DK169192B1 - Indretning og fremgangsmåde til genoprettelse af tilretning i et kommunikationssystem. - Google Patents

Description

i DK 169192 B1

Opfindelsen beskæftiger sig med opnåelse og opretholdelse af korrekt tilretning (framing) og synkronisering i et kommunikationssystem, specielt et "sikret" kommunikationssystem. Der er korrekt tilretning, når 5 intervaller i den modtagne tidssekvens har korrekt placering i forhold til den udsendte tidssekvens. En korrekt synkronisering indebærer, at taktsignalet i modtageren er låst til taktsignalet i senderen, således at der opretholdes bitintegritet.

10 Diverse typer af kommunikationssystemer er af en sådan karakter, at de kræver korrekt tilretning ( framing) for at kunne operere. Ved for eksempel tidsdelt multi-plekstransmission af separate digitalbitmængder er der behov for korrekt tilretning for at kunne foretage kor-15 rekt fortolkning af værdien af det ankommende signal som et led i det udsendte sæt af symboler og at kunne føre det pågældende symbol til den tilhørende modtager. Ved fjernsynstransmissioner må de billedelementer, der fremvises i modtageren, stå i samme indbyrdes forhold som 20 de billedelementer, der opstår hos senderen, og for linie- og delbilledskanderede fjernsynssignaler (signaler, hvori det udsendte billede skanderes i delbilleder bestående af hosliggende linier), er der også behov for korrekt tilretning. Medmindre datablokkene (frames) er 25 særlig korte (f.eks. individuelle ASCII-tegn), er der behov for korrekt synkronisering for at opretholde en pålidelig kommunikation i tidsintervallerne mellem successive tilretningssignaler.

I almindelige, ikke-sikrede kommunikationssystemer 30 har tilretningsinformationen ofte form som ét enkelt ord, hvis identifikation hos modtageren definerer et tidspunkt, ud fra hvilket der kan foretages tidsmålinger.

Det samme ord forekommer periodisk på det samme tidspunkt i relation til hver blok af data, f.eks. det tota-35 le billede eller delbilledet ved fjernsyn. Da dette til- DK 169192 B1 2 retningsord (framing word) forekommer med konstant frekvens og er det samme for de enkelte intervaller, kan en tilretning af den modtagne information nemt udføres.

Denne teknik er imidlertid uanvendelig i et sikret 5 kommunikationssystem, eftersom en væsentlig sikkerhedsfaktor kan være, at man netop ser bort fra denne tilretningsinformation. Dette kan opnås ved at ændre det tidspunkt, hvori den forståelige information (intelligence) forekommer i relation til tilretningsordet (scrambling), men i så fald må der være midler til at forsyne den pågældende modtager med denne tilretningsinformation. Hvis modtageren besidder den fornødne nøgle til descrambling af dataene, bør der ikke opstå problemer. Imidlertid opstår der en yderligere vanskelighed, når synkroniserings-1 5 informationen (eksempelvis et bundt af referencetakt-impulser) også scrambles sammen med selve meddelelsen.

En sådan information er nødvendig i tilretningsprocessen, fordi den forhindrer taktsignalet i at drive for meget i de relativt lange intervaller mellem tilretningsimpulser- 20 ne.

US-patent nr. 4 333 107 beskriver et synk-undertrykkelsessystem for NTSC-fjernsynssignaler. I den kendte indretning undertrykkes både vertikal og horisontal synkroniseringsinformation i senderen og en "PN-kode" (PN = pseudo random number) bestående af otte symboler overføres i det vertikale slukkeinterval. Hvert symbol i PN-koden sammenlignes med et "symbol" som er oplagret i et referenceregister i en korrelator. Dersom symbolerne stemmer overens, genoprettes synkroniseringen. Hvis der er interferens, som forhindrer modtagelse af et af symbolerne, vil korrelatoren forsøge at synkronisere signalet, idet den benytter det næste symbol i sekvensen. Det kendte system er således konstrueret til at modarbejde en tilsigtet forstyrrelse 35 ("jamming") af synkroniseringssignalerne. Systemet kan fremdeles genoprette synkronisering, hvis et eller flere af de otte symboler er forstyrret, men ikke hvis alle DK 169192 B1 3 symboler er forstyrret.

Ovennævnte patent giver ikke anvisning på benyttelse af et lokalt synk-signal, som periodisk synkroniseres med overførte tilretningssignaler. I et 5 system af B-MAC-type, som benytter en meget mindre del af det totale signal til at overføre synkroniseringsinformation, er det fuldt ud muligt, at hele synkroniserings- eller tilretningssignalet, på grund af enten forstyrrelse eller interferens, går tabt for en eller TO flere grupper eller rammer. Det ovenfor omtalte, kendte system vil miste tilretning og billedet vil hoppe eller blive revet op.

