JPH0530114B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は放送システムにおけるスクランブルを
解除するための解読鍵の伝送方式に関する。

［従来の技術］ 衛星放送等の有料放送システムでは視聴契約の
加入者のみに番組が提供されるように、放送局に
おいて番組信号にスクランブルをかけて送信を行
う。一方、加入者の側ではスクランブル鍵を用い
てスクランブルを解除し番組信号を取り出す。こ
れにより加入者のみの番組視聴を可能にし、不正
視聴を防止する。スクランブルされた番組信号を
デスクランプルするためのスクランブル鍵は一般
に番組信号と同じ伝送路で例えば毎秒ごとに伝送
されるが、このような場合、スクランブル鍵の不
正解読を防ぎ不正視聴を確実に防止するために、
毎秒送られるスクランブル鍵を短時間（例えば１
秒）で変更する。

［発明が解決しようとする問題点］ スクランブル鍵を短時間で変更して送る方式で
は、受信側でスクランブル鍵が送られてくる度に
取り出してスクランブルを解除しなければならな
い。このような場合、例えば、FMを利用する衛
星放送において、降雨又はアンテナの向きが狂う
等の理由によりＣ／Ｎ（carrierとnoiseとの比）
が低下すると、映像、音声、制御信号にノイズが
多数入り、スクランブル鍵を正確に取り出すこと
ができなくなる。この結果受信側においてスクラ
ンブルの解除が不可能になる。特に、スクランブ
ル鍵を10秒に１回変更するシステムにおいては、
スクランブル鍵の受信を１回誤まると１秒の間ス
クランブルを解除することができないという不具
合が生じる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る解読鍵の伝送方式は、送信側で番
組等の情報を分割し、分割したものの順序を並べ
替えて受信側へ伝送し、受信側で情報と同一伝送
路で伝送されてくる解読鍵を用いて元の順序に並
べ直し情報を再現する伝送方式において、前記解
読鍵を比較的に短い時間間隔で変化させかつこの
時間間隔で伝送すると共に、併せて解除鍵を時刻
情報と関連させて複数個ずつ間欠的又は連続的に
伝送するようにしている。

［作用］ 受信側では伝送路のＣ／Ｎの状態を検出し、
Ｃ／Ｎの状態に対応してスクランブル解除するた
めに使用する鍵を決定する。解読鍵を時刻情報に
対応させて複数個まとめて伝送するようにしたか
ら、所定時間内で一度でも正しく解読限を受信で
きれば、Ｃ／Ｎが低下した場合でも先に受信した
鍵を使用することによつてスクランブル解除を行
うことが可能となる。

［実施例］ 以下に本発明の好適実施例を添付図面に従つて
説明する。

第１図は本発明に係る放送システムをブロツク
図で示したもので、第１図中左側のＡは送信側の
回路構成であり、右側のＢは多数の受信側の１つ
を示す回路構成である。この実施例では一例とし
て送信側Ａと受信側Ｂとを結ぶ伝送路１０として
衛星放送電波を利用している。従つてこの放送シ
ステムは衛星を利用した有料放送システムであ
り、不正視聴を防止する目的で映像信号と音声信
号の両方にスクランブルがかけられている。以下
の説明では説明の便宜上映像のスクランブルにつ
いてのみ説明する。また伝送路１０におけるＣ／
Ｎ（carrierとnoiseとの比）の劣化は１回につき
30秒以内と仮定する。

第１図に示された回路の構成を説明する。

送信側Ａにおいて、１は送信側の同期盤、２は
信号源としてのカメラ（VTRやデイスクでもよ
い）、３はカメラ２の映像出力にスクランブルを
かけるスクランブラー、４はスクランブルをかけ
るための乱数の基準となる鍵Ksを発生させるKs
発生回路であり、同期盤１で同期をとつている。
鍵Ksはスクランブルを解除するための解読鍵で
ある。５は同期盤１に同期しているタイマ、６は
第２図のＡ，Ｂに示す信号形式で鍵Ksやその他
の情報を送出するための信号形成回路、７は第２
図Ａ又はＢの形式の信号をテレビ信号中のVBI
（垂直帰線期間）の１水平走査期間に重畳する重
畳回路である。タイマ５はKs発生回路４と信号
形成回路６との同期をとつている。８はRF変調
器であり、このRF変調器８の出力が衛星を介し、
日本全国に散在する多数の受信局の各受信アンテ
ナ（図示せず）へ伝送される。

