CN100359916C - 用于处理传送分组流的解码器和方法 - Google Patents

Abstract

所述解码器(12)用于处理传送分组流。分组流包括封装在分组净荷中的分组数据。该解码器包括：装置(81)，用于接收来自便携式安全模块的特定安全模块系统的标识符；装置(81)，用于根据接收的标识符来配置解码器；装置(80)，用于接收来自便携式安全模块的过滤数据，其中过滤数据用于过滤与所述特定安全模块系统相关的分组数据；和装置(80)，用于根据所述接收的过滤数据过滤所述分组数据。

Description

用于处理传送分组流的解码器和方法

技术领域

本发明涉及一种用于处理传送分组流的解码器和方法。本发明特别适用于数字传输系统的接收机/解码器，尤其适用于数字电视系统。

背景技术

传统的数字电视广播系统以离散的传送流分组或传送分组的形式发送数据，每个分组具有预定的长度且包含一个分组头和一个净荷。MPEG标准是目前在此领域中受青睐的标准，它提出作为其中之一的这种分组的预定格式。

分组头包括有关该分组的一般描述数据，而净荷包括要在接收机/解码器中处理的数据。分组头至少包括用于识别该分组的分组ID或PID。分组净荷可包括音频、视频或其它数据，如应用数据，或者尤其是条件存取系统数据。

传统上来说，接收机/解码器根据每个分组的PID过滤输入数据流。需要立即处理的数据，如音频或可视数据以传统上称作分组基本流(packetised elementary stream)或PES的形式传送到适当的处理器。通过组装传送分组的净荷形成的这种连续数据流本身包括一个分组序列，每个PES分组包括分组头和净荷。

不需要立即处理的其它数据也可被封装在传送分组的净荷中.与立即由处理器处理以产生实时输出的PES数据不同，此类数据通常由接收机/解码器处理器以异步方式处理。这种情况下，数据在单个表中或在一系列段(section)或表中被格式化，每个段或表均包括头和净荷，段或表头包括表ID或TID。

在存取传输受限制的情况下，如在付费TV系统中，在具有该传输的传送流中广播的表或段中可包括条件存取数据。这种条件存取数据由解码器过滤并传送至插入该解码器的便携式安全模块中，如智能卡中。该数据接着由智能卡处理以产生一个控制字，该控制字随后由解码器用以解扰传输。

问题就在于解码器将要接收和处理的数据量，且尤其是最终将转发到安全模块的条件存取数据量。特别是，安全模块处理器的处理能力以及解码器和安全模块间的通信信道容量可能不足以处理给定的报文量。下述这种要发送节目的不断增加的趋势加重了此问题，这种节目具有多个条件存取报文以使不同操作者存取同一个节目(如一场足球比赛或一个主题电视频道)。

发明内容

在第一方案中，本发明提供了一种用于处理包括了在分组净荷中封装的分组数据的传送分组流的解码器，所述解码器包括：

用于接收来自便携式安全模块的特定安全模块系统的标识符的装置；

根据接收的标识符来配置解码器的装置，以从分组数据中提取与所述特定安全模块系统相关的数据；

接收来自便携式安全模块的过滤数据的装置，其中过滤数据用于过滤由所述接收的标识符识别的与所述特定安全模块系统相关的分组数据；和

用于根据所述接收的过滤数据过滤从所述分组数据中提取的数据的装置。

不同的安全模块可与不同的相应安全模块系统相关联，每个安全模块中存储了与之相关的特定系统的标识符。当安全模块第一次与解码器连接或插入解码器时，安全模块可把所存的标识符传送给解码器。配置装置则响应接收的标识符来配置解码器，以便从分组数据中提取与特定安全模块系统相关的数据。这样则可以为若干不同安全模块系统之一提供一种简单、廉价且有效的配置解码器的方法。

如上所述，过滤装置可配置响应从安全模块接收的过滤数据来过滤分组数据。这样可使过滤装置从提取的分组数据中仅仅过滤安全模块感兴趣的分组数据。这能够使传送到安全模块的数据流量大大减少，从而符合安全模块的处理能力。

在一个优选实施例中，用于接收安全模块系统的标识符并配置解码器的装置包括存储在解码器中的一个应用程序，而且，用于接收过滤数据并过滤分组数据的装置包括一个过滤器。

过滤装置可由所述配置装置配置以从分组数据中提取与特定安全模块系统相关的数据，以便随后根据接收的过滤数据进行过滤。

在一个优选实施例中，标识符包括特定条件存取系统的标识符。可配置解码器从分组数据中提取仅与安全模块所用的条件存取系统相关的数据。这样可以向各个服务供应商使用的若干不同条件存取系统中的任意一个系统提供解码器的简单定制。因而，用户不会被解码器的提供者限制在一种条件存取系统。

过滤装置适于从分组数据中提取包括节目映射表和条件存取表的传送分组。配置装置适于接收来自过滤装置的节目映射表和条件存取表并响应包含在节目映射表和条件存取表中的数据和接收的标识符来配置过滤装置。这样可使过滤装置容易地识别与特定条件存取系统相关的数据的分组ID。

过滤装置最好根据至少包括用于分组数据的表标识符或段标识符的过滤数据进行配置。在表或段级响应来自安全模块的信息过滤数据可以更精确地识别和选择要被执行的数据，如提取寻址到该模块的相关条件存取报文。过滤装置同样可根据从便携式安全模块接收的其它数据来配置。

