EP0902564A1 - Verfahren zur Auswertung von digitalen Signalen, insbesondere Radio-Daten-Signalen - Google Patents

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EP0902564A1
EP0902564A1 EP98109271A EP98109271A EP0902564A1 EP 0902564 A1 EP0902564 A1 EP 0902564A1 EP 98109271 A EP98109271 A EP 98109271A EP 98109271 A EP98109271 A EP 98109271A EP 0902564 A1 EP0902564 A1 EP 0902564A1
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EP
European Patent Office
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frequency
bits
group
bit
evaluation
Prior art date
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EP98109271A
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Joachim Witzke
Dieter Bombka
Klaus-Erwin Groeger
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/20—Arrangements for broadcast or distribution of identical information via plural systems
    • H04H20/22—Arrangements for broadcast of identical information via plural broadcast systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H2201/00—Aspects of broadcast communication
    • H04H2201/10—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system
    • H04H2201/13—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system radio data system/radio broadcast data system [RDS/RBDS]

Definitions

  • the invention is based on a method for evaluating digital signals over another than one on one Broadcast receiver set transmission frequency are transmitted, according to the genus of the main claim.
  • Radio receivers are known from DE-A-41 03 061, at which the program chain identifiers to find worth receiving Transmission frequencies are used over which the same program as transmitted over the current transmission frequency becomes.
  • the reception frequency of the radio receiver for the Duration of testing an alternative frequency d. H. to Checking their reception field strength and the one assigned to them Program chain identifier PI on the alternative transmission frequency switched.
  • the resulting signal interruptions in the range from 20 to 30 msec. or 150 to 300 msec. do in the form of crackling noises and loss of information noticeable. It is therefore suggested in the signal gaps Substitute signals that result from the interruption immediately preceding audio signal section Intermediate memories are obtained, and so are the signal interruptions to cover up.
  • a transmission frequency set digital transmitted Signals is in the unpublished patent application P 197 01 042.3 by the applicant a process proposed in which the receiver uses a high speed phase locked loop (PLL) from the original to an alternative frequency within each Duration of a bit of the transmitted over the alternative frequency digital signal switched and switched back becomes.
  • PLL phase locked loop
  • the during the duration of the recipient's stay bits of digital received on the alternative frequency Signals are read into a buffer so that with repeated switchover of the receiver during successive Bits of the digital signal finally in Store the complete transmitted over the alternative frequency digital signal is available for evaluation.
  • the invention Process the advantage that switching to the alternative frequency and from this back on again the mother frequency is less time critical and thus the Phase locked loop for frequency switching less demanding requirements must meet.
  • Radio receiver for receiving according to the radio data system (RDS) transmitted information is, however in principle also to other digitally transmitted information applicable, which transmit structured in bit groups become.
  • RDS radio data system
  • a receiving antenna 1 pending broadcast signal on Received part 2 forwarded to the for receiving and means required for demodulating radio signals, like an antenna signal amplifier, an adjustable phase locked loop (PLL) for tuning the receiving part 2 to a certain transmission frequency, an intermediate frequency part and a demodulator for demodulating the received broadcast signal disposes.
  • PLL phase locked loop
  • the phase locked loop for switching of the receiving part from a first to a second transmission frequency is used by a control system that will be explained in more detail later 5 controlled.
  • the control 5 controlled mute circuit 6 is in the present case as controllable switch designed, the output with a Memory, in the simplest case a capacitor is. In this way, the coupling capacitors subsequent levels when the audio signal is interrupted the last applied value, so that crackling noises as a result of transients on the coupling capacitors effectively avoided when opening and closing the switch become.
  • the mute circuit can be designed in this way be that the audio signal after an interruption a predetermined time function off and after the temporary Frequency switching is shown again. On this way, suppression is also more uncomfortable Crackling noises possible.
  • the stereo multiplex signal is still an input RDS demodulator 3 connected to the controller 5 for demodulation of the 57 kHz subcarrier modulated by the RDS signal of the stereo multiplex signal (MPX).
  • the output of the RDS demodulator 3 has a memory 4 for storing the bits of the RDS signal in connection, which in turn is connected to the controller 5.
  • the memory 4 also includes a result register for recording a resulting bit group of the RDS signal, which can be fed to a further evaluation in the controller 5 is.
  • FIG. 2 shows an example of a section from a radio data (RDS) Signal 20 shown with a radio program is transmitted via a transmission frequency.
  • the RDS signal 20 is made up of bit groups 21, 22, 23 which are in the Episode are briefly referred to as groups, as the largest coherent Unit together, each group being a length of 104 bits.
  • Each group of the RDS signal is turn divided into blocks 25, 26, 27, 28 of 26 bits each.
  • a each block consists of a first 16 bits the actual information to be transmitted containing information word and an overlay 35, 36, 37, 38 of a control word formed from the information word and one the position of the respective block within the group indicating offset word.
  • the present invention now makes use of the fact that the most important information, and this are to be detected with the method according to the invention fixed positions within the groups of the digital signal, in the present case, the RDS signal.
  • the relevant data of a currently set Transmission frequency, hereinafter also called mother frequency (MF), alternative transmission frequency (AF) are now not collected in a continuous stream. Rather, the set mother frequency (MF) only for a very short time Time in the range of a few ms. leave and an alternative frequency set to the interruption in the reception of the To make the mother frequency inaudible for a listener. While the short-term switchover to the alternative frequency will be a short bit sample of that on the alternative frequency transferred data stream 20 taken. Then the Mother frequency set again and after an interval time again taken a data sample. About the interruption to make it as inaudible as possible when receiving the mother frequency, a data sample should not exceed 5 to 8 bits.
  • a suitable choice of the dwell time T V on the alternative frequency for taking a data sample ensures, with a fixed interval time T I , that the successive bit positions within the jumped groups of the alternative frequency are recorded for each data sample.
  • the group of the over composed of the p data samples contains the alternative frequency broadcast digital signal now signal sections from p groups of the digital signal, which with a certain probability are different Have group type.
