KR100641218B1 - 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송시스템 및 방법 - Google Patents

지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 종래 지상파 DMB는 무료 공개 방송이므로 수신 제한에 대한 규정이 정립되어 있지 않아 고품질 방송을 송출하거나 수신하고자 하는 요구가 고려되지 않은 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위해 위성 DMB에서 사용되는 수신 제한 시스템 기능을 적용할 경우 고가의 전용 시스템을 복잡한 설계 변경을 통해 지상파 DMB 수신기에 적용해야 하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 방송국에서 방송 프레임에 공개키를 삽입하여 대응하는 암호화 공개키가 없는 수신기에서는 해당 방송을 수신하지 못하도록 하고, 지상파 DMB 수신 기능을 구비한 이동통신 단말기는 유료 채널을 수신하기 위해 다양한 지불 방식을 통해 수신권을 구입한 후 상기 방송에 사용된 암호화 공개키를 단문 메세지 방식으로 수신하여 이를 통해 수신제한된 방송을 수신하도록 함으로써, 복잡한 DMB 수신기능을 구비한 단말기의 설계 변경 없이도 방송국은 고품질 방송을 제공하여 새로운 수익 모델을 창출할 수 있으며 사용자는 자신이 구비한 DMB 수신기를 통해 높은 품질의 방송을 수신할 수 있는 기회를 얻게 되는 효과가 있다.

Description

지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템 및 방법{CONDITIONAL ACCESS BROADCASTING SYSTEM FOR TERRESTRIAL DIGITAL MULTIMEDIA BROADCASTING AND METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명 일 실시예의 시스템 구성 및 동작 개념을 보인 개념도.
도 2는 본 발명 일 실시예의 동작 과정을 보인 신호 전개도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10: DMB 폰 20: 무선 통신망
30: 방송국 40: 지상파 송신기
본 발명은 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 지상파 디지털 멀티미디어 방송(Degital Multimedia Broadcasting, 이하 DMB라 칭함)의 방송 프레임에 소정의 암호키를 삽입하여 송출하고, 암호화 공개키를 단문 메세지로 수신한 DMB 수신기들만 이를 이용하여 해당 방송을 수신할 수 있도록 한 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
DMB는 이동중에 멀티미디어 정보나 데이터를 개인별로 구비한 휴대용 방송 수신기를 통해 수신할 수 있도록 제안된 시스템으로서, 지상파 DMB와 위성 DMB로 분리되어 개발되었으며, 이들 중 일부는 이미 시제품이 발표되었다.
이들 중 지상파 DMB는 비교적 저렴한 비용으로 시스템을 개발할 수 있기 때문에 사업자들의 수익을 광고료등으로 충당하도록 하며 수신자는 별도의 가입 없이 해당 방송을 무료로 수신할 수 있도록 설계되었다. 그로인해 지상파 DMB에서는 수신제한(conditional access)에 대한 규정이 마련되어 있지 않다. 이는 보다 양질의 방송을 지상파 DMB로 송출할 수 있는 가능성을 무시한 것으로, 다양한 채널들 중 일부 채널을 특화하여 고가의 영상물이나 오디오, 혹은 데이터 방송을 제공하고자 하는 방송사의 요구와 이러한 고품질 방송을 원하는 수신자들의 요구를 반영하지 못한 것이다.
예를 들어, 위성방송이나 케이블 방송에서는 유료 가입자 및 유료 채널을 활성화하여 해당 가입자들만이 방송을 수신할 수 있도록 하고 있는데, 이러한 경우 전용 셋톱박스를 이용하여 수신제한 시스템(Conditional Access System:CAS)에 의해 변형된 방송을 정상적으로 복원하여 수신할 수 있다. 이러한 기능은 위성 DMB에도 적용될 예정이기 때문에 위성 DMB 수신기에는 전용 CAS 관련 기능들을 내장하고 있다.
하지만, 이러한 CAS 관련 기능을 수신기 안에 내장하는 것은 상당히 많은 메모리공간을 차지하고 전용 어플리케이션을 개발해야 하며, 보안을 위해 부팅 시스템을 재 설계해야 하는 등의 복잡한 절차가 필요하기 때문에, 표준화 되지 않은 기 능을 지원하기 위해 모든 지상파 DMB 수신기에 이러한 CAS 관련 시스템을 일괄적으로 적용하기 어렵다.
