EP1278319A2 - Verfahren zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz - Google Patents

Verfahren zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz Download PDF

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EP1278319A2
EP1278319A2 EP02015770A EP02015770A EP1278319A2 EP 1278319 A2 EP1278319 A2 EP 1278319A2 EP 02015770 A EP02015770 A EP 02015770A EP 02015770 A EP02015770 A EP 02015770A EP 1278319 A2 EP1278319 A2 EP 1278319A2
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EP
European Patent Office
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time
transmitter
frame
unit
signal
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EP02015770A
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EP1278319A3 (de
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Sven Mulka
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/65—Arrangements characterised by transmission systems for broadcast
    • H04H20/67—Common-wave systems, i.e. using separate transmitters operating on substantially the same frequency

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the Synchronicity of transmitters in a single-frequency network and one suitable facility.
  • DAB Digital Audio Broadcasting
  • DAB Digital Audio Broadcasting
  • the channel impulse response sets the respective Start time of those broadcast by the DAB stations DAB frame signals with respect to time, so that the maximum temporal deviation of all DAB stations in the reception area can be determined. This procedure takes place in the General technology application.
  • Fig. 1 shows the schematic structure of a DAB single-frequency network.
  • the so-called ensemble multiplexer (101) combines the audio and data services to be broadcast together within an ensemble into an ensemble in the form of the ensemble transport interface (ETI) defined in European Telecommunication Standard (ETS) 300 799.
  • ETI ensemble transport interface
  • This frame-oriented data stream is delayed by the time t NP by a network adapter (102), the network adapter (102) typically being integrated in the ensemble multiplexer (101).
  • the ETI data stream thus adapted to the runtime requirements is distributed to the transmitters via a transport network (103).
  • the frames (104) arriving at the transmitter are delayed by a further network adapter (105) to compensate for differences in transit time in the transport network.
  • the multiplexer (101) scans additional time stamps (TIST) for each frame.
  • TIST specifies the target time at which the beginning of the frame should arrive at the COFDM modulator (107).
  • GPS Global Positioning System
  • 1pps 1 Hz pulses
  • the network adapter (105) therefore delays the received frame (104) until the time condition required by the TIST is met, and feeds the frame (106) into the COFDM modulator (107). For the generation of the DAB signal, this requires a predetermined time t MOD .
  • the DAB signal generated in this way is, if necessary, delayed again by a delay element (108) in order to adapt specific time requirements of the transmitter and is then transmitted (111) via a mixing stage with the following output stage (109).
  • DE 19 830 638 discloses a method for monitoring the Synchronicity of a DAB station, which is the static station delay time to assess the synchronicity.
  • the procedure for measuring the transmitter delay time is the time interval between the frame phase information of the ETI (NI) signal fed into the COFDM modulator and the following zero symbol in the COFDM signal (Institute for Broadcasting Technology, Technical Report No. B167 / 99, Section 3.2).
  • the application of the channel impulse response requires a selected one Receiving location at which all DAB stations to be monitored equally well received, which is only in relatively small To reach coverage areas with up to five DAB stations is. For larger coverage areas, therefore further favorable reception locations can be found. This increases the investment costs for the device technology even the one-off and ongoing infrastructure costs for location rental, the connection to telecontrol and telecommunications systems. In addition, only relative measurement results be delivered and the error assignment to a specific DAB station is not possible directly.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art of technology to eliminate.
  • it is said to be an improved one Procedure for monitoring the synchronicity of transmitters in a single-wave network and a suitable one Facility can be specified.
  • the method according to the invention can be used both for monitoring the synchronicity of a transmitter in a single frequency network as also to measure its temporal position during during commissioning.
  • the specified method has compared to the previously known Solutions have the advantage that the total duration of the transferred Signal is determined and thus both runtime errors of the transmitter as well as recognized within the transport network can be. If the procedure is used periodically is also a quick error detection, error message and if necessary replacement or reserve switching of the transmitter and its Transport network achieved, with no additional personnel is necessary for fault localization.
  • the method can therefore be used particularly in terrestrial Single-frequency networks of digital broadcasting (digital audio Broadcasting - DAB) according to ETS 300 401 and the digital Television (Digital Video Broadcasting - DVB) according to ETS 300 744 can be applied.
  • digital broadcasting digital audio Broadcasting - DAB
  • digital Television Digital Video Broadcasting - DVB
  • the present invention relates to transmitters has been described in the single-frequency network, the invention Devices and methods also for any runtime determination of a signal used be, for example, via free space transfer and not wired from a first location to a second Place is transmitted.
  • the frame start is marked with a frame detector (203) for each or selected frame of the signal (202) transmitted by the multiplexer (201) and the individual reference time is referenced using a globally available absolute time base (204) t REF (206) (of the respective frame) determined by the time determination unit (205).
  • the beginning of the frame is then marked for each or selected frame of the signal (208) emitted by the transmitter (207) and fed into the frame detector (209) and, with reference to the same globally available time base (210), the individual transmission time t DAB (212) (of the respective Frame) determined by the time determination unit (211).
  • the subtractor (213) then subtracts the associated individual reference time t REF (206) from the previously determined transmission time (212). The result is the total runtime t NS (214) of the frame.
  • the total running time (214) determined in this way is shown in FIG Way from a control unit to compliance with a tolerable range by comparison with a setpoint in Connection with a max. permissible deviation is monitored.
  • an alarm can be triggered higher-level monitoring and control unit signals or the transmitter is automatically switched off or by a reserve will be released.
  • the determination of the reference times can be based on selected frames using frame counters or other striking recurring framework information contained become. This is the number of reference times to be transmitted limited. The reference times of the following frames can be extrapolated with sufficient accuracy be determined. This can increase the necessary transmission capacity be significantly reduced for the reference time.
