EP1516512B1 - Verfahren zur bewertung der empfangsqualität eines stereorundfunkempfängers und stereorundfunkempfänger - Google Patents

Verfahren zur bewertung der empfangsqualität eines stereorundfunkempfängers und stereorundfunkempfänger Download PDF

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EP1516512B1
EP1516512B1 EP03740360A EP03740360A EP1516512B1 EP 1516512 B1 EP1516512 B1 EP 1516512B1 EP 03740360 A EP03740360 A EP 03740360A EP 03740360 A EP03740360 A EP 03740360A EP 1516512 B1 EP1516512 B1 EP 1516512B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
pass filter
reception quality
band pass
correlation
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP03740360A
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English (en)
French (fr)
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EP1516512A1 (de
Inventor
Christoph Benz
Stefan Gierl
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Harman Becker Automotive Systems GmbH
Original Assignee
Harman Becker Automotive Systems GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems
    • H04S1/007—Two-channel systems in which the audio signals are in digital form
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H40/00—Arrangements specially adapted for receiving broadcast information
    • H04H40/18—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for receiving
    • H04H40/27—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for receiving specially adapted for broadcast systems covered by groups H04H20/53 - H04H20/95
    • H04H40/36—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for receiving specially adapted for broadcast systems covered by groups H04H20/53 - H04H20/95 specially adapted for stereophonic broadcast receiving
    • H04H40/45—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for receiving specially adapted for broadcast systems covered by groups H04H20/53 - H04H20/95 specially adapted for stereophonic broadcast receiving for FM stereophonic broadcast systems receiving

Definitions

  • the invention relates to a method for evaluating the reception quality in a stereo radio receiver with a receiver for generating the stereo multiplex signal from which a decoder generates the (L + R) signal and by means of a subcarrier, the upper and lower sideband of the (L-R) signal.
  • the invention further relates to a stereo radio receiver having a receiver for generating the stereo multiplex signal and a decoder for generating the (L + R) signal and the upper and lower sideband of the (L-R) signal by means of a subcarrier from the stereo multiplex signal.
  • High quality stereo radio receivers for motor vehicles are suitable for multipath reception, e.g. for antenna or frequency diversity or a combination of both.
  • Multipath reception refers to the reception of radio signals on one of several transmission paths or channels.
  • Multi-path reception is known by means of one of several alternative antennas, which is referred to as antenna diversity, and on one of several alternative reception frequencies, which is understood by the term frequency diversity.
  • An antenna diversity receiving system is a radio receiving system with a radio receiver that can be connected to one of several, usually spatially separated antennas. Such antenna diversity reception systems are used for example in motor vehicles.
  • the antennas are preferably pane antennas, which are integrated, for example, in the windows of the motor vehicle.
  • an antenna diversity receiving system such as a stereo radio receiver, a television receiver or a telephone system, selects a selection circuit according to predetermined criteria one of the antennas for connection to the radio receiver.
  • Such a criterion for evaluating the reception quality is e.g. the reception field strength or interference interference occurring at higher reception field strengths, for example caused by disturbing multipath reception due to signal reflections on mountains, buildings or similar radio waves reflecting media.
  • a frequency diversity receiving system is a radio receiving system with one antenna and at least two radio receivers.
  • the one radio receiver serves as the operating receiver, while the other radio receiver searches as a search and test receiver alternative receiving frequencies and checks their reception quality. If the search receiver finds an alternative reception frequency which offers better reception quality than the reception frequency currently set for the operation receiver, then either the operation receiver is tuned to the new reception frequency found or the search and operation receiver exchange their roles.
  • the search receiver then remains tuned to the found immediately optimal reception frequency and takes over the task of the previous operation receiver, who now seeks as a search receiver alternative reception frequencies and checks their reception quality.
  • the operating receiver is also referred to as a listening receiver, while for the search recipient the term background receiver is in use.
  • frequency diversity reception systems are also particularly suitable for use in motor vehicles because, as a result of the constantly changing shape of the terrain, the reception conditions also change during the journey.
  • Particularly advantageous is a combination of antenna and frequency diversity.
  • FM broadcasters transmit the so-called stereo multiplex signal, which is formed from the audio signal signal - also called mono signal with a frequency up to 15 kHz, the stereo pilot tone with a frequency of 19 kHz and the stereo signal with a frequency of 23 kHz to 53 kHz.
  • the mono signal is the sum signal from the left and right channels and is therefore also called the (L + R) signal.
  • the stereo signal consists of the lower and upper sidebands of the difference signal from the left and right channels.
  • the term (L-R) is common.
  • the upper and lower sidebands of the (L-R) signal are generated by means of a subcarrier of 38 KHz.
  • the (L + R) signal and the subcarrier of 38 kHz generated in the stereo radio receiver become the upper and the lower Sideband of the (LR) signal won.
