DE102004016406B4

DE102004016406B4 - Steuerung von Gleichwellensendern mit Signalzuführung durch Breitbandverteilanlagen

Info

Publication number: DE102004016406B4
Application number: DE200410016406
Authority: DE
Inventors: Theodor Prosch
Original assignee: Prosch Theodor Dr
Current assignee: Prosch Theodor Dr
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-03-27
Also published as: DE102004016406A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung von Gleichwellensendern mit Signalzuführung durch Breitbandverteilanlagen
dadurch gekennzeichnet,
dass es die folgenden Schritte beinhaltet:
a) Erzeugen eines digitalen Rundfunksignals in Basisband-naher Frequenzlage;
b) Erzeugen eines digitalen Steuercodes, der die Information zur senderseitigen Einstellung einer Soll-Mittenfrequenz des Sendesignals beinhaltet;
c) Erzeugen eines mit dem digitalen Steuercode modulierten, Bandpass-begrenzten Trägersignals, das mit dem Rundfunksignal spektral nicht überlappt;
d) Addieren des Rundfunksignals und des modulierten Steuersignals zu einem Summensignal;
e) Modulieren eines Trägersignals mit dem Summensignal;
f) Übertragen des modulierten Trägersignals durch ein Breitbandverteilnetz von der Einkoppelstelle zu den Auskopplungspunkten;
g) Empfangen des übertragenen Signals mit einem Bandpassempfänger an den Auskoppelpunkten;
h) Demodulieren des übertragenen Signals;
i) Filtern des demodulierten übertragenen Signals mit einem Tiefpassfilter oder einem Basisband-nahen Bandpassfilter zur Rückgewinnung des Rundfunksignals;
j) Filtern des demodulierten übertragenen Signals mit einem Bandpassfilter zur Rückgewinnung des modulierten Steuersignalträgers;...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur drahtlosen Verbreitung von multimedialen Programm- und Datenangeboten im europäischen T-DAB (Terrestrial Digital Audio Broadcasting) oder DVB-T (Digital Video Broadcasting, Terrestrial) Standard auf der Grundlage von Breitbandverteilanlagen, insbesondere von Breitbandkabelnetzen (BK-Netze). Zur Ausstrahlung der digitalen Rundfunksignale mittels Gleichwellensendernetzen wird vorgeschlagen, die an das Verteilsystem angeschlossenen Sendeeinrichtungen mit Zusatzsignalen zu steuern.
Sendernetze für Rundfunkanwendungen dienen der drahtlosen Verteilung eines zentral eingespeisten Signals in einem Versorgungsgebiet. Nach dem Stand der Technik bestehen terrestrische Sendernetze aus Sendern und zugehörigen Signalzuführungsnetzen. Mit Leitungen oder Funkübertragungsstrecken wird dabei ein Ton-, Fernseh- oder Datensignal von einem zentralen Einspeisepunkt aus an mehrere Senderstandorte übertragen. Das den Sendern zugeführte Signal wird am Senderstandort weiterverarbeitet, gegebenenfalls digitalanalog gewandelt, einem Hochfrequenzsignal aufmoduliert, dann verstärkt und schließlich über eine Antennenanlage als elektromagnetische Welle abgestrahlt. Für die terrestrische Verbreitung von Signalen in größeren Gebieten, z.B. in einem Bundesland, werden zumeist mehrere Sender höherer Leistung verwendet. Im Bereich der Analogtechnik, z.B. beim PAL-Fernsehen oder beim UKW-FM-Rundfunk, strahlen diese Sender das modulierte Hochfrequenzsignal in der Regel auf unterschiedlichen Frequenzen aus, um flächenhafte Gleich- und Nachbarkanalstörungen im Empfangsfall zu vermeiden.
