[发明专利]数字电视频道的调谐方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于数字电视接收的设备和方法，具体的，涉及可高速缓存或保存条件存取信息的设备和方法，以减少数字电视系统中的频道转换时间。

背景技术

本部分旨在向审阅人介绍与下述发明各方面相关的诸方面技术。讨论相关技术相信有助于向审阅人提供背景信息，便于审阅人更好地了解本发明的方方面面。因此，对这些陈述应就此发明而非将其作为已有技术的承认进行审阅。

当前，美国及海外的电视传输和接收系统正由模拟节目分发机制向数字节目分发机制转变。同以前的模拟节目相比，数字节目(音频和视频)不断提高的分辨率和综合质量，以及数字电视服务提供的附加节目和服务推动了消费者对数字电视服务的需求。

对于广播装置，数字电视提出的要求不同于以前的模拟电视。对访问安全性的需要是这些要求之一，即保证只有付费订购用户才允许访问其订购的节目，如付费频道，按次付费收看(PPV)节目、视频点播(VOD)节目、个人视频录制(PVR)功能、在线游戏、和/或互联网接入等。尽管访问安全性不是一个新问题，在以前的模拟广播系统中也已经实现，但数字节目分发提供了盗版和非法制作的新前沿，其对电视广播商和节目开发商的风险更高。

以前，视频和音频节目以模拟格式分发，例如使用模拟录像带和模拟有线电视分发，未授权的拷贝难以批量制作且其质量通常达不到标准。然而，使用当前的数字技术易于制作出高质量的拷贝，以至于盗版者和非法制作者开始与传播节目的授权经销商进行竞争。解决该问题的一个方法就是提高访问安全性。

数字加密是保证访问安全的一种普遍方式，特别适用于保护数字节目。数字节目在加密时经过加扰，只有那些拥有解密密钥的用户才能解扰和接收所述节目。例如，一种称为“数据加密标准”(DES)的常用加密方式可在节目经销商和有意接收节目的用户间交换“DES密钥”。采用特定的数学方法应用“DES密钥”对数字节目进行一次或多次加密或加扰，只有那些拥有“DES密钥”(且知道该数学方法)的用户才能对这些数字节目成功解密或解扰。

数学方法和“DES密钥”被专门设计，旨在加大那些未经节目经销商授权的人试图“猜出”或发现“DES密钥”的难度。例如，“DES密钥”可由以特定顺序排列的一串比特位(即“1”或“0”)组成，其中比特位串的长度可以是56或更多比特位。使用公/私密钥交换(如Diffie Hellman公共密钥交换)中的随机比特位可以计算出“DES密钥”的比特位串，而其它密钥则可通过安全散列算法(SHA)导出，和/或使用动态反馈安排加扰技术(DFAST)引擎产生一个未在经销商和订购用户间明确分享的56位DES密钥。此外，使用上述方法计算出的每个DES密钥其可用时间很短(如，2秒钟)，而后即被更换。这样，未经授权的用户就很难或不可能计算出多个DES密钥并且在合理的时间内对整个节目内容进行解扰。

数字电视经销商，包括通过陆地信号、电缆、卫星、互联网和数字用户线路(DSL)传输数字电视节目的经销商，使用“条件存取”这个名称描述他们实现安全访问，如使用DES数字加密。虽然“条件存取”的具体内容各经销商间有所不同，但却有一个共同目标，即防止未经授权就访问指定的节目内容。最近可通过随数字节目传送一些“条件存取”信息实现安全访问，例如，除音频和视频节目外也传送公-私密钥交换中的公共密钥信息。

除“条件存取”信息外，数字电视经销商也经常传送其它各种获取节目的必要信息或与节目相关的音频和视频数据补充信息。例如，使用与所选电视节目相关频带以内或以外(即，“带内”或“带外”(OOB))的频带传输节目映射表(PMT)、节目系统信息(PSI)、节目和数据包标识(PID)、电子节目指南(EPG)、紧急告警系统(EAS)、以及其它命令和条件存取信息等控制信息。其它信息为符合各种数字标准(如MPEG-2)的必要数据。这些补充信息向终端用户提供与将上映的节目相关的信息，“条件存取”节目信息，以及在接收和处理广播数字节目时接收设备所用的数据(如电视机显示的数据)。