DE19731664C1 - Verfahren zur Senderidentifikation und Meßanordnung zur Duchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Senderidentifikation und Meßanordnung zur Duchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Senderidentifikation und eine Meßanordnung zur Durchführung
des Verfahrens nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1
bzw. 6.
In Gleichwellennetzen, wie DAB-Netzen, wird an jedem Ort
der Empfangbarkeit der Ausstrahlung die Energie des
empfangenen Signals unter Umständen durch den Beitrag
mehrerer Sender hervorgerufen.
Die einzelnen Beträge der Sender zum Gesamtbetrag der
Feldstärke am Ort des Empfängers sind originär zunächst
nicht zuzuordnen. Eine Zuordnung aus technischer Sicht ist
allerdings notwendig, um eventuelle Änderungen an den
Parametern einzelner Sender vorzunehmen und damit deren
negative oder positive Beiträge am Ort des Empfängers
festzustellen.
Aus DE 41 38 770 A1 geht ein digitales
Mehrkanalübertragungsverfahren hervor, das rahmenorientiert
arbeitet, wobei im Nullsymbol des Rahmens des beim
digitalen Rundfunk vorgesehenen COFDM-Modulationsverfahrens
Daten übertragen werden. Damit ist es möglich, außerhalb
des eigentlichen digitalen Multiplexsignals unabhängig
weitere digitale Daten zu übertragen. Dies findet zum
Beispiel bei der Senderidentifikation im Gleichwellen-Netz
Anwendung.
Außerdem ist aus der PCT Anmeldung WO 96/20 541 ein
Verfahren und eine Vorrichtung bekanntgeworden, die
Funkzellen eines Gleichwellennetzes identifizieren können.
Dabei werden von allen Sendern standortbezogene Bitmuster
abgestrahlt, aus deren Interferenzempfang auf die
Einzelkennungen zurückgeschlossen wird, und zwar durch
zentrale Verarbeitung der Daten mehrerer Messungen an
verschiedenen Meßstellen.
Die beschriebenen Verfahren verwenden eine zusätzliche
Inband-Signalisierung, das heißt standortspezifische
Merkmale als Bestandteil der Aussendung. Es ist also nicht
möglich, von allgemeinem Reflexionsverhalten ohne Injektion
von senderkennzeichnenden Daten zu messen und Sender zu
identifizieren.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Meßanordnung zur Senderidentifikation in
Gleichwellennetzen zu schaffen, die es ermöglichen, daß die
negativen bzw. positiven Beiträge am Ort des Empfängers
festzustellen sind, wobei die Feldstärkebeträge an
verschiedenen Senderstandorten in Gleichwellennetzen
identifiziert werden können, wobei beim Vorhandensein von
Gleichwellenstörungen aufgrund von Interferenzen zwischen
Sendersignalen verschiedener Basisstationen die beteiligten
Stationen identifiziert werden und die Feldstärkebeiträge
der einzelnen Stationen erfaßt werden sollen.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe für das Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.
Ausgestaltungen des
erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2
bis 5 angegeben.
Die erfindungsgemäße Meßanordnung betreffend erfolgt die Lösung der Auf
gabe durch
die im Patentanspruch 6 angegebenen Merkmale.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Meßanordnung
sind in den
Patentansprüchen 7 bis 9 angegeben.
