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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Antennen-Diversity für Rundfunkempfänger und insbesondere Empfängersysteme, die Diversity-Kombinieren für den Empfang von digitalen oder analogen Rundfunksendungen verwenden.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Rundfunksignalübertragungen unterliegen oftmals Mehrwegeverzerrungen, insbesondere dann, wenn sich Empfängersysteme bewegen (z. B. Kraftfahrzeug, Mobiltelefon usw.). Mehrere Empfangsantennen und Diversity-Kombinierungstechniken werden verwendet, um eine auf diese Mehrwegeverzerrungen zurückzuführende Verschlechterung bei der Empfängerleistung zu reduzieren. Im Gegensatz zu Empfängersystemen, die zum Behandeln von Mehrwegeverzerrungen Diversity-Kombinierungstechniken verwenden, sind andere Empfängersysteme ausgelegt, Mehrsignal-Diversity-Übertragungen zu empfangen, wenn zum Generieren von Mehrsignal-Diversity-Übertragungen zwei oder mehr Sender verwendet werden.
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Bezüglich Rundfunksendungen, die OFDM-(orthogonal frequency division multiplex)Übertragungen verwenden, wie etwa HD-Radio-Rundfunksendungen (High Definition Radio) in den USA, DAB/DMB- (Digital Audio Broadcast/Digital Multimedia Broadcast) und DVB (Digital Video Broadcasting) Rundfunksendungen in Europa, ISDB-T-(Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial)Rundfunksendungen Japan und DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast) Rundfunksendungen in China, eignen sich Diversity-Techniken auch für das Verbessern des Empfangs von Rundfunksignalen. Das Diversity-Kombinieren für OFDM-Übertragungen verwendet in der Regel das Frequenz-Diversity-Kombinieren für die OFDM-Signale. Dieses Frequenz-Diversity-Kombinieren erfordert Kanalschätzung, Frequenzjustierungen und Zeitsynchronisation, um die empfangenen OFDM-Signale für Diversity zu kombinieren.
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1 (Stand der Technik) ist ein detaillierteres Blockschaltbild einer Ausführungsform 100 für ein digitales Rundfunkempfängersystem, das eine Frequenz-OFDM-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 146 verwendet. Die erste Empfängerschaltungsanordnung 142 enthält eine Hochfrequenz-Front-End-Schaltungsanordnung 152 (RFFE – radio frequency front-end), die ein von der Antenne 138 empfangenes Hochfrequenzsignal (HF) heruntersetzt und ein heruntergesetztes Quadratursignal/I/Q) an den Analog-Digital-Wandler (ADW) 154 liefert. Der ADW 154 liefert ein digitalisiertes Signal an eine Kanalisierungsschaltungsanordnung 156, die wiederum ein kanalisiertes I/Q-Signal an die digitale Mischstufe 158 in der Frequenz-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 146 liefert. Analog enthält die zweite Empfängerschaltungsanordnung 144 eine RFFE-Schaltungsanordnung 162, die ein von der Antenne 140 empfangenes HF-Signal heruntersetzt und ein heruntergesetztes Quadratursignal (I/Q) an den Analog-Digital-Wandler (ADW) 164 liefert. Der ADW 164 liefert ein digitalisiertes Signal an eine Kanalisierungsschaltungsanordnung 166, die wiederum ein kanalisiertes I/Q-Signal an eine digitale Mischstufe 168 innerhalb des Frequenz-Diversity-Kombinators 146 liefert.
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Die Frequenz-OFDM-Diversity-Kombinierungsschaltung 146 enthält Mischstufen 158 und 168, eine Fast-Fourier-Transformationsschaltungsanordnung (FFT) 160 und 170, einen Synchronisationsblock (SYNC) 172, Kanalschätzer 174 und 184, Verhältnisblöcke 176 und 186, Mischstufen 178 und 188 und einen Kombinator 180. Die Frequenz-OFDM-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 146 liefert ein kombiniertes I/Q-Empfangssignal 148 als ein Ausgangssignal. Für die dargestellte Ausführungsform wird das kombinierte I/Q-Empfangssignal 148 dann an eine Demapper-Schaltungsanordnung 190, eine Deinterleave-Schaltungsanordnung 192 und eine Vorwärtsfehlerkorrektur-Decodierschaltungsanordnung (FEC – forward error correction) 194 geliefert, bevor es als decodierte Ausgangssignal 196 bereitgestellt wird. Diese decodierten Ausgangssignale 196 können dann durch eine zusätzliche Schaltungsanordnung weiter verarbeitet werden.
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Im Betrieb empfängt der Synchronisationsblock (SYNC) 172 Ausgangssignale von den Mischstufen 158/168, liefert ein erstes Frequenzjustiersignal (f1SYNC) 157 zurück an die Mischstufe 158 und ein zweites Frequenzjustiersignal (f2SYNC) zurück an die Mischstufe 168. Der SYNC-Block 172 generiert auch ein erstes Zeitsynchronisationssignal (T1SYNC) 161, das an die FFT-Schaltungsanordnung 160 angelegt wird. Die FFT-Schaltungsanordnung 160 empfängt auch das Ausgangssignal von der Mischstufe 158. Das Ausgangssignal von der FFT-Schaltungsanordnung 160 wird an den Kanalschätzer 174 geliefert, der wiederum ein Signal an eine Konjugier-Komplex-Block (R1) 176 liefert, um eine gewichtetes Mischsignal zu generieren, das durch die Mischstufe 178 mit dem Ausgangssignal von der FFT-Schaltungsanordnung 160 gemischt wird. Analog generiert der SYNC-Block 172 ein zweites Zeitsynchronisationssignal (T2SYNC) 171, das an die FFT-Schaltungsanordnung 170 angelegt wird. Die FFT-Schaltungsanordnung 170 empfängt ebenfalls das Ausgangssignal von der Mischstufe 168. Das Ausgangssignal von der FFT-Schaltungsanordnung 170 wird an den Kanalschätzer 184 geliefert, der wiederum ein Signal an einen zweiten Konjugier-Komplex-Block (R2) 186 liefert, um ein gewichtetes Mischsignal zu generieren, das durch die Mischstufe 188 mit dem Ausgangssignal von der FFT-Schaltungsanordnung 170 gemischt wird. Es wird angemerkt, dass das Konjugieren der Kanalantwort unter Verwendung der Blöcke (R1/R2) 176/186) die Phase der beiden Antennensignale so ausrichtet, dass sie kohärent addiert werden können, und jedes dieser Signale so gewichtet, dass jedes proportional zu seinem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR – signal-to-noise ratio) zu der Summe beiträgt. Die Ausgangssignale der Mischstufen 178/188 werden an den Kombinator 180 geliefert, und der Kombinator 180 generiert ein kombiniertes Frequenz-I/Q-Empfangssignal 148. Es wird angemerkt, dass die Frequenzjustierung und die Zeitsynchronisation, die durch den SYNC-Block 172 geliefert werden, benötigt werden, so dass Frequenz-Diversity-Gewichtungsjustierungen unter Einsatz der Mischstufen 178 und 188 und der gewichteten Mischsignale von der Verhältnisblöcken (R1, R2) 176 und 186 vorgenommen werden können.
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Ein Nachteil bei dem Frequenz-Diversity-Kombinieren, wie etwa bezüglich 1 (Stand der Technik) gezeigt, besteht in der Komplexität und Größe, die für die Frequenz-OFDM-Diversity-Kombinierungsschaltung 146 benötigt werden, was Kanalschätzung, verwandte Frequenzjustierungen und Zeitsynchronisation erfordert, um eine Frequenz-Diversity-Kombinierung auf die empfangenen OFDM-Signale anzuwenden.
