CN102652403A - 用于提供至少一个输出信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为接收单元(56)提供至少一个输出信号的方法，在该方法中，从至少一个第一天线(44)接收至少一个第一接收信号，并且从至少一个第二天线(46)接收至少一个第二接收信号，其中对每一接收信号进行预处理，其中经过预处理的接收信号通过计算相互组合并在此产生所述至少一个输出信号，以及在此经由连接件(54)将产生的所述至少一个输出信号提供给接收单元(56)。

Description

用于提供至少一个输出信号的方法

技术领域

本发明涉及一种用于为接收单元提供至少一个输出信号的方法以及装置。

背景技术

一种用于在车辆中进行FM无线电广播接收的高级接收系统或接收装置使用多个天线，以相对于只利用一个天线的系统改善接收。多个天线的优势通过在天线之间切换以及将选择出的天线信号通过高频信号进一步传递到接收器而得以利用。这种方法被称为接通多样性(Schaltdiversity)或接通分集

对此，由公开文献DE 10 2006 039 357 A1已知，可以在各个物理天线的天线信号和由至少两个模拟真实的天线信号构成的总和之间进行切换。为了实现，在机动车辆中通常将天线结构安装在后窗玻璃上，并且通过几厘米长的短导线与用于天线的切换盒连接。在切换盒中总是只选择天线信号中的一个。然后，这些天线中的一根天线的全部接收频带借助于通常被构造为同轴电缆的高频电缆被传递直到收音机。收音机执行其他的信号处理。在此，在收音机中从接收频带中过滤出所希望的接收频率，将该接收频率转换到中间频率，再次过滤并且继续进行处理，其中用户通过操作收音机来确定要接收哪一频率。为了能够决定切换盒应选择可供使用的天线信号中的哪一信号，切换盒需要关于在收音机中从接收频带中选择了哪一接收频率的信息。为此，在收音机中产生的中间频率信号经由高频电缆被输送到天线切换盒，以进一步进行信号处理。

在公开文献DE 10 2006 006 266 A1中描述了，在特殊接收情况下防止切换的信号从接收器经由一个单独的连接件被传递到切换盒。

在其他方法中，由通过对两个不同的、线性不相关的天线接收信号进行放大和/或过滤产生的两个信号通过复杂的线性组合计算出一个新的信号。

另外，已知用于执行相位多样性或者说相位分集的系统，其与用于执行接通多样性的系统不同。相位多样性系统按照在数字平面中的抽样将两个或多个天线信号组合，其中使线性组合的复杂系数连续地与接收条件相适应。

与此相反，接通多样性系统在多个信号之间离散地进行选择，即使这些信号中的几个信号由两个天线信号的叠加产生。在此，在切换时产生信号干扰。此外，汽车收音机(机头单元)的具有一个单独天线切换盒的接通多样性系统接收到一个中间频率信号，从该中间频率信号获得用于切换的信息。

在一种由公开文献DE 10 2004 062 000 A1已知的、用于转换相位多样性的方法中，在天线侧的混合器盒中，天线信号中的一个信号转换为另一频带，从而在叠加之后由两根天线接收的信号通过高频电缆以不同的中间频率进行传递。不利的是，在这种方法中，在接收系统的一个信号路径中需集成两个附加的混合过程。此外，必须在全部的接收带宽上进行频率转换，使得附加的混和器被施以接收频带的全部动态。由于这个混合器的有限动态以及混合过程的串联(该混合过程的串联使整个信号路径系统的噪声提高以及互调性能下降)，系统的性能相对于具有两条天线线路的DDA系统或者说数字方向天线系统受到局限。这个系统的另一缺陷是，在混合过程中产生的相位错误。该相位错误必须由算法进行补偿以提供相位多样性，这同样可能会导致功率能力下降。

发明内容

在此背景下，提出具有各独立权利要求所述特征的一种方法以及一种装置。本发明的其他设计方案由从属权利要求和说明书给出。

通过本发明实施一种方法，该方法用于通过仅仅一条作为接收器与例如被构造为收音机的接收单元之间连接件的高频线路或高频电缆实现相位多样性或者说相位多样化或相位不同性。由此，可以在车辆中使用被构造用于实施空间定向的数字天线接收的DDA或者说数字方向天线装置或一种相应的系统，而不会由于两条高频电缆而造成高的系统成本。