US-patent nr. 4 466 017 anviser en metode og et system til synkundertrykkelses-scrambling af f jernsyns-T 5 signaler i abonnent-TV. I det kendte system undertrykkes fjernsynssignalets synk-signal og fjernsynssignalet kodes med en "tidsindstillingsimpuls" for at lade modtagere vide, hvor det undertrykte horisontal-synkin- 20 terval befinder sig i det modtagne signal. Patentskriftet angiver realisering af tidsindstillingen digitalt under anvendelse af et antal (f.eks. tolv) forskellige tidsindstillinger. De horisontale synk-impulser undertrykkes til under normal amplitude og tidsindstillings-25 impulserne (som angiver, hvor det undertrykte synksignal er beliggende), overføres sammen med fjernsynssignalerne, fortrinsvis ved modulation på FM-lydbærebølgen.

I ovennævnte patentskrift scrambles hverken O Π tidsrelationen for det horisontale slukkeinterval eller tidsrelationen for den aktive videodel af hver linie.

I stedet for er det beliggenheden af synk-signalet, der forskydes.

DK 169192 B1 4

Et formål med opfindelsen er at opnå og opretholde en korrekt tilretning i et kommunikationssystem.

Et andet formål med opfindelsen er at opnå og opretholde en korrekt tilretning i et sikret kommunikati-5 onssystem.

Et yderligere formål med opfindelsen er at genvinde tilretnings- og synkroniseringsinformation ud fra et scramblet kommunikationssignal.

Et yderligere formål med opfindelsen er at gen-10 vinde en sådan information fra et kommunikationssignal, der er scramblet i overensstemmelse med et nøglesignal, der er indeholdt i det scramblede kommunikationssignal.

Med henblik herpå er en indretning til detektering af tab af tilretning, og genoprettelse af rigtig tilretning 15.

i en modtager til modtagelse af et kommunikationssignal, der indbefatter et tidsstyresignal og et udsendt nøglesignal, der står i et givet tidsforhold til tidsstyresignalet, og hvor kommunikationssignalet er scramblet i overensstemmelse med det udsendte nøglesig- 20 nal og har en sadan karakter, at der ved modtagelse kræves en passende tilretning, ifølge opfindelsen ejendommelig ved en tilretningssignalgenerator, der modtager det scramblede kommunikationssignal og reagerer overfor et signal, der angiver tab af tilretning med 25 henblik på, som tilretningssignal at afgive det modtagne tidsstyresignal, og reagerer ved mangel på tilretningstabssignalet med henblik på, som tilretningssignal at afgive et lokalt frembragt tilretningssignal, der i 30 hovedsagen falder sammen med tidsstyresignalet, undtagen når tilretningen er ukorrekt, en nøglesignaldetektor, der modtager det scramblede kommunikationssignal og tilretningssignalet med henblik på som detekteret nøglesignal at afgive et signal udledt fra den del af 35 det scramblede kommunikationssignal, der står i det givne tidsforhold til tilretningssignalet, og en detektor, der får tilført det scramblede kommunikations- signal under en given, af det detekterede nøglesignal DK 169192 B1 5 bestemt periode, og er indrettet til at detektere en ukorrekt tilretning og til at frembringe tilretningstabssignalet, indtil der er genoprettet korrekt tilretning, idet den forudbestemte periode svarer til en 5 forudbestemt del af et horisontalt slukkeinterval, når tilretningen er rigtig.

Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til detektering af tab af tilretning, og genoprettelse af rigtig tilretning i en modtager til modtagelse af et 10 i kommunikationssignal, der indbefatter et tidsstyresignal og et udsendt nøglesignal, der står i et givet tidsforhold til tidsstyresignalet, og hvor kommunikations-signalet scrambles i overensstemmelse med det udsendte nøglesignal og har en sådan karakter, at der ved 15 , modtagelse kræves en passende tilretning, hvilken fremgangsmåde ifølge opfindelsen er ejendommelig ved følgende trin: - der foretages modtagelse af det scramblede kommunikationssignal, 20 i - der foretages bestemmelse af, hvorvidt der er korrekt tilretning ved undersøgelse af en forudbestemt del af det scramblede kommunikationssignal, idet den forudbestemte del svarer til en forudbestemt del af et horisontalt slukkeinterval, når tilretningen er rigtig, 25 - der foretages identifikation af den forudbestemte del i relation til det detekterede nøglesignal, - der foretages genvinding af det detekterede nøglesignal ud fra den del af det scramblede kommunika- 30 tionssignal, der står i det givne tidsforhold til et valgt tilretningssignal, og - der foretages valg af tilretnings signalet på basis af bestemmelsen af, hvorvidt der er korrekt tilretning, på en sådan måde, at 35 1) det valgte tilretningssignal, såfremt der er korrekt tilretning, udgøres af et lokalt frembragt tilretningssignal i hovedsagen sammenfaldende med det modtagne tidsstyresignal.

DK 169192 B1 6 2) ellers udgøres det valgte tilretningssignal af det modtagne tidsstyresignal.

