JP2001527350A - デジタル送信システム用のスクランブルユニット - Google Patents

デジタル送信システム用のスクランブルユニット

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JP2001527350A JP2000526051A JP2000526051A JP2001527350A JP 2001527350 A JP2001527350 A JP 2001527350A JP 2000526051 A JP2000526051 A JP 2000526051A JP 2000526051 A JP2000526051 A JP 2000526051A JP 2001527350 A JP2001527350 A JP 2001527350A
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トランチャード，ライオネル
デクレック，クリストファ
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Abstract

(57)【要約】 物理的に分離したマルチプレクサ（４）からアセンブルされたトランスポートパケットストリームを受け取るための入力と、前記受け取ったトランスポートストリームをランダム化制御語に従ってスクランブルするためのスクランブル装置と、スクランブルされたトランスポートストリームをその後に送信するために送信手段に送り出すための出力とを備えた、デジタル音声映像送信システム用の独立スクランブルユニット（１）。スクランブルユニット（１）は、データストリームに他のパケットデータを導入するためにも使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、デジタル音声映像伝送システム用、特にデジタルテレビジョン伝送
システム用のスクランブルユニット、およびそのようなスクランブルユニットを
含むスクランブルシステムに関する。
【０００２】 スクランブルまたは暗号化されたデータの伝送は、デジタル有料ＴＶシステム
の分野でよく知られており、そこでは、スクランブルされた音声映像情報は多数
の加入者に放送され、各加入者は、伝送された番組をその後視聴するためにデス
クランブルすることができる復号器または受信機／復号器を所有する。
【０００３】 データのスクランブルは通常、伝送されたトランスポートデータストリームを
アセンブルすることもできるマルチプレクサによって行われる。マルチプレクサ
は、デジタル映像、音声、またはその他のデジタルデータを受け取り、単一トラ
ンスポートパケットストリームをアセンブルする。トランスポートストリーム内
の各パケットは通常、予め定められた長さであり、ヘッダおよびペイロードを含
む。
【０００４】 パケットヘッダは、パケットを識別しパケット内のデータの型（映像、音声等
）に対応するパケットＩＤまたＰＩＤを含む。パケットのペイロードは、音声デ
ータ、映像データ、および余分な機能を提供するため、例えば番組ガイド等を生
成するために受信機／復号器によって処理されるアプリケーションデータなどそ
の他のデータを含む。
【０００５】 従来、ペイロードデータは、マルチプレクサによって生成される高速変化ラン
ダム制御語によってスクランブルされる。次いでこの制御語は、スクランブルさ
れたデータと共にトランスポートパケットストリームに挿入されるＥＣＭすなわ
ちエンタイトルメント制御メッセージ内で、受信機／復号器に送信される。ＥＣ
Ｍはアクセス権などその他の情報を含み、送信前に適切な暗号化キーによってそ
れ自体暗号化される。
【０００６】 暗号化されたＥＣＭは通常、特定のチャネルまたはサービスプロバイダにとっ
て独占的な別個のアクセス制御システムによって作成される。アクセス制御シス
テムは、マルチプレクサからスクランブル制御語を受け取り、この制御語をＥＣ
Ｍに挿入し、ＥＣＭ全体を現在の暗号化キーにより暗号化し、暗号化されたＥＣ
Ｍをマルチプレクサに送り返す。次いでマルチプレクサは、暗号化されたＥＣＭ
をスクランブルされたデータと共にトランスポートストリームに挿入する。
【０００７】 スクランブルされたデータおよび暗号化されたＥＣＭは、ＥＣＭを復号し、従
って制御語を入手して、伝送されたデータをスクランブル解除するために、暗号
化キーの等価物にアクセスできる受信機／復号器に伝送される。活用キーは定期
的に変化し、払込み済み加入者に所属する復号器は一般的に、毎月のＥＭＭ（エ
ンタイトルメント管理メッセージ）内で、その月に暗号化ＥＣＭを復号するため
に必要な活用キーを受け取る。
【０００８】 マルチプレクサによって生成された制御語でデータをスクランブルする利点は
、多数のアクセス制御システム用にデータを並行して同時にスクランブルするよ
うに、システムを拡張できることである。これは、例えば、コンテンツプロバイ
ダが、様々な年齢、特徴等の混合パーク（ｍｉｘｅｄ ｐａｒｋ）の復号器に同
報通信する場合に、必要になる。各アクセス制御システムは、その瞬間にマルチ
プレクサが使用する制御語を受け取り、その後、それ自体の専用ＥＣＭを生成し
、それはトランスポートパケットストリームに組み込むためにマルチプレクサに
送られる。そのような「サイマルクリプト（ｓｉｍｕｌｃｒｙｐｔ）」システム
は、同一の制御語を用いて全てのデータをスクランブルする この種のシステムは実現の点では比較的簡単であるが、マルチプレクサとアク