受信側Ｂにおいて、受信アンテナから図示しな
いLNB（Low Noise Block down convertor）
を経てチユーナ１１へRF変調器８の出力が供給
される。チユーナ１１では、受信した信号を選択
し、中間周波（例えば約400MHz）に変換し、検
波回路１２でFM検波する。また検波回路１２は
AGC電圧も発生し、これをチユーナ１１へ帰還
している。チユーナ１１と検波回路１２は通常の
BSチユーナの回路と同一である。１３は検波回
路１２の出力信号を２フイールド分ストアするフ
イールドメモリであり、２つの１フイールドメモ
リから成る。１４は出力バツフア、１５はフイー
ルドメモリ１３の書込みと読出しを制御するＲ／
Ｗ制御器である。１６は検波回路１２から出力さ
れるテレビ信号から同期信号を分離する同期分離
回路、１７は上記テレビ信号からVBI中の各種信
号を取り出すための信号抜取回路であり、この回
路は送信側Ａから送られてくる第２図Ａ，Ｂに示
される信号を抜き取り、サンプリングしてデイジ
タル信号に変換する。１８は文字放送で使用され
ているものと同一ないわゆるBEST方式と呼ばれ
る誤り訂正回路である。謝り訂正回路１８の出力
信号は、誤りカウンタ２３、時刻コード抜取回路
１９、暗号・課金処理回路３１に供給される。暗
号・課金処理回路３１で得られた情報はKsメモ
リＡ２０とKsメモリＢ２１に供給され、これら
のメモリのそれぞれに記憶される。２２は時刻コ
ード照合回路であり、この回路には時刻コード抜
取回路１９とKsメモリＡ２０の各出力が入力さ
れる。また３２はＣ／Ｎ判定回路で、検波回路１
２から出力されるAGC電圧によつてＣ／Ｎの状
態を判定する。受信側Ｂはその他に、NORゲー
ト２４、インバータ２５、ANDゲート２６，２
７、ORゲート２８を含む。NORゲート２４は
Ｃ／Ｎ判定回路３２と誤りカウンタ２３の各出力
を入力し、その出力をインバータ２５とANDゲ
ート２７へ与える。インバータ２５はその出力を
KsメモリＡ２０と時刻コード照合回路２２と
ANDゲート２６に与える。ANDゲート２６の残
りの入力には時刻コード照合回路２２の出力が入
力され、またANDゲート２７の残りの入力には
KsメモリＢ２１の出力が入力される。ANDゲー
ト２６，２７の各出力はORゲート２８に与えら
れる。２９は乱数発生回路、３０はライン番号へ
の変換回路であり、ORゲート２８の出力を受け
て乱数発生回路２９が乱数を発生し、ライン番号
への変換回路３０を経て前述のＲ／Ｗ制御器１５
に対して制御用信号を与える。

次に第１図に示された回路の作用について説明
する。

送信側Ａでの映像信号にスクランブルをかける
動作は映像スクランブラ３において行われる。映
像スクランブラ３において、カメラ２から出力さ
れた映像信号はKs発生回路４から与えられる鍵
Ksによつてスクランブルをかけられる。スクラ
ンブルをかけるために使用された鍵Ks及びその
他の信号は、信号形成回路６を経て信号重畳回路
７に与えられ、この信号重畳回路７で、映像スク
ランブラ３から供給されるスクランブルをかけら
れた映像信号のVBIの１水平走査期間の中に重畳
され、その後RF変調器８を経て受信側へ送出さ
れる。

次に受信側Ｂにおけるデスクランブル動作を簡
単に述べる。KsメモリＢ２１において得られる
24ビツトの鍵Ksを用いて乱数発生回路２９でPN
系列（2²⁴−１）を発生させ、このPN値を用いて
変換回路２９で予め決めた手順（例えば、８ビツ
トの数をROMで変換する）に従つてライン番号
（水平走査線の番号）に変換し、この番号を用い
て、フイールドメモリ１３の中から正しい順序で
信号を読み出し、出力バツフア１４を介しCRT
等のデイスプレイに元の画面を表示する。かかる
動作は、テレビ画面を送信側でスクランブルし、
その後受信側でデスクランブルする一例であり、
特にラインパーミユテーシヨンと呼ばれている。
この場合、送信側Ａの映像スクランブラ３で使用
される乱数、それに基づくライン番号、及びその
順序は、受信側の乱数発生回路２９と変換回路３
０で行われる作用と互いに逆（相補関係）になつ
ている。

