CN201312356Y - 数字电视网络媒体话机终端 - Google Patents

Abstract

数字电视网络媒体话机终端，由前端数字电视接收处理和后端通信处理两个模块构成：前端数字电视接收处理模块包含数字电视接入射频变换处理模块和媒体处理器接口、完成数字电视DVB信号的解调和数字电视MPEG音视频编解码；数字电视接入射频变换处理模块包括接入射频变换处理芯片、调谐器和通道解码器芯片和专用解复用和音视频芯片构成并前后互相连接；后端通信处理模块由含高速数字信号处理芯片的嵌入式ARM处理器、音频信号输入/输出处理芯片、通信处理器接口构成；嵌入式ARM处理器实现多种通信处理器接口的通讯和传输控制协议并实现音视频播放处理，设置双口RAM提供前端数字电视接收处理模块和后端通信处理模块间的通信端口。

Description

数字电视网络媒体话机终端

技术领域

本实用新型涉及数字广播电视领域的网络信息终端，涉及在“终端+服务”的集成应用框架下的数字电视，其内容传播、业务提供能力被按照端到端的运营模式最终投放到数字电视网络媒体话机终端上，提供给用户使用。数字电视网络媒体话机终端，也是三网融合的信息终端，尤其是终端提供拨号呼叫方式实现有线、地面无线、卫星数字电视内容的有条件接收和网络通信控制的操作功能，并扩展支持数字电视双向互动点播和高清数字电视功能的应用和设置。

背景技术

数字电视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，经过有线电缆、地面无线广播、卫星等方式传送，由数字电视终端接收后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。因为全过程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。

按清图像晰度分类，数字电视包括数字高清晰度电视(HDTV)、数字标准清晰度电视(SDTV)和数字普通清晰度电视(LDTV)三种。HDTV的图像水平清晰度大于800线，图象质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平；SDTV的图像水平清晰度大于500线，主要是对应现有电视的分辨率量级，其图象质量为演播室水平；LDTV的图像水平清晰度为200-300线，主要是对应现有VCD的分辨率量级。

将电视的视音频信号数字化后，其数据量非常大，不利于传输，因此数据压缩技术成为关键。实现方法有两种：一是信源编码过程压缩，如MPEG-2、MPEG-4、H.264等国际标准，采用不同的层和级组合即可满足从家庭质量到广播级质量以及将要播出的标清或高清电视质量不同的要求，支持标准分辨率16:9宽屏及高清晰度电视等多种格式。二是改进信道编码，发展新的数字调制技术，提高单位频宽数据传送速率。如DVB数字电视系统。

数字电视信道编解码及调制解调的目的是通过纠错编码、网格编码、均衡等技术提高信号的抗干扰能力，通过调制把传输信号放在载波或脉冲串上，为传送做准备。目前世界各国数字电视制式\标准不统一，具体包括纠错、均衡等技术的选择、传送带宽、调制方式的不同。数字电视传输常用调制方式有：

●正交振幅调制(QAM)：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。

●键控移相调制(QPSK)：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。

●残留边带调制(VSB)：抗多径传播效应好(即消除重影效果好)，适合地面广播。

●编码正交频分调制(COFDM)：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播。

目前，数字电视提供的基本服务是加扰数字广播电视内容的有条件接收，最重要的服务是双向准视频点播(NVOD)。数字电视为用户提供了更大的自由度，更多的选择权，更强的交互能力，有效地提高了内容传播的针对性，参与性，互动性。数字电视的未来朝着双向互动点播(VOD)模式和高清数字电视(HDTV)发展。

数字电视采用双向信息传输技术，还可提供其它互动服务，包括图文广播、网络通信、远程教学、远程医疗、远程监控、网上购物等新业务。DVB，数字视频广播Digital Video Broadcasting的缩写，是由DVB项目维护的一系列国际承认的数字电视公开标准。DVB的宗旨是要设计一个通用的数字电视系统，在此系统内的各种传输方式之间的转换有最简单的方式，尽可能的增加通用性。DVB标准提供了一套完整的、适用于不同媒介的数字电视系统规范。这些标准定义了传输系统的物理层与数据链路层。设备通过同步并行接口(SPI)、同步串行接口(SSI)，或异步串行接口(ASI)与物理层交互。DVB系统传输方式有如下几种：卫星(DVB-S及DVB-S2)、有线(DVB-C)、地面无线(DVB-T)、手持地面无线(DVB-H)。DVB标准的核心：

●系统采用MPEG-2压缩的音频、视频及资料格式作为资源；

●系统采用公共MPEG-2传输(TS)复用方式；

●系统采用公共的用于描述广播节目的系统服务信息(SI)；

●系统的第1级信道编码采用R-S前向纠错编码保护；

●调制与其他附属的信道编码方式，由不同的传输媒介来确定；使用通用的加扰方法及条件接收接口。

数字电视终端是广播媒介实现数字化后接收端的重要设备，支持电视机外接，在功能提供方面：终端应具有很好的网络支持功能，因此成为信息家电的代表。

条件接收是数字电视终端发展的关键技术。我国目前主要采用基于DVB的SimulCrypt(同密)标准，只需要终端具有ISO7816的SmartCard接口即可，但需要具有硬件解扰引擎。

信号回传是终端实现数字电视交互式应用的必备功能。从目前的网络体制分析：可以采用基于电话线、以太网和有线电缆等不同介质的三种回传方式。电话线回传最容易实现，成本也最低，缺点是速度和响应慢，用户体验较差。与之相比，以太网回传就不存在这些问题，它还可以通过互联网来提供数据通信应用。不足之处是实现这种回传方式需要在终端中添加以太网通信模块，增加了终端整机成本，其应用也受到用户是否已部署宽带互联网接口的限制。有线电缆回传是理想回传方式，它可以实现快捷、方便的交互式操作，但它要求将有线电视HFC网络由单向传输改造成双向网络，需要投入大量的财力和时间，如果网络改造顺利，这种回传方式有望占据主流。

随着有线电视由模拟向数字整体转换的推进，我国已经开始规模研发和应用数字电视机顶盒终端，预计未来几年内将有更多的CATV服务提供商将采用数字机顶盒提供丰富的增值服务。我国大约有超过4亿的电视机用户，超过1.5亿的数字电视用户，预计在未来1至2年内数字电视的市场份额将达有线电视总量30％。但以下三个因素可能阻碍我国数字电视机顶盒市场的成长。

●网络技术的进步，造成互联网P2P和电信网IP-TV等新型网络传播方式对数字电视市场的入侵和冲击，用户具备对广播电视和网络通信交叉业务应用的多重选择特征，现有的三网管理和技术体制混乱，也不利于数字电视机顶盒对三网业务的融合

●缺乏条件接入CA(Conditional Access)标准。CA是数字电视应用及增值服务付费的关键，目前，采用不同CA的机顶盒不能协同工作。一方面，业内缺乏类似于电话号码这样简单的传统帐号认证方式；另一方面，数字电视机顶盒制造商又专注于开发非统一的CA标准，给未来数字电视终端的互联和三网业务的终端互融带来困难.

●缺乏吸引用户的传播内容和服务方式。与互联网提供的海量信息相比，目前数字电视所继承的传统有线电视内容但一性问题依然突出，与电信网现有的综合信息服务相比：数字电视条件接收和互动仅解决了电视选台和最基础的图文服务，但在操作模式上繁琐复杂，无形中抬高了用户的使用门槛，不利于信息和娱乐服务引入。

由此可见：数字电视的业务提供和应用模式是推动终端市场发展的关键。随着计算机技术的纵深发展，后PC机时代的来临，有线电视网络、互联网、电信网络在政策和技术上的融合成为必然的发展趋势。但由于三网在数据传输方式上有很大的不同，所以要将三网在业务应用层面上融合，必须借助于终端设备来完成。未来集音频、视频、网络、娱乐消费一体，有别于机顶盒的多媒体信息终端，有望成为数字电视终端的又一发展方向。智能化的多媒体信息终端功能强大，具有PC设备开放、可扩充和灵活的结构，将融合三网的优势资源，使数字电视拥有巨大的开发潜力，将深刻改变广播电视的服务理念。

三网融合引起的数字电视以用户为中心的革命性变化使多媒体信息终端对继承和发展三网终端应用的功能要求越来越明晰，形成终端应用平台向互联网和电信网通信标准的迁移。

1999年至今有关数字电视应用的的国内外专利很多，其中：中国专利CN200410014779.9公开了一种语音通讯设备准视频点播方法及其装置，它利用语音通讯网，使有线数字电视终端用户自主选择视音频媒体对其进行定点、定时视音频广播的方式；中国专利CN200610001232.4公开的“数字电视装置”发明提供可以使得不显示视听者没有兴趣的频道的电视节目表而减少滚动操作的操作量的数字电视装置，将没有进行跳过设定的频道集中到电子节目表中，在显示装置上显示；CN200710124755.2公开了一种能更换控制终端的映射装置及使用了此映射装置的数字电视终端设备。由于在数字电视设备终端内增设了能更换控制终端的映射装置，使同一数字电视终端设备可以支持不同厂家不同定义的控制终端。控制终端更换后，新的控制终端只需由用户自己进行设置即可使用。CN200810097202.7公开了一种实现播放数字电视和上网功能的方法，该方法通过建立连接CPU与USB接口的数字电视逻辑通道和射频逻辑通道，使USB Modem完成数字电视信号的处理、传输，和射频信号的处理、传输。本发明同时还公开了一种实现播放数字电视和上网功能的USB调制解调器，将CPU与USB接口通过数字电视逻辑通道或射频逻辑通道相连，能够解决现有所述数字电视装置浪费硬件资源的问题。以上专利均仅涉及数字电视应用功能的补充实现，但未涉及数字电视的的三网融合的终端应用领域。

ZLCNX200420078125.8和CN200410041521.8公告了一种网络媒体话机终端及其应用和通信方法，有三个独立的处理器，一个处理声音，一个处理视频，另外一个应用处理器完成用户界面交互和设备控制功能。语音编解码器、数据处理单元、多媒体数据复用/解复用单元和网络通讯接口单元等作为DSP外围设备器件。终端包括电话模块和将目标被叫号吗映射为相应的网关IP地址进行VoIP通讯的IP电话模块，并设有PCI总线、在PCI总线上设有以太网接口和CPU控制的语音/多媒体处理器、在所述处理模块上通过D/A转换连接出媒体端口，设有专业嵌入式CPU，具有TCP/IP协议栈，传输流媒体的实时传输协议，终端与基于IP网络的软交换中心进行同步和异步的交互通信，并由基于呼叫处理方式的IP呼叫中心平台提供相应的业务应用支持，通过SIP通讯协议和PSTN信令，进行支持流媒体格式和语音的通讯。具有话机功能：扩展支持可视电话；多媒体功能：在线支持电视机，音响等。

网络媒体话机终端的设计提出了对三网融合应用的支持，但功能设计基于IP，不利于加入数字电视应用；基于PSTN和IP网络的解决方案可以较为简单地开发融合新应用，但针对数字电视应用的解决方案的复杂性和开发成本过高。随着数字电视业务的规模发展，值得进一步完善改进之处在于终端亟待增强的数字电视应用能力，需要提供有针对性技术支持，如：支持有线、地面无线、卫星等数字电视网络应用的接入装置，DVB有条件接收、VOD、NVOD、HDTV接收和基于数字电视网络的互动应用和IP通信功能等，以提高数字电视用户的终端业务应用体验。

