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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von Information- und Unterhaltungssystemen in Fahrzeugen und betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Reaktion auf Funkempfangsstörungen eines Radioempfängers, insbesondere in Tunnelsituationen.
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Im mobilen Einsatz (z. B. in Fahrzeugen) sind Radioempfänger häufig Änderungen der Empfangsbedingungen (z. B. durch Doppler Effekte, durch Mehrwegausbreitung und durch sich ändernde Hindernisse) ausgesetzt. Dies führt immer wieder zu Funkempfangsstörungen des Radioempfängers, die zu hörbaren Rausch- oder Verzerrungseffekten führen können. Es können verschiedene Mittel eingesetzt werden, um Funkempfangsstörungen zu reduzieren, oder deren Auswirkungen auf die Wiedergabe eines Radiosenders zu reduzieren. So können in Fahrzeugen spezielle Antennen eingesetzt werden, durch die Empfangsvariationen aufgrund der Mehrwegausbreitung reduziert werden können. Desweiteren erlaubt das Radio Data System (RDS) in Europa bzw. das Radio Broadcast Data System (RBDS) in den USA die Übertragung von Informationsdaten, welche Eigenschaften zu empfangender Radiosender beschreiben. Beispielhafte Daten sind z. B. AF (Alternative Frequency) Daten, welche den Radioempfänger über eine oder mehrere alternative Frequenzen informieren, auf der ein aktueller Sender auch empfangen werden kann, falls das aktuelle Empfangssignal zu schwach werden sollte. Wenn sich also die Empfangsbedingungen für einen aktuellen Sender verschlechtern, kann sich der Radioempfänger auf Basis der AF Daten auf eine alternative Frequenz einstellen, über die der aktuelle Sender mglw. besser empfangen wird.
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Das o. g. RDS basierte Verfahren setzt jedoch das Vorhandensein von AF Daten für einen aktuellen Sender (d. h. für einen aktuell eingestellten Sender) voraus. Falls keine AF Daten vorhanden sind, oder falls für einen bestimmten aktuellen Sender keine alternative Frequenz verfügbar ist, so verbleiben herkömmliche Radioempfänger meist auf der aktuellen Übertragungsfrequenz und geben einen verzerrten und/oder verrauschten Radiosender wieder. Dies ist insbesondere bei Tunnelsituationen der Fall, d. h. in Situation in denen das Fahrzeug in einen Tunnel einfährt. In solchen Tunnelsituationen liegt dem Radioempfänger häufig keine alternative Frequenz für einen aktuellen Radiosender vor, welche auch im Tunnel empfangen werden kann. Eine ähnliche Situation liegt entlang von regionalen Grenzen (z. B. Grenzen von Bundesländern und/oder Grenzen von Staaten) vor, da dort häufig keine alternativen Frequenzen vorliegen, über die ein aktueller Radiosender verlässlich empfangen werden kann.
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Die vorliegende Erfindung adressiert die o. g. technischen Probleme von Radioempfängern und beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Reaktion auf Funkempfangsstörungen, insbesondere in Situationen, in denen keine verlässliche alternative Frequenz für einen Radiosender vorliegt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Empfang und zur Wiedergabe von Radiosendern beschrieben. Beispielhaft handelt es sich bei der Vorrichtung um ein Unterhaltungssystem für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst einen Radioempfänger (auch Tuner genannt), welcher ausgebildet ist, einen Primär-Sender über ein Radiosignal mit einer ersten Frequenz zu empfangen. Die Vorrichtung kann weiter ausgebildet sein, ein über das Radiosignal empfangenes Audiosignal (d. h. das Audiosignal des Primär-Senders) über einen Lautsprecher auszugeben. In diesem Zusammenhang kann die Vorrichtung ausgebildet sein, die Lautstärke des ausgegebenen Audiosignals zu steuern bzw. zu regeln (d. h. zu senken oder zu erhöhen). Die Lautstärke kann z. B. in Abhängigkeit von einem ermittelten Qualitätsindikator des empfangenen Radiosignals geregelt werden. So kann eine Reduzierung des Qualitätsindikators zu einer Reduzierung der Wiedergabevolumens führen.
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Die Vorrichtung umfasst weiter eine Steuereinheit, welche ausgebildet ist, zu ermitteln, dass der Empfang des Primär-Senders über die erste Frequenz gestört ist. Dazu kann die Vorrichtung über einen Signal Prozessor einen Qualitätsindikator des Radiosignals mit der ersten Frequenz ermitteln. Bei dem Qualitätsindikator kann es sich beispielhaft um eine Signalstärke des Radiosignals; und/oder um ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis des Radiosignals; und/oder um eine Signalstärke von Radiosignalen mit Frequenzen aus einem vordefinierten Frequenzintervall um die erste Frequenz herum; und/oder um eine Kombination der oben genannten Komponenten handeln. Die Steuereinheit kann dann den Qualitätsindikator mit einem vordefinierten Qualitätskriterium vergleichen und wenn der Qualitätsindikator das Qualitätskriterium nicht erfüllt feststellen, dass der Empfang des Primär-Senders über die erste Frequenz gestört ist.