前記回路の作用を更に詳しく説明する。スクラ
ンブルシステムでは鍵Ks以外にも各種情報を送
受する必要がある。現在放送されている日本の衛
星放送の場合、PCM音声の他にデータも送れる。
この実施例では、一般的に適用できる方式として
VBIの1Hを用いる例を考える。毎フイールド1H
を使い、1H中ヘツダーを除く184ビツトを制御情
報その他に使うものとする。鍵Ksを10秒毎に変
更すれば、鍵Ksは10秒に１回送出すればよい。
この間のフイールド数は60×10＝600フイールド
であり、残りの599Hを利用して鍵Ks以外の情報
を送ることができる。また毎秒10回余分にKsを
送るものとすれば10秒間に10×10H、すなわち
100Hを使うことになる。従つて、この場合には
600H中101Hを鍵Ksの伝送に使う。以下におい
てはこの条件に基づいて説明する。残りの600−
101＝499Hの各1H当り144ビツトを各種制御や端
末アクセス等についての制御情報に割当てること
ができる。

第２図はVBIの1Hに含まれる２種類のデータ
パケツトを示す。Ａは鍵Ksの情報を送るデータ
パケツトであり、Ｂは鍵Ks以外の制御情報を送
るデータパケツトである。データパケツトＡでは
鍵Ksは24ビツトであり、鍵Ksを例えば６個（ｎ
＝６）まとめて送るようにしている。またデータ
パケツトＡ，Ｂにはそれぞれ６ビツトのヘツダー
と40ビツトの時刻コード等の情報が含まれてい
る。ヘツダーの内容については第３図に示され
る。

検波回路１２で出力されるスクランブルされた
映像信号はフイールド毎にフイールドメモリ１３
内の第１及び第２の１フイールドメモリにフイー
ルドの順序に従つて交替させて記憶される。Ｒ／
Ｗ制御器１５がフイールドメモリ１３における書
込みと読出しを制御することにより受信側のデス
クランブルが行われる。すなわち、Ｒ／Ｗ制御器
１５は、第ｎフイールドのスクランブルされた映
像信号を検波回路１２からそのままフイールドメ
モリ１３の中の第１の１フイールドメモリに書き
込み、この間、第２の１フイールドメモリに書き
込まれている第ｎ−１フイールドの映像信号を、
変換回路３０の指示に従い、CRT等の表示装置
上で正常な映像が見えるような順序で走査線単位
に読み出す。また、第ｎ＋１フイールドの映像信
号では、第２の１フイールドメモリへ検波回路１
２の出力する映像信号をそのまま書き込み、この
間第１フイールドメモリから第ｎフイールドの映
像信号を、変換回路３０の指示に従い、CRT等
の表示装置上で正常な画が見えるような順序で走
査線単位に読み出す。これをフイールド毎に繰返
すことによりデスクランブル動作が継続される。

誤り訂正回路１８における誤り訂正は、第２図
Ａ，Ｂの190ビツトの部分に対して行われる。こ
の190ビツト中の、144ビツトは暗号化されてい
る。暗号化部分は暗号・課金処理回路３１の暗号
処理部で復号され、時刻コードと一緒にKsメモ
リＡ２０又はKsメモリＢ２１に記憶される。Ks
メモリＢ２１には現在フイールドメモリ１３から
読み出すための鍵Ksが記憶され、KsメモリＡ２
０には将来のフイールドメモリ１３からの読み出
しに使う鍵Ksが複数個時刻コードと共に記憶さ
れている。

