JPH03278687A - 有料デジタル音声放送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、放送衛星、通信衛星及びケープルテレビジ
ョンシステム等を介して伝送されるデジタル音声信号の
有料化に好適する有料デジタル音声放送方式に関する。

（従来の技術） 現在、衛星を利用してデジタル音声信号の放送が実験さ
れているが、衛星を利用すると使用できる衛星チャンネ
ル数が限定されるために、１衛星チヤンネルで多番組（
例えば６チヤンネル分）の音声信号を伝送する方式が研
究されている。

この方式の音声チャンネルも、有料化が望まれている。

有料化を図るには各チャンネルの音声信号に対してスク
ランブルを施し、チャンネルを契約した契約者のみがス
クランブルを解除できるようにする必要がある。

（発明が解決しようとする課題） スクランブルシステムを導入した場合、送信側にはスク
ランブル回路を付加し、受信側にはスクランブル解除回
路を付加する必要がある。しかし、受信端末において、
各チャンネルのデコーダに対して、独立にスフラブル解
除回路を設けたのでは、６チヤンネル分のスクランブル
解除回路が必要となり、端末が非常に高価なものとなる
。つまり、ユーザ側は、１つの音声チャンネルを契約す
るのみてはなく、複数の音声チャンネルを契約し、一方
の音声はスピーカから流し、他方は記録再生装置で記録
するというように利用することも十分考えられる。この
ような場合、各音声信号のデコーダ毎にスクランブル解
除回路を設けると端末は非常に高価なものとなる。

そこでこの発明は、複数の音声チャンネルを受信する場
合であっても、端末側のスクランブル解除手段を最小数
で済ませることができる有料デジタル音声放送方式を提
供することを目的とする。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） この発明は、送信側において、 複数のチャンネルのデジタル音声信号に対して短時間で
変化するキーに基づくスクランブル用データでスクラン
ブルを施し、スクランブル音声信号をマルチプレクサに
より時分割多重して伝送する手段と、上記時分割多重さ
れた信号に、上記各スクランブル音声信号のスクランブ
ルを解除するためのそれぞれの前記スクランブル用デー
タのキーを送信側に知らせるため、前記キーを含むパケ
ットデータを付加する手段と、パケットデータが付加さ
れた時分割多重信号に対して、さらに前記パケットデー
タの処理タイミングを受信側に知らせるために制御ビッ
トを付加する手段と、前記制御ビット及びパケットデー
タが付加された多重信号に対して伝送用の同期符号を付
加する手段とを有し、 受信側において、 前記制御ビット、パケットデータ及び同期符号が付加さ
れた復調多重信号を取り込み、同期符号を抽出して前記
制御ビットを再生するタイミング発生手段と、前記パケ
ットデータを分離して、各スクランブル音声信号のキー
情報をそれぞれ再生する手段と、前記複数のキー情報の
うち所定領域が受信側の契約情報で許可されているキー
を検出し、かつ前記制御ビットによるタイミングが得ら
れたときに、検出されたキーに対応するスクランブル音
声信号へ、スクランブル解除信号の作用を開始させる手
段とを有するものである。

（作用） 上記の手段により、スクランブル解除用ブタは、音声信
号がチャンネル毎に分離される前、つまり高次の信号か
ら分離できるので、一箇所から多数の音声チャンネルに
対する解除用データを用意し、受信側の契約情報で許可
されているチャンネルに対するスクランブル解除信号を
作用させることができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

まずこの発明において利用される多重信号フォーマット
の例を第２図を参照して先に説明する。

第２図（Ａ）は、１ｍ５ｅｃのブロックのフォーマット
を示すが（Ａ）において横方向は、多重前の音声チャン
ネルをあられす。この例では６チヤンネルの低次多重信
号がある。縦方向は、送信するときの順序である。

左下がりの斜線のエリアには、フレーム同期信号が割り
当てられ１６ビツトである。また右下がりの斜線の部分
は、後述するタイミング信号のエリアである。次に横方
向に１３ビツト、縦方向に６ビツトのエリアがあるが、
このエリアは後述するパケット情報等の高次多重信号の
ための制御信号エリアであり、このエリアは低次多重信
号の状態では空となっている。次の横方向に１６ビ・ソ
ト、縦方向に６ビツトのエリアは、低次多重信号のため
の制御信号エリアである。