Der T-DAB bzw. DVB-T Standard für digitalen Rundfunk ermöglicht den störungsfreien Empfang im Versorgungsgebiet auch dann, wenn die Sender eines Versorgungsgebiets im Gleichkanalbetrieb, d.h. auf gleicher Frequenz, arbeiten. Voraussetzung ist die synchrone Ausstrahlung des mit dem zugeführten Signal modulierten Hochfrequenzsignals auf gleicher Senderfrequenz durch die an der Versorgung beteiligten Sender eines Netzes. Der Gleichkanalbetrieb von Sendern ermöglicht hohe Frequenzökonomie und damit eine effi ziente Ausnutzung des Radiospektrums. Für DVB-T und T-DAB werden nach dem Stand der Technik Gleichwellensendernetze errichtet, indem der frequenzmäßige Gleichlauf der Sender eines Netzes und die synchrone Signalausstrahlung durch besondere Maßnahmen erzwungen werden. Dazu zählen nach dem Stand der Technik die Anbindung aller Sender an ein externes Zeit- und Referenznormal, zum Beispiel an die Signale des GPS-Satellitensystems (Global Positioning Satellite System), sowie das Einfügen von Zeitmarken in das digital zugeführte Signal am zentralen Einspeisepunkt des Zubringerleitungsnetzes, um die Gleichzeitigkeit der Abstrahlung der digitalen Information an allen Senderstandorten sicherzustellen.
Für die digitale Verbreitungstechnik in Gleichwellentechnik stehen in Europa Frequenzen aus den Bereichen III (für T-DAB und DVB-T), IV/V (für DVB-T) und dem Bereich 1452 MHz bis 1492 MHz (T-DAB) zur Verfügung. Auf der Grundlage internationaler Vereinbarungen lizenzieren die Fernmeldeverwaltungen der europäischen Staaten für digitale Sender deutlich verringerte Strahlungsleistungen im Vergleich zur analogen Übertragungstechnik. Um die drahtlose Empfangbarkeit von T-DAB- oder DVB-T-Signalen in dicht bebauten Gebieten, insbesondere im Inneren von Gebäuden, in der vom Konsumenten z.B. beim UKW-Empfang gewohnten Weise zu ermöglichen, muss die Senderdichte in Ballungsräumen erhöht werden. Nur so können im Mittel die erforderlichen hohen Mindestfeldstärkewerte mit zusätzlicher Reserve für den Ausgleich der lokalen Feldstärkeschwankungen erzeugt werden.
Nach dem Stand der Technik können bei T-DAB im 1.5 GHz Bereich (L-Band) Gleichkanal-Repeater (in-band on-channel repeater) zur Verdichtung von Sendernetzen eingesetzt werden. Dabei wird auf gleicher Frequenz empfangen und gesendet. Um die Selbsterregung des Systems durch Rückkopplung des Sendesignals in den Empfangszweig zu vermeiden, werden getrennte Richtantennen zum Empfang und Senden eingesetzt, die räumlich separiert angeordnet sind. Die Strahlungsleistung eines solchen Repeaters muss begrenzt und kontinuierlich überwacht werden, um Selbsterregung durch ungewollte Rückkopplung zu unterbinden. Deshalb beschränkt sich deren Nutzung auf Spezialfälle wie z.B. die Versorgung von Straßentunnels. Im VHF-Bereich III lassen sich Gleichkanal-Repeater aufgrund des hohen Aufwands für die Entkopplung von Eingang und Ausgang nicht in wirtschaftlich sinnvoller Weise einsetzen.
Der technische Aufwand zur Erzielung einer durchgängigen Empfangbarkeit mit mobilen und portablen Empfängern auf der Grundlage von synchronen T-DAB und DVB-T Gleichwellensendernetzen ist deshalb nach dem Stand der Technik in dicht bebauten Gebieten erheblich und kostspielig. Der Einsatz von Gleichkanal-Repeatern stellt keine im größeren Maßstab nutzbare Alternative dar, um die Sendernetzkosten deutlich zu senken.

Es ist z.B. aus DE 693 21 312 T2 bekannt, dass für die analoge UKW-Versorgung entlang von Straßen Gleichkanalsenderketten errichtet werden, denen das auszustrahlende Signal über Zwischensendersysteme zugeführt wird. Das Zwischensendersystem überträgt das auszustrahlende Hochfrequenzsignal in einer Zwischenfrequenzlage zusammen mit einem Referenzsignal, das von dem lokalen Oszillatorsignal abgeleitet ist, mit dem das Hochfrequenzsignal in die Zwischenfrequenzlage umgesetzt wird. Zusammen mit einer Vorrichtung zum Laufzeitausgleich wird so erreicht, dass das Sendesignal eines Senders am Standort A an einem davon verschiedenen Standort B frequenz- und phasenrichtig rekonstruiert und wieder ausgestrahlt werden kann. Bei geeignet eingestelltem Laufzeitausgleich (ca. +/–2.5μs) können an einem Ort X die vom Standort A und B eintreffenden Sendesignale im Wesentlichen störungsfrei empfangen und demoduliert werden.

