CN101018319A - 用于数字多媒体广播限制服务的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种提供数字多媒体广播限制服务的系统和方法。所述系统包括：中继中心方系统，用于中继中心，根据预设中继中心方包识别描述(PID)密钥中继DMB信号，修改传送流的PID，并且产生失真的节目特定信息(PSI)；和终端方系统，用于DMB终端，根据终端方PID密钥恢复从中继中心接收的传送流的失真的PSI，并且对传送流解码。所述方法包括下述步骤：当通过分析TS的节目映射表(PMT)获得的音频/视频PID对TS解复用时，识别TS的实际PID是否一致；产生预设报警信号；根据终端方PID修改PMT中的音频/视频数据的PID；和根据修改的PID值对TS解复用。

Description

用于数字多媒体广播限制服务的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种数字多媒体广播(DMB)服务，更具体地讲，涉及一种用于提供DMB限制服务的系统和方法。
背景技术
DMB服务包括复用与由高效压缩算法(例如运动图像专家组(MPEG))压缩的多个节目相应的数字广播数据，随后经由数字广播波通过卫星或地面中继中心广播。因此，DMB服务使得用户能够通过便携式接收机或者车载接收机接收数据。数字广播数据被分离为将被压缩的视频和音频数据，分割为指定单位的传送包(TP)，并且复用为将被发送的传送流(TS)。在每一TS中复用数字广播数据，从而用户可选择并观看期望的节目。
对于DMB服务，卫星DMB服务变为付费服务。与将广播发射给大多数人的一般TV广播不同，卫星DMV服务仅将广播节目发射给授权订户，并且卫星DMV服务包含用于阻止未授权用户的条件访问系统(CAS)。
图1显示传统数字多媒体广播接收机的配置，传统数字多媒体广播接收机包括天线10、DMB接收模块20、解码器模块30、显示单元50和扬声器60。在解码器模块30中采用限制广播接收的限制接收机33。图1所示的数字多媒体广播接收机的结构可被应用到移动终端中。
在操作中，在DMB接收模块20的解调器21中，通过天线10接收的数字广播信号被再现为原始TS，再现的TS被前向纠错(FEC)单元23纠错，随后被输入到解码器模块30。TS解复用器3 1对复用了多个节目的数字广播数据的TS解复用。解码器模块30提取包括由用户选择的节目的数字广播数据的TP。随后，数字广播数据被加扰，也就是说，为了限制接收的目的对数字广播数据加密以被发送。例如，解码器模块30的CAS 33使用从智能卡40产生的加扰密钥对加密的数字广播数据进行解扰，也就是解码。在解码器模块30的MEPG视频解码器35和MPEG音频解码器37中对解密的数字广播数据解码，以通过显示单元50和扬声器60供应给用户。
仅当节目特定信息(PSI)具有音频/视频基本流(ES)的精确的包识别描述(PID)值时，传送流(TS)被考虑，并且用音频/视频ES对TS解复用。由于PSI具有音频/视频ES的精确的PID值，因此不适合同时根据信道提供免费和/或付费的多媒体服务。因此，需要例如CAS 33的用于认证和复制保护的附加装置。其结果是，传统DMB接收机的配置复杂，附加成本增加。
发明内容
本发明提供一种使用简单结构和低成本的提供多媒体广播限制服务的系统和方法。
根据本发明的一方面，提供用于多媒体广播(DMB)限制服务的系统，该系统包括：中继中心方系统，用于负责中继网络的中继中心，根据预设中继中心方包识别描述(PID)密钥中继DMB信号，用于修改传送流的PID，并且用于产生失真的节目特定信息(PSI)；和终端方系统，用于DMB终端，根据预设终端方PID密钥接收DMB服务，用于恢复从中继中心接收的传送流的失真的PSI，并且对传送流进行解码。
根据本发明的另一方面，提供一种用于执行DMB限制服务的方法，当通过持有预设终端方PID密钥接收DMB服务的DMB终端对接收DMB信号的TS解码时，包括下述步骤，当通过分析TS的节目映射表获得的音频/视频PID对TS解复用时，识别TS的实际PID是否一致；当TS的实际PID不一致时，产生预设报警信号；当产生报警信号时，根据终端方PID密钥修改PMT中的音频/视频数据的PID；和根据修改的PID值对TS解复用。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1示出传统数字多媒体广播接收机的配置；
图2是概括地示出根据本发明实施例的用于数字多媒体广播限制服务的系统的框图；
