JPH0241046A - 解読鍵の伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は放送システムにお１ノるスクランブルを解除す
るための解読鍵の伝送方式に関する。

［従来の技術］ Ｗ１里放送等の有料放送システムでは視聴契約の加入者
のみに番組が提供されるように、放送局において番組信
号にスクランブルをかｔノで送信を行う。一方、加入者
の側ではスクランブル鍵を用し１てスクランブルを解除
し番組信号を取り出す。これにより加入者のみの番組視
聴をｉ′ｉＴ能にし、不正視聴を防止する。スクランブ
ルされた番組信号をデスクランブルするためのスクラン
ブル鍵は一般に番組信号と同じ伝送路で例えば毎秒ごと
に伝送されるが、このような場合、スクランブル鍵の不
正解読を防ぎ不正視聴を確実に防止するために、毎秒送
られるスクランブル鍵を短時間（例え４；Ｊ１０秒）で
変更する。

［発明が解決しようとする問題点］ スクランブル鍵を短時間で変更して送る方式では、受信
側でスクランブル鍵が送られてくる度に取り出してスク
ランブルを解除しなければならない。このような場合、
例えば、ＦＭを利用する衛星放送において、時雨又はア
ンテナの向きが狂う等の理由により０７　Ｎ　（ｃ’ａ
ｒｒｉｅｒとｎｏ　ｉ　ｓｅとの比）が低下すると、映
像、音声、制御信号にノイズが多数入り、スクランブル
鍵を正確に取り出すことができなくなる。この結果受信
側においてスクランブルの解除が不可能になる。特に、
スクランブル鍵を１０秒に１回変更するシステムにおい
ては、スクランブル鍵の受信を１回誤まると１０秒の間
スクランブルを解除することができないという不具合が
生じる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る解読鍵の伝送方式は、送信側で番組等の情
報を分割し、分割したものの順序を並べ替えて受信側へ
伝送し、受信側で情報と同一伝送路で伝送されてくる解
読鍵を用いて元の順序に並べ直し情報を再現する伝送方
式において、前記解読鍵を比較的に短い時間間隔で変化
させかつこの時間間隔で伝送すると共に、併Ｖて解除鍵
を時刻情報と関連させて複数個ずつ間欠的又は連続的に
伝送するようにしている。

［作用］ 受信側では伝送路のＣ／への状態を検出し、Ｃ／への状
態に対応してスクランブル解除するために使用する鍵を
決定する。解読鍵を時刻情報に対応させて複数個まとめ
て伝送するようにしたから、所定時間内で一度でも正し
く解読鍵を受信できれば、Ｃ／へが低トした場合でも先
に受信した鍵を使用することによってスクランブル解除
を行うことが可能となる。

［実施例］ 以下に本発明の好適実施例を添付図面に従って説明する
。

第１図は本発明に係る放送システムをブロック図で示し
たもので、第１図中左側のＡは送信側の回路構成であり
、右側のＢは多数の受信側の１つを示す回路構成である
。この実施例では一例として送信側Ａと受信側Ｂとを結
ぶ伝送路１０として衛星放送電波を利用している。従っ
てこの放送システムは衛星を利用した有料放送システム
であり、不正視聴を防止する目的で映像信号と音声信号
の両方にスクランブルがかけられている。以下の説明で
は説明の便宜上映像のスクランブルについてのみ説明す
る。また伝送路１０におけるＣ／へ（ｃａｒｒｉｅｒと
ｎｏ　ｉ　ｓｅとの比）の劣化は１回につき３０秒以内
と仮定する。

