DE102009051816A1 - Configurable arrangement for the assignment of antenna signals to receivers - Google Patents
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- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/30—Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
Abstract
Anordnung zum Empfang und zur Verarbeitung von Signalen funkbasierter Dienste, bei der über eine Vielzahl n von Antennen unterschiedlicher Mittenfrequenzen und unterschiedlicher Empfangsbandbreiten Signale funkbasierter Dienste empfangen werden, jede der n Antennen über einen jeweils fest zugeordneten Verstärker mit mindestens einem Antennensignalverarbeitungspfad verbunden ist, wobei die Antennensignalverarbeitungspfade alle mit einem einzelnen Kreuzpunktschalter verbunden sind, und der Kreuzpunktschalter mit einer Vielzahl m von Einheiten zur Aufbereitung der empfangenen Signale und zur Darbietung der Dienste verbunden ist und jeder Einheit ein Signal eines oder Signale von mehreren Antennensignalverarbeitungspfaden zur Verfügung stellt.Arrangement for receiving and processing signals of radio-based services, in which signals of radio-based services are received via a plurality n of antennas of different center frequencies and different reception bandwidths, each of the n antennas is connected to at least one antenna signal processing path via a permanently assigned amplifier, the antenna signal processing paths are all connected to a single crosspoint switch, and the crosspoint switch is connected to a plurality of units for processing the received signals and for providing the services and provides each unit with a signal of one or signals from several antenna signal processing paths.
Description
Die Erfindung betrifft eine konfigurierbare Anordnung zur Zuordnung von Antennensignalen zu Empfängern, insbesondere eine Anordnung zum Empfang und zur Verarbeitung von Signalen funkbasierter Dienste durch konfigurierbare Zuordnung zu einem oder mehreren digitalen Decodern.The invention relates to a configurable arrangement for the assignment of antenna signals to receivers, in particular to an arrangement for receiving and processing signals of radio-based services by configurable assignment to one or more digital decoders.
Besonders bei Anwendungen in Fahrzeugen sind der zur Verfügung stehende Bauraum und die Möglichkeiten der Anordnung für Antennen funkbasierter Dienste eingeschränkt. Dies erfordert relativ kleine Antennen, die eingeschränkte Empfangseigenschaften und/oder geringe Bandbreiten aufweisen. Darüber hinaus ist die Gesamtanzahl möglicher Antennen auf Grund des begrenzten Bauraums und des Installationsaufwandes begrenzt. Die in einem Fahrzeug üblicherweise erschwerten Empfangsbedingungen werden heute in einigen Anwendungsfällen zum Beispiel für FM- oder TV-Empfang (FM = Frequenzmodulation; TV = Television) durch Antennen-Diversity verbessert, wobei mehrere verschiedene Antennen für den gleichen Dienst eingesetzt werden. Hinzu kommen üblicherweise Antennen und entsprechende Empfangseinheiten für zum Beispiel den Empfang von AM-, DAB- und GPS-Signalen.Especially in applications in vehicles, the available installation space and the possibilities of arrangement for antennas of radio-based services are limited. This requires relatively small antennas that have limited reception characteristics and / or low bandwidths. In addition, the total number of possible antennas is limited due to the limited installation space and installation effort. The reception conditions which are usually complicated in a vehicle are nowadays improved in some applications, for example for FM or TV reception (FM = frequency modulation, TV = Television) by antenna diversity, wherein several different antennas are used for the same service. In addition, there are usually antennas and corresponding receiving units for, for example, the reception of AM, DAB and GPS signals.
