DE60128243T2

DE60128243T2 - AM-Empfänger mit einem Kanalfilter mit adaptiver Bandbreite

Info

Publication number: DE60128243T2
Application number: DE2001628243
Authority: DE
Inventors: Rolf Advanced Tec Nöthlings; Jens Advanced Tec Wildhagen
Original assignee: Sony Deutschland GmbH
Current assignee: Sony Deutschland GmbH
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: EP1315303A1; DE60128243D1; EP1315303B1

Description

Die Erfindung betrifft die Bandbreitensteuerung eines Kanalwahlfilters, und insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum Steuern der Bandbreite eines Kanalwahlfilters eines Rundfunkempfängers sowie eine Steuerschaltung für die Bandbreite eines Kanalwahlfilters eines Rundfunkempfängers.
Insbesondere leidet Rundfunk mit Amplitudenmodulation (AM) häufig unter Nachbarkanalstörungen, die im Frequenzbereich des erwünschten Kanals stören. Da die Bandbreite eines AM-Kanals sehr schmal ist, sollten diese Störungen sehr sorgfältig ausgefiltert werden, um so viel Information wie möglich aufrecht zu erhalten.
Einige Empfänger der neuesten Technik verfügen über ein Satz von Filtern zum Unterdrücken derartiger Nachbarkanalstörungen. Da jedoch diese Filter diskrete Realisierungen sind, ist im Allgemeinen nicht die optimale Bandbreite für die tatsächliche Empfangssituation erzielt. Dies bedeutet, dass entweder die Bandbreite zu groß ist und daher der Nachbarkanal nicht ausreichend unterdrückt wird, oder die Bandbreite zu klein ist und Information unnötig verloren geht. Darüber hinaus werden die Filter im Allgemeinen durch den Benutzer, beispielsweise mittels eines Breit/Schmal-Modusschalters, ausgewählt, was bedeutet, dass die Filter nicht auf die aktuelle/sich ändernde Empfangssituation eingestellt werden.
Die von der Anmelderin eingereichten europäischen Patentanmeldungen 00 110 526.1 und 00 126 287.2 offenbaren abstimmbare Bandbreitefilter insbesondere für AM-Empfänger, bei denen davon ausgegangen werden kann, dass bei der aktuellen Empfangssituation gerade ein störender Nachbarkanal unterdrückt wird. Daher können unnötige Informationsverluste verhindert werden. Jedoch sind in diesen beiden Dokumenten nur Realisierungen für abstimmbare Bandbreitefilter angegeben, und es ist nichts in Bezug auf die tatsächliche Bestimmung der Bandbreite selbst ausgesagt.
In US 6,178,314 B1 ist ein adaptives Steuerungssystem zum Optimieren des Funkempfangs durch Steuern der Zwischenfrequenz-Bandbreite und der Grundband-Bandbreite zum Verringern von sowohl Störungen als auch Rauschen, wobei Kompatibilität zu AM-Rundfunk erhalten bleibt, offenbart. Ein adaptives Zwischenfrequenz-Filter erfasst das Vorliegen störender, unerwünschter Quellen durch Auswerten der Differenz eines ersten Pegelsignals von einem Nachfilter-Pegeldetektor sowie eines zweiten Pegelsignals von einem Vorfilter-Pegeldetektor. Die Differenz zwischen diesen beiden Signalen wird mit einem Schwellenwert verglichen, um zu ermitteln, welche Bank von Filterkoeffizienten in einen Filterprozessor geladen wird, um entweder eine schmale oder eine breite Bandbreite des Filters zu erzielen. Die Adaptionsqualität bei diesem adaptiven Steuerungssystem hängt stark von der Qualität der vorbestimmten Schwellenwerte und den Empfangspegeln des Signals ab.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Steuerung für ein abstimmbares Bandbreitefilter zu schaffen, beispielsweise eine geeignete Bandbreitensteuerung für ein Kanalwahlfilter.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zum Steuern der Bandbreite eines Kanalwahlfilters eines Rundfunkempfängers gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 sowie eine Steuerschaltung für die Bandbreite eines Kanalwahlfilters eines Rundfunkempfängers gemäß dem unabhängigen Anspruch 7 gelöst. Jeweilige zugehörige bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweils folgenden Unteransprüchen definiert. Ein Computerprogrammerzeugnis gemäß der Erfindung ist im Anspruch 18 definiert.
Beim Verfahren zum Steuern der Bandbreite eines Kanalwahlfilters eines Rundfunkempfängers gemäß der Erfindung wird die Bandbreite des Kanalwahlfilters eingestellt, bis beide Seitenbänder eines empfangenen und einer Kanalwahlfilterung unterzogenen Rundfunksignals einen vorbestimmten Ähnlichkeitsgrad aufweisen, der die Ähnlichkeit der zwei Seitenbandspektren anzeigt.
