CN1353908A - 具有双重解密的用于电视图像的按次计费通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及按次计费通信,特别用于电视图象。一种用于这种通信的设备包括:用于接收加密信号的输入接口(E1),能够把该信号转换为能够直接使用的解密信号的处理装置,以及用于传送解密信号以便于直接使用的输出接口(S1)。该设备进一步包括访问控制模块(1),其能够与承载与访问权限有关的用户标识符的存储卡(CA)协同工作,以便于控制处理装置的操作。根据本发明的设备包括双重结构,其具有用于接收第二加密信号的第二输入接口(E2)、第二处理装置以及用于传送第二解密信号的第二输出接口(S2)。然后,该访问控制模块(1)与存储卡(CA)协同工作,以控制第二处理装置的操作,以便于进一步转换第二解密信号。

Description

具有双重解密的用于电视图像的按次计费通信设备
技术领域
本发明一般涉及控制对例如电视图像数据这样信息的访问的领域。更加特别涉及具有双重解码的按次计费通信设备。
背景技术
特别在按次计费电视的情况中，按次计费通信设备一般包括一个处理通路，其在输入端接收加密的图像数据，以便于在输出端传送解密的图像数据，以便于直接使用，例如用于在电视上观看或者用于记录在录像机上。
已知的这种按次计费通信设备包括能够进行加密信号的解密的处理装置，以便于直接使用，以及控制这些处理装置的操作的访问控制模块。
通常，用户持有存储卡，每个存储卡包含与对几个按次计费电视节目的访问权相关的用户标识，并且每个存储卡能够与上述类型的访问控制模块协同工作。现在，这种设备的用户目前不能够在几台电视或录像机上观看或记录没有访问权的各种节目。
当前已知的唯一解决方案包括提供完全分离的按次计费通信设备，具有两个分离的访问控制模块，从而增加了这种使用的成本以及增加了它的复杂度，以及允许的覆盖区域。
发明内容
本发明的目的是改进这种状况。
上述类型的设备包括：
第一输入接口，用于接收第一加密信号，该信号承载要按次计费的如电视图像的第一信息；
第一处理装置，其能够把第一加密信号转换为能够直接使用的第一解密信号；
访问控制模块，其能够与包含访问权相关的用户标识存储卡协同工作，并且控制第一处理装置的操作；以及
第一输出接口，用于传送可以直接使用的第一解密信号。
根据本发明，按次计费通信设备进一步包括：
第二输入接口，用于接收第二加密信号，该信号承载要按次计费的第二信息，所述存储卡能够进一步把访问权提供到该接口；
第二处理装置，其能够把第二加密信号转换为能够直接使用的第二解密信号；以及
第二输出接口，其用于传送第二解密信号；
该访问控制模块能够与存储卡协同工作，以便于控制第二处理装置的操作，从而进一步允许第二加密信号的转换。
因此，本发明的设备包括单个访问控制模块，其与保存与几个电视节目相关的访问权的单个存储卡协同工作，该节目可以用两个输出接口来观看和/或记录，根据情况，每个接口可以链接到直接使用的装置，例如一个电视和一个录像机，或者两个电视机或两个录像机。
根据本发明的优选特性，第一和第二处理装置分别包括第一和第二管理装置，用于驱动第一和第二加密信号的各自转换。第一管理装置被设置为与访问控制模块进行通信，以启动第一加密信号的转换，而第二管理装置最好被设置为通过第一管理装置与访问控制模块进行通信，以便于启动第二加密信号的转换。
有利的是，第一管理装置一方面被设计为按照预定的时间间隔从访问控制模块接收第一和第二控制信息，用于第一和第二加密信号的各自转换，另一方面把所述第二控制信息发送到第二管理装置。
通过下文的详细描述和附图，本发明的其它优点和特点将变得更加清楚，其中：
图1表示现有技术的解码器设备；
图2表示本发明的解码器设备；
图3表示上述第一和第二控制装置相互通信以及与访问控制模块通信的执行对话的优选方式。
下文的详细描述和附图包含确定特征的基本部件。它们不但用于更好地理解本发明的，而且还有助于对本发明的限定。
首先参照图1，描述现有的按次计费通信设备。在所述的例子中，其涉及用于解密数字电视用的运动图像数据的设备，特别是MEDIABOX(注册商标)，并且能够解密由CANALSATELLITE(注册商标)所广播的节目。
这种设备包括链接到能够与多个卫星进行通信的天线AT的输入接口E。在对CANALSATELLITE节目解密的应用中，天线AT接收由ASTRA和EUTELSAT(注册商标)卫星所发送的射频电波。由卫星所发送的射频电波的极化在此是直线型的。特别地，提供水平和垂直方向两种极化方式。