Det kommunikationssystem, hvori opfindelsen finder 5 anvendelse, er et fjernsynssystem. For at forhindre modtagelse hos uberettigede modtagere, der f.eks. ikke har betalt deres abonnement, foretages der scrambling af linier af fjernsynsbilledet på sendersiden, eksempelvis 1 q ved ændring af det tidspunkt, hvori disse linier forekommer i forhold til hinanden eller i forhold til et regelmæssigt udsendt referencesignal, såsom et tidsstyresignal. Denne scrambling foregår i overensstemmelse med et nøglesignal, der udsendes sammen med det scramblede 15 billede. De synkroniseringsimpulser, der normalt skulle udsendes i slukkeintervallerne, undertrykkes, hvorved systemet "sikres", og disse intervaller benyttes til at udsende nøglesignalet, programmets audiosignal og tidsstyresignalet (kodet i form af et entydigt ord). Til 2q yderligere sikring chifreres nøglesignalet (under anvendelse af et masternøglesignal, som man på forhånd har forsynet modtageren med). Selv om signalet scrambles, udsendes nøglesignalet i et konstant tidsforhold til tidsstyresignalet, hvilket giver mulighed for at gen-25 vinde det udsendte (chifrerede) nøglesignal, når man har genvundet tidsstyresignalet.

For et sådant signal omfatter modtageren et antal kredse. Den ene kreds er en tilretningssignalgenerator, der frembringer et tilretningssignal på basis af det 30 modtagne tidsstyresignal eller på basis af tidligere modtagne tidsstyresignaler, idet der foretages ekstrapolering under anvendelse af modtagerens eget taktsignal.

Når det frembragte tilretningssignal frembringes lokalt på basis af en ekstrapolering ud fra tidligere modtagne 35 tidsstyresignaler, falder det i hovedsagen sammen med DK 169192 B1 7 det udsendte tidsstyresignal, undtagen naturligvis når tilretningen går tabt. Når det modtagne tidsstyresignal udgives som tilretningssignal, er der ikke behov for at ekstrapolere.

5 En anden kreds er nøglesignaldetektoren, der søger efter det udsendte nøglesignal på et givet tidspunkt før eller efter tilretningssignalet. Nøglesignaldetektoren indbefatter også en dechifreringskreds til dechifrering af det detekterede nøglesignal i overensstemmelse med 10 det givne masternøglesignal.

En tredje kreds er en gatesignalgenerator og tids-styre-descrambler. Den modtager tilretningssignalet og det dechifrerede nøglesignal, og på basis af nøglesigna-15 let foretager den en beregning af en passende forsinkelse for at placere de enkelte linier i det modtagne billede i deres korrekte indbyrdes forhold, dvs. descramb-ling af billedet. Denne kreds frembringer også et gatesignal til brug i diverse kredse, herunder modtagerens 20 faselåsesløjfe (taktsignal). Gatesignalet åbner sløjfen på det passende tidspunkt med henblik på indsætning af en lille del af det modtagne signal, sædvanligvis et bundt af referencetaktimpulser, der forekommer i hvert linieslukkeinterval.

25 En vigtig kreds er tilretningstabsgeneratoren, der konstaterer, hvornår den korrekte tilretning går tabt, og i så fald bevirker visse ændringer i funktionen af de andre kredse i modtageren. Denne tilretningstabsdetektor får tilført det samme gatesignal som faselåsesløjfen og 30 undersøger den samme del af det modtagne signal, nemlig bundtet af referencetaktimpulser, selv om den i stedet for kunne undersøge en hvilken som helst anden passende del af det modtagne signal. Tilretningstabsdetektoren afgør derefter, på basis af den undersøgte del af det 35 modtagne signal, hvorvidt der er korrekt tilretning.

Hvis det er tilfældet, foretages der ingen ændring i DK 169192 B1 8 modtagerens funktion. Hvis det ikke er tilfældet, sker der to ting. Først åbnes faselåsesløjfen for hele det modtagne signal, således at modtagerens taktstyresignal om nødvendigt rettes op. (Tilretningen kan eventuelt gå 5 tabt på grund af drift af taktsignalet). Derefter bringes tilretningssignalgeneratoren til at frembringe tilretningssignaler alene på basis af de modtagne tidsstyresignaler, men ikke på basis af tidligere information (dvs. tidligere taktstyresignaler, der ekstrapoleres 10 under brug af modtagerens taktsignal), som muligvis ikke længere er gyldig.

Når faselåsesløjfen er åben, vil modtagerens taktsignal korrigeres, eftersom taktinformationen udsendes 15 sammen med fjernsynssignalet. Når tilretningssignalgeneratoren kun søger efter de modtagne tidsstyresignaler og ikke efter deres lokale ekstrapolering, vil modtagerens tilretning blive bragt i overensstemmelse med det udsendte signal.

20 Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 illustrerer tre linier af en fjernsynstransmission, der kan modtages i overensstemmelse med opfindelsen, 25 fig. 2 et diagram over tilretnings- og synkronise ringskredsene i en fjernsynsmodtager, hvori opfindelsen tages i brug, fig. 3 et diagram over den i fig. 2 viste tilretningsorddetektor , 30 fig. 4 et diagram, der illustrerer virkemåden for den i fig. 2 viste burstgategenerator og tidsstyre-descrambler, og fig. 5 et diagram over den softlockdetektor, der er vist i fig. 2.