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Kurze Darstellung der Erfindung
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Es werden Systeme und Verfahren offenbart für das Zeit-Diversity-Kombinieren von Hochfrequenz-Rundfunksignalen (HF-Rundfunksignalen). Zwei kanalisierte Quadratursignale (I/Q-Signale) werden durch an zwei verschiedene Antennen gekoppelte verschiedene Tuner-Schaltungsanordnungen generiert, werden in Signale im Frequenzbereich umgewandelt und zum Generieren von Frequenz-Diversity-Gewichtungssignalen verwendet. Die Frequenz-Diversity-Gewichtungssignale werden dann in Zeitbereichsgewichte umgewandelt und auf die kanalisierten I/Q-Signale angewendet. Die gewichteten und kanalisierten I/Q-Signale werden dann im Zeitbereich kombiniert, um ein im Zeitbereich Diversity-kombiniertes Signal bereitzustellen. Das resultierende kombinierte Signal kann wie gewünscht weiter verarbeitet werden, wie etwa durch Einsatz eines Demodulators (z. B. HD-Radio, DAB/DMB, DVB, FM, ISDB-T, DTMB und andere modulierte HF-Rundfunksendungen), um demodulierte Ausgangssignals zu generieren. Offenbarte Verfahren und Systeme können auf eine Vielzahl von Empfängersystemen angewendet werden, beispielsweise Empfängersysteme, die konfiguriert sind zum Empfangen von OFDM-(orthogonal frequency division multiplex)Signalen von DAB, frequenzmodulierten Signalen (FM-Signale) von analogen Audio-Rundfunkübertragungen und/oder Signalen von anderen Arten von HF-Rundfunksignalen, wie etwa DRM-Signale (Digital Radio Mondiale) von analogen AM-Audio-Rundfunksendungen (Amplitude Modulation). Es könnten, wie gewünscht, auch andere Merkmale und Variationen implementiert werden, und es können auch verwandte Systeme und Verfahren genutzt werden.
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Bei einer Ausführungsform enthält ein Diversity-Empfängersystem eine erste Tuner-Schaltungsanordnung, eine zweite Tuner-Schaltungsanordnung und eine Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung. Die erste Tuner-Schaltungsanordnung ist konfiguriert zum Empfangen eines Hochfrequenzsignals (HF-Signals) von einer ersten Antenne und zum Heruntersetzen, Digitalisieren und Kanalisieren des HF-Signals, um ein erstes, im Zeitbereich kanalisiertes Quadratursignal (I/Q-Signal) zu generieren. Die zweite Tuner-Schaltungsanordnung ist konfiguriert zum Empfangen eines Hochfrequenzsignals (HF-Signals) von einer zweiten Antenne und zum Heruntersetzen, Digitalisieren und Kanalisieren des HF-Signals, um ein zweites, im Zeitbereich kanalisiertes Quadratursignal (I/Q) zu generieren. Die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung ist konfiguriert zum Empfangen des ersten und zweiten kanalisierten I/Q-Signals, Umwandeln des ersten und zweiten kanalisierten I/Q-Signals in Frequenzbereichssignale, Analysieren der Frequenzbereichssignale, um Frequenz-Diversity-Gewichte für das erste und zweite kanalisierte I/Q-Signal zu bestimmen, Umwandeln der Frequenz-Diversity-Gewichte in mindestens eine Menge von Zeit-Diversity-Gewichten und Anwenden der Zeit-Diversity-Gewichte zum Generieren eines kombinierten Zeit-Diversity-I/Q-Signals auf der Basis des ersten und zweiten, im Zeitbereich kanalisierten I/Q-Signals. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die erste und zweite Tuner-Schaltungsanordnung konfiguriert zum Empfangen von OFDM-(orthogonal frequency division multiplex)Audio-Rundfunksignalen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die erste Tuner-Schaltungsanordnung in einer ersten integrierten Schaltung und die zweite Tuner-Schaltungsanordnung in einer zweiten integrierten Schaltung integriert. Noch weiter kann die Zeit-Diversity-Anordnung in eine dritte integrierte Schaltung integriert sein und die dritte integrierte Schaltung kann in ein Mehrchipmodul mit mindestens einer der ersten integrierten Schaltung oder der zweiten integrierten Schaltung integriert sein. Noch weiter kann das System einen Demodulator enthalten, der konfiguriert ist zum Empfangen des kombinierten Zeit-Diversity-I/Q-Signals und Ausgeben eines demodulierten Audiosignals. Weiterhin kann der Demodulator konfiguriert sein zum Demodulieren mindestens eines der HD-Radio-(High Definition Radio)Rundfunksignale oder DAB-(Digital Audio Broadcast)Rundfunksignale. Bei einer weiteren Ausführungsform enthält das System weiterhin einen FM-(Frequency Modulated)Demodulator, der in die zweite integrierte Schaltung integriert und zum Empfangen des kombinierten Zeit-Diversity-I/Q-Signals konfiguriert ist, Demodulieren von FM-Rundfunksignalen und Generieren eines FM-demodulierten Audiosignals. Noch weiter kann das System eine Mischschaltungsanordnung enthalten, die konfiguriert ist zum Empfangen des FM-demodulierten Audiosignals und des demodulierten Audiosignals und Generieren eines gemischten Audiosignals. Bei einer weiteren Ausführungsform enthält das System eine Audioverarbeitungsschaltung, die konfiguriert ist zum Empfangen des demodulierten Audiosignals und Generieren von Audioausgangssignalen, und die Audioverarbeitungsschaltungsanordnung ist in der ersten integrierten Schaltung integriert. Noch weiter kann die Audioverarbeitungsschaltungsanordnung konfiguriert sein zum Bereitstellen einer Hi-Fi-Audioverarbeitung Außerdem kann der Demodulator in einer der ersten integrierten Schaltung oder der zweiten integrierten Schaltung integriert sein, und der Demodulator kann konfiguriert sein zum Demodulieren mindestens eines von HD-Radio-(High Definition Radio) Rundfunksignalen oder DAB-(Digital Audio Broadcast)Rundfunksignalen.
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Bei einer zusätzlichen Ausführungsform enthält die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung eine erste FFT-(Fast Fourier Transform)Schaltungsanordnung, die gekoppelt ist zum Empfangen des ersten im Zeitbereich kanalisierten I/Q-Signals und Ausgeben eines ersten Frequenzbereichssignals mit mehreren Frequenzkomponenten; eine zweite FFT-Schaltungsanordnung, die gekoppelt ist zum Empfangen des zweiten im Zeitbereich kanalisierten I/Q-Signals und Ausgeben eines zweiten Frequenzbereichssignals mit mehreren Frequenzkomponenten; eine Gewichtsverarbeitungsschaltungsanordnung, die konfiguriert ist zum Empfangen des ersten und zweiten Frequenzbereichssignals und Generieren der Frequenz-Diversity-Gewichte; und eine IFFT-(Inverse Fast Fourier Transform)Schaltungsanordnung, die gekoppelt ist zum Empfangen der Frequenz-Diversity-Gewichte und Generieren der mindestens einen Menge von Zeit-Diversity-Gewichten.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Gewichtsverarbeitungsschaltungsanordnung konfiguriert ist zum Generieren einer ersten Menge und einer zweiten Menge von Frequenz-Diversity-Gewichten und wobei die IFFT-Schaltungsanordnung eine erste IFFT-Schaltungsanordnung, die konfiguriert ist zum Empfangen der ersten Menge von Frequenz-Diversity-Gewichten und Generieren einer ersten Menge von Zeit-Diversity-Gewichten, und eine zweite IFFT-Schaltungsanordnung, die konfiguriert ist zum Empfangen der zweiten Menge von Frequenz-Diversity-Gewichten und Generieren einer zweiten Menge von Zeit-Diversity-Gewichten, enthält. Noch weiter kann die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung weiterhin Folgendes enthalten: ein erstes Filter, das konfiguriert ist zum Anwenden einer ersten Filterantwort auf das erste kanalisierte I/Q-Signal auf der Basis der ersten Menge von Zeit-Diversity-Gewichten; ein zweites Filter, das konfiguriert ist zum Anwenden einer zweiten Filterantwort auf das zweite kanalisierte I/Q-Signal auf der Basis der zweiten Menge von Zeit-Diversity-Gewichten; und eine Kombinatorschaltungsanordnung, die konfiguriert ist zum Kombinieren des gefilterten ersten und zweiten kanalisierten I/Q-Signals von dem ersten und zweiten Filter zum Generieren des kombinierten Zeit-Diversity-I/Q-Signals. Außerdem kann die erste und zweite IFFT-Schaltungsanordnung jeweils konfiguriert sein zum Generieren einer Anzahl (Y) von Zeit-Diversity-Gewichten, die kleiner ist als eine Anzahl (N) von Punkten, die von der ersten und zweiten FFT-Schaltungsanordnung verwendet werden zum Generieren der Frequenzbereichssignale mit mehreren Frequenzkomponenten.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die die Gewichtsverarbeitungsschaltungsanordnung konfiguriert zum Generieren einer Menge von Frequenz-Diversity-Gewichten und wobei die IFFT-Schaltungsanordnung konfiguriert ist zum Empfangen der Menge von Frequenz-Diversity-Gewichten und Generieren einer Menge von Zeit-Diversity-Gewichten. Noch weiter kann die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung weiterhin Folgendes enthalten: ein Filter, das konfiguriert ist zum Anwenden einer Filterantwort auf das zweite kanalisierte I/Q-Signal auf der Basis der Menge von Zeit-Diversity-Gewichten, eine Verzögerungsschaltungsanordnung, die an das erste kanalisierte I/Q-Signal gekoppelt ist, und eine Kombinatorschaltungsanordnung, die konfiguriert ist zum Kombinieren des gefilterten zweiten kanalisierten I/Q-Signals von dem Filter mit dem ersten kanalisierten I/Q-Signal zum Generieren des kombinierten Zeit-Diversity-I/Q-Signals. Noch weiter kann die erste und zweite IFFT-Schaltungsanordnung jeweils konfiguriert sein zum Generieren einer Anzahl (Y) von Zeit-Diversity-Gewichten, die kleiner ist als eine Anzahl (N) von Punkten, die von der ersten und zweiten FFT-Schaltungsanordnung verwendet werden zum Generieren der Frequenzbereichssignale mit mehreren Frequenzkomponenten.