Daher kann die Bandbreite des Kanalwahlfilters mit abstimmbarer Bandbreite automatisch an die tatsächliche/sich ändernde Empfangssituation angepasst werden.
Vorzugsweise wird die Ähnlichkeit der beiden Seitenbänder durch eine Korrelationsfunktion und/oder durch Analysieren einer durch einen Nachbarkanal hervorgerufenen Störungsenergie und einer Signalenergie bestimmt.
Alternativ kann die Ähnlichkeit der beiden Seitenbänder durch Analysieren des Ausgangssignals eines Tiefpass gefilterten AM-Rundfunksignals mit doppeltem Seitenband, das einer Frequenzdemodulation unterzogen wurde, bestimmt werden.
Beim Bestimmen der Ähnlichkeit der beiden Seitenbänder durch Analysieren der durch einen Nachbarkanal verursachten Störungsenergie und der Signalenergie wird, ferner bevorzugt, die durch einen Nachbarkanal verursachte Störungsenergie als Energiedifferenz der beiden Seitenbandenergien bestimmt. Eine Seitenbandenergie kann vorzugsweise auf Grundlage einer Kurzzeitintegration des Seitenbands bestimmt werden. Je länger diese Integration ist, desto zuverlässiger ist das System in Bezug auf Rauschsignalböden.
Entsprechend dem Verfahren gemäß der Erfindung verfügt die Steuerschaltung für die Bandbreite des Kanalwahlfilters eines Rundfunkempfängers gemäß der Erfindung über eine Einjustiereinheit zum Einjustieren der Bandbreite des Kanalwahlfilters, bis beide Seitenbänder eines empfangenen und einer Kanalwahlfilterung unterzogenen Rundfunksignals über einen vorbestimmten Ähnlichkeitsgrad verfügen, der die Ähnlichkeit der Seitenbandspektren anzeigt.
Damit realisiert die Steuerschaltung, bei einer ähnlichen Struktur wie der des Verfahrens gemäß der Erfindung, eine Schleifenstruktur, da das einer Kanalwahlfilterung unterzogene Rundfunksignal selbst dazu verwendet wird, die Bandbreite des Kanalwahlfilters zu bestimmen. Dies bedeutet nicht notwendiger Weise, dass es nur möglich wäre, das System in den Hauptsignalfluss eines Digitalempfängers zu integrieren, wo das komplexe Ausgangssignal am Ausgang des Bandbreitefilters verfügbar ist, sondern dass es auch möglich ist, diese Schaltung parallel zu betreiben und die Bandbreite auch einem zweiten abstimmbaren Bandbreitefilter im Hauptsignalfluss zuzuführen. Im letzteren Fall kann eine weitere Verarbeitung an der ermittelten Bandbreite angewandt werden, beispielsweise ein anderer Tiefpass oder eine Min/Max-Einheit, um die ermittelte Bandbreite stabiler machen.
Die genannte Einjustiereinheit verfügt vorzugsweise über eine Störungsenergie-Analysiereinheit zum Bestimmen der Störungsenergie des empfangenen und einer Kanalwahlfilterung unterzogenen Rundfunksignals, und eine Einjustiereinheit zum Einjustieren der Bandbreite des Kanalwahlfilters auf Grundlage der Störungsenergie und der Signalenergie.
Die Störungsenergie-Analysiereinheit gemäß der Erfindung verfügt vorzugsweise über einen ersten und einen zweiten Kurzzeitintegrierer, von denen jeder so ausgebildet ist, dass er die Energie eines Seitenbands bestimmt, und einen ersten Subtrahierer, der so ausgebildet ist, dass er die Störungsenergie als Differenz der Energien der beiden Seitenbänder bestimmt. Weiter bevorzugt kann die Störungsenergie-Analysiereinheit über eine Absolutwert-Bestimmungseinheit verfügen, die im Signalfluss hinter dem ersten Subtrahierer angeordnet ist, so dass das Ausgangssignal der Störungsenergie-Analysiereinheit, d.h. die Störungsenergie, immer ein positives Vorzeichen aufweist.
Die Einstelleinheit gemäß der Erfindung verfügt vorzugsweise über einen zweiten Subtrahierer, der so ausgebildet ist, dass er eine weitere Differenz zwischen der Störungsenergie und der Restsignalenergie oder der Energie des gefilterten Signals erstellt, und einen Integrierer, der so ausgebildet ist, dass er ein Steuerungssignal zum Einstellen der Bandbreite des Kanalwahlfilters als Integrationswert der weiteren Differenz ausgibt.
