CN101001393A - 卫星数字电视入侵检测方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种卫星数字电视入侵检测方法和设备，对接收的卫星数字电视高频信号进行解调，进行码流结构分析，并获取所述高频信号的电平和信噪比；该方法还包括分析高频信号的电平和信噪比以进行高频层入侵报警的步骤，该码流结构分析还包括分析编码器系统时钟频率的步骤以在系统时钟频率跳变时发出警报。本发明卫星数字电视入侵检测方法采用三层分析来保证无漏报和极低的误报，分别在高频模拟层、码流数据结构和数据基本信息层、以及编码器系统时钟频率三方面检测入侵信息，避免了现有产品所共有的高误报率问题。本发明卫星数字电视入侵检测设备采用嵌入式微处理器，确保了设备稳定性，避免了现有采用PC的监测设备经常死机的问题。

Description

卫星数字电视入侵检测方法和设备

技术领域

本发明涉及一种卫星数字电视入侵检测方法，以及实现该方法的设备。

背景技术

卫星数字电视技术是一种利用卫星来传输数字电视信号的技术。数字电视信号的传输过程一般经历发送、传输和接收三个阶段。发送阶段分为两部分，一部分为信号形成即编码和复用部分；另一部分为信号传输即信道编码与数字调制部分。在信号形成部分中，首先由压缩编码器对原始视频、音频以及其他数据信号进行编码和压缩，通过复用器将多路信号复用为一路信号。复用后的信号经过信道编码和调制后传输，在接收阶段经过与发送阶段相反的过程得到视频和音频信号以播放。

视频和音频信号通常采用MPEG-2，MPEG-2分成系统层、视频压缩层和音频压缩层，系统层主要用来描述音、视频的数据复用和音、视频的同步方式。在系统层定义了TS(传输流)和PS(节目流)两种形式的码流。TS通常用于相对有错的环境，例如卫星数字电视的广播传输中。TS由一个或者多个节目构成，而每一个节目由视频流、音频流、私有信息流以及其他的数据包构成。TS流由编码后的ES(基本数据流)根据一定的格式打包形成PES包，TS流的结构长度为188字节，分成包头和包负荷两部分。包头主要包括同步字节和PID以及其他的信息，同步字节用来指示一个TS包开始，PID表示TS包的类型。例如一个节目里的音频PES包，在转换成为TS包后会具备同样的PID，这样，接收端只需要接收具有此PID的TS包，就可以将该节目的音频解出来了。包负荷是包的实际内容，根据具体情况，可以放置PES包或PSI包。PSI包在传输流解复用中占据重要地位，它通过四个表格来定义码流的结构，分别是节目关联表(PAT)、节目映射表(PMT)、条件接收表(CAT)和网络信息表(NIT)。其中最为关键的部分是PAT表和PMT表。PAT表是PSI信息的索引表，PID值固定为0。在PAT表中列出了该传输码流中所有节目的PMT表的PID值。如果接收方希望接收其中的一个节目，即可根据这个PID值解出对应于该节目的PMT表，从中可以查询到与该节目相关的所有音频流、视频流，以及私有信息的PID，在接收时就可以只接收具有这些PID值的包。

根据MPEG-2协议，在发送端，基本流的PES打包由音/视频编码器完成，复用器接收编码端的音、视频数据流以及辅助数据流，按照一定的复用方法将其交织成为单一的TS流，码流形成过程如图1所示。为了实现音、视频同步，在码流中还必须加入各种时间的标志和系统的控制信息，例如节目时钟参考PCR。

由于卫星传输的开放性，因此很容易遭到入侵，入侵者用自有的信号覆盖卫星电视原有的信号以达到不法目的。在我国就曾经发生过几起严重的入侵事件，给社会秩序带来不良影响。因此迅速对入侵作出警报以提醒相关人员采取对策是十分必要的。

解决方法是接收经卫星传输的数字电视信号，并对其监测。现有的监测设备主要涉及码流层入侵监测，即对码流层的基本结构和属性进行监测，例如PAT(节目关联表)、PMT(节目映射表)、NIT(网络信息表)等。这种监测对入侵码流的基本结构或属性与正常码流存在差异的情况可作出准确警报。但是对不改动码流基本结构和属性而仅对节目的基本内容进行替换的入侵无能为力。