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Bei einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Diversity-Empfängersystems: Generieren eines ersten im Zeitbereich kanalisierten Quadratur-(I/Q)Signals aus einem von einer ersten Antenne empfangenen Hochfrequenz-Signal (HF-Signals), Generieren eines zweiten im Zeitbereich kanalisierten Quadratur-(I/Q)Signals aus einem von einer ersten Antenne empfangenen Hochfrequenz-Signal (HF-Signal), Umwandeln des ersten und zweiten im Zeitbereich kanalisierten I/Q-Signals in Frequenzbereichssignale, Bestimmen von Frequenz-Diversity-Gewichten für das erste und zweite kanalisierte I/Q-Signal, Umwandeln der Frequenz-Diversity-Gewichte in mindestens eine Menge von Zeit-Diversity-Gewichten und Anwenden der Zeit-Diversity-Gewichte zum Generieren eines kombinierten Zeit-Diversity-I/Q-Signals auf der Basis des ersten und zweiten im Zeitbereich kanalisierten I/Q-Signals. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die empfangenen HF-Signale OFDM-(orthogonal frequency division multiplex)Audiorundfunksignale.
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Bei einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Verwenden der FFT-(Fast Fourier Transform)Schaltungsanordnung zum Umwandeln des ersten und zweiten im Zeitbereich kanalisierten I/Q-Signals in Frequenzbereichssignale und Verwenden der IFFT-(Inverse Fast Fourier Transform)Schaltungsanordnung zum Umwandeln der Frequenz-Diversity-Gewichte in die mindestens eine Menge von Zeit-Diversity-Gewichten. Noch weiter kann eine von der IFFT-Schaltungsanordnung ausgegebene Anzahl (Y) von Zeit-Diversity-Gewichten kleiner sein als eine Anzahl (N) von Punkten, die von der FFT-Schaltungsanordnung zum Generieren der Zeit-Diversity-Gewichte verwendet wird.
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Bei noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Generieren einer ersten Menge und einer zweiten Menge von Frequenz-Diversity-Gewichten mit der FFT-Schaltungsanordnung, Generieren einer ersten Menge und einer zweiten Menge von Zeit-Diversity-Gewichten mit der IFFT-Schaltungsanordnung, Filtern des ersten kanalisierten I/Q-Signals durch Anwenden der ersten Menge von Zeit-Diversity-Gewichten auf ein erstes Filter, Filtern des zweiten kanalisierten I/Q-Signals durch Anwenden der zweiten Menge von Zeit-Diversity-Gewichten auf ein zweites Filter und Kombinieren von Ausgangssignalen von dem ersten und zweiten Filter zum Generieren des kombinierten Zeit-Diversity-I/Q-Signals.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren Folgendes beinhalten: das Generieren einer Menge von Frequenz-Diversity-Gewichten mit der FFT-Schaltungsanordnung, Generieren einer Menge von Zeit-Diversity-Gewichten mit der IFFT-Schaltungsanordnung, Filtern des zweiten kanalisierten I/Q-Signals durch Anwenden der Menge von Zeit-Diversity-Gewichten auf ein Filter, Verzögern des ersten kanalisierten I/Q-Signals zum Generieren einer verzögerten Version des ersten kanalisierten I/Q-Signals und Kombinieren eines Ausgangssignals aus dem Filter und der verzögerten Version des ersten kanalisierten I/Q-Signals zum Generieren des kombinierten Zeit-Diversity-I/Q-Signals.
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Es könnten, wie gewünscht, auch andere Merkmale und Variationen implementiert werden und es können auch verwandte Systeme und Verfahren genutzt werden.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Es wird angemerkt, dass die beigefügten Zeichnungen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen und deshalb nicht als ihren Schutzbereich beschränkend anzusehen sind, da die Erfindung andere, gleichermaßen effektive Ausführungsformen zulassen kann.
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1 (Stand der Technik) ist ein detaillierteres Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein digitales Rundfunkempfängersystem, das OFDM-(orthogonal frequency division multiplex)Diversity-Kombinieren im Frequenzbereich verwendet.
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2 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein digitales Rundfunkempfängersystem, das Diversity-Kombinieren im Zeitbereich und Mehrantennengewichtung verwendet.
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3 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein digitales Rundfunkempfängersystem, das Diversity-Kombinieren im Zeitbereich und Einzelantennengewichtung verwendet.
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4 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein Empfängersystem, das zwei integrierte Tuner-Schaltungen und eine separate Diversity-Kombinatorschaltung verwendet.
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5 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein Empfängersystem, das eine kombinierte integrierte Tuner- und Diversity-Schaltung verwendet.
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6 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein Empfängersystem, das eine kombinierte integrierte Tuner- und Audioverarbeitungsschaltung verwendet.
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7 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein Empfängersystem, das eine kombinierte integrierte Tuner-, Demodulator- und Audioverarbeitungsschaltung verwendet.
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8 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein Empfängersystem, das einen FM-Demodulator mit einer integrierten Tuner-/Diversity-Schaltung integriert.
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9 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein Empfängersystem, das eine Mischschaltungsanordnung in einer integrierten Tuner-/Audioschaltung integriert.
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10 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für ein Empfängersystem, das eine Mischschaltungsanordnung mit einer integrierten Tuner-/Audioschaltung integriert und einen FM-Demodulator und eine HD/DAB-Demodulator in einer integrierten Tuner-/Diversity-Schaltung integriert.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Es werden Systeme und Verfahren für das Zeit-Diversity-Kombinieren von Hochfrequenz-(HF)Rundfunksignalen offenbart. Zwei kanalisierte Quadratursignale (I/Q) werden durch eine an zwei verschiedene Antennen gekoppelte unterschiedliche Tuner-Schaltungsanordnungen generiert, in Signale im Frequenzbereich umgewandelt und zum Generieren von Frequenz-Diversity-Gewichtungssignalen verwendet. Die Frequenz-Diversity-Gewichtungssignale werden dann in Zeitbereichsgewichte umgewandelt und auf die kanalisierten I/Q-Signale angewendet. Die gewichteten und kanalisierten I/Q-Signale werden dann im Zeitbereich kombiniert, um ein Zeitbereich Diversity-kombiniertes Signal bereitzustellen. Das resultierende kombinierte Signal kann, wie gewünscht, weiter verarbeitet werden, wie etwa durch Einsatz eines Demodulators (z. B. HD-Radio, DAB/DMB, DVB, FM, ISDB-T, DTMB und andere modulierte HF-Rundfunksendungen) zum Generieren demodulierter Ausgangssignale. Die offenbarten Verfahren und Systeme können auf eine Vielzahl von Empfängersystemen angewendet werden, beispielsweise Empfängersysteme, die konfiguriert sind zum Empfangen von OFDM-(orthogonal frequency division multiplex)Signalen von digitalem Audio-Rundfunk, frequenzmodulierten (FM) Signalen von analogen Audio-Rundfunkübertragungen und/oder Signalen von anderen Arten von HF-Rundfunksignalen, wie etwa DRM-(Digital Radio Mondiale)Signalen von analogen AM-(Amplituden Modulation)Audio-Rundfunksendungen. Andere Merkmale und Variationen könnten, wie gewünscht, ebenfalls implementiert werden, und verwandte Systeme und Verfahren können ebenfalls verwendet werden.