在另一个优选实施例中，标识符包括安全模块使用的特定借记系统的标识符。不同的安全模块可使用不同的借记系统，如按次付费电视或按文件付费(pay-per-file)事件。例如，安全模块可存储一个电子令牌钱包，当购买这种事件时，令牌数减少.作为另一种替代方式，安全模块可包括信用卡的特征，一旦购买这种事件，它就可要求解码器读取信用卡的细目并且与银行通信以将适当的金额记入用户帐单的借方。安全模块通过把标识符传送给解码器可配置解码器以安全模块支持的方式执行借记操作。

作为另一种替代方式或其它方式，标识符可包括安全模块使用的特定贷记系统的标识符。同样，不同的安全模块可使用不同的贷记系统。例如，当用户观看了所宣传的事件如饮料广告时，节目供应商就增加在安全模块中存储的电子令牌钱包，或者将适当的金额记入用户银行帐单的贷方。安全模块通过把标识符传送给解码器可配置解码器以安全模块支持的方式执行贷记操作。

在一个优选实施例中，过滤装置包括诸如第一组过滤器的第一过滤装置，用于从分组数据中提取与所述特定安全模块系统相关的数据，且包括诸如第二组过滤器的第二过滤装置，用于根据所述过滤数据过滤提取的数据。

因此，在本发明的第二方案中提供了一种用于处理包括了在分组净荷中封装的分组数据的传送分组流的解码器，所述解码器包括：

第一过滤装置，用于从分组数据中提取与特定安全模块系统相关的数据；和

第二过滤装置，用于根据从便携式安全模块接收的过滤数据过滤提取的数据。

第一过滤装置可根据从所述安全模块接收的所述特定安全模块系统的标识符来配置。

所述第二组过滤器中的至少一个过滤器可根据包含在所述过滤数据中的一种数据模式来配置。

所述第二组过滤器中的至少一个过滤器可配置用以从分组数据中过滤其数据模式与包含在过滤数据中的所述数据模式匹配的数据，或者可配置用以从分组数据中不过滤其数据模式与包含在过滤数据中的所述数据模式匹配的数据。

所述第二组过滤器中的至少一个过滤器可响应包含在所述过滤数据中的数据屏蔽模式来配置以至少忽略部分所述数据模式。

在一个优选实施例中，解码器包括诸如过滤器的装置，以便把根据从安全模块接收的过滤数据而获得的条件存取数据转发到安全模块。

尽管本发明特别适于降低解码器和模块间通信的条件存取报文量，但应当理解的是，过滤装置可被配置用以提取不是条件存取数据且目的站不是安全模块的数据。

经过过滤并转发给安全模块的条件存取数据可包括授权控制报文(ECM)和/或授权管理报文(EMM)。

即使是在与一个条件存取系统相关的一组报文中也可能存在与该系统内的特定用户无关的大量报文。例如，在一个条件存取系统中，若干不同用户组规定产生若干个EMM，它们并不全都与一个给定用户有关。

因而，由安全模块提供的过滤数据最好包括过滤装置用于提取寻址到该安全模块的组和/或个体授权管理报文的数据.

在一个实施例中，解码器适于接收由安全模块通过响应转发给它的条件存取数据所产生的控制字，控制字由解码器用来解扰加扰的传输。

为了保持安全，安全模块和解码器间的一些或全部通信可被加密。特别是，解扰安全模块产生的控制字且最终发送到解码器的处理过程可被加密。

尽管本发明可应用于任何分组传输系统，但本发明尤其适于在下述这种解码器中使用，该解码器适于接收符合MPEG的数据流，例如，包括表、段或其它封装在分组有效负载中的分组数据。

因此，术语“表、段或其它分组数据”在其最大意义上来说指的是单个的或序列的任意数据表，并且包括头和净荷且其本身封装在传送分组流中。正如将在优选实施例中表述的，本发明特别适于过滤包含在MPEG表中的数据，尤其是单个MPEG短形式表中的数据。

在本申请的上下文中，术语MPEG指的是国际标准化组织的工作组“运动图象专家组”制定的数据传输标准，并且特别但不完全指的是为数字电视应用而制定的MPEG-2标准，且在文献ISO13818-1，ISO13818-2，ISO13818-3和ISO13818-4中提出.在本专利申请的上下文中，术语MPEG包括可应用于数字数据传输领域的MPEG格式的所有变化、改进或发展。

本发明还提供了一种与上述解码器一起使用的便携式安全模块，所述安全模块包括用于存储所述标识符和所述过滤数据的存储装置和用于把所述标识符和所述过滤数据传送给解码器的装置。

在一个优选实施例中，便携式安全模块包括智能卡。正如本文所使用的，术语“智能卡”包括但不完全是任何基于芯片的卡器件，或具有类似功能和性能、处理的器件，如微处理器和/或存储器。此术语中包括了可替代卡的其它物理形式的器件，如常用于TV接收机/解码器系统中的键型装置，信用卡，和限制存取在该装置中所存信息的装置。

本发明还提供了一种用于处理包括了在分组净荷中封装的分组数据的传送分组流的方法，所述方法在解码器中包括步骤：

接收来自便携式安全模块的特定安全模块系统的标识符；

根据接收的标识符配置解码器，以从分组数据中提取与所述特定安全模块系统相关的数据；

接收来自便携式安全模块的过滤数据，其中过滤数据用于过滤由所述接收的标识符识别的与所述特定安全模块系统相关的分组数据；和

根据所述接收的过滤数据来过滤从所述分组数据中提取的数据。

本发明还提供了一种用于处理包括了在分组净荷中封装的分组数据的传送分组流的方法，在解码器中的所述方法包括的步骤是：

从分组数据中提取与特定安全模块系统相关的数据；和

根据从便携式安全模块接收的过滤数据过滤提取的数据。

本发明还提供了一种用于数字传输系统的解码器，它适于接收包含了表、段或其它在分组净荷中封装的分组数据的传送分组流，并且其特征在于该解码器包括通过根据从便携式安全模块接收的过滤数据进行配置以用于过滤封装的数据的装置。除了在表或段级进行过滤，该解码器还可执行传送级过滤，以仅仅提取包括与安全模块使用的特定条件存取系统相关的数据的那些数据分组。因此，该解码器最好还包括通过根据从安全模块接收的数据进行配置以用于过滤传送分组数据的装置。有益地是，用于过滤传送分组数据的装置可通过根据表示从安全模块接收的条件存取系统的身份的数据来配置。