  • the reference time obtained in this way (206) is inserted into the by the insertion unit (301) sending frame (302) inserted as an additional time stamp and with the user information (202) via the transport network transmitted and broadcast by the transmitter (207).
  • To evaluate the signal (208) generated by the transmitter (207) can be a customary one for the respective transmission method Receivers are used.
  • This typically contains an RF module for frame-oriented transmission methods (303) for selection and preprocessing, one Frame detector (209) and a channel decoder (304).
  • the frame detector marked for synchronization of the channel decoder (304) the beginning of the frame.
  • the channel decoder in turn provides the decoded data is ready as a bit stream (305).
  • the reference time required for the procedure (206) is generated by a reference time decoder (307) Bitstream (305) decoded.
  • a particular advantage of the second embodiment is that none additional transport route for the transfer of the reference time is needed.
  • the blocks contained in Fig. 3a can for determining and keying in the reference time (203, 204, 205, 301) can be implemented directly in the multiplexer (201).
  • 3b shows an advantageous embodiment for this case, at which the reference time (206) of the at the output of the insertion unit (301) available frame (302) is determined and the total runtime from the device output of the multiplexer until the output of the transmitter is determined.
  • the frame can also be delayed in one of the following frame is inserted by the insertion unit (301) the reference time (206) by a frame counter or other distinctive recurring frame information of the respective framework is expanded.
  • the reference time decoder (307) can use this the bit stream (305) decoded reference time (206) the corresponding Assign frames.
  • Embodiment can also be an additional transport route be avoided in which time stamps that are typically in Frame-oriented data streams are already included be used if these meet the accuracy requirements satisfy. The measurement result is then one correct specific offset.
  • the TIST NA or TIST NI contained in the ETI for dynamic runtime compensation can also be used.
  • the TIST defines the individual target time of a frame at the input of the COFDM and is only transmitted in the ETI and not in the DAB signal.
  • the network adapter (105) contained in the transmitter in FIG. 1 delays a received frame (104) until the individual target time is reached and feeds the frame (106) delayed in this way into the COFDM (107).
  • t ND (nominal) t TN (target) + t NA (Target)
  • the predefined target transit time t ND (target) by the transport network including dynamic transit time compensation is to be used for the calculation.
  • the subtractor (404) forms from this and the externally determined constant target running time (405) reference time required for the procedure (206).
  • the TIST decoder (402) additionally the frame counter or another striking recurring framework information of the respective Frame decodes and the TIST (403) around this information added.
  • the fourth embodiment shown in Fig. 5 is directed for use in large supply areas many stations where distribution to save costs of the data stream takes place via satellite. Because the signal delays to the individual channels only marginally A distinction is typically made between dynamic runtime compensation waived at the transmitter.
  • the multiplexer (201) generated data stream (202) via the insertion unit (505) as Transfer data stream (302) to the satellite transmitter (509).
  • the respective satellite receiver 513 decodes the data stream contained in the downlink and routes it to the transmitter (207).
  • the functional expansions of the fourth embodiment (FIG. 5) compared to the second embodiment (FIGS. 3a and 3b) aim to additionally determine the transit time via satellite and, with reference to the known target transit time via satellite, a correction time t COR to determine.
  • This correction time t COR is used in conjunction with the determined total running time t NS to evaluate the synchronicity of the transmitter.
  • the downlink (511) is received at the location of the multiplexer (201) by an additional satellite receiver (508) and the data stream (507) is decoded therefrom.
  • the transit time measuring device (506) determines the transit time of the received data stream (507) compared to the transmitted data stream (302). For this purpose, the frame beginnings are each marked by a frame detector in a manner not shown and the time between the associated frame starts is measured. In order to match the received frames to the transmitted frames, frame counters or other distinctive, recurring frame information contained in the data stream can be evaluated.
  • the subtractor (502) subtracts the known target transit time via satellite t SAT (target) (501) from the determined transit time via satellite (504).
  • correction time t COR which is inserted by the insertion unit (505) in a manner similar to the reference time (206) into the data stream (202) supplied by the multiplexer as additional time information.
  • the time information decoder (514) decodes the reference time (206) from the bit stream (305) and additionally the correction time (503).
  • this setpoint is adjusted in a manner not shown and according to the first embodiment in connection with the total runtime (214) from the control unit for assessment of synchronicity.
  • the determined correction time (503) can thus by the insertion unit (505) similar to the reference time (206) as additional Time information is inserted into the signal (203) to be sent and similar by a time information decoder (514) the reference time (206) can be decoded from the bit stream (305).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz, das die Schritte
  • (a) Bestimmen der zeitliche Position des von einem Sender erzeugten Signals bezüglich einer externen Referenz;
  • (b) Ermitteln der Gesamtlaufzeit des vom Ausgang eines Multiplexers zum Ausgang eines Sender übertragenen Signals durch Auswertung zumindest der in Schritt (a) erhaltenen Zeitinformation und
  • (c) Beurteilen der Synchronität des Senders aus der in Schritt (b) ermittelten Gesamtlaufzeit des Signals
    • umfaßt.
    Figure 00000001

    Description

    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz sowie eine dazu geeignete Einrichtung.
    Es ist bekannt, daß zur Überprüfung der Synchronität von Sendern in einem DAB-Gleichwellennetz (DAB = Digital Audio Broadcasting) die Kanalimpulsantwort, welche z.B. von DAB-Empfängern während der Demodulation geliefert wird, herangezogen werden kann. Die Kanalimpulsantwort setzt den jeweiligen Startzeitpunkt der von den DAB-Sendern ausgestrahlten DAB-Rahmensignale in zeitlichen Bezug, so daß die maximale zeitliche Abweichung aller im Empfangsgebiet liegenden DAB-Sender bestimmt werden kann. Dieses Verfahren findet in der Technik allgemein Anwendung.
    Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines DAB-Gleichwellennetzes. Der sogenannter Ensemble Multiplexer (101) faßt die innerhalb eines Ensembles gemeinsam auszustrahlenden Audio- und Datendienste zu einem Ensemble in Form des in European Telecommunication Standard (ETS) 300 799 definierten Ensemble Transport Interfaces (ETI) zusammen. Dieser Rahmen-orientierte Datenstrom wird durch einen Netzwerkadapter (102) um die Zeit tNP verzögert, wobei typischer Weise der Netzwerkadapter (102) im Ensemble Multiplexer (101) integriert ist. Der so an die Laufzeitanforderungen angepaßte ETI-Datenstrom wird über ein Transportnetzwerk (103) an die Sender verteilt. Die am Sender einlaufenden Rahmen (104) werden durch einen weiteren Netzwerkadapter (105) zum Ausgleich von Laufzeitunterschieden im Transportnetzwerk verzögert. Falls die Laufzeit tTN durch das Transportnetzwerk konstant ist, kann eine individuelle Verzögerungszeit tNA für jeden Sender statisch vorgegeben werden. In der Regel erfüllt die Laufzeit im Transportnetzwerk jedoch nicht die zeitlichen Anforderungen von DAB, wozu ein sogenannter dynamischer Laufzeitausgleich durch den Netzwerkadapter (105) durchgeführt werden kann. Der Multiplexer (101) tastet dazu zusätzliche Zeitmarken (TIST) für jeden Rahmen ein. Der TIST legt die Sollzeit fest, zu der der Rahmenanfang am COFDM-Modulator (107) eintreffen soll. Als global verfügbare Bezugsgröße (110) wird dafür die vom Global Positioning System (GPS) gelieferte Zeit in Form von 1 Hz Impulsen (1pps) verwendet. Der Netzwerkadapter (105) verzögert demnach den empfangenen Rahmen (104) solange, bis die vom TIST geforderte Zeitbedingung erfüllt ist, und speist den Rahmen (106) in den COFDM-Modulator (107) ein. Dieser benötigt für die Erzeugung des DAB-Signals eine fest vorgegebene Zeit tMOD. Das so erzeugte DAB-Signal wird ggf. zur Anpassung spezifischer Zeitanforderungen des Senders durch ein Verzögerungsglied (108) nochmals verzögert und dann über eine Mischstufe mit folgender Endstufe (109) auf der gewünschten Frequenz ausgestrahlt (111).
    Aus der Fig. 1 können die wesentlichen Zeitbeziehungen abgelesen werden.
    Die Gesamtlaufzeit eines Rahmens tNS vom Ausgang des Multiplexers (101) bis zum Senderausgang (111) ergibt sich zu: tNS = tNP + tTN + tNA + tMOD + tOFF + tTX
    Die Laufzeit im Transportnetzwerk inkl. dynamischen Laufzeitausgleich vom Ausgang des Multiplexers (101) bis zum COFDM-Eingang (106) bestimmt sich zu: tND = tNP + tTN + tNA
    Falls der Netzwerkadapter (102) integraler Bestandteil des Multiplexers (101) ist, vereinfachen sich die genannten Formeln zu: tNS = tTN + tNA + tMOD + tOFF + tTX tND = tTN + tNA
    DE 19 830 638 offenbart ein Verfahren zur Überwachung der Synchronität eines DAB-Senders, welches die statische Senderverzögerungszeit zur Bewertung der Synchronität heranzieht. Dem Verfahren zur Messung der Senderverzögerungszeit liegt der zeitliche Abstand der Frame Phase Information des in den COFDM-Modulator eingespeisten ETI(NI)-Signals und dem folgenden Nullsymbol im COFDM-Signal zugrunde (Institut für Rundfunktechnik, Technischer Bericht Nr. B167/99, Abschnitt 3.2).
    Die Anwendung der Kanalimpulsantwort erfordert einen ausgewählten Empfangsstandort, an dem alle zu überwachenden DAB-Sender gleich gut empfangen werden, was nur in relativ kleinen Versorgungsgebieten mit bis zu fünf DAB-Sendern zu erreichen ist. Bei größeren Versorgungsgebieten müssen deshalb weitere günstige Empfangsstandorte gefunden werden. Dies steigert neben den Investitionskosten für die Gerätetechnik selbst auch die einmaligen und laufenden Infrastrukturkosten für die Standortmiete, die Anbindung an Fernwirk- und Fernmeldesysteme. Hinzu kommt, daß nur relative Meßergebnisse geliefert werden und die Fehlerzuordnung zu einem bestimmten DAB-Sender nicht direkt möglich ist.
    Nachteil der in DE 19 830 638 vorgeschlagenen Lösung ist es, daß nur die statische Senderverzögerungszeit zur Beurteilung der Synchronität herangezogen wird. Die zeitliche Position eines DAB-Senders wird jedoch auch von der Laufzeit im DAB-Transportnetzwerk und den Komponenten für den dynamischen Laufzeitausgleich bestimmt. Somit bleiben Fehler beim dynamischen Laufzeitausgleich unerkannt und der DAB-Sender kann zur Störquelle werden. Hinzu kommt, daß für das Meßverfahren neben dem HF-Signal des Senders auch das am COFDM-Eingang anliegende ETI(NI)-Signal verwendet wird, welches in der Regel nur eingeschränkt innerhalb der Gerätetechnik als internes Signal zugänglich ist.
    Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein verbessertes Verfahren zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz sowie eine dazu geeignete Einrichtung angegeben werden.
    Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 15 und 17 bis 30.
    Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz vorgesehen, das die Schritte
  • (a) Bestimmen der zeitliche Position des von einem Sender erzeugten Signals bezüglich einer externen Referenz;
  • (b) Ermitteln der Gesamtlaufzeit des vom Ausgang eines Multiplexers zum Ausgang eines Senders übertragenen Signals durch Auswertung zumindest der in Schritt (a) erhaltenen Zeitinformation und
  • (c) Beurteilen der Synchronität des Senders aus der in Schritt (b) ermittelten Gesamtlaufzeit des Signals
    • umfaßt. Die Ermittlung der Gesamtlaufzeit des Signals in Schritt (b) kann neben der Auswertung der in Schritt (a) erhaltenen Zeitinformation die Auswertung weiterer, vom Multiplexer oder Sender übertragener Zeitinformationen umfassen.
    Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zur Überwachung der Synchronität eines Senders in einem Gleichwellennetz als auch zu dessen Einmessung der zeitlichen Position während der Inbetriebnahme angewendet werden.
    Das angegebene Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten Lösungen den Vorteil, daß die Gesamtlaufzeit des übertragenen Signals bestimmt wird und damit sowohl Laufzeitfehler des Senders als auch innerhalb des Transportnetzwerkes erkannt werden können. Bei periodischem Einsatz des Verfahrens wird zudem eine schnelle Fehlererkennung, Fehlermeldung und ggf. Ablösung bzw. Reserveschaltung des Senders und dessen Transportnetzwerkes erzielt, wobei kein zusätzliches Personal zur Fehlerlokalisierung notwendig ist.
    Das Verfahren kann somit insbesondere in den terrestrischen Gleichwellennetzen des Digitalen Rundfunks (Digital Audio Broadcasting - DAB) gemäß ETS 300 401 und des Digitalen Fernsehens (Digital Video Broadcasting - DVB) gemäß ETS 300 744 angewendet werden.
    Bei Anwendung des Verfahrens im Digitalen Rundfunk kann zur Übertragung der Referenzzeit und ggf. weiterer Zeitinformationen sowohl der Fast-Information-Channel FIC als auch freie Übertragungskapazität des Main-Service-Channel verwendet werden.
    Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Sendern im Gleichwellennetz beschrieben worden ist, können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren ebenfalls für jede beliebige Laufzeitbestimmung eines Signals eingesetzt werden, das beispielsweise auch per Freiraumübertragung und nicht leitungsgebunden von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort übermittelt wird.
    Eine zur Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz geeignete Vorrichtung umfaßt
  • (A) eine Einrichtung zur Bestimmung der zeitlichen Position des von einem Sender erzeugten Signals bezüglich einer externen Referenz;
  • (B) eine Einrichtung zur Ermittlung der Gesamtlaufzeit des vom Ausgang eines Multiplexers zum Ausgang eines Senders übertragenen Signals durch Auswertung zumindest der aus (A) erhaltenen Zeitinformation und
  • (C) eine Einrichtung zur Beurteilung der Synchronität des Senders aus der ermittelten Gesamtlaufzeit des übertragenen Signals. Einrichtung (B) sollte dabei zur Ermittlung der Gesamtlaufzeit des Signals eine Auswerteeinheit für die aus Einrichtung (A) erhaltene Zeitinformation und eine Auswerteinheit für weitere, vom Multiplexer oder Sender übertragene Zeitinformationen aufweisen.
    • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    Fig. 1
    den schematischen Aufbau eines DAB-Gleichwellennetzes nach dem Stand der Technik,
    Fig. 2
    eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz,
    Fig. 3a
    eine zweite Ausführungsform eines Verfahrens zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz,
    Fig. 3b
    eine Modifikation der zweiten Ausführungsform,
    Fig. 4a
    eine dritte Ausführungsform eines Verfahrens zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz,
    Fig. 4b
    eine Modifikation der dritten Ausführungsform und
    Fig. 5
    eine vierte Ausführungsform eines Verfahrens zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz.
    Nach der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform wird zunächst für jeden oder ausgewählte Rahmen des vom Multiplexer (201) ausgesendeten Signals (202) der Rahmenanfang mit einem Rahmendetektor (203) markiert und unter Bezugnahme einer global verfügbaren absoluten Zeitbasis (204) die individuelle Referenzzeit tREF (206) (des jeweiligen Rahmens) durch die Zeitbestimmungseinheit (205) bestimmt.
    Danach wird für jeden oder ausgewählte Rahmen des vom Sender (207) ausgesendeten und in den Rahmendetektor (209) eingespeisten Signals (208) der Rahmenanfang markiert und unter Bezugnahme derselben global verfügbaren Zeitbasis (210) der individuelle Sendezeitpunkt tDAB (212) (des jeweiligen Rahmens) durch die Zeitbestimmungseinheit (211) bestimmt.
    Der Subtrahierer (213) zieht anschließend von dem zuvor bestimmten Sendezeitpunkt (212) die zugehörige individuelle Referenzzeit tREF (206) ab. Als Ergebnis liegt die Gesamtlaufzeit tNS (214) des Rahmens vor.
    Die so ermittelte Gesamtlaufzeit (214) wird in nicht dargestellter Weise von einer Steuereinheit auf Einhaltung eines tolerablen Bereiches durch Vergleich mit einem Sollwert in Verbindung mit einer max. zulässigen Abweichung überwacht.
    Im Falle einer unzulässigen Abweichung der Gesamtlaufzeit kann je nach Ausstattung der Sendeanlage ein Alarm zu einer übergeordneten Überwachungs- und Steuereinheit signalisiert werden oder der Sender automatisch abgeschaltet bzw. durch eine Reserve abgelöst werden.
