DE68923294T2

DE68923294T2 - Kanalsperrverfahren und gerät für kabelfernsehaussenstellen.

Info

Publication number: DE68923294T2
Application number: DE68923294T
Authority: DE
Inventors: Lamar West
Original assignee: Scientific Atlanta LLC
Current assignee: Rateze Remote Mgmt LLC
Priority date: 1988-12-05
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2009-12-05
Also published as: CN1046826A; KR910700590A; ATE124591T1; US5014309A; WO1990006656A1; AU4808890A; JP3162371B2; EP0446280A1; CA2003698A1; DE68923294D1; EP0446280B1; ES2076356T3; CN1028468C; KR0139106B1; CA2003698C; MX165533B; JPH04505078A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Kabelfernsehanlagen und insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zum Anlegen von ferngesteuerten und ferneingesetzten Sperr- oder Störsignalen zur Verhinderung des Empfangs von unerlaubten Fernsehkanälen.

2. Stand der Technik

An einer Empfangsstelle einer Kabelfernsehanlage ist normalerweise ein Verwürfler zur Codierung von gebührenpflichtigen Fernsehkanälen vorgesehen. Durch die angelegte Verwürfelung wird der Empfang durch einen unerlaubten Umsetzer/Decodierer auf einem angeschlossenen Grundstück verhindert. Kanäle oder Programmierschichten darstellende Daten werden adressierbar zu einem bestimmten Umsetzer/Decodierer übertragen und in einem Berichtigungsspeicher gespeichert. Infolge der adressierten Übertragung wird ein anschließend übertragenes Programm erlaubt, indem der Decodiererteil des Umsetzers/Decodierers gezielt für die Decodierung des verwürfelten Gebührenkanals oder -programms freigegeben wird.
Es werden heutzutage mehrere Varianten von Verwärfelungsverfahren angewandt. Jeder Hersteller hat sein eigenes Schema, das unter Umständen nicht zu anderen kompatibel ist. Trotzdem beruhen die meisten beliebten Verwürfelungssysteme heute auf Synchronisationsunterdrückung, bei der die Synchronisationsinformationen vom Amplitudensieb des Fernsehempfängers verborgen werden, indem sie gewöhnlich auf einen von Bildinformationen belegten Pegel verschoben werden (üblich ist Verlagern der Synchronisationsspitze auf einen äquivalenten Bildpegel von 40 IRE-Einheiten). Bei einigen Systemen wird der Bildträger mit einer Sinuswelle moduliert, deren Phase die horizontale Austastlücke unterdrückt. In den meisten Systemen von heute wird am Beginn der Austastlücke zum Unterdrückungspegel umgeschaltet und am Ende zurückgeschaltet. Die meisten, aber nicht alle, unterdrücken die Vertikalaustastlücke. Bei einigen Systemen wird die Bildinformation entweder zeilenweise oder halbbildweise dynamisch invertiert. Dies muß mit Sorgfalt durchgeführt werden, um durch das Invertieren und Rückinvertieren um unterschiedliche Pegel herum und auf Grund der differenziellen Verstärkung und Phase des Systems bewirkte Bildfehler zu vermeiden. Die Synchronisation wird entweder durch Bereitstellung von synchronen amplitudenmodulierten Impulsen im Tonträger, durch in die Vertikalaustastlücke eingefügte Digitalinformationen oder durch Phasenmodulation auf dem Bildträger wiederhergestellt.
Die Bereitstellung eines Verwürflers pro Gebührenkanal an der Empfangsstelle und die Zufügung eines Entwürflers in jedem Umsetzer/Decodierer auf dem Grundstück des Fernsehempfängers ist besonders teuer. Weiterhin hat sich die Bereitstellung eines Umsetzers/Decodierers vor Ort als große Versuchung für Dienstpiraten herausgestellt, die einfallsreich nach Wegen zum Empfangen von Gebührenkanälen suchen. Folglich sind Kabelfernsehgerätehersteller in den reinsten Kriegszustand mit solchen Piraten getreten, wodurch sich aufwendige Dienstberechtigungsprotokolle, manchmal mit mehrschichtiger Verschlüsselung durch sowohl im-Band- als auch außer- Band-Datenübertragung, ergeben und damit die Kosten des Umsetzers/Decodierers weiter erhöhen.
Weiterhin hinterlassen alle Verwürfelungssysteme Bildfehler in der horizontalen Austastlücke in Form von Stufen an den vorderen und hinteren Schwarzschultern. Normalerweise stellen diese kein Problem dar, wenn aber ein Fernsehempfänger keine ausreichende Nutzflächenüberabtastung aufweist, dann werden die Stufen unter Umständen als helle Streifen ein- oder beidseitig des Bildes sichtbar. Weiterhin wird, wenn ein Fernsehempfänger zur automatischen Verstärkungsregelung und/oder Schwarzwertwiederherstellung Abtastungen an der hinteren Schwarzschulter benutzt und sich die Abtastperiode in den Zeitraum des Entwürfelungsschritts erstreckt, der Fernseher den falschen Schwarzwert zeigen und kann Bildflimmern aufweisen. In Systemen, bei denen an den Tonträger Impulsreihen angelegt werden, ist bei manchen Fernsehempfängern ein von den Harmonischen eines 59,94 Hz-Signals übermitteltes Brummen bemerkbar.
Die Kabelindustrie ist infolgedessen auf der Suche nach neuer Technik und wirft einen zweiten Blick auf in den frühen Stadien der Entwicklung des Kabelfernsehens entwickelte Technologie wie die Anwendung von negativen und positiven Fallen und jüngere Verfahren wie Sperrung.
Viele Hersteller sehen die Technik der negativen Falle als eine tragbare Alternative zu Verwürfelungsverfahren mit Synchronisationsunterdrückung. Eine negative Falle ist im Grunde genommen ein Schmalband-Sperrfilter. Fallen befinden sich am Hausanschlußkabel zum Wohnsitz eines Teilnehmers und dämpfen einen bedeutenden Teil eines gebührenpflichtigen Fernsehkanals, wodurch dieser Kanal für den Teilnehmer unbrauchbar wird.
In der gebräuchlichen Ausführungsform werden negative Fallen mit LC-Filterverfahren hergestellt. Daraus ergibt sich eine Kerbe mit einem endlichen Gütefaktor und einem endlichen Formfaktor. Im Fall einer negativen Einkanalfalle liegt die Mitte der Kerbe gewöhnlich auf der Bildträgerfrequenz des zu entfernenden Kanals. Dieses manchmal als statische negative Falle bezeichnete Verfahren erfordert eine Dämpfung von mindestens 60 dB auf dem Bildträger, um wirksam zu sein.
Systeme mit negativen Fallen weisen mehrere Vorteile auf, die sie für Kabelfernsehanwendungen attraktiv machen. Ein Hauptvorteil liegt in der Fähigkeit, dem Teilnehmerumsetzer/-decodierer ein Breitband- Kabelfernsehspektrum zuzuführen. Bei gebräuchlichen Synchronisationsunterdrückungssystemen werden Entwürfelungs-Beistellumsetzer/-decodierer verwandt, die von sich aus Schmalbandsignale abgeben. Negative Fallen sind gewöhnlich außerhalb des Teilnehmerhauses (typischerweise an der Abzweigung) angebracht und minimieren damit die mit der Anbringung von Hardware im Wohnsitz des Teilnehmers verbundene Empfindlichkeit. Abschließend wird die negative Falle von einigen Kabelfernsehbetreibern als ein sichereres Mittel der Teilnehmerkontrolle als Synchronisationsunterdrückung angesehen, da die Bildwiederherstellung als wesentlich schwieriger angesehen wird.
Das System der negativen Fallen erfordert jedoch Hardware an Stellen, an denen für das Kabelfernsehsystem kein Einkommen erzeugt wird. Darüber hinaus weisen negative Fallen mehrere schwerwiegende praktische Begrenzungen auf. LC-Bandsperren weisen Begrenzungen hinsichtlich Gütefaktor und Formfaktor auf. Gütefaktoren für LC-Filter sind typischerweise auf weniger als 30 begrenzt. Das bedeutet, daß für eine auf Kanal 8 liegende negative Falle (Bildträger bei 181,25 MHz) die 3-dB-Bandbreite einer negativen Falle typischerweise 6 MHz (bzw. die Bandbreite eines Basisband-Fernsehkanals) umfaßt. Diese Falle würde eine bedeutende Verschlechterung des unteren Nachbarkanals bewirken. Der auf den unteren Nachbarkanal abgestimmte Fernsehempfänger wird dann anstatt eines Bild-Ton-Verhältnisses von 15 dB einen Tonträger zu dulden haben, der um zusätzliche ca. 6 dB reduziert ist. Frequenzstabilität in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur ist ebenfalls ein wesentliches Problem. Von vielen Kabelfernsehsystembetreibern ist auf Grund der Annahme, daß nach einer gewissen Zeitdauer und Temperaturwechselfunktion negative Fallen durch Frequenzabwanderungen unbrauchbar werden, ein regelmäßiges Austauschprogramm negativer Fallen eingeführt worden.
Ein weiteres bedeutendes Problem ist die Kaskadierbarkeit. Die Anzahl von kaskadierbaren negativen Einkanalfallen ist durch endliche Rückflußdämpfung und eine Einfügungsdämpfung von nicht Null begrenzt. Die Attraktivität der negativen Falle verringert sich mit steigender Anzahl von zu sichernden Diensten. Darüber hinaus erfordert eine Änderung einer Kanalaufstellung bedeutende Investitionen in Hardware und Arbeitskraft in diesem Szenario.
Vor kurzem ist eine neue Art negativer Fallen eingeführt worden. Die dynamische negative Falle besteht aus einem Kerbfilter, das hinsichtlich der Frequenz modulierbar konstruiert ist. Die Kerbe ist um den Bildträger herum zentriert, wird aber leicht von Seite zu Seite abgelenkt. Der Fernsehkanal wird durch die Einführung unerwünschter Amplituden- und Phasenmodulation auf dem Bildträger unbrauchbar gemacht. Dieses Verfahren erfordert eine wesentlich geringere Kerbtiefe als die von statischen negativen Fallen (typischerweise 40 dB). Zusätzlich reduziert die gewollt eingeführte Frequenzmodulation etwas das Erfordernis von Frequenzstabilität.
Die dynamische negative Falle weist jedoch mehrere Nachteile auf. Für die Frequenzmodulation ist eine Stromquelle erforderlich. Von größerer Bedeutung ist die von diesem Verfahren auf den benachbarten Fernsehkanälen erzeugte parasitäre Modulation.
Systeme mit positiven Fallen bedienen sich ebenfalls eines schmalbandigen Bandsperr-Kerbfilters. Im Gegensatz zu Systemen mit negativen Fallen, die zur Dämpfung oder zum Sperren einer gebührenpflichtigen Kanalübertragung benutzt werden, wird jedoch das Kerbfilter zur Wiederherstellung des gebührenpflichtigen Fernsehkanals benutzt. In diesem Szenario wird an der Kabelfernsehempfangsstelle ein Störsignal in den gebührenpflichtigen Fernsehkanal gelegt. Dieses Störsignal wird dann mittels des Kerbfilters am Wohnsitz des Teilnehmers entfernt. Im Idealfall entfernt dieses Kerbfilter nur die Störung, ohne einen wesentlichen Umfang von Fernsehinformationen zu entfernen.
Vom Kabelfernsehsystembetreiber wird das Verfahren mit positiver Falle als mehrere Vorteile aufweisend angesehen. Es wird als vorteilhaft erachtet, daß die Störung in den gesicherten Kanälen in der Kabelfernsehverteileranlage vorhanden ist (im Gegensatz zu dem System mit der negativen Falle, bei dem die zu sichernden Kanäle an der Verteileranlage "im Freien" sind). Von einem finanziellen Standpunkt aus ist es sehr attraktiv, Teilnehmertechnik nur an solchen Stellen zu benötigen, wo ein Teilnehmer einen sicheren Dienst zu empfangen wünscht. So ist jede Kapitalinvestition mit einem Aspekt der Einkommenserzeugung verbunden.
In der gebräuchlichen Ausführungsform des Systems mit positiver Falle werden zur Beseitigung des Störsignals LC-Kerbfilter benutzt. Diese LC-Kerbfilter leiden an denselben Begrenzungen wie die oben besprochenen negativen LC-Fallen. Auf LC beruhende positive Fallen sind infolgedessen auf das untere Ende des Kabelfernsehspektrums begrenzt. Gütefaktor Q und Formfaktor haben ebenfalls die Anzahl von Stellen für das Störsignal im Fernsehkanal beschränkt.
Die Stelle für das Störsignal in der gebräuchlichen Ausführungsform des Systems mit positiver Falle befindet sich halbwegs zwischen dem Bildträger und dem Tonträger. Die Energiedichte (und daher Informationsdichte) ist in diesem Bereich des Spektrums relativ niedrig. Ein Grund dafür, daß diese Stelle gewählt wurde, war, daß sie den Einfluß der Beseitigung von jeglicher Fernsehinformation zusammen mit dem Störsignal durch das Kerbfilter minimierte und damit die Güte des wiederhergestellten Fernsehsignals verbesserte. Es wäre zu erwarten, daß der Störträger normalerweise eine minimale Auswirkung auf das Nebenkanal-Fernsehbild haben würde, es sei denn, daß ein Fernsehgerät bei 2,25 MHz oberhalb des Bildträgers ungewöhnlich schlechte Unterdrückung aufweist. Der Störträger fügt einen weiteren Träger hinzu, mit dem der Tuner fertig werden muß, was im Fall einer geringfügigen Überbelastung einige Verschlechterung bewirken könnte.
Trotz dieser Position entfernen die Begrenzungen des Güte- und Formfaktors gebräuchlicher positiver LC- Fallen einen bedeutenden Anteil von Fernsehnutzinformationen. Das Ergebnis ist ein deutliches "Erweichen" des Fernsehbildes infolge der Dämpfung von Hochfrequenzinformationen. Vorverzerrung an der Empfangsstelle kann diese Leistung verbessern, reicht aber bei weitem nicht zur vollständigen Korrektur aus. Durch diese Position des Störsignals wird auch die Arbeit des Videopiraten erleichtert. Dieser Pirat kann ein verschlechtertes Signal leicht tolerieren und kann daher mit leicht verfügbaren Verfahren (wie der klassischen zweidrahtigen Viertelwellenstichleitung mit Aluminiumfoliengleitstück zur Feinabstimmung) ein nützliches Bild wiederherstellen. Systeme mit positiver Falle erfordern auch höhere Kosten pro Gebührenkanal als ein System mit negativer Falle.
Parallel zu Entwicklungen verschiedenartiger Fallen- oder Störsysteme ist in der Kabelindustrie auch das Erfordernis aufgekommen, einen Umsetzer oder Entwürfler außerhalb eines Teilnehmerhauses zu einer Stelle zu verlagern, die besser gegen Signalraub gesichert ist. Beispielsweise wurde 1983 oder 1984 von Scientific Atlanta ein System mit adressierbarer Falle entwickelt, bei dem eine von einer Empfangsstellenstöranlage adressierte, außerhalb angebrachte "Falle" einen Gebührenkanal in das Teilnehmergrundstück eintastet. Derartige Produkte haben sich jedoch nicht als tragbare Alternativen zu Signalentwürflern/-umsetzern im Haus erwiesen.
Ein relativ junges Verfahren für Gebührenkanalsteuerung ist das Sperrsystem, das so bezeichnet wird, da ein Störsignal am Standort des Teilnehmers eingeführt wird. Die meisten Ausführungsformen bestehen aus einem außerhalb des Teilnehmergrundstücks am Mast angebrachten Gehäuse zur Bedienung von vier oder mehr Teilnehmern. Dieses Gehäuse enthält mindestens einen mikroprozessorgesteuerten Oszillator und Schaltersteuerelektronik zum Sichern von mehreren Fernsehkanälen. Die Steuerung wird durch Einspeisen eines Störsignals in unerlaubte Kanäle von diesem am Mast angebrachten Gehäuse aus erreicht.
Um einen besseren Wirkungsgrad zu erreichen, ist es bekannt, einen Oszillator zur Störung von mehreren gebührenpflichtigen Fernsehkanälen zu verwenden. Mit diesem Verfahren wird nicht nur die erforderliche Hardwaremenge reduziert, sondern auch die Systemflexibilität maximiert. Die Frequenz des Oszillatorausgangsstörsignals wird periodisch von Kanal zu Kanal verlagert. Der Oszillator ist infolgedessen frequenzveränderlich und hüpft von der Störung einer Gebührenkanalfrequenz zur nächsten.
