CN101317453B - 用于提供地面数字多媒体广播服务的条件接入设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于提供地面数字多媒体广播(DMB)服务的条件接入设备和方法。该设备包括：总体数据分析器，用于分别提取总体配置信息及分级管理节目数据；控制字发生器，用于产生控制字；扰频器，用于对来自总体数据分析器的特定节目加扰；条件接入数据编码器，用于接收来自外部的订户和节目信息、总体配置信息和控制字，并对条件接入数据编码；和总体数据多路复用器，用于通过多路复用特定节目数据、非加扰的节目数据、快速信息组(FIG)数据和条件接入数据，依照广播标准校正和添加条件接入所需的参数，来创建总体数据。

Description

用于提供地面数字多媒体广播服务的条件接入设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于提供地面数字多媒体广播(DMB)服务的条件接入设备和方法；更具体地说，涉及一种用于在地面DMB传输系统中只向通过认证的接收者提供特定节目的条件接入设备和方法。
背景技术
基于“Eureka-147”的数字音频广播(DAB)提供多种多媒体服务，包括幻灯片放映、因特网广播、交通和旅游信息服务及数字音频广播。韩国已经开发了一种标准技术，在基于Eureka-147的DAB技术中提供视频服务，并称该技术为“地面数字多媒体广播(DMB)”。
图1是示出根据每个服务层的一般地面DMB传输系统的结构的框图。
对来自数字电视的广播的接入，是通过对打包基本流(PES)或传输流(TS)层中的每个节目的数据加扰来进行限制的。但是，通过基于地面DMB条件接入标准“ETSI TS 102 367”的多种方法来分级加扰数据，可以限制对地面DMB的接入。
许多节目数据在地面DMB中被分级地多路复用，并在被多路复用为总体(ensemble)数据格式后最终被发送。根据节目的级别和特性，通过选择子信道模式、数据组模式和多媒体目标传输(MOT)模式这三种加扰模式中的一种方法，可以将条件接入应用于特定节目。
参考图1，将描述地面DMB条件接入标准如下。
子信道模式是一种用于对条件接入所应用的整个子信道进行加扰的方法，该子信道是包括节目相关数据(PAD)108的音频子信道109、打包模式数据子信道110和流模式数据子信道111中的一个，诸如DMB视频105。
当在IP隧道103、MOT 101和102及透明数据信道104的服务中使用的节目数据被分组为主服务信道(MSC)数据组113时，数据组模式是一种用于加扰数据组106中的全部或部分数据的方法。
MOT模式是一种用于在MOT层中对以目录模式MOT 101而不是头部(header)模式MOT 102传输的文件进行加扰的方法。
加扰或非加扰的节目数据在被多路复用为MSC数据诸如条件接入同步参数即CASyncParam以及条件接入内部消息即CAIntMess之后被发送。条件接入所需的参数CAId、条件接入系统标识符列表CASysIdList和条件接入模式CAMode被多路复用为快速信息通道(FIC)112，并根据条件接入模式、条件接入系统的类型和条件接入方法，通过载入到快速信息组(FIG)中来发送。
地面DMB条件接入技术正处于在韩国和国外基于“ETSI TS 102 367”的基本内容的进行标准化的过程中，并且还没有可以提供条件接入服务的条件接入装置。
图2是示出一般地面DMB传输系统的框图，它示出了一般地面DMB数据转发设备的结构框架。
通过使用适用于通用子带集成编码的掩蔽模式以及多路复用包括PAD多路复用器204的(MUSICAM)编码器203或数据多路复用器205，可以提供用于诸如幻灯片放映和因特网广播之类的服务的MOT服务器201的输出信号以及用于使用透明数据信道和IP隧道技术的数据服务的数据服务器202的输出信号。
在使用数据多路复用器205的情况下，在多路复用并打包从数据多路复用器205发送的许多数据之后，输出信号可以通过打包模式数据子信道提供。