    Die Bestimmung der Referenzzeiten kann auf ausgewählte Rahmen unter Nutzung von Rahmenzählern oder anderer markanter wiederkehrend enthaltener Rahmeninformationen eingeschränkt werden. Dadurch wird die Anzahl zu übertragender Referenzzeiten eingeschränkt. Die Referenzzeiten nachfolgender Rahmen können durch Extrapolation mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden. Dadurch kann die notwendige Übertragungskapazität für die Referenzzeit erheblich reduziert werden.
    Nach der in Fig. 3a dargestellten zweiten Ausführungsform wird die Referenzzeit (206) des am Ausgang des Multiplexers verfügbaren Rahmen (202) ermittelt. Die so gewonnene Referenzzeit (206) wird durch die Einfügeeinheit (301) in die zu sendenden Rahmen (302) als zusätzliche Zeitmarke eingefügt und mit den Nutzinformationen (202) über das Transportnetzwerk übertragen und vom Sender (207) ausgestrahlt.
    Zur Auswertung des vom Sender (207) erzeugten Signals (208) kann ein für das jeweilige Übertragungsverfahren üblicher Empfänger eingesetzt werden. Dieser enthält typischerweise bei Rahmen-orientierten Übertragungsverfahren eine HF-Baugruppe (303) zur Selektion und Vorverarbeitung, einen Rahmendetektor (209) und einen Kanaldekoder (304). Der Rahmendetektor markiert zur Synchronisation des Kanaldekoders (304) den Rahmenanfang. Der Kanaldekoder stellt seinerseits die dekodierten Daten als Bitstrom (305) bereit. Erfindungsgemäß wird das vom Rahmendetektor gelieferte Signal (306) zur weiteren Verarbeitung an die Zeitbestimmungseinheit (211) geführt. Die für das Verfahren notwendige Referenzzeit (206) wird durch einen Referenzzeitdekoder (307) aus dem Bitstrom (305) dekodiert.
    Besonderer Vorteil der zweiten Ausführungsform ist, daß kein zusätzlicher Transportweg für die Übertragung der Referenzzeit benötigt wird.
    Praktischerweise können die in Fig. 3a enthaltenen Blöcke zur Bestimmung und Eintastung der Referenzzeit (203, 204, 205, 301) direkt im Multiplexer (201) implementiert werden. Für diesen Fall zeigt Fig. 3b eine vorteilhafte Ausführung, bei der die Referenzzeit (206) des am Ausgang der Einfügeeinheit (301) verfügbaren Rahmen (302) ermittelt wird und damit die Gesamtlaufzeit vom Geräteausgang des Multiplexers bis zum Ausgang des Senders bestimmt wird.
    Die ermittelte Referenzzeit (206) eines jeden oder ausgewählten Rahmens kann auch zeitlich verzögert in einen der nachfolgenden Rahmen durch die Einfügeeinheit (301) eingetastet werden, wobei die Referenzzeit (206) um einen Rahmenzähler oder andere markante wiederkehrend enthaltene Rahmeninformation des jeweiligen Rahmens erweitert wird. Am Senderstandort kann damit der Referenzzeitdekoder (307) die aus dem Bitstrom (305) dekodierte Referenzzeit (206) dem entsprechenden Rahmen zuordnen.
    Alternativ zu der in Fig. 3a und Fig. 3b dargestellten zweiten Ausführungsform kann ein zusätzlicher Transportweg auch vermieden werden, in dem Zeitmarken, die typischerweise in Rahmen-orientierten Datenströmen bereits enthalten sind, verwendet werden, falls diese den Anforderungen an die Genauigkeit gerecht werden. Das Meßergebnis ist dann um einen spezifischen Offset zu korrigieren.
    Beim Digitalen Rundfunk kann neben der im FIC signalisierten Uhrzeit auch der im ETI zum dynamischen Laufzeitausgleich enthaltene TISTNA bzw. TISTNI verwendet werden. Der TIST legt, wie in ETS 300 799 definiert, die individuelle Sollzeit eines Rahmens am Eingang des COFDM fest und wird nur im ETI und nicht im DAB-Signal übertragen. Der in Fig. 1 im Sender enthaltene Netzwerkadapter (105) verzögert dazu einen empfangenen Rahmen (104) solange, bis die individuelle Sollzeit erreicht ist und speist den so verzögerten Rahmen (106) in den COFDM (107) ein.
    Um die erfindungsgemäß notwendige Referenzzeit tREF aus dem TIST zu bestimmen, kann durch Vergleich von Fig. 1 und Fig. 2 unter der Annahme, daß als Absolutzeit GPS in Form von 1 Hz Impulsen verwendet wird, folgende Erkenntnis gewonnen werden: TIST = tMUX + tNP(Soll) + tTN(Soll) + tNA(Soll) tND(Soll) = tNP(Soll) + tTN(Soll) + tNA(Soll) tREF = tMUX Daraus folgt: tREF = TIST - tND(Soll)
    Falls der Netzwerkadapter (102), wie in Fig. 4b dargestellt, integraler Bestandteil des Multiplexers (101) ist, gelten folgende Beziehungen: tND(Soll) = tTN(Soll) + tNA(Soll) tREF = tMUX + tNP(Soll) Daraus folgt: tREF = TIST - tND(Soll)
    Als spezifischer Offset ist demnach für die Berechnung die vorgegebene Soll-Laufzeit tND(Soll) durch das Transportnetzwerk inkl. dynamischem Laufzeitausgleich anzuwenden.
    Bei der dritten Ausführungsform (Fig. 4a bzw. Fig. 4b), die auf eine Anwendung im Digitalen Rundfunk gerichtet ist, extrahiert der TIST-Dekoder (402) aus dem am Sendereingang anliegenden ETI-Datenstrom (401) den individuellen TIST (403) eines Rahmens. Der Subtrahierer (404) bildet aus dieser und der extern festgelegten konstanten Soll-Laufzeit (405) die für das Verfahren notwendige Referenzzeit (206).