Ein solches System ist aus US 4,450,481 bekannt, in der ein einziger frequenzveränderlicher Oszillator eine hüpfende verstärkungsgesteuerte Störsignalausgabe an vier Hochfrequenz-Elektronikschalter abgibt. In diesem bekannten System ist jeder Schalter mit einem Teilnehmeranschluß verbunden. Vom Mikroprozessor wird die Störsignalausgabe des einzelnen Oszillators gezielt unter Mikroprozessorsteuerung und in Abhängigkeit davon, welche Teilnehmer zum Empfang von übertragener gebührenpflichtiger Programmierung berechtigt sind, über die Schalter in den Weg des ankommenden Breitbandfernsehsignals zu jedem Teilnehmer eingetastet. Wenn ein unberechtigter Teilnehmer infolgedessen einen Gebührenkanal einstellt, wird er den Gebührenkanal empfangen, dem ein Störsignal mit annähernd derselben Frequenz überlagert ist.
Im bekannten System ist angedeutet, daß von einem einzigen spannungsgesteuerten frequenzveränderlichen Oszillator sechzehn Kanäle gestört werden können. Hinsichtlich eines Gebührenkanals bedeutet dies eine Situation, bei der das Störsignal nur für ein Sechzehntel der Zeit oder ein Störintervall von ca. 6% vorliegen kann. Die Hüpfrate ist auch als 100 Stöße pro Sekunde des Störsignals mit einer bestimmten Frequenz oder einer Hüpfrate von 100 Hertz angezeigt. Die Wirksamkeit des Störsignals ist daher fraglich.
Kabelfernsehkanäle und selbstverständlich gebührenpflichtige Dienste können sich über einen breiten Frequenzbereich, beispielsweise von 100 bis 350 Megahertz erstrecken. Im bekannten System muß der vorgesehene Einzeloszillator über einen großen Bereich frequenzveränderlich sein. Es wird weiterhin anerkannt, daß die Störsignalausgabe des Einzeloszillators in einem Bereich von 100-500 KHZ oberhalb oder unterhalb der Bildträgerfrequenz liegen muß. Es wird infolgedessen ein Synthetisierer mit interner Referenz bereitgestellt, um eine einigermaßen genaue Störsignalausgabe des Oszillators zu einem tragbaren 100-500 KHz-Band oberhalb oder unterhalb des Bildträgers sicherzustellen.
Es wird angedeutet, daß das Störsignal eine hohe relative Leistung aufweist und durch eine Verstärkung so geregelt ist, daß es die Amplitude des Bildträgers um 5 bis 20 dB überschreitet. Auf Grund der hohen Ausgangsleistung relativ zur Leistung des Gebührenkanal- Bildträgers und der Schwierigkeit, die Gebührenkanalfrequenz genau zu stören, besitzt ein solches Sperrsystem beträchtliches Potential zur Verbesserung. Weil der Oszillator in der Frequenz springt, breitet sich sein Spektrum um den Bildträger herum aus und erzeugt eine etwas andere Situation in bezug auf die erforderlichen Nachbarkanalunterdrückungseigenschaften des Fernsehsignals.
Störoszillatoren arbeiten gewöhnlich in der Nähe der Bildträgerfrequenz des Fernsehsignals und vorzugsweise mit einer Amplitude nahe der Amplitude des Fernsehsignals. Sollte die Amplitude eines Störoszillators hinsichtlich der Amplitude des Bildträgers zu niedrig sein, kann eine ungenügende Störung des Kanals eintreten, so daß das Bild vom Teilnehmer wiederhergestellt werden kann. Sollte andererseits die Amplitude eines Störoszillators hinsichtlich der Amplitude des Bildträgers zu hoch sein, können in ungesicherten Nachbarfernsehkanälen Bildstörungen erzeugt werden. Dies ist auch der Fall, wenn sich die Frequenz eines Störoszillators von der Bildträgerfrequenz eines zu störenden Kanals unterscheidet.
Es ist wichtig, daß die Störsignalfrequenz eines Sperrsystems so nahe wie möglich an der Bildträgerfrequenz liegt, sonst ergeben sich Nachbarkanalbildstörungen oder unvollständige Störung. Im bekannten System ist das Störsignal absichtlich unterhalb des Bildträgers gelegt und liegt infolgedessen in der Nähe eines Nachbarkanals und erzeugt daher Nachbarkanalbildstörungen.
Auch ist von Bedeutung, daß ein Oszillator mit veränderlicher Frequenz in einem Sperrsystem schnell und genau mit geringen Auswirkungen harmonischer Frequenzen zwischen Frequenzen hüpft, sonst kommt es zu Nachbarkanalbildstörungen oder unvollständiger Störung. Wenn nur ein Störoszillator benutzt wird, kann weiterhin nur eine begrenzte kleine Anzahl von Kanälen gestört werden. Im bekannten System wird ein gebräuchlicher spannungsgesteuerter Oszillator benutzt, der mit gebräuchlichen Frequenzsteuerverfahren gesteuert wird. Weiterhin ergibt sich im bekannten System ein Störintervall von maximal sechs Prozent, wenn sechzehn Gebührenkanäle von dem einzigen Oszillator mit relativ geringer Frequenzhüpfgeschwindigkeit gestört werden. In einem solchen System ist die sich ergebende Störtiefe für einen unerlaubten Gebührenkanal nicht zufriedenstellend.
Zusätzlich ist es in einem Sperrsystem von Wichtigkeit, daß das Störsignal in bezug auf seine Verstärkung richtig an den Pegel eines gesperrten Kanals angepaßt ist. Weiterhin ist es wichtig, daß die Verstärkung eines Störoszillators dem Pegel eines gestörten Kanals angepaßt ist, nicht nur um Abwanderungen bei den Bauteilen auf Grund von Temperaturschwankungen und jahreszeitlichen Witterungsveränderungen zu kompensieren, sondern auch um Pegelschwankungen auf Grund seiner Position in einer Fernsehverteilanlage zu kompensieren und um Dachschräge auf Grund unvollkommener Verstärkungseigenschaften eines Verteilungskabels über das Frequenzspektrum zu kompensieren, sonst ergeben sich Nachbarkanalbildstörungen oder unvollständige Störung. Im bekannten System werden gebräuchliche Verstärkungsmeß- und Regelschaltungen zur Verstärkungsregelung benutzt, um nur die einfachsten der Schwankungen zu kompensieren.
Vor der vorliegenden Erfindung blieb infolgedessen die Notwendigkeit eines Sperrsystems, das in der Lage ist, ein breites Frequenzspektrum so genau zu stören, daß eine große Anzahl von Kanälen auf kostengünstige Weise ohne die Probleme von Harmonischen, Nachbarkanalbildstörungen oder unvollständiger Störung gestört werden kann. Mit der vorliegenden Erfindung werden obige Probleme gelöst und ein Sperrsystem mit verbesserten Störoszillatorkonstruktionen, verbesserten Verstärkungsregelverfahren und verbesserten Frequenzregelverfahren bereitgestellt, die alle bislang nicht möglich waren.
In US-Patent US-A-3760097 wird ein Störoszillator zum Stören von einem von einem Teilnehmer ausgewählten Kanal benachbarten Kabelfernsehkanälen, damit der Teilnehmer Nachbarkanäle nicht durch Verstellen des Feinabstimmreglers an seinem Fernsehempfänger empfangen kann, offenbart. Der Störoszillator ist ein frequenzveränderlicher Oszillator, der zum Stören der besagten Nachbarkanäle fortlaufend einen Frequenzbereich überstreicht.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Sperreinrichtung zum gezielten Stören eines Fernsehkanals bereitzustellen; insbesondere eine Sperreinrichtung, bei der ein Kanal des Breitbandsignals zur Ableitung eines Störsignals mit besserer Verstärkungsübereinstimmung mit dem Breitbandsignal benutzt wird.
Nach der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Fernsehkanal-Sperreinrichtung zum gezielten Stören eines Programms auf einem Kanal eines einem Teilnehmer übertragenen Breitbandsignals einen ersten Oszillator zum Ausgeben eines ersten Signals mit einer ersten vorbestimmten Frequenz und ist gekennzeichnet durch einen ersten Mischer zum Mischen des Breitbandsignals mit dem ersten Signal und Ausgeben eines das erste Signal vermischt mit mindestens einem Kanal des Breitbandsignals umfassenden zweiten Signals; ein Bandpaßfilter zum Filtern des zweiten Signals und Ausgeben eines dritten Signals, wobei besagtes Bandpaßfilter ein oberhalb oder unterhalb des Fernsehbandes des Breitbandsignals versetztes Paßband aufweist; eine zweite Oszillatorschaltung zum Ausgeben eines vierten Signals mit einer veränderlichen Frequenz; eine zweite Mischerschaltung zum Mischen des dritten Signals mit dem vierten Signal und Ausgeben eines fünften Signals; und eine Weiche zum Kombinieren des Breitbandsignals mit dem fünften Signal zur gezielten Störung von mindestens einem Kanal des Breitbandsignals.
In einer Ausführungsform umfaßt die Sperreinrichtung einen überlagerten Oszillator, der die Frequenz des frequenzveränderlichen Oszillators aus dem Fernsehband herausverlagert und die Ausgabe des veränderlichen Oszillators mit der Ausgabe eines festen Überlagerungsoszillators vermischt, um ein Störsignal zu erzeugen, das in das Fernsehband fällt. Mit dem Überlagerungsverfahren dieses Oszillators kann ein einziger Störoszillator einen viel größeren Frequenzbereich abdecken als mit einem einziger nicht überlagerten Störoszillator. Neben dem Vorteil der Benutzung eines überlagerten Störoszillators zur Abdeckung eines viel größeren Frequenzbereichs als mit einem nicht überlagerten Oszillator besteht ein weiterer Nutzen eines überlagerten Oszillators darin, daß irgendwelche Harmonischen des Störoszillators und Harmonischen des festen Oszillators weit oberhalb des Kabelfernsehbandes liegen. Zur Beseitigung von Harmonischenauswirkungen wird daher minimales Filtern notwendig sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist für das Sperrsystem ein überlagerter Oszillator mit Verstärkungsregelung vorgesehen. Dieser Oszillator benutzt einen Kanal des Breitbandsignals als das Störsignal. Damit wird eine bessere Verstärkungsübereinstimmung zwischen dem Störsignal und dem Bildträger erreicht. Der eine als Störsignal benutzte Kanal des Breitbandsignals wird durch Mischung in einem Mischer mit einer Festfrequenzausgabe eines Überlagerungsoszillators und durch Ausfiltern in einem Bandpaßfilter ausgesondert. Der ausgesonderte Kanal wird dann mit der Ausgabe eines der Mehrzahl von veränderlichen Überlagerungsoszillatoren zur Sperrung vermischt, um einen Gebührenfernsehkanal in einem Breitbandsignal zu stören. Zur Bestimmung des gestörten Kanals wird die Frequenz jedes veränderlichen Überlagerungsoszillators eingestellt. Bei dem verstärkungsgeregelten Überlagerungsoszillator wird ein gefilterter und gemischter Fernsehkanal dazu benutzt, eine Übereinstimmung zwischen dem Störsignal und dem Bildträger zu erreichen und damit effektiv Verstärkungsregelung bereitzustellen. Das gefilterte und gemischte Fernsehsignal folgt automatisch den Pegeländerungen des ankommenden Breitbandsignals. Mit der Verstärkungsregelung der vorliegenden Erfindung entfällt die Notwendigkeit automatischer Verstärkungsregelungsschaltungen, indem einer der Kanäle eines Breitbandsignals gemischt und als Störsignal benutzt wird.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird automatische Verstärkungsregelung unter Benutzung eines programmierbaren Mikroprozessors zur Steuerung der Dämpfung eines Dämpfungsreglers bereitgestellt. Die Dämpfung eines Dämpfungsreglers wird durch den programmierbaren Mikroprozessor zur Dämpfung der Ausgabe des Störoszillators gesteuert, so daß die Oszillatorausgabe mit der Höhe des ankommenden Breitbandsignals übereinstimmt und für die Ausgabe zum Teilnehmer damit kombiniert wird. Mit dieser automatischen Verstärkungsregelschaltung wird die gedämpfte Ausgabe des Störoszillators und die Breitbandsignaleingabe sowohl bei niedriger als auch hoher Frequenz mit einem Niederbandpaßfilter und einem Hochbandpaßfilter gemessen. Die Dämpfung der Ausgabe des Störoszillators wird als Funktion der Frequenzausgabe des Störoszillators entsprechend einer gespeicherten, während eines Dämpfungseichungsmodus bestimmten Verstärkungsfunktion gesteuert. Während des Dämpfungseichungsmodus wird die gedämpfte Ausgabe des Störoszillators mit den gemessenen Breitband-Hochfrequenz- und Niederfrequenzsignalen verglichen, um die Verstärkungsfunktion durch Interpolation zwischen den gemessenen Hochfrequenz- und Niederfrequenzverstärkungen zu bestimmen. Der für die Frequenzeichung benutzte Mikroprozessor kann auch für die Verstärkungseichung und -steuerung eingesetzt werden. Weiterhin können Steuerparameter über einen adressierten Befehl von der Empfangsstelle zum Mikroprozessor heruntergeladen werden, um Frequenz- oder Verstärkungseichung zu steuern oder die gespeicherte Verstärkungsfunktion vorzuprogrammieren.
Die oben beschriebenen Arten der Verstärkungsregelung bedienen sich der Höhe des Breitbandeingangssignals als Bezugspunkt zur Verstellung der Höhe des Störsignals, so daß die Höhe des Störsignals für außen liegende Kabelfernsehsperrung vollkommen an die Höhe des Breitbandeingangssignals angepaßt werden kann. Die oben beschriebenen Verstärkungsregelungsarten können je nach den gewünschten Eigenschaften zusammen im selben System oder in der Alternative angewandt werden. Jede ist dazu in der Lage, durch Temperaturschwankungen oder jahreszeitliche Witterungsänderungen verursachte Abwanderungen der Störoszillatorverstärkung hinsichtlich der Breitbandsignalhöhe zu kompensieren. Weiterhin wird von jeder der beiden Verstärkungsregelungsarten auch die Verstärkung des Störsignals hinsichtlich einer Breitbandeingangssignalstärke automatisch verstellt, wenn sie sich irgendwo in einer Fernsehverteilanlage befindet.
Diese Vorteile und Merkmale des vorliegenden Verfahrens und vorliegenden Einrichtung zur Bereitstellung des verbesserten Sperrsystems zur gezielten Störung einer Mehrzahl von Kanälen in einem Breitbandsignal unter Steuerung der Empfangsstelle wird nunmehr in der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild des Gesamtsystems die der vorliegenden Sperreinrichtung eigene Kompatibilität zu bestehenden Kabelfernsehsystemen mit Gebührenkanalverwürflern, adressierbaren Datensendern und Teilnehmerumsetzer/-decodierern.
Figur 2 ist ein Blockschaltbild einer adressierbaren gemeinsamen Steuerschaltung für die Mehrzahl der bereitgestellten Teilnehmermodule entsprechend der vorliegenden Erfindung mit einer Breitbandsignalabzweigung, einem Mikroprozessor, einem Datenempfänger und Decodierer und einer automatischen Verstärkungsregelschaltung.
Figur 3 ist ein Blockschaltbild eines Teilnehmermoduls mit einem Mikroprozessor zur gezielten Aktivierung und Steuerung der von jedem von vier spannungsgesteuerten Oszillatoren bereitgestellten Ausgangsfrequenz, so daß während einer normalen Betriebsart sechzehn Gebührenkanäle mit einem Störintervall von mindestens 20 Prozent gestört werden können und während eines Eichungsmoduls ein Rückkopplungsweg zum Mikroprozessor durch einen programmierbaren Vorteiler zur genauen Festlegung von Störsignalfrequenzen bereitgestellt ist.
Figuren 4(a) und 4(b) stellen Frequenzdiagramme für die Zuordnung des Breitbandkabelfernsehspektrums über vier oder fünf getrennte Bänder dar, wobei jedes dieser Bänder eine Mehrzahl von Kanälen größer als oder gleich vier umfaßt, von welcher Mehrzahl jedoch nur vier Kanäle mit einem Störintervall von 20% gestört werden können.
