DE3688855T2

DE3688855T2 - Satellitenübertragungssystem mit Direktübertragung.

Info

Publication number: DE3688855T2
Application number: DE86301602T
Authority: DE
Inventors: Joseph B Glaab; Donald R Horne; John M Jeffers; S Wayne Mundy
Original assignee: General Instrument Corp
Current assignee: Arris Technology Inc
Priority date: 1985-05-01
Filing date: 1986-03-06
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2006-03-07
Also published as: JPS61253936A; US4739510A; EP0200310A2; CA1317368C; EP0200310B1; EP0200310A3; DE3688855D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Nachrichtensysteme und Verteilernetzwerke, in denen Video- Audio- und Steuerdaten übertragen werden sollen. Genauer gesagt, wurde die Erfindung in Verbindung mit einem zuverlässigen Übertragungssystem für Video-, Audio- und Steuersignale zur Verwendung in Mikrowellen-, Kabel- und insbes. Direktrundspruch-Satellitennachrichtensystemen entwickelt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Nachrichtensystem, über das ein Rundspruchsignal gesendet wird, und ein Verfahren zum Verarbeiten von Daten, die in einem Rundspruchsignal empfangen wurden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Rundspruchsignal für die Verwendung bei der Übertragung von Videonachrichten und Steuerdaten, insbes. über einen Satelliten, zu einer Empfangseinheit; ein Direktrundspruch-Satellitennachrichtensystem und eine Empfangseinheit zur Verwendung in einem Nachrichtensystem des Typs, bei dem ein Signal ausgesendet wird, welches Video- und Audioinformation für ein Programm umfaßt.
Die Erfindung wird in dem Kontext eines Direktrundspruch-Satellitendienstes diskutiert und beschrieben, insbes. in Verbindung mit einem Teilnehmerdienst, bei dem Maßnahmen getroffen sind, um den Empfang der Sendung durch lediglich Empfängereinheiten bei autorisierten Teilnehmern zu ermöglichen.
Direktrundspruch-Satellitendienste umfassen das Pay-TV, Telekonferenzen, Teleseminare, private Rundspruch-Netzwerke und dgl. Die Verfügbarkeit kleiner billiger, lediglich für den Empfang ausgelegter Fernsehterminals in den vergangenen Jahren hat zu einer verstärkten Nachfrage an derartigen Diensten geführt. Wenn sich die Technologie der lediglich für den Empfang ausgelegten Fernsehantennen verbessert und sich die Kosten für die nur für Empfang ausgelegten Fernsehterminals verringern, werden weitere Steigerungen der Nachfrage nach Direktrundspruch-Satellitendiensten erwartet.
Aus diesem Grund wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Direktrundspruch-Satellitensystem beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, daß die betreffenden Prinzipien bei anderen Typen von Nachrichtensystemen anwendbar sind, bspw. bei derzeit in Betrieb befindlichen Kabel- und Mikrowellensystemen, ferner Systemen verschiedener Arten, die sich in der Entwicklung befinden.
Im Gegensatz zu Erdleitungen und terristischen Mikrowellenverbindungen mangelt es den Satellitenübertragungen an dem privaten Charakter. Diese Übertragungen lassen sich von jedem nur für den Empfang ausgelegten TV-Terminal empfangen, dessen Antenne für den Empfang der Satellitensignale angeordnet ist. Folglich muß die sichere Übertragung von Video- und Audio-Programmdaten sowie von Datensignalen den Datenschutz bereitstellen, der für viele Anwendungsfälle unerläßlich ist.
Ein einfaches Beispiel für ein Direktrundspruch-Satellitennetzwerk, bei dem Sicherheit gefordert wird, ist ein System, welches Fernsehsignale ausstrahlt. Da jeder Empfänger mit einer Antenne in dem Sendesignalbereich die Satellitensignale empfangen kann, ist es notwendig, die Signale so zu codieren, daß sie nur von Teilnehmer-Empfangseinheiten decodiert werden können. Darüber hinaus haben gewisse Teilnehmer möglicherweise für gewisse Programme oder Programmgruppen gezahlt, während andere Teilnehmer möglicherweise für andere Programme oder Programmgruppen gezahlt haben. Die Signale müssen dann weiter codiert werden, damit die Teilnehmer, die für spezielle Programme oder Programmgruppen gezahlt haben, diese empfangen können, während es andere Teilnehmer nicht können.
Möglicherweise ist es wünschenswert, das System derart auszulegen, daß ein spezieller Teilnehmer ein Programm vorbesichtigen kann, um dann zu gegebenen Zeit zu entscheiden, ob er/sie das Programm zu sehen wünscht und folglich für die Zulassung bezahlt. Bei einem solchen Impuls-Pay-Per-View (IPPV-)System muß die Entscheidung des Teilnehmers aufgezeichnet und einer Abrechnungsstelle übermittelt werden, um eine korrekte Belastung zu ermöglichen. In diesen Fällen müssen die Steuersignale zu der Teilnehmer-Empfangseinheit, welche die Einheit instruieren, wie sie mit der Abrechnungsstelle kommunizieren soll, geschützt werden, damit die Möglichkeit des Diebstahls des Dienstes ausgeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick darauf entwickelt, daß der allgemeine Wunsch existiert, Anlagen-Komplexität zur Sendeseite des Netzwerks hin zu verlagern, während die Empfangseinrichtungen billig und zuverlässig bleiben. Bei dem unten im einzelnen beschriebenen erfindungsgemäßen System werden kryptografische Methoden dazu verwendet, ein Übertragungssystem für Rundspruchsignale zu schützen.
Bei dem zu beschreibenden System wird das Videosignal verarbeitet und in analoger Form gesendet. Das Audiosignal wird digitalisiert und in Form digitaler Daten gesendet. Adressierbare Steuerdaten werden paketweise nach Maßgabe der Adressen organisiert und in der gleichen digitalen Datenform ausgesendet wie die Audiosignale. Sämtliche Signale werden im Basisband unter Heranziehung von Zeitaufteilungs-Multiplexmethoden kombiniert. Das kombinierte Basisbandsignal wird moduliert und dann über die Satellitenstrecke zu den Teilnehmer-Empfangseinheiten übertragen.
Dieser Signalaufbau macht das Erfordernis eines Hilfsträgers für Ton- und Steuerdaten überflüssig, wodurch man den Hub des Videosignals vergrößern und den Video-Rauschabstand verbessern kann. Da außerdem sämtliche Signale im Basisband im Zeitmultiplex verarbeitet sind, muß lediglich ein FM-Demodulator in den Empfängern für sämtliche Signale vorhanden sein.
Es werden zwei Audiokanäle ausgestrahlt. Bei Pay-TV-Diensten können beide Audiosignale für stereophone Sendungen verwendet werden. Bei anderen Anwendungsfällen kann einer der Audiokanäle als Datenkanal für Dienste wie bspw. die Ausstrahlung von Text, Nachrichten, Faximile und dgl. konfiguriert werden.
Im allgemeinen besteht die Ausrüstung am Ende der Übertragungsstrecke aus einer Programmverarbeitungseinheit und einer Echtzeitsteuerung. Die Programmverarbeitungseinheit vollzieht eine Videosignalverarbeitung und ein Verwürfeln, eine Audio-Digitalisierung, ein Verschlüsseln der Audiodaten und eine zeitliche Multiplexbildung des Basisbandsignals. Die Echtzeitsteuerung erzeugt kryptografische Audioschlüssel, verschlüsselt die adressierbaren Steuernachrichten, generiert die Paketnachrichten nach Maßgabe des Sendeprotokolls, wartet die Benutzer-Datenbank und kommuniziert mit anderen Verarbeitungseinheiten.
Die Empfangseinheit beinhalten jeweils einen adressierbaren Steuerungs- Decoder, der zur Verwendung mit einem Empfänger ausgelegt ist, der die benötigte Schnittstelle für die Interaktion mit dem Decoder besitzt. Der adressierbare Steuerungs-Decoder vereinzelt das Basisbandsignal, steuert den Empfänger, entwürfelt das Videosignal, entschlüsselt die Audiodaten und setzt die Audiodaten in Analogform um.
Das gesendete zusammengesetzte Fernsehsignal benutzt ein Format, welches einen aktiven Videoabschnitt und Horizontalaustast-Intervallabschnitte aufweist. Zwei digitale Audiokanäle und ein Steuerdatenkanal werden Abschnitten der Horizontalaustast-Intervalle zugeordnet. Während der Vertikalaustastlücken werden Videobild-Synchronisationinformation und der Nullpegel-Bezug übertragen. Audiodaten und die Steuerdaten werden in einem Farbsynchronsignal übertragen.
Zur Erzielung der besten Kombination aus Leistungsfähigkeit, Kosten und Datenschutz wird ein zweistufiges Videoverwürfelungssystem verwendet. Die erste Stufe wird erreicht, indem die Zeilen- und Bildsynchronisationsimpulse vollständig aus dem Videosignal entfernt werden. In der Vertikalaustastlücke wird zu Synchronisationszwecken ein eindeutiges Synchronisationswort übertragen.
Der adressierbare Steuerungs-Decoder stellt Synchronisation dadurch her, daß er das Synchronisierwort sucht und ortet. Ist erst einmal das Synchronisierwort geortet, lassen sich sämtliche Synchronisierimpulse unter Bezugnahme auf das Synchronisierwort rekonstruieren. Diese Methode wird in Verbindung mit der Videosignalinversion eingesetzt, die die zweite Datenschutzstufe bildet.
Um eine Bildbeeinträchtigung zu vermeiden, erfolgt die Videoinversion auf einer Szenenänderungs-Vollbildgrundlage. Die Ablauffolge der Videoinversion wird gesteuert von einem binären Bitstrom am senderseitigen Ende. Der gleiche Bitstrom wird dazu benutzt, das invertierte Signal am empfangsseitigen Ende zurückzugewinnen. Der binäre Bitstrom wird aus einer Synchronstrom-Verschlüsselung abgeleitet. Der Schlüssel für die Stromverschlüsselung kann für jeden Übertragungsabschnitt variieren. Die Videoinversion ist am sendeseitigen Ende steuerbar und läßt sich sogar während einer Nachrichtenübertragungssitzung ändern.
Für die Audiodigitalisierung verwendet das zu beschreibende System ein neues Deltamodulationssystem, welches von den Dolby Laboratories of San Francisco entwickelt wurde und die notwendigen Leistungswerte erreicht. Gleichzeitig erfordert dieses Modulationssystem den Einsatz eines relativ billigen Decoders am empfangsseitigen Ende.
Im Gegensatz zu der Videoverschlüsselung läßt sich ein im hohen Maße datengeschütztes Audio-Verschlüsselungssystem auf billige Weise realisieren. Die Entschlüsselungsschaltung, die vollkommen digital ausgelegt ist, kann unter Verwendung von kundenspezifischen oder halb-kundenspezifischen integrierten Schaltungen realisiert werden. Es ist besonders wichtig, daß das verwendete Verschlüsselungssystem eine Null-Übertragungsfehlerausbreitung erreichen kann, d. h. ein Fehlerbit in dem verschlüsselten Bitstrom führt zu lediglich einem Fehlerbit in dem entschlüsselten Bitstrom.
Das vorliegende System verwendet ein Verschlüsselungssystem, bei dem der Klar-Audiobitstrom kombiniert wird mit dem Bitstrom, der unter Verwendung einer Exklusiv-ODER-Verknüpfung mit einer Strom-Chiffre generiert wird. Das empfangsseitige Ende entschlüsselt den Audiobitstrom unter Verwendung desselben Stromchiffre-Bitstroms. Der Stromchiffre-Bitstrom wird erzeugt durch einen Schlüssel (einem gemeinsamen Audioschlüssel) und einer Initialisierungsvektor. Der gemeinsame Audioschlüssel wird für die Dauer der Nachrichtenübertragungssitzung verwendet und wird in verschlüsselter Form über den Steuerdatenkanal übertragen. Der Initialisierungsvektor dient während der Dauer jedes Vollbildes und wird in unverschlüsselter Form innerhalb der Horizontal-Austastlücke übertragen.
Bzgl. weiterer Einzelheiten der Verschlüsselungsmethoden, die in dem Direktrundspruch-Satellitensystem, wie es oben erläutert wurde, zum Einsatz gelangen, wird der Leser auf die anhängige europäische Patentanmeldung 85 307 456.5 (veröffentlicht unter der Nummer EP- A-0 179 612) verwiesen, die das grundlegende Verfahren beschreibt, außerdem auf die anhängige europäische Anmeldung 86 301 211.8 (veröffentlicht unter der Nummer EP-A-0 194 769), die auf gewisse Verbesserungen des Verfahrens gerichtet ist. Beide Anmeldungen haben den gleichen Anmelder wie die vorliegende Anmeldung.
Der adressierbare Steuerdatenkanal führt sensitive Information wie bspw. Audio-Entschlüsselungs-Schlüssel und Autorisationsebenenen-Pegel. Das vorliegende System ist dazu ausgelegt, einen Trittbrettfahrer am korrekten Empfang dieser Information zu hindern und zu vermeiden, daß ein legitimierter Anschluß mehr Information empfängt als ihm zusteht. Das Verschlüsselungssystem, welches im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, macht Gebrauch vom Konzept der Mehrterminalschlüssel. Der gemeinsame Audioschlüssel wird unterschiedlich verschlüsselt zur Verwendung in jedem Empfangsterminal. Auf diese Weise wird auch für den unwahrscheinlichen Fall, daß ein Verschlüsselungsschlüssel aufgedeckt wird, ein Schaden rasch eingegrenzt, indem der Schlüssel gelöscht wird.
Die adressierbaren Steuerdaten werden organisiert und anschließend unter Verwendung eines Schlüssels verschlüsselt, der seinerseits mit einem Block-Chiffre-Algorhithmus verschlüsselt ist. Die Länge des Block-Chiffre-Schlüssels beträgt 64 bits. Verglichen mit dem herkömmlichen Datenverschlüsselungs-Standardalgorhithmus besitzt die vorliegende Block-Chiffre einen größeren Block und einen längeren Schlüssel.
Folglich machen gewaltsame Angriffe auf die Chiffre beträchtlich mehr Mühe.
Eines der wichtigen Merkmale des Systems, bei dem die Erfindung Anwendung erlangt, ist die Ermöglichung einer Echtzeitsteuerung von gewissen Funktionen der individuellen Empfangseinheiten seitens des sendeseitigen Endes. Im allgemeinen erfolgt dies durch die Verwendung eines adressierbaren Datenstroms, welcher einen Teil des über den Satelliten verteilten zusammengesetzten Fernsehsignals bildet. Der Datenstrom enthält Abschnitte, die adressierbar sind an und nur empfangbar sein von einer speziellen Empfangseinheit.
Jeder der adressierbaren Abschnitte enthält eine von mehreren verschiedenen Nachrichten. Jede Nachricht enthält Instruktionen zum Steuern einer Funktion der adressierten Empfangseinheit. Bspw. kann eine Nachricht die adressierte Empfangseinheit darüber informieren, welche Programmebenen für die Betrachtung auf einer Teilnehmerbasis zugelassen sind, oder welche Programmebenen für Impuls-Pay-Per-View-Transaktionen auswählbar sind und dgl.
Da die in den Nachrichten enthaltene Information auf Echtzeitbasis geändert wird, kann der Systemoperator ein großes Maß an Steuerung über das System und insbesondere den Betrieb der einzelnen Empfangseinheiten ausüben. Dies macht das erfindungsgemäße System vielseitiger und besser geeignet für individualisierte Dienste, die sich für spezielle Teilnehmer eignen.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Realisierung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Art und Weise, in welcher die Empfangseinheit die Steuerdaten aufnimmt und auswertet, um die Video- und Audioinformation zu verarbeiten und zu rekonstruieren. Das zusammengesetzte Videosignal enthält Information bzgl. mehrerer Kanäle oder Programmebenen, jeweils bei einer anderen Frequenz. Das jeder Frequenz zugeordnete Signal enthält Videoinformation, verschlüsselte Audioinformation und einer adressierbaren Datenstrom mit Vorsatzabschnitten oder Gruppen adressierbarer Abschnitte, die zu jedem Vorsatz gehören.
Wenn ein Programm ausgewählt wird, erfolgt eine Abstimmung auf die entsprechende Frequenz, und die Video- und Audioinformation wird aus dem Datenstrom separiert. Jeder Vorsatz enthält Synchronisierinformation, eine Gruppenadresse und Information bzgl. des ausgewählten Programms. Diese Information wird von sämtlichen Empfangseinheiten benutzt. Jeder adressierbare Abschnitt enthält eine Einheitenadresse und Steuerinformation für lediglich die adressierte Empfangseinheit oder eine Gruppenadresse und Steuerinformation für sämtliche Empfangseinheiten innerhalb der adressierten Gruppe.
Jeder Vorsatz wird untersucht, und die darin enthaltene Information einschl. der programmbezogenen Information, der Synchronisierinformation und der Impuls-Pay-Per-View-Information wird übernommen und gespeichert. Wenn der Vorsatz eine Gruppenadresse aufweist, die mit der Empfangseinheiten-Gruppenadresse übereinstimmt, was bedeutet, daß möglicherweise ein adressierbares Paket vorhanden ist, welches an die Empfangseinheit adressiert ist, so wird jeder adressierbare Abschnitt wiederum untersucht. Nachdem die adressierbaren Abschnitte sämtlich untersucht sind, wird der nächste Vorsatz überwacht.
Wenn ein adressierbarer Abschnitt angetroffen wird, welcher eine globale Adresse oder die Adresse der Empfangseinheit enthält, so wird die darin enthaltene Steuerinformation aufgenommen. Die Steuerinformation hat die Form einer Nachricht, wie oben angegeben wurde.
Die Nachricht liegt üblicherweise in verschlüsselter Form vor. Der adressierte Abschnitt enthält Information, die, wenn sie in Verbindung mit in der Empfangseinheit gespeicherter Information verwendet wird, zum Entschlüsseln der Nachricht dient.
Die Steuerinformation und die programmbezogene Information werden zur Verwendung bei der Verarbeitung und Rekonstruktion der Video- und Audioinformation zum Zwecke der Darstellung gespeichert. Abhängig davon, ob das ausgewählte Programm in den Subskriptions- Umfang fällt oder lediglich auf der Basis Pay-Per-View betrachtet werden kann, muß der Teilnehmer möglicherweise die notwendigen Befehle in die Empfangseinheit eingeben, um die Bildanzeige zu bewirken.
Die bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung richtet sich auf die Erreichung folgender Ziele:
ein zuverlässiges, geschütztes Übertragungssystem für Video-, Audio- und Steuersignale in einem Nachrichtensystem zu schaffen;