  • the information content the group thus captured is small, one Group or block synchronization is therefore no more possible like a syndrome calculation.
  • To obtain more meaningful Information is suggested multiple groups that So to collect an integer multiple of 104 bits and to determine a resulting bit group by averaging.
  • the evaluation of the autocorrelation is used for averaging, the formation of a moving average or a summation with subsequent threshold decision in question.
  • B. 4, 6 or 8 x 104 bits and links the currently read bit sequence with the values the previous to a resulting bit sequence.
  • each group, from which a data sample was taken, another content thus has a different group type, in the resulting one Bit group extrema only at the places where for all group types matching information, for example the program chain identifier in block A, the program type identifier and the traffic information identifier at the bit positions 7 to 11 and 6 of block B since this data then Repeated and added 4, 6 or 8 times, in contrast to other signal sections that are statistically different Have values and thus have a medium value.
  • FIG. 3 shows an example of a section from an RDS signal 20 that is transmitted via an alternative frequency 19.
  • the reception frequency of the reception part is or is switched from the mother frequency 18 to the alternative frequency 19 at successive times t i , which are denoted in the figure by the reference numerals 56, 57, 58, 59 and 60.
  • data samples 65, 66, 67, 68 to 72 are taken from the RDS signal 20 of the alternative frequency 19 and temporarily stored in the memory 4 of the radio receiver operating according to the method of the invention .
  • T total ox ((p - 1) x T I. + T V ).
  • the total evaluation time T tot is ⁇ 4.5-5 ms.
  • the frequency switchover from the mother frequency 18 to the alternative frequency 19 is brought forward by a flat-rate settling time T E compared to the times t 1 .
  • the fixed settling time of the PLL corresponds to the maximum settling time that results from a frequency jump over the largest possible frequency range, that is, between two transmission frequencies at the opposite ends of the FM frequency band.
  • the settling time T E which, as already indicated, depends on the width of the skipped frequency range, is calculated from the difference between the values of the mother frequency and the alternative frequency, and the switching times t i the PLL are brought forward by this individually calculated settling time T E compared to the reading times t 1 . This ensures that the PLL has reached the alternative frequency in good time for the start of data sample acquisition and at the same time the interruption 53 reaches its lowest possible value when the mother frequency is received.
  • FIGS. 4a, b each show an example of the content of the resulting memory content or the result register.
  • the content of the result register which like the intermediate register has a length of 104 bits, results in the present case by adding the contents of the intermediate register contents, whereby in the present case the value o, i.e. the number of bit groups to be evaluated and thus also the number of intermediate registers in Memory 4 to four was chosen.
  • the value is logical 1 "of the digital signal to the value 1 "and the value logical 0 "on the value 0 "was mapped.
  • FIG. 4b The content of the result register is shown in FIG. 4b in the event that all data samples from groups of the same type. In this case are also the rest of the data of the group, which for different Group types have different information content have usable.
  • FIG. 4b also shows intermediate values 80, 81 and 82 which itself, for example, by errors in the transmission of the digital Signal.
  • FIGS. 5 a and b show the sequence of the method according to the invention, which is implemented, for example, in the form of software in the controller 5 of a radio receiver according to the invention.
  • the process begins with step 100.
  • step 110 the RDS demodulator 3 of the radio receiver according to the invention is synchronized to the digital signal of the alternative frequency. According to FIG.
  • step 112 the receiving part 2 is tuned from the mother frequency to the alternative frequency by means of the PLL
  • step 113 the detection of a bit start is checked, after a bit start is detected in step 114 the time of the detected
  • the beginning of the bit is stored as the basis for the calculation of the further switching times t i and the times t l for taking the data samples and finally in a step 115 the receiving part 2 is tuned back from the alternative frequency to the mother frequency by means of the PLL.
  • step 120 after bit synchronization of the RDS demodulator, in addition to further calculations, the dwell time T V on the alternative frequency is made up of the quantities m and p, the next read time t l from the group duration T G and the values n, m, p, the next Switching point in time t i from the mother frequency to the alternative frequency is calculated taking into account the settling time T E of the PLL.
  • the receiving part 2 of the radio receiver is tuned in block 140 from the mother frequency to the alternative frequency.
  • step 160 if, as is checked in block 150, the reading time t 1 calculated in block 120 has been reached, a bit is read, in step 170 it is checked whether the dwell time T V on the alternative frequency has already passed, and if so is not the case, the next bit of the digital signal is read in step 160. If, according to the check in step 170, the dwell time T V on the alternative frequency has expired, ie if all bits of the current data sample have been recorded, then in step 180 the receiving part 2 of the radio receiver is tuned back from the alternative frequency to the mother frequency. It is then checked in step 190 whether sufficient data samples are already available for an evaluation, that is to say whether an oxm barrier has been reached.
  • step 120 the method is calculated with step 120, that is to say the calculation of a new residence time T V, the next reading time t i for taking the next data sample. If, on the other hand, the aforementioned barrier has been reached, ie all intermediate registers of the memory 4 are occupied with newly acquired data, the evaluation is carried out in step 200 in such a way that, as in the example of FIGS fed to a threshold value decider and the data taken from the threshold value decider as usable for further processing, e.g. B. the PI evaluation. The method finally ends in step 210.