Figur 5 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Rückkopplungsschleifenstruktur zur Realisierung des Frequenzeichungsbetriebs nach der vorliegenden Erfindung.
Figur 6 ist ein Blockschaltbild des Spannungsregelwortspeichers in Verbindung mit der sequenziellen Bereitstellung von Oszillator-Störfrequenzsignalausgaben während einer normalen Betriebsart.
Figur 7 ist ein Signaldiagramm für die Ausführungsform der Figur 3 während einer normalen Betriebsart, das insbesondere jedes Sperrsteuersignal zeigt.
Figur 8 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Oszillators für ein Sperrsystem mit Überlagerungsverfahren.
Figur 9 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Oszillators für das Sperrsystem mit Verstärkungsregelung unter Benutzung von Überlagerungsverfahren.
Figur 10 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer Ausführungsform einer mikroprozessorgesteuerten automatischen Verstärkungsregelung für ein Sperrsystem.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bezug nehmend insbesondere auf Figur 1, zeigt diese ein allgemeines Blockschaltbild eines Kabelfernsehsystems mit den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung. Der Begriff Kabelfernsehsystem soll alle Systeme bedeuten, bei denen Fernsehsignale über ein Übertragungsmedium (faseroptisches Kabel oder Coaxialkabel) zu entfernten Stellen übertragen werden. Beispielsweise kann ein Kabelfernsehsystem ein Gemeinschaftsantennen- Fernsehverteilsystem, ein Satellitensignalverteilsystem, ein Fernsehrundfunksystem, ein privates Kabelverteilnetz, entweder für Betriebs- oder Schulzwecke, oder andere Formen solcher Systeme umfassen. Jeder entfernte Aufstellungsort eines Fernsehempfängers kann die Stelle eines bestimmten Teilnehmers an einem Abonnementfernsehdienst, mehrere Teilnehmer, einzelne Teilnehmer mit mehreren Fernsehempfängern oder private Stellen in einem privaten Kabelverteilnetz umfassen. Infolgedessen bezieht sich der Begriff Teilnehmer, wenn er in dieser Anmeldung und in den Ansprüchen benutzt wird, entweder auf einen Privatteilnehmer oder einen kommerziellen Benutzer des Kabelfernsehsystems. Der in der vorliegenden Anmeldung und den Ansprüchen benutzte Begriff Empfangsstelle 100 ist als der Anschlußpunkt an ein Abnehmerkabel bzw. eine Abnehmerleitung 110 zur Verteilung von Fernsehkanälen über die Stichleitung 112 zum Hausanschlußkabel 115 und endlich zu den Teilnehmerstellen definiert. Für Bezugszwecke wird ein Kabelfernsehfrequenzzuweisungsschema nach Electronic Industries Association (E.I.A.) Standard benutzt und darauf hier Bezug genommen; man kann jedoch mittels der folgenden Offenbarung der vorliegenden Erfindung die Grundsätze auf andere bekannte Normen oder nicht standardmäßige Frequenzzuweisungen anwenden. Weiterhin wird in der folgenden Beschreibung allgemein ein FBAS-Signal im Basisband nach dem National Television Subcommittee (N.T.S.C.)-Standard in Betracht gezogen; die Grundsätze der vorliegenden Erfindung gelten jedoch gleichermaßen für andere standardmäßige und nicht standardmäßige Basisband-Fernsehsignalformate.
Die Empfangsstelle 100 umfaßt eine Fernsehprogrammquelle 101. Die Fernsehprogrammquelle 101 kann die Ausgabe eines Satellitenfernsehempfängers, ein von einem Fernsehstudio erzeugtes Programm, über eine Richtfunkoder Rundfunkfernsehstrecke empfangenes Programmaterial, eine Ausgabe einer Kabelfernsehstrecke oder sonstige Quelle von Fernsehprogrammen entsprechend der vorliegenden Erfindung sein. Das Programmquellenmaterial muß nicht auf gebräuchliches Fernsehen beschränkt sein, sondern kann Teletext, Bildschirmtext, Sendeton, Betriebsdaten oder sonstige an eine entfernte Stelle über das Abnehmerkabel bzw. die Verbindungsleitung 110 und danach über die Stichleitung 112 und die Hausanschlußleitung 115 zu übermittelnde Kommunikationsformen umfassen.
Die Verbindungsleitung 110, Stichleitung 112 und Hausanschlußleitung 115 bestehen normalerweise aus Coaxialkabel. Für höhere Leistung kann jede dieser Leitungen ein faseroptisches Kabel sein. Auf Grund der Installationskosten und des Erfordernisses einer hochwertigen Erstübertragung von der Empfangsstelle 100 ist die Verbindungsleitung 110 typisch die einzige aus Glasfaserkabel hergestellte Leitung.
Das von der Quelle 101 bereitgestellte Programmmaterial kann gebührenpflichtig oder ansonsten eingeschränkt oder wunschenswerterweise gegen Empfang an unberechtigten Empfängerstellen gesichert sein. Dahingehend wird jeder zu sichernde Kanal oder jedes zu sichernde Programm allgemein von dem an der Empfangsstelle 100 vorgesehenen Verwürfler 102 verwürfelt. Mit der Verwendung des Begriffes Gebührenkanal oder Gebührenprogramm in der gegenwärtigen Anmeldung und den Ansprüchen ist ein Kanal oder Programm gemeint, der bzw. das gegen unberechtigten Empfang entweder auf Grund seines gebührenpflichtigen oder eingeschränkten Zustandes gesichert werden soll.
Normalerweise sind alle Gebührenprogramme in bekannten Kabelfernsehsystemen verwürfelt. Nach der vorliegenden Erfindung werden jedoch Gebührenprogramme unverwürfelt übertragen, und die Sperrung wird an der außen liegenden Sperreinrichtung 130 zur Störung des Empfangs von unerlaubten Gebührenprogrammen angelegt.
Infolgedessen wird während einer Übergangszeit, während der die Empfangsstelle 100 sowohl verwürfelte Fernsehprogramme als auch unverwürfelte Gebührenprogramme bereitstellt, ein Verwürfler 102 so lange bereitgestellt, wie den Teilnehmern für die Entwürfelung von verwürfelten Programmsendungen Umsetzer/Decodierer 150 bereitgestellt werden. In gewissen Fällen können Umsetzer/Decodierer 150 vollkommen durch die Sperreinrichtung 130 der vorliegenden Erfindung ersetzt werden.
An der Empfangsstelle befindet sich normalerweise ebenfalls ein adressierbarer Datensender 103 zur Übertragung von globalen Befehlen und Daten an alle Teilnehmer oder adressierten Nachrichten zum Empfang durch einen eindeutigen Teilnehmer. Derartige Datenübertragungen können über einen getrennten Datenträger aus dem Kabelfernsehspektrum, beispielsweise auf 108,2 Megahertz, durchgeführt werden. Sie können auch über einen unbenutzten Standardkanal aus dem Fernsehspektrum übertragen werden. Globale Befehle nehmen allgemein die Form von Betriebscode und -daten an, während adressierte Nachrichten weiterhin die einmalige Adresse eines bestimmten Teilnehmers umfassen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform können solche Nachrichten die Form von Imbandsignalen annehmen, die einem Tonträger überlagert, beispielsweise während der Vertikalaustastlücke des Bildsignals, mit einem Fernsehkanal übertragen werden. Durch solche Datennachrichten wird der Datenempfang an der Sperreinrichtung 130 nach der Erfindung weiterhin kompliziert, und es ist wünschenswert, daß sie wegfallen. Für den Betrieb von gewissen Umsetzern/Decodierern 150 des Standes der Technik wird jedoch manchmal Imbandsignalisierung benötigt.
Infolgedessen umfassen die Empfangsstelle 100, das Kabelfernseh-Abnehmerkabel bzw. die Verbindungsleitung 110 und Umsetzer/Decodierer 150 und Fernsehempfänger 170 auf einem typischen Teilnehmergrundstück 181 ein typisches bekanntes Kabelfernsehsystem. Kanalprogramm- oder Berechtigungsdaten werden über einen adressierbaren Datensender 103 über eine Verbindungsleitung 110 zur Stichleitung 112 übertragen. An einem Mast 120 oder von einem Stand 140 an unterirdischen Kabelstellen wird das Abnehmersignal über die Hausanschlußleitung 115 zu einer Teilnehmerstelle abgezweigt. Die Hausanschlußleitung 115 ist mit einem gewöhnlichen Umsetzer/Decodierer 150 verbunden, der mehreren Funktionen dient. Auf eine adressierte Nachricht vom Empfangsstellensender 103 reagierend, werden in einem Berechtigungsspeicher Kanal- oder Programmberechtigungsdaten aktualisiert, wenn die mit der adressierten Nachricht verbundene Adresse einer einmaligen Adresse des Teilnehmerdecodierers 150 entspricht. Beispielsweise kann die Teilnehmeradresse eine die tatsächliche Anzahl von Teilnehmern in einem System überschreitende Mehrzahl von Bit umfassen, wobei Zusatzbit die Sicherheit der Adresse sicherstellen. Danach wird der Gebührenkanal bzw. das Gebührenprogramm im Berechtigungsspeicher des Umsetzers/Decodierers 150 gespeichert. Fernsehprogramme werden normalerweise von einem Umsetzerteil des Umsetzers/Decodierers 150 zu einem sonst unbenutzten Kanal wie Kanal 3 oder 4 des Fernsehspektrums umgesetzt. Ihr gebührenpflichtiger Zustand wird hinsichtlich der im Berechtigungsspeicher gespeicherten Daten überpruft. Wenn das Programm erlaubt ist, wird der Decodiererteil des Umsetzers/Decodierers zur Decodierung des erlaubten verwürfelten Gebührenprogramms freigegeben.
Der vorgesehene Fernsehempfänger kann ein gebräuchlicher Fernsehempfänger 170 oder ein sogenannter auf Kabel vorbereiteter Fernsehempfänger 171 sein. Wegen des Aufkommens von auf Kabel vorbereiteten Fernsehempfängern 171 besteht auf einem Teilnehmergrundstück 181 des kein weiteres Erfordernis Umsetzerteils des Umsetzers/Decodierers 150, da in solche Fernsehempfänger ein Umsetzer eingebaut ist.
Entsprechend einem mit der Sperreinrichtung 130 der vorliegenden Erfindung versehenen Kabelfernsehsystem ist ein Gehäuse auf einem Einzelleiterdrahtseil 112 an einem Mast 120 befestigt oder über einen Stand 140 bereitgestellt. Im Gehäuse befinden sich gemeinsame Steuerschaltungen zum Einsetzen des Breitband-Fernseh- und Datenübertragungsspektrums. Bezug nehmend auf den ersten Mast 120 von links in der Figur 1, ist dort eine einzelleitermontierte Einrichtung dargestellt, die zwei Hausanschlußkabel 115 zu Teilnehmern bedient. Insgesamt können von der Sperreinrichtung 130 vier Teilnehmer und bis zu vier Hausanschlußkabel 115 bedient werden. Abgesehen von der gemeinsamen Steuerschaltung können für ein Gehäuse vier Teilnehmer-Einsteckmodule bereitgestellt werden. Wenn gewünscht, können auch über andere Einsteckeinheiten des Gehäuses zusätzliche Dienste wie beispielsweise Impuls-Gebührenfernsehen, Teilnehmerabfrage mit zweiseitig gerichteter Datenkommunikation, Zählerablesung, Energiebezugsoptimierung und andere Dienste bereitgestellt werden.
Wünschenswerterweise können alle Einrichtungen 161 vom Teilnehmergrundstück 182 entfernt werden. Zur Bereitstellung zusätzlicher Dienste könnte jedoch das Vorhandensein einiger Einrichtungen auf dem Grundstück unvermeidbar sein. Für die Zwecke dieser Beschreibung wird angenommen, daß das Grundstück 182 mindestens einen nicht auf Kabel vorbereiteten gebräuchlichen Fernsehempfänger 170 enthält. Die Teilnehmereinrichtung 161 muß infolgedessen zumindest einen abstimmbaren Umsetzer zum Umsetzen eines Kabelfernseh-Empfangskanals auf einen unbenutzten Kanal wie beispielsweise Kanal 3 oder 4 zum Empfang auf dem gebräuchlichen Fernsehempfänger 170 enthalten.
Der Strom für die Sperreinrichtung 130 kann über das Kabel von der Empfangsstelle 100 oder über das Teilnehmeranschlußkabel 115 oder eine Kombination dieser Mittel bereitgestellt werden. Strom kann vorhersehbarerweise auch über nachladbare Mittel wie Solarzellen oder sonstige Außenquellen oder austauschbare interne Quellen wie beispielsweise Batterien bereitgestellt werden. Die Teilnehmereinrichtung 161 kann infolgedessen auch eine Stromquelle für die Sperreinrichtung 130 enthalten.
Die Sperreinrichtung 130 kann in einem eingriffsfesten Gehäuse oder sonst wie beispielsweise in einem verschlossenen Geräteschrank eines Wohnblocks gesichert sein. Wenn es sich an einem dem Wetter ausgesetzten Ort befindet, sollte das Gehäuse wasserdicht sein. Auch sollte das Gehäuse so ausgelegt sein, daß es Hochfrequenzlecks ausschließt.
Es wird angenommen, daß der Teilnehmer auf dem Grundstück 183 einen für das Kabelfernsehen vorbereiteten Fernsehempfänger 171 besitzt. Die Teilnehmereinheit 162 kann infolgedessen vollständig entfallen oder einfach eine Stromspeisung zur Sperreinrichtung 130 umfassen.
Das Grundstück 184 stellt bildlich gesehen eine von einem unterirdischen Kabel 110 über eine Mehrzahl von Ständen 140, in denen normalerweise Kabelverteilverstärkungs- und Abzweigungseinrichtungen und Hausanschlußkabel 115 vorgesehen sind, bediente Teilnehmerstelle dar. Nach der vorliegenden Erfindung kann der Stand 140 ein außen liegendes Gehäuse für die Sperreinrichtung 130 umfassen. Die Teilnehmereinrichtung 162 kann, wie unter Bezugnahme auf die Teilnehmereinrichtung 161 beschrieben, einen Umsetzer, eine zusätzliche Dienstvorrichtung und eine Stromversorgungseinrichtung oder, wie unter Bezugnahme auf die Teilnehmereinrichtung 162 beschrieben, überhaupt nichts umfassen.
Die Sperreinrichtung 130 ist genau wie der Umsetzer/Decodierer 150 eindeutig von der Empfangsstelle 100 adressierbar. Wenn zwei Bit einer eindeutigen Mehrbit-Teilnehmeradresse mit der eindeutigen Kennzeichnung eines Einsteckplatzes für eines von vier Teilnehmermodulen verbunden sind, kann die gemeinsame Steuerschaltung eindeutig mit den verbleibenden, nicht zur Sicherung der Datenverbindung benutzten Adressdaten adressiert werden. Genau wie die Gebührenprogramme klar übertragen werden und da nicht unbedingt Datenkommunikation mit einem Teilnehmergrundstück erforderlich ist, muß nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung eine Teilnehmeradresse nicht unbedingt in sicherer Form übertragen werden. Trotzdem kann Adressensicherheit wünschenswert sein, solange in einem Grundstück Umsetzer/Decodierer 150 oder sonstige eine eindeutige Adresse erfordernde Einrichtungen vorgesehen sind.
Die Sperreinrichtung 130 umfaßt adressierbare gemeinsame Steuerschaltungen und bis zu vier Einsteck- Teilnehmermodule. Bei Empfang eines teilnehmerspezifischen Gebührenprogramms oder von Kanalberechtigungsdaten werden die Daten in der Sperreinrichtung 130 gespeichert. Die Sperreinrichtung 130 kann weiterhin automatische Verstärkungsregelschaltung der gemeinsamen Steuerschaltung umfassen. Alternative Verstärkungsregelanordnung werden hiernach unter Bezugnahme auf Figuren 9 und 10 beschrieben. Die mit jedem Teilnehmern modul verbundene Kanalperrschaltung stört unerlaubte Gebührenprogramme die über einen bestimmten Hausanschluß 115 an einen bestimmten Teilnehmer abgezweigt sind. Die Sperreinrichtung 130 ist folglich einigermaßen kompatibel zu der in der Technik bekannten Datenübertragung mit adressierbarer Berechtigung. Es ist keine Verwürfelung von Gebünrenkanälen (und keine resultierenden Bildfehler) notwendig oder wünschenswert. Weiterhin sind keine zusätzlichen Formen der Dienstsicherheit wie beispielsweise Kanalverschlüsselung, Imbandkanal- oder Stufennachweis oder sonstige Sicherheitsmaßnahmen notwendig. Der nach Erfolg strebende Dienstpirat muß versuchen, ein bestimmtes zufallsmaßig störendes Signal mit veränderlicher Frequenz zu beseitigen oder versuchen, in die außen liegende Einrichtung 130 einzugreifen oder aus abgeschirmtem und angeschlossenem Kabel 110, das ebenfalls gegen Hochfrequenzlecken gesichert sein sollte, ein Signal abzuleiten.
