1、糕卫星传输S口缸j坛纽乃Wnsm扫s如弹直播卫星“户户通“双模接收整体解决方案设计来永胜王剑波金鼎国杭州国芯科技股份有限公司摘耍：本文介绍了基于杭州国芯科技股份有限公司产品GXll2lC(ABSS解调芯片)、Gxl501B(CTTB解调芯片)和Gx3001(NDs高级安全解码芯片)的直播卫星“户户通”双模接收机顶盒完整解决方案，从芯片功能特征、硬件系统方案设计和软件架构、功能模块等方面详细阐述了该解决方案的功能特点，并结合市场推广情况，综合说明该方案为直播卫星接收机顶盒设计的最佳性价比选择。关键词： 户户通GXl501B GX3011直播星ABSS C1TrB GXll21C0引言直播卫星“户
2、户通”是指利用直播卫星为有线网络未通达的农村地区提供的广播电视服务。“户户通”直播卫星电视服务是为贯彻中央领导指示精神，尽快解决广大农村地区群众长期无法收听收看广播电视的问题，经中宣部批准，由国家广播电影电视总局组织实施的直播卫星广播电视新服务。服务区域范围内的群众，可通过自愿购买“户户通”接收设施，免费收看中央电视台、卫视等相关节目，杭州国芯科技股份有限公司(NationalChip)得到广电总局及NDS许可自主研发相关芯片。并为缩短厂商的开发、采购周期与降低整机bom考虑，推出Gxl 121C(ABSS解调芯片)、GXl501 B(CTTB解调芯片)、GX3011【NDS高级安全解码芯片)
3、的直播卫星“户户通”双模接收机顶盒完整解决方案。1 “户户通”双模接收方案功能概述案完全按照中国广播电视直播卫星“户户通”软件功能及硬件指标的数字卫星机顶盒规范设计。其主要功能特征：1支持接收ABSS直播卫星信号和CTTB国标地面信号。2集成GPRS位置锁定功能。3支持NDS高级安全条件接收系统。4支持卫星信息服务。5支持电子节目指南。6支持广告业务。7支持应急广播接收与播放。8支持用户收视率调查业务。9支持语音通话功能(需外置语音模块)o10内置扬声器，在电视机关闭情况下可收听广播节目与播放应急广播。11支持掉电记忆功能。12支持节目自动更新。1 3支持直播卫星远程升级(OTA)。14高可靠
4、性、工作电压范围宽、抗干扰能力强。15美观且容易操作的软件界面。2“户户通”双模接收整机方案设计介绍“户户通”双模整机方案能够同时输入L段卫星直播射频信号以及Uv段地面数字电视射频信号，并通过卫星直播信号解调系统和地面数字电视信号解调系统分别对信号输入进行解调。方案由以下几部分组成：下变频调谐器Tuner、ABSS解调芯片G1 121C、C丌8解调芯片G150侣、CPU及解码芯片、GPRS位置锁定模块、其他外围辅助器件如FLASH、SDRAM、NVRAM、SMART CARD、音视频输出等。G1 121C+G150侣+Gx301 1的带定位功能ABSS方 21 GXll 21 C芯片特征201
5、1年增刊 广播与电视技术209-万方数据卫星传输詈潦s口把tme Tmns戚ssionI In嚣：当点：二1上：+翟：一 、。j二：三一G1121c是杭州国芯科技在广电总局正式授权下研发的支持ABsS信道接收芯片，该芯片采用具有自主知识产权的专利技术支持ABss定义的0 200 250 35所有滚降及QPsmPsK下的所有码率。Gxl 121c具有业界领先的抗回波干扰、低接收门限和低功耗性能，内部高度集成从基带模拟信号采样到MPEG Ts流输出的完整功能模块。22 GXl501B芯片特征Gxl501B是杭州国芯科技完全支持GB206002006，数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制标
6、准的信道解调解码芯片。芯片采用多项创新技术、优化技术、参数自适应技术，使它具有优秀的固定接收和移动接收性能。载波频偏恢复范围大于500kHz。支持调制参数自适应(含c=1、3780检测k芯片配合内部的同步机制，使其具有很高的盲扫速度。G150侣同时具有优秀的同频模拟电视干扰和单频干扰抑制能力。23 GX3011芯片特征G3011是杭州国芯科技推出的支持NDS高级安全的高性能解码系统芯片，内部集成高性能32位RSC CPu、解复用器、视频解码器、音频解码器、去隔行及后处理单元、真彩色的0SD及2D图形加速、电视编码及视频DAc、音频DAC等功能模块。其主要功能特点：1 32位RlSC CPu8K
