NO178650B - Fremgangsmåte og anordning for transmisjonsstyring for en TV-programkringkastningsstasjon med betinget tilgang - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår kringkastning av TV-program med betinget tilgang og nærmere bestemt kringkastning av programmer i form av en digital-analog multipleks i samsvar med MAC-PAKKE standard (som for enkelthets skyld vil bli betenget med MAC/P) som anvender Eurocrypt aksess-system definert i dokumentet "Conditional access system for the MAC/PACKET family: Eurocrypt", mars 1989.

Nærmere bestemt angår foreliggende oppfinnelse fremgangsmåte for transmisjonsstyring av den art som angitt i innledningen til krav 1 samt transmisjonsstyrer for en MAC/P TV-program kringkastningsinstallasjon som angitt i innledningen til krav 3.

Eurocrypt betinget aksess-system er konstruert for å reservere tilgang til TV/radio eller dataprogrammer for brukere som tilfredsstiller forutbestemte betingelser. Den bruker et scrambling-descrambling system som virker på programsignalene og et kode-dekodingssystem som behandler nøkler og datasignaler nødvendig av autoriserte brukere for å gi dem tilgang til programmene. De vesentlige komponentene til Eurocrypt systemet er vist skjematisk på fig. 1. Delen for scrambling-descrambling systemet i koderen er anbragt oppstrøms for en transmisjons eller kringkastningskanal 10 innbefattende en scrambler 12 og en generator 14 med pseudo-vilkårlige scramblingsfrekvenser. Scrambleren 12 kombinerer hver komponent til inngangssignalet E med utgangen til generatoren 14, for eksempel ved modul-2 binær addisjon. I delen av systemet som utgjør dekoderen lagrer descrambleren 16 komponentene til det descramblede signalet fra det sendte nyttesignalet og fra utgangssignalet til pseudo-vilkårlig sekvensgeneratoren 18, som for dette formål leverer samme sekvens som generator 14.

Krypterings-dekrypteringssystemet leverer identiske styreord CW til generatorene 14 og 18. For dette formål innbefatter systemet i koderen og dekoderen (eller i en frakoblbar enhet) to hemmelighetsberegningsenheter 20 og 22, som kan bli ansett som hver har en hemmelighetsprosessor og et direktlager (RAM) hemmelighetsnøkler og de tilknyttede tilgangstitler er lagret i enhetene. Prosessoren til enheten 22 kan således rekon-struere styreordet CW, den må motta: over transmisjons- og kringkastningskanalen 10, en helhetskontrollmelding ECM, som inneholder styreordet CW chifrert av en servicenøkkel SK og som indikerer betingelsene for tilgang til programmet, modifisert ved en relativt høy frekvens (en hvert 256 bilde for eksempel) for således å eliminere muligheten for bryting av koden,

en helhetsstyremelding EMM spesfikk for kringkastning-eller transmisjonsoperatoren for å velge brukere som har rett til å motta kringkastningen, periodisk modifisering av en operatornøkkel i prosessoren og fordeling av tilgangshel-heter.

I blokkdiagrammet på fig. 1 blir helhetsstyremeldingene EMM i den hemmelige beregningsenheten til dekoderen sendt over kanalen 10 fra en generator 24. Men i den graden av at tilgjengeligrettene gitt til dekoderen kun endres ved høye tidsintervaller er det mulig å sende disse meldingene over andre kanaler, for eksempel over telefonnettverket eller selv i form av data sendt ved post og lastet inn manuelt. ECM meldingene kan tilhøre en enkelt rekke eller to forskjellige rekker tildelt forskjellige signalkomponenter. De er inneholdt i multiplekspakken og deres adresse er gitt av pakkene i en serviceidentifikasjonskanal.

I løpet av en dekodingssekvens kontrollerer den hemmelige beregningsenheten 22 først at parametrene til betingelsene for tilgang til programmet sendt eller kringkastet har blitt lastet inn i lageret ved hjelp av EMM meldingen, gjentatt ved tette intervaller dersom sendt over kanalen 10, så dekoder den styreordet CW fra kryptogrammet CW (SK) til ordet sendt i MAC/P signalet inne i ECM meldingen og dette for hver fremkomst av et nytt kryptogram. For dette formål bruker den servicenøkkelen SK spesifisert til koderen og lagret hemmelig beregningsalgoritme.

