一种基于软件无线电的复合式数字机顶盒制造技术

一种数字电视领域的基于软件无线电的复合式机顶盒，功能单元包括：卫星电视信号调谐器、有线电视信号调谐器、地面广播电视信号调谐器、Ａ／Ｄ转换器、数字下变频器、软件无线电平台、ＭＰＥＧ－２主芯片系统、模拟音／视频处理单元、嵌入式控制电路、操作按键及显示面板等，其中，由高性能ＤＳＰ构成的软件无线电系统完成ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＣＯＦＤＭ三种调制信号的解调，嵌入式控制电路作为整机的主控制单元，通过Ｉ↑［２］Ｃ总线和ＨＰＩ主机接口分别连接和控制着卫星、有线和地面广播数字电视信号调谐器、ＭＰＥＧ－２主芯片系统和软件无线电平台，还通过ＧＰＩＯ接口与操作按键和显示面板等部件相连。本发明专利技术实现了单台机顶盒同时接收卫星、有线以及地面广播数字电视信号的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种数字电视领域的接收装置，尤其涉及一种基于软件无 线电的复合式数字机顶盒。 技术背景数字机顶盒是一种能够提供模拟音频、视频接口，使现有的模拟电视机可 正常接收和观看数字电视节目的装置。数字机顶盒是模拟电视广播向数字电视 广播过渡时期充分发挥和保持模拟电视机的使用价值的主要设备。因此，在模 拟电视广播向数字电视广播的试验和探索进程中，数字机顶盒将发挥着重要的 作用，具有十分巨大的市场前景。目前，数字电视节目的主要传输方式可分为有线广播、地面广播和卫星广 播。 一般来说，有线数字电视广播主要集中于城镇等人口较为集中的区域，而 卫星以及地面数字电视广播主要分布于边缘区域等人口较为分散的区域。但是， 随着数字广播技术的提高和普及，有线数字电视广播和卫星、地面数字电视广 播的功能将逐步趋向于互补，其功能的区域性界限将越来越趋向于复合。例如， 在一些城市中，市民不仅希望能接收到有线数字电视广播，而且还希望能接收 到卫星或地面数字电视广播。然而，现有专利文献所披露的机顶盒技术以及目 前所研制开发和生产销售的数字机顶盒大多是功能过于单一，难以适应目前数 字电视广播的发展以及人们接收各种数字电视节目广播的需求。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种基于软件无线电的复合 式数字机顶盒。使其不仅可有效接收有线数字电视广播节目，而且还可有效接 收卫星和地面数字电视广播节目，从而避免了目前用户在接收有线数字电视广 播、卫星数字电视广播和地面数字电视广播时需要使用三种不同的机顶盒。本专利技术的主要组成功能单元包括卫星电视信号调谐器、有线电视信号调 谐器、地面广播电视信号调谐器、A/D转换器、数字下变频器、软件无线电平台、MPEG-2主芯片、模拟音/视频处理单元、嵌入式控制电路、操作按键及显示面板、 智能卡接口以及电源模块。卫星和地面广播电视信号调谐器的输入端连接着馈 接天线的高频头，有线电视信号调谐器的输入端连接着有线电视网络的开路端， 三个调谐器的输出端则分别连接着A/D转换器。A/D转换后的数字中频信号输出到数字下变频器中，经数字下变频后的低频数字信号再由软件无线电平台完成信号的数字解调。而MPEG-2主芯片系统的音/视频信号输出端与模拟音/视频处 理单元的输入端相连，解码后的数字电视信号经过模拟音/视频信号编码及滤 波后，为用户的终端播放设备提供模拟音/视频信号。嵌入式控制电路部件分别 连接和控制着调谐器、数字下变频器、软件无线电平台、MPEG-2主芯片，还通 过GPIO接口与操作按键和显示面板等部件相连接。组成基于软件无线电的复合式机顶盒的各个功能单元具体描述如下(1) 调谐器调谐器单元主要包括三个不同接收范围的高频头，它们的作用是分别接收 来自有线电视网、卫星电视接收天线和地面广播电视接收天线的下行数据，并 且实现与模拟电视相似的频点选择功能。