在图1中所示的例子中，天线AT是抛物面型的。解密设备的输入接口E链接到LNB头端(“低噪声模块”的简称)，适用于转换所接收信号的频率，以便于对它们解调，一般根据本机振荡器并且利用低相位噪声来解密。LNB头端基本上设置在抛物面的焦点9上。
解密器装置包括用于处理所接收图像数据的通路，其以链接到输入接口E的调谐器11为开始，并且在转换频率范围内选择所需频道。该频道对应于解密器的用户已经访问并希望用于观看或记录的发送节目。
然后，来自调谐器11的输出信号通过解调和纠错级12而被相关地解调(同步解调)。在实践中，利用至少一个锁相环执行从属于振荡器的频率和相位的解调。
在所述的例子中，加密的图像数据采用MPEG2格式(“运动图像专家组”的简称)，对应于运动图像的压缩标准。解调级12进一步包括滤波和纠错模块，其执行现有技术的专业人员所公知的解码，例如在发送时在卷积码之前的维特比(VITERBI)解码、REED-SOLOMON解码等等。可以参照由Herve BENOIT所著的书：“La television numerique”[数字电视]，ed.DUNOD，巴黎，1998，可以找到与这种解码有关的详细描述。
在解调/纠错级12的输出端，信号被送进去多路复用模块13，允许通过选择滤波器来选择MPEG2形式的数据包格式，对应于由用户选择的节目。去多路复用模块13与执行选择的解密模块16相合并，并且对选择广播节目的数据包解密。
在实践中，解密模块通过允许快速数据传输的并行总线与主处理器10进行通信。能够与智能卡CA协同工作的访问控制模块1向处理器10提供解密密钥，例如采用访问控制信息CW1(控制字)的形式，使得处理器10启动解密模块16。特别地，处理器10通过发送条件访问信息ECM1(表示“权限控制消息”)和/或EMM1(表示“权限管理消息”)以及通过接收控制消息CW1(表示“控制字”)而与访问控制模块1进行通信。
然后，从去多路复用模块13发出的解密MPEG数据包被供给到MPEG2解码模块14，其另外执行图像屏幕发生器功能，并且在实践中需要动态随机存取存储器17(DRAM)。最初在解调模块12的输出端转换为数字信号的来自解码模块14的信号被视频编码模块15重新转换为模拟信号。因此，直接由电视(TV)或录像机使用的视频和音频信号被传送到解密器设备的输出接口S。
处理路径11、12、13、14、15和16的功能块和模块组件由处理器10所驱动，该处理器控制模块之间的链接，翻译来自遥控器(图1中标号为3的方框)的命令，管理智能卡读取器1，以及通信接口，根据情况，例如一般出现在显示设备4、调制解调器5、到计算机6的PC链路、输入键盘7和/或连接到第二智能卡的读取器用于其它访问权限的第二接口。处理器10可以进一步驱动接口2，例如连接到开发平台的串行链路接口。
因此，在现有技术中的这种设备仅仅可以传送用于单个频道的解密图像数据，以及传送到直接使用的单个装置(在图1中所示的例子中仅仅为电视)。
现在参见图2描述本发明的按次计费通信设备。
与图1中所示的设备相比较，该设备整体上包括并行的两个处理路径。一个主路径包括单元11至16(调谐器、解调模块、去多路复用模块、解密模块、MPEG解码模块和视频编码模块)，其与访问控制模块1协同工作，接收来自智能卡CA的解密密钥。处理器10驱动该主通路的部件。
第二通路(子通路)包括类似的部件：调谐器21、解调和纠错模块22、与解密模块26协同工作的MPEG去多路复用模块23、MPEG解码模块24和视频编码模块25。另一方面，第二子通路的各种元件由本发明解密器设备所包含的第二处理器20驱动。然后，该处理器20被设置为与主通路的处理器10协同工作，特别是接收由访问控制模块1所提供的解密密钥。该解密密钥被发送到子通路的解密模块26，并且主通路和子通路可以相互独立地工作，而与调谐器11和21协助解码的信道相关，与在12和22的解调和纠错相关，与在13和23的MPEG去多路复用相关，在14和24解码MPEG，并且最终在15和25对视频进行编码。
本发明的一个优点是提供两个独立的输出(输出接口S1和S2)，能够根据用户具有通过智能卡CA的访问权的不同节目传递来自不同信道的图像数据。因此，用户可以利用单个存储卡CA和单个访问控制模块1同时在电视上观看一个节目并且使用录像机MG记录不同的节目。
在所述的例子中，天线AT可以与上述类型的两种类型(ASTRA和EUTELSAT)的卫星进行通信。因此，用户希望观看由一个卫星所广播的节目，并且记录由另一个卫星所广播的节目。因此申请人发现了对于接收由两个不同来源(卫星)无线广播的节目时遇到的困难。