低次制御信号としては、例えば対応するチャンネルがモ
ノラル音声信号であるのか、ステレオ音声信号であるの
かを示している。

高次制御信号のエリアには、伝送される直前に、そのフ
レームのタイミングを得るためのフレーム同期信号等が
挿入される。

第２図（Ｂ）は、同図（Ａ）の１　ｍ５ｅｃ分のフレー
ムデータを送出するために縦方向に読み出して並べた状
態を示している。

同図（Ｃ）は同図（Ｂ）のフレームが複数並べられた状
態を示し、１　ｓｅｅ分を示しておりこのフォーマット
により伝送路に送出される。

第１図はこの発明の一実施例である。ＥＮＩ〜ＥＮ６は
低次エンコーダであり、それぞれのエンコーダは、異な
るチャンネルの音声信号を例えばＰＣＭ処理する。この
低次エンコーダＥＮＩ〜ＥＮ６にはそれぞれ低次スクラ
ンブル回路ＳＣＩ〜ＳＣ６が接続されている。それぞれ
の低次スクランブル回路ＳＣＩ〜ＳＣ６には、マスター
制御回路１１からスタートタイミング信号Ｔ１が供給さ
れる。このスタートタイミング信号Ｔ１が供給されると
、各低次スクランブル回路ＳＣＩ〜ＳＣ６は一斉に初期
値Ｋｌｌ〜に１６（キー）からのスクランブル信号を出
力して各低次エンコーダＥＮＩ〜ＥＮ６の音声信号にス
クランブルを施す。

従って、各チャンネルの音声信号のスクランブルを解除
するためには各チャンネル毎異なるスクランブル解除信
号（キー）が必要となる。キーＫ１１〜Ｋｉ６は、パケ
ット情報発生器１４から出力されている。

各低次エンコーダＥＮＩ〜ＥＮ６てスクランブルされた
スクランブル音声信号は、多重化処理を行うマルチプレ
クサ１２に供給される。このマルチプレクサ１２は、入
力データの選択読出しを行い、例えば第２図（Ｂ）に示
したようなフォーマットでデータを出力する。

マルチプレクサ１２の出力は、高次多重信号であり、ス
イッチ１３の一方の入力端子１３ａに供給される。この
スイッチ１３の他方の入力端子１．３ｂには、パケット
情報発生器１４からのパケット情報か供給される。パケ
ット情報としては、チャンネル識別信号と、番組のジャ
ンル情報、番組時間情報、キー等がある。このパケット
情報は、第２図（Ｂ）の高次制御情報エリアに同期した
タイミングでスイッチ１３が入力端子１３ｂ側に制御さ
れることにより多重される。このとき、バット同期信号
も付加される。受信側では、パケット同期信号を検出す
ると、パケット情報の抽出を行うように構成されている
（受信側については第１図（Ｂ）にて説明する）。パケ
ット同期信号は、例えば高次制御信号のエリアの特定の
ビット位置に挿入される。

スイッチ１３から出力された多重信号は、制御ビット付
加回路１５に入力される。この制御ビット付加回路１５
は、受信側で抽出されたパケット情報を処理したあとの
データ処理タイミングを得るためのタイミング信号（以
下この信号を解除タイミング作成信号という）を多重す
る回路である。

タイミング信号を多重する位置は、第２図（Ａ）に示し
た右下がり斜線に対応したビット、つまり第２図（Ｂ）
の空と記した部分が利用される。このタイミング信号は
、受信側において、主としてスクランブル音声信号に対
してスクランブル解除信号（キー）（パケット情報を処
理することにより得られる）を作用させるとき、つまり
初期値設定タイミングを得るために利用される。

制御ビット付加回路１５から出力された多重信号は、伝
送スクランブル回路１６に入力される。

伝送スクランブル回路１６は、同じ０“または１“のデ
ータが長く続くことを防ぐもので、デジタル信号の直流
分及び低い周波数を低減する回路であり、スペクトル拡
散回路ともいわれる。

伝送スクランブル回路１６から出力された高次多重信号
は、同期付加回路１７に入力される。同期付加回路］７
は、高次多重信号に対して特定Ｘターンの伝送用のフレ
ーム同期信号（第２図（Ｃ）参照）を付加する回路であ
り、マスター制御回路１１から同期信号が供給されてい
る。この伝送同期信号に同期して受信側では受信側の制
御回路が動作する。同期付加回路１７から出力された高
次多重信号は、出力端子１８を介して伝送経路へ送出さ
れる。

第１図（Ｂ）は、受信機側の構成を示している。

入力端子２１に導入された高次多重信号は、同期分離回
路２２に入力される。同期分離回路２２では、同期付加
回路１７で付加されたフレーム同期信号を分離抽出して
例えばフライホイール保護を施して安定化させフレマス
ター制御回路２３に入力する。フレーム同期信号は、特
定のノ（ターンで伝送されてくる。マスター制御回路２
３は、フレーム同期信号に同期して、各回路のタイミン
グノくルスを発生する。