上述涉及本发明装置方面的特征也可应用于方法方面，反之亦然。

本文使用的术语“解码器”或“接收机/解码器”可指一种接收机，用于接收编码或未编码的信号，如电视和/或无线电信号，这些信号可由其它一些装置广播或发射。这种接收机/解码器的实施例可包括：诸如在“机顶盒”中与接收机结合以用于解码接收的信号的解码器；与物理上分立的接收机共同起作用的解码器；以及包括附加功能如网络浏览器或与录象机或电视机结合的解码器。

本文使用的术语“数字传输系统”包括用于发射或广播数字数据，例如主要是视听或多媒体数字数据的任何传输系统。尽管本发明特别适用于广播数字电视系统，但本发明也可应用于多媒体互联网应用的固定电信网络、和闭路电视等。

本文使用的术语“数字电视系统”包括诸如任何卫星、地面、电缆或其它系统。

附图说明

参考下面的附图将描述仅以实例示出的本发明优选实施例，其中：

图1表示根据本实施例的数字TV系统的整个体系结构；

图2表示图1所示条件存取系统的体系结构；

图3表示MPEG-2分组的分层结构，尤其是那些与条件存取报文相关联的部分；

图4表示长形式和短形式MPEG-2专用段的结构；

图5表示在本实施例中使用的接收机/解码器的元件；

图6表示用于处理特别与条件存取报文相关联的传送流的接收机/解码器的元件；

图7表示图6所示过滤单元的段过滤器和PID的结构.

具体实施方式

图1表示数字电视广播和接收系统1的概貌。本发明包括最传统的数字电视系统2，它使用MPEG-2压缩系统发射压缩的数字信号。具体来说，在广播中心的MPEG-2压缩器3接收数字信号流(如音频或视频信号流)。压缩器3通过链接5与多路复用器和加扰器4连接。多路复用器4接收多个其它输入信号，组装一个或多个传送流并把压缩的数字信号经链接7发射到广播中心的发射器6，链接7当然可以采用多种形式，包括电信链路。

发射器6经上行链路8向卫星转发器9发射电磁信号，电磁信号在转发器9进行电处理并经假定的下行链路10广播至地面接收机11，接收机11传统上是终端用户租用或拥有的盘形。接收机11接收的信号传送到终端用户租用或拥有且与终端用户的电视机13连接的综合接收机/解码器12。接收机/解码器12把压缩的MPEG-2信号解码为用于电视机13的电视信号。

条件存取系统20与多路复用器4和接收机/解码器12连接，并且部分位于广播中心部分位于接收机/解码器中。它可使终端用户存取来自一个或多个广播提供者的数字电视广播。能够解密涉及商业产品(即，由广播提供者销售的一个或几个电视节目)的报文的智能卡可插入接收机/解码器12中。通过使用接收机/解码器12和智能卡，终端用户能够以订购模式或以按次付费电视模式购买事件。

也与多路复用器4和接收机/解码器12连接并且同样部分位于广播中心部分位于接收机/解码器的交互系统17可使终端用户能够通过调制解调的反向信道16与各种应用交互作用。

现在将详细描述条件存取系统20。

参考图2，概括来说，条件存取系统20包括用户特许(authorization)系统(SAS)21。SAS21通过相应的TCP-IP链接23(尽管也可使用其它类型的链接来替代)与一个或多个用户管理系统(SMS)22连接，其中每个广播提供者一个SMS。另外，两个广播提供者可以共用一个SMS，或一个提供者可使用两个SMS，如此等等。

使用“母”智能卡25的加密单元24的形式的第一加密单元通过链接26与SAS连接。同样使用母智能卡28的加密单元27的形式的第二加密单元通过链接29与多路复用器4连接。接收机/解码器12接收“子”智能卡30。它经调制解调的反向信道16通过通信服务器31直接与SAS21连接。SAS把其中之一的订购权发送给请求的子智能卡。

智能卡包括一个或多个商业经营者的秘密。“母”智能卡加密不同种类的报文并且“子”智能卡解密报文，如果它们具有这样做的权利的话。

第一和第二加密单元24和27包括一个支架、一个在EEPROM中存有软件的电子VME卡，分别达到20个电子卡和一个智能卡25和28，对于每个电子卡来说，一个卡28用于加密ECM并且一个卡25用于加密EMM。

参考电视系统2和条件存取系统20的各种元件将详细描述数字电视系统的条件存取系统20的操作。

多路复用器和加扰器

参考图1和2，在广播中心，数字音频或视频信号首先使用MPEG-2压缩器3压缩(或比特率降低)。这种压缩信号接着经链接5发送到多路复用器和加扰器4，以与诸如其它压缩数据的其它数据多路复用。

加扰器产生一个控制字，该控制字在加扰处理中使用且包含在多路复用器的MEPG-2流中。控制字在内部产生并且可使用户终端的综合接收机/解码器12解扰节目。

指示节目如何商业化的存取准则也被添加到MPEG-2流中。节目商业化的方式可以是若干“订购”模式之一和/或若干“按次付费电视”(PPV)模式或事件之一。在订购模式中，终端用户订购一个或多个商业产品，或“簇”，从而获得观看这些簇中的每个频道的权利。