ein Direktrundspruch-Satelliten-Signalübertragungssystem zu schaffen, welches einen adressierbaren Datenstrom verwendet, der in die Horizontalaustastlücken eingefügt ist;
ein Direktrundspruch-Satelliten-Signalübertragungssystem anzugeben, bei dem der adressierbare Datenstrom als Vorsatz-Paket, an welches sich mehrere adressierbare Pakete anschließen, organisiert ist;
eine Direktrundspruch-Satelliten-Signalübertragungssystem anzugeben, bei dem die Information in den adressierbaren Paketen innerhalb des Datenstroms auf Echtzeitbasis geändert werden kann;
ein Direktrundspruch-Satelliten-Signalübertragungssystem anzugeben, bei dem das Vorsatzpaket in dem von sämtlichen Empfangseinheiten empfangbaren Datenstrom Synchronisierinformation, auf ausgestrahlte Programme bezogene Daten und auf die ausgestrahlten Programme bezogene Impuls-Pay-Per-View-Daten enthält;
ein Direktrundspruch-Satelliten-Signalübertragungssystem anzugeben, bei dem die adressierbaren Pakete in dem Datenstrom, die nur von dem adressierten Empfangsgerät decodierbar sind, individuelle Teilnehmer- Autorisierung, die Verteilung eines Verschlüsselungs-Schlüssels, Pay- Per-View-Transakationen, Kanalfrequenz-Neuzuordnung steuert und eine direkte Steuerung über weitere Funktionen der adressierten Empfangseinheit und der damit verbundenen Anzeige ausübt; und
ein Direktrundspruch-Satelliten-Signalübertragungssystem anzugeben, bei dem die adressierbaren Daten in dem Datenstrom die Schnittstelle mit peripheren Geräten des Empfängers steuern.
Wie bereits oben erläutert, betrifft die Erfindung verschiedene Aspekte eines Nachrichtensystems.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Rundspruchsignal in einem Rundspruchsystem geschaffen, in welchem der Rundspruch zur Subskription von Empfängereinheiten vorgesehen ist, denen jeweils eine Adresse zugeordnet ist, und die jeweils eine Einrichtung zum Decodieren des Rundspruchsignals einschl. von diesem getragenen Adreßdaten aufweist, wobei das Rundspruchsignal Videonachrichteninformation und Steuerinformation zum Steuern des Betriebs von Teilnehmer-Empfangseinheiten enthält, wobei die Videonachrichteninformation in aufeinanderfolgenden aktiven Videoübertragungsabschnitten gesendet wird, die zeitlich beabstandet sind, und die Steuerinformation in Zeitspannen zwischen den aktiven Videoabschnitten gesendet wird, die Steuerinformation einen digitalen Datenstrom umfaßt, der gebildet wird durch aufeinanderfolgende Datenpakete, die jeweils für mindestens eine Gruppe von Empfängereinheiten vorgesehen sind, die Pakete ein Datenformat aufweisen, welches für jedes Paket einen Adreßabschnitt vorsieht, der eine ausgewählte Gruppe von Empfangseinheiten identifiziert, und mindestens einige Pakete Unter-Datenpakete enthalten, von denen jedes Unterpaket einen Adressenabschnitt, welcher eine spezielle Empfängereinheit innerhalb der ausgewählten Gruppe identifiziert, und Steuerinformation enthält, welche zu der identifizierten speziellen Empfängereinheit gehört.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Nachrichtenübertragungssystem des Typs geschaffen, der eine Rundspruchsignal-Quelleneinrichtung, mehrere Rundspruchsignal-Empfangseinrichtungen mit jeweils einer Adresse, einer Einrichtung zum Verteilen des Rundspruchsignals von der Quelleneinrichtung zu jeder der Empfangseinrichtungen aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erzeugen eines Rundspruchsignals mit aktiven Videosignalabschnitten, Erzeugen eines Audiosignalabschnitts, Erzeugen eines Datenstroms, Einfügen des Audiosignalabschnitts und des Datenstroms in das Rundspruchsignal zwischen dessen aktive Videoabschnitte, wobei das Erzeugen eines Datenstroms die Schritte aufweist: Erzeugen eines Vorsatzabschnitts mit programmbezogener Information, die für alle Empfangseinrichtungen anwendbar ist, und Adresseninformation, die für jede von mehreren, eine Gruppe definierenden Empfangseinrichtungen gemeinsam ist, Erzeugen von getrennten Steuerinformationsabschnitten, die für jede der Empfangseinrichtungen innerhalb der Gruppe individualisiert sind, Zuordnen jedes der individualisierten Steuerinformationsabschnitte zu einer Adresseninformation, die spezifisch für die Empfangseinrichtung innerhalb der Gruppe ist, für die der Steuerinformationsabschnitt individualisiert ist, um mehrere adressierbare Abschnitte zu bilden, einer für jede Empfangseinrichtung innerhalb der Gruppe, wobei der Vorsatzabschnitt und die adressierbaren Abschnitte in Serie als eine Einheit den Datenstrom umfassen, die getrennten Steuerinformationsabschnitte so zu den jeweiligen Empfangseinrichtungen innerhalb der Gruppe gesendet werden, ohne den Vorsatzabschnitt mit jedem adressierbaren Abschnitt wiederholt neu zu senden.
Es ist bei dem im vorstehenden Abschnitt angegebenen Verfahren möglich, außerdem die Schritte des Auswählens eines adressierbaren Abschnitts und des Änderns der darin enthaltenen Steuerinformation auf Echtzeitbasis vorzusehen.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verarbeitung von Daten in einer Empfangseinheit eines Nachrichtensystems und gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verarbeiten von Daten geschaffen, die von einer adressierbaren Empfangseinrichtung in einem Rundspruchsignal der Art, die aktive Videoabschnitte, ein verschlüsseltes Signal und einen Datenstrom enthält, empfangen werden, wobei der Datenstrom einen Vorsatzabschnitt mit Gruppenadressinformation in der Form der höchstwertigen Bits der Adresse einer Gruppe von Empfangseinrichtungen und einem ersten Typ von Entschlüsselungsschlüsseldaten sowie mehrere adressierbare Abschnitte aufweist, wobei die adressierbaren Abschnitte Information enthalten, die individualisiert und anwendbar ist für die Steuerung lediglich einer einzelnen Empfangseinrichtung innerhalb der adressierten Gruppe, die individualisierte Information Empfangseinrichtungs-Adresseninformation in der Form der niedrigstwertigen Bits der Adresse der Empfangseinrichtung, eine verschlüsselte Nachricht einschließlich eines zweiten Typs von Verschlüsselungsschlüsseldaten und Nachrichtenverschlüsselungsdaten enthält, wobei der Vorsatzabschnitt und eine Serie adressierbarer Abschnitte als eine Einheit derart übertragen werden, daß der Vorsatzabschnitt nicht wiederholt mit jedem adressierbaren Abschnitt neu übertragen wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
(a) Bestimmen, ob die Gruppenadresseninformation mit den höchstwertigen Bits der Adresse der Empfangseinrichtung übereinstimmt;
(b) Verarbeiten der Information in dem Vorsatzabschnitt, um die Verschlüsselungsschlüsseldaten des ersten Typs zu erhalten;
(c) Falls die Gruppenadresseninformation übereinstimmt mit den höchstwertigen Bits der Adresse der Empfangseinrichtung, Überprüfen jedes adressierbaren Abschnitts in der Einheit in Folge, um festzustellen, ob die darin enthaltene Empfangseinrichtungsinformation mit den niedrigstwertigen Bits der Adresse der Empfangseinrichtung übereinstimmt, und, falls eine Übereinstimmung gegeben ist,
(d) Verarbeiten der individualisierten Information in dem adressierten Abschnitt, um die verschlüsselten Daten und darin den zweiten Typ von Verschlüsselungsschlüsseldaten zu entschlüsseln; und
(e) Verwenden des ersten Typs von Verschlüsselungsschlüsseldaten und des zweiten Typs von Verschlüsselungsschlüsseldaten, um das verschlüsselte Signal zu entschlüsseln.
Wie bereits diskutiert wurde, findet die Erfindung besondere Anwendung bei einem Direktrundspruch-Satellitensystem. Bei einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Direktrundspruch-Satellitenkommunikationssystem geschaffen, welches umfaßt: eine Rundspruchsignalursprungseinrichtung und mehrere Rundspruchsignalempfangseinrichtungen, von denen jede Empfangseinrichtung eine Adresse mit einem Satz höchstwertiger Bits und einem Satz niedrigstwertiger Bits aufweist, wobei die Ursprungseinrichtung eine Programmverarbeitungseinrichtung aufweist, die Videosignale und Audiosignale erzeugt, und eine Einrichtung zum Erzeugen von Echtzeitsignalsteuermitteln, eine Einrichtung zum Erzeugen von programmbezogenen Signalen für sämtliche Empfangseinrichtungen in einer Gruppe, die eine Adresse mit einem speziellen Satz höchstwertiger Bits aufweist, eine Einrichtung zum Erzeugen separater Steuersignale für individuelle Empfangseinrichtungen innerhalb einer Gruppe, die eine Adresse mit einem speziellen Satz höchstwertiger Bits aufweist, eine Einrichtung zum Verschlüsseln von Videosignalen zur Bildung eines Rundspruchsignals aufweist, wobei die Audiosignale, die programmbezogenen Signale, Steuersignale und Adresseninformation einen Datenstrom mit einem Vorsatzabschnitt bilden, der die programmbezogene Information und einen Satz höchstwertiger Bits gemeinsam für die Empfangseinrichtungen in einer Gruppe und mehrere adressierbare Abschnitte enthält, welche Steuerinformation umfassen, die für eine spezielle Empfangseinrichtung innerhalb der Gruppe individualisiert sind, und einen Satz niedrigstwertiger Bits umfassen, die zu der speziellen Empfangseinrichtung gehören, wobei die adressierbaren Abschnitte des Vorsatzabschnitts in Serie in das Rundspruchsignal als eine Einheit eingefügt sind, derart, daß der Vorsatzabschnitt nicht wiederholt mit jedem adressierbaren Abschnitt neu gesendet werden muß, weiterhin umfassend eine Einrichtung zum Senden des Rundspruchsignals, und wobei jede der Empfangseinrichtungen eine Einrichtung zur Empfangsabstimmung auf die Rundspruchsignale, eine adressierbare Steuerungsdekodiereinrichtung aufweist, wobei die Dekodiereinrichtung eine Einrichtung erhält, die wirksam wird, wenn ein Rundspruchsignal empfangen wird, welches den Vorsatzabschnitt und einen adressierbaren Abschnitt mit der Adresse der adressierbaren Steuerungs-Dekodiereinrichtung enthält, um die Videosignale, die Audiosignale, die Steuersignale oder die programmbezogene Information, die zu der Empfangseinrichtung gehört, zu entschlüsseln und zu separieren, und um die adressierte Empfangseinrichtung so zu steuern, daß sie die Videosignale und die Audiosignale nach Maßgabe der Steuersignale und der programmbezogenen Information verarbeitet und zur Anzeige bringt.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem eine Empfangseinheit mit einer Adresse, die einen Satz höchstwertiger Bits und einen Satz niedrigstwertiger Bits zur Verwendung in einem Kommunikationssystem der Art enthält, die ein Signal sendet, welches umfaßt: Video- und Audioinformation für ein Programm, einen Datenstrom, beinhaltend einen Vorsatz mit einem Abschnitt höchstwertiger Bits zur Kennzeichnung einer Gruppe von Empfangseinheiten, Synchronisationsinformation und programmbezogene Information, und mehrere adressierbare Abschnitte, die dem Vorsatz zugeordnet sind und jeweils einen Abschnitt niedrigstwertiger Bits und Information für die Steuerung der speziell adressierten Einheit mit der Adresse, welche mit dem Satz höchstwertiger Bits in dem Vorsatz und dem Satz niedrigstwertiger Bits in dem adressierten Abschnitt übereinstimmt, enthält, wobei der Vorsatz und eine Reihe adressierbarer Abschnitte in das Signal als eine Einheit derart eingefügt werden, daß der Vorsatz nicht mit jedem adressierbaren Abschnitt wiederholt neu zu übertragen ist, und die Empfangseinheit eine Einrichtung zum Empfangen des Signals, eine Einrichtung zum Auswählen eines anzuschauenden Programms, eine Einrichtung zur Abstimmung auf das ausgewählte Programm, eine Einrichtung zum Separieren des Datenstroms von der Video- und Audioinformation, eine Einrichtung zum Überprüfen des Vorsatzes zwecks Bestimmung, ob die Empfangseinheit sich innerhalb der Gruppe mit einer Adresse, die den Satz höchstwertiger Bits in dem Vorsatz umfaßt, befindet, eine Einrichtung zum Erfassen und Speichern der Information in dem Vorsatz, eine Einrichtung, die betätigt wird, wenn die empfangende Einheit sich innerhalb der adressierten Gruppe befindet, um jeden adressierten, zu dem Vorsatz gehörenden Abschnitt zu untersuchen und festzustellen, ob der Satz niedrigstwertiger Bits der Adresse der individuellen empfangenden Einheit übereinstimmt mit dem Satz niedrigstwertiger Bits des adressierten Abschnitts, eine Einrichtung zum Erfassen und Speichern der Steuerinformation in dem adressierten Abschnitt, falls die individuelle Adresse der empfangenden Einheit gegeben ist, und eine Einrichtung zum Verarbeiten und Anzeigen der Video- und Audioinformation nach Maßgabe des gespeicherten Vorsatzes und der Steuerinformation aufweist.
Die verschiedenen Aspekte der Erfindung werden unten im einzelnen unter Bezugnahme auf einen Direktrundspruch mittels eines Satellitenkommunikationssystems beschrieben, bei dem sie Anwendung finden.
Das zu beschreibende System beinhaltet ein Verfahren zum Senden von Daten in einem Kommunikationssystem der Art, welches eine Rundspruchsignalursprungseinrichtung , mehrere Rundspruchsignalempfangseinrichtungen, und eine Einrichtung zum Verteilen des Rundspruchssignals von der Ursprungseinrichtung zu jeder Empfangseinrichtung aufweist. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Erzeugens eines Rundspruchsignals mit aktiven Videosignalabschnitten und Horizontalaustastabschnitten.
Es werden ein Audiosignal und ein Datenstrom erzeugt und in die Horizontalaustastlücken eingefügt. Der Datenstrom enthält einen Vorsatzabschnitt mit einer Gruppenadresseninformation und programmbezogener Information, die für sämtliche Empfangseinrichtungen gilt, und Gruppen von adressierbaren Abschnitten, die dem Vorsatz zugeordnet sind. Die adressierbaren Abschnitte beinhalten Information zum Adressieren eines speziellen (oder, bei einer globalen Adresse, sämtlicher) Empfangseinheiten innerhalb der adressierten Gruppe und zum Steuern von deren Funktion.
Das Verfahren beinhaltet außerdem die Schritte des Auswählens adressierbarer Abschnitte und des Änderns der darin enthaltenen Information. Dies ermöglicht die senderseitige Steuerung individueller Empfänger auf Echtzeitbasis.
Die Information in dem Vorsatz beinhaltet Information bezüglich des aktiven Videoabschnitts des Rundspruchsignals. Beispielsweise kann diese Information Video-Synchronisationsinformation und Programmidentifikationsinformation enthalten. Sie kann sich außerdem auf die Audio-Entschlüsselung beziehen und enthält möglicherweise Audio-Entschlüsselungsinformation. Diese Information kann zusätzlich Impulspay-per-view-Daten enthalten.
Jeder der Empfangseinrichtungen ist eine eindeutige digitale Adresse zugeordnet, welche höchstwertige Bits (Gruppenadresse) und niedrigstwertige Bits (Teilnehmereinheiten-Adresse) enthält. Die Information in dem Vorsatz beinhaltet die höchstwertigen Bits der digitalen Adresse. Die Information in den adressierbaren Abschnitten enthält die niedrigstwertigen Bits der Adresse für die spezielle Empfangseinrichtung, auf die sich der adressierbare Abschnitt bezieht. Sämtliche Einheiten können gleichzeitig durch Verwendung einer globalen Teilnehmeradresse angesprochen werden.
Die Information in jedem der adressierbaren Abschnitte beinhaltet eine ausgewählte von mehreren verschlüsselten Empfänger-Nachrichtentypen. Zusätzlich ist Information zum Entschlüsseln des ausgewählten Nachrichtentyps enthalten, ebenso wie eine Angabe des Nachrichtentyps.
Beispielsweise kann ein Nachrichtentyp Programm-Zugangsdaten und Instruktionen zur Speicherung dieser Daten beinhalten, außerdem zusätzliche Audio-Entschlüsselungsdaten. Sie kann außerdem Daten enthalten, welche repräsentativ für einen "Heimkanal" sind, der dann auszuwählen ist, wenn der Decoder sich im Ruhezustand befindet.
Jede der Empfangseinheiten kann mit einer Telefonverbindungseinrichtung zu der Ursprungseinrichtung ausgestattet sein. In diesem Fall enthält einer der Nachrichtentypen möglicherweise Transaktionsdaten für die Impuls-pay-per-view, Identifikationsdaten, Rufzeitdaten und Programmwertdaten. Außerdem sind möglicherweise Programmebenen- Sperrdaten und Telefonat-Rufnummerndaten enthalten. Andere Nachrichtentypen beinhalten möglicherweise Kanal-Neuzuordnungstabellen zur Verwendung in dem Fall, daß ein spezieller Programmkanal wegen eines Transponder-Versagens auf einer normalerweise nicht genutzten Frequenz ausgestrahlt wird.
Die Information in den adressierbaren Abschnitten kann außerdem Nachrichtentypen enthalten, welche Anzeige-Steuerdaten aufweisen, um die digitalen Anzeigeeinrichtungen verschiedener Empfangseinheiten zu steuern, Steuerfunktionsdaten zu löschen oder zurückzusetzen für den Betrieb der Empfangseinheit, Programm-Sperrdaten und Audio- und Daten-Schwellenwertdaten.
In einigen Fällen werden die Empfangseinheiten in Verbindung mit einem oder mehreren Peripheriegeräten dazu benutzt, Rundspruchsignalinformation zu verarbeiten, aufzuzeichnen oder anzuzeigen. Ein Nachrichtentyp enthält möglicherweise Daten über ein peripheres Gerät. Ein anderer Nachrichtentyp beinhaltet möglicherweise Auswahldaten für ein peripheres Gerät.
Einer der Vorteile des vorliegenden Systems besteht darin, daß ein Fehler in der Information innerhalb eines der adressierbaren Abschnitte nicht von Empfangseinheiten außer den speziellen Empfangseinheiten verarbeitet wird, auf die sich der den Fehler beinhaltende adressierbare Abschnitt bezieht. Damit unterbricht ein Fehler nicht die Funktion des Systems, lediglich die Funktion einer speziellen Empfangseinheit innerhalb des Systems.