在本发明的一种设计方案中，分别通过数字化对至少两条天线的接收信号进行处理或预处理。在预处理中，对每一个接收信号进行过滤、放大和/或数字化。接收信号的频率同样可以转换。通常，接收信号在执行至少一个运算的情况下通过计算相组合，由此提供至少一个输出信号。在此，至少两个独立的输入信号在计算时通常分别乘以复杂的因数，并相加。同一输入通道的两个经过预处理的输入信号的由此形成的线性组合位于天线装置中，通常是在接收器中，而不是像现有技术那样在收音机中。

由接收信号形成的至少一个输出信号或天线信号可以通过仅一个例如被构造为电缆的连接件输送到作为接收单元的收音机(机头单元)以进一步进行处理。通常可以提供两个或更多个输出信号或天线信号。由此，可以实现只具有一根电缆的DDA装置，该电缆可以被实施为高频电缆。通过使用仅一根高频电缆，在此可以确保高(hochratig)的数据传输率以及电缆束相对于其他接收设备的兼容性。

具有DDA信号处理功能的天线系统或天线装置被称为DDA调谐器盒或切换盒。具有该信号处理功能的单元也可以被称为DDA天线。在此，天线装置包括至少两根天线、短的引线以及被构造为切换盒的接收器。

高频电缆在此同样可以用于能量供给以及还可以用于数字地操控接收器或DDA调谐器盒。为了能量供给，例如通过所谓的幻像供电向高频电缆供应直流电压并且将直流电压继续传输向DDA调谐器盒。在一种可能的用于操控DDA调谐器盒的实施方式中规定，对于至少一个数字输出信号从DDA调谐器盒到收音机或机头单元的传递、从机头单元到DDA调谐器盒的数字控制以及DDA天线的数字控制使用不同的传输频率。

在设计方案中，可以在接收器中使用具有两条平行信号路径的高集成接收模块(接收器IC)。由此，只需要一次混合器操控信号的预处理。因此，也只需要一个锁相环(phase-locked loop，PLL)。所述方法可以用于直接地和/或不直接地抽取接收信号。

在另一设计方案中，天线放大器和每一接收路径的前置级可以结合在一起或组合，从而只实现了自动增益控制(automatic gaincontrol，AGC)，该自动增益控制通常集成在接收器的接收模块中。

还可以通过在载体上对经过预处理的输入信号进行调制和/或在一个通道内将其相结合，产生至少一个输出信号。

在所述方法的范围内可实施的AM或者说调幅无线广播电接收还可以通过如下方式实现：必要时通过分散和/或倍增至少一个输入信号的频率、通常是多个输入信号的频率，获得至少一个输出信号的频率或由本地振荡器的固定频率或基准频率构成的混合信号。通过所述至少一个输出信号，一部分AM无线电频带通过信号路径中的一个信号路径的混合器被转换为相应的中间频率，并且必要时进行过滤。在另外的处理过程中，信号路径的通常通过数字化进行预处理的输入信号没有产生线性组合，而是两个数字化的中间频率或ZF信号经由连接电缆被输送给接收单元并在这里继续被处理。因此在AM接收期间可能同时的FM或调频接收例如实现了背景中的发送器列表维护。

在设计方案中，可以使用至少两个直到形成线性组合都不相关的接收模块，在这些接收模块中有时不形成线性组合，其中一个接收模块停留在接收频率上并且为音频信号提供接收信号，而第二接收模块在背景中搜寻更好的替代频率。

还可以使用进一步经过处理的信号作为通常被构造为DDA调频盒的接收器的接口，这些信号例如为音频信号。在这种情况下，用于汽车收音机或者说机头单元的接收信号是音频源。

因为接收信号被数字化，所以根据本发明的方法以及根据本发明的接收器与设置在车辆中某个地方的接收盒不同，其包含两个或多个天线信号，将这些天线信号组合并输出一个音频信号。

所描述的装置被构造用于实施所提出的方法的全部步骤。在此，这个方法的各单个步骤也可以由所述装置的各单个部件实施。另外，所述装置的功能或所述装置的各单个部件的功能可以转换为所述方法的步骤。此外，所述方法的步骤被实现为所述装置的各单个部件或整个装置的功能。

