DE69230683T2

DE69230683T2 - Hintergrundrauschen zur Betriebsangabe in einem digitalen Empfänger

Info

Publication number: DE69230683T2
Application number: DE69230683T
Authority: DE
Inventors: Raymond J. Leopold
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Cdc Propriete Intellectuelle Sa Paris Fr
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1992-09-07
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2012-09-08
Also published as: EP0531918A2; DE69230683D1; JPH05218892A; EP0531918A3; CA2073277A1; CA2073277C; JP3100476B2; US5327457A; ATE189853T1; RU2105412C1; EP0531918B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft digitale Empfänger.

Hintergrund der Erfindung

In digitalen Empfängern werden empfangene RF-Signale konvertiert, um ein digitales Signal zu extrahieren, welches an einen Sprachsynthetisiererteil des Empfängers geliefert wird, um einen Audioausgang zu liefern, welcher von dem empfangenen Eingangssignal abhängig ist. Während Perioden, wenn entweder ein sehr schwaches oder kein RF-Signal empfangen wird, existiert kein Audioausgang von dem Empfänger. Dieses Fehlen eines Ausgangs erzeugt eine sehr schlechte Atmosphäre für den Bediener, da der Bediener nicht weiß, ob der Empfänger nicht funktioniert, kein Signal gesendet wird oder kein Audiosignal gesendet wird.
Einige Hersteller haben versucht, dieses Problem zu lösen, durch Bereitstellung einer Lampe an der Bedienfläche des Empfängers, welche eine begrenzte Anzeige der Betriebsweise oder des Systemerwerbs des Empfängers bereitstellt. Eines der Probleme dieser Lösung ist, daß der Bediener die Steuerfläche kontinuierlich betrachten muß. Dies ist keine praktische Lösung, insbesondere wenn der Bediener einige andere Tätigkeiten während der Bedienung des Empfängers ausführen kann.
Die GB-A-2 178 270 offenbart ein Gerät zur Beurteilung der Qualität von mobiler Datenkommunikation. Die GB-A-2 122 827 bezieht sich auf einen Funkempfänger, der eine Stummschaltung zur Verhinderung einer Übertragung über einen Audiosignalkanal des Empfängers enthält.
Die EP-A-0 464 911 bezieht sich auf einen Funkempfänger mit einer Möglichkeit für die Erzeugung eines akustischen Signals. Dieses Dokument fällt wegen seines Veröffentlichungsdatums in den Bereich des Artikels 54 (3) EPÜ und ist daher nur hinsichtlich der Neuheit relevant.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue und verbesserte digitale Empfänger bereitzustellen, bei welchem die Bedieneratmosphäre stark verbessert ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, digitale Empfänger bereitzustellen, die hörbare Anzeigen der Betriebsweise des Empfängers enthalten.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung der Bedieneratmosphäre von digitalen Empfängern bereitzustellen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung der Betriebsweise eines digitalen Funkgeräts bereitzustellen, welches eine Richtantenne besitzt oder Signale mit unterschiedlichen Ausbreitungswegen empfängt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein digitaler Empfänger bereitgestellt, der ein Gerät zur Bereitstellung von Hinter grundrauschen zur Betriebsanzeige enthält, wobei das Gerät umfaßt:
- einen RF-Teil zum Empfang eines Nachrichtenübertragungssignals, welcher einen Ausgang besitzt, der eine digitalisierte Version des Nachrichtenübertragungssignals umfaßt;
- einen Audiowandler;
- einen Rauschgenerator mit variabler Amplitude, der an den RF-Teil geschaltet ist, zur Erzeugung eines digitalen Rauschsignals, welches von der Stärke des empfangenen Nachrichtenübertragungssignals abhängt;
- einen Mischer zur Kombination der digitalisierten Version des Nachrichtenübertragungssignals mit dem digitalen Rauschen, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen;