I noen tilfeller er det ingen direkte transmisjon av programmet til "primær" operatoren A (satelittkringkastning for eksempel) mot en TV-bruker forsynt med en mottager hvis dekoder tillater betinget tilgang. Kringkastning til abonnenter kan bli utført av en serviceoperator B som ønsker å gi tilgang kun til sine egne abonnenter og til hans egne betingelser og vil derfor ha sine egne servicenøkler (algoritme og betingelser av tilgang til programmet som er mulig spesifisert til ham eller felles for flere operatorer). Transmisjonsscrambling er da nødvendig. Dette er for eksempel tilfellet hvor en operator B, som kringkaster, over et kabelnettverk, kringkastninger som mottas av satelitt og som må transmisjonsscramble det mottatte signalet.

En løsning vil være i fullstendig dekoding av signalet fra "primær"operatoren og opptegning av den ved begynnelsen av kabelnettverket. Denne løsningen har den ulempen at den krever et svært komplekst system siden MAC/P multipleksen kan ha opptil ni komponenter som må bli transmisjonsscramblet separat noen ganger fra forskjellige ECM meldinger. Fullstendig dekoding og omkoding av signalet vil dessuten ha en ødeleggende effekt på det. Denne metoden synes imidlertid ved første øyekast å være nødvendig siden styreordene er startet ved svært tette intervaller og må være tilgjengelig praktisk talt øyeblikkelig for transmisjonsscrambling, idet dersom disse mangler ville medføre et tap av bildet og lydinformajonen, som i praksis er uakseptabel.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er spesielt å tilveiebringe en fremgangsmåte og anordning for transmisjonsstyring av MAC/P signaler fra en første operator for kringkastning av en serviceoperator, som bedre oppfyller kravene i praksis enn de til nå kjente og spesielt ved at de bruker enkle innretninger og knapt endrer innholdet i signalet. Med uttrykket "transmisjonsstyrer" menes en modifikasjon av tilgangsstyreparametrene og nøklene, spesielt operatørnøkkelen inneholdt i hemmelighetsprosessoren. ECM meldingene blir dekodet i sann tid og leverer servicenøkkel SK som tillater gjenvinning av alle komponentene til MAC/P signalet (video, lyd og data).

For dette formål tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten fremgår av krav 2.

Foreliggende oppfinnelsen angår også en transmisjonsstyreranordning av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 3.

I det påfølgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: fig. 1 viser, som allerede nevnt, et forenklet blokkdiagram som viser behandlingsfrekvensen som fører til transmisjon av det scramblede signal og til gjenvinning av et klart signal ved bruk av EMM og ECM meldinger. Fig. 2 viser et generelt blokkdiagram av en transmisjons styreranordning for utførelse av oppfinnelsen. Fig. 3 viser et blokkdiagram som viser en mulig konstruksjon av systemet med en transmisjonsstyreranordning i samsvar med fig. 2.

Transmisjonsscrambleanordningen hvis generelle diagram er vist på fig. 2 kan nærmere bestemt bli anbragt ved begynnelsen av et kabelnett slik at en operatør B kan kringkaste til sine abonnenter et D2 MAC/P signal betegnet som E på fig. 2, scramblet av en annen operator A. Mens scramblingen og descramblingsalgoritmen og betingelsene for tilgang indikert med EMM meldinger kan være felles for flere operatorer, er servicenøkkelen eller nøklene SK spesifikke for hver operatør. Utgangssignalet S må inneholde komponentene til D2 MAC/P signalet (video, audio, data og mulig teletekst), av hvilke i det minste noen er scramblet med en servicenøkkel til operatoren B. Signalet må også inneholde den nødvendige informasjon (i det minste ECM meldingene og ofte ECM og EMM meldinger) slik at betingelsestilgangsanordningene i dekoderene til autoriserte abonenneter eller forbundet med dekoderene kan gjenopprette klart signal.

