（通信与信息系统专业论文）综合业务用户终端中间件条件接收系统的研究.pdf

中文摘要 摘要 论文作者的导师提出的一种新型h f c 网络，解决了原h f c 网络固有的“漏斗效 应”，充分利用了h f c 网络的优势，提高了上下行信道的容量，适合提供宽带综合 业务。用户使用一种综合业务终端与新型h f c 网络连接，实现数字电视的接收、 拨打口电话和实现i n t e r n e t 业务。新型h f c 网络和这种综合业务终端具有广阔的应 用前景。论文作者重点研究这种综合业务终端的条件接收系统。 数字电视条件接收系统的基本目的是通过对用户的授权控制和管理，实现数 字广播系统的有偿服务，在为运营商带来经济上回报的同时，也能为用户提供更 多、更高质量的服务内容。论文首先对数字电视的运行方式、条件接收系统的功 能需求、组成及相关协议进行了详细的分析。然后对综合业务终端的网络环境和 软件、硬件环境进行了深入的分析，结合国内夕b c a s 系统的技术状况，并借鉴了 目前机顶盒的c a s 技术，提出了适合于综合业务终端的条件接收方案。这个方案 不仅能实现条件接收系统所要求的全部功能，而且在终端，一个c a s 可以同时收 看多个数字电视节目，有效地降低了设备费用。 本文提出的方案将c a 系统划分为c a 处理、智能卡接口以及用户界面三个模 块。在c a 处理模块中，利用多任务处理的优势，设计了四个任务流程来过滤、解 析前端发送的加密信息，及时完成了终端的授权和解密。通过智能卡接口将处理 过后的加密信息送往智能卡进行解密处理，并根据智能卡的解密结果设置解扰器， 最终实现对节目流的解扰，从而使终端能够正常显示节目。依据智能卡接口的通 信协议以及软件平台中与该协议相关的软件模块，设计了智能卡接口模块应用层 的相关函数，实现了智能卡接口应用层的命令交互功能，完成了综合业务终端与 智能卡的通信。用户界面模块通过调用智能卡接口以及o s d 函数，实现了c a 系统 与用户的交互。 论文对所设计的软件进行了功能测试，实验结果表明论文设计的综合业务终 端的条件接收系统，可以从t s 流中正确的提取出解密所需的信息流，实现了预期 的功能。 c a 系统是一个复杂的系统，而综合业务终端又是一个新型设备，许多技术标 准尚不完善，还需要更多的研究人员参与研究。论文在最后提出了对c a 后续研究 工作的建议。 关键词：条件接收系统，机顶盒，综合业务终端，智能卡 英文摘要 a b s t r a c t an o d - t y p eh f cn e t w o r kw a sp u tf o r w a r db yt h ea u t h o r ss u p e r v i s o r , i no r d e rt o s o l v et h e f u n n e le f f e c t o fo r i g i n a lh f cn e t w o r k t h en o d t y p eh f cn e t w o r km a k e s f u l lu s eo ft h ea d v a n t a g e si nh f cn e t w o r ka n di m p r o v e st h ec h a n n e lc a p a c i t y , w h i c hi s f i tf o rp r o v i d i n gb r o a d b a n di n t e g r a t e ds e r v i c e s a ni n t e g r a t e ds e r v i c et e r m i n a t i o nb y c u s t o m e r si su s e dt oc o a n e c tt h en o d - t y p oh f cn e t w o r k , t or e a l i z et h er e c e i v i n g p r o g r a m so fd i g i t a lt v , d i a l u pi pp h o n ea n di n t e r a c ts e r v i c e t h ea p p l i c a t i o no f n o d - t y p eh f cn e t w o r ka n ds u c hi n t e g r a t e ds e r v i c et e r m i n a t i o na r ee x p e c t e dt ob e a ra n e x t e n s i v ep r o s p e c t t h ea u t h o rp u t se m p h a s i so ns t u d y i n gt h ec a si nt h ei n t e g r a t e d s e r v i c et e r m i n a t i o n b a s e do na u t h o r i z a t i o n ，c o n t r o l l i n ga n dm a n a g e m e n to f t h ec u s t o m e r s ，t h ec a so f d i g i t a lt va l m st or e a l i z et h ep a y m e n ts a v i c ei nd i g i t a lb r o a d c a s ts y s t e m s i nt h i sc a s e ， c a sc a nn o to n l yb r i n ge c o n o m i cr e t