セス制御システムとの間のやり取りの管理は実現が困難であると言える。さらに
、セキュリティのレベルはしばしば、スクランブル制御語を生成するためにマル
チプレクサによって使用されるアルゴリズムの計算量（ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）
によって制限される。
【０００９】 様々な態様および実施形態における本発明の目的は、先行技術システムの問題
の一部または全部を克服することである。
【００１０】 本発明によれば、デジタル音声映像伝送システム用のスクランブルユニットで
あって、物理的に分離したマルチプレクサからアセンブルされたトランスポート
パケットストリームを受け取るための入力と、受け取ったトランスポートストリ
ームをランダム化制御語に従ってスクランブルするためのスクランブル装置と、
スクランブルユニットがマルチプレクサの動作とは独立にトランスポートパケッ
トストリームをスクランブルすることができるようにその後送信するために、ス
クランブルされたトランスポートストリームを送信手段に送り出すための出力と
を備えたスクランブルユニットを提供する。
【００１１】 データのスクランブルがマルチプレクサによって、様々なデータストリームを
多重化して単一トランスポートストリームを形成すると同時に行われる先行技術
システムとは異なり、本発明は、離散的スクランブルユニットが専用の入力を介
してすでにアセンブルされたトランスポートストリームを受け取るという、全く
異なる解決策を提案する。
【００１２】 この解決策は、システムの分離したスクランブル部と多重化部との間の機能性
の分離を通して、システムの各々の要素間のやり取りの管理を促進する。さらに
スクランブルユニットは多重化スクランブルデバイスの通常の限界によって抑制
されないので、スクランブルアルゴリズムの計算量のレベルを高めることができ
る。
【００１３】 スクランブルデバイスは、トランスポートストリームパケットのうち選択され
たパケットのペイロードの一部または全部にスクランブルを実行するように適応
させることができる。高い「トランスポートストリーム」スクランブルレベルで
は、例えば、任意のトランスポートストリームパケットのペイロードの全部をス
クランブルすることができる。代替的に、パケットのペイロードの一部分だけを
スクランブルすることもできる。
【００１４】 スクランブルデバイス以外に、スクランブルユニットは、トランスポートパケ
ットをトランスポートストリームに挿入するためのパケット挿入手段をも備える
ことができる。例えばスクランブルユニットは、暗号化されたＥＣＭメッセージ
内にスクランブル制御語を含むパケットを挿入するために使用することができる
。ユニットの下流のマルチプレクサの制限に関係なく、利用可能な帯域幅を完全
に利用するために、他の種類のデータも同等にトランスポートストリームに挿入
することができる。
【００１５】 １つの実施形態では、パケット挿入手段は、空パケットの存在を検出し、この
パケットを挿入されるパケットと置換することによって、１パケットのデータを
トランスポートストリームに挿入するように作動することができる。空パケット
とは、マルチプレクサの動作サイクル中に生成される、データを含まないパケッ
トである。それは従来、特性ＰＩＤ値によって識別される。
【００１６】 スクランブルユニットはさらに、予め定められたトランスポートパケットの一
部または全部を識別し、かつメモリにコピーするためのパケットフィルタ手段を
備えている。例えば、フィルタは、ユーザ特定的表など、スクランブル装置によ
って変更すべきデータを含む特定のトランスポートパケットをそれらのＰＩＤ値
によって識別するように、予めプログラムすることができる。フィルタリングは
、例えばトランスポートパケット等のペイロード内の表ＩＤを見ることによって
、パケットの一部に同等に実行される。
【００１７】 好都合なことに、スクランブルユニットはまた、例えばパケットのパケットＩ
Ｄを空パケットのＩＤに変換するなど、予め定められたパケットを削除するため
のパケット削除手段をも備えることができる。例えば、パケットをそのＰＩＤ値
によってフィルタリングし、同じＰＩＤ値を持つ変更されたパケットと置換する
場合、同一ＰＩＤを持つ複数のパケットの生成を回避するために、このＰＩＤを
持つ元のパケットを削除する必要がある。そうすると、削除すべきパケットは空
パケットになり、それはその後無視されるか、またはパケット挿入手段によって
導入される別のパケットと置換される。
【００１８】 スクランブルユニットはまた、受け取ったトランスポートデータストリーム内
の予め定められたパケットＩＤ値のパケットの数を計数するためのパケット計数
手段をも備えることが好ましい。例えば、パケット計数手段は、データストリー
ム内の空パケットの数を計数して、ＥＣＭパケット等を挿入するために利用可能
なトランスポートストリーム内の空間の評価を可能にするために、使用すること
ができる。それはまた、特定のパケットＩＤの存在を検出するため、またはパケ
ットＩＤのビット速度を計算するためにも使用することができる。
【００１９】 スクランブルユニットはまた、予め定められたパケットまたはパケットの組に
割り当てられたパケットＩＤ値を変更するためのパケットＩＤ再マッピング手段
をも備えることが好ましい。これは、ＰＩＤ値を入力ストリーム内に発生しない
ものに、またはフィルタリングで除去されたものに変更することによって、挿入
