DE4239759C2 - Verfahren zum Umschalten auf eine empfangswürdige Alternativfrequenz eines RDS-Empfängers - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umschalten auf eine empfangswürdige Alternativfrequenz eines RDS-Empfängers, gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Der Empfang von UKW-Rundfunksendern ist vielfach durch Störerscheinun­ gen verschiedener Art beeinträchtigt. Zu den bekannten Störerscheinungen zählen beispielsweise Mehrwegempfang, Zündstörungen und Nachbarkanal­ störungen, zur Verminderung solcher Störungen sind eine Reihe von Verfah­ ren bekannt.

Ein solches Verfahren ist unter dem Begriff Datenfunk bzw. Radiodatensy­ stem bekannt. Der Datenfunk bzw. RDS- (Radiodatensystem) Rundfunk ist ein Rundfunkservice, bei dem im Programmrundfunk allgemeiner Rundfunksta­ tionen Informationen bzgl. des Programminhaltes als Daten durch eine Multiplex-Modulation übertragen werden. Die übertragenen Daten werden auf der Empfängerseite demoduliert, so daß ein gewünschter Programmin­ halt auf der Basis der demodulierten Daten ausgewählt werden kann.

Insbesondere werden Programmidentifikationsdaten, bestehend aus einem Ländercode, einem Bereichscode und einem Programmcode sowie ein Gruppentypcode, ein Versionscode für den Verkehrsinformationsfunk und die Stationsidentifikation sowie ein Code für die Identifikation des Pro­ gramminhalts und schließlich auch Stationsfrequenzdaten (AF-Daten) der Netzstationen, die das gleiche Programm ausstrahlen, übertragen. Diese Da­ ten werden über einen Hilfsträger (57 KHz) innerhalb des Modula­ tionsspektrums übertragen.

Mittels der AF-Daten der Netzstationen, die das gleiche Programm wie das Programm der Rundfunkstation ausstrahlen, die laufend bzw. augenblicklich empfangen wird, kann eine sogenannte Netzfolgefunktion durchgeführt werden. Hierzu werden zum Zeitpunkt des Empfangs die AF-Daten und der Pl-code, die durch Demodulation erhalten werden, aufgenommen und als eine AF-Liste gespeichert. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem die Emp­ fangsstärke der Rundfunkstation von dem Programm, das laufend empfan­ gen wird, aufgrund einer Störung abnimmt, eine andere Station in der glei­ chen Netzstationsgruppe auf der Basis der AF-Liste ausgewählt, die vorher gespeichert wurde. Auf diese Weise kann das gleiche Programm immer in ei­ nem guten Empfangszustand durch die Netzfolgefunktion gehört werden, ohne daß äußere Störungen einwirken.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockdiagramm veranschaulicht prinzipiell den Aufbau eines RDS-Empfängers, wie dies beispielsweise aus der DE 40 38 597 A1 bekannt ist. Die mit der Antenne 2 empfangene, FM-gemulti­ plexte Rundfunkwelle wird einer Eingangsschaltung 1 zugeführt, durch die die gewünschte Station ausgewählt wird und das Signal der ausgewählten Station in eine Zwischenfrequenz (Zf) umgewandelt wird. Anschließend wird dieses Zf-Signal über einen Zf-Verstärker 3 einem FM-Detektor 4 zugeführt. Am Ausgang des FM-Detektors 4 steht ein frequenzdemoduliertes Signal, das ein Multiplex-(MPX)-Signal und ein undecodiertes RDS-Signal beinhaltet, zur Verfügung. Das MPX-Signal wird einem Stereodecoder 5 zugeführt und im Fall einer Stereoübertragung in Tonsignale für den linken (U und den rech­ ten (R) Kanal getrennt und stehen als Tonwiedergabe-Ausgangssignale zur Verfügung.

Das undecodierte RDS-Signal wird von einem RDS-Decoder 6 decodiert, wo­ durch die Daten für die Alternativfrequenzen (AF-Daten) zur Verfügung ste­ hen und von einem Mikroprozessor 7 in einem Speicher abgelegt werden können.