  • the left-channel audio signal, called the L signal, and the right channel audio signal, the R signal are produced is formed formed.
  • the analog stereo multiplexed signal is digitized prior to further processing.
  • the reception quality is to be determined on the basis of a criterion. It is known to determine the reception quality by evaluating the reception field strength or interference interference. For this, e.g. the IF signal or the RF signal are evaluated.
  • the reception quality should be evaluated according to strict standards.
  • EP-A-0617519 describes a switching arrangement for deriving at least one of the quality of a received signal-dependent quality signal.
  • the symmetry of sidebands of the (LR) signal is evaluated. This is done by multiplying the auxiliary carrier-frequency differential signal by an orthogonal reference carrier, so that with ideal carrier synchronization and with symmetrical, ie undisturbed sidebands, a signal amplitude of 0 must result for the signal demodulated in this way.
  • this object is achieved by the features specified in claim 1 in that a criterion for evaluating the reception quality is derived from the signal energy or power of the upper and lower sideband of the (LR) signal.
  • this object is achieved by the features specified in claim 11 in that a criterion for evaluating the reception quality is derived from the signal energy or power of the upper and lower sideband of the (L-R) signal.
  • the invention proposes deriving from the signal energy or the power of the upper and lower sideband of the (L-R) signal a criterion for evaluating the reception quality.
  • the invention is based on the following findings and considerations.
  • the upper and lower sidebands of the (L-R) signal are identical with respect to the subcarrier of 38 KHz.
  • the spectral distribution of the interfering components after demodulation will result in the lower and upper sideband of the (L-R) signal no longer being identical, but more or less different. This effect is used according to the invention to detect disturbances and thus to assess the reception quality.
  • a first embodiment of the invention provides to compare the signal energy or the performance of the upper sideband with that of the lower sideband. The greater the difference between the two signal energies or powers compared with one another, the greater the interference and the worse the reception quality.
  • Optimum reception quality is when the signal energies or powers of the upper and lower sidebands are the same.
  • a further embodiment of the invention provides for the cross-correlation function of the signals or the power of the lower sideband to be formed with the signal energy or power of the upper sideband.
  • the cross-correlation represents a very accurate measure of the reception quality.
  • a further embodiment of the invention provides for filtering the lower sideband of the (L-R) signal by means of a first bandpass filter and the upper sideband of the (L-R) signal by means of a second bandpass filter.
  • the two bandpasses are dimensioned so that their passbands do not overlap.
  • the center frequency of the first bandpass is e.g. 31 KHz, while that of the second bandpass is 45 KHz.
  • a further embodiment of the invention provides to put the output signals of the two band passes by mixing with the subcarrier of 38 KHz in each mixer in the baseband layer and then to filter by means of a low-pass before the signal energies or the power are compared or the Cross-correlation function is formed.
  • the cross-correlation function becomes formed the output signals of the two low passes, which is a strict measure of the reception quality.
  • FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a stereo broadcast receiver according to the invention shown.
  • An antenna A is connected to the antenna input of a receiver E whose output, at which the stereo multiplex signal MPX can be tapped off, is connected to the input of a decoder DSP, preferably a digital signal processor.
  • the first output of the digital signal processor DSP, at which the (LR) signal can be tapped, is connected to the first input of a stereo matrix MX, the input of a first bandpass filter BP1 and the input of a second bandpass filter BP2.
  • the second output of the digital signal processor DSP, at which the (L + R) signal is removable, is connected to the second input of the stereo matrix MX, whose first output, at which the L signal L can be tapped off, with a first loudspeaker, the left speaker LL, and whose second output, at which the R signal R can be tapped off, is connected to a second loudspeaker, the right loudspeaker LR.
  • the output of the first bandpass filter is connected to the first input of a first mixer M1, to whose second input the subcarrier H of 38 KHz is applied and whose output to the input a first low pass TP1 is connected.
  • the output of the second bandpass filter BP2 is connected to the first input of a second mixer M2, to the second input of the subcarrier H of 38 KHz and whose output is connected to the input of a second low-pass filter TP2.
  • the output of the first low-pass filter TP1 is connected to the first input and the output of the second low-pass filter TP2 to the second input of a unit K for forming the cross-correlation function, at whose output a cross-correlation signal Q is removable, which represents a measure of the reception quality.
  • the cross-correlation signal Q is supplied, for example, to a control unit S, which tunes the receiver E to the best reception frequency or, in the case of an antenna diversity reception system, switches the antenna with the best reception to the receiver E. It may, however, also be a combination of an antenna diversity and frequency diversity reception system with multiple antennas and receivers, which for the sake of clarity not in FIG. 1 are drawn.
  • the part of the invention in FIG. 1 consists of the two bandpass filters BP1 and BP2, the two mixers M1 and M2, the two low-pass filters TP1 and TP2 and the unit K for forming the cross-correlation function and is shown in FIG FIG. 1 bordered by dashed lines.