されるパケットのＰＩＤ値とトランスポートストリーム内にすでに存在している
パケットのそれとの間におけるいかなる競合の危険性も除去するために、使用す
ることができる。
【００２０】 上述のスクランブルユニットは、独立モードで作動することができる。代替的
に、このユニットは、スクランブルシステムの一部を構成することができ、シス
テムはさらに、トランスポートストリームをスクランブルするためにスクランブ
ルユニットに送られ受け取られる制御語を生成するための中央制御手段を備える
。中央制御手段は、単一ＰＣ、または第２ＰＣと組み合わせて中央制御局として
機能するＰＣ、および制御語を生成するためのスマートカードによって、実現す
ることができる。
【００２１】 スクランブルシステムは、中央制御手段に接続され中央制御手段によって供給
される制御語を受け取って、制御語を含む暗号化メッセージ、例えばＥＣＭメッ
セージを中央制御手段に送り返すように適応された、１つまたはそれ以上のアク
セス制御システムを備えることが好ましい。
【００２２】 この方法で、中央制御手段は、「サイマルクリプト」の原則に従って、複数の
アクセス制御システムによる同一制御語に基づくＥＣＭの生成を調整し、ＥＣＭ
をトランスポートストリームに同期挿入するため、および制御語に従ってトラン
スポートデータをスクランブルするために、ＥＣＭおよびそれらの関連制御語を
スクランブル装置に伝送することができる。
【００２３】 中央制御手段からスクランブルユニットに送られるデータの一部または全部が
、中央制御手段によって、秘密の暗号化キーに従ってシグネチャを生成すること
により認証されることが好ましい。公開／私用暗号化構成が使用される場合、ス
クランブルユニットは、スクランブル装置がデータの出所を検証することを可能
にする同等の公開キーを有する。特に、スクランブル装置に送られる制御語デー
タは、両者間の接続違反による制御語の偽造の可能性を回避するため、全て認証
しなければならない。
【００２４】 中央制御手段およびスクランブルユニットの各々がメッセージの暗号化および
暗号解除のために必要なキーを保有し、例えば全ての伝送データを対称アルゴリ
ズムに従って暗号化することによって、さらなるセキュリティ手段を導入するこ
ともできる。
【００２５】 スクランブルシステムの実施形態を、単一スクランブルユニット、単一中央制
御手段等に関連して上述した。しかし、信頼性上の理由から、システムの各々の
要素について少なくとも１つの待機またはバックアップを持つことが望ましく、
好適な実施形態では、システムは、トランスポートストリームの生成に関連する
複数のスクランブルユニットおよび関連中央制御手段を備えている。この方法に
より、システムの関連部分が故障または誤作動した場合に、制御手段とスクラン
ブルユニットとの間でシステムを切り換えることができる。
【００２６】 そのようなシステム内のスクランブルユニットまたは各スクランブルユニット
は、中央制御手段から切断された場合、例えば、その作業構成特性および／また
は現在の制御語値（またはデフォルト制御語値）を定期的に記憶することによっ
て、自立的に作動するように適応させることが好都合である。
【００２７】 本願の文脈において、用語「デジタル音声映像伝送システム」とは、主として
音声映像またはマルチメディアデジタルデータを伝送または放送するための全て
の伝送システムを指す。本発明は特に放送デジタルテレビジョンシステムに適し
ているが、本発明は、マルチメディアインターネットアプリケーション等のため
の固定遠隔通信網によって送信されるデータのフィルタリングにも同等に使用す
ることができる。
【００２８】 用語ＭＰＥＧとは、国際標準化機構の作業部会「Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒ
ｅｓ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ」によって作成されたデータ伝送標準、および
特にデジタルテレビジョンアプリケーション用に作成され、文書ＩＳＯ １３８
１８−１、ＩＳＯ １３８１８−２、ＩＳＯ １３８１８−３、およびＩＳＯ
１３８１８−４に明記されたＭＰＥＧ−２標準を指す。本特許出願の文脈では、
この用語は、デジタルデータ伝送の分野に適用可能な基本ＭＰＥＧ形式の全ての
変形、変更、または発展を含む。
【００２９】 次に、単なる例として、本発明の多数の実施形態について、添付の図面を参照
しながら説明する。
【００３０】 ここで、図１を参照すると、デジタルテレビジョン中央制御局２および制御語
生成装置３用のスクランブルシステムが示されている。制御語生成装置３は、図
示されているように、データに署名する（下記参照）ための暗号化キーを含むス
マートカードを受容するように適応されたスマートカード読取器を含むＰＣ型コ
ンピュータとすることができる。代替的に、制御語生成装置は、ラック型ユニッ
ト、制御局２に挿入すべきアドオンカード等とすることもできる。
【００３１】 スクランブルユニット１はその入力でマルチプレクサ４からのスクランブルさ
れていないトランスポートパケットを受け取り、適切な衛星伝送リンクまたは類
似物を介して伝送する前の準備のために、スクランブルされたストリームを変調
器５に渡す。
【００３２】 マルチプレクサ４は、ＭＰＥＧ標準に準拠し、デジタル映像、音声、テレテキ
スト等の情報を受け取り、このデータから非暗号化トランスポートパケットスト
