JP2007295179A

JP2007295179A - デジタル放送受信装置

Info

Publication number: JP2007295179A
Application number: JP2006119299A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kawamura; 剛川村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】視聴料金を伴うコマーシャルなしの有料放送の選択または視聴料金が掛からないコマーシャル入りの有料放送の選択が行えるデジタル放送受信装置を提供する。
【解決手段】デジタル放送信号におけるコマーシャル情報を含んだトランスポートストリーム信号内に限定受信を行う暗号復号キー情報を配置したデジタル放送信号を受信した際に、制御部は、定期的にＩＣカード内にある限定受信判別手段を用いて直接ワークキーを検出し、検出したワークキーを用いて有料放送自体を受信するか、または、コマーシャル情報における番組情報データから番組情報を解くためのワークキーを検出し、検出したワークキーを用いてコマーシャル情報を含む有料放送を受信することができるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、デジタル放送受信装置に係り、特に、通常の課金方式による有料放送受信が行われるとともに、有料放送視聴時にコマーシャル受信をしたときのトランスポートストリーム（以下、「ＴＳ」という）から有料放送のスクランブルキーを得ることができるデジタル放送受信装置に関する。

近年、ＢＳデジタル放送、ＣＳデジタル放送、地上デジタル放送が順次開始され、映像信号、オーディオ信号、データ等のコンテンツを有料で視聴者に提供する有料デジタル放送サービスが実施されている。この有料デジタル放送サービスは、デジタルデータであるコンテンツに対し、マルチ（Ｍｕｌｔｉ−２）のような暗号化スクランブルを施し、有料放送聴取契約者だけが暗号復号キーによって暗号化スクランブルを解除し、有料デジタル放送を受信できる仕組みとなっている。

ところで、このような有料放送聴取契約を行った場合は、デジタル放送受信装置に限定受信（コンディショナルアクセス、以下、「ＣＡ」という）モジュールが挿入接続され、有料デジタル放送毎に多重化された番組情報（以下、「ＥＣＭ」という）と呼ばれるキー情報を含んだデータをＣＡモジュールに送り、それに対するＣＡモジュールの応答によって視聴の可否が識別されるもので、正規の有料放送聴取契約者だけがＣＡモジュールから暗号化スクランブルデータの暗号化を解除する暗号復号キーの取得ができるものである。この場合、ＣＡモジュールには、有料放送聴取契約者の契約情報が予め蓄えられており、デジタル放送サービスを選択した場合、デジタル放送から取得できる番組情報データとＣＡモジュールに蓄えられた契約情報とを比べることにより、有料デジタル放送の視聴の可否が確認されるものである。

ＣＡモジュールに蓄えられる契約情報は、デジタル放送サービスを提供する有料放送局がデジタル放送サービスを伝送するＴＳ信号において個別情報（エンタイトルメントマネージメントメッセージ、以下、これを「ＥＭＭ」という）を多重化し、各デジタル放送用受信装置のＣＡモジュール宛に伝送したものである。デジタル放送用受信装置は、その制御部において常に放送されているＥＭＭデータを監視し、該当する番号に対応して受信されたＥＭＭデータをＣＡモジュールに送る。ＣＡモジュールは、ＥＭＭデータを不揮発性メモリに蓄積することにより、ＥＭＭデータに変更があった場合、新しい契約情報を記憶することができる。

一般に、有料放送における番組提供手段としては、ペイパービユウ（以下、「ＰＰＶ」という）方式、フラットフィ−方式、ティア方式等があり、番組毎に視聴料金の課金システムが構築されている。現在実施されているＰＰＶ方式は、以下に述べる手段によって有料放送の課金が行なわれている。

まず、デジタル放送受信装置においては、ＰＰＶ方式の視聴番組のＴＳが選択された場合、ＰＰＶ方式のＴＳに多重化されているＥＣＭデータが制御部で抽出され、この抽出されたＥＣＭデータがＣＡモジュールに送られると、ＣＡモジュールからＥＣＭデータが多重されているＴＳ信号がＰＰＶ方式における視聴が可能である旨の応答をする。ＥＣＭは、この番組を視聴しようとするユーザがＰＰＶ方式の視聴番組を購入可能であるか否かを示す情報の他に、購入可能である場合にその視聴料金が含まれている。制御部は、ＣＡモジュールからＥＣＭデータに対する応答を受信した購入可能なＰＰＶ番組であった場合、テレビ画面のオンスクリーンディスプレイ（以下、「ＯＳＤ」という）等によって、ユーザが選局したＴＳ信号がＰＰＶ方式であって、購入するか否かを問い合わせる。このとき、ＯＳＤ表示には視聴料金や録画が可能であるか否かも表示される。

視聴者は、ＰＰＶ番組の購入を希望する場合、リモコンを通じてＣＡモジュールに対して受信中のＰＰＶ番組の購入意志を示す購入コマンドを発行する。その発行操作が行われると、制御部は、ＣＡモジュールからある期間毎に送信されるＥＣＭデータに対する応答として、暗号化されたＰＰＶ番組を復号するための暗号復号キー情報を定期的に受領する。

そして、ＣＡモジュールは、購入コマンドに対応してＰＰＶ番組の視聴を定期的に視聴履歴情報として内部の不揮発性メモリに記憶し、ある期間毎に視聴履歴情報をデジタル放送受信装置に接続された公衆電話回線を通してＰＰＶ番組を放送している放送局のキー管理センターにアップロードする。キー管理センターは、アップロードされた視聴履歴情報に基づき、視聴者に対して視聴したＰＰＶ番組の視聴料金を請求する。
引用する特許文献なし

従来のデジタル放送受信装置におけるＰＰＶ番組の視聴料金課金手段は、前述のように、ＰＰＶ番組の購入時に、視聴者の操作によってＣＡモジュールに対して購入コマンドを発行する際に、その購入コマンドによってＰＰＶ番組の視聴がカウントされ、ＰＰＶ番組の全部が視聴されたものとして、ＰＰＶ番組に対する視聴料金が計算され、視聴者に対して請求されるようになる。