Nachteilig wirkt sich bei den Architekturen nach dem Stand der Technik aus, dass eine Vielzahl dedizierter Empfangseinheiten und eine komplexe, unflexible Verkabelung unter Verwendung von Koaxialleitungen notwendig sind. Nach- und Umrüstungen erfordern daher für die Anbringung zusätzlicher Antennen, Empfangseinheiten und die notwendige Verkabelung einen hohen Aufwand.A disadvantage of the prior art architectures is that a large number of dedicated receiving units and complex, inflexible cabling using coaxial cables are necessary. Retrofitting and retrofitting therefore require a great deal of effort for the attachment of additional antennas, receiving units and the necessary wiring.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zum Empfang und zur Verarbeitung von Signalen funkbasierter Dienste durch konfigurierbare Zuordnung zu einem oder mehreren digitalen Decodern anzugeben, bei der die genannten Nachteile vermieden werden.The object of the present invention is to provide an arrangement for receiving and processing signals of radio-based services by configurable assignment to one or more digital decoders, in which the mentioned disadvantages are avoided.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.The object is achieved by a method according to
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Anordnung zum Empfang und zur Verarbeitung von Signalen funkbasierter Dienste mit einer Vielzahl n von Antennen unterschiedlicher Mittenfrequenzen und unterschiedlicher Empfangsbandbreiten, die Signale funkbasierter Dienste empfangen und denen bedarfsweise Verstärker nachgeschaltet sind, und einem Kreuzpunktschalter und mindestens einem mit den n Antennen und dem Kreuzpunktschalter verbundenen Antennensignalverarbeitungspfad, wobei
der Kreuzpunktschalter mit einer Vielzahl m von Einheiten zur Aufbereitung der empfangenen Signale und zur Darbietung der Dienste verbunden ist und jeder Einheit ein Signal eines oder Signale von mehreren Antennensignalverarbeitungspfaden zur Verfügung stellt.The object is achieved in particular by an arrangement for receiving and processing signals of radio-based services with a multiplicity n of antennas of different center frequencies and different reception bandwidths, which receive signals of radio-based services and which, if necessary, are followed by amplifiers, and a crosspoint switch and at least one with the n Antennas and the crosspoint switch connected antenna signal processing path, wherein
the cross-point switch is connected to a plurality m of units for processing the received signals and for presenting the services, and provides each unit with a signal or signals from a plurality of antenna signal processing paths.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures of the drawing, wherein like elements are provided with the same reference numerals. It shows:
Über den Auswahlschalter
Gemäß dem in
Die aufwendige Verkabelung der Vielzahl von Antennen durch Koaxialleitungen mit einer Vielzahl von dedizierten Empfangseinheiten wirkt sich dabei ungünstig auf Kosten und Aufwand beim Einbau aus. Zudem ergibt sich je nach Kundenwünschen eine Vielzahl von unterschiedlichen Ausstattungsvarianten. Da nur in wenigen Fällen mehrere Dienste gleichzeitig genutzt werden, wird immer nur ein Teil der Hardware, insbesondere unterschiedlicher Empfangseinheiten bzw. Empfängern genutzt. Aus diesem Grund werden nach dem Stand der Technik zunehmend sogenannte „Software Defined Radio” (SDR) Empfangseinheiten mit DSP-Decodern eingesetzt, die mehrere verschiedene Dienste empfangen und dekodieren können. Bei DSP-Decodern handelt es sich um auf digitalen Signalprozessoren (= DSP) basierende Decoder oder Empfangseinheiten, die über entsprechende Softwaresteuerung für verschiedene Dienste konfiguriert und eingesetzt werden können.The complex wiring of the plurality of antennas by coaxial cables with a plurality of dedicated receiving units has an unfavorable effect on cost and effort during installation. In addition, there are a variety of different equipment variants depending on customer requirements. Since only a few cases several services are used simultaneously, only a part of the hardware, in particular different receiving units or receivers is always used. For this reason, so-called "software defined radio" (SDR) receiving units with DSP decoders are increasingly used in the prior art, which can receive and decode several different services. DSP decoders are digital signal processors (= DSP) based decoders or receiving units that can be configured and used by appropriate software control for various services.
