WO2006076948A1 - Programmdiversity - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Empfangen von hochfrequenten Signalen, wobei mehrere Antennen eines Empfängers die Signale empfangen und diejenigen Signale einer Antenne zu einem Empfänger weitergeleitet werden, die einen vorwählbaren Programminhalt repräsentieren, wobei weiterhin zumindest eine andere Antenne auswählbar ist, die Signale mit dem gleichen Programminhalt, aber besseren Signaleigenschaften empfängt, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist„ dass die von der zumindest einen Antenne empfangenen Signale auf ihren Dateninhalt hin untersucht werden und dann von einem mit der Antenne empfangenen Signal auf ein anderes mit der Antenne empfangenen Signal umgeschaltet wird, wenn der Dateninhalt des einen Signals, dem Dateninhalt des anderen Signals entspricht oder dass die von den zumindest zwei Antennen empfangenen Signale auf ihren Dateninhalt hin untersucht werden und dann von einem von der einen Antenne empfangenen Signal auf ein anderes von der zumindest einen weiteren Antenne empfangegen Signal umgeschaltet wird, wenn der Dateninhalt des einen Signals, der mit der einen Antenne empfangen wird, dem Dateninhalt des anderen Signals entspricht, der mit der anderen Antenne empfangen wird.

Description

B E S C H R E I B U N G

Programmdiversity

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Empfangen von hochfrequenten Signalen über eine Antenne oder mehrere Antennen gemäß den Merkmalen der jeweiligen Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche.

Diversity-Verfahren und -Vorrichtungen für den mobilen Empfang von hochfrequenten Signalen, insbesondere für den Signalempfang in Fahrzeugen, sind bekannt. Beim Empfang von hochfrequenten analogen Signalen, die insbesondere Fernsehprogramme beinhalten, mit einem Diversity-Empfänger kann während des Empfangs eines Fernsehprogrammes automatisch zwischen verschiedenen Frequenzen mit identischem Programminhalt (gleicher Sender) umgeschaltet werden. Ein solches Empfangsverfahren ermöglicht das durchgängige Empfangen und Verfolgen eines Fernsehprogrammes während der Fahrt mit dem Fahrzeug durch verschiedene Sendegebiete, wobei innerhalb eines Sendegebietes ein Sender vorhanden ist, der das Fernsehprogramm auf einer bestimmten Frequenz ausstrahlt, wobei sich die Frequenz des einen Sendegebietes von der ausgestrahlten Frequenz eines oder mehrerer weiterer Sendegebiete unterscheidet. Dieses Verfahren, bei dem der Empfänger ein und denselben Sender einmal auf einer bestimmten Frequenz und weiterhin auf anderen Frequenzen unterschiedlicher Sendegebiete empfangen kann, sind bekannt und werden als Frequenzdi- versity bezeichnet. Verläßt das Fahrzeug ein Sendegebiet, in dem ein bestimmter Sender auf einer bestimmten Frequenz ausgestrahlt wird, verschlechtern sich die Empfangseigenschaften, woraus resultiert, dass beim Übergang von dem einen in ein weiteres Sendegebiet sich die Signaleigenschaften des weiteren Sendegebietes verbessern, so dass dies als Kriterium herangezogen wird, den Sender nicht mehr auf der bisherigen Frequenz, sondern auf der anderen, besser zu empfan- genen Frequenz zu empfangen. Das bedeutet, dass beim Übergang von einem Sendegebiet auf ein weiteres Sendegebiet das Umschaltkriterium von der einen auf die weitere Frequenz eines Senders mit gleichem Programminhalt die Signaleigenschaften sind.