图3是示出根据时间在图2中的中继中心中的音频/视频PID的修改的示图；
图4是中继中心的转换表和图2中的DMB终端的PID密钥；和
图5是示出用于广播接收的装置中的总体操作的概要的示图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。公开结构部件的详细描述仅是为了帮助全面理解本发明。对于本领域的技术人员明显是的，在本发明的范围内，可改变或修改结构部件。
图2示出根据本发明实施例的提供数字多媒体广播限制服务的系统的框图。如图所示，在DMB服务网络中，主要广播网络(发送中心)10以有线/无线的方式发射DMB广播信号。可经由卫星12和有线/无线网络通过由第二DMB终端41或者中继中心20接收广播信号，并且广播信号供应给第一DMB终端。
通常，当免费和付费频道同时存在时，为了提供有差别的广播服务，所有用户必须能够收听免费广播。通过中继中心订阅付费服务的用户必须能够观看付费频道，现有的免费一般广播服务必须与在主要广播网络10中一样被使用。也就是说，尽管观看者没有订阅，观看者也必须能够通过主要广播网络10观看。没有参与中继网络交易的广播公司/移动通信公司必须能够在主要广播网络10中使用相应的广播服务。
在图2中，通过中继中心20接收付费DMB广播的终端被称为第一DMB终端31，从主要广播网络直接接收免费DMB广播的终端被称为第二DMB终端41。
参照图2，根据本发明的DMB限制系统通常可被分为负责中继网络的中继中心20的中继中心方系统200(PID加扰模块)、以及用于第一和第二DMB终端的终端方系统(解码器模块)310、410。根据本发明的教导的中继网络方系统200随机连续地用预设PID密钥改变PID，并产生失真的PSI以通常的方式防止第二终端41解码TS。持有终端方PID密钥的第一DMB终端31中的终端方系统310用预设PID恢复失真的PSI，以使得能够正常地对接收的TS解码。也就是说，本发明通过使PID值失真通过在TS级别进行加扰来提供限制接收，从而消除对CAS的需求。
中继中心20还包括：接收模块(未显示)，接收DMB信号，并将DMB信号解码为原始TS，从而向相应的中继中心方系统200提供原始TS；和发送模块(这里未显示)，无线地发送从中继中心方系统200输出的TS。然而，为了方便解释，在图2中省略这些模块。此外，第一DMB终端31和第二DMB终端41设置有用于接收DMB广播信号的接收模块。然而，为了方便解释，在图2中省略接收模块。
用于中继中心20的中继中心方系统200包括TS解复用器(TS解复用器)201、TS复用器(TS复用器)203、PID再映射器202、PSI再产生器214、处理器210和中继中心方PID密钥(PID密钥@中继中心)215。
TS解复用器201用作通过对TS解复用来提取音频数据、视频数据和PSI数据。PID再映射器202在处理器210的控制下修改音频/视频数据的PID。PSI再产生器214通过使用PID密钥@中继中心215，即PID转换表来将PMT中的音频/视频的原始PID值改变为适当的相应PID。TS复用器203对从PID再映射器202输出的音频/视频数据和从PSI再产生器214输出的PSI数据再次复用。处理器210控制PID再映射器202和PSI再产生器214，以便随机产生随机PID。此时，为了避免PID的碰撞，产生不同的PID。
用于第一DMB终端31的终端方系统310不仅包含现有解码器模块中的第一解复用器311、第二解复用器312和第三解复用器313、音频解码器332以及视频解码器334，而且包含终端方PID密钥(PID密钥@终端)342。
如果TS输入到第一解复用器311，则第一DMB终端31中的第一解复用器311获得TS中的节目关联表(PAT)以将其提供给PAT解析单元323，PAT解析单元323获得包含每一节目信道的PID信息的PMT TS的PID信息。第二解复用器312基于PAT解析单元323的PMT TS的PID信息获得PMT TS，以将其提供给PMT解析单元324。PMT解析单元324从上述PMT TS获得包含每一单一节目传送流(SPTS)的视频、音频和节目时钟参考(PCR)数据的TS的PID信息，以产生PMT表。在PMT解析单元324的信息的基础上，第三解复用器313产生每一SPTS，并将每一SPTS输出到音频解码器332和视频解码器334。