- einen Sprachsynthetisierer zur Umwandlung des kombinierten Signals in ein Signal zur Wiedergabe als ein hörbares Signal durch den Audiowandler.
Ein Zweck ist es, digitale Empfänger zu schaffen, die mehr ertönen lassen als die Empfänger mit denen die Bediener derzeit vertraut sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Bezugnehmend auf die Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die Empfänger in verschiedenen Ausrichtungen in Bezug auf einen Sender darstellt;
Fig. 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines digitalen Empfängers;
Fig. 3 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform eines digitalen Empfängers, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist; und
Fig. 4 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines digitalen Empfängers, ähnlich zu Fig. 3.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind zwei digitale Empfänger 10 und 12 mit Richtantennen in verschiedenen Ausrichtungen in Bezug auf einen Sender 15 dargestellt. Der Empfänger 10 hat eine Antenne 16 mit einem allgemeinen Halbkugelempfangsmuster 17, welches in Fig. 1 allgemein horizontal ausgerichtet ist für einen maximalen Empfang vom Sender 15. Der Empfänger 12 hat eine Antenne 18, ähnlich zu der Antenne 16 am Empfänger 10, aber der Empfänger 12 ist in Bezug auf den Sender 15 gedreht, so daß der Empfang stark reduziert ist. Digitale Empfänger werden in erster Linie in Pagern (Piepser), "drahtlosen" Fernbedienungstelefonen, terrestrischen zellularen Telefonen und zellularen Telefonen für satellitenbasierte Systeme benutzt. Digitale Empfänger können in jedem Empfänger benutzt werden, der zum Empfang von Audioinformationen benutzt wird. Es wird natürlich verständlich sein, daß digitale Empfänger Schaltungen zum Umwandeln des empfangenen analogen RF-Signals in ein digitales Signal und digitale Filterung enthalten, die naturgemäß kein Hintergrundrauschen enthält, wie es in Standard-AM und FM-Empfängern vorhanden ist. Deshalb resultiert der Verlust des empfangenen Signals in keinem Audioausgang von dem Empfänger. Unter gewissen Umständen kann die Drehung oder Ausrichtung des Empfängers 12 so erklärt werden, daß der Empfang der gesendeten Signale vollständig verloren wurde oder er so gering ist, daß diese den unteren Schwellwert des Empfängers nicht erreichen. In solchen Fällen erscheint der Empfänger außer Betrieb gesetzt zu sein, da keine Anzeige seiner korrekten Betriebsweise vorhanden ist.
Die Richtantennen 16 und 18 in Fig. 1 sind nur ein Beispiel der Gründe des Schwundes oder Verlustes von Signalen in Empfängern. Andere Beispiele können sein, Herausbewegen aus einem Sprungmuster, die Bewegung hinter Hindernisse, der Verlust eines bevorzugten Pfades in einem Multipfadsystem, ein oben vorbeiziehender Satellit usw. Wenn die Empfänger 10 und 12 digitale Empfänger sind und der Schwund oder der Verlust des Signals die untere Empfangsschwelle überschreitet, geht der Audioausgang der Empfänger gegen Null. In solchen Fällen kann der Bediener nicht sagen, ob die Übertragung gestoppt wurde, der Empfänger des Bedieners die Arbeit eingestellt hat, die Nachricht endete, die Empfängerantenne eine Neuausrichtung benötigt usw. Im Fall der falsch ausgerichteten Empfängerantenne (Empfänger 12 in Fig. 1) würde der Bediener nicht wissen, daß die Empfängerantenne falsch ausgerichtet ist oder wie sie auszurichten ist, um das gesendete Signal geeignet zu empfangen. Sogar wenn eine Betriebslampe an der Steuerfläche des Empfängers 12 bereitgestellt ist, ist sich der Bediener nur bewußt, daß der Empfänger 12 arbeitet und er hat keine Anzeige, daß eine Neuausrichtung erforderlich ist. Zum Beispiel wird in einigen aktuellen zellularen Telefonen eine Lampe anzeigen, daß das Telefon in einem nutzbaren Dienstgebiet ist, aber sie wird nicht den verfügbaren Gewinn anzeigen. Deshalb kann das Telefon in der Nähe eines zellularen Verstärkers oder nur knapp innerhalb seines Bereiches für eine gegebene Antennenausrichtung sein.
