CN1020534C - 通信系统中使用的站 - Google Patents

Abstract

一种用于加密的音频/视频信息的公众通信系统，对于它的分配接收站来说，它有多种选择权利的体制。这种接收站包括一个或多个接收子站，用于用一个解密密钥对接收的加密信息进行解密。另外，该接收子站包括一个或多个解密密钥子站，它们可被接收子站询问和可证实一个有条件进入的请求，在肯定证实的情况下，向询问接收子站转发解密密钥信息。所有所说的子站由一条串行标准总线互连，使一个站的结构是灵活的，并且甚至可以动态地改变。

Description

本发明涉及一种具有分配站的公众通信系统，它包括一个用于广播加密音频和/或视频信息的广播子系统，一个用于分配站分配权利的控制帐务系统，以及在各站中的选择地启动的一个解密的子系统，它可以用权利信息进行证实，以便接收加密信息，并在解密之后将它提供给一个重放装置。上述的系统可以在付费电视系统中实现;付费可以采用预付，也可以根据所提供节目的实际收看进行付费。该权利可以以多种方式进行分配，例如经过一条电话线路，与加密的或未加密的音频/视频信号信息一起通过利用所谓芯片卡（chip    card）的一个系统，或利用包含在各站里的一个硬币盒。可以是许可一定的人而不许可其他人不付费就可以进入（access）。在这种情况下，芯片卡是非常适宜的识别装置。广播媒介可以是电磁波或电缆线路体制。信号源可以是一个发射机，或是包括在电缆线路中的一个重放装置。本发明最适用于用户电视，但决不仅限于此。它也可以用于许可访问串行用户站可同时使用的数据库。

如果该系统仅仅包含一个根据预付费方式工作的帐务系统，则所述系统操作简单。当多个帐务系统并行工作时，例如在不同的国家中建立广播系统，发明人已经预见到可能出现更大的复杂性;在这种情况下，这些权利可以根据各自不同的情况实现，而且广播子系统的波形服从于不同的标准。本发明的一个主要目的是在这样的 通信系统的接收站中实现一种有效的体制，如果解密子系统的识别由于新说的偏差（divergences）预先不能明确的知道，各个不同的解密子系统可以在各站显示出来，因此在所述的显示中允许同样多的灵活性，或者，在一个特定站中没有显示。按照本发明的一个方案，该目的是这样实现的：本发明提供一个公众通信系统，包括一个用于广播加密的音频和/或视频信息的广播子系统，用于接收后解密这个信息和使解密的信息可用于重放装置的多个分配站和用于选择地使一个或多个解密密钥适于各站的管理帐务系统/进入控制系统，一个站包括至少一个解密密钥子站（CASS）和至少一个接收子站，在各站中所有的这些子站用一条标准的串行总线互连起来，而不需要中央总线控制子站，各接收子站包括用于由用户接收目前节目选择的装置，用于识别一个选择的帐务系统/进入控制系统的存储装置，以及用于经过所说的串行总线进入与所说的选择帐务系统/进入控制系统有关的解密密钥子站的进入装置，用于证实一个权利，一旦证实了就得到一个解密密钥，而在所说的权利未证实的情况下启动另一个进入操作（accessing    operation）。

标准总线允许任何站有一个任意的接收子站和解密密钥子站组，它可以几何地在总线布局允许的范围内变化，而且也允许增加和/或删去任何数目的子站。

本发明还涉及在这种系统中使用的一个站，以及涉及在这种站中使用的一个解密密钥子站和一个接收子站。各种类型的子站可以很容易地与标准串行总线进行连接或断开，它还允许各不同厂家的子站的组合顺利地合作。

本发明另一个值得注意的方案在独立权利要求中进行描述。

下面参照几个附图详细地描述本发明。

图1表示按照本发明的一个通信系统;

图2表示按照本发明在一个站中使用的一个接收子站;