Ferner bevorzugt wird der Integrierer auf die maximale Bandbreite des Kanalwahlfilters eingestellt. In diesem Fall wird die Bandbreite so einjustiert, dass erste Information zum Maximalsignal sowie Maximalstörungen dazu verwendet werden, die Bandbreite des Kanalwahlfilters einzustellen.
Die Einstelleinheit gemäß der Erfindung kann vorzugsweise über einen Multiplizierer zum Multiplizieren der Signalenergie mit dem Ausgangssignal des Integrierers und zum Zuführen des sich ergebenden Produkts zum zweiten Subtrahierer sowie ferner bevorzugt über einen dritten Subtrahierer verfügen, um das Ausgangssignal des Integrierers von der maximalen Bandbreite des Kanalwahlfilters abzuziehen und das sich ergebende Differenzsignal an den Multiplizierer zu liefern.
Anders gesagt, verfügt im letzteren Fall die Einstelleinheit gemäß der Erfindung über einen dritten Subtrahierer zum Subtrahieren des Ausgangssignals des Integrierers, wobei es sich um die aktuelle Bandbreite handelt, von der maximalen Bandbreite des Kanalwahlfilters, und einen Multiplizierer zum Multipli zieren der Signalenergie mit dem sich ergebenden Differenzsignal des dritten Subtrahierers, bei dem es sich um die Skalierungsbandbreite handelt, und zum Zuführen desselben an den zweiten Subtrahierer.
Die Einstelleinheit gemäß der Erfindung kann ferner über einen dritten Kurzzeitintegrierer zum Bestimmen der Signalenergie und/oder eine erste Gewichtungseinheit zum Gewichten der weiteren Differenz zwischen der Störungsenergie und der Restsignalenergie oder der Energie des gefilterten Signals mit einer ersten Konstante, um eine Zeitkonstante der Steuerschaltung zu bestimmen, und/oder eine zweite Gewichtungseinheit zum Gewichten der Restsignalenergie oder der Energie des gefilterten Signals mit einer zweiten Konstante zum Bestimmen eines Kompromisses zwischen dieser Störungsenergie und der Restsignalenergie bzw. der Energie des gefilterten Signals verfügen.
Alternativ kann die Einjustiereinheit über eine FM-Demodulationseinheit zum Bestimmen des Störungspegels eines empfangenen und einer Kanalwahlfilterung unterzogenen Rundfunksignals sowie eine Einstelleinheit zum Einjustieren der Bandbreite des Kanalwahlfilters auf Grundlage des Störungspegels verfügen. Anders gesagt, kann eine Analysiereinheit entweder eine Störungsenergie-Analysiereinheit oder eine FM-Demodulationseinheit aufweisen, die ein Steuerungssignal an die jeweilige Einstelleinheit ausgibt.
Außerdem verfügt ein Computerproduktprogramm gemäß der Erfindung über eine Computerprogrammmaßnahme, die dazu ausgebildet ist, die oben definierten Verfahrensschritte auszuführen und/oder die oben definierte Steuerschaltung zu realisieren, wenn es auf einem Computer, einem digitalen Signalprozessor oder dergleichen ausgeführt wird.
Die Erfindung wird vorzugsweise bei AM-Rundfunkempfängern angewandt. Jedoch können auch andere Typen von Restsignalenergien mit der abstimmbaren Bandbreitensteuerung gemäß der Erfindung versehen sein, solange vergleichbare Signalbedingungen vorliegen. Daher beinhaltet der Begriff Kanalwahlfilter einer Restsignalenergie, wie in dieser Anwendung verwendet, auch abstimmbare Bandbreitefilter, die zu anderen Zwecken und in anderen Empfängern verwendet werden.
Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile des Verfahrens und der Steuerschaltung gemäß der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich werden.
1 zeigt das Spektrum eines Sendekanals mit unterem und oberem Seitenband, Teilen des Spektrums eines Nachbarkanals sowie das Spektrums eines symmetrischen Kanalwahlfilters;
2 zeigt das Spektrum eines Sendekanals mit unterem und oberem Seitenband, Teilen des Spektrums eines Nachbarkanals sowie das Spektrums eines unsymmetrischen Kanalwahlfilters;
3 zeigt ein allgemeines Blockdiagramm einer bevorzugten Bandbreitensteuerung eines Kanalwahlfilters gemäß der Erfindung.
4 veranschaulicht verschiedene Signale zum Darstellen der Bandbreitensteuerung eines Kanalwahlfilters gemäß der Erfindung; und
5 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer bevorzugten Bandbreitensteuerung eines Kanalwahlfilters gemäß der Erfindung.