ここでＣ／Ｎが低下して誤りが増加した場合を
考える。Ｃ／Ｎが低下すると、検波回路１２の
AGC電圧が上昇（又は下降）する。Ｃ／Ｎがあ
る値以下になると、Ｃ／Ｎ判定回路３２の出力が
高レベルになる。Ｃ／Ｎ判定回路３２の出力が高
レベルとなると、ORゲート２４の出力が低レベ
ルとなり、ANDゲート２７は遮断され、またイ
ンバータ２５の出力が高レベルとなつてANDゲ
ート２６が導通する。また誤り訂正回路１８での
誤り訂正の回数が一定値以上になると、誤りカウ
ンタ２３から高レベルが出力され、ORゲート２
４の出力が低レベルとなり、ANDゲート２６が
導通し、ANDゲート２７が遮断される。時刻コ
ード抜取回路１９では、第２図Ｂの形式の制御信
号以外の非暗号化部の時刻コード××分△△秒
（BCDで４×４＝16ビツト）を受信する。この時
刻コードが例えば６フイールド毎に送られている
ものとすると、約0.1秒毎に時刻コードが変化す
る。即ち、第４図に示す如く、××分10.0秒、××
分10.1秒、××分10.2秒……と0.1秒毎に××分
19.9秒まで100回にわたつて、Ks₁₀〜Ks₀₀の24×
６＝144ビツトが送信されて来るので、これを受
信しKsメモリＡに同じ内容を100回書込む。従つ
て、KsメモリＡ２０には××分△△秒という時
刻コードと共に、第２図Ａの鍵Ksが６個入つて
いる。仮に△△秒として10秒であるとすると、10
〜19秒の時刻コードが送られている間は、第４図
に示すKs₁₀〜Ks₀₀が、第２図Ａの形式で送られ
ており、Ｃ／Ｎが低下しないとき及び誤り訂正の
個数が少ないときには、KsメモリＡ２０へは第
２図Ａの信号を受信する毎にKs₁₀〜Ks₀₀の24×
６ビツトを書き込んでいる。××分15秒でＣ／Ｎ
が低下し、インバータ２５の出力が高レベルにな
つたとすると、それ以降KsメモリＡ２０の書換
えは中止される。その時の内容は第４図の通りで
ある。××分15秒の時刻までは正常受信であつた
から、KsメモリＢ２１の記憶内容は第４図の
Ks₁₀と同じである。時刻コード照合回路２２は
インバータ２５の出力が高レベルになつた後照合
を始める。しかし、Ｃ／Ｎが低下していると、第
２図Ａ，Ｂに示される時刻コードに誤りが含まれ
ていることが多いので、時刻コード照合回路２２
は内部にタイマを有し、インバータ２５の出力が
低レベルの間（Ｃ／Ｎが高い時）、時刻コード抜
取回路１９の出力でタイマを較正する。Ｃ／Ｎ低
下が１日中続くことはない。ここではＣ／Ｎ低下
の期間を30秒以下と考えているので、その間タイ
マが進み遅れすることはない。従つて、時刻コー
ドは時刻コード照合回路２２の中で分秒４桁を形
成し、そのコードと第４図の分秒のコードとを比
較する。従つて、××分20秒となると、Ksメモリ
Ａ２０の中の××分20秒のデータKs₂₀を読み出
し、これをANDゲート２６及びORゲート２８を
経て乱数発生回路２９へ伝え、乱数発生回路２９
でKs₂₀を基にして乱数を発生させ、この乱数か
ら変換回路３０でライン番号へ変換する。以上の
動作は、Ｃ／Ｎが高い時と同じである。例えば×
×分44秒にＣ／Ｎが高くなつて、Ｃ／Ｎ判定回路
３２の出力と誤り訂正カウンタ２３の出力の両方
が低レベルになると、KsメモリＢ２１の出力
（Ks₅₀）がANDゲート２７及びORゲート２８を
介して乱数発生回路２９へ××分50秒に伝えられ
る。××分44秒から××分50秒まではKsメモリＡ
２０から読み出されたKs₄₀に基づいて発生した
乱数が使われる。××分50秒には、第５図に示さ
れるKs₅₀〜Ks₄₀′が送られ、KsメモリＡ２０へ書
き込まれる。この場合、KsメモリＢ２１へ書き
込まれるKs₅０を、第２図Ｂで先に送り、次のフ
イールドでは第２図Ａで送る。必要なら、第２図
Ｂの制御信号の先頭部（時刻その他の後）に
Ks₅₀（24ビツト）を入れて、××分49 58/60秒か
ら始まるフイールドの21Hに送信し、続いて××
分49 59/60秒から始まるフイールドの21Hに第２
図Ａの形で、Ks₅₀〜Ks₄₀′を送るようにしてもよ
い。このようにすれば、連続して鍵Ksを切り換
えつつデスクランブルし続けることができる。な
お、鍵Ksを切換時刻よりも先に送る時は、時刻
コード照合回路２２で、KsメモリＢ２１の内容
についても時刻コードの照合を行い、Ksメモリ
Ｂ２１にも時刻コード付きで鍵Ksを記憶してお
けばよい。この場合も、時刻照合はＣ／Ｎ低下時
のみ停止させればよい。

