集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置

摘要

本发明涉及一种集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置，包括：用户授权模块，生成基本数据加扰信息和正常数据加扰信息；加扰模块，根据所述基本数据加扰信息和正常数据加扰信息分别对基本数据和正常数据进行加扰；复用器，将加扰后的基本数据和正常数据、基本数据加扰信息和正常数据加扰信息复用，以形成最终传输流TS流中并输出。通过本发明，能够在发送端发送两种不同分辨率的数据内容，能够在接收端集成两种不同难易程度的加扰方法，将两种数据内容和两种加扰方法分别对应，以适应接收端不同用户群的对数字电视节目的收看需求。

说明书

技术领域

本发明涉及数字电视广播DVB条件发送领域，尤其涉及一种集成基 本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置。

背景技术

DVB，即数字视频广播，是欧洲电信标准化组织、欧洲电子标准化组 织和欧洲广播联盟联合组成的“联合专家组”发起的，根据传输信道的不同， 分为卫星电视DVB-S、有线电视DVB-C、地面电视DVB-T和手持地面无 线电视DVB-H四种。DVB标准包括信道编码、信源编码、条件接收、字 幕传输等多个内容组成。目前，DVB标准和兼容DVB的改良标准广泛地 应用于欧洲、日本、加拿大、中国等各个国家和地区。

DVB标准中的条件接收系统CAS，是为了对DVB标准所传输的数字 电视节目收费而部署的系统。CAS的组成包括有用户管理系统、业务信息 生成系统、节目管理编辑系统、节目调度处理系统、用户授权管理系统和 条件接收CA。主要分为管理用户和管理节目的两大部分。现有的DVB标 准中，其CAS对节目加密采用了三级加密技术，即控制字KW对节目内 容加密，业务密钥SK对KW加密，为每一个用户唯一分配的标志码PDK 对SK加密，以保障节目不被轻易解码，确保数字电视节目收费的有效性。 其中在接收端，PDK被烧在智能卡中而无法被读出，当智能卡插入带有解 扰系统的接收终端中，触发对数字电视节目的三级解码。

但是，现有的数字电视节目用户群中，存在需要非常高清晰节目内容 的高端用户，他们付得起昂贵的电视节目费用和较为复杂的接收终端，因 此通过三级解密收看高清晰节目内容，但是同样存在一些低收入人群，他 们刚从免费的模拟电视用户群中转移过来，对于他们来说，重要的是节目 的连贯性和节目的经济性，因此，为他们提供分辨率一般但收费很少的基 本数据流，并提供价格便宜的收费终端，使得他们能够收看例如标清的电 视节目。

因此，需要一种集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置， 在接收端为用户提供两种分辨率不同的数据流和对应的两种不同加扰方 式，并将所有数据流和加扰信息复用在同一传输流TS流中发射出去，以 便于接收端根据用户类型，选择数据流和对应的解扰方式，以兼顾不同用 户群的不同收看需求，从而，有力地推广了相应收费系统在各个地区的推 广和使用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种集成基本数据、正常数据加扰 的DVB条件发送装置，同时广播两种不同分辨率的数据内容，并集成了 分别针对所述两种不同分辨率的数据内容的两个不同加扰方式，便于接收 端根据用户类型，制定不同的解扰和接收策略，一方面，极大地满足了高 端用户的视听享受，另一方面，也满足了低端用户对节目内容的收看要求， 在增加少量模块的情况下，扩大了DVB数字电视广播的用户群规模。

根据本发明的一方面，提供了一种集成基本数据、正常数据加扰的 DVB条件发送装置，包括用户授权模块，生成基本数据加扰信息和正常数 据加扰信息；加扰模块，根据所述基本数据加扰信息和正常数据加扰信息 分别对基本数据和正常数据进行加扰；复用器，将加扰后的基本数据和正 常数据、基本数据加扰信息和正常数据加扰信息复用，以形成最终传输流 TS流中并输出。

