专利名称：一种基于分组算法的数字电视有条件接收系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字电视、计算机通信领域，特别是涉及通过有线电视网、基于分组算法对EMM信息进行分组算法的数字电视有条件接收系统。
由于有线电视网数据的单向传输不同于互联网的加密系统，所以用户购买信息(EMM，Entitlement Manage Message)只能通过单向方式广播出去。这仅适用于用户量很小，广播信息不是很多的情况；而随着用户量和节目数的增加，广播的EMM信息数据量的指数会不断增加。因为广播的EMM信息必须按照一定周期轮发，所以不能保证在一次发送中所有用户都收到其购买的节目信息。用户购买节目或机顶盒后需要等待一段时间后才能接收到属于自己的EMM信息，这段时间被称为机顶盒的接入时间。接入时间成为衡量一个CA系统品质的重要因素。现有的CA系统接入时间一般为半个小时，EMM信息半个钟头需要轮播一次，因此，存在着接入时间长的缺点。有线电视网上传输的数据包括视频、音频、MPEGII的一些系统数据包和其它数据流。如果在CA系统中EMM占据很大带宽的话，节目占用的实际带宽就会降低。虽然在现阶段，一个TS流的带宽可以很大，但是随着时间的增加，带宽会越来越贵。而且，因为加扰器或复用器的处理能力有限，所以在前端设备上EMM数据流的带宽不会分配得很大。因此，减小EMM的带宽是CA系统面临的重要问题。如果我们规定接入时间小于半个小时，EMM带宽少于256Kbps，则EMM的数据量必须小于1.8×256/8=57.6MB。在一般的CA系统中，EMM信息头和每个子信息需要12个字节。考虑到一般的有线台应用，需要支持100万个用户和64套节目。假设每个用户购买一半的节目，如果我们对EMM的传输不使用特殊方法处理的话，需要1M*12+1M*32*12=396MB的信息量，这是能够容忍的信息量的6倍，所以，必须对EMM信息进行处理，使之信息量变小。现有技术中对EMM的通用处理方法是降低用户选择的余地，用户要么不买频道，要么买全部频道，这样实际上和一个频道没有什么区别。还有一些灵活的方法，就是将频道打包，但是存在用户也只能购买有限的节目选择。在实施上，这种方式虽然比较简单，但是对有线台来说，各个数字节目在受益上体现不出差别，存在一些激励问题。
针对上述现有技术中的不足及要解决的问题，本发明的目的是提供一种基于分组算法的数字电视有条件接收系统，它使用了分组算法来压缩EMM信息，使EMM信息的大小满足要求。通过这个系统，有线台可以实现给每个频道或节目定不同价格和销售策略，用户可以自由、方便、快速地选择所购买的频道内容或节目。
为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现一种基于分组算法的数字电视有条件接收系统，它是由管理服务器、应用服务器、用户信息处理发送服务器、事件信息服务器、数据库服务器、复用器、加扰器、QAM调制器和上变频器及机顶盒组成，机顶盒中设有独立的计算存储单元及专用程序，其结构特点是所述管理服务器与数据库服务器相互连接，数据库服务器又分别与用户信息处理发送服务器和事件信息服务器相互连接，用户信息处理发送服务器与事件信息服务器分别与加扰器连接，事件信息服务器又与复用器相互连接；应用服务器与复用器相连，复用器与加扰器通过视频信号相连，加扰器通过ASI接口与QAM调制器和上变频器连接，上变频器在通过射频接口把信号发送到有线电视网上，机顶盒通过射频接口与有线电视网连接并通过普通的AV接口与电视机连接，其中的机顶盒上的独立的计算存储单元指IC卡；所述管理服务器上运行有用户管理接口、授权管理接口和节目管理接口软件；所述数据库服务器上运行有用户数据库、授权数据库、频道数据库和分组数据库软件；所述用户信息处理发送服务器上运行有分组程序和EMM发送程序软件。