7、Bytes的指令Cache和8KB”es的数据Cache最高主频300MHz。支持JTAG调试。2集成NDs高级安全JCAM。3 64个PlD过滤器，每个PlD过滤最多支持32个通用通道，每个通道过滤深度为16B”es。4视频解码器支持lSOIEc 138182 MPML并向下兼容lSo，lEClll722支持错误保护及错误掩盖。5音频解码器支持MPEGl Layer一川MPEG2 LayerIIl等标准，支持Ac一3Bypass支持SPDIF及12S输出。6四层图形显示：背景层、静态图片层、视频层、0SD层。7真彩色OsD及强大的2D图形加速支持指令队列支持抗闪烁滤波。8高性能的视频缩放及去
8、隔行性能支持逐行输出。9支持各种PAL(包括PALMNNc)、NTSC电视制式。及其相互转换。10集成四路视频DAC，支持如下输出接口模式：2CVBS，SVldeo、CVBSYCbCr、 CVBSRGB、YPbPr、RGB(逐行)。1 1集成双路内部音频DAc，信噪比大干90dB。12支持DDR SDRAM接口、sPI NOR FLAsH接口。13封装：BGAl44。24硬件平台设计硬件方案设计完全基于“户户通”双模的标准要求，外设具有Av、串口、语音扩展口、GPRS天线、ABSS天线、cTTB天线等标准接口。主要硬件模块设计关键点介绍：1信道设计：Gxl 121c晶体设计采用与RF共用晶振的
9、方式来降低BOM成本根据不同的需求目前我们Tuner设计成can luner与on board两种形态兼容的方式。满足了客户选择的多样性需求；G150侣外围设计十分简单，按照标准的参考即可。信道部分的布线需注意中频信号应“差分”走线且尽量短，尽量减少外界干扰的引入。由于中频AGC和射频AGC为模拟电压信号走线应远离2C等数字信号线走线宽度应在12Mi|以上。此外1 2v_Core电流较大。走线宽度应在20MIl以上。为了达到更好的抗干扰性能抑制晶振倍一鸟?、I万方数据l J卫星传输尊I S疵蕊把Zh玎册I缸sio再频点的干扰，应尽量保证底层地平面的完整性。2电源部分设计：为了不影响正常的扩展通
10、话功能，要求机顶盒关机时主板供给GPRs位置锁定供电的4v电源不问断。因此电源设计时我们利用MOs管来实现除4v外的其他电源可通过前面板的电源键实现系统待机功能，满足设计要求并达到待机节电。3语音扩展功能设计：扩展口采用标准定义的DB9接口，GPRS定位模块到机顶盒后面板的延长线采用铜丝包装的屏蔽线，以减少语音通话时的相互干扰。AV部分设计：机顶盒带喇叭功能，当选择电视节目时喇叭关闭切到广播节目时喇叭自动打开。这就要求功放选型时需要考虑功放支持ON，OFF功能，我们在上述基础上兼顾能效，我们选择了PAM的一款D类。功放电路设计的时候我们为了提高音频低频信噪比，将功放部分地平面单独划出和主板整个
11、地以磁珠单点连接的方式处理，各项指标已达到入网测试要求。4 EMc设计考虑：从以前设计经验来看CA卡板及前面板等机壳位置是EMc测试有问题市场出现的部位。因此我们在主板接插座除了时钟线外的每个脚上串联磁阻来优化EMc指标。25软件平台设计系统软件方案基于杭州国芯科技自主的GOS操作系统平台，完全按照“户户通”双模软件功能要求进行设计。25f系统架构系统软件中的模块介绍：1 PS临Engjne：在应用软件中。Search模块和EPGParser模块都需要获取Psl、SI中各个表的详细数据信息，另外有些表中的数据是需要软件实时获取或者监控的，因此如何对这些表进行过滤和僻析需要一定的方式组织起来。P
12、SlSlEnglne有效组织起PsIs J表的监控，过滤和解析，增强了软件功能实时性和代码的可读性。2ML Parser：ML文件解析器是依照w3C制定的xML标准来写的。在应用软件中信息服务、开机广告、收视率调查、克隆基站等功能都需要解析前端下发的ML文件这些功能的ML文件的语法符合w3C制定的ML标准。ML Parser有效的对这些ML文件的解析增强了软件代码的可读性和可移植性。3 Player：实现对节目的播放功能电视广播制式的设置等。4 OSD GuI：措建界面开发平台，和功能以提高开发效率。包括对音量的设置、提供丰富的控件种类5 DataBase：管理数据存储，减少fIash的碎片，
13、保证数据的有效存储和快速提取。6 Search：相关表的接收机制建立在PS临I Engine之上。完成机顶盒的节目搜索，排序和保存。节目搜索包括单频点搜索和自动搜索。7 EPG Pafser：相关表的接收机制建立在PsI斟引擎之上，在满足系统资源有效利用与反应速度兼顾下，达到实时更新新的数据和删除过期数据的目的。8 Dale Tlme：实现系统时间和定时器的功能。9ML lnfoservice、XML AD：通过PS惜l Engine将xML文件接收下来交给ML Parser解析，将解析出来的数据交给G U1 0SD模块显示。实现信息服务和广告的功能。10ML s旧nal：信令系统解析器。“户