更具体地，所述集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置 进一步包括：音频数据采集模块，以第一音频采集速率和第二音频采集速 率分别获得基本音频数据和正常音频数据，其中第一音频采集速率低于第 二音频采集速率；视频数据采集模块，以第一视频采集速率和第二视频采 集速率分别获得基本视频数据和正常视频数据，其中第一视频采集速率低 于第二视频采集速率；音频数据压缩模块，连接所述音频数据采集模块以 接收所述基本音频数据和所述正常音频数据，并分别对所述基本音频数据 和所述正常音频数据进行压缩编码，获得基本音频压缩数据和正常音频压 缩数据；视频数据压缩模块，连接所述视频数据采集模块以接收所述基本 视频数据和所述正常视频数据，并分别对所述基本视频数据和所述正常视 频数据进行压缩编码，获得基本视频压缩数据和正常视频压缩数据；用户 授权模块，生成用户标志码、控制字，并定期生成业务密钥，所述用户标 志码是用来识别每一个DVB STB的用户，并对所述业务密钥加密，所述 控制字是用来对原始数据流进行加密，所述定期为半个月或者一个月，所 述业务密钥用于对控制字进行加密，其中，所述控制字分成基本控制字和 正常控制字，分别对包括基本音频压缩数据和基本视频压缩数据的基本原 始数据流、包括正常音频压缩数据和正常视频压缩数据的正常原始数据流 进行加密；伪随机序列发生器，连接所述用户授权模块，获得所述控制字 并根据所述控制字产生一个伪随机流，所述伪随机流用于和原始数据流进 行XOR运算以产生加密数据流；加扰模块，连接所述音频数据压缩模块、 视频数据压缩模块和伪随机序列发生器，分别接收基本音频压缩数据和正 常音频压缩数据、基本视频压缩数据和正常视频压缩数据、伪随机流，并 将所述基本音频压缩数据、正常音频压缩数据、基本视频压缩数据、正常 视频压缩数据分别进行XOR运算，以生成对应的加扰基本音频数据、加 扰正常音频数据、加扰基本视频数据、加扰正常视频数据；基本加扰数据 加密模块，连接用户授权模块，对所述基本控制字进行静态哈夫曼编码， 获得加密基本加扰控制字；打包模块，连接用户授权模块和加扰模块，将 加扰基本音频数据、加扰正常音频数据、加扰基本视频数据、加扰正常视 频数据打包成TS包；将使用所述用户标志码对业务密钥加密产生的授权 管理信息打包在业务信息PSI/SI的授权管理信息EMM表中，将使用所述 业务密钥对控制字加密产生的授权控制信息打包在PSI/SI的授权控制信息 ECM表中，还将加密基本加扰控制字打包在PSI/SI的网络信息表NIT表 中，其中，将加密基本加扰控制字打包在PSI/SI的网络信息表NIT表中包 括，加密基本加扰控制字在NIT表中私有字段Private Section的私有数据 类型private_data_byte中传输；复用器，将基本音频压缩数据TS包、正常 音频压缩数据TS包、基本视频压缩数据TS包、正常视频压缩数据TS包、 ECM表、EMM表、NIT表复用在最终TS流中并输出所述最终TS流；其 中，TS流由包头和负载组成，所述包头包括一个同步字节SYNC1和三个 其他字节，所述三个其他字节用于业务识别、加扰和控制信息，所述负载 包括184字节的MPEG-2数据，所述包头的三个其他字节的具体分布为， 1个传输误码指示比特位，1个净数据单元起始指示比特位，1个传送优先 级比特位，13个包识别符PID比特位，2个传送加扰控制比特位，2个自 适应区控制比特位和4个连续计数器比特位。其中，所述基本数据加扰信 息包括所述加密基本加扰控制字和所述用户标识码，所述正常数据加扰信 息包括所述业务密钥和所述用户标识码。

更具体地，所述集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置 进一步包括：所述ECM表中除了要传输的业务密钥外，还可以包括密钥 集Key Set、节目分配商名称Distributor Lable、服务号Serviee Number、当 前日期Current Date。

更具体地，所述集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置 进一步包括：将最终TS流进行同步字节反转与数据随机化、里德所罗门 RS编码、卷积交织、字节到符号映射、差分解码、基带成型、正交幅度调 制QAM调制，以生成数字电视广播信号。

更具体地，所述集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置 进一步包括：所述数字电视广播信号可经过卫星电视DVB-S、有线电视 DVB-C、地面电视DVB-T和手持地面无线电视DVB-H信道之一进行传输。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1根据本发明实施方案示出的集成基本数据、正常数据加扰的DVB 条件发送装置的结构方框图。

其中，1、音频数据采集模块；2、音频数据压缩模块；3、视频数据 采集模块；4、视频数据压缩模块；5、用户授权模块；6、伪随机序列发 生器；7、加扰模块；8、基本加扰数据加密模块；9、打包模块；10、复 用器。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的集成基本数据、正常数据加扰的DVB条 件发送装置的实施方案进行详细说明。

