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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Kanalwechsel, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung eines frequenzmodulierten Signals und zum Ausführen eines automatischen Kanalwechsels zu einer gewünschten Zeit.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Viele elektronischen Verbrauchergeräte, wie MP3-Spieler, tragbare Multimedia-Spieler und mobile Kommunikationsgeräte werden als tragbare Audiogeräte zur Unterhaltung verwendet.
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Audioinhalte der tragbaren Audiogeräte können mittels einer Kabelverbindung oder einer kabellosen Verbindung auf einem Frequenzmodulationsradio (FM) gespielt werden. Wenn die Audioinhalte auf dem FM-Radio mittels der drahtlosen Verbindung gespielt werden, werden die Audioinhalte durch einen FM-Sender in FM-Signale moduliert und daraufhin zum Abspielen an das FM-Radio übertragen. Das FM-Radio ist auf eine bestimmte Trägerfrequenz eingestellt, die aus einer oder mehrerer verfügbarer Frequenzen zum Empfangen der FM-Signale ausgewählt wird. Zum Beispiel, kann ein Nutzer beim Autofahren mittels eines im Auto verbauten FM-Radios die gewünschten Audioinhalten anhören, solange das verbaute FM-Radio auf die bestimmte Frequenz eingestellt ist, auf der das FM-Signal übertragen wird.
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Andererseits muss der Nutzer, falls dieser den FM-Sender dazu verwenden möchte, die Audioinhalte an ein benachbartes FM-Radio zu senden, eine verfügbare Frequenz als Übertragungsfrequenz auswählen. Im Allgemeinen muss der Nutzer manuell nach einer verfügbaren Frequenz suchen und, wenn die Frequenz gefunden ist, stellt der Nutzer zum Übertragen der FM-Signale mittels der verfügbaren Frequenz den FM-Sender manuell auf die verfügbare Frequenz ein.
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Der oben genannte Vorgang ist jedoch unpraktikabel, wenn dieser bei Fahrzeugunterhaltungselektronik angewendet wird, insbesondere wenn ein Fahrzeug durch eine großstädtische Gegend gefahren wird, in der das FM Spektrum überfüllt ist, oder wenn man auf einer Langstreckenreise fährt. Dieses ist dadurch begründet, dass eine in einer Gegend verfügbare Frequenz in einer anderen Gegend nicht verfügbar ist. Falls dies eintritt, muss die zur Übertragung ausgewählte verfügbare Frequenz geändert werden, um Interferenzen durch andere FM-Stationen zu vermeiden. Dadurch muss ein Autofahrer möglicherweise den oben genannten Vorgang widerholt durchführen, und zwar jedes Mal, wenn das empfangene Signal gestört ist. Offensichtlich ist dies sehr unangenehm und kann die Sicherheit während des Autofahrens gefährden.
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Eine Vielzahl an Vorrichtungen und/oder Verfahren werden angeboten, um selbstgetriebene Kanalwechsel zu erreichen, so dass keine Notwendigkeit mehr besteht, manuell nach einer verfügbaren Frequenz zu suchen und diese einzustellen.
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Beispielsweise ist aus der
DE 10 2011 000 289 A1 ein Gerät und Verfahren zum automatischen Erneuern einer drahtlosen Verbindung bekannt, das für den Fall, dass eine ursprüngliche Verbindung zwischen dem Gerät und einem FM-Radioempfänger durch andere Signalquellen gestört ist, ein empfangenes Audiosignal moduliert und über eine ausgewählte Frequenz an den Radioempfänger übermittelt und daraufhin ein FM-Spektrum nach einer alternativen Frequenz absucht und dem Radioempfänger auf die alternative Frequenz abstimmt, falls das auf der urprünglichen Frequenz empfangene Signal eine Signalqualitätsanforderung nicht erfüllt.
