數字電視有條件系統的研究(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的。從廣義上說，凡是與電視機連接的網絡終端設備都可以稱為機頂盒。按傳輸網絡和功能劃分，機頂盒可以大致劃分為以下幾種 :從基于有線電視網絡的模擬頻道增補器、模擬頻道解擾器，到將電話線與電視機聯在一起的“上網機頂盒”、數字衛星綜合接收解碼器 (IRD, Integrated Receive Decoder)、數字地面機頂盒，以及有線電視機頂盒 [11]。從狹義上說，我們可以將模擬設備排除在外，按主要功能將機頂盒分為上網機頂盒、數字衛星綜合接收解碼器、數字地面機頂盒，以及有線電視機頂盒。這些設備由于具有很好的網絡功能， 因此也成為信息家電的代表。機頂盒是數字電視結構體系中的終端部分，直接定義了用戶與數字電視以及其他交互業務的界面。 經營本地電纜的商家及基于地面或衛星的運營商通常為用戶安裝這些設備 [12]。有線電視機頂盒的基本原理與數字衛星機頂盒、數字地面機頂盒相同，只是信號傳輸介質是有線電視廣播所采用的全電纜網絡或光纖 /同軸混合網。但由于有線電視網絡較好的傳輸質量以及電纜調制解調器技術的成熟，使得該類機頂盒可以實現各種交互式應用，并被業界廣泛看好。 機頂盒硬件整體結構 (1)信道解碼模塊 信道解碼模塊包括 Tuner(調 諧器 )和 QAM解調器，整個前端模塊的功能就是完成電視信號的信道解碼功能。 Tuner的功能是將從有線電視網絡接收到的射頻信號變換成為一個中心頻率為 。而 QAM解調器的功能就是完成信號定時恢復、載波恢復、數據成型、自適應均衡以及格形數字高清晰度電視機頂盒軟件技術研究與應用 (2)信源解碼模塊 信源解碼模塊主要包括三個部分 :MPEG2解復用芯片 ST20TP3，視頻解碼芯片 STi7000[13]，音頻解碼芯片 STi4000. ST20TP3將 MPEG2傳輸流解復用功能和微處理器集成在 一個芯片上， 它既完成解復用功能，同時所有的系統程序和應用程序都是在 ST20TP3上運行的，所以 ST20TP3是整個系統的核心 [14]。 (3)音、視頻后處理模塊 這個模塊包括 PAL/NTSC視頻編碼器，音頻 DAC和音、視頻輸出控制電路。PAL/NTSC視頻編碼器完成 PAL制或 NTSC制的視頻編碼 。音頻 DAC將數字音頻轉換成 11 模擬音頻 :音、視頻輸出控制電路是根據用戶設置，輸出相應的音、視頻格式 [15]。 (4)存儲系統 存儲系統包括系統 DRAM, FLASH ROM, EEPROM、視頻解碼 SDRAM 系統 DRAM是系統程序和用戶應用程序運行的地方 :FLASH ROM存放用戶應用程序的地方 。EEPROM用來存放系統和用戶信息， 系統中所有的節目信息也都放在 EEPROM中，視頻解碼 SDRAM用作視頻解碼緩沖區和 OSD數據存放區域 [16]。 (5)外圍設備和輸入輸出接口 這部分包括一些與外界的接口和控制電路。 ST HDVT機頂盒的硬件構成 機項盒中軟件的下載與更新 某些付費電視運營商擔心他們所資助的或以其它方式投資的機頂盒有可能 會被其它打算從機頂盒 設施中獲益的廣播提供商“劫持” [17]。絕大多數付費電視運營商希望只有他們才能拿到提供用戶界面的機頂盒軟件。解決這些擔心的方法是確定只出合法的一方進行機頂盒軟件的更新。 驗證密鑰駐留在機頂盒閃存中的啟動塊區或盒中安全硅片中 [18]。盡管閃存可能被閃存芯片的連接操作所清洗 .但這的確需要對每個機頂盒加以個別處理，可是這樣的操作成本大約是每處理一個機頂盒 12美元 [19]。這樣的成本將使盜版者難以達到足以取得商業利潤的破密規模。 更為切合實際的擔心應該是關于裝載程序能否在任何條件下保證其可靠性的問題 [19]。逐一處理機 頂盒所需的令破密者望而卻步的成本，同時也會使合法的運營商在編碼下載機制出現故障時遭遇到嚴重的問題。 機頂盒的軟件要隨時升級，一方面升級程序自身要升級，另一方面可以升級業務程序 [20] 音視頻輸 出控制 Tuner QAM 解調器 ST20 TP3 復位 控制 JTAG 接口 DRAM FALSH ROM SDRAM STi7000 STi4000 PAL/NTSC 視頻編碼器 DAC Modulator EEPROM 遙控器控 制芯片 前段板控 制芯片 顯示選擇開關 12 致謝 感謝我的導師張有志教授的悉心指導和教誨，張老師淵博的學識，敏銳的思維、誨人不倦的精神，嚴謹的治學風范和對問題的深入分析、概括及抽象能力使我獲益非淺、受益終身他嚴謹的治學態度、仁厚的師長風范和平易近人的為人，將成為我今后治學、工作和做人的榜樣。