KR20030034471A - 셀룰러 무선통신 네트워크에서 상업적 방송 서비스 방법및 장치 - Google Patents

셀룰러 무선통신 네트워크에서 상업적 방송 서비스 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셀룰러 무선통신 네트워크에서 상업적 방송 서비스를 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 기지국은, 소정 유효시간을 가지는 공용 트래픽 암호화 키를 포함하는 제어신호를, 방송 서비스를 위해 인증된 가입자 단말기들 각각에 대하여 전용으로 할당된 보안 신호 채널을 통해 전송하며, 또한 방송 시스템으로부터 제공되는 방송 데이터를 상기 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 암호화하여 공용 트래픽 방송 채널을 통해 방송한다. 또한 기지국은 공용 트래픽 암호화 키를 해당하는 유효시간에 따라 주기적으로 갱신한다. 한편 단말기는, 전용으로 할당된 보안 신호 채널을 통해 수신된 제어신호를, 상기 가입자 단말기에 할당되는 개인 신호 키를 가지고 복호화하여 소정 유효시간을 가지는 공용 트래픽 암호화 키를 구하고, 공용 트래픽 방송 채널을 통해 수신된 방송신호를 상기 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 복호화하여 방송 데이터를 구한 뒤, 상기 방송 데이터를 소정 영상처리하여 디스플레이한다. 이로써 본 발명은 무선통신 네트워크를 통해서 다양한 상업적 방송 서비스를 제공할 수 있다.

Description

셀룰러 무선통신 네트워크에서 상업적 방송 서비스 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SERVING COMMERCIAL BROADCASTING SERVICE IN CELLULAR WIRELESS TELECOMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 셀룰러 무선통신 네트워크에 관한 것으로서, 특히 상업적 방송 서비스를 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
미래의 통신환경은 유선과 무선의 영역구분이나 지역이나 국가의 구분을 초월한 만큼 급변하고 있다. 특히, IMT(International Mobile Telecommunication) -2000 등과 같은 미래 통신환경은 영상과 음성은 물론 사용자가 필요로 하는 다양한 정보를 실시간으로 그리고 종합적으로 제공하는 환경으로 구축되는 추세이다. 또한, 이동통신 시스템의 발달은 현재 셀룰러폰(cellular phone)이나 PCS(Personal Communications Services) 등에서도 단순히 음성통신만을 수행하던 차원에서 벗어나 문자 정보의 전송은 물론 단말기를 이용해 무선으로 인터넷에 접속하여 다양한 정보를 획득할 수 있는 정도까지 도달해 있다.
도 1은 통상적인 셀룰러 네트워크에서 무선통신을 위한 시스템 구성도를 보인 것이다. 이를 참조하면, 셀룰러 네트워크의 전체 서비스영역은 다수의 소형 서비스영역인 셀들(Cells)로 분할되며 각 셀의 중심에 위치하는 기지국(Base Station) 110a,110b는 할당된 셀 내의 단말기들(Mobile Stations) 120과 무선 인터페이스(Radio Interface)를 통해 음성/데이터 트래픽 및 제어신호를 교환한다. 도 2는 기지국 110과 단말기 120 사이에 형성되는 무선 채널을 보인 것으로서 기지국 110으로부터 단말기 120의 방향으로 형성되는 채널 1은 하향채널(Downlink Channel)이라 하고 단말기 120으로부터 기지국 110의 방향으로 형성되는 채널 2는 상향채널(Uplink Channel)이라 한다.
한편 동영상을 디지털 데이터로 가공하여 실시간으로 전송하고 이것을 수신하여 디스플레이하는 디지털 텔레비전 시스템은 종전에 단순히 영상(음성)만을 송출하는 차원에서 한 걸음 나아가, 디지털 정보가 가지는 이점을 극대화하기 위한 일련의 연구와 그 성과가 가시적으로 나타나고 있다. 특히, 영상신호를 디지털 데이터로 압축가공하고 이것을 보다 빠른 속도와 보다 풍부한 정보량으로 고속 고화질의 실시간 전송을 위한 연구는 그 성과가 이미 나타나고 있으며 상당한 수준에서 상용화가 이루어질 전망이다. 이러한 디지털 동영상 정보의 송출과 수신이 유선방송을 비롯하여 지상파 방송 시스템 및 유선방송 시스템으로 제공되고 있다.