Zunächst sei festgestellt, daß das Verfahren in DAB-Netzen
Anwendung findet, jedoch nicht darauf beschränkt ist,
sondern in jedem Gleichwellennetz anwendbar ist. Das
Verfahren nutzt die Kenntnis der geographischen Position
der Senderstandorte, um winkelselektiv die
Feldstärkebeiträge einzelner Stationen zu erfassen. Die
Vorrichtung enthält eine kontinuierlich rotierende
Richtantenne, deren absolute Winkelposition mittels eines
Kompasses oder in der Wirkung technisch ähnlicher Mittel
bestimmt wird, die die Ausrichtung des Meßsystemes, das
heißt des Fahrzeugs, erfaßt. Das Verfahren ist prinzipiell
dadurch charakterisiert, daß während einer Meßfahrt in
festgelegten Intervallen das Feldstärkesignal einer Antenne
mit Rundum-Empfangscharakteristik (Omni-Antenne) sowie
winkelselektiv das Feldstärkesignal einer Rotorantenne
gemessen wird. Die Rotorantenne rotiert in einem
festgelegten Rhythmus oder wird situationsabhängig
schrittweise bewegt und der Winkel wird zusammen mit dem
jeweiligen Meßwert gespeichert. Aus Kenntnis der
Fahrzeugposition (Winkel Nord über Ost) und des
Rotorwinkels zum Zeitpunkt der Messung wird in einer
nachgeschalteten Operation der absolute Winkel zum
Zeitpunkt der Messung berechnet. Außerdem werden bestimmte
Werte während einer Messung ermittelt, wie später im
einzelnen beschrieben wird. An die Aufnahme der Meßwerte
schließt sich eine Nachverarbeitung an. Durch die
geographischen Koordinaten können die jeweiligen Werte der
Feldstärke positioniert und mit Landkartenmaterial
unterlegt werden.
Die Vorrichtung bzw. Meßanlage selbst ist auf einer mobilen
Meßstation, wie zum Beispiel auf einem PKW, montiert und
besteht prinzipiell aus folgenden Komponenten:
- - einer Antenne mit Rundum-Charakteristik (Omni- Antenne),
- - einer Richtantenne, ständig mit gleichbleibender Drehzahl rotierend,
- - einem (elektronischen) Kompaß, um die Ausrichtung des Meßfahrzeugs festzustellen und damit die absolute Richtung der Richtantenne festzustellen,
- - einem Meßempfänger, um die weiteren notwendigen Signale zu erhalten,
- - einer Meßdatenauswertung und Systemsteuerung und
- - einem System zur Bestimmung der eigenen Fahrzeugposition.
Das hier beschriebene Verfahren bzw. die Meßanordnung
zur Senderidentifikation und Feldstärkemessung
in terrestrischen Gleichwellennetzen, die in mobilen
Meßsystemen einsetzbar sind, zeichnen sich insbesondere
dadurch aus, daß stationsseitig keinerlei Eingriffe in den
Wirkbetrieb erforderlich sind und daß sie kostengünstig mit
wenigen standardmäßig käuflichen Komponenten realisiert
werden können. Die Auswertmethode selbst ist äußerst
robust.
Die Erfindung wird nun anhand von in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben:
In der Beschreibung, in den Patentansprüchen und in den
Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der
Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordnete
Bezugszeichen verwendet.
In der Zeichnung bedeuten:
Fig. 1 ein Vektordiagramm für die
Mehrfachempfangssituation;
Fig. 2 eine grundsätzliche Darstellung zur
Erklärung des Verfahrens und
Fig. 3A + 3B ein Prinzipschaltbild der gesamten
Meßanordnung.
In Fig. 1 ist ein Vektordiagramm für die Mehrfachempfangs
situation dargestellt, das prinzipiell die gewonnenen
Meßwerte M' und M zeigt, die die Pegelwerte P und die
jeweiligen Zeitpunkte T, wie P0 und T0 wiedergeben.