再次 ，要感謝我的家人，正是他們的全力支持，我才能順利的完成大學期間的學習和論 文的撰寫工作 ! 參考文獻 1. ISO/IEC 138181, Generic Coding Of Moving Pictures and Associated Audio,Part 1: Systems, Nov. 1993 2. ISO/IEC 138182, Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio, Part 2:Video， Nov 1993 3. ISO/IEC 138183, Generic Coding of Moving Pictures and Associated Aduio,Part3 : Audio, 4. ST20TP3 Programmable Transport IC For DVB Applications, preliminary data, SGSTHOMSON, January 1998 5. ETR 162 Digital broadcasting system for television, sound and data services。 Allocate of Service Information (SI) codes for Digital Video Broadcasting(DVB) system 6. ETR 289 Digital Video Broadcasting (BVB)。 Support for use of scrambing and Conditional Access(CA) within digital broadcasting system 7. ETR 211:Digital broadcasting systems for television。Guidelines on implementation and usage of service information 8. EVALATV Development Platform for High Definition Applications, preliminary data, SGSTHOMSON, August 1998 9. ST20 Embedded Toolset User Manual, SGSTHOMSON, August 1998 10. STLite/OS20 RealTime Kernel Reference Manual, SGSTHOMSON, July 1998 11. Netravali A. teal. Digital television’s Perspective. Proc. IEEE, 1995, 13 83 (6) :pp834842 .數字電視和高清晰度電視 . 人民郵電出版社 1997 .全數字高晰度電視和 .1997 ，張文俊 .數字化進程中的機頂盒 .電視技術‘ 1999(5): 1013 15，孫世聽 .數字衛星電視接收機系統設計 .電視技術 .1999(6): 6265 ，高楊 .服務創新推動數字電視 .電視技術 .1999(7): 79 .DVB的現狀與前景 .電視技術 .1999(7): 1518 18. EN 300 429 V structure, channel coding and modulation for cable systems.(1998一 04) .數字電視中交互業務的分類及實現 .電視技術 .1999(9): 1622 ，數字電視機頂盒及其開發平臺 .電視技術 .1999(9): 2630 1 條件接收技術的進步研究 Wim Moojj lrdeto 顧問 ,荷蘭 摘要 最近幾年以來條件接收技術的進步是非常重要的，無論在應對商業關系的變化，數 字電視的廣泛應用 , 半導體制造業能力的改進等等。