따라서 종래의 이동통신 시스템과 디지털 텔레비전 시스템의 이점을 각각 극대화하고 상호 유기적 결합 내지 유기적 연계를 이루기 위한 다양한 기술들이 등장하고 있다. 현재까지의 연구결과에 따르면 미래 이동통신 시스템에서 디지털 동영상 정보를 단말기에게 제공하게 경우 패킷 데이터 서비스를 위해 제안된 부가채널(Supplemental Channel)을 통해 서비스가 제공될 것으로 예상된다. 여기서 상기 부가채널은 기지국과 단말기가 1:1로 통신하는 전용 트래픽 채널(Dedicated Traffic Channel)이다.
한편, 만일 사업자가 비-상업적 서비스 차원에서 텔레비전 방송을 사용자들에게 제공한다면 불특정 다수의 단말기들이 기지국으로부터 단말기 방향으로의 하향 트래픽 채널을 액세스할 수 있도록 하면 된다. 반면에 경제적 이익을 목적으로 하는 상업적 텔레비전 방송 서비스를 사용자들에게 제공하고자 한다면 인증된 단말기들만이 방송 서비스를 제공받아야 하며 인증되지 않은 단말기들은 방송을 시청할 수 없어야 한다. 그런데 현재까지 개발된 이동통신 시스템에서의 방송 서비스 기술에 따르면 방송 트래픽 채널은 모든 단말기에 의하여 액세스될 수 있었으며 이에 따라 불법적인 사용자에 의한 방송채널의 도용을 방지하기 위한 방안을 가지고 있지 않았다는 문제점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은 셀룰러 무선통신 네트워크에서 상업적 방송 서비스를 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 암호화된 트래픽 방송 채널을 통해 상업적 방송 서비스를 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상업적 방송 서비스를 위해 트래픽 방송 채널의 암호화키를 주기적으로 갱신하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예는, 셀룰러 무선통신 네트워크의 기지국에서 무선 채널을 통해 상업적 방송 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
소정 유효시간을 가지는 공용 트래픽 암호화 키를 포함하는 제어신호를, 방송 서비스를 위해 인증된 가입자 단말기들 각각에 대하여 전용으로 할당된 보안 신호 채널을 통해 전송하는 과정과,
방송 시스템으로부터 제공되는 방송 데이터를 상기 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 암호화하여 공용 트래픽 방송 채널을 통해 방송하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는, 셀룰러 무선통신 네트워크의 가입자 단말기에서 무선 채널을 통해 상업적 방송 서비스를 제공받는 방법에 있어서,
전용으로 할당된 보안 신호 채널을 통해 수신된 제어신호를, 상기 가입자 단말기에 할당되는 개인 신호 키를 가지고 복호화하여 소정 유효시간을 가지는 공용 트래픽 암호화 키를 구하는 과정과,
공용 트래픽 방송 채널을 통해 수신된 방송신호를 상기 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 복호화하여 방송 데이터를 구하는 과정과,
상기 방송 데이터를 소정 영상처리하여 디스플레이하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예는, 셀룰러 무선통신 네트워크에서 무선 채널을 통해 가입자 단말기에게 상업적 방송 서비스를 제공하는 장치에 있어서,
영상자원으로부터 제공되는 영상을 무선통신 네트워크에 적합하도록 포맷팅하는 방송 시스템과,
소정 유효시간을 가지는 공용 트래픽 암호화 키를 포함하는 제어신호를, 방송 서비스를 위해 인증된 가입자 단말기들 각각에 대하여 전용으로 할당된 보안 신호 채널을 통해 전송하고, 상기 방송 시스템으로부터 제공되는 방송 데이터를 상기 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 암호화하여 공용 트래픽 방송 채널을 통해 방송하는 기지국과,
전용으로 할당된 상기 보안 신호 채널을 통해 수신된 상기 제어신호로부터 상기 공용 트래픽 암호화 키를 구하고, 상기 공용 트래픽 방송 채널을 통해 수신된 방송신호를 상기 구해진 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 복호화하여 방송 데이터를 구하고, 상기 구해진 방송 데이터를 소정 영상처리하여 디스플레이하는 가입자 단말기를 포함한다.