  • the method can evaluate the read signal sections also be done in such a way that the new data in one second register collected, with the contents of the first register linked and then the result in the same Register is written back.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Auswertung von digitalen Signalen, insbesondere von über das Radio-Daten-System übertragenen Radio-Daten-Signalen beschrieben, die in Bitgruppen unterteilt neben einem Rundfunkprogramm auf einer zu einer an einem Rundfunkempfänger aktuell eingestellten Mutterfrequenz alternativen Senderfrequenz übertragen werden, wobei im Sinne einer Unhörbarmachung der Erfassung der über die Alternativfrequenz übertragenen Daten diese nicht in einem kontinuierlichen Strom, sondern abschnittweise erfaßt werden. Dazu wird die Empfangsfrequenz des Rundfunkempfängers wiederholt vorübergehend von der Mutter- auf die Alternativfrequenz umgeschaltet, während des Verweilens des Empfängers auf der Alternativfrequenz empfangene Bits des digitalen Signals der Alternativfrequenz gelesen und zwischengespeichert und nach einer jeden Datenprobe der Rundfunkempfänger wieder zurück auf die Mutterfrequenz geschaltet. Die wiederholten vorübergehenden Umschaltungen erfolgen dabei in Zeitabständen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Gruppenlänge der Bitgruppen des digitalen Signals zuzüglich der Verweildauer auf der Alternativfrequenz entsprechen, so daß im Rahmen der Datenprobenentnahmen aufeinanderfolgende Bitpositionen des digitalen Signals, allerdings nicht aus der selben Gruppe, sondern aus verschiedenen Gruppen erfaßt werden. Die Weiterverarbeitung der solchermaßen aus unterschiedlichen Gruppen stammenden Datenproben zusammengesetzten Datensignale erfolgt in einem Auswertzyklus derart, daß durch Mittelung über mehrere aus Datenproben zusammengesetzte Bitgruppen eine resultierende Gruppe gebildet wird, wobei solche Informationen, die in unterschiedlichen Gruppentypen jeweils an derselben Position und mit demselben Informationsgehalt übertragen werden und somit Extrema in der resultierenden Bitgruppe ausmachen, einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Auswertung von digitalen Signalen, die über eine andere als eine an einem Rundfunkempfänger eingestellte Sendefrequenz übertragen werden, nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.
Aus den
Figure 00010001
Specifications of the Radio Data System (RDS) for VHF/FM Sound Broadcasting" der European Broadcasting Union vom März 1984 ist es bekannt, neben den Rundfunkprogrammen im Rahmen des Radio-Daten-Systems, kurz RDS, über die Rundfunk-Sendefrequenzen Informationen in Form digitaler Signale, die in Gruppen, die wiederum in Blöcke unterteilt sind, zusammengefaßt sind, zu übertragen. Teil dieser Informationen sind den Sendefrequenzen bzw. den über die Sendefrequenzen übertragenen Programme zugeordnete Programmkettenkennungen (Programme Identification Code PI), die angeben, welches Programm über die jeweilige Sendefrequenz übertragen wird. Weitere besonders wesentliche Informationen sind eine Programmartkennung (Programme Type Code PTY), die angibt, welche Art von Programminhalt, z. B. Popmusik, klassische Musik, Sport usw., über das empfangene Programm ausgestrahlt wird und schließlich eine Verkehrsfunkkennung (Traffic Programme TP) die angibt, ob es sich bei dem empfangenen Programm um ein Verkehrsfunkprogramm handelt.
Gemäß der o. g. Spezifikation ist dabei vorgesehen, daß im Rahmen des Radio-Daten-Systems Gruppen verschiedenster Informationsinhalte in beliebiger Folge über die Sendefrequenzen ausgestrahlt werden können, wobei jedoch die vorgenannten, als besonders wichtig angesehene Informationen (PI, PTY, TP) allen Gruppentypen gemeinsam sind und in der jeweiligen Gruppe auch eine fest zugeordnete Position einnehmen.
Aus der DE-A-41 03 061 sind Rundfunkempfänger bekannt, bei denen die Programmkettenkennungen zum Auffinden von empfangswürdigen Sendefrequenzen genutzt werden, über die das gleiche Programm wie über die aktuelle Sendefrequenz übertragen wird. Zur Prüfung solcher alternativer Frequenzen wird die Empfangsfrequenz des Rundfunkempfängers für die Dauer der Prüfung einer alternativen Frequenz, d. h. zur Prüfung ihrer Empfangsfeldstärke und der ihr zugeordneten Programmkettenkennung PI auf die alternative Sendefrequenz umgeschaltet. Die dabei entstehenden Signalunterbrechungen im Bereich von 20 bis 30 mSek. bzw. 150 bis 300 mSek. machen sich in Form von Knackgeräuschen und durch Informationsverlust bemerkbar. Es wird daher vorgeschlagen, in die Signallücken Ersatzsignale einzusetzen, die aus dem der Unterbrechung unmittelbar vorausgehenden Audiosignalabschhitt durch Zwischenspeichern gewonnen werden, und so die Signalunterbrechungen zu verdecken.
Zur Vermeidung des mit der Aufzeichnung des der Unterbrechung vorhergehenden Audiosignalabschnitts verbundenen Aufwands und gleichzeitiger unhörbarer Auswertung von neben einem Rundfunkprogramm auf einer anderen als einer aktuell an einem Empfänger eingestellten Sendefrequenz übertragenen digitalen Signalen wird in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 197 01 042.3 der Anmelderin ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Empfänger mittels einer Hochgeschwindigkeits-Phasenregelschleife (PLL) von der ursprünglichen auf eine alternative Frequenz jeweils innerhalb der Dauer eines Bits des über die alternative Frequenz übertragenen digitalen Signals um- und wieder zurückgeschaltet wird. Die während der Dauer des Verweilens des Empfängers auf der alternativen Frequenz empfangenen Bits des digitalen Signals werden in einen Zwischenspeicher eingelesen, so daß bei wiederholter Umschaltung des Empfängers während aufeinanderfolgender Bits des digitalen Signals schließlich im Speicher das komplette über die alternative Frequenz übertragene digitale Signal zur Auswertung bereitsteht.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber dem aus der DE-A-41 03 061 bekannten Rundfunkempfänger den Vorteil, daß durch die Kürze der Umschaltung von der aktuellen auf die zu prüfende Sendefrequenz, die während der Umschaltung vorgenommene Audiosignalunterbrechung nicht hörbar ist. Außerdem wird der Aufwand zur Aufzeichnung des der Unterbrechung vorhergehenden Audiosignalabschnitts, wie auch schon beim letztgenannten Stand der Technik, eingespart.
