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EP2854314B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einblenden von Alarmmeldungen in einem DAB-Ensemble innerhalb eines Tunnels - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Einblenden von Alarmmeldungen in einem DAB-Ensemble innerhalb eines Tunnels Download PDF

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Publication number
EP2854314B1
EP2854314B1 EP14183426.7A EP14183426A EP2854314B1 EP 2854314 B1 EP2854314 B1 EP 2854314B1 EP 14183426 A EP14183426 A EP 14183426A EP 2854314 B1 EP2854314 B1 EP 2854314B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dab
audio
fic
ensemble
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP14183426.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2854314A1 (de
Inventor
Sven Mulka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP19207035.7A priority Critical patent/EP3627729A1/de
Publication of EP2854314A1 publication Critical patent/EP2854314A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2854314B1 publication Critical patent/EP2854314B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/02—Arrangements for relaying broadcast information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/02—Arrangements for relaying broadcast information
    • H04H20/06—Arrangements for relaying broadcast information among broadcast stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/10—Arrangements for replacing or switching information during the broadcast or the distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/53—Arrangements specially adapted for specific applications, e.g. for traffic information or for mobile receivers
    • H04H20/59—Arrangements specially adapted for specific applications, e.g. for traffic information or for mobile receivers for emergency or urgency
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H2201/00—Aspects of broadcast communication
    • H04H2201/10—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system
    • H04H2201/20—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system digital audio broadcasting [DAB]

Definitions

  • the invention relates to a method for exchanging content in a DAB ensemble to form local windows within a single-frequency network, which is particularly suitable for alarming in a tunnel.
  • the invention further relates to a device for this purpose.
  • DAB Digital Audio Broadcasting, ETSI EN 300 401 V1.4.1 (2006-06)
  • FIC Fast Information Channel
  • CU Capacity Unit
  • FIB Fast Information Block
  • guard interval is a protective distance between two successive DAB symbols and is approximately 246 ⁇ s in transmission mode I, approximately 62 ⁇ s in mode II, approximately 31 ⁇ s in mode III and approximately 123us in mode IV.
  • ETI Ensemble Transport Interface
  • the local ETI data stream thus formed is distributed to the DAB transmitters in the local area and the global ETI data stream to the DAB transmitters in the global area. Since the localization of the content requires a non-negligible processing time, the transmission of the global ensemble must be delayed by this processing time. This can be done by an explicit delay element or distributed over all DAB transmitters using the time stamp technique. This process is widely used in engineering.
  • the schematic structure of a DAB single-frequency network with a local window is described with reference to FIG Fig. 1 explained in more detail.
  • the so-called ensemble multiplexer (101) combines the audio and data services to be broadcast together within an ensemble to form an ensemble in the form of the ensemble transport interface (ETI) defined in European Telecommunication Standard ETSI ETS 300 799 ed.1 (1997-09).
  • ETSI ensemble transport interface
  • This frame-oriented data stream is distributed to the DAB transmitters (103) via the ETI distribution network (102).
  • the incoming ETI frames are in the DAB transmitter in a manner not shown via a dynamic or static Delay element adapted to the time requirements for synchronicity in the DAB single-frequency network, converted into DAB frames by a COFDM modulator and broadcast as a global ensemble (105) via a mixer with the following output stage at the desired frequency.
  • the global ensemble is also passed as an ETI data stream to a local multiplexer (108). This replaces individual sub-channels and FIBs with local content (109).
  • the ETI data stream localized in this way is distributed via the local ETI distribution network (110) to one or more local DAB transmitters (111) and is broadcast by them as a local ensemble (106) on the same frequency as that of the global ensemble.
  • Fig. 2 shows the schematic structure of a DAB repeater with intercom for supplying a tunnel with DAB signals according to the prior art.
  • a global DAB signal is received outside the tunnel by means of a directional antenna (201) and passed via a distributor (202) to a frequency-selective amplifier (203) and to a DAB reception module (207).
  • the amplifier (203) filters the global DAB signal and amplifies it to a predefined level using automatic gain control and outputs it as a regenerated DAB signal (204).