由于当卫星遭到非法入侵时，在会使高频接收信号产生变化，一般是接收功率变大、信噪比变小、有时会出现高频头失锁的现象。因此有些监测设备还对信道解码前的高频信号作检测，但是在区分由雨雪等自然因素造成的信号变化和因非法入侵造成的信号变化上准确率不高。

此外，现有的监测设备通常由PC和码流采集卡构成，虽然结构简单，通用性强，但是PC较差的稳定性是需要全天候监测的监测设备的难题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而提供一种卫星数字电视入侵检测方法，它采用三层分析来保证无漏报和极低的误报，第一层，在高频模拟层采用高频层入侵算法进行报警。第二层，对码流数据结构和数据基本信息进行监测，如有异变则发出可能入侵警报；第三层，还原并监测系统时钟频率，如有异变则报入侵发生。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种卫星数字电视入侵检测方法，对接收的卫星数字电视高频信号进行解调，进行码流结构分析，并获取所述高频信号的电平和信噪比，在该方法中还包括高频层入侵报警和可能入侵报警的步骤，高频层入侵报警步骤包括，在高频信号电平高于一第一上限(U1)、高频头处于失锁状态，以及高频信号电平增加幅度超过一第一上升幅值(R1)、信噪比降低幅度超过一第一下降幅值(L1)时发出入侵信号；高频层可能入侵报警步骤包括，在高频信号电平不变、信噪比下降幅度超过一第二下降幅值(L2)时，高频信号电平高于一第二上限(U2)、信噪比低于一下限(D1)时，以及高频信号电平增加幅值超过一第三上升幅值(R3)时发出可能入侵信号。

在码流结构分析中，对编码器系统时钟频率进行如下分析：

a)将具有相同节目号的节目时钟参考(PCR₀，PCR₁，…，PCR_i，…)和与其对应的本地系统时钟参考(SCR₀，SCR₁，…，SCR_i，…)归为一个节目时钟参考组和一个系统时钟参考组，并利用间隔跨度为指定间隔跨度(K)的各节目时钟参考和系统时钟参考依次计算系统时钟频率(f₀，f₁，f₂，…，f_i，…)；

b)当积累指定数目(N)个系统时钟频率(f₀～f_N-1)时，计算平均系统时钟频率(F)和系统时钟频率偏差(Δf_n)，如果所有系统时钟频率偏差(Δf_n)均小于偏差门限(L)，就认为得到的所述平均系统时钟频率是第一个稳定系统时钟频率(F₀＝F)，否则后推一个系统时钟频率以指定数目(N)个系统时钟频率(f₁～f_N)重新计算平均系统时钟频率(F)，直到得到第一个稳定系统时钟频率(F₀)；

c)得到第一个稳定系统时钟频率(F₀)后，利用当前系统时钟频率继续计算系统时钟频率偏差；如果系统时钟频率偏差仍然小于偏差门限(L)，认为当前稳定系统时钟频率(F₀)是稳定的，则后推一个系统时钟频率以指定数目(N)个系统时钟频率继续计算稳定系统时钟频率(F₁)和频率漂移(ΔF₀)，依此方法计算以后的稳定系统时钟频率(F₂，…，F_i，…)和频率漂移(ΔF₁，ΔF₂，…，ΔF_i，…)；如果系统时钟频率偏差大于偏差门限(L)，记录所述当前系统时钟频率出错，并在下一次计算时剔除所述当前系统时钟频率，以下一个系统时钟频率取代；

d)如果步骤c)中系统时钟频率出错次数超过出错门限(P)，则认为系统时钟频率发生错误，发出可能发生入侵的警告，记录最后一次得到的稳定系统时钟频率(F_old)和频率漂移(ΔF_old)，并回到步骤c)重新计算稳定系统时钟频率(F’₀)；

e)在重新得到稳定的系统时钟频率(F’₀)后，如果重新得到稳定的系统时钟频率(F’₀)与最后一次得到的稳定系统时钟频率(F_old)之差的绝对值大于或等于最后得到的频率漂移和偏差门限之和(|F₀′-F_old|≥(ΔF_old+L))，则认为系统时钟频率发生跳变，发出入侵警告。