在按次付费电视模式中，终端用户具备按需购买事件的能力。这可以通过事先预订事件(“预订模式”)，或者通过事件一广播就购买(“冲动模式”)来实现。在优选实施例中，所有用户都是订购者，而不论它们是以订购模式还是以PPV模式观看，当然，PPV观众不必是订购者。

授权控制报文

控制字和存取准则都用于构建授权控制报文(ECM)。这是一个与加扰节目相关发送的报文；该报文包含控制字(它用于节目的解扰)和广播节目的存取标准。存取标准和控制字经链接29发送到第二加密单元27。在这个单元中，ECM产生，被加密并发送到多路复用器和加扰器4。在广播传输期间，控制字通常每隔数秒变化一次，因而ECM也周期性地发送以便能改变要被解扰的控制字。出于备用的目的，每个ECM通常包括两个控制字：当前控制字和下一个控制字。

在数据流中由广播经营者广播的每个服务包括若干不同的分量；例如电视节目包括视频分量、音频分量、副标题分量等。一个服务中的每个这种分量均被单独加扰和加密以便随后广播至转发器9。该服务的每个加扰分量需要一个独立的ECM。作为另一种替代情况，一个服务的所有加扰分量可能只需要一个ECM。在多个条件存取系统控制存取相同传输节目的情况下也可产生多个ECM。

节目发射

多路复用器4接收来自SAS21的包括加密EMM的电信号，来自第二加密单元27的加密ECM，和来自压缩器3的压缩节目.多路复用器4加扰节目并把加扰的节目、加密的EMM和加密的ECM经链接7发送到广播中心的发射机6。发射机6经上行链路8向卫星转发器9发送电磁信号。

节目接收

卫星转发器9接收并处理由发射机6发射的电磁信号，并经下行链路11把信号发射到地面接收机11上，地面接收机11传统上是由终端用户拥有或租用的盘形。接收机11接收的信号发送到终端用户拥有或租用并与终端用户的电视机13连接的综合接收机/解码器12。接收机/解码器12多路分用信号以获得具有加密EMM和加密ECM的加扰节目。

如果节目没有加扰，也就是利用MPEG-2流没有发射ECM，则接收机/解码器12解压数据并且把信号变换为用于传输到电视机13的视频信号。

如果节目被加扰，则接收机/解码器12从MPEG-2流中提取相应的ECM并把ECM传送到终端用户的“子”智能卡30。这个智能卡30插入接收机/解码器12的一个槽中。子智能卡30控制终端用户是否具有解密ECM并存取节目的权利。如果没有，一个负状态传递给接收机/解码器12以指示该节目没有解扰。如果终端用户确实具有此权利，则ECM被解密并且控制字被提取。接收机/解码器12随后可使用这个控制字解扰节目。MPEG-2流被解压并转换为前向传输到电视机13的视频信号。

授权管理报文(EMM)

EMM是专用于个体终端用户(订购者)或终端用户组的报文。每组可包括一定数量的终端用户。作为一组的这种组织结构的目的就是优化带宽；也就是，存取一组可允许获得大量的终端用户。

EMM的各种专门类型也可以使用。个体EMM专用于个体用户，并且通常用在按次付费电视服务的供应中；这些EMM包括组标识符和在该组中的用户的位置。

组订购EMM专用于所说的256个个体用户的组，并且通常用于一些订购服务的管理中。这个EMM具有组标识符和用户的组位图。

受众(audience)EMM专用于全体受众，举例来说可由特定经营者用于提供某些免费服务。“受众”是智能卡带有相同条件存取系统标识符(CA ID)的用户的总和。最后，“唯一的”EMM寻址到智能卡的唯一标识符。

用户管理系统(SMS)

用户管理系统(SMS)22包括一个数据库32，它管理作为其中部分之一的所有终端用户文件、商业产品、订购、PPV细目、和有关终端用户消费和授权的数据。SMS在物理上可远离SAS。

每个SMS22经各自的链接23向SAS21发送表示要发送到终端用户的授权管理报文(EMM)的修改和生成的报文。

SMS22还向SAS21发送表示不修改或生成EMM但仅表示改变终端用户的状态(涉及在预订产品时给予终端用户的授权或涉及终端用户的付费数)的报文。

SAS21把报文(通常是诸如回调信息或计费信息的请求信息)发送到SMS22，显然二者间的通信是双向的。

用户特许系统(SAS)

SMS22产生的报文经链接23传送到用户特许系统(SAS)21，它接着产生用于确认接收到SMS22产生的报文的报文并把这些确认报文传送到SMS22。

概括来说，SAS包括：订购链接区，用于授权订购模式并每月自动更新权利一次；按次付费电视链接区，用于授权PPV事件；和EMM注入器，用于把订购和PPV链接区产生的EMM发送到多路复用器和加扰器4，并因此馈送具有EMM的MPEG流。如果其它权利被授予，如在向个人计算机下载计算机软件时的按文件付费(PPF)的权利，那么也可以提供其它类似的区域。

SAS21的一个功能是根据商业化的不同模式(预订模式、冲动模式)管理在订购模式中可用作商品或作为PPV事件出售的电视节目的存取权。根据这些权利并根据从SMS22接收的信息，SAS21产生用户的EMM。

EMM传送到加密单元(CU)24以用于根据管理和开发密钥进行加密。CU在EMM上完成签名并把EMM送回到SAS21中的报文发生器(MG)，在其中增加一个报头。EMM传送到报文发射器(ME)作为完成的EMM。报文发生器确定广播开始和结束时间和EMM的发射速率，并把这些作为适当的指示与EMM一起传送到报文发射器。MG只产生一个给定的EMM一次；是ME在执行EMM的循环传输。