상기한 바와 같이 종래 지상파 DMB는 무료 공개 방송이므로 수신 제한에 대한 규정이 정립되어 있지 않아 고품질 방송을 송출하거나 수신하고자 하는 요구가 고려되지 않은 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위해 위성 DMB에서 사용되는 수신 제한 시스템 기능을 적용할 경우 고가의 전용 시스템을 복잡한 설계 변경을 통해 지상파 DMB 수신기에 적용해야 하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 방송국에서 방송 프레임에 암호키를 삽입하여 대응하는 암호키가 없는 수신기에서는 해당 방송을 수신하지 못하도록 하고, 지상파 DMB 수신 기능을 구비한 이동통신 단말기는 유료 채널을 수신하기 위해 다양한 지불 방식을 통해 수신권을 구입한 후 상기 방송에 사용된 암호키를 단문 메세지 방식으로 수신하여 이를 통해 수신제한된 방송을 수신하도록 하며, 상기 방송 프레임에 포함되는 암호키를 주기적으로 갱신하여 단위 유료 방송 수신 기간을 설정하도록 한 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은, 주기적으로 갱신되는 암호키를 지상파 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 데이터에 삽입하여 송출하는 방송국과; 상기 방송국이 송출한 방송을 중계하는 지상파 송신기와; 상기 방송국이 사용하는 암호 키 정보를 제공 받아 이를 요청한 사용자에게 필요한 만큼의 암호키들을 단문 메세지 방식으로 제공하는 무선 통신망과; 상기 무선 통신망에 방송 수신을 위한 암호키 제공을 요청하고 암호키 정보를 단문 메세지로 받아 해당 메세지에 포함된 암호키를 추출하여 지상파 DMB 수신기로 상기 암호키가 삽입된 방송을 수신하는 지상파 DMB 수신 기능을 구비한 이동통신 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 무선 통신망은 이동통신 단말기에 제공하는 암호키 정보를 사용자가 설정하는 기간 동안 주기적으로 반복 제공하며, 상기 이동통신 단말기는 암호키 삽입 방송을 수신하는 시간을 누산하여 상기 설정 기간 만료후 총 수신 시간 정보를 상기 무선 통신망에 제공하거나, 암호키 삽입 방송을 수신하는 매 경우마다 수신 완료후 수신 시간 정보를 상기 무선 통신망에 제공하여 과금 정보로 사용하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 방송국에서 송출하는 특정 채널의 DMB 데이터에 암호키를 삽입하여 송출하면 이를 지상파 DMB 송신기에서 DMB 수신기로 중계하는 단계와; 상기 방송국에서 사용하는 암호키들의 정보를 무선 통신망 사업자에게 제공하는 단계와; DMB 수신 기능을 구비한 이동통신 단말기 사용자가 해당 채널을 수신하기 위한 암호키 정보를 방송국이나 상기 무선 통신망 사업자에게 요청하는 단계와; 상기 무선 통신망을 통해 상기 요청된 암호키 정보가 단문 메세지 형태로 상기 이동통신 단말기에 제공되어 포함된 암호키를 통해 상기 암호키가 삽입된 방송을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따른 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명 하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 시스템 구성을 보인 것으로, 이를 통해 본 발명의 동작 개념을 알 수 있다. 도시한 바와 같이, 소정의 암호키를 지상파 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 데이터에 삽입하여 송출하는 방송국(30)과, 상기 방송국(30)이 송출한 방송을 지상파 DMB 수신기로 중계하는 지상파 송신기(40)와, 상기 방송국(30)이 사용하는 암호키 정보를 제공 받아 요청한 지상파 DMB 수신 기능을 구비한 이동통신 단말기(일명, DMB 폰)(10)에 필요한 만큼의 암호키를 단문 메세지 형태로 제공하는 무선 통신망(20)과, 상기 무선 통신망(20)에 방송 수신을 위한 암호키 제공을 요청하고 암호키 정보를 단문 메세지로 받아 해당 메세지에 포함된 암호키를 추출하여 상기 암호키가 삽입된 방송의 수신에 사용하는 지상파 DMB 수신 기능을 구비한 이동통신 단말기(10)로 이루어진다.
