专利名称：扩大数字视频广播－公用接口功能的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字视频广播系统(DVB)，更具体地讲，涉及通过对条件访问部件的直接访问而扩展数字视频广播-公用接口(DVB-CI)功能的方法和设备。
发明产生的背景是数字视频广播(DVB)，其具体细节在“标准”中有详细说明。例如，可以参考欧洲电信标准组织(ETSI)在EN300468-v1.3.1(1997-09)中有关数字视频广播的部分。
用于条件访问和其它数字视频广播应用的数字视频广播-公用接口是DVB指定的几个用户硬件接口之一。它被设计成将公开标准的全部好处带给数字接收设备的供应者，同时还使数字电视接收系统的条件访问和安全部分保留专利权所有成为可能。通过使用这个接口，专利部件可以与数字电视及数据服务的接收和解码所必需的部分相分离。它们可以分别制造和销售，这在元件是一起供应的时候可以放松限制。
可以参考1996年4月CENELEC(欧洲电工技术标准化委员会)发布的欧洲标准，题目为“用于有条件访问和其它数字视频广播机顶盒应用的公用接口描述”。这个文档通过定义与资源编码、信道编码、服务信息、STU接口和条件访问等有关的标准来描述公用接口。在广播服务是程序用户提供的基本码流的情况下，当需要对广播服务的访问进行控制时，需要使用条件访问。根据该文档，在模块中操作，与主机进行通信，并为用户在主机直接提供的便利的基础上提供更多的便利。所说的主机是一个可以连接模块的多媒体设备，如PC(个人电脑)，VCR(录像机)或IRD等等。相反地，模块是一个小设备，不是单独工作的，而是与主机相联合用来完成特定的任务或者用来提供应用程序需要的而主机没有直接提供的资源，这样的主机如条件访问子系统、电子程序向导应用模块。这个资源是主机为模块提供的用于应用的一组功能。它定义了一系列对象，在模块和模块使用资源的主机之间进行交换。
在该欧洲电工技术标准化委员会的文件中，对广播器以不同的条件访问系统访问解码器，并保证广播器有选择供应这些系统的问题有一个解决方案，它在于在模块和可以在模块里完成条件访问或更普遍定义的专用的功能的主机之间使用标准化的接口。相应地，广播器可以在相同的广播系统中使用包含了不同供应商的解决方案的模块，因此增加了他们的选择和反盗版选项。
一致性是良好用户接口设计中要解决的最重要的问题之一。要使用户理解和学习一个用户接口(UI)，必须保证在所有的用户接口里相同的概念具有相同的标志。这个概念存在于使用事先定好的格式，而信息的内容不是必须定的。另外，关于信息的组织，它必须遵守一致性准则。
按照当前对数字视频广播-公用接口的研究，这个目标是很难达到的。不同的条件访问模块(CAM)用不同的名称来指相似的概念，比如说权限、令牌或附费节目。访问不同特性的方式随着不同的条件访问模块是不同的。例如，每个条件访问模块提供商用他自己的标记提出他自己的分级菜单结构。所有这些不同点共存于相同的STU中，这会使用户混淆。使用独特的外观和感觉对于消除混淆是不够的。
设计一个与所有的专用的条件访问应用程序接口相兼容是不现实的。在许多情况下，在指定地点，一般只有一个或两个主导性的条件访问系统。因此，优化的STU良好地符合最大市场，并且保持对小的条件访问系统的开放，即使是对最先进的系统，它不足以提供理想的用户接口。
本发明的主要目标是在条件访问模块仿佛是透明的情况下提供用于为STU提供条件访问特性的方法和设备。
因此，本发明的另一个目标是在数字视频广播-公用接口环境中，在标准访问(通过定义与预先决定的格式进行通信的协议来实现)之外，提供另一方法和装置来直接访问条件访问模块。
本发明的另一个目标是允许机顶盒和条件访问模块之间的通信，而不用强加含通信信息的预定内容。
本发明应用于数字视频广播-公用接口环境，用于访问条件访问模块(CAM)。主机应用程序通过专用的应用程序接口(API)来处理条件访问模块(CAM)的对象。每个条件访问模块可能有它自己的条件访问应用程序接口，但是不管是什么条件访问模块，数据通道保持一致。
