DE4020932C2 - - Google Patents
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- Signal Processing (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfah
ren ist aus "Rundfunktechnische Mitteilungen", 1986,
Heft 4, Seiten 158 bis 167, bekannt.
Rundfunk-Tonsignale werden den Sendern mit einer Dynamik
(Unterschied zwischen den lautesten und leisesten Signalen)
zugeführt, welche auf den Signal-Rauschabstand des
nachfolgenden Übertragungsweges abgestimmt ist. Die
hieraus resultierende Dynamik entspricht jedoch in vielen
Fällen nicht den individuellen Wünschen des Rundfunkhörers.
So ist beispielsweise beim Abhören in einem fahrenden
Kraftfahrzeug die übertragene Dynamik wegen des Geräuschpegels
im Fahrzeug erheblich zu groß, wohingegen beispielsweise
beim Abhören über Kopfhörer die übertragene
Dynamik, die in der Regel geringer als die Originaldynamik
des aufgenommenen Schallsignals ist, zu gering ausfällt.
Um die Tonsignalwiedergabe entscheidend zu verbessern, ist
es wünschenswert, die Dynamik individuell am Ort der
Wiedergabe den Wünschen des Hörers anpassen zu können.
Hierfür ist es bekannt ("Rundfunktechnische Mitteilungen",
1986, Heft 4, Seiten 158 bis 167), von dem Programmsignal
eine Stellgröße abzuleiten, welche die Einengung der
Originaldynamik auf eine sogenannte "Zieldynamik" repräsentiert.
Unter "Zieldynamik" versteht man die Einengung auf
einen bestimmten Wert, beispielsweise 30 dB, welche kleiner
ist als die übertragene Dynamik. Dieses Stellsignal wird
synchron mit dem zugeordneten Programmsignal übertragen
und im Empfänger zur variablen Dynamikwahl ausgewertet.
Die freie Wahl der Dynamik wird dadurch ermöglicht, daß mit
Hilfe der übertragenen Stellgröße die "Zieldynamik" realisiert
wird oder weiter eingeengt wird (Kraftfahrzeug) oder
bei inverser Nutzung des Stellsignals die Originaldynamik
rekonstruiert wird.
Zur Übertragung des Stellsignals "Variable Dynamik" ist in
derselben Literaturstelle bereits in Betracht gezogen worden,
hierfür den Datenstrom des Radio-Daten-Systems (RDS)
zu verwenden. Einer Einfügung des Stellsignals "Variable
Dynamik" in den RDS-Datenstrom steht jedoch entgegen, daß
dieser Datenstrom nicht synchron zum UKW-Signal ausgesendet
wird, was der Forderung nach synchroner Übertragung des
Stellsignals "Variable Dynamik" zuwiderläuft. Aus diesem
Grund sieht die genannte Literaturstelle eine unhörbare
Übertragung am unteren Frequenzende des S-Signals eines
M/S-codierten stereofonen Tonsignals einer festen
und einer variablen Tonfrequenz mit kleinem Pegel vor, wobei
der Frequenzabstand beider Tonfrequenzen die momentane
Stellgröße repräsentiert. Die zur Demodulation der
Frequenzdifferenz erforderlichen schmalbandigen Filter
lassen jedoch schnelle Änderungen der Stellgröße nicht zu;
ferner ist der für die Stellsignalübertragung vorgesehene
Frequenzbereich im S-Signal nicht hinreichend störungsfrei,
um mit den verwendeten kleinen Signalpegeln der Tonfrequenzen
eine sichere Übertragung zu gewährleisten. Insbesondere
beim mobilen Empfang treten in dem betreffenden Frequenzbereich
Störungen durch Mehrwegeempfang auf.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur
Übertragung des Stellsignals "Variable Dynamik" zu schaffen,
welches trotz asynchroner Datenstromübertragung die
erforderliche Synchronität zwischen dem Stellsignal und
dem Programmsignal empfängerseitig gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen
den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht von der Überlegung aus,
daß das Stellsignal "Variable Dynamik" nicht zeitgleich
mit dem Programmsignal, sondern mit einer konstanten Vor
eilung von beispielsweise 1000 ms das Sendestudio verläßt.