第１図に示された回路の構成を説明する。

送信側へにおいて、１は送信側の同期盤、２は信号源と
してのカメラ（ＶＴＲやディスクでもよい）、３はカメ
ラ２の映像出力にスクランブルをかけるスクランブラ−
４はスクランブルをか１ノるための乱数の＞３１１Ｐと
なる鍵Ｋｓを発生させるＫＳ発生回路であり、同期盤１
で同期をとっている。＆ｌＫｓはスクランブルを解除す
るための解読鍵である。５は同期盤１に同期しているタ
イマ、６は第２図のＡ、Ｂに示す信号形式で鍵ＫＳやそ
の他の情報を送出するための信号形成回路、７は第２図
Ａ又はＢの形式の信号をテレビ信号中のＶＢｒ（垂直帰
線期間）の１水平走査期間に重畳する重畳回路である。

タイマ５はＫｓ発生回路４と信号形成回路６との同期を
とっている。８はＲＦ変調器であり、このＲＦ変調器８
の出力が衛星を介し、日本全国に散在する多数の受信局
の各受信アンテナ（図示せず）へ伝送される。

受信側Ｂにおいで、受信アンテナから図示しないＬ　Ｎ
　Ｂ　（Ｌｏｗ　Ｎｏ１ｓｅ　Ｂｌｏｃｋ　ｄｏｗｎ　
ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ）を経てチューナ１１へＲＦ変調器
８の出力が供給される。チューナ１１では、受信した信
号を選択し、中間周波（例えば約４００８Ｈ７）に変換
し、検波回路１２でＦＭ検波する。また検波回路１２は
へＧＣＴｉ圧も発生し、これをチューナ１１へ帰還して
いる。チューナ１１と検波回路１２は通常のＢＳチュー
ナの回路と同一である。１３は検波回路１２の出力信号
を２フイ一ルド分ストアするフィールドメモリであり、
２つの１フィールドメモリから成る。１４は出力バッフ
ァ、１５はフィールドメモリ１３の占込みと読出しを制
御するＲ／Ｗ制御器である。１６は検波回路１２から出
力されるテレビ信号から同期信号を分離する同期分離回
路、１７は上記テレビ信号からＶＢＩ中の各種信号を取
り出すための信号抜取回路であり、この回路は送信側へ
から送られてくる第２図Ａ、Ｂに示される信号を抜き取
り、サンプリングしてディジタル信号に変換する。１８
は文字放送で使用されているものと同一ないわゆるＢＥ
ＳＴ方式と呼ばれる誤り訂正回路である。誤り訂正回路
１８の出力信号は、誤りカウンタ２３、時刻コード抜取
回路１９、暗号・課金処理回路３１に供給される。

暗号・課金処理回路３１で得られた情報はＫｓメモリＡ
２０とＫＳメモリＢ２１に供給され、これらのメモリの
それぞれに記憶される。２２は時刻コード照合回路であ
り、この回路には時刻コード抜取回路１９とＫＳメモリ
Ａ２０の各出力が入力される。また３２はＣ／Ｎ判定回
路で、検波回路１２から出力されるＡＧＣ！圧によって
Ｃ／Ｎの状態を判定する。受信側Ｂはその他に、ＮＯＲ
ゲート２４、インバータ２５、ＡＮＤゲート２６゜２７
、ＯＲゲート２８を含む。ＮＯＲゲート２４はＣ／Ｎ判
定回路３２と誤りカウンタ２３の各出力を入力し、その
出力をインバータ２５とＡＮＤゲート２７へ与える。イ
ンバータ２５はその出力をＫＳメモリΔ２０と時刻コー
ド照合回路２２とＡＮＤゲート２６に与える。ＡＮＤゲ
ート２６の残りの入力には時刻コード照合回路２２の出
力が入力され、またＡＮＤゲート２７の残りの入力には
ＫｓメモリＢ２１の出力が入力される。ＡＮＤゲート２
６．２７の各出力はＯＲゲート２８に与えられる。２９
は乱数発生回路、３０はライン番号への変換回路であり
、ＯＲゲート２８の出力を受けて乱数発生回路２９が乱
数を発生し、ライン番号への変換回路３ｏを経て前述の
Ｒ／Ｗ制ＷＪ器１５に対して制御用信号を与える。