  • FIG. 2 illustrated frequency spectrum of the stereo multiplex signal explained.
  • the (L + R) signal also called the mono or sum signal, extends from 20 Hz to 15 KHz. At 19 KHz the pilot tone P is located, followed by the lower sideband of the (LR) signal from 23 KHz to about 38 KHZ. Beyond the Subcarrier frequency of 38 KHz, the upper sideband of the (LR) signal extends up to 53 KHz.
  • the digital (LR) signal generated by the digital signal processor DSP from the stereo analog multiplex signal MPX is filtered in a first band pass BP1 at a center frequency of 31 KHz and fed to a mixer M1 where it is mixed with the subcarrier H of 38 KHz in the baseband position is offset.
  • the digital (L-R) signal is filtered by means of the second bandpass filter BP2 with a center frequency of 45 KHz and mixed in a mixer M2 by mixing with the subcarrier H of 38 KHz in the baseband position.
  • the offset to the baseband position output of the mixer M1 is low-pass filtered by the low-pass filter TP1.
  • the offset to the baseband position output signal of the mixer M2 in the low-pass filter TP2 low-pass filtered.
  • the cross-correlation of the output signals of the two low-pass filters TP1 and TP2 is formed.
  • a signal Q representing the cross-correlation which represents a very accurate measure of the reception quality. The higher the correlation, the better the reception quality.
  • the invention is not limited to a digital embodiment. It can also be realized in analog technology.
  • the inventive method and the stereo radio receiver according to the invention are characterized by a very accurate evaluation of the reception quality, which allows in an antenna diversity or frequency diversity reception system a precise switching to an alternative antenna or an alternative reception frequency.
  • the invention is particularly suitable for use in mobile stereo radio receivers, e.g. As in motor vehicles, suitable.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung der Empfangsqualität in einem Stereorundfunkempfänger mit einem Empfänger zur Erzeugung des Stereomultiplexsignales, aus dem ein Decoder das (L+R)-Signal und mittels eines Hilfsträgers das obere und das untere Seitenband des (L-R)-Signals erzeugt.
  • Die Erfindung betrifft weiter einen Stereorundfunkempfänger mit einem Empfänger zur Erzeugung des Stereomultiplexsignales und mit einem Decoder zur Erzeugung des (L+R)-Signals und des oberen und unteren Seitenbandes des (L-R)-Signals mittels eines Hilfsträgers aus dem Stereomultiplexsignal.
  • Hochwertige Stereorundfunkempfänger für Kraftfahrzeuge sind für Mehrwegeempfang, z.B. für Antennen- oder Frequenzdiversity oder einer Kombination aus beidem, geeignet.
  • Unter Mehrwegeempfang wird der Empfang von Funksignalen auf einem von mehreren Übertragungswegen oder -kanälen verstanden.
  • Bekannt ist der Mehrwegeempfang mittels einer von mehreren alternativen Antennen, was als Antennendiversity bezeichnet wird, und auf einer von mehreren alternativen Empfangsfrequenzen, was unter dem Begriff Frequenzdiversity verstanden wird.
  • Eine Antennendiversity-Empfangsanlage ist eine Funkempfangsanlage mit einem Funkempfänger, der an eine von mehreren, meist räumlich getrennten Antennen anschließbar ist. Derartige Antennendiversity-Empfangsanlagen werden z.B. in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Als Antennen dienen bevorzugt Scheibenantennen, die beispielsweise in die Scheiben des Kraftfahrzeugs integriert sind. Bei Betrieb einer Antennendiversity-Empfangsanlage, beispielsweise ein Stereorundfunkempfänger, eine Fernsehempfangsanlage oder eine Telefonanlage, wählt eine Auswahlschaltung nach vorgebbaren Kriterien eine der Antennen zum Anschließen an den Funkempfänger aus.
  • Ein derartiges Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität sind z.B. die Empfangsfeldstärke oder bei höheren Empfangsfeldstärken auftretende Interferenzstörungen, beispielsweise durch störenden Mehrwegeempfang infolge von Signalreflexionen an Bergen, Gebäuden oder ähnlichen Funkwellen reflektierenden Medien verursacht.
  • Wenn die Empfangsqualität nachläßt, wird auf eine alternative Antenne umgeschaltet, die Empfangssignale einer besseren Qualität liefert.