u r nt op r o v i d e r s ，b u ta l s op r o v i d em o r ea n dh i g h e r q u a l i t ys e r v i c e sf o rc o n s u m e r s f i r s t ，t h et h e s i sg i v e sad e t a i l e da n a l y s i so nt h er u n n i n g m o d eo fd i 西t a lt vt h ef u n c t i o n a ld e m a n d ，c o m p o s i n ga n dr e l a t e dp r o t o c o lo fc a s t h e ni tf u r t h e r a n a l y s e s t h en e t w o r ke n v i r o n m e n ta n dt h es o f t w a r e ，h a r d w a r e e n v i r o n m e n ti nt h ei s t a n dt h ep r o j e c to fc a sf o ri n t e g r a t e ds e r v i c et e r m i n a t i o ni s a d v a n c e d ，g r o u n d e do np r e s e n tt e c h n o l o g ys t a t e sh o m ea n da b r o a d ，a sw e l la st h e c u r r e n tc a st e c h n o l o g yo fs e t - t o p - b o x t h i sp r o j e c tn o to n l ya c h i e v e st h ew h o l e f u n c t i o n sr e q u i r e db yc a s ，b u ta l s or e c e i v i n gm u l t i - p r o g r a m so fd i 百t a lt vo n l yw i t h o n ec a si nt h et e r m i n a t i o na tt h eg a m et i m e , w h i c hh e n c er e d u c e st h ec o s to ft h e e q u i p m e n t t h i sp r o j e c td e s i g n e di nt h i sp a p e rd i v i d e st h ec a si n t ot h r e ep a r t s ：c ap r o c e s s m o d u l e ，s m a r t c a r di n t e r f a c em o d u l ea n dc o s t u m e ri n t e r f a c em o d u l e b ym e a n so ft h e a d v a n t a g e so fm u l t i t a s kp r o c e s s ，f o u rp r o c e s st a s k si nc ap r o c e s sm o d u l ea r ed e s i g n e d t of i l t e ra n dp a r s et h ee n c r y p t e dm e s s a g es e n tf i o mt h ec o m m e n c e m e n t ，s ot h a tt h e t e r m i n a t i o nm a yf i n i s ht h ea u t h o r i z a t i o na n dd e c r y p t i o ni nt i m e a n dt h e nt h ee n c r y p t e d m e s s a g et os m a r t c a r di ss e n tf o rd e c r y p t i n gt h r o u g hs m a r t c a r di n t e r f a c em o d u l e ，a n d n e x tt h ed e s c r a m b l e ri ss e tb a s e do nt h ed e c r y p t e dr e s u l t st oc o m p l e t et h ed e s c r a m b l i n g t h ep r o g r a ms t r e a m ，w h i c he n a b l e st h et e r m i n a t i o nt on o r m a l l yd i s p l a yt h ep r o g r a m s b yv i r t u eo ft h ec o m m u n i c a t i n gp r o t o c o lo fs m a r t c a r da n ds o m es o r w a r em o d u l e r e g a r d i n gt h ep r o t o c o li nt h es o f t w a r ep l a t f o r m ，t h ei n t e r a c t i v ef u n c t i o nb e t w e e n n l 重盎盔兰堡主兰壁笙奎 s m a r t c a