도 1은 통상적인 셀룰러 네트워크에서 무선통신을 위한 시스템 구성도.
도 2는 기지국과 단말기 사이에 형성되는 무선 채널을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 셀룰러 무선통신 네트워크에서 방송서비스를 제공하기 위한 전체 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 방송채널을 수신하기 위한 단말기의 구성도.
도 5는 기지국에서 하향 트래픽 채널을 통해 임의의 단말기들에게 방송되는 비-상업적 트래픽 방송을 나타낸 도면.
도 6은 기지국에서 보안된 하향 트래픽 채널을 통해 인증된 단말기들에게 방송되는 상업적 트래픽 방송을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 적용되는 기지국과 단말기 간의 암호화를 위한 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 상업적 트래픽 방송의 암호화를 위한 구성도.
도 9는 본 발명에 의하여 매 주기마다 다른 키를 가지고 암호화되는 방송 트래픽의 전송을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 공용 트래픽 방송 채널과 보안 신호 채널의 암호화를 위한 구성도.
도 11은 본 발명에 따른 공용 트래픽 방송 채널과 보안 신호 채널 구성의 일 예를 나타낸 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 설명되는 본 발명은 인증된 가입자 단말기들만이 알고 있는 암호화 키를 가지고 방송 트래픽(Broadcasting Traffic)과 제어신호(Signaling)를 암호화하여 전송하는 것을 특징으로 한다. 여기서 방송 트래픽을 운반하는 단방향 하향채널을 공용 트래픽 방송 채널(Common Traffic Broadcasting Channel: CTBCH)라 하고 제어신호를 운반하는 양방향 채널을 보안 신호 채널(Secure Signaling Channel: SSCH)이라 칭한다. 상기 공용 트래픽 방송 채널은 모든 인증된 가입자들에게 방송 트래픽 데이터를 전송하며, 상기 보안 신호 채널은 특정 인증된 가입자의 신호제어를 위해 전용으로 할당(Dedicated)되는 채널로서 호출/채널연결/프로토콜협약/정보전달/채널해제 등의 용도로 이용된다.
도 3은 본 발명에 따른 셀룰러 무선통신 네트워크에서 방송서비스를 제공하기 위한 전체 시스템의 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 상기 도 2를 참조하면, 방송 서비스 시스템은 텔레비전 방송 시스템 140과 교환국(Switching Station) 130)과 기지국 110과 가입자 단말기 120으로 구성된다.
여기서 텔레비전 방송 시스템(Television Broadcasting System) 140은 음성, 멀티미디어 등의 데이터 스트림을 위성망이나 지상파 방송망 또는 유선망(Cable)을 통해서 텔레비전 단말기(도시하지 않음)로 영상 및 음성신호를 송출하는 영상자원 144와 이를 무선통신 네트워크에 적합한 영상규격(예 : MPEG4)으로 변환하는 포맷 변화기 142를 포함한다.