Gegenüber dem letztgenannten Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß die Umschaltung auf die Alternativfrequenz und von dieser wieder zurück auf die Mutterfrequenz weniger zeitkritisch ist und somit die Phasenregelschleife zur Frequenzumschaltung weniger hohe Anforderungen erfüllen muß.
Von Vorteil ist es weiterhin, die Wiedergabe des Audiosignals während der Umschaltung des Empfängers auf einer Alternativfrequenz zu unterbrechen, um so störende Knackgeräusche, die sich z. B. daraus ergeben können, daß auf der alternativen Frequenz eine andere Modulation übertragen wird, als auf der ursprünglichen Frequenz, vermieden werden.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen Figur 1 schematisch den für die Erfindung wesentlichen Teil eines Rundfunkempfängers zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Figur 2 beispielhaft den Aufbau eines mittels des Radio-Daten-Systems übertragenen digitalen Signals,
  • Figur 3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Figur 4a und b beispielhaft eine resultierende Gruppe, die durch Mittelung aus mehreren empfangenen Gruppen gebildet ist und
  • Figur 5a und b den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand des Ablaufplans der in der Steuerung des Rundfunkempfängers implementierten Software.
    • Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
    Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand eines Rundfunkempfängers zum Empfang von nach dem Radio-Daten-System (RDS) übertragenen Informationen beschrieben, ist jedoch prinzipiell auch auf andere digital übertragene Informationen anwendbar, die in Bit-Gruppen strukturiert übertragen werden.
    Bei dem in Figur 1 dargestellten Rundfunkempfänger zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein an einer Empfangsantenne 1 anstehendes Rundfunksignal an ein Empfangsteil 2 weitergeleitet, das über die zum Empfang und zur Demodulation von Rundfunksignalen erforderlichen Mittel, wie einen Antennensignalverstärker, eine einstellbare Phasenregelschleife (PLL) zur Abstimmung des Empfangsteils 2 auf eine bestimmte Sendefrequenz, ein Zwischenfrequenzteil und einen Demodulator zur Demodulation des empfangenen Rundfunksignals verfügt. Die Phasenregelschleife zur Umschaltung des Empfangsteils von einer ersten auf eine zweite Sendefrequenz wird dabei von einer später näher erläuterten Steuerung 5 angesteuert. Das am Ausgang des Empfangsteils 2 anstehende Stereo-Multiplexsignal, mit dem die empfangene Sendefrequenz moduliert ist, wird zum einen über eine Mute-Schaltung 6 zur Unterbrechung des wiedergegebenen Audio-Signals an eine Wiedergabeeinheit 7 weitergeleitet, die in bekannter Weise über die zur Wiedergabe des in dem Stereo-Multiplexsignal enthaltenen Audiosignals wie Stereo-Decoder, Verstärker und Lautsprecher verfügt. Die von der Steuerung 5 angesteuerte Mute-Schaltung 6 ist im vorliegenden Fall als steuerbarer Schalter ausgelegt, dessen Ausgang mit einem Speicher, im einfachsten Fall einem Kondensator, verbunden ist. Auf diese Weise werden die Koppelkondensatoren der nachfolgenden Stufen bei Unterbrechung des Audiosignals auf dem zuletzt anliegenden Wert gehalten, so daß Knackgeräusche als Folge von Einschwingvorgängen an den Koppelkondensatoren bei Öffnen und Schließen des Schalters wirkungsvoll vermieden werden.
    Alternativ dazu kann die Mute-Schaltung derart ausgebildet sein, daß das Audiosignal im Rahmen einer Unterbrechung nach einer vorgegebenen Zeitfunktion aus- und nach der vorübergehenden Frequenzumschaltung wieder eingeblendet wird. Auf diese Weise ist ebenfalls eine Unterdrückung unangenehmer Knackgeräusche möglich.
    Das Stereo-Multiplexsignal ist weiterhin dem Eingang eines mit der Steuerung 5 verbundenen RDS-Demodulators 3 zur Demodulation des durch das RDS-Signal modulierten 57 kHz-Hilfsträgers des Stereo-Multiplexsignals (MPX) zugeführt. Der Ausgang des RDS-Demodulators 3 steht mit einem Speicher 4 zur Speicherung der Bits des RDS-Signals in Verbindung, der seinerseits wiederum mit der Steuerung 5 verbunden ist. Der Speicher 4 umfaßt dabei eine Zahl o, im vorliegenden Fall o = 4 Register mit jeweils 104 Bit Länge, so daß hier insgesamt vier Gruppen des RDS-Signals abgelegt werden können. Außerdem umfaßt der Speicher 4 ein Ergebnisregister zur Aufnahme einer resultierenden Bitgruppe des RDS-Signals, die einer weiteren Auswertung in der Steuerung 5 zuführbar ist.
    In Figur 2 ist beispielhaft ein Ausschnitt aus einem Radio-Daten-(RDS-) Signal 20 dargestellt, das mit einem Rundfunkprogramm über eine Sendefrequenz übertragen wird. Das RDS-Signal 20 setzt sich aus Bit-Gruppen 21, 22, 23, die in der Folge kurz als Gruppen bezeichnet werden, als größter zusammenhängender Einheit zusammen, wobei jede Gruppe eine Länge von 104 Bits aufweist. Jede Gruppe des RDS-Signals ist wiederum in Blöcke 25, 26, 27, 28 zu je 26 Bit unterteilt. Ein jeder Block besteht dabei aus einem die ersten 16 Bits umfassenden, die eigentlichen zu übertragenden Informationen enthaltenden Informationswort und einer Überlagerung 35, 36, 37, 38 eines aus dem Informationswort gebildeten Kontrollwortes und eines die Position des jeweiligen Blocks innerhalb der Gruppe anzeigenden Offsetwortes.
