可按节目管理的非加解扰有线电视条件接收方法及其系统 技术领域
本发明涉及有线电视条件接收技术，特别涉及一种可按节目管理的非加解扰有线电视条件接收方法及其系统。
背景技术
有线电视系统需要解决条件接收，亦即收费的问题，目前对于这个问题的解决大体上有两种方法：一种是采用前端加扰，终端(机顶盒)解扰的方式，其作用原理如图1所示，其中用户管理系统产生用户授权信息，条件接收设备将接收信息插入到复用的MPEG-2系统码流，复用器完成加扰、接收信息的数据打包复接，产生加密数据流，上述各部分组成前端；其终端由机顶盒组成，机顶盒可对加扰加密数据进行解扰解密，这种方法的最主要优点是可以实现不同频道的节目收取不同的费用，其缺点是技术复杂、成本高，此外还会受到黑盒子(私自生产的机顶盒)的威胁，因为只要对机顶盒地密码进行破解，即可仿制出功能相同的机顶盒；当然，随着反破密技术的发展，机顶盒的加密水平越来越高，这虽然可减少黑盒子产生的可能性，但亦不可避免地增加机顶盒的生产成本，这样就会限制了机顶盒的大规模推广应用。另一种方法是采用射频开关的方式，又称终端闭锁、可寻址、路权管理的系统(下面称为开关式用户管理系统，简称“开关式系统”)，其原理是在线缆上传输未加密的电视信号，而在终端切断欠费用户的信号，其作用原理如图2所示，这种方法的主要优点是成本较低，很适合模拟基本网的收费，主要缺点是全通全关，难于做到按节目管理的条件接收；专利号为03262708.4的中国实用新型专利提出了一种“有线数字电视机顶盒预付费控制系统”，这种技术虽然可通过代码交换和IC卡技术，实现数字有线电视预收费，但这种控制系统仍属于对机顶盒的改进方式，所有的相关结构仍存在于用户端的机顶盒之中，仍存在被破密的可能性；另一方面，使用这种系统，有线电视的信号仍需送至用户端，当用户不采用此机顶盒而用其他技术对有线电视的信号进行处理(如QAM解码并转为模拟信号)，即可达到正常收看电视而不用缴费的目的，所以该专利技术并没有从根本上解决安全性的问题。也有人针对全通全关系统，提出设置不同频段用于不同的收费节目，分别用不同的开关控制，但这种方式不仅使电路复杂、成本提高，更主要的是滤波器的过渡带严重占用了有效的传输频段，使得这种方式不易于被接受。所以开发一种具有如同电信管理模式，不必加解扰、不必担心破密而又可以实现不同频道不同收费的有线电视条件接收技术具有重要的现实意义。
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种原理简单，成本较低，不必加解扰甚至不必加解密即可实现按不同频道计时收费，安全性能较好的非加解扰有线电视条件接收方法。本方法可应用于数字电视或模拟电视。
本发明的另一目的在于提供一种实现上述方法的有线电视条件接收系统。
本发明的目的通过下述技术方案实现：本有线电视条件接收方法包括以下步骤：利用开关式系统建立从用户电视接收设备至户外控制终端之间的双向通信，从电视接收设备中取出频道选择信号，送至开关式用户管理系统控制终端的中央处理器(CPU)，CPU存储有该用户已缴费频道的代码(此代码格式与前述频道选择代码的格式一致)，若从用户端送出的频道选择代码与所存储的已缴费频道代码相同，则CPU接通射频开关或控制频道预选频电路，送出射频信号，反之则关断，CPU对上述频道选择信号的送达至更换进行计时、储存，并将结果通过管理网上传至管理中心，即可实现按不同频道的计时收费管理。
所述电视接收设备中可取出频道选择信号的装置为机顶盒、电视接收机或者机顶盒或电视接收机的遥控器。
所述频道选择信号从机顶盒的高频头及其控制电路取出。
所述频道选择信号从电视接收机的高频头及其控制电路取出。
所述频道选择信号还可从机顶盒或电视接收机的遥控器通过无线传输取出。
