DE10331915A1

DE10331915A1 - Hybridempfänger mit adaptivem intelligentem Algorithmus

Info

Publication number: DE10331915A1
Application number: DE2003131915
Authority: DE
Inventors: Thomas Adam; Christian Schwarz
Original assignee: Hirschmann Electronics GmbH and Co KG; Hirschmann Electronics GmbH
Current assignee: Hirschmann Car Communication GmbH
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2005-02-10
Also published as: EP1645046A1; WO2005008907A1

Abstract

Empfangseinrichtung (1) zum mobilen Empfang von hochfrequenten Signalen (HF-Signale) verschiedener Dienste, wobei die Empfangseinrichtung (1) zumindest zwei Empfänger (2) aufweist und jedem Empfänger (2) eine Antenne (3) zugeordnet ist und jeder Empfänger die empfangenden Signale insbesondere in zwischenfrequente Signale (ZF-Signale) zur weiteren Verarbeitung umwandelt, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß jeder Empfänger (2) zum Empfangen eines beliebigen Dienstes ausgebildet ist und die Umwandlung der HF-Signale insbesondere in ZF-Signale in Abhängigkeit der empfangenen HF-Signale sowie in Abhängigkeit des ausgewählten Dienstes erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Empfangseinrichtung zum mobilen Empfang von hochfrequenten Signalen (HF-Signale) verschiedener Dienste gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Heutzutage werden im Hochfrequenzbereich Signale von stationären Sendern oder auch Satelliten abgestrahlt, wobei es sich bei den Signalen insbesondere um Rundfunk- und Fernsehsignale handelt. Diese Signale können in analoger bzw. in digitaler Form abgestrahlt werden (moduliert sein). Je nachdem, in welchem Frequenzbereich und auf welche Art und Weise (analog/digital) die Austrahlung erfolgt, handelt es sich um bekannte Dienste, wie AM-FM-Rundfunk, DAB (Digital Audio Broadcast), DVB (Digital Video Broadcast), DVB-T (Digital Video Broadcast terrestrisch), DVBS, Analog-TV, DRM, ISDB-T (Japan) oder ATSC (USA) oder auch Datendienste. Diese Aufzählung ist rein exemplarisch und nicht vollständig.

Bei den bisherigen Empfangseinrichtungen für den mobilen Empfang von HF-Signalen werden immer für den jeweiligen zu empfangenden Dienst ausgelegte Empfangseinrichtungen verwendet. So ist zum Beispiel bei der Anwendung solcher Empfangseinrichtungen in Kraftfahrzeugen ein Autoradio erforderlich, um analogen Rundfunk zu empfangen. Soll auch Fernsehempfang im Fahrzeug möglich sein, ist ein zusätzlicher Fernsehempfänger erforderlich. Ein solcher Fernsehempfänger ist beispielsweise in der DE 100 27 610 A1 beschrieben, mit dem allerdings kein Rundfunkempfang möglich ist.

Aus der DE 199 29 284 A1 ist ein Verfahren zum mobilen Empfang von Fernsehsignalen bekannt, wobei die dort beschriebene Empfangseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Fernsehempfang aus einer Empfangseinheit, einer Synchronisationseinheit und einer Signalaufbereitungseinheit besteht. In der Empfangseinheit sind fünf verschiedene, an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeuges angeordnete Antennen zum Empfang des gleichen Fernsehprogramms vorgesehen, welches aufgrund der Geländestruktur durch Reflexionen auf mehreren Ausbreitungswegen zu den Antennen gelangen kann. Die Tuner können entweder nur auf den gleichen Fernsehkanal abgestimmt sein oder auf unterschiedliche Kanäle, welche das gleiche Fernsehprogramm übertragen. Auch mit diesem dort beschriebenen Verfahren bzw. der zugrundeliegenden Empfangseinrichtung können als Dienste nur Fernsehprogramme, nicht jedoch Rundfunkprogramme oder sonstige Dienste empfangen werden. Die Konsequenz hieraus ist, daß für jeden Dienst, den der Anwender im Fahrzeug zu empfangen wünscht, eine eigene Empfangseinrichtung, die für den Frequenzbereich und die Modulationsart dieses Dienstes ausgelegt ist, vorhanden sein muß. Dies ist aber von Nachteil, da somit je nach Ausstattungsvariante des Fahrzeuges mehrere Empfangseinrichtungen vorhanden sein müssen, die nicht nur kostenintensiv sind, sondern auch den ohnehin knappen Bauraum im Fahrzeug unnötig einschränken.

