DE102012009432A1

DE102012009432A1 - Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger mit aktiver Unterdrückung von Störern

Info

Publication number: DE102012009432A1
Application number: DE201210009432
Authority: DE
Inventors: Daniel Sonner; Thomas Müller
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2012-11-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart einen Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger mit aktiver Unterdrückung von Störern. Der Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger weist jeweils zumindest eine Antenne zum Empfangen eines Antennensignals, eine Sonde zum Empfangen eines Störsignals, jeweils eine der zumindest einen Antenne und der Sonde zugeordnete Empfangseinheit, eine aktive Entstöreinrichtung und eine Datenverarbeitungseinheit auf. Das Antennensignal besteht aus einem Nutzsignal und einem überlagerten Störsignal. Die Sonde zum Empfangen des Störsignals ist benachbart zu einer Störsignalquelle angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger mit aktiver Unterdrückung von Störern.
In modernen Kraftfahrzeugen wird eine zunehmende Anzahl von elektronischen Komponenten eingesetzt. Die Bandbreite der verwendeten Komponenten reicht von Motorsteuergeräten über adaptive Temporegler bis hin zu Infotainmentsystemen. Zunehmend kommen auch Fahrzeuge zum Einsatz, bei denen der komplette Antriebstrang elektrisch ausgeführt ist. Hier werden hohe Spannungen und große Ströme geschaltet.
Deren zunehmende Verbreitung führt dazu, dass vermehrt Elektromagnetische Interferenzen, kurz EMI, auftreten. Elektromagnetische Interferenzen können zu Störungen im Rundfunkempfang führen.
Elektromagnetische Interferenz wird von jedem elektrischen und elektronischen System erzeugt und kann andere Systeme stören.
Sie geht etwa von Mikroprozessoren und digitalen Schaltkreisen aus, die in modernen Kraftfahrzeugen immer häufiger eingesetzt werden. Eine weitere Quelle für EMI sind Pulse, die durch eine Vielzahl von Spulen, der Zündanlage, der Spannungssenkung durch den Motorstart, dem induktiven Ladungsrückschlag und den Generatorladungsablass entstehen. Zu genannten internen Quellen von EMI geht EMI auch von externen Quellen aus, etwa von Wechselstrom-Hochspannungsleitungen oder Mobilfunksendern.
Aus dem Stand der Technik sind aktive und passive Entstörmaßnahmen bekannt.
Die Auswirkungen von EMI auf die Funktion der elektronischen Fahrzeugkomponenten kann etwa passiv durch deren Abschirmung oder durch Abschirmung der Verkabelung erreicht werden. Auch werden Ferrite in der Verkabelung eingesetzt um hochfrequente Störungen zu mindern, dabei wirkt der Ferrit zusammen mit der Verkabelung als Drossel.
Aktive Entstörmaßnahmen sind etwa aus Kopfhörern mit „Active Noise Cancellation” bekannt. Diese Kopfhörer sollen die Amplitude von Umgebungsschall senken um ein entspanntes Hörerlebnis zu ermöglichen. Der Umgebungsschall wird hierbei als Störsignal von einem außerhalb des Kopfhörers angebrachten Mikrofon aufgenommen und um 180° phasenverschoben dem Nutzsignal überlagert, was zu destruktiver Interferenz, das heißt zur – zumindest partiellen – Auslöschung des Störsignals führt.
Darüber hinaus ist aus der WO 03/103169 A2 bekannt, elektromagnetische Interferenzen in einem drahtlos übertragenen Signal mittels eines Algorithmus zu beseitigen bzw. zu unterdrücken, bei dem ein Gewichtsvektor optimiert wird, der eine komplexe Gewichtung eines von einer Antenne empfangenen Signals und eines von einer Sonde empfangenen Signals bestimmt. Das von der Antenne empfangene Signal ist ein Signal, das einem Nutzsignal mit überlagerter Störung, d. h. der elektromagnetischen Interferenz, entspricht und das von der Sonde empfangene Signal ist ein Signal, das der Störung, d. h. der elektromagnetischen Interferenz entspricht. Das von der Sonde empfangene Signal wird als Störsignal bezeichnet. Eine derartige Entstörung wird etwa bei WLAN- oder Mobilfunk-Signalen verwendet.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger mit aktiver Unterdrückung von Störern bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Eine erste Ausführungsform bezieht sich auf einen Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger mit aktiver Unterdrückung von Störern. Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger umfasst mindestens zwei Antennen zum Empfangen eines Antennensignals, das aus einem Nutzsignal und einem Störsignal besteht, mindestens eine Sonde zum Empfangen des Störsignals, jeweils eine den Antennen und der Sonde zugeordnete Empfangseinheit, eine aktive Entstöreinrichtung und eine Datenverarbeitungseinheit.
Die Sonde zum Empfangen des Störsignals ist benachbart zur Störsignalquelle angeordnet um das Störsignal möglichst ohne zusätzliche Störungen empfangen zu können. Dies ist wichtig, da die Güte der Entstörung des Nutzsignals von der Empfangsqualität des Störsignals abhängt.
Im Gegensatz zu passiven Maßnahmen ist die aktive, das heißt auch „rechnerische”, Unterdrückung von Störern deutlich kostengünstiger umzusetzen, da mit passiven Maßnahmen ein großer Materialeinsatz, vor allem von Metallen, verbunden ist. Aktive Entstörmaßnahmen werden mittels elektrischer oder elektronischer Schaltungen umgesetzt, was deutlich kostengünstiger möglich ist.
Ferner ist es erfindungsgemäß, dass die Sonde zum Empfangen des Störsignals räumlich getrennt vom Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger angeordnet ist.
Dies ist vorteilhaft, da relevante Störquellen nicht immer in der direkten Umgebung des Kraftfahrzeug-Rundfunkempfängers liegen, sondern auch von diesem entfernt angeordnet sein können. Wird die Sonde direkt an der Störquelle angebracht, so kann das jeweilige Störsignal in hoher Qualität, das heißt ohne zusätzlich überlagerte Störungen empfangen werden. Wenn das Störsignal in guter Qualität vorliegt, kann die Qualität des Nutzsignals durch digitale Signalverarbeitung verbessert werden.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger mittels der Empfangseinheit in einer Ausführungsform Nutzsignale empfangen, die analoge frequenzmodulierte oder amplitudenmodulierte Signale oder digital modulierte Signale sind.
Des Weiteren weist die Entstöreinrichtung des Kraftfahrzeug-Rundfunkempfängers jeweils mindestens einen Eingang für das Antennensignal, einen Eingang für die Sonde zum Empfangen des Störsignals, einen Ausgang und eine Datenverarbeitungseinheit auf. In der Datenverarbeitungseinheit wird ein Algorithmus zur digitalen Signalverarbeitung ausgeführt, der einen Gewichtsvektor optimiert, der eine komplexe Gewichtung des Antennensignals und des von der Sonde empfangenen Störsignals bestimmt. Das aufbereitete Nutzsignal mit reduziertem Störeinfluss wird über den Ausgang der Entstöreinrichtung zur weiteren Nutzung im Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger ausgegeben. Der Algorithmus bewirkt also eine „Subtraktion” des Störsignals vom Antennensignal.
Es wird je nach Signaltyp ein anderes Optimierungskriterium verwendet.
Optimierungskriterium können etwa redundante Informationen im Rundfunksignal sein. Bei frequenzmodulierten Signalen wird die konstante Amplitude des Signals, bei amplitudenmodulierten Signalen die konstante Phase und bei digital modulierten Signalen eine Bitfehlerrate, ein Fehlervektor bei einer Demodulation oder der Fehlervektor des Pilotsignals als Optimierungskriterium verwendet.
Die Sonde zum Empfangen des Störsignals kann in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Störsignals als Sonde für ein elektrisches Feld, das heißt als „E-Feld Sonde” oder als Sonde für ein magnetisches Feld, das heißt „H-Feld Sonde” ausgeführt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 03/103169 A2 [0009]