第三解复用器313通过使用终端方PID密钥342，即PID转换表再次转换PMT中的音频和视频PID值，以基于所述值恢复音频和视频的原始PID值，并产生SPTS。也就是说，PID密钥分别保留在中继中心20和第一DMB终端31中，并且共享公共PID转换表(例如，转换的顺序可以由x→y→x表示)。因此，如果由中继中心20接收的音频/视频数据的PID值是x，则通过PID密钥@中继中心215将相应的PID值转换为y，并将其发送。第一DMB终端31通过使用终端方PID密钥242再次将接收的PID值(即y)转换为x。
同时，第二DMB终端41类似地包含第一TS解复用器411、第二TS解复用器412和第三TS解复用器413、音频解码器432和视频解码器434，并且由于从主要广播网络发送的TS没有失真，因此第二DMB终端41能够在不考虑保留终端的PID密钥的情况下对正常音频信号和视频信号进行解码。
如果以进行PAT解析、PMT解析和音频/视频解码的顺序在终端中执行在现有DMB中的TS的解码处理，则接下来的步骤应被插入本发明的TS解码处理中的PMT解析和音频/视频解码之间。可被称为步骤“未知PID识别”、“报警”和“PID转换”。未知PID识别的步骤是用于识别尽管用从PMT解析获得的音频/视频PID对TS解复用识别TS输入的PID的不一致性，报警的步骤用于根据未知PID识别的步骤的结果产生报警信号，PID转换的步骤用于将PMT中的音频/视频的PID值输入到终端方PID密钥342以在报警信号下转换PID值。随后，根据由终端方PID密钥342转换的PID值再次尝试对TS解复用。这里，如果没有准备终端方PID密钥或者终端方PID密钥无效，则不能正常对TS解码。
图3是示出根据本发明的根据时间在图2的中继中心20中的音频/视频PID的修改的示图，其中PID的转换随机改变。例如，如图3所示，如果从主要广播网络10接收的音频/视频数据的初始PID分别是36和33，也就是说，[视频PID，音频PID]＝[33，36]，则在T1时间[视频PID，音频PID]可改变为[450，287]，在T2时间[视频PID，音频PID]可改变为[690，176]。T1时间和T2时间的长度可以是随机的。因此，由于在通常DMB终端中没有办法预报特定信道的PID值，因此不能执行音频/视频解码。通过分别计算在中继中心和终端之间准备的相同构造的合适时间函数的结果可完成如T1、T2时间的随机时间建立。也就是，每个随机时间在中继网络中改变PMT中的音频/视频PID和实际TS的音频/视频的PID。如果不能解码，则终端识别出音频/视频PID已经随着报警信号改变，随后通过参照终端中的PID密钥替换音频/视频PID值来对音频/视频PID值解码。此时，即使在识别PMT中的PID的替换和解码的不可能性上花费的时间极短，也可引起例如图像的停顿的障碍。因此，为了解决这个问题，如果中继中心和终端共享与每一PID值相应的时间函数，则可以预报解码的不可能性的时间，因此可克服障碍。此时，例如，使用的时间函数可以是下面的方程(1)。
f(x)＝anx^n+a1x^(n-1)+...+an-1x+an……方程(1)
其中，由于音频/视频PID值可以取另一f(x)值，因此必须设置如a0、a1、...an-1、an的常数以使得对于所有PID值x的f(x)值是正值。用于选择两值之一的方法也必须被定义为下面方程(2)中描述的例子。
持续时间＝max[f(video PID)，f(audio PID)]……方程(2)
注意：方程(2)用于选择两值中的较大值。
图4是通过图2的由中继中心的转换表和DMB终端的PID密钥的操作的示图。如上所述，中继中心和DMB终端共享PID转换表。中继中心将PID转换为x→y的形式，终端将PID转换为y→x的形式。在图4中，存在用于平等应用简单二维情形而与时间无关的PID转换表的例子。然而，根据本发明实施例，可存在另外包括时基的构建的三维转换表，以根据T1、T2时间等取不同转换的值。例如图4所示的转换表可与视频PID是450、音频PID是287的T1时间相应，中继中心将相应的视频PID转换为863，将相应的音频PID转换为422以再产生PMT TS。
由于DMB终端转换音频/视频PID值，也就是说，通过未知PID识别和报警的步骤使用终端方PID密钥分别将视频PID值863、音频PID值422分别转换为450和287的PMT信息，因此DMB终端对音频/视频数据进行解复用和解码。
图5是示出根据本发明的总体操作的示图。如图所示，当存在于早在发送站10中产生的音频/视频流(音频/视频数据+PSI，也就是下文中的传送流)中的PSI具有关于PID的准确信息时，接收从发送站10产生的传送流的主要广播网络中的所有的DMB终端51能够正常地对音频/视频数据解码。
同时，中继中心20接收从发送站10产生的传送流，并通过再产生PSI和再映射音频/视频数据的PID来再发送传送流。