Als gattungsbildender Stand der Technik ist also eine Empfangseinrichtung zum mobilen Empfang von hochfrequenten Signalen (HF-Signale) verschiedener Dienste bekannt, wobei die Empfangseinrichtung zumindest zwei Empfänger aufweist (die für den Empfang nur eines einzigen Dienstes ausgelegt sind) und jedem Empfänger eine Antenne zugeordnet ist und jeder Empfänger die empfangenen Signale weiter verarbeitet. Dabei sind die Empfänger und gegebenenfalls nachgeschaltete Signalverarbeitungseinrichtungen Bestandteil der Empfangseinrichtung und vorzugsweise in dieser integriert, wobei die Antennen, die mit einem zugehörigen Empfänger verschaltet sind, außerhalb der Empfangseinrichtung angeordnet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Empfangseinrichtung zum mobilen Empfang von hochfrequenten Signalen verschiedener Dienste bereitzustellen, mit der die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß innerhalb der Empfangseinrichtung jeder der zwei oder mehr als zwei Empfänger zum Empfangen eines beliebigen Dienstes ausgebildet ist und die Umwandlung der HF-Signale inbesondere in ZF-Signale in Abhängigkeit der empfangenen HF-Signale sowie in Abhängigkeit des ausgewählten Dienstes erfolgt. Somit ist jeder einzelne Empfänger als ein Universal-Empfänger ausgebildet, der mehrere oder in besonders vorteilhafter Weise alle von einem Sender abgestrahlten Dienste empfangen kann. Damit muß nicht mehr für jeden Dienst, der empfangen werden soll und vom Anwender der Empfangseinrichtung ausgewählt wird, ein entsprechend auf diesen Dienst ausgelegter Empfänger vorhanden sein. Das bedeutet, daß in Abhängigkeit des zu empfangenden Dienstes der Empfänger auf den Frequenzbereich und die Modulationsart dieses ausgewählten Dienstes abgestimmt wird und gegebenenfalls in dessen Abhängigkeit auch die ZF-Signale gebildet werden können. Damit stehen am Ausgang eines jeden Empfängers Signale (vorzugsweise ZF-Signale) an, die in Abhängigkeit des ausgewählten Dienstes gebildet worden sind und der weiteren Verarbeitung zugeführt werden können, wie dies beispielsweise aus der DE 199 29 284 A1 bekannt ist.

Bei den Diensten, die sich insbesondere durch den Frequenzbereich und die Modulationsart voneinander unterscheiden, handelt es sich vorzugsweise um Rundfunk, Fernsehen sowie Datendienste in analoger und digitaler Form. Für diese genannten Dienste ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung besonders vorteilhaft und wesentlich, während aber auch andere Dienste (z. B. Sprachübertragung) denkbar sind. Der Begriff „Empfangseinrichtung" wird dabei so verstanden, daß die Empfangseinrichtung mit mehreren Antennen, die zum Beispiel an unterschiedlichen Orten innerhalb des Fahrzeuges angeordnet sind, verschaltet ist. Innerhalb der Empfangseinrichtung sind dann die einzelnen Empfänger als Bestandteil der gesamten Empfangseinrichtung oder als Modul in der Empfangseinrichtung vorhanden, während den einzelnen Empfängern einzelne oder gruppenweise zusammengefaßte Signalverarbeitungseinrichtungen oder auch eine gesamte Signalverarbeitungseinrichtung nachgeschaltet sind. Den jeweiligen Signalverarbeitungseinrichtungen oder der einzigen Signalverarbeitungseinrichtung sind dann in entsprechender Weise Mittel zur Erfassung der Signale am Ausgang der einzelnen Empfänger zugeordnet. Dabei wird der Signalweg von der Antenne über den jeweiligen Empfänger zu der zugehörigen Signalverarbeitungseinrichtung auch als „Empfangszug" bezeichnet.

In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel zur Erfassung des ausgewählten Dienstes und zur Erfassung der Signale (Ausgangssignale) eines jeden Empfängers derart vorgesehen, daß in Abhängigkeit von der Erfassung entschieden wird, welcher zumindest eine Empfänger für den Empfang und welcher zumindest eine andere Empfänger für einen Suchlauf nach dem ausgewählten Dienst eingesetzt wird. So wird zumindest ein Empfänger (ggf. aber auch mehrere Empfänger) für den aktuellen Empfang des ausgewählten Dienstes herangezogen. Parallel dazu kann, insbesondere bei kontinuierlich wechselndem Standort der Empfangseinrichtung (z. B. in einem Fahrzeug) zumindest ein weiterer anderer Empfänger (oder auch mehrere weitere andere Empfänger) nach Sendern suchen, die den gleichen Dienst, aber in besserer Signalqualität, anbieten. Sobald ein Sender mit besserem Signalpegel festgestellt worden ist, kann derjenige Empfänger (oder können diejenigen Empfänger), der bzw. die den besseren Sender festgestellt hat bzw. haben, für den aktuellen Empfang herangezogen werden.