Die 1 zeigt das Spektrum |S(jω)| eines Rundfunkkanals mit dessen unterem Seitenband LSB und oberem Seitenband USB, Teilen des Spektrums eines Nachbarkanals in Überlappung mit dem oberen Seitenband USB, sowie das Spektrum |H(jω)| des Kanalwahlfilters mit abgestimmter Bandbreite, d.h. mit einer Bandbreite, die so kontrolliert ist, dass der Nachbarkanal den aktuell ausgewählten Kanal nicht stört. Da der Nachbarkanal nur Frequenzkomponenten unmittelbar außerhalb des Passbands des Kanalwahlfilters zeigt, ist das Filter ideal so abgestimmt, dass keine Störungen aus dem Nachbarkanal innerhalb seines Passbands liegen, jedoch die maximale Information ohne Störungen durch das Filter läuft.
In der 3 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer Bandbreitensteuerung eines Kanalwahlfilters gemäß der Erfindung dargestellt.
Nachdem ein eingehendes, komplexes Grundbandsignal durch das abstimmbare Bandbreitenfilter 1 tiefpassgefiltert wurde, wird es einer Analysiereinheit 2 zugeführt, das die beiden Seitenbänder des der Tiefpassfilterung unterzogenen komplexen Grundbandsignals vergleicht und ein Steuerungssignal an eine Einstelleinheit 3 ausgibt. Die Einjustier- oder Einstelleinheit 3 gibt die Bandbreite f_b an das abstimmbare Bandbreitenfilter 1 aus, d.h. ein Steuerungssignal, das anzeigt, welche Bandbreite f_b als Passband im abstimmbaren Bandbreitenfilter 1 eingestellt werden sollte.
Auf Grundlage des Vergleichs der beiden Seitenbänder des Signals mit doppeltem Seitenband wird die Bandbreite f_b des Kanalwahlfilters mit abstimmbarer Bandbreite von der maximalen Bandbreite aus verringert, bis beide gefilterte Seitenbänder einen bestimmten Ähnlichkeitsgrad erreicht haben. Alternativ kann auch die Bandbreite f_b des Kanalwahlfilters mit abstimmbarer Bandbreite von Null oder einer kleinen Bandbreite aus erhöht werden, bis beide gefilterten Seitenbänder einen bestimmten Ähnlichkeitsgrad erreicht haben.
Im Allgemeinen kann ein Maß für die Ähnlichkeit zweier Signale durch eine Korrelationsfunktion, hierbei die Folgende erhalten werden: RUSB.LSB(τ) = E{USB(t + τ)·LSB(t)}.
Wenn angenommen wird, dass das abgetastete obere Seitenband USB, das ein Informationssignal s[n] enthält, durch einen abgetasteten Nachbarkanal n[n] gestört ist und kein zusätzliches Rauschen vorhanden ist, USB[n] = s[n] + n[n] LSB[n] = s[n],ergibt es sich, dass die obige Korrelationsfunktion wie folgt bestimmt werden kann: RUSB.LSB[0] = (1 + En/Es)–0,5.
Dies bedeutet, dass in diesem Fall die Ähnlichkeit dadurch bestimmt werden kann, dass die durch den Nachbarkanal verursachte Störungsenergie E_n und die Signalenergie E_s selbst analysiert werden. Die Störungsenergie E_n kann als Energiedifferenz der beiden Seitenbandenergien, d.h. der Energie E_USB des oberen Seitenbands und der Energie E_LSB des unteren Seitenbands, d.h. E_n = |E_USB – E_LSB| berechnet werden, wie es durch die gestrichelte Linie in der 4 dargestellt ist. Da der AM-Kanal ein flach ausklingender Kanal ist, ist diese Maßnahme beinahe unabhängig vom Rauschsignalboden, wenn die Integrationslänge des Integrierers zum Bestimmen der Signalenergie E_s und der Störungsenergie E_n ausreichend ist. Bei nicht kohärenten Signalen (Trägeroffset) muss der AM-Träger in beiden Seitenbändern unterdrückt werden.
Dann könnte eine Realisierung der Bandbreitensteuerung eines Kanalwahlfilters darin bestehen, dass die abstimmbare Filterbandbreite f_b abgesenkt wird, bis |E_USB– E_LSB| einen bestimmten Schwellenwert schneidet, idealer Weise bis |E_USB – E_LSB| = 0 gilt, in welchem Fall die Korrelationsfunktion den Wert R_USB.LSB = 1 hätte, d.h., bis keine Störungsenergie E_n vorhanden ist. Da jedoch die Filter nicht ideal sind, und der Rauschsignalboden nicht vollständig vernachlässigt werden kann, macht es Sinn, zwischen der Störungsenergie E_n und der Signalenergie E_s einen Kompromiss zu schließen. Ferner ist, wenn das Signal viel stärker als der Nachbarkanal ist, d.h., wenn die Signalenergie E_s viel größer als die Störungsenergie E_n ist, ein großer Teil der Störung bereits markiert und muss nicht unterdrückt werden, d.h. es gilt E_s » E_n, in welchem Fall die Korrelationsfunktion den Wert R ≈ 1 aufweisen sollte.
