数字电视机顶盒工作原理和主要技术.doc

数字电视机顶盒工作原理及主要技术 　　摘要：随着科技的发展和群众生活水平的提高，数字电视已经基本普及，作为扩展电视机功能的数字 电视机顶盒的应用也日益广泛，主要介绍数字电视机顶盒的工作原理及其主要技术 关键词：数字电视机顶盒；机顶盒技术 引言 机顶盒和电视机是数字电视产业链最重要的终端设备，只是两者的分工不同，机顶盒用于接收、解密、解码、提供增值服务，电视机用于显示，开播数字电视后， 每台电视机必须配备一台机顶盒才能收看数字电视节目。有线电视数字机顶盒除接收数字 电视广播节目外，同时还具有多种数字电视广播和交互式多媒体应用的功能，如电子节目指南（EPG）、视频点播（NVOD）、按次付费收视（PPV）、高速数据广播、软件在线升级、因特网接入和电子邮件等 模拟电视必将被数字电视所取代，这是广播电视发展的方向，数字电视不仅可以提高节目质量，而且还能增加电视频道资源，优化更新电视服务功能，数字电 视的信息服务平台也可以广泛应用于政府单位和社会各界，同时数字电视对推动国民经济发展具有重要意义 1 有线数字电视机顶盒的工作原理 1.1 有线数字电视机顶盒的工作原理数字信号接收 1.2 CPU及交互接口 1.3 线缆调制解调器CM 2 数字电视机顶盒的主要技术 数字电视机顶盒的技术含量很高，它集中反映了多媒体技术、计算机技术、数字压缩编码技术、通信技术、网络技术、加解扰技术、加解密技术的发展水平，目前数字电视机顶盒的关键技术有下面几个方面 2.1 解调及信道解码技术 2.2 解复用和信源解码技术 2.3 大规模集成芯片技术 2.4 上行数据的调制 开展交互式应用需要考虑上行数据的调制问题，由于上行数据相对于下行数据要少得多，目前在CATV网中一般采用QPSK或16QAM方式进行调制 2.5 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，在用户端利用IC卡解密。在MPEG传输中，与控制字传输相关的有两个数据流，即授权控制信息（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 中包括地址、用户授权信息、用户付费等[3] 用户个人分配密钥（PDK）存放在用户的智能卡（Smart Card）中，在用户端，机顶盒根据PMT和CAT表中的CA-descriptor，获得EMM和ECM的PID值，然后从TS流中过滤出ECMS和EMMS，并通过Smart Card接口送给Smart Card。Smart Card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Smart Card接口送给解扰引擎，解扰引擎利用CW就可以将已加扰的传输流进行解扰 2.6 数字电视中间件 目前用户在收看数字电视节目时要使用数字电视机顶盒，其硬件功能是对接收的射频信号进行信道解码、解调、MPEG-2码流解码及模拟音视频信号的输 出，而电视内容的显示、EPG节目信息及操作界面等都依赖于软件技术来实现，缺少软件系统就无法在数字电视平台上开展交互电视等其他增值业务。为观众带来高清晰度图像和高质量声音，是电视运营商所采取的手段，提供交互式增值业务，不断地寻找新的经济增长点和增加收入才是最终的目的，所以数字电视软件平台―――中间件具有非常重要的作用 数字电视中间件（Middle Ware）是数字电视业务系统中的一个重要软件平台，它以应用程序接口（ Application Program Interface，API）的形式存在，提供了数字电视业务应用的运行环境，其中包含了对数字电视的内容格式和传输协议的支持，并为数字电视业务应用提供程序接口。数字电视中间件作为一个独立的软件层运行在数字电视系统的接收终端上，位于接收端内部的实时操作系统与应用程序之间，其核心作用是将应用程序与底层的实时操作系统、硬件实现的技术细节隔离开来，支持跨硬件平台和跨操作系统的软件运行，使应用程序不依赖于特定的硬件平台和实时操作系统[4] 采用中间件技术，应用程序可独立于接收机硬件平台，不同硬件组成的数字电视接收机能在同一电视系统中使用，不同的软件公司可以基于同一编程接口 来开发应用程序，并运行在不同的接收机中，使产品的开放性和可移植性更强，因此中间件技术可以降低接收机和应用软件的成本，增强数字电视的市场推广力度和普及率 2.7 应用程序 应用程序用来执行服务商提供的各