同期分離回路２２を通過した高次多重信号は、伝送デイ
スクランブル回路２４に入力される。伝送デイスクラン
ブル回路２４は、送信側の伝送スクランブル回路１６に
対応した逆変換を行う回路である。伝送デイスクランブ
ル回路２４から出力された高次多重信号は、チャンネル
分離回路２５に供給されるとともに、マスター制御回路
２３、パケット分離回路２６に供給される。

マスター制御回路２３では、高次多重信号（第２図（Ｂ
））に多重されている解除タイミング作成信号を抽出す
る。

また、パケット分離回路２６は、マスター制御回路２３
から得られるパケット取り込み信号（送信側のスイッチ
１３の制御タイミングに対応する）に基づいてパケット
情報を取り込む。パケット情報には、同期信号が付加さ
れており、チャンネル識別信号と、番組のジャンル情報
、番組時間情報、キー等がある。従って、パケット分離
回路２６は、パケット情報を取り出すことができ、これ
をスクランブル解除信号発生器２７に供給することがで
きる。

一方、チャンネル分離回路２５は、マスター制御回路２
３からの分離信号（送信側でマルチプレクサ１２を制御
した信号に対応する）に基づいて、各チャンネル毎の多
重信号を分離する。すなわち、多重信号は、第２図（Ｂ
）のフォーマットから第２図（Ａ）のフォーマットに低
次多重信号毎に分離されることになる。この段階で、高
次多重信号は低次多重信号となる。チャンネル分離回路
２５で分離された各チャンネルの低次多重信号は、セレ
クタ２８に入力される。

セレクタ２８は、ユーザが制御する外部入力部２９から
の選択信号に基づいて、希望のチャンネルである低次多
重信号を１つあるいは複数チャンネルを選択する。図示
の例は、ユーザが２チヤンネルを契約している場合を示
している。

セレクタ２８で選択された低次多重信号は、それぞれ低
次デコーダ３１と３２に供給される。

ここで低次の音声信号部分にはスクランブルが施されて
いるので、スクランブルを解除するための解除信号を与
える必要がる。この解除信号は、スクランブル解除信号
発生器２７から与えられるもので、以下、スクランブル
解除信号を得るための初期値の処理方法と、その初期値
をデイスクランブル回路に与えるタイミングのとり方に
ついて説明する。

デイスクランブル回路の最も基本構成は、Ｍ系列の乱数
を乱数発生器で発生してイクスクルーシブオア回路の一
方に供給し、このイクスクルーシブオア回路の他方には
受信したスクランブル信号が供給される構成になってい
る。ここで乱数発生器は、与えられる初期値（キー）に
より乱数発生モードが異なる。従って、スクランブルの
施された信号が到来した場合、これを受信側で解除する
ためには、送信側と同じ乱数発生モードを同期して発生
させる必要がある。このためには、受信側の乱数発生器
に対して、送信側の乱数発生器に与えられた初期値と同
じ初期値（キー）を、送信側に同期させて与える必要が
ある。

まず、乱数発生器に与える初期値（キー）は、パケット
情報の一部として伝送されている。この初期値を利用し
てスクランブル解除信号を発生させるか否かは次のよう
に決定される。

まず外部入力部２９には、例えばＩＣカードを挿入でき
るようになっている。ＩＣカードは、ユーザが番組の契
約を行ったときに例えば放送センターから郵送されてく
る。ＩＣカードには、ユーザが契約したチャンネル識別
信号と、番組のジャンル情報、番組時間情報等（契約テ
ーブル）が記録されており、パケット情報に対応する。

従って、スクランブル解除信号発生器２７は、パケット
分離回路２６で分離されたパケット情報と、ＩＣカード
の内容が一致すると、その一致したチャンネルに対応し
た初期値（キー）を準備し、その出力タイミングを待つ
待機状態となる。

ここで、契約者が２チヤンネルを契約しておれば、初期
値（キー）は２つ用意され待機状態とされる。これは、
パケット情報に含まれる２つのチャンネルの各情報に対
応した情報が、契約者のＩＣカードにも記憶されてるか
らである。

次に、待機状態となった初期値（キー）を用いて、解除
用信号を得るには、送信側のスタートタイミング信号Ｔ
１に同期させて乱数発生器に対応する初期値（キー）を
与える必要がある。受信側のスタートタイミング信号Ｔ
ＩＯを得るのは、受信側マスター制御回路２３である。

第３図は、受信側マスター制御回路２３及びパケット分
離回路２６で処理されるタイミング信号の次系列を示し
ている。

同図（Ａ）は、スーパーフレームを示すタイミング信号
ｔ１てあり、信号は、送信側の制御ビット付加回路１５
で付加されるもので、高次制御信号エリア（第２図（Ａ
）参照）の特定ビット位置に付加される。このタイミン
グ信号ｔ１も同期信号と同様にフライホイール保護が施
されて安定化されるがビット間隔は例えば３６＋ａｓで
ある。