所述频道选择代码送至开关式用户管理系统控制终端可以采用不同的方式，如采用一般入户电缆传输、双绞线传输、或入户电缆加双绞线传输，甚至采用无线编码传输方式。
实现上述方法的有线电视条件接收系统包括机顶盒、开关式用户管理系统控制终端，机顶盒通过电缆与开关式用户管理系统控制终端相连接，所述机顶盒包括调谐解调器、控制单元、解压缩器，所述开关式用户管理系统控制终端包括中央处理器(CPU)、射频开关及管理信号上行装置，其特征在于：还包括两个射频扼流圈，其中一个射频扼流圈设置于机顶盒内并与控制单元相连接；另一射频扼流圈设置于开关式用户管理系统控制终端内并分别与射频开关输出端及中央处理器CPU相连接。此方案以下简称为“方案一”。
实现上述方法的有线电视条件接收系统包括机顶盒、开关式用户管理系统控制终端，机顶盒通过电缆与开关式用户管理系统控制终端相连接，其特征在于：所述机顶盒包括调谐解调器、控制单元、解压缩器、射频扼流圈A，所述机顶盒的解压缩器与控制单元相连接，所述控制单元与调谐解调器相连接，射频扼流圈A与控制单元及射频信号的输入端相连接；所述开关式用户管理系统控制终端包括中央处理器、预选频电路、管理信号的上行装置、射频扼流圈B，射频扼流圈B与中央处理器及预选频电路的输出端相连接。此方案以下简称为“方案二”。
实现上述方法的有线电视接收系统包括机顶盒、开关式用户管理系统控制终端，其特征在于：机顶盒通过双绞线或大对数双绞线与开关式用户管理系统控制终端相连接；所述机顶盒包括控制单元、解压缩器，控制单元与解压缩器相连接；所述开关式用户管理系统控制终端包括中央处理器、调谐解调器、射频开关、管理信号的上行装置，所述调谐解调器分别与射频开关及中央处理器相连接，所述中央处理器与射频开关相连接，中央处理器同时与管理信号的上行装置相连接。
所述调谐解调器包括正交幅度调制解码器(QAM解码器)，所述正交幅度调制解码器位于机顶盒内或位开关式用户管理系统控制终端内；当位于机顶盒内时，所述正交幅度调制解码器与控制单元相连接；当位于开关式用户管理系统控制终端内时，所述正交幅度调制解码器与下变频器相连接。此方案以下简称为“方案三”。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：本发明方法克服了现有开关式技术只能全关全通收费的缺陷，不必加解扰甚至不必加解密即可实现按不同频道计时收费；相对于背景技术部分提出的专利技术，本技术方案不在户内机顶盒加装控制装置，也不用加密装置，防止了用户破密的可能性，可以实现不必加解扰，甚至不必加解密，也不必使用IC卡；大大降低了成本，有效提高了系统的安全性，具有原理简单，成本低，安全性能较好的优点，可以对数字有线电视或模拟有线电视进行条件接收管理，实现按频道、按时间计费(当然，仍可以包月收费)，甚至还能满足有线电视的经营者实时而准确地统计电视收视率的要求。本发明系统与现有的可寻址集线器方式及加解扰方式的优缺点比较见表1。
表1比较项目可寻址集线器方式加解扰方式方案一方案二安全性1(从线路偷接的可能性及其损失)可从线路偷接，但损失不大不可能可从线路偷接，损失不大，可报警可从线路偷接，损失不大，可报警安全性2(从授权用户偷接的可能性及其损失)可能，较普遍，损失会较大不可能不可能不可能安全性3(私自解密的可能性及其损失不存在可能，出现黑机子，损失大可能，但出现黑机子的可能性及损失较小不存在功能1(可否用模拟机收看数字电视)需加装数字机顶盒可以可以可以功能2(可否有机顶盒的其他功能，如图像存储、字幕等？)需加装数字机顶盒可以有可以有可以有