本发明的其他优点和设计方案由说明书和附图给出。

易于理解的是，前述和下面还要阐述的特征不仅可以以每一给出的组合应用，而且可以以其他的组合或单独地应用，而不会脱离本发明的范围。

附图说明

图1以示意图示出了由现有技术已知的设备的第一示例；

图2以示意图示出了由现有技术已知的设备的第二示例；

图3以示意图示出了根据本发明的装置的第一实施方式；

图4以示意图示出了根据本发明的装置的第二实施方式。

具体实施方式

根据各实施方式在附图中示意性地示出了本发明，接下来参照附图对本发明进行详细说明。

相互联系地且相互交叉地对附图进行描述，相同的附图标记表示相同的部件。

在图1中示意性示出的、由现有技术已知的设备2的实施方式包括天线装置4，其具有两根布置在车辆后窗玻璃中的天线6、8。在此，为每一根天线6、8设有一个天线引出头单元10、12。这些天线引出头单元10、12与天线切换盒14连接。天线切换盒14经由用于传递模拟的HF信号或者说高频信号的第一线路16并且经由用于传递模拟的ZF信号或者说中间频率信号的、单独的第二线路18，与也被称为机头单元(Head unit)的音频收音机20连接。

接通多样性方法的实施在这里通过两个天线引出头经由天线切换盒14的天线引出头单元10、12和在天线切换盒14和音频收音机20之间的被构造为高频线路的线路16、18进行。在此，在接收工作期间在天线6、8之间反复接通，其中也可以仅通过一个线路16、18输送ZF信号和HF信号。于是在这种情况下，在电路技术上必须将相应的天线分频滤波器前置。

用于实施该接通多样性的方法的缺点是，同一时间只有一个天线信号能够用于接收，这限制了设备2的接收能力。另一缺点是，在天线6、8之间切换会引起干扰。

在图2中所示的、由现有技术已知的设备24的第二示例很大程度上具有与在图1中所示的设备2相同的部件，其中这里省去了天线切换盒14。为此，这里设有DDA或者说数字方向天线音频收音机28，其经由第一线路16和第一天线引出头单元10与第一天线6连接，并且经由第二线路18和第二天线引出头单元12与第二天线8连接。

在可通过第二设备24实施的方法中，由两个包括天线6、8和天线引出头单元10、12的接收系统通过复杂的线性组合计算出一个新的信号。在此，可以通过适当地选择合成信号的各个复杂因数具有相对于由天线6、8所提供的各个信号明显改进的质量。因此，尤其能够几乎完全抑制由于在场中的多路径接收而产生的干扰。与此同时，在场强很小的接收区域中，通过两个信号的相应求和能够实现有效功率的提高。相应的设备24或系统从大概2002年起已进入市场并且通常被称为DDA(数字方向天线)或相位多样性系统。在此，天线6、8的每两个信号经由两个单独的作为线路16、18的高频电缆或同轴电缆被输送到被构造为DDA音频收音机28的接收器。在DDA音频收音机28中，将这些信号放大、过滤、转换到中间频率、数字化以及数字式地对其继续进行处理。在这里，也可以对三个或更多个天线信号进行处理。

DDA设备24的缺点是，在此需要两个高频电缆线路。相反地，只具有一根天线或一个接通多样性系统的简单的汽车收音机只用在天线和汽车收音机之间的一个高频线路也应付得了。DDA设备24的这个缺点导致车辆中更高的系统成本。

图3示意性示出的、根据本发明的装置40的第一实施方式包括天线装置42，该天线装置具有相互间隔开的至少一个第一天线44和至少一个第二天线46。在此，每一根天线44、46分别与天线引出头单元48、50连接。天线引出头单元48、50又与接收器52连接，该接收器也可以被称为DDA调谐器盒或者数字方向天线接收器52。接收器52通过仅一个被构造为电缆或线路的连接件54与这里被构造为汽车收音机或者说机头单元的接收单元56连接。

在这个装置40中，从第一天线44经由第一天线引出头单元48向接收器52提供第一接收信号，从第二天线46经由第二天线引出头50向接收器52提供第二接收信号。另外，在接收器52中单独地对每一接收信号进行预处理。接下来，经过预处理的信号通过计算相互组合并在此产生至少一个输出信号。因此，通过在接收器52中由多个接收信号实施相位多样性方法，提供至少一个输出信号，该输出信号也可以被称为天线信号。为了将至少一个输出信号传递到接收单元56，只需要一个连接件54，该输出信号也可以被称为天线信号。