Die gemeinsame Steuerschaltung der Sperreinrichtung 130 wird nunmehr mittels des Blockschaltbildes der Figur 2 zur Bedienung von vier Teilnehmermodulen entsprechend dem Blockschaltbild der Figur 3 beschrieben. Unter besonderer Bezugnahme auf Figur 2 ist ein stichleitungskabel 110 gezeigt, das in die Sperreinrichtung 130 bei STICHL. EIN eintritt und sie bei STICHL. AB verläßt. Der Strom STR kann über das Stichleitungskabel mittels einer Teilnehmeranschlußleitung oder örtlich durch interne oder externe Mittel bereitgestellt werden. Der Eingangsstrom kann je nach der Stromquelle STR Wechsel- oder Gleichstrom sein.
Ein Richtkoppler 210, der die Form eines Einsteckmoduls aufweisen kann, zapft das Breitbandabnehmer kabel 110 an. So wird zum Hochpaßfilter 220 ein breites Band von Hochfrequenzsignalen ausgegeben. Das Hochpaßfilter 220 gibt ein Frequenzband mit mindestens der Datenträgerfrequenz bzw. den Datenträgerfrequenzen (in einer zweiseitig gerichteten Anwendung) und dem Kabelfernsehkanalspektrum weiter. Kurz auf Figur 4(b) Bezug nehmend, kann das Kabelfernsehspektrum ein Frequenzband von ca. 54 MHz bis 350 MHz umfassen.
Eine gemeinsame automatische Verstärkungsregelschaltung nach Figur 2 umfaßt das veränderliche Dämpfungsglied 230, den HF-Verstärker 233, den Richtkoppler 232 und die Verstärkungsregelschaltung 231. Diese automatische Verstärkungsregelschaltung regelt die Breitband- HF-Sigzialleistung entsprechend, so daß sie innerhalb von festgelegten Grenzen fällt.
An den Richtkoppler 232 ist auch ein Datenempfänger 240 zum Empfangen von Daten von dem in der Empfangsstelle 100 befindlichen adressierbaren Datensender 103 angeschlossen. Der Datenempfänger 240 empfängt beispielsweise über einen Datenträger mit 108,2 Megahertz übertragene Daten und liefert dem Datendecodierer 250 unverarbeitete Daten. Nach einem festgelegten Protokoll können solche Daten die Form eines Betriebscodes, einer teilnehmerspezifischen Adresse und zugehöriger Daten annehmen. Vom Datendecodierer 250 werden die Daten verarbeitet und die getrennt übertragenen Daten dem Mikroprozessor 260 für weitere Auswertung entsprechend einem eingebauten Algorithmus zugeführt. Der Mikroprozessor 260 ist am wirksamsten so ausgewählt, daß er einen für ein einzelnes Teilnehmermodul vorgesehenen Mikroprozessor von so vielen Aufgaben wie möglich entlastet und ist daher am sinnvollsten ein 8-Bit-Mikroprozessor mit acht Kilobyte internen Codes wie beispielsweise ein Motorola 68HC05C8.
Vom Mikroprozessor 260 können Empfangsdaten im unterbrechungsfreien Speicher 270 eingespeichert sein. Daten können zeitweilig im Speicher 270 gespeichert sein oder dauerhafter gespeichert und danach gegebenenfalls über einen seriellen Peripherieschnittstellenbus, der den Mikroprozessor 260 mit getrennten, mit jedem vorgesehenen Teilnehmermodul verbundenen Mikroprozessoren verbindet, zu einem Teilnehmermodul heruntergeladen werden.
Vom Mikroprozessor 260 werden infolgedessen sowohl globale, an gemeinsame Steuerschaltungen adressierte Nachrichten als auch an eindeutige Teilnehmermodule adressierte Nachrichten ausgewertet. Gegebenenfalls werden vom Mikroprozessor 260 globale oder adressierte Nachrichten an andere Sperreinrichtungen 130 oder an Umsetzer/Decodierer 150 (Figur 1) ignoriert. Beispiele von für die Sperreinrichtung 130 spezifischen globalen Nachrichten sind Gebührenkanalfrequenzdaten und störfaktordaten für jeden Gebührenkanal oder Kanal, über den Gebührenprogramme zu einem bestimmten Zeitpunkt über die Empfangsstelle 100 bereitgestellt werden. Beispiele adressierter Nachrichten umfassen Nachrichten mit Gebührenkanal - oder Programmberechtigungsinformationen oder Nachrichten zur Anweisung der gemeinsamen Steuerschaltung, einem bestimmten Teilnehmer den Dienst zu verweigern oder bereitzustellen.
Wenn zweiseitig gerichtete Dienste über das Abnehmerkabel erwartet werden, muß ein (nicht gezeigter) Datensender in der gemeinsamen Steuerschaltung der Figur 2 vorgesehen werden, oder es kann eine getrennte Fernsprechstrecke von der Teilnehmerstelle zur Empfangsstelle vorgesehen werden. Der serielle Peripherieschnittstellenbus 290 kann eine zweiseitig gerichtete Kommunikationsstrecke sein, über die mit Teilnehmermodulen verbundene Streckenmikroprozessoren 300 (Figur 3) bei Anfrage zumindest Zustandsberichte für den Mikroprozessor 260 bereitstellen können.
Der HF-Verzweiger 280 liefert mindestens das Kabelfernsehdienstspektrum der Figuren 4(a) und 4(b) umfassende Breitband-Hochfrequenzsignale getrennt an jedes bereitgestellte Teilnehmermodul.
Wenn für besondere Zusatzdienste ein Rückweg erforderlich ist, kann eine (nicht gezeigte) Signalweiche eines Einsteck-Sonderdienstmoduls zum Empfang von Nachrichten von jedem der vier Teilnehmermodule auf entgegengesetzte Weise zum Verzweiger 280 bereitgestellt werden. Über das mit dem zusätzlichen Sonderdienst verbundene (ebenfalls nicht gezeigte) Sonderdienst- Einsteckmodul können gewisse Daten zur Empfangsstelle zurück übertragen werden.
Insbesondere Bezug nehmend auf Figur 3, ist dort ein Gesamtblockschaltbild eines Teilnehmermoduls nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein Mikroprozessor 300 gehört zu einem bestimmten Teilnehmermodul und verkehrt mit dem Mikroprozessor 260 der Figur 2 über einen seriellen Peripherieschnittstellenbus. Der Mikroprozessor 300 kann einen mit nur zwei Kilobyte Code ausgerüsteten Acht-Bit-Mikroprozessor umfassen, der vom Mikroprozessor 300 von den Gesamsteueraufgaben entlastet wird. Der Mikroprozessor 300 kann daher zweckdienlicher weise einen Mikroprozessor Motorola 68HC05C3 oder eine gleichartige Einheit umfassen.
Ein Rückweg kann über ein Tiefpaßfilter 392 zu einem (in Figur 2 nicht gezeigten) Sonderdienstmodul der gemeinsamen Steuerschaltung nach Figur 2 von einem entsprechenden Sonderdienstmodul auf dem Teilnehmergrundstück bereitgestellt werden. Ein solcher Rückweg wird über den Anschluß OS zum Teilnehmer vervollständigt. Strom kann auch über das Teilnehmeranschlußkabel zum Modul der Figur 3 vertragen und am Anschluß OS entnommen werden.
Das Breitband-Hochfrequenzfernsehspektrumsignal von der Figur 2 wird dem Anschluß IS zugeführt. Bezug nehmend auf den den Anschluß IS mit dem Anschluß OS verbindenden Weg sind ein Dienstverweigerungsschalter 389, ein Verstärker 387, eine Störsignalweiche 384 und ein Hochpaßfilter 391 in Reihe geschaltet. Der Dienstverweigerungsschalter 389 unterliegt der Steuerung des Mikroprozessors 300. Bei einer adressierten Nachricht von der Empfangsstelle 100, die Beispielsweise anzeigt, daß einem Teilnehmer der Dienst wegen Nichtbezahlung einer Rechnung zu verweigern ist, kann der Dienstverweigerungsschaltung 389 geöffnet werden. Zusätzlich kann unter Steuerung des Mikroprozessors 387 ein Hochfrequenzverstärker387 jedesmal dann abgeschaltet werden, wenn Dienst zu verweigern ist. Ansonsten kann der Verstärker 387 unter Mikroprozessorsteuerung auf diskrete Verstärkungspegel eingestellt werden, um das Breitbandfernsehsignal mit Zusatzverstärkung zu versorgen, wenn ein Teilnehmer eine eine Nennmenge überschreitende Mehrzahl von Fernsehempfängern aufweist.
Störsignale werden unter Mikroprozessorsteuerung an der Richtweiche 385 gesperrt. Wegen der Richteigenschaft des Verstärkers 387 können Storsignale die gemeinsame Steuerschaltung der Figur 2 oder das Abnehmerkabel 110 nicht zufälligerweise erreichen. Storsignale werden mit einem Pegel gesperrt, der annähernd innerhalb eines Bereiches von -2,5 dB bis +6,5 dB oder +2 dB Nennwert des Bildträgerleistungpegels der zu störenden unerlaubten Gebübrenkanalfrequenz liegt. Sie werden am zweckdienlichsten für Bildträgerstörung gesperrt, die annähernd innerhalb eines Frequenzbereiches liegt, der sich vom Bildträger bis +250 Kilohertz oberhalb des Bildträgers in Richtung des Tonträgers des zu störenden Kanals erstreckt. Entsprechend der gegenwärtigen Sperreinrichtung ist die Frequenz von der Empfangsstelle 100 auswählbar und kann daher wenn gewünscht so gewählt werden, daß sie den Tonträger bei einer diesem Träger näherliegenden Frequenz stört. Auch kann der Leistungspegel des Storsignals über globale Datenübertragungen verändert werden, wenn beispielsweise Tonträgerstörung gewünscht wird. Mit einer solchen Sperrung auf kanalweiser Grundlage zwischen den Bild- und Tonträgern werden Nachbarkanal-Bildfehler minimiert.
Mit dem Rochpaßfilter 391 werden alle Rückwegsignale daran gehindert, die Weiche 385 zu erreichen, und es gibt das Breitbandspektrum einschließlich aller Störsignale an den Anschluß OS weiter. In beispielsweise dieser Ausführungsform können etwaige Rückwegsignale Hochfrequenzsignale unterhalb von 100 Megahertz sein. Es wird angenommen, daß das Breitbandfernsehspektrum entsprechend der Figur 4 im Bereich von 100-350 Megahertz liegt. Sperrung von Gebührenkanalbenutzung kann jedoch innerhalb eines zu störenden breiteren oder diskontinuierlichen Kabelfernsehspektrums überall dort wo gewünscht zugewiesen werden. Die Filter 391 und 392 sind infolgedessen entsprechend dieser oder ähnlich ausgewählter Konstruktionskriterien dazu ausgelegt, Breitbandfernsehoder Rückwegsignale wie gewünscht zu blockieren oder weiterzugeben.
Der Mikroprozessor 300 steuert vier (oder gegebenenfalls fünf) spannungsgesteuerte Oszillatoren 341-344, die jeweils Gebührenkanalfrequenzen innerhalb eines zugewiesenen fortlaufenden Frequenzbereichs stören. Da Gebührenprogramme überall im Kabelfernsehspektrum übertragen werden können, umfaßt die Summe aller dieser zugewiesenen Teile das gesamte zu störende Fernsehspektrum (selbst dort, wo normalerweise Nichtgebübrenkanäle vertragen werden). Nach der vorliegenden Erfindung kann das zu störende Fernsehspektrum diskontinuierliche Teile oder absichtlich überlappende Teile umfassen.
Kurz auf Figur 4(a) Bezug nehmend, wird die Spektrumszuweisund zu der Mehrzahl von vier spannungsgesteuerten Oszillatoren in einer Ausführungsform angesichts gewisser Grundsätze besprochen. Alternativ können in einer weiteren Ausführungsform nach Figur 4(b) fünf spannungsgesteuerte Oszillatoren benutzt werden. In der Figur 4(b) kann ein fünfter Niederbandoszillator vorgesehen sein, wenn Gebübrendienst über normalerweise Nichtgebührenkanäle wie die Kanäle 2-13 übertragen wird. Als erstes ist es unter Bezugnahme auf Figur 4(a) wünschenswert, harmonische Störungen erlaubter Kanäle innerhalb des zugewiesenen Bandes durch das Störsignal zu beseitigen. Beispielsweise kann eine Harmonische eines Signals mit relativ niedriger Frequenz, beispielsweise 100 MHz, einen Kanal auf einer Harmonischen dieser Frequenz im Oberteil des Kabelfernsehspektrums stören. Anders gesagt, sollte das zugewiesene Band so begrenzt sein, daß ein Oszillator in ein Drittel einer Oktave fällt und infolgedessen alle Harmonischen der Frequenz durch mit jedem Oszillator verbundene Filter 351, 352, 353 und 354 blockiert werden können. Der als OSC 1 bezeichnete Oszillator 341 ist beispielsweise in einem sich von 126 bis 158 Megahertz erstreckenden Band aktiv, während das Filter 351 Harmonische oberhalb der eingeschlossenen Kanäle 15-20 der Bandmitte blockiert.
Dienstanbieter an der Kabelempfangsstelle wählen normalerweise Gebührenkanalzuweisungen in dem die Kanäle 15-22 überdeckenden Bandmittebereich aus. Das Band des Oszillators 342 kann infolgedessen beispielsweise so ausgewählt werden, daß es das dem Oszillator 341 zugewiesene Band überlappt.
Um ein Störintervall von 20% zu erreichen, kann jeder Oszillator so eingeschränkt werden, daß er nur vier Gebührenkanäle stört. Wie in Verbindung mit einer Besprechung der Figuren 5, 6 und 7 beschrieben wird, kann die Störtiefe je nach Dienststufe des Teilnehmers automatisch für einen bestimmten Teilnehmer erhöht werden. Durch Zuweisung einer Überlappen von Bändern, wie beispiels weise zwischen ersten und zweiten Oszillatoren 341 und 342, können alle acht Kanäle der Bandmitte mittels der gegenwärtigen Sperreinrichtung gestört werden, wodurch zwei Kanäle des hohen Bandes belassen werden, die immer noch über den Oszillator 342 gestört werden können. Infolgedessen kann nach der Figur 4 der Oszillator OSC1 vier der sechs zugewiesenen Kanalfrequenzen der Bandmitte stören, während der Oszillator OSC2 ein überlappendes Band mit Kanälen 19-22 der Bandmitte und Kanälen 7-10 des hohen Bandes stören kann. Der Bereich der Störsignalfrequenzen für den Oszillator OSC2 wird innerhalb des Bereiches von 150-194 Megahertz entsprechend der wunschenswerten Beseitigung von Harmonischenstörungen ausgewählt.
Entsprechend diesen Konstruktionsgrundsätzen wird für den Oszillator OSC3 oder Oszillator OSC4 keine Bandüberlappung dargestellt Trotzdem beseitigen die Frequenzbereiche von 198-254 Megahertz bzw. 258-326 Megahertz dieser Oszillatoren jede Gefahr einer Harmonischenstörung. Die Tiefpaßfilter 353 und 354 schneiden Harmonischefrequenzen oberhalb der Obergrenzen dieser entsprechendem Bereiche ab. Der Oszillator OSC3 liefert Störsignale zum Stören von vier aus den Kanälen 11-13 des Hochbandes und den Kanälen 23-29 des superbandes ausgewählten Gebührenkanälen. Mit einem verringerten Störfaktor dieser zehn Kanäle können acht Gebührenkanäle gestört werden. Der Oszillator OSC4 ist zum Stören vom Kanal 30 im superband bis zu dem sich in das Hyperband erstreckenden Kanal 41 vorgesehen. Vier Kanäle dieser zwölf können mit einem Störintervall von 20% gestört werden; mit einem verringerten Störfaktor können jedoch acht gestört werden.
Zusätzlich kann es wünschenswert sein, daß der fünfte Oszillator ein zusätzliches Band normalerweise nicht gebührenpflichtiger Kanäle wie Tiefbandkanäle 2 bis 6 von 54 MHz bis 88 MHz abdeckt. Der Oszillator mit der niedrigeren Frequenz wäre hinsichtlich der von ihm störbaren Kanalzahl (4 von 4 Kanälen) mehr als der Hochfrequenzoszillator (4 bis 13 von 13 Kanälen) begrenzt. Als Alternative können vier Oszillatoren benutzt werden, wobei nur vier der in Figur 4(b) dargestellten fünf Anteile ausgewählt werden. Jedenfalls sind auch mehr als fünf Oszillatoren deutlich möglich, die zusätzliche steile zu denen in Figur 4(b) bis zu 600 MHz abdecken.