    Um den individuellen TIST (403) dem zugehörigen Rahmen korrekt zuordnen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der TIST-Dekoder (402) zusätzlich den Rahmenzähler oder eine andere markante wiederkehrend enthaltene Rahmeninformation des jeweiligen Rahmens dekodiert und den TIST (403) um diese Information ergänzt.
    Die in Fig. 5 dargestellte vierte Ausführungsform ist gerichtet auf den Einsatz in großen Versorgungsgebieten mit vielen Sendern, bei denen zur Einsparung von Kosten die Verteilung des Datenstroms über Satellit erfolgt. Da die Signallaufzeiten zu den einzelnen Sendern sich nur geringfügig unterscheiden wird typischer Weise auf den dynamischen Laufzeitausgleich am Sender verzichtet.
    Wie in Fig. 5 dargestellt, wird der vom Multiplexer (201) erzeugte Datenstrom (202) über die Einfügeeinheit (505) als Datenstrom (302) an den Satelliten-Sender (509) übergeben. Dieser kodiert den Datenstrom und sendet ihn als Uplink (510) zum Satellit, der diesen als Downlink 511 an die Satelliten-Empfänger (513) verteilt. Der jeweilige Satelliten-Empfänger 513 dekodiert den im Downlink enthaltenen Datenstrom und führt diesen an den Sender (207).
    Die bisher beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der Gesamtlaufzeit eines Signals vom Ausgang des Multiplexers bis zum Senderausgang können auch bei Verteilung des Signals über Satellit angewendet werden. Da der Satellit jedoch seine Position insbesondere seine Höhe als eine Art langsamen Taumelns ändert, verändert sich auch die Gesamtlaufzeit. Dieser ist somit nicht mehr zu entnehmen, ob die Laufzeitänderungen durch Fehler im Sender verursacht sind. Die bestimmte Gesamtlaufzeit kann damit alleine nicht zur Beurteilung der Synchronität herangezogen werden.
    Die Funktionserweiterungen der vierten Ausführungsform (Fig. 5) gegenüber der zweiten Ausführungsform (Fig. 3a bzw. Fig. 3b) zielen darauf ab, zusätzlich die Laufzeit über Satellit zu bestimmen und unter Bezugnahme auf die bekannte Soll-Laufzeit über Satellit eine Korrekturzeit tCOR zu bestimmen. Diese Korrekturzeit tCOR wird in Verbindung mit der ermittelten Gesamtlaufzeit tNS zur Bewertung der Synchronität des Senders herangezogen.
    Mittels der in dieser Ausführungsform vorgeschlagenen Lösung ist es erstmals möglich, die Gesamtlaufzeit in Gleichwellennetzen vom Multiplexerausgang bis zum Senderausgang über Satellit zu bestimmen und gleichzeitig Zeitinformationen zu gewinnen, die eine Beurteilung der Synchronität der Sender ermöglichen. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Sender erhöht. Überdies kann auf den bisher erforderlichen Zeitausgleich in einer Netzwerkadaption verzichtet werden, so daß eine erhebliche Kostenverringerung an jedem Sender erreicht wird.
    Um die Korrekturzeit tCOR zu bestimmen, wird am Standort des Multiplexers (201) durch einen zusätzlichen Satelliten-Empfänger (508) der Downlink (511) empfangen und daraus der Datenstrom (507) dekodiert. Die Laufzeitmeßeinrichtung (506) bestimmt die Laufzeit des empfangenen Datenstroms (507) gegenüber dem gesendeten Datenstrom (302). Dazu werden in nicht dargestellter Weise die Rahmenanfänge jeweils durch einen Rahmendetektor markiert und die Zeit zwischen den zugehörigen Rahmenanfängen vermessen. Um eine Zuordnung der empfangen Rahmen zu den gesendeten Rahmen zu treffen, können im Datenstrom enthaltene Rahmenzähler oder andere markante wiederkehrend enthaltene Rahmeninformationen ausgewertet werden. Der Subtrahierer (502) zieht von der ermittelten Laufzeit über Satellit (504) die bekannte Soll-Laufzeit über Satellit tSAT(Soll) (501) ab. Als Ergebnis liegt die Korrekturzeit tCOR (503) vor, welche von der Einfügeeinheit (505) in ähnlicher Weise wie die Referenzzeit (206) in den vom Multiplexer gelieferten Datenstrom (202) als zusätzliche Zeitinformation eingefügt wird. Am Sender dekodiert der Zeitinformationsdekoder (514) aus dem Bitstrom (305) die Referenzzeit (206) und zusätzlich die Korrekturzeit (503).
    Durch Addition der Korrekturzeit (503) zu dem extern festgelegten konstanten Sollwert für die Gesamtlaufzeit (214) wird dieser Sollwert in nicht dargestellter Weise angepasst und entsprechend der ersten Ausführungsform in Verbindung mit der Gesamtlaufzeit (214) von der Steuereinheit zur Beurteilung der Synchronität verwendet.
    Die ermittelte Korrekturzeit (503) kann somit durch die Einfügeeinheit (505) ähnlich der Referenzzeit (206) als zusätzliche Zeitinformation in das auszusendende Signal (203) eingefügt und durch einen Zeitinformationsdekoder (514) ähnlich der Referenzzeit (206) aus dem Bitstrom (305) dekodiert werden.

