数字电视机顶盒网络接口模块NIU技术研究

数字电视机顶盒网络接口模块NIU技术研究 () 《中国有线电视》2003 02 CHINA CABL E TEL EVISION 技术交?流? 数字电视机顶盒网络接口 模块 NIU 技术研究 () ?刘建军 , 李彬生 , 张文 , 王小刚 西安电子科技大学 ,陕西 西安 710071 () 摘 要 :重点概述了应用于 HFC 网络终端的数字电视机顶盒的网络接口模块 NIU Network Interface Unit的原理 ,给出了两种制式的 NIU 框图和 QPSK 与 QAM 调制在 8 MHz 带宽内可传送的码率与 C/ N 门限 的数据 。介绍了 PHIL IPS 公司半导体芯片 TDA6404/ TDA6405 的参数 。 关键词 :调谐器 ;四相相移键控调制 ;正交振幅调制 ; TDA6404 () 中图分类号 : TN949 . 199文献标识码 :A文章编号 :1007 - 7022 200302 - 0030 - 04 Rerearch on the Technologies of Net work Interface Unit of Digital TV Set - Top - Box ?L IU J ian2jun ,L I Bin2sheng ,ZHANG Wen ,WANG Xiao2gang ( )Xi′an Electronic Science and Technology University ,Xi′an 710071 ,ChinaAbstract : The Principle of network interface unit NIU of digital TV set - top - box used in HFC network terminal is described mainly , NIU frame fig of twosorts of format and transmissible code rate and data of S / N threshold within 8 MHz bandwidth with QPSK and QAM modulation are given , parameter of semiconductor chip TDA6404/ TDA6405 of PHIL IPS company are introduced. Key words :Tuners ;QPSK;QAM ; TDA6404 机顶盒按照其接入网络的不同可分为 HFC 网络 机顶盒 、ADSL 机顶盒 、卫星接收机机顶盒等 ;按功能不 同又可分为模拟机顶盒 、数字视频机顶盒 、Internet 浏 览机顶盒等 。数字电视机顶盒主要由硬件 、操作系统 ( 和应用软件 3 部分组成 , 其中硬件分为 STU Ste Top ) ( ) Unit 和 NIU Network Interface Unit 两大模块 。下面 1 ATSC 制网络接口单元图 重点论述 NIU 模块 。 1 网络接口模块 NIU 对于适用于双向 HFC 网络的机顶盒 ,该模块功能 应分为上下行两大部分 ,因为下行数据量大 ,故下行采 用 64 QAM 或 256 QAM 解调方式 ,上行因回传噪声影响 图 2 DVB - C 制网络接口单元 较大 ,故选用抗干扰能力强的 QPSK 调制方式 。ATSC 和 1 . 1 8VSB 解调器 DVB - C 两种制式的 NIU 框图如图 1 和图 2 所示 。 () () 作者简介 :刘建军 1957 -,男 ,西安电子科技大学电子工程学院无线所工程师 ;李彬生 1953 -,男 ,中国电子学会高级会员 , 西安电子科技大学通信工程学院高级工程师 。 ATSC 数字电视国家规定 ,ATSC 制信源编码2 调谐器简介 采用 MPEG - 2 视频压缩和 AC - 3 音频压缩 ,信道编码 PHIL IPS 公司生产的调谐器专用芯片有 TDA6404 , 采用 VSB 调制 ,其中 8VSB 为地面广播模式 ,16VSB 为 TDA6405 ,TDA6405A ,它们将混频器 、振荡器 、锁相环和 高数据率模式 ,2VSB 为移动接收模式 。在发送端 ,码 调谐器混合集成在一块 28 脚的芯片上 ,外围配合一些 率为 19 . 39 Mbp s 的 TS 流输入到调制单元 ,经各种数 电子元 件 , 就 完 成 了 调 谐 器 功 能 。图 3 是 TDA6404 , 字处理最后形成符号率为 10 . 76 Msym/ s 的 8 电位符 TDA6405 , TDA6405A 内 部 框 图 。图 4 是 TDA6404 (( ) ) 号流 8 种电位 ?7 V , ?5 V , ?3 V , ?1 V,通过模拟 变TDA6405 ,TDA6405A外围 元 器 件 测 量 电 路 图 。