有利的是，抛物面天线AT的焦点9包括4个LNB头端，与本发明设备的输入端E相链接：
--两个头端用于来源于ASTRA卫星的射频电波的各个水平和垂直极化；以及
--两个头端用于来源于EUTELSAT卫星的射频电波的各个水平和垂直极化。
最好，处理器10把从访问控制模块1收集的加密密钥发送到子通路20的处理器，用于启动子通路的解密模块26。因此，处理器20仅仅驱动由子通路所执行的转换操作(解调、去多路复用、解密、MPEG解码/视频编码)，然后，与处理器10相比表现出限制数目的应用程序。
现在参见图3，一方面，描述与子通路的处理器20相通信的主通路的处理器10的对话，另一方面，描述访问控制模块1。
在主通路的去多路复用模块13的输出端，处理器10接收承载与预定访问条件相关信息的信号。最初包含在进入去多路复用模块13的复用数据包U0中的这些信号被处理器10所翻译和整形，然后传送上述有条件的访问消息ECM1和EMM1。
同时，，在子通路的去多路复用模块23的输出端，处理器20接收承载与预定访问条件相关信息的信号。最初包含在进入去多路复用模块23的复用数据包V0中的这些信号被处理器20所翻译和整形，然后传送上述有条件的访问消息ECM2和EMM2。
子通路的处理器20把消息ECM2和EMM2传送到主通路的处理器10。主通路的处理器10把消息ECM1和EMM1以及处理器20的消息ECM2和EMM2传送到访问控制模块1。
智能卡CA的存储器包含用于解密程序的密钥，这两个处理通路可以被解密。访问控制模块1翻译该解密密钥，并且把两组控制字CW1和CW2发送到主通路的处理器10，用于对信号解密的控制字组分别通过主通路和子通路。最好，控制字CW1和CW2是对称密钥密码函数，并且一方面取决于单个解密密钥K，另一方面取决于相关的控制消息，分别为ECM1、EMM1和ECM2、EMM2。
在实践中，这些控制字以等时间间隔发送到处理器10，一般为每5秒钟或每2秒钟时间间隔发送。处理器10接着把控制字CW2发送到子通路的处理器20。
在接收控制字时，主通路的处理器10启动解密模块16，以便于传送承载解密的图象数据U1的信号。对于子通路，在接收控制字CW2时，处理器20启动解密模块26，以便于传送承载解密图象数据V1的信号。
因此，处理器10对有条件的访问消息ECM1和EMM1整形，接收来自处理器的有条件的访问消息ECM2和EMM2，并且询问访问控制模块1。作为响应，访问控制模块1把控制字CW1和CW2传送到处理器10。处理器10根据字CW1启动或者关闭主通路的解密模块16。根据主/从型的协议，该处理器10(主机)通过把控制字CW2发送到处理器20而与处理器20(从机)进行通讯，从而根据字CW启动或者关闭子通道的解密模块26。
更加具体来说，处理器10管理消息ECM1、ECM2、EMM1和EMM2的顺序发送，以及与所观看和/或记录的节目相关的消息，以访问控制模块1，并且接着接收控制字CW1和CW2，该控制字被分类用于发送到解密模块16和处理器20。
主通路的处理器10如此驱动该处理通路上的部件11至16，以及存储器17，该存储器包含管理该工作协议(解调、纠错、MPEG去多路复用器、解密、MPEG解码和视频编码)的“MEDIAHIGHWAY”(注册商标)型的软件，和/或用于与“Canalsatellite”用户卡CA进行通讯的“MEDIAGUARD”(注册商标)型软件，处理器10用该软件对要观看的节目和要记录的节目管理解密密钥。特别，对于根据本发明的设备可以设计出这些软件的新版本，另外根据主/从型的协议向主处理器10提供管理从处理器20的功能，以及可选功能，例如授权记录与所观看节目不同的节目、启动和停止记录控制，等等。
在根据本发明的设备中的主通路的处理器10进一步执行外围链路2至8的管理。特别地，可以在子通路(在本实施例中为记录通路)地输出端提供一个由处理器10所驱动的红外编程器，以便于直接对该录像机MG编程。
当然，本发明不限于在上文中通过例子描述的实施例。它可以扩展为其他变形。
因此，应当知道，如果在一个家庭中，拥有访问权的用户要观看两个不同的节目，则输出端S2可以链接到第二电视机。具体来说，必须在编码模块25的输出端(输出接口S2)准备重新调制音频/视频信号，以便于通过同轴电缆发送到第二电视机。
另外，如果需要的话，可以准备连接到同一个电视机的两个输出端S1和S2，以同时观看两个节目，例如，在分割的显示屏上显示(马赛克)。具体来说，根据本发明的设备可以包括多个子处理通路，其从处理器根据上述类型的主/从协议与主通路的主处理器进行通讯。