In Fig. 2 ist eine prinzipielle Darstellung der Gewinnung
der Meßwerte gezeigt. Dies wird einmal durch eine Omni-
bzw. Richtantenne 2, die in einem Winkel α durch die
jeweilige Fahrzeugposition ausgerichtet ist, die über eine
nachgeschaltete Synchronisationsschaltung 3 Signale T0/P0
liefert, erreicht. Die Rotorantenne 1 liefert die Signale
T1, T2 ..., Tn, die Pegelsignale P1, P2 ..., Pn und die
Winkel α1, α2 ..., an. Während einer Meßfahrt wird in
festgestellten Intervallen T das Feldstärkesignal P der
Omni-Antenne 2 sowie winkelintensiv das Feldstärkesignal P0
der Rotorantenne 1 gemessen. Die Rotorantenne 1 rotiert
dabei in einem festgelegten starren Rhythmus und liefert
ein Synchronisationssignal T0/P0 am Ausgang des
Synchronisators 3. Der Winkel der Rotorantenne 1 wird
zusammen mit dem jeweiligen Meßwert gespeichert. Aus der
Kenntnis der Fahrzeugposition (Winkel Nord über Ost) und
des Rotorwinkels zum Zeitpunkt der Messung kann in einem
nachgeschalteten Verfahren der absolute Winkel zum
Zeitpunkt der Messung berechnet werden.
Bei der Aufnahme bestimmter Werte während einer Messung
wird das Meßfenster der Rotorantenne 1 aufgrund der als
bekannt vorausgesetzten Position der Basisstationen so
gewählt, daß nur die Feldstärke aus der Richtung der
Basisstationen berücksichtigt werden. In diesem
Zusammenhang sind nur Standorte von Interesse, an denen
Gleichwellen-Störungen auftreten bzw. auftreten können;
andernfalls wird die Feldstärkemessung in üblicher Weise
durchgeführt. Für Standorte mit potentiellen Gleichwellen-
Störungen gilt:
Grundsätzlich können beim Messen zwei Fälle auftreten,
nämlich
- 1. nur eine oder keine Basisstation kann von der Rotorantenne aufgenommen werden und zwar deshalb, weil keine direkte Sicht auf die Basisstation besteht. In diesem Fall kann mit Hilfe des Omni-Signals gegebenenfalls noch entschieden werden, ob eine Interferenz-Situation besteht, zum Beispiel, wenn wie in analogen Gleichwellen-Netzen üblich, die Frequenzen der einzelnen Basisstationen um einen geringen Betrag unterschiedlich sind, kann das Vorhandensein des entsprechenden Beatsignals festgestellt werden.
- 2. Mehr als eine Basisstation liegt im Aufnahmebereich der Rotorantenne. In diesem Fall ist eine Identifikation der Basisstation anhand ihrer Position möglich. Es kann unter der in der Regel zutreffenden Annahme, daß keine zweite Station innerhalb der Selektionskeule liegen, deren Feldstärke selektiv erfaßt werden.
Auch bei einem Überlappen der Selektionskeule können -
bekannte entsprechende Charakteristik der Antenne
vorausgesetzt - die Einzelfeldstärken herausgerechnet
werden.
An die Aufnahme der Meßwerte schließt sich die
Nachverarbeitung an.
Während der Fahrt wird neben den obengenannten
Informationen über Feldstärke an der Omni-Antenne 2 und an
der Rotorantenne 1, die Fahrzeugausrichtung, der
Rotorwinkel und auch die geographische Position des
Fahrzeuges erfaßt. Dies kann zum Beispiel mit dem bekannten
Global Positioning System (GPS-System) sowie einer
zusätzlichen Auswertung von Differenzsignalen, soweit die
erforderliche Meßgenauigkeit dies verlangt, erfolgen.
In einer Nachverarbeitung der Meßwerte können dann
lagerichtig durch die geographischen Koordinaten die
jeweiligen Werte der Feldstärke positioniert und mit dem
Landkartenmaterial unterlegt werden. Dies kann mit Hilfe
von Ausdrucken der Meßergebnisse auf Folienmaterial und
Auflegen derselben auf Karten oder durch elektronische
Verschneidung der Meßfahrt mit digitalem Landkartenmaterial
auf einer Rechnereinheit geschehen. Eine genaue Beurteilung
von Orten mit potentiellen Störungen ist in Kenntnis der
Orte der Senderstandorte so reproduzierbar gegeben.