Diese Voreilung erlaubt die folgende Verfahrensweise,
erläutert anhand eines RDS-Datenstroms:
Der RDS-Coder am Sender nimmt das Stellsignal entgegen und speichert es. Sobald der RDS-Coder über eine freie Gruppe (Folge von Datenbits) verfügt, wird das digitalisierte Stellsignal als Datenpaket in dieser Gruppe übertragen. Die in einer Gruppe verfügbaren 37 Nettobits könnten wie folgt genutzt werden:
Der RDS-Coder am Sender nimmt das Stellsignal entgegen und speichert es. Sobald der RDS-Coder über eine freie Gruppe (Folge von Datenbits) verfügt, wird das digitalisierte Stellsignal als Datenpaket in dieser Gruppe übertragen. Die in einer Gruppe verfügbaren 37 Nettobits könnten wie folgt genutzt werden:
32 bit für die Übertragung der Stellgröße
"Variable Dynamik"
5 Bit für die Kennzeichnung des Übertragungs zeitpunktes.
5 Bit für die Kennzeichnung des Übertragungs zeitpunktes.
Die letztgenannten 5 bit geben an, um wieviel ms die Über
tragung im RDS-Coder jeweils verzögert worden ist bzw.
wieviel von der Voreilzeit "verbraucht" worden ist. Diese
Angabe erlaubt dem Empfänger:
- - das Datenpaket zeitlich wieder zu entzerren und in einzelne diskrete Stellsignale mit konstanten zeit lichen Abständen zu wandeln, so daß schließlich ein konstanter Stelldatenstrom entsteht, und
- - diese Daten in einem einfachen Schieberegister weiter so zu verzögern, daß die gesamte Voreilzeit ausgeglichen wird, und der konstante Stelldatenstrom wieder synchron zum Programmsignal zur Verfügung steht.
Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen darge
stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer sendeseitigen Einrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer empfangsseitigen Einrich
tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer gegenüber Fig. 2 abge
wandelten Einrichtung zur Durchführung einer
Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 4a bis 4g Diagramme zur Veranschaulichung einzelner
Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die anhand von Fig. 1 schematisch veranschaulichte Einrich
tung zur senderseitigen Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zeigt ein Hörfunkstudio 10, in welchem ein
Rundfunkprogrammsignal 11 und ein Stellsignal "Variable
Dynamik" 12 generiert werden. Das Stellsignal 12 wird da
bei von dem Programmsignal abgeleitet, wie eingangs bereits
erläutert wurde. Wesentlich ist, daß am bzw. vor dem Aus
gang des Studios 10 eine zeitliche Verzögerung des Pro
grammsignals 11 gegenüber dem Stellsignal 12 erfolgt, was
durch ein Zeitglied 13 mit einer konstanten Verzögerungs
zeit in Fig. 1 symbolisiert wird. Diese Verzögerung führt
dazu, daß das Stellsignal 12 gegenüber dem zugeordneten
Programmabschnitt des Programmsignals 11 voreilt. In Fig. 4a
sind für einen angenommenen Zeitverlauf eines Hörfunk-Pro
grammsignals drei Programmabschnitte n, n+1 und n+2 aufgetra
gen, welche gleiche zeitliche Längen aufweisen. Von jedem
Programmabschnitt n bzw. n+1 wird das Stellsignal
"Variable Dynamik" beispielsweise in Form diskreter
Abtastwerte abgeleitet. Die Abtastwerte für jeden Programm
signalabschnitt werden, wie Fig. 4c zeigt, in digitaler Form
zu einem Datenpaket zusammengefaßt, wobei zum Zeitpunkt des
letzten Abtastwertes das zugeordnete Datenpaket im darge
stellten Beispielsfalle beginnt.