そして、視聴者は、有料放送の視聴を途中で中止しても、その有料放送の全額に相当する視聴料金が課金されるので、有料放送を視聴する場合、視聴をするか否かを慎重に選択し、その番組内容を十分に理解して上で、その有料放送の番組を視聴するに値するか否かを判断する必要があった。

ところで、従来の有料放送は、その一部分を無料で見ることが可能であった。しかし、そのような有料放送は、放送を最後まで視聴しないと、コンテンツの価値が判らないものが多く、有料放送の内容を表わす説明文等を利用した場合であっても、その説明文が番組の初めの部分についての説明であることが多いため、実際に視聴して見ると、番組の説明とその放送内容とが異なっている場合が多々あり、有料放送の視聴を行う際により合理的な選択手段の出現が望まれていた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、放送信号におけるコマーシャル情報のＴＳ内に暗号復号キーを含めて送信し、その暗号復号キーの取得時に、視聴料金を伴うコマーシャルなしの有料放送の選択、視聴料金が掛からないコマーシャル入りの有料放送の選択が行えるデジタル放送受信装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明によるデジタル放送受信装置は、少なくとも、有料放送のための暗号化を行ったデジタル放送番組を含む放送信号を受信する手段と、受信した放送信号から限定受信用の限定情報を判別取得し、暗号化情報を復号する暗号復号キーを生成する限定受信判別手段を有するＩＣカードと、前記暗号化情報を含む受信信号を前記暗号復号キーによって復号化するデスクランブル手段と、デジタル放送受信機を統括制御する制御部とを備え、有料放送を受信した際に、その有料放送の視聴料金が決定される有料放送課金方式に従って動作するものであって、デジタル放送信号におけるコマーシャル情報を含んだトランスポートストリーム信号内に限定受信を行う暗号復号キー情報を配置したデジタル放送信号を受信した際に、前記ＣＰＵは、定期的に前記ＩＣカード内にある前記限定受信判別手段を用いて直接ワークキーを検出し、検出したワークキーを用いて有料放送自体を受信するか、または、前記コマーシャル情報における番組情報データから番組情報を解くためのワークキーを検出し、検出したワークキーを用いて前記コマーシャル情報を含む有料放送を受信することができる構成手段を具備している。

以上、説明したように、本発明に係るデジタル放送受信機によれば、従来のデジタル放送用受信機における各回路部の形態及び内部処理機能を大幅にを変更することなしに、デジタル放送における有料放送の視聴、特に、ＰＰＶ方式などの有料放送の番組の視聴に当たって、視聴料金を伴うコマーシャルなしの有料放送の選択を行うか、視聴料金が掛からないコマーシャル入りの有料放送の選択を行なうかを選択することができ、それにより有料放送の聴取時におけるより合理的な選択を行うことが可能になるという効果がある。

以下、この発明による実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、この発明に使用されるデジタル放送受信装置の基本的構成を示すブロック図である。

図１に示されるように、このデジタル放送受信装置は、衛星放送受信アンテナ１と、コンバータ２と、デコーダ３と、地上放送受信アンテナ４とからなっており、通常、衛星放送受信アンテナ１とコンバータ２とは一体化構成されている。そして、デジタル放送受信装置は、その出力側に利用装置５、例えば、ハイビジョンテレビ（ＨＤＴＶ）や通常のテレビ（ＳＤＴＶ）が接続され、その他にも補助機器６、例えば、デジタルビデオテープレコーダ（ＶＴＲＤ）やパソコンやハードディスクレコーダ（ＨＤＤ）が接続される。

このデジタル放送受信装置において、衛星放送を受信する際に、衛星放送受信アンテナ１で受信されたデジタル放送信号は、コンバータ２で周波数変換された後、デコーダ３に供給され、そこで所要のデコード処理が行われ、デコード処理された信号が利用装置５や補助機器６に供給される。一方、地上放送を受信する際に、地上放送受信アンテナ４で受信した放送信号は、ＲＦケーブルを通してデコーダ３に供給され、適宜デコード処理が行われた後、デコーダ３から利用装置５や補助機器６に供給される。

次に、図２は、図１に図示されたデコーダ３の具体的構成の一例を示すブロック図である。

図２において、デコーダ３は、衛星放送受信チューナ７と、地上放送受信チューナ８と、第１復調・復号回路９と、第２ＡＭ復調・復号回路１０と、第１ＴＭＣＣ復号回路１１と、第２ＴＭＣＣ復号回路１２と、第１デインターリーブ回路１３と、第２デインターリーブ回路１４と、リードソロモン復号回路１５と、ＴＳ再生回路１６と、情報源復号化回路１７とからなっており、これらの構成要素７乃至１７は、図２に図示されるように相互接続されている。また、情報源復号化回路１７は、ＣＡデスクランブル回路１８と、ＣＡモジュール１９と、モデム２０と、ＭＰＥＧ２ＤＥＭＵＸ回路２１と、ＥＰＧ・基本データデコーダ２２と、映像信号デコーダ２３と、音声信号デコーダ２４と、テレビジョン信号変換回路２５とからなっており、これらの構成要素１８乃至１５は、図２に図示されるように相互接続されている。

図２に図示されたデコーダ３は、次のように動作する。

図１のコンバータ２から入力された衛星デジタル放送受信信号は、衛星放送受信チューナ７において選択チャネル信号の選局と選局したチャネル信号に対する直交検波を行い、検波信号が第１復調・復号回路９と第１ＴＭＣＣ復号回路１１に供給される。このとき、検波信号は、第１復調・復号回路９において８ＰＳＫ復調・復号が行われ、第１ＴＭＣＣ復号回路１２においてＴＭＣＣ復号処理が行われ、システム識別、伝送パラメータの切替、緊急警戒放送用起動フラッグ等のＴＭＣＣデータが復号される。次いで、第１復調・復号回路９から出力された復調・復号信号は、第１デインターリーブ回路１３においてフレーム分離やデスクランブル等の処理が行われ、リードソロモン復号回路１５において伝送路で発生したエラー訂正を行い、もとのＴＳと同じＴＳを再生させる。そして、リードソロモン復号回路１５から出力されたＴＳは、次続の情報源復号化回路１７に供給される。

