淮安信息职业技术学院毕业设计论文
图1-2-1数字机顶盒的分类
1.3数字机顶盒的功能
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。
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。
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第一章 绪论
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
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第二章 智能数字机顶盒的原理及构成
2.1机顶盒的工作原理
图2-1-1有线数字顶盒原理框图
图2-2-1是有线数字电视机顶盒原理框图，机顶盒由高频头、信道解调器、信源解复用器、MPEG-2解码器、视频编码器、音频D/A、嵌入式CPU系统和外围接口、条件接收模块等组成。具有交互功能的机顶盒则需回传通道。
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。
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第二章 智能数字机顶盒的原理及构成
2.2机顶盒的软件系统
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。
应用层 中间解释层 （中间件/虚拟机） 操作系统和环境 电视核心 条件接受 驱动层 （硬件驱动程序接口） 操作系统驱动程序 数字电视驱动程序 条件接受驱动程序 机顶盒硬件 图2-2-1 数字机顶盒软件系统
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/V解码器、OSD、视频编码器等。
机顶盒作为一个客户端系统，除了要具有良好的硬件平台外还需要配备不同的软件系统才能使其完成各种任务。
驱动层包括机顶盒硬件的驱动程序和API接口，它主要用于完成对硬件设备的操作。
中间解释层将STB的应用程序指令翻译成CPU能识别的指令，从而通过驱动层去调动硬件设备完成相应的操作。该层包括嵌入式操作系统、中间件、CA驻留软件等。虽然中间件的使用可以给STB软件的设计和应用带来极大好处，但高昂的使用费用，对硬件需求的增加以及技术上的不成熟使中间件在国内鲜有应用。目前许多软件设计者采用直接调用驱动层的软件来编写应用程序，这虽然可以满足一时的需求，但
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随着应用需求的增加，在STB中使用中间件才是一个很好的解决方案。
应用层可以分成驻留应用程序和可下载应用程序两部分，不同的STB软件设计理念使这两个部分包含的应用程序也不尽相同，合理规划这两部分的组成将有助于提高STB的可靠性和相应时间。目前国内机顶盒中的应用较少，主要以EPG、数据广播、股票、简单的下载游戏等为主，而数字电视的魅力并不在于看电视，而在于这种基于数字电视平台的业务应用，这些应用将会改善人们的一些日常生活习俗。随着双向网络的建设，交互式应用的普及，基于交互式的应用软件也将越来越多，这也会给运营商带来难以预料的增值收入。 有线电视数字机顶盒的技术含量非常高，它集中反映了多媒体、计算机、数字压缩编码、 加解扰算法、加解密算法、通信技术和网络技术发展水平。
加解扰技术用于对数字节目进行加密解密，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。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 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（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Smard 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就可以将扰的传输流进行解扰。 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，实现同一机顶盒可接收不同CA系统加密节目。从用户角度 来讲，不会因购买是一家CA的机顶盒而受到限制，用户还有选择其CA服务的可能性。
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