KR20060111247A - 디지털 멀티미디어 방송 신호 송출 시스템 및 그 방법 - Google Patents

디지털 멀티미디어 방송 신호 송출 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단일 주파수망을 이용하는 디지털 방송 시스템에 있어서, 주방송망 이외의 별도의 중계망이 구축될 경우, 일반 가입자 단말 및 확장서비스 가입자 단말의 접속을 구별하여 암호화 방송신호를 송출하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 암호화 방송신호 송출 시스템에서, 주방송 시스템은 제어단어를 이용하여 전송 스트림을 스크램블링하고, 제1 송출국 식별정보를 사용하여 제어단어를 암호화한 후 제1 송출국 식별정보가 포함된 암호화된 방송신호를 주방송망을 통해 송출한다. 중계 시스템은 주방송 시스템으로부터 송출되는 암호화된 방송신호를 수신하여, 제1 송출국 식별정보(TIIa) 대신에 제2 송출국 식별정보(TIIb)를 삽입한 후, 중계망을 통해 송출한다. 인증 시스템은 주방송 시스템으로부터 특정 매칭키를 전송받아 중계 시스템에서 제공되는 서비스 사용이 가능한 확장 서비스 가입자 단말로 송신한다. 본 발명에 따르면, 주방송망과 중계망에 대한 가입자 단말의 접속을 차별화함으로써, 주방송망 사업자는 방송망을 확장할 수 있고, 중계기 사업자는 중계기 사업을 활성화시킬 수 있다.
암호화, 방송신호, TII, CW, ECM, EMM, 주방송국, 중계국

Description

디지털 멀티미디어 방송 신호 송출 시스템 및 그 방법 {A system for transmitting the scrambled/encrypted broadcast-signals, and methods thereof}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일 주파수망에서 암호화 방송신호를 송출하는 개념을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 방송신호 송출 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주방송국, 중계국, 인증 시스템 및 가입자 단말 사이의 암호화 방송신호의 송수신을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 주파수망에서 암호화 방송신호 송출 서비스를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주방송망과 중계망 사이의 암호화 방송신호를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주방송망과 중계망의 채널별 송출 신호를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주방송망 송출국에서 동기 채널을 통해 전송되는 송출국 식별정보 및 제어단어를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주방송망 송출국에서 식별번호에 대응되는 세션키를 저장하는 키 테이블의 일예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 주방송 시스템의 암호화 방송신호 송출 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 중계 시스템의 암호화 방송신호 송출 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.
본 발명은 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting:DMB) 송출 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 단일 주파수망(Single Frequency Network: SFN)을 이용하는 디지털 방송 시스템에서 주방송망 이외의 별도의 중계망이 음영지역을 위해 구축될 경우, 일반 가입자 단말 및 서비스 가입자 단말의 접속을 구별하여 암호화된 DMB 방송신호를 송출하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
디지털 방송의 특징은 다채널화, 고품질화 및 다기능화로 요약된다. 특히, 다중화 기술의 발전으로 인해 영상, 음성, 데이터 등을 그 내용 및 크기에 무관하게 동시에 묶어 전송할 수 있고, 또한, 모뎀을 통한 리턴(return) 채널이 형성될 수 있기 때문에 대화형 서비스가 가능하다. 이에 따라 디지털 데이터 방송은 기존 아날로그 방송의 한계를 극복하고, 부가가치가 높은 멀티미디어 서비스를 시청자에게 제공할 수 있다.
일반적인 지상 및 위성 디지털 방송에서, 단일 주파수망(SFN) 내에는 주방송 망 또는 중계망을 형성하는 각각의 송출국이 있고, 주방송망 또는 중계망 내에서 서비스가 수신되지 않는 음영지역이 발생하는데, 이 음영지역을 서비스하기 위하여 중계기 또는 갭 필러(Gap Filler)를 설치하고 있다.
예를 들면, 위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)에서, 대부분의 지역은 위성에서 직접 수신이 가능하지만, 직접 수신이 불가능한 지하철, 터널, 건물 내의 음영지역은 갭 필러를 사용하여 수신 영역을 확보하게 된다. 다시 말하면, 위성 신호를 지상에서 직접 받기가 용이하지 않은 경우, 터널, 지하공간과 건물 내에서는 위성수신 안테나를 통해 위성의 신호를 갭 필러가 수신하고, 해당 서비스를 중계하게 된다.
한편, 주방송국(Key Center: KC)은 방송망 조직에서 중심이 되어 방송순서를 편성, 제작 및 송출하는 방송국을 말한다. 한국의 경우, 라디오 방송으로는 KBS, MBC, CBS, BBS, PBC, SBS, 극동방송 등의 계열 방송망이 있고, 텔레비전 방송으로는 KBS, MBC, SBS 등의 계열 방송망이 있는데, 주로 서울에 있는 방송국이 각기 주방송국으로 되어 있다.
또한, 중계국(Relay Center: RC)은 소전력의 보조적인 방송국을 말하며, 위성국이라고도 한다. 통상적으로, 중계국은 서비스 영역, 즉, 지정된 방송구역을 가지고 있지만, 그 주변 구역에서는 지형의 영향으로 도래전파가 약하고, 수신 곤란지역이 생길 수 있으므로, 이런 지역에 대하여 특별히 중계기를 설치하게 된다. 이러한 중계기는 주방송국의 전파를 수신할 수 있는 산꼭대기 같은 곳에 설치되며, 전송된 신호를 고감도 수신기를 사용하여 수신하고, 이를 전기적으로 증폭한 다음 에 다른 주파수의 전파로 방송한다.
한편, 사업권을 가진 방송사업자 이외의 다른 제3의 사업자가 별도 방송망 또는 중계망 구축 및 운용에 참여하게 될 때, 신규 망 구축에 참여한 사업자에게는 별도 방송망 또는 중계망을 이용할 수 있는 권리가 발생하지만, 그 사업에 참여하지 않는 사업자 등은 해당 방송망 또는 중계망을 이용할 수 없게 하거나 선택적으로 이용할 수 있도록 하여야 한다. 또한, 해당 방송망 또는 중계망에 대해서 방송 서비스를 가입자에게 유료로 제공함으로써, 음영지역에 구축된 망의 이용에 따른 서비스 제공 대가를 지불하도록 하여야 한다.