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Das durch die hierin beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellte Zeit-Diversity-Kombinieren reduziert vorteilhafterweise die Komplexität und Schaltungsanordnung, die zum Verwenden von Diversity-Techniken zum Verbessern des Empfangs digitaler Rundfunksignale erforderlich sind, insbesondere wenn Mehrwegeverzerrungen auftreten. 2 liefert eine Ausführungsform, die eine Zeit-Diversity-Gewichtung auf zwei kanalisierte I/Q-Signale von zwei verschiedenen Antennen anwendet, bevor sie kombiniert werden, um ein kombiniertes I/Q-Empfangssignal zu generieren. 3 liefert eine Ausführungsform, die eine Zeit-Diversity-Gewichtung auf eines von zwei kanalisierten I/Q-Signalen anwendet, die auf durch zwei verschiedene Antennen empfangenen HF-Signalen basieren, bevor sie kombiniert werden, um eine kombiniertes I/Q-Empfangssignal zu generieren. Die 4–10 liefern integrierte Schaltungsausführungsformen, die eine Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung beinhalten, die kombinierte I/Q-Empfangssignale liefert. Es wird angemerkt, dass die hier erwähnten Quadratur-I/Q-Signale ein Eingangssignal darstellen, das in ein reelles (I) und imaginäres (Q) Signal umgewandelt worden ist, die um etwa 90 Grad zueinander außer Phase sind. Es wird auch angemerkt, dass, wie hierin verwendet, ein Tuner HF-Signale (Hochfrequenzsignale) empfängt und I/Q-Signale generiert und ein Demodulator die I/Q-Signale oder auf den I/Q-Signalen basierende Signale empfängt und demodulierte Daten-, Audio-, Video- usw. -signale generiert. Ein Empfängersystem, wie es hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine beliebige Einrichtung, Schaltungsanordnung oder andere Software-/Hardware-Funktionsblöcke, die verarbeitete HF-Signale empfangen, und eine Empfängersystem kann einen Tuner mit oder ohne Demodulator enthalten. Es wird weiter angemerkt, dass auch zusätzliche Antennen und/oder zusätzliche Signalverarbeitungswege, falls gewünscht, ebenfalls verwendet werden könnten, so dass mehr als zwei Signalwege für das Zeit-Diversity-Kombinieren verwendet werden. Während Audio-Rundfunksendungen und Audio-Ausgangssignale primär bezüglich der offenbarten Ausführungsformen erörtert werden, sind die hierin beschriebenen Ausführungsformen des Zeit-Diversity-Kombinierens nicht auf Audio-Rundfunkinformationen beschränkt und können auch bezüglich HF-Rundfunksendungen verwendet werden, die, falls gewünscht, zusätzlich zu und/oder anstelle von Audiosignalen Daten, Video und/oder andere gewünschte Informationen enthalten.
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Zuerst wird unter Betrachtung von 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 200 für ein Rundfunkempfängersystem bereitgestellt, das eine Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 zum Erzeugen eines Diversity-kombinierten I/Q-Signals 219 verwendet. Wie bei der Ausführungsform 100 in 1 (Stand der Technik), enthält ein erster Tuner 142 eine Hochfrequenz-Front-End-Schaltungsanordnung (RFFE) 152, die ein empfangenes Signal von der Antenne 138 heruntersetzt und ein heruntergesetztes Quadratursignal (I/Q) an den Analog-Digital-Wandler (ADW) 154 liefert. Der ADW 154 liefert ein digitalisiertes Signal an eine Kanalisierungsschaltungsanordnung 156, die wiederum ein erstes kanalisiertes I/Q-Ausgangssignal liefert. Ein zweiter Tuner 144 enthält eine RFFE-Schaltungsanordnung 162, die ein empfangenes Signal von der Antenne 140 heruntersetzt und ein heruntergesetztes I/Q-Signal an den Analog-Digital-Wandler (ADW) 164 liefert. Der ADW 164 liefert ein digitalisiertes Signal an eine Kanalisierungsschaltungsanordnung 166, die wiederum ein zweites kanalisiertes I/Q-Ausgangssignal liefert. Im Gegensatz zu 1 (Stand der Technik), werden jedoch das erste und zweite kanalisierte I/Q-Ausgangssignal an die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltung 202 geliefert. Für die Ausführungsform 200 wird auch angemerkt, dass eine Frequenzreferenzschaltungsanordnung (FREQ REF) 230 enthalten sein kann, um ein erstes Frequenzreferenzsignal (fREF1) 232 an die RFFE-Schaltungsanordnung 152 und ein zweites Frequenzreferenzsignal (fREF2) 242 an die RFFE-Schaltungsanordnung 162 zu liefern, um die empfangenen Signale zum späteren Kombinieren zu synchronisieren, ohne ein unerwünschte Störung benachbarter Subträger zu generieren.
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Die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 enthält ein erstes Filter 214, ein zweites Filter 216 und eine Diversity-Gewichtungsschaltungsanordnung 220. Die Filter 214 und 216 können beispielsweise FIR-(finite impulse response)Filter sein, die Filterantworten liefern, die von Filtersteuerparametern oder -koeffizienten abhängen. Wie dargestellt, wendet das erste Filter 214 eine Filterantwort auf das erste kanalisierte I/Q-Signal 203 an, und diese Filterantwort hängt von einem ersten Zeit-Gewichtungssignal (W1) 211 ab. Das zweite Filter 216 wendet eine Filterantwort auf das zweite kanalisierte I/Q-Signal 205 an, und diese Filterantwort hängt von einem zweiten Zeit-Gewichtungssignal (W2) 213 ab. Die gefilterten I/Q-Ausgangssignale von den Filtern 214 und 216 werden dann an den Kombinator 218 geliefert, der wiederum ein kombiniertes I/Q-Empfangssignal 219 an einen standardmäßigen Demodulator 222 liefert. Der Demodulator 222 kann, wie gewünscht, so implementiert sein, dass er das kombinierte I/Q-Empfangssignal 219 demoduliert. Beispielsweise kann der Demodulator 222 HD-Radio-(High Definition Radio)Formate, DAB-(Digital Audio Broadcast)Formate und/oder eine beliebige andere gewünschte Rundfunk-Modulationstechnik, die für die Rundfunksignale verwendet wird, demodulieren. Es wird angemerkt, dass die HD-Radio-Formate für digitale Rundfunksendungen in den USA und DAB-Formate für digitale Rundfunksendungen in Europa und anderen Gebieten der Welt verwendet werden.
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Die durch das erste und zweite Gewichtungssignal (W1, W2) 214 und 216 bereitgestellten Filtergewichte werden durch eine Diversity-Gewichtungsschaltungsanordnung 220 generiert. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die Diversity-Gewichtungsschaltungsanordnung 220 einen FFT-Block (Fast Fourier Transform) 204, einen FFT-Block 206, einen Gewichtsprozessor 208, einen Inverse-FFT-Block (IFFT) 210 und einen IFFT-Block 212. Insbesondere wird das erste kanalisierte I/Q-Signal 203 an den FFT-Block 204 geliefert, der eine N-Punkt-(N-PT)FFT-Operation an dem ersten kanalisierte I/Q-Signal 203 durchführt. Das Ausgangssignal des FFT-Blocks 204 wird an den Gewichtsprozessor 208 geliefert. Analog wird das zweite kanalisierte I/Q-Signal 205 an den FFT-Block 206 geliefert, der eine N-Punkt (N-PT) FFT-Operation an dem zweiten kanalisierten I/Q-Signal 205 durchführt. Das Ausgangssignal des FFT-Blocks 205 wird ebenfalls an den Gewichtsprozessor 208 geliefert. Es wird angemerkt, dass die FFT-Ausgangssignale von den Blöcken 204 und 206 Signale im Frequenzbereich sind, die mehrere Frequenzkomponenten in N durch die N-Punkt-FFT-Operationen bestimmten verschiedenen Frequenz-Bins enthalten.