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In einem weiteren Beispiel sucht, wie in der internationalen Patentveröffentlichung
WO 2008/050170 offengelegt ist, eine Vorrichtung eine Vielzahl von verfügbaren Frequenzen, die mindestens eine erste Frequenz und eine zweite Frequenz beinhaltet, ab. Die Vorrichtung überträgt Daten mittels eines FM-Senders auf der ersten Frequenz beinhaltend einen Hinweis auf die zweite Frequenz. Ein Radiogerät, das RDS (Radio Daten System) kompatibel ist, kann die Daten auf der ersten Frequenz empfangen, wenn der Fahrer das Gerät auf die erste Frequenz einstellt. Das Gerät überträgt weiter simultan Daten über einen weiteren FM-Sender auf der zweiten Frequenz. Das Gerät muss dabei bestimmen, wann die Übertragung der Daten auf der ersten Frequenz gestoppt werden muss, um einen Frequenzsprung einzuleiten. Gemäß dem Hinweis auf die zweite Frequenz kann das Radiogerät möglicherweise automatisch auf die zweite Frequenz springen, sobald das auf der ersten Frequenz empfangene Signal Interferenz ausgesetzt ist oder der Frequenzsprung benötigt wird. Das Gerät sucht zusätzlich nach einer nächsten verfügbaren Frequenz als neue erste Frequenz. Findet das Gerät eine neue erste Frequenz, überträgt das Gerät synchron Daten auf der neuen ersten Frequenz und der zweiten Frequenz. Somit kann die Übertragungsfrequenz der Daten automatisch und widerholt gewechselt werden, um Interferenzen zu vermeiden. Der Frequenzsprung des Geräts wird durch ein Schema ähnlich dem „Frequenzhüpfen” gesteuert oder durch ein wiederholtes Detektieren von Interferenz der gegenwärtigen Übertragung. Ersteres wird in einem häufigen Frequenzsprung resultieren und kann das Risiko erhöhen, dass das Radiogerät dem Frequenzsprung nicht wie erwartet folgen kann, während Letzteres in der Tat durch das periodische Abschalten der FM-Sender einer nach dem anderen erreicht wird, um Messungen auf der ersten und zweiten Frequenz durchzuführen. Dieses kann zu einem kurzen hörbaren Geräusch führen, wenn die FM-Übertragung ausgeschaltet und dann abrupt angeschaltet wird, und es kann recht störend sein, wenn beim Anhören von Audioinhalten ein solches Geräusch wiederholt auftritt. Daher ist es wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Erreichen eines nahtlosen Wechsels von Radioübertragung zwischen der Vorrichtung und einem Radiogerät bereitzustellen, wenn die gegenwärtige Übertragung von Interferenz betroffen ist, wobei die Detektion der Interferenz der gegenwärtigen Übertragungsfrequenz ohne Unterbrechung der gegenwärtigen Übertragung durchgeführt werden kann, so dass kein hörbares Geräusch resultiert, wenn die Detektion der Interferenz stattfindet.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Kanalwechsel bereitzustellen. Das Verfahren und die Vorrichtung können Interferenz ohne Störung der gegenwärtigen Übertragung detektieren und nahtlos die Übertragungsfrequenz wechseln.
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Um die vorangehenden Ziele zu erreichen, wird das Verfahren einer automatischen Kanalwechselvorrichtung, die mit einem Radiogerät kommuniziert, durch die automatische Kanalwechselvorrichtung durchgeführt und umfasst die folgenden Schritte:
Empfangen eines Audiosignals durch die automatische Kanalwechselvorrichtung, wobei das Audiosignal zusätzlich ein Programmidentifikationscode (PI) beinhaltet und auf einer ersten Frequenz moduliert ist, um ein erstes Signal zu bilden;
Übertragen des ersten Signals von der automatischen Kanalwechselvorrichtung an das Radiogerät;
Bestimmen eines Anfangszustands der primären Frequenz durch die automatische Kanalwechselvorrichtung, wobei der Anfangszustand ein Anfangshintergrundrauschen und eine Anfangssignalqualität des ersten Signals beinhaltet;
Abfragen eines Frequenzmodulationsspektrums (FM) durch die automatische Kanalwechselvorrichtung, um eine alternative Frequenz (AF) auszuwählen;
Erzeugen eines AF-Hinweises der AF basierend auf einem Kommunikationsprotokoll eines Radiodatensystems (RDS);
Übertragen des AF-Hinweises auf der primären Frequenz von der automatischen Kanalwechselvorrichtung an das Radiogerät;
Übertragen eines zweiten Signals von der automatischen Kanalwechselvorrichtung an das Radiogerät, wobei das zweite Signal durch das Modulieren des Audiosignals, das den PI-Code beinhaltet, auf die AF erzeugt wird;
Bestimmen eines gegenwärtigen Zustands der primären Frequenz durch die automatische Kanalwechselvorrichtung, wobei der gegenwärtige Zustand ein gegenwärtiges Hintergrundrauschen und eine gegenwärtige Signalqualität des ersten Signals umfasst;
Vergleichen des Anfangszustands mit dem gegenwärtigen Zustand, um festzustellen ob die primäre Frequenz für die Übertragung geeignet ist; und
Erzeugen eines obligatorischen Sprungsignals zur Unterbrechung der Übertragung des ersten Signals auf der primären Frequenz, wenn die primäre Frequenz als für die Übertagung nicht geeignet festgestellt wird.
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Darüber hinaus kann zum Erreichen der vorangegangenen Ziele die automatische Kanalwechselvorrichtung mit einem Radiogerät kommunizieren und einen FM Empfänger, einen ersten FM-Sender, einen zweiten FM-Sender und einen Prozessor umfassen. Der Prozessor ist elektronisch mit dem FM-Empfänger, dem ersten FM-Sender und dem zweiten FM-Sender verbunden.
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Der erste FM-Sender empfängt ein Audiosignal und sendet ein erstes Signal. Das Audiosignal umfasst einen PI-Code und ist auf einer primären Frequenz moduliert, um ein erstes Signal zu bilden.