Claims

Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger mit aktiver Unterdrückung von Störern, wobei der Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger jeweils zumindest eine Antenne zum Empfangen eines Antennensignals, eine Sonde zum Empfangen eines Störsignals, jeweils eine der zumindest einen Antenne und der Sonde zugeordnete Empfangseinheit, eine aktive Entstöreinrichtung und eine Datenverarbeitungseinheit umfasst, wobei das Antennensignal das Störsignal und ein Nutzsignal umfasst dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde zum Empfangen des Störsignals benachbart zu einer Störsignalquelle angeordnet ist.
Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde zum Empfangen des Störsignals räumlich getrennt von der zugeordneten Empfangseinheit angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden ist.
Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzsignal ein frequenzmoduliertes Signal, ein amplitudenmoduliertes Signal oder ein digital moduliertes Signal ist.
Entstöreinrichtung zur Verwendung in dem Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Datenverarbeitungseinheit der Entstöreinrichtung ein Algorithmus ausführbar ist, der einen Gewichtsvektor optimiert, der eine komplexe Gewichtung des Antennensignals und des von der Sonde empfangenen Störsignals bestimmt.
Entstöreinrichtung nach Anspruch 4, wobei diese als Optimierungskriterium für den Algorithmus bei frequenzmodulierten Signalen die konstante Amplitude des Signals, bei amplitudenmodulierten Signalen die konstante Phase und bei digital modulierten Signalen eine Bitfehlerrate, ein Fehlervektor bei einer Demodulation oder schwankende Pilotsignale verwendet.
Sonde zum Empfangen eines Störsignals zur Verwendung mit dem Kraftfahrzeug-Rundfunkempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sonde eine H-Feld Sonde oder eine E-Feld Sonde ist.