  • the DAB reception module (207) demodulates the supplied global DAB signal and outputs the decoded FIC (209). In addition, it generates a synchronization signal (208), which is not shown in more detail, and which is used in the local multiplexer (210) and in the DAB low-power transmitter (212) for the time synchronization of the frames generated in each case.
  • the FIC (209) is used by the local multiplexer (210) to reconstruct the sub-channel configuration of the global DAB signal.
  • the sub-channel configuration defines the identifier, data rate, start address, error protection and content type for each sub-channel.
  • the audio encoders (216) are configured for each sub-channel with regard to data rate and audio standard (DAB-Musicam, DAB-Plus or DMB) by the local multiplexer.
  • the alarm message (214) is distributed via a distributor (215) to the audio encoders (theoretically up to 64, practically approx. 20 audio encoders) and is compressed by them to the data rate set in each case.
  • the local multiplexer forms a local ensemble which has the same logical structure as that of the global DAB signal.
  • the local ensemble is transferred to the DAB micro-power transmitter (212) as an ETI data stream (211).
  • the incoming ETI frames are adapted in the DAB micro-power transmitter (212) in a manner not shown to the time requirements for synchronicity in the DAB single-frequency network, converted into DAB frames by a COFDM modulator and via a Mixing stage with the following output stage at the desired frequency output as a DAB signal (213).
  • a switch (205) can be used to switch from the regenerated global DAB signal (204) to the local DAB signal (213).
  • the respectively selected DAB signal is possibly further amplified and radiated into the area of the tunnel via one or more antennas (206).
  • a DAB receiver located in the tunnel can therefore receive either the global DAB signal or the local DAB signal with alarm messages, depending on the danger situation.
  • the use of a local multiplexer additionally requires the supply of the global ensemble to it. However, this additional effort is very impractical for small and medium-sized local windows, and it also results in permanent operating and rental costs for the line feed.
  • EP 2 461 610 discloses a method for broadcasting emergency information that is only relevant for a specific region. There is a first, general broadcast mode for digital radio signals and a second broadcast mode for emergency information, both of which are transmitted as an ETI data stream. If emergency information is available, the second mode is automatically selected by means of a switch and the emergency information is transmitted via an HF transmitter.
  • the emergency information is encoded in the method and converted to a predetermined bit rate that is smaller than the smallest bit rate of the broadcast signals of the first mode.
  • Fill bits are also inserted into the emergency information data stream, which compensate for the difference between the predetermined bit rate and the bit rates of the digital broadcast signals.
  • EP 2 328 287 reveals similar EP 2 461 610 a procedure for broadcasting emergency information that is only relevant for a specific region.
  • the method also aims to outshine several regular radio signals using the same emergency information.
  • the emergency information is encoded in the method and converted to a predetermined bit rate that is smaller than the smallest bit rate of the regular radio signals received by means of the HF receiver.
  • filler data are inserted into the emergency information data stream, which compensate for the difference between the predetermined bit rate and the bit rates of the regular broadcast signals.
  • EP 0 944 194 discloses a method for a DAB receiver.
  • the DAB signal to be received is amplified by means of analog signal processing, filtered and mixed down to a low intermediate frequency.
  • the pre-processed DAB signal is digitized as IQ data using an analog / digital converter.
  • the digital demodulation of the DAB baseband takes place in a second circuit part.
  • the original components of a DAB ensemble (FIC and sub-channel) are available as a bit stream.
  • a sub-channel selected by the user is converted into PCM data using MPEG audio decoders, which are then transferred to a loudspeaker or headphones for audibility via a digital / analog converter with the following amplifier.
  • the zero symbol contained in the DAB signal is used to determine the start of a DAB frame.
  • the PRS symbol following the zero symbol serves as a reference symbol for differential phase demodulation.
  • correction parameters for the deviation in the frequency position and in the time domain can be determined. The correction parameters can then be used to readjust the oscillators contained in the analog circuit part or to improve the frame synchronization.
  • DE 197 44 420 discloses a method for localizing DAB content that relies on the delivery of the global ensemble waived as an ETI data stream and instead used a modified COFDM modulator in the DAB transmitter, which is synchronized to the global DAB signal with respect to the DAB frame and only transmits the CUs of the content to be exchanged. No RF signal is transmitted at the locations of the CUs that are not to be changed.
  • a DAB receiver accordingly receives both localized and non-localized content in the area of the transmission of the local transmitter.