Neben der Ausstrahlung von analogen Fernsehprogrammen und dem entsprechenden analogen Empfang der ausgestrahlten Programme werden insbesondere in Europa auch hochfrequente digitale Signale ausgestrahlt, die von entsprechend ausgebildeten Empfängern empfangen werden. Diese digitalen hochfrequenten Signale werden ebenfalls von sich in einem Sendegebiet befindenden Sendern ausgestrahlt, so dass es auch hier beim Empfangen dieser digitalen hochfrequenten Signale beim Übergang von einem Sendegebiet in ein weiteres Sendegebiet erforderlich ist, den Sender (mit gleichem Programminhalt) beizubehalten, aber von einem Sender, dessen Signale bisher empfangen worden sind, auf einen anderen Sender umzuschalten, der nun die Signale empfangen soll. Beim Übergang von einem digitalen Sender auf den nächsten digitalen Sender wird auch das Kriterium „Signaleigenschaft" als Umschaltkriterium herangezogen. Daneben können auch weitere Kriterien wie Fehlerrate (Bit-Error-Rate) hinzugezogen werden.

Neben Sendegebieten, in denen nur analoge hochfrequente Signale oder nur rein digitale hochfrequente Signale abgestrahlt werden, kann es beim Wechsel von Sendegebieten in Folge der Bewegung des Fahrzeuges auch vorkommen, dass von einem analogen in ein digitales Sendegebiet oder umgekehrt gewechselt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Empfangen von hochfrequenten Signalen in Fahrzeugen bereitzustellen, bei dem bei einem Wechsel von einem Sendegebiet in ein weiteres Sendegebiet die aktuell empfangenen Programminhalte beibehalten werden und der Wechsel schnell und unmerklich vonstatten geht.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Verfahrensmäßig ist einerseits vorgesehen, dass die von der zumindest einen Antenne empfangenen Signale auf ihren Dateninhalt hin untersucht werden und dann von einem mit der Antenne empfangenen Signal auf ein anderes mit der Antenne empfangenen Signal umgeschaltet wird, wenn der Dateninhalt des einen Signals, dem Dateninhalt des anderen Signals entspricht. Dieses Verfahren kommt dann zur Anwendung, wenn zum Empfang der Signale nur eine Antenne zur Verfügung steht (kein Diversity-System).

Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass die von den zumindest zwei Antennen empfangenen Signale auf ihren Dateninhalt hin untersucht werden und dann von einem von der einen Antenne empfangenen Signal auf ein anderes von der zumindest einen weiteren Antenne empfangegen Signal umgeschaltet wird, wenn der Dateninhalt des einen Signals, der mit der einen Antenne empfangen wird, dem Dateninhalt des anderen Signals entspricht, der mit der anderen Antenne empfangen wird. Dieses Verfahren kommt dann zur Anwendung, wenn zum Empfang der Signale mehr als nur eine Antenne (z.B. zwei, drei, vier oder mehr als vier) zur Verfügung steht (Diversity-System).

Die Verwendung der Dateninhalte der empfangenen Signale hat, insbesondere beim Empfang von Fernsehsignalen bei bewegten Fahrzeugen, den Vorteil, dass diese Dateninhalte ein bestimmtes von einem stationären Sender abgestrahltes Programm repräsentieren, unabhängig davon, ob dieses von dem stationären Sender abgestrahlte Programm analog oder digital abgestrahlt wird. Wird nun festgestellt, dass dasjenige Programm, welches bisher über eine erste Antenne empfangen worden ist, über zumindest eine weitere Antenne besser empfangen wird, insbesondere bei einem Übergang von einem Sendegebiet in ein weiteres Sendegebiet, werden die von der weiteren Antenne empfangenen Signale dem Empfänger zur Aufbereitung und Wiedergabe zugeführt. Wichtig ist hierbei, dass auf eine solche Antenne umgeschaltet wird, mit der ein Programm mit gleichem Dateninhalt empfangen wird. Die Untersuchung auf übereinstimmende Dateninhalte der einzelnen Signale, die mit den einzelnen Antennen empfangen werden, hat den Vorteil, dass diese Dateninhalte sehr schnell, z. B. mittels eines Soll-Ist- Wert-Vergleiches, auf ihre Übereinstimmung oder Abweichung hin überprüft werden können. Liegt Übereinstimmung vor (bei besseren Signaleigenschaften) kann auf die weitere Antenne umgeschaltet werden. Liegt keine Übereinstimmung vor, kann der bisherige Sender über die erste Antenne weiter empfangen werden, und zwar so lange, bis eine weitere Antenne gleichen Programminhaltes, aber bessere Signaleigenschaften aufweist. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der Begriff „erste Antenne" eine von mehreren Antennen umfaßt, und das Fahrzeug zumindest zwei oder auch mehrere Antennen aufweisen kann, die ständig die hochfrequenten Signale empfangen, die dann von dem nachgeschalteten Empfänger (insbesondere einem Diversity-Prozessor) auf ihre Programminhalte (Dateninhalte) und Signaleigenschaften hin untersucht bzw. verglichen werden.