다시 말하면, 주방송국 사업자와 중계기 사업자가 서로 다를 경우, 중계기 사업자는 음영지역에 대한 방송망을 설치 및 유지를 하는 비용이 발생하게 되며, 이러한 비용에 대해서는 중계기 사업자가 중계망 사용에 따른 유료화를 필요로 한다. 그러나, 이러한 중계망 사용에 대한 유료화와 관련하여 현재까지 적합한 대응책이 없기 때문에 중계망이 활성화되지 않고 있다는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 단일 주파수망을 가지는 방송망 내에서 일반 가입자 및 확장서비스 가입자에게 주방송망과 중계망에 대한 차별적 접속을 허용할 수 있는 암호화 방송신호 송출 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 암호화 방송신호 송 출 시스템은,
지상 및 위성 디지털 방송을 위한 단일 주파수망에서의 방송신호 송출 시스템으로서,
제어단어(Control Word: CW)를 이용하여 전송 스트림을 스크램블링하고, 제1 송출국 식별정보(Transmitter Identification Information: TIIa)를 사용하여 상기 제어단어(CW)를 암호화한 후 상기 제1 송출국 식별정보가 포함된 암호화된 방송신호를 주방송망을 통해 송출하는 주방송 시스템; 상기 주방송 시스템으로부터 송출되는 암호화된 방송신호를 수신하여, 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa) 대신에 제2 송출국 식별정보(TIIb)－여기서 제2 송출국 식별정보(TIIb)는 상기 주방송 시스템에서 특정 매칭 알고리즘에 의해 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)로부터 생성된 것임－를 삽입한 후, 중계망을 통해 송출하는 중계 시스템; 및 상기 주방송 시스템으로부터 특정 매칭키－여기서 특정 매칭키는 상기 제2 송출국 식별정보(TIIb)로부터 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 알 수 있도록 하는 키임－를 전송받아 상기 중계 시스템에서 제공되는 서비스 사용이 가능한 확장 서비스 가입자 단말로 송신하는 인증 시스템을 포함한다.
여기서, 상기 주방송 시스템은 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)에 대응되는 세션키를 각각 저장하는 키 테이블을 더 포함하며, 상기 제1 송출국 식별정보에 대응되는 세션키를 사용하여 상기 제어단어를 암호화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 지상 및 위성 디지털 방송을 위한 주방송국의 방송신호 송출 방법은,
a) 다수의 컨텐츠 제공자로부터 제공되는 오디오, 비디오 및 데이터를 포함하는 전송 스트림을 제어단어(Control Word:CW)를 이용하여 스크램블링하는 단계; b) 송출국이 주방송국인 것을 나타내는 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 이용하여 상기 제어단어(CW)를 암호화하는 단계; c) 상기 a) 단계에서 스크램블링된 전송 스트림과 상기 b) 단계에서 암호화된 신호를 앙상블 다중화하는 단계; 및 d) 상기 다중화된 방송신호를 송출 신호로 변조하여, 주방송망을 통해 송출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 중계국의 암호화 방송신호 송출 방법은,
a) 주방송국으로부터 암호화 방송신호－여기서 암호화 방송신호에는 상기 주방송국에서 특정 매칭 알고리즘을 사용하여 상기 주방송국의 식별정보인 제1 송출국 식별정보(TIIa)로부터 생성한 제2 송출국 식별정보(TIIb)가 포함됨－를 수신하는 단계; b) 상기 수신된 방송신호의 제2 송출국 식별정보(TIIb)를 분석하여 가입자에게 송출된 방송신호에 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa) 대신에 상기 제2 송출국 식별정보(TIIb)를 삽입하는 단계; 및 c) 상기 제2 송출국 식별정보(TIIb)가 삽입된 방송신호를 다중화/변조하여 가입자 단말로 송출하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 암호화 방송신호 송출 시스템 및 그 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예는 지상 및 위성 디지털 방송 시스템에 있어서, 단일 주파수망을 가지는 방송망 내에서 두개 이상의 망을 일반 가입자 또는 확장서비스 가입자가 차별적으로 이용하게 함으로써, 어떤 가입자는 모든 망을 이용할 수 있고, 어 떤 가입자는 제한 수신기능을 이용하여 일부 망만을 이용할 수 있게 한다.
구체적으로, 본 발명의 실시예는 가입자에게 전송되는 전송 스트림을 제어단어에 의한 스크램블링을 적용하고, 송출국 식별정보(Transmitter Identification Information: TII)를 전송 스트림의 복호화키를 찾아낼 수 있는 값으로 활용하여 송출국별로 수신을 제한하게 된다. 여기서, TII는 송출국에 부여되는 고유의 식별자로서, 상기 TII 신호는 동기 채널(Synchronous channel)로 전송되며, 상기 TII는 단일 주파수망(SFN) 내의 주파수 정보(Frequency Information: FI)와 함께 사용될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 암호화 방송신호 송출 시스템 및 그 방법과 관련하여, 일반적인 제한수신 시스템(Conditional Access System: CAS)을 설명한 후, 본 발명의 실시예와의 차이점을 설명하기로 한다.
제한수신 시스템(CAS)은 다수의 프로그램 제공자로부터 가입자 단말로 송출되는 다양한 멀티미디어 데이터를 보호하고, 정당한 수신 권한이 있는 인증된 가입자만 수신할 수 있도록 개발되었다.
이러한 제한수신 시스템(CAS)은 통상의 방송에 가입자 개념을 도입하여 정당한 시청 권한을 가진 가입자만이 특정한 방송신호 또는 프로그램을 수신할 수 있게 하는 시스템으로서, 수신자에게 어느 특정한 방송 프로그램에 대한 수신 가능 여부를 각각의 디지털 방송 수신기가 결정하게 한다. 제한수신 시스템(CAS)은 송신기에서 암호화된 프로그램 신호와 수신자 개별 또는 특정 그룹에게 부여된 수신자격(entitlement)을 전송하고, 수신측에서는 수신 인가를 받은 가입자만이 수신기에 붙어있는 암호 해독기(descryptor), 예를 들어, 스마트 카드를 이용하여 암호를 해독(decrypt)하여 프로그램을 수신할 수 있게 하는 시스템이다. 여기서, 본 발명의 실시예는 상기 스마트 카드가 아닌 별도의 복호화키를 인증시스템이 확장서비스 가입자에게 제공하게 된다.
이러한 제한수신 시스템(CAS)의 송신측 기본 구조는 가입자 관리 시스템(subscriber management system: SMS), 스크램블링(scrambling) 엔진 및 암호화(encryption) 엔진으로 구성될 수 있다. 가입자 관리 시스템(SMS)은 가입자에 대한 정보를 관리하는 시스템이며, 스크램블링 엔진은 정당한 수신권한이 없는 수신자는 전송 스트림, 즉 프로그램을 수신할 수 없도록 스크램블링하는 시스템이며, 암호화 엔진은 수신자격 제어정보를 암호화하는 시스템을 말한다.
또한, 상기 CAS의 수신측 구조는 크게 IRD(integrated receiver/decoder), 자격관리 메시지(entitlement management message: EMM) 인증부, 자격제어 메시지(entitlement control message: ECM) 인증부, 전송 스트림 블록으로 구성되는데 IRD의 암호 해독기(descryptor) 내의 비밀키(customer ID key)를 사용하여 상기 자격관리메시지(EMM) 내의 서비스키를 해독하여 수신 권한이 있는지 판별하고, 상기 ECM 내의 제어단어(Control Word: CW)를 해독하여 프로그램을 수신하게 된다.
이에 따라 제한수신 시스템(CAS)은 다음과 같은 기능이 필요하다. 즉, 상용 서비스를 인증받지 않은 수신자로부터 원래의 신호를 보호하기 위한 스크램블링 및 디스크램블링 기능(scrambling and descrambling function), 사용료를 지불한 특정 가입자에게만 해석될 수 있도록 하기 위한 자격제어 기능(entitlement control function) 및 자격관리 기능(entitlement management function) 등이 필수적으로 요구된다.