基于以上思路提出的数字电视网络媒体话机终端总体框架，其最基本的功能是将数字电视信号转换成可处理的音视频流媒体，对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，通过电视机和音响呈现给用户。数字电视网络媒体话机终端将延续网络媒体话机终端的设计与实现方案，采用嵌入式系统，具有完善的实时操作系统，提供强大的CPU计算能力，用来协调控制系统各部分硬件设施，并提供易操作的拨号呼叫和语音/图形用户引导界面，支持数字电视的条件接收和交互式应用，包括收看数字电视广播节目、数字加密电视节目、点播数字节目和信息交互、电子节目指南(EPG)、电话通信、可视通信、网上购物、远程教育等。

如果网络媒体话机终端具备了数字电视业务的应用处理功能，那么广播电视服务商就可以结合自身的资源优势，加速推出数字电视新业务，推进模拟电视向数字电视的整体转换，对用户而言，在具备数字电视网络的环境下，使用数字电视网络媒体话机终端就可获得丰富的数字电视服务。

发明内容

本实用新型的目的是：提供数字电视网络媒体话机终端，为数字电视语音、数据、视频业务的传播和互动应用，提供规范的业务状态交互控制与技术接口，为终端支持数字电视应用提供信号变换协议和音视频编解码的补充技术模型；本实用新型的目的还在于：将数字电视服务抽象为统一的消息体，按照统一的号码解析进行消息体在数字电视服务平台与终端间的实现广播和交互，同时完成终端与数字电视平台间的信号回传和信息通讯。

本实用新型目的还在于提供一种以嵌入式处理器利用嵌入式软件实现数字电视信号变换、音视频编解码、使用高性能的嵌入式嵌入式处理器实现终端各种功能接口、嵌入式操作系统和数字电视终端信号回传，通讯控制协议等，选择数字电视信号变换处理器实现对多重数字电视网络接入制式的适配、软件实现PSTN-Call、IP-Call和HFC-Call等基于号码映射呼叫模式的数字电视业务创建及相关通信业务应用的支持方法，

本实用新型的目的是这样实现的：数字电视网络媒体话机终端，包含前端数字电视接收处理和后端通信处理两个模块构成：前端数字电视接收处理模块包含数字电视接入射频变换处理模块和媒体处理器接口、完成数字电视DVB信号的解调和数字电视MPEG音视频编解码；数字电视接入射频变换处理模块包括接入射频变换处理芯片、调谐器和通道解码器芯片和专用解复用和音视频处理器芯片构成并前后互相连接；后端通信处理模块由含高速数字信号处理芯片的嵌入式ARM处理器、音频信号输入/输出处理芯片、通信处理器接口；嵌入式ARM处理器是利用嵌入式操作系统实现多种通信处理器接口的通讯和传输控制协议并实现音视频播放处理，嵌入式ARM处理器是通过连接通信处理器接口连接不同通信网络实现多种通信接入媒介的适配器、通过软件实现PSTN-Call、IP-Call和HFC-Call基于号码映射的数字电视和交互通信的芯片；高速数字信号处理芯片是完成音频压缩编解码G.711/G.729/G.723.1和标清、高清视频播放处理、立体声音频播放处理，并完成SIP协议和嵌入式OS及RS232、视频输入/输出、USB、LCD、RJ11、RJ45、以太网接口和拨号键盘的高速数字信号处理芯片，前端数字电视接收处理模块和后端通信处理模块间的通信端口为设置的双口RAM。即数字电视、IP网络双口接入单元。

所述终端设有业务创建“热键”，选择数字电视或通信服务域，并借助于中间件以拨号呼叫(号码映射)方式实现基于数字电视DVB公共解扰算法和EPG条件接收、互动播放信号回传以及基于通信网络PSTN、VOIP、UMS等业务服务的功能与转接装置。设有有线、地面无线和卫星数字电视的前端数字电视接收处理模块，该模块通过双口RAM与后端通信处理模块互联实现通信。数字电视接入射频变换处理模块中专用解复用和音视频处理器芯片是DVB标清模块处理器。

设置基于双向HFC的线缆调制解调器Cable Modem通信转接处理功能模块，该功能模块连接嵌入式ARM处理器的输入输出端口。选择基于多嵌入式处理器的系统设计，嵌入包含高速数字信号处理芯片采用软硬结合加速视频处理的完整的HDTV功能模块，通过实现HDTV模块与DVB标清模块处理器之间的双机通信来同步处理任务，所集成的数字高清电视功能扩展终端系统。

前端数字电视接收处理模块的调谐器和信道解码器采用TDA8274和TDA10023，解复用器STi5518STi5518；后端通信处理模块采用ARM9核S3C2410A；实现各种接口、嵌入式操作系统和传输控制协议。

数字电视网络媒体话机终端的嵌入式软硬件系统，将数字电视服务和跨网语音、数据、视频等通信业务的信息、控制、状态等抽象成为统一的消息体封装，提供的规范业务与技术接口，为终端实现数字电视和通信应用提供交互协议和音视频编解码等的参考技术模型；数字电视网络媒体话机终端的信息发送者和接收者统一分配域标识和号码，基于全网分配的的终端号码域标识可以实现到数字电视或通信业务服务类型域标识和号码的映射(拨号呼叫或号码域名解析)，这种映射采用POTS、DNS、SIP和HFC信号回传等标准技术的综合，以完成不同类型业务应用环境的创建和服务路由建立。终端结合数字电视技术和通信技术实现三网融合应用；数字信号处理芯片完成音频压缩编解码G.711/G.729/G.723.1和标清、高清视频播放处理、立体声音频播放处理，并完成SIP协议和嵌入式OS及各种接口。

数字电视网络媒体话机终端的核心技术涉及数字电视信号变换、语音和视频压缩技术、音频/视频编解码技术和相关协议。作为一种信息电子消费产品，基本结构包括信号调谐单元、解调与信道解码单元、视频输入/输出单元、视频编解码器、语音输入/输出单元、语音编解码器、延时单元、数据处理单元、系统控制单元、多媒体数据复用/解复用单元和网络通讯接口单元。数字电视网络媒体话机终端软件可以分为应用程序模块、协议控制模块、信号处理模块、音频编解码模块、视频编解码模块等几部分。应用程序模块完成终端的用户人机界面功能及相关增值功能，协议控制模块负责数字电视/通信交互应用等功能。

一.数字电视终端的一般架构

数字电视传输网络既可以是有线电视，也可以是地面无线广播和卫星接收。基本流程是：数字电视调制信号到达接收终端，先进行信道解调形成基带TS流，然后进行解复用，形成音视频PES/ES流分别解码，最后输出音频和视频信号。从功能应用上看，数字电视终端同样可以分成三类：一是有线数字电视终端、二是地面无线数字电视终端、三是卫星数字电视终端。终端的硬件结构随应用功能和工作方式的不同有着很大的区别，但其基本的组成一般是高性能的处理器内核、存储器、通讯接口、数据解码器、视频音频图像处理器、数字电视编码及接口、外围IPO接口等。

图1为数字电视终端的一般组成框图，整个硬件系统分为若干个子系统：数字电视调制解调、MPEG解码、音频视频和图形处理、高性能嵌入式微处理器、存储器以及外围接口电路。三类终端在信源编码方面相似，都采用MPEG-2视频压缩，高清晰度电视图像常用格式为1920×1080，每秒60场/50场隔行，最大的区别是信道调制和传输方式的不同。因此三种制式终端的不兼容主要在信道解调模块。

从结构上看，终端硬件系统一般由芯片、内存、调谐解调器、各种智能接口、外部存储控制器、高频头以及视音频输出、电源、机壳等几大部分构成。

芯片是数字电视终端解决方案的核心部件，主要进行后端信源解码处理，通常集成有MPEG-2解码器和一个CPU。根据芯片集成度及实现的功能不同，可以选择从低端到高端产品的信源解码器。

调谐解调器的作用是对模拟信号进行采样，并且将其转换成数字信号流，信号流包括视频、音频和一些数据。转换之后，再经过前向纠错，传送到解复用器；调制器用来发送回传信号。调谐解调器的不同成为不同类型数字电视终端的标准。

数字电视终端作为一个计算系统需要内存来存储指令和数据。内存可以分为RAM和Flash内存。数字电视终端中的RAM均为SDRAM，主要是用来存储应用数据，Flash用来存贮系统软件、驱动软件、应用程序以及一些应用信息，同时Flash可以通过在线的方式对其上所载的软件进行更新升级。

外部存储设备用于满足消费者记录、重放所喜爱的内容的要求。但只有CPU的处理能力达到一定程度时才有可能支持硬盘的读写，而硬盘的读写也需要更多的内存空间。此外，存储设备硬件也作为流缓冲以实现高性能的VOD功能。

智能接口可提供丰富的外部可用的物理接口。一般分为：调制解调器接口(RF、PSTN、ADSL、CM)、高速多媒体接口(IEEE1284、USB、IEEE1394、RJ45)、RS232、公用接口、智能卡读卡器、遥控器、无线键盘、家庭无线网络接口、语音识别模块、TV和VCR接口。也有一些数字电视终端采取通用接口CI来完成对CA智能卡的读取，可以批量生产，有着广泛的应用前景。

二.数字电视网络媒体话机终端架构

随着数字电视的迅速增长，三网融合必然成为其发展趋势，未来集音频、视频、网络、娱乐消费一体，有别于一般数字电视机顶盒的多媒体信息终端，将成为数字电视终端的又一发展方向。网络媒体话机终端也将根据其终端架构的设计导向集成数字电视功能。

网络媒体话机终端作为网络客户端系统，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。系统中的软件可以分成三个主要的层：应用层、中间解释层和驱动层，每一层都包含了诸多的程序或接口。

●驱动层包括网络媒体话机终端硬件的驱动程序和API接口，它主要用于完成对硬件设备的操作，提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序。

●中间解释层将网络媒体话机终端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。

●应用层是网络媒体话机终端中最直观的部分，负责多种业务对应的应用程序提供和协调。可运行的应用程序的目录可按功能需要配置。

数字电视应用功能的引入，使网络媒体话机终端系统的功能也变得复杂，网络媒体话机终端缺少高效的整体架构和操作系统就成为障碍，因为每添加数字电视新功能可能都需要从头开始设计，否则只能增加开发成本和系统的复杂度。通常开发的精力都集中在对单一数字电视业务的应用方面，嵌入式的最大特点就是可以突出个性，数字电视网络媒体话机终端采用嵌入式系统设计，能够对终端系统的开发产生极大的推动作用。嵌入式操作系统可以通过其所提供的各种API来对嵌入式应用系统进行有效的管理。常用到的嵌入式操作系统有OS/2、Linux等，选择嵌入式操作系统有许多优点。

嵌入式系统是指将应用程序、操作系统与计算机硬件集成在一起的系统。它以应用为中心，以计算机技术为基础，而且软硬件可以裁剪，因而是能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统通常由嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件等几大部分组成。数字电视网络媒体话机终端作为一类特殊的计算机系统，嵌入式处理器最明显的优势就是可以方便集成到设备系统中，以适应数字电视和网络通信技术的不断融合和发展需要。

基于嵌入式系统技术开发的数字电视网络媒体话机终端由嵌入式处理器、嵌入式软件、嵌入式开发工具和嵌入式技术支持系统等组件优化构成。其中，嵌入式处理器基于DSP内核，包含基于可扩展、可编程DSP的SoC(可从DSP内核进行定制)，运行于嵌入式处理器之上的嵌入式软件充分利用芯片资源，内置于可配置的框架内，通过嵌入式操作系统的API提供，以实现快速的软件实施。同时还包含优化的加速器与外设，可以全方位满足产品开发对价格、性能以及功能等多方面的需求。

