[其他]通信系统中的帧恢复技术

说明书

本发明涉及在通信系统中、特别是在保密通信系统中，实现并保持正确成帧和同步的技术。当接收时序信号的各时隙与发射时序信号的相当位置能够正确对应时，就是正确的成帧;而正确的同步是指发射机和接收机的时钟信号彼此锁定起来（以便保持比特完整性）。

正确的成帧对于各种类型通信系统的工作是必不可少的一种特性。例如，在独立数字码流的时分复用传输系统中，把输入信号的值正确地解码为一个发射的符号组，并把已解码的符号组传送给适当的接收机，都需要正确的成帧。同样，在电视信号的传输中，接收机所显示的象素必须与发射端所显现的象素具有相同的相对位置，并且对于行、场扫描的电视信号而言（发射的图象信号是由若干相邻的平行行组成的场来扫描的），为实现上述电视传输，正确的成帧也是必须的。除非数据帧特别短（例如，单个的ASCll字符），为了在连续成帧信号之间的时间间隔内保持可靠的通信，正确的同步是必要的。

在一般（非保密）通信系统中，成帧信息通常采用唯一字的形式，接收机识别出这个唯一字以后，建立一个特定的瞬间作为基准，从这个基准开始，就能测量时间了。对于每个数据帧（例如，电视信号的帧或场），在相同的时间周期性地出现相同的唯一字。因为成帧字的恒定的频率出现，并且每一帧都是相同的，所以接收信息的成帧容易实现。

但是，对于保密通信系统而言，这种技术是不适用的，因为一个重要的保密特征就是取消成帧信息。取消成帧信息的方法可以用改变信息相对于成帧字出现的时间来实现（加扰）;但是必须采用某种装置以便把成帧信息传送给预定的接收者。如果接收者有把数据解扰的键，则不会发生任何问题。然而，当同步信息（例如，基准时钟色同步）与信息一起也被加扰时，则会产生另外一种困难，这种同步信息对于成帧过程是必要的，因为当两个成帧脉冲之间的时间间隔较长时，同步信息可使时钟不致漂移太远。

本发明的一个目的是在通信系统中实现和保持正确的成帧。

本发明的另一个目的是在保密通信系统中实现和保持正确的成帧。

本发明的另一个目的是从已加扰的信息信号中恢复成帧和同步信息。

本发明的另一个目的是从一种信息信号中恢复上述成帧和同步信息，而这种信息信号是依照包含在已加扰的信息信号中的键来加扰的。

实施本发明的通信系统是一种发射广播电视的系统。为了不让未经允许的接收者收着电视节目（例如，未交费的接收者），可使广播发射机加扰电视图象的行，例如发射机产生一种定时信号，来改变各行彼此相对的时间，或有规律地改变行的基准点。加扰是依照一种键实现的，该键是随同已加扰的图象信号一起发射的。为了保密去掉通常在消隐期间发射的同步脉冲，把这种期间用于发射键、节目伴音信号以及编码成唯一字的定时信号。为了进一步保密，将键也加密（利用事先装入有接收极的接收装置中的一种主键）。虽然，对信号加扰了，但是发射的键是与定时信号保持恒定时间关系的方式发射的;这样，一旦恢复了定时信号，就能恢复所发射（已加密）的键了。

接收这种信号的接收机包括一些部件，其中之一是成帧信号发生器，它根据接收的定时信号或者根据以前接收的定时信号（利用接收机的时钟进行本机外插）产生成帧信号。当所产生的成帧信号是由本机根据以前接收的定时信号外插产生时，它基本上与发射的定时信号相一致（当然除了成帧失效之外）。当输出接收的定时信号作为成帧信号时，则无外插的必要。

另外一个部件是键检出器，它在成帧信号之前或之后的一个预定时间寻找发射的键。键检出器还包括解密电路，它根据预先安排的主键来解密已检出的键。

第三个部件是选通信号发生器和时基解扰器。它接收成帧信号和已解扰的键，并根据已解扰的键计算出每行适当的延迟量，以使每行接收图象相对于其他行有正确的时间关系（即对图象解扰）。这个部件还产生一个选通信号，该选通信号连同其他部件一道用于接收机的锁相环（时钟）。选通信号在适当的时间接通锁相环，允许接收信号的一小部分进来，通常这一小部分信号是在每行消隐期间出现的基准时钟色同步。