In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel vorgesehen, die zumindest einen Empfänger aktivieren oder deaktivieren. Damit besteht die Möglichkeit, eine Empfangseinrichtung mit mehreren Empfängern zu versehen, wobei je nach Ausstattungsvariante der Empfangseinrichtung (entsprechend einer gewünschten Ausstattungsvariante eines Fahrzeuges) verschiedene Ausbaustufen realisierbar sind. So ist es denkbar, daß die erfindungsgemäße Empfangseinrichtung mit den beschriebenen Universal-Empfängern durch entsprechende Deaktivierung, die z. B. auch per Software erfolgen kann, nur einen einzigen aktiven Empfänger aufweist, während die an sich vorhandenen übrigen Empfänger deaktiviert sind. Mit einer solchen Empfangseinrichtung, die auch mit nur einer Antenne für den aktiven Empfänger beschaltet werden muß, wäre z. B. in dieser einfachen Form der analoge Rundfunkempfang möglich, jedoch kein Diversity-Empfang. Sind hingegen alle vorhandenen Empfänger aktiviert, können alle denkbaren Dienste empfangen und ein optimales Diversity durchgeführt werden.

In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel vorgesehen, die den zu empfangenden Dienst (insbesondere dessen Modulationsart und dessen Frequenzbereich) zumindest eines Empfängers, insbesondere aller Empfänger festlegen. Auch hierdurch ist, beispielsweise per Software, der Funktionsumfang der Empfangseinrichtung festlegbar. So kann beispielsweise durch entsprechende Programmierung eine Empfangseinrichtung zur Verfügung gestellt werden, mit der nur ein analoger Rundfunkempfang möglich ist. Wird die Konfiguration (zum Beispiel Programmierung oder Beschaltung) geändert, ist z. B. analoger und digitaler Rundfunkempfang möglich. Somit ist durch die Konfiguration (wie Beschaltung bzw. durch Änderung von Software innerhalb der Empfangseinrichtung) der Empfang einer beliebigen Kombination von angebotenen Diensten einstellbar.

Ein Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist im folgenden beschrieben und anhand der Figur erläutert.

Die Figur zeigt eine Empfangseinrichtung 1, die zumindest zwei Empfänger 2 aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel sind fünf Empfänger 2 gezeigt. Jedem Empfänger 2 ist eine Antenne 3 zugeordnet, wobei Art und Einbauort der Antennen 3 voneinander verschieden sind oder gleichartig sein können und vom Anwendungsfall der Empfangseinrichtung 1 abhängen. Ein bevorzugter Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung 1 ist in Kraftfahrzeugen zu sehen, wobei hier die Antennen 3 als Stabantennen oder integrierte Antennen (wie z. B. Stoßfängerantennen, Antennenleiterstrukturen auf flächigen Teilen des Fahrzeuges und dergleichen) ausgebildet sind. Die über die Antennen 3 empfangenen HF-Signale werden von dem jeweiligen Empfänger 2 weiterverarbeitet, insbesondere umgewandelt in ZF-Signale. Weiterhin sind Mittel 4 vorhanden, die zur Erfassung des ausgewählten Dienstes ausgebildet sind. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Bedienelemente der Empfangseinrichtung 1, mit denen ein Anwender z. B. einen gewünschten Radiosender oder Fernsehkanal vorgeben kann. Weiterhin sind noch Mittel 5 vorhanden, die die Signale der Empfänger 2 erfassen. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Signalpegel der HF- bzw. ZF-Signale handeln. Die Ausgangssignale der Empfänger 2, der Mittel 4 und 5 werden einer Signalverarbeitungseinrichtung 6 zugeführt, bei der es sich beispielsweise um die in der DE 199 29 284 A1 beschriebene Synchronisationseinheit und Signalaufbereitungseinheit (Spalte 3, Zeile 32 bis Spalte 4, Zeile 51) handeln kann. Aber auch andere Verfahren für die Signalaufbereitung in der Signalverarbeitungseinrichtung 6 sind denkbar. Nach der Verarbeitung der empfangenen Signale erfolgt von der Signalverarbeitungseinrichtung 6 eine Signalausgabe 7 um z. B. die Signale eines Rundfunk- oder Fernsehsenders in geeigneter Weise wiederzugeben. Die Signalverarbeitungseinrichtung 6 weist insbesondere einen programmierbaren Speicher auf, in dem ein Algorithmus hinterlegbar ist, der abhängig von den Benutzeranforderungen (durch die Mittel 4 eingebbar), den jeweils im System aufgebauten Empfangspfaden und den aktuellen Empfangsbedingungen (erfaßt durch die Mittel 5) dynamisch die jeweils beste und notwendige Systemkonfiguration und ggf. eine Such- und Diversitykonfiguration bestimmt.

