DE3725487A1 - Verfahren zum empfangsseitigen auswerten einer innerhalb eines rundfunksignals uebertragenen digitalen information - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 34 32 848 bekannt.

Aus der DE-PS 34 32 848 ist es bekannt, innerhalb eines UKW-FM-Rundfunksignals einen 57 kHz-Hilfs­ träger zu übertragen, auf welchem zusätzlich zu einem ARI-Signal oder ausschließlich ein Datensignal in 2-PSK-Modulation aufmoduliert ist. Dieses RDS- Datensignal umfaßt unter anderem eine sogenannte Programme-Identification-Information (PI-Code) sowie eine Alternative-Frequency-Information(AF-Code), wobei mit Hilfe des AF-Code unmittelbar und mit Hilfe des PI-Code mittelbar diejenigen alternativen Sendefrequenzen feststellbar sind, auf welchen das Programmsignal der momentanen Empfangsfrequenz eben­ falls empfangbar ist. Die empfangsseitige Auswertung der alternativen Sendefrequenzen erfolgt in der Wei­ se, daß der Empfänger kurzzeitig nacheinander auf die alternativen Frequenzen für jede alternative Frequenz festgestellt wird. Anschließend werden die Empfangsfeldstärken der alternativen Frequenzen und der momentane Empfangsfrequenz miteinander ver­ glichen, wobei diejenige Frequenz selektiert und als neue Empfangsfrequenz eingestellt wird, welche die höchste gemessene Empfangsfeldstärke liefert (dies kann natürlich auch die bisher eingestellte Empfangsfrequenz sein). Da bei Empfängern mit nur einem einzigen Tuner durch die kurzzeitigen Ab­ stimmungen auf die alternativen Frequenzen der Empfang für den Benutzer nicht beeinträchtigt werden darf, müssen die als Unterbrechungen des eingestellten Programmsignals zu wertenden Abstimm­ vorgänge auf die alternativen Frequenzen so kurz­ zeitig erfolgen, daß sie vom Benutzer nicht wahr­ nehmbar sind. Dabei zeigt sich jedoch das Problem, daß die noch dazu sehr kurzzeitige Messung der Empfangsfeldstärke insbesondere bei Mehrwegeempfang keine zuverlässige Qualitätsaussage über den Empfang bietet. Bei Mehrwegeempfang sind die durch Signal­ einbrüche verursachten Empfangsstörungen von den Umwegen, von der momentanen Signalaussteuerung (die von der Programmart, wie beispielsweise Klassische Musik oder Pop-Musik, bestimmt wird) und beim mobi­ len Empfang von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig. Ein Empfangssignal, welches durch Mehrwegeempfang gestört ist, kann trotz einer relativ hohen Empfangs­ feldstärke zwischen den Signaleinbrüchen subjektiv als außerordentlich störend empfunden werden, wohin­ gegen ein Empfangssignal, welches lediglich durch Rauschen gestört ist, als wesentlich besser empfunden werden kann. Bei der kurzzeitigen Messung der Empfangs­ feldstärke besteht deshalb die Gefahr, daß Empfangs­ signale mit Störungen durch Mehrwegeempfang aufgrund einer höheren Empfangsfeldstärke als besser bewertet werden, da es unwahrscheinlich ist, daß die Prüfung genau mit einem Signaleinbruch des durch Mehrwege­ empfang gestörten Signals zusammenfällt. Im Ergebnis kann die geschilderte Auswahl des bestmöglichen Empfangs eines gewählten Programmsignals dazu führen, daß der Empfang dauernd durch Mehrwegeempfangs­ störungen beeinträchtigt ist. Dieses unerwünschte Ergbnis läßt sich dadurch nicht wesentlich ändern, daß mit Hilfe eines zweiten Tuners im Empfänger auf die alternativen Frequenzen über einen längeren Meßzeitraum abgestimmt wird und die gemessenen Empfangsfeldstärken integriert werden, da auch bei einer solchen Integration in der Regel die durch Mehrwegeempfang gestörten Empfangssignale eine höhere durchschnittliche Empfangsfeldstärke aufweisen als diejenigen Empfangssignale, welche nur durch Rauschen gestört sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, für eine optimale Auswahl der alternativen Sende­ frequenzen eine bessere Beurteilung der Empfangs­ qualität zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, für die Beurteilung der Empfangsqualität nicht oder jeden­ falls nicht ausschließlich die Empfangsfeldstärke, sondern die Programmsignalverzerrungen zu verwenden, wobei als Maß für die Programmsignalverzerrungen die Bitfehler im RDS-Datensignal herangezogen werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Bitfehler in dem RDS-Datensignal relativ genau mit den Programm­ signalverzerrungen korrelieren, obwohl das Programm­ signal im Basisband von 0 bis 53 kHz und das RDS­ Datensignal auf einem 57 kHz-Träger mit einem Hub von minimal ± 1,2 kHz übertragen werden. Aufgrund dieser Korrelation läßt sich der Umstand ausnutzen, daß Störungen durch Mehrwegeempfang oder Interferenz burstartig auftretende Bitfehler des RDS-Daten­ signals hervorrufen, wohingegen Störungen durch Rauschen gleichförmig verteilte Bitfehler zur Folge haben. Der Grad aller Störungen läßt sich aus der Blockfehlerrate ableiten, welche völlig unabhängig vom Dateninhalt ermittelt werden kann. Ausgehend hiervon ist es für eine optimale Auswahl der den besten momentanen Empfang ermöglichenden Frequenz erforderlich, einen zweiten Tuner des Empfängers nacheinander auf die alternativen Frequenzen sowie auf die eingestellte Empfangsfrequenz des ersten Tuners in Intervallen von beispielsweise mindestens 2 Sekunden abzustimmen. Während dieser relativ langen Abstimmintervalle werden für das gesamte, empfangene RDS-Datensignal (welches außer den alter­ nativen Frequenzen eine Fülle weiterer Informationen enthält) die Bitfehler festgestellt. Anschließend werden die für jede alternative Frequenz und für die momentane Empfangsfrequenz festgestellten Bit­ fehlerverteilungen und Blockfehlerraten wie folgt ausgewertet:

Falls alle überprüften Frequenzen nur burstartig oder nur gleichförmig verteilte Bitfehler aufweisen, was gleichbedeutend damit ist, daß bei allen Fre­ quenzen Empfangssignalstörungen durch Mehrwegeempfang, Interferenz oder Rauschen vorliegen, werden die zuge­ hörigen Blockfehlerraten miteinander verglichen, wo­ bei diejenige Frequenz mit der geringsten Block­ fehlerrate als optimale Empfangsfrequenz ausgewählt wird. Der erste Tuner des Empfängers wird dann auf diese ausgewählte Frequenz abgestimmt, sofern nicht die bereits eingestellte Empfangsfrequenz mit der ausgewählten Frequenz identisch ist.

Für den Fall, daß die überprüften Frequenzen unter­ schiedliche Störungen, also sowohl durch Rauschen als auch durch Mehrwegeempfang verursachte Bitfehler aufweisen, werden zunächst diejenigen Frequenzen vorselektiert, welche im wesentlichen durch Rauschen und nicht durch Mehrwegeempfang gestört sind, d.h., welche im wesentlichen gleichförmig verteilte Fehler aufweisen. Um stark verrauschte Signal auszuschließen, können nur solche Frequenzen vorselektiert werden, bei deren RDS-Datensignal eine maximal zulässige Blockfehlerrate nicht überschritten wird. Anschließend werden die vorselektierten Frequenzen hinsichtlich ihrer festgestellten Blockfehlerrate miteinander verglichen, wobei wiederum diejenige Frequenz mit der geringsten Blockfehlerrate als optimale Empfangs­ frequenz ausgewählt wird.

Die vorstehende Auswahl der optimalen Frequenz kann bei ausreichend langem Meßintervall je alternativer Sendefrequenz ohne Berücksichtigung der jeweiligen Empfangsfeldstärken erfolgen. Insbesondere bei ge­ ringeren Meßintervallen kann zusätzlich die Empfangs­ feldstärke für die Auswahl herangezogen werden, wo­ bei die Gewichtung zwischen Empfangsfeldstärke einer­ seits und Signalverzerrung andererseits empirisch festgelegt werden kann.