而在某一选定频点的数据流中，包含 有多路数字电视节目，而每个用户在同一时刻只收看某一频点中的一路节目。 调谐器的使能和频点选择由嵌入式控制系统通过I2C总线来完成。(2) A/D转换器调谐器输出的模拟信号的频率在几十兆赫兹的中频段，目前AD转换器件完 全可以达到几十兆赫兹的采样速率，并且调谐器输出信号的幅值也满足A/D转 换器的输入要求，因此将该中频模拟信号直接送给A/D转换器进行数字化，以 供后续的软件无线电系统完成进一步的处理。(3) 数字下变频器在解决了中频模拟信号的A/D转换后，对于软件无线电系统面临的问题就 是对这些极大数据量的数据进行处理。而数字下变频的作用，就是将中频的数 字采样信号搬移到低频，降低采样率。而后送入DSP系统中，完成进一步的解 调等处理。在本机顶盒系统中，采用基于ASIC芯片的方案完成数字下变频，采用参 数化ASIC+DSP的组合结构实现软件无线电方案。DSP仅进行较低速率的数字 信号处理，而把数字下变频等高速、大运算量的处理交给可编程的参数化ASIC 来完成。(4) 基于软件无线电的解调单元 软件无线电平台是复合机顶盒的关键器件之一。它的作用是对A/D转换和数字下变频后输出的数字低频信号进行解调，以及信道解码等处理，并输出基 带数字信号，即符合DVB标准的传输流。在高性能DSP组成的软件无线电平台上，由三个软件模块分别完成有线、卫星和地面数字电视信号的QAM解调、QPSK解调和C0FDM解调。由嵌入式控制 系统通过HPI主机接口对DSP内部寄存器进行读写，从而完成软件无线电平台 的控制和软件模块的调度。(5) MPEG-2主芯片系统MPEG-2主芯片系统包括解复用、解扰和解码三个功能单元。解复用单元用 于对软件无线电平台输出的TS流进行解复用，以便于从传输数据中提取所选择 节目的音频和视频数据，以及节目专用信息、服务信息和加密数据；解扰单元 控制一块特定的内存，当主芯片系统进行解复用时，如发现是加扰后的MPEG-2 数据包，则使用DMA方式将数据包送入解扰模块对应的内存中去，完成解扰算 法后再传回至解码单元，继续以后的MPEG-2解码过程。MPEG-2解码单元包括音频和视频的解码器和音/视频数据缓冲器、以及多个 信道输出接口等。视频解码器和视频数据缓冲器按照MPEG-2的编码格式形成重 建模块，即还原成编码压縮之前的原始图像数据，并输出符合ITU-R601所建 议的视频数据，音频解码器和数据缓冲器对所输入的音频数据进行分析和解码 并输出音频数据。(6) 模拟音/视频处理单元模拟音/视频处理单元包括D/A转换器、模拟编码器和音/视频放大器等相关 电路，用于模拟音/视频的输出。其目的是将解码芯片输出的数字音频信号进行 D/A转换，输出模拟音频，同时将解码芯片输出的视频信号进行PAL或NTSC编 码，输出基频或射频的PAL/NTSC信号，也可同时输出Y/C， YUV， RGB等格式的 视频信号。(7) 嵌入式控制系统 嵌入式控制系统由微处理器和相应的程序、数据存储器，总线驱动器和各种接口电路组成。由嵌入式控制系统实现对调谐器、软件无线电解调系统、 MPEG-2解复用/解码系统的控制与访问。微处理器对调谐器和MPEG-2主芯片系 统的访问与控制是通过I2C总线实现，而微处理器对软件无线电解调系统的控制 和访问是通过HPI主机接口实现。此外，控制系统还通过GPIO接口连接着操作 按键和显示面板部件，用于用户操作指令的响应。(8) 其它功能单元包括外围接口模块和电源模块等。外围数据接口单元包括智能卡读写器、 高速数据传输口和低速数据传输等外围数据接口 。智能卡读写器主要是协助完 成机顶盒MPEG-2主芯片系统的解扰工作，它是为条件接收业务服务的，作用是对接收到的密钥信息进行解密，从而得到解扰单元工作所必须的密钥数据。另外高速数据接口，包括IEEE1284、 IEEE1394等，主要完成MPEG-2码流的输入 或输出；低速数据接口包括RS-232， USB等接口，主要是完成机顶盒与外界的 低速数据通信。