Die Eigenschaft der Signale sind die Signalinhalte bzw. die Güte anhand von festgestellten Bitfehlerraten.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Dateninhalt der empfangenen Signale anhand von Daten aus der Austastlücke (VBI, Vertical Blanking Interval) bestimmt. Es gibt in der Austastlücke mehrere verwendbare Daten, wie zum Beispiel Videotext, die Datenzeile und Prüfzeilen.

In Weiterbildung der Erfindung wird der Dateninhalt anhand des Namens des ausgestrahlten und empfangenen Senders bestimmt. Dies funktioniert insbesondere bei digital ausgestrahlten Programmen besonders gut, bei denen die hochfrequenten digitalen Signale auch den Namen des ausgestrahlten Senders (z.B. ARD) beinhalten. Wurde ein solcher Sender bisher empfangen und bewegt sich das Fahrzeug in ein Sendegebiet, in dem der gleiche Sender ausgestrahlt wird, wird dies erfaßt und aufgrund der Übereinstimmung auf die Antenne mit dem besser zu empfangenden Sender mit gleichem Programminhalt umgeschaltet.

In Weiterbildung der Erfindung wird der Dateninhalt anhand von EPG-Daten (Electronic Program Guide-Daten) bzw. Sl-Daten (Service Information-Daten) bzw. PSI-Daten (Program Specific Information) bestimmt, so dass basierend auf diesen Daten beziehungsweise Dateninhalten die Übereinstimmung oder die Abweichung feststellbar ist. Weiterhin ist es erfindungsgemäß denkbar, dass zur Bestimmung der Dateninhalte auch mehrere Kriterien herangezogen werden können, um zweifelsfrei von einem Sender eines Sendegebietes auf einen weiteren Sender eines weiteren Sendegebietes mit gleichem Programminhalt umschalten zu können.

Vorrichtungsmäßig ist eine Vorrichtung beansprucht, die durch ihre Ausbildung und Eignung zur Durchführung des Verfahrens gekennzeichnet ist. Eine solche Vorrichtung umfaßt beispielsweise mehrere Antennen, die in einem Fahrzeug angeordnet sind. Diese Antennen sind mit einem Diversity-Prozessor verschaltet, der wiederum mit einem Empfänger verbunden ist, wobei der Empfänger die Aufbereitung der empfangenen hochfrequenten Signale übernimmt und diese in geeigneter Weise (z. B. optisch, und/oder akustisch) darstellt. Der Diversity- Prozessor ist dazu ausgebildet, von der einen auf eine weitere Antenne umzuschalten, wenn er hierzu ein entsprechendes Signal erhält. Erfindungsgemäß ist diese Gesamtvorrichtung nun dazu ausgebildet, dass der Diversity-Prozessor von einer auf eine weitere Antenne umschaltet, wenn er selber oder gegebenenfalls der Empfänger oder andere Einrichtungen die Dateninhalte der empfangenen hochfrequenten Signale daraufhin untersucht hat, ob gleiche Programminhalte vorliegen. Liegen bei mehreren, aber mindestens zwei Antennen gleiche Programminhalte vor, die sich hinsichtlich ihrer Signaleigenschaften voneinander unterscheiden, schaltet der Diversity-Prozessor diejenige Antenne zum Empfänger durch, die die besseren Signaleigenschaften aufweist.

