本发明涉及例如是电视接收站的不同观众响应装置之间的双向观众查询通信，更具体地说，涉及这样一种通信系统，该系统借助卫星通信允许将问题发送至各个响应站并从各个响应站接收回答以便在远处的中央处理场所进行处理。 在先有技术之中，有1986年5月27日授权给费南多·莫拉尔斯一戛扎（Fernando Morales-Gaza）等人的美国专利№.4，591，906公开的查询、投票和双向通信系统，在此已将它结合在内成为一体，从而，简化本发明公开的范围同时使本领域技术人员能实施本发明，并且从而更好地阐明本发明的特征和范围。那个系统允许从电视接收机观众响应站发出的回答通过单频簧音传送至例如位于电视发射作业室地点的中央处理站。特定的响应时隙对应答装置进行识别，射频信号沿传输路径的传输时间被补偿。
如本技术领域公知，有各种借助红外（IR）无线系统控制电视接收机操作的本地遥控装置。一种这样的系统是费南多·莫拉尔斯等人于1989年6月13日提交待审查的专利申请S.N.07/368.951，题为“迭加在电视图象上的光标的无线遥控”。该系统允许电视观众用本地遥控装置在接收机站地点表达各种回答，其方法是在电视接收机屏上将光标移动到被显示在屏上的菜单中的指定位置，该指定位置用于选择一个投票或命令等等，以便自动发送至中央分析站。在带有遥控装置的本地电视接收机站还备有能使光标去控制菜单选择的装置，例如使电视机选择和自动调谐到在该地区可接受收到的一个电视频道。一种并无严格要求的遥控装置可以使对它的响应既直捷而且也并无严格要求，这种遥控装置形状如同一个带有用于控制光标位置的手动操纵杆和用于选择的触发器的手枪。
一种用于在中央站处理观众响应回答地系统如1988年6月5日授予费南多·莫拉尔斯一戛扎等人的美国专利4，755，871所描述。该系统中，通过使定时与结合了观众问题的电视节目信号同步而提供了在响应装置站的经济的时隙控制方法。
但是，这些先有技术系统都不能在一个辽阔的地域范围处理回答（例如美国五十州这样的全国性范围，或不同的主权国家内或各主权国之间这样的国际范围）从而对广阔的地域范围内的观众响应进行实时的即刻分析。
因此，本发明的总目的在于提供一种用于观众查询、处理、分析和识别响应的无线通信系统，对于被查询观众的信息该系统可以随同发送的电视节目或者单独以观众查询工作方式即刻而联机地反馈被验证的响应。
本发明一个较具体的目的是在比上述专利4，591，906所述更大的地域范围内，例如对全国性或国际性的查询（这种查询具有恰当分析和验证的现行的查询结果），可使用窄带射频通信簧音来实现带时隙识别的应答电视站或其他类似物的识别。
本发明另一具体目的是通过卫星通信而提供一种用于长距离实时观众查询的无线处理系统，其中特定的电视接收机站或其他类似物、响应装置为了实时处理来自被查询观众的响应从而可被识别、验证和进行分析。
本发明的其他目的、特点和优点将通过以下说明、附图和权利要求书而阐明。
本发明提供通过卫星站的长距离联机即刻观众查询和响应信号的无线传输。
如果局部区域，例如由无线电视台或孤立的电缆电视系统所覆盖的地点具有用于获得和处理本地信息并用于与其他局部区域或地区上的中央处理中心通信的观众查询和响应子台，则一组局部区域观众分析中继站就可能例如各自与许多按美国专利4，591，906的簧音原理工作的响应装置通信。问题和回答在例如围绕一个电视发射机地点的局部区域范围进行通信、处理和验证，其中各个观众的响应装置能够隔离和识别。中继站于是通过中继的卫星传输通道对中央数据中心通信，中央数据中心接收本地信号以便例如将它们统一成全国性的响应结果。数据中心也可以处理朝向着中继器，在各别的时隙内识别各响应装置的本地查询的问题，这些响应装置一般是电视接收机站。回答的进一步验证、格式化、转发和存储以及响应数据向被查询观众的实时反馈在数据中心（一般是全国或国际处理站）进行。本地响应装置在响应装的地点可与电缆系统、VCR系统和来自本地发射机的射频电视信号兼容地工作。这些响应装置最好是可由采用红外通信线路的无线遥控装置控制。在响应装置处采用频率合成设备使该响应装置价格低廉，同时可精确地控制ID时隙的定时和系统同步。无线电波的传输时间在系统中已被计及，从而通过给定的同步的时隙提供对各个响应装置准确的识别。