图3表示按照本发明在一个站中使用的一个解密密钥子站。

图1表示按照本发明的一个公众通信系统。方框20代表一个广播子系统，在这种情况下，该系统包括一个抛物面天线22，用于以节目形式广播音频和/或视频信息。这种信息利用预定的加密密钥进行加密。这个密钥，或者至少解密所需要的密钥一般是不知道的。这个信息送到卫星24，在卫星中放大并转发到地面上的抛物面天线26。方框28表示一个解调器/控制器。该装置放大模拟信号，完成FM解调，将解调的信号变换为一个比特流，如果需要，可控制天线26的位置，等等。该比特流加到接收子站30，32。在那里，接收的信息用一个解密密钥进行解密，以供给重放装置38，40。方框34，36代表解密密钥子站，根据所描述的条件，它使解密密钥可适用于接收子站30，32。这是经过串行总线44通信来实现的。这种串行总线在美国专利说明书4429384号中描述，并称为D²B总线;但是本发明不限于这种总线的使用。D²B总线特有的优点是没有任何总线控制子站。这意味着，特别是几个子站的进入请求可以互相独立地产生。D²B总线特殊的优点是总线协议允许用各种不同的传输比特率。D²B的电标准化可供许多互连的子系统使用，这些子系统可设置在相当大的距离上，例如可以在家庭或小办公室周围。方框42代表所述的那种管理帐务系统/进入控制系统。在解密密钥子站34，36中，该系统启动广播子站中使用的、与加密密钥有关的解密密钥。在子站34，36中的启动是能够实现的，例如经过一条电话线路，密钥信 息经过该线路传送。另一方面，这个信息已经出现而且在许多密钥中间进行选择。密钥部分包含在节目信息中也是可能的，这样它与帐务系统来的信息一起构成该实际的解密密钥。接收子站30，32包括用户启动输入端46，48，例如一个键盘或一个红外控制装置。因此，在“关”与“开”之间可以进行选择，而且可以由用户进行节目选择（站选择，频道选择及类似的选择）。装置30，32，34，36和38，40一起构成一个站。

图1中所示的系统也可以有不同的结构;帐务系统的数量可以是不同的（较大），而且多个接收子站可以接到同一个天线;另一方面，每个接收站也可以含有它自己的解密密钥子站。

帐务系统可以是基于芯片卡的原理;这个卡可以插入解密密钥子站：该卡和该子站一起包含了用于解密的足够信息。该芯片卡可以根据借方原理构成：该卡由用户购买并表示一个给定价值。根据给定节目信息的消费额，其价值逐渐地用完。

音频/视频信号（22，24，26）也可以全部或部分是模拟的。在这种情况下，模拟信号在发射机/接收机中进行处理;但是，该价值或解密密钥的代码是以数字形式存储在解密密钥子站并且通信是以数字形式进行的。发射装置（22，24，26）也可以是基于电缆体制或一个本地的重放装置。这不构成本质的区别。除了所说的子站之外，另外的子站也可以接到串行总线。这也没有产生本质的区别。可以是这样的，给定的信息是加密的（节目），而其他的信息是未加密的（例如商业和节目预先或节目摘要）。

此外，在结构上，一个特定的解密密钥子站可以指定给一个或多个接收子站。一个特定的接收子站也可以有一个或多个指定给它 的解密密钥子站。另外，物理拓扑结构（不同于逻辑拓扑）也可以是单总线扩展，多个扩展连接到一个公共节点，一个闭合环似的扩展，或根据需要和电气可实现性的任何其它结构。

接收子站的一个最佳实施例的特征将在下面结合前面叙述的串引总线实际的情况即所谓D²B总线详细描述。为了简单起见，这里将不描述比特格式，消息的构成，不同比特率模式之间的转换，在无/有确认比特级的结构和类似的问题。下面的数据是出现在接收子站：

1、它自己的总线地址;这是必要的，因为所有的总线消息都包括该广播子站自己的地址;

2、可允许的音频/视频信息的标准。这个信息定义基本制式，例如根据PAL，NTSC，MAC系列，MCSE等等。这些标准是众所周知的，这里不作描述。总之，接收机在给定的情况下接收一种基本制式，但是从一个节目转换到另一个节目的情况下，也可以改变基本制式;

3、有关它自己的操作相对于所说串行总线的专用的特征数据，例如作为主站的设备，预定的比特率和其它可行的比特率，以及直接可用于信息存储的缓冲器空间的总数;

4、实际接收的或可以直接接收的基本制式的AV（音频/视频）信号;

5、可能用于解密密钥子站的一个存在表，它可以适用于接收子站中音频/视频信号可允许的各个基本制式。因此，相关的解密密钥子站可以由所连接的接收子站寻址。因此，对于各个解密密钥子站这种表可以包括：