Das Ausgangssignal des abstimmbaren und/oder schaltbaren Bandpassfilters
Die Verbindung zwischen den abstimmbaren und/oder schaltbaren Bandpassfiltern
Dadurch wird ermöglicht, über nur einen Signalverarbeitungspfad und einen DSP-Decoder wahlweise verschiedene funkbasierte Dienste in unterschiedlichen Frequenzbändern zu empfangen und zu dekodieren. Die Anzahl der benötigten Einzelkomponenten wird dadurch stark reduziert. Insbesondere unter Verwendung des abstimmbaren und/oder schaltbaren Bandpassfilters
In
Dabei speist die Breitbandantenne
Dabei speist die Breitbandantenne
Erfindungsgemäß sind die sechs Signalverarbeitungspfade der Anordnung gemäß
In
Für den Fall, dass die Antennen Teil einer Antennenanordnung eines Fahrzeugs sind, können eine oder mehrere der Antennen
Allgemein gilt dabei, dass jede eingesetzte Breitbandantenne vorteilhafterweise auf eine möglichst große Bandbreite ausgelegt wird (beispielsweise durch Bandumschaltung oder Frequenzabstimmung). Jeder der eingesetzten Antennen sind ein oder mehrere Signalverarbeitungspfade zugeordnet. Bei mehreren Signalverarbeitungspfaden wird auf einer Antenne der gleichzeitige Empfang von mehreren Programmen desselben oder von unterschiedlichen funkbasierten Diensten ermöglicht. Mehrere solcher Signalverarbeitungspfade (auch mehr als zwei, vergleiche Beschreibung zu
Jeder der Signalverarbeitungspfade ist für verschiedene funkbasierte Dienste konfigurierbar (wie zum Beispiel Empfangsfrequenz, ZF-Bandbreite, Abtastrate). Diese Signalverarbeitungspfade, die auch als Frontends bezeichnet werden, können zum Beispiel direkt neben der jeweiligen Antenne angeordnet werden. Alle digitalisierten ZF-Signale werden an einem zentralen Punkt zusammengeführt. An dieser Stelle steht ein frei konfigurierbarer Signalrouter (Kreuzpunktschalter) zur Verfügung, der jedes ZF-Signal auf einen frei programmierbaren DSP(SDR-)Decoder leiten kann. Jeder der DSP-Decoder ist für die abzudeckenden Empfangsdienste konfigurierbar.Each of the signal processing paths is configurable for various radio-based services (such as receive frequency, IF bandwidth, sample rate). These signal processing paths, which are also referred to as front ends, can be arranged, for example, directly next to the respective antenna. All digitized IF signals are merged at a central point. At this point, a freely configurable signal router (cross-point switch) is available, which can route any IF signal to a freely programmable DSP (SDR) decoder. Each of the DSP decoders is configurable for the receiving services to be covered.
Die verschiedenen DSP-Decoder sind über den Kreuzpunktschalter miteinander vernetzt, um unter einander die Empfangsqualität und die Empfangsdaten auszutauschen und damit ein leistungsfähiges Antennen-Diversity mit einer maximalen Empfangsqualität und minimaler Bitfehlerrate zu ermöglichen. Anstelle mehrerer DSP-Decoder kann auch ein einziger, entsprechend leistungsfähiger DSP-Decoder als Mehrfach-Decoder eingesetzt werden.The various DSP decoders are networked with each other via the crosspoint switch to exchange the reception quality and the reception data among each other, thereby enabling efficient antenna diversity with maximum reception quality and minimum bit error rate. Instead of several DSP decoders, a single, correspondingly powerful DSP decoder can be used as a multiple decoder.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FM AntenneFM antenna
- 22
- FM AntenneFM antenna
- 33
- FM AntenneFM antenna
- 44
- AM/FM AntenneAM / FM antenna
- 55
- TV AntenneTV antenna
- 66
- TV AntenneTV antenna
- 77
- TV AntenneTV antenna
- 88th
-
DAB Band 3 Antenne
DAB band 3 antenna - 99
- DAB Band L AntenneDAB band L antenna
- 1010
- Auswahlschalterselector switch
- 1111
- Antennenverstärkerantenna amplifier
- 1212
- Antennenverstärkerantenna amplifier
- 1313
- Antennenverstärkerantenna amplifier
- 1414
- Antennenverstärkerantenna amplifier
- 1515
- Antennenverstärkerantenna amplifier
- 1616
- Antennenverstärkerantenna amplifier
- 1717
- Koaxialleitungcoaxial
- 1818
- Koaxialleitungcoaxial
- 1919
- Koaxialleitungcoaxial
- 2020
- Koaxialleitungcoaxial
- 2121
- Koaxialleitungcoaxial
- 2222
- RadiomehrfachtunerRadio multi-tuner
- 2323
- TV TunerTV tuner
- 2424
- TV TunerTV tuner
- 2525
- TV TunerTV tuner
- 2626
- DAB TunerDAB tuner
- 2727
- BreitbandantenneBroadband antenna
- 2828
- Antennenverstärkerantenna amplifier
- 2929
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 3030
- Mischermixer
- 3131
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 3232
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 3333
- Dezimierungseinheitdecimation
- 3434
- DSP-DecoderDSP decoder
- 3535
- BreitbandantenneBroadband antenna
- 3636
- Antennenverstärkerantenna amplifiers
- 37 37
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 3838
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 3939
- Mischermixer
- 4040
- Mischermixer
- 4141
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 4242
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 4343
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 4444
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 4545
