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机顶盒及其数字电视系统测试 多媒体测试部 杨海曜 机顶盒的含义 机顶盒(Set Top Box，STB)早期是指基于有线电视网络的模拟频道增补器、模拟频道解扰器； 随着数字电视广播和因特网的迅速发展，用户对信息需求的不断增强，机顶盒演变成以电视机为显示终端的信息接收和处理设备，目前在市场上有接收数字电视的机顶盒和接入因特网的WebTV机顶盒。 机顶盒的类型 数字机顶盒接收各种传输介质来的数字电视和各种数据信息，通过解调、解复用、解码和音视频编码(或者通过相应的数据解析模块)，在模拟电视机上观看数字电视节目和各种数据信息。根据信号传输介质的不同，数字机顶盒分为有线、卫星和地面三种数字电视机顶盒，三种机顶盒的硬件结构主要区别在解调部分。 目前，机顶盒主要提供基本音视频业务和数据应用，在一段时期后，将充分利用CATV网络的较宽带宽实现交互功能，最终发展成为集解压缩、Web浏览、解密收费和交互控制为一体的数字化终端设备。可以说，在未来10年内，机顶盒是模拟电视转向数字电视的桥梁。 机顶盒的主要功能和特点 由于多种因素的限制，国内广播电视的数字化改造以有线电视作为发展重点，广电总局也于2001年5月发布了“有线数字电视广播信道编码与调制规范”。有线数字电视终端产品——机顶盒在近几年获得快速发展，国际上主流芯片的机顶盒解决方案，如: ST、IBM、LSI Logic、Fujitsu、Philips，在国内均已产品化。 机顶盒已经在开展数字电视广播的地区开始使用，根据用户需求和消费水平的差异，机顶盒支持的业务也不同，存在着多种类型的产品。 普及型机顶盒 主要以接收基本的付费数字电视节目为主，满足大多数用户需求，并且具有良好的性能价格比。主要功能如下: ●支持基本的数字音视频和数字音频广播接收。 ●集成有条件接收系统。●具有中文电子节目指南(EPG)和二级以上字库。 ●支持软件在线更新功能。 ●支持复合视频(CVBS)输出，具有音频输出处理功能(单声道、立体声和双声道)。 增强型机顶盒 在普及型机顶盒基础上增加基本中间件软件系统，基于基本中间件可以实现数据信息浏览、准视频点播、实时股票接收等多种应用。这款机顶盒已经超越了以观看数字电视为主的需求，增加了多种增值业务，且具有可升级性。新增功能如下: 　　●集成基本中间件系统。 　　●支持数据广播、实时股票等数据信息接收功能。 　　●支持NVOD点播功能。 　　●具有多种游戏。 　　●具有音频输出处理功能(单声道、立体声和双声道)。 　　●具有Y/C、复合视频(CVBS)、Y/Cb/Cr输出(可选功能)。 　　●具有逐行扫描输出(可选功能)。 　　●可支持Modem电话拨号回传方式。 交互式机顶盒 集成了符合MHP标准的中间件软件系统，除提供增强型机顶盒主要功能外，还可以基于MHP提供交互式应用、网页信息浏览等多种增值业务。新增功能如下: 　　●集成MHP中间件系统。 　　●支持交互式应用，如: 视频点播、互动游戏、网上冲浪等。 机顶盒原理 有线数字电视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。与前端相应，接收端机顶盒首先从传输层提取信道编码信号，完成信道解调; 其次是还原压缩的信源编码信号，恢复原始音、视频流，同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。 有限数字电视机顶盒原理框图 有线数字电视机顶盒原理 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送流(TS)。 传送流中一般包含多个音、视频流及一些数据信息。解复用器则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。对于付费电视，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。 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。 机顶盒关键硬件技术（1） (1)信道解调技术: 国际、国内标准均规定，在有线网络中传输数字电视及增值业务采用QAM调制方式，其中16QAM、32QAM、64QAM必选，128QAM和256QAM可选。由于有线网络信道质量好，只用RS编码作为纠错编码。 (2)信源解码技术: 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MPEG-2视频压缩标准，适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC-3和MPEG-2两种标准。信源解码器必须适应不同编码策略，正