Die Vorteile des soeben beschriebenen Verfahrens gegenüber
anderen Verfahren bestehen darin, daß stationsseitig
keinerlei Eingriffe in den Wirkbetrieb erforderlich sind.
Außerdem läßt sich das Verfahren kostengünstig mit wenigen,
standardmäßig käuflichen Komponenten realisieren und die
Auswertmethode selbst ist robust.
Im nachfolgenden wird die Meßanordnung, die als
Prinzipschaltbild in den Fig. 3A und 3B dargestellt ist,
beschrieben. Sie dient zur Durchführung des bereits
beschriebenen Verfahrens zur Senderidentifikation und
Feldstärkemessung in terrestrischen Gleichwellennetzen, das
in mobilen Meßsystemen, wie Fahrzeugen, einsetzbar ist. Das
beschriebene technische Beispiel bezieht sich auf eine
Empfangssituation, in der ein Fernseh-Träger als
Signalquelle verwendet wird. Sinngemäß kann für andere
Träger bzw. Modulationsinhalte ein entsprechend angepaßtes
Auswerteverfahren eingesetzt werden. Das TV-Signal wird
unter anderem deshalb verwendet, weil seine Form eine
günstige Auswertung erlaubt. Da die Ausbreitungsbedingungen
nur von der Trägerfrequenz und nicht vom Modulationsinhalt
abhängen, können aus Messungen mit TV-Signalen auch
Aussagen für frequenzmäßig benachbarte Träger anderer
Dienste abgeleitet (getroffen) werden. Das Meßsystem
besteht aus der Omni-Antenne 2, der ein TV-Empfänger 4
nachgeschaltet ist. Der Ausgang dieses TV-Empfängers 4 ist
mit einem Demodulator 5 verbunden, dessen Ausgang wiederum
mit einem Filter 6 für H + V verbunden ist. Dessen
Ausgangssignale werden auf eine Sample und Hold Einheit 7
gegeben, die mittels eines Taktes (Clock) 8 synchronisiert
ist. Der Ausgang der Sample und Hold Einheit 7 wird auf
eine Auswert-Einheit für die Pegel P zu einem bestimmten
Zeitpunkt T gegeben. Die den einzelnen Zeitpunkten T
zugeordneten Pegelwerte P werden in einem Speicher 10
abgespeichert. Aufgrund der gespeicherten kennzeichnenden
Merkmale der zur Messung verwendeten Sender (Geo-
Koordinaten, ERP, Diagramm, Höhe u. s. w.) können die
Meßwerte den einzelnen Sendern zugeordnet werden. Die
Schaltung nach Fig. 3B besteht aus einem Navigator 11, der
Geo-Koordinaten-Signale 12 und Steuersignale 13 für den
Steuerkurs liefert. Diese Signale werden auf einen Rechner
14 gegeben, der außerdem Eingangssignale von der
Rotorantenne 1 bekommt. Die Signale der Rotorantenne 1
gelangen außerdem auf einen Meßempfänger 17, der einen
Demodulator 5' enthält, von da aus auf einen Filter (H + V)
6'. Die H + V-Signale werden auf eine Sample und Hold Einheit
7' gegeben, die wie die in der Fig. 3A vorhandene Sample
und Hold Einheit 7 durch einen Takt 8' synchronisiert wird.
Das Ausgangssignal dieser Schaltung wird auf eine Auswert-
Einheit 9' gegeben, deren Ausgänge mit einem Speicher 15
für die Sendermerkmale und einem Speicher 16 für die
Koordinaten des Meßortes gegeben werden. Bei der Auswertung
wird auf die gespeicherten Meßwerte zugegriffen und es
werden die Meßwerte und Koordinaten mit den
Prädiktionswerten einer Gleichwellennetzplanung verglichen.