图1示出根据本发明实施方案示出的集成基本数据、正常数据加扰的 DVB条件发送装置的结构方框图。其中能够发送两路分辨率不同的音视频 数据供接收端选择接收的集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送 装置包括，用户授权模块5，生成基本数据加扰信息和正常数据加扰信息； 加扰模块7，根据所述基本数据加扰信息和正常数据加扰信息分别对基本 数据和正常数据进行加扰；复用器10，将加扰后的基本数据和正常数据、 基本数据加扰信息和正常数据加扰信息复用，以形成最终传输流TS流中 并输出。具体来说，所述集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送 装置进一步包括：音频数据采集模块1，以第一音频采集速率和第二音频 采集速率分别获得基本音频数据和正常音频数据，其中第一音频采集速率 低于第二音频采集速率；视频数据采集模块3，以第一视频采集速率和第 二视频采集速率分别获得基本视频数据和正常视频数据，其中第一视频采 集速率低于第二视频采集速率；音频数据压缩模块2，连接所述音频数据 采集模块1以接收所述基本音频数据和所述正常音频数据，并分别对所述 基本音频数据和所述正常音频数据进行压缩编码，获得基本音频压缩数据 和正常音频压缩数据；视频数据压缩模块4，连接所述视频数据采集模块 3以接收所述基本视频数据和所述正常视频数据，并分别对所述基本视频 数据和所述正常视频数据进行压缩编码，获得基本视频压缩数据和正常视 频压缩数据；用户授权模块5，生成用户标志码、控制字，并定期生成业 务密钥，所述用户标志码是用来识别每一个DVB STB的用户，并对所述 业务密钥加密，所述控制字是用来对原始数据流进行加密，所述定期为半 个月或者一个月，所述业务密钥用于对控制字进行加密，其中，所述控制 字分成基本控制字和正常控制字，分别对包括基本音频压缩数据和基本视 频压缩数据的基本原始数据流、包括正常音频压缩数据和正常视频压缩数 据的正常原始数据流进行加密；伪随机序列发生器6，连接所述用户授权 模块5，获得所述控制字并根据所述控制字产生一个伪随机流，所述伪随 机流用于和原始数据流进行XOR运算以产生加密数据流；加扰模块7，连 接所述音频数据压缩模块2、视频数据压缩模块4和伪随机序列发生器6， 分别接收基本音频压缩数据和正常音频压缩数据、基本视频压缩数据和正 常视频压缩数据、伪随机流，并将所述基本音频压缩数据、正常音频压缩 数据、基本视频压缩数据、正常视频压缩数据分别进行XOR运算，以生 成对应的加扰基本音频数据、加扰正常音频数据、加扰基本视频数据、加 扰正常视频数据；基本加扰数据加密模块8，连接用户授权模块5，对所 述基本控制字进行静态哈夫曼编码，获得加密基本加扰控制字；打包模块 9，连接用户授权模块5和加扰模块7，将加扰基本音频数据、加扰正常音 频数据、加扰基本视频数据、加扰正常视频数据打包成TS包；将使用所 述用户标志码对业务密钥加密产生的授权管理信息打包在业务信息PSI/SI 的授权管理信息EMM表中，将使用所述业务密钥对控制字加密产生的授 权控制信息打包在PSI/SI的授权控制信息ECM表中，还将加密基本加扰 控制字打包在PSI/SI的网络信息表NIT表中，其中，将加密基本加扰控制 字打包在PSI/SI的网络信息表NIT表中包括，加密基本加扰控制字在NIT 表中私有字段Private Section的私有数据类型private_data_byte中传输；复 用器10，将基本音频压缩数据TS包、正常音频压缩数据TS包、基本视 频压缩数据TS包、正常视频压缩数据TS包、ECM表、EMM表、NIT表 复用在最终TS流中并输出所述最终TS流；其中，TS流由包头和负载组 成，所述包头包括一个同步字节SYNC1和三个其他字节，所述三个其他 字节用于业务识别、加扰和控制信息，所述负载包括184字节的MPEG-2 数据，所述包头的三个其他字节的具体分布为，1个传输误码指示比特位， 1个净数据单元起始指示比特位，1个传送优先级比特位，13个包识别符 PID比特位，2个传送加扰控制比特位，2个自适应区控制比特位和4个连 续计数器比特位。其中，所述基本数据加扰信息包括所述加密基本加扰控 制字和所述用户标识码，所述正常数据加扰信息包括所述业务密钥和所述 用户标识码。

