TW201338435A - 用於車輛廣播服務之最佳個人化之可擴縮信號處理單元 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種經設計用於接收射頻信號且在信號處理之後提供該等信號之接收配置(1)，該接收配置(1)包括至少兩個接收裝置(2、3)，且每一接收裝置(2、3)形成至少兩個接收路徑，其特徵在於每一接收裝置(2、3)包括一路由單元(10)，其中該等接收裝置(2、3)之該等各別路由單元(10)經由一資料匯流排(13)彼此連接，且轉換成數位信號之該等射頻信號可經由一個接收裝置(2)之該資料匯流排(13)供應至至少一個其他接收裝置(3)。

Description

用於車輛廣播服務之最佳個人化之可擴縮信號處理單元

本發明係關於如請求項1之前言之特徵之一種經設計用於接收射頻信號且在信號處理之後提供該等信號之接收配置，該接收配置包括至少兩個接收裝置，且每一接收裝置形成至少兩個接收路徑。

自DE 103 31 915 A1已知一種用於對來自各種服務之射頻信號之行動接收之接收裝置，該接收裝置具有至少兩個接收器，且每一接收器經指派有一天線且進一步處理所接收信號，其中每一接收器經設計以接收任何服務，且根據選定服務來執行對該等射頻信號之轉換。藉助此接收裝置，一使用者(舉例而言一車輛之一佔用者)指定該使用者希望看到及/或聽到之一服務(舉例而言，一電視台或無線電台)。

因此，本發明亦係關於用於接收行動數位及類比地面廣播及衛星服務之一接收及信號處理單元(接收配置)，該接收及信號處理單元可針對車輛中之使用者之數目來最佳地組態及擴縮。

儘管已知朝向車輛服務之個人化及個性化之趨勢，但此個人化尚未延伸至數位及類比廣播服務。

Siano公司已就多個使用者及經由WLAN分佈TV內容之主題申請一專利申請案US 2009/0143034 A1。另外，已知日本市場中之客戶已要求在車輛中分佈至少兩個獨立TV源。

然而，大規模地，到目前為止已實施於當前可用之大量生產之 車輛中之設計提供每車輛僅一次TV或無線電接收。至今仍未針對此等廣播服務實施一多使用者設計。由調諧器及解調變器組成之現今已知且大量使用之接收器設計使用4、3+1、2+2、3、2+1、2或1+1接收路徑。

採用此可擴縮性以便在價格/效能比方面確保在車輛中之最佳接收。

4：意味著四個接收路徑經組合以形成一分集鏈。

3+1：意味著三個接收路徑組合以形成一分集鏈，且一個路徑執行背景搜尋。

3：意味著所有三個路徑組合成該分集鏈。

2+1：意味著兩個路徑組合成該分集鏈，且一個路徑執行背景搜尋。

2：意味著兩個路徑組合成該分集鏈。

1+1：意味著無分集及一個背景搜尋程序。取決於廣播標準，此選項並不真正適合於行動使用。

2+2變體亦係重要的。在此情形中，除以分集進行背景搜尋之外，亦可以分集技術選用地接收兩個使用者廣播服務，但具有以下缺點：背景搜尋程序皆不作用以便管理傳輸器清單，或者一個使用者可能由於一時槽技術而必須始終預期接收效能之損耗。

因此，本發明之目的係提供尤其用於行動接收射頻信號之一種接收配置，一車輛之一或多個使用者可使用此接收配置來接收由該等使用者選定之服務。

換言之，本發明之目的亦係提供一接收裝置之一架構，該架構關於車輛(特定而言，汽車及公共汽車，但亦有飛機、客船及鐵路)中之廣播服務之個人化及與其相關聯且受其限制之使用者之數目(通常最大值為四)在接收服務及接收效能之可擴縮性方面係最佳的。

本發明之一基本性質係可用輸入信號至輸出信號上之矩陣化，以及同時地減少功能區塊(諸如解交錯器、FEC)及通常用於解調變器之資料輸出(諸如，例如TS、USB或SPI)。藉由技術方案1之特徵達成此目的。

