EP2510636A2 - Verfahren zum bereitstellen mindestens eines ausgangssignals - Google Patents

Verfahren zum bereitstellen mindestens eines ausgangssignals

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Publication number
EP2510636A2
EP2510636A2 EP10795636A EP10795636A EP2510636A2 EP 2510636 A2 EP2510636 A2 EP 2510636A2 EP 10795636 A EP10795636 A EP 10795636A EP 10795636 A EP10795636 A EP 10795636A EP 2510636 A2 EP2510636 A2 EP 2510636A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
received
signal
antenna
output signal
receiving
Prior art date
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Ceased
Application number
EP10795636A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Passoke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2510636A2 publication Critical patent/EP2510636A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842—Weighted combining
    • H04B7/0848—Joint weighting

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for providing at least one output signal for a receiving unit.
  • High-quality receiving systems or arrangements for FM radio reception in vehicles use several antennas in order to improve the reception compared to systems with only one antenna.
  • the advantages of multiple antennas are used by switching between the antennas and forwarding a selected antenna signal via a high frequency signal to a receiver. This method is called switching diversity.
  • the desired reception frequency is filtered out on the radio from the reception band, converted to an intermediate frequency, filtered again and processed further, wherein the user determines via the operation of the radio which frequency is to be received.
  • the switch box needs information about which receive frequency has been selected from the receive band on the radio.
  • the intermediate frequency signal generated in the radio is supplied to the antenna changeover box for further signal processing via a high-frequency cable.
  • the document DE 10 2006 006 266 A1 describes that signals are forwarded from the receiver to the switching box via a separate connection, which prevent switching in special reception situations.
  • a new signal is calculated from two signals, which are produced by amplifying and / or filtering two different, linearly independent received signals of the antenna, by means of a complex linear combination.
  • Phase diversity systems combine the two or more antenna signals after sampling in the digital plane, the complex coefficients of the linear combination being continuously adapted to the reception conditions.
  • switching diversity systems discretely select between several signals, even if individual ones of these signals result from the addition of two antenna signals. Switching causes signal interference.
  • switching diversity systems with a separate switching box of the antenna from the car radio (head unit) receive an intermediate frequency signal from which the information for switching is obtained.
  • one of the signals of the antenna is converted to another frequency band in an antenna-side mixer box, so that after an addition the received signals from both antennas via a High-frequency cables with different center frequencies are transmitted.
  • a disadvantage of this method is that two additional mixing processes are to be integrated in a signal path of the receiving system. Except- the frequency conversion must take place over the entire reception bandwidth, so that the additional mixers are loaded with the entire dynamics of the reception band.
  • a radio receiving unit can be performed.
  • a DDA or digital directional antenna arrangement which is designed to perform a spatially oriented, digital antenna reception, or a corresponding system in the vehicle can be used without high system costs caused by two high-frequency cables.
  • the received signals from at least two antennas are respectively processed or preprocessed by digitization.
  • each received signal can be filtered, amplified and / or digitized.
  • a frequency of a received signal can also be converted.
  • the received signals are combined by calculation performing at least one arithmetic operation and thus providing the at least one output signal.
  • the at least two independent received signals in the calculation typically become respectively multiplied by complex factors and added.
  • the thus formed linear combination of two processed received signals of the same receiving channel is in the antenna arrangement, usually the receiving device, and not, as in the prior art, in the radio before.
  • the at least one output signal or antenna signal formed from the received signals can be fed to the radio (head unit) as a receiving unit for further processing via a connection formed as a cable, for example only.
  • a connection formed as a cable for example only.
  • two or more output or antenna signals can be provided.
  • An antenna system or an antenna arrangement with the DDA signal processing is referred to as DDA tuner box or switching box.
  • a unit with this signal processing can also be called a DDA antenna.
  • an antenna arrangement comprises the at least two antennas, a short feed line and the receiving device designed as a switching box.
  • the high-frequency cable can also be used for the power supply as well as for the digital control of the receiver or the DDA tuner box.
  • energy supply z. B. fed via a so-called phantom power a DC voltage to the high-frequency cable and forwarded to the DDA tuner box.
  • driving the DDA tuner box the use of different carrier frequencies for the transmission of the at least one digital output signal from the DDA tuner box to the radio or to the head unit, the digital control from the head unit to the DDA tuner box and the digital control the DDA antennas provided.
  • the antenna amplifier and the precursor of each receive path can be combined or combined, so that only an automatic gain control (AGC) is realized, which is usually integrated in the receiving block of the receiving device.
  • AGC automatic gain control
  • the at least one output signal can also be generated by modulating the processed received signals on a carrier and / or combined in one channel.
  • the AM or amplitude-modulated radio reception which can be carried out within the scope of the method can furthermore be realized in such a way that a frequency of the at least one output signal or a mixed signal from the fixed frequency of the local oscillator or the reference frequency, if necessary by dividing and / or multiplying a frequency of at least a received signal, usually the frequencies of the received signals is obtained.