按同样的方式，卫星站可与分散的或集中的各个电视接收机站以及远处的数据处理中心通信。
问题和回答经过用于同步系统传输和卫星通信目的的本地数据处理器的数字化处理。它们通过一个单频窄射频传输通道而发送。实时时钟信号和问题一齐结合在系统中以便识别用于验证响应的实时响应，该响应可能包括来自响应装置地点的VCR或重复广播信号的错误回答。
一般，本系统可用于全国或国际性的观众查询，用于价格或市场调查和其他金融数据处理或用于例如通过电视而联网的学院或其他学校的升级考试的教育目的，并且还用于为接受特别节目的记帐和统计目的。该系统是十分独特的，它通过卫星传输通道将来自许多局部区域的数据集合起来，用于形成适于带实时处理的全国或国际性的观众调查的巨大查询区，这种带实时处理的观众调查可将现行的响应转发给被查询的观众。
本发明的其他方面包括将问题以菜单的形式定位在电视画面上，从而使得可通过遥控装置将光标设置在被选择位置而不中断电视节目，操作员的工作既能简单、准确又无严格的要求。用于这种目的带手控操纵杆和触发器的手枪形红外发射遥控装置也综合在本地电视站设备中作为一种简化的控制装置，这就提供了另外的优点。因此举例来说，对于本地可得到的频道的节目频道选择可用菜单上的可视图案构成而不用频道寻找或转换，无需阅读能力或查找本地电台频道号码。同样的系统可用于例如向本地商店订货或向饭店订菜。
在各附图中使用类同的参考符号以便比较有关的附图和系统单元。在附图中：
图1 是本发明的卫星通信观众查询系统实施例的系统方框图;
图2 是本发明用于发送观众问题和从多个局部系统（例如城市电视台观众）接收观众响应以便产生全国性观众响应数据的数据处理中心的实施例的系统方框图;
图3 是本发明服务于本地观众问题和响应的局部区域中继站设备实施例的系统方框图;
图4 和图5 是本发明给出的，即典型的围绕装有观众响应处理设备的本地电视发射台地点的响应装置实施例的方框图;
图6 是电视接收机站控制系统的总系统实施例的方框图;
图7 是本发明观众响应装置实施例的某些频率转换单元的方框图;
图8 是概述本发明中继站设备实施例工作特点的波形图;
图9 是为借助遥控光标定位装置的自动频道选择而设置的接收机站数处理实施例的电路方框图;和
图10是带有借助遥控光标控制装置实现的、图象屏菜单上的频道选择的接收机站控制观众响应系统实施例的方框图。
优选实施例
图1示出由这个实施例给出的辽阔区域的卫星通信观众响应系统的总系统构成。卫星站1借助定向天线1A、2F和3A通过惯用的通信信道链路在观众查询数据中心2和局部区域中继站3之间的任一个方向上分别接收和转发或再发射数据。观众查询数据中心在这种情况下不受位置的限制，并且例如可以是一个用于与一组局部区域观众查询中继站3进行通信的全国或国际性观众查询中心，这些局部区域观众查询中继站3一般按蜂窝状阵列形式遍布由数据中心2所覆盖的指定区域而定位设置。
观众查询问题和回答在数据中心2集中发射和接收以便验证、处理、格式化、存储，并且如果需要的话，向正被查询的观众实时地再发送。因此，问题由数据中心通过天线2F-卫星天线1A-本地站天线3A而发送到局部区域中继站。这些问题最好编制成电视图象的组成部分，但显然可以是一个与电视节目编制相分开的观众查询系统。
接着，例如设在一个地点的中继站便以设定在定时时隙内的簧音形式通过一个例如218兆赫的窄带单频通道在本地处理问题和回答，为了记帐、识别和验证目的，正确地识别在本地家庭观众中正被处理的不同响应装置4。因此，观众响应通过卫星站1和中央数据中心2而实时返回，在局部区域中继站3和数据中心2两处都处理和验证，在数据中心2系统的庞大观众响应数据可得到分析和格式处。经过专门定位的方向性抛物面天线2F和3A建立了一个系统，其中十分分散的局部区域观众响应接收机站或局部区域中继站可由单一中央数据中心和控制站协调和处理。