在使用MUSICAM编码器203的情况下，通过多路复用PAD多路复用器204中的许多PAD数据，输出信号可以通过音频子信道提供为MUSICAM音频流。
从MUSICAM编码器203、数据多路复用器205和DMB视频编码器206发送的数据，在总体多路复用器207中被多路复用为MSC数据。而且，总体多路复用器207基于节目结构或服务提供方法创建快速信息通道(FIC)数据，并发送带有主服务信道(MSC)数据的数据。
由于不同于常规数字电视，在地面DMB中，节目被分级构造并多路复用之后被发送，因此地面DMB应以适合于节目级别的方法执行加扰，以将条件接入应用于特定的节目。
存在如下问题，条件接入所需的基本技术，如扰频器应被重复加到图2中除了总体多路复用器207之外的装置201、202、203、205和206中的每一个，以将条件接入应用于多个节目。
还存在如下问题，不考虑条件接入而开发的最常规的地面DMB装置不能在条件接入服务中使用。
发明内容
技术问题
因此，本发明的一个目标是提供一种条件接入设备和方法，用于在非授权接收者中限制对特定节目的接收，以使得地面数字多媒体广播(DMB)提供商可以对特定的节目收取服务费。
也即，本发明从没有应用条件接入技术的常规地面DMB传输系统中接收数据，通过加扰特定节目、创建条件接入所需的条件接入数据、校正或添加条件接入所需的参数并将条件接入应用于结果数据，将没有应用条件接入的数据转换为应用条件接入的数据。
在下文中列出的本发明的其它目标和优点将通过以下描述被理解，并由根据本发明的实施例变得更明显。还将变得明显的是，本发明的目标和优点可以通过权利要求书所定义的装置及其组合很容易地具体实施。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种条件接入设备，用于有条件地提供地面数字多媒体广播(DMB)服务，该设备包括：总体数据分析器，用于通过分析从外部输入的免费(free)接入总体数据来提取总体配置信息，并分级管理每个节目的数据；控制字发生器，用于生成控制字；扰频器，用于基于来自控制字发生器的控制字对来自总体数据分析器的特定节目加扰，由此产生加扰的节目数据；条件接入数据编码器，用于接收来自外部的订户和节目信息、来自总体数据分析器的总体配置信息和来自控制器发生器的控制字，并在数据上执行条件接入编码；及总体数据多路复用器，用于通过多路复用加扰的节目数据、从总体数据分析器发送的非加扰的节目数据、快速信息组(FIG)数据和来自条件接入数据编码器的条件接入数据，依照广播标准校正并添加条件接入所需的参数，来创建总体数据。
根据本发明的另一个方面，提供了一种条件接入方法，用于有条件地提供地面DMB服务，该方法包括以下步骤：a)分别分析免费存储总体数据、提取总体配置信息并分级管理节目数据；b)产生控制字；c)基于订户和节目信息、总体配置信息及控制字，对数据执行条件接入编码；d)基于所生成的控制字，对将要应用条件接入的特定节目加扰；及e)通过多路复用加扰的特定节目数据、非加扰的节目数据、快速信息组(FIG)数据和编码条件接入数据，并依照广播标准校正和添加条件接入所需的参数，来创建总体数据。
本发明将没有应用条件接入的总体数据转换为应用条件接入的总体数据，并通过从没有应用条件接入技术的常规地面DMB传输系统接收总体数据、加扰特定节目、创建包括条件接入所需的授权控制消息(ECM)和授权管理消息(EMM)的条件接入数据并在快速信息通道(FIC)数据中校正和添加条件接入所需的参数，来发送总体数据。
有益效果
本发明可以限制在非授权接收者中对特定节目的接收，从而地面数字多媒体广播(DMB)提供商可以对特定的节目收取服务费。
也即，本发明从没有应用条件接入技术的常规地面DMB传输系统接收数据，并通过加扰特定节目、创建条件接入所需的条件接入数据、校正和添加条件接入所需的参数、并将条件接入应用于未应用条件接入的结果数据，来将数据转换为应用条件接入的数据。