一方、図１の地上アンテナ４から入力された地上デジタル放送受信信号は、地上放送受信チューナ８において選択チャネル信号の選局と選局したチャネル信号に対する衛星デジタル放送の場合と同様にチューナ部８で選局と検波を行い、検波を行い、検波信号が第２復調・復号回路１０と第２ＴＭＣＣ復号回路１２に供給される。このとき、検波信号は、第２復調・復号回路１０において地上デジタル放送の符号化伝送方式であるＱＡＭ変調信号の復調・復号が行われ、第２ＴＭＣＣ復号回路１２においてＴＭＣＣ復号処理が行われ、ＴＭＣＣ部が抽出される。次いで、第２復調・復号回路１０から出力された復調・復号信号は、第２デインターリーブ回路１４において階層処理やエネルギー逆拡散等が行われ、ＴＳ再生回路１６においてＴＳを再生させる。そして、ＴＳ再生回路１６から出力されたＴＳは、次続の情報源復号化回路１７に供給される。

この場合、情報源復号化回路１７はＴＳのデコードを行うもので、ＣＡデスクランブル回路１８は、有料放送の受信や、著作権保護（ＲＭＰ）放送におけるＣＡデスクランブルが行われ、暗号が解読される。一般に、有料放送を受信する場合は、ＩＣカード等のＣＡモジュール１９が受信限定を行うためにＣＡスクランブル回路１８に挿入され、有料放送の受信契約を締結した視聴者だけが有料放送を受信することが可能となる。デスクランブルされたＴＳは、ＭＰＥＧ２ＤＥＭＵＸ回路２１において映像信号、音声信号、その他のデータ等の各コンポーネント信号に分離され、映像信号が映像信号デコーダ２３に、音声信号が音声信号デコーダ２４に、その他のデータ等がＥＰＧ・基本データデコーダ２２にそれぞれ供給される。

また、映像信号デコーダ２３は、入力された映像信号のＭＰＥＧ２ビデオ復号を行い、音声信号デコーダ２４は、入力された音声信号のＡＡＣ復号を行なう。また、ＥＰＧ・基本データデコーダ２２は、入力されたその他のデータ等についてＢＭＬ方式の復号を行なう。この復号処理によって、番組配列情報（サービスインフォメーション、以下、「ＳＩ」という）／伝送制御情報（プログラムスペシフィックインフォメーション、以下、「ＰＳＩ」という）等が電子番組ガイド（エレクトリックプログラムガイド、以下、「ＥＰＧ」という）等に復号される。復号されたこれらの信号は、ベースバンド信号としてハイビジョンテレビ（ＨＤＴＶ）や通常のテレビ（ＳＤＴＶ）等の利用装置５に出力される。一方、ＭＰＥＧ−２ＤＥＭＵＸ回路２１は、受信信号をデジタルビデオテープレコーダ（ＶＴＲＤ）やパソコンやハードディスクレコーダ（ＨＤＤ）等の補助機器６にデジタルデータ形式の放送信号を出力する高速デジタル入出力インターフェイス（図示なし）が接続される。

さらに、ＣＡデスクランブル回路１８とＭＰＥＧ−２ＤＥＭＵＸ回路２１には、公衆電話回線との間で双方向通信を行うためのモデム２０が接続され、その他に、デジタル放送受信装置を遠隔制御するためのリモートコントローラ（リモコン）２６が用いられる。

次いで、図３は、このデジタル放送受信装置で受信されるＴＳの信号波形を示す説明図である。

図３に示されるように、ＴＳは、ＭＰＥＧ−２システムにおいて定義されているＴＳに準拠した多重信号形式のものであって、種々の番組情報を含んだ固定長のＴＳパケット２７が連続した信号列で構成されている。デジタル放送受信装置は、これらのＴＳ２７の中から必要な番組を含んだＴＳ２８と他の番組を含んだＴＳ２９とを選別し、比較的短い固定長のＴＳパケットを選択抽出する。選択抽出されたＴＳパケットは、先頭に付加されたヘッダ３０を加えて１８８バイトのものとなる。

また、図４は、ＴＳパケットにおける先頭の４バイトのヘッダ３０の信号波形を示す説明図であり、図５は、ペイロード３１とアダプテーションフィールド３２との配置状態の例を示す説明図である。

図４に示されるように、１８８バイトのＴＳパケットは、４バイトのヘッダ３０と、それに続く１８４バイトのペイロード３１とからなっている。この場合、ペイロード３１は、番組内容を伝送するもので、可変バイト長の拡張ヘッダであるアダプテーションフィールド３２とともにヘッダ３０に次続され、ＴＳパケット２７を構成している。また、ヘッダ３０は、１番目部分３０（１）が８ビットの同期バイトであり、２番目部分３０（２）が１ビットのトランスポートエラーインジケータであり、３番目部分３０（３）が１ビットのペイロードユニットスタートインジケータであり、４番目部分３０（４）が１ビットのトランスポートプライオリテイであり、５番目部分３０（５）が１３ビットのＰＩＤであり、６番目部分３０（６）が２ビットのトランスポートスクランブルコントロールであり、７番目部分３０（７）が２ビットのアダプテーションフィールドコントロールであり、８番目部分３０（８）が４ビットのコンティニュティカウンタである。