同図（Ｂ）は、解除タイミング作成信号ｔ２であり、１
８フレームに連続して挿入されてくる。

この挿入位置は、タイミング信号ｔ１のビット間の後半
部であり、タイミング信号ｔ２の第１８番［］のビピッ
とタイミング信号ｔｉのビットとが同じフレームに付加
されている。

受信側マスター制御回路２３は、上記のような条件、即
ち、タイミング信号ｔｌ　　（時点ＸＩ）のインターバ
ルの後半の１８ｍ５のフレームに、タイミング信号ｔ２
か例えば１０個以上計数されたときにスタートタイミン
グ信号Ｔ１０（同図（Ｄ））を出力するように構成され
ている。即ち、伝送エラーに対して強力な多数決保護で
判定している。

このスタートタイミング信号ＴＩＯは、スクランブル解
除信号発生器２７に供給される。スクランブル解除信号
発生器２７は、スタートタイミング信号ＴＩＯが入力し
たときに、これまで待機させておいた初期値メキー）を
対応する乱数発生器に与える。これにより、スクランブ
ル解除信号発生器２７からは、各低次デコーダ３１．３
２に対して適切なスクランブル解除信号が供給される。

同図（Ｃ）は、パケット同期信号であり、パケット分離
回路２６はこの同期信号を検出すると、パケット情報の
取り込みを行う。

上記の実施例では、スーパーフレームのタイミング信号
ｔ１と、解除タイミング作成信号ｔ２とが独立したライ
ンで受けられるようにして説明した。しかし、例えば第
１図（Ａ）の各低次エンコーダの送信設備が、屋内とは
離れた場所に設置されるような場合かある。このような
場合は、第４図に示すように、各低次送信局の低次スク
ランブル回路に対して、スーパーフレームタイミング信
号ｔ１と、解除タイミング作成信号ｔ２とをミックスさ
れた形として用いてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、高次側の情報伝
送エリアを有効に活用し、複数の音声チャンネルを受信
する場合であっても、端末側のスクランブル解除手段を
最小数で済ませることができる。また、各チャンネルの
共通番組であれば、高次側にそのチャンネルのキーを重
畳すれば、各チャンネルの低次側に解除のためのキーを
重畳する必要もなく、低次側の制御情報処理負担が軽減
される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であり、同図（Ａ）は送信
側のブロック図、同図（Ｂ）は受信側のブロック図、第
２図はこの発明で使用される信号フォーマットの例を示
す説明図、第３図はこの発明の装置の動作を説明するた
めに示したタイミング図、第４図はこの発明に適用され
るタイミング信号の他の例を示す図である。 ＥＮＩ〜ＥＮ６・・・低次エンコーダ、ＳＣＩ〜ＳＣ６
・・・低次スクランブル回路、１１・・・マスター制御
回路、１２・・・マルチプレクサ、１３・・・スイッチ
、１４・・・パケット情報発生器、１５・・・制御ビッ
ト付加回路、１６・・・伝送スクランブル回路、１７・
・・同期付加回路、２２・・・同期分離回路、２３・・
・マスター制御回路、２４・・・伝送デイスクランブル
回路、２５・・・チャンネル分離回路、２６・・・パケ
ット分離回路、２７・・・スクランブル解除信号発生器
、 ２８・・・セレクタ、 ９・・・外部入力部、 １、 ２・・・低次デコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 送信側において、 複数のチャンネルのデジタル音声信号に対して短時間で
   変化するキーに基づくスクランブル用データでスクラン
   ブルを施し、スクランブル音声信号をマルチプレクサに
   より時分割多重して伝送する手段と、 上記時分割多重された信号に、上記各スクランブル音声
   信号のスクランブルを解除するためのそれぞれの前記ス
   クランブル用データのキーを送信側に知らせるため、前
   記キーを含むパケットデータを付加する手段と、 パケットデータが付加された時分割多重信号に対して、
   さらに前記パケットデータの処理タイミングを受信側に
   知らせるために制御ビットを付加する手段と、 前記制御ビット及びパケットデータが付加された多重信
   号に対して伝送用の同期符号を付加する手段とを有し、 受信側において、 前記制御ビット、パケットデータ及び同期符号が付加さ
   れた復調多重信号を取り込み、同期符号を抽出して前記
   制御ビットを再生するタイミング発生手段と、 前記パケットデータを分離して、各スクランブル音声信
   号のキー情報をそれぞれ再生する手段と、前記複数のキ
   ー情報のうち所定領域が受信側の契約情報で許可されて
   いるキーを検出し、かつ前記制御ビットによるタイミン
   グが得られたときに、検出されたキーに対応するスクラ
   ンブル音声信号へ、スクランブル解除信号の作用を開始
   させる手段とを有することを特徴とする有料デジタル音
   声放送方式。