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Der Prozessor konfiguriert den FM-Empfänger, einen Anfangszustand der primären Frequenz zu ermitteln, nachdem der erste FM-Sender anfängt, das erste Signal auf der primären Frequenz zu senden. Der Anfangszustand umfasst ein Anfangshintergrundrauschen und eine Anfangssignalqualität des ersten Signals.
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Der Prozessor konfiguriert zusätzlich den FM-Empfänger, das FM-Spektrum abzusuchen, um eine verfügbare Frequenz als eine AF auszuwählen. Der Prozessor erzeugt weiter den AF-Hinweis der AF basierend auf dem Kommunikationsprotokoll des RDS und der erste FM-Sender sendet den AF-Hinweis auf der primären Frequenz an das Radiogerät.
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Der Prozessor konfiguriert zusätzlich den FM-Empfänger, einen gegenwärtigen Zustand der primären Frequenz zu ermitteln, ohne die Übertragung des ersten Signals auf der primären Frequenz zu unterbrechen. Der gegenwärtige Zustand beinhaltet ein gegenwärtiges Hintergrundrauschen und eine gegenwärtige Signalqualität des ersten Signals.
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Der Prozessor vergleicht den Anfangszustand mit dem gegenwärtigen Zustand, um zu bestimmen, ob die primäre Frequenz zur Übertragung geeignet ist.
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Der Prozessor konfiguriert den zweiten FM-Sender, ein zweites Signal zu senden, wobei das zweite Signal durch Modulation des Audiosignals, das den PI-Code umfasst, auf die AF erzeugt wird.
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Der Prozessor erzeugt zusätzlich ein obligatorisches Sprungsignal, um die Übertragung des ersten Signals auf der primären Frequenz zu unterbrechen, wenn die primäre Frequenz als für die Übertragung nicht geeignet eingestuft wird.
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Das Verfahren und die Vorrichtung können nahtlos Übertragungen zwischen der Vorrichtung und dem Radiogerät wechseln und eine Übertragungsfrequenz ändern, wenn die primäre Frequenz für die Übertragung nicht geeignet ist.
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Weitere Ziele, Vorteile und neue Eigenschaften der Erfindung werden anhand der folgenden, detaillierten Beschreibung unter Berücksichtigung der beiliegenden Zeichnungen deutlicher werden.
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ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, das bei einem Fahrzeug adaptiert ist und drahtlos mit einem Radiogerät verbunden ist;
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2 ist ein Blockdiagramm des Ausführungsbeispiels aus 1;
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3 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels aus 1;
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4A und 4B zeigen ein Flussdiagramm eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
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5 ist ein Flussdiagramm zur Bestimmung eines Hintergrundrauschens;
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6 ist ein Flussdiagramm zur Bestimmung einer Anfangssignalqualität;
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7 ist ein Flussdiagramm zur Bestimmung eines bestimmten Leistungsniveaus; und
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8 ist ein Flussdiagramm zur Bestimmung, ob eine Frequenz, die zur Übertragung eines Signals verwendet wird, für die Übertragung geeignet ist.
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Mit Bezug auf 1 liefert die vorliegende Erfindung eine automatische Kanalwechselvorrichtung 10. In einem Ausführungsbeispiel der automatischen Kanalwechselvorrichtung 10 ist die automatische Kanalwechselvorrichtung 10 an ein Fahrzeug angepasst und drahtlos mit einem Radiogerät 20 verbunden. Die automatische Kanalwechselvorrichtung 10 umfasst eine erste Antenne 11 und eine zweite Antenne 12 zur Übertragung von Signalen an das Radiogerät 20 und eine Empfangsantenne 13 zum Abfragen des Frequenzmodulationsspektrums (FM), um nach verfügbaren Frequenzen zu suchen und um die Signalqualitäten der verfügbaren Frequenzen zu überwachen. Das Radiogerät 20 ist ein Radiodatensystem (RDS) geeigneter Radioempfänger. Somit kann das Radiogerät 20 mittels einer Radioantenne 21 RDS Datenströme empfangen und dekodieren.
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Mit Bezug auf 2 umfasst die Vorrichtung 10 weiter einen ersten FM-Sender 14, einen zweiten FM-Sender 15, einen FM Empfänger 16, einen Prozessor 17 und eine Speichereinheit 18. Die erste Antenne 11 ist elektronisch mit dem ersten FM-Sender 14 verbunden, die zweite Antenne 12 ist elektronisch mit dem zweiten FM-Sender 15 verbunden und die Empfangsantenne 13 ist elektronisch mit dem FM Empfänger 16 verbunden. Die automatische Kanalwechselvorrichtung 10 ist weiter elektronisch mit einem Multimediaspieler (in der Zeichnung nicht dargestellt) wie einem MP3-Spieler oder einem tragbaren Multimediagerät zum Empfangen eines Audiosignals vom Multimediaspieler verbunden.