数字电视网络媒体话机终端亟待增强的能力是对数字电视高质量音频和视频的支持，以提高用户的应用体验。终端采用嵌入式系统技术支持MPEG2视频和宽带音频(AMR-WB、G.729x等)，另外，采用嵌入式系统也令数字电视网络媒体话机终端实现HDTV成为可能。

从嵌入式技术的发展趋势分析：数字电视网络媒体话机终端硬件平台的CPU的性能和效率都将大幅度提升，存储功能将成为其标准配置，考虑系统实时性，优化系统软件，SoC能把视频加速器和IP核集成在一起。可以有效地完成终端系统的VoIP编解码(G.711，G.729)，音频处理(AC-3)，语音质量提升及H.264的视频处理，软件优化和视频的编解码硬件加速。

三.数字电视网络媒体话机终端的设计

数字电视系统分成数字电视的发送，数字电视的传输和数字电视的接收。数字电视的发送主要包括数字节目的制作，音视频编码主要采用MPEG-2标准，其数据的压缩率可达到30～50倍，以便于信息的存储和传输；然后将数字节目复用以增加通道传输容量；信号调制，不同的传输方式采用不同的调制方式。信号的传输方式有三种形式，卫星传输，调制方式采用四相移位键控(QPSK)。地面广播传输，其调制方式采用DMB。有线电缆传输方式，其调制方式采用正交幅度调制(MQAM)。

数字电视网络媒体话机终端的DVB三类应用，除了前端接收部分不同以外，地面无线、卫星与有线数字电视网络媒体话机终端的区别在于均带条件接收和一般交互功能外，后者提供其它通信交互式功能。这三种数字电视网络媒体话机终端的信源解码器完成的条件接收功能是基本相同的，不过在处理能力和扩展接口方面可能会有差别。

数字电视网络媒体话机终端在一般网络媒体话机终端的基础上增加了数字电视信号处理单元和数字电视、IP网络双口接入单元。针对数字电视信号的传输方式的差异，可以采用对应的调制方式，选用相应的数字电视信号处理单元，以组成适应不同制式数字电视播放的数字电视网络媒体话机终端逻辑结构。

数字电视信号处理单元可分为两个相对独立的模块：前端信道解调和后端信源解码。前端和后端接口的数据格式是TS码流。前端部分主要完成数字电视信号高频下变换和8VSB信道解调，并输出TS流；后端部分实现TS流的解复用，并将视频和音频的ES/PES流分别送入相应的音视频解码器，最终输出视频和音频信号。单元的整体控制部分由后端的主控CPU负责，包括I²C总线，前端的信道解调，TS流解复用，音频解码和视频解码，以及遥控器和键盘等流程控制。图2表示了数字电视网络媒体话机终端的系统设计框图。

调谐器通过I2c总线来控制和设置调谐参数，完成数字电视DVB信号高频调谐并输出中频信号。另外，信道解调器根据中频信号幅度，通过AGC信号来调节调谐器输出的中频信号幅度，使其稳定在一定的范围之内。中频信号输出幅度通常较小，需要经过中频放大器，然后送入8VSB解调器。

8VSB解调器收到中频信号后，对其进行模数转换，然后逐级进行解调。信道解调器可以直接对输入44MHz中频信号进行A/D采样，提供AGC信号调节中频信号增益。正常工作状态下，解调芯片先通过非相关AGC模式使中频信号幅度在A/D采样范围之内；接着进行载波锁定和同步信号恢复；实现同步后，相关AGC模式进一步细调中频信号幅度。然后依次进行NTSC同频干扰滤波、信号均衡、9相位跟踪锁定以及FEC处理(包括格状解码、去卷积交织、RS解码和去随机)等步骤，最后输出TS码流。实际解调的每一步都可以通过内部寄存器来跟踪。解调过程中各阶段信号的实际性能，如锁定状态，信噪比，误码率等可以由解调芯片内部的寄存器指示。

主控CPU实现操作系统的各种控制功能，同时完成TS流解复接。一方面，主控CPU解析来自前端送入的TS流，提取相关的PSI表，并利用PID过滤器来分离音视频ES或PES流，实现TS流解复用。另一方面，主控CPU管理终端的多个进程，控制着终端解码的全过程。

视频解码单元完成符合MPEG-2压缩标准的视频实时解码，包括MP@HL格式。解码器外接128Mbits的SDRAM，用于解码过程中的数据存储。视频解码时，主控CPU解析ES流或PES流帧以上高层语法，提取图片尺寸，比特率，量化距阵等控制参数，然后将参数写入解码器的控制寄存器。而帧以下的，涉及大运算量的视频解码，主要通过视频解码器的硬件解码单元实现。视频解码器支持某些格式转换，既可以输出8-bit的标准清晰度视频信号，也可以输出24-bit高清晰度视频信号。它还支持OSD，通过节目内容和频道选择的提供，支持终端信息交互功能的实现。

音频解码单元由单片兼容MPEG-2和AC-3的音频解码器完成，不需要外部存储器。解码过程中，主控CPU可以通过8bit数据接口或者通过I2c接口来控制音频解码器。音频解码器可接收MPEG-1，MPEG-2，AC-3和PCM多种音频数据输入，具有三路双声道PCM数据串行输出接口和一个S/PDIF数字音频输入口。

数字电视网络媒体话机终端的源程序装载于FLASH ROM内。加电启动后，各芯片进行上电复位，主控CPU从FLASH ROM内加载并运行程序。程序首先完成软硬件初始化，包括时钟初始化，系统内存初始化，前端解调初始化以及音视频解码寄存器初始化等，并建立多个工作进程。多进程模式使主控CPU能同时处理多个工作流程，还可以进行进程间的通讯控制。

系统完成初始化后，终端通过交互功能选择频道，频道选择界面通过OSD提供。主控CPU响应遥控器指令，通过I²C总线设置调谐器，使调谐器输出中频信号。中频信号经信道解调器处理后，输出TS流。主控CPU内PID过滤器实现TS流解复接，将相关的ES或PES流分别送入音视频解码器，最终输出音频和视频信号。TS流中的节目信息经过解析并存储，终端通过OSD查询提供节目信息菜单。对于多节目复合的TS流，终端还可以通过节目指南EPG以交互方式指定收看TS流中的某个具体节目。

终端系统是利用基于网络的信道来完成数字电视节目的条件播放控制和互动导播信号回传的。首先，数字电视服务平台把设计好的数字电视广播、点播、图文等内容节目标题菜单(带服务类型控制域号码和节目选择引导号码)，通过数字电视通用传输通道进行广播，告知终端平台现有的服务类型和节目内容资源、服务状态信息。终端接收该电子菜单，解码并存储/呈现。然后，终端以“热键”拨号呼叫(电子菜单服务类型控制域目标号码映射)方式经网络向平台系统的通信服务器发出服务选择请求，要求平台提供对应的数字电视服务。由于通信服务器具有通信网的双向接口，通信服务器再次收到二次拨号呼叫(节目选择引导号码)请求后，会立即将信息通知平台的管理服务器，管理服务器得到终端的号码信息、注册权限以及呼叫请求服务的内容等信息后，进行终端的号码身份验证。如果终端请求是确认的，则根据数字电视服务类型通知内容服务器通过数字电视广播或点播分配下行信道向该终端发送所请求的播放服务，终端在收到允许接收数字电视播放服务的控制信息后，自动切换接收节目信息，解码并输出。平台系统在提供该服务的同时，开始按既定的计费标准对该服务进行计费。图3为终端功能实现示意图。

通过为数字电视业务特性的详细分析，总结出数字电视网络媒体话机终端设计方面的五项要求：

●具有数字电视网络接入功能，能够利用地面无线、卫星与有线等方式接入到数字电视服务前端、支持数字电视DVB标准规定的多种协议。

●支持数字电视主流音视频压缩格式，目前MPEG2、MPEG4、H.264等标准在数字电视中都有使用，有些服务甚至交叉使用，这与传统有线电视采用单一的MPEG2标准情况完全不同。终端能支持的压缩标准越多，业务开展就越灵活，产品的使用范围就越广泛。

●具有完善的数字电视条件接收和交互业务设计，其中包括广播、点播、互动、信息服务、通信等，增值业务是数字电视获取利润的关键，所以设计数字电视网络媒体话机终端时要充分考虑到各种增值应用的扩展。

●提供丰富的外部可用的物理接口，其中包括：数字电视网络接口、标准音视频接口、通用PC外设接口、通信接口和HDTV、无线网络等功能扩展接口等，以支持数字电视网络媒体话机终端多重播放应用设计。

●选择嵌入式系统开发平台。低成本、低功耗和稳定性是数字电视网络媒体话机终端设计要遵循的原则，一些早期的数字电视机顶盒设计方案采用了基于DSP的一般通用处理器架构，虽然性能尚可，但是在功耗和成本方面最终很难被市场认可。

基于嵌入式平台的在网络应用方面结合B/S架构和C/S架构的优点，充分体现智能终端端技术的优势，尽可能的将终端对特定服务网络的依赖性降低到最小；在硬件构造方面体现了采用嵌入式系统终端的设计造价低，可靠性好，功能专一，扩展性好，软件的可移植性强，数字电视和通信处理体系结构设计灵活结合使用，功能调度更加方便。

在设计终端系统时，对于业务应用处理的体系结构，有两种概括性的方法：以通信应用为中心的方法和面向数字电视服务的方法(如图4)。

使用以通信为中心的策略应用系统是设计一个具有在终端上本地安装的关系数据库管理系统(呼叫号码表ACD)，并且使用该数据库系统的内置功能将按本地数据呼叫网络通信平台服务器，处理同步过程，并检测和解决任何数据冲突。

使用面向数字电视服务方法的应用系统设计将交互信息存储在消息中，并且当终端准备就绪时将这些消息排列到呼叫队列中。在建立数字电视网络连接以后，排队的消息将被回传到数字电视服务平台进行处理。

数字电视网络媒体话机终端采用以上两种方法相结合的设计方案，采取面向数字电视服务的方法时，该终端就作为数字电视播放系统使用，可以执行数字电视业务条件接收和一般互动功能，特点是将回传信号数据保存在特定文件中，并自动上传这些数据。当连接IP网络的时候，终端就作为通信系统使用，通过通信平台服务器提供的交互通信服务，执行相应的输入输出和数据处理操作，此时，所有回传数据都实时地传送到平台服务器的数据库和相应的文件中。采取以上设计形成面向数字电视和以通信为中心的集成工作模式，融合了嵌入式技术和集数字电视终端架构、通信终端架构优势于一体的智能客户端优势，构造了基于嵌入式平台的数字电视网络媒体话机终端系统设计框架。

四.数字电视网络媒体话机终端功能架构：

数字电视网络媒体话机终端系统的实现包含三个基本功能：任务选择功能、任务控制功能、任务实现功能。

●任务选择功能：终端启动应用后，首先运行选择任务，终端与(数字电视或通信服务平台)应用服务器进行通信，获得业务应用所提供的(数字电视和通信服务)任务清单，随后，终端等待用户的选择。当用户选择了某个任务时，应用服务器通过用户的(拨号)操作了解到该用户选择的任务，然后将用户所选择的(服务)任务的标识发送给终端。