Wie aus Fig. 1 ferner hervorgeht, werden das Programmsignal
11 wie auch das Stellsignal 12 über getrennte Leitungen 14
bzw. 15 zum Senderstandort 16 übertragen. Der Senderstand
ort 16 umfaßt im dargestellten Ausführungsbeispiel einen
UKW-FM-Sender 17 sowie einen RDS-Coder 18, wobei das Pro
grammsignal 11 dem Sender 17 und das voreilende Stellsignal 12
dem RDS-Coder 18 zugeführt werden. Der RDS-Coder 18 fügt
die Datenpakete des Stellsignals 12 um eine variable
Zeit Δt verzögert in seinen RDS-Datenstrom ein, wie anhand
der Fig. 4d und e bzw. 4f und g im folgenden näher er
läutert werden soll.
Bei der Variante nach Fig. 4d enthält der im RDS-Coder 18
gespeicherte Datenstrom eine zyklische Folge von Gruppen,
in welcher bereits Gruppen VD für die Einfügung des Stell-
Signals "Variable Dynamik" vorgesehen sind. Der in Fig. 4d
veranschaulichte Zyklus umfaßt die Gruppan 0A, VD, 2A,
0A, VD, 6A, 0A, VD, 6A, 2A, 0A, VD, 6A und 6A. Die Ein
fügung der den Programmabschnitten n, n+1 und n+2
zugeordneten Datenpakete des Stellsignals ist in Fig. 4e
gezeigt. Dabei entfallen einige der für die Einfügung des
Stellsignals freigehaltenen Gruppen VD im gesendeten
RDS-Datenstrom, falls für diese Gruppen VD keine einzufügen
den Datenpakete vorhanden sind. Dies bedeutet im Falle des
Beispiels nach Fig. 4d, daß die Gruppen VD mit den laufen
den Gruppennummern 2 und 5 nicht gesendet werden, so daß
zum Zeitpunkt des Auftretens des betrachteten Datenpaketes
der laufenden Nummer n die Datenpakete 1, 3, 4 und 6 bereits
ausgesendet sind bzw. (Datenpaket Nr. 6) auf Sendung sind.
Die nächste freie Gruppe VD ist daher die Gruppe Nr. 8,
so daß mit der Einfügung des Datenpaketes n gewartet werden
muß, bis die Gruppe Nr. 7 vollständig gesendet ist. Diese
Wartezeit ist in Fig. 4e mit Δtn bezeichnet. Die gleichen
Überlegungen gelten für die Datenpakete mit den laufenden
Nummern n+1 und n+2, wobei hier die Wartezeiten mit
Δtn+1 bzw. Δtn+2 bezeichnet sind. Wie man anhand der
aufgetragenen Wartezeiten erkennt, sind die Wartezeiten
unterschiedlich auf Grund der Struktur des gespeicherten
RDS-Datenstroms und können maximal dem Abstand zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Gruppen VD betragen. Infolge der
jeweiligen Wartezeit Δt verringert sich die Voreilung des
Stellsignals 12 gegenüber dem zugeordneten Programmsignal
abschnitt auf den Wert τ-Δt. Da das Programmsignal und das
Stellsignal im Empfänger synchronisiert werden müssen,
werden die Wartezeiten Δt in dem RDS-Coder 18 erfaßt und in
den betreffenden Datenpaket kodiert übertragen.
Der gesendete RDS-Datenstrom wird von dem RDS-Coder 18 dem
Sender 17 zugeführt, wo er auf einem Hilfsträger im Multi
plexbereich des Programmsignals normgemäß übertragen wird.
Alternativ zu der Bereitstellung von Gruppen VD in der
gespeicherten Folge von RDS-Gruppen ist es gemäß Fig. 4f
alternativ möglich, auf eine derartige Bereitstellung zu
verzichten, wie durch Vergleich der Fig. 4d und 4f ohne
weiteres ersichtlich ist. Ein Vorteil besteht darin, daß die
im RDS-Coder 18 gespeicherte Folge von Gruppen (Zyklus)
wesentlich kürzer als im Falle von Fig. 4d ist. Soll in die
gespeicherte Folge von RDS-Gruppen gemäß Fig. 4f ein Daten
paket eingefügt werden, so erfolgt diese Einfügung am Ende
der gerade gesendeten Gruppe, wobei die nächste Gruppe des
Zyklus um die Dauer einer Gruppe verschoben wird. Wie Fig. 4g
zeigt, erfolgt die Einfügung des Datenpaketes n am Ende der
Gruppe mit der laufenden Nummer 4 im Zyklus 1, des Daten
paketes n+1 am Ende der Gruppe mit der laufenden Nummer 7
im Zyklus 2 und des Datenpaketes n+2 am Ende der Gruppe
mit der laufenden Nummer 9 im Zyklus 2. Hierdurch ergeben
sich ebenfalls Wartezeiten Δtn, Δtn+1 bzw. Δtn+2, welche
aber im Vergleich zu den Wartezeiten nach Fig. 4e wesent
lich kürzer sind. Dies stellt einen weiteren Vorteil der
Alternative gemäß Fig. 4f und 4g dar.