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Der erste FM-Sender 14 empfängt das Audiosignal, integriert einen Programmidentifikationscode (PI) in das Audiosignal, moduliert das integrierte Audiosignal auf einer primären Frequenz, um ein erstes Signal zu bilden, und sendet das erste Signal mittels der ersten Antennen 11 an das Radiogerät 20. Der PI-Code ist ein Merkmal des RDS Standards. Daraufhin wird das Radiogerät 20 auf die primäre Frequenz abgestimmt, um das erste Signal zu empfangen, demoduliert das erste Signal zum Audiosignal und spielt das Audiosignal ab. Somit kann der Fahrer des Fahrzeugs 1 dem Audiosignal über das Radiogerät 20 zuhören.
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Der zweite FM-Sender 15 empfängt das Audiosignal, integriert einen PI-Code in das Audiosignal und moduliert das integrierte Audiosignal auf einer alternative Frequenz (AF), um ein zweites Signal zu bilden. Der PI-Code des ersten Signals und der PI-Code des zweiten Signals sind identisch.
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Der FM Empfänger 16 misst Signalstärken einer Vielzahl von Frequenzen im FM Spektrum. Der Prozessor 17 wählt die minimale Signalstärke der gemessenen Signalstärken aus und speichert die minimale Signalstärke, die als Hintergrundrauschen des FM Spektrums gedeutet wird, als ein Anfangshintergrundrauschen in der Speichereinheit 18. In dem Ausführungsbeispiel misst der FM Empfänger 16 die Signalstärken einer Vielzahl von Frequenzen. Die Frequenzen mögen im niederen Band oder dem höheren Band des FM Spektrums (z. B. von 87.5 MHz bis 88.5 MHz oder von 107 MHz bis 108 MHz) oder in einem Band nahe dem FM Spektrum (z. B. von 85 MHz bis 86 MHz oder von 108 MHz bis 109 MHz) liegen. Die Wahl eines bevorzugten Bands hängt davon ab, welches Band am geringsten belegt ist, und kann Länder abhängig sein. Der erste FM-Sender 14 überträgt das erste Signal auf der primären Frequenz mit einem bestimmten Übertragungsleistungsniveau, welches niedriger ist als seine reguläre Übertragungsleistung. Das bestimmte Leistungsniveau ist vorbestimmt durch die Konfiguration des ersten FM-Senders 14, ein erstes Testsignal auf einer Übertragungsfrequenz mit der regulären Übertragungsleistung des ersten Signals auszusenden, und der Konfiguration des zweiten FM-Senders 15 der Vorrichtung 10, ein zweites Testsignal auf derselben Übertragungsfrequenz mit einer sehr viel niedrigeren Übertragungsleistung als der regulären Übertragungsleistung des ersten Signals auszusenden. Der zweite FM-Sender 15 ist weiter konfiguriert, die Übertragungsleistung des zweiten Testsignals schrittweise zu steigern, bis eine hörbare Interferenz entsteht, das bestimmte Übertragungsleistungsniveau ist dann bestimmt, sprich dieses finale Übertragungsleistungsniveau des zweiten FM-Senders 15 ist als das bestimmte Übertragungsleistungsniveau ausgewählt.
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Wenn der erste FM-Sender 14 das erste Signal mit dem bestimmten Übertragungsleistungsniveau überträgt, passt der FM Empfänger 16 die primäre Frequenz an und misst die Signalqualität (z. B. Signal-zu-Rausch-Abstand; SNR) des ersten Signals über eine vordefinierte Zeitspanne. Der Prozessor 17 mittelt über die Ablesungen der Signalqualität und speichert die gemittelten Ablesungen als eine Anfangssignalqualität des ersten Signals in der Speichereinheit 18. Nachdem die Anfangssignalqualität des ersten Signals aufgenommen ist, stellt der erste FM-Sender 14 die Übertragungsleistung des ersten Signals auf die ursprüngliche Übertragungsleistung wieder her.
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Der Prozessor 17 bestimmt einen Anfangszustand der primären Frequenz. Der Anfangszustand beinhaltet das Anfangshintergrundrauschen und die Anfangssignalqualität des ersten Signals.
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Der FM Empfänger 16 tastet das FM Spektrum ab, um unter den verfügbaren Frequenzen nach einer AF zu suchen. Eine bestimmte Frequenz kann als verfügbar betrachtet werden, wenn die Signalstärke (z. B. Empfangssignalstärkenhinweis; RSSI) gleich einem oder geringer als ein vordefinierter Grenzwert ist.
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Der Prozessor 17 erzeugt einen AF-Hinweis der AF basierend auf dem RDS, wobei der AF-Hinweis eine Eigenschaft des RDS Standards ist und zum spezifizieren einer AF Liste verwendet wird. Der erste FM-Sender 14 sendet den AF-Hinweis integriert im ersten Signal auf der primären Frequenz.