如图2所示的数据中心2，在电视接收机2A屏上可附同电视图象出现的一个问题（？）可由操作员2B或相应的自动设备转换为其形式适合例如专利4，591，906中的观众响应系统处理的同步时分数字信号。在如所示出的半自动系统中，操作员例如借助个人计算机2C编程数字问题数据，该数据经由调制解调器2D、发射机2E和定向天线2F，通过传输链路和卫星站1，从而与卫星站1覆盖的所有响应装置通过定向天线3A通信，并从而与多个中继站3通信。响应装置使用类似美国专利4，591，906叙述的系统的、为各响应装置所专用的时隙回答问题。
类似地，在本地中继站验证的回答例如被接收机2G从卫星通信链路接收，通过调制解调器2H和计算机2I处理，通过打印机2J格式化和打印输出。如连线2K所示，该回答也可容纳在电视图象信号中输出以便利于被查询观众实时监视。
典型的局部区域中继站收发设备如图3所示。由天线3A接收的来自卫星的信号（问题）在接收机3B、调制解调器3C、计算机3D和工作在218兆赫的本地射频发射机3E进行处理，从天线3F进行发送。在此发射工作方式，收发转换开关3G置位于发送位置A。转换开关3G置于B的接收缺席工作方式允许接收机3H接收回答并通过计算机3I、调制解调器3J和发射机3K进行验证和处理，该发射机3K与卫星数据处理链路通信。概括或合计的观众响应例如可由计算机3I得出并加以验证。卫星上的鉴别设备可区别来自不同本地中继站的传输内容以便防止干扰或者例如允许在分开的频带上的同时传输。最好是，上面所公开的类型的窄带簧音信号被应用在当所有中继站通过卫星站在相同窄频带上通信的情况之下。在这点上，按照美国专利4，591，906所提出的方式，在对中央数据站的通信中可使所有的本地中继站被识别并且其时隙被控制。特别是，对信号传输时间的补偿防止了错误并且大大地扩充了可在一个系统中处理的单台数，该系统例如可拥有数百万用户。
在如图4所示的简化的响应装置中，与电视接收机4C同步工作的遥控装置4D可通过最好是上述的待审查专利申请中的那种应答器4B提供回答，该回答将从响应装置发射天线4A通过218兆赫簧音频道发送至本地中继站。
在图5的响应装置中，应答器5B可能独立于一种电视节目信号格式而工作，并且可能独立工作在例如采用频道4频率的，它自己的电视频道，该频道可在惯用的分裂器（splitter）5E中与其他频道混合以便在电视机5F的屏上提供一个合适的图象。因此该系统可兼容地控制电缆转换器、通过天线5C接收到的本地射频广播信号以及VCR5D，这三者通常可能都工作在第3频道。
最好是由红外无线遥控装置5G发出响应，该装置控制应答器5B以便产生出响应簧音经天线5A通过218兆赫簧音频道发射至本地中继站。
在此，注意到电视接收机5F屏上的菜单格式和以X表示的光标，该光标为观众响应目的借助于遥控装置5G可被设置在适当的回答位置处。因此，本发明的特征在于光标遥控的观众响应装置，它能鼓励观众的参与兴趣：既无不便之处，又无需将视线离开画面。如图6所示，遥控装置5G最好是手枪形状，它可用来指向靠近屏的红外接收器5BH，借助于一个由触发开关控制的操纵杆的选择而将光标在菜单上定位。
图6是设在本地电视用户站用于观众响应系统的一个优选系统。天线5A接收来自本地中继站或卫星站的信息，并且，借助收发机转换开关5BA可选择接收机5BB以便处理输入信号，该输入信号再供给微处理器5BC而被保存在其存储器中。如果数据中包含一个实时问题，则微处理器5BC被编程从而读出红外接收器5BH的信号并通过脉冲发射机5BF和转换开关5BA将响应簧音转发至中继站以便处理发向中央处理响应中心的观众响应。
对于有关被发送至接收机5BB或从红外接收器5BH接收到的以及保存在微处理器5BC中的电视节目编排的信息，文本发生器5BD和第4频道调制器5BE将适当的信息提供给观看者，并调整该设备以便接收由微处理器5BC控制的观看者遥控装置发来的相应的响应。该遥控装置借助红外发射器5BG从而控制电视机的频道变换，并且控制设在本地用户站的VCR和任何其他红外响应的本地设备。