Der weiteren Erläuterung der Erfindung dient die folgende Beschreibung und die Figuren, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.

Es zeigen:

Figur 1 verschiedene Sender in verschiedenen Sendegebieten,

Figuren 2 und 3 Umschaltung von einem Sender auf einen weiteren Sender mit gleichem Programminhalt, Figur 4 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Figur 1 zeigt beispielhaft eine Sendelandschaft, die sich beim Durchfahren eines Fahrzeuges eines Gebietes ergeben kann. Zunächst wird davon ausgegangen, dass sich das Fahrzeug zum Beispiel im Analoggebiet 1 befindet. Auf der weiteren Fahrt erreicht es ein Digitalgebiet 2, so dass hier mit der Erfindung sichergestellt wird, dass das Programm (z. B. das Fernsehprogramm ZDF, im folgenden ZDF genannt) im Analoggebiet 1 analog empfangen wird, wobei das Programm ZDF beim Übergang in das Digitalgebiet 2 weiter empfangen wird, also der Programminhalt bestehen bleibt, allerdings der Empfang nun nicht mehr analog, sondern digital erfolgt. Bei der weiteren Fahrt des Fahrzeuges kommt es von dem Digitalgebiet 2 in ein Digitalgebiet 3, wobei weiterhin das Programm ZDF empfangen werden soll, aber von einem anderen Sender. Bei der weiteren Fahrt kommt das Fahrzeug in ein Analoggebiet 4, wobei weiterhin das Programm ZDF empfangen werden soll, jetzt allerdings nicht mehr digital, sondern analog. Insgesamt wird also mit der Erfindung erreicht, dass ein von verschiedenen stationären Sendern 5 bis 8 abgestrahltes Programm (hier z. B. ZDF) durchgehend empfangen werden kann, unabhängig davon, ob einer der Sender 5 bis 8 das Programm analog oder digital abstrahlt. Damit ermöglicht die Erfindung ein Umschalten, wenn sich das Fahrzeug von dem einen Gebiet (Analog- oder Digitalgebiet) in ein weiteres Gebiet (Analog- oder Digitalgebiet) bewegt.

Um zu ermöglichen, dass bei dem Übergang von dem einen Gebiet in das nächste Gebiet identische Programme bzw. Programminhalte beibehalten werden, werden die insbesondere in den Patentansprüchen erwähnten Kriterien herangezogen, nämlich die Dateninhalte der empfangenen Signale. Neben der Bestimmung des Dateninhaltes anhand von Daten aus der Austastlücke, des Namens des ausgestrahlten und empfangenen Senders, von EPG- bzw. Sl-Daten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Dateninhalt auch anhand von Inhalten eines Teletextangebotes eines Senders bestimmt wird. Hierzu wird auf die Figuren 2 und 3 verwiesen, bei denen der Übergang von einem Analoggebiet in ein Digitalgebiet dargestellt ist. Als Beispiel ist hier das Teletextangebot des Senders ZDF dargestellt. In Figur 2 ist der Empfang des Teletextangebotes von dem Sender ZDF im analogen Empfangsmodus dargestellt, und zwar der besseren Übersichtlichkeit wegen ausschnittsweise. Die hier dargestellten Informationen werden mit den von den Sendern ausgestrahlten hochfrequenten Signalen übermittelt, und zwar in Form von Daten, die zu Dateninhalten zusammengefaßt sind. Erfindungsgemäß werden nun bestimmte Dateninhalte, die in Figur 2 dargestellt sind, untersucht und mit Dateninhalten, die in Figur 3 dargestellt sind und die von einer weiteren Antenne empfangen werden, verglichen. Wird dabei festgestellt, dass die ausgewählten Dateninhalte (beispielsweise der Schriftzug „ZDF-text Mi 12.01.05") übereinstimmen, wie dies in den Figuren 2 und 3 der Fall ist, kann vom analogen Empfang auf digitalen Empfang umgeschaltet werden. Bei der Bestimmung von Kriterien für die Umschaltung (also die Dateninhalte) eignen sich solche Inhalte, die bei den einzelnen Sendern unveränderbar im Zeitraum der möglichen Umschaltung sind. Die in den Figuren 2 und 3 ebenfalls dargestellte Zeitangabe (14:38:44) würde sich für eine Umschaltung nicht eignen, da sich dieser Dateninhalt logischerweise ständig verändert. Das bedeutet also, dass für ein Diversity zwischen analogen und digitalen Programmen und zwischen mehreren digitalen Programmen eine eindeutige Identifizierung des Programminhaltes (gleich Dateninhalt) benötigt wird. Die Korrelation von Teletextinhalten, wie sie in Figur 2 und 3 dargestellt und hierzu beschrieben ist, hat den besonderen Vorteil, dass es bei allen Übergängen, wie sie in Figur 1 dargestellt sind, zur Anwendung kommen kann. Dies setzt vorraus, dass die zu empfangenen Programme auch mit Teletext ausgestrahlt werden. Sollte dies nicht der Fall sein, kann in vorteilhafter Weise der Dateninhalt anhand von weiteren Daten, wie vorstehend beschrieben, durchgeführt werden.

