(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
元データパケットを与えられて、この元データパケット中の部分である所定位置のビット列を用いて、スクランブルキーを生成するキー生成手段と、
前記生成したスクランブルキーを用いて前記元データパケットをスクランブルするスクランブル手段と、
前記スクランブルされたデータパケットを放送する放送手段と、
前記放送されたデータパケットを受信する受信手段と、
前記受信されたデータパケット中の前記所定位置に対応する位置のビット列を用いて前記スクランブルキーを再生するキー再生手段と、
前記再生されたスクランブルキーを用いて前記受信されたデータパケットをデスクランブルすることにより、前記元データパケットを再生するデスクランブル手段とを備え、
前記スクランブル手段が、前記元データパケットの内の、前記所定位置のビット列以外の部分のみを、前記スクランブルキーを用いてスクランブルし、
前記デスクランブル手段が、前記受信されたデータパケットの内の、前記対応する位置のビット列以外の部分のみを、前記スクランブルキーを用いてデスクランブルする
ことを特徴とする放送データのスクランブル及びデスクランブル方式。
【請求項２】
前記スクランブル手段が、前記元データパケット中の前記所定位置のビット列を別の方法でスクランブルし、
前記キー再生手段が、前記受信されたデータパケット中の前記対応する位置のビット列を前記別の方法に対応した方法でデスクランブルすることにより、前記元データパケット中の前記所定位置のビット列を再生し、そして、この再生されたビット列を用いて前記スクランブルキーを再生し、
前記デスクランブル手段が、前記再生されたスクランブルキーを用いて、前記受信されたデータの内の前記対応する位置のビット列以外の部分をデスクランブルすることを特徴とする請求項１記載の放送データのスクランブル及びデスクランブル方式。
【請求項３】
前記スクランブル手段が、前記元データパケットを前記スクランブルキーを用いてスクランブルした後、このスクランブルされたデータパケット中の前記所定位置とは異なる位置のビット列を用いて、前記所定位置のビット列をスクランブルし、
前記キー再生手段が、前記受信されたデータパケット中の前記異なる位置に対応する位置のビット列を用いて、前記受信されたデータパケット中の前記所定位置に対応する位置のビット列をデスクランブルすることにより、前記元データパケット中の前記所定位置のビット列を再生し、そして、この再生されたビット列を用いて前記スクランブルキーを再生し、
前記デスクランブル手段が、前記再生されたスクランブルキーを用いて、前記受信されたデータの内の前記所定位置に対応するビット列以外の部分をデスクランブルすることを特徴とする請求項１記載の放送データのスクランブル及びデスクランブル方式。
【請求項４】
元データパケット中の部分である所定位置のビット列に基づいて生成されたスクランブルキーを用いて、前記元データパケットの内の前記所定位置のビット列以外の部分のみをスクランブルした上で放送する放送局、と組合せて用いられる受信機において、
放送されたデータパケットを受信する手段と、
受信されたデータパケット中の前記所定位置に対応する位置のビット列を用いて、前記スクランブルキーを再生するキー再生手段と、
前記再生されたスクランブルキーを用いて前記受信データパケットの内の前記対応する位置のビット列以外の部分のみをデスクランブルすることにより、前記元データパケットを再生するデスクランブル手段とを備えたことを特徴とする放送データの受信機。
【請求項５】
前記元データパケット中の前記所定位置のビット列を別の方法でスクランブルする機能を更に有した前記放送局、と組合せて用いられる受信機であって、
前記キー再生手段が、前記受信されたデータパケット中の前記対応する位置のビット列を前記別の方法に対応した方法でデスクランブルすることにより、前記元データパケット中の前記所定位置のビット列を再生し、そして、この再生されたビット列を用いて前記スクランブルキーを再生し、
前記デスクランブル手段が、前記再生されたスクランブルキーを用いて、前記受信されたデータの内の前記対応する位置のビット列以外の部分をデスクランブルすることを特徴とする請求項４記載の放送データの受信機。
【請求項６】
前記元データパケットを前記スクランブルキーを用いてスクランブルした後、このスクランブルされたデータパケット中の前記所定位置とは異なる位置のビット列を用いて、前記所定位置のビット列をスクランブルする機能を有した前記放送局、と組合せて用いられる受信機であって、