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Der Prozessor 17 bestimmt, ob die primäre Frequenz durch andere Signalquellen gestört ist. Wie oben erwähnt, um hörbare Geräusche zu umgehen, die durch das Ein- und Ausschalten des ersten FM-Senders 14 entstehen, muss die automatische Kanalwechselvorrichtung 10 die Signalqualität der primären Frequenz bestimmen ohne die Übertragung des ersten Signals auf der primären Frequenz zu stören.
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Gemäß der Tatsache, dass verschiedene Faktoren die Signalqualität verschlechtern können, ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Situation zu identifizieren, in der das gewünschte Signal durch andere Übertragungssender gestört wird, und die Situationen zu ignorieren, in denen Störung der Signalqualität durch ein kurzzeitiges Durchbruchsgeräusch oder einem Anstieg von Hintergrundweißrauschen aufgrund von Umgebungsänderung verursacht wird. In diesem Fall ist ein festes Entscheidungskriterium für die Signalqualitätsuntersuchung nicht in der Lage, dieses Ziel zu erreichen, stattdessen muss ein Entscheidungskriterium adaptive mit Bezug auf den Kanalzustand oder das Hintergrundrauschen eingestellt werden, so dass die Änderung des Kanalzustand berücksichtigt werden kann.
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Zu diesem Zweck ist es wünschenswert das Entscheidungskriterium adaptiv mit Bezug auf die Information entsprechend dem Hintergrundrauschen über eine Beobachtungszeitspanne vor der Zeit der Signalqualitätsuntersuchung zu entwickeln.
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Speziell misst der FM Empfänger 16 einen gegenwärtigen Zustand der primären Frequenz, wenn der erste FM-Sender 14 das erste Signal auf der primären Frequenz überträgt. Der gegenwärtige Zustand beinhaltet ein gegenwärtiges Hintergrundrauschen und eine gegenwärtige Signalqualität des ersten Signals. Der Prozessor 17 speichert den gegenwärtigen Zustand in der Speichereinheit 18. In dem Ausführungsbeispiel misst der FM Empfänger 16 die Signalstärken einer Vielzahl von Frequenzen im FM Spektrum. Die Frequenzen befinden sich im unteren Band oder im oberen Band des FM Spektrums, welches zum Bestimmen des Anfangshintergrundrauschens ausgewählt wird. Der Prozessor 17 wählt die minimale Signalstärke aus den gemessenen Signalstärken als das gegenwärtige Hintergrundrauschen aus. Der FM Empfänger 16 passt sich weiter an die primäre Frequenz an und misst die Signalqualität als die gegenwärtige Signalqualität des ersten Signals.
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Der Anfangszustand und der gegenwärtige Zustand werden dazu verwendet, ein Entscheidungskriterium zu erstellen, welches der Signalqualitätsgrenzwert ist, jedes Mal wenn ein Entscheidungsprozess ausgeführt wird.
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Der Prozessor 17 bestimmt zunächst die Grenzwertverschiebung THoffset des ersten Signals. Die Grenzwertverschiebung THoffset kann durch eine Funktion berechnet werden, zum Beispiel THoffset = F(RSSIinitial – RSSIpresent). Wobei RSSIinitial das Anfangshintergrundrauschen repräsentiert und RSSIpresent das gegenwärtige Hintergrundrauschen repräsentiert. Die Funktion F transformiert die Differenz zwischen RSSIinitial und RSSIpresent in die Grenzwertverschiebung THoffset. Die Funktion F kann Geräteabhängig sein, aufgrund der Tatsache, dass das Lesen des Anfangszustands und des gegenwärtigen Zustands stark von dem Hardwareschaltkreis der automatischen Kanalwechselvorrichtung 10 und der Antenne des FM Empfängers 16 abhängig sind. In dem Ausführungsbeispiel kann die Funktion F durch Experimente bestimmt und mittels einer Wertetabelle implementiert werden. Die Wertetabelle kann in der Speichereinheit 18 gespeichert sein und die Grenzwertverschiebung und Unterschiede zwischen dem Anfangshintergrundrauschen und dem gegenwärtigen Hintergrundrauschen beinhalten.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Funktion F angenähert werden, so dass THoffset durch Δ = RSSIinitial – RSSIpresent wie folgt berechnet wird:
Formel fehlt noch
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Wobei TH1, Th2, TH3, d1, d2, d3 und d4 Konstanten sind und durch Experimente vorbestimmt sein können.
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Der Prozessor 17 bestimmt daraufhin einen Signalqualitätsgrenzwert des ersten Signals durch Hinzufügen des Grenzwertverschiebung THoffset zu der Anfangssignalqualität. Der Prozessor 17 benutzt den Signalqualitätsgrenzwert, um zu bestimmen, ob die primäre Frequenz geeignet für die Verwendung als Übertragungsfrequenz ist.