由于本发明接收由多种节目分级构成的总体数据，以适合节目级别的方法来选择和加扰特定节目，因此不需要向内容装置重复添加条件接入所需的基本技术，如扰频器。同时，可以通过共享的加扰方法来提供条件接入服务。
附图说明
本发明的以上或其它目标和特征，将通过以下结合附图所给出的优选实施例的描述而变得明显，其中：
图1是示出根据每个服务级别的一般地面数字多媒体广播(DMB)传输系统的结构的框图；
图2是示出一般地面DMB传输系统的框图；以及
图3是示出根据本发明实施例的用于提供DMB服务的条件接入设备。
具体实施方式
本发明的其它目标和优点将通过以下参照附图对实施例的描述而变得明显。因此，本领域的技术人员可以很容易地实施该发明的技术概念和范围。此外，如果认为相关领域的具体描述可能使本发明的要点不清楚，这里不提供该具体描述。参考附图，以下将描述本发明的优选实施例。
图3是示出根据本发明的实施例的用于提供地面数字多媒体广播(DMB)服务的条件接入设备。
根据本发明的条件接入设备包括总体数据分析器311、控制字发生器313、扰频器314、条件接入数据编码器321及总体数据多路复用器315。
总体数据分析器311分别从外部接收没有应用条件接入的、将被称为免费接入总体数据的总体数据，分析该免费接入总体数据，在免费接入总体数据中分别提取诸如节目数据的各自位置和长度这样的总体配置信息，并分级管理节目数据。
控制字发生器313产生在加扰中使用的控制字。
扰频器314基于来自控制字发生器313的控制字，对来自总体数据分析器311的特定节目加扰。
条件接入数据编码器321接收来自外部的订户和节目信息、来自总体数据分析器311的总体配置信息、来自控制字发生器313的控制字，然后用它们来对条件接入数据编码，该条件接入数据包括授权控制消息(ECM)和授权管理消息(EMM)。
总体数据多路复用器315多路复用在扰频器314中加扰的特定节目数据、由总体数据分析器发送的非加扰的节目数据、快速信息组(FIG)数据、来自条件接入数据编码器321的条件接入数据，并依照地面DMB标准校正或添加条件接入所需的参数，由此创建总体数据。
也即，总体数据多路复用器多路复用在扰频器314中加扰的特定节目数据、由总体数据分析器发送的非加扰的节目数据、来自条件接入数据编码器321的条件接入数据、以及由总体数据分析器发送并由条件接入模式或方法校正或添加的FIG数据，校正包括总体框架、FIG、主服务信道(MSC)数据组和基于变化后的数据的包的循环冗余码校验(CRC)，校正和添加包括数据的长度信息、在多媒体目标传输(MOT)目录中的条件接入信息(CAInfo)参数的其它参数，由此将数据转换并输出为应用条件接入的总体数据，该总体数据将被称为条件接入总体数据。
在图3中，本发明的条件接入设备包括用于条件接入服务的总体多路复用单元310和条件接入数据创建单元320。
传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)方法可以作为用于条件接入服务的总体多路复用单元310与条件接入数据创建单元320之间的接口使用。
扰频器共享方法可以应用于地面DMB规范。在共享加扰方法中，对于特定节目，多种条件接入系统被同时使用，但是所使用的条件接入系统共享一个扰频器。扰频器共享方法有如下优点：广播者可以独立于特定条件接入提供商的技术。当对应于上述条件接入系统的许多条件接入数据创建单元320通过通信接口如TCP/IP连接到用于条件接入服务的总体多路复用单元310时，可以很容易地应用共享加扰方法。可以通过各种提交接入系统开发者的许多互不相同的条件接入技术来开发许多数据创建单元320。
总体数据分析器311从常规地面DMB数据转发装置(headend device)接收免费接入总体数据，分析免费接入总体数据，提取总体配置信息并分级管理节目数据。即，在总体数据中，总体数据分析器311向总体数据多路复用器315输出将不被加扰的FIC数据，向扰频器314输出待加扰的数据，并向条件接入数据编码器321输出条件接入所需的信息，如总体配置信息。