스크램블링은 전송될 멀티미디어 데이터를 일정한 규칙으로 뒤섞어 놓아 스크램블된 데이터는 수신권한이 없는 수신자가 시청할 수 없도록 하는 것으로, 통상적으로 제어단어(CW)를 이용하여 신호를 변형한다. 다시 말하면, 스크램블링은 비인가된 수신자는 시청할 수 없도록 원래의 방송 신호 형태를 변형시키는 것으로, 방송 프로그램 형태(오디오/비디오/데이터)와 신호형태(아날로그/디지털)에 따라 그 방식이 다를 수 있다. 디스크램블링은 디스크램블링 키인 제어단어(CW)를 가질 수 있는 수신기에서만 수행된다.
또한, 암호화(encryption)는 수신자용 암호 해독기(descryptor)로 송신될 스크램블된 신호와 함께 전송되는 제어단어(CW)를 보호하기 위한 것으로, 송신부와 수신부는 반드시 같은 비밀키(secrete key)를 가지고 있어야만 디스크램블링 과정이 정확하게 수행될 수 있다.
구체적으로, 자격제어 기능은 제어단어(CW)를 암호화하여 자격제어 메시지(ECM)에 실어서 가입자 단말에게 전송하는 것으로, 안전을 위해 주기적으로 전송되며, 그 때마다 새로운 제어단어가 암호화된다. ECM에는 암호화된 제어단어(CW) 외에 제어변수(control parameter)가 포함될 수 있으며, 송신기는 ECM을 가입자 단말로 보내고, 가입자 단말 내의 마이크로 프로세서가 내장된 인증변수(Authorization Parameter)와 전송받은 제어변수를 비교하게 된다. 그 결과가 같으면, 그때 그 수신기는 인증이 되고, 인증된 가입자 단말로 별도 수신된 복호화키를 가지고 디스크 램블링 키인 제어단어(CW)를 복호화한다. 이 제어단어(CW)는 프로그램마다 다른 값을 가지며, 주기적으로 변경된다.
또한, 자격관리 기능은 가입자 단말에 자격을 부여하거나 갱신하는 기능으로서, 가입자관리 시스템에서 자격관리 메시지(EMM)를 생성하여 암호화하고, 전송 스트림을 통하여 수신측으로 전송한다. 이때, 자격관리 메시지(EMM)는 수신기의 암호 해독기 내에 자격을 부여하거나 갱신하는 기능을 한다.
한편, 본 발명의 실시예는 방송망 식별과 단말기의 확장서비스 가입을 구분하게 된다. 방송망 식별 기능(Network Identification Function: NIF)은 지상파 DMB 규격(Eureka-147 규격 ETS 300.401)의 송출국 식별정보(TII)를 이용하여, 방송망 및 중계망에 식별정보를 부여하고 그 구분된 신호에 따라 효율적으로 네트워크를 관리하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예는 전송 데이터를 제어단어(CW)를 이용하여 스크램블링하고, TII를 이용하여 암호화함으로써 데이터 레벨에서 원천 접근 차단 및 보안을 이룰 수 있다.
여기서, 스크램블링을 수행하는 이유는, 망식별 기능이 탑재되지 않는 단말기가 선행적인 망 구분 동작없이 모든 망에서 무료로 이용하는 것을 방지하기 위한 것이며, 이때, 중계망에만 스크램블링하지 않는 이유는, 중계망에만 스크램블링할 경우, 주방송망의 신호와 달라 서로 신호가 겹치는 중첩지역에서 간섭으로 작용하기 때문이다.
또한, 본 발명의 실시예는 단일 주파수망을 가지는 방송망 내에서 일반 가입자 및 확장서비스 가입자에 대하여 주방송망의 커버리지 내에서는 일반 가입자 및 확장서비스 가입자가 서비스 수신이 가능하게 하며, 중계망의 커버리지 내에서는 확장서비스 가입자만 서비스 수신이 가능하게 한다. 또한, 주방송 커버리지와 중계망 커버리지가 중첩이 되는 커버리지에서는 일반 가입자 및 확장서비스 가입자가 동시에 수신할 수 있다. 이 경우, 기본 전제는 주방송망의 일반 가입자에 대한 서비스에 대해서는 중계망의 추가로 인하여 영향을 받지 않아야 하고, 주방송망의 서비스 커버리지에 대한 축소가 없어야 하며, 주방송망과 중계망 사이의 핸드오프 시에는 서비스 연속성이 확보되어야 한다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 암호화 방송신호 송출 시스템 및 그 방법을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일 주파수망에서 암호화 방송신호를 송출하는 개념을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 주방송망(10) 또는 중계망(20)이 단일 주파수망을 형성할 경우, 주방송망(10)에서, 주방송국(11)은 다수의 프로그램 제공자로부터 비디오, 오디오 및 데이터를 제공받아 이를 암호화하고, 주방송망 구분을 위한 송출국 식별정보(TIIa)를 삽입하여 암호화 방송신호를 송출한다. 이때, 암호화 방송신호는 DMB 시스템을 구비한 DMB 방송국(12)을 경유하여 송출 센터(TC: 13)로부터 주방송망을 통해 중계국(21)으로 송출되거나, 또는 직접 주방송국(11)으로부터 전용선을 통해 중계국(21)으로 송출될 수도 있다. 이 때, 주방송국(11)에서 중계국(21)으로 방송신호를 송출할 때, 주방송국(11)은 TIIa를 특정 매칭 알고리즘을 통하여 TIIb로 변경하여 TIIa 대신에 TIIb를 방송신호에 삽입하여 중계국(21)으로 송출한다. 이 때의 TIIa는 인증 시스템(230)이 주방송국(11)으로 제공함으로써 주방송국(11)에 주어지게 된다. 또한, 주방송망(10) 내에서 암호화 방송신호는 주방송망(10) 내의 가입자 단말(14)로 전송된다.
중계망(20)에서는, 중계국(21)이 상기 주방송망 또는 전용선을 통해 암호화 방송신호를 수신하고, 중계 링크를 경유하여 음영지역의 중계기(21)로 송출하며, 음영지역의 중계기(22)는 중계망 내의 가입자 단말(23)로 전송하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 단일 주파수망에서 암호화 방송신호는 주방송망(10) 또는 중계망(20)에서 각각 망 구분을 위한 송출국 식별정보를 송출하며, 주방송망(10) 또는 중계망(20) 내의 가입자 단말(14, 23)은 각각 암호화 방송신호를 서로 다른 방식으로 복호하여 재생하게 된다.
한편, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 방송신호 송출 시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 암호화 방송신호 송출 시스템은, 주방송 시스템(210), 중계 시스템(220) 및 인증 시스템(230)을 포함하며, 가입자 단말(240)로 암호화 방송신호를 송출하게 된다. 이하, 주방송 시스템(210)은 주방송국과 동일한 의미로 사용되고, 중계 시스템(220)은 중계국과 동일한 의미로 사용된다.