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Die Steuereinheit kann weiter ausgebildet sein zu ermitteln, dass sich die Vorrichtung in einem Tunnel befindet. Mit anderen Worten die Vorrichtung kann eine Tunnelsituation detektieren. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung z. B. auf Informationen eines Navigationsgerätes und/oder auf eine Analyse des Radiosignals in einem bestimmten Frequenzbereich (z. B. dem UKW Bereich) zurückgreifen. Wird eine Tunnelsituation detektiert, so ist die Vorrichtung ausgebildet eine zweite Frequenz zu ermitteln, über die ein Tunnelsender empfangen werden kann. Beispielsweise kann die zweite Frequenz, über die der Tunnelsender empfangen werden kann, von einem Navigationsgerät empfangen werden. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Frequenz anhand einer Auswertung von einem mit einer Kamera aufgezeichneten Informationsschild des Tunnels ermittelt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Navigationsgerät keine Frequenzen des Tunnelsenders liefern kann. Desweiteren kann die zweite Frequenz anhand eines Suchlaufs des Radioempfängers über einen vordefinierten Frequenzbereich (z. B. den UKW Bereich) ermittelt werden. Letzteres hat jedoch meist eine Unterbrechung des Radioempfangs zur Folge. Nach Ermittlung des Tunnelsenders kann die Steuereinheit den Radioempfänger anweisen, den Tunnelsender über die zweite Frequenz zu empfangen, so dass der Tunnelsender über Lautsprecher ausgegeben werden kann. Insgesamt ist die Vorrichtung durch die o. g. Mittel befähigt in automatischer Weise auf eine Tunnelsituation zu reagieren, und sicherzustellen, dass auch im Tunnel ein geeigneter Radiosender mit ausreichender Qualität wiedergegeben werden kann.
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Die Vorrichtung (z. B. die Steuereinheit) kann weiter ausgebildet sein, zu ermitteln, dass der Primär-Sender nicht über eine alternative Frequenz empfangen werden kann. Dazu kann die Vorrichtung z. B. auf empfangene RDS bzw. RBDS Daten zurückgreifen. Falls eine alternative Frequenz für den Primär-Sender vorhanden ist, kann die Vorrichtung prüfen, ob der Primär-Sender über diese alternative Frequenz mit ausreichender Qualität empfangen werden kann oder nicht. Dazu kann für das Radiosignal der alternativen Frequenz der o. g. Qualitätsindikator ermittelt werden, und bestimmt werden, ob der Qualitätsindikator das vordefinierte Qualitätskriterium erfüllt.
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Die Vorrichtung kann den o. g. Signal Prozessor umfassen, welcher ausgebildet ist, den Qualitätsindikator für das Radiosignal einer bestimmten Frequenz (d. h. für einen bestimmten Radiosender) zu ermitteln. Desweiteren kann die Vorrichtung eine Speichereinheit umfassen, welche ausgebildet ist, eine Vielzahl von Sender und Frequenzen von dazugehörigen Radiosignalen zu speichern. Zur Eingabe und Änderung der Vielzahl von Sender, kann die Vorrichtung eine Eingabe/Ausgabe-Einheit umfassen (z. B. Eingabe-Tasten und/oder einen Bildschirm, etc.).
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Die Speichereinheit kann ausgebildet sein, das Qualitätskriterium zu speichern, mit dem festgestellt werden kann, ob der Empfang eines bestimmten Senders gestört ist. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit kann ausgebildet sein, die Eingabe bzw. Änderung des Qualitätskriteriums durch einen Benutzer zu ermöglichen. Dadurch kann ein Benutzer-spezifisches Qualitätskriterium festgelegt werden, so dass der Grad der Verzerrungen beim Empfang eines Senders, ab dem ein Sender als gestört angesehen wird, vom Benutzer eingestellt werden kann. Mit anderen Worten, es wird einem Benutzer ermöglicht, den Grad der vertretbaren Verzerrungen eines Radiosenders zu spezifizieren. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, zu ermitteln, dass der Empfang des Primär-Senders über das Radiosignal mit der ersten Frequenz gestört ist, wenn der Qualitätsindikator das Benutzer-spezifische Qualitätskriterium nicht erfüllt.
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In Anlehnung an die möglichen Komponenten des Qualitätsindikators kann sich das Qualitätskriterium aus einer oder mehrerer der folgenden korrespondierenden Komponenten zusammensetzen: einem Schwellwert für eine minimale Signalstärke des Radiosignals; einem Schwellwert für ein minimales Signal-zu-Rausch-Verhältnis des Radiosignals; und einem Schwellwert für eine maximale Signalstärke von Radiosignalen mit Frequenzen aus einem vordefinierten Frequenzintervall um die erste Frequenz.