    Gemäß der eingangs erwähnten RDS-Spezifikation ist es vorgesehen, daß mittels des RDS-Signals verschiedenartige Informationen mittels verschiedener Gruppentypen, die in durch das Protokoll nicht festgelegter Reihenfolge gesendet werden, übertragen werden. In Figur 2 sind beispielhaft zwei verschiedene Gruppentypen dargestellt. In der ersten Gruppe 21 des Typs 0A der RDS-Spezifikation werden neben an späterer Stelle diskutierten Informationen im Block C (27) in den mit 43 gekennzeichneten Abschnitten Informationen über alternative Frequenzen (AF) zu der aktuell empfangenen Sendefrequenz und im Block D (28) der Programmname (PS) 44 des über die aktuell empfangene Sendefrequenz übertragenen Programms übertragen. Demgegenüber werden in den Blöcken C und D (27, 28) der Gruppe 22 vom Typ 2A Radiotext-Daten (RT) 45 übertragen.
    Im Gegensatz zu diesen in Abhängigkeit vom Gruppentyp unterschiedlichen Informationsarten ist es gemäß der RDS-Spezifikation vorgesehen, daß als besonders wichtig angesehene Informationen, wie die Programmkettenkennung (PI), die anzeigt, welches Programm über die aktuell empfangene Sendefrequenz empfangen wird, die Programmart-Kennung (PTY), die anzeigt, welche Programmart über die aktuelle Sendefrequenz übertragen wird und die Verkehrsfunk-Kennung (TP), die anzeigt, ob es sich bei dem aktuell empfangenen Programm um ein Verkehrsnachrichten ausstrahlendes Programm handelt, jeweils an der gleichen Position innerhalb einer jeden Gruppe unabhängig vom Gruppentyp übertragen werden. So nimmt beispielsweise die Programmkettenkennung (PI) 40 im Block A 25 einer jeden Gruppe jeweils die ersten 16 Bits, die Verkehrsfunkkennung (TP) 41 im Block B 26 das sechste Bit und die Programmartkennung (PTY) 42 im Block B 26 die Bitpositionen 7 bis 11 ein.
    Die vorliegende Erfindung macht nun von der Tatsache Gebrauch, daß die besonders wichtigen Informationen, und diese sollen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfaßt werden, an festen Positionen innerhalb der Gruppen des digitalen Signals, im vorliegenden Fall des RDS-Signals, übertragen werden. Die relevanten Daten einer zu einer aktuell eingestellten Sendefrequenz, im folgenden auch Mutterfrequenz (MF) genannt, alternativen Sendefrequenz (AF) werden nunmehr nicht in einem kontinuierlichen Strom gesammelt. Vielmehr wird die eingestellte Mutterfrequenz (MF) nur für eine sehr kurze Zeit im Bereich weniger mSek. verlassen und eine Alternativfrequenz eingestellt, um die Unterbrechung im Empfang der Mutterfrequenz für einen Zuhörer unhörbar zu machen. Während der kurzfristigen Umschaltung auf die Alternativfrequenz wird eine kurze Bitprobe von dem über die Alternativfrequenz übertragenen Datenstrom 20 entnommen. Anschließend wird die Mutterfrequenz wieder eingestellt und nach einer Intervallzeit erneut eine Datenprobe entnommen. Um die Unterbrechung im Empfang der Mutterfrequenz möglichst unhörbar zu machen, sollte eine Datenprobe nicht mehr als 5 bis 8 Bit umfassen.
    Um nun alle relevanten Daten der Alternativfrequenz zu erfassen, ist es, da eine Synchronisation des Empfängers auf die Rahmen des digitalen Signals der alternativen Frequenz nicht vorausgesetzt werden kann, erforderlich, durch wiederholte Entnahme von Datenproben von der alternativen Frequenz mindestens eine ganze Gruppe von 104 Bit Länge mit einer Gesamtzeit von 87,6 mSek. zu erfassen. Die Datenproben werden dabei so abgestimmt, daß sich jeweils nach p Proben 104 Bit ergeben, also beispielsweise
    15 x 6 Bit + 2 x 7 Bit = 104 Bit,
    mit p = 17 oder
    26 x 4 Bit,
    mit p = 26 oder
    13 x 8 Bit,
    mit p = 13.
    Um die Erfassung einer kompletten Gruppe zu gewährleisten, muß die Intervallzeit TI = n x TG + TV zwischen zwei Datenproben ein ganzzahliges Vielfaches der Gruppendauer TG = 87,6 ms (Millisekunden) betragen. Eine geeignete Wahl der Verweildauer TV auf der Alternativfrequenz zur Entnahme einer Datenprobe sorgt bei einer fixen Intervallzeit TI dafür, daß für jede Datenprobe die aufeinanderfolgenden Bit-Positionen innerhalb der angesprungenen Gruppen der Alternativfrequenz erfaßt werden.
    Die aus den p Datenproben zusammengesetzte Gruppe des über die Alternativfrequenz ausgestrahlten digitalen Signals enthält nun Signalabschnitte aus p Gruppen des digitalen Signals, die mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit einen unterschiedlichen Gruppentyp aufweisen. Der Informationsgehalt der solchermaßen erfaßten Gruppe ist somit gering, eine Gruppen- oder Blocksynchronisation ist damit ebensowenig möglich wie eine Syndromberechnung. Zur Gewinnung aussagekräftiger Informationen wird vorgeschlagen, mehrere Gruppen, also ein ganzzahliges Vielfaches von 104 Bit zu sammeln und durch Mittelung eine resultierende Bit-Gruppe zu bestimmen. Zur Mittelung kommen dabei die Auswertung der Autokorrelation, die Bildung eines gleitenden Mittelwertes oder eine Summation mit anschließender Schwellwertentscheidung in Frage.
