用FPGA实现数字电视条件接收系统

2009-04-23 18:04:48来源:中电网 热度:

数字电视是近十几年发展起来的高新技术,其声像质量,抗干扰性及传送节目的数目等方面有模拟电视无法比拟的优点。数字电视的开播,使观众可以欣赏更多的优质节目;同时,服务商则希望实现按观看内容进行收费的良性运营。条件接收系统CAS主要的功能就是确保只有付费用户才能收看所选节目,彻底解决运营商的收费问题。可以说,CAS是运营商发展新服务的关键。但是,我国目前开通的数字电视用的CAS大多是国外的软硬件方案,随着数字电视的普及,CAS的国产化就成为非常紧迫的要求。
  
1 数字电视条件接收系统(CAS)的工作原理
  
1.1 CAS的加扰和解扰
  
在采用MPEG-2的数字电视中,加扰过程就是用一个由控制字CW控制的伪随机序列对PES流或TS流进行扰动,使没有被授权的用户不能观看节目。对于授权用户,他们的接收机也有一个同样的伪随机序列产生器,如果接收到正确的CW,就可以生成解扰序列,解除信号的扰动,恢复出接收机可以播放的信号。 

1.2 CAS的加密和解密

用户解扰的关键就是得到正确的CW,而CW是随着有用信号通过公用的信道传输。所以说,CAS的加密实际就是对CW的加密,以防止非授权用户的侵入。结合图1介绍CW的加解密机制。

CW一方面控制加扰器对数据流加扰;另一方面通过业务密钥SK(Server Key)加密形成授权控制信息ECM送到接收端。为了信号的保密性,CW一般几秒就要改变一次,并且SK也必须进行加密保护。一般来说,对SK加密完全按照各个用户的特征来进行。由于每台接收机可以编惟一的接收机号,所以可通过此序号生成个人分配密钥PDK(Personal DistributionKey)对SK加密,形成授权管理信息EMM。PDK由CA系统设备产生并严格控制,在接收端不能被用户读出。本文采用的方法是在接收端把PDK装入FPGA芯片中,增加保密性。为了能提供不同级别、不同类型的服务,一套CA系统往往为每个用户分配好几个PDK,来满足丰富的业务需求。EMM是用户管理信息和SK等通过PDK加密形成。用户管理信息由服务商的用户管理系统形成,包括用户名称、地址、智能卡号等。EMM平均每 8~10 s插入传送流一次,以便新开机用户解扰。解扰是加扰的逆过程,首先是用户插入IC卡,输入用户密码,如果密码正确PDK就会对SK进行解密;然后,由SK 对ECM解密出控制字CW。

2 条件接收系统的FPGA实现
  
FPGA(Field Programmable Gate Array)有丰富的触发器和I/O口可以满足完成CAS功能,开发周期短,可以反复修改,特别适合需不断完善电路的开发阶段。
  
要实现CAS硬件设计,首先要理解程序特殊信息PSI。PSI能从多节目的TS流中找出所需要的节目码流和条件接收信息等。PSI必须以一定的频率不断发送,至少20次/s,以便新开的接收机能及时解释传送流的性质。PSI由4个表组成,包括:程序关联表(PAT)、程序映射表(PMT)、网络信息表(NIT)以及条件访问表(CAT)。其中CAT和PMT与条件接收有关。条件接收信息EMM和ECM的位置是通过CAT和PMT中的条件访问描述子确定。表1介绍了条件描述子。


  
EMM信息包的位置是通过CAT表中的描述子确定。ECM信息包的位置确定稍微复杂一些。当在PES流层加扰,出现在PES流中ECM信息被反映到TS 流的PMT中,ECM的条件描述子就出现在PMT中。当在TS层加扰,ECM不出现在PES流中,如果条件信息通过复接加入TS流,ECM的条件描述子就出现在PMT中;如果条件信息没有通过复接加入TS流,确定ECM的位置可以有2种方法:一种方法是

责任编辑:DVBCN编辑部

为您推荐

面向电视机和手机的微波数字电视有何不同

“微波数字电视”是指使用微波通信的数字化电视。利用固定天线接收信号的普通电视机的微波数字电视已于2003年12月在东京、大板及名古屋三大城市的部分地区开播。此外,还准备于2006年春开通便携终端的微波数字电视。下面就来介绍一下在微波数字电视中面向电视机和面向便携终端的服务有何不同。微波数字电视利用470M~770MHz即“UHF频带”发送无线电波。每家电视台将其中的约5.6MHz带宽等分成1

2005沈阳国际数字电视广播通信网络展会

一、展会背景介绍数字电视是我国电视领域采用的最新先进技术。从节目制作、编辑到传输、播放、接收均采用数字技术,与现正在使用的模拟技术相比,具有清晰度高、存储方便快捷、信号稳定、可与用户互动等优点。2004年是国家广电总局确定的数字电视发展元年,2015年全国将停播模拟电视信号,取而代之的就是数字信号。东北地区计划在2010年前完成电视数字化进程,工程浩大、任务艰巨、影响深远。东三省广电局为加快数字电视发展,于2005年6月16日至19日在沈阳国际会展中心举办了“2005沈阳国际数字电视广播通信网络展览会”。电视台、数字电视和电视节目与大众生活息息相关。由于受益群体非常之大,观众的参观热情要高于房

2005中国数字电视产业高峰论坛

指导:信息产业部国家广电总局主办:中国数字电视产业高峰论坛组委会(CDTF)协办:信息产业部软件与集成电路促进中心国家数字音视频编解码技术标准工作组(AVS)《卫星电视与宽带多媒体》杂志社北京华彩乐章广告有限公司支持媒体:《中国数字电视》《人民邮电报》《中国电子报》《计算机世界》《微电脑世界》《网络世界》《中国多媒体视讯》《中国广播电视报-产业周刊》《电信技术》《IT经理世界》《新经济导刊》《通信商业周刊》《通信世界》《流媒体世界》《消费电子世界》《广播与电视技术》《卫星电视与宽带多媒体》《数码精品世界》网络支持:新浪