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Die Speichereinheit der Vorrichtung kann ausgebildet sein, ein oder mehrere dem Primär-Sender zugeordneter Ersatzsender und entsprechende Ersatzfrequenzen zu speichern. Diese können z. B. über die Eingabe/Ausgabe-Einheit eingegeben und verwaltet werden. Beispielsweise kann eine Taste der Eingabe/Ausgabe-Einheit mit dem Primär-Sender belegt werden. Desweiteren könnten für diesen Primär-Sender ein oder mehrere Ersatzsender definiert werden, auf die die Vorrichtung umschalten kann, wenn der Empfang des Primär-Senders gestört ist. D. h., wenn die Vorrichtung ermittelt, dass der Primär-Sender gestört ist, kann die Vorrichtung ermitteln, ob die ein oder mehreren Ersatzsender über die Ersatzfrequenzen empfangen werden können. Dazu kann eine Priorität bzw. Reihenfolge der Ersatzsender festgelegt werden, so dass die Vorrichtung den Empfang der Ersatzsender in der festgelegten Priorität bzw. Reihenfolge prüft. Zur Prüfung, ob ein Ersatzsender empfangen werden kann, kann die Vorrichtung prüfen, ob der Qualitätsindikator des Ersatzsenders das Qualitätskriterium erfüllt. Sobald ein Ersatzsender gefunden wird, kann die Vorrichtung den Radioempfänger anweisen, den Ersatzsender über die entsprechende Ersatzfrequenz zu empfangen, so dass der Ersatzsender wiedergegeben werden kann. Durch die Festlegung von Ersatzsendern kann die Vorrichtung auf gewünschte Radiosender umschalten, auch wenn der Primär-Sender nicht mehr verfügbar ist. Dadurch können Störungen bei der Wiedergabe von Radiosendern aufgrund von Funkstörungen reduziert werden.
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Die Vorrichtung (z. B. die Steuereinheit) kann ausgebildet sein, eine Länge des Tunnels, in welchem sich die Vorrichtung befindet, zu ermitteln. Insbesondere kann die Vorrichtung ausgebildet sein, eine Zeit zu ermitteln, die angibt wie lange sich die Vorrichtung voraussichtlich im Tunnel befinden wird. Die Vorrichtung kann dann derart ausgelegt sein, dass ein Umschalten des Radioempfängers auf den Tunnelsender mit der zweiten Frequenz nur dann erfolgt, wenn die Länge des Tunnels eine vordefinierte Tunnellänge überschreitet bzw. wenn die voraussichtliche Zeit im Tunnel eine vordefinierte Mindestzeit überschreitet.
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Die Vorrichtung (z. B. die Steuereinheit) kann weiter ausgebildet sein zu ermitteln, dass die Vorrichtung den Tunnel verlassen hat (z. B. anhand von Informationen eines Navigationsgeräts bzw. durch Analyse des Radiosignals in einem bestimmten Frequenzbereich, z. B. dem UKW Bereich). Insbesondere kann die Vorrichtung ausgebildet sein zu ermitteln, dass der Primär-Sender über die erste Frequenz oder über eine alternative Frequenz empfangen werden kann. Ist dies der Fall, kann der Radioempfänger angewiesen werden, den Primär-Sender über die erste Frequenz oder die alternative Frequenz zu empfangen.
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Alternativ oder ergänzend zu dem Reagieren auf eine Tunnelsituation, kann die Vorrichtung (z. B. die Steuereinheit) ausgebildet sein, eine Ländergrenzsituation zu detektieren und geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um hörbare Störungen durch die Ländergrenzsituation zu reduzieren. So kann die Vorrichtung eingerichtet sein zu ermitteln, dass der Empfang des Primär-Senders über die erste Frequenz durch ein weiteres Radiosignal in einem Frequenzintervall um die erste Frequenz herum gestört ist. Mit anderen Worten, die Vorrichtung kann ermitteln, ob der Primär-Sender durch einen weiteren Radiosender (auf einer gleichen oder benachbarten Frequenz) gestört wird. Dazu kann der o. g. Qualitätsindikator und das o. g. Qualitätskriterium miteinander verglichen werden. Die Vorrichtung kann darüber hinaus ausgebildet sein, zu ermitteln, dass sich die Vorrichtung in einem vordefinierten Abstand von einer Landesgrenze befindet (z. B. auf Basis von Informationen des Navigationsgerätes und/oder auf Basis der Analyse des Radiosignals in einem bestimmten Frequenzbereich, z. B. dem UKW Bereich).
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Bei Vorliegen einer Landesgrenzsituation und bei einer Störung des Primär-Senders durch benachbarte Sender, kann die Vorrichtung eine dritte Frequenz ermitteln, über welche ein Alternativsender empfangen werden kann. Dabei sollte der Alternativsender derart ausgewählt werden, dass für den Alternativsender Störungen aufgrund eines weiteren Radiosignals in einem Frequenzintervall um die dritte Frequenz herum unterhalb eines vordefinierten Überlagerungs-Schwellwertes liegen. Mit anderen Worten, für den Alternativsender sollte der Qualitätsindikator in Bezug auf Störungen durch Radiosignale auf benachbarten Frequenzen das entsprechende Qualitätskriterium erfüllen. Die Vorrichtung kann dann den Radioempfänger anweisen, den Alternativsender über die dritte Frequenz zu empfangen. So wird die Vorrichtung befähigt, auf Ländergrenzsituationen zu reagieren, und hörbare Störungen durch Grenztypische Überlagerungen von Radiosendern zu reduzieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Empfang und zur Wiedergabe von Radiosendern beschrieben. Das Verfahren umfasst das Empfangen an einem Radioempfänger eines Primär-Senders über ein Radiosignal mit einer ersten Frequenz. Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln, dass der Empfang des Primär-Senders über die erste Frequenz gestört ist und das Ermitteln, dass sich der Radioempfänger in einem Tunnel befindet. In Reaktion darauf wird eine zweiten Frequenz, über die ein Tunnelsender empfangen werden kann, ermittelt, so dass der Tunnelsender (an Stelle des Primär-Senders) an dem Radioempfänger über die zweite Frequenz empfangen werden kann. Folglich wird erreicht, dass auch in Tunnelsituationen ein möglichst ungestörtes Radiosignal empfangen wird.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
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1 ein beispielhaftes Informations- und Unterhaltungssystem in einem Fahrzeug;
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2(a) und (b) zeigen beispielhaft die Empfangssituation von Radiosendern in einer Normalsituation und in einer Tunnelsituation;
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3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Auswahl eines Ersatzsenders; und
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4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Reduzierung von Störungen bei der Wiedergabe eines Radiosenders in einer Tunnelsituation.
