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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Empfangen
von hochfrequenten Signalen über
eine Antenne oder mehrere Antennen gemäß den Merkmalen der jeweiligen
Oberbegriffe der unabhängigen
Patentansprüche.
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Diversity-Verfahren
und -Vorrichtungen für den
mobilen Empfang von hochfrequenten Signalen, insbesondere für den Signalempfang
in Fahrzeugen, sind bekannt. Beim Empfang von hochfrequenten analogen
Signalen, die insbesondere Fernsehprogramme beinhalten, mit einem
Diversity-Empfänger kann
während
des Empfangs eines Fernsehprogrammes automatisch zwischen verschiedenen
Frequenzen mit identischem Programminhalt (gleicher Sender) umgeschaltet
werden. Ein solches Empfangsverfahren ermöglicht das durchgängige Empfangen
und Verfolgen eines Fernsehprogrammes während der Fahrt mit dem Fahrzeug
durch verschiedene Sendegebiete, wobei innerhalb eines Sendegebietes
ein Sender vorhanden ist, der das Fernsehprogramm auf einer bestimmten
Frequenz ausstrahlt, wobei sich die Frequenz des einen Sendegebietes von
der ausgestrahlten Frequenz eines oder mehrerer weiterer Sendegebiete
unterscheidet. Dieses Verfahren, bei dem der Empfänger ein
und denselben Sender einmal auf einer bestimmten Frequenz und weiterhin
auf anderen Frequenzen unterschiedlicher Sendegebiete empfangen
kann, sind bekannt und werden als Frequenzdiversity bezeichnet.
Verläßt das Fahrzeug
ein Sendegebiet, in dem ein bestimmter Sender auf einer bestimmten
Frequenz ausgestrahlt wird, verschlechtern sich die Empfangseigenschaften,
woraus resultiert, dass beim Übergang
von dem einen in ein weiteres Sendegebiet sich die Signaleigenschaften
des weiteren Sendegebietes verbessern, so dass dies als Kriterium
herangezogen wird, den Sender nicht mehr auf der bisherigen Frequenz,
sondern auf der anderen, besser zu empfan genen Frequenz zu empfangen.
Das bedeutet, dass beim Übergang
von einem Sendegebiet auf ein weiteres Sendegebiet das Umschaltkriterium
von der einen auf die weitere Frequenz eines Senders mit gleichem
Programminhalt die Signaleigenschaften sind.
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Neben
der Ausstrahlung von analogen Fernsehprogrammen und dem entsprechenden
analogen Empfang der ausgestrahlten Programme werden insbesondere
in Europa auch hochfrequente digitale Signale ausgestrahlt, die
von entsprechend ausgebildeten Empfängern empfangen werden. Diese
digitalen hochfrequenten Signale werden ebenfalls von sich in einem
Sendegebiet befindenden Sendern ausgestrahlt, so dass es auch hier
beim Empfangen dieser digitalen hochfrequenten Signale beim Übergang
von einem Sendegebiet in ein weiteres Sendegebiet erforderlich ist,
den Sender (mit gleichem Programminhalt) beizubehalten, aber von
einem Sender, dessen Signale bisher empfangen worden sind, auf einen
anderen Sender umzuschalten, der nun die Signale empfangen soll.
Beim Übergang
von einem digitalen Sender auf den nächsten digitalen Sender wird
auch das Kriterium „Signaleigenschaft" als Umschaltkriterium
herangezogen. Daneben können auch
weitere Kriterien wie Fehlerrate (Bit-Error-Rate) hinzugezogen werden.
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Neben
Sendegebieten, in denen nur analoge hochfrequente Signale oder nur
rein digitale hochfrequente Signale abgestrahlt werden, kann es
beim Wechsel von Sendegebieten in Folge der Bewegung des Fahrzeuges
auch vorkommen, dass von einem analogen in ein digitales Sendegebiet
oder umgekehrt gewechselt wird.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie
eine Vorrichtung zum Empfangen von hochfrequenten Signalen in Fahrzeugen
bereitzustellen, bei dem bei einem Wechsel von einem Sendegebiet
in ein weiteres Sendegebiet die aktuell empfangenen Programminhalte
beibehalten werden und der Wechsel schnell und unmerklich vonstatten
geht.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Verfahrensmäßig ist
einerseits vorgesehen, dass die von der zumindest einen Antenne
empfangenen Signale auf ihren Dateninhalt hin untersucht werden
und dann von einem mit der Antenne empfangenen Signal auf ein anderes
mit der Antenne empfangenen Signal umgeschaltet wird, wenn der Dateninhalt
des einen Signals, dem Dateninhalt des anderen Signals entspricht.