Transmisjonsscrambleren utfører to funksjoner:

den erstatter meldinger ECM (A) og mulig EMM (A), når sistnevnte er sendt over samme kanal, med ECM (B) og EMM (B) som består av en substitusjon av pakker,

den transmisjonsscrambler de av komponentene til det brukbare signalet som må nå abonnenten i scramblet tilstand.

Den første av de to funksjonene utføres ved en erstatningsen-het 30 og den andre ved hjelp av en transmisjonsscramblings-enhet 32.

Erstatningsenheten 30 innbefatter innretning 34 for uttrekning av pakker som inneholder ECM (A) og mulig EMM (A) meldinger spesifikk for operatøren A og innretning 36 som innfører de nye pakkene som inneholder meldingene ECM (B) og mulig EMM (B) spesifikt for operatøren B.

Pakkene som inneholder de nye meldingene ECM (B) genereres av en hemmelig beregningsenhet 38 spesifikk til operatøren B. Dersom de er levert, blir pakkene som representerer meldingene EMM (B) spesifikt til operatøren B generert av et element 24 som fordeler tilgangsrettene spesifikt til operatoren B og muligvis til andre operatører. Transmisjonsscramblingsenheten 32 innbefatter en descrambler 40 som leverer brukersignalet fra styreordene CW spesifikt for operatøren A, chifrert av den hemmelige beregningsenheten 42 som er identisk med den hemmelige beregningsenheten ment for de direkte abonnentene til operatøren A. Nedstrøms for descrambleren 40 er en scrambler 44 som scrambler alle komponenter eller kun de med betinget tilgang fra styreordene CW (B) spesfikk for operatøren B levert av den hemmelige beregningsenheten 38 som lagrer de betingelsene 39 til tilgang til programmer som er spesifikke for operatøren B.

Transmisjonsscrambling blir derfor utført uten at det er nødvendig å vende tilbake til det opprinnelige basisbåndsig-nalet og for alle komponentene samtidig, som reduserer degraderingen ved signalet og forenkler betydelig kretsene.

Fig. 3 viser den detaljerte konstruksjonen av en transmi-sjonsstyreanordning i samsvar med det generelle diagram på fig. 2 med inngangs- og utgangskomponentene som medgår før uttrekningen av meldingene og etter rescramblingen. I dette blokkdiagrammet, som korresponderer med behandlingen av et signal i samsvar med standard D2 MAC/P, vil komponentene ved anordningen identisk med de funnet i D2 MAC/P kringkastnings-nettverket ikke bli beskrevet.

Inngangskomponentene innbefatter en inngangstidsdemultiplek-ser 46 som mottar signalet E scramblet av operatøren A og fordeler komponentene. Videokomponenten MAC (A) levert ved en utgang 48 til en scramblings- og descramblingskanal innbefattende en descrambler 40a og en scrambler 44a. D2 (A) data og lydmultipleks blir sendt på en utgang til en kanal innbefattende en descrambler 40b og en rescrambler 44b som skal bli beskrevet nærmere senere.

En duobinær dekoding, de-datasanerings- og de-linjesprangs-krets 52 av konvensjonell konstruksjon trekker ut linjen 625 for signalet og leverer den til en behandlingskrets 50 som inneholder en billedteller og som erstatter innholdet til den opprinnelige linjen 625 med en ny ikke-chifrert linje 625, hvor digitale pregnings- og erstatningsparametre er de til operatoren B. Ved utgangen til kretsen 52 blir null-nummererte pakker i multipleksen til hvert bilde, som danner serviceidentifikasjonskanalen (ofte kalt kanal 0) adskilt fra de andre pakkene til dekoderens utgang av kretsen 54 for uttrekning og behandling av kanalen 0. Billedtelleren trekt ut fra linje 625 gjør det mulig å synkronisere descramblingen og scramblingen.