35 Fig. 1 viser tre linier af en fjernsynstransmis sion, der kan modtages i overensstemmelse med opfindelsen. De viste linier er linierne 1-3 i det vertikale slukkeinterval.

DK 169192 B1 9

Hver linie indeholder en vis information, her kaldt "horisontale data", i det horisontale slukkeinterval, som udgøres af de første 10,9 ys af et NTSC-signal.

De horisontale data indbefatter fortrinsvis programmets 5 audiosignal i digital form og et kort bundt (burst) på 10 perioder af referencetaktfrekvensen. Dette taktimpuls-bundt forekommer på et fast tidspunkt i liniernes slukkeinterval inden for det vertikale slukkeinterval. De synkroniserings- og slukkeniveauer, der normalt skulle 10 fylde det horisontale slukkeinterval, har man fjernet.

Inden for delbilledet, dvs. mellem de vertikale slukkeintervaller, indeholder de horisontale slukkeintervaller de samme horisontale data, men på et vigtigt 15 punkt afviger de fra de her viste. Inden for delbilledet ændres længden af hvert horisontalt slukkeinterval samt positionen af referencebundtet inden for dette interval med pseudotilfældig mængde fra standard. Dette foregår ved på passende steder i linien at addere eller fjerne 20 digitale audiosampler. Med henblik på i det lange løb at undgå et underskud eller et overskud i udsendt information - hvilket hurtigt kunne løbe op - er denne pseudo-tilfældige variation i forvejen arrangeret således, at den over hvert komplet billede i gennemsnit tenderer mod 25 nul.

Inden for delbilledet indeholder den aktive del af hver linie (den del, der ikke er optaget af horisontale data) de separate, analoge komposanter (luminans og kro-minans) af den udsendte fjernsynslinie.

30 Inden for de vertikale slukkeintervaller udsendes der naturligvis intet billede, og tilretningsinformation kan hensigtsmæssigt udsendes i den aktive del af hver af linierne i det vertikale slukkeinterval. Disse linier, der i NTSC-standard har en længde på 63,56 ys, indehol-35 der et antal digitale symboler (455 i NTSC-standard), der repræsenterer diverse nødvendige informationselementer til opnåelse og opretholdelse af korrekt tilretning.

For en fjernsynstransmission med de ovenfor angivne pa- DK 169192 B1 10 rametre (gælder for en NTSC-modtager) kan man ved en simpel division se, at symbolerne forekommer ved en frekvens på 7,16 MHz, som er det dobbelte af farveunder-bærebølgefrekvensen.

5 Linie 1 i det vertikale slukkeinterval består, i sin aktive del, af alternerende nuller og ettere af det udsendte symbolsæt eller af maksima og minima, hvis der benyttes multiniveausymboler. På grund af frekvensen af 1 g symboltransmissionen indeholder linie 1 derfor en 52,66 us lang kontinuert bølge på 3,58 MHz, nemlig farveunderbære-bølgefrekvensen, og fortrinsvis én frekvens tilgængelig fra modtagerens taktsignal. Det her anvendte udtryk "modtager" skal opfattes således, at det ikke alene ind-15 befatter en-modtager til NTSC, PAL, SECAM eller andet standard, men generelt også dekoderen og andet terminaludstyr, der er nødvendigt til konvertering af et ankommende fjernsynssignal til et eller andet standardformat, f.eks. NTSC. Derfor er taktgeneratoren fortrinsvis en 2q del af modtagerens dekoder. Linie 1 kan indføres i modtagerens faselåsesløjfe for'at bringe denne i synkronisme med senderens taktsignal.

Linie 2 i det vertikale slukkeinterval består, i sin aktive del, af tidsstyresignalet kodet som et ord, 25 sammen med anden information (FD-afsnittet i linien), som er nødvendig til identifikation af det pågældende delbillede, hvori denne linie forekommer. Der udsendes en række af første kodemønstre P begyndende med symbol 79. I den foretrukne udførelsesform er det første kode-30 mønster P en række på otte binære digits: 11110000.

Det første kodemønster P udsendes 41½ gang for et total på 332 symboler. Efter at det første kodemønster P er blevet udsendt 41¾ gange,udsendes det andet kodemønster Q to gange i fase med P. I den foretrukne udførelses-35 form er det andet kodemønster Q det komplementære af det første kodemønster P, nemlig 00001111. Da der er udsendt en ekstra halv cyklus af P, betyder "i fase"-kravet, at transmissionerne af Q begynder ved midten af det andet DK 169192 B1 11 kodemønster Q (dvs. 1111). Hvis der er udsendt et helt antal mønstre P, begynder Q-transmissionerne ved begyndelsen af Q, nemlig 0000. Tidsstyreimpulsen er derfor kodet som den omvendte fase, der forekommer mellem den 5 sidste transmission af det første kodemønster P og den første transmission af det andet kodemønster Q. Efter den anden transmission af det andet kodemønster Q, udsendes der et signal til feltidentifikation. Dette sig-1q nal tjener til at identificere, hvilket af de 16 felter, der udsendes. Det kan benyttes til at synkronisere chifrerings elementer i systemet.