总体数据分析器311分析并分解总体数据、掌握节目数据的分级结构、分级分析所输入的总体数据，以便分级管理节目数据并在缓冲器321中存储总体数据。也即，总体数据分析器311分析总体框架数据中的框架特征(FC)数据和流特征(STC)数据，分析FIG数据，分析MSC数据组头部、会话头部和MSC数据组的分段头部，并稍后分析MOT目录数据。随后，总体数据分析器311将掌握待加扰的单个节目在什么位置及节目数据有多长。
控制字发生器313周期性地产生将用于加扰的控制字，并向扰频器314和条件接入数据编码器321输出控制字。
条件接入数据编码器321可以从外部接收订户信息和节目数据。同时，条件接入数据编码器321从总体数据分析器311接收总体配置信息，从控制字发生器313接收控制字，对条件接入所需的数据编码，并且输出编码的条件接入数据到总体数据多路复用器315。条件接入数据包括：授权控制消息(ECM)和授权管理消息(EMM)，其包括加密的控制字和控制变量；和授权管理消息(EMM)，其用于向订户授予对节目的接入权限。条件接入数据还包括条件接入所需信息中的其它信息，其不由用于条件接入服务的总体多路复用单元310独立创建。
扰频器314从总体数据分析器311接收非加扰的节目数据，基于由控制字发生器313发送的控制字来加扰节目数据，并输出加扰的节目数据到总体数据多路复用器315。
扰频器314应当在用于条件接入的子信道模式、数据组模式和MOT模式中选择一种模式，以便加扰特定节目。也即，扰频器314应当对总体数据中子信道的流数据进行加扰，以将节目数据加扰为子信道模式。但是，扰频器314应当在节目相关数据(PAD)或打包数据中搜索MSC数据组，然后加扰MSC数据组的会话头部和MSC数据组数据，以便将节目数据加扰为数据组模式。同时，扰频器314应当搜索MOT数据消耗阳极旋转单侧电镀线(Consumable Anode Roating One Side Electroplating Line，CAROSEL)并加扰MOT数据CAROSEL的MOT体，以将数据加扰为MOT模式。
总体数据多路复用器315接收FIC数据、来自总体数据分析器311的非加扰节目数据、来自扰频器314的加扰的节目数据及来自条件接入数据编码器321的条件接入数据，创建并发送总体数据。
当总体数据多路复用器315创建并输出条件接入总体数据时，总体数据多路复用器315应将从总体数据分析器311、扰频器314和条件接入数据编码器321发送的数据存储在缓冲器316中，并依照地面DMB传输标准和地面DMB条件接入标准来变化总体数据。
地面DMB总体数据包括具有多路复用组织信息、服务信息和服务组件信息的FIC和具有广播节目数据流的MSC。FIC包括各种FIG。因此，当依照地面DMB标准校正和添加所需的参数时，总体数据多路复用器315应当在主服务信道中载入从总体数据分析器311、扰频器314和条件接入数据编码器321发送的数据。总体数据多路复用器315还应当依照地面DMB标准校正从总体数据分析器311发送的FIG数据，并在添加条件接入所需的FIG后在FIC中载入FIG数据。
具体来说，条件接入标识符(CAId)、条件接入标志(CAFlag)、条件接入组织标志(CAOrgFlag)、条件接入模式(CAMode)及FIG参数中的X-PAD应用类型，应当通过条件接入模式或提供条件接入服务的方法来校正。而且，应当添加FIG 6，其被确定用于载入条件接入系统标识符列表(CASysIdList)。当流模式子信道数据被加扰时，应添加FIG 0/4。
而且，应当在通过使用条件接入模式(CAMode)或提供条件接入服务的方法被添加到MSC之后发送条件接入同步参数(CASyncParm)和条件接入内部消息(CAIntMess)。可以通过在用于条件接入服务的加扰数据前部添加条件接入前缀(CAPrefix)和条件接入同步参数来发送数据。条件接入内部消息(CAIntMess)，即，加密控制字的信息、由控制变量构成的ECM和用于向订户授予对节目接入权限的EMM，应当被添加到用于条件接入服务的传输中。这里，通过载入在子信道模式情况下的条件接入前缀、数据组模式情况下的MSC数据组类型1及MOT模式情况下的MSC数据组类型1或MOT体，来发送条件接入内部消息。当使用MOT模式时，条件接入信息(CAInfo)参数应被添加到MOT目录，以载入关于每个对象是否被加扰的信息及条件接入组织(CAOrg)信息。