주방송국(210)은 제어단어(CW)를 이용하여 전송 스트림을 스크램블링하고, 주방송국의 송출국 식별정보(TIIa)를 발생하여, 제어단어(CW)를 보호하기 위해서 주방송국의 TIIa를 이용하여 제어단어(CW)를 암호화한 후, 주방송망을 통해 상기 암호화 방송신호를 송출한다. 주방송국(210)은 주방송국의 송출국 식별정보(TIIa)를 설정하고, 이에 따른 스크램블링 키인 제어단어를 보호하기 위해 송출국 식별정보(TIIa)를 적용하게 되며, 또한, 주방송국(210)의 송출국 식별정보(TIIa)를 주기적으로 변경하고, 이에 따른 암호화 수행시 변경된 송출국 식별정보(TIIa)를 주기적으로 적용하게 된다.
보다 구체적으로, 주방송국(210)은 TIIa에 대응되는 세션키(Session Key)를 저장하고 있는 특정 키 테이블(도 8 참조)을 통하여 TIIa에 대응되는 세션키를 사용하여 전송 스트림을 스크램블링하는 제어단어를 생성함과 동시에 이 세션키를 사용하여 제어단어가 암호화된 방송신호, 즉 ECM(Entitlement Control Message)을 생성하여 송출한다. 도 8을 참조하면, 주방송국(210)은 다수의 주방송국 식별번호(
Figure 112005057190270-PAT00001
)에 대응되는 세션키(
Figure 112005057190270-PAT00002
)를 나타내는 키 테이블을 특정 메모리에 저장한다. 예를 들어, 주방송국(210)의 식별번호가
Figure 112005057190270-PAT00003
라면 대응되는 세션키는
Figure 112005057190270-PAT00004
이고, 이 세션키
Figure 112005057190270-PAT00005
를 사용하여 제어단어를 생성하여 스크램블에 사용한다.
한편, 주방송국(210)은 방송신호를 중계국(220)으로 송출할 때에는 주방송국의 송출국 식별정보(TIIa)를 중계국의 송출국 식별정보(TIIb)로 변경한 후, 중계망을 통해 송출국 식별정보(TIIb)가 삽입된 방송신호를 가입자 단말 및 음영지역의 중계기로 재전송한다. 이 때 주방송국(210)은 TIIa와 마찬가지로 TIIb도 인증 시스템(230)으로부터 전달받아서 사용하며, 인증 시스템(230)은 TIIa에 대해 특정 매 칭 알고리즘에 의해 TIIb로 변경되며, 추후 대응되는 매칭키가 사용되는 경우 TIIb에 대응되는 TIIa를 알 수 있도록 한다.
중계국(220)은 단일 주파수망에 해당하는 주방송망의 신호를 증폭하여 전송하거나, 주방송국(210)에서 전용선을 통하여 입력되는 스트림을 변조 및 증폭하여 전송하는 역할을 한다. 중계국(220) 내의 중계망 서버(도시되지 않음)는 방송 프로그램 중계를 위해, 예를 들어, 6개 사업자의 송출신호를 모아 TII를 발생시킨 후 시분할(TDM) 방식으로 변조하여 위성 지구국을 통해 송출할 수 있다.
인증 시스템(230)은 TIIa 및 TIIb를 발생하여 주방송국(210)으로 제공하고, 또한 중계망에서의 식별자인 TIIb로부터 주방송국(210)의 식별자인 TIIa를 알 수 있도록 하는 매칭키를 확장서비스 가입자 단말로 송신한다. 이 때, 매칭키는 주방송국(210)에 의해 주기적으로 갱신될 수 있다.
구체적으로, 주방송국(210)은 서비스 다중화기(212), 스크램블러(213), 송출국 식별정보(TIIa) 발생기(215), 암호화기(214), 시스템 다중화기(216), 변조기(217) 및 송신기(218)를 포함할 수 있다.
서비스 다중화기(212)는 다수의 컨텐츠 제공자들로부터 각각 제공되는 오디오, 비디오, 데이터 및 부가 정보들을 전송 스트림으로 다중화한다. 오디오, 비디오 및 데이터는 다수의 컨텐츠 제공자들로부터 각각 비디오 인코더(211a), 오디오 인코더(211b) 및 데이터 서버(211c)를 통해 제공될 수 있다. 여기서, 오디오 서비스는 CD급 음질의 오디오 서비스를 제공하기 위해 독립적인 채널을 통하여 전송된다. 데이터 서비스는 오디오 서비스의 노래가사 등과 같은 문자 데이터의 전송에 이용될 수 있다. 비디오 서비스는 자체적으로 동영상, 오디오 및 다중화/동기화 정보를 포함해야 하기 때문에 비디오 다중화기를 통하여 하나의 스트림으로 만들어진 후에 전송된다. 이때, 오디오, 데이터 및 비디오 서비스는 서비스 다중화기(212)에서 서비스 채널로 다중화된 후, 시스템 다중화기(216)에서 송출 데이터와 하나의 프레임으로 묶이고 물리적 채널을 통하여 전송된다.
스크램블러(212)는 전송될 전송 스트림을 일정한 규칙으로 뒤섞어 놓아 정당한 수신권한이 없는 수신자가 전송 스트림을 수신할 수 없도록, 제어단어(CW)를 이용하여 다중화된 전송 스트림을 스크램블링한다.
송출국 식별정보(TIIa) 발생기(215)는 방송신호를 송출하는 송출국이 주방송국임을 나타내는 주방송국의 송출국 식별정보(TIIa)를 발생한다. 이 때 송출국 식별정보(TIIa) 발생기(215)가 직접 TIIa를 발생하여도 좋으나 바람직하게는 인증 시스템(230)에서 발생된 TIIa를 전달받아서 이를 사용하는 것이 좋다.
암호화기(214)는 제어단어(CW)를 보호하기 위해서 주방송국의 송출국 식별정보(TIIa)에 대응되는 세션키를 이용하여 제어단어(CW)를 암호화한 ECM을 생성한다.
시스템 다중화기(216)는 암호화 방송신호를 시스템 제어 데이터와 함께 하나의 앙상블(ensemble) 전송 스트림으로 다중화한다. 시스템 다중화기(216)는 앙상블 다중화기라고도 하며, 여기서, 여러 개의 오디오 압축 스트림 및 여러 종류의 데이터는 각기 채널부호화를 거친 후, 시스템 제어 데이터와 함께 하나의 전송 스트림으로 다중화되는데, 이렇게 다중화된 결과를 앙상블이라 부른다.
변조기(217)는 앙상블 다중화된 방송신호를 송출 신호로 변조한다.
송신기(218)는 주방송망을 통해 주방송국 송출국 식별정보(TIIa) 및 제어단어(CW)가 포함된 암호화 방송신호를 가입자에게 송출하거나 또는 중계망 송출국 식별정보(TIIb)가 포함된 방송신호를 중계국(220)으로 송출한다.
또한, 중계국(220)은 송출국 식별정보(TIIb) 삽입기(221), 멀티플렉서/변조기(222), 중계국 송신기(223), 음영지역 중계기(Gap Filler: GF)의 송출국 식별정보(GF TIIb) 발생기(224), GF 멀티플렉서/변조기(225) 및 GF 송신기(226)를 포함할 수 있다.
중계국의 송출국 식별정보(TIIb) 삽입기(221)는 방송신호를 송출하는 송출국이 중계망을 통한 중계국임을 나타내도록 주방송국(210)으로부터 수신된 암호화 방송신호 내의 송출국 식별정보(TIIb)를 분석한 후 가입자에게 송출되는 방송신호에 송출국 식별정보(TIIb)를 삽입한다.