Der Mikroprozessor 300 ist über ein Bussystem mit Speicher- und Pufferschaltungen mit RAM 311 und 312 und Puffer 310 verbunden. Der Mikroprozessor 300 arbeitet mit einer Taktfrequenz von beispielsweise vier Megahertz, die vom Taktgeber 336 bereitgestellt wird. Der Zähler 335 ist als getrenntes Glied dargestellt; jedoch ist der Zähler 335 im wesentlichen zum Zählen der Ausgangsfrequenzen der Störoszillatoren 341-344 während einer Frequenzeichbetriebsart vorgesehen und kann daher ein Element des Mikroprozessors 300 darstellen.
Der Mikroprozessor 300 ist auch mit dem Digital- Analogwandler 320 verbunden. Während einer normalen Betriebsart wandelt der Digital-Analogwandler 320 ein Zehn-Bit-Spannungssteuerwort in Analogspannungsausgaben um, die wiederum dem Analogmultiplexer 330 zugeführt werden. Die Analogspannungsausgaben des Analogmultiplexers 330 werden gespeichert und in Abtast- und Halteschaltungen 337-340 zum Anlegen an die Oszillatoren 341- 344 gehalten. Über einen parallelen Zwei-Bit-Ansteuerbus werden Analogspannungssignalausgaben periodisch vom Analogmultiplexer 330 über Leitungen FREQ 1-4 den Oszillatoren 341-344 zugeleitet entsprechend den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung können diese Signale in einer Pseudozufallsfolge bereitgestellt werden, um wie unter Bezugnahme auf Figur 6 beschrieben Raubversuche zu verhindern.
Zur Ansteuerung der Oszillatoren ist der Mikroprozessor 300 über entsprechende Oszillatorstromleitungen OPWR1-4 mit jedem Oszillator 341-344 verbunden. Jeder oszillator kann während einer normalen Betriebsart abgeschaltet werden, wenn ein Teilnehmer zum Empfang aller Kanäle innerhalb seines zugewiesenen Bandes zu einem bestimmten Zeitpunkt berechtigt ist. Weiterhin kann während einer Eichungsbetriebsart ein Oszillator für die Eichung angeschaltet werden, während alle anderen Oszillatoren abgeschaltet sind.
Der Mikroprozessor 300 ist weiterhin mit vier Hochfrequenz-PIN-Diodenschaltern 361-364 verbunden. Während einer normalen Betriebsart werden diese Schalter gezielt für eine kurze Zeit, beispielsweise sechzehn Mikrosekunden lang, geöffnet, während ein zugehörigen Oszillator von einer Storsignalfrequenzausgabe zu einer anderen wechselt oder hüpft. Unter der Annahme von Vier- Kanal-Störung durch einen bestimmten Oszillator mit einem Störungsfaktor von vier ist über diese PIN-Diodenschalter trotzdem eine Frequenzhüpfgeschwindigkeit von viertausend Hertz leicht erreichbar.
Tiefpaßfilter, mit denen alle Harmonischen von Störsignalfrequenzausgaben abgeschnitten werden, sind ebenfalls mit den Ausgängen jedes Oszillators verbunden. Diese Tiefpaßfilter können entweder an die Eingänge oder die Ausgänge der Schalter 361-364 angeschlossen werden, obwohl in der Figur 3 eine Reihenschaltung zwischen deren zugehörigem Oszillator und Hochfrequenzschalter gezeigt ist.
Die Störsignalausgaben aller vier Oszillatoren werden bei der Signalweiche 365 kombiniert. Von der Signalweiche 365 wird die kombinierte Ausgabe vom Koppler 370 gerichtet an den programmierbaren Vorteiler 375 und das Signaldämpfungsglied 380 angekoppelt.
Der programmierbare Vorteiler 375 wird nur, wenn während einer Eichungsbetriebsart erforderlich, über die Leitung PREPWR bestromt. Nach einem programmierbaren Teilungsfaktor wird dem Mikroprozessor 300 eine herabgeteilte Ausgangsfrequenz zum Zählen zugeführt. Wenn er abgeschaltet ist, ergibt sich kein Ausgangssignal
Während einer normalen Betriebsart wird die kombinierte Störsignalausgabe des Dämpfungsgliedes 380 am Richtkoppler 385 mit dem weitergegebenen ankommenden Breitbandfernsehsignal von der gemeinsamen Steuerschaltung der Figur 2 kombiniert. Da angenommen wird, daß der Teilnehmer seine Rechnung bezahlt hat, wird angenommen, daß der Schalter 389 und Verstärker 387 bestromt sind. Als Ergebnis des Kombinierens von Störsignalen mit dem (bislang klar übertragenen) Breitsbandspektrum empfängt der Teilnehmer nur gebührenpflichtige oder beschränkte programme klar, zu deren Empfang er berechtigt ist.
Insbesondere auf Figur 5 Bezug nehmend... ist dort ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Rückkopplungsschleife dargestellt, die für die Beschreibung der Frequenzeichungsbetriebsart nützlich ist. Die einen Bruchteil einer Sekunde einnehmende Frequenzeichungsbetriebsart stellt einen relativ stabilen Betrieb während einer normalen Betriebsart sicher. Weiterhin besteht wegen der Frequenzeichungsbetriebsart kein Erfordernis einer Anwendung von langsamen gebräuchlichen Frequenzsychronisationsverfahren und während der normalen Betriebsart kann eine hohe Betriebsfrequenz-Hüpfgeschwindigkeit von viertausend Hertz erreicht werden. Die Ausführungsform zeigt die Eichung eines bestimmten Oszillators OSC. Die dargestellte Schleife zeigt eine mit dem Teilnehmermodulmikroprozessor 300 verbundene anwendungsspezifische integrierte Schaltung ASIC. Diese ASIC-Schaltung kann mit der doppelten Mikroprozessorrate getaktet werden und sowohl den oben besprochenen Spannungssteuerungswortspeicher-RAM als auch den programmierbaren Vorteiler 375 umfassen. Es ist ein Worteinstell- und Ansteuerbus 501 gezeigt, mit dem ein getrennter Zugriff auf alle und Einstellung aller Spannungssteuerungsworte im Spannungssteuerungswortspeicher RAM möglich ist. Bei seiner Adressierung wird der Spannungssteuerungswortspeicher über den Bus 511 mit dem Digital- Analogwandler 320 verbunden. Der Digital-Analogwandler 320 wird über die Abtast- und Halteschaltung SH mit dem Oszillator OSC verbunden, an den unter Mikroprozessorsteuerung über die Leitung OPWR Strom angelegt wird. Die Störsignalausgabe des Oszillators OSC wird über den Richtkoppler 370 Mikroprozessor 300 zurückgeführt. Am festen vorteiler 376 wird die Hochfrequenzausgabe um einen festen Teilungsfaktor herabgeteilt. Danach wird die herabgeteilte Störfrequenzausgabe zum programmierbaren Vorteiler 375 ausgegeben. Der programmierbare Vorteiler 375 unterliegt der Steuerung des Mikroprozessors 300. Auf von der Empfangsstelle zum Mikroprozessor 260 der Figur 2 übertragene Gebührenkanalfrequenzdaten reagierend erzeugt der Mikroprozessor 260 wiederum den Teilungsfaktor und Daten über die Zeit zwischen Zählungen zur Übertragung an den Mikroprozessor 300 über den seriellen Peripherie schnittstellenbus (Figure 2 und 3). Vom Mikroprozessor 300 wird der Teilungsfaktor des programmierbaren Vorteilers 375 über die Leitung 502 programmiert und eine zählbare Frequenzausgabe vom programmierbaren Vorteiler 375 über die Leitung 503 empfangen. Danach zählt der Mikroprozessor 300 die Ausgabe am eingeschlossenen Zähler 335.
Bereitstellung der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung ASIC hilft bei der Miniaturisierung des Teilnehmermoduls der Figur 3 und vermindert die externen speichererfordernisse des Mikroprozessors 300. Andererseits kann die Bereitstellung eines begrenzten Spannungssteuerungswortspeichers in der ASIC-Schaltung den Mikroprozessor 300 in seiner Möglichkeit, adressierbare Schlitze anderen Oszillatoren zuzuweisen, wenn ein Oszillator abgeschaltet wird, beschränken, wie unter Bezugnahme auf Figur 6 näher beschrieben wird. Die Bereitstellung eines zweiten oder festen Vorteilers im vergleich mit dem in Figur 3 dargestellten einzelnen programmierbaren vorteiler ist wünschenswert, wenn sich der Frequenzbereich des zu störenden Fernsehspektrums in das Hyperband erstreckt.
Nunmehr auf Figur 6 Bezug nehmend ist dort eine Ausführungsform eines Spannungssteuerungswortspeichers mit 64 Speicherstellen mit Adressen 1-64 dargestellt. An jeder vierten Speicherstelle 1, 5, 9 und so weiter befindet sich ein mit einem ersten Oszillator verbundenes Spannungssteuerungswort Zur Herstellung einer Konvention für Besprechungszwecke wird angenommene daß f10. . .F1E sechzehn Frequenzsteuerungsworte für einen ersten Oszillator OSC1 betreffen und in Sedezimaldarstellung von 0-E numeriert sind. Wie oben unter Bezugnahme auf die Speichererfordernisse der ASIC-Schaltung angedeutet, können die sechzehn Speicherschlitze permanent mit dem Oszillator OSC1 verbunden sein; eine derartige Konstruktionswahl begrenzt jedoch die Freiheit zur Neuzuweisung von Spannungssteuerungsworten zu anderen Oszillatoren.
Spannungssteuerungsworte werden der Reihe nach in Spannungssteuerungswortspeicher für jeden Oszillator eingegeben, vorausgesetzt, daß der Oszillator zur Störung verwendet wird. Als erstes wird angenommen, daß alle vier Oszillatoren angelegt werden, jeweils zur Störung von vier Gebübrenkanälen. Wie man noch sehen wird, ist dies eine vereinfachte Annahme, in der angenommen wird, daß ein Teilnehmer nicht zum Empfang von Gebührenkanälen berechtigt ist, und es wird weiterhin angenommen, daß alle Gebührenkanäle mit demselben Störungsfaktor vier zu stören sind.
Im vorliegenden Beispiel werden sechzehn Spannungssteuerungsworte in den Speicher fur jeden Oszillator eingegeben, von denen vier dieselben sein können, wobei jeweils vier gleichartige Steuerungsworte eine zu störende Gebührenkanalfrequenz betreffen. So werden vier Gruppen von vier gleichartigen Steuerungsworten in sechzehn Speicherstellen 1, 5, 9, 13. . .61 für den Oszillator OSC1 eingegeben. Diese sind als f10 bis f1E angezeigt. Auf gleiche Weise werden sechzehn Spannungssteuerungsworte in Speicherstellen 2, 6, 10, 14. . .62 für den Oszillator OSC2 eingegeben. Diese sind als f20. . f2E angezeigt. Danach werden sechzehn Spannungssteuerungsworte in Speicherstellen 3, 7, 11, 15. . .63 für den Oszillator OSC3 eingegeben, die als f30. . .f3E angezeigt sind. Als letztes werden sechzehn Spannungssteuerungsworte in Speicherstellen 4, 8, 12, 16. . .64 für den Oszillator OSC4 eingegebeni die als f40. . f4E angezeigt sind.
Nunmehr wird der Eichungsalgorithmus zum Laden eines ersten Zehn-Bit-Spannungssteuerungswortes f10 in eine erste Speicherstelle 1 für einen ersten Oszillator OSC1 im einzelnen beschrieben. Aus den heruntergeladenen Frequenzdaten vom Mikroprozessor 260 wird ein erster programmierbarer Teilungsfaktor über die Leitung 502 zur Einstellung des programmierbaren Vorteilers 375 übertragen. Alle anderen Oszillatoren OSC2-4 werden über Leitungen OPWR2-4 abgeschaltet, und der Oszillator OSC1 wird über die Leitung OPWR1 angeschaltet (diese sind in der Figur 5 als Oszillator OSC beziehungsweise Leitung OPWR dargestellt).
Aus den Gebührenkanalfrequenzdaten wird ein erstes Zehn-Bit-Spannungssteuerungswort f10 an Speicherstelle 1 eingespeichert, das eine erste beste Schätzung der Störfrequenz durch Mikroprozessor 300 über Bus 501 darstellt. Das Wort wird zum Digital-Analog-Wandler 320 übertragen, wo es in eine Analogspannung umgewandelt wird. Der (in Figur 5 nicht gezeigte) Analogmultiplexer wählt eine Leitung FREQ1 vom Multiplexer zum Oszillator OSC1. Die Analogspannungsausgabe des Digital-Analogwandlers wird folglich der Abtast- und Halteschaltung SH beziehungsweise 337 zum Anlegen an den Oszillator OSC1 bereitgestellt. Die (der Einfachheit halber in Figur 5 nicht dargestellte) Signalweiche 365 gibt nur die Störsignalausgabe vom Oszillator OSC1 an den Richtkoppler 370 weiter, da alle anderen Oszillatoren OSC2-4 zu dieser Zeit abgeschaltet sind. Über den Richtkoppler 370 wird die Störsignalausgabe dem festen Vorteiler 376 zugeführt. Der feste Vorteiler 376 teilt die Ausgangsfrequenz des Oszillators des OSC1 auf eine erste Frequenz herab. Nach dem in den programmierbaren Vorteiler 375 eingeladenen Teilungsfaktor wird die erste Frequenzausgabe des festen Vorteilers 376 weiter auf eine Frequenz herabgeteilt, die vom Zähler 335 des Mikroprozessors 300 gezählt werden kann. In Anerkennung der Tatsache, daß die Oszillatorausgangsfrequenz Hunderte von Megahertz betragen kann und der Taktgeber für den Mikroprozessor 300 nur mit vier Megahertz läuft, sollte die über die Leitung 503 bereitgestellte Frequenz genügend herabgeteilt werden, um mit einigermaßen Genauigkeit gezählt werden zu können. Da die feste Zeit zwischen Zählungen dem Mikroprozessor 300 bekannt ist, da sie vom Mikroprozessor 260 heruntergeladen worden ist, zählt der Zähler 335 die Frequenzeingabe auf Leitung 503. Die resultierende Zählung wird mit der Sollzählung verglichen, und vom Mikroprozessor wird das Steuerungswort dementsprechend eingestellt. Als Ergebnis gibt der Mikroprozessor 300 den Algorithmus solange wiederholt ein, bis das im Speicher gespeicherte Spannungssteuerungswort die zu störende Gebührenkanalfrequenz so genau wie möglich reflektiert. Danach wird dieser Vorgang viermal für vier vom Oszillator OSC zu störende Gebührenkanalfrequenzen wiederholt.
Während des Ladevorgangs der vier Gebührenkanalfrequenzen fur einen bestimmten Oszillator in den Spannungssteuerungswortspeicher gibt es zwei untergeordnete Verfahren, mit denen die vier Spannungssteuerungsworte für einen einzelnen Gebührenkanal absichtlich verändert werden können. In einem ersten untergeordneten Verfahren können über die Empfangsstelle 100 vier unterschiedliche Frequenzen absichtlich mit Bezugnahmen auf einen Gebünrenkanal ausgewählt werden. Mit einer gegebenen Auflösung von 50 Kilohertz, die von den geringstwertigen Bitstellen eines Zehn-Bit-Spannungssteuerungswortes bereitgestellt wird, können die vier unterschiedlichen Frequenzen von der Empfangsstelle 100 überall innerhalb des 250-Kilohertz-Bereiches oberhalb des Gebührenkanalbildträgers ausgewählt werden, um die wirkungsvollste Gebührenkanalstörung zu erreichen. In einem zweiten untergeordneten Verfahren kann der Mikroprozessor 300 so programmiert werden, daß er absichtlich das eingegebene Spannungssteuerungswort so verändert, daß es auf oder in der Nähe der erwarteten heruntergeladenen Frequenz, beispielsweise bei 50 Kilohertz um die erwartete Frequenz oder darunter liegt. Infolgedessen werden, wenn die Empfangsstelle nur eine Frequenz für einen ersten Gebührenkanal, beispielsweise auf 200 Kilohertz oberhalb des Bildträgers auswählt, Spannungssteuerungsworte in den Speicher eingegeben, die dem Bildträger zuzüglich 150 Kilohertz, 200 Kilohertz und 250 Kilohertz gleichwertig sind. Mit beiden untergeordneten Verfahren werden Piraten daran gehindert zu versuchen, die mit diesen Verfahren absichtlich veränderte Störsignalfrequenz auszufiltern.
