EP0587655B1 - Verfahren zur verarbeitung und wiedergabe empfangener digital codierter audio-daten und rundfunkempfänger zum empfang von digital codierten ton-rundfunkdaten (dab) - Google Patents

Verfahren zur verarbeitung und wiedergabe empfangener digital codierter audio-daten und rundfunkempfänger zum empfang von digital codierten ton-rundfunkdaten (dab) Download PDF

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EP0587655B1 EP92911319A EP92911319A EP0587655B1 EP 0587655 B1 EP0587655 B1 EP 0587655B1 EP 92911319 A EP92911319 A EP 92911319A EP 92911319 A EP92911319 A EP 92911319A EP 0587655 B1 EP0587655 B1 EP 0587655B1
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    • H04H2201/10—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system
    • H04H2201/20—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system digital audio broadcasting [DAB]

Definitions

  • DAB digital audio broadcasting
  • DVB digital audio broadcasting
  • the problem of not switching to another transmitter in time can generally be e.g. can be solved with the help of RDS, but not in the event of a brief loss of reception, as can happen when driving under bridges or the like.
  • a radio receiver is known with a circuit arrangement for detecting interference caused by the receiving location, the radio receiver having an optical display device on which it is displayed whether interference variables influencing the reception quality are present at the inputs of the radio receiver.
  • the object is achieved with a method for processing and reproducing digitally coded audio data, which has the features of claim 1.
  • Advantageous developments of the method are described in subclaims 2 to 6 and can be found in the following description.
  • the user is made aware of an expected abrupt termination of the reception in good time.
  • a noise signal is added to the playback signal, the intended deterioration in reproduction corresponds to what a listener is used to from FM radio reception, such as the increased noise when driving under bridges, when driving through tunnels or at the edge of a signal propagation area, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Description

  • Bei digitalen Übertragungsmedien, z.B. digitalen Ton-Rundfunk (DAB, "DAB" ist ein Warenzeichen der TELEFUNKEN Fernseh und Rundfunk GmbH), kommt es am Rande eines Ausbreitungsgebietes, d.h. wenn der Übertragungskanal an die Grenze seiner Leistungsfähigkeit kommt, zum abrupten Abbrechen des Empfangs. Dies geschieht insbesondere auch dann, wenn ein leistungsfähiger Code zur Fehlerkorrektur verwendet wird. Ein Übergang von sehr guten Empfang zur gar keinem Empfang kann dabei innerhalb von 1 db Verminderung der Empfangsspannung erfolgen.
  • Dieses Verhalten ist unerwünscht, da der Benutzer nicht rechtzeitig vorgewarnt wird, auf einen anderen Sender zu schalten. Im Gegenteil, er wird sogar fälschlicherweise vermuten, daß sein Empfangsgerät bei Ausfall der Wiedergabe eine Störung oder einen Defekt aufweist, wie z.B. zerstörtes IC, Wackelkontakt, Lautsprecherausfall oder dgl..
  • Zwar kann das Problem des nicht rechtzeitigen Umschaltens auf einen anderen Sender generell z.B. mit Hilfe von RDS gelöst werden, aber nicht bei kurzzeitigen Ausfall des Empfangs, wie es beim Unterfahren von Brücken oder ähnlichem passieren kann.
  • Die Empfangsqualität von UKW-FM ist am Rande eines Ausbreitungsgebietes eines Senders zwar schlechter, vom Empfangsverhalten her jedoch deutlich besser, denn der Übergang von sehr gutem Empfang zur Empfangsunwürdigkeit vollzieht sich in einem Bereich der Empfangsspannung von bis zu 30 dB, also auch über größere Entfernungen fließend von gut nach schlecht.
  • Aus DE-U-8 816 338 ist ein Rundfunkempfänger mit einer Schaltungsanordnung zur Festellung empfangsortsbedingter Störungen bekannt, wobei der Rundfunkempfänger eine optische Anzeigeeinrichtung aufweist, an welcher angezeigt wird, ob die Empfangsqualität beeinflussende Störgrößen an den Eingängen des Rundfunkempfängers anliegen.
