-
Die
Erfindung betrifft eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von zeitlich
gemultiplexten Signalen auf einer oder mehreren Trägerfrequenzen. Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Sendesystem mit mehreren Sendeeinrichtungen,
um einen größeren Empfangsbereich
abzudecken. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben
einer Sendeeinrichtung.
-
Das
europäische
digitale terrestrische Hörfunksystem
(DAB-Digital Audio
Broadcasting), das langfristig den heutigen FM/RDS-Rundfunk ablösen soll,
ermöglicht
neben der Übertragung
von Hörfunkprogrammen
auch die Übertragung
von digitalen Zusatzinformationen (PAD: Programm Associated Data)
mit relativ hohen Datenraten.
-
In
einem dazu verwendeten OFDM-Signal sind diese Zusatzinformationen
zeitlich gemultiplext in Form von Informationssymbolen kodiert,
die sich an einer festgelegten zeitlichen Position innerhalb eines
Rahmens befinden. Bei einem OFDM-Signal werden solche Rahmen zeitlich
aufeinanderfolgend gesendet und enthalten üblicherweise Synchronisationssymbole,
Informationssymbole sowie Nutzsymbole. Der Aufbau der Rahmen ist üblicherweise
beim DAB festgelegt.
-
Beim
Empfang eines digitalen Rundfunkprogramms wird üblicherweise ein OFDM-Signal
empfangen und in bekannter Weise demoduliert und dekodiert. Die
darin enthaltene Zusatzinformation gemäß dem Informationssymbol steht
einem Benutzer zur Verfü gung.
Es ist jedoch wünschenswert,
dass einem Benutzer auch Zusatzinformationen von OFDM-Signalen auf
anderen Trägerfrequenzen
zur Verfügung
gestellt werden. Dies kann erfolgen, indem der OFDM-Empfänger kurzzeitig
auf eine andere Trägerfrequenz
umschaltet, das dortige OFDM-Signal empfängt und das Informationssymbol
demoduliert und dekodiert. Jedoch sollte diese Zeitdauer, während der
auf die andere Trägerfrequenz
umgeschaltet wird, möglichst
gering sein bzw. sollte der Zeitpunkt so gewählt sein, dass zum Zeitpunkt
des Umschaltens gerade kein Nutzsymbol, das für das gerade gehörte Rundfunkprogramm
benötigt
wird, auf der ursprünglichen
Trägerfrequenz
gesendet wird. Da jedoch der Zeitpunkt des Informationssymbols des
OFDM-Signals auf der anderen Trägerfrequenz
nicht bekannt ist, muss zum Auffinden des Informationssymbols für eine unakzeptable
lange Zeitdauer auf die andere Trägerfrequenz umgeschaltet werden,
um das Informationssymbol zu detektieren. Dabei kann es vorkommen,
dass ein oder mehrere Nutzsymbole, die für die Dekodierung des Rundfunkprogramms
notwendig sind, verloren gehen und der Benutzer eine Unterbrechung
des Rundfunkprogramms bemerkt.
-
Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Empfangseinrichtung,
ein Verfahren zum Betreiben einer Sendeeinrichtung sowie ein Sendesystem
zur Verfügung
zu stellen, wobei Zusatzinformationen auch von anderen zeitlich
gemultiplexten Signalen anderer Trägerfrequenzen empfangen werden
können,
ohne dass Nutzdaten, die zur Dekodierung notwendig sind, aus dem
Nutzdatenstrom verloren gehen.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Empfangseinrichtung nach Anspruch 1, das
Sendesystem nach Anspruch 3, sowie das Verfahren zum Betreiben einer
Sendeeinrichtung nach Anspruch 4 gelöst.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Sendesystem mit
einer oder mehreren Sendeeinrichtungen zum Senden von zeitlich gemultiplexten
Signalen auf einer oder mehreren Trägerfrequenzen vorgesehen. Die
zeitlich gemultiplexten Signale sind jeweils in aufeinanderfolgende zeitliche
Rahmen kodiert, die jeweils an einer festgelegten zeitlichen Position
ein Informationssymbol und ein Nutzsymbol enthalten. Die Sendeeinrichtungen weisen
jeweils eine Synchronisationseinrichtung auf, um ein externes Synchronisationssignal
zu empfangen, mit dem die zeitliche Lage der Rahmen des zeitlich
gemultiplexten Signals so eingestellt wird, dass das Informationssymbol
zum festgelegten Zeitpunkt gesendet wird. Weiterhin empfängt die
Synchronisationseinrichtung (3, 4) einer Sendeeinrichtung
(1, 2) als externes Synchronisationssignal ein
von einer weiteren der Sendeeinrichtungen (1, 2)
gesendetes zeitlich gemultiplextes Signal, wobei die Rahmen des von
der Sendeeinrichtung (1, 2) gesendeten zeitlich gemultiplexten
Signals in Phase zu dem von der weiteren Sendeeinrichtung (1, 2)
gesendeten zeitlich gemultiplexten Signals ist, so dass das Informationssymbol
zu festgelegten Zeitpunkten gesendet wird.
