本發(fā)明涉及數(shù)字電視技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種互動數(shù)字電視機(jī)頂盒。

背景技術(shù)：

目前，數(shù)字電視地面廣播（Digital Television Terrestrial Broadcasting，DTTB）已經(jīng)達(dá)到可實現(xiàn)階段，當(dāng)前世界上公布的DTTB傳輸標(biāo)準(zhǔn)主要有3種：美國高級電視系統(tǒng)委員會（Advanced Television System Committee，ATSC）制定的ATSC標(biāo)準(zhǔn)、歐洲的數(shù)字視頻地面廣播（Digital Video Terrestrial Broadcasting-Terrestrial，DVB-T）、日本的地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播（Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial，ISDB-T）?；趯@3種地面數(shù)字電視系統(tǒng)的深入研究，清華大學(xué)提出了基于時域同步正交頻分復(fù)用（Time Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplex，TDS-OFDM）調(diào)制技術(shù)的地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)，并被我國采納、制定為我國的DTTB標(biāo)準(zhǔn)，命名為“地面數(shù)字多媒體電視廣播（Terrestrial Digital Multimedia Television Broadcasting，DMB-T）傳輸系統(tǒng)”。

DMB-T傳輸系統(tǒng)采用以下幾項主要技術(shù)：

時域同步的正交多載波技術(shù)。地面寬帶無線傳輸?shù)淖畲罄щy在于多徑引起的頻率選擇性衰落，OFDM技術(shù)則在對抗頻率選擇性衰落方面具有獨特的優(yōu)勢。然而，子載波間的正交性對同步提出嚴(yán)格的要求。歐洲采用全頻域處理方式形成其核心技術(shù)——編碼的OFDM（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex，COFDM）技術(shù)，由于其系統(tǒng)同步和信道估計互為條件，需用復(fù)雜的迭代算法和強功率同步導(dǎo)頻等技術(shù)措施。而TDS-OFDM通過時域和頻域混合處理，簡單方便地實現(xiàn)了快速碼字捕獲和穩(wěn)健的同步跟蹤。

保護(hù)間隔的偽隨機(jī)序列(Pseudo-Noise，PN)填充技術(shù)。為了在多徑時延擴(kuò)散信道中避免碼間串?dāng)_，DVB采用了循環(huán)前綴填充的OFDM保護(hù)間隔，使其傳輸?shù)男视兴鶕p失。DMB-T發(fā)明了基于PN序列擴(kuò)頻技術(shù)的高保護(hù)同步傳輸技術(shù)，并用其填充OFDM保護(hù)間隔，使系統(tǒng)的頻譜利用效率提高10%，并有20dB以上同步保護(hù)增益。

快速信道估計技術(shù)。針對現(xiàn)有地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)的信道估計迭代過程較長（一次有效參數(shù)估計約需1.024ms）的不足，DMB-T使用新的TDS-OFDM信道估計技術(shù)，通過正交相關(guān)和傅立葉變換實現(xiàn)快速信道估計（一次有效參數(shù)估計約需0.6ms），提高了系統(tǒng)移動接收性能。

前向糾錯編碼與相位映射相結(jié)合的糾錯技術(shù)。針對采用多載波COFDM技術(shù)的信噪比門限相對VSB單載波技術(shù)較差的現(xiàn)實，DMB-T發(fā)明了一種新的系統(tǒng)級聯(lián)糾錯內(nèi)碼和最小歐氏距離最大化映射技術(shù)，使采用多載波技術(shù)的系統(tǒng)信噪比門限獲得10%以上的改善。

與絕對時間同步的幀結(jié)構(gòu)。DMB-T傳輸協(xié)議設(shè)計了與絕對時間同步的復(fù)幀結(jié)構(gòu)，方便自動喚醒功能設(shè)置，達(dá)到省電目的，支持便攜接收；與絕對時間同步機(jī)制有利于單頻網(wǎng)同步發(fā)送信號的功能控制，使DMB-T單頻網(wǎng)同步設(shè)備比國際現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的同類設(shè)備更容易實現(xiàn)。其物理信道幀結(jié)構(gòu)如圖1所示：