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Der Gewichtsprozessor 208 analysiert die FFT-Ausgangssignale von den Blöcken 204 und 206, um mit den empfangenen Signalen von den zwei verschiedenen Antennen 138 und 140 assoziierte Signalparameter zu bestimmen. Beispielsweise können die Signalparameter Signal-Rausch-Verhältnisinformationen, Signalstärkeinformationen und Phaseninformationen beinhalten. Der Gewichtsprozessor 208 bestimmt dann Signalweggewichte auf der Basis der Analyse der Signalparameter und erzeugt zwei Weggewichtssignale 207 und 209. Diese Weggewichtssignale 207 und 209 sind Signale im Frequenzbereich. Das erste Weggewichtssignal 207 wird an den IFFT-Block 210 geliefert, der das erste Weggewichtssignal 207 von einem Signal im Frequenzbereich zu dem ersten Gewichtungssignal (W1) 211 im Zeitbereich umwandelt. Das zweite Weggewichtssignal 209 wird an den IFFT-Block 212 geliefert, der das zweite Weggewichtssignal 209 von einem Signal im Frequenzbereich zum zweiten Gewichtungssignal (W2) 213 im Zeitbereich umwandelt. Wie oben beschrieben, werden das erste und zweite Gewichtungssignal (W1, W2) 211 und 213 im Zeitbereich dazu verwendet, die Frequenzantwort der Filter 214 und 216 zu steuern. Wenn beispielsweise die Filter 214 und 216 FIR-Filter sind, liefern das erste und zweite Gewichtungssignal (W1, W2) 211 und 213 im Zeitbereich Frequenzsteuerparameter oder -koeffizienten für die FIR-Abgriffe, die die an die FIR-Filter angelegte zeitlich variierende Frequenzantwort steuern. Es wird weiter angemerkt, dass, wenn die Filter 214 und 216 FIR-Filter sind, die Filter 214 und 216 dahingehend arbeiten, die im Zeitbereich kanalisierten I/Q-Signale 203 und 205 linear mit den gewichteten Filterabgriffsgewichten 211 und 213 im Zeitbereich zu falten. Es wird auch angemerkt, dass, falls gewünscht, eine Filterung im Zeitbereich ebenfalls an den Gewichtungssignalen 211 und 213 durchgeführt werden kann, um das beim Gewichtsschätzungsprozess inhärente Rauschen zu reduzieren.
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Es wird angemerkt, dass die IFFT-Blöcke 210 und 212 konfiguriert sein können zum Liefern einer reduzierten Anzahl an Filtergewichtungsparametern oder -koeffizienten (Y) im Vergleich zu der durch die N-Punkt-FFT-Blöcke 204 und 206 angewendeten Anzahl von Frequenzpunkten (N), so dass Y < N. Bevorzugt ist die Anzahl der Gewichtungsparameter oder -koeffizienten (Y) viel kleiner als die Anzahl an Frequenzpunkten (N). Weiterhin wird angemerkt, dass, wenn FIR-Filter für die Filter 214 und 216 verwendet werden, der Wert für die Anzahl von Parameter oder Koeffizienten (Y) mit einer größten Laufzeitspreizung für die FIR-Filter assoziiert werden kann. Beispielsweise kann die Anzahl an Punkten (N) in der Größenordnung von 2048 Punkten liegen, und die Anzahl von Gewichtungsparametern oder -koeffizienten kann in der Größenordnung von 38 Filtergewichtungsparametern oder -koeffizienten für die Filter 214 oder 216 liegen. Es wird weiter angemerkt, dass auch unterschiedliche Anzahlen von FFT-Punkten und IFFT-Ausgangsparametern oder -koeffizienten, wie gewünscht, implementiert werden könnten, während immer noch die hierin beschriebenen Zeit-Diversity-Kombinierungstechniken verwendet werden.
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Es wird auch angemerkt, dass die RFFEs 152/162 konfiguriert sein können zum Heruntersetzen von Rundfunkkanälen innerhalb der HF-Signale auf eine beliebige gewünschte Frequenz, um die heruntergesetzten I/Q-Signale zu generieren, die dann an die ADW-Schaltungsanordnung 154/164 geliefert werden. Die ADW-Schaltungsanordnung 154/164 und die Kanalisierungsschaltungsanordnung 156/166 werden auf der Basis der durch die RFFE-Schaltungsanordnung 152/162 bereitgestellten Heruntersetzung konfiguriert. Beispielsweise kann die RFFE-Schaltungsanordnung 152/162 konfiguriert sein zum Heruntersetzen eines gewünschten Rundfunkkanals innerhalb der empfangenen HF-Signale, um heruntergesetzte I/Q-Signale bei einer gewünschten Zwischenfrequenz (ZF) zu erzeugen. Weiterhin kann diese ZF konfiguriert sein, im Vergleich zu der Kanalbreite für die abzustimmenden Rundfunkkanäle relativ nahe an 0 Hz zu liegen. Die RFFEs 152/162 können auch konfiguriert sein zum Heruntersetzen eines gewünschten Rundfunkkanals innerhalb der empfangenen HF-Signale direkt auf 0 Hz, um heruntergesetzte I/Q-Signale bei 0 Hz zu erzeugen. Diese Heruntersetzung auf 0 Hz wird oftmals als eine Null-ZF-Heruntersetzung oder eine direkte Heruntersetzung bezeichnet. Es wird weiter angemerkt, dass einige digitale Rundfunksendungen, wie etwa HD-Radio-Rundfunksendungen, mehrere digitale Teilkanäle und verwandte Parameterteilkanalfrequenzen, die um einen primären Rundfunkkanal und eine verwandte Kanalfrequenz herum zentriert sind, enthalten. Für einen derartigen digitalen Rundfunk kann der primäre Rundfunkkanal auf die gewünschte ZF-Frequenz einschließlich Null-ZF heruntergesetzt werden, und ein gewünschter Teilkanal kann mit der nachfolgenden Empfängerschaltungsanordnung abgestimmt und demoduliert werden. Es könnten, wie gewünscht, auch andere Variationen implementiert werden.
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Es wird weiter angemerkt, dass durch den Gewichtsprozessor 208 eine Vielzahl von Techniken zum Bestimmen von Gewichtssignalen im Frequenzbereich verwendet werden kann. Beispielsweise könnte eine MRC-Technik (maximal ratio combining) zum Generieren von Gewichtssignalen im Frequenzbereich verwendet werden, die Komplex-Konjugierte der Kanalantwort sind. Alternativ können die Gewichtssignale im Frequenzbereich als Komplex-Konjugierte der rohen FFT-Daten von den FFT-Blöcken 204 und 206 generiert werden. Die Ausführungsform 200 in 2 beispielsweise kann die MRC-Technik verwenden. Eine weitere Technik, die bereitgestellt werden könnte, ist eine EGC-Technik (equal-gain combining), bei der die Gewichtssignale im Frequenzbereich gleichphasige Vektoren mit einem Verstärkungsfaktor von Eins darstellen. Bei der EGC-Technik kann zudem die Anzahl an Filter um Eins reduziert werden (z. B. für N Antennen kann die Anzahl von Antennen auf N – 1 reduziert werden). Während in 2 zwei Filter 214 und 216 zum Anwenden von Filterantworten sowohl auf das erste als auch zweite kanalisierte I/Q-Signal 203 und 205 verwendet werden, könnte somit auch ein einzelnes Filter verwendet werden, falls gewünscht. Beispielsweise wird, wie in der Ausführungsform 300 von 3 gezeigt und unten ausführlicher beschrieben, ein einzelnes Filter 308 verwendet, um eine Filterantwort auf einen Signalweg anzuwenden und dann die Phase dieses Signals an den anderen Signalweg anzupassen. Es wird weiterhin angemerkt, dass für die hierin beschriebenen Ausführungsformen des Zeit-Diversity-Kombinierens keine Anforderung zum weiteren zeitlichen und frequenzmäßigen Synchronisieren auf das Signal besteht. Zudem werden Kanalzustandsinformationen in dem mit dem kombinierten I/Q-Signal assoziierten zyklischen Präfix oder durch die Kanalisierungsschaltungsanordnung 156 und 166 bereitgestellten digitalen Abtastwerten aufbewahrt. Variationen könnten, wie gewünscht, implementiert werden, während weiterhin die hierin beschriebenen Zeit-Diversity-Kombinierungstechniken ausgenutzt werden.
