DE10137404C2 - Verfahren zum Betreiben eines drahtlosen Audiosystems mit dynamischer Kanalwahl - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines drahtloses Audiosystems, und insbesondere ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus WO-A-01/13565 ist eine Verfahren zum Erhalten einer Abschätzung von Störung innerhalb der jeweiligen Zellen in einem beweglichen Nachrichtentechniksystem. Das bewegliche Nachrichtentechniksystem weist eine Mehrzahl von den Zellen auf, welchen jeweils eine Basisstation und eine Mehrzahl der beweglichen Stationen zugehörig sind. Hierzu wird anhand eines Zeitfensters ein Maß für die Interzellulare Störung der einzelnen parallelen Kommunikationskanäle ermittelt. Der Signalpfad für jedes dieser Zeitfenster wird erfasst und es werden jene Positionen innerhalb des Zeitfensters festgestellt, welche ohne Signalbestandteil sind. Anhand dieses Maßes wird eine Abschätzung der Störungen in den Kommunikationskanälen ermittelt.

Aus EP-A2-0 866 628 ist ein System und ein Verfahren für eine dynamische Zuweisung in einem mikrozellularen System, umgeben von einem makrozellularen System, offenbart. Die dynamische Zuweisung wird entsprechend dem Signalstörabstand vorgenommen, welcher sich aus den Messungen des benutzen Frequenzspektrums ergibt. Ein Anruf wird einem freien Kanal zugewiesen. Alle Anrufe werden überwacht, um Sprachqualität und Anrufleistung sicherzustellen, indem man die Verbindung in einen anderen Kanal zwingt, noch ehe eine Verschlechterung der entsprechenden Qualität erfolgt.

Ein mit einem eingangs genannten Verfahren betriebenes drahtloses Audiosystem ist z. B. aus der DE 198 29 897 A1 bekannt.

Ein solches bekanntes Audiosystem umfaßt ein Audiosignalverarbeitungsgerät, welches eine zentrale Steuereinheit in Form eines Mikrocomputers aufweist, eine Fernbedieneinheit und mindestens einen vom Audiosignalverarbeitungsgerät und der Fernbedieneinheit ortsgetrennten Lautsprecher. Dabei weist die Fernbedieneinheit einen Funksender auf und der mindestens eine Lautsprecher einen Funkempfänger. Wahlweise umfassen die Fernbedieneinheit und der mindestens eine Lautsprecher auch jeweils einen Funksender und einen Funkempfänger. Der mindestens eine Lautsprecher ist zum Empfang von Fernbediensignalen vorgesehen, die von der Fernbedieneinheit zu dem mindestens einen Lautsprecher übertragen werden. Ein im Audiosystem vorgesehenes Audioübertragungssystem überträgt Audiosignalinformationen vom Audiosignalverarbeitungsgerät zu dem mindestens einen Lautsprecher. Auch in dem mindestens einen Lautsprecher kann eine Steuereinheit vorgesehen sein.

Die Steuersysteme in einem solchen bekannten drahtlosen Audiosystem benutzen in der Regel eine dynamische Kanalwahl aus einer vorgegebenen Anzahl von Kanälen mit festem Frequenzraster, um z. B. Audiosignalinformationen von einer zentralen Steuereinheit zu einzelnen Lautsprechern zu übertragen. Dabei wird den individuellen Lautsprechern z. B. von der Steuereinheit jeweils ein Übertragungskanal zugewiesen.

Ein solches festes Frequenzraster der Kanäle ist beispielhaft anhand der Fig. 2a veranschaulicht. Jedem Übertragungskanal entspricht ein Trägerfrequenzband mit fester Frequenzlage und fester Frequenzbandbreite.

Kommt es nun zu einer Störung der Übertragungsfrequenzen durch einen Störsender, so werden einzelne oder mehrere Kanäle gestört, wie in Fig. 2b gezeigt ist. Durch diese Störung werden die entsprechenden Kanäle für eine weitere Übertragung blockiert.

Das bekannte Audiosystem besitzt in der Regel mehrere Kanäle in einem festen Frequenzraster, die durch den Benutzer zugewiesen werden.