在上述步骤a)中，计算系统时钟频率的公式为：系统时钟频率等于所述指定间隔跨度的两节目时钟参考之差除以所述指定间隔的两本地系统时钟参考之差所得的商，再乘以一系统时钟中心频率。

在上述的编码器系统时钟频率分析中，当检测到码流中某套节目的节目时钟参考出现不连续标志时，则清除所述节目之前计算的所有系统时钟频率、稳定系统时钟频率和频率漂移值，并返回步骤a)重新进行计算。

本发明还提供一种卫星数字电视入侵检测设备，包括：

高频解调模块，对经由一天线接收的卫星数字电视高频信号进行解调并输出，并分析所述高频信号的电平和信噪比；

协处理模块，与所述高频解调模块连接以接收所述高频解调模块的数据，完成数据缓冲，为传输码流提供基准时钟信息，协助CPU进行外部读写以及中断处理的控制功能；

网络传输模块，与外部设备进行网络传输；

CPU，与所述高频解调模块和协处理器连接，控制所述高频解调模块、协处理模块的运行；

高频层分析单元，根据所述高频信号的电平和信噪比的异变发出警告信号；

码流结构分析单元，在码流的基本结构和属性发生异变时发出警告信号，并在编码器系统时钟频率发生跳变时发出入侵信号。

其中高频层分析单元采用上述方法中的高频层入侵报警步骤和可能入侵报警步骤，码流结构分析单元采用上述方法中的分析编码器时钟频率步骤。

上述的卫星数字电视入侵检测设备中，CPU由嵌入式微处理器构成，协处理模块由FPGA构成，该FPGA包括：

高速数据缓存，完成高频解调模块与CPU之间的数据缓冲，为CPU提供高速的数据接口；

线路信息分析器，完成对卫星数字电视信号码流的线路信息的特征分析，获取码流的有效包长，计算码流同步间间隔；

本地时钟发生器和时钟管理器，为传输码流提供基准时钟信息；

控制逻辑，控制高速数据缓存、线路信息分析器、本地时钟发生器和时钟管理器的运行，并进行中断控制、网络读写信号控制和报警信号输出。

本发明卫星数字电视入侵检测方法采用三层分析来保证无漏报和极低的误报，先由高频层对高频模拟信息进行监测，并在异常时发出不同级别的警告信号，在码流数据结构和数据基本信息层中，采用通常的码流结构分析，鉴别并警报改变码流结构的入侵，此外采用独特的编码器系统时钟频率分析，实现对不改变码流结构的入侵的有效监测，三层分析警报准确，避免了现有产品所共有的高误报率问题。本发明卫星数字电视入侵检测设备采用嵌入式微处理器，并采用FPGA作为高速数据接口和协助分析，确保了设备稳定性和监测实时性，避免了现有采用PC的监测设备经常死机的问题。

附图说明

以下结合附图说明本发明具体实施方式，其中：

图1是卫星数字电视发送、传输、接收示意图；

图2是本发明卫星数字电视入侵检测设备一个实施例的硬件框图；

图3是本发明卫星数字电视入侵检测方法一个实施例的高频层入侵报警流程图；

图4是本发明卫星数字电视入侵检测方法一个实施例的编码器系统时钟频率分析流程图。

具体实施方式

请参阅图2，图2是本发明卫星数字电视入侵检测设备一个实施例的硬件框图。图2中高频解调模块10对经由天线12接收的卫星数字电视高频信号进行解调并输出，获取并输出高频信号的电平和信噪比等参数，高频解调模块10较佳地还能够对卫星数字电视高频信号的误码率、载波偏移、频偏、错包计数、中频增益等参数进行检测并输出以供CPU 30分析。