Dieses Verfahren kommt dann zur Anwendung, wenn zum Empfang der
Signale nur eine Antenne zur Verfügung steht (kein Diversity-System).
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Alternativ
oder ergänzend
ist vorgesehen, dass die von den zumindest zwei Antennen empfangenen
Signale auf ihren Dateninhalt hin untersucht werden und dann von
einem von der einen Antenne empfangenen Signal auf ein anderes von
der zumindest einen weiteren Antenne empfangenen Signal umgeschaltet
wird, wenn der Dateninhalt des einen Signals, der mit der einen
Antenne empfangen wird, dem Dateninhalt des anderen Signals entspricht,
der mit der anderen Antenne empfangen wird. Dieses Verfahren kommt
dann zur Anwendung, wenn zum Empfang der Signale mehr als nur eine
Antenne (z.B. zwei, drei, vier oder mehr als vier) zur Verfügung steht
(Diversity-System).
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Die
Verwendung der Dateninhalte der empfangenen Signale hat, insbesondere
beim Empfang von Fernsehsignalen bei bewegten Fahrzeugen, den Vorteil,
dass diese Dateninhalte ein bestimmtes von einem stationären Sender
abgestrahltes Programm repräsentieren,
unabhängig
davon, ob dieses von dem stationären
Sender abgestrahlte Programm analog oder digital abgestrahlt wird.
Wird nun festgestellt, dass dasjenige Programm, welches bisher über eine
erste Antenne empfangen worden ist, über zumindest eine weitere
Antenne besser empfangen wird, insbesondere bei einem Übergang
von einem Sendegebiet in ein weiteres Sendegebiet, werden die von
der weiteren Antenne empfangenen Signale dem Empfänger zur
Aufbereitung und Wiedergabe zugeführt. Wichtig ist hierbei, dass
auf eine solche Antenne umgeschaltet wird, mit der ein Programm
mit gleichem Dateninhalt empfangen wird. Die Untersuchung auf übereinstimmende
Dateninhalte der einzelnen Signale, die mit den einzelnen Antennen
empfangen werden, hat den Vorteil, dass diese Dateninhalte sehr
schnell, z. B. mittels eines Soll-Ist-Wert-Vergleiches, auf ihre Übereinstimmung oder
Abweichung hin überprüft werden
können.
Liegt Übereinstimmung
vor (bei besseren Signaleigenschaften) kann auf die weitere Antenne
umgeschaltet werden. Liegt keine Übereinstimmung vor, kann der bisherige
Sender über
die erste Antenne weiter empfangen werden, und zwar so lange, bis
eine weitere Antenne gleichen Programminhaltes, aber bessere Signaleigenschaften
aufweist. Der Vollständigkeit halber
sei erwähnt,
dass der Begriff „erste
Antenne" eine von
mehreren Antennen umfaßt,
und das Fahrzeug zumindest zwei oder auch mehrere Antennen aufweisen
kann, die ständig
die hochfrequenten Signale empfangen, die dann von dem nachgeschalteten
Empfänger
(insbesondere einem Diversity-Prozessor) auf ihre Programminhalte
(Dateninhalte) und Signaleigenschaften hin untersucht bzw. verglichen werden.
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Die
Eigenschaft der Signale sind die Signalinhalte bzw. die Güte anhand
von festgestellten Bitfehlerraten.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Dateninhalt der empfangenen
Signale anhand von Daten aus der Austastlücke (VBI, Vertical Blanking Interval)
bestimmt. Es gibt in der Austastlücke mehrere verwendbare Daten,
wie zum Beispiel Videotext, die Datenzeile und Prüfzeilen.