  • Verschiedentlich wird bei digitalen Übertragungssystemen der Vorschlag gemacht, eine sogenannte gleitende Wiedergabeverschlechterung - auch "Graceful Degradation" genannt - zu erreichen. Aus dem Forumsbericht "Innovatives Europa", Bericht, Frank Müller-Römer: "Digital Audio Broadcast" (DAB), Bonn-Bad Godesberg, 8. März 1990 ist die Problemstellung bekannt, bei geringer werdender Empfangsfeldstärke und sich verschlechternden Empfangsbedingungen den DAB-Empfang nicht abrupt abbrechen zu lassen, sondern gleitend von Stereo auf Mono - ähnlich wie bei UKW-FM - umzuschalten. Bei der Stereo - Mono-Umschaltung ist unter ungünstigen Umständen davon auszugehen, daß der Hörer die Umschaltung gar nicht wahrnimmt, da die Hörbedingungen dafür nicht immer geeignet sind oder weil die gerade empfangene Sendung ohnehin in Mono ausgestrahlt wird (z.B. Nachrichtensprecher).
  • Außerdem ist das Thema der "Graceful Degradation" eines digitalen Audio-Übertragungssystem aus J. Audio Engineering Reports Soc., Vol. 36, No. 1/2, 1988 January/February bekannt. Dort wird der Vorteil der "Graceful Degradation" bei einer Audio-Wiedergabe beschrieben, wenn das Audio-Signal über Kanäle mit einem großen Bereich der Bandbreite übertragen wird. Jedoch sind dort angegeben Maßnahmen nicht geeignet, eine einfache, kostengünstige und für den Hörer immer befriedigende Lösung des beschriebenen Problems auszubilden, da u.a. für mehrere unterschiedlich wirksame Fehlerkorrekturverfahren der Aufwand doch beträchtlich ist. Auch zeigt sich, daß zwar eine Verbreiterung des Übergangsbereichs erreicht werden kann, dieser aber nur wenig mehr als einige dB ausmacht.
  • Da zudem bei digitalen Strecken und insbesondere mobilem Empfang die Qualität der Übertragungsstrecke bzw. des Empfangs sich häufig stark ändert, ergibt sich eine stark schwankende "Graceful Degradation", die nicht dem mittleren Verhalten des Übertragungskanals entspricht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln bei geringer werdender Empfangsfeldstärke und sich verschlechternden Empfangsbedingungen einen abrupten Abbruch des Empfangs bzw. der Audiowiedergabe zu vermeiden
  • Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rundfunkempfänger so auszubilden, daß sich die vorgenannten Nachteilen beim Empfang digital codierter Audio-Signal nicht einstellen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren zur Verarbeitung und Wiedergabe von digital codierten Audio-Daten, das die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben, sowie der folgenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Die weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Rundfunkempfänger mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst.
  • Die Erfindung geht von folgender Überlegung aus: Man messe mit geeigneten Mitteln, z.B. einer Bitfehlerraten-Meßeinrichtung, die Empfangsqualität, z.B. die Bitfehlerrate, der empfangenen Audio-Daten. Die gemessene Fehlerrate bzw. Bitfehlerrate oder Empfangsqualität ist ein Kriterium für die Übertragungsgüte des Übertragungskanals bzw. der empfangen Audio-Daten, z.B. sei die Güte der Kehrwert der Fehlerrate. Des weiteren lege man einen Schwellwert für die Fehlerrate (oder Übertragungsgüte) fest, der noch unterhalb (oberhalb) der Fehlerrate (oder Güte) liegt, bei der der abrupte Abruch der Wiedergabe bzw. des Empfangs oder der Übertragung eintritt.