リームを生成することができる、任意の従来のマルチプレクサとすることができ
る。従来のＭＰＥＧ放送システムでは、映像、音声等のデータは、パケット化さ
れた基本ストリーム（ＰＥＳ）の形でマルチプレクサに供給することができる。
他のパケットデータも同等にトランスポートストリームに多重化することができ
る。
【００３３】 マルチプレクサの出力は、ヘッダと、ＰＥＳまたはその他のデータを含むペイ
ロードとを備えた一連のトランスポートパケットを備えている。マルチプレクサ
に供給されたデータおよびマルチプレクサの効率によって、パケットストリーム
は、データを含まないいわゆる空パケットを多かれ少なかれ備えることができる
。
【００３４】 マルチプレクサに供給されるデータストリーム内の他の型のデータは、分割す
ることができる。追加的または代替的に、データは多数の表またはモジュールの
形でマルチプレクサに供給することもでき、表は、伝送システムの他端で受信機
／復号器によってダウンロードされ組み合わされて、完全なアプリケーションを
形成する。トランスポートパケットストリーム内のパケットと同様の方法で、表
は表ＩＤまたはＴＩＤ値によって識別することができる。
【００３５】 データストリーム内で、データのパケットはパケットＩＤまたはＰＩＤによっ
て識別され、映像データは１つのＰＩＤ値を持ち、音声データは別のＰＩＤ値を
持つ。ＭＰＥＧ標準では、空パケットのデータは、０ｘ１ＦＦＦという予め定め
られたＰＩＤ値を持つ。対照のため、任意の型のデータ（音声、映像等）に割り
当てられるＰＩＤ値は、コンテンツプロバイダによって決定することができる。
ＭＰＥＧトランスポートストリームのパケット構造、ＰＥＳの形式、ならびに区
分化および作表データに関するさらなる詳細については、国際標準文書ＩＳＯ
１３８１８−１、ＩＳＯ １３８１８−２、ＩＳＯ １３８１８−３、およびＩ
ＳＯ １３８１８−４が参照とされる。これらの標準は、ＭＰＥＧ装置間の互換
性を確実にするために必要な物理インタフェース層の特性をも規定し、１例とし
て、非同期直列インタレース（ＡＳＩ）の使用を挙げている。例えばＳＰＩ、Ｌ
ＶＤＳ、Ｇ７０３等、他のリンクまたはインタレースも可能である。
【００３６】 変調器５は、デジタルトランスポートパケットストリームを、衛星、ケーブル
、ネットワークリンク等などの遠隔通信リンクを介して伝送するのに適した形に
変換するために必要な任意の従来の型のものとすることができる。
【００３７】 スクランブルユニット１はさらに、ＥＣＭおよび制御語データを中央制御局２
から受け取るために接続され、中央制御局２は今度は、制御語生成装置３および
１つまたはそれ以上の条件付きアクセスシステム６、７に接続される。制御語生
成装置３は、ランダム化制御語ストリームを生成でき、かつそのようにして生成
されたランダム制御語データに署名するために私用キーを含むスマートカードを
読み取るカード読取器を含むＰＣ型コンピュータを備えている。
【００３８】 中央制御局２はまた、ＰＣまたは類似物をも備えることができ、事実上、制御
語生成装置３を一体化することさえもできる。「サイマルクリプト」システムの
原則に従って、多数のアクセス制御システムのための伝送を暗号化するために同
一の制御語が使用される。各アクセス制御システムは、このアクセス制御システ
ムを使用して加入者に放送するためのＥＣＭメッセージを作成するために、それ
自体の暗号化キーにより制御語およびその他のデータを暗号化する。
【００３９】 したがって中央制御局２は、適切な通信リンクを介して、アクセスシステム６
、７に制御語を渡すように構成され、アクセスシステムは暗号化されたＥＣＭメ
ッセージを作成し、これは中央制御局２に返送される。次いで中央制御局２はＥ
ＣＭメッセージ（１つまたはそれ以上のトランスポートパケットの形）および関
連制御語データを、例えばＴＣＰ／ＩＰリンクを介してスクランブルユニット１
へ送信する。
【００４０】 通信リンクが傷つけられ、制御語がシステム外から発生する他のデータによっ
て置換される可能性を回避するために、制御語データは生成の瞬間に、上述した
通り、生成装置３に関連するスマートカードに保持された私用キーによって署名
される。スクランブルユニット１は、知られている公開／私用キー認証方法に従
って、署名されたデータを認証するために使用できる等価公開キーを所有する。
制御語データが正しく認証されない場合には、スクランブルユニットはトランス
ポートパケットストリームのスクランブルの実行を拒絶する。
【００４１】 制御局２とスクランブルユニット１との間で受け渡される通信のさらなる暗号
化は、例えば、対称暗号化方式および中央制御手段およびスクランブルユニット
によって保持された１対の私用キーを使用することにより、実行することもでき
る。
【００４２】 ここで図２を参照しながら、図１のスクランブルユニットの構造をここで詳細
に説明する。理解されるように、ここに示した要素の一部は復号器内の機能ブロ
ックを表しており、ハードウェアまたはソフトウェアのいずれの形でも、あるい
はそれらの組合せでも実現することができる。
【００４３】 ユニット１は、入力１０、１１を介して、マルチプレクサからの非暗号化トラ
ンスポートストリーム出力を受信する。マルチプレクサとスクランブルユニット
間のリンク内の問題に対してある程度のセキュリティを提供するために、図示す
る通り二重接続が設けられ、入力１０、１１の各々で同一トランスポートストリ