FPGA 20是本实施例的协处理器，它包括高速数据缓存22、控制逻辑24、线路信息分析器25、本地时钟发生器26和时钟管理器28。高速数据缓存22作为高频解调模块10与CPU 30之间的数据缓冲，为CPU 30提供高速的数据接口。线路信息分析器25对高速数据进行初步分析，即对码流数据的一些线路信息特征进行分析，例如在硬件的数据接口上有逻辑信号数据有效和数据同步信号，这两个逻辑信号分别对应的数据是有效数据以及同步信号，线路信息分析器25据此获取码流的有效包长，计算码流同步间间隔，并将分析得到的线路信息传送给CPU 30，协助软件层分析码流。本地时钟发生器26和时钟管理器28为传输码流提供基准时钟信息。在每个数据包到来时，时钟管理器26将当前时间记录并打在每个包数据的结尾，然后，时间信息和有效的码流数据一同进入高速数据缓存22。应用层在收到每个包的时间信息后，会将此时钟信息作为时钟基准，调整PCR(节目时钟参考)。控制逻辑24控制高速数据缓存22、本地时钟发生器26和时钟管理器28的运行，并进行中断控制、网络读写信号控制和报警信号输出。

CPU 30控制整个检测设备的运行，包括控制高频解调模块10和FPGA 20的运行。在一个实施例中，CPU 30可以是通用微处理器、嵌入式处理器或其他专用芯片。本实施例中为达到稳定而实时的监控，CPU 30采用嵌入式微处理器。CPU 30连接有ROM 40和RAM 50。在本实施例中，操作系统41、高频层分析单元44、码流结构分析单元46均储存在ROM 40中，并可全部或部分转移到RAM 50中用于执行。但是操作系统41、高频层分析单元44、码流结构分析单元46也可以储存在ROM 40之外的其他非易失性存储器中。

高频层分析单元44用于根据高频参数判断是否有入侵发生，当卫星遭到非法入侵时，一般过程是开始时入侵功率小于信道功率，随后逐渐增大，直到覆盖正常的信道。具体来说：在入侵前期，随着入侵信号的增强，会使正常信号的信噪比降低，误码率提高，此时图像仍然正常。随后，在入侵功率接近信道功率时(即到了入侵中期)，图像会出现马赛克，此时信噪比和误码率已经到了非常差的程度；在入侵功率和信道功率不相上下时，高频头失锁，图像消失。随着入侵功率的进一步提升(即到了入侵后期)，入侵信号会完全覆盖正常信号，高频头会锁住入侵信号，而此时的图像就是入侵的图像了。在整个入侵过程中，信号电平持续增高。

因此，只要监视高频头的信噪比、误码率及信号电平的变化就可以判断是否发生入侵。在入侵前期，信号电平几乎没有变化或略有上升，而信噪比和误码率却急剧变差，这就是入侵的先兆；在入侵功率和信道功率不相上下时，尽管信号电平很高，但高频头仍失锁，这种失锁与正常的信号衰弱造成的失锁在信号电平上有很大差别，可以以此来判断是否发生入侵；在入侵信号一下覆盖正常信号时，虽然高频头正常锁定，信噪比和误码率也完全正常，但此时的信号电平却和正常信道的信号电平相去甚远，这是很明显的入侵标志。

基于以上情况，得到了以下几种入侵的判断标准：

入侵状态	信号状态
		可能入侵	1电平不变，信噪比大幅度下降，下降幅度超过第二下降幅值L2。(对应入侵前期阶段)
2电平很大，大于第二上限U2但信噪比很低，低于下限D1。(对应入侵中期阶段)
	3电平大幅度增加，增幅超过第二上升幅值R2，信噪比无明显上升，且原信噪比不是很大。(对应入侵后期阶段)
4电平猛然大幅度增加，增幅超过第三上升幅值R3。(对应入侵信号猛然大幅度增强的情况)
	入侵		1电平很大，大于第一上限U1，但高频头仍然处于失锁状态。(对应入侵中期阶段)
2电平增幅超过第一上升幅值R1，信噪比降低幅度超过第一下降幅值L1。(对应入侵前期和中期阶段)