この場合、１番目部分３０（１）は固定値を示すもので、２番目部分３０（２）はＴＳパケット２７のエラーの存在を示すフラッグであり、放送局から０ビットで送信し、デコーダ３でエラー処理を行う際に使用されるもので、通常放送局から０ビットで送信され、デコーダ３がエラーを検出した場合にビット１に変更される。３番目部分３０（３）はペイロード３１に配置されるＰＥＳパケットや後述するセクションがどのＴＳパケットから始まるかを示すフラグである。４番目部分３０（４）はＴＳパケットの優先度を示すフラグであって、５番目部分３０（５）はＴＳパケットの種類を識別するアドレスである。６番目部分３０（６）はＴＳパケットがスクランブルされているか否かの区別と現在のキーと次のキーの二つのスクランブルキーの区別を行っているものである。

７番目部分３０（７）は、図５に示すように、ヘッダ３０に次続するアダプテーションフィールド３２とペイロード３１との配置状態を示すもので、その２ビットが「０１」の場合、全部がペイロード３１であり、その２ビットが「１０」の場合、全部がアダプテーションフィールド３２であり、その２ビットが「１１」の場合、アダプテーションフィールド３２とペイロード３１との混在状態を示している。８番目部分３０（８）のコンテニュティカウンタ（４ビット）は、ＰＩＤパケット３０（５）に付く連続番号で、１６をモジュロとして１つづつインクリメントする。そして、伝送系でエラーが発生した場合等においてパケット抜けが生じた場合、デコーダ回路３においてそのパケット抜けを検出するために用いられる。次のアダプティションフィールド３２は可変長であって、ヘッダ３０の拡張情報を指定する機能とともに、ペイロード３１のデータ長の変化を補うものであり、ＴＳパケットを一定に保つ機能を持っている。

ここで、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ＴＳパケット２７のペイロード３１が集まって形成されたＰＥＳパケット３３の信号形態を示す説明図である。

このＰＥＳパケット３３は、可変長の信号構造であって、主に映像信号や音声信号等のストリーム信号を伝送する場合に用いられるもので、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ＰＥＳパケット３３がＴＳパケットのペイロード３１より大きい場合は、複数のＴＳパケットに分割した状態で放送局から送られているため、いくつかのＴＳパケットのペイロード３１によって形成されている。一方、ＰＥＳパケット３３がＴＳパケットのペイロード３１よりも小さい場合は、図６（ｃ）に示すように、一つのＴＳパケットに一つのＰＥＳパケット３３だけが配置されている。

そして、放送局は、ＰＥＳパケット３３がＴＳパケットよりも大きい場合、図６（ａ）に示すように、ペイロードユニットスタートインジケータを「１」にし、ペイロード３１の先端からＰＥＳパケット３３を配置する。ＰＥＳパケット３３の続きは、図６（ｂ）に示すように、次のＴＳパケットに配置し、余りが生じない場合、図６（ｃ）に示すように、ペイロードユニットスタートインジケータ４４の値を「０」にし、そのままペイロード３１にＰＥＳパケット３３の続きを配置する。ＰＥＳパケット３３を配置し終わってもペイロード３１になお余りが生じる場合は、図６（ｃ）に示すように、ＰＥＳパケット３３がペイロード３１にちょうど納まるように、アダプテーションフィールド３２を加えることによって調整を行っている。同様に、ＰＥＳパケット３３がＴＳパケットよりも小さい場合、アダプテーションフィールド３２を調整し、図６（ｃ）に示すように、１つのＴＳパケットに１つのＰＥＳパケット３３を収めている。

次に、図７は、ＰＥＳパケット３３の構造を示す説明図である。

図７に示すように、ＰＥＳパケット３３は、その先頭に、「０ｘ０００００１」の固定値を有する２４ビットのパケットスタートコードプリフィックス３４がある。このパケットスタートコードプリフィックス３４は、ＭＰＥＧ−２のプログラムストリーム（ＰＳ）や、ＭＰＥＧ−１では、ＰＥＳパケット３３のＰＥＳパケットデータバイト（ＰＥＳペイロード）３８を含めていかなる部分のコードにおいても２３ビットの「０」が続かないようにしており、このパケットスタートコードプリフィックス３４が同期信号の役割を果たしていた。ところが、デジタル放送に用いられているＭＰＥＧ−２は、ＴＳパケットの先頭を捕捉することができるので、パケットスタートコードプリフィックス３４による同期は必ずしも必要でなくなったが、その名残でゼロが続くデータ構成になっている。

続く、８ビットのストリームｉｄ３５は、映像や音声等のストリームの種類を識別する機能を持つとともに、映像信号であれば映像信号ストリームの中のストリーム番号を識別するためのものである。

続いて、１６ビットのＰＥＳパケットレングス３６は、各々１６ビットのフィールド以降、ＰＥＳパケット３３の終わりまでのバイト数を表している。この場合、単位ビットが１６ビットであるため、最大６４ｋバイトに制約される。そのため、映像ストリームがこの制約を受けないようにするため、ＰＥＳパケットレングス３６は、ＰＥＳパケット３３の終わりまでのバイト数を指定しない。なお、ＰＥＳパケットレングス３６の値は、「０」である。

その後、オプショナルＰＥＳヘッダ３７が配置される。オプショナルＰＥＳヘッダ３７の有無は、ストリームｉｄ３５により決められる。このオプショナルＰＥＳヘッダ３７に続くデータからＰＥＳパケット３３の最終バイトまでがＰＥＳパケットデータバイト（ＰＥＳぺイロード）３８である。ＰＥＳペイロード３８も、バイト単位で映像信号や音声信号等のＥＳを適当な長さに分割した信号を配置しているもので、通常、デコードに便利な単位に分割されている。