根據本發明，假設每一接收裝置包括一路由單元，其中該等接收裝置之該等各別路由單元經由一資料匯流排彼此連接，且轉換成數位信號之射頻信號可經由一個接收裝置之資料匯流排供應至至少一個其他接收裝置。

因此，根據本發明，假設一接收裝置出於接收國家特定廣播服務之目的而包括兩個接收路徑，每一接收路徑含有一調諧器、一A/D轉換器(ADC)及一解調變器，該接收裝置亦具有一路由單元及一最大比率組合(MRC)區塊。該路由單元及所連接之分集輸入/輸出區塊之一重要元素係自一個接收裝置至下一接收裝置之資料雙向交換得以確保之事實。

藉由結合所接收輸入信號來使用傳入及傳出信號，路由單元有利地確保每一接收裝置中有針對個人化而最佳化之一系統。此之基礎係每一接收單元(接收裝置)可在輸出處提供一獨立服務標準(舉例而言，廣播標準)。

此一接收配置係基於以下基本觀點：每一接收裝置包括至少兩個或恰好兩個接收路徑。一接收路徑之定義為，通常藉由一天線在該路徑之開始處接收射頻信號。該等所接收射頻信號然後以一已知方式經受任何形式之進一步處理，特定而言產生一中間頻率且將該等射頻信號轉換成數位信號。在接收鏈之結束處存在一播放單元，使用者使用該播放單元以針對接收路徑指定該使用者希望接收哪一服務(舉例而言，哪一無線電台或電視台或其他服務)。在此基礎上調諧該接收裝置之一個接收路徑以便使得此服務可用於此使用者。另外，該接收 裝置包括一第二接收路徑(若適用，則亦有甚至一個以上其他接收路徑)，該第二接收路徑用以在背景中執行對將使得可用之相同服務之一搜尋，但此等相同服務關於其接收品質可更好地接收。此程序係根本上已知，且此處使用術語前景路徑以用於服務播放，及使用術語背景路徑以用於搜尋較好的接收品質。若已藉助至少一個其他接收路徑識別一較好接收品質，則可對此接收路徑進行一轉換，然後該接收路徑播放所需之服務，同時在此之前播放服務之接收路徑隨後用以執行背景搜尋。另一選擇係，亦可將前景路徑調諧(舉例而言，藉由改變站台頻道、頻率、調變及諸如此類)至已識別為達成較好接收之彼服務。

若現在一車輛中存在不僅一個使用者而是複數個使用者，則需要複數次地制定上文所闡述之接收配置，但將需要彼此完全獨立地操作該等接收配置。儘管此將具有使用將相互隔離地操作之每一接收裝置來最佳地接收所期望服務之優點，但每接收裝置僅一個接收路徑將在前景中作用以供接收及播放所期望服務，而第二接收路徑將用以實施對具有較好接收之服務之背景搜尋。

此係本發明起作用之處，其中本發明透過經由資料匯流排彼此連接之路由單元將包括兩個接收路徑(一個接收路徑在前景中且一個用於背景搜尋)且迄今彼此單獨操作之接收裝置耦合在一起。此給出接收裝置可彼此耦合以便能夠交換資料(即，所接收服務)之優點。藉由此耦合使得一系列選項變得可行。在最佳情形中，使用各自包括兩個接收路徑之兩個接收裝置接收總計四個服務，且可使得該四個服務在各別接收裝置至使用者終端機之輸出處變得可用以供後續呈現。由於數位信號係經由該輸出提供，因此藉助分離個別數位信號(資料區塊)，可因此使得各種所接收服務可用於已將其自身鏈結至接收裝置之使用者之所連接終端機。然而，亦存在如下選項：經由一接收裝置 之僅一個接收路徑接收及播放一服務，同時藉由另外三個路徑實施一背景搜尋(分集)。

