KR20050070173A - 디지털 방송 수신기 - Google Patents

디지털 방송 수신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방송신호를 복조하여 원래의 방송 스트림 신호를 검출하는 데이터 수신부, 상기 데이터 수신부로부터 전송된 트랜스포트 스트림에 대하여 스크램블 여부를 판단하여 그 결과에 따라 상기 트랜스포트 스트림을 분기하고, 상기 트랜스포트스트림에서 CA메시지 정보를 필터링하고, 디스크램블키 존재 여부를 판단하는 소프트 스위칭 필터, 상기 소프트 스위칭 필터에서 전송된 스크램블된 신호에 대하여 디스크램블을 수행하는 CA모듈, 상기 소프트 스위칭 필터에서 전송된 스크램블이 되지 않은 신호와 상기 CA모듈에서 디스크램블된 신호에 대하여 비디오 신호와 오디오 신호로 파싱하는 디먹스, 상기 디먹스로부터 전송된 신호를 디코딩하는 디코더로 구성된 것으로서, 소프트 스위칭 필터에 트랜스포트 스트림 체킹/스위칭기능을 추가하여 수신기 각 모듈들의 독립성을 유지하면서 호환/확장성을 증가시키고 성능 효율성을 증가시킬 수 있다.

Description

디지털 방송 수신기{Digital broadcasting Receiver}
본 발명은 호환성과 확장성이 뛰어난 디먹스 기능을 가진 소프트 스위칭 필터를 포함하는 디지털 방송 수신기에 관한 것이다.
디지털 위성방송은 디지털 기술을 이용할 경우, 현재 서비스되고 있는 1개의 아날로그 채널에 비해 약 5개까지의 채널을 방송할 수 있다는 상업적 장점과 높은 화질과 음향, 양방향 서비스, 인터넷 접속 등 다양한 기능으로 인해 활성화되고 있다. 디지털 셋탑 박스(Digital Set-Top Box: D-STB)산업은 미국·유럽을 중심으로 성장하고 있으며, 중동·아시아 지역에서도 디지털 위성방송의 도입으로 인해 높은 성장세를 보이고 있다.
디지털 위성방송은 주로 유료방송 사업자가 주도하고 있으며, 셋탑 박스 시장은 유료방송 사업의 직접 구매가 큰 비중을 차지하고 있다. 기술측면에서 디지털 셋탑 박스는 방송국 측에서 아날로그 컨텐츠를 코딩하여 디지털화해 발송한 신호를 위성이나 케이블 지상파 등을 통해 고객이 일반 텔레비전을 통해서 볼 수 있는 아날로그 신호로 디코딩하는 기능을 하고 있다.
이 과정은 복잡한 프로세싱을 거쳐야 하기 때문에 방송사가 다양한 방송서비스를 공급하기 위해서는 기술적인 문제가 이슈화되고 있다. 우선 방송표준의 문제로 현재 세계적으로 가장 많은 방송사가 채택하고 있는 기준은 DVB(Digital Video Broadcasting: 디지털 비디오 방송)라는 유럽 기준이나 미국의 디렉TV의 경우 DSS(Digital Satellite Service: 디지털 통신위성 서비스)라는 자체 기준을 채용하는 등 다양한 기준이 정의되고 있다. 유료 방송에서 가입자만이 수신할 수 있도록 수신을 제한해주는 CAS(Conditional Access System)라 불리는 기술 또한 현재 Media-Guard, NDS, Viaccess 등 10여 개 이상의 업체가 경쟁하고 있다.
DVB-CI(Digital Video Broadcasting-Common Interface)는 이러한 CAS 서비스를 주도하고 있는 유럽을 중심으로 하는 각 국가의 디지털 유료 방송업자들의 독자적인 CAS 개발과 완성(implementation)으로 자사만이 가능한 방송서비스를 개발하여 소비자들에게 제공함으로서 야기된 통일규격의 필요성을 바탕으로 출발하여 1996년 CENELEC(European Committee for Electro-Technical Standardization)에서 DVB-CI 사양서인 EN50221을 채택하면서 통일 규격으로 자리잡게 되었다. 하지만, 기존 CAS 업체들의 반발이 컸으므로, 새로운 통일 규격이라기보다는 기존의 규격을 대부분 수용하면서 부가기능을 추가하는 방식으로 제정되었다고 보는 것이 더 정확하다.
CAS는 앞서 언급한 바와 같이, 디지털 위성방송용 셋탑 박스의 수신제한장치를 말하는 것으로서, 디지털 위성방송의 유료 수신기능을 담당한다. 특히, CAS는 기본·유료 채널은 물론 PPV(Pay Per View)까지 동시에 지원하기 때문에 위성방송 수신기 전체 가격에서 차지하는 비중은 15%선에 불과하더라도 가장 비중 있는 장치이다. 방송용 컨텐츠를 보호하기 위해서는 MPEG2 패킷들을 암호화(scramble)해 전송하는데, 수신기에서 이를 해독(descramble)해야만 시청자가 방송용 컨텐츠를 볼 수 있다.