Das zur Verfügung stehende Funkfrequenzband gibt dabei kein festes Kanalraster vor, wie dies z. B. bei schnurlosen Telefonen der Fall ist. Vielmehr wird ein sogenanntes dynamisches Kanalraster benutzt. D. h., daß die jeweiligen Steuereinheiten nach vorbestimmten Empfangsgütekriterien eine Auswahl treffen, auf welchem Kanal mit vorbestimmter Frequenz ein Übertragungsvorgang stattfinden soll.

Betreibt man parallel zu einem solchen bekannten Audiosystem drahtlose Kopfhörer oder Mikrofone (im folgenden als Störer bezeichnet), für die Frequenzen benutzt werden, die sich mit dem vom Audioübertragungssystem benutzten Frequenzbereich überschneiden, so können Störungen der Audioübertragung zwischen der Audioübertragungseinheit und den Lautsprechern auftreten.

Liegt z. B. eine in Fig. 2a schematisch wiedergegebene Zuordnung von vier Lautsprechern A, B, C und D zu den vier Kanälen I, II, III und IV vor, und findet dann die in Fig. 2b skizzierte Störung der Kanäle II und III statt, so kann die zentrale Steuereinheit eine Kanalneubelegung, wie in Fig. 2b gezeigt, durchführen, bei der die Lautsprecher B, C und D nunmehr den Kanälen IV, V und VI zugewiesen werden.

Verwendet ein solches Audioübertragungssystem nur zwei Frequenzkanäle zur Übertragung, so erweist sich in der Regel einer der beiden Kanäle als ausreichend ungestört, auch wenn die Störer nicht im gleichen Kanalraster arbeiten.

Wird ein solches Audioübertragungssystem aber um zusätzliche Kanäle und/oder eine zusätzliche Zentraleinheit erweitert, z. B. für den gleichzeitigen Betrieb mehrerer drahtloser Lautsprecher an einem TV-Gerät und einer drahtlosen Stereoanlage, wird der Bedarf an Bandbreite ansteigen und die Möglichkeit des Ausweichens vor Störern begrenzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiter zu entwickeln, daß trotz begrenzter Bandbreite ein Ausweichen gegenüber Störern ermöglicht bzw. erleichtert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Störer in der Regel kein (oder ein anderes) Kanalraster nutzen als das Audiosystem. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen läßt sich die Nutzbarkeit des Frequenzbandes verbessern.

Erfindungsgemäß überprüft bei Beginn der Übertragung (Einschalten des Systems) jede Empfangseinheit (z. B. jede Lautsprecherbox) die Kanalzuordnung.

Diese Prüfung erfolgt nicht im ursprünglichen Kanalraster, sondern in einem Frequenzraster, das sehr viel feiner ist als die Kanalbandbreite.

Für jeden der in diesem feinen Frequenzraster abgetasteten Frequenzschritte wird die Empfangsfeldstärke gemessen und an die Zentraleinheit über die Steuerfunkstrecke übermittelt. Dort wird dann aus den eingehenden Daten ein Kanalabbild ermittelt, das die Bandbelegungssituation für jede einzelne Audioempfangsstation wiedergibt.

Durch die hohe Auflösung der kleinen Frequenzschritte bei der Abtastung können damit für jede Empfangseinheit die jeweils ungestörtesten Frequenzbereiche ausgewählt und zugewiesen werden.

Die so ausgewählten Frequenzen müssen dabei nicht notwendigerweise auf einem vorher festgelegten Kanalraster liegen, sondern können individuell eingestellt werden, wie gemäß den Maßnahmen des Anspruchs 2 vorgesehen ist.

Treten während des Betriebes Störungen auf, z. B. durch das Einschalten eines drahtlosen Kopfhörers in der Nachbarschaft, hat der Benutzer die Möglichkeit den Kanalwahlvorgang selbst neu zu starten.

Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Erläuterung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Audiosystems;

Fig. 2a eine schematische Darstellung eines herkömmliches festen Kanalrasters, welches in einem in Fig. 1 gezeigten bekannten Audiosystem verwendet wird;

Fig. 2b eine schematische Darstellung eines herkömmliches festen Kanalrasters, bei dem eine Störung einzelner Kanäle auftritt und Abhilfe durch eine dynamische Kanalwahl getroffen wird;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kanalabbilds einer Empfangseinheit bei dem in Fig. 1 gezeigten Audiosystem; und

Fig. 4 eine erfindungsgemäße ungleichmäßige Kanalzuweisung unter Berücksichtigung der individuellen Empfangssituation.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines bekannten Audiosystems, wie es z. B. aus der DE 198 29 897 A1 bekannt ist.