這個組合引起條件接收技術的發展有趣的連鎖反應的因素 , 從相關領域到條件接收，這種技術都得到了廣泛的應用。 這篇文章分析在這一方面的改變商業的和科技的環境而且描述它如何影響有條件接收技術的某方面。分析也展示出變化中的環境的不同反應。許多反應被認為是這方面的觀念的重新思考。文章也描述這些新的條件接收觀念如何在兩者的申請領域和費用效力中延長。結果是存在一種觀點來概觀條件接收技術的最近進步。 介紹 條件接收技術的區域進步是和在進化的各種不同的階段中是不同的。 主要因素 是不變的推進力為收費電視服務的有效保護。這廣泛地被相信為逐漸增加的數字電視市場廣泛地相信。由于收費電視的困難操作的環境維修供給者 ,條件接收技術正在消費者中領先方法導向的無慮技術。新的發展在固定通路廣播服務方面將會最后在其他的安全申請中被采用。 效果有在智能卡中被示范，而且發現它的無慮微處理器技術是在條件接收方面為廣播的服務第一重要的市場。相同的技術然后是在其他的使用范圍。 這篇文章首先介紹條件接收一般的原則以及在收費電視申請中的技術。 它然后繼續從模擬電視到數字電視討論如此的技術進化。在這些描述清楚的視野中浮現在那之上不變地變更安全的有關為了要改良那全部的收費電視的保護維修。 文章對時間比較長的歷史背景的最近條件接收科技的發展的地方比較早的描述以為基礎一個系統導向的方式和嘗試。 預覽 如收費電視申請所用的條件接收技術使用落實的一個大的多樣性作為相同的基本原則。 這個區段介紹如此的一個系統的基本原則。基本的服務被不規則性 (也就是提出無法使用的到非授權與觀眾 ) 普遍基于一個參數提交到如控制字。控制字需要被傳送到適當地給的接收器權力以至于它能用來把被不規則性的數據轉換回來到它是最初的形式。通常認為首先用一編加密碼 控制字 Ek(cw)= C 和使用倒轉的程序 DK(C)=在接收器中。一些標示機制除了密碼存在允許接收器選擇適當的運算法則 DK()。如運算法則的分配被做政府補助分配的部份 ,不是所有的接收器有這一公式的完整了解運算法則 DK() 。密碼叫做一個政府補助控制信息。 關于的資訊分配運算法則 DK() 通常被稱為一個政府補助管理信息。程序應該被實現在如此的方法以至于它是不可能取回細節任何的方法。這確定那唯一的 EMM39。s 包含秘密的 DK() 數據，而且它是不可能從一個適當地使的接收器能夠到另外的 (非授權與 ) 復印 DK() 的。 財產依賴程序的機械建筑和那真實的落實被叫做干預反抗的裝置。 多種落實存在 , 但是那最廣泛地用了智能卡。 2 這方法過去一直提出對一個接收器是無用的基本服務內容被叫做不規則性。 這個程序在真實的廣播聲頻和圖像數據上操作。 類似物電視的不規則性，信號以為基礎電視的類似物處理作信號。廣為人知的方法是圖像倒轉，移動線減低而且替換 ,排成一行組合這些基本技術。這些方法的力量能被做適當對于目的和好充足阻塞暴力攻擊。數字電視信號需要被不規則性使用數字方法。一些運算法則可用來例如數據密碼技術標準 (DES) 的這 個目的 ,DVB 通常的不規則性運算法則和多運算法則。 DES 運算法則廣泛地在美國被公司用。 歐洲的立法在歐洲的所有數字電視接收器委任統治 DVB CSA 的支持。系統在日本被采用。 所有的這些數字不規則性方法被認為是比類似物一些重要的較強壯。 所有的數字電視不規則性方法使用在移動圖像專家組格式中被定義運行正確的控制字轉變使不規則性控制領域向真實的控制字用法作信號的傳送機制。 密碼技術 為了要送控制字和政府補助到有關的接收器 ,某數據需要進入廣播的信號之內被插入。 真實的密碼技術方法使用專有的運算法則 , 被 分享兩者的類似物電視和數字電視信號。 相似的運算法則在 EMM 數據的建筑中被用。 這些密碼技術程序的安全是廣為人知的和一些早的攻擊 ( 舉例來說 EMM 信息的游戲 背面 ) 現在是好的知道。 申請限制充份的被了解安全以為基礎密碼技術程序的力量。 典型的密碼技術方法在組合中用 公眾的以鑰匙為基礎的成份時常以為基礎像 DES 一樣的方案。 有使攻擊在這個水平不能實行的這個主題上的充份文學。 除了收費電視申請限制的比較好的理解，重要的進步有在向效率演說的術語被做。廣泛多樣性對收費電視操作員模態現在是可得的。 這允許現代人條件接收系統很多的柔性有效率的支援 —— 非常寬的排列。