Linie 3 indeholder, i sin aktive del, det (stærkt fejlkorrigerede og fortrinsvis chifrerede) nøglesignal, 15 der er nødvendigt til descrambling af de pseudotilfældige variationer i positionen af det bundt af referencetakt-impulser på ti cykler, der forekommer i det horisontale slukkeinterval til hver linie i delbilledet. TSiøglesigna-let, som opdateres én gang pr. totalbillede, bruges som 2q startvektor for en pseudotilfældig talgenerator.

Fig. 2 er et diagram over tilretnings- og synkroniseringskredsene i modtageren eller dekoderen. Det scramblede fjernsynssignal - scramblet i overensstemmelse med det nøglesignal, der udsendes i linie 3 i det verti-25 kale slukkeinterval - ankommer over ledningen 101 og føres til en nøglesignaldechifreringskreds 103, en tilretningsorddetektor 105 og en faselåsesløjfe 107. Detektoren 105 modtager altid hele det fuldstændige fjernsynssignal·, således at den altid er i stand til at 30 detektere det udsendte tidsstyresignal, selv om den sædvanligvis som tilretningssignal vil afgive det lokalt frembragte tilretningssignal i stedet for at udnytte det modtagne tidsstyresignal. Faselåsesløjfen 107 får tilført det fuldstændige fjernsynssignal i de perioder, der 35 bestemmes af burst gate-generatoren 109 (under styring fra soft lock-detektoren 111). Når tilretning og synkronisering er korrekt (hard lock-tilstand), er disse perioder perioderne i referencebundtet på ti cykler i DK 169192 B1 12 det horisontale slukkeinterval i hver linie. Nøglesignal -dechifreringskredsen 103 får tilført hele det fuldstændige fjernsynssignal, således at den er i stand til at detektere det descramblende nøglesignal i linie 3 i 5 det vertikale slukkeinterval ved at beregne den tid, der udløber, efter at tilretningsorddetektoren 105 har afgivet tilretningssignalet. Det fra faselåsesløjfen 107 udgående taktsignal føres til de fornødne dele af modtageren.

10

Gate-generatoren 109 kræver både tilretningssignalet (fra detektoren 105) og det dechifrerede nøglesignal (fra dechifreringskredsen 103) for at kunne bestemme tidspunktet for forekomst af referencetaktbund- „„ terne i de horisontale slukkeintervaller i det fuldstæn-15 dige fjernsynssignal. Sædvanligvis låses faselåsesløjfen 107 kun i disse perioder med henblik på korrigering af taktsignal. Under disse burst-perioder kan soft lock-detektoren 111 modtage det fuldstændige fjernsynssig-nal med henblik på at bestemme, om hard lock-tilstanden opretholdes. Dette opnås ved integration af det modtagne signal. Da taktimpulsbundtet (burst) er en skiftende række af 0 og 1, bør gennemsnitsværdien være lig med nul, når jævnstrømskomposanten er fjernet. Hvis den del af 25 det fuldstændige fjernsynssignal, der modtages i den periode, som fastlægges af gate-signalet fra generatoren 109, ved integration i soft lock-detektoren 111, har en værdi lig med nul, betyder dette, at tilretningen er korrekt. Hvis ikke, er tilretningen ikke korrekt. Soft lock-30 detektoren bringer modtageren i "soft lock"-tilstand ved at føre et soft lock-signal både til tilretningsorddetektoren 105 og til faselåsesløjfen 107. Dette soft lock-signal åbner sløjfen 107, således at den kan modtage hele det fuldstændige fjernsynssignal, incl. taktsigna-35 let i linie 1 i det vertikale slukkeinterval. Det ændrer også detektoren 105's hysteresealgoritme, således at de lokalt frembragte tilretningssignaler ignoreres, og det tilretningssignal·, som detektoren 105 afgiver, udgøres af det modtagne tidsstyresignal.

m~ — f - *g**^ DK 169192 B1 13

Fig. 3 er et diagram over tilretningsorddetektoren 105. Det fuldstamdige fjernsynssignal, incl. den kodede tidsstyreimpuls, ankommer i digital form, men udsendes pr. radio i analog form. Først skal det filtreres i et 5 højpasfilter 304 og derefter forstærkes i en forstærker 306. Det opnåede signal føres til en indgang 300.

Det digitale filter 308 er et båndpasfilter af 8. orden, afstemt til 895 kHz og virker som rekursivt filter. Filterfrekvensen på 895 kHz er den frekvens, ved hvilken kodemønstrene P og Q forekommer (symbolfrekvens 7,16 MHz delt med otte symboler pr. kodemønster. Polerne i filteret 308 befinder sig nøjagtigt på enhedscirklen i z-planet, således at der er en yderst snæver ^ båndbredde og dermed en udmærket støjundertrykkelse. Filterets stabilitet opretholdes ved periodisk tømning af filterets lagre ved hjælp af en logikstyrekreds 309.