  • a part of an AM broadcast band is converted into the corresponding intermediate frequency with the mixer of one of the signal paths and, if necessary, filtered.
  • At least two independent to form the linear combination receiving modules in which temporarily no linear combination is formed are used, with a receiving module remains on the receiving frequency and a received signal for the audio signal, while the second receiving module searches in the background for better alternative frequencies.
  • a receiving module remains on the receiving frequency and a received signal for the audio signal, while the second receiving module searches in the background for better alternative frequencies.
  • As an interface of the typically designed as a DDA tuner box receiving device can also be further processed signal, such.
  • the audio signal can be used.
  • the received signal for the car radio or the head unit is an audio source.
  • the method according to the invention or the receiving device according to the invention differs from a receiving box, which is located somewhere in a vehicle, receives two or more antenna signals, combines them in an analogue manner and outputs an audio signal.
  • the arrangement described is designed to carry out all the steps of the presented method.
  • individual steps of this method can also be carried out by individual components of the arrangement.
  • functions of the arrangement or functions of individual components of the arrangement can be implemented as steps of the method.
  • steps of the method may be realized as functions of individual components of the device or the entire device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first example of a device known from the prior art.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second example of a device known from the prior art.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a first embodiment of an arrangement according to the invention.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a second embodiment of an arrangement according to the invention.
  • the embodiment shown schematically in FIG. 1 of a device 2 known from the prior art comprises an antenna arrangement 4 with two antennas 6, 8 arranged in a rear window of a vehicle.
  • An antenna tapping unit 10, 12 is provided for each antenna 6, 8.
  • These antenna tap units 10, 12 are connected to an antenna switching box 14.
  • the antenna switching box 14 is connected to a car radio 20 via a first line 16, which is designed to transmit an analogue RF signal, and via a second separate line 18, which is designed to transmit an analogue IF or IF signal Also known as head unit connected.
  • the implementation of a switching diversity method is carried out here with two antenna taps on the Antennenabgriffäen 10, 12 of Antennenumschaltbox 16 and formed as high-frequency lines lines 16, 18 between the Antennenumschaltbox 14 and the car radio 20. It is during a receive operation between the antennas 6, 8 out - And connected, wherein the IF and the RF signal can be performed via only one line 16, 18. In this case, corresponding crossovers are then to be provided by circuitry.
  • a disadvantage of the method for carrying out the switching diversity is that at the same time only one antenna signal can be used for reception, which makes the reception catch capacity of the device 2 limits. Another disadvantage is that the switching between the antennas 6, 8 causes interference.
  • FIG. 2 The second example shown in FIG. 2 for a device 24 known from the prior art has largely the same components as the device 2 shown in FIG. 1, wherein the antenna switching box 14 is omitted here.
  • a DDA or digital directional antenna car radio 28 is provided here, which has a first line 16 and a first Antennenabgriffsech 10 with a first antenna 6 and a second line 18 and a second Antennenabgriffsech 12 with a second antenna. 8 connected is.
  • a new signal is calculated from two receiving systems, which comprise the antennas 6, 8 and the antenna tapping units 10, 12, by means of a complex linear combination.
  • the resulting signal can have a significantly improved quality compared to the individual signals provided by the antennas 6, 8. So u. a. Interference caused by multipath reception in the field can be almost completely suppressed. In this case, an increase in the performance can be realized in receiving areas with low field strength by appropriate summation of both signals.
  • Corresponding devices 24 or systems have been on the market since about 2002 and are commonly referred to as DDA (Digital Directional Antenna) or phase diversity systems.
  • the first embodiment of an inventive arrangement 40 shown schematically in FIG. 3 comprises an antenna arrangement 42 with at least one first antenna 44 and at least one second antenna 46, which are spaced apart from one another. Each antenna 44, 46 is connected to an antenna tapping unit 48, 50. The antenna tapping units 48, 50 are in turn connected to a receiver 52, which may also be referred to as a DDA tuner box or digital directional antenna receiver 52. The receiver 52 is connected via only one designed as a cable or line connection 54 with a receiving unit 56, which is designed here as a car radio or Headu- nit.
  • the receiving device 52 is provided by the first antenna 44 via the first Antennenabgriffsawa 48, a first received signal and the second antenna 46 via the second Antennenabgriffsawa 50, a second received signal. Furthermore, in the receiving device 52 each received signal is processed separately. Subsequently, the processed signals are combined by a calculation and thereby generates at least one output signal. Consequently, by implementing a phase diversity method in the receiving device 52 from the received signals, the at least one output signal, which may also be referred to as an antenna signal, provided. For a transmission of the at least one output signal, which may also be referred to as an antenna signal, to the receiving unit 56, only one connection 54 is required.
  • FIG. 6 A second embodiment of an arrangement 60 according to the invention is shown schematically in FIG.