前記キー再生手段が、前記受信されたデータパケット中の前記異なる位置に対応する位置のビット列を用いて、前記受信されたデータパケット中の前記所定位置に対応する位置のビット列をデスクランブルすることにより、前記元データパケット中の前記所定位置のビット列を再生し、そして、この再生されたビット列を用いて前記スクランブルキーを再生し、
前記デスクランブル手段が、前記再生されたスクランブルキーを用いて、前記受信されたデータの内の前記所定位置に対応する位置のビット列以外の部分をデスクランブルすることを特徴とする請求項４記載の放送データの受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送データのスクランブル及びデスクランブルの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＭ多重放送等を利用して音声データと並行して文字や画像のデータを放送する方式が知られている。この方式を活用することにより、例えば、通常のＦＭラジオ放送において音声情報と文字や画像の道路交通情報とを多重化して放送し、走行中の車両にてこの道路交通情報を受信しディスプレイ画面に再生するといった新規な放送サービスが実現できる。
【０００３】
ところで、こうした放送サービスを商業ベースで行う場合、データをスクランブルして放送することにより、デスクランブル装置を購入した顧客だけにデータを供給するようにしたい場合がある。
【０００４】
このように放送データをスクランブルし且つデスクランブルするためには、放送局と顧客の双方が共通のスクランブルキーを用いる必要がある。また、顧客以外の者が放送を簡単に受信できないようにするためには、スクランブルキーは頻繁に変更される必要がある。
【０００５】
これを実現するための１つの方法は、放送局からスクランブルしたデータと共にスクランブルキーの識別情報も一緒に放送し、顧客側では受信した識別情報から同一のスクランブルキーを再生して受信データをデスクランブルするという方法である。この方法によれば、スクランブルキーを頻繁に変更することが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法はスクランブルキー識別情報を頻繁に放送する必要があるため、その用途に貴重なデータパケットが消費されてしまうという問題がある。
【０００７】
例えば道路交通情報の場合、時々刻々と変化している情報をリアルタイムに顧客に提供する必要がある。そのため、短時間の周期で最新の道路交通情報を全て送信しなければならない。そこで、道路交通情報に割当てる単位時間当たりのデータパケット数は十分多いことが要求される。しかし、ＦＭ多重放送等において文字や画像の放送に割当てることのできる単位時間当たりのパケット数は、上記要求を余裕をもって満たし得るほどには多くはない。よって、この貴重なデータパケットがスクランブルキー識別情報によって消費されてしまうと、その消費がたとえ一部のパケットであっても、リアルタイムの交通情報の提供が難しくなる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、頻繁に変更されるスクランブルキーを用いてデータをスクランブルして放送し、受信側でこれをデスクランブルする放送形態において、放送すべき正味のデータ以外に特別なスクランブルキー情報を放送しなくても、受信側では正しくスクランブルキーを認識してデスクランブルを行えるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、放送局側は、放送したい元データパケット中から、所定位置のビット列を抽出し、このビット列を用いてスクランブルキーを生成し、そして、このスクランブルキーを用いて元データパケットをスクランブルして放送する。つまり、本来スクランブルキーとは関係のないデータのみからなる元データパケットの中で、その一部分をスクランブルキー識別情報としても利用するわけである。そのため、放送すべきデータとは別に特別のスクランブルキー識別情報を放送する必要がない。しかも、放送すべきデータ内容は時々刻々と変化するのが通常であるから、その変化に伴いスクランブルキーも自動的に変更されることになる。
【００１０】