r da n di s ti na p p l i c a t i o nl a y e ri sr e a l i z e d ，a c c o m p l i s h i n gt h ec o m m u n i c a t i o n b e t w e e ni n t e g r a t e ds e r v i c e st e r m i n a t i o na n ds m a r tc a r d t h ei n t e r a c t i o nb e t 、】l e e i lc a s y s t e ma n dc u s t o m e r si sr e a l i z e db yc a l l i n go s d f u n c t i o n sa n ds m a r t e a r di n t e r f a c ei n u s e ri n t e r f a c eo f t h i ss y s t e m t h i st h e s i st e s t st h ef u n c t i o n so ft h ed e s i g n e ds o f t w a r e t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t p r o v e st h a tt h ec a si nd e s i g n e di s tc a l la c c u r a t e l ye x t r a c tt h em e s s a g es t r e a m sf o r d e c r y p t i n g ，t h e r e b yr e a l i z i n gt h ee x p e c t e d f u n c t i o n c a si sac o m p l e xs y s t e m ，a n di s ti san e o - t y p ee q u i p m e n t ，s of u r t h e rr e s e a r c hi s n e c e s s a r yi no r d e rt oi m p r o v et h et e c h n o l o g ys t a n d a r d s t h ep a p e ra l s ob r i n g sf o r w a r d s o m es u g g e s t i o n sf o rf u t u r es t u d i e s0 1 1c a k e yw o r d ：c o n d i t i o n a la c c e s ss y s t e m ，s e t t o p b o x ，i s t , s m a r tc a r d i v 插图清单 插图清单 图1 1 综合业务终端中间件软件框图3 图2 1 系统传输层的结构1 3 图2 2p e s 分组结构一1 4 图2 3m p e g - 2t s 包语法结构。1 5 图2 4e c m 数据段2 4 图2 5e c m 数据段构成2 5 图2 6e m m 数据段构成2 6 图2 7 条件接收系统整体框架3 0 图2 8 数据流搜寻过程3 2 图3 1 新犁网络拓扑参考模型3 3 图3 2 综合业务终端模块刁 意图3 5 图3 3 同密模式框图3 6 图3 4 同密模式下的e c m 和e m m 3 7 图3 5 同密系统框图3 8 图3 6 多密系统框图3 9 图3 7 条件接收系统方案框图一4 4 图3 8 综合业务终端数据流向图4 5 图4 1c a 系统终端框图4 7 图4 2c a t 解析流程图4 9 图4 3e m m 解析流程图5 0 图4 4p m t 解析流程图5 2 图4 5e c m 解析流程图5 4 图4 6 命令交互流程图6 2 图4 7 更改密码顺序图6 7 图4 8 浏览收视状态处理6 9 图4 9 购买推荐状态处理7 0 图4 1 0 购买状态处理7 0 图4 1 l 不能购买状态处理7 l 图4 1 2 c a t 信息的提取7 2 图4 1 3e m m 信息的提取7 2 图4 1 4p m t 信息的提取7 2 图4 1 5p m t 表解析。7 3 v i i 表格清单 表格清单 表2 1p m 分配表1 6 表2 2p m t 表结构一1 8 表2 3c a t 表结构1 9 表2 4c m t 语法表2 l 表2 5c a 相关描述符在p s f s i 中可能位置2 2 表2 6c a 的语法22_descriptor 表2 7c a _ i d e n t i f i e rd e s c r i p t o r 的语法2 3 表2 8e c m 段语法2 5 表2 9e m m 段语法2 6 表3 1c a 模块与解码器之间标准接口的层定义3 9 表4 1 流类型5 3 表4 2c a 应用消息结构5 8 表4 3c a 状态字节定义5 9 表4 4 a p d u 数据域的四种情况一6 l i x 缩略词对照表 ! r m s d h w d m a d s l f 唧 h f c c a ：n ， d m r r m a n w a n c a ：r v q a m q p s k v s b v o d d o c s i s c m t s c m i s t a p i c a c a s s t b i a d m b t h d t v s d t 、， p c m 啪s p o n t d m t d m a o i t o n u v d s l t