- Dezimierungseinheitdecimation
- 4646
- Dezimierungseinheitdecimation
- 4747
- DSP-DecoderDSP decoder
- 4848
- DSP-DecoderDSP decoder
- 4949
- BreitbandantenneBroadband antenna
- 5050
- Antennenverstärkerantenna amplifier
- 5151
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 5252
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 5353
- Dezimierungseinheitdecimation
- 5454
- DSP-DecoderDSP decoder
- 5555
- BreitbandantenneBroadband antenna
- 5656
- BreitbandantenneBroadband antenna
- 5757
- BreitbandantenneBroadband antenna
- 5858
- Antennenverstärkerantenna amplifier
- 5959
- Antennenverstärkerantenna amplifiers
- 6060
- Antennenverstärkerantenna amplifiers
- 6161
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 6262
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 6363
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 6464
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 6565
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 6666
- Mischermixer
- 6767
- Mischermixer
- 6868
- Mischermixer
- 6969
- Mischermixer
- 7070
- Mischermixer
- 7171
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 7272
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 7373
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 7474
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 7575
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 7676
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 7777
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 7878
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 7979
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 8080
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 8181
- Dezimierungseinheitdecimation
- 8282
- Dezimierungseinheitdecimation
- 8383
- Dezimierungseinheitdecimation
- 8484
- Dezimierungseinheitdecimation
- 8585
- Dezimierungseinheitdecimation
- 8686
- DSP-DecoderDSP decoder
- 8787
- DSP-DecoderDSP decoder
- 8888
- DSP-DecoderDSP decoder
- 8989
- DSP-DecoderDSP decoder
- 9090
- DSP-DecoderDSP decoder
- 9191
- Mikrocomputermicrocomputer
- 9292
- BreitbandantenneBroadband antenna
- 9393
- abstimmbare Schmalbandantennetunable narrow band antenna
- 9494
- abstimmbare Schmalbandantennetunable narrow band antenna
- 9595
- DAB Band L und SDARS AntenneDAB band L and SDARS antenna
- 9696
- DAB Band L, SDARS und GPS AntenneDAB band L, SDARS and GPS antenna
- 9797
- Antennenverstärkerantenna amplifiers
- 9898
- Antennenverstärkerantenna amplifiers
- 9999
- Antennenverstärkerantenna amplifiers
- 100100
- Antennenverstärkerantenna amplifiers
- 101101
- Antennenverstärkerantenna amplifiers
- 102102
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 103103
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 104104
- abstimmbarer und/oder schaltbarer Bandpassfiltertunable and / or switchable bandpass filter
- 105105
- abstimmbarer Bandpassfiltertunable bandpass filter
- 106106
- schaltbarer Bandpassfilterswitchable bandpass filter
- 107107
- schaltbarer Bandpassfilterswitchable bandpass filter
- 108108
- GPS-FilterGPS filter
- 109109
- Mischermixer
- 110110
- Mischermixer
- 111111
- Mischermixer
- 112112
- Mischermixer
- 113113
- Mischermixer
- 114114
- Mischermixer
- 115115
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 116116
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 117117
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 118118
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 119119
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 120120
- AntialiasingfilterAntialiasing filter
- 121121
- GPS EmpfängerGPS receiver
- 122122
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 123123
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 124124
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 125125
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 126126
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 127127
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 128128
- Dezimierungseinheitdecimation
- 129129
- Dezimierungseinheitdecimation
- 130130
- Dezimierungseinheitdecimation
- 131131
- Dezimierungseinheitdecimation
- 132132
- Dezimierungseinheitdecimation
- 133133
- Dezimierungseinheitdecimation
- 134134
- KreuzpunktschalterCrosspoint switch
- 135135
- AM/FM-Radio-TunerAM / FM radio tuner
- 136136
- FM-Radio-TunerFM radio tuner
- 137137
- FM-Radio-TunerFM radio tuner
- 138138
- DAB TunerDAB tuner
- 139139
- SDARS TunerSDARS tuner
- 140140
- TV TunerTV tuner
- 141141
- TV TunerTV tuner
- 142142
- TV TunerTV tuner
- 143143
- Kreuzpunktschalter mit TunerbusCross point switch with tuner bus
- 144144
- DSP-DecoderDSP decoder
- 145145
- DSP-DecoderDSP decoder
- 146146
- DSP-DecoderDSP decoder
- 147147
- DSP-DecoderDSP decoder
- 148148
- DSP-DecoderDSP decoder
- 149149
- Scheibenantennewindow antenna
- 150150
- Diversityantennediversity antenna
- 151151
- Antennenfinne mit AntennenmodulAntenna fin with antenna module
- 152152
- DSP-Decoder-EinheitDSP decoder unit
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2009
- 2009-11-04 DE DE200910051816 patent/DE102009051816A1/en not_active Ceased
-
2010
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Effective date: 20110831 |