[发明专利]一种在模拟电视基带信号中插入和提取数据的方法及装置

说明书

本发明涉及一种电视广播网中数据发送和接收的方法及其装置，特别涉及一种在模拟电视基带信号中插入和提取数据的方法及其装置。

在现代电视广播网中，实现双向通信功能日益得到广泛的重视和发展。在很多先进的电视广播网中，其前端设备都能动态地对网内位于用户端的机顶盒进行管理，如进行在线软件升级，密码控制等。用户亦能通过这种双向通信功能得到诸如点播节目，上网浏览等服务。

图1表示具有双向通信功能的电视网的示意图。在图1中，节目广播服务器2送出多路模拟或数字电视节目，经广播网接口3变换成适合在广播传送媒体5中传送的信号后，送至机顶盒7中的广播网接口10，再送入机顶单元8后可送至电视机。通常广播传送媒体5可为有线电视网，亦可以为无线空间。

当有双向通信需求时，交互服务器1可通过交互网接口4，交互网6和机顶盒7中的交互网接口9与机顶盒7进行双向通信。交互网6可以是电话网，这时交互网接口4和9均为电话调制解调器。这个方式的问题在于数据传输速率很低，无法满足日益增长的高速数据通信业务的需求。

为了提高下行速率，交互网6中的下行交互通道11可以通过与广播传送媒体5一样的媒体传送，如在有线电视网中，它占用一个频道传送数字信号。同样，上行交互通道12亦可通过有线电视网中的一个频带传送，这样可实现高速双向通信。

但这种工作方式的问题是在机顶盒中必须有两个高速数字接收机(一个在广播网接口10中，另一个在交互网接口9中)，从而使机顶盒7成本很高。为了降低成本，从交互式服务器中发出的数据可送入广播网接口3，与从节目广播服务器2中发出的数字电视数据流先进行时分复合，调制后再在同一个频道内传送，而接收端机顶盒7可将解调后的电视节目与交互式数据分离，从而实现用单一接收机同时接收数字电视节目和获得高速下行数据服务。

但由于历史的原因，模拟电视节目还将存在很长时间，节目广播服务器2中将在不同的频道中同时播出模拟和数字电视，它们将在同一广播传送媒体5(如有线电视网中的电缆)中传送，这样当机顶盒7正在接收模拟电视节目时，将无法同时接收交互式数据，从而严重限制了单接收机机顶盒的应用。

本发明的目的就是为解决上述问题，使机顶盒在接收模拟电视的同时还能同时收到数据，而且在模拟信号中插入的数据将不会影响通常模拟电视接收机的工作。

本发明的在模拟电视基带信号中插入数据的方法，其特征在于，将所述数据经过调制后插入模拟电视基带信号的垂直回扫消隐行时隙中，或插入正程行的同步时隙中；或同时插入模拟电视的基带信号垂直回扫消隐行时隙和正程行同步时隙中。

当将经过调制的数据插入所述同步时隙中时，该已调数据信号的频率范围处于行同步头信号频谱和彩色副载波信号频谱之间的空隙中。

当所述数字信号的信噪比较大时，对所述数据的调制方式是高阶正交振幅调制方式；而当所述数字信号的信噪比较小时，对所述数字信号的调制采用低阶正交振幅调制方式。

对所述插入在垂直回扫消隐行时隙中的已调制数据的带宽与模拟电视信号的带宽相同。

在提取所述数据时，使其先通过一个用于滤除行同步头及彩色副载波信号的带通滤波器。

本发明还提供一种用于将数据插入模拟电视基带信号的发射端的调制器，包括：比特到符号变换器、开方升余弦滤波器、90度移相器、乘法器、加法器和数模转换器，还包括：增益控制放大器；与比特到符号变换装置连接的时钟锁相电路；与90度移相器及乘法器连接的本振锁相电路；与增益控制放大器连接的彩色副载波幅度检测电路；及与时钟锁相电路、本振锁相电路、彩色副载波幅度检测电路连接、接收电视基带信号的彩色副载波提取电路。

本发明还提供一种用于对插入模拟电视基带信号的数据进行解调的解调器，包括：增益受控放大器、数模转换电路、开方升余弦滤波器、90度移相器、乘法器，还包括：与增益受控放大器连接的彩色副载波幅度检测电路；与数模转换电路连接的采样时钟产生器；与90度移相器及乘法器连接的数字振荡器；与增益受控放大器、彩色副载波幅度检测电路、采样时钟产生器、与数字振荡器连接的彩色副载波锁相电路。

所述时钟锁相电路和本振锁相电路的信号分别与彩色副载波信号锁相同步，并产生相应的时钟信号。

所述数字调制信号电平与彩色副载波电平维持一固定比率。

所述采样时钟产生器与彩色副载波锁相电路产生的彩色副载波信号锁相，产生时钟信号；所述数字振荡器与彩色副载波锁相电路产生的彩色副载波信号锁相，产生同步本振信号。