  • WO 2006/035242 discloses a method similar DE 197 44 420 , which also does not feed the global ensemble as an ETI data stream and instead uses a frequency-selective amplifier with automatic gain control and a DAB receiver.
  • the frequency-selective amplifier is used to process and feed the global DAB signal into the local area of the local window. This method is generally used in technology and is known under the term repeater.
  • the DAB receiver receives the global DAB signal and derives configuration and synchronization information for it the local multiplexer.
  • the local multiplexer creates an alternative ensemble in which the original sub-channel contents are replaced, for example, by alarm messages, with a separate audio encoder being used for each audio sub-channel.
  • the local ensemble generated in this way is temporarily broadcast in the area of the local window, for example of a car tunnel, during an emergency situation as an alternative to the global ensemble.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • an improved method for localizing content in a DAB single-frequency network is specified, which is suitable for signaling alarm information in a tunnel or local windows.
  • the proposed method makes it possible to reduce the number of audio encoders to one per audio standard.
  • the alarm message is first compressed to the lowest audio data rate within the DAB ensemble for each audio standard used. Only when you key into the sub-channel the already compressed audio data stream is adapted to the respective data rate of the sub-channel by simply inserting filler data.
  • the invention is based on the consideration that the audio subchannels to be replaced have different data rates, but the same audio message is to be transmitted.
  • the quality of the audio message is of secondary importance for the alarm application purpose, so that even low data rates, ie high compressions of the audio data stream with reduced audio quality, are permissible.
  • the digital receive branch and the digital transmit branch are shared for the global DAB signal and the local DAB signal.
  • the method according to the invention can be used in DAB single-wave networks both to supply a tunnel Alarm messages as well as a local window can be applied. In addition to feeding alarm messages, the process can also be used to feed general local information.
  • the specified method has the advantage over the previously known solutions that only one audio encoder is required for compression of the alarm messages per audio standard and the otherwise conventional analog frequency-selective amplifier is replaced by digital modules.
  • Fig. 3 schematically shows an embodiment of the inventive method for exchanging content in a DAB ensemble for alarming in a tunnel.
  • a global DAB signal is received outside the tunnel by means of a directional antenna (301) and via a digital IQ demodulator (302) amplified, filtered and digitized, the result is the DAB baseband prepared in this way in the form of digital IQ data (303).
  • the transmission mode (305) is determined from the digital IQ data (303) by assessing the zero symbol length using a transmission mode detector (304).
  • the start of the zero symbol and thus the start of the DAB frames in the digital IQ data (303) is determined by a zero symbol detector (306).
  • the start of the zero symbol is marked by a pulse (307).
  • the pulse (307) is delayed via a delay element (331) and output as a start pulse (332) such that the start pulse (332) falls on the beginning of the next zero symbol.
  • the duration of the delay depends on the transmission mode and is 96ms in Mode I, 24ms in Mode II, 24ms in Mode III and 48ms in Mode IV.
  • Deviations in the sampling rate or frequency deviations (309) are determined by analyzing (308) the phase reference symbol within the digital IQ data (303), for example by autocorrelation or correlation with the known sequence for the phase reference symbol.
  • An oscillator (338) provides the system clocks (339 and 340) for the digital IQ demodulator (302) and the digital IQ modulator (336). If the frequency deviates, the oscillator is adjusted accordingly via the control value (309).
  • a FIC demodulator (310) performs the demodulation for the FIC symbols in the digital IQ data (303).
  • the FIC demodulated in this way contains basic configuration information about the DAB ensemble. Due to the system, the FIC is delayed compared to the DAB signal (301) and must be corrected accordingly.
  • the CIF count contained in FIG. 0/0 is increased by the value of N by means of the first FIC processing unit (311) and the reconfiguration possibly signaled in the FIC is shortened by N CIF frames by the second FIC processing unit (312) ,
  • the value for N is preferably chosen so that N * 24ms is greater than or equal to the total delay time of the FIC.
  • the third FIC processing unit (313) extracts the ensemble configuration (MCI) from the FIC and stores it in the MCI database (320). All audio data rates (321) and the audio standards used are determined from the data collected therein. Furthermore, a list with configuration data of the audio sub-channel (322) and a list with configuration data of the data sub-channel (323) are created. A generator (328) delivers appropriate filler data (329) for each data sub-channel in accordance with the configuration (323).