  • Eine Frequenzdiversity-Empfangsanlage ist eine Funkempfangsanlage mit einer Antenne und mindestens zwei Funkempfängern. Der eine Funkempfänger dient als Betriebsempfänger, während der andere Funkempfänger als Such- und Prüfempfänger alternative Empfangsfrequenzen sucht und deren Empfangsqualität prüft. Findet der Suchempfänger eine alternative Empfangsfrequenz, die eine bessere Empfangsqualität bietet als die augenblicklich beim Betriebsempfänger eingestellte Empfangsfrequenz, so wird entweder der Betriebsempfänger auf die neue gefundene Empfangsfrequenz abgestimmt oder der Such- und Betriebsempfänger tauschen ihre Rollen. Der Suchempfänger bleibt dann auf die gefundene augenblicklich optimale Empfangsfrequenz abgestimmt und übernimmt die Aufgabe des bisherigen Betriebsempfängers, der jetzt als Suchempfänger alternative Empfangsfrequenzen sucht und deren Empfangsqualität prüft. Bei Autoradios wird der Betriebsempfänger auch als Hörempfänger bezeichnet, während für den Suchempfänger der Begriff Hintergrundempfänger gebräuchlich ist.
  • Es sind auch Autoradios für Frequenzdiversity bekannt, die nur einen Empfänger benötigen. Während des Betriebs prüft der Empfänger für den Hörer unhörbar den Empfang des gerade eingestellten Programms auf alternativen Frequenzen. Wird eine alternative Frequenz besserer Empfangsqualität gefunden, so wird der Empfänger auf diese Empfangsfrequenz abgestimmt.
  • Ebenso wie Antennendiversity-Empfangsanlagen sind auch Frequenzdiversity-Empfangsanlagen besonders für den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet, weil sich während der Fahrt infolge der sich ständig ändernden Form des Geländes auch die Empfangsverhältnisse ändern. Besonders vorteilhaft ist eine Kombination aus Antennen- und Frequenzdiversity.
  • UKW-Rundfunksender senden das sogenannte Stereomultiplexsignal aus, das aus dem Audiomittensignal - auch Monosignal genannt mit einer Frequenz bis zu 15 KHz, dem Stereopilotton mit einer Frequenz von 19 KHz und dem Stereosignal mit einer Frequenz von 23 KHz bis 53 KHz gebildet wird.
  • Das Monosignal ist das Summensignal aus dem linken und rechten Kanal und wird deshalb auch (L+R)-Signal genannt. Das Stereosignal besteht aus dem unteren und oberen Seitenband des Differenzsignals aus dem linken und dem rechten Kanal. Für dieses Signal ist der Begriff (L-R) gebräuchlich. Das obere und das untere Seitenband des (L-R)-Signals werden mittels eines Hilfsträgers von 38 KHz erzeugt.
  • In einem Stereorundfunkempfänger werden aus dem Empfangssignal das (L+R)-Signal sowie mittels eines im Stereorundfunkempfänger erzeugten Hilfsträgers von 38 KHz das obere und das untere Seitenband des (L-R)-Signals gewonnen. Durch Bildung der Summen- und Differenzsignale aus dem (L-R)-Signal und dem (L+R)-Signal werden das Audiosignal für den linken Kanal - das sogenannte L-Signal - und das Audiosignal für den rechten Kanal, das als R-Signal bezeichnet wird, gebildet. Vorzugsweise wird das analoge Stereomultiplexsignal vor der weiteren Verarbeitung digitalisiert.
  • Wie bereits erwähnt, ist zum Umschalten auf eine alternative Antenne oder eine alternative Empfangsfrequenz die Empfangsqualität anhand eines Kriteriums zu bestimmen. Es ist bekannt, die Empfangsqualität durch Auswerten der Empfangsfeldstärke oder von Interferenzstörungen zu bestimmen. Hierzu kann z.B. das ZF-Signal oder das HF-Signal ausgewertet werden.
  • Um möglichst stets die augenblicklich beste Empfangsfrequenz oder Antenne in einer Empfangsanlage zum Mehrwegeempfang auswählen zu können, sollte die Empfangsqualität nach strengen Maßstäben bewertet werden.
  • EP-A-0617519 beschreibt eine Schaltanordnung zur Ableitung mindestens eines von der Qualität eines empfangenen Signals abhängigen Qualitätssignals. Hierzu wird die Symmetrie von Seitenbändern des (L-R)-Signals ausgewertet. Dies erfolgt durch Multiplikation des hilfsträgertrequenten Differenzsignals mit einem orthogonalen Referenzträger, so dass bei idealer Trägersynchronisation und bei symmetrischen, also ungestörten Seitenbändern eine Signalamplitude von 0 für das auf diese Weise demodulierte Signal resultieren muss.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bewertung der Empfangsqualität in einem Stereorundfunkempfänger sowie einen Stereorundfunkempfänger so zu gestalten, daß eine möglichst genaue, zuverlässige und schnelle Bewertung der Empfangsqualität erzielt wird.
  • Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, dass aus der Signalenergie oder Leistung des oberen und unteren Seitenbandes des (L-R)-Signals ein Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität abgeleitet wird.