Die Software des Mikroprozessors 7 ist üblicherweise so ausgelegt, daß bei ungenügender Empfangsqualität des RDS-Signals des gerade eingestellten Senders der Empfänger seine Empfangsfrequenz auf eine vom Mikroprozes­ sor 7 ausgewählte Alternativfrequenz umschaltet. Dies erfolgt über eine Datenleitung 8 in Verbindung mit einer Phasenregelschaltung (PLL-System) 9. Das PLL-System vergleicht hierzu die die Empfangsfrequenz bestimmende über die Leitung 11 zugeführte Oszillatorfrequenz mit der über die Datenlei­ tung 8 zugeführten Information über die alternative Sollfrequenz und stellt die Oszillatorfrequenz beispielsweise mittels einer Gleichspannung über eine Leitung 10 auf die Sollfrequenz ein.

Ein weiteres Verfahren zur Verminderung von Empfangsstörungen ist aus der Druckschrift WO 89/12353 A1 bekannt. Dort wird bei einem FM-Empfänger zur Unterdrückung von Nachbarkanalstörungen die Zwischenfrequenzband­ breite reduziert. Bei einer speziellen Abwandlung einer solchen Empfänger­ schaltung werden Mitlauffilter im Zwischenfrequenz-Signalweg benutzt, de­ ren Mittenfrequenz der Augenblicksfrequenz des Zwischenfrequenzsignals folgt. Bei diesem bekannten verfahren wird bei Auftreten von Nachbar­ kanalstörungen die Bandbreite des Mitlauffilters, das aus mehreren Einzelfiltern besteht, entsprechend dem Grad der Störung in stufen redu­ ziert, wodurch die Auswirkung der Nachbarkanalstörung weitgehend ver­ mieden wird. Bei diesem Verfahren wird eine Störerkennungsschaltung verwendet, die das Ausmaß der Nachbarkanalstörung erkennt und daraus ein Erkennungssignal erzeugt, über eine Steuerlogik wird dieses Erken­ nungssignal bewertet und daraus die Steuersignale für die Bandbreitenum­ schaltung der Mitlauffilter abgeleitet.

Das in Fig. 2 dargestellte Blockdiagramm zeigt den prinzipiellen Aufbau ei­ nes solchen Empfängers, wie er in der Druckschrift WO 89/12353 A1 beschrie­ ben ist. Nach diesem Konzept beinhaltet der Empfänger die übliche Ein­ gangsschaltung 1, die das Empfangssignal von der Antenne 2 in ein vorselek­ tiertes Zwischenfrequenzsignal umsetzt und einem Schaltungsteil 12 zu­ führt, wo unter Verwendung von Mitlauffiltern das Zf-Signal weiter selek­ tiert und anschließend frequenzdemoduliert wird. Am Ausgang dieses Schal­ tungsteils 12 steht ein NF-Signal, das sämtliche Komponenten des Multiplex- (MPX)-Signals enthält, zur Verfügung, das dem Stereodecoder 5 zugeführt wird, an dessen Ausgang die NF-Signale des linken und rechten Stereokanals erscheinen.

Eine Störerkennungsschaltung 13 hat die Aufgabe, die Nachbarkanalstörun­ gen über die Leitung 14 festzustellen und die Filterbandbreite der Mitlauffil­ ter in dem Schaltungsteil 12 über die Verbindungsleitung 15 zu steuern. Die Filterbandbreite wird hierbei in Abhängigkeit von der Nachbarkanalbela­ stung in stufen eingestellt. Tritt beispielsweise eine zunehmende Nachbar­ kanalbelastung auf, wird die Bandbreite des Mitlauffilters in dem Schal­ tungsteil 12 in stufen reduziert. Somit werden durch dieses Verfahren Emp­ fangsstörungen, deren Ursache durch die natürlichen Grenzen konventio­ neller Empfänger hinsichtlich Empfangsempfindlichkeit und Selektionsfä­ higkeit gegeben ist, beseitigt oder reduziert.

Dieses System, das die Empfangsqualität, besonders aber die Selektion ver­ bessert, wird in dem in Funkschau, 1991, Heft 25, Seiten 74-77 erschienenen Artikel "In der Spur des Nutzsignals" als dynamische Selektion, abgekürzt "DYNAS" beschrieben.

In diesem Artikel wird auch auf die Kombination von DYNAS mit RDS hinge­ wiesen, insbesondere darauf, daß die Zf-Filter nicht zu schmalbandig ausge­ legt werden dürfen, da ansonsten kein einwandfreier RDS-Empfang möglich ist.

