專利名稱：一種有線電視加解擾的方法
技術領域：
本發明涉及一種有線電視加解擾的方法，屬于有線電視信號的傳輸和接收技術領域。
近年來收費系統的研制已經成為有線電視業的一大熱點，市場上具體的解決方案大致有以下兩種1、可尋址分支分配系統該系統采用可尋址分支分配器對電視信號進行開、斷控制，如圖1所示。這種方案最大的優點在于對電視信號不作任何變換，沒有信號失真的問題，而且電路簡單、成本低廉，適合于小規模的有線電視臺。這類系統主要由收費控制中心和可尋址分支分配器兩部分組成。收費控制中心主要完成對用戶信息和付費信息的輸入和管理，將這些信息經過加密處理后，形成尋址信息。尋址信息中包括密鑰、可尋址分支分配器地址碼和用戶狀態碼，其中狀態碼為有線電視信號的開關狀態信息。調制器將尋址信息調制到一定的頻率，由混合器添加到有線電視信號中，經有線電視網進入可尋址分支分配器。可尋址分支分配器對已調制的尋址信息進行處理，從而控制每個用戶端信號的開關。
這類系統最大的優點是成本低廉，只需在有線電視臺前端增加用戶管理系統，在用戶端增加尋址信號分配矩陣。由于這類系統只是在有線電視信號中增加用戶編碼，并不對有線電視信號進行處理，所以不會造成信號的失真。但是也因此使得這類系統在在安全性和可靠性方面存在很大的缺陷，由于對電視信號沒有任何加密措施，用戶可以繞過分支分配器直接獲取電視信號從而進行竊視，此外，為了降低每個用戶的平均成本，對原有并接模式網絡必須改造成集中分配式網絡，即需要將樹型結構的網絡改造為星型結構，這也是一項比較復雜的工作。由于有線電視收費系統最重要的性能指標就是要安全可靠，所以盡管這類系統成本很低，仍然很難進入實用，只能應用在小規模的有線電視臺。
2、單頻道視頻加解擾收費管理系統該系統采用單頻道加擾、單頻道解擾的方法，如圖2所示。其工作原理如下將前端需要加擾的電視信號源通過加擾器加擾后送入調制器，而不需要加擾的電視信號源直接送入調制器，調制器輸出的射頻信號經混合器混合后進入有線電視網。用戶端解擾器由高頻頭和解擾電路組成，高頻頭從有線電視信號中(射頻)解出用戶所想收看的頻道信號(視頻)，解擾電路判斷當前頻道是否加擾、是否有權解擾，從而有條件的加擾頻道解擾后送入電視機。
這種方式的優點是1.安全性好 2.可靈活的選擇那些頻道要加擾，那些頻道不加擾 3.適合開展一些增值項目如加密電視、圖文電視等。
缺點是1.解擾器價格偏高，約650元/戶，許多用戶無法承受或不愿意承受 2.系統必須在整個有線電視網中推行，投資較大，有線電視臺無法承受。
本發明的目的是提出一種有線電視加解擾的方法，使有線電視加解擾可靠有效、易于推廣，完成有線電視的條件接收，以利有線電視的收費管理。
本發明提出的有線電視加解擾的方法和裝置，包括以下步驟(1)視頻信號源產生視頻信號，將多路視頻信號的同步頭用時基校正的方法校正成同步并同相；(2)將同步并同相的多路視頻信號調制成與不同有線電視頻道相對應的射頻信號；(3)將多路不同頻道的射頻信號混頻成一路有線電視射頻信號；(4)將上述一路有線電視射頻信號分成兩路，把其中一路中的任一頻道的射頻信號解調成視頻信號，對此視頻信號進行行場分離，得到行場同步信號，將行同步信號進行延時和調整寬度，使之成為加擾控制信號，以此信號控制其中另一路有線電視射頻信號的衰減，使這一路有線電視射頻信號的圖像信號無衰減通過，而同步頭信號卻被較大衰減，從而實現有線電視的加擾；同時將行同步信號進行延時和調整寬度，并加入解擾信息，使之成為解擾控制信號，將該信號調制成特定頻道的射頻信號，把它與經過衰減的有線電視射頻信號混合成一路加擾的有線電視射頻信號；(5)加擾的有線電視射頻信號通過有線電視網后，進入解擾，其過程是將加擾的有線電視射頻信號分成兩路，將其中一路中的上述特定頻道的射頻信號解調成視頻信號，即解擾控制信號，該信號中帶的數據信號表明當前的授權信息，當此信息表明有權解擾，則將解擾控制信號中的數據位屏蔽掉成為正確的解擾控制信號，以此信號控制其中另一路加擾的有線電視射頻信號的衰減，使這一路有線電視射頻信號的圖像信號被較大衰減，而同步頭信號卻無衰減通過，與加擾相反，從而實現有線電視的解擾即恢復。