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1 zeigt ein beispielhaftes Information- und Unterhaltungssystem 100 für ein Fahrzeug (z. B. für ein Kraftfahrzeug). Die durchgezogenen Pfeile in 1 deuten Audiosignale an, welche über einen Lautsprecher 115 des Systems 100 ausgegeben werden sollen. Das System 100 umfasst eine Antenne 111, welche eingerichtet ist, Radiosignale in bestimmten Frequenzbereichen (z. B. im Ultrakurzwellenbereich, UKW, von 30 MHz bis 300 MHz, und/oder im Mittelwellenbereich von 300 kHz bis 3000 kHz) zu empfangen. Desweiteren umfasst das System 100 einen Tuner 112 (auch Empfangsteil 112 genannt), welcher auf eine bestimmte Empfangsfrequenz eingestellt werden kann und damit ein Radiosignal mit der bestimmten Empfangsfrequenz aus dem empfangenen Radiosignal selektiert. Mit anderen Worten ist der Tuner 112 dazu eingerichtet, einen bestimmten Radiosender, welcher über die bestimmte Empfangsfrequenz übertragen wird, aus dem empfangenen Radiosignal zu selektieren.
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Der Tuner 112 kann für einen Sender-Suchlauf verwendet werden, bei dem alle relevanten Frequenzen eines Frequenzbereichs (z. B. des UKW Bereichs) nach verfügbaren Radiosendern abgesucht werden. Dazu wird für jede relevante Frequenz eine Signalstärke (z. B. die Energie des Signals) und/oder ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis (in Englisch Signal-to-Noise-Ratio) SNR (d. h. ein Verhältnis der Signalstärke zum Grundrauschen) ermittelt. Liegt die Signalstärke bzw. das SNR bei einer bestimmten Frequenz über einem vordefinierten Schwellwert, so kann davon ausgegangen werden, dass über diese bestimmte Frequenz ein Radiosender empfangen werden kann. 2(a) zeigt ein beispielhaftes Signalstärke (SNR)/Frequenz Diagramm 210. Es ist zu sehen, dass bei bestimmten Frequenzen die Signalstärke Spitzenwerte 211 annimmt, welche auf Empfangskanäle mit ausreichend hoher Empfangsqualität hindeuten.
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Folglich erhält das System 100 durch einen solchen Suchlauf des Tuners 112 einen Überblick über verfügbare Radiosender. Wie bereits in der Einleitung dargelegt können im Rahmen des Radio Data Systems (RDS) in Europe und des Radio Broadcast Data Systems (RBDS) in den USA Daten bzgl. der empfangenen Radiosender empfangen werden. So kann das System 100 über alternative Frequenzen informiert werden, über welche ein bestimmter (aktuell eingestellter) Radiosender noch empfangen werden kann. Bei sinkender Signalstärke des aktuellen Radiosenders auf der aktuellen Empfangsfrequenz kann so das System 100 den Tuner 112 auf eine bekannte alternative Frequenz des aktuellen Radiosenders einstellen. Darüber hinaus kann das System 100 bereits im Vorfeld einer Umschaltung den Tuner 112 für nicht-hörbar kurze Zeitintervalle auf die bekannte alternative Frequenz einstellen, um zu prüfen, ob der aktuelle Radiosender auf der alternativen Frequenz besser empfangen werden kann.
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Das System 100 umfasst weiter einen Digitalen Signal Prozessor (DSP) 113, der das empfangene Radiosignal bearbeitet, um es über den Lautsprecher 115 ausgeben zu können. Insbesondere kann der DSP 113 das empfangene Radiosignal demodulieren und ein empfangenes Stereo Audiosignal in Mid/Side Darstellung in ein Stereo Audiosignal in Links/Rechts Darstellung umwandeln. Schließlich kann das Audiosignal über einen Verstärker 114 am Lautsprecher 115 ausgegeben werden. Neben dem Radioempfänger/Tuner 112 umfasst ein Information- und Unterhaltungssystem 100 typischerweise weitere Komponenten, welche Audiosignale ausgeben können, wie z. B. ein Compact Disk/mp3-Spieler 116 und ein Navigationsgerät 117.