受信側では、このスクランブルされたデータパケットを受信し、その中から上記所定位置に対応する位置のビット列を抽出し、このビット列を用いて同じスクランブルキーを再生し、そして、このスクランブルキーを用いて受信データパケットをデスクランブルする。
【００１１】
スクランブルキー識別情報として利用されるビット列は、元データパケット中から任意の方法で選ぶことができる。いずれにしても、放送局側で決めたビット列の位置が受信側で認識できるように取り決めておけばよい。
【００１２】
バリエーションを例示すれば次の通りである。
【００１３】
(1)  常にパケットの一定位置（例えば、先頭又は先頭に近い位置）から選んでもよいし、パケット番号等に応じて頻繁に位置を変更してもよい。
【００１４】
(2)  パケット内で連続配列された幾つかのビットを選んでもよいし、離散的に配置された幾つかのビットを選んでもよい。
【００１５】
(3)  元データパケット中のビット列の位置が、放送時には別の位置へと配置換えされてもよい。
【００１６】
(4)  あるパケットから選んだビット列を、別のパケット（例えば、後続のパケット）に対するスクランブルのキー識別情報として用いてもよい。
【００１７】
(5)  あるパケットから選んだビット列を、複数のパケットに対する共通のスクランブルキー識別情報として用いてもよい。
【００１８】
(6)  複数のパケットからそれぞれ選んだビットの集合を、１つのパケット（例えば、その複数パケットの最後のパケット、又は更にその後のパケット）に対するスクランブルキー識別情報として用いてもよい。
【００１９】
(7)  予め定めた固定値のビット列と、パケット中から選んだビット列とを状況に応じて選択的に又は組合せて用いてもよい。
【００２０】
スクランブルキー識別情報として利用されたビット列は、スクランブルされない元の値のままで放送されてもよいし、或は、別の方法によってスクランブルされてから放送されてもよい。スクランブルする場合、その方法は受信側でデスクランブル可能な方法でなければならない。例えば、一つの好適な実施形態では、元データパケットのスクランブルされた部分の中の特定のビット列を用いて上記スクランブルキー識別情報をスクランブルするという方法を採用する。
【００２１】
上記特定のビット列を選ぶ方法にもスクランブルキー識別情報の場合と同様の数々のバリエーションが有り得る。更に、次の様なバリエーションも有り得る。
【００２２】
(1)  特定のビット列の各ビットの位置は、固定であっても、スクランブルキー識別情報の各ビットの位置に応じて変更してもよい。
【００２３】
(2)  特定のビット列は、パケット内の複数位置から選ばれたビットの集まりでもよいし、一つの位置から選ばれたビットを繰り返し複製して並べたビット列でもよい。
【００２４】
(3)  特定のビット列は、パケット中から選ばれてもよいし、予め定めた固定値であってもよい。
【００２５】
尚、以上のバリエーションの全てが本発明の要旨の範囲に含まれることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本発明の一実施形態において扱われる１単位のデータグループ２は、開始符号４、データヘッダ６、実データ８、及び終了符号１０から構成される。このデータグループ２には、スクランブルキーに関する情報は元来含まれていない。
【００２７】
ここで、開始符号４及び終了符号１０は、文字どおり、データグループ２の開始と終了を宣言するものである。データヘッダ６は、実データ８の長さ（バイト数）を示すものである。実データ８は、放送したい正味の情報を表したもので、例えば、それは道路交通情報を表現した文字や画像のデータの集合である。
【００２８】
このデータグループ２は、複数個のパケットに分割されて放送される。即ち、図２に示すように、データグループ２はまず、各々一定長（例えば、１８バイト）の複数個のデータブロック１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、…に分割された上で、後述するスクランブラに入力される。その後、スクランブルされた各データブロック１４に対し一定長（例えば４バイト）のプリフィックス１６が付加されて、各データパケットが構成される。ここで、プリフィックス１６には、データブロックの識別、データグループ番号、パケット番号などが入っている。こうして構成された複数個のデータパケットは、順番に放送チャネルを通じて放送される。
【００２９】