14、户通”系统中在直播卫星传输体系中采用信令传输系统，以实现统一的单向广播通道数据下发，通过GPRs实现双向回传通道接收并确认终端是否接收机制来实现收视率调查和非法基站巡检业务；通过PS临Engine将xML文件接收下来交给xML Parser解析，信令系统解析器有效的对这些业务进行管理实现收视率调查和非法基站巡检的功能。11 cAHDl：CA驱动接口提供给CA Ver川er此接口通过了NDs的认证，保证了机顶盒移植lCAM接口的正确性。12 cA VerlfJer：NDS提供的用于集成在机顶盒中用于完成CA相关功能的软件模块。13 GPRs Middle Layer：实现了位置锁定模块软件与应用
15、软件模块的通信。具有读取位置锁定信息、判断位置锁定Fii西葡画r一而F葡万方数据C甾己o“越r1#它E：=一， ：；aBn 一es一，。 ls。一，。，二 黑 dB (QPSK篙：”4 ROF=0二j)C=【C=3780映射方式6QAM60AMI嶙喾I帧儿 交织净荷数据牢方式 (M1)ps)720 20 791720 21658模式、综合接收解码器安装状态、lMEl号对比、基站信息对比、判断位置锁定模块故障、判断移机状态功能。2 5 2功能模块介绍1定位系统：直播卫星服务的定位管理功能将通过机顶盒与移动通信基站的绑定实现。机顶盒通过串口AT指令获取GPRS模块基站信息、安全存储及比对位置锁定信
16、息，当无法获取或获取基站信息不匹配时提示用户，并可通过用户管理中心与机顶盒CA控制节目播放。2信息服务：信息服务包含多个板块分类信息，每类信息都采用ML和BMP图片文件，用专有数据表传输。机顶盒接收解析出所有页面的信息服务数据并按照广播者给出的模版显示。3应急广播：前端将在码流的Nrr里插八相应的应急广播描述符描述符里包括应急广播区域编码、频道号。初始安装时机顶盒置入当地的地区编码每次开机监控应急广播描述符，如果有应急广播消息，并且区域编码匹配后无论当前状态是正在收看节目或者处于睡眠状态，机顶盒都将切换到指定的应急广播节目开启扬声器进行播放。应急广播消息具有版本号，机顶盒通过实时监控版本号的变
17、化判断酋卫星传输IlS4捃删如n可蹦臃缸如n I是否有新的应急广播消息。4广告业务：直播卫星广告技术及业务系统基于数据广播技术全频道、全时段、安全高效地发布广告信息，开展广告业务：内容形式包括开机广告、音频广播背景广告；通过前端服务器进行配置调整的简单管理维护，控制并更新用户终端上的呈现效果。机顶盒接收N1T里的mkage描述子，分析获取到广告业务数据的PID和TableIDE)(t。根据这些配置再去接收FeDatasection。将所有数据都收下来，重新恢复出所有的xml文件。5收视率调查：收视率调查分析技术及业务系统是基于GSM，GPRs回传信道研发的双向互动业务。前端服务器利用广播信道与
18、GPRs通道确定机顶盒样本空间后，通过遥控器记录用户动作事件，并将动作事件lD及时问参数等定时通过GPRs通道回传给前端服务器。前端服务器平台分析数据，并对样本用户数据和收视行为数据进行相关分析。6语音通话：利用机顶盒内置的GPRs位置锁定模块，外部扩展语音模块将输出的Microphone信号、EarphoneHeadset信号及相关控制信号转换为标准座机所能接受的电子信号，软件通过AT指令通信，通过RJll口与普通电话机连接实现拨号、通话、断开及状态提示等功能。3方案展示31软硬件方案效果图软硬件方案效果图如图4所示。32性能测试报告由于卫星Ku波段受雨衰的影响较大，地面各地覆盖存在明显的差
19、异，因此信道性能指标在整机方案的表现显得异常重要，以下为抽取的测试数据，可以看出该方案在两者中的表现均较突出。同时音视频的指标也完全符合测试认证要求。j 2 1Bss信道测试ABss信道测试。如表1所示。522 CTTB抽取模式，如表2所示。最小接收电平测试，如表3所示。载噪比门限测试，如表4所示。j 2 j音视频指标测试音视频指标测试，如表5所示。4结束语2011年7月份开始“户户通”先后在宁夏、河北、内蒙三个地区开展试点工作。9月4日中宣部、国家广电总局联奠妻过。，调万方数据l卫星传输静I鼬眺胁矗蜊棚：x，r?：。0：!序号 项目 单位 技术要求 测试结果kl 模式4 一85 888最小接