●任务控制功能：当终端收到任务标识后，(服务执行)控制任务开始运行，终端将发送建立互动的请求，该请求中包含了终端的(号码)标识、所在的网络位置、所选择的(数字电视和通信)服务标识和通信标识等信息。(平台)在收到请求后，与连接管理服务器进行通信，在获得响应后，平台向终端发送任务建立确认消息来确认本次交互的建立，终端在收到确认后，再向连接管理服务器发送用户连接请求来进行业务连接，连接管理服务器将向用户端发送服务器连接指示。终端收到的用户任务建立确认消息中包含用户所选择服务将要使用的业务处理方式以及服务任务编号。任务实现功能：终端在收到任务建立确认后，将启动服务执行任务。终端首先做好(数字电视和通信)服务应用操作的准备，然后根据任务控制建立所获得的业务处理方式以及服务任务编号来调整系统的参数，以正确地接收或执行(数字电视和通信)服务应用。

1.基本结构

本实用新型数字电视网络媒体话机终端构成的芯片中包括的基本结构：

●数字电视接收前端单元

●视频输入/输出模块，视频编解码器

●音频输入/输出模块，音频编解码器

●通信处理、延时单元

●数据处理、存储单元

●系统控制单元和网络界面单元

2.核心技术：

数字电视网络媒体话机终端的技术含量非常高，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的发展水平，在设计技术上主要包括系统硬件技术和软件技术两大部分，其中，软件技术占有更为重要的位置。

●信道解码技术

数字电视网络媒体话机终端的接收前端单元包含数字电视信号调谐器。调谐范围可分为卫星频道、地面无线电视接收频道、有线电视频道。根据DVB规定的调制方式，信道解码应包括QPSK、QAM、OFDM、解调功能。

调谐器接收到数字电视信号调制数据，对调制类型进行分析判断后，把凋制数据分别送到解凋模块。解凋完成后解倜控制器模块将解调数据及调制类型送给信道解码模块

●信源解码技术

MPEG-2是数字电视中的关键技术之一，目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在MPEG-2技术基础上，MPEG-2是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。MP@LL用于VCD，可视电话会议和可视电话用的H.263和H.261是它的子集。MP@ML用于DVD、SDTV，MP@MH用于HDTV。

MPEG-2图像信号处理方法分运动预测、DCT、量化、可变长编码4步完成，电路是由RISC处理器为核心的ASIC电路组成。

MPEG-2解压缩电路包含视频、音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面、子画面解码，最好具有分层解码功能。图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上，这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据，要有很高的速度和处理能力。OSD是一层单色或伪彩色字幕，主要用于用户操作提示。

数字电视业务主流采用MPEG-2视频压缩标准但考虑其拓展应用，也可采用MPEG-4和H.264等视频压缩标准的交叉应用，，适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC-3和MPEG-2等多种标准。信源解码器必须适应不同的编码策略，正确还原原始音、视频数据。

●音视频处理技术

完成音频视频模拟编码以及图形处理功能，可以直接输出Video和Audio信号。对MPEG视频数据进行解码，然后输出到视频编码器，编码成电视播放信号，再经视频输出电路输出。对MPEG或AC-3音频数据进行解码，输出音频数据到音频解码器，解码器输出立体声模拟音频信号，经音频输出电路输出。

●加解扰技术

加解扰技术用于对数字电视内容进行加密和解密。其基本原理是采用加扰控制字加密传输的方法，采用DVB定义的SimulCrypt和MultiCrypt标准。通过PCMCIA接口与终端相连的模块，除了解扰功能外，还要完成与前端的交互功能。加解扰技术分为同密和多密技术。同密技术是将两个或两个以上终端的条件接收(CA)系统应用于同一网络平台之中。多密技术实现同一终端可接收不同CA系统加密节目。

●电缆调制解调技术

在数字电视的交互通信中，HFC采用了双向非对称技术。在频谱中分配90MHz到860MHz间的一个频段作为下行的数据信道。对一个6MHz的模拟带宽(可以针对中国情况采用8MHz带宽)，通过64QAM和256QAM数字调制，传输速率达到27Mbps和36Mbps。同时在频谱中分配5到50MHz中的一个频段作为上行回传。采用QPSK或者16QAM调制，对200kHz到3.2MHz的模拟带宽调制后，可获得0.3Mbps到10Mbps的速率。通过上行和下行数据信道形成数据传输的回路。这里采用非对称技术，主要考虑到目前数据业务的信息量集中在下行，如Internet的浏览。通信协议采用TCP/IP，实现交互通信业务。一般系统除了网络外还包括前端系统和用户终端，在Cable Modem系统中对应Cable Modem的局端系统(Cable Head End Equipment)和Cable Modem的用户端设备(CM)。在Cable Modem的局端系统中存在三个接口。一个是有线电视网络接口，与Cable Network连接，通过它可以连接上一级的CATV网络相连，也可以传输转播的卫星、地面无线和本地的数字电视服务。另一个是基于IP的数据网络接口，通过它与数据网络相连，实现数据业务。最后一个接口是话音接口，也就是PSTN接口。通过这三个接口，实现了HFC网络与现有的三个通信媒体有线电视、计算机和电信网络的连接。借助于Cable Modem技术，终端的多业务综合接入，而且可以实现三网的互连互通。

●信号回传编码技术

开展数字电视交互式应用，需要考虑回传信号的调制编码问题。可采用的有3种方式：

——采用PSTN传送回传数据信号：基于POTS或DSL技术实现。

——采用LAN网传送上行回传数据：基于以太网技术实现。

——通过HFC网络传送上行回传数据：基于Cable Modem技术实现。遵照国际标准MCNS DOCSIS1.1的规定，数据首先转化为IP包，然后封装成MPEG-TS帧，再经过射频调制在HFC网络中传输。

数字电视网络媒体话机终端以(POTS或VOIP)拨号呼叫形式提供上行信号回传。局端系统中的信号回传模块具有智能处理的能力，能区分来自终端呼叫的目标性质，对数字电视或通信服务提供不同的处理。

●语音编码技术

语音通信是数字电视网络媒体话机终端必备的基本功能。为了适应网络环境条件对语音通信码率的要求，ITU-T推出了G.72X系列语音压缩标准。其中G.723.1、G.728、G.729和G.729A，在IP电话中得到了广泛应用。终端可采用不同的语音压缩技术标准可提供不同的码率、时延和语音质量。

在数字电视系统中实现话音业务的应用也可采用HFC网络，Cable Modem技术最初是实现IP数据的高速传输，在系统中嵌入VoIP模块的设计，完成话音的数字化、IP包的转化，，通过HFC网络上行到局端系统。在局端数据经过解调还原为话音IP包。根据IP中目标地址的性质进行相应的呼叫和电话双向转接处理。

●交互通信协议

SIP(SessioninitiationProtocol)协议是IETF于1999年提出的一种新的网络多媒体通信的交互信令，相对于H.323协议具有简单、扩展性好、便于实现等优点，为保证数字电视网络媒体话机终端在网络上的可靠通信，终端基于IP网(DSL、LAV、Cable Modem)主要采用OSIP2通信控制协议。

●嵌入式技术

当数字电视信号完成信道解码以后，首先要解复用，把传输流分成视频、音频，使视频、音频和数据分离开，在终端专用的嵌入式CPU中集成了可编程PID滤波器，其中两个用于视频和音频滤波，其余的用于PSI、SI和Private数据滤波。CPU是嵌入式操作系统的运行平台，与操作系统一起完成网络管理，显示管理、有条件接收管理(任务呼叫或号码识别)、应用处理等功能。为了完成这些任务，必须在CPU上扩展许多新的功能，并不断提高速度。

3.功能扩展与结构模块：

数字电视网络媒体话机终端的功能目标是扩展支持对数字电视服务的应用，终端应具备通信交互和数字电视内容展现能力，并具备较强的网络信息处理能力，终端在保证对网络媒体话机终端功能继承的基础上，还要通过对三网关键应用支持能力的创新向用户提供新型数字电视业务体验，系统功能规划的典型特征如下：

●信息处理方式的融合——取代三网“单个业务专用一种终端”的方式

●通用的拨号呼叫机制——降低用户对数字电视业务的应用操作门槛

●多重模式的模块适配——适应数字电视网络接入环境，方便实现单机即插即用

●双向的信息互动交流——提供人与人，以及与内容的多方互动，细分数字电视应用市场

●变革内容的提供方式——终端成为数字电视内容的潜在提供节点，符合大众传播模型终端将通过优化系统结构并增加扩展功能模块，遵循“终端+服务”的应用模式，形成满足数字电视和通信业务多层次需求的系列产品，给用户带来全新的应用体验。数字电视网络媒体话机终端的基本应用模式：

●普通数字电视网络媒体话机终端+数字电视广播条件接收应用+基本通信服务

●高端数字电视网络媒体话机终端+数字电视点播互动应用+融合通信服务

●定制数字电视网络媒体话机终端+数字电视DVB差异化应用+融合通信服务

在确定数字电视网络媒体话机终端的功能结构时，必须结合市场需求，技术可能性等因素，根据对硬件和软件成本的分析，对功能模块设计进行规划，确定终端的不同型号和功能，以及软件升级的计划等。包括数字电视应用扩展设计的终端功能配置结构模块包括：

●PSTN电话+VOIP通信转接模块

●数字电视业务属性控制功能模块

●互动电视+UMS业务功能模块

●数字电视调谐+有条件接收解码模块

●HFC/CableModem通信转接模块

●音视频编解码模块

●系统外设接口功能模块

●室内无线子母机功能模块

功能模块由嵌入式处理器、嵌入式操作系统、应用程序支持，实现基本的软硬件功能(含：简单拨号操作的PSTN号码<含IP映射SIP呼叫>、数字电视应用、VOIP通讯，MPEG/H.264流媒体通信和LCD来电/信息显示)；网络接入部分(含10/100Mbp以太网接口、DSL通信转接接口或CableModem通信转接接口)、USB接口，拨号键盘(含业务创建“热键”)等由TCP/IP协议堆栈、CODEC协议堆栈软件支持。

五.设置与连接应用方法：

如上所述，数字电视网络媒体话机终端通过拨号数字电视和通信业务应用，包括：终端基于网络结合数字电视机顶盒和IP话机终端的功能集成方案，终端利用电视机作为视频显示终端(电视伴音和音响作为音频播放终端)，将数字电视服务内容送入电视机(音响)终端，并通过网络实现通信的信息交互，数字电视网络媒体话机终端与服务平台数字电视和通信应用系统之间有两个接口，一个是通过SIP代理服务器与通信应用服务器之间实现的IP信令交互，从而建立信息会话的SIP协议接口；另一个是在网络媒体话机终端与数字电视服务系统中，缓冲区代理或内容服务器之间建立的流媒体传输接口。数字电视网络媒体话机终端通过上述IP信令控制与信息传输接口和数字电视和通信应用系统实现交互，从而在数字电视网络媒体话机终端上完成业务应用。由嵌入式处理器、嵌入式操作系统、应用程序支持，实现基本的软硬件功能(含：简单拨号操作的PSTN号码<含IP映射SIP呼叫>、VOIP通讯，数字电视内容播放、交互通信和LCD来电/信息显示)；网络接入部分(含数字电视网络接口、PSTN或IP通信转接接口)、USB接口、拨号键盘(配置数字电视业务创建“热键”)等由TCP/IP协议堆栈、CODEC协议堆栈软件支持。