功能3(可否改善信号上行均等？)可以不能，除非改造分配网可以可以功能4(可否降低汇聚噪声？)可以不能，除非改造分配网可以可以功能5(按户或是按机收费？)按户按机按机，可按时按机，可按时功能6(可否实际知道收视率？)不能不能能能音视频质量会否受到损伤？不会可能不会不会成本(以双向HFC网及可收看数字电视为准)高高较低，因为省去了加解扰较低，因为无需加解扰、加解密是否需要更改布线？集中式要；非集中式不必不必不必不必
附图说明
图1是现有加解扰方式条件接收系统的原理框图。
图2是现有开关式条件接收系统的原理框图。
图3是本发明有线电视条件接收系统实施例1的原理框图。
图4是本发明有线电视条件接收系统实施例2的原理框图。
图5是本发明有线电视条件接收系统实施例3的原理框图。
图6是本发明有线电视条件接收系统实施例4的原理框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
图3示出了本发明的具体结构形式，由图3可见，本有线电视条件接收系统包括机顶盒、开关式用户管理系统控制终端，机顶盒通过射频电缆与开关式用户管理系统控制终端相连接，所述机顶盒包括调谐解调器、控制单元、解压缩器，所述开关式用户管理系统控制终端包括中央处理器(CPU)、射频开关及管理信号上行装置；本系统还包括两个射频扼流圈LA、LB，其中射频扼流圈LA设置于机顶盒内并分别与控制单元及射频信号的输入端相连接；另一射频扼流圈LB设置于开关式用户管理系统控制终端内并分别与射频开关输出端及中央处理器CPU相连接。所述机顶盒内的调谐解调器型号为EDC-MS21TMS；所述开关式用户管理系统控制终端内的中央处理器(CPU)型号为EM78806A，射频开关型号为JM649，管理信号的上行装置可以采用型号MJOH2.0等。
本有线电视条件接收系统的作用过程是：从用户机顶盒的控制单元取出频道选择信号(低频代码)，将此低频代码通过射频扼流圈LA耦合至射频电缆，再送至开关式用户管理系统控制终端，由射频扼流圈LB取出，(不经射频开关)送至控制终端的CPU；CPU存有该用户已缴费频道的代码(此代码与从机顶盒取出的频道选择代码的格式一致)，若用户所选择的频道与所存储的频道代码一致，则CPU接通射频开关，射频信号由开关式用户管理系统控制终端的输入端经射频开关、电缆送至机顶盒的调谐解调器，从而将该频道的电视信号传送至用户端，反之，则关断射频开关。通过CPU的控制，本系统可以实现逐个频道的控制，可对用户收看某频道的电视节目实现计时收费，甚至可以在不同时段实现不同标准收费；如将用户所收看的频道代码上传，可使有线电视的经营者实时、准确地统计电视频道的收视率。
应该指出，实施例1应用于统一收费标准的系统或不必担心有人破密(如宾馆)的条件下，是合适的；但在有不同收费等级的系统中，它仍有可能被人复制较低收费频道的代码，送至控制终端，接通射频开关，而实际收看较高收费的节目，为此需要对机顶盒与控制终端之间传输的频道代码进行加密。但是，由于此代码码长甚短，加密难于得到大的密钥量。为此，我们可以利用电视中心的业务信息发生器(SJ)产生一个计时码，例如几分钟发出一次，用于控制终端CPU的计时，并对之加密。由于频道的转换不必依赖于同步时间，也不存在实时解扰的任务，因此，计时码可以较长。已加密的计时码，经机顶盒解码，传至控制终端解密，并确定是否送出射频信号。
实施例2