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In
Weiterbildung der Erfindung wird der Dateninhalt anhand des Namens
des ausgestrahlten und empfangenen Senders bestimmt. Dies funktioniert
insbesondere bei digital ausgestrahlten Programmen besonders gut,
bei denen die hochfrequenten digitalen Signale auch den Namen des
ausgestrahlten Senders (z.B. ARD) beinhalten. Wurde ein solcher
Sender bisher empfangen und bewegt sich das Fahrzeug in ein Sendegebiet,
in dem der gleiche Sender ausgestrahlt wird, wird dies erfaßt und aufgrund
der Übereinstimmung
auf die Antenne mit dem besser zu empfangenden Sender mit gleichem
Programminhalt umgeschaltet.
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In
Weiterbildung der Erfindung wird der Dateninhalt anhand von EPG-Daten
(Electronic Program Guide-Daten) bzw. SI-Daten (Service Information-Daten)
bzw. PSI-Daten (Program Specific Information) bestimmt, so dass
basierend auf diesen Daten beziehungsweise Dateninhalten die Übereinstimmung
oder die Abweichung feststellbar ist.
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Weiterhin
ist es erfindungsgemäß denkbar, dass
zur Bestimmung der Dateninhalte auch mehrere Kriterien herangezogen
werden können,
um zweifelsfrei von einem Sender eines Sendegebietes auf einen weiteren
Sender eines weiteren Sendegebietes mit gleichem Programminhalt
umschalten zu können.
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Vorrichtungsmäßig ist
eine Vorrichtung beansprucht, die durch ihre Ausbildung und Eignung zur
Durchführung
des Verfahrens gekennzeichnet ist. Eine solche Vorrichtung umfaßt beispielsweise
mehrere Antennen, die in einem Fahrzeug angeordnet sind. Diese Antennen
sind mit einem Diversity-Prozessor verschaltet, der wiederum mit
einem Empfänger
verbunden ist, wobei der Empfänger
die Aufbereitung der empfangenen hochfrequenten Signale übernimmt
und diese in geeigneter Weise (z. B. optisch, und/oder akustisch)
darstellt. Der Diversity-Prozessor
ist dazu ausgebildet, von der einen auf eine weitere Antenne umzuschalten,
wenn er hierzu ein entsprechendes Signal erhält. Erfindungsgemäß ist diese
Gesamtvorrichtung nun dazu ausgebildet, dass der Diversity-Prozessor
von einer auf eine weitere Antenne umschaltet, wenn er selber oder
gegebenenfalls der Empfänger
oder andere Einrichtungen die Dateninhalte der empfangenen hochfrequenten Signale
daraufhin untersucht hat, ob gleiche Programminhalte vorliegen.
Liegen bei mehreren, aber mindestens zwei Antennen gleiche Programminhalte vor,
die sich hinsichtlich ihrer Signaleigenschaften voneinander unterscheiden,
schaltet der Diversity-Prozessor diejenige Antenne zum Empfänger durch,
die die besseren Signaleigenschaften aufweist.
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Der
weiteren Erläuterung
der Erfindung dient die folgende Beschreibung und die Figuren, auf
die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.
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Es
zeigen:
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1 verschiedene
Sender in verschiedenen Sendegebieten,
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2 und 3 Umschaltung
von einem Sender auf einen weiteren Sender mit gleichem Programminhalt,
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4 eine
Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
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1 zeigt
beispielhaft eine Sendelandschaft, die sich beim Durchfahren eines
Fahrzeuges eines Gebietes ergeben kann. Zunächst wird davon ausgegangen,
dass sich das Fahrzeug zum Beispiel im Analoggebiet 1 befindet.
Auf der weiteren Fahrt erreicht es ein Digitalgebiet 2,
so dass hier mit der Erfindung sichergestellt wird, dass das Programm
(z. B. das Fernsehprogramm ZDF, im folgenden ZDF genannt) im Analoggebiet 1 analog
empfangen wird, wobei das Programm ZDF beim Übergang in das Digitalgebiet 2 weiter
empfangen wird, also der Programminhalt bestehen bleibt, allerdings
der Empfang nun nicht mehr analog, sondern digital erfolgt. Bei
der weiteren Fahrt des Fahrzeuges kommt es von dem Digitalgebiet 2 in
ein Digitalgebiet 3, wobei weiterhin das Programm ZDF empfangen
werden soll, aber von einem anderen Sender. Bei der weiteren Fahrt kommt
das Fahrzeug in ein Analoggebiet 4, wobei weiterhin das
Programm ZDF empfangen werden soll, jetzt allerdings nicht mehr
digital, sondern analog. Insgesamt wird also mit der Erfindung erreicht, dass
ein von verschiedenen stationären
Sendern 5 bis 8 abgestrahltes Programm (hier z.