이러한 해독기능이 PCMCIA 슬롯에 꽂는 카드 형태(CAM)로 들어 있으면 CI(Common Interface)형 셋탑 박스라 칭한다. 또한, 호스트 CPU 위의 OS 또는 디바이스 드라이버 위에 미들웨어 형태로 구현되면 임베디드(embedded) CAS형 셋탑 박스라 칭한다.
이하 도면을 참조하여 디지털 방송 수신기에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 디지털 방송 수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 디지털 방송 수신기는 크게 FTA 모듈(100)과 CA 모듈(120)로 구성된다. 여기서, FTA 모듈(100)은 무료채널방송 수신기를 의미하며, FTA는 별도의 암호화(scramble)되지 않은 무료방송을 수신할 수 있다.
즉, 상기 디지털 방송 수신기는 수신되는 고주파 변조 방송신호를 주파수 동조하는 튜너(102)와, 튜너(102)에 의해 동조된 고주파 변조 방송신호를 복조하여 변조 방송신호로부터 원래의 방송 스트림신호를 검출하는 복조기(104)와, 복조기(104)에 의해 복조된 방송 스트림신호의 암호화(scramble)를 해독(descramble)하는 디스크램블러(descrambler)(122)와, 방송국의 멀티플렉서(multiplexor)에 의해 단일채널로 합성되어 전송된 복합 신호를 분리하는 디멀티플렉서(demultiplexor)(106)와, 디멀티플렉서(106)에 의해 분리된 복합 신호가 방송국에서 MPEG 규정에 의해 압축된 것을 복원하는 MPEG 디코더(108)와, CA 모듈(120)과 통신하면서 CA 모듈(12010)의 동작을 제어하는 FTA용 마이크로 프로세서(110)와, FTA 모듈(100)과 통신하면서 디스크램블러(122)의 해독작업을 제어하는 CA용 마이크로 프로세서(124)로 구성되어 있다.
상기와 같은 디지털 방송 수신기는 공통적으로 데이터 수신부, CA모듈, 디코더로 구성된다. 일반적으로 방송 특히 위성 방송은 무제한의 수신 대상을 가지기 때문에 유료 채널화를 위해서는 수신 제한 기능이 필요하다. 이를 위해 CA모듈이 만들어졌다. CA 모듈은 위성 방송 송신시 송신 데이터 스트림을 암호화하여 보내고, 수신시 암호화된 데이터 스트림을 특정한 과정을 통해 복호화하여 정상적인 데이터 스트림을 수신할 수 있도록 한다.
상기 CA모듈은 EMM, ECM을 얻기 위해 기본적으로 디먹스 또는 필터 기능을 필요로한다. 복호화 키를 얻기 위해서 시스템 내부에서 TS들을 분석해야 하기 때문이다. 따라서, CA모듈은 디코더와 채널 가이드 모듈이 기본적으로 사용하는 디먹스 기능을 가질 필요가 있다.
이 방법은 다음과 같이 나눌 수 있다.
먼저, 하나의 디먹스를 공유하는 방법이 있고, 다음으로 일반적으로 CA 모듈은 외부에서 아웃소싱하는 모듈이기 때문에 CA 내부에 디먹스 기능을 하는 모듈을 포함시킨다.
그러나 상기와 같은 디먹스를 공유하는 방법은 개별적인 디코더, EPG, CA 모듈을 모두 지원하는 디먹스가 필요한데, 이는 각 모듈들이 독립적으로 구현되고 동작하기 때문에 현실적으로 불가능하다.
또한, 두번째 방법은 CA 내부에 디먹스를 구성하여 모듈 독립성을 가질 수 있으나, 중복 구조로서 성능, 효율성 면에서 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 각 모듈들에 대한 독립성을 유지하여 호환/확장을 용이하게 하고 좀더 효율적인 성능을 가진 디지털 방송 수신기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 방송신호를 복조하여 원래의 방송 스트림 신호를 검출하는 데이터 수신부, 상기 데이터 수신부로부터 전송된 트랜스포트 스트림에 대하여 스크램블 여부를 판단하여 그 결과에 따라 상기 트랜스포트 스트림을 분기하고, 상기 트랜스포트스트림에서 CA메시지 정보를 필터링하고, 디스크램블키 존재 여부를 판단하는 소프트 스위칭 필터, 상기 소프트 스위칭 필터에서 전송된 스크램블된 신호에 대하여 디스크램블을 수행하는 CA모듈, 상기 소프트 스위칭 필터에서 전송된 스크램블이 되지 않은 신호와 상기 CA모듈에서 디스크램블된 신호에 대하여 비디오 신호와 오디오 신호로 파싱하는 디먹스, 상기 디먹스로부터 전송된 신호를 디코딩하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기가 제공된다.
