DE4008502A1 - Verfahren zum mobilen empfang von digitalen signalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mobilen Empfang von digitalen Signalen, mit mehreren einzelnen Empfangsantennen, bei dem zwischen einzelnen Antennensignalen und/oder aus Li­ nearkombinationen von Antennensignalen gebildeten Signalen umgeschaltet wird.

Beim mobilen Empfang, beispielsweise beim Empfang von Rundfunk und/oder Fernsehsendungen in Kraftfahrzeugen, treten Empfangs­ störungen auf, die den Empfang erheblich beeinträchtigen. Der­ artige Empfangsstörungen beruhen auf der Einstrahlung von Rundfunk- bzw. Fernsehwellen aus mehr als einer Richtung auf die Antenne. Dieser sogenannte Mehrwegeempfang tritt dadurch auf, daß die Rundfunk- bzw. Fernsehwellen nicht nur vom Sender direkt zur Antenne gelangen, sondern beispielsweise an Gebäu­ den reflektiert werden und auf anderen Wegen ebenfalls die Empfangsantenne erreichen. Die Empfangswege für die mehreren, von der Empfangsantenne aufgenommenen Signale sind unter­ schiedlich lang, so daß im Rundfunk- bzw. Fernsehsignal Inter­ ferenzstörungen auftreten, die lästige, den Empfang erheblich beeinträchtigende Empfangsstörungen ergeben.

Zur Vermeidung derartiger Nachteile sind sogenannte Diversi­ ty-Empfangsverfahren bekannt, wie sie beispielsweise in einem Aufsatz von R. Heidester und K. Vogt in NTZ 58, Heft 6, Seiten 315-319, in der EP-A2-02 01 977, der DE-A2 33 44 735, der Zeitschrift "Funkschau", 1986, Seiten 42-45, beschrieben sind. Aus der DE-A1 37 37 011, der DE-A1 38 14 900 und der DE-A1 38 14 899, die auf dieselben Erfinder wie das vorliegende Verfahren zurückgehen, sind weiterhin Diversity-Methoden bekannt, bei denen mittels eines internen Umschalttaktes die Phasen und/oder Amplituden der hochfrequenten Einzelsignale in Abhängigkeit zuvor ermittelter Phasenlagen und/oder Amplitudenbeiträge geändert werden, um eine bessere Empfangsqualität bei mobilen Systemen zu erreichen.

Bei sämtlichen derartigen mobilen Empfangsverfahren nach der Diversity-Methode treten also Umschaltvorgänge auf. Diese ver­ ändern sprunghaft die Amplitude und/oder Phase des empfangenen Signals, so daß dadurch Störsignale und -impulse entstehen, die sehr hohe Werte annehmen können.

Bei der Sprach-, Musik- und/oder Videoübertragung mit analogen Signalen führen diese durch die Umschaltvorgänge hervorgeru­ fenen Störsignale beispielsweise zu Knackgeräuschen, die zwar die Empfangsqualität beeinträchtigen können, jedoch nicht kri­ tisch sind, da diese gegenüber anderen Störungen, beispiels­ weise gegenüber Büschelstörungen in der Praxis eine geringere Bedeutung haben. Darüber hinaus reicht die Redundanz des Über­ tragungsverfahrens in den meisten Fällen aus, die durch die Umschaltvorgänge hervorgerufenen Störsignale zu erkennen und zu beseitigen.

Bei der Übertragung digitaler Signale sind derartige durch die Umschaltvorgänge hervorgerufenen Störsignale oder -impulse auf Grund der sprunghaft sich ändernden Amplitude und/oder Phase wesentlich kritischer. Auf Grund der Einschwingvorgänge können Impulsflanken entstehen, die nicht von den Flanken der digita­ len Impulse unterschieden werden können. Tritt ein solcher Störimpuls an kritischen Stellen des digitalen Übertragungs­ signals, beispielsweise beim Auftreten sogenannter höchst sig­ nifikanter Bits (MSB-most significant bits) oder an sonstigen besonders relevanten Stellen des digitalen Übertragungssignals auf, kann die Übertragung etwa eines ganzen Datenblocks ge­ stört werden. Als Beispiel für die mobile digitale Datenüber­ tragung sei beispielsweise das sogenannte Radio-Data-System (RDS) genannt, das der Sendererkennung im UKW-Bereich dient. Weitere Datendienste mit digitaler Datenübertragung sind geplant. Alle diese digitalen Übertragungsverfahren leiden daher in kritischer Weise unter den besagten Störsignalen, wenn Diversity-Verfahren angewandt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Nachteile her­ kömmlicher Verfahren nicht aufweist und insbesondere einen zu­ verlässigen Empfang von digitalen Signalen mit Diversity-Sy­ stemen unterschiedlichster Art ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein bei der Um­ schaltung auftretender Störimpuls orthogonal zu den Impulsen des Datensignals liegt.