상기 영상자원 144는 동영상 및 음성 자원으로 아날로그 텔레비전 방송 시스템일 수도 있고 디지털 텔레비전 방송 시스템일수도 있으며 또 다른 동영상 자원일 수도 있다. 현재, 아날로그 방송분야는 NTSC, PAL, SECAM 등의 방식이 있고, 디지털 방송분야는 미국의 ATSC(Advance Television System Committee) 방식, 유럽의 DVB(Digital Video Broadcasting) 방식, 일본의 디지털 방식이 있을 수 있다. 여기서, 상기 ATSC은 MPEG2(영상압축), 돌비AC3(음성압축), 8VSB(전송표준)을 채택하고 있고, 유럽의 DVB방식은 MPEG2(영상압축), OFDM(전송방식)을 채택하고 있다. 대한민국의 경우 지상파 방송은 ATSC방식을 사용하고 있고, 위성방송은 DVB방식을 사용하고 있다. 이와 같이, 상기 영상자원 144는 영상 및 음성신호를 송수신에 관련된 적절한 전송규약에 따라 압축 디지털 데이터(비트 스트림)의 형태로 제공한다. 상기 전송규약을 만족하는 포맷의 디지털 방송정보는 영상 및 음성 데이터는 물론, EPG(Electronic Program Guide) 데이터를 포함하여 다양한 부가정보들을 포함하고 있다.
상기 영상자원 144가 디지털 텔레비전 방송 시스템이면 여기서 제공되는 영상은 예를 들어 MPEG2 규격의 압축 부호화된 자원이므로, 상기 포맷 변화기는 영상자원 144로부터의 영상을 무선통신 네트워크에 적합한 영상규격(예를 들어 MPEG4)으로 변환한다. 다른 예로서 상기 영상자원 144가 아날로그 텔레비전 방송 시스템이라면 상기 포맷 변환기 142는 영상자원 144로부터의 제공되는 영상을 디지털신호로 변환하고 또 무선통신 네트워크에 적합한 소정의 포맷으로 변환한다. 이러한 포맷 변환기 142는 도 3에 도시한 것처럼 텔레비전 방송 시스템 140에 포함되거나,상기 교환국 130에 포함되거나, 혹은 별도의 시스템으로 구축할 수 있다.
상기 포맷 변환기 142는 상기 영상자원 144로부터의 MPEG2 영상을 MGEG4이나, H.263이나 H.26X 포맷으로 변환한다. 이것은 무선통신 네트워크의 특성에 적합한 것을 선택하여 실시하면 되므로 상기한 포맷들에 한정되지 않는다. 상기 포맷 변환기 142는 이와 같이 영상 및 음성 데이터의 트랜스코딩을 담당하고, 또한 디지털 텔레비전 정보 중에서 프로그램 가이드 정보(EPG)와 기타 부가정보들도 함께 포맷팅하여 이동통신망에 적합한 신호와 규격을 따르도록 변환하게 된다.
이와 같이 변환된 디지털 영상 및 음성 데이터와 정보들은 무선통신 네트워크로 전송하기 위하여 교환국 130에 PSTN(Public Switched Telephone Network), PSDN(Public Switched Data Network), ISDN(Integrated Switched Data Network) 등을 통해서 제공되고, 상기 교환국 130은 상기 디지털 영상 및 음성정보들을 기지국110을 경유하여 가입자 단말기 120으로 송출하게 된다. 여기서, 상기 교환국 130은 상기 기지국 110의 상위 시스템들(Mobile Switching Center, Home Location Register 등)이 된다. 상기 기지국 110은 기지국 제어기(Base Station Controller)와 기지국 송수신기(Base Transceiver Subsystem)를 포함한다.
이상과 같은 구조는 텔레비전 방송 시스템 140의 영상 및 음성신호를 이동통신망에 적합한 신호 규격으로 변환하여 가입자 단말기 120으로 제공하고 사용자는 셀룰러폰, PCS폰, IMT단말기로 텔레비전 방송을 시청할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 방송채널을 수신하기 위한 가입자 단말기 120의 구성을 도시하고 있다. 이하 본 발명에 따른 주요 구성들을 위주로 설명할것이다.