由于中继网络中的DMB终端52接收具有可每小时改变一次的PID值的音频/视频数据和失真的PSI，因此，如果没有准备终端方PID密钥，则DMB终端52不能对转换的传送流512解码。然而，如果准备终端方PID密钥，则DMB终端52能够通过修改PSI中的失真的PID信息来对传送流512解码。
接下来的表1显示图5中的操作状态，例如T1和T2时区中的PID转换状态。
表1
Figure A20071000656100101
参照表1，在任何情况下，PAT和PMT的PID都没有改变。然而，根据时间随机改变音频/视频PID值，由中继中心的中继中心方PID密钥将关于PMT中的音频/视频PID的信息改变为与实际传送流中的音频/视频PID相应的PID值。如果由于实际传送流中的音频/视频PID和PMT中的PID信息失真，因此不存在终端方PID密钥，则不能在DMB终端中对PID信息解码。然而，如果存在终端方PID密钥，则PMT中的PID信息通过终端方PID密钥转换，由终端获得实际传送流中的音频/视频PID信息，并且能够对PID信息解码。
如上所述，根据本发明，如果由中继网络接收到节目，在DMB终端不具有与中继中心共享的PID密钥的情况下，没办法对节目进行解码，即使该节目可在主要广播网络中解码。中继中心发送的流的PID值可随机改变，即使找到特定时间的音频/视频数据的PID值，在没有有效PID值的情况下也不能连续观看，因此可获得加扰效果。因此，根据本发明的用于数字多媒体广播限制服务的方法以低成本在主要广播网络和中继网络之间提供有差别的广播服务。此外，由于该方法没必要使用通常在用于区分主要广播网络和中继网络的方法中需要的附加头，因此没有增加数据开销，从而本发明的方法具有保持发送数据的数量原样的优点。
主要广播网络和中继网络仅仅是用于描述本发明的特定网络的示例，并且本发明也可应用到付费多媒体服务的系统中。因此，可通过用主要区域或者主要服务器来替换主要广播网络(发送站)、和用本地区域或本地服务器替换中继网络(中继中心)来应用本发明。此外，本发明也可应用到互联网协议电视(IPTV)服务和网络信息系统(NIS)。
尽管已经参照其特定优选实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (7)

1、一种用于数字多媒体广播(DMB)限制服务的系统，包括：
中继中心，合并在中继网络中，根据预设中继中心方包识别描述(PID)密钥中继DMB信号，修改传送流的PID，并且产生失真的节目特定信息(PSI)；和
终端，根据预设终端方PID密钥接收DMB服务，恢复从中继中心接收的传送流的失真的PSI，并且对传送流(TS)解码。
2、如权利要求1所述的系统，其中，中继中心包括：
解复用器，对中继的传送流解复用，并且从解复用器的传送流提取音频/视频数据和PSI数据；
再映射器，修改音频/视频数据的PID；
PSI再产生器，使用中继中心方PID密钥改变PSI的节目映射表(PMT)中的原始音频/视频PID值；
传送流(TS)复用器，用于将从PID再映射器输出的音频/视频数据和从PSI再产生器输出的PSI数据进行复用；和
处理器，用于控制PID再映射器和PSI再产生器的操作。
3、如权利要求1所述的系统，其中，中继中心根据由预设时间函数产生的时区使用中继中心方PID密钥修改PID并且产生失真的PSI，并且其中，终端根据由预设时间函数产生的时区使用终端方PID密钥恢复从中继中心接收的TS的失真的PSI，从而对恢复的TS解码。
4、如权利要求1所述的系统，其中，失真的PSI防止另一终端对TS解码。
5、如权利要求1所述的系统，其中，中继网络随机地根据预设的中继中心方包识别描述(PID)密钥连续改变DMB信号。
6、一种执行数字多媒体广播(DMB)限制服务的方法，其中通过持有预设终端方PID密钥接收DMB服务的DMB终端对接收DMB信号的传送流(TS)解码，所述方法包括下述步骤：
当通过分析TS的节目映射表(PMT)获得的音频/视频PID对TS解复用时，识别TS的实际PID是否一致；
当TS的实际PID不一致时，产生预设报警信号；
当产生报警信号时，根据终端方PID密钥修改PMT中的音频/视频数据的PID；和
根据修改的PID值对TS解复用。
7、如权利要求6所述的方法，其中，终端方PID密钥是包括转换之前和之后的PID值的二维转换表，或者是另外包括时基的三维转换表，以根据预设时区取不同的转换的值。
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