Jedoch ist dieses Verfahren aufwändig. Es erfordert für die in Zwischenfrequenzlage übertragenen Radiosignale ein zusätzliches Zwischenfrequenzträgersignal, das proportional zu der Festfrequenz ist, die gleich der Differenz gebildet aus Radiosignalfrequenzlage und Zwischenfrequenzlage ist, um einen phasenstarren, kohärenten Gleichlauf von eingespeistem und gesendetem Signal zu erreichen. Diese Kohärenz ist jedoch bei T-DAB und DVB-T nicht erforderlich; vielmehr reicht der frequenzmäßige Gleichlauf der gesendeten Signale aus, wobei es weiterhin genügt, dass die Mittenfrequenzen der gesendeten Rundfunksignale innerhalb eines frequenzmäßigen Toleranzbereichs liegen, der geeignet ist, unzulässige Orthogonalitätsverletzungen zu vermeiden. Die Anwendung dieses Verfahrens impliziert außerdem fest eingestellte Bandpassfilter für den Empfang des Rundfunksignals und des Referenzsignals. Der Gebrauch von Sendefrequenzen unterscheidet sich jedoch regional in Übereinstimmung mit international verabredeten Frequenzplänen. Ebenso unterscheidet sich die Belegung von Breitbandverteilnetzen mit Rundfunksignalen inhaltlich und frequenzmäßig von Region zu Region und wird im Verlauf der Zeit an die Bedürfnisse der Nutzer angepasst. Die Anwendung dieses Verfahrens würde insofern für jedes Breitbandverteilnetz einen speziellen Frequenzplan und individuell aufeinander abgestimmte Zwischensender- und Empfangseinheiten erfordern, deren Hardware vermutlich auszutauschen wäre, wenn die Belegung des Breitbandverteilnetzes geändert würde.

Aus DE 102 48 685 A1 ist ein Verfahren bekannt, das für die Implementierung von Gleichwellensendernetzen auf der Grundlage von Breitbandverteilanlagen vorgeschlagen ist und bei dem die Abstrahlung der Sendesignale auf gleicher Frequenz mithilfe eines Referenzsignals erzwungen wird, das zusammen mit dem Nutzsignal in Zwischenfrequenzlage im Breitbandverteilnetz übertragen und den Sendeeinrichtungen zugeführt wird. Dieses Verfahren weist zwar den Vorteil auf, dass das eingespeiste Signal und das ausgestrahlte Signal unterschiedliche Mittenfrequenzen besitzen können und nicht kohärent sein müssen. Jedoch weist dieses Verfahren keine Vorkehrungen auf, die bei Änderungen der Frequenzbelegungspläne der Verteilnetze oder bei Änderungen der zugewiesenen Funkfrequenzen greifen. Grundsätzlich müsste bei Frequenzänderungen die Hardware ausgetauscht oder die Software der Sendeeinrichtungen geändert werden, um in solchen Fällen die bestimmungsgemäße Weiternutzung zu ermöglichen.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für Breitbandverteilnetze bereitzustellen, das geeignet ist, digitale Rundfunksignale, d.h. T-DAB oder DVB-T-Signale, flexibel zuzuführen und den Gleichwellensendemode der angeschlossenen Sender auf einer Soll-Frequenz, die in weiten Grenzen frei wählbar vorgegeben werden kann, zu erzwingen. Dabei soll das Verfahren die Grundlage für universell verwendbare, einheitlich gestaltete Sendeeinheiten schaffen, die in verschiedenen Breitbandverteilnetzen mit unterschiedlichster Kanalbelegung eingesetzt werden können. Als technische Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Steuerung von Gleichwellensendern mit Signalzuführung durch Breitbandverteilanlagen vorgeschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:

a) Erzeugen des digitalen Rundfunksignals in Basisband-naher Frequenzlage;
b) Erzeugen eines digitalen Steuercodes, der die Information zur senderseitigen Einstellung einer Soll-Mittenfrequenz des Sendesignals beinhaltet;
c) Erzeugen eines mit dem digitalen Steuercode modulierten, Bandpass-begrenzten Trägersignals, das keine spektrale Überlappung mit dem Rundfunksignal in Basisband-naher Frequenzlage aufweist;
d) Addieren des Rundfunksignals und des modulierten Steuersignals zu einem Summensignal;
e) Modulieren eines Trägersignals mit dem Summensignal;
f) Übertragen des dem Träger aufmodulierten Summensignals durch ein Breitbandverteilnetz;
g) Empfangen des übertragenen Signals mit einem Bandpassempfänger;
h) Demodulieren des übertragenen Signals;
i) Filtern des demodulierten übertragenen Signals mit einem Tiefpassfilter oder einem Basisband-nahen Bandpassfilter zur Rückgewinnung des Rundfunksignals;
j) Filtern des demodulierten übertragenen Signals mit einem Bandpassfilter zur Rückgewinnung des modulierten Steuersignalträgers;
k) Demodulieren des Steuersignalträgers;
l) Dekodieren der Steuerinformation;
m) Erzeugen einer lokalen Oszillatorfrequenz zur Aufwärtsmischung des Rundfunksignals vermittels der dekodierten Steuerinformation;
n) Aufwärtsmischen des digitalen Rundfunksignals in die Soll-Sendefrequenzlage;
o) Aussenden des Rundfunksignals in Sendefrequenzlage.