  • Vorrichtungsmäßig wird diese Aufgabe mit den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, dass aus der Signalenergie oder Leistung des oberen und unteren Seitenbandes des (L-R)-Signals ein Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität abgeleitet ist.
  • Die Erfindung sieht vor, aus der Signalenergie oder der Leistung des oberen und des unteren Seitenbandes des (L-R)-Signals ein Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität abzuleiten. Dabei geht die Erfindung von folgenden Erkenntnissen und Überlegungen aus.
  • Bei ungestörtem Empfang eines frequenzmodulierten Stereorundfunksignals sind das obere und das untere Seitenband des (L-R)-Signals bezüglich des Hilfsträgers von 38 KHz identisch. Überlagern sich dem frequenzmodulierten Stereorundfunksignal jedoch Störungen, so wird die spektrale Verteilung der Störkomponenten nach der Demodulation dazu führen, dass das untere und das obere Seitenband des (L-R)-Signals nicht mehr identisch sind, sondern mehr oder weniger stark unterschiedlich ausfallen. Dieser Effekt wird erfindungsgemäß genutzt, um Störungen zu detektieren und um somit die Empfangsqualität zu beurteilen.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, die Signalenergie oder die Leistung des oberen Seitenbandes mit der des unteren Seitenbandes zu vergleichen. Je größer der Unterschied der beiden miteinander verglichenen Signalenergien oder Leistungen ausfällt, desto größer sind die Störungen und desto schlechter wird die Empfangsqualität. Optimale Empfangsqualität liegt vor, wenn die Signalenergien oder Leistungen des oberen und des unteren Seitenbandes gleich sind.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, die Kreuzkorrelationsfunktion der Signale oder der Leistung des unteren Seitenbandes mit der Signalenergie oder Leistung des oberen Seitenbandes zu bilden. Je höher die Korrelation ausfällt, desto besser ist die Empfangsqualität, während eine Abnahme der Korrelation mit einer Verschlechterung der Empfangsqualität verbunden ist. Die Kreuzkorrelation stellt ein sehr genaues Maß für die Empfangsqualität dar.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, das untere Seitenband des (L-R)-Signals mittels eines ersten Bandpasses und das obere Seitenband des (L-R)-Signals mittels eines zweiten Bandpasses zu filtern. Durch Vergleich der Signalenergien oder Leistungen an den Ausgängen der beiden Bandpässe oder durch Bildung der Kreuzkorrelationsfunktion der beiden Ausgangssignale der beiden Bandpässe wird ein Signal gewonnen, das ein Maß für die Empfangsqualität darstellt.
  • Vorzugsweise sind die beiden Bandpässe so dimensioniert, dass sich ihre Durchlassbereiche nicht überschneiden.
  • Die Mittenfrequenz des ersten Bandpasses beträgt z.B. 31 KHz, während die des zweiten Bandpasses zu 45 KHz gewählt ist.
  • Für die Bandpässe sind z.B. Butterworth-Bandpässe zweiter Ordnung gut geeignet.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, die Ausgangssignale der beiden Bandpässe durch Mischen mit dem Hilfsträger von 38 KHz in je einem Mischer in die Basisbandlage zu versetzen und anschließend mittels je eines Tiefpasses zu filtern, bevor die Signalenergien oder die Leistung miteinander verglichen werden oder die Kreuzkorrelationsfunktion gebildet wird. Vorzugsweise wird die Kreuzkorrelationsfunktion der Ausgangssignale der beiden Tiefpässe gebildet, die ein strenges Maß für die Empfangsqualität darstellt.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Figuren näher beschrieben und erläutert.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • Figur
    1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Stereorundfunkempfängers und
    Figur 2
    das Frequenzspektrum des Stereomultiplexsignals.
  • In Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Stereorundfunkempfängers abgebildet.