Allgemein müssen zwei Möglichkeiten in Betracht gezogen werden: Erstens könnte die verbliebene Störkanalenergie mit der gefilterten Signalenergie verglichen werden, und es könnte ein Schwellenwert eingestellt werden, der bestimmt, wieviel Signalverlust in Kauf genommen werden kann, wenn weitere Störungen ausgefiltert werden. Alternativ könnte die restliche Störungsenergie mit der Restsignalenergie verglichen werden, und ein Schwellenwert könnte bestimmen, wieviel Reststörung bei einem bestimmten Signalpegel akzeptiert werden könnte.
Beider Vergleichswerte können unter Verwendung der Bandbreite f_b des abstimmbaren Filters abgeschätzt werden. Die Energie des gefilterten Signals, das ausgefiltert wurde, wird durch Δf/f_max·E_s, mit Δf = f_max – f_b, abgeschätzt, und die Restsignalenergie durch f_b/f_max·E_s, wie dies durch gestrichelte Linien in der 4 angegeben ist. Der Arbeitspunkt wäre dann die Nullschnittstelle der jeweiligen Differenzen zur Störungsenergie E_n = |E_USB – E_LSB|, wie es durch die durchgezogenen Linien in der 4 dargestellt ist. Die Bandbreite f_b direkt zu berücksichtigen, bedeutet, dass dann, wenn sich die Energien nicht mehr ändern (da die Störung bereits ausgefiltert ist), das Filter mit der höchstmöglichen Bandbreite arbeitet.
In der 5 ist ein detailliertes Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer Bandbreitensteuerung eines Kanalwahlfilters gemäß der Erfindung dargestellt.
Nachdem das eingehende, komplexe Grundbandsignal durch das abstimmbare Bandbreitenfilter 1 tiefpassgefiltert wurde, wird es durch einen Einseitenbanddemodulator 4 in seine zwei Seitenbänder aufgeteilt. Beide Seitenbänder, d.h. das obere Seitenband USB und das untere Seitenband LSB, werden der Analysiereinheit 2 zugeführt, in diesem Fall einer Störungsenergie-Analysiereinheit 2, die die Störungsenergie E_n = |E_USB – E_LSB| bestimmt. Die Störungsenergie E_n wird in die Einstelleinheit 3 eingegeben, die zusätzlich das eingehende, komplexe Grundbandsignal empfängt und die Bandbreite f_b an das abstimmbare Bandbreitenfilter 1 ausgibt, d.h. ein Steuerungssignal, das anzeigt, welche Bandbreite f_b als Passband im abstimmbaren Bandbreitenfilter 1 eingestellt werden sollte.
Die Störungsenergie-Analysiereinheit 2 verfügt über einen ersten Kurzzeitintegrierer 2a, der das obere Seitenbandsignal USB empfängt und dessen Energie E_USB bestimmt, einen zweiten Kurzzeitintegrierer 2b, der das untere Seitenbandsignal LSB empfängt und dessen Energie E_LSB bestimmt, einen ersten Subtrahierer 2c, der die Energie des oberen Seitenbands E_USB als Minuend und die Energie des unteren Seitenbands E_LSB als Subtrahend empfängt, und eine Absolutwert-Bestimmungseinheit 2d, die das Differenzsignal des ersten Subtrahierers 2c empfängt und die Störungsenergie E_n = |E_USB – E_LSB| ausgibt. Wie es für den Fachmann ersichtlich ist, kann selbstverständlich die Energie E_LSB des unteren Seitenbands auch als Minuend und die Energie E_USB des oberen Seitenbands als Subtrahend an den ersten Subtrahierer 2c geliefert werden. Aufgrund der Absolutwert-Bestimmungseinheit 2d ist der durch die Störungsenergie-Analysiereinheit 2 ausgegebene Störungsenergiewert E_n immer positiv.
Je länger die Integration der Kurzzeitintegrierer 2a, 2b ist, desto zuverlässiger ist das System in Bezug auf Rauschsignalböden.
Die Einstelleinheit 3 verfügt über einen Integrierer 3a, der die Bandbreite f_b (d.h. das Steuerungssignal zum Einstellen der Bandbreite f_b) zum Einjustieren des Bandbreitenfilters ausgibt und die Störungsenergie E_n im Vergleich mit einem aus der Signalenergie E_s hergeleiteten Referenzsignal aufsummiert. Daher beruht das Eingangssignal für den Integrierer 3a auf einem Differenzsignal betreffend die Störungsenergie E_n und die Signalenergie E_s, das durch einen zweiten Addierer 2b erzeugt wird, der die Störungsenergie E_n (oder ein aus ihr hergeleitetes Signal) als Minuend und die Signalenergie E_s (oder ein aus ihr hergeleitetes Signal) als Subtrahend empfängt. Wie oben angegeben, wird der Integrierer 3a auf die maximale Bandbreite f_max des in der Bandbreite steuerbaren Kanalwahlfilters 1 voreingestellt.