这里，注意到：在电视接收机5F屏上显示的举例的菜单表示的9个可得到的频道是借助它们的频道标志而非任意规定的频道号，这种频道号是因地而不同的并且需要参照电视接收机以外的频道表。在本发明的这个实施例中，光标控制特点允许按照回答以菜单格式出现在电视图象屏上的问题的同样方式进行频道选择。因此当遥控装置5G的触发器按菜单上选择的光标位置触发时，被光标位置选择的频道便自动地转换接通。
在图7详细示出了发射机5BF和接收机5BB以类似于美国专利\\4，755，871公开的方式控制用于所接收的不同强度信号的功率，以及通过将接收的信号作为参考频率进行合成以便控制脉冲时隙的同步。
如同时根据图8的波形图所看到那样，来自本地中继站的输入射频信号在泸波器7A中经过处理，以便除去任何干扰信号。放大器7B依靠自动增益控制（AGC）电路从而输出标准电平信号至混频器7C。借助于泸波器7D和调幅检波器7E的作用，使得产生出供给微处理器5BC的信号8B。
调幅检波器7E还产生出用于增益控制和频率控制的自动增益控制信号（AGC）和自动频率控制信号（AFC），这两个信号分别去对压控振荡器（VCO）7F进行微调和对放大器7B和7P的增益进行控制。于是，在压控振荡器7F本地控制和合成的频率再与信号8A在混频器7H混合并经过放大器7G放大后送到计数器7J处理便对振荡频率计数。计数器7J和7K每当信号8B返回到0值时清零。
计数器7K对压控振荡器VCO7N输过来的振荡信号的频率计数，并输入到微控制器7L去。借助于数/模转换器7M，微控制器7L通过比较两个计数器的计数去控制VCO7N的发射频率。只有当两个计数器的计数相等时，微控制器7L通过控制转换开关70以及借助于功率放大器7P和窄带泸波器7Q从而可以发送出射频脉8C。因此，送至本地中继站的输出簧音脉冲在频率和幅度上受到精确的控制。
来自卫星的信号8A最好包含在数据中心计算机处被插入的编码实时时钟信号，该信号中带有供验证有效实时条件的问题，验证方法是：比较在响应装置的微处理器5BC的时钟部分中或本地中继站的计算机3I中的问题和回答时间。
图9的方框图较详细地示出了本发明的互相联系着的特点，这些特点是由本发明提供的用户-观众响应-频道选择系统的独特的光标控制技术所带来的，而且该系统无论是被应用在如所表明的无线传输网络还是等效的有线电缆网络中。响应装置方框27是图6的应答器的较为详细的表示，它与如上述及的专利4，591，906的无线传输观众响应系统有联系。
在此，簧音发射机30将输出信号提供给中央观众响应分析中心，用以指示用户（31）识别和菜单选择，后者是借助于红外检测器32实现的，该红外检测器32是用于接收按上述方式操纵光标位置的遥控装置发来的信号。借助于微处理器35对输入的节目信号的适当编程，定时信息与电视水平和垂直同步信号34有同步的关系，该输入的节目信号是由数据检测器36提供给微处理器35的，此信号来自线33，本地站对此信号调谐（37）。
微处理器例如借助于对正在观看的图象帧的同步和时钟脉冲计数从而也对显示光标定时（39），该显示光标借助射频衰减器40而以可见的形式直接被引入电视机正在处理的画面，以便在以画面视频内容定时的光标位置产生瞬时对比度，从而不论画面格式如何都使得光标位置变为可见。在将被选择的图形标志转换为电缆或网络电视频道号的编码和解码转换后，根据公知的技术借助与频道选择装置41相关联的微处理器35就实现了图6的通用频道选择特点。
因此，本发明提供了一种频道选择方法，该方法是：观众响应网络中的本地站的电视机通过将一个图画形状的多项选择菜单设置在电视接收机屏上，该菜单即是指示可得到的多个频道选择中的各频道的各种非数字表示的可视图案（图6），用手控的遥控装置将一个光标在屏上移动到菜单选择位置之一上去识别一个频道选择，从而自动调谐到所选的频道。观众响应选择和频道选择都是一样地根据在电视机屏菜单位置上将光标移动到图示的多个选择位置之一而实现。