在产生EMM时，MG为EMM分配唯一的标识符。当MG把EMM传送到ME时，它也传送EMM ID。这样既可以在MG又可以在ME识别特定的EMM。

在适于处理如与多个经营者相关联的多个条件存取系统的诸如仿真密码(simulcrypt)的系统中，与每个条件存取系统相关的EMM流单独产生且在发射之前由多路复用器4多路复用。

传送流中的条件存取报文

ECM和EMM报文的不同性质导致在MPEG传送流中报文传输模式的不同。带有解扰节目所需控制字的ECM报文必须链接要传输节目的音频和视频流。相反，EMM报文是异步广播以发射权利信息到个体顾客或顾客组的一般报文。这种差异反映在ECM和EMM报文在MPEG传送流内的放置中。

我们知道，MPEG传送分组具有188个字节的固定长度，包括一个分组头。在标准分组中，同步数据之后的头的三个字节包括：

表I    传送误差指示符    1比特

       净荷单元指示符    1比特

       传送优先级        1比特

       PID               13比特

       传送加扰控制      2比特

       自适应字段控制    2比特

       连续计数器        4比特

这些字段的特性大部分由MPEG标准确定。

参考图3将描述传送流中的数据组织结构。如图所示，传送流包括一个节目相关表40(“PAT”)，由MPEG-2标准固定的分组头中的PID的值是0x00。节目存取表40提供存取节目数据的入口点并包含涉及与若干节目相关的节目映射表(“PMT”)41、42的PID值的表。每个节目映射表41、42反过来包含该节目的音频表43和视频表44的分组流的PID值的参考。

如图所示，节目映射表42还包括其它分组45、46的PID值的参考，这些分组包括与所述节目相关的其它数据。在本发明的情况下，由若干条件存取系统产生并与所述节目相关的ECM数据包含在所述分组45、46中。

除了节目存取表PAT40外，MPEG传送流还包括条件存取表47(“CAT”)，其PID值固定为0x01。包含此PID值的任何分组头因此被自动识别为包含存取控制信息。CAT表47涉及与EMM数据相关的MPEG分组48、49、50的PID值，其中EMM数据与一个或多个条件存取系统相关。至于PMT分组，涉及CAT表的EMM分组的PID值是不固定的并且可以根据系统运营商的选择而定。

专用段数据

与MPEG-2标准一致，与分组净荷包含在一起的信息根据要传送的数据类型而受到另一结构级的支配。在音频、视频、图文电视、副标题或其它这种快速进展(fast evolving)且同步的数据的情况下，信息以称作分组基本流或PES的形式组装。通过组装传输分组的净荷形成的这种数据流本身包括一个分组序列，每个分组包括分组头和净荷。与传送流中的传输分组不同，PES分组的长度可变。

在其它数据如应用数据的情况下，或在本例中的ECM和EMM数据的情况下，与PES分组不同的格式被禁止。特别是，包含在传送分组净荷中的数据被分为一系列段或表，表或段头包括一个表ID或TID以识别所述表。根据数据大小，一段可完全包含在一个分组净荷中或者可被扩展在若干传送分组间的一系列表中。在MPEG-2的上下文中，术语“表”常用于指单个数据表，而“段”指的是具有相同TID值的多个表之一。

至于传送分组数据和PES分组数据，表或段的数据结构由MPEG-2标准另外定义。特别是，提出了专用表或段数据的两种可能的语法形式：长形式或短形式，如图4所示。

在短形式和长形式中，头均至少包括数据60，包括：

表II           表id               8比特

               段语法指示符       1比特

               专用指示符/备用    1比特

               ISO备用            2比特

               段长度             12比特

专用指示符和专用段长度由没有由MPEG-2标准固定的数据组成并且可由系统经营者用于其自己的目的。

在短形式的情况下，头60之后紧接着就是净荷数据61。在长形式的情况下，另一个头部分62在净荷63之前提供并且报文同样包括CRC检验值64.通常在报文太长而必须分成若干个段时使用的长形式包含组装段所需的报文，如段号、在段序列中的最后一个段的号数。

在条件存取ECM和EMM报文的情况下，数据通常可容纳在单个表中并且短形式将是合适的格式。这种短形式条件存取报文的专用语法在本发明的上下文中提出，即：

表III    表id(过滤数据)    8比特(1字节)

段语法指示符            1比特

专用指示符/备用         1比特

ISO备用                 2比特

段长度                  12比特

CA专用头字段(过滤数据)  56比特(7字节)

对于这种CA报文来说，表id的值可由系统经营者设定，如ECM报文(例如，奇和偶报文)为0x80和0x81且EMM报文为0x82和0xSF。这些值不是MPEG-2禁止的并且可依照系统经营者的判别准则来选择。

同样，在由此指定为头之后的净荷的前7个字节的CA专用头字段的情况下，参数可由系统经营者设置以反映下面的事实，即CA报文是带有个体、组或受众订购信息的EMM报文。在这种方式下，这个表或段的“头”被扩展。

考虑到接收机/解码器的处理和过滤，特别是使用表id和CA专用字段数据，这种报文语法的优点将在随后变得明显。

接收机/解码器

参考图5，下面将描述适于在本发明中使用且用于数字广播系统的接收机/解码器12或机顶盒的元件。应当可以理解，这种接收机/解码器的基本元件大都是传统的，并且本领域的普通技术人员有能力来实施它们。

如图所示，接收机/解码器12配备有几个用于接收和发射数据的接口，特别是用于接收广播MPEG传输的调谐器70，串行接口71，并行接口72，和用于经电话网络发送并接收数据的调制解调器73。该接收机/解码器还包括第一和第二智能卡阅读器74和75，第一阅读器74用于接受订购的智能卡并且第二阅读器75用于接受银行的和/或其它智能卡。