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In dem Ausführungsbeispiel wird die gemessene Signalqualität wiederholt mit dem Signalqualitätsgrenzwert verglichen und die Vergleichsresultate werden in einem FIFO (first-in-first-out) Puffer gespeichert, der sich in der Speichereinheit 18 befindet. In dem Ausführungsbeispiel kann jedes der Vergleichsresultate einen logischen Wert von „1” oder „0” haben, wobei „1” repräsentiert, dass die gemessene Signalqualität unterhalb des Signalqualitätsgrenzwerts ist und als schlechte Signalqualität beurteilt wird. Von daher repräsentiert die Nummer „1” im FIFO Puffer die Nummer eines Auftretens einer schlechten Signalqualität über einen Beobachtungszeitraum bis zum Zeitpunkt der Beurteilung. Wenn die Nummer „1” einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird die primäre Frequenz als nicht geeignet für die Übertragung eingestuft. Ansonsten wird die primäre Frequenz als geeignet eingestuft.
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In dem Ausführungsbeispiel vergleicht der Prozessor 17 den Anfangszustand mit dem gegenwärtigen Zustand, um zu bestimmen, ob die primäre Frequenz zur Übertragung geeignet ist, falls die primäre Frequenz als nicht geeignet beurteilt wird, überträgt der zweite FM-Sender 15 das zweite Signal auf der AF.
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Wenn die primäre Frequenz als für die Übertragung nicht geeignet befunden wird, erzeugt der Prozessor 17 ein obligatorisches Sprungsignal an den ersten FM-Sender 14, um die Übertragung des ersten Signals auf der primären Frequenz zu stoppen. In dem Ausführungsbeispiel wird das obligatorische Sprungsignal dazu verwendet, den PI-Code des ersten Signals zu ändern oder das erste Signal ohne PI-Code zu übertragen. Der erste FM-Sender 14 reduziert dann schrittweise die Übertragungsleistung des ersten Signals bis diese ausreichend weit unterhalb der Übertragungsleistung des zweiten Signals ist, so dass die Signalqualität des ersten Signals weiter verschlechtert und die Signalqualität des zweiten Signals ausreichend besser als die Signalqualität des ersten Signals ist. Somit wird das Radiogerät 20 gezwungen, eine AF-Sprunghandlung durchzuführen und automatisch auf die AF zu springen.
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Nach einer vorbestimmten Zeitdauer, die lang genug sein kann, um sicher zu stellen, dass sich das Radiogerät 20 auf die AF eingestellt hat, zwingt das obligatorische Sprungsignal den ersten FM-Sender 14, die Übertragung des ersten Signals einzustellen. In dem Ausführungsbeispiel kann der erste FM-Sender 14 die Übertragungsfrequenz ändern und das erste Signal auf der AF übertragen und der zweite FM-Sender 15 kann daraufhin abgeschaltet werden. Die AF wird dann als neue primäre Frequenz eingestuft. Die automatische Kanalwechselvorrichtung 10 wird das FM Spektrum abtasten, um nach einer nächsten als neue AF verfügbaren Frequenz zu suchen. In einem anderen Ausführungsbeispiel könne die Rollen des ersten FM-Senders 14 und des zweiten FM-Senders 15 vertauscht sein und der erste FM-Sender 14 ist gesperrt und wird verwendet, ein alternatives Signal zu übertragen. Das alternative Signal wird verwendet, das ursprüngliche Übertragungssignal zu ersetzen, wenn das ursprüngliche Signal von Interferenz bedroht ist.
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Die AF muss wiederholt oder periodisch untersucht werden, um sicherzustellen, dass die AF ständig geeignet ist, als Übertragungsfrequenz verwendet zu werden. Da in dem Ausführungsbeispiel die automatische Kanalwechselvorrichtung 10 das zweite Signal auf der AF nicht überträgt bis die primäre Frequenz als nicht geeignet für die Übertragung eingestuft ist, kann ein einfacherer Prozess verwendet werden, um die Eignung für die Übertragung auf der AF zu bestimmen. Die AF kann nämlich durch Messen der Signalstärke der AF untersucht werden. Ist die gemessene Signalstärke niedriger als ein vorbestimmter Grenzwert, wird die AF als verfügbar und für die Übertragung geeignet eingestuft, ansonsten wird die AF als nicht geeignet für die Übertragung eingestuft.
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Falls die AF als für die Übertragung ungeeignet eingestuft wird, tastet der FM Empfänger 16 das FM Spektrum nach eine weiteren als neue AF verfügbaren Frequenz ab. Daraufhin werden die oben benannten Operationen in Bezug auf die AF aufs Neue durchgeführt.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der zweite FM-Sender 15 das zweite Signal auf der AF übertragen nachdem der AF-Hinweis übertragen worden ist. Dies sorgt für eine viel längere Koexistenz des ersten Signals und des zweiten Signals, so dass ein erfolgreicher Kanalwechsel durch das Radiogerät 20 gewährleistet wird. In diesem Fall, um zu gewährleisten, dass die Übertragung des zweiten Signals nicht durch die Bestimmung der Eignung des Gebrauchs der AF zur Übertragung, ähnlich der Operation, die zur Bestimmung der Eignung zur Übertragung auf der primären Frequenz ausgeführt wird, wobei der Anfangszustand und der gegenwärtige Zustand der AF als Referenz genutzt werden müssen, wenn die Signalqualität des zweiten Signals untersucht wird. Zu diesem Zweck wird der Anfangszustand der AF umgehend bestimmt, nachdem das zweite Signal übertragen wird. Daraufhin wird der gegenwärtige Zustand der AF wiederholt oder periodisch ermittelt und zum Vergleich mit dem Anfangszustand verwendet, um zu bestimmen, ob die AF für die Übertragung geeignet ist.
