数字电视条件接收技术（一）

1 数字电视条件接收基本原理

1.1 数字电视条件接收的定义

数字电视条件接收(CA，Conditional Access)就是保证授权用户能获得已预订的数字电视节目、业务及服务，未授权用户则无法获得。通常所说的付费电视就是有条件接收系统，它必须解决两个问题：其一是如何从用户处收取费用，其二是如何阻止用户收看未经授权的付费频道。通常，在数字电视系统前端对数字电视节目进行加扰或接收控制，对用户进行寻址控制以及在用户端进行可寻址解扰是解决以上两个问题的基本途径。

所谓加扰，就是改变标准数字电视信号的特性，对视频、音频或辅助数据加以一定处理，防止未授权者接收到清晰的图像及伴音。由于在高频载波上调制的信号有图像信号和伴音信号两种，故对电视信号的加扰，可以只对图像加扰，也可以只对伴音加扰，还可以对图像与伴音都进行加扰。从信号功率谱角度看，加扰过程相当于将数字电视信号的功率谱拓宽，使其能量分散，因此加扰过程又被称为“能量分散”过程，只有在接收端进行解扰处理，才可以完全恢复原始图像与伴音。

数字电视系统中的加扰、用户管理和授权控制等功能在系统前端完成，而解扰则在用户端完成。用户终端解扰可以采用两种方法：一是在用户终端通过预约方式来解扰，而无须由前端进行寻址遥控；二是通过前端对用户寻址控制来实现解扰。目前绝大多数的加扰、解扰系统都采用寻址模式，用户终端要根据前端送来的解扰信息来决定是否解扰。
加扰、解扰技术需要注意以下问题：对用户而言，要价格低、图像还原性好、图像质量高、功能强、操作简便；对电视台来说，要安全性好、非法接收困难、与现有有线电视网相兼容、寻址加扰信息只在带内传送、系统扩展性强。

具体来说，加扰系统应具备以下基本特征：

1)高保密性(即隐匿性)：在加扰系统中所加扰的图像、声音、数据要有充分的保密性；
2)质量还原性：解扰后的图像和声音，与未经加扰的图像和声音相比较，图像与伴音质量的优劣变化应在一定的允许范围之内；
3)高安全性：未授权用户不易用不正当手段将加扰信息还原；
4)扩展性：在限定的条件控制系统中，要考虑未来的功能扩展；
5)高性价比：接收机中应尽量多地采用通用元件，以降低接收机成本。

鉴于以上要求，在条件接收系统中，通常采用图像加扰方式，它分为三种：模拟传输与模拟加扰，模拟传输与数字加扰，数字传输与数字加扰。数字电视采用数字传输与数字加扰技术，是以上三种加扰方式中最好的一种。

加扰、解扰技术是数字电视收费运营机制的重要保证，数字电视收费运营机制的基本特征就是在节目供应单位、节目播出单位与节目接收用户之间建立起一种有偿的服务体系，因而所提供的业务及服务仅限于授权用户使用。正是基于这种有偿服务体系，数字电视节目制作、节目播出所需的巨大投资才得以补偿，从而为数字电视产业的发展奠定了良性循环的经济基础。为此，加扰、解扰技术在数字电视系统中必不可少，采用条件接收技术是数字电视产业向高层次发展的必由之路。

1.2 数字电视条件接收原理剖新

数字电视条件接收技术的基本原理如图5-1所示。由图5-1可见，数字电视节目在播出前，首先要经过加扰处理，加扰过程是将复用后的传送流(Transport Stream)与一个伪随机加扰序