  • This arrangement 60 comprises at least two spatially separated antennas 62, 64, which are connected to a receiving device 66 designed as a DDA tuner box. Reception signals picked up by the antennas 62, 64, which are provided synchronously for the same transmitter on the same frequency, are transmitted to the receiving device 66.
  • a signal processing 68 is provided for further processing of the received signals.
  • This signal processing 68 comprises a processing 70 executed individually for each received signal.
  • each received signal of each antenna 62, 64 is individually processed, each received signal usually being filtered and / or is reinforced. Furthermore, a conversion of a frequency of each received signal and / or a digitizing of the received signal can be provided.
  • a calculation 72 is provided in the signal processing 68.
  • the processed received signals are combined with each other.
  • the calculation 72 provided for the combination of the received signals usually comprises the formation of a linear combination of the already processed received signals.
  • the processed received signals can be divided and / or multiplied as part of the calculation 72.
  • the processing performed in the receiving device 66 include u. a. Also, an analog-to-digital or AD conversion, the calculation of complex DDA coefficients and the addition of the resulting processed digital received signals.
  • the arrangement 60 from FIG. 4 further comprises a receiving unit 74, which may be designed as a car radio or head unit and is arranged, for example, in a center console of a vehicle.
  • the receiving device 66 and the receiving unit 74 are connected to each other via a cable 76 formed as a connection.
  • the at least one output signal provided by the calculation 72 of the processed received signals is transmitted via the one cable 76 from the receiving device 66 to the receiving unit 74.
  • the at least one, usually digital output signal received in the receiving unit 74 is optionally subjected to a further signal processing 78 within the receiving unit 74 and output as an audio signal.
  • a bidirectional connection 76 is provided between the receiving device 66 and the receiving unit 74 via the cable.
  • receiving control signals or tuner control signals can be provided to the receiving device 66 via the connection formed as a cable 76.
  • a voltage supply of the receiving device 66 is provided to the receiving device 66 via the connection formed as a cable 76.
  • the reception control signals may include tuning information, the information of a receiver band to be selected and alternative frequencies to be tested in the context of an RDS strategy, which in this example is provided in a controller of the head unit-trained receiver. unit 74 is processed. But also the relocation of the RDS strategy in the trained as DDA tuner box receiving device 66 is conceivable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen mindestens eines Ausgangssignals für eine Empfangseinheit (56), bei dem von mindestens einer ersten Antenne (44) mindestens ein erstes Empfangssignal und von mindestens einer zweiten Antenne (46) mindestens ein zweites Empfangssignal empfangen wird, wobei jedes Empfangssignal aufbereitet wird, wobei die aufbereiteten Empfangssignale durch eine Berechnung miteinander kombiniert werden und dabei das mindestens eine Ausgangssignal erzeugt wird, und wobei das mindestens eine erzeugte Ausgangssignal der Empfangseinheit (56) über eine Verbindung (54) bereitgestellt wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Bereitstellen mindestens eines Ausgangssignals
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Bereitstellen mindestens eines Ausgangssignals für eine Empfangseinheit.
Stand der Technik
Hochwertige Empfangssysteme bzw. -anordnungen für den FM-Rundfunk- empfang in Fahrzeugen nutzen mehrere Antennen, um den Empfang gegenüber Systemen mit nur einer Antenne zu verbessern. Die Vorteile mehrerer Antennen werden genutzt, indem zwischen den Antennen umgeschaltet und ein ausgewähltes Antennensignal über ein Hochfrequenzsignal zu einem Empfänger weiterleitet wird. Dieses Verfahren wird als Schaltdiversity bzw. Schaltdiversität bezeichnet.
Hierzu ist aus der Druckschrift DE 10 2006 039 357 A1 bekannt, dass zwischen den Antennensignalen der einzelnen physikalischen Antennen und der Summe aus mindestens zwei analogen realen Antennensignalen umgeschaltet werden kann. Zur Realisierung werden in Kraftfahrzeugen üblicherweise Antennenstrukturen auf der Heckscheibe aufgebracht und mit kurzen, wenige Zentimeter langen Drähten mit einer Umschaltbox für die Antennen verbunden. In der Umschaltbox wird immer nur eines der Antennensignale ausgewählt. Das gesamte Empfangsband einer der Antennen wird dann mit Hilfe eines Hochfrequenzkabels, das in der Regel als Koaxialkabel ausgebildet ist, bis zum Radio weitergeleitet. Das Radio führt die weitere Signalverarbeitung aus. Dabei wird im Radio aus dem Empfangsband die gewünschte Empfangsfrequenz herausgefiltert, auf eine Zwischenfrequenz umgesetzt, nochmals gefiltert und weiterverarbeitet, wobei der Nutzer über die Bedienung des Radios festlegt, welche Frequenz zu empfangen ist. Um entscheiden zu können, welches der zur Verfügung stehen- den Antennensignale die Umschaltbox auswählen sollte, benötigt die Umschaltbox eine Information darüber, welche Empfangsfrequenz aus dem Empfangsband im Radio ausgewählt wurde. Hierfür wird das in dem Radio erzeugte Zwi- schenfrequenzsignal der Antennenumschaltbox zur weiteren Signalverarbeitung über ein Hochfrequenzkabel zugeführt.