TCP/IP协议()在嵌入式处理器上运行。在广域网应用中，I/O是通过TDM总线和电信I/O接口对公用电话网络(PSTN)进行访问。TDM数据流从TSI交换器输出，又输入处理器通讯串行口。处理器选择适当的TDM时隙(信道)并进行信号音检测以确定呼叫类型。如果是语音呼叫，则对该时隙的语音数据消除回音后进行编码、实时处理、以太/IP/UDP打包，再直接发送给以太网控制器。如果语音信号探测器没有探测到语音信号，则启用静音抑制。对于通过LAN(包括通过DSL或CableModem扩展转接)接收到的分组数据，首先进行解包并发送到抖动缓冲器，然后发送到语音解码器。如果启用了静音抑制，就可以生成柔性噪音。语音数据通过处理器串行数据流发送至时隙交换器并经电信I/O接口输出。“嵌入式操作系统”由TCP/IP协议、SIP协议支持工作。

数字电视网络媒体话机终端定义为基于嵌入式系统的信息终端产品。是一个专用的带有网络接口的嵌入式系统。其硬件主要负责数字信号的解调和音频、视频的编解码工作；其软件包括嵌入式实时操作系统、各硬件模块的驱动及其应用，负责各功能部件的控制、管理和协调工作，以完成数字电视播放和通信应用等功能。嵌入式系统的可选方案有：固定功能芯片集/IP内核、通用可编程CPU处理主机或本地信号以及可编程面向通信的DSP。

本终端系统开发使用的硬件设备可直接向相关嵌入式芯片解决方案提供商购买，但由于嵌入式系统是软硬件高度结合的系统，还需要根据硬件配置条件针对软件系统定制一个开发平台。可使用嵌入式芯片解决方案提供商提供的系统开发包，利用开发平台的嵌入式操作软件系统创建向导嵌入式应用软件系统，定制出满足各种不同业务需求的系统功能，新建映象文件并将其下载到开发电路板中固化。

数字电视网络媒体话机终端将被设计为扩展支持数字电视应用的3C智能终端。其业务接口(Service Interfaces)包括：提供数字电视业务接口。提供使用户的应用具备访问数字电视业务资源的条件与搜索能力，如生成、呼叫、管理，消息，交互等，业务接口也包括减轻业务应用程序压力的通用应用接口。

本实用新型框架接口(Framework Interfaces)提供业务应用所必需的外接支持能力，业务框架接口支持号码呼叫映射方式的数字电视和通信业务操作、对于数字电视网络的DVB接入支持；对于电视机/音响的接入支持；对于PSTN和IP网络的接入支持、对于终端子母机室内无线的连接支持，对于USB标准下摄像头/移动硬盘等PC外设的接入支持。

本实用新型数字电视网络媒体话机终端还通过设置业务属性控制域标识，由功能框架接口提供对数字电视业务应用属性分配的控制管理支持等

本实用新型框架接口使数字电视业务通过数字电视网络媒体话机终端一体实现，基于业务应用的功能框架接口将终端依据“终端+服务”应用模式的性价比，形成多种功能组合的系列数字电视网络媒体话机终端设备。特别是通过外接硬盘，终端将集成PVR(个人视频录像机)功能。

支持更多的互联接口，如USB2.0、USBOn-the-Go、SD卡、MMC卡、1394和Wi-Fi等，以无缝实现与数码相机、数码摄像机、PC、笔记本电脑、PMP、智能手机、数码打印机等数字设备的连接，共享相互之间的音视频信息。

本实用新型关键组合：基于SIP协议(由IETF制订的会话初始协议)和DVB(国际承认的数字电视公开标准)协议的数字电视网络媒体话机终端将数字电视机顶盒与IP话机的相关功能集中为一体、支持数字电视和通信技术应用、扩展支持Cabll-Modern(数字用户线路通过铜线提供数字连接的一种技术/线缆调制解调器)转接、交互通信、UMS统一消息服务、互动电视(VOD、NVOD)、HDTV(高清电视)的组合应用等。设置终端主机与子机建立Home RF(家庭用户具有互操作性无线通信)，使子机具备室内移动通信和遥控操作功能。

本实用新型的有益效果：传统的电视业务一致采用单向广播模式运营，随着科技的进步，人们越来越希望在电视中实现双向交互功能，通过交互通信，运营商能够及时地得知用户的需求，而终端用户也可以改变以往单一被动的信息接收模式，更多地参与到业务运营中。数字电视的出现，使这一愿望成为可能，它作为电视和网络通信技术的融合，能够向用户提供包括电视在内的更为广泛的多种交互式视音频服务。数字电视今后将会向着两个主要方面发展，一是数字高清晰度电视，另一方面，在数字电视系统中提供多种创新的应用服务功能也是一个重要的发展方向最终将会集两者于一身。演变为以用户为中心的交互式应用模式。

在我国，数字电视节目在许多省市已经开始试播，由于用户端使用的基本都是模拟电视机，无法接收数字信号，因此需要一种接收装置来担当二者之间的桥梁，这就是数字电视终端。它可以把卫星直播数字电视信号、地面数字电视信号、有线电视网数字信号甚至互联网的数字信号转换成电视机/音响可以接收的信号。

数字电视内容可以是由多个同步的音、视频流以及装有与节目相关的数据信息组成的复用流。这使一个数字电视节目可以同时用多个视、音频流表现一个主题，用户可以选择观看一个多事件节目的某一个事件，或从观看一个事件的多个角度选择某一个观看，在观看的同时还可以通过终端运行应用程序，浏览与节目相关的信息，并可以通过回传通道实现交互。这种数字复用广播使电视节目从单纯的制作者角度拍摄、编辑，演变为节目的制作者以用户为中心，从用户的视点多角度、多方位地创作各种吸引用户的业务节目。这种做法使数字电视节目拥有巨大的可开发潜力，将深刻改变电视节目的概念。数字电视交互式应用的最大好处就是为服务商带来了新的收入增长点，这也是在数字电视运营不断向前发展走向成熟而逐步认识到的。使得人们不但从技术上来重新审视数字电视及其应用，更重要的是从用户的需求及个性化和崭新的市场发展角度来重新认识、发掘和使用数字电视这一技术。

在数字电视的系统中，用户终端是一个非常关键的设备，它不但是收看电视节目的终端，而且还是一个信息汇聚、交互的平台，被认为是构成未来家庭多媒体中心的重要组成部分，作为一种高品质的数字多媒体播放器和高性能的网络信息终端，基于嵌入式系统实现的数字电视网络媒体话机终端可能成为下一代消费电子市场的热点。

数字电视网络媒体话机终端是扩展电视机/音响功能的一种新型网络信息终端，分为卫星(DVB-S)、地面无线数字(DVB-T)和有线(DVB-C)数字电视网络媒体话机终端三种，并能接入通信网，使用户享受电视、数据、语言等三网融合的信息服务。数字技术、多媒体技术和网络技术的进一步发展，数字电视网络媒体话机终端功能将逐步完善，应用更加广泛。

随着更高性能芯片方案的推出以及整个市场的启动，作为与有线网这个宽带资源连接同时与家庭最大的显示设备相连的数字电视网络媒体话机终端产品，其功能将可能发生明显的转变，交互式应用功能将大大增强。此外，终端一开始就面向家庭应用，具有友好的应用界面和操作模式，将可能部分替代PC，作为家庭媒体中心，甚至是家庭网关。

除了标清产品开发，高清晰数字电视终端市场也值得关注。背投和PDP电视普遍清晰度高于1000线，大部分高端CRT彩电的清晰度也在1000线以上，而这部分彩电本身不具备数字信号接收和交互应用功能。此外，这部分用户本身就是追求时尚的高端用户。这些情况为高清晰数字电视网络媒体话机终端产品的开发带来了商机。

国家广播电影电视总局也对我国数字电视的发展路径作了以下规划：2008年数字高清晰度电视节目将在国内主要城市普及及商用播出；2010年全国实现数字电视广播；2015年停止模拟电视广播。随着数字电视标准的完善、终端成本的降低和用户消费观念的改变，。厂商和服务提供商能否立足于如何用高性价比的方式向用户提供附加值功能，将决定该行业能否保持甚至超过当前的增长率。如果有能力部署可以充分利用当前网络的终端灵活解决方案，这个新兴的领域将是一个绝佳机会。数字电视网络媒体话机终端必将同电话终端、PC一样，得到广大用户的认可和接受，市场将不断扩大。

数字电视整体转换决定了终端市场以低端为主。然而，随着整体平移的逐步深入及高清电视节目的开播，终端需求将开始提升，高端产品逐渐走向市场。

图5：是2003-2011年中国有线数字终端市场分析预测

未来数字电视网络媒体话机终端的终极发展目标，或许会成为一个价值更高的“盒子”，彻底颠覆传统电话机和现有机顶盒的形象，具有友好的应用界面，可能部分替代PC，作为家庭数据储存中心，甚至是家庭多媒体网关，其核心芯片在强化多媒体处理能力的同时，也将具备更强的网络处理能力，更加利于产品升级和更新，以适应未来数字家庭对多媒体与网络进一步融合的要求。

本实用新型的功能：随着数字电视应用的范围越来越广泛，终端系统的功能也将越来越复杂，概括而言，数字电视网络媒体话机终端应具备的基本功能包括：

●操作功能：PSTN拨号呼叫、IP号码映射呼叫、“热键”呼叫、数字电视/通信业务融合呼叫模式；

●话机功能：PSTN/IP电话功能，匹配外设扩展支持可视电话应用；

●媒体功能：匹配电视机/音响支持数字电视内容播放服务，扩展支持数字内容下载；

●消息功能：匹配电视机/音响支持语音、文本、媒体消息呈现；

●通讯协议：POTS、SIP；

●媒体格式：支持MPEG-2(可扩展支持MPEG-4，H.264)；

●互通模式：域标识控制支持数字电视条件接收、NVOD、UMS、3GPP网页HTTP、HTML，cookie，Java；

●扩展支持：可选支持有线、地面无线、卫星DVB、扩展支持HDTV；室内无线电话提供遥控功能、DSL/Cable-Modem转接、WebCall、P2P。

附图说明

图1：数字电视终端的一般组成框图

图2：数字电视网络媒体话机终端的系统设计框图

图3：终端功能实现示意图

图4：业务应用处理的体系结构

图5：2003-2011年中国有线数字终端市场分析预测

图6：终端嵌入式系统模型图

图7：调谐器和信道解码器硬件结构图

图8：解复用及音视频解码STi518扩展功能模块

图9：ARM9扩展板逻辑结构图

图10：终端系统硬件逻辑结构图

图11：终端系统软件分层设计模块图

图12：终端软件系统结构框图

图13：数字电视网络媒体话机终端功能结构模块连接示意图

具体实施方式

由于数字电视网络媒体话机终端是多种功能组合的产品，加上数字电视市场的技术、标准与应用需求变化极快，要想推出满足各方需求且使用寿命长的通用型产品，是一件很不容易的事。除了上述的数字电视功能扩展及与电话呼叫的整合是设计关键外，在数字卫星、地面无线及有线的数字电视服务应用方面，实现信号回传的互动性是整体系统上的重要工作；在通信和信息交互的部分，如何保证音视频的服务质量(QoS)，并能提供HDTV的服务，也是开发的重点。