Kretsen 54 leverer adressen til pakkene som representerer ECM

(A) og mulig EMM (A) meldinger til pakkedemultiplekseren 56, som således tillater den å levere ECM (A) og EMM (A) til den

hemmelige beregningsenheten 42, identisk med den til en mottager for en abonnent til operatoren A. Enheten 42 behandler ECM (A) og mulig EMM (A) meldinger scramblet av operatøren A og gjenoppretter styreordet CW (A) nødvendig for descrambling av videokomponenten av descrambleren 48 og til pakkemultipleksen (lyd og data) av descrambleren 40b.

Den digitale multipleksen blir rekonstruert av en multiplek-ser 58 som mottar på den ene siden utgangen til pakkemultiplekseren 56 og på den andre siden ECM (B) meldingene spesifikt for operatøren B levert av den hemmelige beregningsenheten 38 og vider, dersom EMM meldingene er kringkastet av operatøren B i stedet for sendt av andre innretninger, EMM (B) meldingene som kommer fra en meldingsinjektor matet av abonnentautorisasjonssystemet (GA) 62.

Ved utgangen til pakkemultiplekseren 58 inneholder digitalmultipleksen pakker representativt for lyd og data fremdeles scramblet i samsvar med A og i klar tekst ECM og mulig EMM meldinger spesifikt for operatoren B. Descrambleren 40b blir anordnet for således ikke å behandle ECM og EMM meldinger. Ved utgangen til descrambleren 40b blir digitalmultipleksen dannet fullstendig av klartekstspakker. Ved utgangen til scrambleren 44b som følger den blir hele pakkene scramblet fra styreordene CW (B) spesifikt for operatøren B.

En linjesprang-, blande- og duobinaer kodekrets 66, som er en dobbelt av krets 52, fører inn linjen 625 på nytt i en scramblet tilstand, som kommer fra behandlingskretsen 50 og fører ut alle pakkene som skal bli sendt.

Utgangstidsmultiplekseren 68 danner til slutt det scramblede D2 MAC/P signalet som skal bli sendt fra utgangen til krets 66 og til videoscrambleren 44a. Utgangs si gnålet S er kun tilgjengelig under betingelser definert av operatoren B og har komponenter (video, lyd, data og serviceindikasjoner) identiske med de til det innkomne signalet S med unntak for de spesifikt til operatøren B.

Dersom anordningene ble begrenset til komponentene som nettopp har blitt beskrevet, kunne transmisjonsstyreanordningen knapt operere riktig da pakker som inneholder ECM meldinger kun ville være kjent ved det øyeblikket når de skal bli anvendt for å tilføre styreordet: styreordet ville følgelig ikke være tilgjengelig for første bilder som følger dens tilsynekomst, og følgelig en degradering av bildet. Problemet blir overvunnet ved å anvende det faktum at kanalen 0 inneholder meldinger som angår kontroll av tilgangshelheten ACCM som leverer adressen til helhetskontrollmeldingene ECM. Meldingene ACCM indikerer spesielt pakkeadressen til neste ECM (A) som kommer i form av en oppdatert parameter UPDATE ACCM. Nullkanaluttrekningen og behandlingskretsen 54 er anordnet for å levere ikke bare pakkeadressen som representerer ECM (A) og mulig EMM (A) meldinger til pakkedemultiplekseren 56, men også UPDATE ACCM parameteren som tillater den hemmelige beregningsenheten 38 til operatøren B å generere ECM (B) pakker fra tilgangsbetingelser spesifikt til operatøren B og adresser til ECM (A) pakkekanaler som kommer uttrukket fra UPDATE ACCM av uttrekningskretsen 54. ECM (B) pakkene blir tilført pakkemultiplekseren 56 gjennom klargjøringskretsen 70, som sender dem til pakkemultiplekseren 58 ved gjentagelse av en klargjøringsordre dannet ved effektiv tilsynekomst av en ECM (A) ved utgangen til pakkemultiplekseren 56.

På grunn av anticiperingen gitt av UPDATE ACCM signalene og deres anordning kan hver av ECM (A) meldingene spesifikt for operatoren B bli erstattet av ECM (B) meldinger spesifikt for operatøren B i sann tid.

Anticiperingen av UPDATE ACCM tillater preparering av ECM (B) og beregning av tiden som den hemmelige enheten 32 skal ta med i beregningen.