s e s b a t p m t c a t e c m e m m c w d v b d v b c 缩略词对照表 a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e s y n c h r o n o u sd i 西t a lh i e r a r c h y w a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g d e n s ew a v e l e n g t h d i v i s i o nm u h i p l e x i n g a s y m m e t r i c a id i 西t a ls u b s c r i b e rl i n e f i b e rj 6 乃e h o h y b r i df i b e rc o a x c o m m u n i t y a n t e n n at e l e v i s i o n d i s c r e t em u l t i - t o n e m e t r o p o l i t a na r e an e t w o r k w i d ea r e an e t w o r k c a b l e t v q u a d r a t u r e a m p l i t u d em o d u l a t i o n q u a d r a t u r ep h a s es “rk e y i n g v e s t i g i a ls i d e b a n d v i d e oo nd e m a n d d a m - o v e r - c a b l es e r v i c ei n t e r f a c es p e c i f i c a t i o i l s c a b l em o d e mt e r m i n a ls y s t e m c a b l em o d e m i n t e g r a t e ds e r v i c e st e r m i n a t i o n a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e c o n d i t i o n a la c c e s s c o n d i t i o n a la c c e s ss y s t e m s e t - t o pb o x i n t e g r a t e da c c e s $ d e v i c e m e d i ab e a c o nt o w e s h i g h d e f i n i t i o n1 e 】f s i o n s t a n d a r d - d e f r u i t i o n1 b l e v t s i o n p u l s ec o d em o d u l a t i o n r e a lt i m e 咖t i o ns y s t e m p a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k t i m ed i v i s i o nm u l t i p l e x i n g t i m ed i v i s i o nm u l t i p l e xa c e ：e s s o p t i c a ll i n et e r m i n a l o p t i c a ln o d eu n i t v e r yh i g hs p e e dd s l t r a n s p o r ts t r e a m e l e m e n t a r ys t r e a m b o u q u e ta s s i s c i a t i o nt a b l e p r o g r a mm a pt a b l e c o n d i t i o n a la c c e s sm l b l e e n t i t l e m e n tc o n t m lm e s s a g e e n t i t l e m e n tm a n a g e m e n tm e s s a g e c o n t r o lw o r d d i 画t a lv i d e ob r o a d c a s t i n g d i g i “v i d e ob r o a d c a s t i n gc a b l e 异步传输模式 同步数字系列 波分复用密集波分复用 非对称数字用户线 光纤到户 光纤同轴混合网 有线电视 离散多音频 城域网 广域网 有线电视 正交幅度调制 四相移相键控调制 残留边带调制 视频点播 电缆数据业务接口协议 电缆调制解调终端系统 电缆调制解调器 综合业务终端 应用程序接口 条件接收 条件接收系统 机顶盒 集成接入设备 媒体烽火台系统 高清晰度电视 标准清晰度电视 脉冲编码调制 实时操作系统 无源光纤网络 时分复用 时分多址接入 光纤线路终端 光纤节点单元 甚高速数字用户线 传输流 基本流 业务组关联表 节目映射表 条件访问表 授权控制信息 授权管理信息 控制字 欧洲的数字视频广播 数字电视有线广播标准 蘑灰人学硕学伊论文 d v b s b s s d t h s m a = e i t m p f i g n i t p a t p c r p e s p i d p m t p s p s i p t s s d t s t c t d t t d s t s m