여기서, 상기 무선 통신망(20)은 무선 통신망 사업자가 본격적으로 상기 시스템에 개입할 경우 방송국(30)에서 제공하는 암호키들을 관리하면서 이동통신 단말기(10)의 유료 방송 수신 요청(즉, 암호키 요청)을 처리하여 요구한 수신 시간에 적합한 암호키들을 골라서 단문 메세지를 생성한 후 이를 이동통신 단말기(10)에 제공하며, 유료 방송 수신료를 과금하는 과정까지를 무선 통신망 사업자가 관리해 줄 수 있다.
하지만, 방송국(30)에서 상기 과정들을 직접 실시할 수 있으며, 단지 무선 통신망(20)은 방송국(30)과 이동통신 단말기(10) 사이의 정보 교환을 위한 물리적 인터페이스 역할만을 수행할 수 있다는 것에 주의한다. 즉, 암호키 요청에 대한 대 응과, 적합한 암호키 추출 및 단문 메세지 생성등은 전용 서버등을 이용하여 방송국 자체 서버 시스템에서 수행이 가능하다.
상기 방송국(30)에서 송출하는 지상파 DMB 데이터는 프레임 데이터를 기준으로 하는 CDM 구조를 가지기 때문에 각 프레임의 일부 영역에 암호키를 삽입하면, 수신기에서 대응하는 암호키(예를 들어 공개키)로 해당 프레임을 해석하지 못할 경우 올바른 방송 수신이 불가능해진다.
또한, 상기 송출되는 지상파 DMB 데이터가 MPEG 포멧의 영상 데이터라면 MPEG 포멧의 헤더 부분에 암호키를 삽입하여 방송 내용의 수신을 제한할 수도 있다. 이는 송출되는 지상파 DMB가 디지털 데이터 포멧을 근간으로 하기 때문에 비교적 용이하게 적용될 수 있으며, 이를 해석하기 위해서도 복잡하지 않은 공개키 암호 해석 알고리즘이 적용될 수 있다.
상기 방송국(30)은 송출하는 지상파 DMB 데이터에 삽입하는 암호키를 주기적으로 갱신하여 소정의 암호키 정보를 구비한 DMB 수신기가 무한정 방송 수신을 실시하지 못하도록 하는데, 그 주기는 하루, 오전/오후, 또는 매 시간 등이 될 수 있다. 혹은 보다 긴 주기를 이용하거나 보다 짧은 주기를 이용할 수도 있지만, 실용성을 위해서는 매 시간 보다는 길고, 하루 보다는 짧은 것이 바람직하다.
따라서, 상기 방송을 수신하기 위해 이동통신 단말기(10)가 수신해야 하는 암호키의 숫자도 가변될 수 있으며, 수신 권한 및 과금을 다양한 방식으로 설정할 수 있다.
먼저, 사용자가 일정한 수신 시간을 설정한 후 해당 시간 동안만 암호화된 방송을 수신하도록 하고, 사용자가 설정한 시간을 기준으로 과금이 실시되는 방식을 이용하는 경우, 사용자가 무선 통신망(20)을 통해 무선 통신망 사업자나 방송국(30)에 소정 시간 동안의 유료채널 수신을 요청하면, 상기 무선 통신망 사업자나 방송국(30)에서는 해당 시간을 파악하고 적절한 암호키들을 추출한 후 이를 포함하는 단문 메세지를 생성하여 상기 이동통신 단말기(10)에 전송하면서 사용자가 설정한 시간에 대한 과금을 실시한다. 만일, 암호키들의 크기가 크다면 장문 메세지를 사용할 수 있으나, 단문 메세지를 시간에 따라 주기적으로 전송하는 방식을 이용할 수도 있다.