根据本发明，一个专用的条件访问应用程序接口概念和一个标准的应用程序接口概念可以共存。专用的应用程序接口是与已经定义的高和低的人机接口资源两种方式共存的新方式。
如果STU能“理解”专用的条件访问应用程序接口(API)，那么它可以通过它的专用的条件访问应用程序接口协议来访问插入的条件访问的特性。
根据这个扩展，STU可以拥有与全面的STU用户接口相兼容的条件访问用户接口。因此，广播器可以保证它的外观和感觉与它的STU有关。生产商可以设计为特定的或大多数的条件访问而优化的STU，同时它还可以运行其它条件访问。
根据本发明，通过使能够在至少一个条件访问模块上进行直接访问，通过使通信系统能够使用标准应用程序接口协议和专用的应用程序接口协议，为在所述至少一个条件访问模块和所述多媒体设备的用户接口之间能够通信的方法包括以下步骤-从所述条件访问模块到所述包含预先决定的参数的用户接口传输第一个信息(PCA_identification)，其中所述参数是专门为了所述专用的应用程序接口协议而定的；-检查所述参数是否与所述用户接口一致；-从所述用户接口到所述条件访问模块回答第二个信息(PCA_identification回答)，所述第二个信息包含条件访问模块和用户接口参数之间匹配的结果，以及-根据所述第二个信息，选择所述专用的协议或是所述标准协议。
另外，这里揭示了实现通信方法的装置，所述通信是在多个条件访问模块和根据本发明的用户接口之间进行的。
图1显示了本发明的环境，其中只有一个模块与主机相连；图2显示了条件访问模块与特定的用户接口之间的通信；图3显示了根据本发明决定采用一个专用的应用程序接口或一个标准应用程序接口的处理过程的流程图；图4A显示了当采用专用的条件访问应用程序用户接口协议时的情况；图4B显示了当采用标准条件访问应用程序用户接口协议时的情况。
图1阐明了本发明的概观，其中一个专用的条件访问应用程序接口概念和一个标准应用程序接口概念共存。
一方面，机顶盒应用部分通过专用的应用程序接口处理条件访问模块的对象，如所提到的条件访问模块(120)所示，但是无论条件访问模块怎样，数据通道保持一致。每一个条件访问模块可能除了标准的应用程序接口外还有它自己的专用的应用程序接口。条件访问模块与数字视频广播一公用接口通过包含四个通信层的驱动器(100)相通信。这些层有对话层(101)、传输层(102)、连接层(103)和物理层(104)。
在另外一方面，数字视频广播-公用接口也有一个驱动器(100)，它包括相同的四层通信层。这四个通信层通过标准的应用程序接口与称为MMI(150)的人机接口相通信，并通过专用的应用程序接口与特定的用户接口(140)相通信。
专用的应用程序接口是与已经定义的高和低的MMI(人机接口)资源两种方式共存的新方式。
如果STU能“理解”专用的条件访问应用程序接口(API)，那么它可以通过它的专用的条件访问应用程序接口协议来访问插入的条件访问部件。否则，它将保持在标准应用程序接口协议。
公用接口包括两个组成部分，传输码流接口和命令接口。二者都分层使得总体接口设计和实现容易些。
传输码流接口在双向总线的两个方向上都传输MPEG-2传输帧。如果模块访问传输码流中的任意服务，并且这些服务已被主机选定，那么包含这些服务的帧将被返回解密，其它帧并不会被修改。
命令接口在模块上执行所有应用程序和主机之间传输的通信。这个接口上的通信协议在许多层上被定义以提供必要的功能。这个功能包括在一个主机上支持多个模块的能力；支持模块和主机之间复杂合并的能力；和扩展的原始功能(也叫做对象)，它们允许主机给模块提供资源。
有一种对所有的物理实现来说很常见的联合应用层没有专用语义，它在任何时间也不限制可以与主机相连的模块数。当几个模块与主机相连时，主机应该能够选择与被选择服务的解码相关的模块。
