基于NGB的数字电视条件接收系统设计与实现

论文摘要

随着国内数字电视网络的建设不断发展,数字电视的用户量和增值业务的规模也在不断扩展。传统的数字电视模式已经不能完全满足不断增长的文化需求,NGB网络不仅向用户提供了优质的视频、信息等服务,也为服务提供商和网络运营商提供了更好的服务平台,并带来越来越多的商业利益。作为保障用户安全、节目安全和服务提供商以及网络运营商利益的条件接收系统(Conditiong Access System,CAS)也面临着巨大挑战,建设一套安全、可靠、灵活的面向NGB(Next Generation Broadcasting Network)网络的CAS是保证数字电视安全运营的必要条件,该系统是整个数字电视网络的核心组成部分。论文通过对数字电视条件接收系统的原理和市场需求进行研究和分析,针对数字电视条件接收系统在节目加解扰、数据加解密、数据存储以及数据通讯等方面的需求,提出了单双向兼容模式的数字电视条件接收系统的设计方案。基于当前NGB网络的结构特点,对于电视节目采用单向广播的模式传输,互动点播数据采用IP网络传输。因此,在节目加解扰方面,采用伪随机二进制数序列(Pseudo Random Binary Sequence,PRBS)的处理方式,通过接收端和发送端的CW同步实现音视频流和数据流解码。在数据加解密方面,提出前端采用独立加密机进行数据加密,终端采用智能卡技术实现数据解密,算法采用1024位的RSA非对称算法和64位3DES算法配合实现。在数据存储方面,采用大型的Oracle数据库存储技术,存储系统管理数据、认证数据、客户数据以及控制数据。在数据通讯方面,提出了一次一密、周期认证的数据模型,并详细论述了数据的通讯流程、系统功能的具体实现流程。针对数字电视条件接收系统的特性,本文着重论述了在安全性、可靠性方面的重要性,并提出了在软件设计过程中采取的可靠性措施。最后,通过对系统在数字电视应用测评平台中进行严格的测试,验证了本系统在功能和性能方面的方案设计。本文研究工作的成果及意义在于:该文设计的数字电视条件接收系统兼容了传统广播电视网络和NGB网络两种传输模式,解决了传统CAS中的涉及安全和效率的问题,通过测评系统的评估能够满足数字电视网络的运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 引言
• 1.1 背景及问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文研究的目标及其内容
• 1.4 本文的组织结构及其章节编排
• 第二章 数字电视条件接收系统相关技术
• 2.1 数字电视条件接收系统
• 2.2 视频编解码技术
• 2.3 码流加解扰技术
• 2.4 数据加解密技术
• 2.5 机顶盒智能卡技术
• 2.6 数据库技术
• 2.7 术语和定义
• 2.8 本章小结
• 第三章 数字电视条件接收系统需求分析
• 3.1 项目需求背景
• 3.2 系统功能需求
• 3.3 系统性能需求
• 3.4 系统设计原则和依据
• 3.4.1 设计原则
• 3.4.2 设计依据
• 3.5 本章小结
• 第四章 数字电视条件接收系统软件设计
• 4.1 系统总体结构设计
• 4.1.1 系统总体结构
• 4.1.2 模块功能设计
• 4.2 系统流程设计
• 4.2.1 数据加解密流程
• 4.2.2 系统工作流程
• 4.2.3 服务订购/取消流程
• 4.3 系统接口设计
• 4.3.1 加扰控制接口
• 4.3.2 命令控制接口
• 4.3.3 智能卡接口
• 4.4 系统性能设计
• 4.4.1 安全性设计
• 4.4.2 可靠性设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 数字电视条件接收系统的实现和测评
• 5.1 系统功能实现
• 5.1.1 智能卡管理
• 5.1.2 观看控制
• 5.1.3 授权管理功能
• 5.1.4 多运营商支持功能
• 5.1.5 系统应用功能
• 5.2 系统可靠性实现
• 5.2.1 安全可靠性
• 5.2.2 寻址可靠性
• 5.2.3 同步可靠性
• 5.3 系统测评平台
• 5.4 系统测试分析
• 5.4.1 功能测试
• 5.4.2 系统性能测试
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作与回顾
• 6.2 成果及意义
• 6.3 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的论文