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Das System 110 umfasst weiter eine Steuereinheit 121 (z. B. einen Mikroprozessor), der die verschiedenen Komponenten des Systems 100 steuert. Dies ist durch die gepunkteten Pfeile dargestellt, welche den Austausch von Steuerdaten (d. h. Daten, welche nicht Audio-Nutzdaten sind) symbolisieren. Die Steuereinheit 121 ist mit einer Speichereinheit 124 (z. B. einem Random Access Memory, RAM, Speicher) verbunden. In der Speichereinheit 124 können z. B. Empfangsfrequenzen von vorprogrammierten Radiosendern abgelegt werden. Weiter umfasst das System 100 eine Eingabe/Ausgabe (E/A)-Einheit 122 (welche z. B. Tasten zur Auswahl von Radiosendern, eine Anzeige, ein Touchscreen, etc. umfasst). Desweiteren kann das System 100 über eine Datenschnittstelle 123 mit anderen Komponenten des Fahrzeugs verbunden sein. Insbesondere könnte das System 100 mit ein oder mehreren Kameras des Fahrzeugs über die Datenschnittstelle 123 verbunden sein, um so Informationen bzgl. der Umgebung des Fahrzeugs zu empfangen. Desweiteren kann die Datenschnittstelle 123 zum Austausch von sogenannten „car2x” Daten verwendet werden, wobei „x” z. B. für eine verfügbare Infrastruktur und/oder für andere Fahrzeuge steht. So könnte das System 100 über die Datenschnittstelle 123 Informationen bzgl. verfügbarer Radiosender (z. B. verfügbarer Tunnelsender) empfangen.
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Unterhaltungssysteme sind im Allgemeinen dazu ausgelegt, Empfangsstörungen eines Radiosenders und damit gekoppelte Verzerrungen/Rauschen bei der Wiedergabe des Radiosenders zu reduzieren, indem auf bekannte alternative Frequenzen des Radiosenders umgeschaltet wird, wenn der Grad der Empfangsstörungen einen festen Schwellwert überschreitet (d. h. wenn die Signalstärke des Radiosenders bei der aktuellen Frequenz einen festen Schwellwert unterschreitet).
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Im den Fällen, in denen keine alternative Empfangsfrequenz bekannt ist, über welche der gleiche Radiosender wie über die aktuelle Empfangsfrequenz empfangen werden kann, können herkömmliche Unterhaltungssysteme nur die Wiedergabelautstärke über den Verstärker 114 verringern (bzw. die Wiedergabe komplett abstellen), um die Geräuschbelastung durch Verzerrungen und Rauschen zu reduzieren. Die Systeme verwenden bei der automatischen Lautstärkenverringerung einen festen Schwellwert mit der die Signalstärke bzw. das SNR des empfangenen Radiosignals auf der aktuellen Empfangsfrequenz verglichen wird. Liegt die Signalstärke bzw. das SNR unterhalb des festen Schwellwerts, so wird die Lautstärke reduziert. Der Benutzer hat keine Möglichkeit eine persönliche „Schmerzgrenze”, d. h. eine persönliche Empfindlichkeit, in Bezug auf den Grad der Empfangsstörung einzustellen. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Empfindlichkeit auf Verzerrungen und Rauschen benutzerabhängig ist. Die Verwendung eines festen Schwellwertes kann dazu führen, dass die automatische Lautstärkenverringerung von bestimmten (weniger empfindlichen) Benutzern als störend empfunden wird.
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Es ist somit vorteilhaft, das System 100 derart auszugestalten, dass dem Benutzer die Einstellung einer benutzerspezifischen Empfindlichkeit ermöglicht wird. Der Benutzer kann über die E/A-Einheit 122 befähigt werden, (stufenlos) einen Grad der Empfindlichkeit und/oder einen SNR/Signalstärke-Schwellwert einzustellen. Die eingestellten Werte können in der Speichereinheit 124 des Systems 100 gespeichert werden. Über die Messung des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) innerhalb des gesamten empfangbaren Frequenzbands kann eine quantitative Aussage über die maximal erreichbare Empfangsqualität getroffen werden. Diese aktuelle Empfangsqualität kann dann mit dem persönlichen Schwellwert verglichen werden. Liegt die aktuelle Empfangsqualität (z. B. die aktuelle Empfangsqualität eines bestimmten Radiosenders) unterhalb des persönlichen Schwellwerts, kann das System 100 die Wiedergabelautstärke des aktuellen Radiosenders senken. Alternativ kann das System 100 eine der Maßnahmen durchführen, welche in diesem Dokument als mögliche weitere Reaktionen des Systems 100 auf Funkstörungen beschrieben sind.
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Die oben dargelegte Reduzierung der Wiedergabelautstärke reduziert zwar die Störung des Benutzers durch Verzerrungen und Rauschen, die Reduzierung der Wiedergabelautstärke führt jedoch auch zu einer Verminderung des Unterhaltungswertes. Es wird daher vorgeschlagen, das System 100 so auszugestalten, dass es dem Benutzer ermöglicht wird, über Voreinstellungen noch vor einer potentiellen Empfangsstörung einen oder mehrere alternative Sender auswählen. Dazu kann der Benutzer über die E/A-Einheit 122 aufgefordert werden, einem bestimmten Primär-Sender (dem sogenannten Prio-1-Sender, d. h. dem Sender erster Priorität) ein oder mehrere Ersatzsender (sogenannte Prio-2-Sender bzw. Prio-n-Sender, mit n = 2, 3, 4, etc.) zuzuordnen. So könnte eine Eingabetaste der E/A-Einheit 122 mit dem bestimmten Primär-Sender und den ein oder mehreren Ersatzsendern verknüpft werden. Die erforderlichen Daten (z. B. Name eines Senders, Empfangsfrequenz eines Sender) können in der Speichereinheit 124 des Systems 100 gespeichert werden.
