专利名称：一种有线电视加解扰的方法
技术领域：
本发明涉及一种有线电视加解扰的方法，属于有线电视信号的传输和接收技术领域。
近年来收费系统的研制已经成为有线电视业的一大热点，市场上具体的解决方案大致有以下两种1、可寻址分支分配系统该系统采用可寻址分支分配器对电视信号进行开、断控制，如图1所示。这种方案最大的优点在于对电视信号不作任何变换，没有信号失真的问题，而且电路简单、成本低廉，适合于小规模的有线电视台。这类系统主要由收费控制中心和可寻址分支分配器两部分组成。收费控制中心主要完成对用户信息和付费信息的输入和管理，将这些信息经过加密处理后，形成寻址信息。寻址信息中包括密钥、可寻址分支分配器地址码和用户状态码，其中状态码为有线电视信号的开关状态信息。调制器将寻址信息调制到一定的频率，由混合器添加到有线电视信号中，经有线电视网进入可寻址分支分配器。可寻址分支分配器对已调制的寻址信息进行处理，从而控制每个用户端信号的开关。
这类系统最大的优点是成本低廉，只需在有线电视台前端增加用户管理系统，在用户端增加寻址信号分配矩阵。由于这类系统只是在有线电视信号中增加用户编码，并不对有线电视信号进行处理，所以不会造成信号的失真。但是也因此使得这类系统在在安全性和可靠性方面存在很大的缺陷，由于对电视信号没有任何加密措施，用户可以绕过分支分配器直接获取电视信号从而进行窃视，此外，为了降低每个用户的平均成本，对原有并接模式网络必须改造成集中分配式网络，即需要将树型结构的网络改造为星型结构，这也是一项比较复杂的工作。由于有线电视收费系统最重要的性能指标就是要安全可靠，所以尽管这类系统成本很低，仍然很难进入实用，只能应用在小规模的有线电视台。
2、单频道视频加解扰收费管理系统该系统采用单频道加扰、单频道解扰的方法，如图2所示。其工作原理如下将前端需要加扰的电视信号源通过加扰器加扰后送入调制器，而不需要加扰的电视信号源直接送入调制器，调制器输出的射频信号经混合器混合后进入有线电视网。用户端解扰器由高频头和解扰电路组成，高频头从有线电视信号中(射频)解出用户所想收看的频道信号(视频)，解扰电路判断当前频道是否加扰、是否有权解扰，从而有条件的加扰频道解扰后送入电视机。
这种方式的优点是1.安全性好 2.可灵活的选择那些频道要加扰，那些频道不加扰 3.适合开展一些增值项目如加密电视、图文电视等。
缺点是1.解扰器价格偏高，约650元/户，许多用户无法承受或不愿意承受 2.系统必须在整个有线电视网中推行，投资较大，有线电视台无法承受。
本发明的目的是提出一种有线电视加解扰的方法，使有线电视加解扰可靠有效、易于推广，完成有线电视的条件接收，以利有线电视的收费管理。
本发明提出的有线电视加解扰的方法和装置，包括以下步骤(1)视频信号源产生视频信号，将多路视频信号的同步头用时基校正的方法校正成同步并同相；(2)将同步并同相的多路视频信号调制成与不同有线电视频道相对应的射频信号；(3)将多路不同频道的射频信号混频成一路有线电视射频信号；(4)将上述一路有线电视射频信号分成两路，把其中一路中的任一频道的射频信号解调成视频信号，对此视频信号进行行场分离，得到行场同步信号，将行同步信号进行延时和调整宽度，使之成为加扰控制信号，以此信号控制其中另一路有线电视射频信号的衰减，使这一路有线电视射频信号的图像信号无衰减通过，而同步头信号却被较大衰减，从而实现有线电视的加扰；同时将行同步信号进行延时和调整宽度，并加入解扰信息，使之成为解扰控制信号，将该信号调制成特定频道的射频信号，把它与经过衰减的有线电视射频信号混合成一路加扰的有线电视射频信号；(5)加扰的有线电视射频信号通过有线电视网后，进入解扰，其过程是将加扰的有线电视射频信号分成两路，将其中一路中的上述特定频道的射频信号解调成视频信号，即解扰控制信号，该信号中带的数据信号表明当前的授权信息，当此信息表明有权解扰，则将解扰控制信号中的数据位屏蔽掉成为正确的解扰控制信号，以此信号控制其中另一路加扰的有线电视射频信号的衰减，使这一路有线电视射频信号的图像信号被较大衰减，而同步头信号却无衰减通过，与加扰相反，从而实现有线电视的解扰即恢复。