    Zwecks Mittelung sammelt man z. B. 4, 6 oder 8 x 104 Bit und verknüpft die aktuell eingelesene Bitfolge mit den Werten der vorhergehenden zu einer resultierenden Bitfolge. Als Ergebnis erhält man unter der Voraussetzung, daß jede Gruppe, aus der eine Datenprobe entnommen wurde, einen anderen Inhalt, also einen anderen Gruppentyp aufweist, in der resultierenden Bitgruppe Extrema nur an den Stellen, an denen für alle Gruppentypen übereinstimmende Informationen, also beispielsweise die Programmkettenkennung in Block A, die Programmartkennung und die Verkehrsfunkkennung an den Bitpositionen 7 bis 11 und 6 des Blocks B, da sich diese Daten dann 4, 6 oder 8 mal wiederholt und aufaddiert haben, im Gegensatz zu anderen Signalabschnitten, die statistisch unterschiedliche Werte haben und somit einen mittleren Wert aufweisen. Gleichzeitig werden infolge der Mittelung über eine Vielzahl von Gruppen evtl. Daten- oder Lesefehler unterdrückt, da diese bei einer Vielzahl von Gruppen statistisch gleichmäßig verteilt sind.
    Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun am Beispiel eines über eine Rundfunk-Sendefrequenz neben einem Rundfunkprogramm übertragenen Radio-Daten-Signals unter Bezugnahme auf Figur 3 näher erläutert.
    Figur 3 zeigt beispielhaft einen Ausschnitt aus einem RDS-Signal 20, das über eine Alternativfrequenz 19 übertragen wird. Die Empfangsfrequenz des Empfangsteils wird bzw. ist zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ti, die in der Figur mit den Bezugszeichen 56, 57, 58, 59 und 60 bezeichnet sind, von der Mutterfrequenz 18 auf die Alternativfrequenz 19 umgeschaltet. Ab den Zeitpunkten tl, die im vorliegenden Beispiel mit den Umschaltzeitpunkten ti zusammenfallen, werden Datenproben 65, 66, 67, 68 bis 72 aus dem RDS-Signal 20 der Alternativfrequenz 19 entnommen und im Speicher 4 des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren funktionierenden Rundfunkempfängers zwischengespeichert.
    Wie Figur 3 zu entnehmen ist, sind im vorliegenden Beispiel die Umschaltzeitpunkte ti bzw. die Lesezeitpunkte tl, zu denen eine Datenprobenentnahme auf der Alternativfrequenz 19 beginnt, so gewählt, daß die Datenproben 65 bis 72 aus unmittelbar aufeinanderfolgenden Gruppen des RDS-Signals entnommen sind. Der Abstand zwischen zwei zur Datenprobenentnahme angesprungenen Gruppen beträgt im vorliegenden Fall eins und somit n=1. Die Verweildauer TV, in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnet, ist so gewählt, daß im Rahmen einer jeden Datenprobenentnahme m = 8 Bits gelesen werden. Somit umfassen die Datenproben 65 bis 72 gemäß Figur 3
    65:
    Bit 25, Block A - Bit 6, Block B; Gruppe 1,
    66:
    Bit 7, Block B - Bit 15, Block B; Gruppe 2,
    67:
    Bit 16, Block B - Bit 24, Block B; Gruppe 3,
    ...
    72:
    Bit 16, Block A - Bit 24, Block A, Gruppe 13.
    Die Intervalldauer TI, in Figur 3 mit 54 bezeichnet, zwischen dem Beginn zweier aufeinanderfolgender Datenprobenentnahmen (z. B. 58 und 59) entspricht dabei im vorliegenden Fall der Gruppendauer TG ungefähr gleich 87,6 ms = 104 x TB mit TB der Dauer eines Bits, zuzüglich der Dauer einer Datenprobenentnahme, also der Verweildauer TV = m x TB auf der alternativen Frequenz. Die Zeitdauer zum Erfassen einer vollständigen Gruppe vom Zeitpunkt 56 einer ersten Datenprobe gerechnet ergibt sich dann zu TR = (p - 1) x TI + TV mit p = TG/TV und TI = n x TG + TV
    Wie bereits erwähnt reicht die Erfassung einer einzigen kompletten Gruppe des RDS-Signals 20 zur Gewinnung aussagekräftiger Daten nicht aus, da die Datenabschnitte, aus denen diese Gruppe besteht, aus Gruppen verschiedener Typen und somit unterschiedlicher Dateninhalte entnommen sein können. Somit ist es erforderlich eine resultierende Gruppe aus einer Mehrzahl o von Gruppen zu bilden. Die Gesamtdauer Tges, die zum Einlesen von o Gruppen vom Zeitpunkt der ersten Datenprobe an benötigt wird beträgt dann Tges = o x ((p - 1) x TI + TV). In dem Beispiel gemäß Figur 3 mit den Parametern n = 1, m = 8 und o = 4 erhält man somit für die Gesamtauswertedauer Tges ≈ 4,5 - 5 ms.
    Die vorstehenden Formeln gelten dabei selbstverständlich nur für den Fall, daß die Anzahl m der pro Datenprobe gelesenen Bits für alle Datenproben gleich ist, nicht also beispielsweise für das vorerwähnte Beispiel mit p = 17, wobei während der ersten 15 Datenproben jeweils 6 und während der letzten beiden Datenproben jeweils 7 Bit gelesen werden.
    Bisher wurde bei der Beschreibung der Figur 3 davon ausgegangen, daß die Umschaltzeitpunkte ti, zu denen die Empfangsfrequenz des Empfangsteils 2 von der Mutterfrequenz 18 auf die Alternativfrequenz 19 umgeschaltet werden, mit den Zeitpunkten tl zusammenfallen, zu denen jeweils die Entnahme einer Datenprobe von der alternativen Frequenz beginnt. Diese Annahme wäre jedoch nur mit einer unendlich schnellen Phasenregelschleife (PLL) zu erfüllen, die in der Lage wäre, schlagartig zwischen zwei Empfangsfrequenzen hin- und herzuschalten. In der Realität ist jedoch davon auszugehen, daß die zur Anwendung kommende PLL eine endliche Einschwingzeit bei der Umschaltung von einer ersten auf eine zweite Empfangsfrequenz aufweist. Diese muß bei der Berechnung der Umschaltzeitpunkte ti derart berücksichtigt werden, daß die PLL zu den Zeitpunkten tl bereits auf die Alternativfrequenz eingeschwungen ist, und somit das Einlesen einer Datenprobe zum Zeitpunkt tl pünktlich begonnen werden kann. Somit sind die Umschaltzeitpunkte ti von der Mutterfrequenz 18 auf die Alternativfrequenz 19 gegenüber den Lesezeitpunkten tl um mindestens die Einschwingdauer der PLL, die in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 51 angegeben ist, vorzuverlegen. Die Gesamtdauer TU, in Figur mit dem Bezugszeichen 53 angegeben, der Unterbrechung des Empfangs der Mutterfrequenz ergibt sich dann gemäß Figur 3 zu
    TU = 2 x TE + TV , mit TE der Einschwingdauer der PLL.