次に第１図に示された回路の作用について説明する。

送信側Ａでの映像信号にスクランブルをかける動作は映
像スクランブラ３において行われる。映像スクランブラ
３において、カメラ２から出力された映像信号はＫＳ発
生回路４から与えられる鍵Ｋｓによってスクランブルを
かけられる。スクランブルをかけるために使用された鍵
ＫＳ及びその他の信号は、信号形成回路６を経て信号重
畳回路７に与えられ、この信号重畳回路７で、映像スク
ランブラ３から供給されるスクランブルをかけられた映
像信号のＶＢＩの１水平走査期間の中に重畳され、その
後ＲＦ変調器８を経て受信側へ送出される。

次に受信ＩＱＩＢにおけるデスクランブル動作を間中に
述べる。ＫｓメモリＢ２１において得られる２４ビツト
の鍵ＫＳを用いて乱数発生回路２９でＰＮ系列（２２’
−１）を発生させ、このＰＮ６１１を用いて変換回路２
９で予め決めた手順（例えば、８ビツトの数をＲＯＭで
変換する）に従ってライン番号（水平走査線の番号）に
変換し、この番号を用いて、フィールドメモリ１３の中
から正しい順序で信号を読み出し、出力バッファ１４を
介しＣＲＴ等のデイスプレィに元の画面を表示する。

かかる動作は、テレビ画面を送信側でスクランブルし、
その後受信側でデスクランブルする一例であり、特にラ
インパーミュテーションと叶ばれている。この場合、送
信側Ａの映像スクランブラ３で使用される乱数、それに
基づくライン番号、及びその順序は、受信側の乱数発生
回路２９と変換回路３０で行われる作用と互いに逆（相
補関係）になっている。

前記回路の作用を更に詳しく説明する。スクランブルシ
ステムではＩＫｓ以外にも各種情報を送受する必要があ
る。現在放送されている日本の衛星放送の場合、ＰＣＭ
１声の他にデータも送れる。

この実施例では、一般的に適用できる方式としてＶＢＩ
の１Ｈを用いる例を考える。毎フィールド１日を使い、
１日中ヘッダーを除く１８４ビツトを制御情報その他に
使うものとする。ＩＫｓを１０秒毎に変更すれば、ｗＩ
Ｋｓは１０秒に１回送出すればよい。この間のフィール
ド数は６０Ｘ１０＝６００フイールドであり、残りの５
９９Ｈを利用してＲＫｓ以外の情報を送ることができる
。また毎秒１０回余分にＫＳを送るものとすれば１０秒
間に１０Ｘ　１０Ｈ，すなわち１００Ｈを使うことにな
る。従って、この場合には６００１−１中１０１日をＩ
ＦＫｓの伝送に使う。以下においてはこの条件に塁づい
て説明する。残りの６００−１０１＝４９９Ｈの各１Ｈ
当り１４４ビツトを各種υ１１１１や端末アクセス等に
ついての制御情報に割当てることかできる。

第２図はＶＢＩの１Ｈに含まれる２種類のデータパケッ
トを示す。ＡはＪＩＫＳの情報を送るデータパケットで
あり、ＢはＩＫｓ以外の制御情報を送るデータパケット
である。データパケットＡでは鍵ＫＳは２４ビツトであ
り、錠ＫＳを例えば６ＷＡ　（ｎ＝６）まとめて送るよ
うにしている。またデータパケットＡ、Ｂにはそれぞれ
６ビツトのヘッダーと４０ピツトの時刻コード等の情報
が含まれている。ヘッダーの内容については第３図に示
される。

検波回路１２で出力されるスクランブルされた映像信号
はフィールド毎にフィールドメモリ１３内の第１及び第
２の１フイールドメモリにフィールドの順序に従って交
替させて記憶される。