Bezüglich der Erfassung der Signale eines Empfängers 2 ist davon ausgegangen worden, daß die Mittel 5 mit der Signalverarbeitungseinrichtung 6 verbunden sind und die Signale bidirektional austauschen können. Ergänzend oder alternativ hierzu ist es denkbar, daß Mittel 5.1 zur Erfassung der Signale eines Empfängers 2 in der Signalverarbeitungseinrichtung 6 integriert sind. Ebenfalls alternativ oder ergänzend können Mittel 5.2 außerhalb der Signalverarbeitungseinrichtung 6 vorhanden sein, so daß dem Mittel 5.2 (oder auch mehreren, die jeweils einem einzelnen Empfänger 2 zugeordnet sind) die Signale des Empfängers 2 direkt oder über die Signalverarbeitungseinrichtung 6 zugeführt werden. Die Ausgangssignale der Mittel 5.2 werden dann wieder der Signalver arbeitungseinrichtung 6 zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Auf diese Art und Weise lassen sich in Abhängigkeit der Anzahl der Empfänger 2 voneinander verschiedene, teilweise voneinander verschiedene, gruppenweise gleichartige oder vollständig gleichartige Empfangszüge realisieren. Bei einer Variante eines Empfangszuges handelt es sich um die Antenne 3 und deren nachgeschalteter Empfänger, wobei hierzu zwecks Signalverarbeitung auch das zugehörige Mittel 5 und der zugehörige Teil der Signalverarbeitungseinrichtung 6 gehören. Ein weiterer Empfangszug ist ebenfalls wieder die Antenne 3 mit nachgeschaltetem Empfänger 2, wobei die Mittel 5.1 zur Erfassung der Signale des Empfängers 2 in der Signalverarbeitungseinrichtung 6 integriert sind. Eine weitere Variante eines Empfangszuges ist in der Antenne 3 nebst zugehörigem Empfänger 2 zu sehen, wobei die Signale des Empfängers 2 der Signalverarbeitungseinrichtung 6 zugeführt werden und außerhalb der Signalverarbeitungseinrichtung 6 Mittel 5.2 vorgesehen sind, denen die Ausgangssignale des Empfängers 2 zugeführt werden und die ausgangsseitig Signale zur Weiterverarbeitung in der Signalverarbeitungseinrichtung 6 zur Verfügung stellen.

1: Empfangseinrichtung
2: Empfänger
3: Antenne
4: Erfassung des ausgewählten Dienstes
5, 5,1, 5.2: Erfassung der Signale
6: Signalverarbeitungseinrichtung
7: Signalausgabe

Claims

Empfangseinrichtung (1) zum mobilen Empfang von hochfrequenten Signalen (HF-Signale) verschiedener Dienste, wobei die Empfangseinrichtung (1) zumindest zwei Empfänger (2) aufweist und jedem Empfänger (2) eine Antenne (3) zugeordnet ist und jeder Empfänger (2) die empfangenen Signale weiterverarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Empfänger (2) zum Empfangen eines beliebigen Dienstes ausgebildet ist und die Umwandlung der HF-Signale in Abhängigkeit des ausgewählten Dienstes erfolgt.
Empfangseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (4) zur Erfassung des ausgewählten Dienstes und Mittel (5) zur Erfassung der Signale jeden Empfängers (2) derart vorgesehen sind, daß in Abhängigkeit von der Erfassung entschieden wird, welcher zumindest eine Empfänger (2) für den Empfang und welcher zumindest eine andere Empfänger (2) für einen Suchlauf nach dem ausgewählten Dienst eingesetzt wird.
Empfangseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die zumindest einen Empfänger (2) aktivieren oder deaktivieren.
Empfangseinrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die den zu empfangenden Dienstbereich zumindest eines Empfängers (2), insbesondere aller Empfänger (2) festlegen.
Empfangseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Empfänger (2) die empfangenen Signale in zwischenfrequente Signale (ZF-Signale) umwandelt, wobei die Umwandlung der HF-Signale in ZF-Signale zumindest in Abhängigkeit des ausgewählten Dienstes erfolgt.