Außerdem wird ein Verfahren zum Verarbeiten von Daten beschrieben, welches in einem Rundspruchsignal des Typs empfangen wird, der aktive Videosignalabschnitte und Horizontalaustastlücken beinhaltet. Die Horizontalaustastlücken enthalten einen verschlüsselten Audiodatenabschnitt und einen Datenstrom. Der Datenstrom beinhaltet einen Vorsatzabschnitt mit Information, die sämtliche Empfangseinheiten betrifft, darunter Gruppenadressendaten, Signalsynchronisationsdaten und Audio- Verschlüsselungsdaten eines ersten Typs, und mehrere adressierbare Abschnitte, jeweils enthaltend Information für die Steuerung einer speziellen adressierten Empfangseinheit innerhalb der adressierten Gruppe, und beinhaltend Einheiten-Adressendaten, verschlüsselte Nachrichtendaten und Nachrichten-Entschlüsselungsdaten. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Bestimmens, ob die Gruppenadressendaten übereinstimmen mit der Gruppenadresse der Empfangseinheit, das Verarbeiten der Vorsatzinformation zum Erhalten von Synchronisationsdaten für den Videoteil des Rundspruchsignals, und Audio-Entschlüsselungsdaten des ersten Typs. Wenn die Gruppenadresse paßt, wird jeder adressierbare Abschnitt nacheinander überprüft, um festzustellen, ob die darin enthaltene empfangene Einheitenadresse mit der Adresse der Empfangseinheit übereinstimmt. Information in dem adressierbaren Abschnitt mit der übereinstimmenden Empfangseinheiten-Adresse wird verarbeitet, um die verschlüsselten Nachrichtendaten zu erhalten und zu entschlüsseln. Die Nachrichtendaten beinhalten einen zweiten Typ von Audio-Entschlüsselungsdaten. Die Audio-Entschlüsselungsdaten des ersten und des zweiten Typs dienen zum Entschlüsseln der Audiosignaldaten.
Eine Empfangseinheit zur Verwendung in einem Kommunikationssystem wird ebenfalls beschrieben. Das Kommunikationssystem ist von dem Typ, der ein Signal, welches Video- und Audioinformation für ein Programm, einen Vorsatzabschnitt mit einer Gruppenadresse, Synchronisierinformation und Information bezüglich des Programms und mehrere adressierbare Abschnitte, die zu dem Vorsatzabschnitt gehören, beinhaltet. Die adressierbaren Abschnitte enthalten Information bezüglich der Steuerung individueller adressierter Empfangseinheiten innerhalb der adressierten Gruppe. Die Empfangseinheit besitzt eine Einrichtung zum Empfangen des Signals und eine Einrichtung zum Auswählen eines anzuschauenden Programms. Es sind Mittel vorgesehen zum Abstimmen auf die Frequenz des ausgewählten Programms. Es sind Mittel vorgesehen zum Separieren der Abschnitte aus der Video- und Audioinformation und zum Untersuchen des Vorsatzabschnitts, um festzustellen, ob die Empfangseinheit innerhalb der adressierten Gruppe liegt. Es sind Mittel vorgesehen zum Aufnehmen und Speichern der Vorsatzinformation. Es sind Mittel vorgesehen zum Untersuchen jedes adressierten Abschnitts, um festzustellen, ob die Empfangseinheit sich innerhalb der adressierten Gruppe befindet. Es gibt Mittel zum Aufnehmen und Speichern der Steuerinformation in dem adressierten Abschnitt, wenn die Empfangseinheit adressiert ist. Mittel sind vorgesehen zum Verarbeiten und zum Anzeigen der Audio- und Videoinformation nach Maßgabe der gespeicherten Vorsatz- und Steuerinformation.
Die Audioinformation liegt in verschlüsselter Form vor. Die Steuerinformation umfaßt Audio-Entschlüsselungsinformation. Die Verarbeitungs- und Anzeigeeinrichtung besitzt vorzugsweise eine Einrichtung zum Entschlüsseln der Audioinformation in Abhängigkeit der Audio-Entschlüsselungsinformation, die aus einem an die Empfangseinheit adressierten Abschnitt aufgenommen wurde.
Jeder der adressierten Abschnitte enthält eine Nachricht. Die Mittel zum Aufnehmen und Speichern der Steuerinformation besitzen eine Einrichtung zum Aufnehmen der Nachricht. Die Nachricht wird in verschlüsselter Form übertragen. Der adressierte Abschnitt enthält außerdem Information zum Entschlüsseln der Nachricht. Die Empfangseinheit besitzt weiterhin eine Einrichtung zum Entschlüsseln der Nachricht unter Verwendung der Entschlüsselungsinformation in dem Abschnitt.
Mittel sind vorgesehen zum Speichern der Nachricht-Entschlüsselungsinformation. Mittel sind vorgesehen zum Verwenden der gespeicherten Nachricht-Entschlüsselungsinformation und der Entschlüsselungsinformation in dem adressierten Abschnitt, um die Nachricht zu entschlüsseln.
Einer der adressierten Abschnitte kann Steuerinformation enthalten, die an sämtliche Empfangseinheiten innerhalb der adressierten Gruppe adressiert ist. Die Empfangseinheit enthält außerdem eine Einrichtung zum Aufnehmen und Speichern der Steuerinformation in derartigen globaladressierten Abschnitten, wenn die Empfangseinheit eine aus den adressierten Gruppen ist.
Die Umsetzung der vorliegenden Erfindung in die Praxis, wie sie oben diskutiert wurde, wird im Rahmen dieser Anmeldung in Verbindung mit einem Direktrundspruch-Satelliten-Signalnachrichtensystem beschrieben. Die Beschreibung erfolgt in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Gesamtsystems gemäß der Erfindung;
Fig. 2A und 2B gemeinsam ein Blockdiagramm des adressierbaren Steuerungs-Decoders, der einen Teil der Empfangseinheit gemäß der Erfindung bildet;
Fig. 3 das zusammengesetzte Fernsehsignal, wie es in dem erfindungsgemäßen System verwendet wird;
Fig. 4 die Zusammensetzung des Vorsatzabschnitts des Datenstroms, wie er in dem System gemäß der Erfindung verwendet wird;
Fig. 5 die Zusammensetzung eines typischen adressierbaren Abschnitts des Datenstroms, wie er in dem System gemäß der Erfindung verwendet wird;
Fig. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F und 6G jeweils die Zusammensetzung eines Nachrichtentyps, wie er über einen adressierbaren Abschnitt des Datenstroms gemäß der Erfindung verteilt wird; und
Fig. 7 ein Flußdiagramm, welches die verschiedenen Funktionen der Empfangseinheit beim Aufnehmen von Information aus dem zusammengesetzten Signal und beim Verarbeiten der Information veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt in Form eines Blockdiagramms einen Überblick über ein Direktrundspruch-Satelliten-Netzwerk unter Verwendung des Signalübertragungssystems gemäß der Erfindung. Das Netzwerk beinhaltet ein Sende- oder Kopfende, allgemein mit A bezeichnet, einen Satelliten mit mehreren Signaltranspondern, allgemein mit B bezeichnet, und eine von mehreren Empfangseinheiten oder Terminals, allgemein mit C bezeichnet. Signale, die ihren Ursprung am sendeseitigen Ende A haben, werden zu dem Satelliten B übertragen und anschließend zu einer Mehrzahl von Empfangseinheiten C verteilt, die sich innerhalb des Signalausstrahlungsgebiets befinden.
Das System ist in der Lage, mehr als 16 Millionen individuelle Teilnehmer zu versorgen und mehrere aktive Programmkanäle und Ebenen bereitzustellen. Eine Echtzeitsteuerung 10 übernimmt von einem Studio- Steuerrechner 12 Echtzeiteingaben, die zeitlich mit dem Start des Programminhalts gekoppelt sind, der von jedem der zehn Programmeingänge empfangen wird. Jede Programmeingabe ist zeitbasis-korrigiertes Standard-Video und kann zu dem Programm gehörige mono-, zweisprachiges oder Stereo-Basisband-Audioinformation enthalten.
Die Echtzeitsteuerung 10 empfängt außerdem Dateneingaben von einem Bürozentrumrechner 14, welcher die Kundendatenbank verwaltet, und ferner von einem sprachabhängigen System 16, welches durch Dienstpersonal oder autorisierte Vertragspartner benutzt wird. Zusätzlich akzeptiert die Echtzeitsteuerung 10 Eingaben seitens einer kopfseitigen Bedienerkonsole 18.
Die kopfseitige Anlage akzeptiert eine Programmeingabe von dem Studio. Sie verwürfelt die Videoinformation und verschlüsselt die Audioinformation. Anschließend liefert sie ein verwürfeltes Videoprogramm mit integralen Daten und verschlüsselter Audioinformation an die Aufwärtsstrecken-Anlage 20. Die Aufwärtsstrecken-Anlage 20 wiederum übermittelt die Signale mit Hilfe einer Antenne 21 zu dem Satelliten B.
Die primäre Funktion der Echtzeitsteuerung 10 besteht darin, einen adressierenden Datenstrom zu erzeugen, der durch ein Computer-Schnittstellenmodul, welches ein Teil der Steuerung 10 ist, zu einer Programmverarbeitungseinheit 15 geleitet wird. In der Programmverarbeitungseinheit 24 wird der adressierende Datenstrom in die Horizontalaustastlücke des Videosignals eingefügt.
Die Echtzeitsteuerung 10 speichert auf einem Plattenspeicher Autorisierungslisten für den adressierbaren Steuerungs-Decoder und Impuls-payper-view-Information, die auf bis zu 16 Millionen Decoder erweiterbar ist. Diese Information wird auf verschiedene Programmkanäle weitergegeben.
Die Echtzeitsteuerung 10 schafft außerdem eine Routinenanzeige des Systemprogramminhalts mit menügesteuerten Optionen für den Systemstatus, Statistiken und Änderungen sowohl der Systemparameter als auch der gespeicherten Information an eine entfernte Konsole, die über eine Nachrichtenstrecke angeschlossen ist, und lokal an eine sendeseitige Bedienungskonsole 18. Das Betriebssystem beinhaltet einen (nicht gezeigten) Konsolendrucker für das System zusätzlich zu dem Farbvideo- Anzeigeterminal für den senderseitigen Operator.
Das Computer-Schnittstellenmodul in der Echtzeitsteuerung 10 beliefert die Programmverarbeitungseinheit 24 mit mehreren Betriebskanälen und zwei Ersatzkanälen. Jeder Ersatzkanal kann anstelle irgendeines Betriebskanals eingesetzt werden, sollte einer von diesen ausfallen. Dies wird automatisch innerhalb der Echtzeitsteuerung 10 bewerkstelligt. Die Programmierungs-Verarbeitungseinheit liefert die Kanäle an die Aufwärtsstrecken-Anlagen 20, die ihrerseits mit der Antenne 21 verbunden ist.
Das System ist so ausgelegt, daß eine Überwachung seitens eines Operators sowohl lokal als auch aus der Ferne möglich ist. Das senderseitige Operator-Terminal 18 und ein entferntes Operator-Terminal sind zu diesem Zweck vorgesehen.
Das Verwürfeln des Videosignals zum Zwecke des Datenschutzes erfolgt durch Eliminierung des Synchronisierimpulses und durch Inversion des Videosignals auf gesteuerter Basis. Die Programmprozessoreinheit 24 ist der aktuelle Verwürflerabschnitt des Kopfendes A. Die Beseitigung der Video-Synchronisation wird erreicht durch das Entfernen des Horizontal- Synchronisationsabschnitts aus dem Videosignal. Die Videoinversion wird mittels elektronischer Inversion des Videosignals erreicht.
Die Audioverschlüsselung erfolgt durch Digitalisieren der Doppel-Audiokanäle und dadurch, daß sie einem Verschlüsselungsalgorithmus auf der Grundlage eines Schlüssels unterzogen werden. Dann werden die verschlüsselten digitalen Audio-Bits mit den Steuerdaten vermengt. Der sich ergebende digitale Bitstrom wird in die Horizontalaustastlücken des ausgestrahlten Videosignals eingebracht, um über die Satellitenstrecke übertragen zu werden. Die Programmverarbeitungseinheit 24 bildet eine Schnittstelle mit der Echtzeitsteuerung 10 über das Computer-Schnittstellenmodul. Die Echtzeitsteuerung 10 hat die Fähigkeit, die Steuerdaten auf Echtzeitbasis zu ändern, um die Funktion spezieller Empfangseinheiten zu steuern.
Die Teilnehmer-Empfangseinheit oder das Terminalende C des Netzwerks, von der eine schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, enthält einen Empfänger 30, der mit einem adressierbaren Steuerungs-Decoder 32 und einem Fernseher 33 verbunden ist. Der Empfänger 30 ist mittels eines Kabels 34 an eine rauscharme Blockkonverterspeisung 36 angeschlossen, die einen Teil einer auf dem Dach des Gebäudes angebrachten Antenne 38 bildet. Der Empfänger 30 und der Decoder 32 sind bezüglich Aufbau und Funktionsweise in der US-Patentanmeldung Nr. 548 357 vom 03. November 1983 mit dem Titel "Receiver With Interface For Interaction With Controllable Decoder" von Ashok George und John Jeffers, im Besitz des vorliegenden Anmelders, beschrieben. Bezüglich einer detaillierteren Beschreibung der Betriebsweise des Empfängers und der Steuerung wird der Leser auf diese Anmeldung verwiesen. Eine Kopie dieser Anmeldung (erteilt als US-Patent US-A-4 739 510) wurde mit den Unterlagen der vorliegenden Anmeldung hinterlegt.
Im Allgemeinen enthält der Empfänger eine Schaltung zum Abstimmen auf ein gegebenes Signal aus den empfangenen Signalen und zum Modulieren des Abstimmsignals zum Betrachten. Eine Tastatureingabe dient zum Generieren von Eingangsbefehlssignalen in Abhängigkeit der Tastenbetätigung. Es ist eine Anzeige vorgesehen, um Markierungen anzuzeigen, die kennzeichnend für die verschiedenen Funktionen des Empfängers sind.
Eine Steuerschaltung ist betrieblich mit der Eingabetastatur verbunden, um von dieser Eingangsbefehlssignale zu empfangen und die Abstimmschaltung sowie die Anzeigeschaltung zu steuern. Die Steuerschaltung ist in der Lage, Datensignale zu generieren und zu empfangen, die sich auf die Funktion der Abstimmschaltung und der Anzeigeschaltung beziehen.
Eine Schnittstelle ist betrieblich mit der Steuerschaltung und mit dem adressierbaren Steuerungs-Decoder 32 verbunden zum Zwecke einer bidirektionalen Datensignalübertragung.
Die Steuerschaltung erzeugt ein Synchronisiersignal und überträgt das Synchronisiersignal zu dem Decoder. Dann wartet die Steuerschaltung eine gegebene Zeitspanne ab, um ein Datensignal von dem Decoder zu empfangen. Die Steuerschaltung erzeugt dann ein Datensignal, um die Nachrichtenübertragung mit dem Decoder einzuleiten, wenn seitens des Decoders innerhalb der Wartezeitspanne kein Datensignal empfangen wird.
Die Steuerschaltung enthält einen Speicher zum Speichern von Information bezüglich der Abstimmschaltung und der Anzeigeschaltung. Die Steuerschaltung enthält eine Einrichtung für den Zugriff auf den Speicher, zum Holen von Information aus dem Speicher und zum Umsetzen der Information in ein Datensignal.
Wenn ein Datensignal durch den Empfänger von dem Decoder während der Wartezeitspanne empfangen wird, so wird das Datensignal zunächst in einem Speicher abgespeichert. Es ist eine Schaltung vorgesehen zum Umsetzen des empfangenen Datensignals in eine für die Speicherung geeignete Form. Die gespeicherte Information wird anschließend von dem Empfänger dazu benutzt, die Funktionen der Abstimmschaltung und der Anzeigeschaltung zu steuern.
Das Datensignal von dem Decoder kann ein Befehl an den Empfänger sein, als Antwort ein spezielles Datensignal zu generieren, beispielsweise, um den Decoder hinsichtlich der Frequenz, auf die die Abstimmschaltung abgestimmt ist, zu unterrichten. Nach der Antwort kann der Decoder ein Datensignal zurückgeben, welches einen Befehl für den Empfänger aufweist, damit dieser eine spezifische Funktion wahrnimmt, um beispielsweise die Abstimmschaltung zu veranlassen, eine Abstimmung auf eine andere Frequenz vorzunehmen, um eine Kanalneuortung zu erreichen. Das Datensignal, welches von dem Decoder zu der Empfangssteuerschaltung übertragen wird, kann alternativ Datenworte beinhalten, die repräsentativ sind für einen Befehl zum Einstellen der Abstimmschaltung in Abhängigkeit einer Pay-per-view-Transaktion, eines Befehls zum Einstellen der Anzeigeschaltung oder eines Befehls zum Ignorieren eines speziellen Eingabebefehls.
Das von der Empfangssteuerschaltung erzeugte Datensignal kann Datenwörter umfassen, welche die Eingabebefehle oder den Status der Anzeigeschaltung oder der Abstimmschaltung darstellen. Diese Datenwörter werden in dem Decoder als Information bei der Bildung des Rücklauf- Datensignals benutzt.
Jedes der Datensignale enthält ein Datenwort mit einem Startabschnitt, einem Datenabschnitt und einem Abschlußteil. Der Datensignaltransfer wird normalerweise von der Empfangssteuerschaltung eingeleitet, insbesondere durch das Generieren eines Synchronisationsworts durch die Steuerschaltung und dessen Transfer über die Schnittstelle zu dem Decoder.
Der Datensignalempfang durch die Steuerschaltung findet nur dann statt, wenn ein Datensignal von dem Decoder innerhalb einer gegebenen Wartezeitspanne nach der Generierung des Synchronisationsworts empfangen wird. Der Datentransfer von der Steuerschaltung kann im Anschluß an die Warteperiode beginnen, wenn von dem Decoder innerhalb der Warteperiode kein Datensignal empfangen wird.
Die von der Steuerschaltung generierten Datenwörter werden voneinander durch eine Wartezeitspanne getrennt, während der der Empfang von Datensignalen von dem Decoder her möglich ist. Damit muß der Transfer von Datensignalen zwischen dem Empfänger und dem Decoder einem speziellen seriellen Kommunikationsprotokoll gehorchen.
Zusätzlich zu dem normalen Subskriptionsdienst, für den der Teilnehmer bezahlt, und der dem Teilnehmer zur Verfügung gestellt wird, kann der Empfänger dem Teilnehmer die Möglichkeit geben, den Decoder direkt zu autorisieren, ein Programm zu entschlüsseln, welches nicht innerhalb des normalen Teilnahmedienstes liegt. Dies ist eine sogenannte Impulspay-per-view-Transaktion und wird durchgeführt, wenn der Teilnehmer die korrekte Folge von Tasten auf der Eingabetastatur drückt. Das Zeitfenster, während dessen der Teilnehmer die Ansicht eines Programms zeichnen kann, wird eingestellt durch den Systemoperator und besteht aus einer Voransichtzeit und einer tatsächlichen Betrachtungszeit. Sämtliche Teilnehmer können die gleiche Voransicht-Zeitspanne zu Beginn des Programms haben, oder die Voransichtzeit kann einer bestimmten Zeitspanne entsprechen, nachdem der Benutzer das Programm eingestellt hat.