-所讨论的解密密钥子站的序列号;

-子站的地址;

-音频/视频信号的基本制式;

-有条件的进入音频/视频信号的制式，在目前，如NRMSK，Eurocript-NTA/Philips，Eurocypher，Eurocrypt-CCETT/Canalplus，Filmnet（模拟）;与该制式直接有关的有编码/加密格式，密钥字，权利的组成/格式;上述制式本身有待于标准化;

-可能的CAS一帐务系统;这个系统提供有关结构的名称，如：“Canalplus”，“Scansat”;

6、包括在解密处理中用于存储变量的表。在给定的情况下，一个接收子站可以同时完成多个解密处理。因此，对于各个编码型式，该表可包括：

-一个能起作用的参考序号，以便利用有关的密钥字去识别解密方法（与解密密钥子站的总线地址一起）;因此这个序号可以包括在总线协议中;

-一个代码，它指示由音频/视频信号表示的哪一个服务或哪几个服务可以由相关的过程提供;

-一个代码，它指示相关的服务是否免费，即可任意使用，或者解密是否必须由不能免费的密钥信息来完成，以及用在接收机子站中的解密密钥指示，或整个解密密钥指示，或部分解密密钥指示;

-一个代码，它指示即使音频/视频信息可免费使用，而解密操作仍然必须完成;

-有关解密密钥子站的数量。

下面将详细地描述解密密钥子站的特性。一般地说，一个解密 密钥子站包括与固定的解密装置（可能有多个这种装置）有关的信息。密钥本身，还有任何帐务信息当然可能是可变的，例如一个确定的财政余额被完全耗尽。该固定信息如下：

-串行总线的总线地址，作为一个从属站时是可寻址的或当它作为一个主站时是其本身的地址，以及有关该子站操作相对于该总线的模式信息，如比特率;

-音频/视频信息的基本制式，这是该信号或广播标准（PLA，NTSC，等），涉及有条件进入，权利，密钥等;

-信号标准，这是涉及权利，密钥等的标准（PLA，NTSC，...等）;

-有条件进入的制式，以便设计出相关的解密密钥子站，例如前面描述过的NRMSK，Eurocrypt-NTA/Philips，Eurocrypt/Canalplus，等。在第一个例子中，单个解密密钥子站按单制式有条件进入进行工作;

-组织/机构的名称，它是信息的提供者和/或在系统中分配该权利，例如Canalplus，等;

-所用的一个唯一的用户号码，例如用于管理操作目的。

一个解密密钥子站可以在给定信号标准范围内执行各种处理，例如在其中修改或从连续出现的多个可能性中选择密钥信息。权利可以根据预定的规则进行处理。例如规定每个节目的小时费用;这个费用可从一个节目到另一个节目或从一个组织到另一个组织任意预定。

下面将描述应用协议。一般地说，对话是经过串行总线在接收子站和解密密钥子站之间进行。指令，请求和确认或说明都可以通 信。说明可以包括0，1或一个以上的参数。

解密密钥子站首先要使它自己知道在该站中的所有接收子站，例如当电源电压接通时。如果一个（该）接收子站承认了，它就可以请求解密密钥子站提供所有相关的信息（即填充接收子站的表所必须的内容）。当电源电压加到接收子站时，它询问该站中的所有解密密钥站，以便填充它自己的表。

当调谐到有条件进入的频道时，该接收子站选择信号包“0”。在所说的信号标准中这是标准化的，当有关频道含有适用于相关服务的有条件进入时，这个保护就启动，以便提供一个或多个相关的密钥字。与相关信号标准及有关的有条件进入兼容的所有解密子站被询问，以使确定它们是否可以提供任何另外的密钥字。如果可以提供，所涉及的解密密钥子站就接收有关服务的参数。在这个服务可用的情况下，该解密密钥子站把密钥信息提供给该接收子站。如果可适用，大多数准备好的解密密钥子站就被选择。然后接收子站接收相关的密钥。在询问时，当一个解密密钥子站没有可用的相关密钥信息时，其响应是否定的，如可能就询问另一个解密密钥子站。当与相关标准有关的所有解密密钥子站都给出否定的响应时，则没有权利能够被核实，例如给定的时间周期已经超过，或者在那时确定的价值已经用完了。在这种情况下，有关的接收子站检测已经给出否定响应的所有解密密钥子站，并以适当的方式输出一个错误消息，例如LED的可见信号，或者从重放装置输出一个消息。为了简短起见，将不讨论这种方案。