  • Eine Antenne A ist an den Antenneneingang eines Empfängers E angeschlossen, dessen Ausgang, an dem das Stereomultiplexsignal MPX abgreifbar ist, mit dem Eingang eines Decoders DSP, vorzugsweise ein digitaler Signalprozessor, verbunden ist. Der erste Ausgang des digitalen Signalprozessors DSP, an dem das (L-R)-Signal abgreifbar ist, ist mit dem ersten Eingang einer Stereomatrix MX, dem Eingang eines ersten Bandpasses BP1 und dem Eingang eines zweiten Bandpasses BP2 verbunden. Der zweite Ausgang des digitalen Signalprozessors DSP, an dem das (L+R)-Signal abnehmbar ist, ist mit dem zweiten Eingang der Stereomatrix MX verbunden, deren erster Ausgang, an dem das L-Signal L abgreifbar ist, mit einem ersten Lautsprecher, dem linken Lautsprecher LL, verbunden ist, und deren zweiter Ausgang, an dem das R-Signal R abgreifbar ist, mit einem zweiten Lautsprecher, dem rechten Lautsprecher LR, verbunden ist. Der Ausgang des ersten Bandpasses ist mit dem ersten Eingang eines ersten Mischers M1 verbunden, an dessen zweitem Eingang der Hilfsträger H von 38 KHz anliegt und dessen Ausgang mit dem Eingang eines ersten Tiefpasses TP1 verbunden ist. Analog hierzu ist der Ausgang des zweiten Bandpasses BP2 mit dem ersten Eingang eines zweiten Mischers M2 verbunden, an dessen zweitem Eingang der Hilfsträger H von 38 KHz liegt und dessen Ausgang mit dem Eingang eines zweiten Tiefpasses TP2 verbunden ist. Der Ausgang des ersten Tiefpasses TP1 ist mit dem ersten Eingang und der Ausgang des zweiten Tiefpasses TP2 mit dem zweiten Eingang einer Einheit K zur Bildung der Kreuzkorrelationsfunktion verbunden, an deren Ausgang ein Kreuzkorrelationssignal Q abnehmbar ist, das ein Maß für die Empfangsqualität darstellt. Das Kreuzkorrelationssignal Q wird beispielsweise einer Steuereinheit S zugeführt, welche den Empfänger E auf die beste Empfangsfrequenz abstimmt oder bei einer Antennendiversity-empfangsanlage diejenige Antenne mit dem besten Empfang an den Empfänger E schaltet. Es kann sich z.B. aber auch um eine Kombination aus einer Antennendiversity- und Frequenzdiversityempfangsanlage mit mehreren Antennen und Empfängern handeln, die der Übersichtlichkeit wegen nicht in Figur 1 gezeichnet sind.
  • Der erfindungsgemäße Teil des in Figur 1 gezeigten Stereorundfunkempfängers besteht aus den beiden Bandpässen BP1 und BP2, den beiden Mischern M1 und M2, den beiden Tiefpässen TP1 und TP2 sowie der Einheit K zur Bildung der Kreuzkorrelationsfunktion und ist in Figur 1 gestrichelt umrandet.
  • Die Funktion der Erfindung wird nun mit Hilfe des in Figur 2 abgebildeten Frequenzspektrums des Stereomultiplexsignales erläutert.
  • Das (L+R)-Signal, das auch Mono- oder Summensignal genannt wird, erstreckt sich von 20 Hz bis 15 KHz. Bei 19 KHz liegt der Pilotton P, an den sich von 23 KHz bis etwa 38 KHZ das untere Seitenband des (L-R)-Signals anschließt. Jenseits der Hilfsträgerfrequenz von 38 KHz, erstreckt sich das obere Seitenband des (L-R)-Signals bis zu 53 KHz.
  • Das vom digitalen Signalprozessor DSP aus dem analogen Stereomultiplexsignal MPX erzeugte digitale (L-R)-Signal wird in einem ersten Bandpass BP1 mit einer Mittenfrequenz von 31 KHz gefiltert und einem Mischer M1 zugeführt, wo es durch Mischen mit dem Hilfsträger H von 38 KHz in die Basisbandlage versetzt wird. Ebenso wird das digitale (L-R)-Signal mittels des zweiten Bandpasses BP2 mit einer Mittenfrequenz von 45 KHz gefiltert und in einem Mischer M2 durch Mischen mit dem Hilfsträger H von 38 KHz in die Basisbandlage versetzt. Das in die Basisbandlage versetzte Ausgangssignal des Mischers M1 wird mittels des Tiefpasses TP1 tiefpassgefiltert. Ebenso wird das in die Basisbandlage versetzte Ausgangssignal des Mischers M2 im Tiefpass TP2 tiefpassgefiltert. In der Einheit K wird die Kreuzkorrelation der Ausgangssignale der beiden Tiefpässe TP1 und TP2 gebildet. Am Ausgang der Einheit K liegt daher ein die Kreuzkorrelation repräsentierendes Signal Q, das ein sehr genaues Maß für die Empfangsqualität darstellt. Je höher die Korrelation ist, desto besser ist die Empfangsqualität.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf ein digitales Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie kann ebenso in analoger Technik realisiert werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Stereorundfunkempfänger zeichnen sich durch eine sehr genaue Bewertung der Empfangsqualität aus, die in einer Antennendiversity- oder Frequenzdiversityempfangsanlage ein präzises Umschalten auf eine alternative Antenne oder eine alternative Empfangsfrequenz ermöglicht. Die Erfindung ist insbesondere für den Einsatz in mobilen Stereorundfunkempfängern, z. B. in Kraftfahrzeugen, geeignet.