Die Auswertung erstellt ein Delay-Pattern und einen
Eigeninterferenzplot aufgrund der Systemparameter eines
gewählten Gleichwellennetzes. Die Nutzung der Meßergebnisse
erfolgt, wie bereits beschrieben, zur gezielten Optimierung
bestehender Gleichwellennetze durch Standort-/Antennen
änderung oder zusätzlicher Standorte (Sender oder
Repeater).
1
Rotorantenne
2
Omni-Antenne
3
Synchronisator
4
TV-Empfänger
5
und
5
'Demodulator
6
und
6
'Filter (H + V) für Signalauswertung
7
und
7
'Sample und Hold Einheit
8
und
8
'Takt (CLK)
9
und
9
'Auswert-Einheit für Pegel
10
Speicher
11
Navigator
12
Geo-Koordinaten-Signal
13
Steuersignal (Steuerkurs)
14
Rechner
15
Speicher (Sendermerkmale)
16
Speicher (Koordinaten des Meßortes)
17
Meßwertempfänger
Claims (9)
1. Verfahren zur Senderidentifikation und
Feldstärkemessung in terrestrischen
Gleichwellennetzen, das in mobilen Meßsystemen, wie
Fahrzeugen, einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß mit einer kontinuierlich rotierenden Richtantenne (1), die auf dem mobilen Meßsystem angeordnet ist, winkelselektiv ein Feldstärkesignal (P0) gemessen wird und daß außerdem in festgelegten Intervallen (T) ein Feldstärkesignal (P) einer Omni-Antenne (2) gemessen wird,
daß die Rotorantenne (1) dabei in einem festgelegten starren Rhythmus rotiert,
daß der Winkel der Rotorantenne (1) zusammen mit dem jeweiligen Meßwert gespeichert wird,
daß aus der festgestellten Fahrzeugposition und des Rotorwinkels zum Zeitpunkt der Messung in einer nachgeschalteten Operation der jeweils absolute Winkel zum Zeitpunkt der Messung berechnet wird,
daß außerdem die geographische Position des Fahrzeuges ermittelt und gespeichert wird, und
daß in einer Nachverarbeitungsoperation die jeweiligen Werte der Feldstärke lagerichtig durch die geographischen Koordinaten positioniert und mit technisch aufbereiteten, insbesondere digitalisierten Landkarten unterlegt werden.
daß mit einer kontinuierlich rotierenden Richtantenne (1), die auf dem mobilen Meßsystem angeordnet ist, winkelselektiv ein Feldstärkesignal (P0) gemessen wird und daß außerdem in festgelegten Intervallen (T) ein Feldstärkesignal (P) einer Omni-Antenne (2) gemessen wird,
daß die Rotorantenne (1) dabei in einem festgelegten starren Rhythmus rotiert,
daß der Winkel der Rotorantenne (1) zusammen mit dem jeweiligen Meßwert gespeichert wird,
daß aus der festgestellten Fahrzeugposition und des Rotorwinkels zum Zeitpunkt der Messung in einer nachgeschalteten Operation der jeweils absolute Winkel zum Zeitpunkt der Messung berechnet wird,
daß außerdem die geographische Position des Fahrzeuges ermittelt und gespeichert wird, und
daß in einer Nachverarbeitungsoperation die jeweiligen Werte der Feldstärke lagerichtig durch die geographischen Koordinaten positioniert und mit technisch aufbereiteten, insbesondere digitalisierten Landkarten unterlegt werden.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
daß ein Meßfenster der Rotorantenne (1) aufgrund der
als bekannt vorausgesetzten Positionen der
Basisstation so gewählt wird, daß nur die Feldstärken
aus Richtung Basisstation berücksichtigt werden und
wobei nur die Standorte berücksichtigt werden, an
denen Gleichwellen-Störungen auftreten.
3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß nur eine oder keine Basisstation von der Rotorantenne (1) aufgenommen wird und
daß mittels eines Omni-Singals entschieden wird, ob eine Interferenz-Situation besteht.
daß nur eine oder keine Basisstation von der Rotorantenne (1) aufgenommen wird und
daß mittels eines Omni-Singals entschieden wird, ob eine Interferenz-Situation besteht.