  • the alarm message (315) is routed via a distributor (316) to the audio encoders (317, 318, 319), only one encoder being available for each audio standard.
  • Each audio encoder (317, 318, 319) compresses the alarm message to the lowest data rate available in the ensemble or an even lower data rate.
  • the alarm messages compressed in this way are propagated in the first audio processing unit (324) and adapted to the respective data rate in accordance with the configuration (321) by inserting filler data.
  • the second audio processing unit (326) selects the appropriate alarm message with the appropriate data rate and the appropriate audio standard in accordance with the configuration (322) for each audio sub-channel.
  • the fourth FIC processing unit (314) replaces the text information contained in the FIC FIG 1/0, FIG 1/1, FIG 1 / 3 .
  • FIG 1/4, FIG 1/5 and FIG 1/6 by means of suitable textual information and passes the modified FIC (330) to the COFDM modulator (333).
  • the COFDM modulator (333) combines the FIC (330), the data subchannel (329) and the audio subchannel (327) and carries out the baseband modulation, using the control value frequency correction (309) and the transmission mode is observed.
  • the baseband modulated in this way is output as a stream of digital IQ data (334), the output of the zero symbol contained only beginning with the start pulse (332).
  • the digital IQ data (303) of the global DAB signal or the IQ data (334) of the local DAB signal are selected via the changeover switch (335), a changeover during the zero symbol avoiding interference.
  • the digital IQ data stream selected by the changeover switch (335) is digitally filtered by the digital IQ modulator (336), mixed to the frequency of the DAB single-frequency network and analog output.
  • the analog DAB signal (337) generated in this way is possibly further amplified and radiated into the area of the tunnel via one or more antennas.
  • a DAB receiver located in the tunnel can therefore receive either the global DAB signal or the local DAB signal with alarm messages, depending on the danger situation.
  • FIG. 3 An embodiment of the device according to the invention is shown in Fig. 3 identified by reference numerals (300).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austausch von Inhalten in einem DAB-Ensemble zur Bildung lokaler Fenster innerhalb eines Gleichwellennetzes, welches insbesondere für eine Alarmierung in einem Tunnel geeignet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung für diesen Zweck.
  • Aus umfangreichen Pilotprojekten und Feldversuchen ist es bekannt, dass zur Bildung von sogenannten lokalen Fenstern in einem DAB-Gleichwellennetz (DAB = Digital Audio Broadcasting, ETSI EN 300 401 V1.4.1 (2006-06)) die Inhalte der Sub-Channel und des FIC (FIC = Fast Information Channel) auf den Blockgrenzen der CU's (CU = Capacity Unit) sowie der FIB's (FIB = Fast Information Block) durch lokalisierte Inhalte ausgetauscht werden können, wenn die zeitlichen Anforderungen an Synchronität im Gleichwellennetz sowohl von den Sendern des globalen als auch des lokalen Ensembles eingehalten werden. CU's und FIB's mit unverändertem Inhalt können dann ungestört auch im Übergangsbereich zwischen globalem und lokalem Ensemble empfangen werden. CU's und FIB's, die ersetzt wurden, können jedoch im Übergangsbereich nicht dekodiert werden.
  • Bekannt ist auch, dass ein DAB-Empfänger in der Lage ist, zwei gleiche sich überlagernde DAB-Signale mit unterschiedlicher Laufzeit fehlerfrei zu dekodieren, so lange der Laufzeitunterschied kleiner oder gleich dem Guard Interval ist. Das sogenannte Guard Interval ist ein Schutzabstand zwischen zwei aufeinander folgenden DAB-Symbolen und beträgt im Transmission Mode I ca. 246µs, im Mode II ca. 62µs, im Mode III ca. 31µs und im Mode IV ca. 123us.