Transmisjonsstyreanordningen som nettopp har blitt beskrevet gir til MAC komponenten en tidsforsinkelse forskjellig fra den gitt til de andre pakkene. Forsinkelsen av MAC komponenten er på grunn av descramblingen og scramblingen, mens derimot det påvirker pakkenes ytterligere resultater fra delinjesprang og linjesprang. I praksis vil forsinkelsen av MAC komponenten generelt være lik to linjer, mens derimot den til multipleksen vil være femten linjer, dvs. to pakker. Tidsforskyvningen som resulterer derfra er i praksis ikke ugunstig og degraderer ikke signalet. Dersom ønskelig, er det imidlertid mulig å bruke tidsforsinkelseskretsene for å anbringe komponentene helt synkront igjen.

Som det fremgår, kan anordningen som nettopp er blitt beskrevet tillate overføring av tilgangsstyring fra en operatør A til en operatør B uten at det er nødvendig å vende tilbake til det originale signalet. Det er mulig uten vanskelig å bygge en anordning som behandler et maksimalt av ni samtidige komponenter, nemlig en MAC komponent og åtte komponenter i pakkemultipleksen som anvender forskjellige mens det kun anvendes kun en krets hvis hastighet er den tilgjengelig for øyeblikket, en enkel hemmelig beregningsenhet spesifikk for operatør A i mottageren og en enkel hemmelig beregningsinnretning spesifikk for operatør B for transmisjon selv om komponentene bruker forskjellige ECM'er.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for transmisjonsstyring av et MAC/P signal som innbefatter en analog komponent og et tidsmultiplekssignal som består av digitale pakker både scramblet ved en forutbestemt sekvens utledet fra et styreord, idet tidsmultiplekssignalet inneholder: første suksessive helhetskontrollmeldinger, spesifikke til den første operatør og som hver inneholder styreordet i form av en chifrering med en første servicenøkkel og modifisert ved tette tidsintervaller, og en serviceidentifikasjonskanal som innbefatter med en tids-anticipering, en adresse for neste første helhetskontrollmelding som kommer,karakterisert ved(a) detektering og uttrekning av tidsmultiplekssignalet, (b) uttrekning av serviceidentifikasjonskanalen, (c) analysering av serviceidentifikasjonskanalen for å bestemme adressen til neste helhetskontrollmelding som kommer en om gangen, (d) erstatning av hver av de første helhetskontrollmeldingene med en andre helhetskontrollmelding spesifikk til en andre operatør, (e) descrambling av den analoge komponenten og tidsmultiplekssignalet med den første servicenøkkel tilveiebragt for den første helhetskontrollmelding og rescrambling av dem med en andre servicenøkkel tilveiebragt fra den andre helhets-kontrolimeldingen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tidsmultiplekssignalet videre innbefatter helhets-styremeldinger og at: i løpet av trinn (c) er adressen til neste helhetsstyremelding som kommer spesifikk til den første operatør, og at i løpet av trinn (d) blir hver av de første helhetsstyre-meldinger erstattet med en andre helhetsstyremelding spesifikt til den andre operatør.

3. Transmisjonsstyrer for en MAC/P TV-program kringkastningsinstallasjon med betinget tilgang, idet kringkastnings-repeteren "A" er karakterisert ved innretning for å uttrekke ECM (A) meldinger fra pakkemultipleksen, en beregningsinnretning for å bestemme styreordet nødvendig for descrambling av inngangssignalet i sann tid ved å anvende aadresseoppdateringsindikasjoner og de første helhetskontrollmeldingene ved anticipering av forekomsten av meldingene , en hemmelig beregningsenhet for, beregning av helhetskontrollmeldingene spesifikt til den andre operatør, innretning for å innføre helhetskontrollmeldingene spesifikt til den andre operatøren som følger uttrekningen av de første meldingene, en descrambler som anvender styreordet spesifikt til den første operatøren levert av den korresponderende hemmelige beregningsenhet, og en scrambler som anvender et styreord spesifikt til den andre operatøren levert av beregningsenheten spesifikt for den andre operatøren.