Der Teilnehmer wird darüber informiert, daß ein Programm für die Autorisierung verfügbar ist, wenn der Teilnehmer während der Vorschauzeit oder der Betrachtungszeit eine Abstimmung auf das spezielle Programm vornimmt. Wenn der Teilnehmer die benötigte Autorisierungsinformation eingibt, wird das Programm entschlüsselt, so daß es betrachtet werden kann.
Der Decoder versorgt den Teilnehmer mit einem Verfahren zum Verhindern eines nichtautorisierten Betrachtens der verschlüsselten Programme. Der Teilnehmer hat die Option, einen eindeutigen Pass-Code aufzuzeichnen, welcher dann erforderlich ist, um das Betrachten eines Impuls-payper-view-Programms zu autorisieren. Das Passwort wird in die Empfänger-Tastatur eingegeben und zu dem Decoder übertragen und dort in einem nichtflüchtigen RAM (Speicher mit Schreib/Lese-Möglichkeit) gespeichert. Anschließend muß der Pass-Code in den Empfänger eingegeben werden, um ein verschlüsseltes Ereignis zu betrachten.
Die Empfangseinheit besitzt außerdem eine Steuerungsmöglichkeit, die eine Programmsperrung gestattet, ausgewählt entweder von dem System- Operator oder lokal seitens des Teilnehmers, wobei dies durch den adressierbaren Steuerungs-Decoder geschieht, wenn dieser an den Empfänger angeschlossen ist. Die Rundspruchsignale enthalten mehrere Niveaus von Programmierung, die als Ebenen bezeichnet werden. Wenn ein Programm ausgewählt wird, welches sich nicht für das Familienfernsehen eignet, d. h., wenn es unter lokaler Steuerfunktion steht, wird die Kanalzahl auf der Anzeige zusammen mit der entsprechenden Kennzeichnung der Steuerfunktion dargestellt. Das Bild wird verschlüsselt und der Ton wird stummgeschaltet. Um dieses Programm anzuschauen, muß der Teilnehmer den notwendigen Steuer-Pass-Code eingeben, um das Programm anschauen zu können. Wird das richtige lokale Steuer- Passwort nicht eingegeben, so wird das Programm nicht entschlüsselt und kann nicht betrachtet werden.
Eine Steuerfunktion kann auch durch den System-Operator ausgeübt werden. Von der Sendeseite her kann der Operator entscheiden, das Betrachten irgendeiner Ebene durch einen speziellen Teilnehmer vollständig zu blockieren. Bezüglich einer Beschreibung, wie dies bewerkstelligt wird, wird der Leser verwiesen auf die anhängige europäische Patentanmeldung 86 301 212.6 (veröffentlicht unter der Nummer EP-A- 0 195 523).
Der Teilnehmer trifft eine Auswahl, für welche Programmklassen er mittels Subskription bezahlen will. Sämtliche andere Klassen werden auf der Basis "bei Ansicht" bezahlt. Solche Programmklassen, die Teil des Abonnements sind, werden in einer Autorisationsliste in dem Decoder gespeichert. Wenn eine Programmklasse mit einer Klasse in der Autorisationsliste übereinstimmt, kann das Programm betrachtet werden. Falls nicht, zeigt die Anzeige, daß für das Programm in der ausgewählten Klasse bezahlt werden muß, und der Teilnehmer kann zu der Vorschau übergehen und bei Wunsch für das Programm bezahlen. Gehört das Programm zu einer Klasse, die auf der "Sperr"-Liste erscheint, so ist eine Betrachtung nicht möglich.
Die Autorisationsliste und die Sperrliste befinden sich unter der Steuerung des System-Operators und können auf Echtzeitbasis geändert werden. Damit kann der System-Operator diese Listen immer dann ändern, wenn dies notwendig oder wünschenswert erscheint.
Das Empfangssystem besitzt die Möglichkeit einer Kanalneuzuordnung, wobei es sich um ein Verfahren handelt, mit dessen Hilfe der System- Operator eine dynamische Kanalneuzuordnung vornehmen kann, um mit Problemen fertigzuwerden wie der Interferrenz des Satellitensignals oder einer Fehlfunktion eines speziellen Transponders in dem Satelliten, so daß ein spezielles Programm auf einer anderen Frequenz ausgestrahlt werden muß als sonst. Um dies zu erreichen, sieht der Decoder nach, ob der ausgewählte Kanal sich in der Neuzuordnungstabelle befindet. Trifft dies zu, wird dem Empfänger seitens des Decoders mitgeteilt, die Kanalfrequenz zu ändern. Bis zu 16 Kanäle können in dieser Tabelle von dem Programmanbieter plaziert werden, und sie können zu verschiedenen Zeiten ausgetauscht werden.
Der rauscharme Block-Konverter 26 akzeptiert an seinem Eingang ein 12-GHz-Signal. Die Signale werden verstärkt und mit dem von einem Oszillator erzeugten Signal gemischt. Die resultierenden Signale sind ultrahochfrequente Signale, die dem Eingangs-Abstimmabschnitt des Empfängers 30 über ein Koaxialkabel 34 zugeleitet werden.
Abgesehen von dem Abstimmabschnitt enthält der Empfänger einen Eingabe/Ausgabe-Abschnitt, einen Steuerabschnitt, der die Datenkommunikation-Schnittstelle enthält, und einen Signalmodulierabschnitt. All diese Abschnitte und die darin enthaltenen Bauteile sind in üblicher Weise ausgebildet, mit Ausnahme gewisser Abschnitte der Empfänger- Abstimmeinrichtung, der Steuereinrichtung und des seriellen Puffers, die in der oben erwähnten Anmeldung mit dem Aktenzeichen 548 357 beschrieben sind.
Wie im einzelnen in der US-Anmeldung 548 357 beschrieben ist, enthält der Abstimmabschnitt ein Bandpaßfilter, welches an den Eingang eines Mischers angeschlossen ist. Der andere Eingang des Mischers wird gespeist von einer Schaltung, welche die Zwischenfrequenz einstellt. Diese Schaltung beinhaltet eine Multiplikationsschaltung. Der Eingang der Mischerschaltung ist mit dem Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators verbunden. Der spannungsgesteuerte Oszillator wird durch das Ausgangssignal einer Ladepumpe gesteuert, die sich in dem Steuerabschnitt des Empfängers befindet. Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators bildet auch das Eingangssignal einer Teilerschaltung, die ihrerseits mit dem Eingang eines elektronischen Schalters in dem Steuerabschnitt des Empfängers verbunden ist.
Der Ausgang des Mischers ist über einen Zwischenfrequenzverstärker mit dem Eingang einer automatischen Verstarkungsregelschaltung verbunden. Das Ausgangssignal der automatischen Verstärkungsregelschaltung läuft durch ein Bandpaßfilter zu einem Detektor. Der Detektor ist mittels einer Rückkopplungsschleife mit dem Eingang der AGC-Schaltung verbunden.
Der andere Eingang des Detektors ist mit einer FM-Demodulatorschaltung verbunden. Die FM-Demodulatorschaltung ist eine Phasenregelschleife bekannter Bauart und liefert das Basisbandsignal. Die FM- Demodulatorschaltung beinhaltet einen Mischer, der an den Ausgang eines zweiten spannungsgesteuerten Oszillators angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des zweiten spannungsgesteuerten Oszillators wird ebenfalls von einer Teilerschaltung auf den Eingang des elektronischen Schalters gegeben. Dieser Teiler-Ausgangssignal wird für die automatische Feinabstimmung des Empfängers verwendet.
Der Eingabe/Ausgabe-Abschnitt des Empfängers enthält eine Stromversorgungsschaltung, die für den Anschluß an eine Wechselstromleitung ausgelegt ist und einen ungeschalteten Wechselstromausgang enthält. Eine von einem Mikroprozessor gesteuerte Wechselstrom-Relaisschaltung liefert ein geschaltetes Wechselstrom-Ausgangssignal.
Der Empfänger besitzt eine Tastaturschaltung, die an einen Tastatur- Codierer angeschlossen ist. Es kann auch eine Fernbedienungstastatur auf einem Infrarot-Sender vorgesehen sein. Das Signal von dem Infrarotsender wird von einer Infrarot-Vorverstärkerschaltung empfangen. Das Ausgangssignal der Infrarot-Vorverstärkerschaltung und das Ausgangssignal des Tastatur-Codierers werden dem Eingang des Mikrocomputers zugeführt.
Der Mikrocomputer ist an eine Leuchtdioden-Anzeigeschaltung angeschlossen. Sie bringt die ausgewählte Kanalnummer, die Zeit (die von einer Uhr innerhalb des Mikrocomputers geliefert wird) und andere Anzeigegrößen bezüglich des Betriebs des Empfängers an und fordert die Autorisierung zum Entschlüsseln gewisser Programme an.
Der Ausgang des Mikrocomputers ist durch einen Parallelbus mit einem Digital/Analog-Umsetzer verbunden, der seinerseits das Eingangssignal für eine Lautstärkesteuerschaltung liefert. Ein Mischer empfängt die entschlüsselte Audioinformation von dem Decoder auf zwei getrennten Kanälen, die Stereo- oder zweisprachige Audioinformation liefern. Das Ausgangssignal der Mischerschaltung wird über die Lautstärkesteuerschaltung einem TV-Modulator zugeführt. Der TV-Modulator empfängt das entschlüsselte Videosignal von dem Decoder und erzeugt ein Ausgangssignal für einen HF-Schalter, welcher die notwendigen Signale an das Fernsehgerät liefert, damit das entschlüsselte Programm betrachtet werden kann.
Der Empfänger und insbesondere des Mikrocomputer kommuniziert mit dem Decoder über einen seriellen Puffer in der Schnittstellenschaltung. Der serielle Puffer gestattet den bidirektionalen Datensignaltransfer zwischen dem Mikrocomputer des Empfängers und der Mikrosteuerung, welche den Betrieb des Decoders reguliert.
Fig. 2A und 2B bilden eine Blockdiagrammdarstellung des adressierbaren Steuerungs-Decoders 32. Das Basisbandsignal vom Empfänger 30 wird am Eingang 40 angelegt und gelangt zu einer Videosteuerschaltung 42, wo der Datenstrom dazu verwendet wird, die Rekonstruktion des Videosignals zu steuern. Die Videosteuerschaltung 42 enthält einen phasengeregelten Taktgeber 44 und eine Peakdetektorschaltung 46, die beide an eine Videozeitsteuerschaltung 48 angeschlossen sind. Eine Video-Klemmschaltung 50 empfängt ein Klemm-Gattersignal von der Videozeitsteuerschaltung 48 und speist eine duale Integrier- und Ablageschaltung 52 sowie den Schalterteil 54 einer Synchronisations-Rekonstruktionsschaltung 56. Das rekonstruierte und geklemmte Videosignal gelangt durch den Schalter 56 und wird dann an die Video-Ausgangsverbinder 58, 60 auf der Rückseite des Decoders gegeben.
Die Videosteuerschaltung 52 untersucht die Vertikalaustastlücke hinsichtlich Zeilenbezugsinformation, Schwarzpegel und Synchronspitzen. Aus dieser Information zuzüglich der in den Horizontalaustastlücken enthaltenen Information tritt die Videosteuerschaltung 42 in Wechselwirkung mit dem Taktgeber 44 und der Videozeitsteuerschaltung 48, um ein geklemmtes Videosignal vollständig zu rekonstruieren, welches zu dem Videoschalter 54 geführt wird. Die Videosteuerschaltung 42 liefert Videosignale mit Unterhaltungsqualität bei empfangenen Signalpegeln oberhalb eines Schwellenwerts. Der digitale Bitstrom in den Horizontalaustastlücken des Basisbandsignals gelangt zu der Videozeitsteuerschaltung 48.
Die Videozeitsteuerschaltung 48 steht mit dem Taktgeber 44 und der Videosteuerschaltung 42 in Verbindung, um sicherzustellen, daß der Decoder vollständig mit dem ankommenden Videosignal synchronisiert ist. Die Videozeitsteuerschaltung 48 führt außerdem eine Fehlerkorrektur des digitalen Bitstroms unter Verwendung von Fehlerkorrekturverfahren durch. Der digitale Datenstrom wird dann auf die digitale Verarbeitungsschaltung 62 gegeben, die eine Datenverarbeitungsschaltung 64, eine Entschlüsselungsschaltung 66, verschiedene Speicher 68, 70, 72 und eine Mikrosteuerung 74 beinhaltet.
Die Datenverarbeitungsschaltung 64 akzeptiert den fehlerkorrigierten digitalen Bitstrom (einschließlich des Datenstroms und des verschlüsselten Audiosignals). Der Datenstromanteil dieses digitalen Bitstroms wird von seriell in parallel umgesetzt und auf einen Mikrosteuerungs-Datenbus 76 gegeben. Der verschlüsselte Audioteil des digitalen Bitstroms wird gepuffert und in serieller Form zu der Audioentschlüsselungsschaltung 66 geleitet. Information über die Videoinversion und das Audioformat werden an eine Steuer- und Statusschaltung innerhalb der Mikrosteuerung 74 gegeben.
Unter Verwendung der gemeinsamen Audioschlüsselinformation, die in einer verschlüsselten Nachricht innerhalb des Datenstroms vorhanden ist, wobei die Nachricht unter Verwendung des im Speicher 70 gespeicherten Teilnehmereinheit-Unterzeichnungsschlüssels entschlüsselt wird, wird die Audioinformation zu unverschlüsselten verschachtelten Bits entschlüsselt. Die Entschlüsselungsschaltung leitet einen gepufferten regelmäßigen Strom von Audiobits zu der Datenverarbeitungsschaltung 64, welche die Audiodaten zusammen mit Taktsignalen, Kompandierungsdaten und Filterdaten zu den Deltamodulatoren 46 durchläßt.
Die Deltademodulatoren 76 dienen dazu, die beiden digitalen Audiobitströme umzusetzen in Analogspannungen, welche den ursprünglichen Audioquellen ähneln. Zwei getrennte Audiokanäle sind vorgesehen, um entweder Stereo-, Audio- oder zweisprachige Programme zu empfangen. Die beiden Audiokanäle gelangen dann über den Audioschalter 78, der von einer Audio-DM-Phaseschaltung 79 gesteuert wird, sowie über Audioausgangs- und Audiohilfsverbinder 80, 82 und 84, 86 an den Empfänger geleitet. Die Steuerlogik für diesen Vorgang wird abgeleitet aus der Steuer- und Statusschaltung im Inneren der Mikrosteuerung 74. Unter Verwendung von Rauschverminderungsmethoden liefern die Deltademodulatoren 76 dann Audioinformation mit Unterhaltungsqualität, wenn die empfangenen Signalpegel oberhalb eines Schwellenwerts liegen.
Die Steuer- und Statusschaltung in der Mikrosteuerung 74 steuert die Deltamodulatoren 76 so, daß sie verschiedene Audio-Ausgangskonfigurationen bilden. Diese Schaltung extrahiert außerdem Videoinversion und liefert Information an die Videosteuerschaltung, um das Videosignal durchzulassen oder zu invertieren.
Die Mikrosteuerung 74 ist das Steuergerät innerhalb des Decoders. Sämtliche Hauptfunktionsblöcke sind Peripherieteile bezüglich der Mikrosteuerung 74 einschließlich des Empfängers 30. Die Mikrosteuerung 74 aktualisiert kontinuierlich sämtliche Information und speichert Teilnehmer-Passcode-Information, den elterlichen Steuerschlüssel, Entschlüsselungsschlüssel und Teilnehmer-Autorisierungsdaten. Sämtliche Daten, die zu irgendeinem Funktionsblock innerhalb des Decoders 32 geleitet werden oder von diesem kommen, stehen unter der Steuerung seitens der Mikrosteuerung 74. Tastenbetätigungen und Empfangskanal- Abstimmbefehle, die von dem Teilnehmer eingegeben werden, werden zu dem Decoder 32 gesendet, der möglicherweise jede Tastenbetätigung aufhebt, den Kanalabstimmbefehl ändert, die Empfängeruhr aktualisiert oder die Anzeige ändert.
Die Hauptfunktionen der Mikrosteuerung 74 sind das Akzeptieren, das Speichern und das Orten von Entschlüsselungsschlüsseln. Ein eindeutiger Code in Form eines individualisierten verschlüsselten gemeinsamen Audioschlüssels wird über die Echtzeitsteuerung 10 und die Satellitenstrecke B an den Decoder 32 gesendet. Eingebettet in den Dauerspeicher 70 des Decoders ist ein fabrikseitig geladener individueller Identitätscode in Form eines Teilnehmereinheiten-Unterschriftenschlüssels, der sich von dem Decoderadressencode unterscheidet. Der Teilnehmereinheiten-Unterschriftenschlüssel und der Adressencode werden kombiniert mit dem verschlüsselten gemeinsamen Audiocode und von der Mikrosteuerung in geeigneter Weise so verarbeitet, daß ein gemeinsamer Audioschlüssel abgeleitet wird. Der gemeinsame Audioschlüssel und weitere Programmetiketteninformation bilden den Entschlüsselungsschlüssel, welcher der Audioentschlüsselungsschaltung zugeleitet wird.
Ein Datenbus 88 verbindet den Decoder über eine Pufferschaltung 90 mit optional vorgesehener peripherer Einrichtung, die möglicherweise für die Impuls-pay-per-view-Rücklaufinformation verwendet wird, wie es unten beschrieben wird. Der Decoder ermöglicht Impuls-pay-per-view- Aktivitäten nicht, ohne daß eine solche optionale Einrichtung angeschlossen und in Betrieb ist.
Die Impuls-pay-per-view-Programmierung befindet sich auf ihren eigenen eindeutigen Programmierklassen-Ebenen und beinhaltet zusätzlich sämtliche andere subskriptionsfreie Betrachtung, d. h. Programme in Klassen, für die der Teilnehmer nicht registriert ist. Für jedes betrachtete Programm auf der Basis Impuls-pay-per-view speichert der Decoder die Programmetikettenzahl, den Tag des Monats und die Zeit in Stunden und Minuten, zu welcher das Programm von dem Teilnehmer erworben wurde. Diese Information wird dem Impuls-pay-per-view-Datenkommunikationsprozessor in der Abrechnungsstelle zugeleitet, entweder über ein Telefon-Modem (an dem als Abrechnungszeitspanne festgesetzten Monatstag, an dem die Echtzeitsteuerung einen Datenauszug von dem Decoder anfordert), oder durch eine "smart card", die im wesentlichen ein programmierbarer Speicher ist.
Im Fall der "smart card" wird angenommen, daß diese card dem Teilnehmer per Post zusammen mit der Rechnung für den abgelaufenen Monat zugestellt wird. Bei Erhalt wird die Karte in das (nicht gezeigte) Schnittstellenkästchen eingeführt, und die Transaktionen seit dem letzten Einführen der Karte werden als Auszug in die smart card übertragen. Die Karte wird dann an die Abrechnungsstelle mit der monatlichen Zahlung zurückgeschickt, und die smart card wird in dem Bürozentrumrechner 14 verarbeitet, um die Berechnungsdaten zu aktualisieren.