本發明方法的優點是1、解擾可靠，未經解擾時，無法得到可視圖像2、安裝簡單，完全不需改變原有設施，僅將時基矯正器、加擾器、解擾器簡單串入原有設施即可。
3、用戶使用方便，一經授權，無需特殊操作即可完全解擾4、實用中發現，因最易引起信號交調的同步頭因同步對齊，而使得可能的交擾落入圖像逆程，進一步的改善了原有圖像質量。
5、安全性好，首先，解擾信息經過加密處理，既使某些用戶能分離出解擾信息也無濟于事；其次，工作密鑰由安全性較高的IC卡傳送，這樣大大提高了非法接收者破壞系統的難度。
6、性價比高，易于被用戶接受。本系統采用模擬加解擾技術，在設計過程中，盡可能的采用通用元件，大大降低了解擾器成本。
7、體積小。只有普通VCD機四分之一大小。
圖1和圖2是已有技術原理框圖。
圖3是本發明有線電視加解擾方法的流程圖。
圖4是電視機正確恢復圖象需要的行同步頭。
圖5是對電視圖象加擾后的行同步頭。
圖6是加擾流程圖。
圖7是衰減過程中的行同步頭變化示意圖，其中(a)為衰減前的同步頭，(b)為加擾控制信號，(c)為衰減后的同步頭。
圖8是解擾流程圖。
圖9是恢復過程中的行同步頭變化示意圖，其中(a)為恢復前的同步頭，(b)為解擾控制信號，(c)為恢復后的同步頭。
下面結合附圖詳細介紹本發明的原理。
本發明采用同步頭抑制的加擾方式。由電視機原理知，電視機正確恢復圖像需要行、場同步，如圖4所示；如果把行同步頭抑制掉，如圖5所示，電視機就無法獲得同步信號，圖像將出現嚴重扭曲以致無法被收看。
本發明方法中的加擾流程如圖3所示。多路電視視頻信號經過時基校正器同步后，這些信號的行場同步頭被校正的同步并同相，即所有信號的行場同步頭都在同一位置，被校正多路信號送入調制器調制、混合器混合成一路有線電視信號；加擾器由PC機進行初始化，獲得當前時間、加擾方式以及其他加解擾必要的參數；經初始化的加擾器一方面將有線電視信號加擾，即在射頻上將所有的電視信號的同步頭抑制成圖五形狀，另一方面產生一路解擾控制信號，該信號專門占用一個電視頻道，與被加擾的射頻信號混合后送入有線電視網。
加擾器即可放在有線電視臺前端(即實現整個有線電視網的加擾)，也可放在有線電視網的某個小區的前端(即實現小區的加擾)。
其中的解擾采用IC卡授權解擾方式，沒有解擾器或者有解擾器而未被授權的用戶只能看到加擾后無可視效果的雜亂圖象。只有按規定交費的用戶，獲得授權IC卡，才能對其解擾器授權，從而對加擾信號進行解擾，即在射頻上將如圖5所示的被抑制的同步頭信號，恢復成如圖4所示的正常的同步頭信號，才能看到清晰的圖象。
本方法在技術上的特點之一是在于加擾之前，先行將各頻道信號同步，即把各路信號的行場同步同相，其次是加解擾處理均在射頻段上同時對全頻道進行。這種技術上的提高，卻造成了加擾設備的簡化和功能的加強，甚至用戶端成本的降低和性能的可靠。而且，因為是直接對射頻信號處理，不似其它諸多方案那種對信號反復地調制解調，免卻了對信號的損傷。同時，實驗中發現，由于最易引起信號交調的同步頭因同步對齊，而使得可能的交擾落入圖像逆程，進一步的改善了圖像傳輸質量。
而在運用和推廣的靈活性上，本系統更是有其獨到之處。其它諸多加解擾方案，因其加擾方式或是造價所限，加擾器必須置于前端，換言之，要么不加擾，要么就對整個有線網加擾，加擾方式亦必須全網一致，缺乏應有的靈活性。而本發明的方法是在前端僅完成對信號的行場同步，加擾器則置于各干線上。就是說，可以分區加擾，分區大小不限，可為全網，可為幾戶。各分區是否加擾、如何方式加擾，獨立決定，互補影響，非常靈活。
本發明方法的詳細工作過程介紹如下加擾部分由一級管理PC機和加擾器組成。
一級管理PC機該PC機可通過串口設置加擾器當前時間、加擾方式，修改其它加解擾必要的參數，確保系統以最佳狀態工作；使用者還可通過它改變加擾方式使非法收視者無所適從，提高安全性。