应对市场的变化，数字机顶盒必须具备提供产品开发的便利性及升级上的弹性，这包括设备开发层面及终端用户的使用层面。在开发层面，目前芯片解决方案提供商具备完善的设计参考平台，能够加速开发时程，而且能在既有的设计基础上，弹性地加入新的功能以推出差异化或升级的产品。在终端部分，数字电视网络媒体话机终端需具有软件升级的功能，能自动升级其软件或韧体。

为简化数字电视网络媒体话机终端解决方案的设计，采用高度优化和集成的嵌入式系统平台，增加整机系统的集成度，并获得更低功耗、更小体积和总体更低的系统成本，并快速集成到最终的产品设计中。基于嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件集成的灵活架构，提供必要的数字电视媒体处理算法以及基于呼叫通讯的控制，可在终端开发时专注于开发设备上的业务应用。呼叫控制、用户接口和一般的电话控制应用都在这个应用处理器上完成，同时可利用嵌入式系统软件框架配置和管理基于嵌入式处理器硬件的视频加速模块来控制数字电视视频流。其它任务用‘C’实现。将数字电视媒体处理和呼叫控制/系统管理分别采用应用处理器可以简化开发设计，减少功能开发工作量、降低拥有成本。另外，应用处理器分开还可以复用VoIP媒体处理和系统控制原本已完成的各项单独开发工作和单独开发工具链，可以直接使用成熟的内含数字电视专用处理器和通用视音频处理器或DSP的系统级嵌入式芯片(SoC)。终端嵌入式系统模型如图6所示。

数字电视网络媒体话机终端的解决方案包括两个基础部分：数字电视接收和通信处理。数字电视接收又包括调谐器单元和通道解码器单元。处理单元集成CPU处理语音/通信、音视频处理和用户应用界面交互、设备控制功能。考虑到最终产品应使用简单、安装方便、便于控制、性价比合理，以及生产成本、实现的难易程度、市场推广、产品的升级更新等诸多因素，具体实施确定的数字电视网络媒体话机终端系统实现方案为：数字电视的解复用和通信/控制核技术的有机结合逻辑结构，采用ARM9和STi5518芯片实现数字电视网络媒体话机终端。

一.硬件系统设计

数字电视网络媒体话机终端电视接收包括调谐器单元和通道解码器单元，调谐器和信道解码器采用菲利浦公司的TDA8274和TDA10023，解复用器采用ST公司的专用解复用和音视频处理器芯片STi5518，其硬件结构如图7所示。

TDA8274是一款功能强大的RF集成电路，嵌入了低噪声的输入放大器，并且为处理RF信号提供了一个图像抛弃混合和向下转换成IF的电路，经过滤波后送给通道解码器TDA10023，完成通道解码功能。

TDA10023是一款电缆通道解码器(对应于地面无线和卫星数字电视通道解码，可选用其它相关型号的解码器)，提供4，16，32，64，128和256正交频幅解调功能，具备IF信号输入接口，通过内部10位A/D转换器将模拟信号转换成数字信号。芯片包括两个前向纠错编码器(FEC)，在DVB-C模式中，使用MPEG-2的同步字节进行纠错，能够纠正8个错误字节，在MCNS模式决策中，使用软解码器纠正随机的通道错误，送给TDA10023的IF信号经过A/D转换，QAM解调，前向纠错、滤波，最后输出串行/并行传输流。

STi5518是一款32位的高性能的CPU，专门用于DVB数字电视信号的解复用、解扰和MPEG-2音视频解码的专用芯片。其指令Cache和数据Cache分设各2KB，另带4KB SRAM可以设置为数据Cache。它支持PAL/NTSC/&SECAM编码输出，音视频解码器的支持多种编码格式。前端接口兼容DVD、VCD、SVCD、和CD-DA，硬件TS解复用器支持串/并输入，集成了丰富的外围接口，它支持ANSI C编译器和库，给开发带来极大的方便。

STi5518以串行或并行的方式接收来自前端输出的传输流，其内部解复用器解调出不同的节目频道，提取相应的音视频流和数据流，其输出为MPEG-2音视基本流及一些数据净荷。MPEG-2解码器和相应的解析软件用数字信息的还原。对于加密的电视节目，条件接收模块可以通过智能卡对音视频进行解扰。MPEG-2解码器用于音视频解压缩，经过视频编码器和音频编码器还原模拟音视频信号。解复用及音视频解码STi518扩展功能模块如图8所示。

在STi5518模块中，E2PROM用于存放工作过程中的配置参数，同步存储器SDRAM用来运行程序，Flash用于烧写启动程序，智能卡接口用于完成条件接收功能。同时该扩展模块输出数字电视和VGA显示器所需要的信号，双口RAM用于完成STi5518和ARM板之间的通信。

数字电视网络媒体话机终端的主CPU采用三星公司ARM9核S3C2410A，S3C2410是三星公司设计开发的基于精简指令集的ARM9核的CPU，工作频率可以达到了203MHz，且具有丰富的外围组件，其中主要包括：存储器管理单元MMU，16KB的指令缓冲器和16KB数据缓冲器[3]，存储器控制器(SDRAM控制器)、NAND Flash和NOR Flash控制器，4通道的外部DMA请求控制，3个串行口，SD存储卡读取接口，2个USB接口(1个USB主机接口和1个USB设备接口)，5个脉宽调制定时器，看门狗定时器，117个通用I/O端口(其中24可用于中断请求)。正因为S3C2410有如此强大的外围控制组件，所以在电子产品中的应用十分广泛。其ARM9扩展板的逻辑结构如图9所示。

ARM9扩展板中由S3C2410CPU、64M闪存、64M的同步存储器，该CPU的工作频率可达203MHz，集成Flash、SDRAM控制器，硬盘接口、USB接口、I²C控制器、多串行口、互联网接口等。其主要功能是对整个终端系统进行控制，完成网络的连接与呼叫通信，数字电视内容的存储，实现视频点播等互动功能。利用双口RAM完成与STi5518的数据交换，利用I²C完成对前端解调器的控制。

系统中的64M闪存用来存放CPU的启动程序和Linux操作系统；64M的同步存储器用来运行操作系统和应用程序；键盘用来输入数字；USB接口用来外接移动硬盘、摄像头等设备；硬盘用来存储数字电视节目和其它信息、数据；互联网接入模块用于宽带接入互联网；无线线模块连接和控制终端室内子机的呼叫/电话发送与接收功能；双口RAM用来实现与STI5518的数据交换。数字电视网络媒体话机终端系统硬件逻辑结构图如图10所示：

数字电视网络媒体话机终端和一般网络媒体话机终端比较，仅多了调谐器和信道解码器模块和双口RAM模块，而功能却大为增加，数字网络机顶盒主要的功能是完成数字电视节目的接收，将处理好的节目信号保存到存储设备和送到电视机/音响呈现，同时能够完成与电话网、互联网的连接。由这样几步完成：终端的调谐器接收到数字电视射频信号，下行变换到中频信号后放大，然后送AD转换器进行模拟量到数字的转换，再送入解调器模块进行解调，输出串行或并行的MPEG-2格式的传输流(TS)。这部分的功能主要由菲利浦公司的TDA8274和TDA10023芯片组完成，经过该芯片组的调谐、下变换放大、AD转换后输出传输流(TS)。

STi5518接收前端送来的传输流后，先进行解复用、解扰，MPEG-2音视频解码，然后再完成PAL/NTSC&SECAM编码和VGA转换输出，送给电视机或音响呈现，同时支持多种音频编码和杜比5.1音频标准输出。前端接口支持VCD、DVD、SVCD和CD-DA I2S、串行口，并且支持I2C控制接口。并且通过双口RAM完成与ARM CPU的通信。

二.软件系统设计

终端的软件系统以实时操作系统(RTOS)为核心，根据系统硬件结构和系统功能设计加以扩充。目前通用的操作系统，如WindRiverSystem公司的VxWorks、IntegratedSystemslncorporated公司的pSOS、Microware公司的DAVIDOS-9、ST公司的OS20、WindowsCE等。另外，还有一种开放源码的实时的操作系统Linux，并通过一组嵌入式可配置的多任务实时操作系统，在该操作系统内核的最底层有一个硬件抽象层(HAL)，通过HAL直接控制和访问硬件，并通过一组宏向其它与设备无关的代码提供服务，这样大大简化了RTOSkernel的移植工作。由于嵌入式系统的软件和与硬件嵌入式处理器密切相关，通常采用分层模型来描述，软件层次结构自底而上分为驱动层、操作系统、中间件、应用层，这样，一旦硬件模块发生变化，软件的修改只发生在和硬件相关的固件层，中间件和应用层可以保持不变，能够减少编程工作量，缩短软件开发时间。层次构建遵循的原则：某一层的模块可调用下层模块，同时又能被上层调用，同层之间一般不能调用。终端系统软件设计模块图见图11。

数字电视网络媒体话机终端定义一组较为完整的、标准的应用程序接口，是应用程序独立于操作系统和硬件平台；应用软件是完成终端功能的上层软件，根据业务功能的不同，可以开发不同的应用软件。依据软件工程的原理，终端软件系统采用从上到下的层次化开发实现，依次由易到难，由具体到抽象和由软件到硬件，主要包括如下几层：

●硬件驱动层软件：实现硬件驱动功能，这些硬件部件包括射频解调器、传输解复用器、A/V解码器、OSD、视频编码器音频视频图形处理部件，网络通讯部件，系统IPO部件(串行口、并行口、智能卡接口等)以及系统存储器。目前这些部件都是专用的芯片，它们的驱动程序是直接与硬件有关的。

●嵌入式实时多任务操作系统：这是整个软件系统的核心，它负责任务调度、实时监控、资源分配.在操作系统内核的最底层是硬件抽象层HAL，操作系统通过HAL管理下层的硬件驱动程序。采用实时操作系统Linux内核。

●中间件：为应用层提供与业务无关的应用软件接口，而且能够屏蔽掉上层软件模块对硬件的依赖性，构建一个软件平台适配层。，提供对视频音频数据控制、用户存取接口、通讯、通道选择等高级功能，也支持多个应用程序对这些功能的共享和重复使用。库程序则提供系统视频、音频图像处理等的函数的程序。中间件的核心层模块包括GDI模块、SI模块、文件系统模块、AV模块、浏览器模块、系统模块等。

●上层应用软件：执行系统提供的应用服务功能，独立于终端的硬件，消除应用软件对硬件的依赖。如：电子节目指南、准视频点播、视频点播、数据广播、IP电话和可视电话、上网浏览、软件下载等。

数字电视网络媒体话机终端软件系统的嵌入式OS采用ARM-Linux内核，硬件驱动模块主要是基于ARM9的介于硬件和Linux内核之间的软件接口，为特定的硬件响应定义好编程接口从而操作硬件，实时操作系统(RTOS)是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，应用程序是运行于RTOS之上的各个任务。RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等)管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的系统中，每个任务均有一个优先级，RTOS根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务，保证对实时性的要求。在编写程序时，可以分别编写各个任务，大大减小了程序编写的工作量，而且减小了出错的可能，保证最终程序具有高可靠性。

数字电视网络媒体话机终端嵌入式软件系统应用模块的开发技术目前已相当成熟，可直接选用芯片解决方案提供商的开发软件包。本实用新型根据数字电视网络媒体话机终端的特点实现射频解调(COFDM/QAM/QPSK)、音频编码(MPEG或AC-3)、视频编码(MPEG-2)和SIP协议栈、语音编码(G.711/729/723.1)等核心技术。可利用下载驱动程序源码在LINUX环境下编译后下载到相关嵌入式处理器芯片中。基于嵌入式系统架构的应用处理器现在已经具备较强的处理能力，可以通过优化的“多任务嵌入式操作系统”RTOS指令，将数字电视和交互通信的相关设计功能任务交给嵌入式应用软件的中间件来完成。