상기 도 4를 참조하면, 제어부 121은 상기 단말기 120의 전반적인 동작을 제어한다. 메모리 125는 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 불휘발성 메모리, 음성 메모리 등을 포함한다. 상기 프로그램 메모리는 디지털 전화기의 전반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램을 저장하고 있으며 플래시 메모리(flash memory)가 될 수 있다. 상기 데이터 메모리는 상기 단말기의 동작 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 기능을 수행하며 램(Random Access Memory)이 될 수 있다. 상기 불휘발성 메모리는 EEPROM(Electric Erasable Programmable Read Only Memory)이 될 수 있으며 단축 다이알링 등의 기능을 수행하기 위해 등록되는 전화번호부 및 시스템 파라미터(system parameter) 등을 저장한다. 키입력부(key pad) 126은 상기 제어부 121의 동작을 제어하기 위한 명령어 키신호 및 데이터 입력을 위한 키신호를 발생한다.
무선 처리부 122는 안테나를 통해 수신하는 TV방송채널 데이터를 싣고 있는 무선 주파수 신호를 주파수 하향 조정하며 저역 필터링하고 디지털 복조 처리하여 TV 방송채널에 해당하는 영상데이터를 출력한다. 상기 영상데이터는 예를 들어 앞서 설명한 바와 같이, MPEG4, H.26L, H.262, H26X의 포맷을 가지는 데이터이다.
영상처리부 123은 영상 디코더의 기능을 수행하여 상기 영상데이터를 복호하여 텔레비전 영상신호는 소정 처리를 통해 모니터에 디스플레이하고, 음성데이터는 음성처리부 124로 제공한다. 상기 음성처리부 124는 스피커 및 마이크와 연결되며, 상기 영상처리부 123으로부터의 상기 음성데이터를 아날로그 음성신호로 변환하여 소정처리를 통해 스피커로 출력한다.
상기와 같이 무선통신 네트워크로 제공되어진 텔레비전 영상 데이터는 방송용 채널을 이용해 무선으로 방송된다. 도 5는 기지국에서 하향 트래픽 채널을 통해 임의의 단말기들에게 방송되는 비-상업적 트래픽 방송을 보인 것이고, 도 6은 기지국에서 보안된 하향 트래픽 채널을 통해 인증된 단말기들에게 방송되는 상업적 트래픽 방송을 보인 것이다. 도 6에서 인증되지 않은 단말기들은 보안된 하향 트래픽 채널을 복호화할 수 없으므로 방송 트래픽을 제공받지 못한다.
이러한 상업적 방송 서비스에서 가장 중대하게 요구되는 특징은 개인 수신자들을 제어하여 특정한 순간에 방송을 시청할 수 없도록 하는 것이다. 인증된 단말기만이 언제나 올바른 복호화 키를 가지고 있도록 하여야 한다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 본 발명은 소정의 유효시간을 가지는 암호화 키를 이용한다. 여기서 유효시간은 해당 유효시간 동안의 트래픽이 해당하는 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 복호가 가능하도록 암호화되어 있음을 의미한다. 따라서 이는 복호화시 트래픽 데이터 블럭을 나누는 최소의 단위로서 이해될 수 있다.
이하 본 발명에 따라 기지국과 단말기에서 실시되어야 할 구체적인 사항들에 대해서 살펴본다.