在本发明中，当未应用条件接入的免费接入总体数据被输入并被转换为应用条件接入的条件接入总体数据时，比特数由于新的FIG、条件接入同步参数和条件接入内部消息的加入而增加。因此，当在总体数据多路复用器315中组织新的总体数据时，用于条件接入服务的总体多路复用单元310应当管理缓冲器使其不溢出和为空，该缓冲器存储待组织的数据。考虑到由条件接入的应用而引起的管理开销，应当从外部输入与在应用条件接入之后待发送的条件接入总体数据相比比特率要低的总体数据。当新的总体数据通过将带有FIG数据、ECM和EMM的条件接入节目数据进行多路复用而形成时，应当根据缓冲器状态，通过控制待发送的FIG数据、ECM和EMM中的各个传输周期来管理缓冲器使其不溢出。应当由缓冲器分别管理FIC和MSC数据。
移除可管理层的空数据和填补数据，并且只存储有效数据在缓冲器中。当组织总体框架时，一个FIC由多个快速信息块(FIB)构成，并且一个FIB由多个FIG构成。由于一个FIC中所包括的FIB的数量是根据传输模式预定的，并且FIB数据的长度也是预定的，所以可以通过FIB中所包括的FIG的传输周期在FIC中管理缓冲器。可以通过这样的方式来管理缓冲器：在FIB有大量数据要发送的情况下增大FIG的传输周期，而在FIB有少量数据要发送的情况下缩短FIG的传输周期或插入充满填充数据的FIG。在MSC中，可以通过这样的方式来管理缓冲器：在为每个子信道发送的数据较大或节目数据的量较大的情况下增大ECM和EMM的传输周期，而在要发送的数据量较小的情况下缩短ECM和EMM的传输周期并插入空数据或填充数据。
当在总体数据多路复用器315中组织新的总体数据时，应当依照变化后的数据来校正包括总体框架、FIG、MSC数据组和数据包的循环冗余码校验(CRC)，并且应当在依照地面DMB传输标准校正包括长度信息的其它参数之后发送这些参数。
如详细描述，本发明的技术可以被实现为节目，并被存储在计算机可读记录媒介中，如CD-ROM、RAM、ROM、软盘、硬盘和磁光盘中。由于本领域技术人员可以很容易地实现该过程，因此这里不再提供进一步的描述。
本申请包括与2005年11月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2005-0115486相关的主题，其全部内容通过引用的方式并入此处。虽然已经关于特定的优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将很清楚，在不偏离如所附权利要求书中定义的本发明的范围的前提下，可以进行各种变化和修改。

Claims (12)

1.一种条件接入设备，用于有条件地提供地面数字多媒体广播(DMB)服务，该设备包括：
总体数据分析装置，用于通过分析从外部输入的免费访问总体数据来提取总体配置信息，并用于分级管理每个节目的数据；
控制字发生装置，用于产生控制字；
加扰装置，用于基于来自所述控制字发生装置的控制字对来自所述总体数据分析装置的特定节目加扰，以便由此产生加扰的节目数据；
条件接入数据编码装置，用于接收来自外部的订户和节目信息、来自所述总体数据分析装置的总体配置信息以及来自所述控制字发生装置的控制字，并在数据上执行条件接入编码；和
总体数据多路复用装置，用于通过对加扰的节目数据、从所述总体数据分析装置发送的非加扰的节目数据和快速信息组FIG数据、和来自所述条件接入数据编码装置的条件接入数据进行多路复用，依照广播标准校正和添加条件接入所需的数据，来创建总体数据。