借助中间件，应用程序可以独立于操作系统和硬件平台，提高开发效率、减少开发成本，如果仔细地采用汇编编码和手工优化过的Linux软件，相关业务调度和功能提供都可以在应用处理器或外围设备上高效运行。终端软件系统结构框图如图12所示

三.系统功能开发

数字电视网络媒体话机终端的功能开发就是基于上述基本概念及其抽象模型，依据的终端业务应用实现逻辑而设计的，包括：

1.嵌入式系统设计：由嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件等几大部分组成，软件开发采用安全可靠的、自行裁剪的嵌入式Linux操作系统，设计贯穿着集中管理、资源和计算能力共享的理念；终端“免维护、免升级”；终端自身不带硬盘，减少了病毒的入口。可根据融合通信业务特点，选用不同处理能力的嵌入式系统架构，通过开发修改嵌入式操作系统和借助中间件嵌入应用软件获得产品的系列化功能

2.终端结合数字电视的解复用和通信/控制核技术的逻辑结构，嵌入双口RAM模块提供系统前后端通信，简单扩展实现对数字电视业务的支持功能，前端可灵活适配数字电视DVB制式，方便终端系统对有线、地面无线、卫星等数字电视服务的可选实现。

3.嵌入式应用软件系统支持数字电视和通信业务属性的域标识控制，上电之后或者启用服务后，只有域标识通过认证的终端才可以接入指定的服务域中，系统按可分配业务属性域标识通过呼叫(号码映射)获得远程调用服务器上资源、建立数字电视条件接收和互动播放、UMS通信等业务服务的优化路由，保证终端接入和业务传送的安全。

4.嵌入式系统借助中间件获得数字电视DVB公共解扰算法和EPG条件接收功能处理软件，终端支持与加扰数字电视服务的相关的解扰播放应用服务；

5.嵌入式系统借助中间件提供数字电视VOD、NVOD等功能处理软件和系统界面操作“热键”，终端通过电话网、以太网或HFC网以拨号呼叫(号码映射)方式实现信号回传，支持与数字电视服务资源建立链接，并创建数字电视互动业务应用环境。

6.嵌入式应用软件提供VoIP编解码(G.711、G.729AB、G.723.1)、音频处理(DTMF(双音多频)、语音质量增强(线路和声学回波消除、抖动缓冲和SIP呼叫过程业务检测/调度等

7.嵌入式系统提供MPEG-2视频编解码、MPEG-3音频编解码(可扩展支持MPEG-4、H.264等视频编解码和AC-3音频编解码)，采用软硬相结合形式的加速器实时流畅地建立高质量的数字电视音视频服务(包括支持标清和扩展支持高清立体声数字电视播放)；

8.终端嵌入完整的CableModem通信处理器(如TI的4040处理器解决方案)，作为嵌入式外围设备，通过嵌入式应用软件与IP网络接口单元产生关联，终端可通过75欧Cable统一获得HFC+宽带IP的网络接入环境

9.终端嵌入完整的IP通信处理器(如TI的AR7处理器DSL解决方案)，作为嵌入式外围设备，通过嵌入式应用软件与IP网络接口单元产生关联，终端可通过RJ11获得PSTN+宽带IP的网络接入环境

10.终端扩展基于多嵌入式处理器设计，嵌入完整的HDTV功能模块(如ST公司的高清解码芯片Sti7710解决方案)，通过实现HDTV模块与DVB标清模块处理器之间的双机通信来同步处理任务，最终组合成支持数字高清电视的终端系统。

以上终端功能开发集成方案具有相对经济的总拥有成本(TCO)。目前的半导体芯片和软件技术可以支持高性价比的数字电视网络媒体话机终端开发，多任务、多处理器嵌入式系统技术和数字电视信号处理技术的有机结合，能使数字电视网络媒体话机终端依据应用功能开发出支持不同服务能力的系列产品，差异化的市场定位将促使终端产品迅速普及，同时，嵌入式系统架构也可以更短的时间和最小的风险开发出更多性价比合理的创新性终端产品。

数字电视网络媒体话机终端功能结构模块连接示意图如图13所示

四.终端开发集成

在明确数字电视网络媒体话机终端系统的软硬件和功能开发的基本设计要点后，最重要工作就是将各个独立的功能系统集成，系统基本功能结构包括数字电视接收前端单元、视频输入/输出模块，视频编解码器、音频输入/输出模块，音频编解码器、通信处理、延时单元、数据处理、存储单元、系统控制单元和网络界面单元。软件可以分为射频解调模块、应用程序模块、协议控制模块、音频编解码模块、视频编解码模块等几部分。应用程序模块完成终端的用户人机界面功能及相关增值功能，协议控制模块负责信号回传和信令交互等功能。在系统功能集成设计中，各功能模块数据流必须在接收侧取得关联性和同步。

本实用新型的电路实现可委托芯片设计和产品制造公司进行解决方案的选择、主板工业设计和相应的软件开发，终端集成强调的是功能模块(大规模集成电路主板)集成方案，采用嵌入式系统，集成组合随目标开发功能设计而定，各功能模块(大规模集成电路主板)根据数字电视网络媒体话机终端的不同应用功能接口配置，本实用新型仅需提出结构性框图和集成方案解释，就可委托上述公司在芯片提供商提供的解决方案开发包基础上，进行二次开发集成并得到性能价格比符合要求的电路板和整机。

在开发集成数字电视网络媒体话机终端系统时，没有必要按功能设计分别选购多种系统组件。芯片解决方案提供商一般可以提供一套基础的推荐解决方案，比如：菲利浦公司的TDA系列产品涵盖数字电视信号链，可处理DVB-S、DVB-C、DVB-T等数字电视的SDTV和HDTV格式。采用嵌入式技术可以满足数字电视网络媒体话机终端系统的特定设计开发需求。

本实用新型设计的数字电视网络媒体话机终端电路板基于总线结构，调谐器和信道解码器采用菲利浦公司的TDA8274和TDA10023芯片，解复用器采用ST公司的专用解复用和音视频处理器芯片STi5518STi5518芯片，嵌入式系统控制器采用三星公司ARM9核S3C2410芯片，基于嵌入式Linux操作系统开发。除了主要的PCI总线外，系统还有H.110总线，传输TDM，完成TDM信息流的交换。H.110总线的前身是多厂商集成协议(MVIP)和信号计算系统结构(SCSA)，通常是用于板间通讯的电缆连接，而不是背板总线。TDM使用不同的时隙承载语音信道。电信I/O和用户I/O等其它功能由PCI总线提供非总线型的电信I/O接口功能，并用于以太网专有总线用户I/O。

根据以上设计的网络媒体话机终端从功能上扩展了数字电视应用范围，体现了数字电视与通信业务终端整合的需求，业务适配能力和性价比高，易实现，外围接口电路设计简单，并可实施系列化功能产品，包括：

●网络媒体话机终端DVB系列产品：

网络媒体话机终端	有线数字电视	地面无线数字电视	卫星数字电视
				数字电视制式	DVB-C	DVB-T	DVB-S及DVB-S2
数字电视功能模式	有条件接收、点播	有条件接收	有条件接收
				D-TV接口配置	HFC-RF	无线RF	LNB-F5
信号传输方式	QAM-64调制	QPSK	COFDM
				交互接口配置	CableModem(IP)		内置
PSTN接口配置	RJ11(可选)	RJ11	RJ11
				LAN接口配置	RJ45	DSL	DSL
拨号键盘+话机手柄	自带+无线子母机	自带+无线子母机	自带或无线子母机
				PSTN音频编解码	ITU-TG.723.1
VOIP实现方式	IP-SIP	IP-SIP	IP-SIP
				VOIP音频编解码	G.711	G.729/G.7231	G 729/G.723.1
D-TV编解码	DVB-MPEG-2、4/H.264	DVB-MPEG-2、4	DVB-MPEG-2
				TV制式	NTSC或PAL	NTSC/PAL自动	NTSC/PAL
消息处理格式	智能管理、编辑处理	广播转发	格式识别、转换呈现
				音频输出接口	5.1声道立体声	双声道立体声	5.1声道立体声
USB接口	接标准PC外设	接硬盘+手机	接硬盘+摄像头
				HDTV支持	广播、VOD、NVOD	广播	广播、NVOD
终端身份认证	号码(PSTN或IP)	号码(PSTN)	号码(MAC+PSTN)

五.数字电视网络媒体话机终端设计指标：

1.总体功能指标：

遵循国家标准，参考国际标准和技术文件，将来与之相应的国家标准颁布后，以国家标准为准。

·GY/T106有线电视广播系统技术规范。

·GB/Txxxx-xxxx有线数字电视广播信道编码与调制规范。

·ISO/IEC13838信息技术-运动图象及其伴音信号的通用编码。

·EN300468DVB系统中的业务信息(SI)规范(DVB-SI)。

·EN300472DVB的比特流中传送图文信息的规范(DVB-TXT)。

·EN301192数据广播的DVB规范(DVB-DATA)。

·TS102201DVBIRD的接口技术规范(DVB-IRD)。

·EN50221关于条件接收和其它DVB解码器应用的通用接口规范(DVB-CI)。

·TS101197-1DVB系统中同时加密(Simul Crypt)的技术规范(DVB-SIM)。

·ETR289通用加扰系统描述(DVB-CSA)。

·ETR154MPEG-2系统、视频和音频在卫星、有线和地面广播应用中的实现指南(DVB-MPEG)。

·ETS300800有线电视分配系统的交互通道(DVB-RCC)。

·ETS300801通过PSTN/ISDN的交互通道(DVB-RCP)。

·ITU-TJ.112建议交互式有线电视业务传输系统。

·IEEE802.3以太网协议。

·ISO/IEC14496甚低比特率音频视频编码。

·ITU-TH.263低比特率通信用视频编码。

·ISO7816智能卡(Smart Card)规范。

主要功能指标

●支持PSTN拨号通讯、VOIP拨号通讯和SIP通信协议号码映射呼叫

●支持DVB数字电视接入

●支持PSTN和LAN、DSL宽带IP接入；

●扩展支持双向HFC-CabllMoeden宽带IP接入

●拨号键盘操作，支持数字电视条件接受和互动播放控制等

●扩展支持数字电视业务属性分配控制：数字电视业务域标识服务

●支持UMS(含多方通信、目录搜索、预约通信等)等通信业务的“热键”生成操作处理

●支持MPEG-2协议标准，兼容支持MP3、ACD-3音频格式

●扩展支持基于数字电视的高清数字电视服务

●支持NTSC和PAL电视制式自动识别；

●支持码流：52Kbps---2000Kbps；CBR or VBR；

●视频分辨率：Full D1：720*576 or 640*480；1280*720 pixelworks分辨率与30frame/rate侦速率；及1920*1080pixelworks分辨率与60frame/rate侦速率进行影像解码