    • Bezugszeichenliste
    • A
    Antenne
    BP1
    Bandpass
    BP2
    Bandpass
    DSP
    Decoder, digitaler Signalprozessor
    E
    Empfänger
    ER
    erfindungsgemäßer Teil
    H
    Hilfsträger von 38KHz
    K
    Einheit zur Bildung der Kreuzkorrelation
    L
    L-Signal
    LL
    linker Lautsprecher
    LR
    rechter Lautsprecher
    L+R
    (L+R)-Signal
    L-R
    (L-R)-Signal
    MPX
    analoges Stereomultiplexsignal
    MX
    Stereomatrix
    M1
    Mischer
    M2
    Mischer
    P
    Pilotton
    Q
    Kreuzkorrelationssignal
    R
    R-Signal
    S
    Steuereinheit
    TP1
    Tiefpass
    TP2
    Tiefpass

Claims (26)

  1. Verfahren zur Bewertung der Empfangsqualität in einem Stereorundfunkempfänger mit einem Empfänger (E) zur Erzeugung des Stereomultiplexsignales (MPX), aus dem ein Decoder (DSP) das (L+R)-Signal (L+R) und mittels eines Hilfsträgers (H) das obere und das untere Seitenband des (L-R)-Signals (L-R) erzeugt,
    dadurch gekennzeichnet, dass aus der Signalenergie oder Leistung des oberen und unteren Seitenbandes (US,OS) des (L-R)-Signals (L-R) ein Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität abgeleitet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität aus einem Vergleich der Signalenergie oder Leistung des oberen Seitenbandes (OS) mit der des unteren Seitenbandes (US) des (L-R)-Signals (L-R) abgeleitet wird, wobei die Empfangsqualität mit zunehmendem Unterschied der beiden Signalenergien oder Leistungen abnimmt, bei abnehmendem Unterschied dagegen zunimmt und bei Gleichheit maximal wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität aus der Kreuzkorrelation der Signale oder der Leistung des oberen und des unteren Seitenbandes (OS,US) des (L-R)-Signals (L-R) abgeleitet wird, wobei die Empfangsqualität mit zunehmender Korrelation zu- mit abnehmender Korrelation dagegen abnimmt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das untere Seitenband (US) mittels eines ersten Bandpasses (BP1) und das obere Seitenband (OS) mittels eines zweiten Bandpasses (BP2) gefiltert werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mittenfrequenz des ersten Bandpasses (BP1) 31 KHz und die des zweiten Bandpasses (BP2) 45 KHz beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchlassbereiche der beiden Bandpässe (BP1,BP2) nicht überschneiden.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass für die beiden Bandpässe (BP1,BP2) Butterworth-Bandpässe zweiter Ordnung vorgesehen werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 - 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des ersten Bandpasses (BP1) durch Mischen mit dem Hilfsträger (H) von 38 KHz in einem ersten Mischer (M1) in die Basisbandlage versetzt und anschließend in einem ersten Tiefpass (TP1) tiefpassgefiltert wird und dass das Ausgangssignal des zweiten Bandpasses (BP2) durch Mischen mit dem Hilfsträger (H) von 38 KHz in die Basisbandlage versetzt und anschließend in einem zweiten Tiefpass (TP2) tiefpassgefiltert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Energie oder Leistung des Ausgangssignals des ersten Tiefpasses (TP1) mit der des zweiten Tiefpasses (TP2) verglichen wird und dass aus dem Vergleich der beiden Energien oder Leistungen das Kriterium für die Empfangsqualität abgeleitet wird, wobei die Empfangsqualität mit zunehmendem Unterschied der beiden Energien oder Leistungen abnimmt, bei abnehmendem Unterschied dagegen zunimmt und bei Gleichheit maximal wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzkorrelation aus dem Ausgangssignal des ersten Tiefpasses (TP1) und dem Ausgangssignal des zweiten Tiefpasses (TP2) gebildet wird, wobei die Empfangsqualität mit zunehmender Korrelation zu- , mit abnehmender dagegen abnimmt.
  11. Stereorundfunkempfänger mit einem Empfänger (E) zur Erzeugung des Stereomultiplexsignales (MPX) und mit einem Decoder (DPS) zur Erzeugung des (L+R)-Signals (L+R) sowie des oberen und des unteren Seitenbandes (OS,US) des (L-R)-Signals (L-R) aus dem Stereomultiplexsignal (MPX) mittels eines Hilfsträgers (H),
    dadurch gekennzeichnet, dass aus der Signalenergie oder Leistung des oberen und des unteren Seitenbandes (OS,US) des (L-R)-Signals (L-R) ein Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität abgeleitet ist.
  12. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität aus einem Vergleich der Energie oder Leistung des oberen Seitenbandes (OS) mit der des unteren Seitenbandes (US) des (L-R)-Signals (L-R) abgeleitet ist, wobei die Empfangsqualität mit zunehmendem Unterschied der beiden Signalenergien oder Leistungen abnimmt, bei abnehmendem Unterschied dagegen zunimmt und bei Gleichheit maximal wird.