도 7은 본 발명에 적용되는 기지국과 단말기 간의 암호화를 위한 구성을 도시한 것이다. 상기 도 7을 참조하면, 기지국 110에서 방송 트래픽, 즉 암호화되지 않은 평문 트래픽(Plain Traffic) P는 암호화부 119에서 암호화 키(Encryption Key) k를 가지고 암호화된다. 평문 P를 암호화 키 k를 가지고 암호화한 암문 트래픽(Ciphered Traffic) C는 C=Ek(P)로 표현된다. 단말기 120에서 복호화부 129는 무선 인터페이스를 통해 수신된 암문 트래픽 C를 복호화 키(Decryption Key)를 가지고 복호화하여 평문 트래픽 P를 추출한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 상업적 트래픽 방송의 암호화를 위한 구성을 도시한 것이다. 상기 도 8을 참조하면, 기지국 110에서 방송 트래픽, 즉 암호화되지 않은 평문 트래픽 P는 암호화부 119에서 인증된 단말기들만이 알고 있는 암호화 키 k를 가지고 암호화된다. 인증된 단말기 120에서 복호화부 129는 무선 인터페이스를 통해 수신된 암문 트래픽 C=Ek(P)를 올바른 복호화 키를 가지고 복호화하여 평문 트래픽 P를 추출한다. 반면에 인증되지 않은 단말기 150의 복호화부 159는 올바르지 않은 복호화 키를 가지고 있기 때문에 평문 트래픽 P를 정상적으로 추출할 수 없다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 기지국이 TV 방송용을 위한 방송 트래픽을 암호화하여 전송하고 단말기는 이를 복호화하여 원하는 TV방송을 수신한다. 여기서 사용되는 암호화 키와 복호화 키는 기지국 110과 단말기 120간에 사용되는 암호화 방식에 따라 정해진다. 본 발명에서 방송 트래픽과 제어신호는 각각 다른 키를 사용하여 암호화된다. 즉, 공통 트래픽 키는 공용 트래픽 방송 채널을 통해 전송되는 방송 트래픽을 암호화하고 복호화하기 위한 키로서 Kct로 표현하기로 한다. 개인 신호 키(Private Signal Key)는 기지국과 특정 가입자 단말기간에 보안 신호 채널을 통해 전송되는 제어신호를 위한 암호화(또는 복호화) 키로서 Ksn(여기서 n은 가입자 인덱스임)로 표현하기로 한다. 즉 Ksn은 인증된 가입자 단말기들 각각에 대하여 할당된다.
방송 트래픽의 암호화/복호화에 사용되는 암호화 키(공?? 트래픽 키)는 해당하는 유효시간에 따라 주기적으로 갱신되며, 이러한 갱신 정보는 인증된 가입자 단말기에게만 제공된다. 다시 말해서 가입자 단말기는 어떤 VP의 Kct를 수신함으로써 인증이 완료된다. 여기서 가입자 단말기는 보안 신호 채널(SSCH)을 통해 다음 VP의 번호, 시작시간(또는 상응하는 단위정보), 끝시간(또는 상응하는 단위정보), 해당하는 공용 트래픽 암호화 키를 수신한다. 이때 VP 동안의 트래픽은, 가입자 단말기가 실제로 방송 트래픽을 수신하는지의 여부와는 관계없이 과금된다.
도 9는 본 발명에 의하여 매 주기마다 다른 키를 가지고 암호화되는 방송 트래픽의 전송을 보인 것이다. 상기 도 9를 참조하면 공통 트래픽 키 Kct의 유효시간 VP(Validation Period)에 있어서 Kcti는 해당하는 유효시간 VPi를 가진다. VPi 구간에서 방송되는 모든 트래픽 데이터는 Kcti를 가지고 암호화된다. 따라서 VPi 구간의 트래픽을 액세스하도록 인증된 모든 가입자 단말기들은 VPi가 시작하기 이전에 미리 Kcti를 알고 있어야 한다. 돌아올 유효시간 VPi를 위한 Kcti는 보안 신호 채널(SSCH)을 통해 미리 인증된 가입자 단말기에게 전송된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 공용 트래픽 방송 채널과 보안 신호 채널의 암호화를 위한 구성을 보인 도면이다. 상기 도 10을 참조하면, 기지국 110에서 평문 트래픽 Pt는 암호화부 119에서 인증된 단말기들만이 알고 있는 암호화 키 Kct를 가지고 암호화된다. 또한 특정 단말기 MSn을 위한 평문 제어신호 Psn은 암/복호화부 118a,118b에서 해당 단말기만이 알고 있는 암호화 키 Ksn을 가지고 암호화된다. 이러한 암호화를 통해 생성된 암문 트래픽 Ct=Ekct(P)과 암문 제어신호Csn=Eksn(Psn)는 해당하는 무선채널을 통해 전송된다.