Når kodemønstrene på 895 kHz tilføres digitalfilteret 308, har filterets udgangssignal tendens til at 2q vokse. Efter at det første kodemønster P er blevet tilført digitalfilteret 308 i en tidsperiode på mellem 28 ps og 46 ps, afhængigt af støjniveauet, vokser filterets udgangssignal til et tilstrækkeligt højt niveau til at trigge en tærskeldetektor 310 og aktivere en møn-25 stergenkendelseskreds 312. Som vist i fig. 3 er tærsklen for detektering af et "1” på udgangen fra digitalfilteret 308 en værdi større end eller lig med 25."1". Tærskelværdien for detektering af et "0" på udgangen fra digitalfilteret 308 er en værdi mindre end eller lig 30 med 7. I løbet af 28 ps vil digitalfilteret 308 modtage de første 25 kodemønstre P, og hvis ikke der er støj, vil den akkumulerede værdi for hver af de fire "1"-positioner af det første kodemønster P nå op til 25.

I løbet af 46 ps vil samtlige 41½ gentagelser af det 35 første kodemønster P være blevet modtaget.

Mønstergenkendelseskredsen 312 udfører to funktioner, Den undersøger først udgangssignalerne fra tærskeldetektoren 310 for at se, om de er blevet frem- DK 169192 B1 14

bragt som resultatet af tilførslen af et 895 kHz signal til indgangen til digitalfilteret. Det drejer sig her blot om at afgøre, hvorvidt otte sampler af "større endV

“mindre end"-signalet fra tærskeldetektoren 310 opfyl-^ der følgende to kriterier: a. Der skal være nøjagtigt fire "større end" og fire "mindre end", og b. Der skal enten være fire "større end" i en række eller fire "mindre end" i ^ en række.

Efter at den har konstateret, at 895 kHz-signalet var til stede, begynder mønstergenkendelseskredsen 312 lokalt at frembringe sin egen version af 895 kHz-signa- let, dvs. en række af første kodemønstre P. Disse mønst-15 re tilføres en exclusive-OR-port 314 sammen med det fra indgangen 300 ankommende signal med henblik på at lokalisere fasereverseringen (jf. fig. 1) i det kodede synkroniseringssignal.

Når fasereverseringen forekommer, skifter udgangen 20 fra exclusive-OR-porten 314 fra "0" til "1". Udgangssignalet fra porten 314 styrer en seriel 12-ud-af-16-voteringskreds 316, hvis udgangssignal er på højt, aktivt niveau, når 12 af de sidste 16 ankommende sampler er "l"ere. Når der ikke er støj, er det punkt, ved hvil-25 ket voteringskredsens udgangssignal skifter til aktivt højt, fastlagt i relation til det fuldstændige fjernsynssignal (såfremt selve det oprindelige synkroniseringssignal hensigtsmæssigt er fastlagt). Da der imid-2g lertid på grund af støj indføres fejl i den fasereverserede del af det kodede tidsstyreord, vil det punkt, ved hvilket voteringskredsens udgangssignal skifter til aktivt højt, ikke nødvendigvis være fast.

Man afhjælper denne situation ved gensynkronise-22 ring af udgangssignalet fra voteringskredsen 316 med det lokalt frembragte første kodemønster P fra mønstergenkendelseskredsen 312. Denne gensynkronisering finder sted i reset-kredsen 318. Uden reset-kredsen 318 vil udgangssignalet fra voteringskredsen 316 tages som det dekodede tidsstyresignal. I den foretrukne udførelses- ϋ----i - --------—-------- DK 169192 B1 15 form tages det dekodede tidsstyresignal imidlertid fra udgangen på reset-kredsen 318. Reset-kredsen 318 kombinerer de to nødvendige elementer af information på nøjagtig måde for at give mulighed for genvinding af 5 tidsstyresignalet. Den modtager fra mønstergenkendelseskredsen 312 den lokalt frembragte strøm af første ko-demønstre P. Da disse mønstre er fri for fejl, indbefatter de fejlfri information på det nøjagtige punkt i hvert kodemønster, hvor tidsstyresignalet kunne fore-10 komme (midten af mønster). Den eneste information, der mangler, er en eller anden form for identifikation af, hvilket kodemønster vil have sit tidsstyresignal centreret, og denne information fås fra voteringskredsen 316. Mønstergenkendelseskredsen 312 frembringer derfor 15 i hver cyklus af første kodemønstre p et vindue med en bredde på én bit, under hvilken tidsstyresignalet kan opstå, såfremt voteringskredsen 316 er i korrekt tilstand. Reset-kredsen 318 afgiver tidsstyresignalet i det ene vindue, der forekommer under et kodemønster, når 20 voteringskredsens udgangssignal skifter til højt.