Die alternativen Frequenzen können mit Hilfe des PI-Codes oder des AF-Codes oder unter Verwendung und gegebenenfalls Ergänzung (im Falle von Mehr­ deutigkeiten oder unvollständiger Übertragung) beider Codes festgestellt werden. Der PI-Code identifiziert Frequenzen, auf welchen dasselbe Programmsignal empfangbar ist. Durch Vergleich der PI-Codes beim Sendersuchlauf kann eine eindeutige Zuordnung von momentaner Empfangsfrequenz und dessen alternative Frequenzen erfolgen. Diese Zuordnung kann aus dem AF-Code unmittelbar entnommen werden. Falls der AF- Code nicht im RDS-Datensignal übertragen wird oder falls der AF-Code fehlerbehaftet ist, können daher die alternativen Frequenzen auch aus dem PI-Code abgeleitet bzw. ergänzt werden.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die mit der Einführung des RDS-Systems und der darin enthaltenen alternativen Frequenzen angestrebte Vorteile eines stets optimalen Empfangs von Rundfunkempfängern (sowohl von mobilen als auch von ortsfesten Rundfunkempfängern) erstmals durch ein völlig neuartiges Konzept zur Ermittlung der optimalen Empfangsqualität zu verwirklichen. Dabei lassen sich Hilfe des RDS-Datensignals die Probleme des Mehrwegeempfangs des Nutzsignals in überraschender Weise wesentlich verringern.

Claims (3)

1. Verfahren zum empfangsseitigen Auswerten einer inner­ halb eines Rundfunksignals übertragenen digitalen In­ formation (AF-Code und/oder PI-Code im RDS-Datensignal), aus welcher unmittelbar entnehmbar oder herleitbar ist, auf welchen alternativen Sendefrequenzen das Programmsignal der momentanen Empfangsfrequenz eben­ falls empfangbar ist, bei dem

   • a) die zu der momentanen Empfangsfrequenz alter­ nativen Sendefrequenzen durch Auswertung des AF-Codes und/oder des PI-Codes festgestellt werden;
   • b) ein Empfangsteil des Empfängers auf die einzelnen alternativen Frequenzen nacheinander kurzzeitig abgestimmt wird und dabei die Empfangsqualität für jede alternative Frequenz sowie für die mo­ mentane Empfangsfrequenz festgestellt wird,
   • c) als optimale Empfangsfrequenz diejenige Frequenz gewählt wird, welche momentan die bestmögliche Empfangsqualität bietet,
2. dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsqualität anhand der Programmsignal­ verzerrungen allein oder zusätzlich zur Empfangs­ feldstärke bewertet wird, wobei als Maß für die Pro­ grammsignalverzerrungen die festgestellten Bitfehler im RDS-Datensignal herangezogen werden, dahingehend, daß

   • d) bei burstartig auftretenden Bitfehlern Störungen durch Mehrwegeempfang oder Interferenz vorliegen;
   • e) bei gleichförmig verteilten Fehlern Störungen durch Rauschen vorliegen;
   • f) der Grad aller Störungen aus der Blockfehlerrate des in Blöcken strukturierten RDS-Datensignals abgeleitet wird,
3. und wobei aus den für jede alternative Sendefrequenz sowie für die momentane Empfangsfrequenz ermittelten Bitfehlern folgende Auswahlentscheidungen abgeleitet werden:

   • g) Falls alle überprüften Frequenzen im wesentlichen nur burstartig oder nur gleichförmig verteilte Bitfehler aufweisen, werden sie hinsichtlich ihrer Blockfehlerrate miteinander verglichen, wobei diejenige Frequenz mit der geringsten Blockfehlerrate für die Empfängerabstimmung selektiert wird;
   • h) falls die überprüften Frequenzen unterschied­ liche Bitfehlerverteilungen aufweisen, werden zunächst diejenigen Frequenzen vorselektiert, welche im wesentlichen nur gleichförmig ver­ teilte Bitfehler aufweisen, sofern bei diesen Frequenzen eine festgelegte, maximal zulässige Blockfehlerrate nicht überschritten wird, und anschließend werden die vorselektierten Fre­ quenzen hinsichtlich ihrer Blockfehlerrate mit­ einander verglichen, wobei diejenige vorselektier­ te Frequenz mit der geringsten Blockfehlerrate für die Empfängerabstimmung selektiert wird.