以上的上限U1、U2、下限D1和上升幅值R1、R2、R3，下降幅值L1、L2均根据具体的设计和对雨雪天气的包容性而定。根据以上原理，高频层分析单元44分析高频信号的电平和信噪比，以实施高频层入侵报警步骤，请参阅图3，图3是高频层入侵报警的流程图。

码流层入侵报警的主要任务就是判断是否发生入侵码流全部或者部分替换了正常码流的情况，并在发生替换时发出警告。判断的算法主要通过分析传输码流的基本结构和属性，以及编码器系统时钟的频率两方面进行。

对于一套稳定的传输码流，它的基本结构和属性应该是稳定的。其中，基本结构包括在节目关联表(PAT)中描述的每套节目的序号和其对应的节目映射表(PMT)的节目号，在节目映射表中描述的每套基本流的类型和节目号等；码流属性包括在节目关联表中描述的传输流标识号、在网络信息表中描述的网络标识号和网络名称等。当传输码流的基本结构或属性发生变化时，就应该发出警告，并由监测人员核实这些变化是合理的，还是由于入侵码流和正常码流之间的差别造成的。

如果入侵码流的基本结构或属性与正常码流存在差异时，通过上述算法可以及时准确的发出警告。但是上述的算法对不改动码流基本结构和属性而仅对节目的基本内容进行替换的入侵是无能为力的。因此本发明的码流结构分析单元46还对编码器系统时钟的频率进行分析。

在ISO/IEC 13818-1标准中规定，编码端系统时钟的中心频率应该稳定在27000000±810Hz之内，频率漂移应该控制在75×10^-3Hz之内。因此，当一套节目中的系统时钟频率发生突然变化时，就可以确定该套节目发生了入侵现象，并应该发出入侵警告，以下结合图4所示流程图说明码流结构分析单元46分析编码器系统时钟频率的步骤：

首先是参数设定：设定参数K为每次计算的两个PCR或SCR的间隔跨度，参数N为计算稳定的系统时钟频率时需要的系统时钟频率数，参数L为系统时钟抖动的最大范围，参数P为最大允许出错的次数。其中，K和N的取值越大，越可以抵消由于PCR抖动而造成的误差，但算法的延时性也越大；L和P的取值越大，计算稳定的系统时钟频率的严格性越弱，对抖动现象严重的系统时钟的包容性越强。

在步骤104中，码流结构分析单元46实时接收码流，得到其中每套节目的节目时钟参考和收到该节目时钟参考时的本地系统时钟参考。将具有相同节目号的节目时钟参考和与其对应的本地系统时钟参考归为一个节目时钟参考组和一个系统时钟参考组。对每套节目分别进行分析。以下用PCR0，PCR1，…，PCRi，…代表其中某一套节目的节目时钟参考，用SCR0，SCR1，…，SCRi，…代表该套节目的本地系统时钟参考。之后的步骤106中，码流结构分析单元46计算当前PCR和上次PCR的差值，如果差值大于门限则报警。

当接收到PCR_K和SCR_K时，在步骤108中开始第一次计算系统时钟频率，公式如下： $f_0=\frac{{\mathrm{PCR}}_K-{\mathrm{PCR}}_0}{{\mathrm{SCR}}_K-{\mathrm{SCR}}_0}\×27000000\mathrm{Hz}$ 。

依次类推，得到以后的系统时钟频率f₁，f₂，…，f_i，…。

在随后的步骤110中，码流结构分析单元46判断是否得到稳定系统时钟频率，如果已经得到了，则进入步骤118。如果没有，则在步骤112中积累指定数目(即N)个系统时钟频率，当得到f_N-1时，尝试第一次计算稳定系统时钟频率F₀。计算平均系统时钟频率 $F=\frac{\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{f}_n}{N}$ 和系统时钟频率偏差Δf_n：

Δf_n＝|f_n-F|    n＝0，...，N-1

并且在步骤114中作判断，如果所有的Δf_n都小于L，就认为得到了第一个稳定系统时钟频率F₀＝F，进入步骤116。否则，使用f₁到f_N重新进行计算，依次类推，直到得到一个F₀为止。这里假设第一次就得到了F₀。