Insbesondere kann bei einer Kombination der beiden Systeme (DYNAS und RDS) der Nachteil auftreten, daß im Falle geringer Filterbandbreite die Über­ tragung des Radionutzsignals zwar störungsfrei erfolgt, aber die Übertra­ gung von RDS-Signalen erheblich beeinträchtigt werden kann. Eine solche Beeinträchtigung besteht beispielsweise in der Erhöhung der Fehlerrate in der Datenübertragung, beispielweise als Blockfehler im Datentelegramm. Dies kann nun dazu führen, daß ein solcher Empfänger, der in der Lage ist, eine RDS-Rundfunkwelle zu empfangen, wegen der mangelnden, auf die ge­ ringe Bandbreite des Mitlauffilters zurückzuführende RDS-Signalqualität un­ nötigerweise trotz ausreichender Übertragungsqualität des Nutzsignals auf eine alternative Empfangsfrequenz umschalten würde.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zum Umschal­ ten auf eine empfangswürdige Alternativfrequenz einer Netzstation eines RDS-Empfängers anzugeben, das die Vorteile der RDS-Übertragung als auch diejenigen des o. g. Verfahrens der Reduzierung der Zwischenfrequenz­ bandbreite in Abhängigkeit von Empfangsstörungen nutzt ohne den o. g. Nachteil aufzuweisen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem verfah­ ren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder 2 gelöst.

Die erste Lösung besteht also darin, einen RDS-Empfänger mit einem in der Zwischenfrequenzbandbreite umschaltbaren Zf-Verstärker vorzusehen, wobei bei Durchführung der eingangs beschriebenen Netzfolgefunktion für die Umschaltung auf eine Alternativfrequenz einer Netzstation als Umschaltkriterium nicht nur die Empfangsqualität des RDS-Signals, sondern auch die Häufigkeit der Bandbreitenumschaltungen innerhalb einer bestimmten Zeitdauer herangezogen werden.

Bei der zweiten Lösung wird als zweite Umschaltbedingung die Zeitdauer derjenigen zustände des Zf-Verstärkers verwertet, bei denen die Zf- Bandbreite zu einer ungenügenden Signalqualität des RDS-Datensignales führt.

In vorteilhafter Weise ermöglicht dieses erfindungsgemäße Verfahren die Verhinderung oder Verzögerung einer Umschaltung auf eine Alternativfre­ quenz einer Netzstation, obwohl eine ungenügende RDS-Signalqualität vor­ liegt. Hierdurch kann ein häufiges umschalten auf Alternativfrequenzen mit den damit verbundenen Empfangsstörungen vermieden werden, die bei­ spielsweise in relativ langen Empfangsunterbrechungen bis zu einer Dauer von Sekunden bestehen können.

Besonders vorteilhaft ist es, bei vorliegen des weiteren Umschaltkriteriums, also die Zeitdauer einer Bandbreitenreduzierung und/oder die Häufigkeit des Auftretens solcher Zustände, die Beurteilung der Empfangsqualität des RDS-Signals für eine bestimmte Zeitdauer auszusetzen und während dieser Zeitdauer keine Umschaltung auf eine Alternativfrequenz zuzulassen.

Weiterhin wird zwecks optimaler Nutzung des RDS-Systems nach erfolgtem Frequenzwechsel auf eine andere Netzstation die Zf-Breite auf einen Wert eingestellt, der die Erkennung und Auswertung der RDS-Signale zuläßt. Da­ durch kann erreicht werden, daß RDS-Signale empfangen und ausgewertet werden können, die sonst durch Nachbarkanalstörungen nicht empfangbar wären.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines bekannten RDS-Empfängers,

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines weiteren bekannten Empfängers und

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines RDS-Empfängers, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird.

Die Fig. 1 und 2 wurden schon eingangs im Zusammen­ hang mit der Erläuterung des Standes der Technik be­ schrieben.