加擾器支持PAL視頻標準，將經過時基校正器校正的有線電視信號加擾，并產生一路解擾控制信號。
加擾的工作原理如圖6所示，經時基校正的有線電視信號分成兩路，一路信號送入衰減，衰減后成為被加擾的有線電視信號，一路送入解調，在單片機的控制下解出一路視頻信號送加擾控制，并將視頻信號分離出行場復合信號并以此為基準生成兩路信號，一路為加擾控制信號送入衰減，控制衰減導通和衰減，一路為解擾控制信號直接送入調制。加擾方式由單片機控制，單片機的工作方式由一級管理PC機通過串口設置。解擾控制信號由調制器調制成75dbuv的射頻信號，經濾波、放大，再與被加擾的有線電視信號混合后送出。
解擾的作用是進行有條件接收，實現收費管理。它從有線電視信號中分離出經過加密處理的解擾控制信號，并在儲存于IC卡中的工作密鑰和有效授權信息的作用下解出正確解擾信號。在正確解擾信號的作用下，解擾器同時對所有的加擾頻道進行解擾。
解擾的過程如圖8所示，加擾后的射頻信號分成兩路，一路經解調解出解擾控制信號，該信號經解擾控制整形后送給單片機，單片機解讀解擾信息，并在儲存于IC卡中的工作密鑰和有效授權信息的作用下解出正確解擾信號，解擾控制信號處理模塊即在該信號的作用下控制恢復電路工作。
本發明的技術特點在于當諸多信號源被調制發送之前，先經由時基矯正器將所有信號的行場同步頭調整到同步狀態。
(1)它使得其后的加擾變得簡單可靠，僅經過一個增益鍵控電路便可對所有的頻道信號加擾，不象其它加擾方法尚需對各頻道分別進行射頻段甚至變頻到中頻或視頻段再處理。
(2)它亦使得在用戶端的解擾變得簡單可靠價廉，從而大大降低了系統推廣使用的成本，用戶端的使用的穩定可靠是當前電視信號加擾的技術癥結所在。
(3)它使得加擾收費的推廣工作具有至關重要的靈活性，可以分時分區先對個別地段推廣，不象其它方式，動輒全網推行，資金多，風險大。
本系統同樣適用于MMDS系統的收費管理。
權利要求
1.一種有線電視加解擾的方法和裝置，其特征在于該方法包括以下步驟(1)視頻信號源產生視頻信號，將多路視頻信號的同步頭用時基校正的方法校正成同步并同相；(2)將同步并同相的多路視頻信號調制成與不同有線電視頻道相對應的射頻信號；(3)將多路不同頻道的射頻信號混頻成一路有線電視射頻信號；(4)將上述一路有線電視射頻信號分成兩路，把其中一路中的任一頻道的射頻信號解調成視頻信號，對此視頻信號進行行場分離，得到行場同步信號，將行同步信號進行延時和調整寬度，使之成為加擾控制信號，以此信號控制其中另一路有線電視射頻信號的衰減，使這一路有線電視射頻信號的圖像信號無衰減通過，而同步頭信號卻被較大衰減，從而實現有線電視的加擾；同時將行同步信號進行延時和調整寬度，并加入解擾信息，使之成為解擾控制信號，將該信號調制成特定頻道的射頻信號，把它與經過衰減的有線電視射頻信號混合成一路加擾的有線電視射頻信號；(5)加擾的有線電視射頻信號通過有線電視網后，進入解擾，其過程是將加擾的有線電視射頻信號分成兩路，將其中一路中的上述特定頻道的射頻信號解調成視頻信號，即解擾控制信號，該信號中帶的數據信號表明當前的授權信息，當此信息表明有權解擾，則將解擾控制信號中的數據位屏蔽掉成為正確的解擾控制信號，以此信號控制其中另一路加擾的有線電視射頻信號的衰減，使這一路有線電視射頻信號的圖像信號被較大衰減，而同步頭信號卻無衰減通過，與加擾相反，從而實現有線電視的解擾即恢復。
全文摘要
本發明涉及一種有線電視加解擾的方法,首先將多路視頻信號的同步頭用時基校正的方法校正成同步并同相,然后同時對各頻道信號進行同步頭壓縮加擾,而在用戶端則通過解擾,同時對各頻道信號進行同步頭恢復,實現有線電視的收費管理。本方法可以分區加擾,分區大小不限,各分區是否加擾、如何方式加擾獨立決定,互補影響,非常靈活。
文檔編號H04N21/418GK1275031SQ0010949
公開日2000年11月29日 申請日期2000年7月7日 優先權日2000年7月7日
發明者戴瓊海, 戚武, 程鐵, 薛春浩 申請人:北京清大厚德科技有限公司