  • Bei Überschreiten (Unterschreiten) des festgelegten Schwellwertes der Fehlerrate (Übertragungsgüte) erfolgt eine für den Benutzer gut wahrnehmbare Änderung wenigstens eines Wiedergabe-Parameters bzw. der Wiedergabequalität. Dies kann bei der Wiedergabe z.B. in Form eines Zusetzen von Rauschen oder eines Kenntones zum Audio-Wiedergabesignal geschehen, aber auch durch eine Verminderung der Wiedergabelautstärkepegels, oder eine Verschiebung der Übertragungs-Grenzfrequenz zu tiefen Hör-Frequenzen erreicht werden. Lezteres wird dadurch erreicht, daß im Signalweg der Audio-Signale zu der Widergabeeinrichtung ein digitaler Tiefpaß angeordnet ist und aktiviert wird, wobei die Grenzfrequenz oder Begrenzung des Tiefpasses sich bei Überschreiten des voreingestellten Schwellwertes der Fehlerrate vorzugsweise variabel bzw. gleitend verringert, und so das Wiedergabefrequenzspektrum wahrnehmbar verändert. Liegt die gemessene Fehlerrate unterhalb des Schwellwertes, hat der Tiefpaß keinen veränderenden Einfluß auf die Wiedergabe.
  • Es wird also eine künstliche "Graceful Degradation" durchgeführt, wobei das Wiedergabesignal in Abhängigkeit der Übertragungs- bzw. Empfangsqualität künstlich verändert wird, wenn ein eingestellter Schwellwert für die Übertragungs- bzw. Empfangsqualität oder -güte unterschritten wird.
  • Mit den vorstehend beschriebenen einfachen Maßnahmen wird der Benutzer auf ein zu erwartenden abruptes Abrechen des Empfanges rechtzeitig aufmerksam gemacht. Wird z.B. ein Rauschsignal dem Wiedergabesignal zugesetzt, entspricht die beabsichtigte Widergabeverschlechterung dem, was ein Hörer vom UKW-FM-Empfang ohnehin gewohnt ist, wie beispielsweise das vermehrte Rauschen bei Unterfahren von Brücken, beim Durchfahren von Tunnel oder am Rande eines Signal-Ausbreitungsgebietes usw..
  • Es ist sinnvoll, daß der Schwellwert variabel eingestellt werden kann. Dieses insbesondere beim mobilen Rundfunkempfang vorteilhaft, wenn der Schwellwert in Abhängigkeit der Fahrtgeschwindigkeit verändert wird, da bei hoher Geschwindigkeit auch eine mittlere Fehlerarte noch eine gute Empfangs- bzw. Widergabequalität bedeuten kann.
  • Vorzugsweise wird die Fehlerrate oder das abgeleitete Gütekriterium einer Tiefpaßfilterung unterworfen, sodaß die künstliche Änderung an der Wiedergabeeinrichtung mehr auf der Basis der mittleren Kanalqualität erfolgt. Der Tiefpaß kann dabei auch unterschiedliche Zeitkonstanten für Anstieg und/oder Abfall aufweisen.
  • Die Güte der Empfangs- bzw. Übertragungsqualität kann dem Kehrwert der Fehlerrate entsprechen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines möglichen, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt einen DAB-Mobilempfänger mit einer Empfangsantenne 2, einem damit verbundenen HF-ZF-Teil 3, einem ZF-Signalprozessor 4a, einem darin integrierten A/D-Wandler 4b, einem DAB-Quelldecoder 5, einem Audio-Signalprozessor 6, einer NF-Verstärkungsstufe 7a mit einem darin enthaltenen D/A-Wandler 7b, einen Lautsprecher 8 und einen Mikroprozessor 9, der eine Meßeinrichtung 9a (BER - Bit-ERROR-Rate) zur Ermittlung der Bitfehlerrate eines digitalen Signals enthält.
  • Die DAB-spezifische digitale Signalverarbeitung wird entsprechend der Figur vom ZF-Signalprozessor 4a, DAB-Quelldecoder 5 und Audio-Signalprozessor 6 bewältigt, wobei diese Schaltungsteile regelmäßig als hochintegrierte Schaltkreise ausgebildet sind. Der Audio-Signalprozessor 6 übernimmt die in den heutigen Empfängerkonzepten in analoger Schaltungstechnik realisierten Audio-Funktionen, wie Klangbeeinflussung, Lautstärke, Überblender, Balance usw.. Der ZF-Signalprozessor 4a dient dazu, aus dem Signal, welches von dem in konventioneller Technik aufgebauten HF/ZF-Teil 3 geliefert wird, den darin enthaltenen Datenstrom zu extrahieren.