Bei der anhand von Fig. 2 schematisch dargestellten empfangs
seitigen Einrichtung wird in dem RDS-tauglichen Empfänger
der ausgesendete RDS-Datenstrom dem Hörfunk-Programmsignal
abgetrennt und einem RDS-Decoder 21 zugeführt, welcher den
geträgerten RDS-Datenstrom demoduliert und decodiert. Der
decodierte RDS-Datenstrom wird an die Stufe 22 übergeben
(welche auch Teil des Decoders 21 sein kann), wo die Ab
trennung und Auswertung des Stellsignals "Variable
Dynamik" erfolgt. Hierbei wird auch die in jedem Datenpaket
enthaltene Information über die Wartezeit Δt zurückgewonnen,
welche zur Steuerung eines nachfolgenden Pufferspeichers 23
für das Stellsignal "Variable Dynamik" dient. Das am Ausgang
des Pufferspeichers 23 auftretende Stallsignal ist wieder
synchron zu dem zugeordneten Signalabschnitt des Programm
signals, welches von dem Empfänger 20 einem gesteuerten
Verstärker 24 zugeführt wird. Das zeitgleiche Stellsignal
am Steuereingang des geregelten Verstärkers 24 verändert
nach Maßgabe einer manuellen Eingabe 25 des Verstärkers 24
die Verstärkung des Programmsignals, so daß das über Laut
sprecher 26 bzw. nichtdargestellten Kopfhörer wiedergegebene
Programmsignal eine Dynamik entsprechend dem individuellen
Wunsch des Zuhörers bzw. der manuellen Vorgabe am Eingang 25
aufweist. Damit erfolgt auf der Empfangsseite in umgekehrter
Weise wie auf der Senderseite die Durchführung der Verfah
rensschritte gemäß Fig. 4a bis 4g.
In Fig. 3 ist ein weiteres, empfangsseitiges Ausführungsbei
spiel veranschaulicht, welches von der Überlegung ausgeht,
daß in einem RDS-Übertragungskanal nur eine begrenzte
Kapazität zur Übertragung des Stellsignals "Variable
Dynamik" verfügbar ist. Um dennoch eine insbesondere daten
geschützte Übertragung im RDS-Kanal zu gewährleisten, wer
den in einem empfängerseitigen Speicher 27, welcher anstelle
des Pufferspeichers 23 gemäß Fig. 2 vorgesehen wird,
typische Stellsignalverläufe fest gespeichert. Als Inhalt
der Datenpakete des Stellsignals "Variable Dynamik" werden
lediglich die Adressen der jeweils gewünschten Stellsignal
verläufe übertragen, was erheblich weniger Kanalkapazität
beansprucht als die Übertragung der Stallsignalverläufe als
solche. Zusätzlich zu den Adressen der fest gespeicherten
Stellsignalverläufe können die an den Grenzen der Programm
signalabschnitte tatsächlich auftretenden Stellsignalwerte
übertragen werden, welche in dem Speicher 27 zur Plausibili
tätsprüfung und/oder Korrektur und/oder zur lnitialisierung
bei Geräteeinschaltung, bei Programmwechsel oder bei Stell
signalausfall verwendet zu werden. Die mit Hilfe dieser
Verfahrensalternative erzielte Kapazitätseinsparung
ist so groß, daß jedes Datenpaket zweimal im RDS-Datenstrom
übertragen werden kann, was eine wesentliche Erhöhung der
Übertragungssicherheit bedeutet.