Die Erfindung wird nun im Folgenden bezüglich einer bevorzugten Ausführung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Die Zeichnungen sind dabei nicht beschränkend und zeigen:
1 Struktur eines Breitbandverteilnetzes nach dem Stand der Technik;
2 Topologie und Netzebenen in einem Breitbandkabelverteilnetz (BK-Netz) nach dem Stand der Technik;
3 Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens am Einspeisepunkt einer Breitbandverteilanlage;
4 Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens an den Auskoppelpunkten einer Breitbandverteilanlage;
5 Blockdiagramm einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens an den Auskoppelpunkten einer Breitbandverteilanlage;
6 Signalstruktur im Frequenzbereich;
7 Zusammenschaltung von Sendeeinheiten an eine Breitbandverteilanlage zur Herstellung eines Gleichwellensendernetzes;
8 Sendestelle, der mit einer BK-Anlage das Sende- und Referenzsignal zugeführt wird;
9 Ausbildung der flächenhaften Funkversorgung durch mehrere Sender kleiner Leistung im Gleichwellenbetrieb mit Signalzuführung über Breitbandverteilsysteme.
1 zeigt die Topologie von Breitbandverteilsystemen nach dem Stand der Technik. Am zentralen Knotenpunkt 1 werden die zur Verteilung bestimmten Signale eingespeist, von dort mit Übertragungseinrichtungen 4 an die Verzweigungspunkte 2 weitergeleitet, wobei Zwischenverstärker 3 eventuelle Dämpfungsverluste der Übertragungsstrecken ausgleichen. Ein solches Breitbandverteilsystem bildet die 'Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren zur Errichtung von Gleichwellensendernetzen.
2 zeigt die hierarchische Struktur von Breitbandkabelnetzen, die nach dem Stand der Technik für die Verteilung von Kabelfernsehen und Kabeltonrundfunk eingesetzt werden. Dabei werden in der Kopfstation 1 die Programmsignale in einem standardisierten Frequenzraster eingespeist und über Leitungen 5, Zwischenverteiler und Verstärkerstellen 3 über Leitungen 7 an die Übergabepunkte 8 von Wohneinheiten 6 verteilt. Solche Breit bandkabelnetze eignen sich für die Zuführung von Signalen an unterschiedliche Standorte innerhalb von bebauten Gebieten, um synchrone Gleichwellensendernetze zu realisieren.
