基于DVB-S2标准技术的卫星数字机顶盒设计方案.doc
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1、基于DVB-S2标准技术的卫星数字机顶盒设计方案1 引言随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展,电视系统的数字化是一个必然的趋势。有媒体报道,美国将在2010年停播模拟电视而全面实现数字电视,数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。其信号损失小,接收效果好。字电视是一个从节目采集、节目制作节目传输直到用户端都以数字方式处理信号的端到端的系统。基于DVB技术标准的广播式和“交互式”数字电视。采用先进用户管理技术能将节目内容的质量和数量做得尽善尽美并为用户带来更多的节目选择和更好的节目质量
2、效果,与模拟电视相比,数字电视具有图像质量高、节目容量大(是模拟电视传输通道节目容量的10倍以上)和伴音效果好的特点。由于数字电视是种新鲜事物,一些相关报道及文章介绍中出现似是而非的概念,诸如“数码电视”、“全数字电视”、“全媒体电视”、“多媒体电视”等,造成大众感到困惑,茫然不知所措。其实,“数字电视”的含义并不是指我们一般人家中的电视机,而是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程中使用数字信号的电视系统或电视设备。其具体传输过程是:由电视台送出的图像及声音信号,经数字压缩和数字调制后,形成数字电视信号,经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送,由数字电视接收后,通过数字解调和数字视音频解
3、码处理还原出原来的图像及伴音。2 DVB-S2标准的特点DVB-S.2作为新一代数字卫星广播标准即将出台,草案已正式发布,新标准在提升原有信道传输容量的同时,还将大大拓展业务范围,得到了广电、电信、计算机等领域的广泛关注。在与以往标准相比较的基础上,本文阐述了新标准技术上的主要优势,并简要介绍了标准的研发背景、目前的进展及未来应用前景。新的DVB-S2卫星传输标准,把卫星通信链路的容量在DVB-S基础上提高了30%,在理论上接近了卫星通信的性能极限,结合其它的新的编码方法和卫星技术,该标准有助于高效推广高数据速率的应用。与DVB-S相比,DVB-S2可提供除QPSK外的多种具有更高频带利用率的
4、调制方式,DVB-S2的16APSK和32APSK调制技术,减少了幅度变化,更能适应线性特性相对不好的卫星传输信道,使高位调制方式通过卫星信道传输成为可能。DVB-S2采用的是功能更强大的前向纠错系统,有效地降低了系统解调门限,距离理论的香农极限只有0.71dB的差距。DVB-S2频谱成形中的升余弦滚降系数可在0.35、0.25、0.2中选择,而不是DVB-S固定的0.35,自然越小。3 ST公司的DVB-S2的卫星数字机顶盒方案针对DVB-S2的卫星传输标准,ST公司开发了一套DVB-S2的卫星数字机顶盒的方案4,方案的逻辑结构如图1所示。图1 ST公司数字卫星机顶盒方案机顶盒的方案采用了三
5、大模块,信号的接收及下变频模块,由STB6100完成;信号的解调模块,由STV0900完成;信号处理模块,由STi710x完成。STB6100是ST公司新开发的能够满足DVB-S2解码要求的前端调谐器,主要包括低频噪声放大器、下变换混频器、低通基带滤波器、获取控制、低噪声锁相环等。STB6100支持8PSK/QPSK调制,输入的频率范围从950 MHz到2150MHz,输出差分I信号和Q信号,低功耗、大规模集成使得6100只需要很少的外部器件就可以完成调制和变换。STV0900是ST公司的一款多标准高级双向的卫星数字电视和数据服务机顶盒解调器。0900具有高速前向纠错功能每秒可处理180M位/
6、通道,不仅能够解调DVBS的QPSK,还能解调DVB-S2的QPSK、8PSK、和16APSK。STi710x是新一代的高清机顶盒及DVD解码芯片,兼容ST40核,工作频率可达266MHz,支持Linux和Win CE及OS2嵌入式系统;提供ROM、Flash、SRAM接口,可外接只读存储器、闪存和随机存储器。芯片包括视窗多媒体9(WMV9)和H.264两类解码器;基于ST总线结构,这类单芯片结构向下兼容,可用于地面广播、卫星、电缆、DSL以及IP客户端的高清机顶盒;710x内置一个图像补偿模块和2D图形加速器,同时还包括一个数据流链接器,可将7个不同的传流合成处理流,输出多种格式的高清电视信
7、号或RGB、YPbPr格式或HDMI以及CVBS格式。ST公司的数字卫星机顶盒方案完成了信道解码和信源解码,输出了多种格式高清晰数字电视信号。若只是用于接收和处理数字电视信号,该方案已经非常的完善了。但若是烧写嵌入式操作系统,连接互联网,与家里的另一台电脑构成局域网,实现电视节目的存储,游戏等功能,这种方案就有点力不从心了。4 基于ARM9的DVB-S2卫星数字机顶盒方案ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域,比如嵌入控制、消费/教育
8、类多媒体、DSP和移动式应用等。ARM技术是ARM公司所有的RISC CPU技术,ARM公司作为知识产权供应商,本身不直接从事芯片生产,靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片,世界各大半导体生产商从 ARM公司购买其设计的 ARM 微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的 ARM 微处理器芯片进入市场。4.1 ARM9的CPU选取在众多的ARM核的生产厂家中,Intel生产的ARM9核的PXA270以其极高的运行速度、强大功能而在高端的嵌入式产品中使用的比较广泛,PXA270以其强大的功能作为本卫星数字机顶盒的主CPU。CPU根据从记忆体提取到的指令来决定其执
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