Dieses umfaßt beispielsweise eine erste Zentraleinheit 1 und eine zweite Zentraleinheit 2 sowie eine Reihe von Lautsprechern 3 bis 8.

Jeder der Lautsprecher 3 bis 8 umfaßt eine darin integrierte Steuerung 31, 41, . . ., 81, einen einkanaligen Audiosignalempfänger 32, 42, . . ., 82 und eine bidirektionale Datenfunkübertragungseinheit 33, 43, . . ., 83.

Jede der beiden Zentraleinheiten 1 bzw. 2 umfaßt eine integrierte Steuerung 11 bzw. 21, mehrere einkanalige Audiokanalsender 12a bis 12d bzw. 22a bis 22d, sowie eine bidirektionale Datenfunkübertragungseinheit 13 bzw. 23.

Über die bidirektionalen Datenfunkübertragungseinheiten der Lautsprecher bzw. der Zentraleinheiten werden über Audiokanäle Audiosignale von den Zentraleinheiten an die Lautsprecher übermittelt und über Steuerkanäle Steuersignale zwischen den Lautsprechern und den Zentraleinheiten ausgetauscht. Mittels der Steuersignale werden z. B. Steuerbefehle hinsichtlich einer an einem Lautsprecher gewünschten Lautstärkeeinstellung von einer der beiden Zentraleinheiten an einen Lautsprecher gegeben. In einem Lautsprecher, der diese Steuersignale empfängt, erfolgt sodann z. B. eine Nachregelung der Lautstärkeeinstellung. Nach erfolgter Nachregelung kann sodann über den Steuerkanal eine Rückmeldung vom Lautsprecher an die Zentraleinheit erfolgen, daß die gewünschte Lautstärkeeinstellung erfolgt ist.

Die integrierten Steuerungen 11, 12, 31, 41, . . ., 81 sind bevorzugterweise jeweils in Form eines Mikrocomputers ausgeführt.

Jede der integrierten Steuerungen, gleich ob in einer der Zentraleinheiten 1, 2 oder in einem Lautsprecher 32, . . ., 82 benutzt beim Stand der Technik eine dynamische Kanalwahl aus einer vorgegebenen Anzahl von Kanälen mit festem Frequenzraster (Kanalfrequenzraster).

Bei Inbetriebnahme eines in Fig. 1 gezeigten Systems gleichen die einzelnen Steuereinheiten in den Zentraleinheiten 1, 2 bzw. den Lautsprechern 3 bis 8 herkömmlicherweise eine Kanalbelegung ab, bis allen Audio- Funkübertragungsstrecken ein Kanal zugewiesen ist. Durch die Vielzahl der Audio-Funkübertragungsstrecken verbleiben in der Regel nur wenige freie Kanäle zurück. Kommt nunmehr beim Betrieb eines in Fig. 1 gezeigten Audiosystems zu Störungen der Funkübertragungsstrecken durch einen Störer, so gibt es nur wenig freie Kanäle, auf die ausgewichen werden kann. Diese Situation wurde bereits in der Beschreibungseinleitung in Verbindung mit Fig. 2a und 2b diskutiert.

Hier schafft nun das erfindungsgemäße Verfahren Abhilfe:
Bei Beginn der Übertragung (Einschalten des Systems) überprüft jede Empfangseinheit in den Lautsprecherboxen die Bandbelegung. Diese Prüfung erfolgt nicht im ursprünglichen Kanalraster, sondern in einem Raster das sehr viel kleiner ist als die Bandbreite eines individuellen Kanals.

Für jeden dieser Frequenzschritte wird die Empfangsfeldstärke gemessen und an die Zentraleinheit über die Steuerfunkstrecke übermittelt.

In der Zentraleinheit entsteht dann ein Kanalabbild, das die Bandbelegungssituation für jede einzelne Audio-Empfangsstation wiedergibt.

Ein solches Kanalabbild für eine einzelne Empfangsstation ist schematisch in Fig. 3 durch den grau schraffiert wiedergegebenen Störbereich gezeigt, welcher der Störung in den einzelnen Kanälen entspricht. Wie man sieht, finden für die dort zugrundegelegte Empfangsstation die stärksten Störungen bei den Kanälen I, VI und VII statt. Die Kanäle II, III, IV und V sind dagegen relativ ungestört, und damit für die Audiosignalübertragung zu der betrachteten Empfangsstation am besten geeignet.