  • Zur Steuerung des Empfängers dient der Mikroprozessor 9, dem über einen Eingang 10 ein Wert für die Fahrtgeschwindigkeit zugeführt wird, dem über einen Eingang 11 der gesamte Datenstrom oder ein Teil davon zugeführt wird, dem über einen Eingang 12 Daten vom Quelldecoder zugeführt werden, und über weitere Eingänge 13 Eingabewerte von einer Bedienungseinrichtung (nicht dargestellt) zugeführt werden. Über einen Ausgang 15 und eine Steuerleitung 16 ist der Mikroprozessor mit einem Steuereingang 17 des Audio-Signalprozessors 6 verbunden. Außerdem enthält der Mikroprozessor eine Bitfehlerraten-Meßeinrichtung 9a, die aus dem über den Eingang 11 zugeführten Datenstrom die Fehlerrate der empfangen Signale ermittelt. Im Mikroprozessor ist ein Schwellwert für die Fehlerrate abgespeichert, der in Abhängigkeit der Fahrtgeschwindigkeit geändert wird. Die aktuelle Fehlerrate bzw. der Schwellwert oder eine Differenz beider Werte kann an einer Anzeige ständig angezeigt werden.
  • In Abhängigkeit davon, ob die gemessene Fehlerrate den Schwellwert der Fehlerrate übersteigt, wird der Audio-Signalprozessor derartig gesteuert, daß ein Rauschen dem zu verstärkenden NF-Signal zugesetzt wird, das für den Hörer gut wahrnehmbar ist. Bricht der Empfang abrupt ab, ist nur noch ein Rauschen oder ein Kennsignal (entweder ständig oder gelegentlich), welches vom Audio-Signal-Prozessor generiert wird, vom Lautsprecher 8 zu vernehmen. Die wahrnehmbare künstliche Veränderung des Audiosignals verstärkt sich gleitend oder stufig, jeweils abhängig davon, wie weit der Schwellwert der Fehlerrate überschritten wird. Dazu wird der gemessene Wert der Fehlerrate im Mikroprozessor einer Tiefpaßfilterung unterworfen, sodaß die künstliche Änderung mehr auf Basis der mittleren Kanalqualität erfolgt. Der Tiefpaß weist unterschiedliche und/oder variable Zeitkonstanten für Anstieg und Abfall auf. Bei steigender Fahrtgeschwindigkeit wird der Schwellwert verändert, vorzugsweise angehoben.
  • In Abhängigkeit des Anstiegs der gemessenen Fehlerrate werden außerdem verschiedene Umschaltungen des HF/ZF-Teils 3 über eine Steuerleitung vom Mikroprozessor 9 vorgenommen. Steigt die Fehlerrate sprunghaft von einem Wert unterhalb des eingestellten Fehlerraten-Schwellwertes (also gutem Empfang) auf einen Wert weit oberhalb des Schwellwertes (aprupter Abrruch des Empfangs) wird wir vorstehend beschrieben lediglich ein Rausch- oder Kennsignal auf die Ausgänge des Signalprozessors gegeben.