同樣可存在如下選項：一個接收裝置用以接收及播放兩個服務，而藉由含有其兩個接收路徑之另一接收裝置來執行背景搜尋。若未藉由路由單元及資料匯流排將兩個接收裝置連接在一起，則此選項將不可行。僅路由單元之存在及經由資料匯流排在兩個路由單元之間的資料交換使得可能使用一個接收裝置用於播放且另一接收裝置用於背景搜尋。總之，必須闡明，使用至少兩個接收裝置(其又各自包括一個路由單元)經由資料匯流排之根據本發明之耦合顯著地增加了變化形式之範圍。同時，由於個別接收裝置有利地具有一相同設計而節省了成本。

若接收裝置具有一相同設計，則在本發明之一開放形式中，假設一接收路徑由以下元件之一級聯配置形成：一天線，其用以接收射頻信號；一調諧器；一類比轉數位轉換器(A/D轉換器)，其將所接收射頻信號轉換成數位信號；及一解調變器，其中路由單元連接至解調變器之輸出。將路由單元直接指派至接收裝置之輸出，其中可能將一解碼單元亦插入於路由單元之輸出處。使用解碼單元，可能(舉例而言)解密經加密信號以便使得該等信號可在使用者之終端機上用於該使用者。將接收路徑設計為「通用接收路徑」亦係有利的，此意味著該等接收路徑可接收及進一步處理所有可接收之射頻信號。此意味著不管所接收射頻信號之頻率、調變類型、標準及諸如此類如何而執行此進一步處理。因此，若接收路徑之所有元件或一各別接收裝置之兩個接收路徑皆整合於一晶片中，則此係尤其有利的。此意味著，舉例而言，調諧器、解調變器、A/D轉換器、路由單元及其他元件(若適用)皆整合於晶片中。僅用以接收射頻信號之至少一個天線出於技術原因未整合於此晶片中，而是以本質上已知之一方式配置於車輛之一 適合點處。

在下文闡述且參考圖式闡釋根據本發明之接收配置及其操作方式。

圖1展示具有兩個接收裝置2、3之一接收配置1。尤其有利地，每一接收裝置2、3包括兩個接收路徑，但亦可存在兩個以上接收路徑。

每一接收路徑包括一調諧器4，經由一天線5將任何服務之射頻信號(該等信號由該天線接收)供應至該調諧器4。理想地，每一調諧器4指派有一專用天線5。然而，在圖1中之例示性實施例中展示，經由一分離器模組6將一天線7指派至每一接收裝置2、3之一個調諧器4。此意味著藉助分離器模組6將由天線7接收之射頻信號分離且供應至每一接收裝置2、3之一個調諧器4。一類比轉數位轉換器8連接至各別調諧器4之輸出，而一解調變器9又連接至該轉換器8之輸出。根據本發明之一路由單元10連接至每一解調變器9之輸出，而一解碼單元11連接至各別路由單元10之輸出。各別接收裝置2、3之各別輸出12直接位於路由單元10之輸出處，或者如圖1中所展示位於解碼單元11之輸出處。此處將再次闡釋術語「接收鏈」。應理解，一接收鏈意味著由天線5、7接收之信號之彼路徑，該路徑然後經由調諧器4、A/D轉換器8、解調變器9、路由單元10及解碼單元11(若存在)之級聯配置伸展至輸出12。在圖1中所展示之例示性實施例中，因此每一個別接收鏈含有一專用調諧器4、一A/D轉換器8及一解調變器9，而兩個接收鏈共用路由單元10及解碼單元11(若適用)。為了可使得一個接收裝置之所接收服務可用於另一接收裝置3，路由單元10經由一資料匯流排13彼此連接。因此，舉例而言，可使得接收裝置2之所接收服務亦可用於接收裝置3(或反之亦然)。應指出，圖1中展示了僅兩個接收裝置2、3。然而，亦可能存在具有與圖1中之兩個接收裝置完全相同設計 之兩個以上接收裝置。每一其他接收裝置因此同樣地具有相同設計且尤其具有根據本發明之一專用路由單元，其中存在之接收裝置之所有路由單元經由適合資料鏈路(資料匯流排)彼此連接以便交換資料。