Ｒ／　Ｗ　ＩＩＩ　’ｅｅ器１５がフィールドメモリ１
３における書込みと読出しを制御することにより受信側
のデスクランブルが行われる。すなわち、Ｒ／Ｗ制御器
１５は、第ｎフィールドのスクランブルされた映像信号
を検波回路１２からそのままフィールドメモリ１３の中
の第１の１フイールドメモリに書き込み、この間、第２
の１フイールドメモリに書き込まれている第ｎ−１フイ
ールドの映像信号を、変換回路３０の指示に従い、ＣＲ
Ｔ等の表示装置上で正常な映像が見えるような順序で走
査線単位に読み出す。また、第ｎ＋１フィールドの映像
信号では、第２の１フイールドメモリへ検波回路１２の
出力する映像信号をそのまま書き込み、この間第１のフ
ィールドメモリから第ｎフィールドの映像信号を、変換
回路３０の指示に従い、ＣＲＴ等の表示装置上で正常な
画が見えるような順序で走査線単位に読み出す。これを
フィールド毎に繰返すことによりデスクランブル動作が
［Ｉｆｔされる。

誤り訂正回路１８における誤り訂正は、第２図Ａ、Ｂの
１９０ビツトの部分に対して行われる。

この１９０ピツト中の、１４４ビツトは暗号化されてい
る。暗号化部分は暗号・課金処即回路３１の暗号処理部
で復号され、時刻コードど一緒にＫｓメモリＡ２０又は
ＫＳメモリ８２１に記憶される。ＫｓメモリＢ２１には
現在フィールドメモリ１３から読み出すための鍵ＫＳが
記憶され、ＫｓメモリＡ２０には将来のフィールドメモ
リ１３からの読み出しに使う鍵ＫＳが複数個時刻コード
と共に記憶されている。

ここでＣ／Ｎが低下して誤りが増加した場合を考える。

Ｃ／Ｎが低下すると、検波回路１２のＡＧＣ電圧が上昇
（又は下降）する。Ｃ／Ｎがある値以下になると、Ｃ／
Ｎ判定回路３２の出力が高レベルになる。Ｃ／Ｎ判定回
路３２の出力が高レベルとなると、ＯＲゲート２４の出
力が低レベルとなり、ＡＮＤゲート２７は遮断され、ま
たインバータ２５の出力が高レベルとなってＡＮＤゲー
ト２６が導通する。また誤り訂正回路１８での誤り訂正
の回数が一定値以上になると、誤りカウンタ２３から高
レベルが出力され、ＯＲゲート２４の出力が低レベルと
なり、ＡＮＤゲート２６が導通し、ＡＮＤゲート２７が
遮断される。時刻コード失敗回路１９では、第２図Ｂの
形式の制御信号以外の非暗号化部の時刻コード××分△
△秒（ＢＣＤで４Ｘ４＝１６ビツト）を受信する。この
時刻コードが例えば６フイールド毎に送られているもの
とすると、約０．１秒毎に時刻コードが変化する。一方
、ＫＳメモリＡ２０にはＸ×分Δ△秒という時刻コード
と共に、第２図Ａの鍵ＫＳが６個入っている。仮に△△
秒として１０秒であるとすると、１０〜１９秒の時刻コ
ードが送られている間は、第４図に示すに８１０〜ＫＳ
２０が、第２図への形式で送られており、Ｃ／Ｎが低下
しないとき及び誤り訂正の個数が少ないときには、ＫＳ
メモリＡ２０へは第２図Ａの信号を受信する毎にＫ　ｓ
　１０〜ＫｓＯＯの２４×６ピツトを古き込んでいる。