电源模块的作用则是为整个复合机顶盒系统的各个功能单元提 供直流工作电源。当本专利技术的复合式机顶盒上电工作时，嵌入式控制电路首先 对整机进行初始化操作以及整机工作状态的测试。在操作过程中，微处理器可 直接从FLASH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于软件无线电的复合式数字机顶盒，其特征在于，系统包括：卫星电视信号调谐器、有线电视信号调谐器、地面广播电视信号调谐器、Ａ／Ｄ转换器、数字下变频器、软件无线电平台、ＭＰＥＧ－２主芯片系统、模拟音／视频处理单元、嵌入式控制电路、操作按键、显示面板、智能卡模块、外围数据接口以及电源模块，其中，卫星和地面广播电视信号调谐器的输入端与馈接天线的高频头相连，有线电视信号调谐器的输入端连接着有线电视网络的接入端，三个调谐器的输出端则分别连接着Ａ／Ｄ转换器，Ａ／Ｄ转换后的电视信号输出至数字下变频器，再由软件无线电平台完成低频信号的数字解调，从而得到ＤＶＢ标准的传输流ＴＳ，ＭＰＥＧ－２主芯片系统完成ＴＳ的解复用、解扰和解码，模拟音／视频信号处理单元用于向终端播放设备提供模拟音／视频信号，嵌入式控制电路部件通过Ｉ↑［２］Ｃ总线以及ＨＰＩ主机接口分别与调谐器、数字下变频器、ＭＰＥＧ－２主芯片系统和软件无线电平台连接，还通过ＧＰＩＯ接口连接着操作按键和显示面板部件，开关稳压电源模块为整机各个部件提供直流工作电源。

【技术特征摘要】
1.一种基于软件无线电的复合式数字机顶盒，其特征在于，系统包括卫星电视信号调谐器、有线电视信号调谐器、地面广播电视信号调谐器、A/D转换器、数字下变频器、软件无线电平台、MPEG-2主芯片系统、模拟音/视频处理单元、嵌入式控制电路、操作按键、显示面板、智能卡模块、外围数据接口以及电源模块，其中，卫星和地面广播电视信号调谐器的输入端与馈接天线的高频头相连，有线电视信号调谐器的输入端连接着有线电视网络的接入端，三个调谐器的输出端则分别连接着A/D转换器，A/D转换后的电视信号输出至数字下变频器，再由软件无线电平台完成低频信号的数字解调，从而得到DVB标准的传输流TS，MPEG-2主芯片系统完成TS的解复用、解扰和解码，模拟音/视频信号处理单元用于向终端播放设备提供模拟音/视频信号，嵌入式控制电路部件通过I2C总线以及HPI主机接口分别与调谐器、数字下变频器、MPEG-2主芯片系统和软件无线电平台连接，还通过GPIO接口连接着操作按键和显示面板部件，开关稳压电源模块为整机各个部件提供直流工作电源。2. 如权利要求1所述的复合式数字机顶盒，其特征在于，所述卫星电视信 号调谐器用于卫星数字电视节目信号的接收和模拟下变频；再经过A/D转换和 数字下变频，得到QPSK调制的数字低频信号，对于有线电视信号和地面广播电 视信号同样由相应的调谐器完成接收和下变频，再经过A/D转换和数字下变频， 分别得到QAM调制的低频数字信号和C0FDM调制后的数字低频信号。3. 如权利要求1所述的复合式数字机顶盒，其特征在于，软件无线电平台 由高性能l)'SP系统组成，对数字下变频后的三种分别经过QAM、 QPSK和C0FDM 调制后的数字低频信号进行解调以及信道解码处理，得到相应的数字基带信号， 即符合DVB标准的TS流，具体的解调和信道解码过程由DSP系统中的三个软件 模块完成，软件模块的调度则由嵌入式控制系统完成。4. 如权利要求1所述的复合式数字机顶盒，其特征在于，MPEG-2主芯片系 统包括传输流解复用单元、解扰单元和MPEG-2解码单元，其中，解复用单元用 于对软件无线电平台输出的T...

【专利技术属性】
技术研发人员：季伟，崔卫，李晓峰，刘永辉，刘剑，
申请(专利权)人：浪潮电子信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]