Störfaktor ist ein Begriff, der das Laden der sechzehn Spannungssteuerungsworte in den Spannungssteuerungswortspeicher für einen bestimmten Oszillator betrifft. Für jeden Gebührenkanal wird ein Störfaktor ausgewählt und global von der Empfangsstelle übertragen. Wenn von jedem der vier Oszillatoren OSC1-4 vier Gebührenkanäle zu stören sind und alle mit demselben Störintervall zu stören sind, weist jeder einen Störfaktor vier auf. Wenn ein Teilnehmer alle vier mit dem Oszillator OSC1 verbundenen Gebührenkanäle abonniert, dann kann der Oszillator OSC1 abgeschaltet werden, und während der Eichung für diesen Oszillator können keine Spannungssteuerungsworte eingespeichert werden. Wenn ein Teilnehmer zwei der vier Kanäle abonniert, dann kann der Mikroprozessor die sechzehn Steuerungsworte für den ersten Oszillator den zwei unerlaubten zu störenden Gebührenkanalfrequenzen zuweisen. Der Mikroprozessor kann folglich jeweils acht Steuerungsworte der Steuerung der zwei unerlaubten Gebührenkanäle zuweisen und erhöht damit automatisch das Störintervall beziehungsweise die Störtiefe auf Grundlage des Störfaktors und der gegebenen reduzierten Stufe der Gebührenprogrammberechtigung. Der Störfaktor kann beispielsweise absichtlich auf hoher Stufe ausgewählt werden, beispielsweise acht für ein besonders empfindliches Programm in bezug auf zwei andere, vom selben Oszillator zu störende Kanäle, denen ein Störungsfaktor von jeweils vier zugewiesen werden kann, wobei die Gesamtsumme aller dieser Störungsfaktoren der Höchstzahl von mit dem Oszillator verbundenen Spannungssteuerungsworten, in diesem Beispiel sechzehn, gleich ist.
Spannungssteuerungsworte können aus dem Speicher ausgelesen oder in den Speicher eingeschrieben werden, so daß sie in einer bestimmten Pseudozufallsfolge ausgelesen werden können, so daß zur richtigen Zeitbestimmung jeglicher Kerbfilterung ein Pirat die Pseudozufallsfolge kennen müßte. Beispielsweise sollen f11-f14 die vier vom Oszillator OSC1 zu störenden Gebührenkanalfrequenzen sein. Auf den Adressen 1, 5, 9 und 13 können Spannungssteuerungsworte für f11, f12, f13 beziehungsweise f14 gespeichert werden. Auf den nächsten vier Adressen 17, 21, 25 und 29 können jedoch die Spannungssteuerungsworte in unterschiedlicher Reihenfolge, beispielsweise f14, f13, f12 beziehungsweise f11 gespeichert werden. Die Reihenfolge kann in den übrigen acht Adressen weiter verändert werden, so daß, wenn die Spannungssteuerungsworte an den Oszillator OSC1 während einer Normalbetriebsart angelegt werden, sich die Ausgangsfrequenz des Störsignals entsprechend der Pseudozufallsfolge der Dateneingabe ändert.
Die Eichungsbetriebsart wird bei Ersteinschaltung eingeleitet, um die vierundsechzig Spannungssteuerungsworte für die Speicherung im Spannungssteuerungswortspeicher entsprechend den gewünschten Störsignalfrequenzen zu erzeugen. Periodisch tritt das Teilnehmermodul wieder in die Eichungsbetriebsart ein, um die Steuerungsworte aufgrund von Abwanderung, die sich entweder aus dem Oszillatorbetrieb oder dem Digital-Analogwandlerbetrieb ergeben kann, zu aktualisieren. Wenn sich eine solche Abwanderung innerhalb von beispielsweise 50 Kilohertz der ausgewählten Frequenz hält, ist sie eigentlich wünschenswert, da sie weiterhin die Bemühungen eines angehenden Piraten kompliziert. Wie auch schon angedeutet, erlaubt die periodisch durchgeführte Eichungsbetriebsart eine höhere Geschwindigkeit des Frequenzhüpfens, beispielsweise von vier Kilohertz während des Normalbetriebs, als es mit gebräuchlichen Frequenzregelverfahren wie Phasenregelschleifen möglich wäre. Eichung erfordert nur einen Bruchteil einer Sekunde, und infolgedessen kann bei einem auf einen unerlaubten Gebührenkanal abgestimmten Fernsehempfänger keine auswertbare Fernsehinformation erhalten werden.
Nunmehr unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild der Figur 3, insbesondere auf Figuren 6 und 7 Bezug nehmend wird jetzt die Normalbetriebsart erläutert. Als erstes auf Figur 3 bezugnehmend bewirkt der Mikroprozessor 300 bei Eintreten in eine Normalbetriebsart, daß ein erstes an Speicheradresse 1 des Spannungssteuerungswortspeichers der Figur 6 gespeichertes Spannungssteuerungswort zum Oszillator OSC1 übertragen wird. Vom Digital-Analogwandler 320 wird das Zehn-Bit- Wort 0010110101 auf einen Analogspannungspegel umgewandelt. Unter Steuerung eines Zwei-Bit-Ansteuerbuses wählt der Analogmultiplexer 330 FREQ1 zur Übertragung des Analogspannungssignals zur Speicherung und Aufbewahrung in der Abtast- und Halteschaltung 337 aus. Es wird angenommen, daß für dieses Beispiel alle vier Oszillatoren unter Steuerung des Mikroprozessors 300 über die Leitungen OPWR1-4 bestromt sind. Infolgedessen liefert der angeschaltete Oszillator OSC1 eine Störsignalfrequenzausgabe FREQ2 entsprechend der über den Analogmultiplexer 330 bereitgestellten Analogspannungssignaleingabe.
Bezug nehmend auf Figur 7 wird die Normalbetriebsart für das besprochene Beispiel in Form eines Signaldiagramms gezeigt. Am Ausgang des Digital-Analogwandlers wird bei Zeit t0 ein die Frequenz FREQ1 für den Oszillator OSC1 darstellender Analogspannungspegel gezeigt. Ebenfalls wird während des Zeitintervalls t0-t1 gezeigt, daß der Analogmultiplexer 330 den Digital-Analogwandler 320 mit dem Oszillator OSC1 verbindet. Während der Analogmultiplexer nur für die Dauer t0-t1 mit dem Oszillator OSC1 verbunden ist, wird die angelegte Analogspannung für die Dauer t0-t4 gespeichert und festgehalten. Folglich wird gezeigt, daß die Ausgabe des Oszillators OSC1 fortlaufend von Zeit t0- t4 angelegt ist.
Unter Steuerung des Mikroprozessors 300 über die Leitung OSSW1 wird der Schalter 361 kurz geöffnet, während die Frequenz FREQ1 am Ausgang des Oszillators OSC1 hergestellt wird, und wird dann sofort geschlossen. Der Schalter 361 bleibt danach vollständig geschlossen, bis die Ausgabe des Oszillators OSC1 von der Frequenz FREQ1 zu FREQ2 hüpft. Kurz vor der Zeit t4 wird der Schalter 361 wieder entsprechend dem Signal OSSW1 geöffnet. Die Störsignalausgabe des Oszillators 341 wird folglich am Ausgang des Schalters 361 kurz unterbrochen.
Zur Zeit t4 wird dem Digital-Analogwandler 320 signalisiert, die Ausgangsfrequenz des Oszillators OSC1 zur Frequenz FREQ2 zu ändern. Wie zuvor schaltet der Analogmultiplexer 330 einen diesmal die Frequenz FREQ2 darstellenden Analogspannungspegel zur Abtast- und Halteschaltung 337 durch, damit dieser dort festgehalten wird. Als Ergebnis liefert der Oszillator OSC2 nunmehr eine Störsignalfrequenzausgabe entsprechend der Frequenz FREQ2 bis zur Zeit t8.
In der Zwischenzeit wird der Schalter 361, der kurz vor der Zeit t4 entsprechend dem Schaltersteuersignal OSSW1 geöffnet wurde, zu einem Zeitpunkt kurz nach der Zeit t4 wieder geschlossen. Zu jedem Zeitpunkt während einer Normalbetriebsart, wenn einer der Hochfrequenzschalter 361-364 geöffnet ist, wird ein Teil des Gesamtstörintervalls, während dessen ein Störsignal angelegt werden würde, verlorengehen. Trotzdem besteht die sich aus der Abwesenheit von Schaltern 361- 364 ergebende Gefahr darin, daß während eines Hüpfens von einer Frequenz zur nächsten ein unerwünschtes Übergangssignal mit einer Frequenz und einem Pegel entstehen könnte, die bzw. der berechtigte Gebührenprogramme verzerren könnten. Wenn von einem bestimmten Oszillator vier Gebührenprogrammkanalfrequenzen zu stören sind, beträgt jede derartige Periode eines Offenzustandes eines normalerweise geschlossenen Hochfrequenzschalters 361-364 nicht mehr als 5% des (nicht gezeigten) Gesamtintervalls t0-t64.
Auf ähnliche Weise wird für den Oszillator OSC2 eine erste Frequenz FREQ1 hergestellt. Wiederum auf Figur 6 Bezug nehmend wird ersichtlich, daß sich an der Speicheradresse 2 das Spannungssteuerungswort 1010010110 befindet, das zum Oszillator OSC2 hin abgeliefert wird. Nach Figur 7 wird zur Zeit t1 ein dieses Wort darstellender Analogspannungspegel vom Digital-Analogwandler 320 ausgegeben. Zu einer Zeit kurz vor der Zeit t1 wird der Schalter 362 entsprechend dem Signal OSSW2 geöffnet. Wenn the Frequenz FREQ1 am Ausgang des Oszillators OSC2 oder zu einer Zeit kurz nach der Zeit t1 hergestellt ist, schließt sich der Schalter 362 wieder entsprechend dem vom Mikroprozessor 300 gelieferten Signal OSSW2.
Mit dem Fortschreiten der Normalbetriebsart werden alle in der Figur 6 gezeigten vierundsechzig Speicherstellen periodisch adressiert und zum Ansteuern der Oszillatoren OSC1-4 bereitgestellt. Nach Figur 7 sind nur die ersten sieben Worte so dargestellt, daß sie zur Auswahl der ersten drei Frequenzen für Oszillator OSC1 und jeweils zwei Frequenzen für die Oszillatoren OSC2-4 bereitgestellt wurden; der Vorgang zur Steuerung aller sechzehn Frequenzen für jeden Oszillator kann jedoch in der gezeigten Folge folgen oder sich absichtlich unterscheiden.
Um Piraten zu hindern und unter Bezugnahme auf Figur 7 für Oszillator OSC1 ist ersichtlich, wie Frequenzen in pseudozufallsfolge ausgegeben werden können. Es wird gezeigt, daß die Ausgangsfrequenzen FREQ1, FREQ2, FREQ3, FREQ4 in Zeitintervallen t0-t4, t4-t8, t8-t12 beziehungsweise folglich t12-t16 ausgegeben werden. In den nächsten Zeitintervallen können die Frequenzen stattdessen in der Folge FREQ4, FREQ3, FREQ2 und FREQ1 bereitgestellt werden. Danach können die Frequenzen in den nachfolgenden Intervallen noch in einer dritten unterschiedlichen Folge, beispielsweise FREQ2, FREQ3, FREQ4, FREQ1 bereitgestellt werden. Während der letzten vier aufeinanderfolgenden, sich von t48 bis t64 erstreckenden Intervalle kann die Reihenfolge der angelegten Frequenzen wiederum geändert werden, beispielsweise FREQ3, FREQ4, FREQ1, FREQ2. Die Pseudozufallsfolge kann von der Empfangsstelle definiert und heruntergeladen oder intern entweder vom Mikroprozessor 260 der Figur 2 oder dem Mikroprozessor 300 der Figur 3 entwickelt werden.
Nunmehr Bezug nehmend auf Figur 8 ist ein Oszillator für ein Sperrsystem gezeigt, der die Frequenz eines veränderlichen Oszillators aus dem Fernsehband verschiebt und die Ausgabe des veränderlichen Oszillators mit einer festen Überlagerungsoszillatorausgabe vermischt, um ein in das Fernsehband fallendes Störsignal zu erzeugen. Das Verfahren dieser Ausführungsform erlaubt, daß ein einziger Störoszillator einen viel höheren Frequenzbereich überdeckt als durch die oben unter Bezugnahme auf Figur 3 offenbarten Oszillatoren 341-344 abgedeckt wird.
Der Störoszillator 701 schwingt beispielsweise mit einer Frequenz im Bereich von 654 MHz bis 816 MHz. Die Ausgabe des veränderlichen Oszillators 701 wird dann auf die Ausgabe des Festoszillators 702 im Mischer 703 überlagert. Der Festoszillator 702 arbeitet mit einer Frequenz von beispielsweise 600 MHz, um eine Störsignalausgabe 704 zu erzeugen, die in das Kabelfernsehband fällt (in diesem Beispiel 54 MHz bis 216 MHz). Die Ausgabe des Mischers 703 wird im Richtkoppler 705 mit dem Breitbandsignal 706 verkoppelt, um die Breitbandausgabe 707 zu erzeugen.
Mit diesem Verfahren kann ein einziger Störoszillator einen viel höheren Frequenzbereich überdecken als mit dem Verfahren mit einem einzigen Oszillator zur direkten Störung der Fernsehfrequenzen. Ein weiterer von diesem Verfahren abgeleiteter Nutzen ist, daß alle Harmonischen des Störoszillators und Harmonischen des festen Überlagerungsoszillators weit oberhalb des Fernsehbandes liegen. Zur Beseitigung von harmonischen Wirkungen ist daher minimale Filterung erforderlich.
Die Steuerung 708 steuert die Frequenz des veränderlichen Oszillators 701. Die Steuerung 708 kann derselbe Mikroprozessor, der Mikroprozessor 300 sein, der während einer oben in Verbindung mit der Figur 5 beschriebenen Frequenzeichungsbetriebsart zur Frequenzeichung angewandt wurde. Der veränderliche Oszillator 701 (wie beispielsweise Oszillatoren 341-344 in der Figur 3) können unter Steuerung der Steuerung 708 zwischen mehreren Frequenzen hüpfen, um mehr als einen Kanal zu stören. Weiterhin kann ein PIN-Schalter (wie beispielsweise 361- 364 in der Figur 3) zwischen den Oszillator 701 und Mischer 703 oder zwischen den Mischer 703 und den Richtkoppler 705 eingefügt werden, um die Ausgabe des Oszillators bei Umschalten oder "Hüpfen" der Oszillatorfrequenz zwischen den Frequenzen auszutasten. Zusätzlich kann es wünschenswert sein, daß eine Mehrzahl von Oszillatoren parallel an den Eingang des Mischers 703 angeschlossen ist. Die Mehrzahl der Oszillatoren kann wie die oben unter Bezugnahme auf Figur 3 offenbarten Oszillatoren 341-344 und Schalter 361-364 gemultiplext sein.
Die Steuerung 708 ist vorzugsweise ein mit einem bestimmten Teilnehmermodul verbundener und mit dem Mikroprozessor 260 der Figur 2 über einen seriellen Peripherieschnittstellenbus verkehrender Mikroprozessor. Der Mikroprozessor kann ein mit zirka 2 Kilobyte Code und einem Speicher ausgerüsteter 8-Bit-Mikroprozessor sein.
In den Oszillator der Figur 8 kann ein veränderliches Dämpfungsglied eingefügt sein, so daß eine Steuerung, vorzugsweise die Steuerung 708, die Dämpfung des Oszillators einstellen kann, um sie an die Höhe des Breitbandsignals anzupassen. Ein solches Dämpfungsglied füge man am besten zwischen den Festoszillator 702 und den Mischer 703 ein, obwohl das veränderliche Dämpfungsglied auch zwischen den veränderlichen Oszillator 701 und Mischer 703 oder zwischen den Mischer 703 und den Richtkoppler 705 eingefügt funktionieren würde. Ein solches Dämpfungsglied wird später unter Bezugnahme auf Figur 10 noch beschrieben.
Nunmehr auf Figur 9 Bezug nehmend ist ein Oszillator mit Verstärkungsregelung unter Anwendung von Überlagerungsverfahren für ein Sperrsystem offenbart. Der Oszillator in dieser Ausführungsform benutzt einen Kanal eines Breitbandeingangssignals als Störsignal. Daraus ergibt sich eine bessere Verstärkungsanpassung zwischen dem Störsignal und dem Bildträger. Ein Kanal des als Störsignal benutzten Breitbandsignals wird als erstes durch Mischung mit einer Festfrequenzausgabe eines Überlagerungsoszillators in einem Mischer herausgetrennt. Der herausgetrennte Kanal wird dann mit der Ausgabe eines einer Mehrzahl von veränderlichen Überlagerungsoszillatoren zur Sperrung zum Stören eines Gebührenfernsehkanals in einem Breitbandsignal vermischt. Die Frequenz jedes veränderlichen Überlagerungsoszillators wird verstellt, um den gestörten Kanal zu bestimmen, und zum Stören von zusätzlichen Kanälen können über Erweiterungsanschlüsse zusätzliche Überlagerungsoszillatoren zugefügt werden.