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Nunmehr unter Betrachtung von 3 wird ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 300 für ein digitales Rundfunkempfängersystem bereitgestellt, das eine Diversity-Gewichtungsschaltungsanordnung 320 zum Erzeugen eines einzelnen Gewichtungssignals (W) für ein einzelnes Filter 308 verwendet. Wie oben angegeben, kann, falls gewünscht, das Filter 308 ein FIR-Filter sein, das auf der Basis von Abgriffsfilterparametern oder -koeffizienten auf der Basis des Gewichtungssignals (W) 306 im Zeitbereich eine zeitlich variierende Filterantwort auf ein kanalisiertes Signal 205 anwendet. Ähnlich wie bei der Ausführungsform 200 in 2 enthält die erste Empfängerschaltungsanordnung 142 eine RFFE-Schaltungsanordnung 152, die ein von der Antenne 138 empfangenes HF-Signal heruntersetzt und eine heruntergesetztes I/Q-Signal an den ADW 154 liefert. Der ADW 154 liefert ein digitalisiertes Signal an die Kanalisierungsschaltungsanordnung 156, die wiederum ein erstes kanalisiertes I/Q-Ausgangssignal liefert. Die zweite Empfängerschaltungsanordnung 144 enthält eine RFFE-Schaltungsanordnung 162, die ein von der Antenne 140 empfangenes HF-Signal heruntersetzt und ein heruntergesetztes I/Q-Signal an den ADW 164 liefert. Der ADW 164 liefert ein digitalisiertes Signal an die Kanalisierungsschaltungsanordnung 166, die wiederum ein zweites kanalisiertes I/Q-Ausgangssignal liefert. Außerdem kann, wie oben angegeben, eine Frequenzreferenzschaltungsanordnung (FREQ REF) 230 enthalten sein, um ein erstes Frequenzreferenzsignal (fREF1) 232 an die RFFE-Schaltungsanordnung 152 zu liefern und ein zweites Frequenzreferenzsignal (fREF2) 242 an die RFFE-Schaltungsanordnung 162 zu liefern, um die empfangenen Signale zum späteren Kombinieren zu synchronisieren, ohne eine unerwünschte Störung benachbarter Subträger zu erzeugen. Im Gegensatz zu 2 enthält die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 für die Ausführungsform 300 ein einzelnes Filter 308, das gegebenenfalls ein FIR-Filter sein kann. Für die dargestellte Ausführungsform 300 wendet das Filter 308 eine Filterantwort auf das zweite kanalisierte Signal 205 an, und diese Filterantwort hängt von einem Gewichtungssignal (W) 306 im Zeitbereich ab. Es wird weiter angemerkt, dass eine Laufzeit gleich der Gruppenlaufzeit des Filters 308 (z. B. FIR-Filter) durch den Laufzeitblock (DELAY) 310 auf das erste kanalisierte I/Q-Signal 203 angewendet wird. Das gefilterte I/Q-Ausgangssignal von dem Filter 308 und das verzögerte erste kanalisierte I/Q-Signal 203 werden an den Kombinator 218 geliefert, der wiederum ein kombiniertes Empfangssignal 219 an den Demodulator 222 liefert.
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Die durch das Gewichtungssignal (W) 306 im Zeitbereich bereitgestellten Filtergewichtsparameter oder -koeffizienten werden durch die Diversity-Gewichtungsschaltungsanordnung 320 generiert. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die Diversity-Gewichtungsschaltungsanordnung 320 einen FFT-Block 204, einen FFT-Block 206, einen Gewichtsprozessor 302 und einen IFFT-Block 304. Insbesondere wird das erste kanalisierte I/Q-Signal 203 an den FFT-Block 204 geliefert, der eine N-Punkt-(N-PT)FFT-Operation an dem ersten kanalisierten I/Q-Signal 203 durchführt. Das Ausgangssignal des FFT-Blocks 204 wird an den Gewichtsprozessor 208 geliefert. Analog wird das zweite kanalisierte I/Q-Signal 205 an den FFT-Block 206 geliefert, der eine N-Punkt (N-PT) FFT-Operation an dem zweiten kanalisierten I/Q-Signal 205 durchführt. Das Ausgangssignal des FFT-Blocks 205 wird ebenfalls an den Gewichtsprozessor 208 geliefert. Es wird angemerkt, dass die FFT-Ausgangssignale von den Blöcken 204 und 206 Signale im Frequenzbereich sind, die mehrere Frequenzkomponenten in N durch die N-Punkt-FFT-Operationen bestimmten verschiedenen Frequenz-Bins enthalten.
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Der Gewichtsprozessor 302 analysiert die FFT-Ausgangssignale von den Blöcken 204 und 206, um mit den von den zwei verschiedenen Antennen 138 und 140 empfangenen Signalen assoziierte Signalparameter zu bestimmen. Beispielsweise können die Signalparameter Signal-Rausch-Verhältnisinformationen, Signalstärkeinformationen und/oder Phaseninformationen beinhalten, wie oben beschrieben. Der Gewichtsprozessor 302 bestimmt dann Signalweggewichte auf der Basis der Analyse der Signalparameter und erzeugt ein Weggewichtssignal 303. Dieses Weggewichtssignal 303 ist ein Signal im Frequenzbereich. Das Weggewichtssignal 303 wird an den IFFT-Block 304 geliefert, der das Weggewichtssignal 303 von einem Signal im Frequenzbereich zu einem Gewichtungssignal (W) 306 im Zeitbereich umwandelt.
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Wie bei den IFFT-Blöcken 210 und 212 in 2 wird angemerkt, dass der IFFT-Block 304 in 3 konfiguriert sein kann zum Liefern einer reduzierten Anzahl von Filtergewichtungsparametern oder -koeffizienten (Y) im Vergleich zu der durch die FFT-Blöcke 204 und 206 verwendeten Anzahl von Frequenzpunkten (N), so dass Y < N. Bevorzugt ist diese Anzahl von Gewichtungsparametern oder -koeffizienten (Y) viel kleiner als die Anzahl von Frequenzpunkten (N). Beispielsweise kann die Anzahl von Punkten (N) in der Größenordnung von 2048 Punkten liegen, und die Anzahl von Gewichtungsparametern oder -koeffizienten kann in der Größenordnung von 38 Filtergewichtungsparametern oder -koeffizienten (z. B. 38 Filterabgriffen für ein FIR-Filter) liegen. Es wird auch angemerkt, dass die Kanalisierungsschaltungsanordnung 156 und 166, falls gewünscht, digitale kanalisierte I/Q-Signals mit einer Rate von 744.000 Abtastwerten pro Sekunde liefern kann. Es wird weiter angemerkt, dass verschiedene Anzahlen von FFT-Punkten und/oder IFFT-Ausgangsparametern sowie unterschiedliche Abtastraten ebenfalls wie gewünscht implementiert werden könnten, während weiterhin die hierin beschriebenen Zeit-Diversity-Kombinierungstechniken verwendet werden.
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Die Effizienz und die Reduktion bei der Komplexität, die man durch die hierin beschriebenen Zeit-Diversity-Kombinierungstechniken erhält, gestatten vorteilhafte Empfängersystemlösungen. Beispielsweise kann die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung in ihre eigene integrierte Schaltung integriert werden und/oder kann mit einer anderen Schaltungsanordnung innerhalb einer integrierten Schaltung kombiniert werden, die mehrere Funktionen innerhalb des Empfängersystems bereitstellt. Die 4–7 liefern Ausführungsbeispiele einer integrierten Schaltung für digitale Rundfunkempfängersysteme, die konfiguriert sind zum Empfangen von HD-Radio- und/oder DAB-Rundfunk. Die 8–10 liefern Ausführungsbeispiele für eine integrierte Schaltung für digitale Rundfunkempfängersysteme, die konfiguriert sind zum Empfangen von FM-Rundfunk zusätzlich zu HD-Radio- und/oder DAB-Rundfunk. Es wird auch angemerkt, dass einer oder mehrere der hierin beschriebenen Funktionsblöcke ganz oder teilweise unter Einsatz einer oder mehrerer Schaltungsblöcke mit digitaler Signalverarbeitung (DSP – digital signal processing) implementiert werden können, die konfiguriert sind zum Durchführen gewünschter Funktionen, beispielsweise unter Verwendung von Firmware, die auf die integrierten Schaltungen geladen ist und durch die DSP-Schaltungsblöcke verwendet wird, um die gewünschte Funktionalität zu implementieren. Es wird auch angemerkt, dass, falls gewünscht, Variationen an den in 4–10 bereitgestellten Beispielen für integrierte Schaltungen implementiert werden könnten.