B. ZDF) durchgehend empfangen werden kann, unabhängig davon, ob einer der Sender 5 bis 8 das
Programm analog oder digital abstrahlt. Damit ermöglicht die
Erfindung ein Umschalten, wenn sich das Fahrzeug von dem einen Gebiet
(Analog- oder Digitalgebiet) in ein weiteres Gebiet (Analog- oder
Digitalgebiet) bewegt.
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Um
zu ermöglichen,
dass bei dem Übergang von
dem einen Gebiet in das nächste
Gebiet identische Programme bzw. Programminhalte beibehalten werden,
werden die insbesondere in den Patentansprüchen erwähnten Kriterien herangezogen,
nämlich
die Dateninhalte der empfangenen Signale. Neben der Bestimmung des
Dateninhaltes anhand von Daten aus der Austastlücke, des Namens des ausgestrahlten
und empfangenen Senders, von EPG- bzw. SI-Daten ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
dass der Dateninhalt auch anhand von Inhalten eines Teletextangebotes
eines Senders bestimmt wird. Hierzu wird auf die 2 und 3 verwiesen,
bei denen der Übergang
von einem Analoggebiet in ein Digitalgebiet dargestellt ist. Als
Beispiel ist hier das Teletextangebot des Senders ZDF dargestellt.
In 2 ist der Empfang des Teletextangebotes von dem Sender
ZDF im analogen Empfangsmodus dargestellt, und zwar der besseren Übersichtlichkeit
wegen ausschnittsweise. Die hier dargestellten Informationen werden
mit den von den Sendern ausgestrahlten hochfrequenten Signalen übermittelt,
und zwar in Form von Daten, die zu Dateninhalten zusammengefaßt sind.
Erfindungsgemäß werden
nun bestimmte Dateninhalte, die in 2 dargestellt
sind, untersucht und mit Dateninhalten, die in 3 dargestellt sind
und die von einer weiteren Antenne empfangen werden, verglichen.
Wird dabei festgestellt, dass die ausgewählten Dateninhalte (beispielsweise
der Schriftzug „ZDF-text
Mi 12.01.05") übereinstimmen, wie
dies in den 2 und 3 der Fall
ist, kann vom analogen Empfang auf digitalen Empfang umgeschaltet
werden. Bei der Bestimmung von Kriterien für die Umschaltung (also die
Dateninhalte) eignen sich solche Inhalte, die bei den einzelnen
Sendern unveränderbar
im Zeitraum der möglichen
Umschaltung sind. Die in den 2 und 3 ebenfalls
dargestellte Zeitangabe (14:38:44) würde sich für eine Umschaltung nicht eignen,
da sich dieser Dateninhalt logischerweise ständig verändert. Das bedeutet also, dass
für ein
Diversity zwischen analogen und digitalen Programmen und zwischen
mehreren digitalen Programmen eine eindeutige Identifizierung des
Programminhaltes (gleich Dateninhalt) benötigt wird. Die Korrelation
von Teletextinhalten, wie sie in 2 und 3 dargestellt
und hierzu beschrieben ist, hat den besonderen Vorteil, dass es
bei allen Übergängen, wie
sie in 1 dargestellt sind, zur Anwendung kommen kann.
Dies setzt vorraus, dass die zu empfangenen Programme auch mit Teletext
ausgestrahlt werden. Sollte dies nicht der Fall sein, kann in vorteilhafter
Weise der Dateninhalt anhand von weiteren Daten, wie vorstehend
beschrieben, durchgeführt werden.
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Bezüglich der
Empfangssituation gilt alternativ oder ergänzend zu der vorstehenden Beschreibung
folgendes: Es liegt nicht (nur) ein Programm auf einer (Empfangs-)Antenne
und die anderen Programme auf der nächsten Antenne, sondern alle
Antennen tragen zum Empfang von aktuellen Programmen bei. Nur für den Vergleich
wird eine Antenne (Pfad) auf das Vergleichsprogramm (im neuen Sendegebiet)
abgestimmt. Umgeschaltet werden dann wieder alle Antennen.