表 3 换 、插入导频 、预均衡和单边带调制送到发射机 。在 接是芯片管脚相应的功能说明 。 芯片管脚功能收端 ,射频信号经调谐器变换 ,形成中频 IF 输出 ,并 经 表 3 管脚 A/ D 变换后逐级进行 8VSB 信道解调器处理 ,最后 符号 说明 输出 19 . 39 Mbp s 的 TS 流 。该 TS 流传入 STU 模块 ,在 TDA6405 , TDA6404 CPU 控制单元的操作下 ,进行视音频解调和完成 OSD TDA6405A 输入 1 UHF () UHFIN1 1 28 On Screen Display功能 。8VSB 传输模式的参数如表 1 输入 2 UHF 所示 : UHFIN2 2 27 输入 VHF 表 1 8 VSB 传输模式的参数VHFIN 3 26 射频地 参数 8VSB 模式 RFGND 4 25 中频滤波器输出 1 IFFIL1 5 24 6 MHz 信道带宽 中频滤波器输出 2 10. 76 Msym/ s 符号率IFFIL2 6 23 2/ 3 格状 FEC低段 PNP 管输出口 VHF PVHFL 7 22 段长度832 个符号高段 PNP 管输出口 VHF PVHFH 8 21 0. 3 dB 导频功率 频段 PNP 管输出口 UHF PUHF 9 20 11. 5 % 超出带宽 寻址选择入 AS 10 19 19. 28 Mbps 净数据率 串行数据入/ 出()RS FEC T = 10 207 ,187SDA 11 18 2 帧长度313 个段( )IC 总线控制 2 ( ) 串行时钟入 IC 总线控制 14. 9 dB C/ N 门限SCL 12 17 转换器入/ 出 A/ D ( ) 1 . 2 四 相 相 移 键 控 调 制 QPSK 和 正 交 振 幅 调 制ADC 13 16 泵电源出 ( )QAM CP 14 15 QPSK 和 QAM 是数字信号传输最常用的两种调制 调频出 VT 15 14 方式 。QAM 实际上是二进制的 FSK 调制和四进制的 晶体振荡器入 XTAL 16 13 QPSK 调制的进一步推广 , 通过相位和振幅的联合控 电源 Vcc 17 12 制 ,可以得到更高频谱效率的调制方式 ,从而可在限定 中频放大器输出 1 IF OUT1 18 11 的频带内传输 更 高 速 率 的 数 据 。有 关 QPSK 和 QAM 中频放大器输出 2 IF OUT2 19 10 两种调制方式的原理已有许多详细的介绍 ,这里不再 地 GND 20 9 赘述 , 只给出当信源编码为 QPSK/ QAM 方 式 时 , 在 8 段共基振荡器输入 1 UHF UHFOSCIB1 21 8 MHz 带宽内可传码率与 C/ N 门限三者之间的关系 , 段共基振荡器输出 1 UHF UHFOSCOC1 22 7 如表 2 所示 : 段共基振荡器输出 2 UHF UHFOSCOC2 23 6 表 2 两种调制方式在 8 M Hz 带宽内的对比 段共基振荡器输入 2 UHF ( )()信源编码 C/ N 门限 dB 码率 Mbps UHFOSCIB2 24 5 段共基振荡器输入 1 VHF VHFOSCIB1 25 4 QPSK 14. 5 12 段共基振荡器输出 1 VHF 16 QAM 22 24 VHFOSCOC1 26 3 64 QAM 28 37 段共基振荡器输出 2 VHF VHFOSCOC2 27 2 128 QAM 31 43 段共基振荡器输入 2 VHF VHFOSCIB2 28 1 256 QAM 34 49 刘建军等 :数字电视机顶盒网络接口模块 NIU 技术研究《中国有线电视》2003 年第 02 期 图 3 3 结束语:参考文献 国内正在出台制定机顶盒的规范和标准 ,因此大 1 多数文章都是介绍北美和欧洲的制式 。本文详细地介 黄德球 ,薛永林 ,李风亭 。ATSC 制数字电视机顶 盒研究 A . 第九届全国有线电视综合信息网学 绍了机顶盒的网络接口模块 。机顶盒可以接入不同的 网络 ,可提供各种服务 , 它将把普通用户带到一个自 术研讨会论文集 C . 2001 ,43 - 46 . TDA64 04 , TDA6405 , TDA6405A file under Integrat2 由 、丰富的网络世界 , 它是未来家庭的多媒体交换中 2 ed Circuits , ICO2 EB/ OL . http :/ / www. semicon 2 心 ,市场应用前景广泛 。 ductors. philip s. com ,1998 . 1 . 图 4 王远昌. 数字技术的桥梁 ———机顶盒 J . 电视技 BDB Order Set - Top BoxesZ. TEL EVISION ,1998 . 3 4 () 收稿日期 :2002212224[ 术 ,2000 , 8.