以上で本発明の基本的動作の説明はできたが、
第３図と共に、第２図について説明を補足する。
前述の通り第２図Ａ，Ｂのヘツダーは６ビツト
で、例えば第３図の如くb₀〜b₅の値と、各パケツ
トの意味を対応させることができる。例えば１分
間に使う鍵Ksが６個ではなく、10分間に使う鍵
Ksを60個まとめて送ることとし、b₀〜b₅の示す
数値１〜10を用いて複数の鍵Ksを含むパケツト
（第２図Ａ）を区別し、第４図、第５図の鍵Ksの
メモリ容量を、時刻コードも含めて10倍にすれ
ば、10分以下のＣ／Ｎ低下に対し同様の考え方で
処理でき、Ｃ／Ｎ低下により鍵Ksを受信できな
くなつても10分以内であれば引続きデスクランブ
ルできる。なお、第２図Ｂの制御情報の中味は、
システムに応じて決められる。

第６図は垂直期線期間を用いて鍵Ksを送るタ
イミング例を示す。先の説明では××分45秒を考
える。B₁〜B_oは、10秒毎に送る第２図Ｂの形式
の信号の送出時点及び送出間隔を示し、B₁とB₂
間は600フイールド離れている。一方A₁，A₇，…
…は本発明に示されるように鍵Ksをまとめて送
る時点を示している。ここではB₁〜B_oと同一フ
イールドの部分のみ、A₁，……A₇……を示して
いる。拡大図に示す如く、15H目Ks₅₀を送り、
16H目にKs₅₀〜Ks₄₀′を送れば、両方を同一フイ
ールドで送ることができる。また10分単位で考え
るときは、第７図の如く、１フイールドの11Hを
用い、11H目に第２図Ｂ、12〜21Hに第２図Ａを
10種類送ればよい。

前記実施例では、ラインパーミユテーシヨンと
呼ばれるスクランブル方式で説明したが、本発明
を他のスクランブル方式に適用できるのは勿論で
ある。また、鍵を複数個（ｎ個）送る場合には、
間欠的又は連続的にこれを送ることができる。更
に本発明の基本思想は、衛星放送以外の種々の有
料放送システムに適用することが可能である。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように本発明によれば、
個別に鍵を伝送するのに併せて、有料放送システ
ムにおいて受信側で使用されるスクランブル解除
のための解読鍵を時刻情報に関連させこれと共に
所定時間分先に送つて記憶させ、通常は時々刻々
変化する鍵を使用して、デスクランブルを行い、
Ｃ／Ｎが低下したときには先に送られた鍵と時刻
を照合し適切な鍵を使用することができるため、
受信側でスクランブル解除を中断することがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、
第２図は２種類のデータパケツトを示す説明図、
第３図はヘツダーの内容を表で示した説明図、第
４図及び第５図は時刻と鍵の関係を表で示す説明
図、第６図及び第７図はデータパケツトの配置状
態を示す説明図である。 ［符号の説明］、３……映像スクランブラ、４
……Ks発生回路、７……信号重畳回路、１３…
…フイールドメモリ、１５……Ｒ／Ｗ制御器、１
９……時刻コード抜取回路、２０……Ksメモリ
Ａ、２１……KsメモリＢ、２２……時刻コード
照合回路、２９……乱数発生回路、３０……ライ
ン番号への変換回路、３１……暗号・課金処理回
路、３２……Ｃ／Ｎ判定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信側から受信側へ情報を伝送するに際し、
   送信側で前記情報を分割しかつ分割された情報の
   順序を並べ替えると共に、受信側で解読鍵を用い
   て元の順序に並べ直し前記情報を再現する伝送方
   式において、前記解読鍵を比較的に短い時間間隔
   で変化させ、前記時間間隔で１個ずつ伝送すると
   共に、併せて前記解読鍵を複数個ずつ時刻情報と
   関連させて間欠的又は連続的に伝送することを特
   徴とする解読鍵の伝送方式。 ２ 請求項１において、複数個の前記解読鍵のそ
   れぞれに時刻情報を対応させ、前記時刻情報と前
   記解読鍵とを一緒に伝送することを特徴とする解
   読鍵の伝送方式。 ３ 請求項１又は２において、受信側で信号伝送
   路のＣ／Ｎの変化を検出し、前記Ｃ／Ｎの変化に
   対応して、使用すべき鍵を、個別に伝送される鍵
   と時刻情報に対応させてまとめて伝送される鍵と
   のいずれかに切り替えることを特徴とする解読鍵
   の伝送方式。