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Im Allgemeinen kann es das System 100 einem Benutzer ermöglichen, jedem einzelnen einer Vielzahl von Primär-Sendern eine Liste von ein oder mehreren Ersatzsendern zuzuordnen. Im Fall einer Empfangsstörung des aktuell eingestellten Senders kann dann die Empfangsfrequenz auf einen der alternativen Sender umgestellt werden, solange diese nicht ein ähnlich schwaches Signal-Rausch-Verhältnis (oder eine ähnlich schwache Signalstärke) aufweisen.
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In einem Ausführungsbeispiel führt das System 100 das in 3 dargestellte Verfahren 300 aus. In Schritt 301 wird festgestellt, dass für den Primär-Sender auf der aktuellen Empfangsfrequenz die Signalstärke (oder der SNR) den (Benutzerdefinierten) Schwellwert unterschreitet. Daraufhin prüft das System 100, ob für den Primär-Sender alternative Frequenzen bekannt sind und ob die Signalstärke für die alternativen Frequenzen den (Benutzer-definierten) Schwellwert überschreitet (Schritt 302). Ist dies der Fall, so wechselt das System 100 zu der alternativen Frequenz und gibt weiterhin den Primär-Sender über den Lautsprecher 115 wieder (Schritt 303). Sind keine alternativen Frequenzen bekannt, oder liegt die Signalstärke auch bei den alternativen Frequenzen unterhalb des Schwellwerts, so werden in Schritt 304 die Ersatzsender nach und nach gemäß einer vordefinierten Reihenfolge auf ihre Signalstärke hin überprüft. Sobald ein Ersatzsender gefunden wird, der eine ausreichende Signalstärke (d. h. eine Signalstärke oberhalb des Schwellwerts) hat, schaltet das System 100 auf den gefundenen Ersatzsender um (Schritt 305). Dabei können auch ggf. bekannte alternative Frequenzen der Ersatzsender berücksichtigt werden. Wenn kein Ersatzsender gefunden wird, der eine ausreichende Signalstärke aufweist, so wird die Wiedergabelautstärke des Primär-Senders gesenkt, um die Beeinträchtigung durch Verzerrungen/Rauschen zu reduzieren (Schritt 306).
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Eine besondere Situation für das System 100 ist die sogenannte Tunnelsituation, in der sich das System 100 in einem Tunnel befindet. In einem Tunnel sind häufig weder der Primär-Sender noch etwaige Ersatzsender verfügbar. Andererseits wird in einem Tunnel oftmals ein spezieller Sender (der sogenannte Tunnelsender) mit ausreichender Sendestärke übertragen. Es wird daher vorgeschlagen, das System 100 derart auszugestalten, dass wenn eine Tunnelsituation detektiert wird, eine automatische Umstellung des aktuell eingestellten Radiosenders (bzw. Kanals) auf der aktuellen Empfangsfrequenz auf den Tunnelsender erfolgt. Beispielsweise kann das System 100 ausgestaltet sein, das Verfahren 300 auszuführen, und feststellen, dass keiner der vordefinierten Sender (Primär-Sender, alternative Frequenzen des Primär-Senders, Ersatzsender) verfügbar ist (Schritt 306). In diesem Fall, sucht das System 100 nach einem speziellen Tunnelsender, der auch im Tunnel empfangen werden kann. Dazu könnte sich das System 100 einem oder mehrerer der folgenden Mittel bedienen:
- • Abrufen der Tunnelsender-Frequenz über das Navigationsgerät 117 und Übermittlung der Information bzgl. der Tunnelsender-Frequenz an den Radioempfänger 112. Über das Navigationsgerät 117 kennt das System 100 seine Position (d. h. die Position des Fahrzeugs in dem sich das System 100 befindet) und kann den Tunnel identifizieren, der gerade durchfahren wird. Das System 100 kann dann in einer Datenbasis des Navigationsgeräts 117 die Frequenz des Tunnelsenders des identifizierten Tunnels abfragen und den Tuner 112 auf diese Frequenz einstellen.
- • Mittels eines Außenbereich-Frontkamerasystems und entsprechender Bildverarbeitung wird das Informationsschild am Tunneleingang identifiziert und interpretiert. Durch geeignete Bildverarbeitung kann die auf dem Informationsschild angegebene Frequenz des Tunnelsenders identifiziert werden. Diese Frequenz-Information kann über die Schnittstelle 123 an das System 100 übertragen werden, dass dann den Radioempfänger 112 automatisch auf die entsprechende Frequenz einstellt. Alternativ kann das System 100 eine Bildaufnahme des Informationsschilds am Tunneleingang über die Schnittstelle 123 empfangen und über geeignete Bildauswertung die Frequenz des Tunnelsenders ermitteln.
- • Über Messungen des Signal-Rausch-Verhältnisses (bzw. der Signalstärke) über den gesamten Frequenzbereich des Radioempfängers 112 wird die Frequenz des Tunnelsenders identifiziert und der Empfänger 112 auf die identifizierte Frequenz eingestellt. Dies ist in dem SNR/Frequenz Diagramm 220 in 2(b) dargestellt. Es ist zu sehen, dass im Gegensatz zu der in 2(a) dargestellten „Nicht-Tunnel-Situation”, im Tunnel ein Großteil der Empfangskanäle (d. h. der Sender) im Rauschen verschwindet. Nur das Radiosignal 221 des Tunnelsenders weißt ein ausreichend hohes Signal-Rausch-Verhältnis auf (d. h. ein SNR welches oberhalb des (Benutzerdefinierten) Schwellwertes liegt). Das System 110 kann so den Tunnelsender über einen Suchlauf identifizieren, und den Tuner 112 auf die identifizierte Frequenz des Tunnelsenders einstellen.