按照上述的技术方案所述用户信息处理发送服务器上运行的分组程序包括如下步骤1)从数据库中读取节目个数及每个节目的节目购买用户组；2)初始化最终组序号g＝1；3)将所有的节目购买用户组按照组中的用户个数降序排列，编号为1～m；4)设置第一个用户组为第一个节目的购买用户组，设置k=1；5)设置第k+1个用户组为第k+1个节目的购买用户组和第k个用户组的交集；6)计算第k+1个用户组的分组效果为k+1*n-(k+1+n)，其中n为该用户组的用户数；7)如果分组效果小于零或k+1＝m则转到第8步，否则k=k+1，转到第5步；8)如果分组效果都小于零，则转到的第11步；9)从第1到第k+1个分组中取得分组效果最大的一个组，记录为第g个最终组，设置g=g+1；10)从节目购买用户组中删除第g个最终组中的用户购买信息，转到第3步；11)最终组1到最终组g即为分组算法的结果。根据此信息建立节目组，一个用户可以属于几个组，每个组可以收看一些规定的节目；12)按组更新各个节目的授权集合；
13)根据用户信息变化，重新返回第1步；其中所述的节目购买用户组是指购买某个节目的所有用户所组成的组；用户组是指共同购买1个或多个节目的用户所组成的组；最终组是指一种特殊的用户组，具有相对好的分组效果。
本发明通过使用分组算法程序，有效地压缩了EMM信息的带宽，压缩率在10--40％之间。对于一个实际运行的有条件接收系统，能够满足EMM的带宽和发送周期的需求。实现各频道按不同价格销售，用户可以自由选择所购买的频道内容。与现有技术相比具有操作便捷、选择准确、价格合理、接入速度快的特点。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明的总体组成示意图；图2为本发明软件连接结构图。
参看图1，一种基于分组算法的数字电视有条件接收系统，它是由管理服务器1、应用服务器5、用户信息处理发送服务器3、事件信息服务器4、数据库服务器2、复用器6、加扰器7、QAM调制器和上变频器8及机顶盒10组成，机顶盒10中设有独立的计算存储单元及专用程序，所述管理服务器1与数据库服务器2相互连接，数据库服务器2又分别与用户信息处理发送服务器3和事件信息服务器4相互连接，用户信息处理发送服务器3与事件信息服务器4分别与加扰器7连接，事件信息服务器4又与复用器6相互连接；应用服务器5与复用器6相连，复用器6与加扰器7通过视频信号相连，加扰器7通过ASI接口与QAM调制器和上变频器8连接，上变频器8再通过射频接口把信号发送到有线电视网9上，机顶盒10通过射频接口与有线电视网9连接并通过普通的AV接口与电视机11连接，其中的机顶盒10上的独立的计算存储单元指IC卡；所述管理服务器1上运行有用户管理接口、授权管理接口和节目管理接口软件；所述数据库服务器2上运行有用户数据库、授权数据库、频道数据库和分组数据库软件；所述用户信息处理发送服务器3上运行有分组程序和EMM发送程序软件。所述管理服务器1、数据库服务器2、用户信息处理发送服务器3、事件信息服务器4和应用服务器5采用通用的计算机服务器和软件。所述复用器是一个可把多个符合MPEG-2规范的TS流符合成为一个TS流的美国DIVICOM公司生产的MN-20机型。所述加扰器是一个可根据事件信息服务器3的控制对相应的TS流进行符合DVB标准加扰的美国Skystream公司生产的DBN-26硬件机型。所述QAM调制器和上变频器8采用Hirschmaann生产的DVB-7500机型。所述机顶盒10采用法国SGSTHOMOSOM公司生产的ST5500机型。
参看图2，上述的各软件用途为用户数据库存储用户的基本信息，如用户姓名、年龄、性别、地址等。授权数据库存储用户购买了哪些频道。频道数据库存储现在有线台播放的所有频道。用户管理接口为操作员提供添加用户、修改用户等操作。授权管理接口为操作员提供将用户购买节目的信息添加到数据库。节目管理接口为操作员提供将频道信息添加到数据库。分组数据库存储分组信息。分组程序将用户和节目的对应进行压缩，采用如下步骤1)从数据库中读取节目个数及每个节目的节目购买用户组；2)初始化最终组序号g=1；3)所有的节目购买用户组按照组中的用户个数降序排列，编号为1～m；4)设置第一个用户组为第一个节目的购买用户组，设置k=1；5)设置第k+1个用户组为第k+1个节目的购买用户组和第k个用户组的交集；6)计算第k+1个用户组的分组效果为k+1*n-(k+1+n)，其中n为该用户组的用户数；7)如果分组效果小于零或k+1=m则转到第8步，否则k=k+1，转到第5步；8)如果分组效果都小于零，则转到的第11步；9)从第1到第k+1个分组中取得分组效果最大的一个组，记录为第g个最终组，设置g=g+1；10)从节目购买用户组中删除第g个最终组中的用户购买信息，转到第3步；11)最终组1到最终组g即为分组算法的结果。