Der Oszillator der Figur 9 erreicht eine Anpassung zwischen dem Störsignal und dem Bildträger und bietet damit wirkungsvoll eine automatische Verstärkungsregelung. Störoszillatoren arbeiten gewöhnlich in der Nähe der Bildträgerfrequenz des Fernsehsignals und vorzugsweise mit einer Höhe in der Nähe der Höhe des Fernsehsignals. Wenn die Amplitude eines Störoszillators hinsichtlich der Amplitude des Bildträgers zu niedrig ist, könnte ungenügende Störung des Kanals eintreten und sich ein vom Teilnehmer wiederherstellbares Bild ergeben. Andererseits könnten, wenn die Amplitude eines Störoszillators hinsichtlich der Amplitude des Bildträgers zu hoch ist, Bildfehler in ungesicherten Nachbarfernsehkanälen erzeugt werden. Mit der Ausführungsform der Figur 9 wird das Erfordernis automatischer Verstärkungsregelschaltungen beseitigt, indem einer der Kanäle des Breitbandsignals gemischt und als Störsignal benutzt wird.
Der Hauptweg für das Breitbandsignal verläuft vom Eingang 601 über den verlustarmen Weg des Richtkopplers 610 durch den Trennverstärker 611, durch die Weiche 612 und den Ausgang des Anschlusses 613. Das Breitbandsignal wird auch durch den Anschlußausgang 614 des Richtkopplers 610 durchgekoppelt und dem Mischer 602 zugeführt. Der Mischer 602 kann ein aktiver Mischer mit bedeutender Verstärkung sein, da an dieser Stelle Innermodulationsverzerrungsprodukte nicht besonders störend wirken. Der Mischer 602 wird vom Überlagerungsoszillator 603 angesteuert. Die Frequenz des Überlagerungsoszillators 603 ist so gewählt, daß ein bestimmter Kanal des Breitbandsignals 601 auf die Paßband-Zwischenfrequenz des Bandpaßfilters 605 gemischt wird. Wenn die Frequenz des Bandpaßfilters 605 so gewählt ist, daß sie oberhalb des Fernsehbandes liegt, dann wird im System nur wenig Filterung für Spiegelfrequenzen und Harmonische des festen Überlagerungsoszillators 603 erforderlich sein. Vom Bandpaßfilter 605 wird nur Energie mit oder in der Nähe der Bildträgerfrequenzbandbreite des auf seine Paßbandfrequenz gemischen Kanals durchgelassen.
Die Ausgabe des Bandpaßfilters 605 wird dann durch einen angekoppelten Anschluß des Richtkopplers 606 dem Mischer 607 zugeführt. Der Mischer 607 wird vom veränderlichen Überlagerungsoszillator 604 über den PIN- Schalter 608 angesteuert. Der veränderliche Überlagerungsoszillator 604 und der PIN-Schalter 608 funktionieren auf ähnliche Weise wie die oben unter Bezugnahme auf Figur 3 des Sperrsystems offenbarten Störoszillatoren 341-344 und Schalter 361-364. Auf solche Weise springt der Oszillator zwischen mehreren Frequenzen und der PIN-Schalter tastet bei Veränderung der Oszillatorfrequenz die Ausgabe des Oszillators aus. Das Ergebnis ist, daß der gefilterte Kanal vom Bandpaßfilter 605 am Ausgang des Mischers 607 so gemischt ist, daß er auf die richtigen Frequenzen "hüpft", um Fernsehkanäle auf dem Breitbandweg zu stören. Die Ausgabe des Mischers 607 wird durch den Richtkoppler 609 durchgekoppelt und in der Weiche 612 mit dem Breitbandsignal kombiniert.
Beispielsweise könnte, wenn der Kanal 2 als der Kanal für das Störsignal benutzt würde, das Bandpaßfilter 605 als SAW-Filter mit 600 MHz konstruiert sein und der Überlagerungsoszillator 603 auf 655,25 MHz eingestellt sein. Dann würde ein 600-MHz-Signal mit der Höhe des Breitbandsignals die Ausgabe des Bandpaßfilters 605 sein. Um daher den Kanal 3 in diesem Beispiel zu stören, würde der veränderliche Überlagerungsoszillator 604 auf 661,75 MHz eingestellt sein. Die Frequenz des Kanals 3 (61,75 MHz) mit der Amplitude des Breitbandsignals würde dann die Ausgabe des Mischers 607 sein (661,75-600 MHz), um durch Sperrung zu stören.
In dieser Ausführungsform wird die Störung im Gegensatz zur Ausgabe eines freilaufenden Oszillators durch einen gefilterten und gemischten Fernsehkanal durchgeführt. Das Störsignal folgt infolgedessen automatisch den Pegelschwankungen des ankommenden Breitbandsignals. Dadurch erübrigt sich das Erfordernis von automatischen Verstärkungsregelschaltungen und erweitert dabei bedeutend die Eingangsdynamik. Diese erweiterte Dynamik erlaubt Betrieb auf sehr niedrigen Pegeln.
Mit dem Erweiterungsanschluß 620 wird das Stören zusätzlicher Kanäle ermöglicht. Der veränderliche Überlagerungsoszillator 604', PIN-Schalter 608', Mischer 607' und die Richtkoppler 606' und 620' können einfach verdoppelt werden. Das ermöglicht die gleichzeitige Störung mehrerer Kanäle. Es ist nicht notwendig, den Richtkoppler 610, Mischer 602, festen Überlagerungsoszillator 603 und das Bandpaßfilter 605 zu verdoppeln, da derselbe gefilterte Fernsehkanal zur gleichzeitigen Störung von mehreren Kanälen auf dem Breitbandweg benutzt werden kann. Mit einer Mehrzahl von veränderlichen Überlagerungsoszillatoren, die über Erweiterungsanschlüsse zur Verfügung stehen, können die veränderlichen Überlagerungsoszillatoren 604 und 604' gleichzeitig arbeiten oder wie oben unter Bezugnahme auf Figur 3 offenbart gemultiplext geschaltet werden. Weiterhin kann Frequenzhüpfen zur Störung von mehr als einem Fernsehkanal an einem oder mehreren der veränderlichen Überlagerungsoszillatoren benutzt werden.
Auch ist zu bemerken, daß die Steuerung der veränderlichen Überlagerungsoszillatoren 604 und 604' von der Steuerung 615 durchgeführt wird. Die Steuerung 615 kann mit einem bestimmten Teilnehmermodul verbunden sein und mit dem Mikroprozessor 260 der Figur 2 verkehren. Die Steuerung 615 ist vorzugsweise ein Mikroprozessor mit einem Speicher, der einen mit zirka 2 Kilobyte Code ausgerüsteten 8-Bit-Mikroprozessor umfassen kann.
Frequenzsteuerung des festen Überlagerungsoszillators 603 kann mit einem quarzgesteuerten Oszillator, einem SAW-Filter, einer Phasenregelschleife oder sonstigen gebräuchlichen Verfahren einschließlich der oben beschriebenen Eichungsbetriebsart der Frequenzsteuerung erzielt werden.
Das Bandpaßfilter 605 muß Energie mit unterhalb oder vorzugsweise oberhalb des Frequenzbandes des Breitbandsignals liegenden Frequenzen durchlassen. Der Bildträger des Kanals, der als im Mischer 602 mit der Ausgabe des Überlagerungsoszillators 603 gemischtes Störsignal benutzt wird, muß im Bandpaßfilter 605 durchgelassen werden und dabei Energie mit vom Frequenzband des Breitbandsignals entfernten Frequenzen genügend dämpfen. Ein SAW-Filter mit gekoppeltem Resonator oder ähnlicher Konstruktion wird dazu ausreichen.
Nunmehr Bezug nehmend auf Figur 10 wird eine Ausführungsform zur Steuerung der vom veränderlichen Dämpfungsglied 801 gelieferten Dämpfungshöhe offenbart, um die Ausgabe des Störoszillators 802 so zu dämpfen, daß sie an die Höhe des in der Weiche 804 zur Ausgabe an einen Teilnehmer bei 805 kombinierten Breitbandsignals 803 angepaßt ist. Die Verstärkungsregelung der Figur 10 mißt die gedämpfte Ausgabe eines Störoszillators und eines Breitbandsignals, die sowohl mit niedriger als auch hoher Frequenz eingegeben werden, unter Benutzung eines Tiefbandpaßfilters 806 und Hochbandpaßfilters 807. Von der Steuerung 808 wird die Dämpfung am Ausgang des Störoszillators 802 durch das veränderliche Dämpfungsglied 801 entsprechend der Frequenz des Störoszillators 802 und nach einer während einer Dämpfungseichungsbetriebsart bestimmten gespeicherten Verstärkungsfunktion verändert. Während der Dämpfungseichungsbetriebsart wird die gedämpfte Ausgabe des Störoszillators 802 mit den Breitband-Hoch- und Niederfrequenzsignalen verglichen, um die Verstärkungsfunktion durch Interpolation zwischen den Hochfrequenz- und Niederfrequenzverstärkungen zu bestimmen.
Um eine Verstärkungsfunktion zu erlangen, die noch besser interpoliert ist, können zusätzliche Eingaben, beispielsweise mit einer Bandmittenfrequenz durch das Bandmittenfilter 820 oder einer Mehrzahl anderer vorbestimmter Frequenzen, bereitgestellt werden.
Von einer Dämpfungseichungsbetriebsart ähnlich der oben in Verbindung mit Figur 5 beschriebenen Frequenzeichungsroutine wird der Pegel des Störsignals so eingestellt, daß eine Übereinstimmung zwischen dem Breitbandbildträger und dem Störsignal aufrechterhalten wird. Die Ausgabe des Störoszillators wird durch das veränderliche Dämpfungsglied 801 durchgeführt. Das veränderliche Dämpfungsglied 801 ist ein elektrisch veränderliches Dämpfungsglied wie beispielsweise ein Doppelgate-Feldeffekttransistor. Die Dämpfungshöhe wird durch ein von der Steuerung 808 über den Digital-Analog- (D/A-)Wandler 809 ausgesandtes Dämpfungssteuersignal bestimmt. Der Digital-Analogwandler 809 kann derselbe Digital-Analogwandler wie der Digital-Analogwandler 320 der Figur 5 mit getrennten Ausgängen für Verstärkungs- und Frequenzregelung des veränderlichen Dämpfungsgliedes 801 beziehungsweise Oszillators OSC sein.
Die Dämpfungseichbetriebsart zur Bestimmung der Verstärkungsfunktion wird in periodischen Zeitabständen während des Betriebs oder bei Ersteinschaltung durchgeführt. Weiterhin kann der periodische Zeitabstand durch Herunterladen eines von der Empfangsstelle übertragenen Befehls eingestellt werden. Beispielsweise kann über einen getrennten Datenträger ein globaler oder adressierter Befehl übertragen werden, der den Zeitabstand zweimal pro Tag angibt. Während der Dämpfungseichbetriebsart wird der Störoszillator 802 auf seine niedrigste Störfrequenz eingestellt. Das veränderliche Dämpfungsglied 801 wird von der Steuerung 808 über den Digital-Analogwandler 809 auf seine Mindestdämpfung der Störsignalausgabe des Oszillators 802 eingestellt. Danach vergleicht die Steuerung 808 die Pegelausgabe des veränderlichen Dämpfungsglieds 801 mit dem Pegel des Bildträgers am tiefen Ende des Störbandes mittels des Tiefbandpaßfilters 806, Detektors 811 und Vergleichers 813. Die Steuerung 808 hebt dann den Pegel des Störsignals an, indem sie die Dämpfung des veränderlichen Dämpfungsgliedes 801 über das steuersignal durch den Digital-Analogwandler 809 anhebt. Die Dämpfungshöhe des veränderlichen Dämpfungsgliedes 801 wird so lange angehoben, bis sie den Punkt erreicht, an dem der Vergleicher 813 schaltet. An diesem Punkt sind das gedämpfte Störsignal 815 und der Bildträger 803 richtig in ihrer Höhe angepaßt, und die für diese niedrige Frequenz erforderliche Dämpfung wird im Speicher 818 gespeichert. Als nächstes wird die Ausgabe des Störoszillators 802 zu der höchsten zu störenden Frequenz entsprechend dem Steuersignal auf der Steuerleitung 816 von der Steuerung 808 verschoben. Der Vorgang wiederholt sich dann mit dem Hochbandpaßfilter 807, Detektor 812 und Vergleicher 814, und die für diese hohe Frequenz benötigte Dämpfung wird im Speicher 818 gespeichert. So kann der Vergleicher 808 die Pegel des Störoszillators 802 und der Bildträgerbreitbandeingabe 803 an den unteren und oberen Enden des Bandes aneinander anpassen. Zur Vervollständigung der Eichung kann dann von der Steuerung 808 eine einfache Interpolation zwischen den unteren und oberen Enden des Bandes durchgeführt werden, um die Verstärkungskurve zur Steuerung der richtigen Dämpfungshöhe bei Frequenzen zwischen den oberen und unteren Bandenden zu bestimmen. Die Interpolation kann in der Eichungsbetriebsart durchgeführt werden, wobei die interpolierten Ergebnisse im Speicher 818 gespeichert werden, oder die Interpolation kann später während des normalen freilaufenden Betriebes durchgeführt werden.
Die zwischen den oberen und unteren Bandenden durchgeführte Interpolation kann eine geradlinige Interpolation oder eine einfache Kabelgefälleinterpolation sein. Auch kann mehr als das obere und untere Ende des Bandes wie beispielsweise eine Mehrzahl von verschiedenen Bandmittefrequenzen genommen werden, um die Interpolationsgenauigkeit zu verbessern, wenn zusätzliche Bauteile wie das Bandmitten-Bandpaßfilter 820 benutzt werden. Die Interpolation kann auch durch Kurvenanpassung einer bekannten, die Dämpfung gegenüber Frequenz des Sperrsystems darstellenden Kennline durchgeführt werden. Die bekannte Kennlinie kann zwischen die oberen und unteren Bandenden positioniert werden. Weiterhin kann die vorbestimmte Funktion als Alternative zur Eichung durch Interpolation über einen Befehl heruntergeladen werden, der von der Empfangsstelle speziell an die gegenwärtige Sperreinrichtung adressiert ist. Weiterhin kann die Kennlinie selbst zur Kurvenanpassung durch Interpolation von der Empfangsstelle heruntergeladen werden. Die durch Interpolation bestimmte oder heruntergeladene vorbestimmte Funktion kann im Speicher als Nachschlagtabelle gespeichert werden.
Während des normalen freilaufenden Betriebes kann die Steuerung 808 fortlaufend die Dämpfung des veränderlichen Dämpfungsgliedes 808 auf Grundlage der gespeicherten Eichungsergebnisse entsprechend der Frequenz des Störoszillators 802 während des Frequenzhüpfens auf die gleiche Weise verstellt werden wie der Störoszillator 802 von seiner Steuerung frequenzgesteuert wird, oder als Alternative von derselben Steuerung 808 über den Analog- Digitalwandler 817 entlang der Steuerleitung 816.
Verstärkungsregelung der Ausführungsformen der Figuren 9 und 10 ist wünschenswert, da sie nicht nur Abwanderungen der Störoszillatorverstärkung hinsichtlich der Breitbandsigualverstärkung aufgrund von Temperaturschwankungen und jahreszeitlichen Witterungsänderungen kompensieren, sondern auch automatisch die Verstärkung des Störsignals hinsichtlich der Breitbandeingangssignalhöhe verstellen, wenn sie an einer beliebigen Gemeinschaftsantennen-Fernsehanlage plaziert sind. Je nach Anbringwigsort der störenden Sperrvorrichtung in der Gemeinschaftsantennen-Fernsehanlage können die Leistungspegel sich bis zu 20 Decibel (dB) unterscheiden. Die Verstärkungsregelungen der Figuren 9 und 10 benutzen die Höhe des Breitbandeingangssignals als Bezugspunkt zur Verstellung der Höhe des Störsignals, so daß sich die Höhe des Störsignals für außenliegende Kabelfernsehsperrung vollkommen an die Höhe des Breitbandeingangssignals anpassen läßt.
Weiterhin können diese Verstärkungsregelschaltungen und -verfahren, insbesondere die der Figur 10, zur Verstärkungsregelung benutzt werden, die nicht bei Kabelfernsehsperrung benutzt wird. Beispielsweise kann die Verstärkungsregelung der Figur 10 zur Regelung der Amplitude eines Kabelfernseh-Signalverstärkers benutzt werden, so daß keine Amplitudenneigung aufgrund von Frequenzveränderungen entlang dem Frequenzband besteht. Weiterhin kann die Verstärkungsregelung der Figur 10 als automatische Bezugsverstärkungsregelung in Fernsprechkommunikations- oder digitalen Datenkommunikationssystemen benutzt werden.
Darüber hinaus ist die oben offenbarte Sperrmethode und -einrichtung nicht auf das Stören von Gebührenkanalübertragungen über Koaxialkabel begrenzt. Sperrung einer Übertragung über alternative Medien zum Koaxialkabel wie Lichtleiterkabel oder Rundfunkfrequenzübertragung kann leicht bewirkt werden. Dies ist insbesondere möglich bei solchen Lichtleiterkabel-Fernsehanordnungen, die über annähernd die selben HF-Fernsehbänder wie gebräuchliche Koaxialkabel-Gemeinschaftsantennen-Fernsehverteilsysteme betrieben werden.