Für die erste der obigen Möglichkeiten, d.h. für den Vergleich der verbliebenen Störkanalenergie mit der gefilterten Signalenergie kann das aus der Signalenergie E_s hergeleitete Referenzsignal durch Multiplizieren der Signalenergie E_s mit δf = f_max – f_b (oder dazu entsprechenden Steuerungssignalen) berechnet werden. Die Multiplikation erfolgt durch einen Multiplizierer 3d, der die Signalenergie E_s als ersten Multiplikanden und δf = f_max – f_b als zweiten Multiplikanden empfängt. Der zweite Multiplikand des Multiplizierers 3d wird durch einen dritten Subtrahierer 3c berechnet, der f_max als Minuend und das Ausgangssignal des Integrierers 3a, d.h. f_b, als Subtrahend empfängt. Das durch den Multiplizierer 3d erzeugte Produktsignal δf·E_s (in der 4 in Klammern angegeben, d.h. (δf·E_s)) bildet die Basis für den in den zweiten Subtrahierer 3b eingegebenen Subtrahenden.
Alternativ kann, für die zweite der obigen Möglichkeiten, d.h. zum Vergleichen der Reststörungsenergie mit der Restsignalenergie, das Referenzsignal durch Multiplizieren der Signalenergie E_s mit f_b (oder dazu entsprechenden Steuerungssignalen) berechnet werden. In diesem Fall ist der dritte Subtrahierer 3c nicht in der Schaltung enthalten, und der Multiplizierer 3d empfängt die Signalenergie E_s als ersten Multiplikanden und f_b als zweiten Multiplikanden. Wiederum bildet das durch den Multiplizierer 3d erzeugte Produktsignal (in der 4 ohne Klammern angegeben, d.h. f_b·E_s) die Basis für den in den zweiten Subtrahierer 3b eingegebenen Subtrahenden.
Die Signalenergie E_s wird durch einen Kurzzeitintegrierer 3e innerhalb der Einstelleinheit 3 bestimmt, der das eingehende, komplexe Grundbandsignal empfängt, das nicht durch das Kanalwahlfilter 1 mit abstimmbarer Bandbreite tiefpassgefiltert wird.
Die Zeitkonstante der Steuerschaltung wird durch eine erste Konstante k₁ (k₁ < 0) bestimmt, die das vom zweiten Subtrahierer 3b ausgegebene Differenzsignal gewichtet, bevor es in den Integrierer 3a eingegeben wird. Die Gewichtung wird durch eine erste Gewichtungseinheit 3f ausgeführt. Eine zweite Gewich tungseinheit 3g gewichtet das durch den Multiplizierer 3d ausgegebene Produktsignal mit einer zweiten Konstante k₂, bevor es als Minuend in den zweiten Subtrahierer 3b eingegeben wird. Die Konstante k₂ beeinflusst den Kompromiss zwischen der Störung und dem Signal. Je kleiner die Konstante k₂ ist, desto kleiner ist die akzeptierte Störung und die sich ergebende Bandbreite. Darüber hinaus hat die Konstante k₂ Einfluss auf die Zeitkonstante zum erneuten Öffnen des Filters, wenn es die Steigung der Kriterien jenseits der optimalen Bandbreite bestimmt. Diese Abklingzeitkonstante sollte kleiner als die Anstiegszeitkonstante sein, da das Filter nicht jedesmal dann öffnen soll, wenn der Nachbarkanal eine kurze Ruheperiode zeigt. Um die Resistenz bei großem Zusatzrauschen zu verbessern, ist es möglich, dieses Rauschen dadurch zu messen, dass die Energiedifferenzen beider Seitenbänder analysiert wurden, nachdem ein Bandpass auf sie einwirkte. Dieser Bandpass sollte den Träger und den Nachbarkanal zurückweisen. Diese Maßnahme könnte auch bei der zweiten Konstante k₂ in Betracht gezogen werden. Selbstverständlich könnte diese Gewichtung alternativ an der Störungsenergie E_n ausgeführt werden.
Hierbei hängt die Zeitkonstante des Systems von der Störungsenergie ab. Um es davon unabhängig zu machen, kann eine Vorzeicheneinheit nach dem Energievergleich angewandt werden, um im Integrierer einen konstanten Wert zu addieren/subtrahieren.