Durch die hohe Auflösung der kleinen Frequenzschritte bei der Abtastung können damit für jede Empfangseinheit die jeweils ungestörtesten Frequenzen ausgewählt und der jeweiligen Empfangseinheit zugewiesen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegen die Frequenzen dabei nicht auf einem vorher festgelegten Kanalraster, sondern können individuell eingestellt werden.

Dies ist schematisch in Fig. 4 gezeigt. Dort sind vier Kanäle I', II', III' und IV' gezeigt, deren Frequenzen gegenüber den Kanälen I, II, III und IV in Fig. 3 so verschoben sind, daß sie an die Lücken des in Fig. 3 grau gezeigten Störbereichs angepaßt sind.

Durch ein solches dynamisches Kanalfrequenzraster wird die Ausnutzung der durch die Störung verbleibenden Kanalkapazitäten optimal ausgenutzt.

Treten während des Betriebes Störungen auf, z. B. durch das Einschalten eines drahtlosen Kopfhörers in der Nachbarschaft, hat der Benutzer die Möglichkeit den Kanalwahlvorgang selbst neu zu starten.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann in einem in Fig. 1 gezeigten Audiosystem jedem Lautsprecher 3, 4, 5, . . ., 8 eine individuell optimierte Kanalbelegung zugewiesen werden. Dies ist insbesondere für den in Fig. 1 gezeigten Fall zweier verschiedener Störer 1, 2 interessant. Aufgrund der unterschiedlichen Abstandsverhältnisse wirken sich diese Störer unterschiedlich auf die jeweiligen Lautsprecher aus. Jeder Lautsprecher hat also sein eigenes, individuelles Störmuster, wie es beispielhaft für einen Lautsprecher in Fig. 3 gezeigt ist. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann nun individuell für jeden einzelnen Lautsprecher eine entsprechende Überprüfung und dynamische Kanalanpassung durchgeführt werden, welche das für den einzelnen Lautsprecher gegebene Störmuster individuell optimiert kompensieren.

Bezugszeichenliste

1

erste Zentraleinheit

2

zweite Zentraleinheit

3

, . . .,

8

Lautsprecher

11

,

21

, . . .,

81

integrierte Steuerungen

32

,

42

, . . .,

82

einkanalige Audiosignalempfänger

33

,

43

, . . .,

83

bidirektionale Datenfunkübertragungseinheiten

Claims (4)

1. Verfahren zum Betreiben eines drahtlosen Audiosystems, welches mindestes ein zentrales Steuersystem (1, 2) und ein Audioübertragungssystem bestehend aus Sendern und Empfangseinheiten (13, 23, . . ., 83) umfasst, und bei welchem eine Übertragung von Steuer- und/oder Audioinformationssignalen über eine Vielzahl von individuellen Übertragungskanälen erfolgen kann, gekennzeichnet durch:

• - Überprüfen der Übertragungsqualität einzelner Übertragungskanäle auf der einer jeden Empfangseinheit zugeordneten Funkstrecke durch sukzessive Durchführung von Messungen von frequenzspezifischen Empfangsfeldstärken bei im Verhältnis zur Bandbreite eines einzelnen Übertragungskanals relativ kleinen Frequenzschritten, wobei für einen jeden einzelnen Frequenzschritt die Empfangsfeldstärke an die mindestens eine Zentraleinheit (1, 2) übermittelt wird;
• - Festlegen der Situation der Empfangsfeldstärke für jeden einzelnen Frequenzschritt für jede einzelne Audio-Empfangsstation und Erstellung eines repräsentativen Abbildes jedes Übertragungskanals in der mindestens einen Zentraleinheit (1, 2) durch Auswertung der übermittelten Empfangsfeldstärken;
• - Auswahl und Zuweisung der für jede Empfangseinheit ermittelten Frequenzen, bei denen die Empfangsfeldstärke am wenigsten gestört ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen nicht auf einem vorher festgelegten Kanalraster liegen, sondern individuell eingestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalwahlvorgang zu Beginn der Übertragung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalwahlvorgang nach Auftreten eines Störsignals neu gestartet wird.