만일, 사용자가 암호화된 방송을 수신하는 시간에 따라 과금이 실시되는 방식을 이용하는 경우, 사용자가 유료채널의 수신을 무선 통신망(20)을 통해 무선 통신망 사업자나 방송국(30)에 요청하면, 적절한 암호키들을 단문 메세지로 전송하여 해당 방송을 수신 가능하도록 하며, 사용자가 지상파 DMB 수신기를 동작시켜 해당 채널을 선택하여 수신하는 경우 그 시간만을 단말기가 따로 계산하여 그 수신 시간 정보를 무선 통신망(20)을 통해 무선 통신망 사업자나 방송국(30)에 제공하여 과금을 실시하도록 할 수 있다. 이 경우 암호키를 포함하는 단문 메세지는 주기적으로 단말기(10)에 제공될 수 있으며, 그 제공 기간을 사용자가 설정할 수도 있다.
도 2는 상기 설명한 시스템 및 동작 개념을 신호의 흐름도로 나타낸 것으로 무선 통신망(20)에서 단말기(10)의 요청에 대한 처리와 과금을 담당하고 시청 시간에 따라 과금을 실시하도록 하는 경우의 예를 보인 것이다.
먼저, 방송국(30)은 자신이 방송에 삽입할 암호키를 생성하고 이를 무선 통 신망(20)에 제공한다. 이는 다양한 경로를 통해 다양한 분량의 암호키들이 제공될 수 있으며, 본 실시예에서는 무선 통신 사업자가 다량의 암호키들을 관리할 수 있다.
이후, 단말기 사용자가 상기 무선 통신망(20)에 접속하여 유료 방송의 수신을 요청하면, 상기 무선 통신망(20)에서는 방송 시청에 필요한 암호키들을 단문 메세지에 포함시켜 상기 단말기(10)에 제공한다. 이 경우 한번의 암호키 제공이 도시되어 있으나 주기적으로 암호키가 제공될 수 있다.
상기 단문 메세지를 수신한 단말기(10)는 메세지로부터 암호키를 추출하여 저장한다.
방송국(30)에서 상기 암호키가 삽입된 방송을 송출하고, 이를 지상파 DMB 송신기(40)가 중계하는 상황은 지속적으로 이루어지는 상황이지만, 상기 경우 암호키가 갱신되는 경우를 보인 것이다.
상기 단말기(10) 사용자가 내장된 지상파 DMB 수신기를 동작시켜 상기 유료 방송 채널을 선택하면, 기 저장된 암호키를 이용하여 현재 수신되는 방송의 프레임이나 데이터 포멧의 헤더등에 삽입된 암호키를 해석하여 방송을 수신하고, 이러한 수신제한 방송 수신 시간을 카운트한다. 만일 암호키가 일치하지 않으면 사용자가 해당 방송에 대한 수신 권한을 상실한 경우가 되므로 해당 방송을 수신할 수 없다.
이후, DMB 수신이 종료되면 카운트한 방송 수신 시간을 무선 통신망(20)에 제공하여 무선 통신망 사업자가 과금을 부가하는 기준 정보로 삼도록 하며, 수신 정도를 파악하고자 하는 방송국(30)에 개별 사용자별 수신 시간 정보나 해당 채널 에 대한 전체 사용자 수신 시간 정보등을 제공한다. 이를 통해 방송국(30)은 과금을 조정할 수 있는 기준을 얻게 되며, 무선 통신 사업자(20)가 부가한 과금 총액을 알 수 있게 된다.
본 발명은 방송국에서 암호키를 방송 데이터에 삽입하여 수신을 제한한 상태로 전송하고, 이를 수신하는 DMB 수신 기능을 구비한 단말기에서 해당 방송을 수신하기 위한 암호키를 단문 메세지로 수신하여 포함된 암호키를 통해 수신제한된 방송을 수신할 수 있도록 하는 것이 핵심이며, 그 외의 부가 사항들(과금 방식, 암호키 제공 주기나 시점, 서비스 주체 등)은 다양하게 변경 가능하다.