    Bei einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, daß die Frequenzumschaltung von der Mutterfrequenz 18 auf die Alternativfrequenz 19 gegenüber den Zeitpunkten tl um eine Pauschal angenommene Einschwingdauer TE vorverlegt wird. Die pauschal angesetzte Einschwingdauer der PLL entspricht dabei der maximalen Einschwingdauer, die sich bei einem Frequenzsprung über einen größtmöglichen Frequenzbereich, also zwischen zwei an den entgegengesetzten Enden des FM-Frequenzbandes liegenden Sendefrequenzen ergibt. Bei Vorverlegung der Umschaltzeitpunkte ti um diese maximale Einschwingdauer TE ist die PLL bei kleineren als den maximalen Frequenzsprüngen bereits vor dem entsprechenden Lesezeitpunkt tl auf die Alternativfrequenz 19 eingeschwungen. Um in dieser Situation das Einlesen der Datenprobe zum Zeitpunkt tl zu gewährleisten, ist es erforderlich, auch das Erreichen der Zeitpunkte tl zu überwachen.
    Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es demgegenüber vorgesehen, daß die Einschwingdauer TE, die wie bereits angedeutet von der Breite des übersprungenen Frequenzbereichs abhängig ist, aus der Differenz der Werte der Mutter- und der Alternativfrequenz berechnet wird, und die Umschaltzeitpunkte ti gegenüber den Lesezeitpunkten tl um diese individuell berechnete Einschwingdauer TE der PLL vorverlegt werden. Damit wird sichergestellt, daß die PLL rechtzeitig zum Beginn einer Datenprobenerfassung auf die Alternativfrequenz eingeschwungen ist und gleichzeitig die Unterbrechung 53 beim Empfang der Mutterfrequenz ihren kleinstmöglichen Wert erreicht.
    In den Figuren 4a, b ist jeweils ein Beispiel für den Inhalt des resultierenden Speicherinhalts bzw. des Ergebnisregisters dargestellt. Der Inhalt des Ergebnisregisters, das wie die Zwischenregister eine Länge von 104 Bit aufweist, ergibt sich im vorliegenden Fall durch Addition der Inhalte der Zwischenregisterinhalte, wobei im vorliegenden Fall der Wert o, also die Anzahl der auszuwertenden Bitgruppen und damit auch die Anzahl der Zwischenregister im Speicher 4 zu vier gewählt wurde. Bei den folgenden Betrachtungen wird davon ausgegangen, daß der Wert logisch 1" des digitalen Signals auf den Wert 1" und der Wert logisch 0" auf dem Wert 0" abgebildet wurde.
    Aufgrund der Tatsache, daß verschiedene Gruppen, aus denen Datenproben entnommen wurden, zumindest teilweise unterschiedliche Gruppentypen und damit unterschiedliche Inhalte aufweisen (Figur 4a) ergeben sich Extrema, also Maxima und Minima nur an solchen Stellen im Ergebnisregister, an denen Informationen gespeichert sind, die erstens allen Gruppentypen gemeinsam und zweitens, unabhängig vom Gruppentyp in jeder Gruppe an der gleichen Position übertragen sind. Dies sind wie in Figur 4a dargestellt zum einen der PI 40, der im Block A einer jeden Gruppe übertragen wird und im vorliegenden Fall mit den Datenproben 70 und 71 erfaßt wurde, des weiteren der TP 41 und der PTY 42 als Teil des Blocks B 26, die mit den Datenproben 65 und 66 eingelesen worden sind. Außerdem sind Maxima und Minima im Bereich der Datenproben 72 und 65 in Form der Überlagerung aus Kontroll- und Offsetwort des Blocks A 25 zu erkennen. Diese ergeben sich aufgrund der Tatsache, daß bei für jede Gruppe identischem Inhalt des Blocks A auch das aus dem Informationswort berechnete Kontrollwort von Gruppe zu Gruppe den identischen Wert aufweist und weiterhin der PI in jeder Gruppe in Block A übertragen wird, so daß auch die Überlagerung aus Kontroll- und Offsetwort für den Block A für jede Gruppe den gleichen Wert aufweist. Weiterhin ist in Figur 4a zu erkennen, daß im Bereich der Blöcke B 26 und D 28 Werte auftreten, die um den arithmetischen Mittelwert der Extremwerte schwanken. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß Daten aus verschiedenen Gruppentypen erfaßt wurden und somit von einer statistischen Verteilung der Bitpositionen des Signals, an denen von Gruppe zu Gruppe unterschiedliche Informationen übertragen werden, auszugehen ist.
    In Figur 4 b ist der Inhalt des Ergebnisregisters dargestellt für den Fall, daß sämtliche Datenproben aus Gruppen ein- und desselben Typs entnommen wurden. In diesem Fall sind auch die übrigen Daten der Gruppe, die bei verschiedenartigen Gruppentypen unterschiedliche Informationsinhalte aufweisen, verwertbar. Neben den Extremwerten sind in Figur 4b außerdem Zwischenwerte 80, 81 und 82 dargestellt, die sich beispielsweise durch Fehler bei der Übertragung des digitalen Signals ergeben.
    Die Entscheidung darüber, ob einzelne Bitwerte als Extremwerte oder als Ausreißer vom statistischen Mittel anzusehen sind, ist z. B. durch kombinatorische Betrachtung des jeweiligen Werts und der Häufigkeit von Abweichungen von den Extrema in der Umgebung des betrachteten Werts möglich.