    Claims (30)

    1. Verfahren zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz, dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte
      (a) Bestimmen der zeitliche Position des von einem Sender erzeugten Signals bezüglich einer externen Referenz;
      (b) Ermitteln der Gesamtlaufzeit des vom Ausgang eines Multiplexers zum Ausgang eines Sender übertragenen Signals durch Auswertung zumindest der in Schritt (a) erhaltenen Zeitinformation und
      (c) Beurteilen der Synchronität des Senders aus der in Schritt (b) ermittelten Gesamtlaufzeit des Signals
      umfaßt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ermittlung der Gesamtlaufzeit des Signals in Schritt (b) neben der Auswertung der in Schritt (a) erhaltenen Zeitinformation die Auswertung weiterer, vom Multiplexer oder Sender übertragener Zeitinformationen umfaßt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Bestimmen der zeitlichen Position des von einem Sender erzeugten Signals bezüglich einer externen Referenz in Schritt (a) durch
      (a1) Markieren des Rahmenanfangs jedes oder ausgewählter Rahmen eines von einem Multiplexer (201) ausgesendeten Signals (202) mit einem Rahmendetektor (203);
      (a2) Bestimmen der individuellen Referenzzeit (206) für jeden oder ausgewählter Rahmen durch die Zeitbestimmungseinheit (205) in bezug auf eine global verfügbare Zeitbasis (204);
      (a3) Markieren des Rahmenanfangs jedes oder ausgewählter Rahmen eines von einem Sender (207) ausgesendeten und in einen Rahmendetektor (209) eingespeisten Signals (208) und
      (a4) Bestimmen des individuellen Sendezeitpunktes (212) für jeden oder ausgewählter Rahmen durch die Zeitbestimmungseinheit (211) in bezug auf dieselbe global verfügbare Zeitbasis (210)
      erfolgt.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die in Teilschritt (a2) bestimmte Referenzzeit (206) mittels einer Einfügeeinheit (301) in den gleichen oder einen der nachfolgenden Rahmen des ausgesendeten Signals (302) als zusätzliche Zeitmarke eingefügt, die gemeinsam mit Nutzinformationen (202) an Sender (207) übertragen und von diesem ausgestrahlt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei Teilschritt (a3)
      (a31) das Markieren des Rahmenanfangs mittels des Rahmendektors (209);
      (a32) das Synchronisieren eines Kanaldekoders (304) mittels der markierten Rahmenanfänge und
      (a33) das Bereitstellen der dekodierten Daten als Bitstrom (305) durch den Kanaldekoder (304)
      umfaßt.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das vom Rahmendekoder (206) in Teilschritt (a31) gelieferte Signal (306) der Zeitbestimmungseinheit (211) zugeführt wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei aus dem Bitstrom (305) die Referenzzeit (206) durch einen Referenzzeitdekoder (307) dekodiert wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Referenzzeit (206) in Teilschritt (a2) durch
      (i) Extrahieren eines individuellen TIST (403) eines Rahmens aus dem am Sendereingang anliegenden ETI-Datenstrom (401) mittels eines TIST-Dekoders (402) und
      (ii) Subtrahieren einer extern festgelegten konstanten Soll-Laufzeit (405) von dem im Schritt (i) bestimmten individuellen TIST (403) eines Rahmens mittels eines Subtrahierers (404)
      gebildet wird.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei das Ermitteln der Gesamtlaufzeit des Senders durch Auswertung zumindest der in Schritt (a) erhaltenen Zeitinformation in Schritt (b) durch
      Subtrahieren der in Teilschritt (a2) bestimmten Referenzzeit (206) von dem in Teilschritt (a4) bestimmten zugehörigen Sendezeitpunkt (212) mittels eines Subtrahieres (213) erfolgt, wodurch die Gesamtlaufzeit (214) für jeden Rahmen ermittelt wird.
    10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Beurteilen der Synchronität des Senders aus der in Schritt (b) ermittelten Gesamtlaufzeit des Signals in Schritt (c) durch
      (c1) Prüfen der in Schritt (b) ermittelten Gesamtlaufzeit (214) auf Einhaltung eines tolerablen Bereiches durch Vergleich mit einem Sollwert in Verbindung mit einer maximal zulässigen Abweichung und
      (c2) Erzeugen eines Stellsignals im Falle einer unzulässigen Abweichung der ermittelten Gesamtlaufzeit (214) von dem Sollwert
      erfolgt.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der in den Schritten (c1) und (c2) verwendete Sollwert durch Addieren einer Korrekturzeit (503) zu einem extern festgelegten Sollwert bestimmt wird.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Korrekturzeit (503) durch
      (i) Ermittlung der Laufzeit (504) des über das Transportnetzwerk ausgesendeten (302) und empfangenen (507) Signals durch die Laufzeitmeßeinrichtung (506) und
      (ii) Subtrahieren einer extern festgelegten konstanten Soll-Laufzeit (501) von der im Schritt (i) erhaltenen Laufzeit (504) mittels eines Subtrahierers (502)
      ermittelt wird.
    13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die ermittelte Korrekturzeit (503)
      (i) durch die Einfügeeinheit (505) als zusätzliche Zeitinformation in das auszusendende Signal (302) eingefügt und
      (ii) durch einen Zeitinformationsdekoder (514) aus dem Bitstrom (305) dekodiert
      wird.
    14. Verfahren nach Anspruch 10 bis 13, wobei das in Schritt (c2) erzeugte Stellsignal einen Alarm in einer übergeordneten Überwachungs- und Steuereinheit auslöst.
    15. Verfahren nach Anspruch 10 bis 13, wobei das in Schritt (c2) erzeugte Stellsignal den Sender abschaltet, wobei der abgeschaltete Sender durch einen Reservesender ergänzt werden kann.