멀티플렉서/변조기(222)는 중계국의 송출국 식별정보 삽입기(221)에서 출력되는 신호를 다중화 및 변조한다. 여기서, 멀티플렉서/변조기(222)는 멀티플렉서 및 변조기가 각각 별도로 구분되어 설치될 수 있다.
중계국 송신기(223)는 다중화 및 변조된 방송신호를 가입자 단말로 송출하거나, 중계 링크를 통해 음영지역의 중계기(GF)로 송출한다.
음영지역 중계기(GF)의 송출국 식별정보(GF TIIb) 발생기(224)는 음영지역 중계기(GF)의 송출국 식별정보(GF TIIb)를 발생한다.
GF 멀티플렉서/변조기(225)는 중계국으로부터 수신된 암호화 방송신호 내의 송출국 식별정보(TIIb)를 음영지역 중계기(GF)의 송출국 식별정보(GF TIIb)로 변경 하고, 이를 다중화 및 변조한다.
GF 송신기(226)는 다중화 및 변조된 방송신호를 상기 음영지역 내의 가입자 단말로 송출한다.
한편, 인증 시스템(230)은 사용자 인증서버(231)를 구비하며, 사용자 인증서버(231)는 가입자 단말이 수신된 키의 암호화를 풀어 해당 제어단어를 추출하도록 주기적으로 매칭키를 전송하게 된다. 다시 말하면, 사용자 인증서버(231)는 확장서비스 가입자 단말이 무선 모뎀을 구비한 경우, 무선망을 통해 매칭키를 확장서비스 가입자 단말로 송신하거나, 또는 확장서비스 가입자 단말이 무선 모뎀을 구비하지 않은 경우, DMB(Digital Multimedia broadcasting)망을 통해 매칭키를 확장서비스 가입자 단말로 송신하게 된다.
또한, 가입자 단말(240)은 일반 가입자 또는 확장서비스 가입자일 수 있고, 주방송망 내에서는 일반 가입자 또는 확장서비스 가입자가 전술한 암호화 여부에 무관하게 방송을 시청할 수 있지만, 중계만 내에서는 서비스에 가입한 확장서비스 가입자만이 인증 시스템(230)으로부터 전송된 매칭키를 사용하여 방송을 시청하게 된다.
본 발명의 실시예에서, 단일 주파수망일 경우, 주방송망과 이를 중계하는 중계망의 데이터들은 같은 스트림으로 구성하고, 신호 동기를 보장함으로써, 주방송망과 중계망간의 간섭 없이 방송망을 구성하게 된다. 여기서, TII는 송출국 식별정보로 사용된다. 실질적으로 TII는 주방송망을 통해 방송신호가 전송되었는지 또는 중계망을 통해 전송되었는지를 가입자 단말이 구분할 수 있게 한다. 이때, TII 정보의 경우, 서로 다른 송출국 식별정보를 가져도 단일 주파수망의 간섭을 유발하지 않는다. TII는 데이터 영역에 존재하지 않고, 보통 OFDM 동기 채널의 반송파의 조합으로 설정되며, 이 조합이 중복되지 않게 나열함으로써, 단일 주파수망에서 2개 이상의 신호가 수신되어도 수신되는 송출국의 ID를 구별할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주방송국, 중계국, 인증 시스템 및 가입자 단말 사이의 암호화 방송신호의 송수신을 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 주방송망에서, 주방송국(210)이 가입자 단말(240a)에게 주방송국의 송출국 식별정보(TIIa), 제어단어(CW) 및 암호화 방송신호를 송출하면, 가입자 단말(240a)은 일반 가입자 단말 또는 확장서비스 가입자 단말 모두 상기 주방송국의 송출국 식별정보(TIIa) 및 제어단어(CW)를 이용하여 암호화 방송신호를 복호하여 재생할 수 있다. 또한, 주방송국(210)은 인증 시스템(230)에게 동기 채널을 통해 주방송국 식별정보(TIIa)를, 중계국(220)으로는 중계국 식별정보(TIIb)를 보내고, 또한 고속정보 채널(FIC)을 통해 자격제어 메시지(ECM)/자격관리 메시지(EMM)를 보내게 된다.
중계망에서는, 중계국(220)은 중계국의 송출국 식별정보(TIIb)를 방송신호에 삽입하여 가입자 단말(240b)에게 송출하면, 가입자 단말(240b)이 일반 가입자 단말인 경우는 TIIb만으로는 암호화 방송신호를 복호하지 못하지만, 확장서비스 가입자 단말인 경우, 인증 시스템(230)으로부터 매칭키를 제공받아 TIIb에 대응되는 TIIa를 알 수 있고, 이를 사용하여 또는 제어단어를 복호할 수 있는 세션키를 얻을 수 있으므로 암호화 방송신호를 복호하여 재생할 수 있게 된다. 즉, 중계망에서, 중 계국(220)은 가입자 단말(240b)에게 중계국의 송출국 식별정보(TIIb) 및 암호화 방송신호를 보내고, ECM/EMM은 인증 시스템(230)으로 보내게 된다. 이때, 매칭키는 확장서비스 가입자 단말이 무선 모뎀을 구비한 경우에는 해당 무선망을 통해 수신하고, 무선 모뎀을 구비하지 않은 경우에는 DMB망을 통해 수신하여 암호화 방송신호를 복호하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 주파수망에서 암호화 방송신호 송출 서비스를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 단일 주파수망에서 송출국에 따른 제한 수신 서비스 영역은 주방송망(310), 중계망(320), 주방송망 커버리지와 중계망 커버리지가 중첩되는 영역(330)으로 이루어진다.
주방송망(310) 내에는 주방송망 송신국(311)이 구비되고, 가입자 단말이 주방송망 송신국(311)으로부터 송출되는 주방송국 TIIa 및 제어단어를 수신하여 방송신호를 복호함으로써 방송신호 수신이 가능해진다.
중계망(320) 내에는 중계국(321)이 구비되고, 확장서비스 가입자 단말(322, 323)이 중계국(321)으로부터 송출되는 중계국 TIIb가 삽입된 암호화 방송신호를 수신하게 된다. 여기서, 중계망(320) 내의 확장서비스 가입자(322, 323)에게는 DMB망 또는 무선망을 통해 사용자 인증서버(231)로부터 ECM/EMM 및 매칭키가 각각 전달됨으로써, 중계망(320) 내의 확장서비스 가입자(322, 323)는 방송을 수신할 수 있지만, 일반 가입자는 수신이 불가능하게 된다.
또한, 주방송망 커버리지와 중계망 커버리지가 중첩되는 영역(330)에서는 가 입자 단말(331)이 주방송망 송신국(311)으로부터 송출되는 주방송국 TIIa 또는 중계국(321)으로부터 송출되는 중계국 TIIb를 수신하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주방송망과 중계망 사이의 암호화 방송신호를 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저, T-DMB 주방송망(410)에서 암호화 방송신호의 송신은 다음과 같이 이루어진다.
여러 프로그램 제공자들로부터 각각 비디오(412a), 오디오(412b) 및 데이터(412c)가 제공되면, 서비스 다중화기(414)에 의해 전송 스트림으로 다중화되며, 다중화된 전송 스트림은 스크램블러(413)에 의해 제어단어를 이용하여 스크램블링된다.