图2图示了条件访问模块(120)与特定的用户接口(140)之间的通信协议。初始化后，为了询问特定的用户接口它是否理解条件访问模块的专用的应用程序接口，条件访问模块发送一个PCM_identification()对象给特定的用户接口资源。根据本协议，后者给条件访问模块返回确认回答。这个协议对所有具有专用的应用程序接口的条件访问模块是共同的。在回应中，机顶盒发送PCM_identification answer()对象(脉冲编码调制识别应答对象)，它包含条件访问模块和用户接口参数(后面将会详细介绍)之间匹配的结果。
如果参数匹配，将采用专用的应用程序接口，否则采用标准应用程序接口。
如上所述，通过命令接口进行的数据通信是以对象的形式定义的。这些对象是用普通的标签长度值(Tag-Length-Value)编码方式编码的。
除了标准和CENELEC文档中已经定义的对象以外，还需要定义两种交换对象确认对象和数据对象。这两种对象对所有专用的条件访问应用程序接口协议都是共同的。
确认对象这些确认对象的功能是允许包含专用的应用程序接口的条件访问模块检查它是否能与机顶盒的特定用户接口资源进行通信，例如来检查它是否能通过专用的应用程序接口理解主机。
首先由条件访问模块发送一个确认对象。这个对象包含检查STU和DVB-CAM之间是否匹配的所有必需信息。具有专用的条件访问应用程序接口协议的机顶盒会通过发回一个PCM_identification answer对象来回答。相反的，没有专用的条件访问应用程序接口协议的机顶盒是无法满意地回答这个确认的。
在推荐的实施例中，确认对象可能包括三个参数。但是应该知道，也可能单独地实现这些参数中的一个或实现另外的参数。
这些参数包括-条件访问标识符-制造商名字-条件访问程序版本另外的参数是用于专用的数据的。
这些对象有以下格式PCA_Identification_Object (){PCA_Identification_Tag 24 bits uimsbfLenght_field ()CA_Identifier 24 bits uimsbfManufacturer_length ()CA_Identifier 24 bits uimsbfManufacturer_length 8 bits uimsbffor(i＝0；i＜manufacturer_length；i++){manufacturer_char 8 bits uimsbf}version ID 24 bits uimsbfprivate_field_length () 8 bits uimsbffor(i＝0；i＜private_field_length；i++){private_field_data}}在此，uimsbf首先代表无符号型整数的最有效高位；Manufature_char是制造商名字的复合字符串。字符串不能以Null结尾；Version_ID由三个字节构成，第一个字节是主版本号，第二个字节和第三个字节分别是次版本号和再次版本号。PCA_Identification_answer_Object (){PCA_Identification_answer_Tag 24 bits uimsbfLength_field () ＝1Identification_result 8 bits uimsbf}数据对象数据对象有预先定好的标题，但是没有预先定好的内容。对于推荐的实施例，有三种数据对象-查询标签由主机或条件访问模块使用，用来在双向方式中查询信息；-回答标签由主机或条件访问模块使用，用来在双向方式中回应查询信息；-通知标签用来给主机或条件访问模块通知信息；PCA_Inquiry_Object(){PCA_lnquiry_Tag 24 bits uimsbflength_field ()for(i＝0；i＜length；i++){PCA_data_unit8 bits uimsbf}}PCA_Answer_Object (){PCA_Answer_Tag 24 bits uimsbflength_field ()for(i＝0；i＜length；i++){PCA_data_unit 8 bits uimsbf}