××分１５秒でＣ／Ｎが低下し、インバータ２５の出力
が高レベルになったとすると、それ以１１’［ＫｓＳメ
モリＡ２０書換えは中止される。

その時の内容は第４図の通りである。Ｘ×分１５秒の時
刻までは正常骨イ５であったから、ＫＳメモリＢ２１の
記憶内容は第４図のＫ　Ｓ　１０と同じである。時刻コ
ード照合回路２２はインバータ２５の出力が高レベルに
なった後照合を始める。しかし、Ｃ／Ｎが低下している
と、第２図Ａ、Ｂに示される時刻コードに誤りが含まれ
ていることが多いので、時刻コード照合回路２２は内部
にタイマを有し、インバータ２５の出力が低レベルの間
（Ｃ／Ｎが高い時）、時刻コード失敗回路１９の出力で
タイマを較正する。Ｃ／Ｎ低下が１日中続くことはない
。ここではＣ／Ｎ低下の期間を３０秒以下と考えている
ので、その間タイマが進みｄれすることはない。従って
、時刻コードは時刻］−ド照合回路２２の中で分秒４桁
を形成し、そのコードと第４図の分秒のコードとを比較
する。従って、××分２０秒になると、ＫｓＳメモリＡ
２０中の××分２０秒のデータＫＳ２０を読み出し、こ
れをＡＮＤゲート２６及びＯＲゲート２８を経て乱数発
生回路２９へ伝え、乱数発生回路２９でＫｓ２０を基に
して乱数を発生させ、この乱数から変換回路３０でライ
ン番号へ変換する。以りの動作は、Ｃ／Ｎが高い時と同
じである。例えば××分４４秒にＣ／Ｎが高くなって、
Ｃ／Ｎ判定回路３２の出力と誤り訂正カウンタ２３の出
力の両方が低レベルになると、ＫＳメモリ８２１の出力
（Ｋ　Ｓ　５０）がＡＮＤゲート２７及びＯＲゲート２
８を介して乱数発生回路２９へ××分５０秒に伝えられ
る。

××分４４秒から××分５０秒まではＫＳメモリＡ２０
から読み出されたＫＳ４０に基づいて発生した乱数が使
われる。××分５０秒には、第５図に示されるＫ　Ｓ　
５０−　Ｋ　Ｓ　４０’が送られ、ＫＳメモリＡ２０へ
書き込まれる。この場合、ＫＳメモリＢ２１へ輿き込ま
れるＫＳ５０を、第２図Ｂで先に送り、次のフィールド
では第２図Ａで送る。必要なら、第２図Ｂを、Ｘ×分５
０秒の寸萌（２フイ一ルド以上前）に続いて第２図Ａを
送るようにしてもよい。このようにすれば、連続して鍵
ＫＳを切り換えつつデスクランブルし続けることができ
る。

なお、鍵ＫＳを切換旧刻よりも先に送る時は、時刻コー
ド照合回路２２で、ＫＳメ〔すＢ２１の内容についても
時刻コードの照合を行い、Ｋｓメモリ８２１にも時刻コ
ード付きで鍵ＫＳを記憶しておけばよい。この場合も、
時刻照合はＣ／Ｎ低下時のみ停止させればよい。

以上で本発明の基本的動作の説明はできたが、第３図と
共に、第２図について説明を補足する。

前述の通り第２図Ａ、Ｂのヘッダーは６ビツトで、例え
ば第３図の如くｂ　−ｂ５の値と、各バケットの意味を
対応させることができる。例えば１分間に使う鍵ＫＳが
６個ではなく、１０分間に使うＵＫｓを６０個まとめて
送ることとし、ｂｏ〜ｂ５の示す数値１〜１０を用いて
複数の鍵ＫＳを含むパケット（第２図Ａ）を区別し、第
４図、第５図のｔＩＩＫｓのメモリ古川を、時刻コード
も含めて１０倍にすれば、１０分以下のＣ／Ｎ低下に対
し同様の考え方で処理でき、Ｃ／ＮＵ；下により鍵ＫＳ
を受信できなくなって６１０分以内であれば引続きデス
クランブルできる。なお、第２図Ｂの制御情報の中味は
、システムに応じて決められる。