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Folglich wird automatisch eine neue drahtlose Verbindung etabliert und der Empfang des Audiosignals durch das Radiogerät 20 würde nicht unterbrochen werden, wenn der Kanalwechsel stattfindet.
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In Bezug auf 3 kann die Vorrichtung 10 eines anderen Ausführungsbeispiels zusätzlich einen Verbinder 19 umfassen, der elektronisch mit dem ersten FM-Sender 14 und dem zweiten FM-Sender 15 verbunden ist und eine Antenne 191 umfasst. Der erste FM-Sender 14 und der zweite FM-Sender 15 teilen sich für das Versenden von Signalen die Antenne 191 mittels des Verbinders 19. Der restliche Teil dieses Ausführungsbeispiels ist vergleichbar mit dem in 2.
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In Bezug auf 4A und 4b umfasst die vorliegende Erfindung zusätzlich ein Verfahren zum automatischen Kanalwechsel für die mit dem Radiogerät 20 kommunizierende automatische Kanalwechselvorrichtung 10. Das Verfahren kann durch die automatische Kanalwechselvorrichtung 10 durchgeführt werden, hinsichtlich Software/Firmware zur Durchführung durch einen geeigneten Prozessor, hinsichtlich Hardware zur Durchführung durch einen geeigneten Schaltkreis oder eine Kombination von beidem hinsichtlich Software/Firmware und Hardware.
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Das Verfahren in 4A und 4B umfasst die folgenden Schritte:
Empfangen eines Audiosignals, um ein erstes Signal zu erzeugen (S401);
Übertragen des ersten Signals auf der primären Frequenz von der automatischen Kanalwechselvorrichtung an das Radiogerät, wobei das erste Signal durch Modulation des empfangenen Audiosignals erzeugt wird (S402);
Bestimmen eines Anfangszustands der primären Frequenz, wobei der Anfangszustand ein Anfangshintergrundrauschen und eine Anfangssignalqualität des auf der primären Frequenz übertragenen ersten Signals umfasst (S403);
Abtasten des FM Spektrums zur Auswahl einer AF (S404);
Erzeugen eines AF-Hinweises der AF basierend auf dem RDS Befehl, und Übersenden des AF-Hinweises auf der primären Frequenz von der automatischen Kanalwechselvorrichtung an das Radiogerät (405);
Übertragen eines zweiten Signals auf der AF von der automatischen Kanalwechselvorrichtung an das Radiogerät, Bestimmen eines gegenwärtigen Zustands der primären Frequenz und Vergleichen des Anfangszustands der primären Frequenz mit dem gegenwärtigen Zustand der primären Frequenz, um zu bestimmen, ob die primäre Frequenz geeignet ist, als Übertragungsfrequenz verwendet zu werden, wobei der gegenwärtige Zustand der primären Frequenz ein gegenwärtiges Hintergrundrauschen und eine gegenwärtige Signalqualität des auf der primären Frequenz übertragenen ersten Signals umfasst, und das zweite Signal wird erzeugt durch die Modulation des empfangenen Audiosignals (S406);
Ermitteln der Signalstärke der AF, um zu bestimmen, ob die AF für die Übertragung geeignet ist (S407), wenn die primäre Frequenz als geeignet für die Übertragung eingestuft wird, Wiederholen des Schritts (S404) zur Auswahl einer neuen AF, ansonsten Wiederholen des Schritts (S406), falls die AF nicht für die Übertragung geeignet ist; und
Erzeugen eines obligatorischen Sprungsignals zur Unterbrechung der Übertragung des ersten Signals auf der primären Frequenz (S408).
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In dem oben benannten Verfahren kann der Schritt des Übertragens des zweiten Signals auf der AF durchgeführt werden, nachdem die primäre Frequenz als für die Verwendung als Übertragungsfrequenz nicht geeignet eingestuft worden ist. Alternativ kann das zweite Signal auf der AF übertragen werden, nachdem der AF-Hinweis auf der primären Frequenz übertragen worden ist, dies kann für eine längere Koexistenz des ersten Signals und des zweiten Signals sorgen. Mit Bezug auf 4A und 4B, nach dem Schritt des Übertragens des AF-Hinweises auf der primären Frequenz (S405) folgen die Schritte, des Übertragens eines zweiten Signals auf der AF und des Ermittelns eines Anfangszustands der AF (S406) und dann des Ermittelns, ob die primäre Frequenz für die Übertragung geeignet ist, wobei der Anfangszustand der AF ein Anfangshintergrundrauschen und eine Anfangssignalqualität des zweiten Signals auf der AF umfasst. Wenn die primäre Frequenz für die Übertragung geeignet ist, wird der Anfangszustand der AF zum Vergleich mit einem gegenwärtigen Zustand der AF verwendet, um zu bestimmen, ob die AF für die Übertragung geeignet ist (S407), wobei der gegenwärtige Zustand der AF ein gegenwärtiges Hintergrundrauschen und eine gegenwärtige Signalqualität des auf der AF übertragenen zweiten Signals umfasst.