In der Druckschrift DE 10 2006 006 266 A1 ist beschrieben, dass von dem Empfänger zu der Umschaltbox über eine separate Verbindung Signale weitergeleitet werden, die das Umschalten in besonderen Empfangssituationen verhindern.
Bei weiteren Verfahren wird aus zwei Signalen, die durch Verstärken und/oder Filtern zweier unterschiedlicher, linear unabhängiger Empfangssignale der Antenne entstehen, durch eine komplexe Linearkombination ein neues Signal berechnet.
Weiterhin sind Systeme zur Durchführung einer Phasendiversity bzw. -diversität, die sich von den Systemen zur Durchführung der Schaltdiversity unterscheiden, bekannt. Phasendiversity-Systeme kombinieren die zwei oder mehr Antennensignale nach dem Abtasten in digitaler Ebene, wobei die komplexen Koeffizienten der Linearkombination kontinuierlich den Empfangsbedingungen angepasst werden.
Schaltdiversity-Systeme wählen dagegen zwischen mehreren Signalen diskret aus, auch wenn einzelne dieser Signale aus der Addition von zwei Antennensignalen entstehen. Beim Umschalten entstehen dabei Signalstörungen. Darüberhinaus erhalten Schaltdiversity-Systeme mit einer separaten Umschaltbox der Antenne von dem Autoradio (Headunit) ein Zwischenfrequenzsignal, aus dem die Informationen zum Umschalten gewonnen werden.
Bei einem Verfahren zur Umsetzung einer Phasendiversity, das aus der Druckschrift DE 10 2004 062 000 A1 bekannt ist, wird in einer antennenseitigen Mischerbox eines der Signale der Antenne auf ein anderes Frequenzband umgesetzt, so dass nach einer Addition die von beiden Antennen empfangenen Signale über ein Hochfrequenzkabel mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen übertragen werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass in einem Signalpfad des Empfangssystems zwei zusätzliche Mischprozesse zu integrieren sind. Außer- dem muss die Frequenzumsetzung auf der gesamten Empfangsbandbreite erfolgen, so dass die zusätzlichen Mischer mit der gesamten Dynamik des Empfangsbands beaufschlagt werden. Aufgrund der begrenzten Dynamik dieser Mischer und der Kaskadierung der Mischprozesse, die zu einem erhöhten Rauschen und einem reduzierten Intermodulationsverhalten des gesamten Signalpfads beitragen, wird die Performance des Systems gegenüber einem DDA- bzw. Digital-Direction-Antenna-System mit zwei Antennenleitungen eingeschränkt. Ein weiterer Nachteil dieses Systems ist der bei den Mischprozessen entstehende Phasenfehler. Dieser muss von Algorithmen zur Bereitstellung der Phasendiver- sity ausgeglichen werden, was ebenfalls zu einem reduzierten Leistungsvermögen führen kann.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren und eine Anordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
Mit der Erfindung kann ein Verfahren zur Umsetzung einer Phasendiversity bzw. Phasenvielfalt oder Phasenverschiedenheit mit lediglich einer Hochfrequenzleitung bzw. einem Hochfrequenzkabel als Verbindung zwischen einem Empfangsgerät und einer bspw. als Radio ausgebildeten Empfangseinheit durchgeführt werden. Somit kann eine DDA- bzw. Digital-Directional-Antenna-Anordnung, die zur Ausführung eines räumlich ausgerichteten, digitalen Antennenempfangs ausgebildet ist, oder ein entsprechendes System im Fahrzeug genutzt werden, ohne dass hohe Systemkosten durch zwei Hochfrequenzkabel verursacht werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Empfangssignale von zumindest zwei Antennen jeweils durch Digitalisierung aufbereitet bzw. vorverarbeitet. Bei einer Aufbereitung kann jedes Empfangssignal gefiltert, verstärkt und/oder digitalisiert werden. Eine Frequenz eines Empfangssignals kann ebenfalls umgesetzt werden. Typischerweise werden die Empfangssignale durch Berechnung unter Durchführung wenigstens einer Rechenoperation kombiniert und somit das mindestens eine Ausgangssignal bereitgestellt. Hierbei werden die zumindest zwei unabhängigen Empfangssignale bei der Berechnung typischerweise jeweils mit komplexen Faktoren multipliziert und addiert. Die so gebildete Linearkombination zweier aufbereiteter Empfangssignale des gleichen Empfangskanals liegt in der Antennenanordnung, üblicherweise dem Empfangsgerät, und nicht, wie nach dem Stand der Technik, im Radio vor.