}PCA_Notify_Object (){PCA_Notify_Tag24 bits uimsbflength_field ()for(i＝0；i＜length；i++){PCA_data_unit 8 bits uimsbf}}PCM_data_unit中的内容完全取决于插入的DVB-CAM。这一层的应用程序接口不是公开的。它确定属于STU的制造商和DVB-CAM的制造商。不需要标准化这些内容。由主机的应用程序进行正确的操作来为多条件访问系统构造一致的用户接口。
图3示出了一个流程图，根据本发明，它阐述了什么时候使用专用的应用程序接口或标准的应用程序接口，以及上面定义的确认对象是如何在确认过程中使用的。
在对话开始后(步骤200)，主机发送一个确认请求给条件访问模块(步骤210)。
在步骤(220)，决定是否支持条件访问模块。如果不支持，将使用标准应用程序接口协议，在步骤(260)，用于连接到主机上的一个普通用户接口。否则，条件访问模块发送一个确认回答给主机，在步骤(230)。
在步骤(240)，根据确认回答来决定是否确认对象中定义的参数是否被主机所知，比如CA_identifier(条件访问标识符)，Manufaturer_char(制造商字串)，Version_ID(版本标识)是否被主机所确定。如上所述，其它参数也可以加到这个名单上。
如果参数为主机所知，那么可以使用专用的条件访问应用程序接口协议来连接到特定用户接口或资源上(步骤250)。否则，将使用标准条件访问应用程序接口协议(步骤260)。
更具体地说，在步骤260中，条件访问模块与普通用户接口之间的连接遵守DVB项目办公室(欧洲广播联盟DVB项目办公室，瑞士日内瓦)发布的数字视频广播-公用接口方针中定义的标准应用程序接口协议。根据这些方针，模块上运行的应用程序可以使用主机提供的服务。这些服务划分到资源中，而资源将可用的功能封装成多个容易管理的部分。相对于高层功能，这些资源被定义为简单，低层的功能。当应用程序能决定交互作用的内容但是向主机放弃交互作用的方法时，使用高层功能。相反地，低层使用人机接口(MMI)，其中主机不涉及应用程序显示的人类工程学，例如●颜色深度●用于图像的内存数量●绘制速度●支持的可同时进行的MMI对话数量●用于在应用程序之间移动的接口的人类工程学相反地，在步骤250中，如果选择专用的条件访问应用程序接口协议来连接到特定的用户接口上，那么在查询中定义数据对象，在相应的条件访问模块和主机之间使用回答和通知对象来进行通信交换。根据专用的条件访问应用程序接口协议，由于对进行上述传输的条件访问模块的完全特性的直接访问，可以完全控制应用程序显示的人类工程学。
图4A示出了专用条件访问应用程序接口的使用。规定特定用户接口(140)必须与插入的DVB条件访问模块相匹配。为达到这个目的，确认过程允许进行这个检查。
插入的DVB-CAM包含一个破密器，一个控制通信交换的微处理器(124)和一个条件访问软件(122)。这个条件访问软件允许与数字视频广播-公用接口之间的通信。
如果STU不理解专用的条件访问应用程序接口协议，那么如图4B所示，它使用标准应用程序接口协议与高或低层次的人机接口(MMI)。
图4B代表了当机顶盒与DVB-CAM不匹配的情况。这种情况下，将使用标准的应用程序接口协议。因此，这个标准应用程序接口协议允许与普通用户接口之间的通信。
应该注意，在与主机相连的是多个条件访问模块的情况下也可以采用本例。在步骤(240)中所知的条件访问模块参数可以被选用在步骤(250)中用于进行通信交换。
还应该注意的是，虽然前面所有的描述都是参照数字视频广播-公用接口标准进行的，本发明还可应用于国家可更新安全标准(NationalRenewable Security Standard，NRSS)环境。
权利要求