本发明方法的优点是1、解扰可靠，未经解扰时，无法得到可视图像2、安装简单，完全不需改变原有设施，仅将时基矫正器、加扰器、解扰器简单串入原有设施即可。
3、用户使用方便，一经授权，无需特殊操作即可完全解扰4、实用中发现，因最易引起信号交调的同步头因同步对齐，而使得可能的交扰落入图像逆程，进一步的改善了原有图像质量。
5、安全性好，首先，解扰信息经过加密处理，既使某些用户能分离出解扰信息也无济于事；其次，工作密钥由安全性较高的IC卡传送，这样大大提高了非法接收者破坏系统的难度。
6、性价比高，易于被用户接受。本系统采用模拟加解扰技术，在设计过程中，尽可能的采用通用元件，大大降低了解扰器成本。
7、体积小。只有普通VCD机四分之一大小。
图1和图2是已有技术原理框图。
图3是本发明有线电视加解扰方法的流程图。
图4是电视机正确恢复图象需要的行同步头。
图5是对电视图象加扰后的行同步头。
图6是加扰流程图。
图7是衰减过程中的行同步头变化示意图，其中(a)为衰减前的同步头，(b)为加扰控制信号，(c)为衰减后的同步头。
图8是解扰流程图。
图9是恢复过程中的行同步头变化示意图，其中(a)为恢复前的同步头，(b)为解扰控制信号，(c)为恢复后的同步头。
下面结合附图详细介绍本发明的原理。
本发明采用同步头抑制的加扰方式。由电视机原理知，电视机正确恢复图像需要行、场同步，如图4所示；如果把行同步头抑制掉，如图5所示，电视机就无法获得同步信号，图像将出现严重扭曲以致无法被收看。
本发明方法中的加扰流程如图3所示。多路电视视频信号经过时基校正器同步后，这些信号的行场同步头被校正的同步并同相，即所有信号的行场同步头都在同一位置，被校正多路信号送入调制器调制、混合器混合成一路有线电视信号；加扰器由PC机进行初始化，获得当前时间、加扰方式以及其他加解扰必要的参数；经初始化的加扰器一方面将有线电视信号加扰，即在射频上将所有的电视信号的同步头抑制成图五形状，另一方面产生一路解扰控制信号，该信号专门占用一个电视频道，与被加扰的射频信号混合后送入有线电视网。
加扰器即可放在有线电视台前端(即实现整个有线电视网的加扰)，也可放在有线电视网的某个小区的前端(即实现小区的加扰)。
其中的解扰采用IC卡授权解扰方式，没有解扰器或者有解扰器而未被授权的用户只能看到加扰后无可视效果的杂乱图象。只有按规定交费的用户，获得授权IC卡，才能对其解扰器授权，从而对加扰信号进行解扰，即在射频上将如图5所示的被抑制的同步头信号，恢复成如图4所示的正常的同步头信号，才能看到清晰的图象。
本方法在技术上的特点之一是在于加扰之前，先行将各频道信号同步，即把各路信号的行场同步同相，其次是加解扰处理均在射频段上同时对全频道进行。这种技术上的提高，却造成了加扰设备的简化和功能的加强，甚至用户端成本的降低和性能的可靠。而且，因为是直接对射频信号处理，不似其它诸多方案那种对信号反复地调制解调，免却了对信号的损伤。同时，实验中发现，由于最易引起信号交调的同步头因同步对齐，而使得可能的交扰落入图像逆程，进一步的改善了图像传输质量。
而在运用和推广的灵活性上，本系统更是有其独到之处。其它诸多加解扰方案，因其加扰方式或是造价所限，加扰器必须置于前端，换言之，要么不加扰，要么就对整个有线网加扰，加扰方式亦必须全网一致，缺乏应有的灵活性。而本发明的方法是在前端仅完成对信号的行场同步，加扰器则置于各干线上。就是说，可以分区加扰，分区大小不限，可为全网，可为几户。各分区是否加扰、如何方式加扰，独立决定，互补影响，非常灵活。
本发明方法的详细工作过程介绍如下加扰部分由一级管理PC机和加扰器组成。
一级管理PC机该PC机可通过串口设置加扰器当前时间、加扰方式，修改其它加解扰必要的参数，确保系统以最佳状态工作；使用者还可通过它改变加扰方式使非法收视者无所适从，提高安全性。