3 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Erzeugung des Signals S_K gezeigt ist, das in einem Breitbandverteilnetz übertragen wird. S_K entsteht, indem das Trägerfrequenzsignal f_c des Oszillators 16 mit dem Ausgangssignal des Summierers 10 in der Amplitude moduliert wird und das amplitudenmodulierte Signal mit dem Bandpassfilter 12 gefiltert wird. Dabei wird bei Breitbandkabelanlagen in vorteilhafter Weise das untere Seitenband aus Gründen der Frequenzökonomie unterdrückt. Jedoch können auch andere Modulationsverfahren eingesetzt werden, insbesondere die Frequenzmodulation oder die Phasenmodulation. Das Summensignal des linearen Summierers 10 setzt sich aus zwei additiven Komponenten zusammen. Die erste Komponente ist das sendefähige digitale Rundfunksignal in Basisband-naher Frequenzlage, die zweite Komponente ist ein moduliertes Steuersignal, dem die Information aufgeprägt ist, auf welcher Mittenfrequenz das digitale Rundfunksignal durch die Sendevorrichtung abgestrahlt werden soll, weiterhin wie die Basisband-nahe Mittenfrequenz des zur Abstrahlung kommenden Signals lautet und wie viele Schwingungen pro Sekunde die Trägerfrequenz des Steuersignals hat. In vorteilhafter Weise wird das Steuersignal so ausgeführt, dass ein fehlergeschützter Bitstrom zyklisch übertragen wird, der die o.g. Information enthält. Genau so ist eine statische Übertragung möglich, bei der die Information parallel übermittelt wird. Im Blockdiagramm ist ein Amplitudenmodulator als einfachste Ausführungsform gezeigt, jedoch können auch andere Modulationsverfahren, insbesondere die Phasenmodulation, zum Einsatz kommen. Die Trägerfrequenz des Steuersignals ist dabei so gewählt, dass keine spektrale Überlappung mit dem digitalen Rundfunksignal auftritt. Um Frequenzstabilität zu gewährleisten, sind zweckmäßigerweise die Frequenzen des Steuersignaloszillators 17 und des Trägerfrequenzoszillators 16 von einem Mutteroszillator 15 abgeleitet.
4 zeigt ein Blockdiagramm, in dem das in das Breitbandverteilnetz eingespeiste Signal und übertragene Signal S_K zur Ausstrahlung aufbereitet wird. Mit dem Tuner 20 wird das Signal S_K empfangen, verstärkt und dem Demodulator 21 zugeführt. Es erscheint ausreichend, wenn die Genauigkeit der Frequenzabstimmung des Tuners in der Größenordnung von ca. 5% der Bandbreite des übertragenen Signals S_K liegt und eine analoge Frequenzregelung (AFC) zur Stabilisierung des Tuner-Oszillators vorgesehen wird. Am Ausgang des Demodulators 21 werden mit dem Tiefpassfilter 22 das Rundfunksignal und mit dem Bandpassfilter 26 das Steuersignal separiert. Der Ausgang des Demodulators 27 liefert den Steuersignalbitstrom. Dieser wird vom Dekodierer 28 in eine Bitfolge gewandelt, die die Frequenzteiler des phase-locked-loop Oszillators (PLO) 29 einstellt und damit die Frequenz des Signals festlegt, das am LO-Eingang des nichtlinearen Mischers 23 anliegt. Als Referenzsignal des PLO 29 dient die Trägerfrequenz des Steuersignals.
Das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 22 wird mit dem nichtlinearen Mischer 23 auf die Sendefrequenzlage umgesetzt. Die zum Aufwärts-Mischen benutzte LO-Frequenz ist, wie oben beschrieben, durch das Steuersignal vorgegeben. Dadurch wird erreicht, dass das Rundfunksignal in die durch den Steuercode festgelegte Frequenzlage des Sendesignals umgesetzt wird. Vorteilhaft sind die Verwendung eines Mischers mit Spiegelfrequenzunterdrückung und eine zweistufige Ausführung der Mischstufe, bei der zunächst in eine Zwischenfrequenzlage und dann in die Sendefrequenzlage umgesetzt wird. Das Mischerausgangssignal wird mit dem Bandpassfilter 24 von unerwünschten Mischprodukten befreit und einer Leistungsendstufe zugeführt, um über die Sendeantenne 25, im Diagramm mit S_TX bezeichnet, abgestrahlt zu werden. Es versteht sich von selbst, dass der PLO 29, der nichtlineare Mischer 23 und das Bandpassfilter 24 mehrfach vorhanden sein können, so dass mehrere unterschiedliche digitale Rundfunksignale, die in Basisband-naher Frequenzlage dem übertragenen Signal S_K aufmoduliert sind (vgl. 6), auf unterschiedlichen Sendefrequenzen abgestrahlt werden können. Für die Steuerung mehrerer phase-locked-loop-Oszillatoren ist lediglich der Informationsinhalt des Steuersignals entsprechend zu erweitern.