單元11亦可係用於前向錯誤校正(簡稱FEC)之一裝置。此係用以在儲存或傳輸數位資料時減小錯誤率之一錯誤校正技術。當在一傳輸系統中使用前向錯誤校正時，傳輸器以一冗餘方式編碼待傳輸之資料以使得接收器可偵測及校正傳輸錯誤而無需與傳輸器核對。

圖2再次詳細地展示一接收裝置(在此情形中2)之設計。再一次，此處可見由一單獨天線5、一調諧器4、A/D轉換器8及解調變器9之一級聯配置組成之兩個接收鏈。將自兩個解調變器9輸出之信號供應至路由單元10，路由單元10又自其處將資料輸出至解碼單元11以使得在輸出12處提供由解碼單元11輸出之資料。

為了達成來自兩個接收裝置2、3(或者，若適用，其他接收裝置)之兩個路由單元10之資料之交換，在每一接收裝置2、3中存在一介面14，其中一仲裁單元15存在於該介面14處。此仲裁單元15用以管理存在之兩個或兩個以上接收裝置2、3之至少兩個路由單元10之間的數位信號之交換。圖2展示存在仲裁單元15之一個例項且其提供於接收裝置2、3外部。另一選擇係，每一接收裝置2、3可能具有一專用仲裁單元15，以使得各別仲裁單元15整合於至少兩個接收裝置2、3中之至少一者(較佳地每一者)中。最後，將一記憶體單元16指派至解碼單元11，如本質上已知，需要該記憶體單元16以用於解碼單元11之資料處理。

最後，每一接收裝置2、3之兩個接收鏈各自包括一MRC單元17。每一接收鏈中之最簡單信號處理涉及量測來自個別天線之信號強度且在每一情形中僅處理最強信號。一第二選項將係在接收之後檢查來自各種天線之相同資料封包，且僅使用完整封包。然而，當個別資 料封包被嚴重損壞時，兩種技術通常係不充分的。則一失真影像亦將顯示於一使用者之終端機(監視器)上。在此等情形中，最大比率組合(MRC)分集可提供一補救。在此情形中，首先使用額外電子構件評估來自天線之信號之品質，且進一步處理來自最佳源之信號。作為下一步驟，可藉助MRC自複數個損壞資料封包「組合」可用之事物。因此，甚至在不利的情況中，亦可產生一最佳接收信號，然後僅直接地或在中間處理之後將該最佳接收信號傳送至終端機。若使用具有複數個天線之複數個調諧器(如圖2中之情形)，則可進一步增加在上游連接之MRC單元17之效能。若甚至更多天線及調諧器經由路由單元彼此組合，則可達成甚至更大效能。

另外，藉由將兩個解調變器、用於交換控制資訊及經解調變資料之一雙向分集介面、一三路MRC分集單元、一FEC區塊、一整合記憶體及一串列資料輸出(例如，TS輸出)組合在一個封裝中來獲得具有最大靈活性且關於晶片面積係經濟的之一總架構。對於一車輛中有一個使用者、通常具有三個天線用於(例如)TV服務之一個背景搜尋程序之極常見情況，此導致關於選定路徑用於分集之完全靈活性及用於背景搜尋之路徑之完全自由選擇。藉此可能在總設計中節約一切換矩陣。

圖3中之表展示個別接收路徑(根據圖1之路徑1至4)如何工作。此表適用於由圖1中所展示之兩個接收裝置2、3形成之四個接收路徑。若將另一接收裝置或複數個接收裝置添加至兩個接收裝置2、3，則可以一等效方式擴展此表。

因此，此表展示一TV使用者/數位-無線電使用者及背景搜尋之所有可能組合。此處DIV1及DIV2各自代表晶片1或2(對應於接收裝置2、3)，而BGS表示背景搜尋。

最後，圖4展示其中接收配置1形成一多使用者系統之實施例。

針對車輛中之n個使用者之理想總系統此處包括n+1個接收單元(接收裝置2、3)。當車輛中之使用者之數目改變時，可使用此公式來調整或計算需要的接收單元之數目，其中使用者之最小數目為1，且認為一個背景搜尋係必要的。