s s i s a s e p g c s a s k p d k p p v i p p v c i d i 画t a lv i d e ob r o a d c a s t i n gs a t e l l i t e b r o a d c a s ts a t e l l i t es e r v i c e d i r e c tt oh o m e s a t e l l i t em a s t e ra n t e n n at e l e v i s i o n e v e n ti n f o r m a t i o nt a b l e m o v i n gp i c t u r ee x p e r tg r o u p n e t w o r ki n f o r m a t i o nt 曲1 e p r o g r a ma s s o c i a t i o nt a b l e p r o g r a mc l o c kr e f e r e n c e p a c k e ! t i z e de l e m e n t a r ys t r e a m p a c k e ti d e n t i f i e r p r o g r a mm a d t 曲1 e p r o g r a ms t r e a m p r o g r a ms p e c t a li n f o r m a t i o n p r e s e n t a t i o nt i m es t a m p s e r v i c ed e s c r i p t i o nt 曲l e s y s t e mt i m ec l o c k t i m ea n dd a t et a b l e t r a n s p o r ts t r e a md e s c r i p t i o nt n l e s u b s c r i b e r sm a n a g e m e n ts y s t e m s e r v i c ei n f o r m a t i o n s u b s c r i b e r sa u t h o i i t ys y s t e m e l e c t r o n i cp r o g r a mg r a d e c o m m o ns c r a m b l i n ga l g o r i t h m s e r v i c ek e y p e r s o n a ld i s t r i b u t e dk e y p a y - p e r - v i e w i m p u l s ep p v c o m m o ni n t e r r a c e x i i 数字电视卫星广播标准 广播，p 星业务 p 早直播 地面p 星天线电视 事件信息表 运动图像专家组 网络信息表 节目天联表 节目时钟参考 打包的基本码流 包标识符 节目映射表 节目流 节目号用信息 播出时问标记 业务描述表 系统时钟 时间和日期表 传输流描述表 用户管理系统 业务信息 用户授权系统 电子节目指南 通用加扰算法 业务密钥 个人分配密钥 按次付费收视 即时付费收视 通用接口 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导卜- 进行的研究丁作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中彳i 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重废盍堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：铷靶乡工签字日期：脚7 年乒月心日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解重废太堂 有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权重庞太堂 叮以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、扩编学位论文。 保密() ，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密( ) 。 ( 请只在e 述一个括号内打“”) 学位论文作者签名：到艳乡上 导师签名： 娜 签字日期：如7 年午月日 签字日期：j 布年审月付日 1 绪论 1 绪论 1 1 课题背景 通信技术、计算机技术、电视技术是信息社会的三大基石，三大技术的高度 发展及相瓦渗透通过数字化技术得以实现。目前，通信、计算机、广播电视三大 行业之间的界限正在逐渐消失，这是技术进步和全球行业竞争的结果。因此提出 了三网融合的概念，三网融合是指将电信网、计算机网、广播电视网融合为一体， 它不仅表现在技术、终端和网络上，而且表现在业务、行业乃至行业管制、政策 及法规等方面。1 1 1 通信网络正朝着将数据、语音、图像等多媒体的信息形式综合传输、及实现 综合业务的方向发展。人们对通信质量、通信速度、通信内容都提出了新的要求。 