Det beskrevne system vil frembringe tidspræcise tidsstyresignaler under konditioner, hvor der er dårlig signalkvalitet. Hvis signalkvaliteten er endnu værre, kan systemets virkeområde udvides ved indkobling af en 25 regenerativ kreds for at genindføre tidsstyresignaler, som måtte være gået tabt eller være blevet ukorrekt dekodet på grund af alt for kraftig støj. Denne udvidelse kan kun implementeres, såfremt de udsendte tidsstyresignaler er periodiske.

30 I den foretrukne udførelsesform udnyttes det de kodede tidsstyresignal fra reset-kredsen 318 indirekte til resstning af systemets tællere som vist i fig. 3. Systemtællerne 322 opererer kontinuerligt med automatisk og periodisk resætning til 0, idet perioden prin-35 cipielt er den samme som perioden af de udsendte tidsstyresignaler. Når systemtællerne resættes til 0, frem- DK 169192 B1 16 bringer de et lokalt frembragt tilretningssignal til ledningen 324, hvilket signal sammenlignes med det de-kodede tidsstyresignal over ledningen 326. Denne sammenligning foregår i en hysteresekreds 320, der tæller 5 det antal tilfælde, hvor det lokale tilretningssignal og det dekodede tidsstyresignal ikke falder sammen.

Når tælleværdien når op til en forudbestemt værdi (5 i den foretrukne udførelsesform), benyttes det næste dekodede tidsstyresignal til resætning af systemtællerne.

10 Hvis tælleværdien ligger under den forudbestemte værdi, benyttes det dekodede tidsstyresignal ikke til resætning af systemtællerne, der får lov til at resætte sig automatisk. Dette arrangement bevirker, at udetekterede tidsstyresignaler kan regenereres i systemtællerne og 15 bevirke, at tidsstyresignaler, der lejlighedsvis detek-teres ukorrekt, dvs. detekteres, når der ikke er udsendt tidsstyreord, ignoreres.

Nøglesignal-dechifreringskredsen kan anvende en vilkårlig algoritme, der i sin struktur er som beskrevet 20 i Data Encryption Standard (FIPS publikation 46) fra

National Bureau of Standards. Den algoritme, der er beskrevet i nævnte publikation, er dog at foretrække hvad angår den opnåelige sikring. Når den har modtaget tilretningssignalet fra detektoren 105, sørger dechifre-25 ringskredsen 103 for at kalkulere det tidspunkt, hvor den aktive del af linie 3 i det vertikale slukkeinterval forekommer. Den søger derefter efter den information, der opstår i det ankommende signal under den kalkulerede tidsperiode og behandler denne information som det ko-30 dede nøglesignal og foretager dekodning af dette signal i overensstemmelse med algoritmen og det tidligere i modtageren indførte masternøglesignal. Hvis der er korrekt tilretning, vil denne information faktisk svare til nøglesignalet, og fjernsynssignalet kan så descrambles.

35 Hvis tilretningen er gået tabt, vil den del af det udsendte signal, der behandles som nøglesignal, ikke skabe DK 169192 B1 17 den fornødne information til korrekt descrambling af billedet.

Fig. 4 viser et diagram, der illustrerer virkemåden for burst gate-generatoren og time base-descramb-5 leren 109. Det descramblede nøglesignal fra dechifreringskredsen 103 benyttes som startvektor for en pseudotilfældig talgenerator 401. Generatoren 401 frembringer (for en NTSC-standard) en sekvens på 525 tilfældige tal på basis af nøglesignalet. Disse tilfældige 10 tal kombineres derefter med den fra linietælleren 403 hidrørende information, der inkrementeres med ét for hver linie, i en linietype-vælgekreds 405. Denne kreds vælger den type linie, eksempelvis afkortet med en standar dmængde, afkortet med det dobbelte af standardmængden, 15 forlænget med den ene eller den anden mængde eller uændret, som nu skal forekomme, og informationen overføres til en linielængde-styrekreds 407, der foretager overvågning af den sammensatte linielængdes afvigelse i forhold til begyndelsen af det pågældende delbillede og 20 sikrer, at følgende to betingelser er opfyldt: 1) Den samlede afvigelse overskrider „ _ t "4“ aldrxg ^ 9 ys, og 2) den samlede afvigelse ved enden af delbilledet skal være lig med nul.

25 Linielængde-styrekredsen afgiver derefter informa tion til en horisontal tæller og dekoder 409, hvorved denne dekoder 409 er i stand til for den pågældende linie at korrigere styresignalerne til linielageret og kalkulere beliggenheden af referencetaktimpulsbundtet i 30 hvert horisontalt slukkeinterval og afgive burst gatesignalerne på de korrekte tidspunkter.