在步骤118中，记新得到系统时钟频率f_N为当前系统时钟频率，并计算Δf_N＝|f_N-F₀|。

如果Δf_n仍然小于L，认为当前系统时钟是稳定的，并在步骤119中重新计算稳定系统时钟频率 $F_1=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{f}_n}{N}$ 和频率漂移ΔF_o＝|F₁-F₀|。依次类推，得到以后的稳定系统时钟频率F₁，F₂，…，F_i，…和系统漂移ΔF₁，ΔF₂，…，ΔF_i，…。

如果Δf_n大于或等于L，表示系统时钟频率出错一次。替换现有的系统时钟频率f_N为下一次计算的系统时钟频率。

码流结构分析单元46在步骤120中判断是否连续出现P次系统时钟频率出错，则认为系统时钟频率发生错误，则发出可能发生入侵的警告(步骤122)，记录最后一次得到的稳定系统时钟频率F_old和频率漂移ΔF_old(步骤124)，并重置PCR，重新计算稳定系统时钟频率(步骤126)，计算稳定系统时钟频率的方法和以上步骤一样。在重新得到稳定的系统时钟频率F’₀后，在步骤128中比较F’₀和F_old，如果|F₀′-F_old|≥(ΔF_old+L)，则说明系统时钟频率发生跳变，发出入侵警告。

在正常的播放过程中，有两种特殊情况值得具体说明：

1.前端系统在某套节目中采用的播放方式是将事先录制好的多个节目流(PS)文件依次播放的方式。由于每个节目流文件所使用的编码器不尽相同，因此它们的系统时钟频率之间必然会存在着差异。同时，由于每个节目流文件所用系统时钟的起点往往不一致，因此在文件切换时会发生节目时钟参考的突变。根据ISO/IEC 13818-1标准中的规定，当发生这类情况时，就必须在该套节目中打上节目时钟参考不连续标志。因此，上述流程中包括步骤100，判断是否出现不连续标志，当码流中出现某套节目的节目时钟参考不连续标志时，则对于该套节目，清除曾经计算的所有系统时钟频率、稳定系统时钟频率和频率漂移值(步骤101，102，103)，并进入步骤104重新进行计算，所以不会因此而发生误报的情况。

2.前端系统因某些原因发生了主备路编码器(复用器)设备切换的情况。由于主备路编码器(复用器)设备采用的系统时钟频率通常存在差异，所以不可避免会发出报警。通过上述的综合分析高频层入侵报警情况和码流层入侵报警情况，或者通过直接获取前端系统主备路设备切换的信号，可以有效避免这种误报情况的发生。

CPU 30将上述高频层分析单元44和码流结构分析单元46的可能入侵警告和入侵警告经网络传输模块60发送给远程服务器显示或报警；CPU 30也可直接由FPGA 20根据入侵警告信号控制报警模块70发出警告。

Claims (10)

1.一种卫星数字电视入侵检测方法，对接收的卫星数字电视高频信号进行解调，进行码流结构分析，并获取所述高频信号的电平和信噪比，其特征在于，所述方法还包括高频层入侵报警和可能入侵报警的步骤，所述码流结构分析还包括分析编码器系统时钟频率步骤；

所述高频层入侵报警步骤包括，在所述高频信号电平高于一第一上限(U1)、高频头处于失锁状态，以及高频信号电平增加幅度超过一第一上升幅值(R1)、信噪比降低幅度超过一第一下降幅值(L1)时发出入侵信号；

所述高频层可能入侵报警步骤包括，在所述高频信号电平不变、信噪比下降幅度超过一第二下降幅值(L2)时，高频信号电平高于一第二上限(U2)、信噪比低于一下限(D1)时，以及高频信号电平增加幅值超过一第三上升幅值(R3)时发出可能入侵信号；