ームが受信される。接続はまた、異なるマルチプレクサ源から発生するデータス
トリームの冗長性を管理するためにも使用することができる。
【００４４】 ＭＰＥＧパケットストリーム内のパケットの同期化およびタイミングに関する
情報は、復号器および同期化要素１２、１３によって、中央マイクロプロセッサ
１５に提供される。復号器および同期化要素は、データが物理レベルでＭＰＥＧ
ストリームに対応することを検出する（クロックの存在、正確なＡＳＩ、または
その他のインタレース特性等）。同期化要素は、データのその後の同期処理を確
実にするために、ＭＰＥＧ同期バイトを回復する。これらの要素は従来通りであ
り、暗号解除リンクの要素として、例えばＭＰＥＧ受信／復号ユニットに見られ
る。
【００４５】 入力の１つを介して受信されたストリーム内に障害がある場合、マイクロプロ
セッサは切換え要素１４を制御して、他の入力を介して受信したストリームに切
り換える。図示する通り、送信データの連続した流れを維持する必要性があるこ
とを前提として、この種の冗長性は、スクランブルシステムの他のレベルでも繰
り返すことができる。
【００４６】 説明するように、出力１８、１９を介して出力されるトランスポートストリー
ムは通常スクランブルされている。しかし、試験のため、または障害の発生時に
スクランブル回路をバイパスするため、ユニットからのスクランブルされず変形
されていない出力を提供するために、ユニットは、手動的に動作可能であり、か
つトランスポートパケットストリーム（入力の一方または両方を介して受信した
もの）をユニットを通して直接受け渡すことを可能にする緊急バイパススイッチ
１６，１７をさらに含む。
【００４７】 交叉結線２０によって示すように、バイパスモードの入力／出力リンクは、入
力１０から受信したストリームが出力１８から出現し、入力１１から受信したス
トリームが出力１９から出現するように、切り換えることができる。代替的に、
結線２０の構成を切り換えることにより、入力１０は出力１９に、入力１１は出
力１８に接続することができる。交叉部２０は、例えば、外部リードをユニット
に差し込むことによって実現することができ、その構成は希望通りに変更するこ
とができる。この交叉結線は再び、個々の通信チャネルの検証をいっそう容易に
実行することを可能にする。
【００４８】 そのような実現の利点は、バイパスが完全に受動であるので、停電時でさえも
信号がユニット内を通過することができることである。リレーによって起動され
る場合、バイパスは停電が発生したときに自動的に起動することができる。
【００４９】 ＰＩＤカウンタ２１、ＰＩＤフィルタ２２、ＰＩＤ削除ユニット２３、ＰＩＤ
再マッピングユニット２４、パケット挿入ユニット２５、およびスクランブル装
置２６の機能について、今から説明する。明白になる通り、ＰＩＤフィルタ２２
およびＰＩＤカウンタ２１など、これらの要素の一部は受信機／復号器の文脈で
周知であり、それらは、受信されたトランスポートストリームに対して実行され
るデマルチプレクシングおよびデスクランブル操作に使用される。
【００５０】 同様に、スクランブル装置２６、パケット挿入ユニット２５、ＰＩＤ再マッピ
ングユニット２４、およびＰＩＤ削除ユニット２３などの要素は、従来の複合マ
ルチプレクサ／スクランブルデバイスの文脈で周知である。したがって、当業者
にとってこれらの要素を組み立て構築するのに問題は無いが、それにもかかわら
ず、記載する外部ユニットの文脈におけるそのような要素の特定の組合せおよび
並置は、それでもやはり完全に独創的であることが理解されるであろう。
【００５１】 マイクロプロセッサ１５によってプログラム可能なＰＩＤカウンタ２１は、ト
ランスポートパケットストリーム内で予め定められたＰＩＤ値を持つパケットの
有無を検証すると共に、トランスポートパケットの任意のブロック内に存在しこ
のＰＩＤ値を持つパケットの数を計数するために使用することができる。特に、
ＰＩＤカウンタ２１は、さらなるパケットの挿入に利用可能なビット速度を評価
するために、トランスポートストリーム内に存在する空パケット（ＭＰＥＧ Ｐ
ＩＤ値：０ｘ１ＦＦＦ）の数を計数するために使用することができる（下記参照
）。代替的に、カウンタ２１は、ユニットによって変形または削除すべき私用デ
ータパケットまたは類似物などのパケットの存在を検出するために、使用するこ
とができる。
【００５２】 データストリームをさらに完全に分析するために、ＰＩＤフィルタおよびでマ
ルチプレクスユニット２２は、任意のＰＩＤ値のパケットシーケンスを除去し、
かつこれらのパケットをメモリ２７にコピーするために使用される。フィルタユ
ニット２２はまた、トランスポートパケットストリーム内でより低いレベルのフ
ィルタリング、例えばトランスポートパケットのペイロード内のデータ区画およ
び／またはデータ表のフィルタリングを実行するためにも使用することができる
。受信機／復号器で使用される従来のフィルタユニットの場合と同様に、フィル
タ２２は表ＩＤ値、表ＩＤ拡張値、区画データ等を認識するようにプログラムす
ることができる。
【００５３】 フィルタ２２の構成はマイクロプロセッサ１５によって設定され、マイクロプ
ロセッサは次に、ネットワークアダプタ２８およびＴＣＰ／ＩＰリンクを介して
、図２に示す中央制御局に接続される。したがって、中央制御局は、データスト
リームからどのパケットをフィルタリングして除去するかを選択することができ
る。