-
Die
Sendeeinrichtung hat den Vorteil, dass sie das ausgesendete Signal
so synchronisieren kann, dass es mit anderen Sendeeinrichtungen
das zu sendende zeitlich gemultiplexte Signal synchron aussendet.
Dazu empfängt
die Sendeeinrichtung als ein externes Synchronisationssignal ein
weiteres empfangbares zeitlich gemultiplextes Signal oder ein von
einer weiteren Sendeeinrichtung generiertes Synchronisationssignal.
Auf diese Weise kann ein Sendesystem mit mehreren Sendeeinrichtungen
bereit gestellt werden, wobei jede der Sendeeinrichtungen ein zeitlich
gemultiplextes Signal aussendet, das zeitlich synchronisiert ist,
so dass die Rahmen der ausgesendeten zeitlich gemultiplexten Signale
zum gleichen Zeitpunkt beginnen.
-
Alternativ
können
die Synchronisationseinrichtungen der Sendeeinrichtungen miteinander
verbunden sein, um gegenseitig das externe Synchronisationssignal
auszutauschen. Auf diese Weise kann auf das Vorsehen einer zusätzlichen
Synchronisationseinheit verzichtet werden, da sich die Sendeeinrichtungen
gegenseitig synchronisieren.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Empfangseinrichtung
zum Empfangen eines zeitlich gemultiplexten Signals und zum Auslesen
einer Inhaltsinformation von einem weiteren zeitlich gemultiplexten
Signal auf einer anderen Trägerfrequenz
vorgesehen. Die Empfangseinrichtung weist eine Kontext-Wechseleinheit
auf, um für
die Zeitdauer des Informationsymbols im Rahmen des zeitlich gemultiplexten
Signals der Trägerfrequenz
zu dem Empfangen des weiteren zeitlich gemultiplexten Signals auf
der anderen Trägerfrequenz
zu wechseln und das dortige Informationssymbol zu empfangen.
-
Die
Empfangseinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung hat den Vorteil, dass sie auf einfache Weise zu einem
festgelegten Zeitpunkt einen Kontextwechsel durchführen kann,
d.h. zum Empfangen eines zeitlich gemultiplexten Signals auf einer weiteren
Trägerfrequenz
für die
Dauer des Informationssymbols auf der Trägerfrequenz umschaltet, um das
dort vorhandene Informationssymbol des weiteren zeitlich gemultiplexten
Signals zu empfangen und auszuwerten. Dies ist möglich, wenn die verschiedenen
zeitlich gemultiplexten Signale zueinander synchronisiert sind,
so dass die Informationssymbole der verschiedenen Signale zeitlich übereinander
liegen.
-
Das
Vorsehen einer aufwändigen
Einrichtung, um das Informationssymbol des weiteren zeitlich gemultiplexten
Signals zu lokalisieren, ohne den Empfang der Nutzdaten erheblich
zu stören,
muss daher nicht vorgesehen sein.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Betreiben einer Sendeeinrichtung vorgesehen. Dabei wird ein zeitlich
gemultiplextes Signal von einer benachbarten Sendeeinrichtung empfangen,
die zeitliche Lage des Rahmens des durch die benachbarte OFDM-Sendeeinrichtung
gesendete zeitlich gemultiplexte Signals bestimmt und ein zeitlich
gemultiplextes Signal generiert, dessen Rahmen zeitlich synchron
zu dem Rahmen des empfangenen zeitlich gemultiplexten Signals ist.