幀結(jié)構(gòu)是分級的，一個基本幀結(jié)構(gòu)稱為一個信號幀。幀群定義為255個信號幀，其第一幀定義為幀群頭。幀群中的信號幀有唯一的幀號，標(biāo)號從0到254，信號幀號(則)被編碼到當(dāng)前信號幀的幀同步序列中。超幀定義為一組幀群，幀結(jié)構(gòu)的頂層稱為超幀群。超幀被編號，從0到最大幀群號。超幀號(SFN)與超幀群號(SFGN)一起被編碼到超幀的第一個幀群頭中。SFGN被定義為超幀群發(fā)送的日歷日期，超幀群以一個自然日為周期進(jìn)行周期性重復(fù)，它被編碼為下行線路超幀群中一個超幀的第一個幀群頭中的前兩個字節(jié)。在北京時間00：00：00AM，物理信道幀結(jié)構(gòu)被復(fù)位并開始一個新的超幀群。一個信號幀由兩部分組成：幀同步和幀體。幀同步和幀體的基帶符號率相同，規(guī)定為7．56MSps。幀同步信號采用沃爾什編碼的隨機(jī)序列，以實現(xiàn)多基站識別。幀同步包含前同步、幀同步序列和后同步。對于一個信號幀群中的不同的信號幀，有不同的幀同步信號。所以，幀同步能作為一個特殊信號幀的幀同步特征而用于識別。幀同步采用二進(jìn)制移相鍵控（Binary Phase Shift Key, BPSK）調(diào)制以得到穩(wěn)定的同步。

系統(tǒng)信息傳送。DMB-T傳輸協(xié)議為每一個長度500μS信息數(shù)據(jù)的信號幀設(shè)定了獨特地址的幀頭，方便數(shù)據(jù)信息的識別和分離，具有融合多業(yè)務(wù)廣播的技術(shù)基礎(chǔ)。

目前，清華針對DMB-T傳輸系統(tǒng)的上述技術(shù)，申請了專利名稱為“地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)”，專利號為00123597.4的專利。所述專利揭露：一種地面數(shù)字多媒體廣播電視系統(tǒng)，如圖2所示，其包括：一個網(wǎng)絡(luò)控制中心10、至少一個發(fā)射機(jī)20和至少一個接收機(jī)30，把所傳輸?shù)臄?shù)字碼流從所述網(wǎng)絡(luò)控制中心10至少傳送第一和第二信號幀給發(fā)射機(jī)20，發(fā)射機(jī)20將所接收到的信號調(diào)制發(fā)射到空中，由接收機(jī)30接收。

上述清華專利采用的核心技術(shù)為TDS-OFDM調(diào)制技術(shù)，其調(diào)制步驟包括：a、輸入的MPEG-TS碼流經(jīng)過信道編碼處理后在頻域形成長度為3780的IDFT數(shù)據(jù)塊；b、采用DFT將IDFT數(shù)據(jù)塊變換為長度為3780的時域離散樣值幀體，7.56M/s個樣值；c、在OFDM的保護(hù)間隔插入長度為378的PN序列作為幀頭；d、將幀頭和幀體組合成時間長度為550的信號幀；e、采用具有線性相位延遲特性的FIR低通濾波器對信號進(jìn)行頻域整形；f、將基帶信號進(jìn)行上變頻調(diào)制到RF載波上。

由上述可知，目前針對DMB-T提出了一種地面數(shù)字多媒體廣播電視系統(tǒng)及其傳輸?shù)姆桨?，但對于用戶?cè)接收傳輸系統(tǒng)傳送的RF載波，以及對RF載波的處理得到音視頻信號，沒有一個更好的解決方案。