目前，对于主干网来讲，各种宽带组网技术日益成熟和完善，波分复用系统的带 宽已达4 0 0 g b i t s ，i po v e r a t m ( a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e ，异步传输模式) 、i po v e r s d h ( s y n c h r o n o u sd i g i t a l h i e r a r c h y ，同步数字系列) 、 i p o v e r w d m d w d m ( w a v e l e n g t h d i v i s i o n m u l t i p l e x i n g d e n s ew a v e l e n g t h d i v i s i o n m u l t i p l e x i n g ，波分复用密集波分复用) 等技术已经开始投入使用，并提出了建立全 优化光学主干网络的规划，可以说网络的主干已经为承载各种宽带业务作好了准 备。但是位于骨干网络与用户之间的接入网发展相对滞后，接入网技术已成为制 约通信业务发展的瓶颈。为了给广大用户提供端到端的宽带连接，保证宽带业务 的开展，接入网的宽带化、综合化是其前提和基础，同时也是网络技术中的一大 热点和高利润增长点。 目前比较流行的宽带接入技术主要有四种：一是基于普通电话线的a d s l ( a s y m m e t r i c a l d i g i t a ls u b s c r i b e r l i n e ，非对称数字用户线) 技术，二是高速以太网 技术，三是基于光纤i p 网的f t l h ( f i b e r t o t h e h o u s e ，光纤到户) 技术，四是基 于有线电视网的h f c ( h y b r i df i b e rc o a x ，光纤同轴混合网) 接入技术。由于h f c 充分利用了现有c a t v ( c o m m u n i t ya n t e n n at e l e v i s i o n ，有线电视) 网络的接入线 资源，改造起来相对简单，用户所需承担的费用较少，同时能提供较大的接入带 宽。与前三种接入网技术相比占有明显优势，更适合于作为综合信息传输的平台， 具有更高的性价比，适合我国目前的国情。因此，h f c 宽带接入网是目前解决信 息高速公路“最后一公里”相对比较理想的方案，值得我们对它进行更深入研究。 h f c 网是指光纤同轴电缆混合网，它是一种新型的宽带网络，采用光纤到服 务区，而在进入用户的“最后一公垦”采用同轴电缆。现在的h f c 接入技术多是以 现有的c a t v 网络为基础，采用模拟频分复用技术，综合应用模拟和数字传输技 重庆大学硕十：学伊论文 术、射频技术和计算机技术所产生的一种宽带接入网技术。h f c 网络可以统一提 供c a t v 、话音、数据及其他一些交互业务，它在5 6 5 m h z 频段通过 q p s k ( q u a d r a t u r ep h a s es h i f tk e y i n g ，四相移相键控调制) 、1 6 q a m ( q u a d r a t u r e a m p l i t u d em o d u l a t i o n ，正交幅度调制) 和t d m a ( t i m ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ， 时分多址复用1 等技术提供上行 e 广播数据通信业务，在5 0 5 5 0 m h z 频段采用 v s b ( v e s t i g i a ls i d e b a n d ，残留边带调制) 技术提供普通广播电视业务，在8 8 8 6 2 m h z 频段的空闲频道上采用q a m 和t d m a 等技术提供f 行数据通信业务， 如数字电视和v o d ( v i d e oo nd e m a n d ，视频点播) 等，7 5 0 m h z 以上频段暂时保留 以后使用。l z j 【副 现有的h f c 接入技术存在一些影响其发展的问题。将现有的有线电视改造成 的双向h f c 网络，不仅存在着上行回传噪声的“漏斗效应”和“汇集均衡”问题。而 且，由于h f c 的带宽划分中，上行一般只有几十兆的带宽，所以，还存在上行通 道容量小的问题。为了解决现有h f c 网络的“漏斗噪声”问题，并使其更加适应未来 综合业务的需求，向用户提供更好的通信服务质量，更快的通信速率，我们的老 师在积累了丰富的c m t s ( c a b l em o d e mt e r m i n a ls y s t e m ，电缆调制解调终端系统) 和c m ( c a b l em o d e m ，电缆凋制解调器) 研发经验的基础上，在对d o c s i s 协议深入 分析研究的前提下，适当改变c m t s 的工作机制，并在小区中引入一个叫“集中器 ( c o n c e n t r a t o r ) ”新设备，提出了一种的新型的双向h f c 网络结构，这种网络具有 漏斗噪声小、通信协议比较简单、上下行信道容量大等优点。与此新型网络相配 套的用户终端设备，称为综合业务终端( i n t e g r a t e ds e r v i c e st e r m i n a t i o n i s t ) 。 作为用户端接入设备的综合业务终端，在整个新型双向h f c 网络中具有举足 轻重的地位。基于三网合一及业务综合的趋势，综合业务终端要求为用户提供包 括因特网接入，口电话及数字电视等业务，还可享受视频点播、居家购物、网络游 戏、远程教育等丰富的增值业务，并且为了充分利用老式家电设备，要求提供多 路模拟电话机接口以及模拟电视机的接口。综合业务终端是一个集家庭网关、数 字电视以及口电话等多项技术于一体的设备。本文所研究的条件接收系统正是运行 于综合业务终端之上的系统。 1 2 综合业务终端中间件概述 中间件通指介于两个软件层之间的一层软件系统或模块。