상기한 바와 같이 본 발명 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템 및 방법은 방송국에서 방송 프레임에 공개키를 삽입하여 대응하는 암호화 공개키가 없는 수신기에서는 해당 방송을 수신하지 못하도록 하고, 지상파 DMB 수신 기능을 구비한 이동통신 단말기는 유료 채널을 수신하기 위해 다양한 지불 방식을 통해 수신권을 구입한 후 상기 방송에 사용된 암호화 공개키를 단문 메세지 방식으로 수신하여 이를 통해 수신제한된 방송을 수신하도록 함으로써, 복잡한 DMB 수신기능을 구비한 단말기의 설계 변경 없이도 방송국은 고품질 방송을 제공하여 새로운 수익 모델을 창출할 수 있으며 사용자는 자신이 구비한 DMB 수신기를 통해 높은 품질의 방송을 수신할 수 있는 기회를 얻게 되는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 주기적으로 갱신되는 암호키를 지상파 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 데이터에 삽입하여 송출하는 방송국과;
    상기 방송국이 송출한 방송을 중계하는 지상파 송신기와;
    상기 방송국이 사용하는 암호키 정보를 제공 받아 이를 요청한 사용자에게 필요한 만큼의 암호키들을 단문 메세지 방식으로 제공하는 무선 통신망과;
    상기 무선 통신망에 방송 수신을 위한 암호키 제공을 요청하고 암호키 정보를 단문 메세지로 받아 해당 메세지에 포함된 암호키를 추출하여 지상파 DMB 수신기로 상기 암호키가 삽입된 방송을 수신하는 지상파 DMB 수신 기능을 구비한 이동통신 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 방송국이 송출하는 DMB 데이터는 CDM 구조로 전송되는 프레임 구조이며, 상기 프레임 정보의 일부 영역에 암호키를 삽입하여 대응 암호키가 없는 경우 프레임 해석이 불가능하도록 한 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 방송국이 송출하는 DMB 데이터는 압축 영상 데이터이며, 상기 압축 영상 데이터의 헤더에 암호키를 삽입하여 대응 암호키가 없는 경우 헤더 해석이 불가능하도록 한 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 방송국의 암호키 갱신은 하루, 오전/오후 또는 매 시간 단위인 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 무선 통신망이 이동통신 단말기에 제공하는 암호키 정보는 사용자가 설정한 시간 동안 수신하는데 필요한 복수의 암호키들이며, 사용자가 설정한 시간을 기준으로 과금되는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 무선 통신망은 이동통신 단말기에 제공하는 암호키 정보를 사용자가 설정하는 기간 동안 주기적으로 반복 제공하며, 상기 이동통신 단말기는 암호키 삽입 방송을 수신하는 시간을 누산하여 상기 설정 기간 만료후 총 수신 시간 정보를 상기 무선 통신망에 제공하거나, 암호키 삽입 방송을 수신하는 매 경우마다 수신 완료후 수신 시간 정보를 상기 무선 통신망에 제공하여 과금 정보로 사용하도록 하는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 시스템.
  7. 방송국에서 송출하는 특정 채널의 DMB 데이터에 암호키를 삽입하여 송출하면 이를 지상파 DMB 송신기에서 DMB 수신기로 중계하는 단계와; 상기 방송국에서 사용하는 암호키들의 정보를 무선 통신망 사업자에게 제공하는 단계와; DMB 수신 기능을 구비한 이동통신 단말기 사용자가 해당 채널을 수신하기 위한 암호키 정보를 방송국이나 상기 무선 통신망 사업자에게 요청하는 단계와; 상기 무선 통신망을 통해 상기 요청된 암호키 정보가 단문 메세지 형태로 상기 이동통신 단말기에 제공되어 포함된 암호키를 통해 상기 암호키가 삽입된 방송을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 방송국에서 DMB 데이터에 압호키를 삽입하여 송출하는 단계는 주기적으로 삽입하는 암호키를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 단말기 사용자가 암호키 정보를 요청하는 단계는 사용자가 수신할 시간을 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 무선 통신망을 통해 이동통신 단말기에 요청된 암호키가 단문 메세지로 제공되는 단계는, 상기 설정한 시간 동안 수신하는데 필요한 복수의 암호키들로 단문 메세지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 방송을 수신하기 위해 사용자가 지불해야 하는 과금은 상기 단말기 사용자가 암호키 정보를 요청하는 과정에서 사용자가 설정한 시간을 기준으로 부가되는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 방법.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 암호키가 삽입된 방송을 수신하는 단계는 해당 수신 시간을 단말기가 계산하여 그 수신 시간 정보를 무선 통신망을 통해 무선 통신망 사업자나 방송국에 전달하는 단계와; 상기 수신 시간 정보를 기준으로 과금이 실시되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상파 디지털 멀티미디어 방송을 위한 수신제한 방송 방법.
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