    16. Vorrichtung zur Überwachung der Synchronität von Sendern in einem Gleichwellennetz, dadurch gekennzeichnet, daß sie
      (A) eine Einrichtung zur Bestimmung der zeitlichen Position des von einem Sender erzeugten Signals bezüglich einer externen Referenz;
      (B) eine Einrichtung zur Ermittlung der Gesamtlaufzeit des vom Ausgang eines Multiplexers zum Ausgang eines Senders übertragenen Signals durch Auswertung zumindest der aus (A) erhaltenen Zeitinformation und
      (C) eine Einrichtung zur Beurteilung der Synchronität des Senders aus der ermittelten Gesamtlaufzeit des Signals
      umfaßt.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Einrichtung (B) zur Ermittlung der Gesamtlaufzeit des Signals eine Auswerteeinheit für die aus Einrichtung (A) erhaltene Zeitinformation und eine Auswerteinheit für weitere, vom Multiplexer oder Sender übertragene Zeitinformationen aufweist.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei die Einrichtung (A) zur Bestimmung der zeitlichen Position des von einem Sender erzeugten Signals bezüglich einer externen Referenz
      (A1) eine Einheit zur Markierung des Rahmenanfangs jedes oder ausgewählter Rahmen eines von einem Multiplexer (201) ausgesendeten Signals (202) mit einem Rahmendetektor (203);
      (A2) eine Einheit zur Bestimmung der individuellen Referenzzeit (206) für jeden oder ausgewählter Rahmen durch die Zeitbestimmungseinheit (205) in bezug auf eine global verfügbare Zeitbasis (204);
      (A3) eine Einheit zur Markierung des Rahmenanfangs jedes oder ausgewählter Rahmen eines von einem Sender (207) ausgesendeten und in einen Rahmendetektor (209) eingespeisten Signals (208) und
      (A4) eine Einheit zur Bestimmung des individuellen Sendezeitpunktes (212) für jeden oder ausgewählter Rahmen durch die Zeitbestimmungseinheit (211) in bezug auf dieselbe global verfügbare Zeitbasis (210)
      aufweist.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei Einheit (A2) eine Einfügeeinheit (301) zum Einfügen der Referenzzeit (206) in den gleichen oder einen der nachfolgenden Rahmen des ausgesendeten Signals (302) als zusätzliche Zeitmarke aufweist.
    20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei Einheit(A3)
      (A31) einen Rahmendetektor (209) zur Markierung des Rahmenanfangs und
      (A32) einen Kanaldekoder (304), der mittels der markierten Rahmenanfänge synchronisiert wird und dekodierte Daten als Bitstrom (305) bereitstellt,
      aufweist.
    21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei Einheit (A3) eine Zeitbestimmungseinheit (211) aufweist, der das Signal (306) von Rahmendekoder (206) zugeführt wird.
    22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, wobei Einheit (A3) einen Referenzzeitdekoder (307) aufweist, der die Referenzzeit (206) aus dem Bitstrom (305) dekodiert.
    23. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei Einheit (A2)
      (i) einen TIST-Dekoder (402) zum Extrahieren eines individuellen TIST (403) eines Rahmens aus dem am Sendereingang anliegenden ETI-Datenstrom (401) und
      (ii) einen Subtrahierer (404) zur Differenzbildung zwischen dem individuellen TIST (403) eines Rahmens und einer extern festgelegten konstanten Soll-Laufzeit (405)
      aufweist, um Referenzzeit (206) zu bilden.
    24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei Einrichtung (B) einen Subtrahierer (213) zum Subtrahieren der in Einheit (A2) bestimmten Referenzzeit (206) von dem in Einheit (A4) bestimmten zugehörigen Sendezeitpunkt (212) und eine Einheit zur Ermittlung der Gesamtlaufzeit (214) für jeden Rahmen aufweist.
    25. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Einrichtung (C) zur Beurteilung der Synchronität des Senders aus der in Einrichtung (B) ermittelten Gesamtlaufzeit des Senders
      (C1) eine Einheit zum Prüfen der in Schritt (b) ermittelten Gesamtlaufzeit (214) auf Einhaltung eines tolerablen Bereiches durch Vergleich mit einem Sollwert in Verbindung mit einer maximal zulässigen Abweichung und
      (C2) eine Einheit zum Erzeugen eines Stellsignals im Falle einer unzulässigen Abweichung der ermittelten Gesamtlaufzeit (214) von dem Sollwert
      aufweist.
    26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Einheiten (C1) und (C2) den verwendeten Sollwert durch Addieren einer Korrekturzeit (503) zu einem extern festgelegten Sollwert bilden.
    27. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Korrekturzeit (503) in Einheit (A2) durch
      (i) Ermittlung der Laufzeit (504) des über das Transportnetzwerk ausgesendeten (302) und empfangenen (507) Signals durch die Laufzeitmeßeinrichtung (506) und
      (ii) Subtrahieren einer extern festgelegten konstanten Soll-Laufzeit (501) von der im Schritt (i) erhaltenen Laufzeit (504) mittels eines Subtrahierers (502)
      ermittelt wird.
    28. Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei die ermittelte Korrekturzeit (503)
      (i) in Einheit A2 durch die Einfügeeinheit (505) ähnlich der Referenzzeit (206) als zusätzliche Zeitinformation in das auszusendende Signal (302) eingefügt und
      (ii) in Einheit (A3) durch einen Zeitinformationsdekoder (514) ähnlich der Referenzzeit (206) aus dem Bitstrom (305) dekodiert
      wird.
    29. Vorrichtung nach Anspruch 25 bis 28, wobei das von Einheit (C2) erzeugte Stellsignal einen Alarm in einer übergeordneten Überwachungs- und Steuereinheit auslöst.
    30. Vorrichtung nach Anspruch 25 bis 28, wobei das von Einheit (C2) erzeugte Stellsignal den Sender abschaltet, wobei der abgeschaltete Sender durch einen Reservesender ergänzt werden kann.
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