データブロック１４をスクランブルするためのスクランブラは、図３に示すように、キー番号読取部２０、マスターキー読出し部２２、スクランブル符号発生部２４、及び排他的論理和部２６とを備える。このスクランブラの動作の流れは図５に示されている。
【００３０】
キー番号読取部２０は、入力されたデータブロック１４の中から、図４に示すように、予め定めた位置ｉ〔番目〕にあるビットｂｉだけを選択的に読み取る（図５ステップＳ２）。ここで、位置ｉとして複数の値が予め定めれられている。よって、データブロック１４中から複数個のビット（つまりビット列）が読み取られることになる。
【００３１】
マスターキー読出し部２２は、キー番号読取部２０によって読み取られたビット列をマスターキー番号として入力する。このマスターキー読出し部２２は、マスターキー番号によって識別される多数のスクランブルマスターキー（予め用意された一種の乱数）を記憶したＲＯＭ（図示ぜず）を有しており、入力したマスターキー番号に対応したスクランブルマスターキーをそのＲＯＭから呼出す（図５ステップＳ３）。
【００３２】
スクランブル符号発生部２４は、呼び出されたスクランブルマスターキーを初期値又は修整値として用いて、所定のアルゴリズムにより乱数列を発生させる（図５ステップＳ４）。尚、スクランブルマスターキーや乱数発生アルゴリズムの具体例については、公知の任意のものを採用することができ、当業者は既にそれを理解しているから、その説明はここでは省略する。
【００３３】
排他的論理和部２６は、スクランブル符号発生部２４が作成した乱数列と入力されたデータブロック１４とを排他的論理和することにより、データブロック１４をスクランブルする（図５ステップＳ５）。
【００３４】
尚、このとき、データブロック１４中のマスターキー番号として使用されたビット列だけはスクランブルされない。これは、例えば、乱数列内の上記ビット列と排他的論理和される部分が、上記ビット列同士の排他的論理和になっている、又は、排他的論理和部２６がキー番号読取部２０からの制御信号で上記ビット列に対してはスルーに通過させるように働く、ように構成することによって実現される。
【００３５】
こうしてスクランブルされたデータブロック１４は、既に説明したように、プリフィックス１６を付加されてから放送される。
【００３６】
この放送の受信機は、放送されたデータパケットを受信すると、まずこの受信パケットをデータブロック１４とプリフィックス１６とに分離し、そして、データブロック１４をデスクランブラに入力する。デスクランブラの構成は図３に示したスクランブラの構成と同じである。ＲＯＭ内のスクランブルマスターキーや乱数発生アルゴリズムも同じである。このデスクランブラの動作の流れは図６に示されている。
【００３７】
まず、キー番号読取部２０が、受信データブロックの中から図４に示すように所定位置ｉのビットｂｉを読取る。既に述べたように、所定の複数位置のビット（ビット列）がマスターキー番号として読取られる（図６、ステップＳ１２）。このビット列はスクランブルされていないから、スクランブラが用いたものと同じマスターキー番号が再生されたことになる。
【００３８】
次に、マスターキー読出し部２２がマスターキー番号に対応するスクランブルマスターキーをＲＯＭから呼出し（図６ステップＳ１３）、スクランブル符号発生部２４がそのマスターキーを用いて乱数列を発生させる（図６ステップＳ１４）。こうして、スクランブラが用いたと同じ乱数列が再生される。
【００３９】
最後に、排他的論理和部２６が、乱数列と受信データブロックとを排他的論理和して、受信データブロックをデスクランブルする（図６ステップＳ１５）。
【００４０】
尚、このとき、受信データブロック中のマスターキー番号として用いられたビット列はデスクランブルされない。
【００４１】
この実施形態では、スクランブルされて放送されたデータグループは、実質的に、図７に符号３０で示すような構成をもつことになる。このデータグループ３０の長さは、図１に示した元のデータグループ２のそれと同じであることが明らかであるから、元のデータグループ２をそのまま放送するのと同じ数の最小のパケット数で放送できる。これに対し、図７に符号４０で示したデータグループは、本発明を適用せずに、元のデータとは別のマスターキー番号５０を付加したものであるが、このマスターキー番号５０の分だけデータ長が長くなってしまい、余計にパケットを消費することになる。
【００４２】