상기 데이터 수신부는 수신되는 고조파 변조 방송신호를 주파수 동조하는 튜너, 상기 튜너에 의해 동조된 고주파 변조 방송신호를 복조하여 변조 방송 신호로부터 원래의 방송 스트림 신호를 검출하는 복조기를 포함한다.
상기 소프트 스위칭 필터는 상기 데이터 수신부에서 전달된 트랜스포트 스트림이 스크램블되어 있으면, 상기 트랜스포트 스트림을 상기 CA모듈로 전송하고, 상기 트랜스포트 스트림이 스크램블되어 있지 않으면, 디먹스로 전송한다.
상기 CA메시지 정보는 EMM과 ECM을 포함한다.
상기 소프트 스위칭 필터는 상기 데이터 수신부에서 전달된 트랜스포트 스트림에 디스크램블 키가 존재하는지 검사한다.
상기 CA모듈은 스크램블된 스트림을 디스크램블하기 위한 키를 저장하는 스마트카드, 상기 스마트 카드에서 추출된 디스크램블 키, 상기 소프트 스위칭 필터로부터 전송된 디스크램블키와 CA메시지를 조합하여 최종적인 디스크램블 키를 생성하는 CA 클라이언트, 상기 CA클라이언트로부터 전송된 디스크램블 키를 이용하여 상기 소프트 스위칭 필터를 통하여 전송된 트랜스포트 스트림을 디스크램블하는 디스크램블러를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소프트 스위칭 필터의 동작을 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소프트 스위칭 필터와 CA 모듈간의 동작을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 디지털 방송 수신기는 데이터 수신부(200), 소프트 스위칭 필터(210), CA 모듈(220), 디먹스(230), 디코더(240), 출력부(250)를 포함한다.
상기 데이터 수신부(200)는 수신되는 고주파 변조 방송신호를 주파수 동조하는 튜너, 상기 튜너에 의해 동조된 고주파 변조 방송신호를 복조하여 변조 방송 신호로부터 원래의 방송 스트림 신호를 검출하는 복조기를 포함한다.
상기 소프트 스위칭 필터(210)는 CA 모듈의 기능을 지원하기 위해 EMM, ECM 필터링을 수행한다.
또한, 상기 소프트 스위칭 필터(210)는 상기 복조기에서 전달된 트랜스포트 스트림이 스크램블되었는지를 체크하여 디스크램블러로의 전송여부를 판단한다.
즉, 상기 소프트 스위칭 필터(210)는 상기 복조기에서 전달된 트랜스포트 스트림이 스크램블링되어 있으면, 상기 트랜스포트 스트림을 상기 CA모듈(220)로 전송하고, 상기 트랜스포트 스트림이 스크램블링되어 있지 않으면, 디먹스(230)로 전송한다.
또한, 상기 소프트 스위칭 필터(210)는 상기 복조기에서 전달된 트랜스포트 스트림에 디스크램블링 키가 존재하는지의 여부를 판단한다.
상기 소프트 스위칭 필터(210)의 동작에 대하여 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 소프트 스위칭 필터(210)는 상기 복조기에서 전송된 트랜스포트 스트림이 스크램블되었는지의 여부를 판단한다. 상기 판단결과 상기 트랜스포트 스트림이 스크램블되어 있으면, 상기 소프트 스위칭 필터(210)는 디스크램블러(222)로 스위칭되어 상기 트랜스 포트 스트림을 상기 디스크램블러(222)에 전송한다.
만약, 상기 판단결과 상기 트랜스포트 스트림이 스크램블되어 있지 않으면, 상기 소프트 스위칭 필터(210)는 디먹스(230)로 스위칭되어 상기 트랜스포트 스트림을 상기 디먹스(230)에 전송한다.
상기 CA모듈(220)은 디스크램블러(222), 스마트 카드(224), CA 클라이언트(226)로 구성된 것으로서, 상기 소프트 스위칭 필터(210)를 통해서 전송된 스크램블 데이터를 디스크램블한다.
상기 소프트 스위칭 필터(210)와 CA모듈(220)간의 동작에 대하여 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 상기 소프트 스위칭 필터(210)는 상기 복조기로부터 전송된 트랜스포트 스트림에서 EMM, ECM등의 패킷을 필터링한 후, 상기 EMM, ECM을 포함하는 CA 메시지를 CA 클라이언트(226)에 전송한다.
또한, 상기 소프트 스위칭 필터(210)는 상기 복조기로부터 전송된 트랜스포트 스트림에 제1 디스크램블 키가 존재하는지의 여부를 판단한다.