  • Verläuft der Anstieg der Fehlerrate jedoch langsam und gleitend bis zum völligen Abbruch des Empfangs, wird bei Überschreiten des Fehlerraten-Schwellwertes im Mikroprozessor eine Empfangsfrequenz mit einem empfangswürdigen Sender des gleichen oder eines anderen Programms ausgesucht, auf die der HF/ZF-Teil 3 nach dem abrupten Empfangsabruch neu abgestimmt wird. Damit wird gewährleistet, daß auch nach dem Abbruch des Empfangs, wenn keine Daten über andere Sender mehr empfangen werden können, der Rundfunkempfänger automatisch auf einen empfangswürdigen Sender vorzugsweise des gleichen Programms umschaltet. Ein langsames und gleitendes Ansteigen der Fehlerrate ist ein Zeichen dafür, daß das Ausbreitungsgebiet eines Senders verlassen wird, z.B. beim Fahren, ein sprunghafter Anstieg der Fehlerrate bedeutet das Unter- oder Durchfahren einer Brücke oder eines Tunnels etc., wobei der HF/ZF-Teil 3 auf den gleichen Sender abgestimmt bleibt.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Verarbeitung (6) und/oder Wiedergabe von empfangenen, digital codierten Audio-Daten, z.B. digitalen Ton-Rundfunkdaten (DAB), dadurch gekennzeichnet, daß mit geeigneten Mitteln (9a) die Empfangs- bzw. Übertragungsqualität, z.B. die Bitfehlerrate (BER), der Audio-Daten ermittelt wird und daß ein Schwellwert für die Güte der Empfangs- bzw. Übertragungsqualität verwendet wird und beim Unterschreiten der ermittelten Empfangs- bzw. Übertragungsqualität unter diesen Schwellwert eine für einen Benutzer akustisch wahrnehmbare Änderung wenigstens eines Wiedergabe-Parameters bzw. der Wiedergabequalität und/oder eine für einen Benutzer akustisch wahrnehmbare Anzeige erfolgt (6).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten der festgelegten Empfangs- bzw. Übertragungsqualität dem Wiedergabesignal ein Rauschsignal und/oder ein Kennsignal, z.B. ein Kennton, zugesetzt wird (6).
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten der festgelegten Empfangs- bzw. Übertragungsqualität das Wiedergabesignal tiefpaßgefiltert (6) und/oder der Lautstärkepegel des Wiedergabesignals vermindert (6) wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Fehlerrate tiefpaßgefiltert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mobilempfang der Schwellwert für die Empfangs- bzw. Übertragungsqualität in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit verändert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Güte der Empfangs- bzw. Übertragungsqualität dem Kehrwert der Fehlerrate entspricht.
  7. Vorrichtung zur Verarbeitung (6) und/oder Wiedergabe von empfangenen, digital codierten Audio-Daten, z.B. digitalen Ton-Rundfunkdaten (DAB), gekennzeichnet durch:
    - eine Meßeinrichtung (9a), die die Empfangs- bzw. Übertragungsqualität, z.B. die Bitfehlerrate (BER), der Audio-Daten ermittelt,
    - eine Steuereinrichtung (9) zur Steuerung (16) der Verarbeitung (6) und/oder Wiedergabe der Audio-Daten, die einen Empfangs- bzw. Übertragungsqualitäts-Schwellwert verwendet und die bei Unterschreiten der ermittelten Empfangs- bzw. Übertragungsqualität unter diesen Schwellwert die Verarbeitung (6) und/oder Wiedergabe der Audio-Daten so beeinflußt, daß eine für einen Benutzer akustisch wahrnehmbare Änderung wenigstens eines Wiedergabe-Parameters bzw. der Wiedergabequalität erfolgt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten der festgelegten Empfangs- bzw. Übertragungsqualität dem Wiedergabesignal ein Rauschsignal und/oder ein Kennsignal, z.B. ein Kennton, zugesetzt wird (6).
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten der festgelegten Empfangs- bzw. Übertragungsqualität das Wiedergabesignal tiefpaßgefiltert (6) und/oder der Lautstärkepegel des Wiedergabesignals vermindert (6) wird.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Fehlerrate tiefpaßgefiltert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Fall eines langsamen und gleitenden Anstiegs der Fehlerrate beim Überschreiten des Schwellwerts eine Empfangsfrequenz mit einem empfangswürdigen Sender des gleichen oder eines anderen Programms ermittelt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei nach einem abrupten Empfangsabbruch auf diese Empfangsfrequenz neu abgestimmt wird.
EP92911319A 1991-06-05 1992-05-26 Verfahren zur verarbeitung und wiedergabe empfangener digital codierter audio-daten und rundfunkempfänger zum empfang von digital codierten ton-rundfunkdaten (dab) Revoked EP0587655B1 (de)

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