Für jedes Programm wird von dem Programmanbieter eine Vorschauzeit angeboten. Diese Zeitspanne kann von 0 Minuten bis 15 Minuten andauern, wobei eine Auslösung von 15 Sekunden für jedes individuelle Programm vorgesehen ist. Jeder Teilnehmer, der zu irgendeiner Zeit eine Programmabstimmung vornimmt, besitzt maximal 5 Minuten für die Vorschau. Wenn der Teilnehmer das Programm abwählt, speichert der Decoder die Vorschauzeit, und wenn der Teilnehmer dann während des Programms zurückschaltet, ist seine/ihre Vorschauzeit dann begrenzt auf die ursprüngliche Betrachtungszeit, abzüglich der für die vorhergehende Vorschau verwendeten Zeit. Der Decoder kann gleichzeitig sechzehn Vorschauprogramme verfolgen.
Da das Aufzeichnen sämtlicher Impuls-pay-per-view-Programme in jeder Hinsicht gleich ist, speichert der Decoder jede Impuls-pay-per-view- Anwendung mittels Etikettennummer, Monatsdatum, Stunden und Minuten. Jede wiederholte Betrachtung des selben Ereignisses (vorausgesetzt, die Etikettenzahl wird geändert) wird ebenfalls in der gleichen Weise aufgezeichnet. Dies gestattet eine beträchtliche Flexibilität für den System-Operator beim Rekonstruieren und Abrechnen. Es wird angenommen, daß bei einem voreingestellten Datum jedes Monats die Teilnehmer-Rechnungsinformation aktualisiert wird. Dies erfolgt mit Hilfe der zuvor beschriebenen smart card oder durch eine Telefonverbindung mit dem System-Operator.
Im letztgenannten Fall sind ein Modem und eine (nicht gezeigte) Modem-Steuerschaltung an den Puffer 90 angeschlossen, die als Datenstrecke für das Impuls-pay-per-view dienen. Am voreingestellten Abrechnungstag befiehlt die Echtzeitsteuerung 10 dem Decoder 32 durch Impulswahl den Computer 14 in der Abrechnungsstelle anzuwählen, um die Impuls-pay-per-view-Aktivitäten in der vorausgegangenen Zeitspanne zu dem Rechner 14 der Abrechnungsstelle zu übermitteln. Der Computer 14 stellt periodisch Rechnungen an den Teilnehmer aus.
Um die Art und Weise zu verstehen, in der der adressierbare Steuerungs-Decoder die empfangenen Steuerdaten verarbeitet, ist es notwendig, die Natur der Datensignale zu verstehen, die am senderseitigen Ende ihren Ursprung haben und via Satellit zu jedem der adressierbaren Steuerungs-Decoder übertragen werden. Das Basisbandsignal- Format ist in Fig. 3 dargestellt.
Bei der NTSC-Norm belegen die aktiven Videoabschnitte 51,4 Mikrosekunden der Videozeile unter Verwendung des zusammengesetzten NTSC-Formats. Die beiden Audiokanäle und der Steuerdatenkanal belegen insgesamt 9 Mikrosekunden während der Horizontalaustastlücken. Die Video-Bildsynchronisationsinformation und der Nullpegelbezug werden unter Verwendung der Zeilen 1-9 in beiden Halbbildern während der Vertikalaustastlücken übertragen. Die Zeilen 10 bis 21 der Vertikalaustastlücken sind reserviert für andere Datendienste wie zum Beispiel Teletext.
Die augenblickliche Datenrate für Audiodaten und Steuerdaten beträgt 7, 15909 Millionen Bits pro Sekunde, was doppelt so viel ist wie die Farbhilfsträgerfrequenz. Die Übertragung erfolgt im invertierten Synchronbetrieb. Die Daten werden binär im non-return-to-zero-(NRZ)- Verfahren binär codiert.
Steuerdaten werden an die adressierbaren Steuerungs-Decoder in Paketform gesendet. Ein Paket besteht aus einem Programmvorsatz, der an eine Gruppe von Empfängern adressiert ist, und zähireichen Unterpaketen, die an spezielle Empfangseinheiten innerhalb der Gruppe adressierbar sind.
Genauer gesagt, wie in Fig. 3 gezeigt ist, enthält das zusammengesetzte Fernsehsignal mehrere Signale verschiedener Frequenzen. Jedes Signal besitzt aktive Videoabschnitte und Horizontalaustastlücken (HBI). Aufeinanderfolgende Horizontalaustastlücken bilden im Zusammenhang gesehen einen Datenstrom, welcher 16 Bits eine Einlaufcodes, 44 Datenbits und 22 Fehlerkorrekturbits und weitere Bits umfaßt. Von den 44 Datenbits sind 8 Bits dem adressierbaren Datenstrom zugeordnet, welcher die programmbezogene, Synchronisier- und Steuerinformation beinhaltet. 28 Bits sind vorgesehen für die verschlüsselte Audioinformation der beiden Audiokanäle. Ein Bit trägt Schlüsselbitinformation zum Synchronisieren des Entschlüsslers. Ein Bit trägt einen verschlüsselten Audiocode, der festlegt, ob die Tonausstrahlung stereophon oder zweisprachig erfolgt. Ein Bit des Bitstroms ist für ein verschlüsseltes Videoinversionssignal vorgesehen. Die übrigen Bits des Bitstroms werden für andere Zwecke genutzt.
Die 8 Bits des adressierbaren Datenstroms akkumulieren sich unter Bildung mehrerer Programmvorsätze und einer Gruppe adressierbarer Unterpakete, die zu jedem Vorsatz gehören. Der Programmvorsatz enthält Information zur Verwendung seitens sämtlicher adressierbarer Steuerungs-Decoder und beschreibt die Besonderheiten des laufenden auf der ausgewählten Frequenz ausgestrahlten Programms. Für jedes Programm auf der dem Programm zugewiesenen Frequenz werden verschiedene Vorsätze gesendet. Der Vorsatz enthält eine Gruppenadresse, die dazu dient, eine von 65.536 Gruppen innerhalb des von dem System adressierbaren Bereichs auszuwählen. Durch eine einzelne Gruppenadresse können bis zu 256 individuelle Steuerungs-Decodereinheiten adressiert werden. Nur solche adressierbaren Steuerungs-Decoder, die Teil der adressierten Gruppe sind, besitzen für sie vorgesehene Information innerhalb dieses Datenstroms.
Die innerhalb des Datenstroms enthaltene Information läßt sich in drei spezifische Kategorien unterteilen. Diese Kategorien sind Programminformation, teilnehmerspezifische Information und aligemeine Teilnehmerinformation.
Die Programminformation ist vollständig innerhalb des Programm-Vorsatzabschnitts enthalten. Der Programmvorsatz wird wiederholt mit einer Geschwindigkeit von nicht weniger als dreimal pro Sekunde während der Zeitspanne der Programmausstrahlung gesendet. Jede adressierbare Unterpaket-Nachricht wird achtmal wiederholt ausgestrahlt. Die darin enthaltene Nachricht wird als gesendet angesehen, nachdem eine achtmalige Ausstrahlung erfolgt ist.
Das Vorsatzpaket enthält zwei Datenblöcke, und jede adressierbare Unterpaket-Nachricht enthält einen einzelnen Datenblock. Ein 16 Bits umfassendes Fehlererkennungswort wird nach jedem Block übertragen. Damit wird jeder Datenblock durch ein als "Prüfsumme" bezeichnetes, 16 Bit umfassendes zyklisches redundantes Prüfwort auf übertragene Fehler überprüft.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, besteht das Vorsatzpaket aus einem ersten Block, der Synchronisationswörter, Teilnehmergruppenadresseninformation und programmbezogene Information enthält, gefolgt von dem ersten Fehlerprüfwort, CHECKSUM 1. Der zweite Block enthält die Impulspay-per-view-Daten und das zweite Fehlerprüfwort CHECKSUM 2.
Die Synchronisationswörter sind Wörter, die eine Aufzeichnungslücke oder einen Aufzeichnungsabstand zwischen aufeinanderfolgenden Datenblöcken bilden. Synchronisationswörter und Einlaufwörter werden zwischen den Datenblöcken benötigt. Erzeugt werden sie von der Echtzeitsteuerung 10, und sie bestehen aus 240 Synchron-Bits und einem 8- Bit-Startmodusabschnitt.
Die Teilnehmergruppenadresse definiert einen Abschnitt der adressierbaren Teilnehmerbasis, zu der nachfolgende Nachrichten gesendet werden. Die Gruppenadresse definiert annähernd 65.000 Gruppen mit jeweils 256 Teilnehmern. Diese Information wird von dem Bürorechner 14 als Teil der teilnehmerspezifischen Information bereitgestellt. Die Adresseninformation beinhaltet eine 8-Bit-Systemadresse und eine 16- Bit-Gruppenadresse.
Die programmbezogene Informationen beinhaltet einen drei Bit umfassenden Audiobetriebsartabschnitt, welcher die Art des gesendeten Tons definiert. Die Audioinformation kann in Stereo gesendet werden, wobei jeder Audiokanal die Hälfte des Programms enthält, kann monophon übertragen werden, wobei beide Kanäle identische Information enthalten, oder kann zweisprachige Information sein, wobei jeder der Tonkanäle getrennte Information überträgt, in der einen Sprache auf dem einen Kanal und in einer anderen Sprache auf dem anderen Kanal.
Der nächste Abschnitt ist ein dynamisches Videoinversionsbit, welches dazu dient, den Videoinversions-Betriebsmodus zu beschreiben. Diese Information wird von dem Studiosteuerungscomputer 12 übertragen und kann von dem Operator am Kopfende geändert werden. Entweder wird die Videoinformation in ihrer normalen Schwarz-Weiß-Beziehung übertragen, oder das Videosignal wird invertiert.
Die nächsten drei Bits definieren die elterliche Führungsebene. Diese Bits kennzeichnen einen von acht Programminhaltsebenen für das laufende Programm. Diese Ebenen werden in dem adressierbaren Steuerungs- Decoder mit seitens des Benutzers ausgewählten elterlichen Steuerebenen verglichen. Die elterliche Führungsebene wird von dem Studio-Steuerungscomputer 12 übermittelt und kann von dem Operator am Kopfende geändert werden.
Die nächsten acht Bits definieren die Verschlüsselungs-Schlüsselzahl. Diese Zahl wird dazu benutzt, die Schlüsselfragmente aus dem verschlüsselten gemeinsamen Audioschlüssel derart auszuwählen, daß der adressierbare Steuerungs-Decoder den benötigten Entschlüsselungs- Schlüssel zusammensetzen kann, damit der Audiodatenstrom entschlüsselt werden kann. Der gemeinsame Audioschlüssel wird in verschlüsselter Form in einem adressierbaren Unterpaket übertragen.
Die letzten 32 Bits des ersten Informationsblocks in dem Vorsatzpaket definieren die Programmklassen-Autorisierung. Die Programmklassen- Autorisierungsinformation zeigt dem adressierbaren Steuerungs-Decoder die Programmierklasse an, auf der das ausgewählte Programm erscheint.
Der zweite Block des Vorsatzpakets enthält Information bezüglich der Impuls-pay-per-view-Transaktionsdaten. Die ersten 16 Bits beinhalten ein Programmidentifikationsetikett, welches das spezielle Programm identifiziert, welches ausgestrahlt wird. Die nächsten 16 Bits definieren die Minute, die Stunde und den Tag, an dem das von dem Programmidentifizierungsetikett identifizierte Programm ausgestrahlt wird. Die nächsten vier Bits definieren eine zugelassene Vorschauzeit für das identifizierte Programm. Die letzten vier Bits definieren die Programmkosten. Die Information in diesem Block wird seitens des adressierbaren Steuerungs- Decoders dazu benutzt, eine Impuls-pay-per-view-Transaktion zu beschreiben, wenn der Teilnehmer die notwendigen Befehle in die Tastatur eingibt und fordert, daß ein Programm auf der Impuls-pay-per-view- Basis anzuschauen ist.
Die in den adressierbaren Unterpaketen enthaltene teilnehmerspezifische Information enthält drei verschiedene Informationstypen, nämlich grundsätzliche Teilnehmerdaten, Impuls-pay-per-view-Daten und Durchgriffsdaten. Diese Information ist in mehreren unterschiedlichen möglichen Nachrichtentypen enthalten, von denen jede in einem adressierbaren Unterpaket enthalten sein kann.
Im allgemeinen enthält, wie Fig. 5 zeigt, jedes Unterpaket 160 Bits mit einem Feld zum Identifizieren der adressierbaren Steuerungs-Decoder- Adresse, einem Feld zum Identifizieren der Nachrichtentyp-Nummer, einem Feld zum Identifizieren der Entschlüsselungs-Signatur und einem Feld für die Fehlerfeststellung CHECKSUM.
Insbesondere sind die ersten 8 Bits vorgesehen für die individuelle Teilnehmeradresse, wobei es sich tatsächlich um die 8 niedrigstwertigen Bits der Teilnehmeradresse handelt, während die 16 höchstwertigen Bits der Teilnehmeradresse die Gruppenadresse sind, welche in dem Vorsatzpaket enthalten ist. Die nächsten 5 Bits des adressierbaren Unterpaket definieren den Typ der Nachricht, die in dem adressierbaren Unterpaket enthalten ist. Es gibt sieben unterschiedliche Nachrichtentypen, durchnummeriert mit 1-7. Allerdings können bei Bedarf auch andere Nachrichtentypen benutzt werden. Nachrichten werden in verschlüsselter Form übertragen.
Die nächsten 3 Bits jedes adressierbaren Unterpakets definieren die Signaturnummer. Die Signaturnummer ist ein Code, der dazu dient, Schlüsselfragmente aus dem für die Teilnehmereinheit in dem Teilnehmereinheitenspeicher abgespeicherten Signaturschlüssel auszuwählen, um den adressierbaren Steuerungs-Decoder in die Lage versetzen, die in dem adressierbaren Unterpaket enthaltene Nachricht zu entschlüsseln. Bezüglich weiterer Information über die Signaturnummer wird der Leser auf die anhängige europäische Patentanmeldung 86 301 211.8 (veröffentlicht unter der Nummer EP-A-0 194 769) verwiesen, die oben erwähnt wurde.
Die nächsten 128 Bits jedes adressierbaren Unterpakets beinhalten eine Nachricht des Typs, der durch den oben erwähnten Nachrichtentyp- Anzeiger definiert wird. Die letzten 16 Bits des adressierbaren Unterpakets enthalten das Fehlerprüfwort CHECKSUM.
Wie in Fig. 6A gezeigt ist, enthält der Nachrichtentyp 1 drei Abschnitte, die sämtlich Teilnehmerdaten beinhalten. 32 Bits des Nachrichtentyps 1 definieren eine Autorisations-Bitübersicht. Diese Bitübersicht ist eine 32- Bit-Darstellung der Teilnehmerklassenautorisation für den adressierbaren Steuerungs-Decoder. Dieses Feld zeigt dem adressierbaren Steuerungs- Decoder an, für welche Programmklassen das Abonnement bezahlt wurde. Diese Information hat ihren Ursprung in dem Bürozentrumsrechner und wird in dem Plattenspeicher der Echtzeitsteuerung abgespeichert.
Die nächsten 80 Bits des Nachrichtentyps 1 definieren den gemeinsamen Audioschlüssel, der benötigt wird, um die verschlüsselten Audiosignale zu entschlüsseln. Der gemeinsame Audioschlüssel liegt in verschlüsselter Form vor, da es sich um eine verschlüsselte Nachricht handelt. Da jede Nachricht unterschiedlich für jede Empfangseinheit verschlüsselt ist, wird die Verschlüsselung des gemeinsamen Audioschlüssels für jede Teilnehmereinheit individualisiert. Jede Teilnehmereinheit entschlüsselt die Nachricht, um den gemeinsamen Audioschlüssel durch Verwendung des Teilnehmereinheiten-Signaturschlüssels zu erhalten, welcher fabrikseitig in ihrem Speicher abgespeichert wird. Bezüglich weiterer Details über den gemeinsamen Audioschlüssel und dessen Verwendung wird der Leser auf die anhängige europäische Patentanmeldung 85 307 456.5 (veröffentlicht unter der Nummer EP-A-0 179 612) verwiesen, auf die oben Bezug genommen ist.
Die letzten 6 Bits des Nachrichtentyps 1 sind für ein Feld vorgesehen, welches den "Heimkanal" definiert, auf den der Anschlußempfänger eine Abstimmung vornimmt, wenn der Decoder außer Betrieb ist. Die Nummer für den Heimkanal hat ihren Ursprung in dem Bürozentrumsrechner und wird in dem Plattenspeicher der Echtzeitsteuerung gespeichert.
Der Nachrichtentyp 2 enthält, wie in Fig. 6B dargestellt ist, Information über das Teilnehmer-Impuls-pay-per-view. Die ersten 32 Bits des Nachrichtentyps 2 definieren eine Blockierbitübersicht, welche jeglichen Zugriff auf gewisse Programmklassen einschränkt. Diese Information hat ihren Ursprung in dem Bürozentrumsrechner und wird in dem Plattenspeicher der Echtzeitsteuerung als teilnehmerspezifische Information gespeichert. Bezüglich weiterer detaillierter Information bezüglich der Art und Weise, in der das Blockierbitmuster eingesetzt wird, wird der Leser auf die anhängige europäische Patentanmeldung 86 301 212.6 (veröffentlicht unter der Nummer EP-A-0 195 523) verwiesen.
Im allgemeinen besitzt jeder adressierbare Steuerungs-Decoder zusammen mit dem Autorisationsbitmuster-Speicher einen Blockierbitmusterspeicher, der die Anzeige gewisser Programmklassen unterbindet, welche normalerweise für Impuls-pay-per-view-Transaktionen zur Verfügung stehen, von dem Teilnehmer jedoch als ungeeignet zur Betrachtung in seinem/ihrem Haushalt gekennzeichnet wurden. Beispielsweise kann eine der Programmklassen sexuell freizügige Filme enthalten, von denen der Teilnehmer nicht möchte, daß seine/ihre Kinder sie sehen. Obschon die Kinder möglicherweise Kenntnis des Teilnehmer-Passcodes haben, der im Normalfall die Impuls-pay-per-view-Transaktion einleitet, sind sie nicht imstande, die Transaktion einzuleiten, wenn die Programmklasse als blockiert gekennzeichnet ist.
Normalerweise informiert der Teilnehmer zu Beginn des Abonnements den Systemoperator darüber, welche Programmklassen zu sperren sind. Der Systemoperator weist dann über die Echtzeitsteuerung den adressierbaren Steuerungs-Decoder des Teilnehmers an, indem er das benötigte Blockierbitmuster liefert. Das Blockierbitmuster kann nur durch den Systemoperator geändert werden und wird normalerweise auf eine Rücksprache seitens des Teilnehmers hin geändert, beispielsweise eine schriftliche Autorisierung, das Blockiermuster zu ändern. Das Blockierbitmuster steht unter der Steuerung des Systemoperators und kann jederzeit über die Echtzeitsteuerung geändert werden.
Die nächsten 28 Bits des Nachrichtentyps 2 werden für die adressierbaren Steuerungs-Decoders mit Telefonverbindungsmöglichkeit verwendet. Diese Bits definieren Tag, Stunde und Minute des Monats, an welchem die adressierte Teilnehmereinheit den Auto-Anwählmechanismus anweist, den Bürozentrumsrechner anzurufen. Diese Information hat ihren Ursprung in dem Bürozentrumsrechner und wird auf dem Plattenspeicher der Echtzeitsteuerung als teilnehmerspezifische Information gespeichert. Die nächsten 16 Bits des Nachrichtentyps 2 definieren den Gutschrift/Lastschrift-Wert für die Impus-pay-per-view-Transaktion. Diese Zahl definiert den Betrag, den der Betrachter für die Erlaubnis bezahlen muß, das von der Impuls-pay-per-view-Transaktion betroffene Programm anzuschauen.