    In den Figuren 5 a und b ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, das beispielsweise in Form von Software in der Steuerung 5 eines erfindungsgemäßen Rundfunkempfängers realisiert ist, dargestellt. Der Ablauf beginnt mit dem Schritt 100. Im Schritt 110 wird der RDS-Demodulator 3 des erfindungsgemäßen Rundfunkempfängers auf das digitale Signal der Alternativfrequenz synchronisiert. Dies geschieht gemäß Figur 5 b dadurch, daß in einem Schritt 112 das Empfangsteil 2 mittels der PLL von der Mutterfrequenz auf die Alternativfrequenz abgestimmt wird, in einem Schritt 113 die Erfassung eines Bitanfangs geprüft wird, nach Erfassung eines Bitanfangs im Schritt 114 der Zeitpunkt des erfaßten Bitanfangs als Basis für die Berechnung der weiteren Umschaltzeitpunkte ti und der Zeitpunkte tl für die Entnahme der Datenproben gespeichert und schließlich in einem Schritt 115 das Empfangsteil 2 mittels der PLL von der Alternativfrequenz zurück auf die Mutterfrequenz abgestimmt wird. Im Schritt 120 wird nach Bit-Synchronisierung des RDS-Demodulators neben weiteren Berechnungen die Verweildauer TV auf der Alternativfrequenz aus den Größen m und p, der nächste Lesezeitpunkt tl aus der Gruppendauer TG und den Werten n, m, p, der nächste Umschaltzeitpunkt ti von der Mutterfrequenz auf die Alternativfrequenz unter Berücksichtigung der Einschwingdauer TE der PLL berechnet. Nach Erreichen des Umschaltzeitpunktes ti, der im Block 130 überprüft wird, wird das Empfangsteil 2 des Rundfunkempfängers im Block 140 von der Mutterfrequenz auf die Alternativfrequenz abgestimmt. Im Block 160 wird, sofern, was in Block 150 überprüft wird, der im Block 120 errechnete Lesezeitpunkt tl erreicht ist, ein Bit gelesen, im Schritt 170 überprüft, ob die Verweildauer TV auf der Alternativfrequenz bereits verstrichen ist, und, sofern dies nicht der Fall ist, das nächste Bit des digitalen Signals im Schritt 160 gelesen. Ist gemäß der Überprüfung im Schritt 170 die Verweildauer TV auf der Alternativfrequenz abgelaufen, d. h. sind sämtliche Bits der aktuellen Datenprobe erfaßt worden, so wird im Schritt 180 das Empfangsteil 2 des Rundfunkempfängers von der Alternativfrequenz wieder auf die Mutterfrequenz zurück abgestimmt. Anschließend wird im Schritt 190 überprüft, ob bereits genügend Datenproben für eine Auswertung zur Verfügung stehen, ob also eine Schranke o x m erreicht wurde. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren mit dem Schritt 120, also der Berechnung einer neuen Verweildauer TV dem nächsten Lesezeitpunkt ti zur Entnahme der nächsten Datenprobe berechnet. Ist hingegen die vorerwähnte Schranke erreicht, sind also alle Zwischenregister des Speichers 4 mit neu erfaßten Daten belegt, so erfolgt im Schritt 200 die Auswertung in der Weise, daß wie im Beispiel der Figuren 4a und 4b die Inhalte der Zwischenregister auf-addiert, der Ergebnisregisterinhalt einem Schwellwertentscheider zugeführt und die dem Schwellwertentscheider als brauchbar entnommenen Daten einer weiteren Verarbeitung, z. B. der PI-Auswertung zugeführt werden. Das Verfahren endet schließlich im Schritt 210.
    Bei einem weiteren Ausführußgsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Auswertung der gelesenen Signalabschnitte auch derart erfolgen, daß die neuen Daten in einem zweiten Register gesammelt, mit dem Inhalt des ersten Registers verknüpft und anschließend das Ergebnis in dasselbe Register zurückgeschrieben wird.

    Claims (4)

    1. Verfahren zur Auswertung von digitalen Signalen (20), insbesondere Radio-Daten-Signalen, die in Bitgruppen (21, 22, 23) vorgegebener Länge (52) neben einem Rundfunkprogramm auf einer anderen (19) als einer aktuell an einem Empfänger eingestellten Sendefrequenz (18) übertragen werden, wobei die Empfangsfrequenz des Empfängers wiederholt vorübergehend von der ursprünglich eingestellten Frequenz (18) auf die andere Frequenz (19) umgeschaltet wird, wobei die während des Verweilens (50) des Empfängers auf der anderen Frequenz (19) empfangenen Bits des über die andere Frequenz (19) übertragenen digitalen Signals (20) gelesen und zwischengespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die wiederholten vorübergehenden Umschaltungen (56, 57, 58, 59, 60) in Zeitabständen (54) erfolgen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Gruppenlänge (52) zuzüglich der Verweildauer (50) auf der anderen Frequenz (19) entsprechen, und daß die während der vorübergehenden Umschaltungen (56, 57, 58, 59, 60) gelesenen Bits des digitalen Signals (20) in einem Auswertezyklus (200) ausgewertet werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorübergehenden Umschaltungen (56, 57, 58, 59, 60) so oft wiederholt werden, bis ein ganzzahliges Vielfaches (o) von Bitgruppen zwischengespeichert ist, und daß die Bits einer zur Auswertung vorgesehenen resultierenden Bitgruppe durch Mittelung der Bits der zwischengespeicherten Bitgruppen gebildet werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur solche Blöcke der resultierenden Bitgruppe einer Auswertung zugeführt werden, deren Bits aufgrund der Mittelung als mehrfach identisch empfangen und somit zuverlässig identifiziert werden.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Umschaltung des Empfängers auf die andere Sendefrequenz (19) die Wiedergabe eines empfangenen Programms unterbrochen wird.
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