現(xiàn)今，由于地面數(shù)字多媒體廣播電視系統(tǒng)中“高清”數(shù)字電視機(jī)的顯示終端分辨率達(dá)到1920×1080像素，視覺效果號，性價比高，因此人們對“高清”數(shù)字電視機(jī)的需求不斷呈現(xiàn)出日益增長的趨勢。然而，由于上述原因，目前的高清數(shù)字電視對RF載波處理音視頻信號方面也存在不足。因此，有必要提供一種能高可靠性接收并處理RF載波的互動數(shù)字電視機(jī)頂盒。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種互動數(shù)字電視機(jī)頂盒，能高可靠性接收并處理RF載波從而得到高質(zhì)量的音視頻信號。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的互動數(shù)字電視機(jī)頂盒包括服務(wù)站、無線接收模塊、信號處理模塊、信號接口模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)字電視終端。所述服務(wù)站發(fā)送承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號。所述無線接收模塊接收所述承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號。述信號處理模塊將所述無線接收模塊接收到的射頻信號進(jìn)行TDS-OFDM解調(diào)、解碼以及同步處理，得到音視頻信號，并輸出該音視頻信號。所述信號接口模塊接收所述信號處理模塊輸出的音視頻信號，并發(fā)送所述音視頻信號。所述接口轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換所述信號接口模塊發(fā)送的音視頻信號。所述數(shù)字電視終端接收所述接口轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的音視頻信號。

所述信號處理模塊包括解調(diào)模塊、解碼模塊以及同步恢復(fù)模塊。所述解調(diào)模塊對所述承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號進(jìn)行TDS-OFDM解調(diào)，得到基帶信號。所述解碼模塊對所述解調(diào)模塊解調(diào)出的基帶信號進(jìn)行解碼，得到所述音視頻碼流。所述同步恢復(fù)模塊對所述解碼模塊解碼輸出的所述音視頻碼流在時域和/或頻域進(jìn)行同步。

較佳地，所述解調(diào)模塊包括載波恢復(fù)單元、TDS-OFDM解調(diào)單元、信道估計單元以及同步恢復(fù)單元。所述載波恢復(fù)單元從所述無線接收模塊接收到的承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號中提取用于TDS-OFDM解調(diào)的載波信號。所述TDS-OFDM解調(diào)單元使用所述載波恢復(fù)單元恢復(fù)得到的載波對接收到的射頻信號進(jìn)行解調(diào)，得到基帶信號。所述信道估計單元根據(jù)所述無線接收模塊接收到的射頻信號進(jìn)行信道估計，從而對所述TDS-OFDM解調(diào)單元解調(diào)出的基帶信號進(jìn)行補償。所述同步恢復(fù)單元恢復(fù)所述無線接收模塊接收到的射頻信號的同步信息。

較佳地，所述解碼模塊包括解交織單元以及糾錯解碼單元。所述解交織單元對所述解調(diào)模塊解調(diào)后的基帶信號進(jìn)行解交織變換，并輸出變換數(shù)據(jù)。所述糾錯解碼單元利用糾錯解碼算法對所述解交織單元輸出的變換數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，得到音視頻信號。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述無線接收模塊包括一天線。

在本發(fā)明的又一個實施例中，所述信號接口模塊與所述接口轉(zhuǎn)換模塊通過一線纜連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明互動數(shù)字電視機(jī)頂盒能通過無線接收模塊高可靠性地接收射頻信號，并通過信號處理模塊高可靠性地處理射頻信號以得到高質(zhì)量的音視頻信號。另外，本發(fā)明互動數(shù)字電視機(jī)頂盒通過將無線接收模塊和具有解調(diào)解碼功能的信號處理模塊集成在一起，提高了系統(tǒng)集成度。此外，本發(fā)明采用無線接入的方式接收射頻信號，節(jié)省了大量電纜或光纜的使用，降低了建網(wǎng)成本，同時也節(jié)省了用戶線路，降低了用戶成本。再者，本發(fā)明無線接入的方式方便了用戶布置設(shè)備，提高了用戶體驗，同時可以應(yīng)用于移動電視，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。最后，本發(fā)明通過采用TDS-OFDM技術(shù)，因此不用插入COFDM導(dǎo)頻信號，而直接利用擴(kuò)頻技術(shù)，插入PN序列，從而進(jìn)行同步、信道估計，因而具有收斂誤差小，收斂時間短的優(yōu)點。

通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實施例。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)物理信道幀結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)地面數(shù)字多媒體廣播電視系統(tǒng)框圖。