【００５４】 データストリーム内のアクセスまたはフィルタリングされたパケットは、フィ
ルタ２２によって、マイクロプロセッサ１５に関連付けられたメモリ２７内にコ
ピーされる。メモリに格納されたパケットは次に、さらなる分析または変形のた
めに、ＴＣＰ／ＩＰリンクを介して中央制御局に伝送される。中央制御局は、例
えば、任意のＰＩＤ値の特定の私用データパケットを変形するためにフィルタリ
ングして除去することを決定することができ、あるいは新しいＰＩＤ値を持つ完
全に新しいパケットをトランスポートストリームに挿入する場合には、トランス
ポートストリームの内容を記述するために使用されるパケットの変形を要求する
ことができる。
【００５５】 理解されるように、任意のパケットがフィルタリングされ、メモリにコピーさ
れたということは、パケットが物理的にトランスポートストリームから除去され
たことを意味するものではない。したがって、任意のＰＩＤ値のパケットをトラ
ンスポートストリーム内に挿入する場合には、衝突を避けるために、この値を有
する現在のパケットを削除することが必要になる。これを行うために、パケット
削除ユニットは、その中でパケットのＰＩＤ値を空パケットのＰＩＤ値に変更す
ることによって、任意のＰＩＤ値のパケットを空パケットに変形するように適応
される。特に、ＭＰＥＧ標準パケットの場合、パケットヘッダに以下の変更を行
わなければならない。
【００５６】 ＰＩＤ値を０ｘ１ＦＦＦにする トランスポートスクランブル制御を００にする 適応フィールド制御を０１にする ペイロードユニット開始標識を０にする 継続性カウンタを０にする（オプション） 理解されるように、トランスポートストリーム内の空パケットは、ペイロード
を含まないことになっており、こうして変換されたパケットはあらゆる意図およ
び目的で削除されるので、読み出されない。さらに、後述する通り、パケット挿
入ユニット２５は事実上、空パケットを検出して、トランスポートストリーム内
に挿入するためにメモリに保持されるパケットと置換するように適応される。
【００５７】 削除ユニット２３が特定のＰＩＤパケットを、そのＰＩＤ値を変更することに
よって削除して空パケットにするのに加えて、かつそれと同様の方法で、任意の
ＰＩＤを新しいＰＩＤ値に変更するために、ＰＩＤ再マッピングユニットを設け
ることができる。これは、多重化されたトランスポートストリームをスクランブ
ルユニットに供給する元のマルチプレクサの限界を回避するため、および／また
はトランスポートストリーム内に挿入全て新しいパケットとのＰＩＤの競合を回
避するために、必要になる。例えば、ユニットは次のように構成することができ
る。
【００５８】 入力ＰＩＤ値 再マッピング後の入力ＰＩＤ値 ０ｘ２０ ０ｘ０１００ ０ｘ２１ ０ｘ０１０１ ０ｘ２２ ０ｘ０２００ ０ｘ２３ ０ｘ０２０１ トランスポートパケットヘッダ内のＰＩＤフィールドのみが変更される。これ
らのＰＩＤ値によって指定されないトランスポートパケットは、変化しない。削
除ユニットの場合と同様に、ＰＩＤ再マッピングユニットの構成は、実際には中
央制御局によって決定される。パケット挿入ユニット２５が、元のトランスポー
トストリームに存在しないＰＩＤ値のパケットを挿入するようにプログラムされ
た場合、ＰＩＤ値の再マッピングは必要ない。対照的に、潜在的競合が検出され
た場合には、ＰＩＤ再マッピングユニットは、元のトランスポートストリーム内
の競合するＰＩＤ値を再マッピングする。
【００５９】 ここで、パケット挿入ユニット２５に目を向けると、このユニットは、メモリ
２７内に保持されたトランスポートパケットを、トランスポートストリーム内に
存在する空パケットと置換するように挿入するように適応される。挿入されたパ
ケットのＰＩＤ値の変更または管理は、ユニット２５によって行われない。上述
の通り、潜在的ＰＩＤの競合は、ＰＩＤ再マッピングユニット２４およびＰＩＤ
削除ユニット２３によって処理される。
【００６０】 パケットは、様々な方法でトランスポートストリーム内に挿入することができ
る。 １．循環データ挿入。これは、例えば静的表データを導入するために、使用する
ことができる。この場合、パケットはメモリ２７内の待ち行列に格納され、スケ
ジューラが規則的な間隔で待ち行列の各々読み取り、周期的にパケットデータを
ストリームに導入し、空パケットが発生するたびにパケットが導入される。スケ
ジューラは、伝送されたシーケンスの正確なナンバリングを確保するために、パ
ケットシーケンス内の継続性カウンタ（つまりパケットの連続番号）を処理する
。 ２．ＥＣＭ同期挿入。この場合、制御局からＥＣＭメッセージを関連制御語デー
タと一緒に受け取る。ＥＣＭメッセージは、制御語データを使用してスクランブ
ル装置２６によって実行されるスクランブル動作と同期して、循環データとして
挿入される。 ３．単発データ挿入。この場合、パケットシーケンスは１回だけトランスポート
ストリーム内に挿入される。シーケンスはメモリ内のＦＩＦＯ待ち行列に格納さ
れ、次の空パケットの発生時に待ち行列内の次のパケットが挿入される。この場
合、シーケンス内のパケットの継続性カウンタは、スクランブルユニットによっ
て受け取られる前に、事前設定するることができる。単発挿入は、制御局２から
、またはＥＭＭ生成装置など他の供給源から受け取るデータを挿入するために使
用することができる。
【００６１】 これらの操作のいずれでも、中央制御局２からスクランブルユニット１に送ら