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Die 4 zeigt
eine beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Mit der Bezugsziffer 9 ist eine Antenne bezeichnet, die
in Abhängigkeit
der zu empfangenden Frequenzbereiche gestaltet und an entsprechender Stelle
in einem Fahrzeug untergebracht ist. Kommt nur die einzige Antenne 9 zur
Anwendung, arbeitet das Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1,
wobei in diesem Fall kein Diversity-System gegeben ist. Kommen mehr
als eine Antenne, also gemäß 4 Antennen 9 bis 11 (oder
auch mehr als drei Antennen, allgemein „n" Antennen, wobei „n" ≥ 1)
zur Anwendung, handelt es sich um ein Diversity-System, das nach
den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. ergänzend oder
alternativ nach den Merkmalen des Patentanspruches 2 arbeitet.
Den jeweiligen Antennen 9 bis 11 sind entsprechende
Empfänger
(Tuner) 12 bis 14 nachgeschaltet, wobei die Ausgangssignale
der Empfänger
(nicht nur die Daten des Tuners 12) einem MPEG-Decoder
zugeführt
werden. Dessen Ausgangssignale werden über eine entsprechende Leitung
an eine Auswerteeinheit 16 geschickt, die eine zur Durchführung des Verfahrens
ausgebildete Logik, einen Ergebnisspeicher und eine Steuerungs-
und Korrelationseinheit aufweist. In diesem Fall, wenn mehrere Antennen 9 bis 11 sowie
zugehörige
Empfänger 12 bis 14 vorgesehen
sind, handelt es sich um ein Diversity-System, so dass zur Auswahl
einer jeweiligen Antenne 9 bis 11 die Auswerteeinheit 16 Steuersignale über Steuerleitungen 17 an
die Empfängereinheit
schickt, die diejenigen Signalpfade von der jeweiligen Antenne zu
der Auswerteeinheit 16 durchschaltet, bei der der bestmögliche Empfang
gegeben ist.
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Das
Ausgangssignal des MPEG-Decoders 15 wird bei dieser Ausführung auch
an die AD-Wandler abgegeben. Dies ist daher erforderlich und sinnvoll,
da das Ausgangssignal des MPEG-Decoders 15 in diesem Fall
ein FBAS-Signal ist (aber nicht sein muß), also analog ist und damit
von analog nach digital gewandelt werden muß. Ein Pfad vom MPEG-Decoder 15 direkt
zur Auswerteeinheit 16 ist alternativ oder ergänzend denkbar.
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Die
Auswerteeinheit 16 umfaßt schließlich noch zumindest einen
Ausgang 19 (analog und/oder digital), um die von den Antennen 9 bis 11 empfangenen
und anschließend
aufbereiteten Signale (Ton- und/oder Bildsignale) wiedergeben zu
können.
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Schließlich sind
in dem Signalpfad von den Empfängern 12 bis 14 zu
der Auswerteeinheit 16 noch Analog-Digital-Wandler geschaltet,
die die von den Empfängern 12 bis 14 abgegebenen
analogen Signale in die digitale Signale zur weiteren Verarbeitung
der Auswerteeinheit 16 zur Verfügung stellen. Die Analog-Digital-Wandler können separat
zwischen den Empfängern 12 bis 14 und
der Auswerteeinheit 16 vorgesehen werden, können alternativ aber
auch in den Empfängern 12 bis 14 und/oder
der Auswerteeinheit 16 integriert werden.
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- 1
- ein
erstes Analoggebiet
- 2
- ein
erstes Digitalgebiet
- 3
- ein
weiteres Digitalgebiet
- 4
- ein
weiteres Analoggebiet
- 5
- Sender
- 6
- Sender
- 7
- Sender
- 8
- Sender
- 9
- Antenne
- 10
- Antenne
- 11
- Antenne
- 12
- Empfänger (Tuner)
- 13
- Empfänger (Tuner)
- 14
- Empfänger (Tuner)
- 15
- MPEG-Dekoder
- 16
- Auswerteeinheit
- 17
- Signalleitung
- 18
- Speichereinheit
- 19
- Ausgang
- 20
- Analog-Digital-Wandler