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4 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 400 für ein Empfängersystem, das eine separate integrierte Schaltung für die Zeit-Diversity-Kombinatorschaltungsanordnung verwendet. Für die dargestellte Ausführungsform 400 empfängt eine erste integrierte HD/DAB-Tuner-Schaltung (IC) 404 HF-Signale von der ersten Antenne 138 und gibt ein erstes kanalisiertes I/Q-Signal 203 an eine separate integrierte Zeit-Diversity-Kombinatorschaltung (IC) 408 aus. Eine zweite integrierte HD/DAB-Tuner-Schaltung (IC) 406 empfängt HF-Signale von der zweiten Antenne 140 und gibt ein zweites kanalisiertes I/Q-Signal 205 an die separate integrierte Zeit-Diversity-Kombinatorschaltung (IC) 408 aus. Wie oben beschrieben, analysiert, gewichtet und kombiniert die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung innerhalb des Zeit-Diversity-Kombinator-IC 408 die beiden I/Q-Eingangssignale 203/205, um ein kombiniertes I/Q-Empfangssignal 219 zu generieren, das an den Demodulator 222 geliefert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform 400 ist der Demodulator 222 konfiguriert zum Demodulieren der durch die Tuner-ICs 404 und 406 empfangene digitalen HD-Radio- und/oder DAB-Rundfunksignale, um ein demoduliertes Audioausgangssignal 410 zu generieren, das wie gewünscht weiter verarbeitet werden kann. Es wird angemerkt, dass, falls gewünscht, der Zeit-Diversity-Kombinator-IC 408 in einem einzelnen Mehrchipmodul (MCM) 402 mit dem ersten Tuner-IC 404 oder dem zweiten Tuner-IC 406 kombiniert werden kann. Es wird weiter angemerkt, dass, falls gewünscht, der Zeit-Diversity-Kombinator-IC 408 in einem einzigen Mehrchipmodul (MCM) 402 mit beiden der zwei Tuner-ICs 404 und 406 kombiniert werden kann. Andere Variationen könnten ebenfalls implementiert werden, wie gewünscht.
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5 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 500 für ein Empfängersystem, das die Zeit-Diversity-Kombinatorschaltungsanordnung in eine integrierte kombinierte Empfänger- und Diversity-Schaltung (IC) 502 integriert. Für die dargestellte Ausführungsform 500 empfängt eine erste integrierte HD/DAB-Tuner-Schaltung (IC) 404 HF-Signale von der ersten Antenne 138 und gibt ein erstes kanalisiertes I/Q-Signal 203 an die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 innerhalb des Tuner-/Diversity-IC 502 aus. Die zweite HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 144 empfängt HF-Signale von der zweiten Antenne 140 und gibt ein zweites kanalisiertes I/Q-Signal 205 an die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202. Wie oben angezeigt, sind die zweite HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 144 und die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 in der gleichen integrierten Schaltung, die der Tuner-/Diversity-IC 502 ist, integriert. Weiterhin analysiert, gewichtet und kombiniert, wie oben beschrieben, die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 die beiden kanalisierten I/Q-Eingangssignale 203/205, um ein kombiniertes I/Q-Empfangssignal 219 zu generieren, das an den Demodulator 222 geliefert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform 500 ist der Demodulator 222 wieder konfiguriert zum Demodulieren von durch den Tuner-IC 404 und die Empfangsschaltung 144 empfangenen HD-Radio- und/oder digitalen DAB-Rundfunksignalen, um ein demoduliertes Audioausgangssignal 410 zu generieren, das wie gewünscht weiter verarbeitet werden kann. Andere Variationen können ebenfalls wie gewünscht implementiert werden.
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6 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 600 für ein Empfängersystem, das einen Audioprozessor 604, wie etwa einen Hi-Fi-Audioprozessor, mit einer integrierten Tuner-Schaltungsanordnung 142 integriert, um eine integrierte kombinierte Tuner- und Audioverarbeitungsschaltung (IC) 602 auszubilden. Außerdem ist, wie bei 5, auch die Zeit-Diversity-Kombinatorschaltungsanordnung 202 in die integrierte kombinierte Tuner- und Diversity-Schaltung (IC) 502 integriert. Für die dargestellte Ausführungsform 600 empfängt die erste HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 142 innerhalb des Tuner-/Audio-IC 602 HF-Signale von der ersten Antenne 138 und gibt ein erstes kanalisiertes I/Q-Signal 203 an die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 innerhalb des Tuner-/Diversity-IC 502 aus. Die zweite HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 144 empfängt HF-Signale von der zweiten Antenne 140 und gibt ein zweites kanalisiertes I/Q-Signal 205 an die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 aus. Wie oben angegeben, sind die erste Tuner-HD/DAB-Schaltungsanordnung 142 und die Audioprozessor-Schaltungsanordnung 604 in der gleichen integrierten Schaltung integriert, die der Tuner-/Audio-IC 602 ist. Außerdem sind die zweite HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 144 und die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 in der gleichen integrierten Schaltung integriert, die der Tuner-/Diversity-IC 502 ist. Weiterhin analysiert, gewichtet und kombiniert, wie oben beschrieben, die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 die beiden kanalisierten I/Q-Eingangssignale 203/205, um ein kombiniertes I/Q-Empfangssignal 219 zu generieren, das an den Demodulator 222 geliefert wird. Für die dargestellte Ausführungsform 600 ist der Demodulator 222 wieder konfiguriert zum Demodulieren der durch die Tuner-Schaltungsanordnung 142 und 144 empfangenen HD-Radio- und/oder digitalen DAB-Rundfunksignale, um ein demoduliertes Audioausgangssignal 410 zu generieren, das, wie gewünscht, weiter verarbeitet werden kann. Weiterhin empfängt die Audioprozessor-Schaltungsanordnung 604 innerhalb des Tuner-/Audio-IC 602 das demodulierte Audioausgangssignal 410 und verarbeitet diese Signale weiter, um Audioausgangssignale 610 zu generieren. Beispielsweise kann die Audioprozessor-Schaltungsanordnung 604 konfiguriert sein zum Durchführen einer Hi-Fi-Audioverarbeitung an dem demodulierten Ausgangssignal 410, um die Audioausgangssignale 610 zu generieren, die, wie gewünscht, von einer anderen Schaltungsanordnung und/oder anderen Systemen verwenden werden können. Wie gewünscht, könnten auch andere Varianten implementiert werden.
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7 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 700 für ein Empfängersystem, das einen Audioprozessor 604, wie etwa einen Hi-Fi-Audioprozessor, und einen Demodulator 704 mit einer integrierten Tuner-Schaltungsanordnung 142 integriert, um eine kombinierte integrierte Tuner-, Demodulator- und Audioverarbeitungsschaltung (IC) 702 auszubilden. Außerdem ist, wie bei den 5 und 6, auch die Zeit-Diversity-Kombinatorschaltungsanordnung 202 in eine kombinierte integrierte Tuner- und Diversity-Schaltung (IC) 502 integriert. Für die dargestellte Ausführungsform 700 empfängt die erste HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 142 innerhalb des Tuner-/Audio-IC 602 HF-Signale von der ersten Antenne 138 und gibt ein erstes kanalisiertes I/Q-Signal 203 an die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 innerhalb des Tuner-/Diversity-IC 502 aus. Die zweite HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 144 empfängt HF-Signale von der zweiten Antenne 140 und gibt ein zweites kanalisiertes I/Q-Signal 205 an die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 aus. Wie oben angedeutet, sind die erste Tuner-HD/DAB-Schaltungsanordnung 142, der Demodulator 704 und die Audioprozessor-Schaltungsanordnung 604 in der gleichen integrierten Schaltung integriert, die der Tuner-/Demodulator-/Audio-IC 702 ist. Außerdem sind die zweite HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 144 und die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 in der gleichen integrierten Schaltung integriert, die der Tuner-/Diversity-IC 502 ist. Weiterhin analysiert, gewichtet und kombiniert, wie oben beschrieben, die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 die beiden kanalisierten I/Q-Eingangssignale 203/205, um ein kombiniertes I/Q-Empfangssignal 219 zu generieren, das an die Demodulator-Schaltungsanordnung 704 innerhalb des Tuner-/Demodulator-/Audio-IC 704 geliefert wird. Für die dargestellte Ausführungsform 700 ist der Demodulator 704 wiederum konfiguriert zum Demodulieren der durch die Tuner-Schaltungsanordnung 142 und 144 empfangenen HD-Radio- und/oder digitalen DAB-Rundfunksignale, um ein demoduliertes Audioausgangssignal 410 zu generieren, das, wie gewünscht, weiter verarbeitet werden kann. Weiterhin empfängt die Audioprozessor-Schaltungsanordnung 604 innerhalb des Tuner-/Demodulator-/Audio-IC 602 das demodulierte Audioausgangssignal 410 und verarbeitet diese Signale weiter, um Audioausgangssignale 610 zu generieren. Beispielsweise kann die Audioprozessor-Schaltungsanordnung 604 konfiguriert sein zum Durchführen einer Hi-Fi-Audioverarbeitung an dem demodulierten Ausgangssignal 410, um die Audioausgangssignale 610 zu generieren, die wie gewünscht durch eine andere Schaltungsanordnung und/oder andere Systeme verwendet werden können. Wie gewünscht, könnten auch andere Variationen implementiert werden.