Eine Alternative zum Bestimmen der Ähnlichkeit durch Analysieren der durch den Nachbarkanal verursachten Störungsenergie E_n und der Signalenergie E_s selbst, besteht im Ableiten der Ähnlichkeit aus einer Frequenzdemodulation des Tiefpass gefilterten AM-Signals mit doppeltem Seitenband. Die Seitenbänder sind beinahe ähnlich, wenn der Pegel des Frequenz demodulierten Signals (beinahe) Null ist.
Ein Vorteil besteht darin, dass diese Maßnahme von einer nicht ausgeglichenen Übertragungsfunktion des analogen ZF-Filters unabhängig ist, das im Allgemeinen am Eingangsende eines Empfängers angeordnet ist. Ein Nachteil besteht darin, dass es empfindlicher auf Rauschen ist.
Beide Verfahren zum Prüfen auf Ähnlichkeit unter Verwendung einer Energieanalyse bei Frequenzdemodulation benötigen ein kohärentes Eingangssignal, um einen Einfluss auf den AM-Träger zu vermeiden. Die Energieanalyse eines Trägerfrequenzoffsets würden zu einer Verstärkung einer Seitenbandenergie füh ren, und bei der Frequenzdemodulationsanalyse würde ein Trägeroffset eine große Frequenzkomponente verursachen. Wenn das Eingangssignal nicht frequenzkohärent ist, muss der Träger heraus gefiltert werden.
Wenn dieses System in den Hauptsignalfluss eines Digitalempfängers integriert wird, ist das komplexe Ausgangssignal am Ausgang des Bandbreitenfilters verfügbar. Jedoch ist es auch möglich, diese Schaltung parallel zu betreiben und die Bandbreite f einem zweiten abstimmbaren Bandbreitenfilter im Hauptsignalfluss zuzuführen. Dann kann eine weitere Verarbeitung an der Bandbreite f_b, beispielsweise ein anderer Tiefpass oder eine Min/Max-Einheit, um die Bandbreite f_b stabiler zu machen, angewandt werden.
Ein weiterer Vorteil eines extern abgestimmten Bandbreitenfilters im Hauptsignalfluss besteht neben der weiteren Bearbeitung der Bandbreite f_b darin, dass ein "unsymmetrisches" Filter verwendet werden kann, wie es durch die in der 2 dargestellte Filterübertragungsfunktion dargestellt ist. Dieses Filter kann so adaptiert werden, dass nur die Störung heraus gefiltert wird. Dies erfordert die Entscheidung, welches Seitenband das gestörte ist, was aus einem Vergleich der Einzelseitenbandenergien vor dem Bestimmen der Energiedifferenz erfolgen kann. Selbstverständlich kann dies durch einen Kompensationsteil erweitert werden, der den Informationsverlust unter Ausnutzung der Redundanz beider Seitenbänder kompensiert. Jedoch sollte das Filter innerhalb der Steuerschaltung immer noch symmetrisch sein.

Claims

Verfahren zum Steuern der Bandbreite eines Kanalwahlfilters (1) eines Rundfunkempfängers, das Folgendes beinhaltet: Empfangen und Kanalwahlfiltern eines Rundfunksignals, zum Erhalten eines empfangenen und einer Kanalwahlfilterung unterzogenen Rundfunksignals mit zwei Seitenbändern, von denen jedes über ein jeweiliges Seitenbandspektrum verfügt; gekennzeichnet durch Einjustieren der Bandbreite des Kanalwahlfilters (1), bis beide Seitenbänder über einen vorbestimmten Ähnlichkeitsgrad verfügen, der die Ähnlichkeit der zwei Seitenbandspektren anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bestimmen der Ähnlichkeit beider Seitenbänder durch eine Korrelationsfunktion.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Bestimmen der Ähnlichkeit beider Seitenbänder durch Analysieren einer durch einen Nachbarkanal verursachten Störungsenergie und einer Signalenergie des empfangenen Rundfunksignals.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Empfangen eines Tiefpass gefilterten AM-Rundfunksignals mit doppeltem Seitenband als empfangenes und einer Kanalwahlfilterung unterzogenen Rundfunksignals; und Bestimmen der Ähnlichkeit beider Seitenbänder durch Analysieren eines Ausgangssignals einer Frequenzdemodulation des Tiefpass gefilterten AM-Rundfunksignals mit doppeltem Seitenband.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch einen Nachbarkanal verursachte Störungsenergie als Energiedifferenz der beiden Seitenbandenergien bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenbandenergie auf Grundlage einer Kurzzeitintegration des Seitenbands bestimmt wird.