2.如权利要求1所述的设备，其中，用于提供条件接入服务的总体多路复用器通过通信接口连接到至少一个包括条件接入数据编码装置的条件接入数据创建器，该总体多路复用器包括所述总体数据分析装置、所述控制字发生装置、所述加扰装置和所述总体数据多路复用装置。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述通信接口遵守传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述总体数据多路复用装置对加扰的节目数据、从所述总体数据分析装置发送的非加扰节目数据、来自所述条件接入数据编码装置的条件接入数据、和从所述总体数据分析装置发送并通过条件接入模式或方法校正或添加的FIG数据进行多路复用；并且依照广播标准和变化后的数据来校正循环冗余码校验(CRC)和条件接入所需的参数，以便由此输出条件接入总体数据。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述总体数据多路复用装置
对加扰的节目数据、从所述总体数据分析装置发送的非加扰节目数据、来自所述条件接入数据编码装置的条件接入数据、和从所述总体数据分析装置发送并通过条件接入模式或方法校正或添加的FIG数据进行多路复用；并且
依照广播标准和变化后的数据来添加循环冗余码校验(CRC)和条件接入所需的参数，以便由此输出条件接入总体数据。
6.如权利要求4所述的设备，其中，所述总体数据多路复用装置通过下列方式来管理缓冲器使其不为空和溢出：
估算由条件接入的应用引起的开销；
考虑该开销来接收总体数据；
当新的总体数据被创建时在所述缓冲器中存储有效数据；并
控制待发送的数据的各个传输周期。
7.如权利要求4所述的设备，其中，所述总体数据多路复用装置通过下列方式来管理缓冲器使其不为空和溢出：
估算由条件接入的应用引起的开销；
考虑该开销来接收总体数据；
当新的总体数据被创建时在所述缓冲器中存储有效数据；并
根据该缓冲器的状态来插入空数据或填充数据。
8.一种条件接入方法，用于有条件地提供地面数字多媒体广播(DMB)服务，该方法包括以下步骤：
a)分析免费接入总体数据，提取总体配置信息并分级管理每个节目的数据；
b)产生控制字；
c)基于订户和节目信息、总体数据配置信息、以及控制字，对节目数据执行条件接入编码；
d)基于所生成的控制字对将要应用条件接入的特定节目加扰，由此产生加扰的节目数据；以及
e)通过对加扰的节目数据、非加扰的节目数据、快速信息组FIG数据和经编码的条件接入数据进行多路复用，并依照广播标准校正和添加条件接入所需的参数，来创建总体数据。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在步骤e)中，加扰的节目数据、非加扰的节目数据、编码的条件接入数据以及通过条件接入模式或方法校正或添加的FIG数据被多路复用；并且通过基于广播标准和变化后的数据校正参数来将循环冗余码校验(CRC)和条件接入所需的参数转换并输出为条件接入总体数据。
10.如权利要求8所述的方法，其中，在步骤e)中，加扰的节目数据、非加扰的节目数据、编码的条件接入数据及由条件接入模式或方法校正或添加的FIG数据被多路复用；并且通过基于广播标准和修改的数据来添加参数来将循环冗余码校验(CRC)和条件接入所需的参数转换并输出为条件接入总体数据。
11.如权利要求8所述的方法，其中，在步骤e)中，通过下列方式来管理缓冲器使其不为空和溢出：
估算由条件接入的应用引起的开销；
接收总体数据；
当新的总体数据被创建时在所述缓冲器中存储有效数据；并
控制待发送的数据的各个传输周期。
12.如权利要求8所述的方法，其中，在步骤e)中，通过下列方式来管理缓冲器使其不为空和溢出：
估算由条件接入的应用引起的开销；
接收总体数据；
当新的总体数据被创建时在所述缓冲器中存储有效数据；并
根据该缓冲器的状态来插入空数据或填充数据。
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