根据此信息建立节目组，一个用户可以属于几个组，每个组可以收看一些规定的节目；12)按组更新各个节目的授权集合；13)根据用户信息变化，重新返回第1步；其中所述的节目购买用户组是指购买某个节目的所有用户所组成的组；用户组是指共同购买1个或多个节目的用户所组成的组；最终组是指一种特殊的用户组，具有相对好的分组效果。EMM发送程序从分组数据中读取分组信息，产生EMM数据包并发送。
本发明的使用用户通过遥控器输入，由机顶盒(10)中IC卡及专用程序的控制。即可得到所购买的频道内容在电视11中显示。
权利要求
1.一种基于分组算法的数字电视有条件接收系统，它是由管理服务器(1)、应用服务器(5)、用户信息处理发送服务器(3)、事件信息服务器(4)、数据库服务器(2)、复用器(6)、加扰器(7)、QAM调制器和上变频器(8)及机顶盒(10)组成，机顶盒(10)中设有独立的计算存储单元及专用程序，其特征在于所述管理服务器(1)与数据库服务器(2)相互连接，数据库服务器(2)又分别与用户信息处理发送服务器(3)和事件信息服务器(4)相互连接，用户信息处理发送服务器(3)与事件信息服务器(4)分别与加扰器(7)连接，事件信息服务器(4)又与复用器(6)相互连接；应用服务器(5)与复用器(6)相连，复用器(6)与加扰器(7)通过视频信号相连，加扰器(7)通过ASI接口与QAM调制器和上变频器(8)连接，上变频器(8)在通过射频接口把信号发送到有线电视网(9)上，机顶盒(10)通过射频接口与有线电视网(9)连接并通过普通的AV接口与电视机(11)连接，其中的机顶盒(10)上的独立的计算存储单元指IC卡；所述管理服务器(1)上运行有用户管理接口、授权管理接口和节目管理接口软件；所述数据库服务器(2)上运行有用户数据库、授权数据库、频道数据库和分组数据库软件；所述用户信息处理发送服务器(3)上运行有分组程序和EMM发送程序软件。
2.按照权利要求1所述的数字电视有条件接收系统，其特征在于所述用户信息处理发送服务器(3)上运行的分组程序包括如下步骤1)从数据库中读取节目个数及每个节目的节目购买用户组；2)初始化最终组序号g=1；3)将所有的节目购买用户组按照组中的用户个数降序排列，编号为1～m；4)设置第一个用户组为第一个节目的购买用户组，设置k＝1；5)设置第k+1个用户组为第k+1个节目的购买用户组和第k个用户组的交集；6)计算第k+1个用户组的分组效果为k+1*n-(k+1+n)，其中n为该用户组的用户数；7)如果分组效果小于零或k+1＝m则转到第8步，否则k=k+1，转到第5步；8)如果分组效果都小于零，则转到的第11步；9)从第1到第k+1个分组中取得分组效果最大的一个组，记录为第g个最终组，设置g=g+1；10)从节目购买用户组中删除第g个最终组中的用户购买信息，转到第3步；11)最终组1到最终组g即为分组算法的结果。根据此信息建立节目组，一个用户可以属于几个组，每个组可以收看一些规定的节目；12)按组更新各个节目的授权集合；13)根据用户信息变化，重新返回第1步；其中所述的节目购买用户组是指购买某个节目的所有用户所组成的组；用户组是指共同购买1个或多个节目的用户所组成的组；最终组是指一种特殊的用户组，具有相对好的分组效果。
全文摘要
一种基于分组算法的数字电视机有条件接收系统,是由管理服务器、应用服务器、用户信息处理发送服务器、事件信息服务器、数据库服务器、复用器、加扰器、QAM调制器和上变频器、机顶盒及机顶盒中独立的计算存储单元及专用程序组成。用户信息处理发送服务器上运行有将用户和节目的对应进行压缩的分组程序软件。使用本发明可以实现每个电视频道或节目定不同价格和销售策略,用户可自由、方便、快速地选择所购买的频道内容或节目。
文档编号H04N7/015GK1360438SQ0013571
公开日2002年7月24日 申请日期2000年12月18日 优先权日2000年12月18日
发明者卢增祥, 关宏超, 许斌, 姜河, 侯卫兵, 吴国威 申请人:清华同方股份有限公司