1.一种方法，它通过允许对至少一个条件访问模块直接访问，使所述至少一个条件访问模块(120)与通信系统上多媒体设备的用户接口之间可以进行通信，所述通信系统使用一个标准应用程序接口协议和一个专用应用程序接口协议；所述方法的特征在于，其中包括如下步骤-从所述条件访问模块发送第一个信息(PCM_identifier)到所述包含有预定参数的用户接口(步骤230)，这里所述参数是专为所述专用应用程序接口协议而定的；-检查所述用户接口是否与所述参数匹配(步骤240)；-响应从所述用户接口到所述条件访问模块的第二个信息(PCM_identification answer)(步骤250、260)，所述第二个信息包含有条件访问模块与用户接口参数的匹配结果；-响应所述第二个信息，选择所述专用协议(步骤250)或所述标准协议(步骤260)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一个信息(PCM_identification)为进行所述条件访问模块与所述用户接口之间通信交换而定义预定的格式。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述第一个信息(PCM_identification)至少包含条件访问模块标识、生产商名字或条件访问程序的版本。
4.如以上任一权利要求中所述的方法，其特征在于，在传送所述第一个信息之前，所述方法进一步包含以下步骤-判断所述条件访问模块是否包含专用应用程序接口协议(210)；-判断所述多媒体设备是否具有使用所述专用应用程序接口协议的特定用户接口(220)；
5.如以上任一权利要求中所述的方法，其特征在于，在专用协议选择情况下，所述用户接口和所述条件访问模块之间的通信交换使用预先定义的数据格式，而不考虑其内容。
6.如权利要求5中所述的方法，其特征在于，为查询信息，或在双向方式下回答，或向所述条件访问模块或用户接口通知信息，应由所述条件访问模块或所述用户接口使用预先定义的数据格式。
7.一种装置，用于允许至少一个条件访问模块(CAM，120)与通信系统中的多媒体设备的用户接口之间进行通信，这通过允许对所述至少一个条件访问模块进行直接访问实现，所述通信系统使用一个标准应用程序接口协议和一个专用应用程序接口协议；所述装置的特征在于，其中包括-从所述条件访问模块发送第一个信息(PCM_identifier)到所述包含有预定参数的用户接口的装置，这里所述参数是专用于所述专用应用程序接口协议的；-检查所述用户接口是否与所述参数匹配的装置；-从所述用户接口到所述条件访问模块用第二个信息(PCM_identification answer)作出响应的装置，所述第二个信息包含有条件访问模块与用户接口参数的匹配结果；-根据所述第二个信息选择所述专用协议或标准协议的装置；
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一信息(PCA_identification)为所述条件访问模块和所述用户接口之间的通信定义了预定的格式。
9.如权利要求7或8中任意一项所述装置，其特征在于在选择专用协议的情况下，所述用户接口和所述条件访问模块之间的通信交换使用预定的数据格式，而不考虑其内容。
10.如权利要求8或9中任意一项所述装置，其特征在于所述多媒体设备是与显示设备相连接的机顶盒。
全文摘要
本发明用于数字视频广播－公用接口环境下，用来访问条件访问模块(CAM)。主机应用程序通过专用应用程序接口(API)来处理条件访问(CA)的对象。每一个条件访问模块可以有它自己的专用条件访问应用程序接口。这个新的方式与两种现有方式共存；低层次人机接口和高层次人机接口。本发明可以在条件访问模块提供为STU分配条件访问特征的方法和装置。另外，这个对条件访问模块的访问是直接的，不用对通信交换的内容做预先定义。
文档编号H04N5/00GK1239375SQ9910808
公开日1999年12月22日 申请日期1999年6月11日 优先权日1998年6月11日
发明者菲利普·勒泰利耶, 埃里克·迪尔, 斯特凡娜·莫尔塞 申请人:汤姆森多媒体公司