4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehr als eine Station im Aufnahmebereich der Rotorantenne (1) liegt und
daß eine Identifikation der Stationen mit Hilfe ihrer Koordinaten erfolgt und die Feldstärken der einzelnen Stationen selektiv erfaßt werden.
daß mehr als eine Station im Aufnahmebereich der Rotorantenne (1) liegt und
daß eine Identifikation der Stationen mit Hilfe ihrer Koordinaten erfolgt und die Feldstärken der einzelnen Stationen selektiv erfaßt werden.
5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Nachverarbeitung lagerichtig durch die
geographischen Koordinaten die jeweiligen Werte der
Feldstärke positioniert und mit technisch
aufbereiteten, insbesondere digitalisierten Landkarten
unterlegt werden, insbesondere durch elektronische
Verschneidung der Meßfahrt mit digitalem
Landkartenmaterial auf einem Rechner.
6. Meßanordnung zur Durchführung der Verfahren nach einem
der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die auf einer mobilen Meßstation, zum Beispiel
einem Fahrzeug, angeordnete Meßanlage aus einer
ständig mit gleichbleibender Drehzahl rotierenden
Richtantenne (1), einer Omni-Antenne (2) mit
Synchronisator (3), einem elektronischen Kompaß zur
Feststellung der absoluten Richtung der Rotorantenne
(1), einem Meßwertempfänger (17) für die
erforderlichen Geo-Koordinaten-Signale (12) und
Steuersignale (13), einem System zur Bestimmung der
eigenen Fahrzeugposition, einer Meßdatenauswert
einrichtung (9, 9'), einem Rechner (14), Speichern
(10, 15, 16) zur Systemsteuerung, besteht.
7. Meßanordnung nach Patentanspruch 6, dadurch
gekennzeichnet,
daß ein Navigator (11) zur Abgabe der Geo-Koordinaten-
Signale (12) und der Steuerkurssignale (13) mit dem
Rechner (14) verbunden ist, der außerdem mit der
Rotorantenne (1) und einem Speicher (16) für die
Koordinaten des Meßortes, der Pegel und der
zugeordneten Zeitpunkte verbunden ist.
8. Meßanordnung nach einem der Patentansprüche 6
oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotorantenne (1) ein Meßempfänger (17), ein
Demodulator (5') und ein Filter nachgeschaltet sind,
der seinerseits mit einer Sample und Hold-Einheit (7')
verbunden ist, die getaktet den Steuerkurs in Form von
Steuersignalen (H + V) liefert, die auf den Eingang
einer Auswert-Einheit (9') gegeben werden, die
ausgangsseitig mit dem Speicher (15) verbunden ist.
9. Meßanordnung nach einem der Patentansprüche 6 oder
7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Omni-Antenne (2) ein TV-Empfänger (4), ein
Demodulator (5) und ein Filter (6) nachgeschaltet
sind, dessen Ausgang mit einer Sample und Hold-Einheit
(7) verbunden ist, der eine Auswert-Einheit (9) für
die Feldstärkepegel zu einem bestimmten Zeitpunkt
nachgeschaltet ist, deren Ausgang direkt mit dem
Speicher (10) verbunden sind.
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DE59813492T DE59813492D1 (de) | 1997-07-23 | 1998-07-07 | Verfahren zur Feldstärkemessung in Gleichwellennetzen und Messanordnung zur Durchführung des Verfahrens |
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WO1996020541A1 (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-04 | Motorola Inc. | Method and apparatus for identifying a transmitter in a simulcast radio communication system |
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- 1997-07-23 DE DE1997131664 patent/DE19731664C1/de not_active Expired - Fee Related
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1998
- 1998-07-07 DE DE59813492T patent/DE59813492D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-07 EP EP19980112523 patent/EP0893893B1/de not_active Expired - Lifetime
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