5 zeigt ein Blockdiagramm einer Sendeeinrichtung mit integriertem Überwachungsempfänger. Das in die Breitbandverteilanlage eingespeiste und übertragene Signal SK wird mit dem Tuner 30 empfangen, mit dem Demodulator 31 demoduliert und dessen Ausgangssignal mit den Filtern 32 und 36 in die beiden Bestandteile Steuersignal und Rundfunksignal spektral zerlegt. Das Steuersignal wird mit dem Demodulator 37 demoduliert, die wiedergewonnene Steuerbitfolge mit dem Dekoder 38 dekodiert. Die Steuerinformation stellt erstens die Frequenzteiler des phase-locked-loop Oszillators (PLO) 39 so ein, dass die Soll-Sendefrequenzlage nach Aufwärtsmischen des digitalen Rundfunksignals durch den nichtlinearen Mischer 33 erreicht wird, und zweitens die Empfangsfrequenz des DAB- bzw. DVB-Empfängers 40 auf die Soll-Sendefrequenz. Als Referenzsignal des PLO dient das Master-Clock-Signal des Empfängers 40, das gemäß DAB- bzw. DVB-Standard bei Empfang eines digitalen Rundfunksignals mit dessen Taktfrequenz hochgenau synchronisiert ist. Der Empfänger 40 erhält als Eingangssignal das aufwärtsgemischte, mit dem Bandpassfilter 34 von unerwünschten Mischprodukten befreite Signal. Die Schalteinrichtung 35 wird durch den Empfänger 40 geschlossen und der Signalweg über die Leistungsendstufe zur Sendeantenne freigegeben, wenn der vom Empfänger 40 dekodierte Bitstrom des aufwärts gemischten Rundfunksignals in Sendefrequenzlage bezüglich der Bitfehlerhäufigkeit unter einem festgelegten Grenzwert liegt, andernfalls getrennt.
6 zeigt die von der Einspeisevorrichtung erzeugte Signalstruktur in spektraler Darstellung für den Spezialfall der Restseitenbandmodulation, die vorteilhaft in Breitbandkabelanlagen (BK) eingesetzt werden kann. Im Übertragungskanal 51, der bei BK-Anlagen standardmäßig 7 MHz oder 8 MHz Bandbreite aufweist und in einem festen Raster liegt, wird das obere Seitenband des AM-modulierten Trägersignals 52 mit der Frequenz f_C an die Sendevorrichtungen übermittelt. Das modulierte Steuersignal 53 wird als Unterträger mit der Frequenz f_S übertragen. Mit 54, 55, 56, 57 sind vier zur Abstrahlung bestimmte T-DAB-Signale mit den Frequenzlagen f₁, f₂, f₃, f₄ gezeigt. Es versteht sich von selbst, dass anstelle der vier unterschiedlichen T-DAB-Signale ein DVB-T-Signal mit äquivalenter Bandbreite übertragen werden kann.
7 zeigt die Zusammenschaltung der Einspeisevorrichtung 60 mit den Sendevorrichtungen 80, 180, 280, ... 980, denen das Signal durch das Breitbandverteilnetz 70 zugeführt wird. Das digitale Steuersignal wird am Eingang 61, das Rundfunksignal am Eingang 62 der Einspeisevorrichtung 60 zugeführt, die das Signal in das Breitbandverteilsystem am Ausgang 63 einspeist. Aus dem Breitbandverteilnetz wird das von der Einspeisevorrichtung 60 erzeugte Signal an den Koppelpunkten 82, 182, 282, ... 982 entnommen, weiterverarbeitet (vgl. 4) und jeweils in gleicher Sendefrequenzlage über die Antennen 81, 181, ... 981 abgestrahlt.
8 zeigt die Installation einer Sendestelle eines Gleichwellensendernetzes, das über eine Breitverteilanlage gespeist wird. Ein Wohnhaus 802 ist über eine Leitung 803, die im Erdboden 801 verlegt ist, an ein Breitbandverteilnetz angeschlossen. Der Übergabepunkt 804 befindet sich im Untergeschoss. Die Wohnungen sind über eine im Haus verlegte Leitung 805 mit Steckdosen 806, 807 bedient. An einer der Dose 807 ist ein Sender nach 4 oder 5 angeschlossen, mit dessen Ausgangssignal eine Antenne 810 gespeist wird, die an einem Mast 809 über dem Hausdach 808 angebracht ist.