Die Transaktionsnummer, definiert in den nächsten 8 Bits der Nachricht, zeigt eine von 256 Transaktionsnummern an und wird für jede neue Impuls-pay-per-view-Transaktion vergeben. Dies schließt die Möglichkeit einer doppelten Gutschrift oder Lastschrift seitens des adressierbaren Steuerungs-Decoders für den Fall einer oder mehrerer Ausstrahlungen des selben Programms aus. Diese Information hat ihren Ursprung in dem Bürozentrumsrechner.
Die nächsten 16 Bits definieren das Telefon-Passwort und dienen für die adressierbaren Steuerungs-Decoder, die Telefonverbindungsmöglichkeit besitzen. Dieses Wort wird dazu benutzt, eine Telefonantwort seitens des Bürozentrumsrechners gültig zu machen, nachdem eine Auto-Anwählabfolge abgeschlossen worden ist. Dieses Feld hat ihren Ursprung in der Echtzeitsteuerung, und auf dieses Feld kann von dem Vorsatzende-Operator nicht zugegriffen werden.
Die nächsten 16 Bits dieser Nachricht enthalten das Kreditkarten- Passwort. Dieses Feld wird gespeichert und von solchen adressierbaren Steuerungs-Decodern benutzt, die mit einer elektronischen Kreditkarten- Option ausgestattet sind. Das Passwort dient zur Gültigmachung des Einschiebens der richtigen elektronischen Kreditkarte (smart card) jedesmal dann, wenn eine Karte in die Einheit eingeschoben wird. Der Impuls-pay-per-view-Datentransfer wird nicht ermöglicht, wenn nicht dieser Gültigkeitsprozeß erfolgreich beendet worden ist. Dieses Feld hat seinen Ursprung in der Echtzeitsteuerung, und auf dieses Feld kann seitens des Kopfende-Operators nicht zugegriffen werden.
Die letzten 16 Bits des Nachrichtentyps 2 sind einem Überlauf-Anrufpegel zugeordnet. Diese Daten informieren den adressierbaren Steuerungs- Decoder darüber, wann der Bürozentrumsrechner anzurufen ist, wenn der Anruf zu der vorher festgelegten Anrufzeit nicht beendet worden ist, entweder weil die Teilnehmer-Telefonleitung nicht betriebsbereit war, oder weil sie bei der festgelegten Anrufzeit in Gebrauch war.
Der Nachrichtentyp 3 ist in Fig. 6C dargestellt. Dieser Nachrichtentyp enthält zusätzliche Impuls-pay-per-view-Telefondaten. Seine ersten 64 Bits definieren die Anruf-Telefonnummer. Die nächsten 64 Bits definieren eine Ausweich-Anruf-Telefonnummer für den Fall, daß die zuvor festgelegte Telefonnummer zu der festgelegten Anrufzeit besetzt ist.
Fig. 6D veranschaulicht den Nachrichtentyp 4. Der Nachrichtentyp 4 enthält globale Daten, d. h. Daten, die in einem adressierbaren Unterpaket mit einer globalen Adresse gesendet werden, welche Steuerinformation beinhaltet, die für sämtliche adressierbaren Steuerungs-Decoder innerhalb der durch das Vorsatzpaket definierten Gruppe zutrifft. Der Nachrichtentyp 4 enthält 128 Bits, welche eine 8-Kanal-Neuzuordnungstabelle definieren. Der adressierbare Steuerungs-Decoder verwendet die in dieser Tabelle enthaltene Information, um die Kanalabstimmungskennwerte des Empfängers zu ändern.
Wenn ein Benutzer eine Kanalnummer in den Empfänger eingibt, tastet der adressierbare Steuerungs-Decoder die Kanalneuzuordnungstabelle ab. Wird eine Übereinstimmung zwischen dem eingegebenen Kanal und dem Eintrag in der Tabelle gefunden, so wird statt dessen der ausgegebene Eintrag zu dem Empfänger geleitet. Diese Besonderheit bedeutet eine Erleichterung der dynamischen Neuzuordnung von Transponderfrequenzen mit Transparenz für die Benutzer, falls dies erwünscht ist. Benutzt wird diese Besonderheit beispielsweise dann, wenn ein spezieller Transponder im Satellit B nicht funktioniert, so daß ein Programm mit Hilfe eines Transponders auf einer anderen Frequenz empfangen werden kann. Diese Information hat ihren Ursprung nur in dem Kopfendeoperator und wird in einer Tabelle der Echtzeitsteuerung abgespeichert. Diese Daten sind gemeinsam für sämtliche Teilnehmer, und wie oben angedeutet, befinden sie sich in einer Nachricht, die global adressiert wird.
Fig. 6E zeigt den Nachrichtentyp 5. Der Nachrichtentyp 5 umfaßt 128 Bits und funktioniert in der gleichen Weise wie der Nachrichtentyp 4 für zusätzliche 8 HF-Kanäle. Diese Information entspringt ebenfalls dem Kopfende-Operator und würde in Verbindung mit einem Nachrichtentyp 4 und nur dann verwendet werden, wenn mehr als 8 HF-Kanäle eine Neuzuordnung notwendig machten. Diese Nachricht ist ebenfalls global adressierbar.
Der Nachrichtentyp 6 enthält gemäß Darstellung in Fig. 6F sowohl Durchgriffsdaten als auch globale Daten. Die Verwendung dieses Nachrichtentyps schafft einen unmittelbaren Durchgriff in den Datenstrom und erzwingt einen neuen Paketvorsatz für lediglich diese eine Nachricht. Mit Durchgriffsdaten ist hier gemeint, daß die Daten innerhalb des Datenstroms unmittelbar durch den adressierbaren Steuerungs-Decoder ohne Verarbeitung zu einem der Peripheriegeräte des Decoders geleitet werden, von denen eines der Empfänger ist, der seinerseits wiederum die Daten verarbeitet und/oder anzeigt.
Die ersten 32 Bits des Nachrichtentyps 6 liefern Information für die Direktsteuerung der vier Ziffern und sieben Segmente umfassenden Anzeige auf dem Empfänger. Falls freigegeben, werden die Daten in diesem Feld auf der Empfänger-Anzeigevorrichtung dargestellt. Jedes Bit wird auf ein LED-Segment abgebildet. Dies gestattet eine gleichzeitige Anzeige sämtlicher Anzeigevorgänge.
Die nächsten 16 Bits des Nachrichtentyps 6 beziehen sich auf den Status des individuellen adressierbaren Steuerungs-Decoders und insbesondere auf die Steuer- und Rücksetzfunktionen des Decoders. Jedes Bit in diesem Feld dient zum Zurücksetzen einer gewissen Funktion des adressierbaren Steuerungs-Decoders. Beispielsweise kann ein Bit möglicherweise die Flags des adressierbaren Steuerungs-Decoders zurücksetzen, beispielsweise das Tamper-Flag des adressierbaren Steuerungs-Decoders. Ein weiteres Bit kann zum Beispiel benutzt werden zum Zurücksetzen des vom Teilnehmer ausgewählten vierziffrigen Passcodes, der für die elterliche Steuerung und die Impuls-pay-per-view-Aktionen verwendet wird.
Die nächsten 16 Bits des Nachrichtentyps 6 sind der Information über den Audioschwellenwert und den Datenschwellenwert zugewiesen. Das Audio-Schwellenwertbyte dient zum Programmieren des Abschneide- Schwellenwerts für den Audiodatenstrom. Das Daten-Schwellenwertbyte dient zum Programmieren des Abschneide-Schwellenwerts für den Steuerdatenstrom.
Die nächsten 30 Bits des Nachrichtentyps 6 haben zu tun mit dem geografischen Ausblenden gewisser Programme, üblicherweise von Sportereignissen und dergleichen. Derartige Programme werden häufig mit der Einschränkung ausgestrahlt, daß sie in dem geografischen Bereich nicht empfangen werden dürfen, in welchem das Ereignis stattfindet, so daß die Teilnahme an dem sportlichen Ereignis nicht abträglich beeinflußt wird. Eine detaillierte Erläuterung der Art und Weise, wie das Ausblendungssystem innerhalb des vorliegenden Systems arbeitet, ist in der anhängigen europäischen Anmeldung 85 307 780.8 (veröffentlicht unter der Nummer EP-A-0 183 392) angegeben.
Im allgemeinen besitzt jeder adressierbare Steuerungs-Decoder zusätzlich zu dem Autorisations-Bitmusterspeicher und dem Blockierbitmusterspeicher einen Ausblendecodespeicher und einen Geografiecode-Speicher. Ein Nachrichtentyp 6 wird an sämtliche Decoder innerhalb eines gegebenen geografischen Bereichs adressiert, und jeder adressierte Decoder wird mit einem spezifischen Zip-Code für die Speicherung in seinem Geografiecode-Speicher beliefert. Der Zip-Code unterscheidet sich für jeden geografischen Bereich.
Die adressierbaren Steuerungs-Decoder werden dann global mit einem Befehl für jeden Decoder adressiert, der in seinem Geografiecodespeicher einen spezifischen Zip-Code gespeichert hat, um einen speziellen Ausblendecode in seinen Ausblendecodespeicher einzugeben. Der Ausblendecode wird über den Nachrichtentyp 6 ebenso wie der Zip-Code übertragen.
Jedes Programm wird in Verbindung mit Programmklassen-Autorisationsinformation in dem zugehörigen Vorsatz ausgestrahlt. Jede Empfangseinheit vergleicht bei Empfang eines Programms die das Programm begleitende Programmklassen-Autorisation mit dem Ausblendungscode in ihrem Ausblendungscode-Bitspeicher. Wenn die übertragene Klasseninformation mit dem Ausblendungscode in dem Ausblendungscode-Bitspeicher übereinstimmt, ist der Empfänger nicht in der Lage, das Programm zur Anzeige zu bringen.
Da die Zip-Codes und die Ausblendungscodes von oben her nach unten in die adressierbaren Steuerungs-Decoder geladen werden, bevor die Ausstrahlung eines in einem speziellen geographischen Gebiet auszublendenden Programms erfolgt, werden sämtliche adressierbaren Steuerungsdekoder in dem geographischen Bereich gleichzeitig für das Programm ausgeblendet.
Dies stellt einen großen betrieblichen Vorteil dar. Normalerweise erfordert das Ausblenden eines Programms innerhalb eine spezifischen geographischen Gebiets, das jeder der adressierbaren Steuerungs-Decoder innerhalb des geographischen Gebiets getrennt adressiert wird, ein Vorgang, der zehn Minuten oder mehr in Anspruch nimmt. Dies kann nicht vor der Ausstrahlung eines auszublendenden Programms geschehen, da das vorhergehende Programm normalerweise nicht ausgeblendet wird. Wenn andererseits der Vorgang stattfindet, nachdem das auszublendende Programm begonnen hat, können einige Zuschauer zumindest einen Teil des ausgeblendeten Programms anschauen, was bei diesem Teil der Zuschauer eine Irritierung deshalb bewirkt, weil sie einen Teil des Programms sehen konnten, bevor das Programm ausgeblendet wurde.
Die 32 Bits des Nachrichtentyps 6 beinhalten ein Funknachrichten-Bitmuster für periphere Schnittstellen. Jedes Bit dieses Feldes wird zum Einfangen zugehöriger Nachrichtentypen verwendet. Der adressierbare Steuerungs-Decoder nimmt diese Nachricht und gibt sie für die weitere Verarbeitung an periphere Geräte aus, unternimmt aber sonst nichts. Der Nachrichtentyp 6 wird jedoch niemals eingefangen.
Fig. 6G veranschaulicht einen Nachrichtentyp 7. Der Nachrichtentyp 7 umfaßt zwei 64-Bit-Periphergerät-Signaturen. Diese Signaturen definieren den Ausgang, zu welchem eine spezielle eingefangene Nachricht für den Anschluß an ein spezielles peripheres geleitet werden sollte. Beispielsweise kann eine Teletext-Anzeigeeinheit für die Anzeige von Börsentransaktionsinformation an einen speziellen Ausgang des adressierbaren Steuerungs-Dekoders angeschlossen sein. Durch dieses Peripheriegerät anzuzeigende Nachrichten werden über einen Nachrichtentyp 6 gesendet und in dem adressierbaren Steuerungs-Decoder-Speicher eingefangen. Ein Nachrichtentyp 7 wird dann bereitgestellt, um den adressierbaren Steuerungs-Decoder zu instruieren, die zuvor eingefangene Nachricht zu dem Teletext-Anzeigegerät zu leiten.
Da der Vorsatzabschnitt des Datenstroms neben anderer Information programmbezogene Information enthält, beispielsweise den älterlichen Führungspegel, die Festlegung der Programmklassen-Autorisation und die Impuls-Paperview-Information für einen speziellen Kanal oder eine spezielle Klasse, wird für jeden Kanal oder jede Klasse von Programmen ein anderer Vorsatz ausgestrahlt. Die adressierbaren Pakete andererseits enthalten jeweils Information, die nur von speziell adressierten Empfangseinheiten nutzbar sind, beispielsweise Programmautorisationsinformation, den verschlüsselten gemeinsamen Audioschlüssel, Programm-Sperrinformation und dergleichen. Die adressierten Pakete werden auf sämtlichen Kanälen oder Klassen gleichzeitig ausgestrahlt.
Wie in Fig. 7 dargestellt ist, wird ein spezieller Kanal oder eine spezielle Klasse von Programmen in den Abstimmabschnitt des Empfängers ansprechend auf die Manipulation seitens des Teilnehmers über dessen Tastatur ausgewählt. Die Tastatursignale werden verarbeitet und als Eingangssignal für den Mikrocomputer empfangen, welcher den Abstimmabschnitt des Empfängers steuert. Wie oben beschrieben, tauscht der Mikrocomputer in dem Empfänger Information mit der Mikrosteuerung in dem Decoder aus, welche neben anderen Dingen den Kanal oder die Klasse betrifft, die ausgewählt wurde, außerdem die Frequenz, auf die der Abstimmabschnitt abgestimmt wird.
Das abgestimmte Signal wird von dem Abstimmabschnitt zu der Videosteuerschaltung des Decoders übertragen. Die digitale Komponente des abgestimmten Signals wird aus der Videokomponente separiert. Die Video- und Audiosteuerinformation und die verschlüsselten Audiosignale werden zur Verarbeitung den entsprechenden Schaltungen zugeleitet. Anschließend wird der Vorsatz lokalisiert und untersucht, um die Gruppenadresse zu ermitteln. Die Gruppenadresse wird verglichen mit der in dem Decoderspeicher abgespeicherten Gruppenadresse. Paßt die Gruppenadresse, so bedeutet dies, daß mindestens eine der adressierbaren Pakete innerhalb des Datenstroms möglicherweise gewisse Information für die spezielle Empfangseinheit enthält.
Die Synchroninformation, programmbezogene Information und Impulspay-per-view-Information in dem Vorsatz (anwendbar auf sämtliche Empfangseinheiten) wird festgehalten und in dem Speicher unter der Steuerung des Decoder-Mikroprozessors abgespeichert. Die Synchronisier- und Videosteuerinformation werden zum Rekonstruieren und zum Verarbeiten der Videosignale verwendet, die, wenn für die Anzeige aufbereitet, zurück zum Empfänger geleitet werden. Wenn die Empfangseinheit nicht innerhalb der adressierten Gruppe liegt, endet der Ablauf, und die Schaltung wartet auf den nächsten Vorsatz.
Wenn die Empfangseinheit innerhalb der adressierten Gruppe liegt, wird jedes adressierbare Paket wiederum überwacht. Information in jedem Paket mit einer globalen Adresse (anwendbar auf sämtliche Empfangseinheiten innerhalb der Gruppe) wird festgehalten und für die zukünftige Verwendung gespeichert.
Wenn ein Paket mit der Adresse der Empfangseinheit lokalisiert wird, wird der Typ der darin enthaltenen Nachricht notiert, und die in dem Paket enthaltene Entschlüsselungsinformation wird zusammen mit der in einem Speicher des Decoders enthaltenen Schlüsselinformation zum Entschlüsseln der Nachricht verwendet. Die Information innerhalb der Nachricht wird dann zur Verwendung durch die Mikrosteuerung gespeichert. Wie und wann die Nachrichteninformation benutzt wird, hängt von der Natur der Information ab.
Wenn beispielsweise die Nachricht ein Befehl ist, das Autorisations- Bitmuster oder die Sperr-Bitmuster einzustellen (dies dient zur Festlegung, ob der ausgewählte Kanal oder die ausgewählte Klasse innerhalb des Abonnements liegt und die Darstellung aus irgendeinem Grund nicht blockiert wird), werden die entsprechenden Speicher eingestellt. Wenn ein spezieller Kanal oder eine spezielle Klasse für die Ansicht ausgewählt wird, befragt die Mikrosteuerung diese Speicher und trifft eine Entscheidung darüber, ob der ausgewählte Kanal oder die Klasse ohne weitere Aktion betrachtet werden kann, ob eine Impuls-pay-per-view- Transaktion erforderlich ist, oder ob dieses Material unter irgendwelchen Umständen nicht angezeigt werden kann.
Andererseits, wenn die Nachricht Informationen bezüglich der Rechnungsstellung enthält, beispielsweise die Anrufzeit, so wird diese Information so lange gespeichert, bis sie benötigt wird. Zu der entsprechenden Zeit benutzt die Mikrosteuerung diese Information zum Betätigen des Audio-Wähl- und Modem-Schaltkreises zum Leiten von Information an den Systemoperator.
Dementsprechend enthält der Vorsatz eine eindeutige Kombination von Daten-Synchronisier-Information, Gruppenadresseninformation und programmbezogene Information. Diese Daten steuern bei Verwendung in Verbindung mit in dem Decoderspeicher gespeicherte Information, zuvor von den adressierbaren Paketen erhaltene Information oder, im Fall des Teilnehmer-Signaturschlüssels, von fabrikseitig im Speicher abgespeicherte Information die Rekonstruktion und die Anzeige des Programms, Rechnungsstellungs-Prozeduren und verschiedene weitere Steuerfunktionen. Dieses Datenformat- und Betriebssystem bildet eine einfache Möglichkeit zur Verteilung von Programm- und Steuerinformation in datengeschützter Weise.
Es sollte verstanden werden, daß hier ein Signalübertragungssystem beschrieben wurde, bei dem individuelle Teilnehmer-Empfangseinheiten auf Echtzeitbasis adressiert und gesteuert werden können. Möglich ist dies aufgrund der Verwendung eines Datenstroms, der in die Horizontalaustastlücken der verteilten zusammengesetzten Fernsehsignale eingefügt ist und einen verschlüsselten Audioabschnitt, einen Vorsatzabschnitt mit Information, die für die Steuerung sämtlicher Empfänger einsetzbar ist, und mehrere adressierbare Abschnitte mit Information für die Steuerung spezifischer Teilnehmereinheiten enthält. Jeder der adressierbaren Abschnitte enthält eine Nachricht und Information, die die adressierte Teilnehmereinheit in die Lage versetzt, die Nachricht zu entschlüsseln. Die Nachrichten können im Echtzeitbetrieb seitens einer zugeschalteten Steuerung derart geändert werden, daß der Systemoperator eine direkte Steuerung der verschiedenen Funktionen der adressierten Teilnehmereinheit zur Verfügung hat.