在图4中示意性示出了根据本发明的装置60的第二实施方式。这个装置60包括至少两根在空间上相互隔开的天线62、64，这些天线与被构造为DDA调谐器盒的接收器66连接。从天线62、64接收的、以同一频率同步提供给同一发送器的接收信号被传送给接收器66。在接收器66内设有用于继续处理接收信号的信号处理装置68。这个信号处理装置68包括一个针对每一接收信号单独实施的预处理器70。在这个预处理器70中，对每一根天线62、64的每一个接收信号单独进行预处理，其中通常对每一个接收信号进行过滤和/或放大。另外，还可以规定对每一接收信号的频率进行转换和/或对接收信号进行数字化。

接下来，在信号处理装置68中设有计算器72。在此，经过预处理的接收信号相互组合。设置用于组合接收信号的计算器72通常包括形成已经过预处理的接收信号的线性组合。作为替代或补充，经过预处理的接收信号在计算器72内被分解和/或倍增。在接收器66中实施的处理步骤尤其还包括模拟-数字或者说AD转换、复杂DDA系数的计算以及由此产生的经过预处理的数字接收信号的叠加。

此外，图4的装置60还包括接收单元74，该接收单元可以被构造为汽车收音机或者说机头单元并且例如布置在车辆的中控台中。接收器66和接收单元74经由被构造为电缆的连接件76相互连接。通过对经过预处理的接收信号进行计算72所提供的至少一个输出信号经由一根电缆76从接收器66传送到接收单元74。在接收单元74中接收的、通常为数字式的至少一个输出信号在接收单元74内必要时经受另一信号处理78并且作为音频信号输出。

通过电缆提供在接收器66和接收单元74之间的双向连接件76。从接收单元74开始，可以经由被构造为电缆的连接件76向接收器66提供接收控制信号或调谐控制信号。另外，通过连接件76给接收器66供给电压。

在这个实施例中，调谐信息，即在RDS策略范围内需选择的接收频带以及需检测的替代频率的信息，可以属于接收控制信号，在这个例子中在被构造为机头单元的接收单元74的控制器中完成所述RDS策略。但也可以想到将RDS策略转移到被构为DDA调谐器盒的接收器66中。

Claims (13)

1.一种用于为接收单元(56、74)提供至少一个输出信号的方法，在该方法中，

-从至少一个第一天线(44、62)接收至少一个第一接收信号，以及从至少一个第二天线(46、64)接收至少一个第二接收信号，其中，

-通过数字化对每一接收信号进行预处理，

-经过预处理的接收信号相互组合，并在此产生所述至少一个输出信号，以及

-经由连接件(54、76)将产生的所述至少一个输出信号提供给接收单元(56、74)。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，所述经过预处理的接收信号通过计算(72)相互组合，由此产生所述至少一个输出信号。

3.按照权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个输出信号在计算(72)时在形成经过预处理的接收信号的线性组合的情况下产生。

4.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个输出信号由本地振荡器的固定频率或基准频率通过分解或倍增产生。

5.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少两个经过预处理的接收信号被调制为至少两个载波信号，并且从所述至少两个载波信号产生至少一个输出信号。

6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，经过预处理的接收信号在一个通道内结合在一起，由此产生所述至少一个输出信号。

7.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少一个接收信号通过至少一个接收信号的过滤、放大和/或频率转换进行预处理。

8.按照上述权利要求中任一项所述的方法，所述方法为同一接收通道的接收信号以及/或者以同一接收频率实施。

9.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，由所述接收单元(56、74)经由所述连接件(54、76)通过幻像供电向所述接收器(52、66)提供电能以及/或者由所述接收单元(56、74)经由所述连接件(54、76)控制所述接收器(52、66)。

10.一种用于为接收单元(56、74)提供至少一个输出信号的装置，该装置具有接收器(52、66)，该接收器能够

-从至少一个第一天线(44、62)接收至少一个第一接收信号，并且从至少一个第二天线(46、64)接收至少一个第二接收信号，

-通过数字化对每一接收信号进行预处理，

-使经过预处理的接收信号相互组合，由此产生所述至少一个输出信号，以及

-经由连接件(54、76)将产生的所述至少一个输出信号提供给接收单元(56、74)。

11.按照权利要求10所述的装置，所述装置包括被构造为电缆的连接件(54、76)，所述接收器(52、66)经由该连接件与被构造为收音机的接收单元(56、74)连接。

12.按照权利要求10或11所述的装置，其中，所述接收器(52、66)具有被构造为接收转换回路、高集成的接收模块以及至少两个平行的、用于接收信号的信号路径。

13.按照权利要求10至12中任一项所述的装置，其中，所述接收器(52、66)具有接收模块，该接收模块能够为在第一频率上接收到的接收信号搜寻替代的第二频率。

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