第６図は垂直明線期間を用いて鍵ＫＳを送るタイミング
例を示す。先の説明では××分４５秒を考える。８１〜
Ｂｏは、１０秒毎に送る第２図Ｂの形式の信号の送出時
点及び送出間隔を示し、Ｂ１と８２間は６００フイール
ド離れている。

方Δ　、Ａ７．・・・・・・は本発明に示されるように
鍵Ｋｓをまとめて送る時点を示している。ここではＢ１
〜Ｂｏと同一フィールドの部分のみ、Ａ１゜・・・・・
・Ａ７・・・・・・を示している。拡大図に丞す如く、
１５８目ＫＳ５０を送り、１６）１目にＫＳ５０〜Ｋ　
ｓ　４０’　を送れば、両方を同一フィールドで送るこ
とができる。また１０分単位で考えるときは、第７図の
如く、１フイールドの１１８を用い、１１１」目に第２
図８１１２〜２１Ｈに第２図Ａを１０種類送ればよい。

前記実施例では、ラインパーミュテーションと呼ばれる
スクランブル方式で説明したが、本発明を他のスクラン
ブル方式に適用できるのは勿論である。また、鍵を複数
個（ｎ個）送る場合には、間欠的又は連続的にこれを送
ることができる。更に本発明の基本思想は、衛星放送以
外の種々の有料放送システムに適用することが可能であ
る。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように本発明によれば、個別に鍵
を伝送するのに併往で、有料放送システムにおいて受信
側で使用されるスクランブル解除のための解読鍵を時刻
情報に関連させこれと共に所定時間分売に送って記憶さ
せ、通常は時々刻々変化する鍵を使用して、デスクラン
ブルを行い、Ｃ／Ｎが低下したときには先に送られた鍵
と時刻を照合し適切な鍵を使用することができるため、
受信側でスクランブル解除を中断することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
２種類のデータパケットを示す説明図、第３図はヘラグ
ーの内容を表で示した説明図、第４図及び第５図は時刻
と鍵の関係を表で示す説明図、 第６図及び第７図はデータパケットの配置状態を示す説
明図である。 ［符号の説明］ ３・・・映像スクランブラ ４・・・ＫＳ発生回路 ７・・・信号重畳回路 １３・・・フィールドメモリ １５−Ｒ／１ＩｔｌｌＷ １９・・・時刻コード失敗回路 ２ｏ・・・ＫＳメモリＡ ２１・・・ＫＳメモリＢ ２２・・・時刻コード照合回路 ２９・・・乱数発生回路 ３０・・・ライン番号への変換回路 ３１・・・ｌｌｉｌ号・課金処理回路 ３２・・・Ｃ／Ｎ判定回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側から受信側へ情報を伝送するに際し、送信
   側で前記情報を分割しかつ分割された情報の順序を並べ
   替えると共に、受信側で解読鍵を用いて元の順序に並べ
   直し前記情報を再現する伝送方式において、前記解読鍵
   を比較的に短い時間間隔で変化させ、前記時間間隔で１
   個ずつ伝送すると共に、併せて前記解除鍵を複数個ずつ
   時刻情報と関連させて間欠的又は連続的に伝送すること
   を特徴とする解読鍵の伝送方式。
2. （２）請求項（１）において、複数個の前記解読鍵のそ
   れぞれに時刻情報を対応させ、前記時刻情報と前記解読
   鍵とを一緒に伝送することを特徴とする解読鍵の伝送方
   式。
3. （３）請求項（１）又は（２）において、受信側で信号
   伝送路のＣ／Ｎの変化を検出し、前記Ｃ／Ｎの変化に対
   応して、使用すべき鍵を、個別に伝送される鍵と時刻情
   報に対応させてまとめて伝送される鍵とのいずれかに切
   り替えることを特徴とする解読鍵の伝送方式。