Claims

1. Rundspruchsignal in einem Rundspruchsystem, in welchem der Rundspruch zur Subskription von Empfängereinheiten vorgesehen ist, denen jeweils eine Adresse zugeordnet ist, und die jeweils eine Einrichtung zum Dekodieren des Rundspruchsignals einschließlich von diesem getragenen Adressendaten aufweist, wobei das Rundspruchsignal Videonachrichteninformation und Steuerinformation zum Steuern des Betriebs von Teilnehmer-Empfangseinheiten enthält, wobei die Videonachrichteninformation in aufeinanderfolgenden aktiven Videoübertragungsabschnitten gesendet wird, die zeitlich beabstandet sind, und die Steuerinformation in Zeitspannen zwischen den aktiven Videoabschnitten gesendet wird, die Steuerinformation einen digitalen Datenstrom umfaßt, der gebildet wird durch aufeinanderfolgende Datenpakete, die jeweils für mindestens eine Gruppe von Empfängereinheiten vorgesehen sind, die Pakete ein Datenformat aufweisen, welches für jedes Paket einen Adressenabschnitt vorsieht, der eine ausgewählte Gruppe von Empfängereinheiten identifiziert, und mindestens einige Pakete Unter-Datenpakete enthalten, von denen jedes Unterpaket eines Adressenabschnitts, der eine spezielle Empfängereinheit innerhalb der ausgewählten Gruppe identifiziert, und Steuerinformation enthält, welche zu der identifizierten speziellen Empfängereinheit gehört.

2. Rundspruchsignal nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein Datenpaket ein Unterpaket enthält, welches Information beinhaltet, welche zu sämtlichen Empfängereinheiten in der durch den Paket-Adressenabschnitt ausgewählten Gruppe gehört, wobei der Adressenabschnitt des Unterpakets eine Adresse enthält, die sämtliche Empfängereinheiten innerhalb der Gruppe identifiziert.

3. Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Nachrichtenübertragungssystem des Typs, der eine Rundspruchsignal-Quelleneinrichtung, mehrere Rundspruchsignal-Empfangseinrichtungen mit jeweils einer Adresse, eine Einrichtung zum Verteilen des Rundspruchsignals von der Quelleneinrichtung zu jeder der Empfangseinrichtungen aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erzeugen eines Rundspruchsignals mit aktiven Videosignalabschnitten, Erzeugen eines Audiosignalabschnitts, Erzeugen eines Datenstroms, Einfügen des Audiosignalabschnitts und des Datenstroms in das Rundspruchsignal zwischen dessen aktive Videoabschnitte, wobei das Erzeugen eines Datenstroms die Schritte aufweist: Erzeugen eines Vorsatzabschnitts mit programmbezogener Information, die für alle Empfangseinrichtungen anwendbar ist, und Adresseninformation, die für jede von mehreren, eine Gruppe definierenden Empfangseinrichtungen gemeinsam ist, Erzeugen von getrennten Steuerinformationsabschnitten, die für jede der Empfangseinrichtungen innerhalb der Gruppe individualisiert sind, Zuordnen jedes der individualisierten Steuerinformationsabschnitte zu einer Adresseninformation, die spezifisch für die Empfangseinrichtung innerhalb der Gruppe ist, für die der Steuerinformationsabschnitt individualisiert ist, um mehrere adressierbare Abschnitte zu bilden, einer für jede Empfangseinrichtung innerhalb der Gruppe, wobei der Vorsatzschnitt und die adressierbaren Abschnitte in Serie als eine Einheit den Datenstrom umfassen, die getrennten Steuerinformationsabschnitte so zu den jeweiligen Empfangseinrichtungen innerhalb der Gruppe gesendet werden, ohne den Vorsatzabschnitt mit jedem adressierbaren Abschnitt wiederholt neu zu senden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Schritte: Auswählen eines adressierbaren Abschnitts und Ändern des Steuerinformationsabschnitts in ihm auf Echtzeitbasis.

5. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den Schritt des Erzeugens der programmbezogenen Information, wobei der Schritt des Erzeugens der programmbezogenen Information die Schritte aufweist: Erzeugen von Information bezüglich der Anzeige des aktiven Videoabschnitts des Rundspruchsignals und Einfügen der Anzeigeinformation in den Vorsatz.

6. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den Schritt des Erzeugens der programmbezogenen Information, wobei der Schritt des Erzeugens der programmbezogenen Information die Schritte aufweist: Erzeugen von Videosignalsynchronisierinformation und Videosignaldekodierinformation, und Einfügen der Videosignalsynchronisierinformation und Videosignaldekodierinformation in den Vorsatz.

7. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schritt des Erzeugens des Audiosignalabschnitts den Schritt des Verschlüsselns eines Audiosignals umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den Schritt des Erzeugens der programmbezogenen Information, wobei der Schritt des Erzeugens der programmbezogenen Information die Schritte aufweist: Erzeugen von Audiosignalentschlüsselungsinformation und Einfügen der Audiosignalentschlüsselungsinformation in den Vorsatz.

9. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den Schritt des Erzeugens der programmbezogenen Information, wobei der Schritt der Erzeugung der programmbezogenen Information die Schritte aufweist: Erzeugen von Progranimautorisierungsinformation und Einfügen der Programmautorisierungsinformation in den Vorsatz.

10. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das System eine Impuls-Zahle- Pro-Ansicht-Möglichkeit aufweist und weiterhin den Schritt umfaßt: Erzeugen der programmbezogenen Information, wobei der Schritt des Erzeugens der programmbezogenen Information die Schritte aufweist: Erzeugen von Programmidentifizierungs- und Sehkosteninformation und Einfügen der Programmidentifizierungs- und Sehkosteninformation in den Vorsatz.

11. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem jede der Empfangseinrichtungsadressen einen Satz höchstwertiger Bits enthält, und wobei sämtliche Empfangseinrichtungen in der Gruppe in ihren Adressen den gleichen Satz von höchstwertigen Bits enthalten, und wobei das Erzeugen des Vorsatzabschnitts die Schritte aufweist: Erzeugen des Satzes der höchstwertigen Bits der Adressen der Empfangseinrichtungen innerhalb der Gruppe und Einfügen des Satzes der höchstwertigen Bits in den Vorsatz.

12. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem jede der Empfangseinrichtungsadressen einen Satz von niedrigstwertigen Bits enthält, und außerdem den Schritt des Erzeugens des Satzes von niedrigstwertigen Bits für jede Empfangseinrichtung in der Gruppe enthält, um die Adresseninformation zu bilden, die spezifisch für die Empfangseinrichtung in der Gruppe ist.

13. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schritt des separaten Erzeugens mehrerer getrennter Nachrichten die Schritte aufweist: Erzeugen von Audiosignalentschlüsselungsinformation, Verschlüsseln der Audiosignalentschlüsselungsinformation mit einem in der Empfangseinrichtung innerhalb der Gruppe, an die der Abschnitt adressiert ist, gespeicherten Schlüssel, Erzeugen von Information, um die Empfangseinrichtungen, an die der Abschnitt adressiert ist, in die Lage zu versetzen, den gespeicherten Schlüssel dazu zu benutzen, die Audiosignalentschlüsselinformation zu entschlüsseln, wobei die Audiosignalentschlüsselungsinformation und die Information zum Ermöglichen des Entschlüsselns der Audioentschlüsselinformation den Steuerinformationsabschnitt umfassen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Schritt des getrennten Erzeugens von Steuerinformationsabschnitten die Schritte aufweist: Erzeugen einer Nachricht, Verschlüsseln der Nachricht, und Erzeugen von Information zum Entschlüsseln der verschlüsselten Nachricht, wobei die verschlüsselte Nachricht und die Information zu ihrer Entschlüsselung, den Steuerinformationsabschnitt umfassen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem jede Empfangseinrichtung in der Gruppe einen gespeicherten einmaligen Entschlüsselungsschlüssel enthält, der mehrere Fragmente umfaßt, wobei der Schritt des Erzeugens von Information zum Entschlüsseln der ausgewählten Nachricht die Schritte aufweist: Erzeugen von Auswahlinformation für Verschlüsselungsschlüssel-Fragmente, damit festgelegte Schlüsselfragmente aus dem gespeicherten Schlüssel zum Entschlüsseln der Nachricht ausgewählt werden können, wobei die Auswahlinformation für das Verschlüsselungsschlüssel-Fragment den Steuerinformationsabschnitt umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Schritt des Erzeugens einer Nachricht die Schritte aufweist: Erzeugen einer Anzeige des ausgewählten Nachrichtentyps, wobei die Nachrichtentyp-Anzeige den Steuerinformationsabschnitt umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem jede der Empfangseinrichtungen mit der Quelleneinrichtung eine Telefonverbindungsmöglichkeit aufweist, wobei der Schritt des Erzeugens einer Nachricht den Schritt des Erzeugens einer Telefonverbindungs-Befehlsinformation beinhaltet.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Schritt des Erzeugens von Telefonverbindungs-Befehlsinformation den Schritt des Erzeugens von Transaktionsdaten, Kreditdaten, Abrufzeitdaten und Programmwertdaten beinhaltet.

19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Schritt des Erzeugens von Telefonverbindungs-Befehlsinformation den Schritt des Erzeugens von Telefonanruf-Anzahldaten umfaßt.

20. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Schritt des Erzeugens einer Nachricht den Schritt des Erzeugens von Kanal-Neuzuordnungs- Tabellendaten aufweist.

21. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem jede der Empfangseinheiten eine digitale Anzeige aufweist, und wobei der Schritt des Erzeugens einer Nachricht den Schritt des Erzeugens von Anzeigesteuerdaten umfaßt.

22. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem jede der Empfangseinrichtungen eine Lösch- und Rückstellmöglichkeit aufweist, wobei der Schritt des Erzeugens einer Nachricht den Schritt des Erzeugens von Lösch- und Rückstell-Steuerfunktionsdaten umfaßt.

23. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Schritt des Erzeugens einer Nachricht den Schritt des Erzeugens von Audio- und Datenschwellenwert-Steuerdaten umfaßt.

24. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Empfangseinrichtung in Verbindung mit einem oder mehreren Peripheriegeräten zum Verarbeiten, Aufzeichnen oder Anzeigen von Rundspruchsignalinformation verwendet wird, wobei der Schritt des Erzeugens einer Nachricht den Schritt des Erzeugens von Periphergerät-Daten umfaßt.

25. Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin umfassend den Schritt des Hinderns sämtlicher nicht-adressierten Empfangseinrichtungen am Verarbeiten der Steuerinformation in einem einen Fehler enthaltenden adressierten Abschnitt.

26. Verfahren zum Verarbeiten von Daten, die von einer adressierbaren Empfangseinrichtung in einem Rundspruchsignal der Art, die aktive Videoabschnitte, ein verschlüsseltes Signal und einen Datenstrom enthält, empfangen werden, wobei der Datenstrom einen Vorsatzabschnitt mit Gruppenadressinformation in der Form der höchstwertigen Bits der Adresse einer Gruppe von Empfangseinrichtungen und einem ersten Typ von Entschlüsselungsschlüsseldaten sowie mehrere adressierbare Abschnitte aufweist, wobei die adressierbaren Abschnitte Information enthalten, die individualisiert und anwendbar ist für die Steuerung lediglich einer einzelnen Empfangseinrichtung innerhalb der adressierten Gruppe, die individualisierte Information Empfangseinrichtungs-Adresseninformation in der Form der niedrigstwertigen Bits der Adresse der Empfangseinrichtung, eine verschlüsselte Nachricht einschließlich eines zweiten Typs von Verschlüsselungsschlüsseldaten und Nachrichtenverschlüsselungsdaten enthält, wobei der Vorsatzabschnitt und eine Serie adressierbarer Abschnitte als eine Einheit derart übertragen werden, daß der Vorsatzabschnitt nicht wiederholt mit jedem adressierbaren Abschnitt neu übertragen wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Bestimmen, ob die Gruppenadresseninformation mit den höchstwertigen Bits der Adresse der Empfangseinrichtung übereinstimmt;

(b) Verarbeiten der Information in dem Vorsatzabschnitt, um die Verschlüsselungsschlüsseldaten des ersten Typs zu erhalten;

(c) Falls die Gruppenadresseninformation übereinstimmt mit den höchstwertigen Bits der Adresse der Empfangseinrichtung, Überprüfen jedes adressierbaren Abschnitts in der Einheit in Folge, um festzustellen, ob die darin enthaltene Empfangseinrichtungsinformation mit den niedrigstwertigen Bits der Adresse der Empfangseinrichtung übereinstimmt, und, falls eine Übereinstimmung gegeben ist,

(d) Verarbeiten der individualisierten Information in dem adressierten Abschnitt, um die verschlüsselten Daten und darin den zweiten Typ von Verschlüsselungsschlüsseldaten zu entschlüsseln; und

(e) Verwenden des ersten Typs von Verschlüsselungsschlüsseldaten und des zweiten Typs von Verschlüsselungsschlüsseldaten, um das verschlüsselte Signal zu entschlüsseln.

27. Satellitenkommunikationssystem für direkten Rundspruch, umfassend eine Rundspruchsignalursprungseinrichtung und mehrere Rundspruchsignalempfangseinrichtungen, von denen jede Empfangseinrichtung eine Adresse mit einem Satz höchstwertiger Bits und einem Satz niedrigstwertiger Bits aufweist, wobei die Ursprungseinrichtung eine Programmverarbeitungseinrichtung aufweist, die Videosignale und Audiosignale erzeugt, und eine Einrichtung zum Erzeugen von Echtzeitsignalsteuermitteln, eine Einrichtung zum Erzeugen von programmbezogenen Signalen für sämtliche Empfangseinrichtungen in einer Gruppe, die eine Adresse mit einem speziellen Satz höchstwertiger Bits aufweist, eine Einrichtung zum Erzeugen separater Steuersignale für individuelle Empfangseinrichtungen innerhalb einer Gruppe, die eine Adresse mit einem speziellen Satz höchstwertiger Bits aufweist, eine Einrichtung zum Verschlüsseln von Videosignalen zur Bildung eines Rundspruchsignals aufweist, wobei die Audiosignale, die programmbezogenen Signale, Steuersignale und Adresseninformation einen Datenstrom mit einem Vorsatzabschnitt bilden, der die programmbezogene Information und einen Satz höchstwertiger Bits gemeinsam für die Empfangseinrichtungen in einer Gruppe und mehrere adressierbare Abschnitte enthält, welche Steuerinformation umfassen, die für eine spezielle Empfangseinrichtung innerhalb der Gruppe individualisiert sind, und einen Satz niedrigstwertiger Bits umfassen, die zu der speziellen Empfangseinrichtung gehören, wobei die adressierbaren Abschnitte des Vorsatzabschnitts in Serie in das Rundspruchsignal als eine Einheit eingefügt sind, derart, daß der Vorsatzabschnitt nicht wiederholt mit jedem adressierbaren Abschnitt neu gesendet werden muß, weiterhin umfassend eine Einrichtung zum Senden des Rundspruchsignals, und wobei jede der Empfangseinrichtungen eine Einrichtung zur Empfangsabstimmung auf die Rundspruchsignale, eine adressierbare Steuerungs-Dekodiereinrichtung aufweist, wobei die Dekodiereinrichtung eine Einrichtung erhält, die wirksam wird, wenn ein Rundspruchsignal empfangen wird, welches den Vorsatzabschnitt und einen adressierbaren Abschnitt mit der Adresse der adressierbaren Steuerungs-Dekodiereinrichtung enthält, um die Videosignale, die Audiosignale, die Steuersignale oder die programmbezogene Information, die zu der Empfangseinrichtung gehört, zu entschlüsseln und zu separieren, und um die adressierte Empfangseinrichtung so zu steuern, daß sie die Videosignale und die Audiosignale nach Maßgabe der Steuersignale und der programmbezogenen Information verarbeitet und zur Anzeige bringt.

28. System nach Anspruch 27, bei dem die Steuerinformation umfaßt: einen verschlüsselten Nachrichtenabschnitt und einen Nachrichtenentschlüsselungsinformationsabschnitt, wobei die adressierbare Steuerungs- Dekodiereinrichtung einer Einrichtung zum Wiedererkennen ihrer Adresse und einer Einrichtung zum Entschlüsseln der Nachricht aufweist, wenn der Satz der niedrigswertigen Bits in ihrer Adresse wiedererkannt wird.

29. System nach Anspruch 28, bei dem die adressierbare Dekodier- Steuereinrichtung eine Telefonverbindungsmöglichkeit mit der Signalursprungseinrichtung aufweist, wobei die Nachricht Befehle für die Telefonverbindung zwischen dem Dekodierer und der Ursprungseinrichtung enthält.

30. Empfangseinheit mit einer Adresse, die einen Satz höchstwertiger Bits und einen Satz niedrigstwertiger Bits zur Verwendung in einem Kommunikationssystem der Art enthält, die ein Signal sendet, welches umfaßt: Video- und Audioinformation für ein Programm, einen Datenstrom, beinhaltend einen Vorsatz mit einem Abschnitt höchstwertiger Bits zur Kennzeichnung einer Gruppe von Empfangseinheiten, Synchronisationsinformation und programmbezogene Information, und mehrere adressierbare Abschnitte, die dem Vorsatz zugeordnet sind und jeweils einen Abschnitt niedrigstwertiger Bits und Information für die Steuerung der speziell adressierten Einheit mit der Adresse, welche mit dem Satz höchstwertiger Bits in dem Vorsatz und dem Satz niedrigstwertiger Bits in dem adressierten Abschnitt übereinstimmt, enthält, wobei der Vorsatz und eine Reihe adressierbarer Abschnitte in das Signal als eine Einheit derart eingefügt werden, daß der Vorsatz nicht mit jedem adressierbaren Abschnitt wiederholt neu zu übertragen ist, und die Empfangseinheit eine Einrichtung zum Empfangen des Signals, eine Einrichtung zum Auswählen eines anzuschauenden Programms, eine Einrichtung zur Abstimmung auf das ausgewählte Programm, eine Einrichtung zum Separieren des Datenstroms von der Video- und Audioinformation, eine Einrichtung zum Überprüfen des Vorsatzes zwecks Bestimmung, ob die Empfangseinheit sich innerhalb der Gruppe mit einer Adresse, die den Satz höchstwertiger Bits in dem Vorsatz umfaßt, befindet, eine Einrichtung zum Erfassen und Speichern der Information in dem Vorsatz, eine Einrichtung, die betätigt wird, wenn die empfangende Einheit sich innerhalb der adressierten Gruppe befindet, um jeden adressierten, zu dem Vorsatz gehörenden Abschnitt zu untersuchen und festzustellen, ob der Satz niedrigstwertiger Bits der Adresse der individuellen empfangenden Einheit übereinstimmt mit dem Satz niedrigstwertiger Bits des adressierten Abschnitts, eine Einrichtung zum Erfassen und Speichern der Steuerinformation in dem adressierten Abschnitt, falls die individuelle Adresse der empfangenden Einheit gegeben ist, und eine Einrichtung zum Verarbeiten und Anzeigen der Video- und Audioinformation nach Maßgabe des gespeicherten Vorsatzes und der Steuerinformation aufweist.

31. Empfangseinheit nach Anspruch 30, bei der die Audioinformation in verschlüsselter Form vorliegt, die Steuerinformation Audioverschlüsselungsinformation umfaßt, und die Einrichtung zum Verarbeiten und Anzeigen eine Einrichtung aufweist zum Entschlüsseln der Audioinformation nach Maßgabe der Audioentschlüsselungsinformation, die aus einem adressierten Abschnitt erfaßt wird, der an die individuelle Empfangseinheit adressiert ist.

32. Empfangseinheit nach Anspruch 30, bei der jeder der adressierten Abschnitte eine Nachricht umfaßt, wobei die Einrichtung zum Erfassen und Speichern der Steuerinformation eine Einrichtung zum Erfassen der Nachricht aufweist.

33. Empfangseinheit nach Anspruch 32, bei der die Nachricht in verschlüsselter Form übertragen wird und der adressierte Abschnitt Information zum Entschlüsseln der Nachricht enthält, wobei weiterhin eine Einrichtung zum Entschlüsseln der Nachricht unter Verwendung der Entschlüsselungsinformation innerhalb des adressierten Abschnitts vorgesehen ist.

34. Empfangseinheit nach Anspruch 32, weiterhin umfassend eine Einrichtung zum Speichern von Nachrichtenentschlüsselungsinformation und eine Einrichtung zum Verwenden der gespeicherten Nachrichtenentschlüsselungsinformation und der Entschlüsselungsinformation in dem adressierten Abschnitt, um die Nachricht zu entschlüsseln.