●支持模拟双声道；扩展支持2.1环绕立体声5.1声道数字式高保真立体声输出

●支持HTTP 1.0，HTML 3.2和HTML 4.0，cookie，JavaScript 1.3，SSL3.0；

●支持BMP，GIF87a，GIF89a(动画GIF)，JPG图片格式；

●支持两种大小字体；

●支持简体中文、英文；

●支持代理媒体服务器；

●视频格式：4:3，16:9；屏幕放大和缩小，支持两种显示模式：640×480和800×600；

●支持IP码流：52Kbps---2000Kbps；CBR or VBR；

●支持Windows Media DRM数字版权管理；

●支持HTML网页浏览；

●支持SSL、NTLM、Kerberos安全认证；

●扩展支持语音/数据/视频业务和3GPP业务互通

●支持网络消息接收(文本MAIL，MS，FAX；PUSH/PULL信息等)

●支持数字电视内容下载

●支持系统在线升级，在网络上获得最新版本软件；

●支持室内无线HomeRF子母机功能(子机可作为遥控操作终端)

2.系统框架：

●总线配置，嵌入式计算机软件操作系统

●I/O通讯处理主模块

●嵌入式处理器功能处理模块集

●PSTN或HFC通信IP接口外围转接处理模块(可选)

●DC内置电源模块、话机免提喇叭，话筒

●本机配置：拨号操作键盘，无线子母机带拨号操作键盘手柄(可选)

●LCD显示屏，

●外置稳压电源：AC转DC

3.功能模块

基本功能模块：

●在主CPU硬件和操作系统软件协调下的I/O通讯内核

●数字电视信号处理模块——支持有线、地面无线、卫星数字电视DVB解调，在信源解码方面，从支持标准清晰度电视(SDTV)到高清晰度电视(HDTV)的解码

●SLIC话机模块——支持PSTN通讯和操作功能

●IP话机模块——支持VOIP通讯和IP地址/号码翻译功能

●媒体处理模块——支持MPEG-2解码、A/D转换、视音频编码

●网络接口模块——支持以数字电视、PSTN、LAN信号接入

●USB接口模块——支持外设摄像设备(可视电话功能)、移动硬盘接入(数据下载功能)

●驱动接口模块——支持外接数字电视和IP，设置本机操作系统、预设功能参数

扩展功能模块：

●网络扩展转接模块——支持PSTN/DSL-IP接入或HFC-CableModern宽带IP接入

●业务属性控制模块——支持数字电视业务属性分配域标识和定向控制

●条件接收控制模块——支持数字电视业务的有条件播放

●UMS功能模块——支持融合通信UMS业务使用环境的自动生成

●HDTV业务功能模块——支持高清电视的应用与控制

●室内无线通信模块——子母机支持室内移动通信和遥控操作功能

4.界面接口

●数字电视接口——在VHF/UHF波段内的射频输入/输出

●WAN接口——RJ45连接器，符合IEEE 802.310 Base-T

●PSTN接口——RJ11连接器，符合PSTN标准

●RJ11+DSL转接器，符合ADSL2+、VDSL或VDSL2+标准

●CableModern转接器，符合64QAM调制解调标准

●模拟AV接口——连接带AV的电视机

●复合视频S——连接带S-视频端子的电视机；Y：0.7Vp-p；C：0.88Vp-p；阻抗：75欧

●色差分量YUV——连接带Y、Pb/Cb、Pr/Cr插座的电视机，740-140m Vp-p

●USB接口——USB2.0连接器，符合USB2.0/USB1.1标准

●LAN接口——RJ45以太网桥，可外联PC

●其它接口——信号未经处理有线电视RF直通接口

●COM接口——可通过PC浏览器设置话机参数

●拨号键盘——除标准的0-9、＊、#外，另设有12个功能键，用于操作与设置话机可选业务创建“热键”，用于融合通信终端服务的业务创建操作处理

●话柄接口——RJ11连接器

●无线子母机接口——室内无线网桥，符合HomeRF标准

●模拟音频——1-2V

●5.1立体声——连接立体声音响或家庭影院0.5Vp-p

●状态指示灯——设有指示灯及LCD照明灯，用于LCD显示照明。

●免提功能——全双工，振铃音量、听筒音量、扬声器音量数字式独立调节

●AC/DC适配器-输入220～240V(中国，欧洲等)

5.使用环境

●使用温度：0℃ to 50℃(32°F to 122°F)

●储藏温度：-30℃ to 65℃(-22°F to 149°F)

●湿度：10 to 90％无结露

●电源：220V、50Hz

●网络：数字电视网络：有线(含HFC+Cable-Modern)、地面无线、卫星以太网——LAN、PSTN+DSL

●家用电器：电视机、音响

●PC外设：摄像头、移动硬盘

6.操作流程

操作界面：本机拨号操作键盘(含热键)，LCD显示屏(文本信息菜单)，本机话筒(IVR信息菜单)、可选室内无线子母机遥控拨号操作键盘

外接电视机(含热键目录搜索、数字电视节目信息指南)，驱动接口(设置本机操作程序)启动就绪：

本机按即插即用设计

●在通电并具备数字电视信号源和网络的环境下：根据业务属性的域标识分配控制自动寻找并登录注册至指定数字电视和通信服务平台域：

●在完成域标识注册的前提下：根据呼叫(号码映射)自动寻找并获得指定数字电视或通信服务

●支持DHCP：自动分配IP地址，子网掩码，网关IP地址等/支持PPPoE

●自启动静音检测；舒适噪声产生；16ms回声抵消和动态的缓冲区管理--减少延时、抖动对通信质量的影响

业务流程：

终端直接接入数字电视网络环境，同时选择接入PSTN/LAN或需要解调的PSTN和HFC网IP环境；终端可直接通过固定终端设备，也可选择通过HomeRF子母机方式在室内移动状态下进行通话，并完成人机界面交互操作

●键盘拨号控制交互上行信息，支持IVR，TV屏显操作引导；

●数字电视信号经处理输出：直接连接电视机或家庭影院(音响)；

●挂断/音量调节/重拨/暂停/来电显示；

●即可打出，也可打入，在运营商的支持下拨打PSTN电话；

●既可以打网内其他VOIP话机，也可以打任何普通电话(支持VOIP/PSTN互联互通)；

●在业务属性分配域下拨号呼叫数字电视服务平台，可有条件接收并播放数字电视服务。

●在业务属性分配域下生成基于互动服务模式使用环境：通过号码呼叫获得VOD、NVOD或图文等交互数字电视服务

●在业务属性分配域下，通过业务创建“热键”完成服务号码呼叫，获得多方通信、节目搜索、预约服务等融合应用

●在业务属性分配域下，通过号码呼叫完成与3G移动电话的对等互通

●在业务属性分配域下，通过业务创建“热键”完成号码呼叫获得高清数字电视流媒体，通过高清数字电视机播放

●在USB移动硬盘接入终端的前提下：通过号码呼叫完成数字电视内容下载或交互处理

●在USB外设数字摄像头接入终端前提下：通过号码呼叫完成可视电话通信。部分中英文对照

●POTS：Plain Old Telephone Services传统电话服务统

●DNS：Domain Name System网域名称系；

●VoIP：Voice over Internet Protocol数据及语音电话

●RTP：Real-timeTransportProtocol用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议

●RTCP：Real-time Transport Control Protocol实时传输控制协议

●QoS：Quality of Service服务质量/业务质量

●SoC：System-On-a-Chip集成在一块芯片上的系统，单片系统

●BIC：Bus Interface Controller总线接口芯片

●MPEG：Moving Picture Experts Group运动图像专家组定义的数字音频压缩技术标准

●DVB：Digital Video Broadcasting DVB组织定义的数字电视网络传输标准

●QAM：Quadrature Amplitude Modulation在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式

●QPSK：QuadraturePhaseShiftKeying正交相移键控，是一种数字调制方式

●VSB：vestigial sideband modulation残留边带调制方式

●COFDM：coded orthogonal frequency division multiplexing编码正交频分复用的简称

●VOD：Video On Demand视频点播技术的简称；

●NVOD：Near Video On Demand)准视频点播

●HDTV：High Definition Television高清晰数字电视技术

●UMS：Unified Message Service System统一消息服务系统

●3GPP：3rd Generation Partnership Project第三代移动通信技术规范

●HTTP：Hypertext Transfer Protocol超文本传输协议

●HTML：HyperText Mark-up Language超文本标记语言

●TS：Transport Stream复用方式；SimulCrypt：同密；CA：Conditional Access数字认证

●EPG：Electronic Program Guide电子节目指南

●SIP：The Session Initiation Protocol会话启动协议

●HFC：Hybrid Fiber-Coaxial光纤和同轴电缆混合网络

●RF：Radio Frequency射频；

●PSTN：Public Switched Telephone Network公共交换电话网络

●DSL：Digital Subscriber Line数字用户线；

●DSP：Digital singnal processor微处理器

●PAL：Phase Alternating Line逐行倒相电视广播制式

●NTSC：National Television System Committee“(美国)国家电视标准

●Linux：自由软件和开放源代码操作系统。

Claims (6)

1、数字电视网络媒体话机终端，其特征是由前端数字电视接收处理和后端通信处理两个模块构成：前端数字电视接收处理模块包含数字电视接入射频变换处理模块和媒体处理器接口、完成数字电视DVB信号的解调和数字电视MPEG音视频编解码；数字电视接入射频变换处理模块包括接入射频变换处理芯片、调谐器和通道解码器芯片和专用解复用和音视频处理器芯片构成并前后互相连接；后端通信处理模块由含高速数字信号处理芯片的嵌入式ARM处理器、音频信号输入/输出处理芯片、通信处理器接口构成；嵌入式ARM处理器是利用嵌入式操作系统实现多种通信处理器接口的通讯和传输控制协议并实现音视频播放处理，嵌入式ARM处理器是通过连接通信处理器接口连接不同通信网络实现多种通信接入媒介的适配器、通过软件实现PSTN-Call、IP-Call和HFC-Call基于号码映射的数字电视和交互通信的芯片；高速数字信号处理芯片是完成音频压缩编解码G.711/G.729/G.723.1和标清、高清视频播放处理、立体声音频播放处理，并完成SIP协议和嵌入式OS及RS232、视频输入/输出、USB、LCD、RJ11、RJ45、以太网接口和拨号键盘的高速数字信号处理芯片，前端数字电视接收处理模块和后端通信处理模块间的通信端口为设置的双口RAM。

2、由权利要求1所述的数字电视网络媒体话机终端，其特征是设有选择数字电视或通信服务域的业务创建“热键”，热键连接嵌入式ARM处理器的通信处理器接口；并借助于中间件以拨号呼叫方式实现基于数字电视DVB公共解扰算法和EPG条件接收、互动播放信号回传以及基于通信网络PSTN、VOIP、UMS等业务服务的功能与转接装置。

3、由权利要求1所述的数字电视网络媒体话机终端，其特征是设置基于双向HFC的线缆调制解调器通信转接处理功能模块，该功能模块连接嵌入式ARM处理器的输入输出端口。

4、由权利要求1所述的数字电视网络媒体话机终端，其特征是数字电视接入射频变换处理模块中专用解复用和音视频处理器芯片是DVB标清模块处理器。

5、由权利要求4所述的数字电视网络媒体话机终端，其特征是嵌入包含高速数字信号处理芯片采用视频处理的完整的HDTV功能模块，实现HDTV模块与DVB标清模块处理器之间的双机通信来同步处理任务，构成数字高清电视功能扩展终端系统。

6、由权利要求1所述的数字电视网络媒体话机终端，其特征是前端数字电视接收处理模块的调谐器和信道解码器采用TDA8274和TDA10023，解复用器STi5518STi5518；后端通信处理模块采用ARM9核S3C2410A；实现各种接口、嵌入式操作系统和传输控制协议。

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