이후, TIIa 발생기(415)에서 삽입되는 TIIa에 대응되는 세션키에 의해 제어단어가 암호화된 후, 시스템 다중화기(416)에 의해 다중화되어, 주방송망 송신국(411)에 의해 송출된다. 이때, TIIa는 암호화 방송신호의 데이터 구조의 헤더 부분에 위치하게 되고, 비디오(412a), 오디오(412b) 및 데이터(412c)로 이루어지는 스크램블링된 전송 스트림은 데이터 구조의 바디 부분에 위치하게 된다.
다음으로, T-DMB 중계망(420)에서 암호화 방송신호는 다음과 같이 수신된다.
주방송망 송신국(411)에 의해 송출된 방송신호는 중계국(421)을 통해 수신되는데, 이때, 중계국의 TIIb 삽입기(422)는 주방송망 송신국(411)으로부터 송신된 TIIb를 멀티플렉서/변조기(423)에 의해 삽입하게 되는데, 이때, 헤더 부분의 TIIa는 TIIb로 변경되고, 비디오/오디오/데이터는 원래 주방송국으로부터 송출된 방송 신호 그대로 전송된다.
즉, 주방송망에서 제어단어를 이용하여 전송 스트림에 스크램블을 걸고 동기 채널에 TII값을 삽입할 경우, 이 신호를 그대로 중계망으로 전송을 하면 중계망에서는 동기 채널의 TIIa를 TIIb로 변경하고, 데이터는 그대로 전송한다. 따라서 데이터는 서로 동일하므로 SFN에서 정해진 지연 내에만 수신된다면 서로간에 간섭이 발생하지 않으며, 동기 채널은 서로 다른 값을 구분할 수 있기 때문에 주방송망 지역과 중계망 지역의 중첩지역에서도 서로 다른 TII값을 검출할 수 있다.
따라서, 일반 가입자의 경우, 주방송국 망에서 수신되는 TIIa만 받을 수 있는데, 중계망에서는 중계국 TIIb를 주방송국 TIIa와 다르게 전송하기 때문에, 일반 가입자는 주방송망에서도 수신이 가능하지만 중계망에서는 수신이 불가하며, 또한, 확장서비스 가입자의 경우, 주방송망에서도 수신이 가능하며, 중계망에서는 DMB 망 또는 무선망을 통해 TIIa를 알 수 있도록 하는 매칭키를 수신하여야만 암호화 방송신호를 재생할 수 있다.
다시 말하면, 일반 가입자 단말의 경우에는 주방송국의 TIIa 값만 받을 수 있으나, 중계망 이용이 가능한 확장 가입자 단말의 경우에는 주방송망에서는 일반 가입자와 비슷하지만, 중계망에서는 중계망의 TIIb 값과 별도의 망을 통한 매칭키를 받는다. 이때, 별도의 망은 DMB망 또는 무선망으로 구분되며, 단말기의 종류에 따라 차량형이나 전용수신기처럼 무선 모뎀이 없는 경우, 자체 DMB의 고속정보 채널(FIC)을 통해서 매칭 키를 전송받아서 복호한다.
만일, 무선 모뎀이 있는 경우, 해당 무선망을 통해서 매칭키를 전송받게 된 다. 일반 가입자의 경우에는 주방송국 망에서 수신되는 TIIa 값만 받을 수 있으나, 중계망에서 복호화에 필요한 매칭키를 별도로 전송받지 못하면 중계망에서 수신이 불가하며, 중계망 확장서비스 가입자의 경우, 주방송망에서도 수신이 가능하며, 중계망에서는 상기에 예시한 망으로 수신받은 매칭키로 수신이 가능하게 된다. 이때 상기 고속정보 채널(FIC)은 주방송망과 중계망이 서로 동일하여야 신호가 깨지지 않으므로 주방송망 지역에서도 중계망과 같은 ECM과 EMM을 전송한다.
한편, 전술한 송신 부분에서 문제점은 일반 가입자가 주방송망 내에서 받은 TIIa를 저장하여 중계망으로 이동할 경우, 상기 일반 가입자가 중계망에서도 수신이 가능할 수 있다는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 주방송국 내의 암호화 서버가 주방송국 TIIa를 주기적으로 변경하고, 이에 따른 전송 스트림의 스크램블링도 변경된 TIIa을 적용하게 된다.
또한, 주방송망의 TIIa가 CW를 포함하는 경우에는 이동환경에서 에러가 발생할 수 있고, 수신된 신호를 정확히 복호할 수가 없으므로 CW에 대한 에러정정을 강화하기 위해서 TII의 심볼 중에서 일부 비트를 오류정정 부호(Error correction code: ECC)로 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주방송망과 중계망의 채널별 송출 신호를 예시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 주방송망(510) 지역에는 주방송국의 송출국 식별정보 TIIa와 제어단어(512)를 동기 채널(SC: 511)에 번갈아서 보내고, FIC(Fast Information Channel: 513)에는 수신 데이터를 복호하기 위해 암호화 정보인 ECM 및 EMM(514)을 보내게 된다. 또한, 중계망(520)의 동기 채널(521)에는 중계망 식별을 위해서 중계국의 송출국 식별정보 TIIb를 보내고, 또한, 수신 데이터를 복호하기 위해 FIC 채널(523)로 암호화 정보인 ECM 및 EMM(524)을 전송한다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 전송 프레임은 동기 채널(Synchronization Channel: SC), 고속정보 채널(Fast Information Channel) 및 주서비스 채널(Main Service Channel: MSC)로 구성된다.
동기 채널은 Null symbol과 PRS(Phase Reference Symbol: 위상기준심볼)로 구성되며, TII 신호가 널 심볼(Null Symbol)에 부과된다. 동기 채널에는 전송모드와 심볼 및 주파수 동기에 필요한 정보들이 포함된다. 또한, 동기 채널은 프레임 동기, 반송주파수 동기, 채널상태 추정, 기본적인 복조 기능 등을 위해 사용된다.
고속정보 채널에는 SI(Service Information: 서비스 정보), FIDC(Fast Information Data Channel: 고속정보 데이터채널), MCI(Multiplex Configuration Information: 다중화 구성 정보), CA(Conditional Access: 수신제한)로 구성된다. FIC의 구성요소인 MCI는 MSC의 서비스 종류, 위치, 형태 등의 정보로서 수신단에 전달되어 MSC를 해석하는데 사용된다. 여기서, SI는 서비스 제목, 채널정보 등을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주방송망 송출국에서 동기 채널을 통해 전송되는 송출국 식별정보 및 제어단어를 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 주방송망에서 동기 채널을 통해 주방송국의 송출국 식별정보 및 제어단어(CW)를 보내는 방법을 나타내고 있다. 통상적으로 제어단어(CW)는 64비트로 할당되는데, 이때, 송출국 식별정보 TIIa와 함께 보낼 수 있는 한 프레임 범위가 8비트라고 할 경우, 64 비트의 제어단어(CW)를 전송하기 위해서 8 프레임의 동기 채널에 나누어 보내게 된다. 이러한 제어단어(CW)가 전송되고 나면 다시 주방송국을 구분할 수 있는 주방송국 송출국 식별정보 TIIa를 전송한다. 여기서, 도면부호 610a, 610b, 및 611a 내지 611n은 동기 채널(SC)을 나타내고, 도면부호 620a 및 620b는 주방송국 송출국 식별정보 TIIa를 나타내며, 630a 내지 630n은 동기 채널로 나뉘어 전송되는 제어단어(CW1, CW2, …, CWn)를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 주방송 시스템의 암호화 방송신호 송출 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 주방송 시스템의 암호화 방송신호 송출 방법은, 먼저, 주방송국의 서비스 다중화기(212)가 다수의 컨텐츠 제공자로부터 제공되는 오디오, 비디오 및 데이터를 전송 스트림으로 다중화한다(S801).