Claims

1. Fernsehkanal-Sperreinrichtung zum gezielten Stören eines Programms auf einem Kanal eines einem Teilnehmer übertragenen Breitbandsignals mit:

einem ersten Oszillator zum Ausgeben eines ersten Signals mit einer ersten vorbestimmten Frequenz; gekennzeichnet durch

einen ersten Mischer (602) zum Mischen des Breitbandsignals mit dem ersten Signal und Ausgeben eines das erste Signal vermischt mit mindestens einem Kanal des Breitbandsignals umfassenden zweiten Signals;

ein Bandpaßfilter (605) zum Filtern des zweiten Signals und Ausgeben eines dritten Signals, wobei besagtes Bandpaßfilter ein oberhalb oder unterhalb des Fernsehbandes des Breitbandsignals versetztes Paßband aufweist;

eine zweite Oszillatorschaltung (604; 341-344) zum Ausgeben eines vierten Signals mit einer veränderlichen Frequenz;

eine zweite Mischerschaltung (607) zum Mischen des dritten Signals mit dem vierten Signal und Ausgeben eines fünften Signals; und

eine Weiche (609, 612) zum Kombinieren des Breitbandsignals mit dem fünften Signal zur gezielten Störung von mindestens einem Kanal des Breitbandsignals.

2. Fernsehkanal-Sperreinrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch:

eine an die besagte zweite Oszillatorschaltung angekoppelte Steuerung (615) zum Steuern einer Frequenz der besagten zweiten Oszillatorschaltung zum gezielten Stören eines bestimmten Kanals.

3. Fernsehkanal-Sperreinrichtung nach Anspruch 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuerung die besagte zweite Oszillatorschaltung zur periodischen Störung einer Mehrzahl von Kanälen durch Frequenzhüpfen steuert.

4. Fernsehkanal-Sperreinrichtung nach Anspruch 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß

die besagte zweite Oszillatorschaltung weiterhin folgendes umfaßt:

eine Mehrzahl von an die besagte Steuerung und den besagten Mischer angekoppelten Oszillatoren (341-344), wobei die besagte Steuerung eine Frequenz jedes der besagten Mehrzahl von Oszillatoren steuert; und

die besagte zweite Mischerschaltung weiterhin folgendes umfaßt:

eine Mehrzahl von Mischern, wobei jeder der besagten Mehrzahl von Mischern an einen entsprechenden der besagten Mehrzahl von Oszillatoren angekoppelt ist.

5. Fernsehkanal-Sperreinrichtung nach Anspruch 4, weiterhin gekennzeichnet durch:

mindestens eine an die besagte Mehrzahl von Oszillatoren, die besagte Mehrzahl von Mischern und die besagte Steuerung angekoppelte Schaltschaltung (361-364), wobei die besagte Steuerung eine Verbindung jedes der besagten Mehrzahl von Oszillatoren mit einem der besagten Mehrzahl von Mischern durch mindestens eine Schaltschaltung steuert.

6. Fernsehkanal-Sperreinrichtung nach Anspruch 5, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Steuerung besagte mindestens eine Schaltschaltung zur gezielten Ankopplung eines der besagten Mehrzahl von Oszillatoren an einen der besagten Mehrzahl von Mischern zur Störung eines bestimmten Kanals ansteuert.

7. Fernsehkanal-Sperreinrichtung nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenz der ersten Signalausgabe vom besagten ersten Oszillator so gewählt wird, daß sie einen bestimmten Kanal des Breitbandsignals auf eine Paßbandfrequenz des besagten Bandpaßfilters mischt.

8. Fernsehkanalsperrverfahren zur gezielten Störung der Programme in einem zu einem Teilnehmer übertragenen Breitbandsignal mit dem Schritt

der Erzeugung eines Signals mit vorbestimmter Frequenz

und gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Mischen des Breitbandsignals mit dem Signal mit vorbestimmter Frequenz zum Mischen eines gewissen Kanals des Breitbandsignals und Ausgeben eines ersten Mischsignals;

Filtern des ersten Mischsignals mit einem oberhalb oder unterhalb eines Fernsehbandes des Breitbandsignals versetzten paßband und ausgeben eines gefilterten signals;

Erzeugen eines frequenzveränderlichen Signals;

Mischen des gefilterten Signals mit dem frequenzveränderlichen Signal und Ausgeben eines zweiten Mischsignals; und

Kombinieren des Breitbandsignals mit dem zweiten Mischsignal zur gezielten Störung eines bestimme ten Kanals.

9. Fernsehkanalsperrverfahren nach Anspruch 9, weiterhin mit dem Schritt

des Steuerns des erzeugten frequenzveränderlichen Signals zur gezielten Störung eines bestimmten Kanals.

10. Fernsehkanalsperrverfahrena nach Anspruch 10, weiterhin mit dem Schritt des

Frequenzhüpfens des frequenzveränderlichen Signals zur periodischen Störung einer Mehrzahl von Kanälen.