9 zeigt in Aufsicht die Ausbildung der flächenhaften Funkversorgung in einem mit Häusern 902, 903 besiedelten Gebiet durch mehrere Gleichwellensender kleiner Leistung. Die mit Schraffur markierten Häuser 903 sind an ein Breitbandverteilnetz angeschlossen, das in den Straßen 901 verlegt ist, und strahlen mit Sendern entsprechend 5 oder 6 die zugeführten Signale über Antennen ab. Die Reichweiten der einzelnen Sendestellen (vgl. 8) sind durch Konturen 904 näherungsweise dargestellt. Aufgrund des Gleichwellenbetriebs verschmelzen die einzelnen Konturen zu einer Gesamtkontur 905, die mindestens die Größe der Einhüllenden aller Einzelkonturen besitzt. Durch den Betrieb von wenigen Sendern in der Leistungsklasse l0mW bis 1000mW lassen sich auf diese Weise größere Flächen drahtlos versorgen.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass die Nutzungsmöglichkeiten von Verteilnetzen, insbesondere BK-Anlagen, erweitert werden und die Grundlage dafür geschaffen wird, dass mit universell einsetzbaren Kleinsendern T-DAB- bzw. DVB-T-Gleichwellensendernetze errichtet werden können. Insbesondere lässt sich in Ballungsräumen der Markt des portablen in-door Empfangs von digitalem Fernsehen und Hörfunk erschließen, der mit Gleichwellensendernetzen nach dem Stand der Technik nur mit hohem Aufwand geöffnet werden kann. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausführung der Sendereinheiten bietet gute Voraussetzungen zur Massenproduktion, so dass großflächige Gleichwellensendernetze mit Sendern der mW-Klasse errichtet werden können. Zusätzliche Sender lassen sich entsprechend der Nachfrage in größeren Stückzahlen an das Verteilnetz anschließen und in Betrieb nehmen.
Der wirtschaftliche Nutzen wird vor allem in der Marktöffnung der portablen in-door und out-door Multimedia-Nutzung in Ballungsräumen gesehen. Das vorgeschlagene Verfahren erweitert die wirtschaftliche Nutzungsmöglichkeit von bestehenden Verteilnetzen, insbesondere von BK-Anlagen. Weiterhin öffnet das Verfahren den Markt für neue Consumer-Elektronikprodukte im Multimedia-Bereich. Es ermöglicht das Angebot von Geräten, die innerhalb von Gebäuden in die Anschlussdosen von BK-Anlagen eingesteckt werden können und so den schnurlosen, portablen Empfang von Fernsehen, Hörfunk und Mediendiensten nach dem DVB-T bzw. T-DAB-Standard in der Wohnung, im Haus und in der Umgebung ermöglichen.
Literaturhinweise

1 European Broadcasting Systems; Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers ETSI EN 300 401 V1.3.3 (2001-05) European Telecommunications Standards Institute www.etsi.org
2 Digital Video Broadcasting (DVB), Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television ETSI EN 300 744 V.1.4.1 (2001-01) European Telecommunications Standards Institute www.etsi.org
3 DE 693 21 312 T2 (deutsche Übersetzung von EP 0 582 103 B1 )
4 EP 0 291 676 A2
5 DE 102 48 685 A1

Claims

Verfahren zur Steuerung von Gleichwellensendern mit Signalzuführung durch Breitbandverteilanlagen dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte beinhaltet: a) Erzeugen eines digitalen Rundfunksignals in Basisband-naher Frequenzlage; b) Erzeugen eines digitalen Steuercodes, der die Information zur senderseitigen Einstellung einer Soll-Mittenfrequenz des Sendesignals beinhaltet; c) Erzeugen eines mit dem digitalen Steuercode modulierten, Bandpass-begrenzten Trägersignals, das mit dem Rundfunksignal spektral nicht überlappt; d) Addieren des Rundfunksignals und des modulierten Steuersignals zu einem Summensignal; e) Modulieren eines Trägersignals mit dem Summensignal; f) Übertragen des modulierten Trägersignals durch ein Breitbandverteilnetz von der Einkoppelstelle zu den Auskopplungspunkten; g) Empfangen des übertragenen Signals mit einem Bandpassempfänger an den Auskoppelpunkten; h) Demodulieren des übertragenen Signals; i) Filtern des demodulierten übertragenen Signals mit einem Tiefpassfilter oder einem Basisband-nahen Bandpassfilter zur Rückgewinnung des Rundfunksignals; j) Filtern des demodulierten übertragenen Signals mit einem Bandpassfilter zur Rückgewinnung des modulierten Steuersignalträgers; k) Demodulieren des Steuersignalträgers; l) Dekodieren der Steuerinformation; m) Erzeugen einer lokalen Oszillatorfrequenz zur Aufwärtsmischung des Rundfunksignals unter Verwendung der empfangenen und dekodierten Steuerinformation; n) Aufwärtsmischen des digitalen Rundfunksignals in die Soll-Sendefrequenzlage; o) Aussenden des Rundfunksignals in Sendefrequenzlage.