圖4在方塊圖中以實例方式再次展示一總系統之基本設計及針對一使用者之資料流之相關聯選項。

該圖並未展示：所有Dout區塊亦可接收資料且所有Din區塊亦可將資料傳遞至另一所連接接收單元。因此，所有Dout及Din區塊已經設計以適合作為反向通道，換言之先前在文件中被稱為一雙向分集介面。

使用給定公式：n個使用者=n+1個接收單元，可自上文所呈現之基本版本獲得進一步擴展位準。此等經擴大擴展位準特定而言意欲用於多使用者設計，諸如可用於(例如)公共汽車或火車中。

各別接收單元之實施方案此處經設計以使得一或多個接收單元可居中裝配於一基板材料(例如，印刷電路板或薄膜)上之一個安裝位置中，或藉助適合的連接插頭及電纜以一分散方式局部裝配於複數個亦不同之基板材料上。此新特徵意味著理論上可能將接收單元直接帶至在不同安裝位置處之各種天線之天線基底。另外，可能自鏈中位於第一之接收單元循環至鏈中位於最後之接收單元。此所有總是藉助經由資料線彼此連接之路由單元來執行。

1‧‧‧接收配置

2‧‧‧接收裝置

3‧‧‧接收裝置

4‧‧‧調諧器

5‧‧‧天線

6‧‧‧分離器模組

7‧‧‧天線

8‧‧‧類比轉數位轉換器

9‧‧‧解調變器

10‧‧‧路由單元

11‧‧‧解碼單元

12‧‧‧輸出

13‧‧‧資料匯流排

14‧‧‧介面

15‧‧‧仲裁單元

16‧‧‧記憶體單元

17‧‧‧最大比率組合單元

1‧‧‧接收配置

2‧‧‧接收裝置

3‧‧‧接收裝置

4‧‧‧調諧器

5‧‧‧天線

6‧‧‧分離器模組

7‧‧‧天線

8‧‧‧類比轉數位轉換器

9‧‧‧解調變器

10‧‧‧路由單元

11‧‧‧解碼單元

12‧‧‧輸出

13‧‧‧資料匯流排

Claims (8)

1. 一種經設計用於接收射頻信號且在信號處理之後提供該等信號之接收配置(1)，該接收配置(1)包括至少兩個接收裝置(2、3)，且每一接收裝置(2、3)形成至少兩個接收路徑，其特徵在於每一接收裝置(2、3)包括一路由單元(10)，其中該等接收裝置(2、3)之該等各別路由單元(10)經由一資料匯流排(13)彼此連接，且轉換成數位信號之該等射頻信號可經由一個接收裝置(2)之該資料匯流排(13)供應至至少一個其他接收裝置(3)。
2. 如請求項1之接收配置(1)，其中一接收路徑由以下組件之一級聯配置形成：一天線(5、7)，其用以接收該等射頻信號；一調諧器(4)；一A/D轉換器(8)，其將該等所接收射頻信號轉換成數位信號；及一解調變器(9)，其中該路由單元(10)連接至該解調變器(9)之輸出。
3. 如請求項1或2之接收配置(1)，其中提供一仲裁單元(15)，該仲裁單元用以控制該至少兩個路由單元(10)之間的資料信號之交換。
4. 如請求項3之接收配置(1)，其中將該仲裁單元(15)整合於該至少兩個接收裝置(2、3)中之至少一者中。
5. 如請求項3之接收配置(1)，其中將該仲裁單元(15)提供於該等接收裝置(2、3)外部。
6. 如請求項1或2之接收配置(1)，其中該等接收裝置(2、3)中之至少一者、較佳地所有該等接收裝置(2、3)由一晶片形成。
7. 如請求項1或2之接收配置(1)，其中該接收配置(1)形成一多使用者系統，其中針對n個使用者提供至少n個接收裝置(2、3)。
8. 如請求項7之接收配置(1)，其中針對n個使用者提供恰好n+1個接收裝置(2、3)。