-
Alternativ
kann die erfindungsgemäße Sendeeinrichtung
betrieben werden, indem ein externes Synchronisationssignal entweder
von einer Synchronisationseinheit oder von einer weiteren Sendeeinrichtung
empfangen wird und ein OFDM-Signal generiert wird, wobei die zeitliche
Lage des Rahmens abhängig
von dem externen Synchronisationssignal ist.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 ein
Sendesystem mit Sendeeinrichtungen und einer Empfangseinrichtung
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2a die
zeitliche Konstellation von verschiedenen Sendeeinrichtungen gesendeten
OFDM-Signalen gemäß dem Stand
der Technik;
-
2b die
zeitliche Konstellation von zwei OFDM-Sendeeinrichtungen gesendeten OFDM-Signalen
entsprechend dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, und
-
3 eine
Sendesystem mit Sendeeinrichtungen, einer Empfangseinrichtung und
einer Synchronisationseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
-
In 1 ist
ein Sendesystem gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Das Sendesystem umfasst eine erste OFDM-Sendeinrichtung 1 und
eine zweite OFDM-Sendeeinrichtung 2,
die jeweils OFDM-Funksignale auf einer oder mehreren Trägerfrequenzen
aussenden können.
Im Empfangsbereich der ersten und zweiten OFDM-Sendeeinrichtung 1, 2 befindet
sich ein OFDM-Empfänger 3,
der ein OFDM-Signal auf verschiedenen Trägerfrequenzen empfangen kann.
-
Jeder
der OFDM-Sendeeinrichtungen 1, 2 weist eine Synchronisationseinheit 3, 4 auf.
Die erste bzw. zweite Synchronisationseinrichtung 3, 4 dient dazu,
die von der ersten bzw. zweiten OFDM-Sendeeinrichtung 1, 2 ausgesendeten
OFDM-Signale miteinander zu synchronisieren.
-
Ein
durch die Sendeeinrichtungen 1, 2 gesendetes OFDM-Signal
weist aufeinanderfolgend gesendete zeitliche Rahmen auf, die üblicherweise (z.B.
beim DAB Mode 4) eine zeitliche Länge von 48 ms aufweisen. Es
ist jedoch auch jede andere zeitliche Länge eines solchen Rahmens festlegbar.
Ein Rahmen umfasst OFDM-Symbole, die unterschiedlich kodiert sind.
Jeder Rahmen beginnt mit einem Synchronisationssymbol, dem sogenannten
Nullsymbol NULL, zur Grobsynchronisation des Rahmens, das von einem
Informationssymbol FIC gefolgt ist, das Zusatzinformationen enthält, wie
beispielsweise eine Senderkennungsliste, die innerhalb des Rahmens
verfügbaren
verschiedenen Programmquellen, Verkehrsinformationen oder sonstige
Informationen umfasst. Nach dem Informationssymbol folgen mehrere
Unterkanalsymbole Subch, die jeweils einer bestimmten Programmquelle
zugeordnet sind. Ein solcher Rahmen ist beispielsweise aus der 2a entnehmbar.
-
Beim
Kontextwechsel wird eine OFDM-Empfangseinrichtung 5 mithilfe
einer Kontextwechseleinheit 7 so umgeschaltet, dass sie
ein OFDM-Signal auf einer anderen Trägerfrequenz empfangen kann. Dies
dient dazu, das Informationssymbol des OFDM-Signals auf der anderen Trägerfrequenz
zu empfangen und auszuwerten, um die darin kodierten Informationen
zu erhalten. Dieses Umschalten durch die OFDM-Empfangseinrichtung 3 kann jedoch
nur außerhalb
eines Zeitfensters durchgeführt
werden, während
dem das Nutzsymbol mit dem zum Empfangen der ausgewählten Programmquelle
enthaltenen Nutzdaten durchgeführt
werden. Liegt, wie in den untereinander dargestellten Rahmen zweier
OFDM-Signale der 2a gezeigt ist, das der ausgewählten Programmquelle
zugeordneten Nutzsymbol zeitlich über dem Informationssymbol
eines weiteren OFDM-Signals auf einer weiteren Trägerfrequenz,
so kann der Wechsel zum Empfangen des weiteren OFDM-Signals nicht
ohne hörbare
Störung
durchgeführt werden,
da das Nutzsymbol der OFDM-Signale nicht gleichzeitig mit dem Informationssymbol
des weiteren OFDM-Signals
empfangen erden kann.