该接收机/解码器还包括用于接收来自手持遥控器77的红外控制信号的接收机76和用于向连接该接收机/解码器的电视13发送视听信号的Peritel输出。

经接口接收的数字信号的处理和输出信号的产生是由在此组合在一起作为整体的中央控制单元78的硬件和软件来处理的。接收机/解码器内的控制单元的软件体系结构可对应于在已知接收机/解码器中使用的相应部分，并且在此将不对其进行详细描述。它可根据经接口层与接收机/解码器的硬件部分中实施的低级操作系统交互作用的虚拟计算机而定。根据硬件的体系结构，与已知的接收机/解码器中的情况一样，控制单元78将配备一个处理器、诸如ROM、RAM、FLASH存储器等的存储元件。

由控制单元78处理的应用程序可以是存储在接收机/解码器的ROM或FLASH中的常驻应用程序，或者是经接收机/解码器的MPEG接口2广播和下载的应用程序。应用程序可包括节目指南应用程序、游戏、交互式服务、电视购物应用程序，以及使接收机/解码器在启动时立即操作的初始化应用程序和用于配置接收机/解码器的方案的应用程序。应用程序可存储在接收机/解码器的存储单元中并且表示为资源文件，包括图形目标描述文件、单元文件、可变块文件、指令序列文件、应用文件、数据文件等。

条件存取数据的过滤

图6以示意图的形式表示根据本发明的此实施例处理分组和表数据所需的元件。可以理解的是，本图所示的元件以硬件、软件或二者的组合形式来实施。

从卫星接收机接收的广播传输经传统的调谐器70和相关的解调器单元79传送。调谐器70通常搜索频段，在所选载频在该频段内检测到时则停止。接着，信号由解调器单元79处理，它提取并发送传送分组流给分路器和过滤器单元80。分路器和过滤器单元80的过滤结构将在下面联系图7进行详细描述。可以理解的是，执行这个单元所需的实际选择的元件是根据制造商的判断标准而定的，并且这个单元最重要的方面是所选过滤器的配置。

与根据本实施例的情况一样，在根据条件存取系统加密数据的情况下，过滤器单元与插在接收机/解码器12中的智能卡30(或其它任何安全装置)和频道参数应用81交互作用，其中频道参数应用81通常作为接收机/解码器中的软件应用程序来实施。

过滤器单元80从传送分组流中提取存在于该数据流中的PMT和CAT表。再返回参考图3，这个过滤操作在PID级执行，CAT表由PID值0x01识别且适当的PMT表对应于经PAT表(PID值：0x00)提取的所选广播频道，并且所选频道的PID值在PAT表中识别。

频道参数应用81还接收来自智能卡30的与该智能卡相关的条件存取系统的标识。而且，再返回参考图3，第一条件存取系统分别与分组45、48中的ECM和EMM数据相关。通过使用从智能卡30接收的条件存取系统ID和从过滤器单元80接收的PMT和CAT表，应用81确定与所述条件存取系统相关的条件存取分组的PID值并把这些值送回过滤器单元80。

在简化系统的情况下，如果发射较少量的EGM和EMM，则不需要其它的过滤并且这些PID值可由过滤器单元80使用以从识别的数据分组中提取所有相关的ECM和EMM专用段，并且之后把这些段内包含的数据发送到智能卡30。

这种条件存取数据则由智能卡30内的微处理器处理并且与传输相关的控制字传送到解扰单元83。解扰单元83接收由分路器和过滤器单元80从传送分组流中提取的加扰视听或其它数据信息，并使用控制字解扰信息，之后把数据传送到传统的MPEG-2片，它准备随后在相关电视显示器上显示的数据。

然而，尽管PID级过滤器可提取那些专门与所述条件存取系统相关的ECM和EMM报文，但大部分的报文依然与用户无关。这些报文可包括用于其它用户组的组EMM报文、用于其它用户的个体EMM报文等。发送到智能卡的条件存取报文的量因此可能非常大。设定智能卡的存储器和处理器功率的限制，在实际中这个通过量不是该智能卡能够处理的。

为了克服这个问题，智能卡30适于向单元80传送其它的过滤数据以用于段或表级的过滤处理。

参考上述表III，包含条件存取数据的表包括表id和CA专用头字段，它们被选择用以识别EMM或ECM的存在(表id的值分别是0x80或0x81和0x82至0x8F)和报文类型(CA专用数据识别与组EMM报文相关的组，受众EMM报文的存在等)。根据其请求的数据，智能卡30将发送必要的表id和CA专用数据以配置过滤器单元，以便仅仅提取并返送回该智能卡感兴趣的那些条件存取报文。在这种方式中，发送到智能卡的数据流可减少至符合智能卡微处理器的处理能力。

参考图7将描述过滤单元80的详细结构。通常，该单元可作为硬件资源来实施，由利用接收机/解码器管理应用程序的固件驱动。如图所示，第一组过滤器85使用从该频道参数应用接收的CA PID信息执行PID过滤处理。PID过滤器85同样可被配置用以提取发送到该频道参数应用的诸如PMT、CAT表的其它相关数据分组。其它PID过滤器(未示出)可用于提取最终发送到解扰器等的视听PES分组信息。

一旦去掉分组头，专用段或表数据就路由到一组预过滤器86，这些过滤器用于过滤扩展表头中的8个字节。如表III所示，扩展头中的1个字节与表id相关，7个字节与CA专用信息相关。这个过滤操作通过一个表中的8字节模式与从智能卡接收的过滤数据的比较来执行。8字节，64比特模式中的一些比特在进行估算时可被屏蔽或忽略。在本实施例中，提出了32个不同的模式，这些模式的子集由预过滤器根据从智能卡接收的信息来应用。如果一个模式匹配，则该段被发送到FIFO缓冲元件87。如果没有模式匹配，则该段被忽略。过滤器86同样用于从适当的段中提取PMT和CAT表信息，该信息发送到FIFO缓冲器88。