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Nunmehr werden mit Blick auf die 8–10 Ausführungsformen erörtert, die den Empfang und die Demodulation von FM-Audio-Rundfunk beinhalten. Insbesondere betreffen diese Ausführungsformen Empfängersysteme, die konfiguriert sind zum Empfangen von FM-Audio-Rundfunksendungen sowie HD/DAB-Audio-Rundfunk, und auch konfiguriert sind zum Mischen zwischen empfangenen FM-Signalen und empfangenen HD/DAB-Signalen, je nach jeweiligen Signalstärken. Beispielsweise können solche Audiomischtechniken das Benutzererlebnis beim Anhören von HD/DAB-Audio-Rundfunk, die signifikant variierende Signalstärken aufweisen, verbessern.
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8 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 800 für eine Empfängersystem, das einen FM-Demodulator 806 mit der Tuner-Schaltungsanordnung 144 und der Zeit-Diversity-Kombinatorschaltungsanordnung 202 integriert, um eine integrierte Schaltung (IC)) 804 auszubilden. Die erste FM/HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 142 innerhalb eines Tuner-/Audio-IC 802 empfängt HF-Signale von der ersten Antenne 138 und gibt ein erstes kanalisiertes I/Q-Signal 203 an die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltung 202 innerhalb des zweiten IC 804 aus. Die zweite FM/HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 144 empfängt HF-Signale von der zweiten Antenne 140 und gibt ein zweites kanalisiertes I/Q-Signal 205 an die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 aus. Wie oben angegeben, sind die erste Tuner-FM/HD/DAB-Schaltungsanordnung 142 und die Audioprozessor-Schaltungsanordnung 604 in der gleichen integrierten Schaltung integriert, die der Tuner-/Audio-IC 802 ist. Außerdem sind die zweite FM/HD/DAB-Tuner-Schaltungsanordnung 144 und die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 in der gleichen integrierten Schaltung integriert, die der zweite IC 804 ist. Weiterhin analysiert, gewichtet und kombiniert, wie oben beschrieben, die Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 die beiden kanalisierten I/Q-Ausgangssignale 203/205, um ein kombiniertes I/Q-Empfangssignal 219 zu generieren, das an den Demodulator 222 geliefert wird. Für die dargestellte Ausführungsform 800 ist der Demodulator 222 wieder konfiguriert zum Demodulieren der durch die Tuner-Schaltungsanordnung 142 und 144 empfangenen HD-Radio- und/oder digitalen DAB-Rundfunksignale, um ein demoduliertes Audioausgangssignal 410 zu generieren. Für die Ausführungsform 800 jedoch wird das kombinierte I/Q-Empfangssignal 219 auch an den FM-Demodulator 806 geliefert, der für eine FM-Demodulation sorgt und ein demoduliertes FM-Audiosignal 808 generiert. Die FM/HD-Mischschaltungsanordnung 810 empfängt dann sowohl das demodulierte HD-Audiosignal 410 als auch das demodulierte FM-Audiosignal 808 und generiert ein gemischtes Audiosignal 812. Wie oben angezeigt, kann dieses gemischte Audiosignal 812 konfiguriert sein zum Mischen einer Mischung des FM-Audiosignals 808 und des HD-Audiosignals 410, je nach den relativen empfangenen Signalstärken des FM-Audio-Rundfunks und des HD/DAB-Audio-Rundfunks. Weiterhin empfängt die Audioprozessor-Schaltungsanordnung 604 innerhalb des Tuner-/Audio-IC 902 die gemischten Audiosignale 812 und verarbeitet diese Signale weiter, um Audioausgangssignale 610 zu generieren. Beispielsweise kann die Audioprozessor-Schaltungsanordnung 604 konfiguriert sein zum Durchführen einer Hi-Fi-Audioverarbeitung an den gemischten Audiosignalen 812, um die Audioausgangssignale 610 zu generieren, die, wie gewünscht, von einer anderen Schaltungsanordnung und/oder anderen Systemen verwendet werden können. Wie gewünscht, könnten auch andere Variationen implementiert werden.
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9 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 900 für ein Empfängersystem, das die FM/HD-Mischschaltungsanordnung 810 innerhalb eines Tuner-/Audio-IC 902 integriert. Wie bei der Ausführungsform 800 von 8 ist ein FM/HD/DAB-Tuner 142 mit der Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 und dem FM-Demodulator 806 integriert, wie bezüglich der integrierten Schaltung 904 gezeigt. Im Gegensatz zur Ausführungsform 800 jedoch ist die FM/HD-Mischschaltungsanordnung 810 mit dem FM/HD/DAB-Tuner 152 und dem Audioprozessor 604 integriert, wie bezüglich der integrierten Schaltung 902 gezeigt. Als solches empfängt die FM/HD-Mischschaltungsanordnung 810 das demodulierte HD-Audiosignal 410 vom Demodulator 222 und das demodulierte FM-Audiosignal 808 von der integrierten Schaltung 804 und generiert dann das gemischte Audiosignal 812 für den Audioprozessor 604. Wie gewünscht, könnten auch andere Variationen implementiert werden.
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10 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 1000 für ein Empfängersystem, das einen HD/DAB-Demodulator mit einem Tuner-/Diversity-IC 1004 integriert. Wie bei der Ausführungsform 900 von 9, ist ein FM/HD/DAB-Tuner 142 mit der Zeit-Diversity-Kombinierungsschaltungsanordnung 202 und dem FM-Demodulator 806 integriert, wie bezüglich der integrierten Schaltung 1004 gezeigt. Außerdem ist die FM/HD-Mischschaltungsanordnung 810 mit dem FM/HD/DAB-Tuner 152 und dem Audioprozessor 604 integriert, wie bezüglich der integrierten Schaltung 902 gezeigt. Im Gegensatz zur Ausführungsform 900 jedoch ist der HD/DAB-Demodulator 704 in der integrierten Schaltung 902 integriert. Als solches liefert die integrierte Schaltung 1004 sowohl das demodulierte HD-Audiosignal 410 als auch das demodulierte FM-Audiosignal 808 an die FM/HD-Mischschaltungsanordnung 810 in der integrierten Schaltung 902. Wie gewünscht, könnten auch andere Variationen implementiert werden.
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Weitere Modifikationen und alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich dem Fachmann angesichts dieser Beschreibung. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung nicht durch diese beispielhaften Anordnungen beschränkt ist. Dementsprechend ist diese Beschreibung als nur veranschaulichend auszulegen und dient nur dem Zweck, dem Fachmann zu lehren, wie er die Erfindung ausführen kann. Es ist zu verstehen, dass hierin gezeigte und beschriebene Formen der Erfindung als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu verstehen sind. An den Implementierungen und Architekturen können unterschiedliche Änderungen vorgenommen werden. Beispielsweise können äquivalente Elemente für jene hier dargestellten und beschriebenen substituiert werden, und gewisse Merkmale der Erfindung können unabhängig von der Verwendung anderer Merkmale verwendet werden, wie es für den Fachmann nach der Lektüre dieser Beschreibung der Erfindung offensichtlich ist.