다음으로, 주방송국 송출국 식별정보(TIIa)를 발생시킨 후(S802), 서비스 다중화된 전송 스트림을 제어단어(CW)를 이용하여 스크램블링한다(S803).
그 후, 암호화기(214)는 상기 단계(S803)에서 발생된 주방송국 송출국 식별정보(TIIa)에 대응되는 세션키(SK)를 키 테이블에서 찾아서 제어단어(CW)를 보호하기 위해서 암호화한 후 ECM을 생성한다(S804).
다음으로, 주방송국의 송출국 식별정보(TIIa)가 삽입된 방송신호와 관련 정보를 시스템 다중화기(216)에 의해 앙상블 다중화한다(S805). 후속적으로, 시스템 다중화기(216)는 ECM/EMM을 발생하여 암호화 방송신호와 함께 다중화하게 된다.
이후, 다중화된 방송신호를 송출 신호로 변조하고(S806), 주방송망을 통해 상기 변조된 방송신호를 가입자 단말 또는 중계국으로 송출한다(S807). 이 때, 수신자가 중계국인 경우에는 방송신호에 주방송국의 송출국 식별정보(TIIa) 대신에 중계국의 송출국 식별정보(TIIb)가 대신 삽입되어 전송된다.
다음으로, 주방송국은 소정 주기를 확인하여(S808), 소정 주기마다 주방송국 송출축 식별정보(TIIa)를 변경하며(S809), 변경된 주방송국 송출국 식별정보(TIIa)값을 적용하여 방송신호를 다시 암호화하게 된다(S810). 따라서, 소정 주기마다 전술한 S805 단계 내지 S810 단계가 반복된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 중계 시스템의 암호화 방송신호 송출 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중계 시스템의 암호화 방송신호 송출 방법은, 중계국은 주방송국으로부터 주방송망 또는 전용선을 경유하여 전술한 암호화 방송신호를 수신한다(S901). 이 때, 주방송국으로부터 중계국으로 수신되는 방송신호에는 중계국의 송출국 식별정보(TIIb)가 삽입되어 있으므로, 이를 해석하여(S902) 중계망측으로 송신하는 방송신호에 TIIb를 삽입한다(S903).
다음으로, 중계국 TIIb가 삽입된 방송신호를 다중화/변조한 후(S904), 중계국 송신기를 통해 가입자 단말로 송출하게 된다(S905).
이때, 가입자 단말이 음영지역 내에 있는 경우(S906), 중계 링크를 통해 음영지역 내의 중계기(GF)로 방송신호를 송출하게 된다(S907). 실질적으로, 방송신호는 GF와 가입자 단말로 동시에 전송된다.
다음으로, 음영지역 내의 중계기(GF)는 GF TIIb를 발생하고(S908), 상기 중계국으로부터 송출된 TIIb를 GF TIIb로 변경하게 된다(S909). 여기서, 중계국 TIIb 및 음영지역 내의 중계기(GF)의 GF TIIb를 구분하는 이유는 중계국이 다수개 형성될 수 있으며, 또한 각각의 중계국 내의 음영지역 또한 다수개 형성될 수 있기 때문에, 예를 들어, 음영지역이 중첩될 경우, 각각의 음영지역 내 중계기의 GF TIIb를 구분할 필요가 있다.
이후, 변경된 GF TIIb가 삽입된 방송신호를 다중화/변조하고(S910), GF 송신기를 통해 가입자 단말로 송출하게 된다(S911).
결국, 가입자 단말이 중계망 내에 있는 경우, 전술한 인증 시스템은 상기 확장서비스 가입자 단말의 요청에 의해 암호화 방송신호를 복호화할 수 있는 매칭키를 전송하게 된다. 즉, 전술한 바와 같이, 일반 가입자 단말이 중계망 영역에 있는 경우, 암호화 방송신호에 의해 수신이 제한되며, 이를 해제하기 위해서는 확장서비스 가입자 단말로 변경되어야 하고, 후속적으로 인증 시스템으로부터 매칭키를 제공받은 후에 암호화 방송신호를 복호할 수 있게 된다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 주방송망 이외의 별도의 중계망이 음영지역을 위해 구축 될 경우, 일반 가입자 단말 및 확장서비스 가입자 단말의 접속을 차별화함으로써, 주방송망 사업자는 방송망을 확장할 수 있고, 중계기 사업자는 중계기 사업을 활성화시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 지상 및 위성 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting:DMB)을 위한 단일 주파수망에서의 방송신호 송출 시스템에 있어서,
    제어단어(Control Word: CW)를 이용하여 전송 스트림을 스크램블링하고, 제1 송출국 식별정보(Transmitter Identification Information: TIIa)를 사용하여 상기 제어단어(CW)를 암호화한 후 상기 제1 송출국 식별정보가 포함된 암호화된 방송신호를 주방송망을 통해 송출하는 주방송 시스템;
    상기 주방송 시스템으로부터 송출되는 암호화된 방송신호를 수신하여, 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa) 대신에 제2 송출국 식별정보(TIIb)－여기서 제2 송출국 식별정보(TIIb)는 상기 주방송 시스템에서 특정 매칭 알고리즘에 의해 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)로부터 생성된 것임－를 삽입한 후, 중계망을 통해 송출하는 중계 시스템; 및
    상기 주방송 시스템으로부터 특정 매칭키－여기서 특정 매칭키는 상기 제2 송출국 식별정보(TIIb)로부터 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 알 수 있도록 하는 키임－를 전송받아 상기 중계 시스템에서 제공되는 서비스 사용이 가능한 확장 서비스 가입자 단말로 송신하는 인증 시스템
    을 포함하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주방송 시스템은,
    다수의 컨텐츠 제공자들로부터 각각 제공되는 오디오, 비디오, 데이터 및 부가 정보들을 전송 스트림으로 다중화하는 서비스 다중화기;
    전송될 전송 스트림을 일정한 규칙으로 뒤섞어 놓아 정당한 수신권한이 없는 수신자가 상기 전송 스트림을 수신할 수 없도록, 제어단어(CW)를 이용하여 상기 다중화된 전송 스트림을 스크램블링하는 스크램블러;
    상기 주방송 시스템의 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 발생하는 제1 송출국 식별정보(TIIa) 발생기;
    상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 이용하여 상기 제어단어(CW)를 암호화하는 암호화기;
    상기 스크램블러에서 출력되는 전송 스트림과 상기 암호화기에서 출력되는 암호화된 데이터를 함께 하나의 앙상블 전송 스트림으로 다중화하는 시스템 다중화기; 및
    상기 시스템 다중화기에서 출력되는 다중화 신호를 암호화된 방송신호로 주방송망을 통해 송출하는 송신기
    를 포함하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 주방송 시스템은 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)에 대응되는 세션키를 각각 저장하는 키 테이블을 더 포함하며,
    상기 제1 송출국 식별정보에 대응되는 세션키를 사용하여 상기 제어단어를 암호화하는