所述分析编码器系统时钟频率步骤包括：

a)将具有相同节目号的节目时钟参考(PCR₀，PCR₁，…，PCR_i，…)和与其对应的本地系统时钟参考(SCR₀，SCR₁，…，SCR_i，…)归为一个节目时钟参考组和一个系统时钟参考组，并利用间隔跨度为指定间隔跨度(K)的各节目时钟参考和系统时钟参考依次计算系统时钟频率(f₀，f₁，f₂，…，f_i，…)；

b)当积累指定数目(N)个系统时钟频率(f₀～f_N-1)时，计算平均系统时钟频率(F)和系统时钟频率偏差(Δf_n)，如果所有系统时钟频率偏差(Δf_n)均小于偏差门限(L)，就认为得到的所述平均系统时钟频率是第一个稳定系统时钟频率(F₀＝F)，否则后推一个系统时钟频率以指定数目(N)个系统时钟频率(f₁～f_N)重新计算平均系统时钟频率(F)，直到得到第一个稳定系统时钟频率(F₀)；

c)得到第一个稳定系统时钟频率(F₀)后，利用当前系统时钟频率继续计算系统时钟频率偏差；如果系统时钟频率偏差仍然小于偏差门限(L)，认为当前稳定系统时钟频率(F₀)是稳定的，则后推一个系统时钟频率以指定数目(N)个系统时钟频率继续计算稳定系统时钟频率(F₁)和频率漂移(ΔF₀)，依此方法计算以后的稳定系统时钟频率(F₂，…，f_i，…)和频率漂移(ΔF₁，ΔF₂，…，ΔF_i，…)；如果系统时钟频率偏差大于偏差门限(L)，记录所述当前系统时钟频率出错，并在下一次计算时剔除所述当前系统时钟频率，以下一个系统时钟频率取代；

d)如果步骤c)中系统时钟频率出错次数超过出错门限(P)，则认为系统时钟频率发生错误，发出可能发生入侵的警告，记录最后一次得到的稳定系统时钟频率(F_old)和频率漂移(ΔF_old)，并回到步骤c)重新计算稳定系统时钟频率(F’₀)；

e)在重新得到稳定的系统时钟频率(F’₀)后，如果重新得到稳定的系统时钟频率(F’₀)与最后一次得到的稳定系统时钟频率(F_old)之差的绝对值大于或等于最后得到的频率漂移和偏差门限之和(|F₀′-F_old|≥(ΔF_old+L))，则认为系统时钟频率发生跳变，发出入侵警告。

2.如权利要求1所述的卫星数字电视入侵检测方法，其特征在于，步骤a)中计算系统时钟频率的公式为：系统时钟频率等于所述指定间隔跨度的两节目时钟参考之差除以所述指定间隔的两本地系统时钟参考之差所得的商，再乘以一系统时钟中心频率。

3.如权利要求1所述的卫星数字电视入侵检测方法，其特征在于，当检测到码流中某套节目的节目时钟参考出现不连续标志时，则清除所述节目之前计算的所有系统时钟频率、稳定系统时钟频率和频率漂移值，并返回步骤a)重新进行计算。

4.一种卫星数字电视入侵检测设备，其特征在于，包括：

高频解调模块，对经由一天线接收的卫星数字电视高频信号进行解调并输出，并分析所述高频信号的电平和信噪比；

协处理模块，与所述高频解调模块连接以接收所述高频解调模块的数据，完成数据缓冲，为传输码流提供基准时钟信息，协助CPU进行外部读写以及中断处理的控制功能；

网络传输模块，与外部设备进行网络传输；

CPU，与所述高频解调模块和协处理器连接，控制所述高频解调模块、协处理模块的运行；

高频层分析单元，根据所述高频信号的电平和信噪比的异变发出警告信号；

码流结构分析单元，在码流的基本结构和属性发生异变时发出警告信号，并在编码器系统时钟频率发生跳变时发出入侵信号。

5.如权利要求4所述的卫星数字电视入侵检测设备，其特征在于，所述高频层分析单元执行发出入侵信号的步骤，所述步骤在所述高频信号电平高于一第一上限(U1)、高频头处于失锁状态，以及高频信号电平增加幅度超过一第一上升幅值(R1)、信噪比降低幅度超过一第一下降幅值(L1)时发出入侵信号。