れる１パケットまたは１連のパケットは、関連付けられる識別子の値により識別
することができるので、中央制御局は、トランスポートストリーム内の１パケッ
トまたは１連のパケットを取り消したり、呼び戻すことができる。
【００６２】 変更され、希望するＥＣＭメッセージを含むトランスポートパケットストリー
ムは、次にスクランブル装置２６に渡される。スクランブル装置２６は、従来の
マルチプレクサ／スクランブル装置で使用されるデジタルスクランブル装置に準
拠することができる。トランスポートされたデータ（ただしＥＭＣメッセージは
除く）のスクランブルを実行するため、スクランブル装置に必要なＰＩＤ情報を
提供し、それらがスクランブルされることを示すＰＩＤ値を有するパケットグル
ープを作成する。
【００６３】 スクランブルは、トランスポートストリームレベルで、つまりトランスポート
パケットのペイロード全体に対して、または（例えば音声／映像型データの場合
）ＰＥＳストリームレベルで、すなわちトランスポートパケット内に含まれるＰ
ＥＳパケットのペイロードに対して実行することができる。サービスプロバイダ
の要求事項に従って、いずれかの種類のスクランブルが必要になる。
【００６４】 スクランブル装置は、中央制御局１によって提供される制御語に従ってデータ
のスクランブルを実行する。上述の通り、制御語データは、中央制御局で私用キ
ーおよび制御語によって署名され、シグネチャがユニット１に送られる。ユニッ
ト１は、等価公用キーを含むスマートカード２９を読み取るように適応されたス
マートカード読取機を含む。制御語がスクランブル装置２６に渡されると同時に
、マイクロプロセッサ１５は、図示する通り、公用キーを用いてシグネチャを検
証する。認証プロセスに障害があった場合には、スクランブル装置２６は、スク
ランブルプロセスを停止するように、または受け取った制御語を無視するように
指示される。
【００６５】 上述の通り、中央制御局とスクランブルユニットとの間の通信は、対称アルゴ
リズムによってさらに暗号化することができ、この場合、スマートカード２９は
、認証ステップの前に、通信されたデータを復号するために必要なキーを含むこ
ともできる。
【００６６】 さらに、スクランブルユニットが、中央制御局とは独立した別の供給源（例え
ばＥＭＭ源）から送られたデータを受け取るように適応された場合、中央制御局
からスクランブルユニットにメッセージを送信するために使用するネットワーク
は、他の供給源から受け取るメッセージを受け取るために使用するネットワーク
から物理的に分離することができる。この場合、ネットワークアダプタ２８は、
２つの別個のネットワークインタフェースを含み、他の供給源からデータを受信
するためのインタフェースは、ユニットがスクランブルシステムの外部の供給源
によって再プログラムされるのを防止するために、「読取り専用」とする。
【００６７】 図示する通り、スクランブルユニット１は、明文のトランスポートストリーム
出力をユニットから読み出すことができるようにするため、出力３０、３１をさ
らに含む。バイパススイッチ１６、１７によって得られる出力とは異なり、出力
３０、３１は、パケット等の挿入／削除による変形の後、しかしスクランブルを
実行する前のトランスポートストリームを表す。これらの出力は、明文でのユニ
ットの動作の監視および動作結果の監視のために使用することができる。さらに
、ユニットは、端末による試験目的のためのマイクロプロセッサの問合せ、ネッ
トワーク外の構成、または基本データ挿入（ファイル転送能力）を可能にするた
めに、標準ＲＳ２３２インタフェースを含むことができる。
【００６８】 図３は本発明のさらなる実施形態を示し、ここでは、要素の冗長性によりある
程度のセキュリティを提供するために、図１のシステムの多数の要素が二重化さ
れている。特に、待機中央制御ユニット２ａおよび制御語生成装置３ａが待機ス
クランブルユニット１ａと一緒に示されている。
【００６９】 アクセス制御システムのＥＣＭの生成に関連する部分も二重化されており、こ
れは、参照番号６ａ、７ａによって示されている。音声、映像等の信号は、待機
マルチプレクサ４ａによって受け渡すこともできる。さらに、ＭＰＥＧトランス
ポートチャネルの生成のための第２伝送チャネルもまた、本システムによって取
り扱うことができる。これは、マルチプレクサ４０（およびその待機装置４０ａ
）、スクランブルユニット４１（およびその待機ユニット４１ａ）、および変調
器４２によって示されている。
【００７０】 システム内の様々な要素の冗長性は、制御局２、２ａ間の通信リンクによって
、および／または線４３によって示されるスーパバイザまたはリモート端末への
リンクによって管理することができる。特に、局２から局２ａへ「拍動」信号を
供給することができ、この信号が遮断された場合には、制御局２ａは、ＥＣＭメ
ッセージおよび制御語データの生成を制御するように作動する。同様に、スクラ
ンブルユニット１、１ａは制御局に従属して、一方のスクランブルユニットが故
障した場合に、両者間の機能の移転を可能にすることができる。
【００７１】 さらに、各スクランブルユニット１、１ａは、制御局２、２ａから切り離され
た場合および／または供給電源の遮断後に接続ユニット１、１ａが作動し続ける
ことができるように、予め定められた間隔で、メモリに、例えばＦＬＡＳＨメモ
リ内のユニットの動作構成および／または制御語の値に適応させることができる
。
【００７２】 代替的に、切り離し時および／または停電時に使用するように、予め定められ