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Wie oben dargelegt, kann eine Tunnelsituation dadurch detektiert werden, dass das System 100 anhand des Verfahrens 300 feststellt, dass weder der Primär-Sender noch die Ersatzsender verfügbar sind (Schritt 306). Alternativ oder ergänzend könnte eine Tunnelsituation vom Navigationsgerät 117 (mglw. präventiv) an die Steuereinheit 121 des Systems 100 gemeldet werden. Das System 100 wird dadurch befähigt, die Einfahrt des Fahrzeugs (d. h. die Einfahrt des Systems 100) in den Tunnel vorzubereiten (z. B. eine Einstellung auf den Tunnelsender vorzubereiten) und so ein möglichst störungsfreies Umschalten von dem Primär-Sender auf den Tunnelsender zu ermöglichen.
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Desweiteren kann das System 100 befähigt sein, das Ende einer Tunnelsituation zu detektieren, und so die automatische Rückkehr zum Primär-Sender nach der Tunnelsituation zu ermöglichen. Das Ende der Tunnelsituation könnte z. B. durch das Navigationsgerät 117 signalisiert werden. Alternativ oder ergänzend könnte das Ende der Tunnelsituation aufgrund von Bildauswertungen des Außenbereich-Frontkamerasystems über die Schnittstelle 123 an das System 100 signalisiert werden. Desweiteren könnte das System 100 über ein wiederholtes Ermitteln der Signalstärke des Radiosignals auf der Empfangsfrequenz des Primärsenders (und/oder der Ersatzsender) das Ende der Tunnelsituation detektieren. So kann gewährleistet werden, dass das System 100 nach Durchfahrt durch den Tunnel automatisch zu dem Primär-Sender (bzw. zu den Ersatzsendern) zurückschaltet.
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4 zeigt ein Verfahren 400, welches an das Verfahren 300, z. B. anstelle des Schrittes 306, angeschlossen werden kann. In Schritt 401 wird eine Tunnelsituation detektiert (z. B. durch eine Mitteilung des Navigationsgeräts 117 oder durch das Erkennen, dass weder der Primär-Sender noch die Ersatzsender verfügbar sind). Daraufhin wird anhand der o. g. Maßnahmen die Frequenz eines Tunnelsenders identifiziert (Schritt 402) und der Tuner 112 auf die Frequenz des Tunnelsenders eingestellt (Schritt 403). Anschließend wird anhand der o. g. Maßnahmen in Schritt 404 das Ende der Tunnelsituation ermittelt, und das System 100 zurück auf den Primär-Sender eingestellt (Schritt 405).
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Neben der Tunnelsituation stellt eine Fahrt in der Nähe von Ländergrenzen eine weitere Quelle von Funkempfangsstörungen dar, welche meist nicht durch umschalten auf eine alternative Frequenz behoben werden können. Bei Ländergrenzübergängen ergeben sich innerhalb eines bestimmten Gebietes entlang der Ländergrenzen Empfangsstörungen der Art, dass permanent zwischen verschiedensprachigen Sendern umgeschaltet wird, da viele Frequenzbereiche von unterschiedlichen Sendern (in den unterschiedlichen Ländern) doppelt belegt sind.
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Das System 100 kann ausgebildet sein, eine Ländergrenzsituation zu detektieren. Dies kann z. B. durch ein oder mehrere der folgenden Maßnahmen erfolgen:
- • Es wird das empfangene Radiosignal in der unmittelbaren Umgebung der Frequenz des aktuell eingestellten Senders analysiert. Dadurch kann festgestellt werden, ob in unmittelbarer Nähe der aktuellen Empfangsfrequenz weitere Sender übertragen werden, die die Empfangsqualität des aktuell eingestellten Senders stören. Insbesondere kann festgestellt werden, dass die Signalstärke des Radiosignals in einem vordefinierten Frequenzintervall um die Empfangsfrequenz des aktuell eingestellten Senders einen vordefinierten Schwellwert überschreitet. Ist dies der Fall, kann davon ausgegangen werden, dass der aktuell eingestellte Sender durch einen weiteren Sender überlagert/gestört wird.
- • Das Navigationsgerät 117 kann das System 100 über den aktuellen Abstand zu einer Ländergrenze informieren.
- • Das System 100 kann (z. B. auf Basis des Navigationsgeräts 117) Informationen über verfügbare Sender und deren Sendefrequenzen in verschiedenen Ländern und Regionen speichern (z. B. in der Speichereinheit 124). Durch Analyse dieser Daten können Konflikte in Grenzgebieten festgestellt werden.