Die erfindungsgemäße Maßnahme, den beim Umschalten auftreten­ den Störimpuls orthogonal zum Datensignal zu legen, ermöglicht das Ausmitteln in einer Auswerteschaltung. Dadurch wird ver­ mieden, daß die auf Grund des Umschaltens auftretenden Stör­ impulse Störungen der zu empfangenden Datenbits hervorrufen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung wird die Orthogonalität zwischen Störimpuls und Datensig­ nal durch die Wahl des Zeitpunkts für die Umschaltung zwischen den einzelnen Antennensignalen gebildet.

Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Orthogona­ lität zwischen Störimpuls und Datensignal durch Wahl des zeit­ abhängigen Phasen- und/oder der Amplitudenverlaufs des Em­ pfangssignals während des Umschaltvorgangs zu erzeugen. Die Phasen- und Amplitudenform des beim Umschaltvorgang ent­ stehenden Impulses wird also gemäß dieser Ausführungsform so beeinflußt, daß der Störimpuls orthogonal zu den Impulsen des Datensignals liegt, also im Detektorfilter ausgemittelt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung tritt das Störsignal während eines wenig relevanten Teils des Daten­ signals auf. Dadurch kann das Auftreten des beim Umschaltvor­ gang entstehenden Impulses hinsichtlich seiner zeitlichen Lage optimal gewählt werden, derart, daß das Datensignal bzw. das Nutzsignal vom Umschaltsignal möglichst wenig beeinflußt wird. Die zu übertragenden und zu empfangenden digitalen Signale weisen beispielsweise eine bestimmte Wortform, etwa eine 16-Bit-Wortform auf. Diese Wortformen umfassen gering signifi­ kante und hoch signifikante Bits, auch unter dem Begriff LSB (low significant bit) und MSB (most significant bit) bekannt. Durch geeignete Wahl des Auftretens des Umschaltimpulses im Bereich der gering signifikanten Bits wird erreicht, daß das Datensignal, wenn überhaupt, nur unwesentlich oder unkritisch beeinflußt wird, so daß die hoch signifikanten Bits und damit das Gesamtnutzsignal, wenn überhaupt, nur unwesentlich durch Auftreten von Umschaltsignalen gestört werden bzw wird. Dies ist besonders dann wichtig, wenn der Übertragungsweg im Em­ pfangsgerät, z. B. das Zwischenfrequenz-filter, keine zu den Impulsen des Datensignals orthogonale Impulsform zuläßt oder diese Pulsform nur unvollkommen erzeugt werden kann.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung wird der Umschalt-Zeittakt dem Übertragungstakt des Da­ tensignals angepaßt. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei einem aus der DE-A1 37 37 011 bekannten Diversity-System von Vorteil, wenn der Übertragungstakt des Datensignals höher als der Umschalt-Zeittakt ist. In diesem Falle kann die Synchronisation auf den Blockrahmen erfolgen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt der Umschalt-Zeitpunkt außerhalb eines Entscheidungszeiten enthal­ tenden Zeitfensters. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Übertragungstakt des Datensignals langsamer als der Umschalt-Zeittakt ist. Bei einem relativ kleinen Übertragungs­ takt des Datensignals kann ein bestimmtes Zeitfenster so aus­ gespart werden, daß die Umschaltstörung beispielsweise von den Entscheidungszeiten ferngehalten wird.

Bei sogenannten Parallel-Diversity-Systemen, wie sie bei­ spielsweise aus der DE-A1 37 37 011 bekannt sind, kann der Um­ schaltimpuls zu beliebigen Zeiten auftreten. Bei derartigen Parallel-Diversity-Systemen ist genügend Zeit vorhanden, um abzuwarten, bis der Schalt-Zeitpunkt mit optimaler Entkopplung von Stör- und Nutzsignal eintritt.

Bei Scanning-Diversity kann eine wesentlich schnellere Um­ schaltung nötig werden. In diesem Falle ist es dennoch gün­ stig, bestimmte Zeitfenster mit größter Störwirkung freizu­ halten.

Claims (6)

1. Verfahren zum mobilen Empfang von digitalen Signalen, mit mehreren einzelnen Empfangsantennen, bei dem zwischen ein­ zelnen Antennensignalen und/oder aus Linearkombinationen von Antennensignalen gebildeten Signalen umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Umschaltung auftretender Störimpuls orthogonal zu den Impulsen des Datensignals liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Orthogonalität zwischen Störimpuls und Datensignal durch die Wahl des Zeitpunkt für die Umschaltung gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Orthogonalität zwischen Störimpuls und Datensignal durch die Wahl des zeitlichen Verlaufs von Phase und/oder Amplitude des Empfangssignal während des Umschaltvorgangs erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Störsignal auf einen wenig re­ levanten Teil des Datensignals gelegt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalt-Zeittakt mit dem Übertra­ gungstakt des Datensignals synchronisiert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalt-Zeitpunkt außerhalb eines Entscheidungszeiten enthaltenden Zeitfensters liegt.