Das aus den Empfangssignalen gebildete mindestens eine Ausgangssignal bzw. Antennensignal kann über nur eine bspw. als Kabel ausgebildete Verbindung dem Radio (Headunit) als Empfangseinheit zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Üblicherweise können zwei oder mehr Ausgangs- bzw. Antennensignale bereitgestellt werden. Somit ist die Realisierung einer DDA-Anordnung mit nur einem Kabel, das als Hochfrequenzkabel ausgeführt sein kann, möglich. Durch die Verwendung lediglich eines Hochfrequenzkabels kann dabei eine hochratige Datenübertragung sowie die Kompatibilität des Kabelbaums zu anderen Empfangseinrichtungen gewährleistet werden.
Ein Antennensystem bzw. eine Antennenanordnung mit der DDA- Signalverarbeitung wird als DDA-Tunerbox bzw. Umschaltbox bezeichnet. Eine Einheit mit dieser Signalverarbeitung kann auch als DDA-Antenne bezeichnet werden. Dabei umfasst eine Antennenanordnung die mindestens zwei Antennen, eine kurze Zuleitung und das als Umschaltbox ausgebildete Empfangsgerät.
Das Hochfrequenzkabel kann dabei ebenfalls für die Energieversorgung sowie auch zur digitalen Ansteuerung des Empfangsgeräts bzw. der DDA-Tunerbox genutzt werden. Zur Energieversorgung wird z. B. über eine sogenannte Phantomspeisung eine Gleichspannung auf das Hochfrequenzkabel eingespeist und zur DDA-Tunerbox weitergeleitet. Bei einer möglichen Ausführungsform zur Ansteuerung der DDA-Tunerbox ist die Verwendung unterschiedlicher Trägerfrequenzen für die Übertragung des mindestens einen digitalen Ausgangssignals von der DDA-Tunerbox zum Radio bzw. zur Headunit, die digitale Ansteuerung von der Headunit zu der DDA-Tunerbox sowie die digitale Ansteuerung der DDA- Antennen vorgesehen.
Es ist in Ausgestaltung möglich, in dem Empfangsgerät einen hochintegrierten Empfangsbaustein (Empfänger IC) mit zwei parallelen Signalpfaden zu nutzen. Die Aufbereitung der Mischeransteuersignale ist somit nur einmal erforderlich. Damit ist auch nur eine Phasenregelschleife (phase-locked loop, PLL) erforder- lieh. Das Verfahren kann für eine direkte und/oder indirekte Abtastung der Empfangssignale durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung können der Antennenverstärker und die Vorstufe jedes Empfangspfads zusammengefasst bzw. kombiniert werden, so dass nur eine automatische Verstärkungsregelung (automatic gain control, AGC) realisiert wird, die üblicherweise im Empfangsbaustein des Empfangsgeräts integriert ist.
Das mindestens eine Ausgangssignal kann auch dadurch erzeugt werden, indem die aufbereiteten Empfangssignale auf einem Träger aufmoduliert und/oder in einem Kanal zusammengefasst werden.
Der im Rahmen des Verfahrens durchführbare AM- bzw. amplitudenmodulierte Rundfunkempfang kann weiterhin derart realisiert werden, dass eine Frequenz des mindestens einen Ausgangssignals bzw. ein Mischsignal aus der Festfrequenz des Lokaloszillators bzw. der Referenzfrequenz ggf. durch Teilen und/oder Vervielfachen einer Frequenz von zumindest einem Empfangssignal, üblicherweise den Frequenzen der Empfangssignale gewonnen wird. Mit diesem mindestens einen Ausgangssignal wird ein Teil eines AM-Rundfunkbands mit dem Mischer eines der Signalpfade in die entsprechende Zwischenfrequenz umgesetzt und ggf. gefiltert. In der weiteren Verarbeitung wird keine Linearkombination der typischerweise durch Digitalisierung aufbereiteten Empfangssignale der Signalpfade erzeugt, sondern beide digitalisierten Zwischenfrequenz- bzw. ZF-Signale werden über das eine Verbindungskabel der Empfangseinheit zugeführt und hier weiterverarbeitet. Der somit mögliche gleichzeitige FM- bzw. frequenzmodulierte Empfang während des AM-Empfangs ermöglicht bspw. eine Senderlistenpflege im Hintergrund.
In Ausgestaltung können zumindest zwei bis zur Bildung der Linearkombination unabhängigen Empfangsmodule, bei denen zeitweise keine Linearkombination gebildet wird, verwendet werden, wobei ein Empfangsmodul auf der Empfangsfrequenz verbleibt und ein Empfangssignal für das Audiosignal liefert, während das zweite Empfangsmodul im Hintergrund nach besseren Alternativfrequenzen sucht. Als Schnittstelle des typischerweise als DDA-Tunerbox ausgebildeten Empfangsgeräts kann auch ein weiterverarbeitetes Signal, wie z. B. das Audiosignal, verwendet werden. In diesem Fall stellt das Empfangssignal für das Autoradio bzw. die Headunit eine Audioquelle dar.