在此通过例子描述上述设备的输入接口E1和E2到抛物线天线的链路AT。作为一种变形，这个链接可以通过电缆或空间波形成。
在此通过例子描述如MPEG2型的运动图像数据压缩格式。作为一种变形，这种格式也可以是MPEG1型、MPEG4型(最近的版本)、或者一些其他类型。
当然，本发明应用于任何类型的访问控制按次计费通信设备，允许观看由“Canlsatellite”所广播的节目之外的其他节目。一般来说，它应用于包含用于处理加密信号的成对装置的设备，并可能承载不是图像数据的信息。。
最后，在下文中通过例子描述在图1和2中表示的各种外围链路2至8。它们可以根据所设计的应用而变化。更加一般来说，在上文中描述的处理协议的构架通过例子说明。具体来说，分别施加在处理器10和20上的任务可能有变化。

Claims (9)

1.一种按次计费通信设备，特别是用于电视图象的通信设备，其中包括：
第一输入接口(E1)，用于接收第一加密信号，该信号承载要按次计费的第一信息；
第一处理装置，其能够把第一加密信号转换为能够直接使用的第一解密信号；
访问控制模块(1)，其能够与包含访问权相关的用户标识存储卡(CA)协同工作，并且控制第一处理装置的操作；以及
第一输出接口(S1)，用于传送直接使用的第一解密信号。
其特征在于，其进一步包括：
至少一个第二输入接口(E2)，用于接收第二加密信号，该信号承载要按次计费的第二信息，所述存储卡(CA)能够进一步把访问权提供到该接口；
至少一个第二处理装置，其能够把第二加密信号转换为能够直接使用的第二解密信号；以及
至少一个第二输出接口(S2)，其用于传送第二解密信号，
访问控制模块(1)能够与存储卡(CA)协同工作，以便于控制第二处理装置的操作，从而进一步允许第二加密信号的转换。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，第一和第二处理装置分别包括第一和第二管理装置(10、20)，用于驱动第一和第二加密信号的各自转换，并且第一管理装置(10、20)被设置为与访问控制模块(1)进行通信，以启动第一加密信号的转换，而第二管理装置(20)最好被设置为通过第一管理装置(10)与访问控制模块(1)进行通信，以便于启动第二加密信号的转换。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，第一管理装置(10)一方面被设计为按照预定的时间间隔从访问控制模块(1)接收第一和第二控制信息(CW1、CW2)，用于第一和第二加密信号的各自转换，另一方面把所述控制信息(CW)发送到第二管理装置(20)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，第一和第二装置分别包括第一(10)和第二(20)处理器，其被设计为分别驱动用于解密第一和第二加密信号的第一和第二解密模块(16、26)。
5.根据权利要求4并结合权利要求2和3之一所述的设备，其特征在于，第一处理器(10)能够根据该主/从型的协议驱动第二处理器(20)。
6.根据权利要求4和5中的任何一项所述的设备，其特征在于，第一和第二输入接口(E1、E2)链接到用于接收射频电波(9)的装置，并且第一和第二处理装置分别包括用于第一和第二加密信号的解调/去多路复用级(12、13、22、23)，其能够分别与第一和第二解码模块(16、26)协同工作，以分别对第一和第二加密、解调和去多路复用的信号解密。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，第一和第二加密信号承载根据预定的格式压缩的运动图象数据，并且第一和第二处理装置进一步包括视频解码/编码模块(14、15、24、25)，其能够与解调/去多路复用级(12、13、22、23)协同工作，以传送直接使用的图象数据。
8.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其特征在于，第一和第二输出接口(S1、S2)链接到直接使用的装置，包括电视(TV)和/或录像机(MG)。
9.根据权利要求6至8中的任何一项所述的设备，其特征在于，第一和第二处理装置包括(LNB)频率转换器，每个频率转换器适合于极化由卫星所发送的射频电波。
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