加扰器支持PAL视频标准，将经过时基校正器校正的有线电视信号加扰，并产生一路解扰控制信号。
加扰的工作原理如图6所示，经时基校正的有线电视信号分成两路，一路信号送入衰减，衰减后成为被加扰的有线电视信号，一路送入解调，在单片机的控制下解出一路视频信号送加扰控制，并将视频信号分离出行场复合信号并以此为基准生成两路信号，一路为加扰控制信号送入衰减，控制衰减导通和衰减，一路为解扰控制信号直接送入调制。加扰方式由单片机控制，单片机的工作方式由一级管理PC机通过串口设置。解扰控制信号由调制器调制成75dbuv的射频信号，经滤波、放大，再与被加扰的有线电视信号混合后送出。
解扰的作用是进行有条件接收，实现收费管理。它从有线电视信号中分离出经过加密处理的解扰控制信号，并在储存于IC卡中的工作密钥和有效授权信息的作用下解出正确解扰信号。在正确解扰信号的作用下，解扰器同时对所有的加扰频道进行解扰。
解扰的过程如图8所示，加扰后的射频信号分成两路，一路经解调解出解扰控制信号，该信号经解扰控制整形后送给单片机，单片机解读解扰信息，并在储存于IC卡中的工作密钥和有效授权信息的作用下解出正确解扰信号，解扰控制信号处理模块即在该信号的作用下控制恢复电路工作。
本发明的技术特点在于当诸多信号源被调制发送之前，先经由时基矫正器将所有信号的行场同步头调整到同步状态。
(1)它使得其后的加扰变得简单可靠，仅经过一个增益键控电路便可对所有的频道信号加扰，不象其它加扰方法尚需对各频道分别进行射频段甚至变频到中频或视频段再处理。
(2)它亦使得在用户端的解扰变得简单可靠价廉，从而大大降低了系统推广使用的成本，用户端的使用的稳定可靠是当前电视信号加扰的技术症结所在。
(3)它使得加扰收费的推广工作具有至关重要的灵活性，可以分时分区先对个别地段推广，不象其它方式，动辄全网推行，资金多，风险大。
本系统同样适用于MMDS系统的收费管理。
权利要求
1.一种有线电视加解扰的方法和装置，其特征在于该方法包括以下步骤(1)视频信号源产生视频信号，将多路视频信号的同步头用时基校正的方法校正成同步并同相；(2)将同步并同相的多路视频信号调制成与不同有线电视频道相对应的射频信号；(3)将多路不同频道的射频信号混频成一路有线电视射频信号；(4)将上述一路有线电视射频信号分成两路，把其中一路中的任一频道的射频信号解调成视频信号，对此视频信号进行行场分离，得到行场同步信号，将行同步信号进行延时和调整宽度，使之成为加扰控制信号，以此信号控制其中另一路有线电视射频信号的衰减，使这一路有线电视射频信号的图像信号无衰减通过，而同步头信号却被较大衰减，从而实现有线电视的加扰；同时将行同步信号进行延时和调整宽度，并加入解扰信息，使之成为解扰控制信号，将该信号调制成特定频道的射频信号，把它与经过衰减的有线电视射频信号混合成一路加扰的有线电视射频信号；(5)加扰的有线电视射频信号通过有线电视网后，进入解扰，其过程是将加扰的有线电视射频信号分成两路，将其中一路中的上述特定频道的射频信号解调成视频信号，即解扰控制信号，该信号中带的数据信号表明当前的授权信息，当此信息表明有权解扰，则将解扰控制信号中的数据位屏蔽掉成为正确的解扰控制信号，以此信号控制其中另一路加扰的有线电视射频信号的衰减，使这一路有线电视射频信号的图像信号被较大衰减，而同步头信号却无衰减通过，与加扰相反，从而实现有线电视的解扰即恢复。
全文摘要
本发明涉及一种有线电视加解扰的方法,首先将多路视频信号的同步头用时基校正的方法校正成同步并同相,然后同时对各频道信号进行同步头压缩加扰,而在用户端则通过解扰,同时对各频道信号进行同步头恢复,实现有线电视的收费管理。本方法可以分区加扰,分区大小不限,各分区是否加扰、如何方式加扰独立决定,互补影响,非常灵活。
文档编号H04N21/418GK1275031SQ0010949
公开日2000年11月29日 申请日期2000年7月7日 优先权日2000年7月7日
发明者戴琼海, 戚武, 程铁, 薛春浩 申请人:北京清大厚德科技有限公司