以上の構成が、映像信号や音声信号等のＴＳが送られてくる場合の信号構造である。

この他に、ＭＰＥＧ−２のＴＳ２７は、ＴＳ２７に含まれている番組の映像信号や音声信号等のＴＳの他に、その番組を構成しているエレメンタリーストリーム（ＥＳ）等の番組要素との関係を表すテーブル情報が含まれており、デジタル放送では、このＭＰＥＧ−２のテーブル情報を利用して番組を構成している。これがＰＥＳパケット３３のＴＳでは、セクションと呼ばれるデータになっている。

すなわち、映像信号、音声信号、その他のＥＳは、それぞれ個別のストリームｉｄ３５を持っており、ＰＥＳパケット３３に載せられている。一方、伝送制御情報（以下、「ＰＳＩ」という）等のテーブルの場合は、テーブルの種類毎に個別のテーブルｉｄを持ったセクションとして符号化されている。

次いで、図８は、ＰＥＳパケット３３やＴＳパケットを含んだＴＳの信号構造を示す説明図である。

図８に示すように、映像信号ＥＳ３９、音声信号ＥＳ３９、その他のデータのＥＳ３９、テーブルＡ４０、テーブルＢ４０、テーブルＣ４０からＰＥＳパケット３３やセクション４１が作られ、ＰＥＳパケット３３やセクション４１からＴＳパケットが作られ、ＴＳパケットからＴＳ信号が作られている。

次に、図９は、各テーブルＡ乃至Ｃ４０の信号構造を示す説明図である。

図９に示すように、セクション４１は最大４０９６バイトの可変長の信号であって、ＰＥＳパケット３３と同じ構造を持っている。すなわち、ＰＥＳパケット３３の場合のストリームｉｄ３５が、セクション４１の場合のテーブルｉｄ４２であり、ＰＥＳパケット３３の場合のＰＥＳパケットレングス３６が、セクション４１の場合のセクションシンタックスインジケータ４３、プライベートインジケータ４４、プライベートセクションレングス４５、未使用フィールド４６に相当する。そして、これらは、伝送制御情報（以下、「ＰＳＩ」という）／番組配列情報（以下、「ＳＩ」という）等のテーブルやＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル等の情報を反復伝送する場合や、限定受信方式やＤＳＭ−ＣＣメッセージを単発伝送する場合等に用いられる。

先頭部分は、８ビットのテーブルｉｄ４２で、セクション４１のＰＡＴ、ＰＭＴ、ＮＩＴ、ＣＡＴ、ＴＳＤＴ等の種類を示すフラグである。その後に１ビットのセクションシンタックスインジケータ４３が続く。このセクションシンタックスインジケータ４３は、後述する長形式と短形式を区別するフラグであって、「１」のときは長形式を表し、「０」のときは短形式を表わしている。それに続く１ビットのプライベートインジケータ４４は、セクション４１の種類毎に定義するフラグである。最後の１２ビットのプライベートセクションレングス４５は、それ以降セクション４１の終わりまでのバイト数を表している。

セクション４１は、整数バイトの長さを持ち、各フィールドはバイト境界との整合（バイトアライメント）が考慮されている。プライベートインジケータ４４及びプライベートセクションレングス４５との間の２ビット領域４６は、この整合を行うための未使用フィールドである。

デコーダ回路３は、ＴＳ信号内から通常のテレビのチャネル（編成チャネル）を選択し、このチャネルを構成している映像データ・音声データ等の各コンポーネントを抽出し、画面を構成するための情報がＰＳＩである。このＰＳＩには、プログラムマップテーブル（ＰＭＴ）、プログラムアソシエーションテーブル（ＰＡＴ）、ネットワークインフォメーションテーブル（ＮＩＴ）、コンデションアクセステーブル（ＣＡＴ）、ＴＳディスクリプションテーブル（ＴＳＤＴ）の５種類のテーブルがある。

また、セクション４１の形式は、図９に示すように、短形式と長形式の２種類がある。長形式は、セクション４１に必要な機能が標準で提供されている形式であって、そのためにＰＳＩ／ＳＩ等の標準規格のセクション４１は、殆ど長形式にとなっている。一方、短形式は、セクション４１の最低限の機能だけを定義している形式であって、長形式のように枠に遮られることがなく、比較的自由に拡張して使用することができるものである。

この場合、長形式は、１６ビットのテーブルｉｄエクステンション４７、５ビットのバージョンナンバー４８、１ビットのカレントネキストインジケータ４９、８ビットのセクションナンバー５０、８ビットのラストセクションナンバー５１というフィールドがプライベートセクションレングス４５の後に続いている。そして、セクション４１の種類毎に決められるＮプライベートデータ（ペイロード）５２がさらに続き、最後に３２ビットのＣＲＣ５３で１つのセクション４１が終了する。

長形式７２における１６ビットのテーブルｉｄエクステンション４７は、テーブルｉｄ６０を補ってセクションの詳細な種類の区分を表す。Ｔａｂｌｅｉｄ４２では最大２５５種類の識別が可能であるが、テーブルｉｄエクステンション４７によってさらに６５５３６種類の識別を行うことができる。そのため、テーブルｉｄ４２で識別される情報の範囲を「テーブル」、テーブルｉｄエクステンション４７で識別される範囲を「サブテーブル」と呼ぶ。

５ビットのバージョンナンバー４８は、「サブテーブル」のバージョンを表すフィールドであって、「サブテーブル」が更新されるたびに３２がモジュロとしてインクリメントされる。それに続く１ビットのカレントネキストインジケータ４９は、「サブテーブル」が現在有効なバージョンであるか、次に有効となるバージョンであるかを表すフラグであって、「１」のときは、現在有効なバージョンであることを示し、「０」のときは次に有効となるバージョンであることを示す。これにより、「サブテーブル」が複数のセクション４１に分割されて伝送される場合、全セクション４１を取得するのに時間を要するが、予め次のバージョンのテーブルを送っておき、そのバージョンが有効と示された最初のセクションを受信した時点で、新しいバージョンの「サブテーブル」の情報を直ちに利用することができる。なお、「サブテーブル」は最大２５６個のセクションに分割して伝送することができる。それに続く８ビットのセクションナンバー５０は、セクションの通し番号を表すもので、「０」が最初のセクションを表し、最大「５５」までの情報を送ることができる。