由于传送层的特性，段的到达是突发的。缓冲器87、88的缓冲容量必须足以处理5MBits/s的平均速率，其中分组插入是根据具有±25％的可能偏差的固定分配而定的。

为了更好地理解本发明，现在将概述由段过滤器86处理的操作指令的所示实例。

过滤器-全部-段(过滤器-id，目标，屏蔽，触发-条件，p/n)

在触发-条件发生后此命令检索除了被屏蔽比特之外匹配目标的每个段。

过滤器-下一个-段(过滤器-id，目标，屏蔽，触发-条件，p/n)

在触发-条件发生后此命令检索除了被屏蔽比特之外匹配目标的下一个段。触发-条件与先前识别为匹配的其它过滤器相关。

过滤器-id是0和31之间的一个索引，指向过滤器和输出队列。另外，它给出排队的优先级，0具有最高优先级。

目标是8字节模式。

屏蔽是8字节模式，表示在目标中被屏蔽的比特，0值表示被屏蔽。

触发-条件是32比特的位图，ORing过滤器-id触发该过滤器。设置为0的比特表示没有触发条件。自触发条件被忽略。

p/n是一个值，通常设置为1，正数用于上述的正常操作.当设置为0时，它表示负过滤，即检索不匹配目标的段。

使用实例：

实例1：

过滤器-全部-段(5，0x8C7C453AA8BBFF00，0XFF557FFFEEEFFFF00，0，1)将捕获对应于匹配标准的所有EMM。

实例2：

过滤器-下一个-段(0，0x8000000000000000，0xFF00000000000000，0，1)

过滤器-下一个-段(1，0x8100000000000000，0xFF00000000000000，5，1)

过滤器-下一个-段(2，0x8000000000000000，0xFF00000000000000，3，1)

将使用奇/偶反复电路开始ECM的捕获处理。

实例3：

过滤器-下一个-段(8，0xPMT-TID0000版本-号00000000，0xFF00001F00000000，0，0)

过滤器-下一个-段(1，0x8100000000000000，0xFF00000000000000，0x14，1)

过滤器-下一个-段(2，0x8000000000000000，0xFF00000000000000，0x12，1)将使用奇/偶反复电路开始ECM的捕获处理，在PMT变化时开始。

根据到达或来自智能卡82和过滤器单元80的CA报文和过滤数据的通信，可使用诸如ISO7816的标准协议。由于智能卡82并不是要求过滤专用段中的所有数据，所以该段可被修改，并且下面格式的报文发送到智能卡：

表id            8比特

零              11比特

过滤器id        5比特

CA专用头字段    56比特

CA报文          N*8比特

通过上面的描述可以清楚这些项中的每一项的含义。根据从智能卡82发送到过滤器80的过滤数据，下面的格式可以使用：

过滤器号    8比特

过滤指令    5比特

过滤器id    5比特

目标        64比特

屏蔽        64比特

触发条件    5比特

p/n         1比特

号-of-过滤器描述了在这个指令中设置的过滤器的号数。

过滤-指令是描述指令类型(过滤器的下一段，过滤器的所有段)。

过滤器_id是指向过滤器和输出队列的索引。另外，它给出排队优先级，0是最高优先级。

目标是目标模式。

屏蔽是表示在该目标中被屏蔽比特的模式，0值表示被屏蔽。

触发器-条件是一个位图，ORing过滤器_id触发该过滤器。设置为0的比特表示无触发条件。自触发条件被忽略。

p/n是一个值，通常设置为1，正数用于上述正常操作。当设置为0时，它表示负过滤，即检索不匹配目标的段。

实际上，出于安全的原因，智能卡和接收机/解码器之间的通信可受到加密或加扰级的支配。特别是，智能卡82和过滤器单元80间的通信，以及发送到解扰单元83的控制字流可以以这种方式编码。适于此目的的加密算法已广为人知(RSA，DES等)。

尽管上述实施例已经描述了响应与智能卡30相关的条件存取系统的识别的接收机/解码器12的配置，但本发明并不限于与这一种安全模块系统相关的接收机/解码器的配置。该解码器可响应若干不同安全模块系统中的任意一种系统来配置。

例如，智能卡30可使用一种借记系统，其中当用户购买一个PPV事件时，存储在智能卡中的电子令牌的“钱包”支出一定数目.另外，智能卡30可使用类似于在信用卡中使用的借记系统，其中接收机/解码器读取存储在智能卡中的银行信息并且经调制解调的反向信道16与银行接触，以借记到用户的银行帐单中。通过把该借记系统的标识符传送到一个应用，例如或者类似于频道参数应用81，则该应用可配置解码器以智能卡支持的方式执行借记操作。

在另一个实例中，智能卡30可使用一种贷记系统，其中在用户已经观看了诸如特定的宣传事件时，存储在智能卡中的电子令牌钱包被贷记了一定的数目。另外，智能卡30可使用类似于在信用卡中使用的贷记系统，其中接收机/解码器读取存储在智能卡中的银行信息并且经调制解调的反向信道16与银行接触，以贷记到用户的银行帐单中。通过把该贷记系统的标识符传送到一个应用，例如或者类似于频道参数应用81，则该应用可配置解码器以智能卡支持的方式执行贷记操作。

Claims (35)