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auskoppelseite das demodulierte und dekodierte Steuersignal das Teilerverhältnis der Frequenzteiler des phase-locked-loop-Oszillators (PLO) zur Aufwärtsmischung des Rundfunksignals in die Sendefrequenzlage einstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Einkoppelseite ein Steuersignal erzeugt wird, das genaue Angaben über die Soll-Sendefrequenz auf der Auskoppelseite, über die Mittenfrequenz des in Basisband-naher Lage erzeugten digitalen Rundfunksignals und über dessen Bandbreite enthält sowie die Angabe der Frequenz des Trägersignals, das durch das Steuersignal moduliert wird und Bestandteil des Summensignals ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auskoppelseite die Trägerfrequenz des modulierten Steuersignals als Bezugsfrequenz des phase-locked-loop-Oszillators (PLO) zur Aufwärtsmischung des Rundfunksignals in die Sendefrequenzlage dient.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auskoppelseite die lokale Oszillatorfrequenz des PLO zur Aufwärtsmischung des Rundfunksignals durch den master-clock-Oszillator eines digitalen Rundfunkempfängers für T-DAB referenziert wird, der das durch die Breitbandverteilanlage übertragene Rundfunksignal empfängt und der mit der Taktfrequenz des Bitstroms des T-DAB-Signals synchronisiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auskoppelseite die lokale Oszillatorfrequenz des PLO zur Aufwärtsmischung des Rundfunksignals durch den master-clock-Oszillator eines digitalen Rundfunkempfängers für DVB-T referenziert wird, der das durch die Breitbandverteilanlage übertragene Rundfunksignal empfängt und der mit der Taktfrequenz des Bitstroms des DVB-T-Signals synchronisiert ist.
Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass am Einkoppelpunkt zwei oder mehrere unterschiedliche Rundfunksignale mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen in Basisband-naher Frequenzlage zusammen mit einem modulierten Steuersignal linear zu einem Summensignal addiert werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Einkoppelseite ein Steuersignal erzeugt wird, das genaue Angaben über alle Soll-Sendefrequenzen auf der Auskoppelseite, über alle Mittenfrequenzen der in Basisband-naher Lage erzeugten digitalen Rundfunksignale, über deren wechselseitige Zuordnung und über deren Bandbreiten enthält sowie die Angabe der Frequenz des Trägersignals, das durch das Steuersignal moduliert wird und Bestandteil des Summen signals ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auskoppelseite zwei oder mehrere lokale Oszillatoren (PLO) zur Aufwärtsmischung von zwei oder mehreren Rundfunksignalen in unterschiedliche Sendefrequenzlagen eingesetzt werden, wobei die Steuerung der Oszillatoren durch die Information des Steuersignals erfolgt und entweder die Trägerfrequenz des Steuersignals oder der master-clock-Generator eines auf die Taktfrequenz des Bitstroms des Rundfunksignals aufsynchronisierten, digitalen Empfängers als Bezugsfrequenz der Oszillatoren dient.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auskoppelseite ein digitaler Rundfunkempfänger das in die Sendefrequenzlage aufwärts gemischte Rundfunksignal empfängt, überwacht und die Aufschaltung des Sendesignals auf die Sendeantenne freigibt, wenn die vom Empfänger gemessene Bitfehlerhäufigkeit einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Einkoppelseite das Trägersignal mit dem Summensignal amplitudenmoduliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Einkoppelseite das Trägersignal mit dem Summensignal im Restseitenbandverfahren mit teilunterdrücktem Träger amplitudenmoduliert wird.