圖3為本發(fā)明互動數(shù)字電視機(jī)頂盒網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

圖4為圖3所示互動數(shù)字電視機(jī)頂盒框圖。

圖5為圖4所示交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口設(shè)備的數(shù)字電視前端的信號處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。

如圖3－4所示，本實施例的互動數(shù)字電視機(jī)頂盒包括服務(wù)站500、數(shù)字電視前端100、線纜200、接口轉(zhuǎn)換模塊300以及數(shù)字電視終端400。所述服務(wù)站500發(fā)送承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號。所述數(shù)字電視前端100包括無線接收模塊110、信號處理模塊120以及信號接口模塊130。所述數(shù)字電視前端的無線接收模塊110接收承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號。在本實施例中，所述無線接收模塊110包括天線。所述數(shù)字電視前端100的信號處理模塊120將所述無線接收模塊110接收到的射頻信號進(jìn)行TDS-OFDM解調(diào)、解碼以及同步處理，得到音視頻信號，并輸出該音視頻信號。所述數(shù)字電視前端100的信號接口模塊130與所述接口轉(zhuǎn)換模塊300通過線纜200連接。所述信號接口模塊130接收所述信號處理模塊120輸出的音視頻信號，并把所述音視頻信號通過線纜200發(fā)送到接口轉(zhuǎn)換模塊300。所述接口轉(zhuǎn)換模塊300把所述數(shù)字電視前端100的信號接口模塊130輸出的音視頻信號轉(zhuǎn)換成適于數(shù)字電視終端400的接口的信號后，接口轉(zhuǎn)換模塊300把所述音視頻信號發(fā)送到數(shù)字電視終端400。本實施例可通過對所述接口轉(zhuǎn)換模塊300進(jìn)行擴(kuò)展，實現(xiàn)多端口、多終端接入。本實施例的線纜200可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，通過功能擴(kuò)展可實現(xiàn)雙向交互。

詳細(xì)地，參考圖5，所述數(shù)字電視前端100的信號處理模塊120包括解調(diào)模塊121、解碼模塊122以及同步恢復(fù)模塊123。所述解調(diào)模塊121對所述承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號進(jìn)行TDS-OFDM解調(diào)，得到基帶信號。所述解碼模塊122對所述解調(diào)模塊121解調(diào)出的基帶信號進(jìn)行解碼，得到所述音視頻碼流。所述同步恢復(fù)模塊123對所述解碼模塊122解碼輸出的所述音視頻碼流在時域和/或頻域進(jìn)行同步。

在本實施例中，所述數(shù)字電視前端100的信號處理模塊120的解調(diào)模塊121包括載波恢復(fù)單元121b、TDS-OFDM解調(diào)單元121a、信道估計單元121c以及同步恢復(fù)單元121d。所述解調(diào)模塊121的載波恢復(fù)單元121b從所述無線接收模塊110接收到的承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號中提取用于TDS-OFDM解調(diào)的載波信號。所述解調(diào)模塊121的TDS-OFDM解調(diào)單元121a使用所述載波恢復(fù)單元121b恢復(fù)得到的載波對接收到的射頻信號進(jìn)行解調(diào)，得到基帶信號。所述解調(diào)模塊121的信道估計單元121c根據(jù)所述無線接收模塊110接收到的射頻信號進(jìn)行信道估計，從而對所述TDS-OFDM解調(diào)單元121a解調(diào)出的基帶信號進(jìn)行補償。所述解調(diào)模塊121的同步恢復(fù)單元121d恢復(fù)所述無線接收模塊110接收到的射頻信號的同步信息。所述數(shù)字電視前端100的信號處理模塊120的解碼模塊122包括解交織單元122a以及糾錯解碼單元122b。所述解碼模塊122的解交織單元122a對所述解調(diào)模塊121解調(diào)后的基帶信號進(jìn)行解交織變換，并輸出變換數(shù)據(jù)。所述解碼模塊122的糾錯解碼單元122b利用糾錯解碼算法對所述解交織單元122a輸出的變換數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，得到音視頻信號。

以上結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。