た固定構成および制御語の値をメモリに格納しておくこともできる。
【００７３】 構成値は、ユニットの抑制または交換等を意図するパケットＩＤの詳細を含む
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明の実施形態のスクランブルシステムの要素を示す。
【図２】 図１のスクランブルユニットの詳細を示す。
【図３】 本発明のさらなる実施形態を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5C064 CA16 CB01 5J104 AA01 AA16 BA03 EA01 EA04 NA02 PA05

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デジタル音声映像伝送システム用のスクランブルユニットに
    おいて、前記スクランブルユニットが、物理的に分離したマルチプレクサからア
    センブルされたトランスポートパケットストリームを受け取るための入力と、受
    け取ったトランスポートストリームをランダム化制御語に従ってスクランブルす
    るためのスクランブルユニットと、スクランブルされたトランスポートストリー
    ムをその後送信するために送信手段に送り出すための出力とを備えており、マル
    チプレクサの動作とは独立してスクランブルユニットによってトランスポートパ
    ケットストリームをスクランブルすることを可能にするスクランブルユニット。
  2. 【請求項２】 スクランブル装置が、トランスポートストリームパケットの
    うちの選択されたパケットのペイロードの一部または全部にスクランブルを実行
    するように適応された、請求項１に記載のスクランブルユニット。
  3. 【請求項３】 トランスポートパケットデータをトランスポートストリーム
    に挿入するためのパケット挿入手段をさらに備えた、請求項１または２に記載の
    スクランブルユニット。
  4. 【請求項４】 前記パケット挿入手段が、空パケットの存在を検出し、空パ
    ケットを挿入すべきパケットに置換することによって、パケットのデータをトラ
    ンスポートストリームに挿入する、請求項３に記載のスクランブルユニット。
  5. 【請求項５】 予め定められたトランスポートパケットの一部または全部を
    識別してメモリ内にコピーするためのパケットフィルタ手段をさらに備えた、請
    求項１から４のいずれかに記載のスクランブルユニット。
  6. 【請求項６】 予め定められたパケットまたはパケットの組を削除するため
    のパケット削除手段をさらに備えた、請求項１から５のいずれかにに記載のスク
    ランブルユニット。
  7. 【請求項７】 前記パケット削除手段が、パケットのパケットＩＤを空パケ
    ットのそれに変換することによってパケットを削除する、請求項６に記載のスク
    ランブルユニット。
  8. 【請求項８】 受信したトランスポートデータストリーム内の予め定められ
    たパケットＩＤ値のパケット数を計数するためのパケット計数手段をさらに備え
    た、請求項１から７のいずれかにに記載のスクランブルユニット。
  9. 【請求項９】 予め定められたパケットまたはパケットの組に割り当てられ
    たパケットＩＤ値を変更するためのパケットＩＤ再マッピング手段をさらに備え
    た、請求項１から８のいずれかに記載のスクランブルユニット。
  10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれかに記載のスクランブルユニット
    と、トランスポートストリームをスクランブルするために前記スクランブルユニ
    ットによって送受される制御語を生成するための中央制御手段とを備えたスクラ
    ンブルシステム。
  11. 【請求項１１】 中央制御手段に接続され、中央制御手段によって供給され
    る制御語を受信し、制御語を含む暗号化されたメッセージを中央制御手段に返送
    するように適応された１つまたはそれ以上のアクセス制御システムをさらに備え
    た、請求項１０に記載のスクランブルシステム。
  12. 【請求項１２】 前記中央制御手段から前記スクランブルユニットに送られ
    るデータの一部または全部が、秘密の暗号化キーに従ってシグネチャの生成によ
    り中央制御手段によって認証される、請求項１０または１１に記載のスクランブ
    ルシステム。
  13. 【請求項１３】 複数のスクランブルユニットおよび単一トランスポートス
    トリームの生成に関係する関連中央制御手段を備えた、請求項１０、１１または
    １２に記載のスクランブルシステム。
  14. 【請求項１４】 前記または各々のスクランブルユニットが、その作業構成
    特性および／または現在の制御語値を記憶するように適応された、請求項１０か
    ら１３のいずれかに記載のスクランブルシステム。
  15. 【請求項１５】 実質的に添付の図面を参照して明細書で説明し、かつそこ
    に図示したスクランブルユニット。
  16. 【請求項１６】 実質的に添付の図面を参照して明細書で説明し、かつそこ
    に図示したスクランブルシステム。
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