Steuerschaltung für die Bandbreite eines Kanalwahlfilters (1) eines Rundfunkempfängers, der so ausgebildet ist, dass er ein Rundfunksignal empfängt und einer Kanalwahlfilterung unterzieht, um ein empfangenes und einer Kanalwahlfilterung unterzogenen Rundfunksignals mit zwei Seitenbändern zu erhalten, wobei jedes Seitenband über ein jeweiliges Seitenbandspektrum verfügt; gekennzeichnet durch eine Einjustiereinheit (2, 3) zum Einjustieren der Bandbreite des Kanalwahlfilters (1) bis beide Seitenbänder über einen vorbestimmten Ähnlichkeitsgrad verfügen, der die Ähnlichkeit der zwei Seitenbandspektren anzeigt.
Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einjustiereinheit Folgendes aufweist: eine FM-Demodulationseinheit zum Bestimmen des Störungspegels des empfangenen und einer Kanalwahlfilterung unterzogenen Rundfunksignals; und eine Einstelleinheit (3) zum Einstellen der Bandbreite des Kanalwahlfilters (1) auf Grundlage des Störungspegels.
Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einjustiereinheit (2, 3) Folgendes aufweist: eine Störungsenergie-Analysiereinheit (2) zum Bestimmen einer durch einen Multiplikationskoeffizient verursachten Störungsenergie des empfangenen und einer Kanalwahlfilterung unterzogenen Rundfunksignals; und eine Einstelleinheit (3) zum Einjustieren der Bandbreite des Kanalwahlfilters (1) auf Grundlage der Störungsenergie und einer Signalenergie des empfangenen Rundfunksignals.
Steuerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Störungsenergie-Analysiereinheit (2) Folgendes aufweist: einen ersten und einen zweiten Kurzzeitintegrierer (2a, 2b), von denen jeder so ausgebildet ist, dass er die Energie eines Seitenbands bestimmt; und einen ersten Subtrahierer (2c), der dazu ausgebildet ist, die Störungsenergie als Differenz der Energien beider Seitenbänder zu bestimmen.
Steuerschaltung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (3) Folgendes aufweist: eine Einrichtung (3e, 3d, 3c), die dazu ausgebildet, ist eine Restsignalenergie als Signalenergie des empfangenen Rundfunksignals, das außerhalb der Bandbreite des Kanalwahlfilters liegt, oder eine Energie des gefilterten Signals als Signalenergie des empfangenen Rundfunksignals, das innerhalb der Bandbreite des Kanalwahlfilters liegt, herzuleiten; einen zweiten Subtrahierer (3b), der dazu ausgebildet ist, eine weitere Differenz zwischen der Störungsenergie und der Restsignalenergie oder der Energie des gefilterten Signals zu bilden; und einen Integrierer (3a), der dazu ausgebildet ist, ein Steuerungssignal zum Einstellen der Bandbreite des Kanalwahlfilters (1) als Integrationswert der weiteren Differenz auszugeben.
Steuerschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Integrierer (3a) auf die maximale Bandbreite (f_max) des Kanalwahlfilters (1) voreingestellt ist.
Steuerschaltung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (3) Folgendes aufweist: einen Multiplizierer (3d) zum Multiplizieren der Signalenergie des empfangenen Rundfunksignals mit dem Ausgangssignal des Integrierers (3a) und zum Zuführen des sich ergebenden Produkts zum zweiten Subtrahierer (3b).
Steuerschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (3) Folgendes aufweist: einen dritten Subtrahierer (3c) zum Subtrahieren des Ausgangssignals des Integrierers (3a) von der maximalen Bandbreite (f_max) des Kanalwahlfilters (1) und zum Liefern des sich ergebenden Differenzsignals an den Multiplizierer (3d).
Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (3) Folgendes aufweist: einen dritten Kurzzeitintegrierer (3e) zum Bestimmen der Signalenergie des empfangenen Rundfunksignals.
Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (3) Folgendes aufweist: eine erste Gewichtungseinheit (3f) zum Gewichten der weiteren Differenz zwischen der Störungsenergie und der Restsignalenergie oder der Energie des gefilterten Signals mit einer ersten Konstante, um eine Zeitkonstante der Steuerschaltung zu bestimmen.
Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (3) Folgendes aufweist: eine zweite Gewichtungseinheit (3g) zum Gewichten der Restsignalenergie oder der Energie des gefilterten Signals mit einer zweiten Konstante zum Bestimmen eines Kompromisses zwischen der Störungsenergie und der Restsignalenergie oder der Energie des gefilterten Signals.
Computerprogrammerzeugnis mit einer Computerprogrammmaßnahme, die dazu ausgebildet ist, die Verfahrensschritte, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert sind, auszuführen und/oder die Steuerschaltung, wie sie in einem der Ansprüche 7 bis 17 definiert ist, zu realisieren, wenn es auf einem Computer, einem digitalen Signalprozessor oder dergleichen ausgeführt wird.