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杨一曼:新一代直播卫星技术体系

  一、背景

  2009年7月,我国采用了先进卫星广播系统(ABS-S安全模式)技术体制建立了直播卫星系统,主要服务于农村及边远地区人民。在总局的统一部署下,经过近几年的发展,平台已经为全国1.28亿用户提电视节目76套,广播节目68套,取得了积极的社会效益。随着我国直播卫星广播电视规模的扩大、服务的深入开展,以及媒体融合的快速发展,更加精准的机顶盒定位机制、更加安全灵活的业务保护模式以及融合化智能化的媒体需求逐渐凸现。在总局的统一部署下,卫星直播中心联合广科院启动研发新一代直播卫星技术系统。

   二、关键技术

  新一代直播卫星广播电视系统,是面向广播电视有线无线卫星融合一体化的发展趋势,针对当前卫星直播广播电视系统需要更精密的定位管理、更安全灵活的业务保护方式和终端智能化等发展需求,提出的主要采用智能电视操作系统TVOS2.0、可下载条件接收系统DCAS、基于北斗的终端定位管理等关键技术的技术体系。配套研发了具备收看标清电视、AVS+高清电视、收听广播、接收应急广播、接收数据广播等基本功能的新一代直播卫星终端和前端系统。系统具备更稳定的精准定位能力,未来可支持更多样更丰富的业务应用形式。

  三、技术方案

  下图是卫星直播广播电视系统系统架构

  卫星直播广播电视系统主要由前端系统、传输系统和终端系统三个部分组成,传输系统部分与已有的传输系统相比,基本保持不变,增加了回传通道技术模式的灵活性,从只能以GPRS方式进行回传变为可以采用GPRS、4G、WiFi等多种方式回传(此部分技术实现均由终端完成)。新一代卫星直播广播电视系统总体技术方案主要由终端技术方案和前端技术方案两部分组成。

  在终端系统方案方面,通过采用智能电视操作系统(TVOS)、北斗定位系统和单向可下载条件接收系统(DCAS)等我国自主知识产权关键技术,结合卫星直播广播电视业务的发展需求,软硬结合、自主创新,对终端系统进行全面换代升级。

  一是将基于TVOS2.0软件版本,面向卫星直播广播电视业务的发展需求,在组件层增加卫星直播广播电视业务相关组件,并裁剪Java应用框架和兼容Andriod的组件部分,形成TVOS2.0直播卫星软件版本,并以此作为终端系统的基础软件平台;

  二是在现有双向DCAS技术基础上,通过单向DCAS安全技术增强,并采用安全存储芯片与可信执行TEE环境相结合的软硬件技术手段,实现终端对单向DCAS系统的支撑及相应技术解决方案;

  三是在TVOS2.0直播卫星软件版本的基础上,采用基于北斗的定位管理技术,通过终端安装时与前端的交互,以及与DCAS相关TA软件模块的融合,以软硬结合的方式,实现安全可信的终端系统的定位管理;

  四是通过开发卫星直播广播电视业务App,以及终端系统界面应用软件,形成终端系统的软件解决方案;

  五是以TV0S2.0直播卫星软件版本的安全体系和机制为基础,确保终端的硬件安全、软件安全、网络安全、数据安全和应用安全;特别是,针对终端北斗定位管理和单向DCAS的安全需求,通过解码主芯片中的内置安全模块、安全存储芯片、TEE可信任执行环境等技术手段,构建安全数据路径,结合将主芯片晶圆和北斗芯片晶圆进行SiP封装的方式,形成可信、可控、可管的定位管理和解扰授权的安全技术方案。

  在前端系统方案方面,在前端系统总体架构保持不变的基础上,根据终端北斗定位管理机制的要求,对前端系统的直播卫星用户管理系统、定位管理系统和服务区位置管理系统进行改造升级,使前端系统具备支持新一代直播卫星终端管理能力。另外,在保持已有条件接收系统不变的同时,以同密的方式增加单向DCAS条件接收系统,形成前端系统技术方案。

  四、主要进展和推进计划

  1、标准进程

  ① 一体化LNB技术标准,《具备接收北斗卫星信号功能的卫星直播系统一体化下变频器技术要求和测量方法》【GDJ 071】行业暂行技术文件,已于2017年3月6日颁布。

  ② 智能基本型终端标准(单模、双模): 《卫星直播系统综合接收解码器(智能基本型-卫星地面双模)技术要求和测量方法》【GDJ 072】行业暂行技术文件,已于2017年3月13日颁布;《卫星直播系统综合接收解码器(智能基本型)技术要求和测量方法》【GDJ 073】行业暂行技术文件,已于2017年5月8日颁布。

  ③《单向可下载条件接收系统技术规范》【GYT 308】于2017年11月9日颁布。

  2、前端和终端研发进程

  ① 前端系统进展,卫星直播中心完成用户管理系统、服务区域系统升级建设,完成了北斗定位管理系统、DCAS系统的建设。同时,按照新一代业务场景,组织完成了端到端的系统联调测试,编写了基站+北斗全业务场景的UAT测试用例,完成了新一代用户管理系统功能验证测试工作。

  ② 新一代终端进度:目前有基于三款芯片的三个终端软件方案开发完成,8款测试样机已经投入测试。卫星直播中心协同广科院启动了各种典型地区的规模试验,开展技术、业务、操作流程、维修维护等全方位系统验证,第一轮测试基本完成,预计2018年4月完成全部测试。

  ③54所、广科院、规划院、卫星直播中心等相关单位已经完成前期技术检测准备工作,计划在2018年6月31日前终端企业可按计划完成生产许可证测试、入网测试和相关测试认证工作,新一代终端将正式推入市场进行规模用户应用试点。

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