Da die Empfangssignale digitalisiert werden unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Empfangsgerät von einer Empfangs-Box, die irgendwo in einem Fahrzeug angeordnet ist, zwei oder mehr Antennensignale erhält, diese analog kombiniert und ein Audiosignal ausgibt.
Die beschriebene Anordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Anordnung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Anordnung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Anordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte des Verfahrens als Funktionen einzelner Komponenten der Anordnung oder der gesamten Anordnung realisiert werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Beispiel einer aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtung.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung ein zweites Beispiel einer aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtung.
Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung. Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
Die in Figur 1 schematisch dargestellte Ausführungsform einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung 2 umfasst eine Antennenanordnung 4 mit zwei in einer Heckscheibe eines Fahrzeugs angeordneten Antennen 6, 8. Dabei ist für jede Antenne 6, 8 eine Antennenabgriffeinheit 10, 12 vorgesehen. Diese Antennenabgriffeinheiten 10, 12 sind mit einer Antennenumschaltbox 14 verbunden. Die Antennenumschaltbox 14 ist über eine erste Leitung 16, die zur Übertragung eines analogen HF- bzw. Hochfrequenzsignals ausgebildet ist, und über eine zweite separate Leitung 18, die zur Übertragung eines analogen ZF- bzw. Zwischenfrequenzsignals ausgebildet ist, mit einem Autoradio 20, dass auch als Headunit bezeichnet werden kann, verbunden.
Die Umsetzung eines Schaltdiversity-Verfahrens erfolgt hier mit zwei Antennenabgriffen über die Antennenabgriffeinheiten 10, 12 der Antennenumschaltbox 16 und der als Hochfrequenzleitungen ausgebildeten Leitungen 16, 18 zwischen der Antennenumschaltbox 14 und dem Autoradio 20. Dabei wird während eines Empfangsbetriebs zwischen den Antennen 6, 8 hin- und hergeschaltet, wobei das ZF- und das HF-Signal auch über nur eine Leitung 16, 18 geführt werden können. In diesem Fall sind dann entsprechende Frequenzweichen schaltungstechnisch vorzuhalten.
Ein Nachteil des Verfahrens zur Durchführung der Schaltdiversity ist, dass zeitgleich nur ein Antennensignal zum Empfang genutzt werden kann, was das Emp- fangsvermogen der Vorrichtung 2 einschränkt. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Umschalten zwischen den Antennen 6, 8 Störungen verursacht.
Das in Figur 2 gezeigte zweite Beispiel für eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung 24 weist weitgehend dieselben Komponenten wie die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung 2 auf, wobei hier auf die Antennenumschaltbox 14 verzichtet wird. Dafür ist hier ein DDA- bzw. Digital-Directional-Antenna-Autoradio 28 vorgesehen, das über eine erste Leitung 16 und eine erste Antennenabgriffseinheit 10 mit einer ersten Antenne 6 und über eine zweite Leitung 18 und eine zweite Antennenabgriffseinheit 12 mit einer zweiten Antenne 8 verbunden ist.
Bei einem mit der zweiten Vorrichtung 24 ausführbaren Verfahren wird aus zwei Empfangssystemen, die die Antennen 6, 8 und die Antennenabgriffseinheiten 10, 12 umfassen, durch eine komplexe Linearkombination ein neues Signal berechnet. Dabei kann durch geeignete Wahl der einzelnen komplexen Faktoren das resultierende Signal eine erheblich verbesserte Qualität gegenüber den einzelnen Signalen, die von den Antennen 6, 8 bereitgestellt werden, haben. So können u. a. Störungen, die durch Mehrwegeempfang im Feld entstehen, nahezu vollständig unterdrückt werden. Dabei kann in Empfangsgebieten mit geringer Feldstärke durch entsprechende Summation beider Signale eine Steigerung des Leistungsvermögens realisiert werden. Entsprechende Vorrichtungen 24 oder Systeme sind seit etwa 2002 im Markt und werden üblicherweise als DDA (Digital Directional Antenna)- oder Phasendiversity-Systeme bezeichnet. Dabei werden jeweils zwei Signale der Antennen 6, 8 über zwei separate Hochfrequenz- bzw. Koaxialkabel als Leitungen 16, 18 dem als DDA-Autoradio 28 ausgebildeten Empfänger zugeführt. Im DDA-Autoradio 28 werden diese Signale dann verstärkt, gefiltert, in eine Zwischenfrequenz umgesetzt, digitalisiert und digital weiterverarbeitet. Hierbei können auch drei oder mehr Antennensignale verarbeitet werden.