-
Die
Synchronisationseinrichtungen 3, 4 sind so gestaltet,
dass sie die von der ersten und zweiten Sendeeinrichtung 1, 2 ausgesendeten
OFDM-Signale zueinander so synchronisieren, dass die Rahmen der
gesendeten OFDM-Signale synchron zueinander liegen. Eine solche
Konstellation ist in den Rahmen von zwei verschiedenen Kontexten
zweier verschiedener OFDM-Signale
in 2b dargestellt. Man erkennt, dass die Nullsymbole
NULL, die Informationssymbole FIC und die Unterkanalsymbole Subch,
d.h. die Nutzsymbole, synchron zueinander liegen, so dass das Nutzsymbol
des OFDM-Signals, das die ausgewählte
Programmquelle enthält,
z.B. von der ersten OFDM-Sendeeinrichtung,
empfangen werden kann und außerhalb
des Nutzsymbols auf den zweiten Kontext, d.h. das OFDM-Signal, das
von der zweiten OFDM-Sendeeinrichtung gesendet wird, umgeschaltet
wird, um das dort gesendete Informationssymbol zu empfangen. Die
OFDM-Empfangseinrichtung 5 schaltet also während das
Informationssymbol auf der Trägerfrequenz
empfangbar ist, auf die weitere Trägerfrequenz des weiteren OFDM-Signals
um, da bei einem synchronem Senden dort das Informationssymbol des
weiteren OFDM-Signals empfangen werden kann. Die Auswahl der weiteren
Trägerfrequenz
für das
weitere OFDM-Signal erfolgt mithilfe einer Auswahleinheit 8,
die die weitere Trägerfrequenz
abhängig
von einem Vorgabewert, einer Benutzer eingabe oder einer Suchfunktion,
die eine Reihe von weiteren Trägerfrequenzen
vorgibt, einstellt.
-
Das
Synchronisieren erfolgt bei der Ausführungsform nach 1 dadurch,
dass die erste Sendeeinrichtung das von der zweiten Sendeeinrichtung gesendete
OFDM-Signal empfängt
und den Rahmenanfang bestimmt, um das von der ersten Sendeeinrichtung
gesendete OFDM-Signal darauf zu synchronisieren. Auf gleiche Weise
arbeitet die Synchronisationseinrichtung 4 der zweiten
OFDM-Sendeeinrichtung, die das OFDM-Signal der ersten OFDM-Sendeeinrichtung 1 empfängt und
das gesendete zweite OFDM-Signal darauf synchronisiert.
-
In 3 ist
ein Sendesystem gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Die Ausführungsform der 3 unterscheidet
sich von der Ausführungsform
der 1 dadurch, dass sich die OFDM-Sendeeinrichtungen
nicht gegenseitig synchronisieren, sondern mit einer externen Synchronisationseinheit 6 in
Verbindung stehen, die ein Synchronisationssignal generiert, wobei
abhängig von
dem Synchronisationssignal die Rahmen der OFDM-Signale synchronisiert
werden. Die Synchronisationseinheit 6 kann über eine
Leitungsverbindung oder eine drahtlose Verbindung mit den OFDM-Sendeeinrichtungen 1, 2 in
Verbindung stehen. Z.B. kann eine solche Synchronisationseinheit
durch ein GPS-Satellitensystem bereit gestellt werden, das zeitlich
hochpräzise
Signale aussendet.
-
Die
Empfangseinrichtung ist beispielsweise auf die Trägerfrequenz
des ersten OFDM-Signals eingestellt und dekodiert, wie in der 2b dargestellt
ist, den zweiten Unterkanal. Parallel zum normalen Betrieb, z.B.
eine Audio-Ausgabe, kann der Empfänger während des Nullsymbols und des
Informationssymbols auf eine andere Trägerfrequenz umschalten und
das dortige Informationssymbol dekodieren. Hieraus kann eine genaue
Identifikation des entsprechenden Kontextes durchgeführt werden.
Auf das Empfangen des Nullsymbols und des Informationssymbols des
OFDM-Signals der ersten Sendeeinrichtung kann von Zeit zu Zeit verzichtet
werden, da diese Informationen im allgemeinen redundant sind.
-
- 1
- erste
Sendeeinrichtung
- 2
- zweite
Sendeeinrichtung
- 3
- erste
Synchronisationseinrichtung
- 4
- zweite
Synchronisationseinrichtung
- 5
- Empfangseinrichtung
- 6
- Synchronisationseinheit
- 7
- Kontextwechseleinheit
- 8
- Auswahleinheit