图4示出了本发明的另一具体结构形式，由图4可见，本有线电视条件接收系统包括机顶盒、开关式用户管理系统控制终端，机顶盒通过射频电缆与开关式用户管理系统控制终端相连接；所述机顶盒包括调谐解调器、控制单元、解压缩器、射频扼流圈A，所述机顶盒的解压缩器与控制单元相连接，所述控制单元与调谐解调器相连接，射频扼流圈LA与控制单元及射频信号的输入端相连接；所述开关式用户管理系统控制终端包括中央处理器、预选频电路、管理信号的上行装置、射频扼流圈LB，射频扼流圈LB与中央处理器及预选频电路的输出端相连接。所述预选频电路由上变频器(即图4中MIX1)与下变频器(即图4中MIX2)、锁相环本振(即图4中PLL与LO)及输入、输出分配器组成，其电路与数字高频头的调谐电路(如MT2050)相似，上变频器与数字高频头的上变频器完全一样，把输入信号f1(87MHz～860MHz)变换为中频f0(中心频率1220MHz)，上变频器与下变频器共用一个锁相环本振，其频率为f2(f2＝f0-f1)，则下变频器的输出频率为f3＝f0-f2＝f1，其镜像频率f0+f2远在1000MHz之外，不会产生影响。自动增益控制(AGC)信号由内部(放大器A2)产生与控制，其本振频率由CPU根据机顶盒送来的频道选择信号产生相应的脉宽调制(PWM)信号控制。对于一户多机的用户，有多少机顶盒就用多少个预选频电路，各预选频电路的输入、输出端还应经过相应的分配器对射频信号进行分配与混合。
本实施例的作用过程与实施例1相近似，其不同点在于：本实施例利用预选频电路代替实施例1中所述的射频开关，可以不用加解扰，而且不用加解密，因为预选频电路输出的射频信号取决于机顶盒送出的频道选择信号，若收到的是低收费频道的频道选择信号，那么仅送出与之对应的低收费频道的射频信号，而不可能送出高费用频道的射频信号。
实施例3
图5示出了本发明的又一种具体结构形式，由图5可见，本有线电视条件接收系统包括机顶盒、开关式用户管理系统控制终端，机顶盒通过双绞线与开关式用户管理系统控制终端相连接；所述机顶盒包括正交幅度调制解码器(QAM解码器)、控制单元、解压缩器，所述控制单元与解压缩器相连接，所述正交幅度调制解码器与控制单元相连接；所述开关式用户管理系统控制终端包括中央处理器、调谐解调器、射频开关、管理信号的上行装置，所述调谐解调器分别与射频开关及中央处理器相连接，所述中央处理器与射频开关相连接，中央处理器同时与管理信号的上行装置相连接。所述调谐解调器包括RF放大器、下变频器、滤波器等元件。所述控制终端内的调谐解调器型号为EDC-MS21TMS，中央处理器(CPU)型号为EM78806A；机顶盒内QAM解码器型号为STV0297。
本有线电视条件接收系统的作用过程是：从用户机顶盒的控制单元取出频道选择信号，然后将频道选择信号送至控制终端的CPU；CPU存有该用户已缴费频道的代码(此代码与从机顶盒取出的频道选择代码的格式一致)，若用户所选择的频道与所存储的频道代码一致，则CPU控制射频开关接通，射频信号由开关式用户管理系统控制终端的输入端经射频开关送至调谐解调器，调谐解调器将该射频信号变换为中频信号，然后通过电缆送入机顶盒，由机顶盒内QAM解码器进行解码，从而将该频道的电视信号传送至用户端，反之，则关断射频开关。通过CPU的控制，本系统可以实现逐个频道的控制，可对用户收看某频道的电视节目实现计时收费，甚至可以在不同时段实现不同标准收费；如将用户所收看的频道代码上传，可使有线电视的经营者实时、准确地统计电视频道的收视率。
实施例4
图6示出了本发明的再一种具体结构形式，本有线电视条件接收系统除下述技术特征外同实施例5：机顶盒通过大对数双绞线与开关式用户管理系统控制终端相连接；机顶盒内不设置正交幅度调制解码器(QAM解码器)，而将此QAM解码器移至开关式用户管理系统控制终端内，QAM解码器与调谐解调器的下变频器及滤波器相连接。
本有线电视条件接收系统的作用过程与实施例3相近似。
上述实施例为本发明较佳的实施例子，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神与技术下所作的改变、修饰或替代，均应为等效的置换，都包含在本发明的保护范围之内。