Ein Nachteil der DDA-Vorrichtung 24 ist, dass dabei zwei Hochfrequenzkabelleitungen erforderlich sind. Einfache Autoradios mit nur einer Antenne oder einem Schaltdiversity-System kommen dagegen mit nur einer Hochfrequenzleitung zwischen Antenne und Autoradio aus. Dieser Nachteil der DDA-Vorrichtung 24 führt zu höheren Systemkosten im Fahrzeug. Die in Figur 3 schematisch dargestellte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 40 umfasst eine Antennenanordnung 42 mit mindestens einer ersten Antenne 44 und mindestens einer zweiten Antenne 46, die voneinander beabstandet sind. Dabei ist jede Antenne 44, 46 mit einer Antennenabgriffeinheit 48, 50 verbunden. Die Antennenabgriffeinheiten 48, 50 sind wieder- rum mit einem Empfangsgerät 52 verbunden, das auch als DDA-Tunerbox bzw. Digital-Directional-Antenna-Empfangsgerät 52 bezeichnet werden kann. Das Empfangsgerät 52 ist über lediglich eine als Kabel oder Leitung ausgebildete Verbindung 54 mit einer Empfangseinheit 56, die hier als Autoradio bzw. Headu- nit ausgebildet ist, verbunden.
Bei dieser Anordnung 40 wird dem Empfangsgerät 52 von der ersten Antenne 44 über die erste Antennenabgriffseinheit 48 ein erstes Empfangssignal und von der zweiten Antenne 46 über die zweite Antennenabgriffseinheit 50 ein zweites Empfangssignal bereitgestellt. Weiterhin wird in dem Empfangsgerät 52 jedes Empfangssignal separat aufbereitet. Nachfolgend werden die aufbereiteten Signale durch eine Berechnung miteinander kombiniert und dabei mindestens ein Ausgangssignal erzeugt. Folglich wird durch Umsetzung eines Phasendiversity- Verfahrens im Empfangsgerät 52 aus den Empfangssignalen das mindestens eine Ausgangssignal, das auch als Antennensignal bezeichnet werden kann, bereitgestellt. Für eine Übertragung des mindestens einen Ausgangssignals, das auch als Antennensignal bezeichnet werden kann, zu der Empfangseinheit 56 ist lediglich eine Verbindung 54 erforderlich.
Eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 60 ist in Figur 4 schematisch dargestellt. Diese Anordnung 60 umfasst mindestens zwei räumlich voneinander getrennte Antennen 62, 64, die mit einem als DDA- Tunerbox ausgebildeten Empfangsgerät 66 verbunden sind. Von den Antennen 62, 64 abgenommene Empfangssignale, die synchron für denselben Sender auf derselben Frequenz bereitgestellt werden, werden an das Empfangsgerät 66 übermittelt. Innerhalb des Empfangsgeräts 66 ist eine Signalverarbeitung 68 zur Weiterverarbeitung der Empfangssignale vorgesehen. Diese Signalverarbeitung 68 umfasst eine für jedes Empfangssignal individuell ausgeführte Aufbereitung 70. Bei dieser Aufbereitung 70 wird jedes Empfangssignal jeder Antenne 62, 64 einzeln aufbereitet, wobei jedes Empfangssignal üblicherweise gefiltert und/oder verstärkt wird. Weiterhin kann ein Umsetzen einer Frequenz jedes Empfangssignals und/oder ein Digitalisieren des Empfangssignals vorgesehen sein.
Nachfolgend ist bei der Signalverarbeitung 68 eine Berechnung 72 vorgesehen. Dabei werden die aufbereiteten Empfangssignale miteinander kombiniert. Die zur Kombination der Empfangssignale vorgesehene Berechnung 72 umfasst üblicherweise die Bildung einer Linearkombination der bereits aufbereiteten Empfangssignale. Alternativ oder ergänzend können die aufbereiteten Empfangssignale im Rahmen der Berechnung 72 geteilt und/oder vervielfacht werden. Die in dem Empfangsgerät 66 ausgeführten Verarbeitungsschritte umfassen u. a. auch eine Analog-Digital- bzw. AD-Wandlung, die Berechnung von komplexen DDA- Koeffizienten und die Addition der so entstandenen aufbereiteten digitalen Empfangssignale.
Die Anordnung 60 aus Figur 4 umfasst weiterhin eine Empfangseinheit 74, die als Autoradio bzw. Headunit ausgebildet sein kann und bspw. in einer Mittelkonsole eines Fahrzeugs angeordnet ist. Das Empfangsgerät 66 und die Empfangseinheit 74 sind über eine als Kabel ausgebildete Verbindung 76 miteinander verbunden. Das durch die Berechnung 72 der aufbereiteten Empfangssignale bereitgestellte mindestens eine Ausgangssignal wird über das eine Kabel 76 von dem Empfangsgerät 66 an die Empfangseinheit 74 übermittelt. Das in der Empfangseinheit 74 empfangene, mindestens eine, üblicherweise digitale Ausgangssignal wird innerhalb der Empfangseinheit 74 ggf. einer weiteren Signalverarbeitung 78 unterzogen und als Audiosignal ausgegeben.