1.一种用于处理包括了在分组净荷中封装的分组数据的传送分组流的解码器，所述解码器包括：

用于接收来自便携式安全模块的特定安全模块系统的标识符的装置；其特征在于：

根据接收的标识符来配置解码器的装置，以从分组数据中提取与所述特定安全模块系统相关的数据；

接收来自便携式安全模块的过滤数据的装置，其中过滤数据用于过滤由所述接收的标识符识别的与所述特定安全模块系统相关的分组数据；和

用于根据所述接收的过滤数据过滤从所述分组数据中提取的数据的装置。

2.根据权利要求1的解码器，其中过滤装置可由所述配置装置配置以从分组数据中提取与所述特定安全模块系统相关的数据，以便随后根据所述接收的过滤数据进行过滤。

3.根据权利要求1或2的解码器，其中所述标识符包括特定条件存取系统的标识符。

4.根据权利要求3的解码器，其中过滤装置适合于从分组数据中提取包含节目映射表和条件存取表的传送分组。

5.根据权利要求4的解码器，其中配置装置适于接收来自过滤装置的节目映射表和条件存取表并且响应包含在节目映射表和条件存取表中的数据和接收的标识符来配置过滤装置。

6.根据权利要求1或2的解码器，其中所述标识符包括安全模块使用的特定借记系统的标识符。

7.根据权利要求1或2的解码器，其中所述标识符包括安全模块使用的特定贷记系统的标识符。

8.根据权利要求1或2的解码器，其中过滤装置可响应至少包括用于分组数据的表标识符或段标识符的过滤数据进行配置。

9.根据权利要求1或2的解码器，其中过滤装置包括用于从分组数据中提取与所述特定安全模块系统相关的数据的第一过滤装置和用于响应所述过滤数据过滤提取的数据的第二过滤装置。

10.根据权利要求9的解码器，其中所述第二过滤装置包括多个过滤器，所述过滤器中的至少一个过滤器可根据所述过滤数据进行配置。

11.根据权利要求9的解码器，其中所述第二过滤装置可根据包含在所述过滤数据中的数据模式进行配置。

12.根据权利要求11的解码器，其中所述第二过滤装置可配置用以从提取的数据中过滤其数据模式与包含在过滤数据中的所述数据模式匹配的数据。

13.根据权利要求11的解码器，其中所述第二过滤装置可配置用以从提取的数据中不过滤其数据模式与包含在过滤数据中的所述数据模式匹配的数据。

14.根据权利要求11的解码器，其中所述第二过滤装置可根据包含在所述过滤数据中的数据屏蔽模式来配置以至少忽略部分所述数据模式。

15.根据权利要求1或2的解码器，包括用于向安全模块发送包含在分组数据中的条件存取数据的装置。

16.根据权利要求15的解码器，其中发送给安全模块的条件存取数据包括授权控制报文和/或授权管理报文。

17.根据权利要求1或2的解码器，其中由便携式安全模块提供的过滤数据包括过滤装置使用的数据以提取寻址到该便携式安全模块的组和/或个体授权管理报文。

18.根据权利要求15的解码器，其中该解码器适用于接收由便携式安全模块根据提供给它的条件存取数据所产生的控制字，该控制字由解码器用来解扰加扰的传输。

19.根据权利要求1或2的解码器，适用于加密和/或解密到达和来自便携式安全模块的通信。

20.一种包括根据上述任意一个权利要求所要求的解码器和便携式安全模块的组合装置，所述安全模块包括用于存储所述标识符和所述过滤数据的存储装置和用于把所述标识符和所述过滤数据传送给解码器的装置。

21.根据权利要求20的组合装置，其中便携式安全模块包括智能卡。

22.一种用于处理包括了在分组净荷中封装的分组数据的传送分组流的方法，所述方法在解码器中包括步骤：

接收来自便携式安全模块的特定安全模块系统的标识符；其特征在于：

根据接收的标识符配置解码器，以从分组数据中提取与所述特定安全模块系统相关的数据；

接收来自便携式安全模块的过滤数据，其中过滤数据用于过滤由所述接收的标识符识别的与所述特定安全模块系统相关的分组数据；和

根据所述接收的过滤数据来过滤从所述分组数据中提取的数据。

23.根据权利要求22的方法，其中分组数据被过滤以提取与所述特定安全模块系统相关的数据。

24.根据权利要求22或23的方法，其中所述标识符包括特定条件存取系统的标识符。

25.根据权利要求24的方法，其中包含节目映射表和条件存取表的传送分组从所述分组数据中提取。

26.根据权利要求25的方法，其中通过根据包含在节目映射表和条件存取表中的数据和接收的标识符过滤分组数据。

27.根据权利要求22或23的方法，其中所述标识符包括安全模块使用的特定借记系统的标识符。

28.根据权利要求22或23的方法，其中所述标识符包括安全模块使用的特定贷记系统的标识符。

29.根据权利要求22或23的方法，其中过滤数据至少包括用于分组数据的表标识符或段标识符。

30.根据权利要求22或23的方法，其中分组数据根据在过滤数据中包含的数据模式来过滤。

31.根据权利要求30的方法，其中其数据模式与所述数据模式匹配的数据从分组数据中过滤。

32.根据权利要求22或23的方法，其中向便携式安全模块发送包含在所述提取的数据中的条件存取数据。

33.根据权利要求32的方法，其中发送给安全模块的条件存取数据包括授权控制报文和/或授权管理报文。

34.根据权利要求22或23的方法，其中由便携式安全模块提供 的过滤数据包括解码器使用的数据以提取寻址到该便携式安全模块的组和/或个体授权管理报文。

35.根据权利要求32的方法，其中由所述安全模块根据提供给它的条件存取数据产生控制字，该控制字由解码器用来解扰加扰的传输。

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