인증된 단말기 120,160에서 트래픽 암/복호화부 129,169는 무선 인터페이스를 통해 수신된 암문 트래픽 Ct=Ekct(Pt)를 올바른 복호화 키 Kct를 가지고 복호화하여 평문 트래픽 Pt를 추출하며, 또한 제어신호 암/복호화부 128,168은 무선 인터페이스를 통해 수신된 암문 제어신호 Csn=Eksn(Psn)를 올바른 복호화 키 Ksn을 가지고 복호화하여 평문 제어신호 Psn을 추출한다. 여기서 n은 n번째 인증된 가입자 인덱스를 나타낸다. 상기 복호화된 평문 트래픽 Pt는 즉 방송 트래픽이다. 이 방송 트래픽은 단말기 120,160에 의하여 소정 영상처리된 후 모니터에 디스플레이된다.
한편 단말기 120,160은 기지국 110으로 전송하고자 하는 제어신호를 개인 신호 키 Ksn을 가지고 암호화하여 암문 제어신호 Csn=Eksn(Psn)를 생성하여 전송한다. 기지국 110은 이를 수신하여 개인 신호 키 Ksn을 가지고 복호화하여 상기 제어신호를 추출한다.
이하 본 발명에 따른 공용 트래픽 암호화 키 Kct 갱신 절차를 상세히 살펴본다. Kct 갱신 절차는 다음 VP가 시작하기 전에 인증된 가입자 단말기가 다음 VP의 Kct를 알도록 하기 위한 것이다. 각각의 인증된 가입자 단말기를 위한 모든 Kct 갱신 절차는 적어도 다음 VP가 시작하기 이전에 완료되어야 한다. 현재 VP의 모든 인증된 가입자는 다음 VP에서 인증되지 않은 가입자가 될 수 있다. 따라서 Kct 갱신 절차의 내용은 인증되지 않은 가입자뿐만이 아니라 현재 VP의 다른 인증된 가입자로부터도 보호되어야 한다.
앞서 언급한 바와 같이 Kct 갱신 절차는 양방향 보안 신호 채널(SSCH)을 통해 이루어진다. 현재 VP에서 보안 신호 채널들을 위해 예비된 물리적인 채널의 대역폭은 다음 VP의 각 인증된 가입자들을 위해 보안 신호 채널들을 할당할 수 있을 정도로 충분하여야 한다. VP의 길이는 모든 보안 신호 채널들의 대역폭과 최대 사용자 수에 관계된다. 따라서 시스템 조건에 따라, 특히 보안 신호 채널들이 공용 트래픽 방송 채널과 동일한 물리적인 채널의 일부에 매핑될 때, VP의 길이는 동적으로 변화할 수 있다. 각각의 인증된 가입자를 위한 공용 트래픽 방송 채널과 모든 보안 신호 채널은 TDMA(Time Division Multiple Access)와 같은 방식에 의해 하나의 물리적인 채널에 시분할적으로 매핑되거나 또는 하나의 물리적인 채널 전체가 보안 신호 채널을 위해 예비될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 공용 트래픽 방송 채널과 보안 신호 채널 구성의 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 11을 참조하면, 하나의 유효시간 VPn 내에서 가입자 단말기들을 위한 보안 신호 채널들은 공용 트래픽 방송 채널과 동일한 물리적인 채널의 일부에 시분할 매핑되어 있다. 상기 물리적인 채널은 방송 트래픽을 전송하기에 충분한 대역폭을 제공한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 무선통신 네트워크를 통해서 동영상 방송을 시청할 수 있는 이점이 있으며, 인증되지 않은 가입자 단말기에 의한 방송 시청을 차단하여 사용자에게 요금을 청구할 수 있는 다양한 상업적 방송을 제공하는데 응용될 수 있다. 게다가 본 발명은 방송 트래픽을 암호화하는데 사용되는 트래픽 암호화 키를 주기적으로 갱신하기 때문에 인증되지 않은 사용자가 암호화 키를 알아냈다 하더라도 해당하는 유효시간이 지나면 방송 시청이 불가능하도록 한다.