それに続くラストセクションナンバー５１は、最後のセクション番号を表わす８ビットのフィールドであって、「そのセクションは、ラストセクションナンバー５１の中のｎ番目のセクションである。」ということを示している。例えば、セクション４１がＰＭＴ５４の場合に図１０に示すような構成配置となり、ＰＡＴ５５の場合に図１１に示すような構成配置となる。

ところで、ＰＭＴ５４による構成配置は、編成チャネルを構成する映像信号、音声信号等のコンポーネントを示すテーブルであり、各コンポーネント及び同期のためのプログラムクロックリファレンス（ＰＣＲ）を伝送するパケットのＰＩＤが指定されている。また、有料放送に関連する情報の内、番組情報やデスクランブル制御に関する情報が含まれている共通情報（ＥＣＭ）を伝送するパケットのＰＩＤを指定している。一方、ＰＡＴ５５による構成配置は、編成チャネルとＰＭＴを関連付けるテーブルで、ＴＳ信号内に含まれる全編成チャネル番号と、それぞれの編成チャネルに対応するＰＭＴの伝送パケットのＰＩＤやネットワークインフォメーションテーブル（ＮＩＴ）のＰＩＤを示している。

この場合、ＰＭＴ５４のＰＩＤは、ＰＡＴ５５による間接指定であって、各コンポ−ネントのＰＩＤはＰＭＴ５４による間接指定となっているので、デジタル受信機は、まず、ＰＡＴ５５を受信する。その後、ＰＭＴ５４及び各コンポーネントのパケットを受信する。そのため、ＰＡＴ５５のＰＩＤは「０ｘ００」に固定されている。

続く、図１２は、ＰＳＩによるチャネルの選択動作例を示す系統図である。

デコーダ回路３の電源が投入されると、デフォルトの周波数にチューニングされ、受信されたＴＳ信号の中からまずＰＡＴ５５（ＰＩＤ＝０）を受信する。ＰＡＴ５５には、そのＴＳ信号に含まれている編成チャネルとそれに対応するＰＭＴ５４のＰＩＤが記述されていて、視聴者より編成チャネル番号Ｘが指定されると、その編成チャネルに対応するＰＭＴ５４（ＰＩＤ＝ＰＸ）を受信する。ＰＭＴ５４はその編成チャネルを構成する映像、音声及び基準クロック（ＰＣＲ）のＰＩＤが記述されていて、それらのＰＩＤに対応するＴＳパケットを受信することにより視聴者より選択された編成チャネルＸを受信することができる。

ネットワークインフォメーションテーブル（以下、「ＮＩＴ」という）は、放送の伝送路に関する情報を伝送するテーブルで、ネットワーク内の全編成チャネルに関する受信周波数、変調方式等の物理的伝送パラメータを示すものである。このテーブル自体が属するネットワーク情報を伝送するＮＩＴ（自ネットワーク）と、他のネットワークに関する情報を伝送するＮＩＴ（他ネットワーク）はテーブルｉｄ４２により分類される。

コンディションアクセステーブル（以下、「ＣＡＴ」という）は、有料放送等に利用される限定受信方式に関連する情報の内、視聴者毎に契約情報等のＥＭＭ（個別情報）を伝送するパケットのＰＩＤを間接的に指定するテーブルである。これらのＰＳＩは、セクション形式で、ＰＥＳパケット３３中に分散しているが、これらのＰＳＩを収集しないと編成チャネルを選局できないので、ＴＳ信号の中の比較的短い周期でＰＳＩが繰り返し伝送される。

次に、信号の構成について説明する。図１１に示されたＰＡＴ５５においては、テーブルｉｄ４２は前述のように「０ｘ００」となる。テーブルｉｄエクステンション４７のＴＳ信号の識別番号であり、Ｎプライベートデータ５２の中のプログラム番号が「０」の場合、Ｎプライベートデータ５２の最後はネットワークＰＩＤであり、プログラム番号が「０」でない場合、Ｎプライベートデータ５２の最後はＰＭＴ＿ＰＩＤとなる。

ネットワークＰＩＤは、ＮＩＴが伝送されていることを表すＰＩＤであり、その場合に「０ｘ００１０」に固定されている。すなわち、Ｎプライベートデータ５２に放送の伝送路に関する情報を含んでいることを示している。これは、編成チャネルを選択するための不可欠な情報である。また、ＰＭＴ＿ＰＩＤは、対応する編集チャネルのＰＭＴ５４が伝送されることを表すＰＩＤである。

図１０に示されているＰＭＴ５４においては、テーブルｉｄ４２が「０ｘ０２」である。テーブルｉｄエクステンション４７はその編集チャネルの識別番号ＰＡＴ５５で指定されたものに対応している。また、ＰＣＲ＿ＰＩＤは、その編集チャネルの同期のためのデータ（ＰＣＲ）が伝送されているＰＩＤを表している。さらに、番組情報長は、その編集チャネルに関する記述子領域のバイト単位長さを表している。また、ストリーム形式識別子は、各コンポーネント（ＥＳ）の種類の識別を行うものである。続く、１３ビットのエレメンタリーＰＩＤは、各ＥＳが伝送されているＰＩＤを表しており、１２ビットのＥＳ情報長は各コンポーネント（ＥＳ）３７に関する記述子領域の長さを表している。

ＣＡＴは、自ＴＳ信号内で個別情報（以下、ＥＭＭ」という）が伝送中である場合、ＥＭＭが伝送されているＰＩＤを指定するために用いる。したがって、ＥＭＭが伝送されていない場合はＴＳ信号内に存在しない。ＣＡＴに記載されている情報としては、限定受信方式記述子ＣＡｓｙｓｔｅｍｉｄ（限定方式識別）及びＣＡ＿ＰＩＤを記載する。ＴＳ信号内で複数の限定受信方式識別を運用している場合は、複数の記述子を配置する。