Fig. 5 er et blokdiagram, der viser detaljerne i soft lock-detektoren 111. Tilretningsimpulsen fra tilretningsorddetektoren 105 ankommer over ledningen 501 35 og benyttes til resætning af både den lokale underbære-bølgeregenerator 503 og tællerne i tæller/dekoderkred- DK 169192 B1 18 sen 505. Kredsen 505 afgiver et udgangssignal, der er aktivt i linierne 22-42 i hvert delbillede. Dette udgangssignal portstyres med burst gate-signalet over ledningen 507 i en AND-port 509 med henblik på frem-5 bringelse af en impuls, der kun er aktiv under burst-signalet i linierne 22-42 i delbilledet. Dette signal kan så benyttes til at låse en miss counter 511 op, hver gang den lokalt frembragte underbærebølge fra generatoren 503 ikke stemmer overens med det fuldstændige 10 fjernsynssignal, der ankommer over ledningen 513. Når udgangssignalet fra denne tæller 511 overskrider en given tærskelværdi, skifter tærskeldetektoren 515's udgangssignal til aktivt niveau, hvorved soft lock-sig-nalet sendes til tilretningsorddetektoren 105 og fase-15 låsesløjfen 107.

Claims (7)

1. Indretning til detektering af tab af tilretning, og genoprettelse af rigtig tilretning i en modtager til modtagelse af et kommunikationssignal, der indbefatter 5 et tidsstyresignal og et udsendt nøglesignal, der står i et givet tidsforhold til tidsstyresignalet, og hvor kommunikationssignalet er scramblet i overensstemmelse med det udsendte nøglesignal og har en sådan karakter, at der ved modtagelse kræves en passende tilretning, 10 kendetegnet ved en tilretningssignalgenerator, der modtager det scramblede kommunikationssignal og reagerer overfor et signal, der angiver tab af tilretning med henblik på, som tilretningssignal at afgive det modtagne tids-15 styresignal, og reagerer ved mangel på tilretningstabssignalet med henblik på, som tilretningssignal at afgive et lokalt frembragt tilretningssignal, der i hovedsagen falder sammen med tidsstyresignalet, undtagen når tilretningen er ukorrekt, 20 en nøglesignaldetektor, der modtager det scramblede kommunikationssignal og tilretningssignalet med henblik på som detekteret nøglesignal at afgive et signal udledt fra den del af det scramblede kommunikationssignal, der står i det givne tidsforhold til tilretningssignalet, 25 og en detektor, der får tilført det scramblede kommunikationssignal under en given, af det detekterede nøglesignal bestemt periode, og er indrettet til at detektere en ukorrekt tilretning og til at frembringe 30 tilretningstabssignalet, indtil der er genoprettet korrekt tilretning, idet den forudbestemte periode svarer til en forudbestemt del af et horisontalt slukkeinterval, når tilretningen er rigtig. DK 169192 Bl 20

2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den forudbestemte del indbefatter taktimpulstog-information.

3. Indretning ifølge krav 2, kendetegnet 5 ved, at detektoren til detektering af tilretningstab er indrettet til at integrere det scramblede kommunika-tionssignal, som modtages under den forudbestemte periode, og til at tilvejebringe tilretningstabssignalet som svar på resultatet af nævnte integration.

4. Fremgangsmåde til detektering af tab af til retning, og genoprettelse af rigtig tilretning i en modtager til modtagelse af et kommunikationssignal, der indbefatter et tidsstyresignal og et udsendt nøglesignal, der står i et givet tidsforhold til tidsstyresigna- 15 let, og hvor kommunikationssignalet scrambles i overensstemmelse med det udsendte nøglesignal og har en sådan karakter, at der ved modtagelse kræves en passende tilretning, kendetegnet ved følgende trin: - der foretages modtagelse af det scramblede 20 kommunikationssignal, - der foretages bestemmelse af, hvorvidt der er korrekt tilretning ved undersøgelse af en forudbestemt del af det scramblede kommunikationssignal, idet den forudbestemte del svarer til en forudbestemt del af et 25 horisontalt slukkeinterval, når tilretningen er rigtig, - der foretages identifikation af den forudbestemte del i relation til det detekterede nøglesignal, - der foretages genvinding af det detekterede nøglesignal ud fra den del af det scramblede kommunika- 30 tionssignal, der står i det givne tidsforhold til et valgt tilretningssignal, og - der foretages valg af tilretningssignalet på basis af bestemmelsen af, hvorvidt der er korrekt tilretning, på en sådan måde, at DK 169192 B1 21 1. det valgte tilretningssignal, såfremt der er korrekt tilretning, udgøres af et lokalt frembragt tilretningssignal i hovedsagen sammenfaldende med det modtagne tidsstyresignal, 5 2) ellers udgøres det valgte tilretningssignal af det modtagne tidsstyresignal.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at - der foretages frembringelse af et taktsignal på 10 en frekvens, der bestemmes af et valgt referencesignal, og - der foretages valg af referencesignalet på basis af bestemmelsen af, hvorvidt der er korrekt tilretning på en sådan måde: 15 1) at det valgte referencesignal, såfremt der er korrekt tilretning, kun udgøres af det scramblede kommunikationssignal i den valgte periode, 2. ellers udgøres det valgte referencesignal af hele det scramblede kommunikationssignal.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 4 eller 5, kende - tegnet ved, at den forudbestemte del indbefatter taktimpulstog-information.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at bestemmelsestrinnet indbefatter integra-25 tion af den forudbestemte del af det scramblede kommuni-kationssignal.