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Das System 100 kann ausgebildet sein, bei Vorliegen einer Ländergrenzsituation auf Empfangsfrequenzen und darüber empfangene Radiosender umzuschalten, die kein Gemisch aus zwei oder mehreren Sendern aufweisen. Bei der Suche nach einer geeigneten Empfangsfrequenz (und einem geeigneten Radiosender) kann das System 100 den aktuellen Primär-Sender, bekannte alternative Frequenzen des Primär-Senders und dem Primär-Sender zugeordnete Ersatzsender berücksichtigen. D. h. das System 100 prüft zunächst, ob der Primär-Sender oder einer der Ersatzsender über eine ungestörte Frequenz (d. h. ohne über eine Frequenz welche kein Sendergemisch aufweist) empfangen werden können. Ist dies nicht der Fall, so kann als weitere Maßnahme auf eine Empfangsfrequenz umgeschaltet werden, welche zum einen kein Sendergemisch (d. h. ein Gemisch aus mehreren überlagerten Radiosignalen) aufweist und über welche ein Radiosender empfangen wird, der vorzugsweise sprachlich dem vorherig eingestellten Sender (z. B. dem Primär-Sender) entspricht. Zur Ermittlung der Sprache eines Senders können u. a. RDS Daten und/oder im System 100 verfügbare Senderinformationen herangezogen werden.
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Zur Berücksichtigung von Störungen aufgrund von Ländergrenzsituationen kann das in 3 dargestellte Verfahren 300 beispielhaft ergänzt werden. Insbesondere kann für den Primär-Sender (und ggf. für die Ersatzsender) ermittelt werden, ob eine ausreichende Signalstärke vorliegt und/oder ob der Verzerrungs-/Rausch-Einfluss von benachbarten Sendern auf den Primär-Sender (bzw. die Ersatzsender) unterhalb eines (Benutzer-definierten) Verzerrungsschwellwert liegt. Ist dies nicht der Fall, steht der Primär-Sender (bzw. die Ersatzsender) nicht zur Wiedergabe zu Verfügung. Falls weder der Primär-Sender noch die Ersatzsender die o. g. Bedingung erfüllen (d. h. als Ersatz von Schritt 306 des Verfahrens 300), ermittelt das System 100 einen Sender,
- • der eine ausreichende Signalstärke aufweist; und
- • für den der Verzerrungs-/Rausch-Einfluss von benachbarten Sendern in der unmittelbaren Frequenzumgebung unterhalb des (Benutzer-definierten) Verzerrungsschwellwerts liegt; und der nach Möglichkeit
- • in einer bevorzugten Sprache gesendet wird (wobei die bevorzugte Sprache z. B. von einem Benutzer im System 100 hinterlegt werden kann).
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen zur Reduzierung der Auswirkungen von Funkempfangsstörungen von Informationen des Navigationsgeräts
117 abhängig gemacht werden können. Mit anderen Worten, die beschriebenen Reaktionen des Systems
100 auf eine Empfangsstörung kann neben benutzerspezifischer Einstellungen und benutzerspezifischer Signal-Rauch-Bedingungen im Frequenzband auch von Streckentopologie-Informationen abhängig gemacht werden. Beispielsweise kann es sinnvoll sein in kurzen Tunnels, die in weniger als einer Minute passierbar sind, lediglich die Lautstärke des aktuellen Senders zu reduzieren. Bei längeren Tunnels kann dagegen ein festes Umschalten auf den Tunnelsender sinnvoller sein. Die Topologie-Informationen können dem Navigationsgerät
117 entnommen werden und in die Ermittlung einer geeigneten Reaktion des Systems
100 einfließen. Die folgende Tabelle 1 zeigt beispielhaft in welchen Fällen auf welche Weise sinnvoll reagiert werden könnte:
| Ursache der Empfangsstörung | Eigenschaft | Reaktion (Die Reihenfolge gibt die Priorität der Reaktion an) |
| Tunnel | Kurz (z. B. < 1000 m) | Verringern der Lautstärke des aktuellen Senders |
| Tunnel | Mittel (z. B. 1000–5000 m) | 1. Umschalten auf alternative Frequenz des Primär-Senders, welche den gleichen Sender überträgt; 2. Umschalten auf einen Prio-n-Sender des Primär-Senders, d. h. auf einen Ersatzsender; |
| Tunnel | Lang (z. B.> 5000 m) | Umschalten auf Tunnelsender |
| Ländergrenzübergänge | - | 1. Umschalten auf alternative Frequenz des Primär-Senders, welche den gleichen Sender überträgt; 2. Umschalten auf einen anderen Sender, der sprachlich dem vorherig eingestellten Sender entspricht; |
| Signalverlust durch Frequenzdrift | - | 1. Umschalten auf alternative Frequenz des Primär-Senders, welche den gleichen Sender überträgt; 2. Umschalten auf einen Prio-n-Sender des Primär-Senders, d. h. auf einen Ersatzsender; |
| Senderverlust durch Verlassen dessen Sendebereichs | - | Umschalten auf einen Prio-n-Sender des Primär-Senders, d. h. auf einen Ersatzsender; |
Tabelle 1
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Im vorliegenden Dokument wurden Vorrichtungen, Systeme und Verfahren zur Reduzierung der Störungen bei der Wiedergabe von Radiosendern aufgrund von Funkempfangsstörungen beschrieben. Diese Vorrichtungen, Systeme und Verfahren ermöglichen es insbesondere bei Fehlen einer alternativen Frequenz des aktuell wiedergegebenen Radiosenders, unangenehme Störungen bei der Wiedergabe zu reduzieren und einen hohen Unterhaltungswert beizubehalten.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