상기 판단결과 제1 디스크램블키가 존재하면, 상기 소프트 스위칭 필터(210)는 상기 제1 디스크램블 키를 상기 CA 클라이언트(226)에 전송한다.
상기 스마트카드(224)는 스크램블된 방송신호를 디스크램블할 수 있는 제2 디스크램블 키를 저장하고 있다.
상기 CA 클라이언트(226)는 상기 소프트 스위칭 필터(210)에서 필터링된 EMM, ECM을 포함하는 CA메시지를 수신한다.
또한, 상기 CA 클라이언트(226)는 상기 스마트카드(224)에 저장된 제2 디스크램블 키를 추출한 후, 상기 스마트카드(224)로부터 전송된 제2 디스크램블키와 상기 소프트 스위칭 필터(210)로부터 전송된 제1 디스크램블키, CA메시지를 조합하여 최종적인 디스크램블 키를 생성한다.
그런다음 상기 CA 클라이언트(226)는 상기 생성된 디스크램블키를 상기 디스크램블러(222)에 전송한다.
그러면, 디스크램블러(222)는 상기 전송된 디스크램블 키를 이용하여 상기 소프트 스위칭 필터(210)를 통하여 전송된 트랜스포트 스트림을 디스크램블한다.
상기 디먹스(230)는 방송국의 멀티플렉서에 의해 단일 채널로 합성되어 전송된 복합 신호를 분리하는 역할을 한다.
상기 디코더(240)는 상기 디먹스(240)에서 분리된 복합 신호를 복원하는 역할을 한다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 소프트 스위칭 필터에 트랜스포트 스트림 체킹/스위칭기능을 추가하여 수신기 각 모듈들의 독립성을 유지하면서 호환/확장성을 증가시키고 성능 효율성을 증가시키는 디지털 방송 수신기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하드웨어적으로도 구현가능하고, CA시스템을 가지는 기존 셋탑박스에 적용이 가능하여 성능향상의 효과를 가지는 디지털 방송 수신기를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 디지털 방송 수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디지털 방송 수신기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소프트 스위칭 필터의 동작을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소프트 스위칭 필터와 CA 모듈간의 동작을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 데이터 수신부 210 : 소프트 스위칭 필터
220 : CA 모듈 230 : 디먹스
240 : 디코더 250 : 출력부
222 : 디스크램블러 224 : 스마트 카드
226 : CA 클라이언트

Claims (6)

  1. 방송신호를 복조하여 원래의 방송 스트림 신호를 검출하는 데이터 수신부;
    상기 데이터 수신부로부터 전송된 트랜스포트 스트림에 대하여 스크램블 여부를 판단하여 그 결과에 따라 상기 트랜스포트 스트림을 분기하고, 상기 트랜스포트스트림에서 CA메시지 정보를 필터링하고, 디스크램블키 존재 여부를 판단하는 소프트 스위칭 필터;
    상기 소프트 스위칭 필터에서 전송된 스크램블된 신호에 대하여 디스크램블을 수행하는 CA모듈;
    상기 소프트 스위칭 필터에서 전송된 스크램블이 되지 않은 신호와 상기 CA모듈에서 디스크램블된 신호에 대하여 비디오 신호와 오디오 신호로 파싱하는 디먹스;
    상기 디먹스로부터 전송된 신호를 디코딩하는 디코더
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수신부는 수신되는 고조파 변조 방송신호를 주파수 동조하는 튜너;
    상기 튜너에 의해 동조된 고주파 변조 방송신호를 복조하여 변조 방송 신호로부터 원래의 방송 스트림 신호를 검출하는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소프트 스위칭 필터는 상기 데이터 수신부에서 전달된 트랜스포트 스트림이 스크램블되어 있으면, 상기 트랜스포트 스트림을 상기 CA모듈로 전송하고, 상기 트랜스포트 스트림이 스크램블되어 있지 않으면, 디먹스로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 CA메시지 정보는 EMM과 ECM을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소프트 스위칭 필터는 상기 데이터 수신부에서 전달된 트랜스포트 스트림에 디스크램블 키가 존재하는지 검사하는 것을 특징으로 하는 디지털 위성방송 수신기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 CA모듈은 스크램블된 스트림을 디스크램블하기 위한 키를 저장하는 스마트카드;
    상기 스마트 카드에서 추출된 디스크램블 키, 상기 소프트 스위칭 필터로부터 전송된 디스크램블키와 CA메시지를 조합하여 최종적인 디스크램블 키를 생성하는 CA 클라이언트;
    상기 CA클라이언트로부터 전송된 디스크램블 키를 이용하여 상기 소프트 스위칭 필터를 통하여 전송된 트랜스포트 스트림을 디스크램블하는 디스크램블러를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신기.
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