ここで、図１３は、コンディションアクセステーブル（ＣＡＴ）の構造を示す説明図である。

図１３に示すように、ＣＡＴは、８ビットのディスクリプションタグと、８ビットのディスクリプションレングスと、それに続く１６ビットのＣＡシステムｉｄと、１３ビットのＣＡＰＩＤと、プライベートデータバイトとからなっている。

この場合、ディスクリプションタグの値は、限定受信方式の記述子を示す「０ｘ０９」であり、ディスクリプションレングスは、これより後に続くデータバイト数を書き込む領域であり、ＣＡシステムｉｄは、限定受信方式の種類を識別する領域である。そして、この領域がＰＰＶ方式の場合、ＣＡＰＩＤは関連情報を含むＴＳパケットのＰＩＤを書き込む領域となっている。この記述子は、ＣＡＴの記述子領域またはＰＭＴ５４の「記述子１」もしくは「記述子２」の領域で伝送することになっている。

限定受信方式記述子の内のプライベートデータバイトの先頭の１バイトは、ＰＭＴ５４に記載された場合、パレンタルレート（年齢制限）を意味し、ＣＡＴに記載された場合はＥＭＭ伝送形式識別を意味する。パレンタルレートはＰＭＴ５４の第１記述子領域に記載したときのみ有効である。ＰＭＴ５４では無効なＥＣＭを指定することができる。これはＥＳスクランブル処理がされていないことを示す。通常、ノンスクランブル番組においてパレンタルレート（年齢制限）を設定する場合（第１記述子領域で指定）や、デフォルトＥＳ群のみスクランブルされ、それ以外はノンスクランブルであるような場合（第２記述子領域で指定）に利用される。

視聴者がコマーシャルが入らない受信を希望した場合は、ＰＰＶ方式と同様の経緯で関連情報を得ることにより、編成チャネルのサービスを受信することになる。これに対して、視聴者がコマーシャル入りの受信を希望した場合は、コマーシャルを含んだＴＳ信号内でコマーシャルのＰＥＳパケット３３と一緒に関連情報を含んだセクション４１を復号し、関連情報を得ている。

これらの選択は、編成チャネルの段階で行われる。視聴者が選択受信した編成チャネルが有料放送である場合、限定受信を行う必要があるからである。限定受信は、基本的に信号のデスクランブルと関連情報の伝送の２つの機能を組み合わせて行われる。

信号のスクランブルは、限定したデコーダ回路３以外のものを用いて受信できないようにするため、放送局は、信号をスクランブルして送信している。放送される信号は、映像、音声、各種データ等の信号の形式に係わりなく、統一されたパケット形式で送信されるので、このパケット化された信号に対してスクランブルが付与される。デジタル放送は、このときに映像と音声に対して同じ方式のスクランブルを行なっている。この場合、デジタル信号のスクランブル方式には、大きく分けて、ＰＮ信号加算方式（ストリーム暗号）とブロック暗号方式の２つの方法がある。

図１４は、日本のデジタル放送に用いられる信号スクランブル方式の構成図を示す。

この信号スクランブル方式は、デジタル信号を６４ビット（＝８バイト）の長さのブロックに区切って処理するブロック暗号方式に基づいたものである、ここで、スクランブルを行うデジタルデータの列の長さが６４ビットの整数にならない場合は、６４ビットの倍数の長さになるまで、図１４の上側部分に図示したブロック暗号方式の回路を使用して処理し、６４ビットに満たない残りの部分は、図１４の下側部分に図示したストリーム暗号方式の回路を使用して処理を行う。

スクランブルが行われる範囲は、ＰＳＩ（伝送制御情報）、ＳＩ（番組配列情報）、限定受信用のパケットを除いたＴＳパケットにおけるペイロード３１部分である。そして、このスクランブル方法による処理を一定の状態で行った場合、そのスクランブルが破られる可能性があるので、時間毎にパラメータ（関連情報）を変化させている。加入者のデジタル放送受信装置は、このパラメータ（関連情報）の変化に追従した受信が行われている。

デコーダ回路３は、正しく復元（デスクランブル）するために、関連情報からデジタル放送受信装置が受信する「資格」があるか否かを確認した後、ＣＡデスクランブル回路１８において復号を行うか否かを決定する。スクランブルを解く関連情報も、契約者以外のデジタル放送用受信装置においては利用できないようにするため、暗号化した状態て送信されてくる。そのため、この暗号化された関連情報も復号化する処理が重要となる。ＣＡデスクランブル回路１８は、関連情報の暗号を復元してＣＡデスクランブル回路１８のスクランブルキーを得るとともに、各番組の課金処理方法等の各デジタル受信機の契約内容にしたがった制御が行なわれる。

次に、図１５は、スクランブル方法によって暗号化された情報の暗号化を解く手順の例を示すブロック図である。

図１５において、ＥＭＭが放送局から送信されると、デジタル放送用受信装置のＣＡデスクランブル回路１８は、先頭に付けて送信されたデコーダＩＤ（テーブルｉｄ）４２を参照して自分のデコーダ回路３宛てのＥＭＭを受信する。このＥＭＭをＣＡモジュール１９等のセキュリティモジュールに転送する。ＣＡモジュール１９の中では、ＥＭＭの暗号を予め内蔵された各デジタル放送用装置に固有のマスタキーを用いて復号する。

