的系列复杂系统任务，通过I2C总线或并行总线使整个系统统一协调运行，如OSD显示、处理内部节目参数、扫描面板按键、控制LED显示、控制LNB供电电路、接收处理来自用户的各种指令等等。16M的动态随即存储器（DRAM），由CPU、传输、节目帧存储及其它功能共同分享。基准振荡频率电路所生成的27M时钟为整个系统的工作时钟，通过提取码流节目
43、时钟基准（PCR）控制PLL环路，使系统时钟和输入节目时钟同步。外输出接口 主要有AV输出接口、SCART多种输出接口、两种RS232高速数据接口（调制解调和数据）、SPDIF接口等等。,条件接收系统及常用的加密方式,条件接收系统有两项基本功能：通过加扰方式对节目码流进行加密以及对节目和用户进行授权，具体实现如下功能：-用户必须使用智能卡并经过合法授权后才能收看到相应的节目。-平台管理员可从前端即时开放或关闭任一用户的智能卡。-平台管理员可从前端对任一频道内的任何节目进行授权控制,即 时更改节目类型（如免费收看还是付费收看）。-可对某个地区进行区域关闭，使区域内的所有用户都无法收看某个特定的节目。-支持点播业务。常用的加密方式：NDS，Viaccess，Irdeto，CONAX，Nagravision,Mediaguard，Cryptworks，France Telecom，Canal+等等.,谢谢！HG,