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Mit Bezug auf 5 werden das Anfangshintergrundrauschen und das gegenwärtige Hintergrundrauschen anhand der folgenden Schritte bestimmt:
Messen der Signalstärken einer Vielzahl von Frequenzen des FM Spektrums (S501);
Auswählen der minimalen Signalstärke aus den gemessenen Signalstärken (S502); und
Speichern der minimalen Signalstärke als das Anfangshintergrundrauschen oder das gegenwärtige Hintergrundrauschen in der Speichereinheit 18 der automatischen Kanalwechselvorrichtung 10 (S503).
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Mit Bezug auf 6 wird die Anfangssignalqualität des auf einer Übertragungsfrequenz übertragenen Radiosignals anhand der folgenden Schritte bestimmt:
Reduzieren einer Übertragungsleistung des Radiosignals auf ein bestimmtes Leistungsniveau (S601);
Messen der Signalqualitäten des Radiosignals über eine vorbestimmte Zeitspanne (S602);
Mitteln von Ablesungen der Signalqualitäten (S603);
Speichern der gemittelten Ablesung als die Anfangssignalqualität des Radiosignals in der Speichereinheit 18 (S604); Wiederherstellen der Übertragungsleistung des Radiosignals (S605).
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Mit Bezug auf 7 wird das bestimmte Leistungsniveau des ersten Signals vorbestimmt anhand der folgenden Schritte:
Übertragen eines ersten Testsignals auf einer Übertragungsfrequenz von der automatischen Kanalwechselvorrichtung 10 mit der regulären Übertragungsleistung des ersten Signals (S701);
Übertragen eines zweiten Testsignals auf der Übertragungsfrequenz von der automatischen Kanalwechselvorrichtung 10 mit einer Übertragungsleistung niedriger als der regulären Übertragungsleistung des ersten Signals (S702);
Erhöhen der Übertragungsleistung des zweiten Testsignals schrittweise bis eine hörbare Interferenz auf besagter Übertragungsfrequenz ermittelt wird oberhalb der Übertragungsfrequenz (S703); und
Speichern der Übertragungsleistung des zweiten Testsignals als das bestimmte Leistungsniveau, wenn die hörbare Interferenz ermittelt wird (S704).
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Mit Bezug auf 8 so wird die Frage, ob die primäre Frequenz geeignet ist, um als eine Übertragungsfrequenz verwendet zu werden, anhand der folgenden Schritte bestimmt:
Bestimmen eine Grenzwertverschiebung des ersten Signals gemäß dem Anfangshintergrundrauschen und dem gegenwärtigen Hintergrundrauschen (S801);
Hinzufügen der Grenzwertverschiebung zu der Anfangssignalqualität des ersten Signals, um einen Signalqualitätsgrenzwert des ersten Signals zu erhalten (S802);
Vergleichen der gegenwärtigen Signalqualität mit dem Signalqualitätsgrenzwert und Bestimmen, dass die gegenwärtige Signalqualität des ersten Signals eine schlechte Signalqualität ist, falls die gegenwärtige Signalqualität des ersten Signals niedriger ist als der Signalqualitätsgrenzwert des ersten Signals (S803);
Wiederholtes Durchführen von Schritt (S803) innerhalb eines Beobachtungszeitraums und Speichern der Vergleichsresultate in einem innerhalb der Speichereinheit 18 der automatischen Kanalwechselvorrichtung 10 angeordneten first-in-first-out (FIFO) Puffer (S804);
Zählen der Anzahl an schlechten Signalqualitäten, die in dem FIFO Puffer gespeichert sind, und Vergleichen mit einem vorbestimmten Grenzwert (S805);
Wenn die Anzahl an schlechten Signalqualitäten, die in dem FIFO Puffer gespeichert sind, geringer als der oder gleich dem vorbestimmten Grenzwert ist, wird die primäre Frequenz als geeignet beurteilt, um für die Übertragung des ersten Signals verwendet zu werden (S806); und
Wenn die Anzahl an schlechten Signalqualitäten, die in dem FIFO Puffer gespeichert sind, den vorbestimmten Grenzwert übertrifft, wird die primäre Frequenz als nicht geeignet eingestuft, um für die Übertragung des ersten Signals verwendet zu werden (S807).