6.如权利要求4所述的卫星数字电视入侵检测设备，其特征在于，所述高频层分析单元还执行发出可能入侵信号的步骤，所述步骤在高频信号电平不变、信噪比下降幅度超过一第二下降幅值(L2)时，以及高频信号电平高于一第二上限(U2)、信噪比低于一下限(D1)时，以及高频信号电平增加幅值超过一第三上升幅值(R3)时发出可能入侵信号。

7.如权利要求4所述的卫星数字电视入侵检测设备，其特征在于，所述码流结构分析单元以如下步骤分析编码器时钟频率：

a)将具有相同节目号的节目时钟参考(PCR₀，PCR₁，…，PCR_i，…)和与其对应的本地系统时钟参考(SCR₀，SCR₁，…，SCR_i，…)归为一个节目时钟参考组和一个系统时钟参考组，并利用间隔跨度为指定间隔跨度(K)的各节目时钟参考和系统时钟参考依次计算系统时钟频率(f₀，f₁，f₂，…，f_i，…)；

b)当积累指定数目(N)个系统时钟频率(f₀～f_N-1)时，计算平均系统时钟频率(F)和系统时钟频率偏差(Δf_n)，如果所有系统时钟频率偏差(Δf_n)均小于偏差门限(L)，就认为得到的所述平均系统时钟频率是第一个稳定系统时钟频率(F₀＝F)，否则后推一个系统时钟频率以指定数目(N)个系统时钟频率(f₁～f_N)重新计算平均系统时钟频率(F)，直到得到第一个稳定系统时钟频率(F₀)；

c)得到第一个稳定系统时钟频率(F₀)后，利用当前系统时钟频率继续计算系统时钟频率偏差；如果系统时钟频率偏差仍然小于偏差门限(L)，认为当前稳定系统时钟频率(F₀)是稳定的，则后推一个系统时钟频率以指定数目(N)个系统时钟频率继续计算稳定系统时钟频率(F₁)和频率漂移(ΔF₀)，依次方法计算以后的稳定系统时钟频率(F₂，…，F_i，…)和频率漂移(ΔF₁，ΔF₂，…，ΔF_i，…)；如果系统时钟频率偏差大于偏差门限(L)，记录所述当前系统时钟频率出错，并在下一次计算时剔除所述当前系统时钟频率，以下一个系统时钟频率取代；

d)如果步骤c)中系统时钟频率出错次数超过出错门限(P)，则认为系统时钟频率发生错误，发出可能发生入侵的警告，记录最后一次得到的稳定系统时钟频率(F_old)和频率漂移(ΔF_old)，并回到步骤c)重新计算稳定系统时钟频率(F’₀)；

e)在重新得到稳定的系统时钟频率(F’₀)后，如果重新得到稳定的系统时钟频率(F’₀)与最后一次得到的稳定系统时钟频率(F_old)之差的绝对值大于或等于最后得到的频率漂移和偏差门限之和(|F₀′-F_old|≥(ΔF_old+L))，则认为系统时钟频率发生跳变，发出入侵警告。

8.如权利要求7所述的卫星数字电视入侵检测设备，其特征在于，当所述码流结构分析单元检测到码流中某套节目的节目时钟参考出现不连续标志时，则码流结构分析单元清除所述节目之前计算的所有系统时钟频率、稳定系统时钟频率和频率漂移值，并返回步骤a)重新进行计算。

9.如权利要求4所述的卫星数字电视入侵检测设备，其特征在于，所述CPU是嵌入式微处理器。

10.如权利要求4所述的卫星数字电视入侵检测设备，其特征在于，所述协处理模块是FPGA，所述FPGA包括：

高速数据缓存，完成所述高频解调模块与CPU之间的数据缓冲，为CPU提供高速的数据接口；

线路信息分析器，完成对卫星数字电视信号码流的线路信息的特征分析，获取码流的有效包长，计算码流同步间间隔；

本地时钟发生器和时钟管理器，为传输码流提供基准时钟信息；

控制逻辑，控制所述高速数据缓存、线路信息分析器、本地时钟发生器和时钟管理器的运行，并进行中断控制、网络读写信号控制和报警信号输出。

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