其中，哈夫曼编码即Huffman Coding，是可变字长编码（VLC）的一 种。Huffman于1952年提出一种编码方法，该方法完全依据字符出现概率 来构造异字头的平均长度最短的码字，有时称之为最佳编码，一般就叫作 Huffman编码。哈夫曼压缩是个无损的压缩算法，一般用来压缩文本和程 序文件。哈夫曼压缩属于可变代码长度算法一族。意思是个体符号（例如， 文本文件中的字符）用一个特定长度的位序列替代。因此，在文件中出现 频率高的符号，使用短的位序列，而那些很少出现的符号，则用较长的位 序列。在计算机信息处理中，“哈夫曼编码”是一种一致性编码法（又称 “熵编码法”），用于数据的无损耗压缩。这一术语是指使用一张特殊的编 码表将源字符（例如某文件中的一个符号）进行编码。这张编码表的特殊 之处在于，他是根据每一个源字符出现的估算概率而建立起来的（出现概 率高的字符使用较短的编码，反之出现概率低的则使用较长的编码，这便 使编码之后的字符串的平均期望长度降低，从而达到无损压缩数据的目 的）。例如，在英文中，e的出现概率很高，而z的出现概率则最低。当利 用哈夫曼编码对一篇英文进行压缩时，e极有可能用一个位(bit)来表示，而 z则可能花去25个位（不是26）。用普通的表示方法时，每个英文字母均 占用一个字节（byte），即8个位。二者相比，e使用了一般编码的1/8的 长度，z则使用了3倍多。倘若我们能实现对于英文中各个字母出现概率 的较准确的估算，就可以大幅度提高无损压缩的比例。

其中，有条件接收系统（CAS），即Conditional Access System，其组 成包括：用户管理系统SMS、业务信息生成系统SIG、节目管理PMS/SI 编辑系统、节目调度处理EIS、用户授权管理系统SAS、条件接收CA等。 主要有两大块：一块是管理用户的SMS，一块是管理节目的CA。CA主 要分为两大部分：一是信号加扰部分，他是通过一个随机码发生器所产生 的随机码（称为控制字CW）来控制加扰器对信号的加扰；二是加密部分， 要使加扰的信号在接收端成功地解扰，接收端也必须要有和加扰端一模一 样的控制字来控制解扰器，所以，要将前端的CW传送到接收端，如果直 接传送会很容易被黑客截获而使CAS失去作用，为此，要对CW进行加 密传送，这种加密是一种多层加密机制，从而增加CW传送的安全性，直 接对CW加密的第一层所产生的密文称为授权控制信息ECM，通过复用 器与加扰的码流一起传送，ECM还含有时间、节目价格、节目授权控制等 信息，因此ECM是面向节目的管理信息。对CW加密的密钥称为工作密 钥SK，SK通常又叫月密钥，每月换一次，每换一次SK，系统都要重新 对所有用户进行授权。第二层加密是用称为节目密钥PDK对SK进行加密， 所产生的密文和从SMS获取的授权指令通过SAS生成的授权信息组成授 权管理信息EMM，EMM还含有智能卡号、授权时间、授权等级等用户授 权信息。这些信息主要是完成对用户的授权，因此EMM是面向用户的管 理信息，EMM对用户在什么时间看、看什么频道进行授权，他也通过复 用器与加扰码流一起传送，以上这些组成了CA最基本的加密系统。

另外，所述集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置进一 步包括：所述ECM表中除了要传输的业务密钥外，还可以包括密钥集Key  Set、节目分配商名称Distributor Lable、服务号Serviee Number、当前日期 Current Date。

其中，SI是Specific Information的简称，PSI是program Specific  Information，在DVB标准中，定义了一个标准的PID用来实现PSI/SI， 一些PID是系统保留的，因此DVB编码的时候并不会用这些PID做为 Video PID或者Audio PID，SI信息可以包括不在当前传输流中的一些服 务和事件，允许用户进行更多的选择和了解更多的其他服务。SI包括SDT （PID=0x0011，2个子表）、EIT（PID=0x0012，3个子表）、TDT（PID= 0x0014）、TOT（PID=0x0014）、BAT（PID=0x0011，1组）等，PSI包 括PAT（PID=0x0000）、PMT（8路节目）、CAT（PID=0x0001）、NIT（PID =0x0010）等。

另外，所述集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置进一 步包括：将最终TS流进行同步字节反转与数据随机化、里德所罗门RS编 码、卷积交织、字节到符号映射、差分解码、基带成型、正交幅度调制QAM 调制，以生成数字电视广播信号。

另外，所述集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置进一 步包括：所述数字电视广播信号可经过卫星电视DVB-S、有线电视DVB-C、 地面电视DVB-T和手持地面无线电视DVB-H信道之一进行传输。

采用本发明的集成基本数据、正常数据加扰的DVB条件发送装置， 改造了原先面对单一用户群的条件发送装置，为不同用户群制定不同的数 据发送、数据加扰、数据解扰和数据接收方案，从而满足各类用户的不同 收看需求，即高端用户的高品质节目内容要求和低端用户的节目内容连续 性的要求，通过增加少量模块，提高了相应发送装置和接收装置的适用性， 有力地保障了相关产品在各地的推广和使用。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施 例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离 本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术 方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的 范围内。