図８は、上記スクランブラ及びデスクランブラの構成を少し複雑化したものを示す。即ち、キー番号に基づいてＲＯＭから呼出したスクランブルマスターキーに対し、更に別のＲＯＭ領域５２から所定の乱数を読み出して合成部５４にて合成する。そして、この合成結果の数値を初期値又は修整値として用いて、スクランブル符号発生部２４がスクランブル符号としての乱数列を生成する。
【００４３】
この図８の構成は、スクランブル及びデスクランブルのアルゴリズムを多少複雑化したものの一例であるが、これ以外にも種々の複雑化や変形のバリエーションが可能である。
【００４４】
図９及び図１１は、本発明の第２の実施形態におけるスクランブラ及びデスクランブラの構成を示す。この実施形態は、データブロック中のマスターキー番号として用いられるビット列を、別の方法でスクランブルして放送するようにしたものである。
【００４５】
スクランブラは、図９に示すように、図３に示した構成に加え、補助番号読取部６０と第２の排他的論理和部６２を有している。この追加の構成の機能は図１０に示されている。
【００４６】
即ち、補助番号読取部６０は、第１の排他的論理和部２６から出力されたスクランブルされたデータブロック中から、所定位置ｎ〔番目〕（ｎ≠ｉ）のビットｂｎを読取る。このとき、マスターキー番号の読取の場合と同様に、複数の位置からビットｂｎが読み取られて、補助番号としてのビット列を構成する。
【００４７】
第２の排他的論理和部６２は、補助番号読取部６０からの補助番号と、キー番号読取部２０からのマスターキー番号とを排他的論理和することにより、マスターキー番号をスクランブルする。このスクランブルされたマスターキー番号は、第１の排他的論理和部２６から出力されたデータブロックのマスターキー番号の位置に入れ込まれて、最終的な出力データブロックを形成する。
【００４８】
こうして、全てのビットがスクランブルされたデータブロックが出力される。
【００４９】
図１１に示したデスクランブラも、図３の構成に加えて、補助番号読取部６４と第２の排他的論理和部６６を有している。補助番号読取部６６は、受信したデータブロック中の所定位置ｎ〔番目〕（ｎ≠ｉ）から、スクランブラが用いたと同じ補助番号を読取る。
【００５０】
第２の排他的論理和部６６は、この補助番号と、キー番号読取部２０からのスクランブルされたマスターキー番号とを排他的論理和することにより、スクランブラが用いたと同じ元のマスターキー番号を再生する。この元のマスターキー番号は、マスターキー読出し部２２に与えられると共に、第１の排他的論理和部２６からの出力データブロックにも入れ込まれる。こうして、元のデータブロックが完全に再生される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態で扱われる元のデータグループを示すデータフォーマット図。
【図２】  同実施形態でデータグループがデータパケットに分割される様子を示すデータフォーマット図。
【図３】  同実施形態のスクランブラ及びデスクランブラの構成を示すブロック図。
【図４】  データブロックからキー番号を読取る様子を示す説明図。
【図５】  同実施形態のスクランブラの動作を示すフローチャート。
【図６】  同実施形態のデスクランブラの動作を示すフローチャート。
【図７】  同実施形態の効果を示す説明図。
【図８】  同実施形態をスクランブラ及びデスクランブラを少し複雑化した場合の構成を示すブロック図。
【図９】  本発明の第２の実施形態におけるスクランブラの構成を示すブロック図。
【図１０】  第２の実施形態のスクランブラの追加の構成の機能を示すブロック図。
【図１１】  第２の実施形態のデスクランブラの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１４  データブロック
２０  キー番号読取部
２２  マスターキー読出し部
２６  スクランブル符号発生部
２６  排他的論理和部
６０、６４  補助番号読取部
６２、６６  第２の排他的論理和部
【図１】
0003751055.tif 000002
【図２】
0003751055.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003751055.tif 000008
【図８】
0003751055.tif 000009
【図９】
0003751055.tif 000010
【図１０】
0003751055.tif 000011
【図１１】
0003751055.tif 000012