Nach Fig. 3 ist mit den Bezugszeichen 1, 2, 12, 5 und 13 eine Eingangsschaltung mit zugehöriger Antenne, ein Zf-Verstärker mit einem FM-Demodulator, ein Stereode­ coder sowie eine Störerkennungsschaltung bezeichnet, deren Funktionsweisen den entsprechenden Schaltungstei­ len nach Fig. 2 entsprechen. Auch hier wird ein von der Antenne 2 empfangenes FM-gemultiplextes Rundfunksi­ gnal selektiert, in ein Zf-Signal umgesetzt und an­ schließend frequenzdemoduliert. Am Ausgang der Schal­ tungsanordnung 12 steht somit ein frequenzdemoduliertes NF-Signal, das das sogenannte MPX-Signal als auch das undecodierte RDS-Signal beeinhaltet, zur Verfügung. Das undecodierte RDS-Signal wird einem RDS-Decoder 6 zuge­ führt. Das decodierte RDS-Signal liefert u. a. die Daten für die Alternativfrequenzen an einen Mikropro­ zessor 7, der diese AF-Daten in einem Speicher ablegt.

Die Störerkennungsschaltung 13, die gleichzeitig als Steuerschaltung zur Einstellung der Filterbandbreite der Mitlauffilter der Schaltungsanordnung 12 dient, liefert über eine Verbindungsleitung 16 dem Mikropro­ zessor 7 Informationen über die jeweils eingestellte Filterbandbreite. Dieser Mikroprozessor 7 kann den je­ weiligen Status für die Filterbandbreite erkennen und die übliche Qualitätsbewertung des RDS-Signals unterbinden, wenn die momentane Einstellung der Filterband­ breite eine ausreichende Übertragungsqualität für das RDS-Signal nicht zuläßt. Damit ist es unter Verwendung eines geeigneten Algorithmuses der Auswerte-Software möglich, eine ungewollte automatische Umschaltung des Empfängers auf eine oder mehrere ungeeignete Alterna­ tivfrequenzen zu vermeiden.

Die Auswerte-Software des Mikroprozessors 7 könnte bei­ spielsweise im Unterschied zu dem Mikroprozessor 7 des klassischen RDS-Empfängers nach Fig. 1 so ausgebildet sein, daß die Qualitätsauswertung des RDS-Signals dann freigegeben wird, wenn die Zustände für geringe Filter­ bandbreiten sehr häufig oder über eine längere Zeit­ dauer auftreten. Die über die Verbindungsleitung 16 zum Mikroprozessor 7 geführten Erkennungssignale für die Filterbandbreite und die Häufigkeit des Auftretens ge­ ringer Filterbandbreiten kann beispielsweise aus den über die Verbindungsleitung 15 der Schaltungseinheit 12 zugeführten Umschaltsignale für die Filterbandbreite abgeleitet werden.

Eine andere Möglichkeit der Unterbindung der Frequenz­ umschaltung besteht in der Unterbrechung der Übernahme des Datentelegramms vom Mikroprozessor 7 über die Ver­ bindungsleitung 8 zur Phasenregelschaltung 9, die eben­ falls in der Fig. 3 dargestellt ist. Dies kann bei­ spielsweise anstelle der Leitung 16 zum Mikroprozessor 7 durch einen direkten Befehl von der Störerkennungs­ schaltung 13 an ein Zeitkonstantelement 17 über eine Verbindungsleitung 16' erfolgen. Hierbei steuert das Zeitkonstantelement 17 über eine Leitungsverbindung 19 die Phasenregelschaltung 9 zur Verhinderung einer Frequenzumschaltung an. Hierbei ist jedoch das Zeitkon­ stantelement 17 so ausgebildet, daß das über die Lei­ tung 19 gelieferte Steuersignal zur Verhinderung der Frequenzumschaltung nach einer vorgegebenen Zeit zu­ rückgesetzt wird. Dadurch wird erreicht, daß im Falle anhaltender Nachbarkanalstörungen der Frequenzwechsel freigegeben wird.

Während der Prüfung der Alternativfrequenzsignale nach einem Frequenzwechsel wird die automatische Steuerung der Zf-Filterbandbreite im Schaltungsteil 12 verhindert und die Filterbandbreite vorzugsweise auf den höchst­ möglichen Wert eingestellt. Dies kann beispielsweise mittels eines Steuersignales über eine Leitungsverbin­ dung 20 vom Mikroprozessor 7 zur Störerkennungsschal­ tung 13 veranlaßt werden. Damit wird während der Prü­ fung der Alternativfrequenzen eine Unterbrechung der Qualitätsbewertung über die Verbindungsleitungen 16 bzw. 16' bewirkt und damit eine ungestörte Prüfung der Signalqualität in üblicher Weise gewährleistet. Hierzu werden im allgemeinen eine Reihe von Kriterien berück­ sichtigt. Eines dieser Kriterien ist die Qualität des empfangenen RDS-Signals. Sinkt die Signalqualität unter ein vorgegebenes Maß oder wird die Übertragung des RDS- Signals zeitweise unterbrochen, erfolgt die Umschaltung des Empfängers auf eine Alternativfrequenz.