  13. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichet, dass das Kriterium zur Bewertung der Empfangsqualität aus der Kreuzkorrelation der Signale des oberen und des unteren Seitenbandes (OS,US) des (L-R)-Signals (L-R) abgeleitet ist, wobei die Empfangsqualität mit zunehmender Korrelation zu- , mit abnehmender dagegen abnimmt.
  14. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Bandpass (BP1) zur Filterung des unteren Seitenbandes (US) und ein zweiter Bandpass (BP2) zur Filterung des oberen Seitenbandes (OS) des (L-R)-Signals (L-R) vorgesehen ist.
  15. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mittenfrequenz des ersten Bandpasses (BP1) 31 KHz und die des zweiten Bandpasses (BP2) 45 KHz beträgt.
  16. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichne dass sich die Durchlassbereiche der beiden Bandpässe (BP1,BP2) nicht überschneiden.
  17. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 14, 15 oder 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass für beiden Bandpässe (BP1,BP2) Butterworth-Bandpässe zweiter Ordnung vorgesehen sind.
  18. Stereorundfunkempfänger nach einem der Ansprüche 14 - 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des ersten Bandpasses (BP1) durch Mischen mit dem Hilfsträger (H) von 38 KHz in einem ersten Mischer (M1) in die Basisbandlage versetzt ist und anschließend in einem ersten Tiefpass (TP1) tiefpassgefiltert ist und dass das Ausgangssignal des zweiten Bandpasses (BP2) durch Mischen mit den Hilfsträger (H) von 38 KHz in einem zweiten Mischer (M2) in die Basisbandlage versetzt ist und anschließend in einem zweiten Tiefpass (TP2) tiefpassgefiltert ist.
  19. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Energie oder Leistung des Ausgangssignals des ersten Tiefpasses (TP1) mit der des zweiten Tiefpasses (TP2) vergleichbar ist und dass aus dem Vergleich der beiden Energien oder Leistungen das Kriterium für die Empfangsqualität abgeleitet ist, wobei die Empfangsqualität mit zunehmendem Unterschied der beiden Energien oder Leistungen abnimmt, bei abnehmendem Unterschied dagegen zunimmt und bei Gleichheit maximal wird.
  20. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzkorrelation aus dem Ausgangssignal des ersten Tiefpasses (TP1) und dem Ausgangssignal des zweiten Tiefpasses (TP2) gebildet ist, wobei die Empfangsqualität mit zunehmender Korrelation zu- , mit abnehmender dagegen abnimmt.
  21. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 20,
    dadurch gekennzeichnet, dass das (L-R)-Signal (L-R) am Eingang des ersten Bandpasses (BP1) und des zweiten Bandpasses (BP2) liegt, dass der Ausgang des ersten Bandpasses (BP1) mit dem ersten Eingang des ersten Mischers (M1) verbunden ist, an dessen zweitem Eingang der Hilfsträger (H) liegt, dass der Ausgang des zweiten Bandpasses (BP2) mit dem ersten Eingang des zweiten Mischers (M2) verbunden ist, an dessen zweitem Eingang der Hilfsträger (H) liegt, dass der Ausgang des ersten Mischers (M1) mit dem Eingang eines ersten Tiefpasses (TP1) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang einer Einheit (K) zur Erzeugung der Kreuzkorrelation verbunden ist, dass der Ausgang des zweiten Mischers (M2) mit dem Eingang eines zweiten Tiefpasses (TP2) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang der Einheit (K) zur Bildung der Kreuzkorrelation verbunden ist, und dass am Ausgang der Einheit (K) zur Bildung der Kreuzkorrelation ein Qualitätssignal (Q) abnehmbar ist, das ein Maß für die Empfangsqualität darstellt.
  22. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 21,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Einheit (K) zur Bildung der Kreuzkorrelation mit dem Eingang einer Steuereinheit (S) verbunden ist, deren Ausgang mit dem Steuereingang des Empfängers (E) oder eines Antennenwahlschalters verbunden ist.
  23. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 21 oder 22,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Bandpässe (BP1,BP2) Butterworth-Bandpässe zweiter Ordnung vorgesehen sind.
  24. Stereorundfunkempfänger nach Anspruch 21, 22 oder 23,
    dadurch gekennzeichnet dass sich die Durchlassbereiche der beiden Bandpässe (BP1,BP2) nicht überschneiden.
  25. Stereorundfunkempfänger nach einem der Ansprüche 21 - 24,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mittenfrequenz des ersten Bandpasses (BP1) 31 KHz und die des zweiten Bandpasses (BP2) 45 KHz beträgt.
  26. Stereorundfunkempfänger nach einem der Ansprüche 21 - 25,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsträger (H) eine Frequenz von 38 KHz aufweist.
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