网络系统与本地电视站系统之间的互相联系如图10的方框图所示，其中节目频道受例如是电缆或无线预约系统的网络节目频道源45、卫星源或特定地区的相等同的多台广播网络的控制。一个或者是与网络系统相联、或者独立存在的观众响应处理设备46被联接到节目源45以便对观众响应信号定时和同步，并联接到标号48处的观众响应信号源用于接收投票和那些预约频道调谐信号或以菜单为依据的购买指令，该购买指令需经本发明提供的光标-菜单选择处理给出的用户指令确认。不同的数据处理功能都可得到，因而频道调谐习性、对询问的直接回答以及诸如此类的信息可经分析和被报告，从而预约或购买的约定就可填报，等等。剩下的特点就在于电缆转换器49了，如果例如像频道选择器55所选定的那样需要将一个指定的频道号转换到电视机的第3频道的话，该特点可能属于用户的本地电视接收机系统特点的一部分，除非系统中部分地依靠中间站转播。
用于美国标准的电视机10上的惯用的频道转换器50调谐于第2至12频道，并且可按本发明的需要调到第3或4频道，以便如虚线I.R.线所示那样，通过预约型电缆电视系统或其他类似系统的公知方式，按照手动遥控装置56的操纵，在本地频道选择器55处对可得的频道进行控制。因此，如果需要的话，可使用按纽组58按常规方式借助于可在网络中得到的频道的数字频道识别方式进行频道选择的控制，从而作为本发明提供的光标-菜单频道选择方式的补充。而且，遥控装置56借助按纽58也可按本技术领域公知的常规方式去控制例如VCR装置这样的外围装置。
然而根据本发明，遥控装置56提供了用以产生和定位电视机屏11上的光标和用以在光标位置处作出菜单选择或投票的装置。该控制装置最好是一个操纵杆装置（该操纵杆装置是在视频游戏领域所公知）用于光标形成和移动和游戏功能选择，例如当以图6的优选的手枪式握持装置而使光标位置被“瞄准后”，便可用“触发”开关击落一个导弹。因此，投票转换开关60以及X向模拟控制装置61和Y向模拟控制装置设置后，使得在操纵杆控制下可在电视机屏11上移动光标。这些控制功能依靠例如垂直同步脉计数器65这样的装置的常规控制，通过电视接收机10的垂直同步脉冲对每帧复位，该垂直同步脉冲计数器65响应于模拟控制器62而设置用于定时光标垂直向位置的计数值。类似地，来自振荡器66的时钟脉冲串通过受水平同步脉冲复位的水平同步脉冲计数器67的作用而在屏11的电视画面上建立一个水平向定时位置。因此，如线68所示，一个输出脉冲被定时，从而将光标设在适当的电视画面光栅位置。根据本发明，该脉冲直接地使电视屏11上形成视频图象的信号受到衰减，从而使该光标可看见（图9）。因此，衰减器70被插在联至接收机10的信号馈线71当中，不论是射频还是视频。
而且，根据本发明，遥控装置56可调用如图6所显示、在此由方框75所代表的频道选择菜单工作方式。当在线68上光标时间已知时，于是就对线77上的投票进行处理，从而直接根据该投票并在无需操纵频道选择器50或遥控按纽58的情况下为方框55处选择的频道提供一种适当的编码转换。如上所述，频道选择因此是由屏11上的一种普通的图画菜单来实现，无需任何参照，也不必查找用户系统网络的频道号码。当在线79上出现用于光标位置的协调代码和投票时，“与”电路83将对识别装置80处的本地频道菜单进行解码从而使频道选择器55工作。“或”电路81允许频道选择或者通过由遥控装置56经线78的惯用的数字选择途径实现，或者通过本发明提供的菜单途径实现。当电视机接通电源时可通过缺席规则（default）使可选择频道的菜单（如图6所示）在屏11上出现。
另外，本发明的光标位置控制特点如图5所示并由图10的方框90所概括表示的那样，对包含在正在观看的屏11上节目内容里的菜单格式中的多选择询问提供了观众响应投票，来自77的投票经过方框90后与来自79的光标协调定时一齐通过“与”电路91和回签定时和传输系统92后转换为48处的观众响应信号（这里的回答定时和传输系统92最好是例如前面叙述到的美国专利4，591，906中的系统），该信号用于无线传输至处在电视信号通讯距离内的观众响应站46。然而，无论就有线或无线预约电缆系统及其他等同系统而言，现在已有用于将观众响应转发到处理中心的其他公知系统。
显然，本发明领先于先有技术水平并提供了一种运行简单的观众响应通信系统，该系统可通过卫星通信通道在全国和国际范围实时工作，汇集来自一组本地观众响应处理和中继站的信号以便在中央数据处理中心加以统一。描述了本发明的精神实质和发明内容的各种新颖性特征将由权利要求书具体限定。