Bezüglich der Empfangssituation gilt alternativ oder ergänzend zu der vorstehenden Beschreibung folgendes: Es liegt nicht (nur) ein Programm auf einer (Empfangs-)Antenne und die anderen Programme auf der nächsten Antenne, sondern alle Antennen tragen zum Empfang von aktuellen Programmen bei. Nur für den Vergleich wird eine Antenne (Pfad) auf das Vergleichsprogramm (im neuen Sendegebiet) abgestimmt. Umgeschaltet werden dann wieder alle Antennen. Die Figur 4 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Mit der Bezugsziffer 9 ist eine Antenne bezeichnet, die in Abhängigkeit der zu empfangenden Frequenzbereiche gestaltet und an entsprechender Stelle in einem Fahrzeug untergebracht ist. Kommt nur die einzige Antenne 9 zur Anwendung, arbeitet das Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 , wobei in diesem Fall kein Diversity-System gegeben ist. Kommen mehr als eine Antenne, also gemäß Figur 4 Antennen 9 bis 11 (oder auch mehr als drei Antennen, allgemein „n" Antennen, wobei „n" > 1) zur Anwendung, handelt es sich um ein Diversity-System, das nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. ergänzend oder alternativ nach den Merkmalen des Patentanspruches 2 arbeitet. Den jeweiligen Antennen 9 bis 11 sind entsprechende Empfänger (Tuner) 12 bis 14 nachgeschaltet, wobei die Ausgangssignale der Empfänger (nicht nur die Daten des Tuners 12) einem MPEG-Decoder zugeführt werden. Dessen Ausgangssignale werden über eine entsprechende Leitung an eine Auswerteeinheit 16 geschickt, die eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Logik, einen Ergebnisspeicher und eine Steuerungs- und Korrelationseinheit aufweist. In diesem Fall, wenn mehrere Antennen 9 bis 11 sowie zugehörige Empfänger 12 bis 14 vorgesehen sind, handelt es sich um ein Diversity-System, so dass zur Auswahl einer jeweiligen Antenne 9 bis 11 die Auswerteeinheit 16 Steuersignale über Steuerleitungen 17 an die Empfängereinheit schickt, die diejenigen Signalpfade von der jeweiligen Antenne zu der Auswerteeinheit 16 durchschaltet, bei der der bestmögliche Empfang gegeben ist.

Das Ausgangssignal des MPEG-Decoders 15 wird bei dieser Ausführung auch an die AD-Wandler abgegeben. Dies ist daher erforderlich und sinnvoll, da das Ausgangssignal des MPEG-Decoders 15 in diesem Fall ein FBAS-Signal ist (aber nicht sein muß), also analog ist und damit von analog nach digital gewandelt werden muß. Ein Pfad vom MPEG-Decoder 15 direkt zur Auswerteeinheit 16 ist alternativ oder ergänzend denkbar.