Claims (14)

  1. 셀룰러 무선통신 네트워크의 기지국에서 무선 채널을 통해 상업적 방송 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
    소정 유효시간을 가지는 공용 트래픽 암호화 키를 포함하는 제어신호를, 방송 서비스를 위해 인증된 가입자 단말기들 각각에 대하여 전용으로 할당된 보안 신호 채널을 통해 전송하는 과정과,
    방송 시스템으로부터 제공되는 방송 데이터를 상기 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 암호화하여 공용 트래픽 방송 채널을 통해 방송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공용 트래픽 암호화 키를 해당하는 유효시간에 따라 주기적으로 갱신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 유효시간는, 상기 인증된 가입자 단말기들의 수와 상기 보안 신호 채널의 대역폭에 따라 가변적으로 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어신호는, 상기 기지국과의 신호처리를 위해 상기 인증된 가입자 단말기 각각에 할당되는 개인 신호 키를 가지고 암호화되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공용 트래픽 방송 채널과 상기 인증된 가입자 단말기들 모두를 위한 상기 보안 신호 채널은 동일한 물리적인 채널상에 시분할적으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보안 신호 채널은 상기 인증된 가입자 단말기들 모두를 위해 예비된 물리적인 채널상에 매핑되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 셀룰러 무선통신 네트워크의 가입자 단말기에서 무선 채널을 통해 상업적 방송 서비스를 제공받는 방법에 있어서,
    전용으로 할당된 보안 신호 채널을 통해 수신된 제어신호를, 상기 가입자 단말기에 할당되는 개인 신호 키를 가지고 복호화하여 소정 유효시간을 가지는 공용트래픽 암호화 키를 구하는 과정과,
    공용 트래픽 방송 채널을 통해 수신된 방송신호를 상기 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 복호화하여 방송 데이터를 구하는 과정과,
    상기 방송 데이터를 소정 영상처리하여 디스플레이하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 소정 제어신호를 상기 개인 신호 키를 가지고 암호화하여 상기 보안 신호 채널을 통해 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 셀룰러 무선통신 네트워크에서 무선 채널을 통해 가입자 단말기에게 상업적 방송 서비스를 제공하는 장치에 있어서,
    영상자원으로부터 제공되는 영상을 무선통신 네트워크에 적합하도록 포맷팅하는 방송 시스템과,
    소정 유효시간을 가지는 공용 트래픽 암호화 키를 포함하는 제어신호를, 방송 서비스를 위해 인증된 가입자 단말기들 각각에 대하여 전용으로 할당된 보안 신호 채널을 통해 전송하고, 상기 방송 시스템으로부터 제공되는 방송 데이터를 상기 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 암호화하여 공용 트래픽 방송 채널을 통해 방송하는 기지국과,
    전용으로 할당된 상기 보안 신호 채널을 통해 수신된 상기 제어신호로부터 상기 공용 트래픽 암호화 키를 구하고, 상기 공용 트래픽 방송 채널을 통해 수신된 방송신호를 상기 구해진 공용 트래픽 암호화 키를 가지고 복호화하여 방송 데이터를 구하고, 상기 구해진 방송 데이터를 소정 영상처리하여 디스플레이하는 가입자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 기지국은, 상기 공용 트래픽 암호화 키를 해당하는 유효시간에 따라 주기적으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 유효시간는, 상기 인증된 가입자 단말기들의 수와 상기 보안 신호 채널의 대역폭에 따라 가변적으로 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 제어신호는, 상기 기지국과의 신호처리를 위해 상기 인증된 가입자 단말기 각각에 할당되는 개인 신호 키를 가지고 암호화되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 공용 트래픽 방송 채널과 상기 인증된 가입자 단말기들 모두를 위한 상기 보안 신호 채널은 동일한 물리적인 채널상에 시분할적으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 보안 신호 채널은 상기 인증된 가입자 단말기들 모두를 위해 예비된 물리적인 채널상에 매핑되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
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