20、收信号电平 dBm(UHF频段)2 模式5 一85 885一汐号 项日 单位 技术要求 测试结果l 模式4 125 12O载噪比(CN)门限 dB2 模式5 130 123合在宁夏银川召开全国直播卫星公共服务试点工作经验交流现场会。中共中央政治局委员、中央书记处书记、中宣部部长刘云山，中宣部副部长、广电总局局长蔡赴朝等出席会议并发表重要讲话，会上各级领导对“户户通”的推进工作做了充分肯定，同时也提出力争到2015年实现2亿农户直播卫星公共服务全覆盖的明确目标任务。“户户通”形态的广阔市场前景也意味市场竞争会日益激烈，各个机顶盒厂商对方案的差异化设计要求与整机bom成本压力越来越大。因此芯片供应
21、商的方案设计与技术支持水平已经成为机顶盒厂商选择方案时考虑的重要因素。之前各国外芯片厂商大多采取国内代理方案商的支持方式，随着市场需求不断增大，该模式无论在设计支持、成本控制、采购环节等方面均难以满足机顶盒厂家的要求。作为本土企业，杭州国芯在各个方面具有得天独厚的优势，除了作为首批获得授权信道解调的提供商外，新推出的业界最小封装的高级安全解码芯片为减小PCB面积、降低整机bom成本起到了至关重要的作用，可提供直播卫星“村村通”、“户户通”单模、“户户通”双模等各种需求的低成本高性能完整解决方案。同时由方案设计人员组成的现场支持小组，完成从差异化设计、测试认证、整机定型等所有环节的技术支持，确保
22、客户在最短的时间内稳定量产。序号 项目 单位 技术要求 测试结果 !崩l 视频输出幅度 mVp-p 70030 69892 视频同步幅度 mV 30020 3015O8 040一O3048MHz视频48dB 1O 一020一0303 幅频 5MHz特性55MHz +O5一4 一110视频信杂比(加4 dB 56 609杈)5 K系数 4 066 微分增益(pp) 8 197 微分相位(pp) 8 178 亮度非线性 8 32色度亮度增益9 5 22差色度亮度时延lO11s 50 112小等一8 L 一72ll 音频输出电平 dBu (1kHz一20BFS600n) R 一7315 L 0051
23、2 音频失真度 (1kHz一15dBFS)R 005+l一2 L 002一03313 音频幅频特性 dB (60Hz18kHz一24dBFS) R O00一O35音额信噪比 70 L 81314 dB(不加枞) (1kHz一15dBFS) R 807音频左右声道相 515 O4位差 (60Hz18kHz)音频左右声道电 0516 dB O07平差 (60Hz18kHz)音频左右声道串 一70L-+R 一827J7 dB扰 (1kHz一15dBFS) R-+L 一794总之，面对美好的前景和激烈的竞争，机顶盒厂商需要采取更加灵活的技术策略应对各种新的设计挑战，基于GXl 121C+G1501B+
24、GX301 1的直播卫星“户户通”双模接收机顶盒完整解决方案是您的理想选择。圆参考艾献1】GXll2l C datasheet，Hangzhou Nationalchip Science&Technology Co，Ltd【21 GXl50lB datasheet，Hangzhou Nationalchip ScienceTechnology C0，Ltd【31 GX30l l datasheet，Hangzhou Nationalchip Science&Technology C0，Ltd【4】中华人民共和国广播电影电视行业暂行技术文件GDJ 03扣2011【5】John GProakis，
25、现代通信系统【M】，电子工业出版社-214广播与电视技术 2011年增刊万方数据直播卫星“户户通”双模接收整体解决方案设计作者： 来永胜， 王剑波， 金鼎国作者单位： 杭州国芯科技股份有限公司刊名： 广播与电视技术英文刊名： Radio & TV Broadcast Engineering年，卷(期)： 2011,38(z1)参考文献(5条)1.GX1121C datasheet,Hangzhou Nationalchip Science &Technology Co.,Ltd2.GX1501B datasheet,Hangzhou Nationalchip Science &Technology Co.,Ltd3.GX 3011 datasheet,Hangzhou Nationalchip Science &Technology Co.,Ltd4.GD/J 036-2011,中华人民共和国广播电影电视行业暂行技术文件5.John G.Proakis 现代通信系统引用本文格式：来永胜.王剑波.金鼎国 直播卫星“户户通”双模接收整体解决方案设计期刊论文-广播与电视技术 2011(z1)