Insbesondere in Bezug auf Fig. 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines digitalen Empfängers 20 dargestellt. Der Empfänger 20 enthält eine Antenne 21, einen RF-Teil 23, einen digitalen Teil einschließlich eines Sprachsynthetisierers 27, und einen Audioteil, einschließlich Audioverstärkern 29 und Audio-Endstufe 31. Die Audio-Endstufe 31 liefert Signale zu einem Wandler 33, welcher ein Lautsprecher, Ohrhörer, Audiosynthesizer oder dergleichen zur Erzeugung hörbarer Klänge ist.
Eine Rauschgeneratorschaltung 35 mit variabler Amplitude ist geschaltet, um ein Eingangssignal von dem Ausgang des RF- Teils 23 zu empfangen. Der Rauschgenerator 35 mit variabler Amplitude liefert ein Hintergrundrauschsignal an die Audio- Endstufe 31 über einen Mischer 37. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Mischer 37 zwischen den Audioverstärkern 29 und der Audio-Endstufe 31 angeordnet, um das Rauschsignal mit dem von den Audioverstärkern 29 gelieferten Audiosignal zu mischen, aber es wird verständlich sein, daß das von dem Rauschgenerator 35 mit variabler Amplitude erzeugte Rauschen irgendwo in dem Audioteil in den Kanal eingefügt werden kann. In dieser speziellen Ausführungsform wird die Schaltung des Rauschgenerators 35 mit variabler Amplitude durch eine Rauschdiode gebildet, welche ein kommerziell verfügbares Bauelement ist. Das Rauschen kann durch einen Zufallsfrequenzgenerator erzeugt werden oder es kann, wenn der RF-Teil 23 Niederfrequenzsignalkomponenten umfaßt, wie beispielsweise IF-Schwebungssignale, ein Generator, so einfach wie ein Ein-Transistor-Verstärker mit einem linearen oder etwas komplexeren Frequenzgang benutzt werden. Der Verstärker kann verschiedene Stufen der Verstärkung und Frequenzgangeinstellungen enthalten, wenn dies für eine besondere Anwendung wünschenswert ist.
In dieser Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist das in den Audioteil eingefügte Hintergrundrauschen am stärksten, wenn die Signale in dem RF-Teil (empfangene Signale) am schwächsten sind, und wenn die Signale in dem RF-Teil an Stärke zunehmen, wird das Hintergrundrauschsignal reduziert. Wenn der Empfänger 12 (Fig. 1) für einen besseren Empfang des gesendeten Signals neu ausgerichtet wird, wird deshalb die Amplitude des Hintergrundrauschens reduziert und der Bediener weiß, daß der Empfänger in die richtige Richtung bewegt wurde. Im allgemeinen ist es wünschenswert, einen kleinen Betrag des Hintergrundrauschens einzufügen, sogar wenn ein geeignet empfangenes Signal vorhanden ist. Dieses Hintergrundrauschen verbessert die Atmosphäre des Bedieners durch kontinuierliche Versicherung des Bedieners, daß der Empfänger richtig arbeitet. Zum Beispiel wird dem Bediener während relativ langer Unterbrechungen in einem Gespräch die korrekte Arbeitsweise versichert und es verwundert ihn nicht, wenn eine Unterbrechung im Gespräch auftritt.
In Bezug auf Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform eines digitalen Empfängers 40 in vereinfachter Blockform dargestellt. Der Empfänger 40 enthält eine Antenne 42, einen RF- Teil 44, einen digitalen Teil einschließlich eines Mischers 48 und eines Sprachsynthetisierers 50, und einen Audioteil einschließlich eines Audioverstärkers 52, einer Audio- Endstufe 54 und eines Audiowandlers 56. In dieser besonderen Ausführungsform ist ein Rauschgenerator 60 mit variabler Amplitude bereitgestellt, welcher ein digitales Rauschsignal über den Mischer 48 zum Sprachsynthetisierer 50 liefert. Ein zweiter Eingang des Mischers 48 empfängt das Ausgangssignal vom RF-Teil 44, nachdem es digitalisiert wurde. Es wird natürlich verständlich sein, daß das digitale Ausgangssignal des Rauschgenerators 60 mit variabler Amplitude ein Signal sein kann, welches einen konstanten Ton erzeugt, einen periodisch unterbrochenen Audioton (z. B. ein Piepsen) usw. Deshalb wird das digitale Rauschen mit dem digitalen Signal in den digitalen Teil des Empfängers 40 gemischt, um etwas Hintergrundrauschen bereitzustellen, zur Verbesserung der Bedieneratmosphäre.