    것을 특징으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주방송 시스템은 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 주기적으로 변경하고, 상기 변경된 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 적용하여 암호화를 재수행하는 것을 특징으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 송출국 식별정보(TIIa) 및 제어단어(CW)가 동기채널을 통해 상기 중계 시스템 및 인증 시스템으로 전송되는 것을 특징으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어단어(CW)는 전송 스트림마다 다른 값을 가지며, 주기적으로 변경되어 스크램블링이 수행되는 것을 특징으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 주방송 시스템은 상기 암호화된 제어단어가 포함된 자격제어 메시지(ECM:Entitlement Control Message)를 생성하여 가입자 단말로 송출하는 것을 특징 으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자격제어 메시지(ECM)는 고속정보 채널(FIC:Fast Information Channel)을 통해 상기 중계 시스템 및 인증 시스템으로 전송되며, 중계망에서 상기 확장 서비스 가입자 단말의 요청에 의해 상기 인증 시스템으로부터 상기 확장 가입자 단말로 전송되는 것을 특징으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 구성하는 심볼의 적어도 1 비트는 상기 제어단어(CW)의 오류정정 부호(error check code: ECC)로 사용되는 것을 특징으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제어단어(CW)는 다수 프레임의 동기 채널로 각각 나뉘어져 전송되는 것을 특징으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  11. 제3항에 있어서, 상기 중계 시스템은,
    상기 주방송 시스템으로부터 수신된 암호화 방송신호 중에서 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa) 대신에 상기 제2 송출국 식별정보(TIIb)를 삽입하는 제2 송출국 식별정보 삽입기;
    상기 제2 송출국 식별정보 삽입기로부터 출력되는 신호를 다중화 및 변조하는 멀티플렉서/변조기; 및
    상기 다중화 및 변조된 방송신호를 가입자 단말로 송출하거나, 중계 링크를 통해 음영지역의 중계기(GF)로 송출하는 송신기
    를 포함하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 중계 시스템은,
    상기 음영지역 중계기의 제3 송출국 식별정보(GF TIIb)를 발생하는 제3 송출국 식별정보(GF TIIb) 발생기;
    상기 중계 시스템으로부터 수신된 암호화 방송신호 내의 제2 송출국 식별정보(TIIb)를 상기 음영지역 중계기(GF)의 제3 송출국 식별정보(GF TIIb)로 변경하고, 이를 다중화 및 변조하는 GF 멀티플렉서/변조기; 및
    상기 다중화 및 변조된 방송신호를 가입자 단말로 송출하는 GF 송신기
    를 더 포함하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 인증 시스템은 상기 확장 서비스 가입자 단말이 무선 모뎀을 구비한 경우, 무선망을 통해 상기 매칭키를 상기 확장 서비스 가입자 단말로 송신하는 것을 특징으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 인증 시스템은 상기 확장 서비스 가입자 단말이 무선 모뎀을 구비하지 않은 경우, DMB(Digital Multimedia broadcasting)망을 통해 상기 매칭키를 상기 확장 서비스 가입자 단말로 송신하는 것을 특징으로 하는 암호화 방송신호 송출 시스템.
  15. 지상 및 위성 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting:DMB)을 위한 주방송국의 방송신호 송출 방법에 있어서,
    a) 다수의 컨텐츠 제공자로부터 제공되는 오디오, 비디오 및 데이터를 포함하는 전송 스트림을 제어단어(Control Word:CW)를 이용하여 스크램블링하는 단계;
    b) 송출국이 주방송국인 것을 나타내는 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 이용하여 상기 제어단어(CW)를 암호화하는 단계;
    c) 상기 a) 단계에서 스크램블링된 전송 스트림과 상기 b) 단계에서 암호화된 신호를 앙상블 다중화하는 단계; 및
    d) 상기 다중화된 방송신호를 송출 신호로 변조하여, 주방송망을 통해 송출하는 단계
    를 포함하는 주방송국의 암호화 방송신호 송출 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 주방송국은 소정 주기마다 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 변경하여 상기 a) 단계 내지 d) 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 주방송국의 암호화 방송신호 송출 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 d) 단계에서, 상기 송출 신호가 특정 중계 시스템으로 전송되는 경우, 상기 특정 중계 시스템에 대응되는 제2 송출국 식별정보(TIIb)－여기서 제2 송출국 식별정보(TIIb)는 상기 주방송국에서 특정 매칭 알고리즘에 의해 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)로부터 생성된 것임－가 상기 송출신호에 삽입되는 것을 특징으로 하는 주방송국의 암호화 방송신호 송출 방법.
  18. 지상 및 위성 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting:DMB)을 위한 중계국의 방송신호 송출 방법에 있어서,
    a) 주방송국으로부터 암호화 방송신호－여기서 암호화 방송신호에는 상기 주방송국에서 특정 매칭 알고리즘을 사용하여 상기 주방송국의 식별정보인 제1 송출국 식별정보(TIIa)로부터 생성한 제2 송출국 식별정보(TIIb)가 포함됨－를 수신하는 단계;
    b) 상기 수신된 방송신호의 제2 송출국 식별정보(TIIb)를 분석하여 가입자에게 송출된 방송신호에 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa) 대신에 상기 제2 송출국 식별정보(TIIb)를 삽입하는 단계; 및
    c) 상기 제2 송출국 식별정보(TIIb)가 삽입된 방송신호를 다중화/변조하여 가입자 단말로 송출하는 단계
    를 포함하는 중계국의 암호화 방송신호 송출 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 c) 단게에서 상기 가입자 단말이 음영지역 내에 있는 경우, 중계 링크를 통해 상기 음영지역 내의 중계기(GF)로 방송신호를 송출하는 단계;
    상기 음영지역 내의 중계기(GF)가 제3 송출국 식별정보(GF TIIb)를 발생하여, 상기 중계국으로부터 송출된 제2 송출국 식별정보(TIIb)를 상기 제3 송출국 식별정보(GF TIIb)로 변경하는 단계; 및
    상기 제3 송출국 식별정보(GF TIIb)가 삽입된 방송신호를 다중화/변조하여, 가입자 단말로 송출하는 단계
    를 더 포함하는 중계국의 암호화 방송신호 송출 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 중계국에서 제공하는 서비스 사용이 가능한 확장 서비스 가입자 단말인 경우, 별도의 매칭키－여기서 매칭키는 상기 제2 송출국 식별정보(TIIb)로부터 상기 제1 송출국 식별정보(TIIa)를 알 수 있도록 하는 키임－를 제공받아서 상기 중계국에서 송출되는 방송신호를 복호하여 재생하는 것을 특징으로 하는 중계국의 암호화 방송신호 송출 방법.
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