Die Auswerteeinheit 16 umfaßt schließlich noch zumindest einen Ausgang 19 (analog und/oder digital), um die von den Antennen 9 bis 11 empfangenen und anschließend aufbereiteten Signale (Ton- und/oder Bildsignale) wiedergeben zu können.

Schließlich sind in dem Signalpfad von den Empfängern 12 bis 14 zu der Auswerteeinheit 16 noch Analog-Digital-Wandler geschaltet, die die von den Empfängern 12 bis 14 abgegebenen analogen Signale in die digitale Signale zur weiteren Verarbeitung der Auswerteeinheit 16 zur Verfügung stellen. Die Analog- Digital-Wandler können separat zwischen den Empfängern 12 bis 14 und der Auswerteeinheit 16 vorgesehen werden, können alternativ aber auch in den Empfängern 12 bis 14 und/oder der Auswerteeinheit 16 integriert werden.

Bezugszeichenliste

1. ein erstes Analoggebiet

2. ein erstes Digitalgebiet

3. ein weiteres Digitalgebiet

4. ein weiteres Analoggebiet

5. Sender

6. Sender

7. Sender

8. Sender

9. Antenne

10. Antenne

11. Antenne

12. Empfänger (Tuner)

13. Empfänger (Tuner)

14. Empfänger (Tuner)

15. MPEG-Dekoder

16. Auswerteeinheit

17. Signalleitung

18. Speichereinheit

19. Ausgang

20. Analog-Digital-Wandler

Claims

P AT E N TA N S P R Ü C H E

1.

Verfahren zum Empfangen von hochfrequenten Signalen, wobei eine Antenne oder mehrere Antennen eines Empfängers die Signale empfängt oder empfangen und diejenigen Signale einer Antenne zu einem Empfänger weitergeleitet werden, die einen vorwählbaren Programminhalt repräsentieren, wobei gegebenenfalls weiterhin zumindest eine andere Antenne auswählbar ist, die Signale mit dem gleichen Programminhalt, aber besseren Signaleigenschaften empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass die von der zumindest einen Antenne empfangenen Signale auf ihren Dateninhalt hin untersucht werden und dann von einem mit der Antenne empfangenen Signal auf ein anderes mit der Antenne empfangenen Signal umgeschaltet wird, wenn der Dateninhalt des einen Signals, dem Dateninhalt des anderen Signals entspricht.

2.

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die von den zumindest zwei Antennen empfangenen Signale auf ihren Dateninhalt hin untersucht werden und dann von einem von der einen Antenne empfangenen Signal auf ein anderes von der zumindest einen weiteren Antenne empfangegen Signal umgeschaltet wird, wenn der Dateninhalt des einen Signals, der mit der einen Antenne empfangen wird, dem Dateninhalt des anderen Signals entspricht, der mit der anderen Antenne empfangen wird.

3.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dateninhalt anhand von Daten aus der insbsondere vertikalen Austastlücke (VBI, Vertical Blanking Interval) bestimmt wird.

4.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dateninhalt anhand von Inhalten eines Teletextangebotes eines Senders bestimmt wird.

5.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dateninhalt anhand des Namens des ausgestrahlten und empfangenen Senders bestimmt wird.

6.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der

Dateninhalt anhand von EPG-Daten (Electronic Program Guide-Daten) bestimmt wird.

7.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der

Dateninhalt anhand von Sl-Daten (Service Information-Daten) bestimmt wird.

8.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dateninhalt anhand von PSI-Daten (Program Specific Information) bestimmt wird.

9.

Verfahren gekennzeichnet durch eine Kombination von zumindest zwei

Bestimmungen des Dateninhaltes nach einem der Patentansprüche 3 bis 8.

10.

Vorrichtung, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung und Eignung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.