Über das Kabel wird eine bidirektionale Verbindung 76 zwischen dem Empfangsgerät 66 und der Empfangseinheit 74 bereitgestellt. Ausgehend von der Empfangseinheit 74 können dem Empfangsgerät 66 über die als Kabel ausgebildete Verbindung 76 Empfangssteuersignale bzw. Tunersteuersignale bereitgestellt werden. Weiterhin erfolgt über die Verbindung 76 eine Spannungsversorgung des Empfangsgeräts 66.
Zu den Empfangssteuersignalen kann in diesem Ausführungsbeispiel eine Tuninginformation gehören, die Information eines auszuwählenden Empfangsbands sowie zu testende Alternativfrequenzen im Rahmen einer RDS-Strategie, die in diesem Beispiel in einem Controller der als Headunit ausgebildeten Empfangs- einheit 74 abgearbeitet wird. Aber auch das Verlagern der RDS-Strategie in das als DDA Tunerbox ausgebildete Empfangsgerät 66 ist denkbar.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Bereitstellen mindestens eines Ausgangssignals für eine Empfangseinheit (56, 74), bei dem
- von mindestens einer ersten Antenne (44, 62) mindestens ein erstes Empfangssignal und von mindestens einer zweiten Antenne (46, 64) mindestens ein zweites Empfangssignal empfangen wird, wobei
- jedes Empfangssignal durch Digitalisierung aufbereitet wird,
- die aufbereiteten Empfangssignale miteinander kombiniert werden und dabei das mindestens eine Ausgangssignal erzeugt wird, und
- das mindestens eine erzeugte Ausgangssignal der Empfangseinheit (56, 74) über eine Verbindung (54, 76) bereitgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die aufbereiteten Empfangssignale durch eine Berechnung (72) miteinander kombiniert werden und dabei das mindestens eine Ausgangssignal erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das mindestens eine Ausgangssignal bei der Berechnung (72) unter Bildung einer Linearkombination der aufbereiteten Empfangssignale erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das mindestens eine Ausgangssignal aus einer Festfrequenz eines Lokaloszillators bzw. einer Referenzfrequenz durch Teilen und Vervielfachen erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die mindestens zwei aufbereiteten Empfangssignale auf mindestens zwei Trägersignale aufmoduliert werden und aus den mindestens zwei Trägersignalen das mindestens eine Ausgangssignal erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die aufbereiteten Empfangssignale in einem Kanal zusammengefasst werden und dabei das mindestens eine Ausgangssignal erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Empfangssignal durch Filtern, Verstärken und/oder Umsetzen der Frequenz des zumindest einen Empfangssignals aufbereitet wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das für Empfangssignale desselben Empfangskanals und/oder mit derselben Empfangsfrequenz durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem einem Empfangsgerät (52, 66) von der Empfangseinheit (56, 74) über die Verbindung (54, 76) mit einer Phantomspeisung elektrische Energie bereitgestellt und/oder das Empfangsgerät (52, 66) von der Empfangseinheit (56, 74) über die Verbindung (54, 76) gesteuert wird.
10. Anordnung zum Bereitstellen mindestens eines Ausgangssignals für eine Empfangseinheit (56, 74), die ein Empfangsgerät (52, 66) aufweist, das dazu ausgebildet ist,
- von mindestens einer ersten Antenne (44, 62) mindestens ein erstes Empfangssignal und von mindestens einer zweiten Antenne (46, 64) mindestens ein zweites Empfangssignal zu empfangen,
- jedes Empfangssignal durch Digitalisierung aufzubereiten,
- die aufbereiteten Empfangssignale miteinander zu kombinieren und dabei das mindestens eine Ausgangssignal zu erzeugen, und
- das mindestens eine erzeugte Ausgangssignal der Empfangseinheit (56, 74) über eine Verbindung (54, 76) bereitzustellen.
1 1 . Anordnung nach Anspruch 10, die eine als ein Kabel ausgebildete Verbindung (54, 76) umfasst, über die das Empfangsgerät (52, 66) mit einer als Radio ausgebildeten Empfangseinheit (56, 74) verbunden ist.
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 1 1 , bei der das Empfangsgerät (52, 66) einen als Empfangsschaltkreis ausgebildeten, hochintegrierten Empfangs- baustein sowie mindestens zwei parallele Signalpfade für die Empfangssignale aufweist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der das Empfangsgerät (52, 66) ein Empfangsmodul aufweist, das dazu ausgebildet ist, für ein Empfangssignal, das auf einer ersten Frequenz empfangen wird, eine zweite, alternative Frequenz zu suchen.
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