In dieser Ausführungsform ist der Rauschgenerator 60 mit variabler Amplitude von dem Ausgangssignal des RF-Teils 44 gesteuert, so daß die Amplitude des Hintergrundrauschens reduziert wird, wenn die Signalstärke ansteigt, wobei die Signalstärke an dem Ausgang des RF-Teils 44 gemessen wird. Es wird verständlich sein, daß Steuersignale in anderen Teilen des Empfängers aufgebaut werden können, wenn dies gewünscht ist, z. B. der Ausgang einer automatischen Gewinnsteuerung, aber die Amplitude des RF-Signals ist ein natürliches und verfügbares Steuersignal.
In vielen digitalen Empfängern enthält der digitale Teil des Empfängers einen digitalen Signalprozessor (DSP), welcher schließlich Signale zum Sprachsynthetisierer 50 liefert, oder eine ähnliche Schaltung. Der DSP kann ein Mikroprozessor mit einem Programm sein, integrierte Kundenschaltkreise, Leiterplatten, usw. In einigen Fällen kann die Arbeit des Sprachsynthetisierers auch in dem DSP ausgeführt werden. Diese besondere Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt, wobei zu Fig. 3 ähnliche Komponenten mit einem ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind und alle Bezugszeichen haben einen hinzugefügten Strich ('), um eine andere Ausführungsform zu kennzeichnen. Ein DSP 47' ist dargestellt, enthaltend einen Mischer 48', einen Sprachsynthetisierer 50' und einen Rauschgenerator 60' mit variabler Amplitude. Im Empfänger 40' wird die Funktion des Rauschgenerators in dem DSP 47' ausgeführt, welcher programmiert ist, um einen kleinen Betrag von digitalem Rauschen zu erzeugen oder zum Sprachsynthetisierer 50' zu führen.
Somit ist ein verbesserter digitaler Empfänger offenbart, welcher eine Hintergrundrauscherzeugungsschaltung enthält, um die Bedieneratmosphäre des Empfängers zu verbessern. Während Perioden, wenn Signale nicht empfangen werden, hört der Bediener ein normales Hintergrundrauschen, um ihm die korrekte Arbeitsweise des Empfängers zu versichern. In Fällen, in denen der Empfänger eine Richtantenne enthält oder wenn mehrfache Ausbreitungswege vorhanden sind, benutzt der Bediener weiterhin das Hintergrundrauschen, um den Empfänger und die Antenne für guten Empfang geeignet auszurichten. Im allgemeinen wird das Hintergrundrauschen mit einem minimalen Betrag von Veränderungen und Kosten in den Empfänger eingefügt.

Claims

1. Digitaler Empfänger, der ein Gerät zur Bereitstellung von Hintergrundrauschen zur Betriebsanzeige enthält, wobei das Gerät umfaßt:

- einen RF-Teil (44) zum Empfang eines Nachrichtenübertragungssignals, der einen Ausgang hat, welcher eine digitalisierte Version des Nachrichtenübertragungssignals umfaßt;

- einen Audiowandler (56);

- einen Rauschgenerator (60) mit variabler Amplitude, der an den RF-Teil (44) geschaltet ist, zur Erzeugung eines digitalen Rauschsignals, welches von der Stärke des empfangenen Nachrichtenübertragungssignals abhängt;

- einen Mischer (48) zur Kombination der digitalisierten Version des Nachrichtenübertragungssignals mit dem digitalen Rauschsignal, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen;

- einen Sprachsynthetisierer (50) zur Umwandlung des kombinierten Signals in ein Signal zur Wiedergabe als ein hörbares Signal durch den Audiowandler (56).

2. Digitaler Empfänger nach Anspruch 1, in welchem der Rauschgenerator (60) mit variabler Amplitude, der Mischer (48) und der Sprachsynthetisierer (50) Teile eines digitalen Signalprozessors (47) darstellen.