在数字电视领域中， 中间件特别是指嵌入在电视接收端、基于接收设备驱动层软件之上、隔离交互应 用与系统资源的一层软件系统，它使得应用程序独立于接收机硬件平台。这样在 同电视网络中，不同硬件组成和设计架构的机顶盒均能使用；同时，不同的软 件公司町以基f 同一编程接口开发应用程序，且在不同的机顶盒上运行。这町使 2 1 绪论 电视运营商大大降低机顶盒成本和应用软件成本，增强市场推广力和增加数字电 视普及度。数字电视中间件的概念最早是1 9 9 1 年在法国被首先提出。其目的是为 了屏蔽数字电视接收机的软硬件平台的多样性，统一业务软件的运行环境。后来 在一些公司的长期努力下，到1 9 9 8 年左右，有多种中间件产品走向成熟，如有 o p e nt v 的e n 2 、l i b e r a t e 的t vn a v i g a t o rf o rd t v 、e n r e a c h 的e n r e a c h t vf o rd t v 、 c a n e l + 的m e d i a h i g h w a y 和i n t e l l i b y t e 的i be p g 、ms im a n a g e r 、i bb r o w s e r 等。 这些产品在市场一i - 都占有一席之地，但彼此并不兼容。【5 】【6 】 在综合业务终端中，中间件系统是在应用程序和操作系统、硬件平台之间嵌 入的一个中间层，定义为一组较为完整的、标准的应用程序接口，并根据数字电 视机顶盒的编程特点提供必要的编程工具，使应用程序独立于操作系统和硬件平 台。中间件一般以a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ，应用程序接口) 的形 式存在，整个a p i 集合被存储在综合业务用户终端的闪存f l a s h 中。在分析了数字 电视中间件的基础上，根据综合业务终端的功能需要，经过课题组反复研究，我 们得到了综合业务终端中间件的框图，它由j a v a 虚拟机、网络浏览器、图像与多 媒体处理、s i 引擎、解复用、条件接收( c a ：c o n d i t i o n a la c c e s s ) 等模块组成。 如下图1 1 。 应用程序a p i l 应用 程序层，l 应用程序 f i 应用程序 c a 搐口i l 叫幽i ! ! 皇兰竺竖堡 应用 兰 程序 中间件层i ，核心模块0 图像与多媒体处理 管理器 c a 模 驱动及 i 实时操作系统r r o s i 块 系统 资源层，眄订阿眄习l 驱动 中何件系统移植接口l 图1 1 综合业务终端中间件软件框图 f i g 1 1s o f l w 鲫ea r c h i t e c n l r ed i a g r a mo f m i d d l e w a r e 0 1 1i s t 从上图我们可以看出所研究的c a 系统处在中间件和实时操作系统之间，c a 系统实际上是一个笼统的逻辑概念。c a 模块和中间件系统之间的通信必须符合统 一事件通信机制。 1 3 条件接收系统在国内外研究现状 国际上条件接收系统的运行己有2 0 多年历史，取得了巨大的商业成功。我国 在9 0 年代中期就开始有模拟电视加扰系统实施，由于种种原因进展不如预期大。 3 重庆大学硕卜学伊论文 第一代有条件接收系统的特征是以设备为基础，一般用于模拟系统。在头端 将模拟信号进行加扰，使得普通电视机无法收看，通过前端的寻址来控制单个用 户的解扰器开关，只有安装了解扰器的用户才能正常收看。第一代有条件接收系 统町实现全频段加扰和频道加扰，实现方法通常采用视频倒相、水平同步莺叠、 垂直同步蘑叠、数字随机视频行抖动等方法，他们通常对信号产生损耗。由于系 统的密钥体系依赖f 设备以及解扰器，比较容易被破解和复制。 随着1 9 9 4 年m p e g 2 数字压缩国际标准和d v b 条件接收标准的推出和广泛 采用，市场要求模拟加解扰系统转向全数字条件接收系统，产生了第二代条件接 收系统，基本原理是节e j 经过数字压缩后再经过数字加密处理，而不是直接对模 拟信号加扰或者对模拟信号简单数字化后加扰，采用加扰控制字加密传输的方法， 用户端利用i c 卡解密。由于加密系统以及密钥体系和设备是分开的，因而在频谱 利用效率、节目还原质量、系统安全性方面具有模拟所无法比拟的优势。目前在 很多发达国家咀，全数字c a 系统已经开始使用，有偿的信息收视服务已经开通。 数字技术的出现以及计算机技术突飞猛进，为有条件接收系统提出了新的挑 战与要求，赋予了其新的内容和含义。第二代条件接收系统虽然采用了对加扰控 制字传输进行加密、用户端采用i c 卡解密的技术，但依然是只能针对视频信息加 密，对于网络以及计算机环境下的i p 包及数据无法实现加解密。除了视频资源， 更多形式的媒介内容町以通过广播网络、互联网、甚至光盘的传递送到用户的面 前。以往的有条件接收系统通过对传输的加扰来防止收费授权信息的扩散，但是 在计算机和瓦联网络环境下，很难防止用户端对解扰信息进行存储复制和非法扩 散，这就需要一种新的体制能够解决对所有格式信息内容的保护。这种机制应该 与传输无关，可以使用多种形式和层次，这将是第三代有条件接收系统。目前第 三代条件接收系统已有成型产品投入使用，一般的解决方案是与第二代系统合而 为一，成为一个同时适合d v b i p 两个平台的授权控制系统。 国际上主流的数字电视标准都对c a 部分做了简单的规定，并提出了各自的加 扰方式。日本使用了松下公司提出的一种加扰算法。a t s c 组织使用了通用的三迭 d e s 算法。欧洲d v b 组织提出了一种称为通用加扰算法的加扰方式，并由d v b 组