次に、番組受信契約情報等によって決まるワークキーと受信契約内容の情報を取得し、ＣＡモジュール１９の内部に記憶する。番組を受信する場合は、その番組に付随して放送局から送られるＥＣＭを受信し、これをＣＡモジュール１９に転送する。ＣＡモジュール１９は、記憶されているワークキーを用い、番組受信契約内容と合致している場合にはＥＣＭの暗号を復号してスクランブルキーを得る。同時に、ＥＣＭからその番組に関する属性情報を得て、ＣＡモジュール１９内に記憶されている課金方法に関する契約情報と比較し、デスクランブルを行うか否かを判定する。この際、ＥＣＭにおいて、コマーシャルが入らないサービスの視聴を希望した場合は、番組の属性情報で指定される課金方式に基づいた制御が行われる。代表的な課金方式としては、フラットフィー方式、ティア方式、ペイパービュー（ＰＰＶ）方式などがある。それぞれ課金情報に関する情報を用い、各番組が視聴可能であるか否かの判定を行う。

この場合、例えば、フラットフィー方式による番組のときは、編成チャネル毎に契約し、月極め等の課金が行われるため、契約期間と現在日時との照合が重要となる。そのため、契約の有効期限と現在の時刻とを比較し、契約有効期限内であれば、ＣＡデスクランブル回路１８にスクランブルキーが供給され、番組が視聴できるようになる。また、ペイパービュー（ＰＰＶ）方式による番組のときは、番組の種類毎に段階を設け、それぞれの単位に応じた課金が行われるため、契約している番組の一覧と現在受信している編成チャネルの照合が重要となる。後払いで番組を視聴する場合は、視聴する際にその視聴料金等がテレビ画面に表示されるので、それを確認して番組を視聴するか否かを伝える。そして、視聴する場合は、ＣＡデスクランブル回路１８にスクランブルキーが供給され、番組が視聴できるようになる。

一方、コマーシャル入りの視聴を行う場合は、コマーシャルを含んだＴＳ信号内のセクション４１からスクランブルキーが供給され、番組が視聴できるようになる。そして、課金を行う場合は、視聴した番組の情報や料金を一旦ＩＣカード（ＣＡモジュール１９）の中に記憶しておき、一定間隔毎または視聴情報が収集された時点で公衆電話線によって視聴した番組の情報が放送局に送信され、それに基づいた課金が行われる。

なお、上述の暗号キーの中で、一般にスクランブルキーとワークキーは、放送局毎に異なっているものの、全てのデジタル放送用受信装置において共通なキーにもなっている。一方、マスタキーは、デジタル放送用受信装置毎に異なったおり、このデジタル放送受信装置に情報を送り込む放送局間では共通に扱う必要があるキーであり、セキュリティを維持するために、マスタキーはキー管理センター等のどの放送局にも属さない共通な機関で管理される。

以上のように、有料放送の番組を視聴する際に、コマーシャル入りのＴＳ信号を受信することによって、その有料放送をコマーシャル入りの無料放送とコマーシャルの入らない有料放送とに分けて視聴することができる。

この発明に使用されるデジタル放送受信装置の基本的構成を示すブロック図である。図１に図示されたデコーダの具体的構成の一例を示すブロック図である。このデジタル放送受信装置で受信されるＴＳの信号波形を示す説明図である。ＴＳパケットにおける先頭の４バイトのヘッダの信号波形を示す説明図である。ペイロードとアダプテーションフィールドとの配置状態の例を示す説明図である。ＴＳパケットのペイロードが集まって形成されたＰＥＳパケットの信号形態を示す説明図である。ＰＥＳパケットの構造を示す説明図である。ＰＥＳパケットやＴＳパケットを含んだＴＳの信号構造を示す説明図である。各テーブルＡ乃至Ｃの信号構造を示す説明図である。セクションがＰＭＴの場合の構成配置を示す説明図である。セクションがＰＡＴの場合の構成配置を示す説明図である。ＰＳＩによるチャネルの選択動作例を示す系統図である。コンディションアクセステーブル（ＣＡＴ）の構造を示す説明図である。日本のデジタル放送に用いられる信号スクランブル方式の構成図である。スクランブル方法によって暗号化された情報の暗号化を解く手順の例を示すブロック図である。

符号の説明

１衛星放送受信アンテナ
２コンバータ
３デコーダ
４地上放送受信アンテナ
５利用装置
６補助機器
７衛星放送受信チューナ
８地上放送受信チューナ
９第１復調・復号回路
１０第２ＡＭ復調・復号回路
１１第１ＴＭＣＣ復号回路
１２第２ＴＭＣＣ復号回路
１３第１デインターリーブ回路
１４第２デインターリーブ回路
１５リードソロモン復号回路
１６ＴＳ再生回路
１７情報源復号化回路
１８ＣＡデスクランブル回路
１９ＣＡモジュール
２０モデム
２１ＭＰＥＧ−２ＤＥＭＵＸ回路
２２ＥＰＧ・基本データデコーダ
２３映像信号デコーダ
２４音声信号デコーダ
２５テレビジョン信号変換回路

Claims

少なくとも、有料放送のための暗号化を行ったデジタル放送番組を含む放送信号を受信する手段と、受信した放送信号から限定受信用の限定情報を判別取得し、暗号化情報を復号する暗号復号キーを生成する限定受信判別手段を有するＩＣカードと、前記暗号化情報を含む受信信号を前記暗号復号キーによって復号化するデスクランブル手段と、デジタル放送受信機を統括制御する制御部とを備え、有料放送を受信した際に、その有料放送の視聴料金が決定される有料放送課金方式に従って動作するデジタル放送受信装置において、デジタル放送信号におけるコマーシャル情報を含んだトランスポートストリーム信号内に限定受信を行う暗号復号キー情報を配置したデジタル放送信号を受信した際に、前記ＣＰＵは、定期的に前記ＩＣカード内にある前記限定受信判別手段を用いて直接ワークキーを検出し、検出したワークキーを用いて有料放送自体を受信するか、または、前記コマーシャル情報における番組情報データから番組情報を解くためのワークキーを検出し、検出したワークキーを用いて前記コマーシャル情報を含む有料放送を受信することができることをを特徴とするデジタル放送受信装置。