Unterhalb des Schaltungsblockes 27 sind in Fig. 3 in einer
Tafel Beispiele für typische Stellsignalverläufe aufgetragen;
man erkennt:
eine Gerade mit der Steigung 0 (konstante Dynamik) eine Gerade mit positiver Steigung (ansteigende Dynamik)
eine Gerade mit negativer Steigung (abfallende Dynamik)
Signalsprünge mit verschiedener Amplitude, ver schiedener Richtung und zu verschiedenan Zeit punkten (sprunghafte Dynamikänderungen nach Größe, Richtung und Zeit).
man erkennt:
eine Gerade mit der Steigung 0 (konstante Dynamik) eine Gerade mit positiver Steigung (ansteigende Dynamik)
eine Gerade mit negativer Steigung (abfallende Dynamik)
Signalsprünge mit verschiedener Amplitude, ver schiedener Richtung und zu verschiedenan Zeit punkten (sprunghafte Dynamikänderungen nach Größe, Richtung und Zeit).
Claims (6)
1. Verfahren zum Übertragen einer sich zeitlich ändernden
Stellgröße, welche von einem zugeordneten Rundfunkprogrammsignal
abgeleitet und zusammen mit dem Programmsignal
ausgesendet wird, um empfangsseitig zur Wahl einer
von der übertragenen Programmsignaldynamik abweichenden
Wiedergabedynamik verwendet zu werden, bei dem die Stellgröße
als digitales Zusatzsignal in einen Datenstrom
intervallweise als Datenpaket eingefügt wird, der in
einem programmsignalfreien Bereich des Übertragungsbandes
des Rundfunkprogrammsignals asynchron zu demselben übertragen
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einfügung des digitalen Zusatzsignals mit einer
variierenden Voreilung gegenüber dem betreffenden Pro
grammsignalabschnitt des Programmsignals erfolgt, und daß
die variablen Zeitdifferenzen zwischen den Zeitpunkten der
intervallweisen Einfügung der Datenpakete und des Auftretens
der betreffenden Programmsignalabschnitte als
gesonderte Zeitinformation in den Datenpaketen übertragen
und empfangsseitig zur Synchronisierung des voreilenden
Stellsignals mit dem Programmsignal verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß empfängerseitig
eine Vielzahl typischer Stellsignalverläufe fest ge
speichert ist, und daß als Stellsignale lediglich die
Adressen der fest gespeicherten Stellsignalverläufe
übertragen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zusätzlich die an
den Grenzen der Programmsignalabschnitte tatsächlich
auftretenden Stellsignalwerte zusammen mit den
Adressen der fest gespeicherten Signalverläufe über
tragen werden, welche empfangsseitig zur Plausibili
tätsprüfung und/oder zur Korrektur und/oder zur
Initialisierung bei Geräteeinschaltung, bei Programm
wechsel oder Stellsignalausfall verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das digitale Zusatzsignal in den Datenstrom eines
Radio-Daten-Signals (RDS-Signal) eingefügt wird,
welches auf einem Hilfsträger im Multiplexkanal eines
FM-Rundfunkprogrammsignals übertragen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem RDS-Daten
strom periodisch wiederholte Folgen von Datenbits
(Gruppen) für die Übertragung des Stellsignals vorge
sehen werden und daß in dem RDS-Datenstrom eine
größere Anzahl von Gruppen als erforderlich vorgesehen
werden und daß nur solche Gruppen ausgesendet werden,
die mit einem Datenpaket des digitalen Zusatzsignals
belegt sind.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem RDS-Daten
strom Folgen von Datenbits (Gruppen) jeweils zur Auf
nahme eines Datenpaketes des digitalen Zusatzsignals
bedarfsweise zwischen anderen Gruppen eingefügt wer
den.
Priority Applications (8)
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1991
- 1991-06-26 HU HU380992A patent/HUT63018A/hu active IP Right Revival
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- 1991-06-26 CZ CS923697A patent/CZ279940B6/cs unknown
- 1991-06-26 WO PCT/EP1991/001202 patent/WO1992000637A1/de active IP Right Grant
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