图2表示根据本发明在一个站中使用的一个接收子站。尚未解密的信息到达输入端50;在目前的情况下，假定这个信息是数字信 息。装置64是一个检测器，用于检测指示一个节目的开始和结尾的专用的、未加密的代码，例如也可以是识别相关节目（例如为了获得商业的后向连接（retrocoupling）），以及在该解密密钥子站中可收到的可能余额付出费用的财务报表。相同的代码可以周期地包含在该节目中（例如，每秒一次），可以与逐步更新的支付额一起;这个信号送到总线接口电路和控制电路66的输入端68。另外，有一输入端46，用于接收节目选择信号，如一个频道。如果需要，对这些信号进行处理，以便在线路76上形成一个控制信号供给图1中方框28（见虚线31，33）。因此抛物面天线26的定向，频率调谐，调制等可以再调整。另一方面，线路46上的信号进行相关处理，以便在方框28中追踪一个最佳选择，例如对于一个给定频道识别的最强的发射机。在线路68上的代码的控制下（它可能产生一个中断），电路66检验由代码指示的信息是否相应于接收子站中的后面的解码过程。开始时它不是这种情况，并且将解释解密密钥子站的存在表。然后想要的解密密钥子站经过总线72启动，以便如已经说明的那样，提供密钥信息。所接收的密钥信息存储在存储器62中，该存储器可以直接与专用的解密装置60进行通信。这个装置经过先进先出存储器52从输入端50接收解密信息。在装置60中，解密是通过一个滤波器以已知的方法进行的。解密操作是众所周知的;为了简短起见，这里不作描述。在解密之后，这些信息字存储在先进先出缓冲器56中，之后，经过输出端58将它们输送给相关的重放装置。箭头54表示两个先进先出缓冲器是相连的;因此，线路50和58上的数据流是同步的;在装置60中的操作不需要完全同步。方框66，或方框62包括用于存储所说的表的存储器。该接收站中的结构已象征性地表示了; 电路级的结构可以不同。根据所要求的复杂性，各功能可以由更复杂的或较简单的部件来完成。所有的内部通信可经过一条总线或经过所示的专用连接来进行。

图3表示根据本发明在一个站中使用的解密密钥子站。子站90包括接到串行总线80的一个接口装置82，该总线还为该子站提供中央控制。还有一个特别作为存储所说的表信息的存储器84。还有到芯片卡88的接口装置86，该芯片可插入解密密钥子站中，以显示该权利信息。在这种情况下，如果接收子站的权利询问出现的足够频繁，该解密密钥子站可作为一个从属站，在其他情况下，该解密密钥子站可作为一个主站。例如用于指示该芯片卡已经插入或退出，或者用于指示该解密密钥子站以另一种方式启动或不启动。

Claims (4)

1、在公共广播通信系统中使用的一种收信站，该站允许接收加密的声频和/或视频信息，并设有解密装置，当收到来自用户的一个现有节目选择而且该用户具有切实权利的条件时，利用至少一个解密密钥对上述信息解密，

其特征在于，该站包括：

一个标准的、串行的且分配式控制的总线，用以互连所述站中至少一个解密密钥子站(CASS)和至少一个收信子站，所述的收信子站设有收信装置，用以接收来自用户的上述节目选择，存储装置，用以识别一个有选择性的帐务系统/访问控制系统，以及访问装置，用以通过上述串行总线访问与访问控制系统相关的解密密钥子站，由此核实一个权利和传送权利的信令，在核准时允许上述的解密，而在非核准时允许作下一步的访问操作。

2、根据权利要求1所述的站，其特征在于，所述的收信子站还存储一个本地总线地址、一个被接收的声频/视频信息标准表、以及该收信子站与串行总线有关的特征数据。

3、根据权利要求1或2所述的站，其特征在于，所述的传送权利信令包括将一个解密密钥传送给所述的收信子站。

4、根据权利要求1或2或3所述的站，其特征在于，所述的串行总线是一条D²B总线。

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