Die Auswertung der Bandbreitenzustände, in denen die RDS-Signalqualität aufgrund der eingeschränkten Zf- Bandbreite unzureichend ist, kann hinsichtlich der je­ weiligen Einzelzeiten und Häufigkeiten pro Zeiteinheit mittels einer Fuzzy-Logik ausgewertet werden. Damit könnten die statistisch auftretenden Verhältnisse im Feld besser berücksichtigt werden. Ein solches Verfah­ ren wäre insbesondere für Autoradios interessant, bei denen sich durch den Fahrbetrieb die Empfangsbedingun­ gen laufend ändern.

Unter Verwendung der Erfindung lassen sich die Vorteile eines Empfängersystems mit umschaltbarer Zf-Bandbreite ohne Nachteile in einen RDS-Empfänger integrieren. Die Vorteile eines Empfängersystems mit umschaltbaren Mit­ lauffiltern in der Zf-Ebene nach Fig. 3 bestehen in der automatischen Anpassung der Nachbarkanalselektion an die jeweils herrschenden Empfangsbedingungen.

Die Kombination des RDS-Systems mit dem System der au­ tomatisch umschaltbaren Mitlauffilter im Zf-Verstärker ist besonders für Autoradios von Bedeutung, da damit der Gebrauchswert solcher Geräte erheblich erhöht wird.

Claims (5)

1. Verfahren zum Umschalten auf eine empfangswürdige Alternativfrequenz eines RDS-Empfängers, der einen Zf-Verstärker aufweist, dessen Zf-Bandbreite in Abhängigkeit der Stärke von Störsignalen, deren Frequenzen außerhalb eines Nutzkanals liegen, insbesondere Frequenzen von Nachbarkanalstörungen, stufenweise schmalbandiger gesteuert wird und der bei Vorliegen einer Umschaltbedingung von einer momentanen Empfangsfrequenz auf eine im RDS-Datensignal enthaltenen Alternativfrequenz umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltbedingung folgende Umschaltkriterien umfaßt:

• a) ein erstes Umschaltkriterium ist durch eine nicht ausreichende Empfangsqualität des RDS-Datensignales gegeben und
• b) ein zweites Umschaltkriterium wird aus der Häufigkeit der Zf- Bandbreitenumschaltungen innerhalb einer bestimmten Zeitdauer abgeleitet.

2. Verfahren zum Umschalten auf eine empfangswürdige Alternativfrequenz eines RDS-Empfängers, der einen Zf-Verstärker aufweist, dessen Zf-Bandbreite in Abhängigkeit der Stärke von Störsignalen, deren Frequenzen außerhalb eines Nutzkanals liegen, insbesondere Frequenzen von Nachbarkanalstörungen, stufenweise schmalbandiger gesteuert wird und der bei Vorliegen einer Umschaltbedingung von einer momentanen Empfangsfrequenz auf eine im RDS-Datensignal enthaltenen Alternativfrequenz umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltbedingung folgende Unschaltkriterien umfaßt:

• a) ein erstes Umschaltkriterium ist durch eine nicht ausreichende Empfangsqualität des RDS-Datensignales gegeben und
• b) ein zweites Umschaltkriterium wird aus der Zeitdauer derjenigen Zustände des Zf-Verstärkers abgeleitet, bei denen die Zf- Bandbreite zu einer ungenügenden Signalqualität des RDS- Datensignales führt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen des zweiten Umschaltkriteriums die Bewertung der Empfangsqualität des RDS-Signals gemäß dem ersten Umschaltkriterium für eine bestimmte Zeitdauer ausgesetzt wird und daß während dieser Zeitdauer keine Umschaltung auf eine Alternativfrequenz erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Prüfung der Empfangsqualität des RDS- Datensignals nach erfolgtem Frequenzwechsel die Zf-Bandbreite auf einen Wert eingestellt wird, die die Erkennung und Auswertung von RDS- Datensignalen erlaubt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidungsfindung für die Umschaltung auf eine Alternativfrequenz mittels einer Fuzzy-Logik durchgeführt wird.