  • In der Praxis wird zur Bildung eines lokalen Fensters der Inhalt der Sub-Channels und der FIB's im ETI-Datenstrom (ETI = Ensemble Transport Interface) des globalen Ensembles durch lokale Inhalte ersetzt. Der so gebildete lokale ETI-Datenstrom wird an die DAB-Sender des lokalen Gebiets verteilt und der globale ETI-Datenstrom an die DAB-Sender des globalen Gebiets. Da die Lokalisierung der Inhalte eine nicht vernachlässigbare Verarbeitungszeit erfordert, muss die Aussendung des globalen Ensembles um diese Verarbeitungszeit verzögert werden. Dies kann durch ein explizites Verzögerungsglied oder verteilt über alle DAB-Sender durch Anwendung der Zeitstempeltechnik erfolgen. Dieses Verfahren findet in der Technik allgemeine Anwendung.
  • Der schematische Aufbau eines DAB-Gleichwellennetzes mit einem lokalen Fenster wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 näher erläutert. Der sogenannte Ensemble-Multiplexer (101) fasst die innerhalb eines Ensembles gemeinsam auszustrahlenden Audio- und Datendienste zu einem Ensemble in Form des in European Telecommunication Standard ETSI ETS 300 799 ed.1 (1997-09) definierten Ensemble Transport Interfaces (ETI) zusammen. Dieser rahmenorientierte Datenstrom wird über das ETI-Verteilnetzwerk (102) an die DAB-Sender (103) verteilt. Die einlaufenden ETI-Rahmen werden im DAB-Sender in nicht näher dargestellter Weise über ein dynamisches oder statisches Verzögerungsglied an die Zeitanforderungen für die Synchronität im DAB-Gleichwellennetz angepasst, durch einen COFDM-Modulator in DAB-Rahmen umgewandelt und über eine Mischstufe mit folgender Endstufe auf der gewünschten Frequenz als globales Ensemble (105) ausgestrahlt.
  • Für die Bildung eines lokalen Fensters wird zusätzlich das globale Ensemble als ETI-Datenstrom an einen lokalen Multiplexer (108) geführt. Dieser ersetzt einzelne Sub-Channel und FIB's durch lokale Inhalte (109). Der so lokalisierte ETI-Datenstrom wird über das lokale ETI-Verteilnetzwerk (110) an einen oder mehrere lokale DAB-Sender (111) verteilt und von diesen als lokales Ensemble (106) auf derselben Frequenz wie die des globalen Ensembles ausgestrahlt.
  • Verfahrensbedingt ergibt sich ein Überlappungsgebiet (107), in dem sich das globale und lokale Ensemble teilweise destruktiv überlappen. Dies führt dazu, dass ein im Überlappungsgebiet befindlicher DAB-Empfänger (104) nur die Inhalte empfangen kann, die sowohl im globalen als auch im lokalen Ensemble enthalten sind.
  • Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau eines DAB-Repeaters mit Einsprechen für die Versorgung eines Tunnels mit DAB-Signalen nach Stand der Technik. Dabei wird ein globales DAB-Signal außerhalb des Tunnels mittels Richtantenne (201) empfangen und über einen Verteiler (202) an einen frequenzselektiven Verstärker (203) sowie an ein DAB-Empfangsmodul (207) geführt. Der Verstärker (203) filtert das globale DAB-Signal und verstärkt es auf einen vordefinierten Pegel mittels automatischer Verstärkungsregelung und gibt es als regeneriertes DAB-Signal (204) aus.
  • Das DAB-Empfangsmodul (207) demoduliert das zugeführte globale DAB-Signal und gibt den dekodierten FIC (209) aus. Zusätzlich erzeugt er in nicht näher dargestellter Weise ein Synchronisationssignal (208), welches im lokalen Multiplexer (210) und im DAB-Kleinstleistungssender (212) zur zeitlichen Synchronisation der jeweils erzeugten Rahmen verwendet wird.
  • Der FIC (209) wird vom lokalen Multiplexer (210) verwendet, um die Sub-Channel-Konfiguration des globalen DAB-Signals wieder zu rekonstruieren. Die Sub-Channel-Konfiguration legt für jeden Sub-Channel dessen Identifier, die Datenrate, die Startadresse, den Fehlerschutz und den Inhaltstyp fest. Basierend darauf werden die Audio-Encoder (216) für jeden Sub-Channel bzgl. Datenrate und Audio-Standard (DAB-Musicam, DAB-Plus oder DMB) vom lokalen Multiplexer konfiguriert.
  • Die Alarmmeldung (214) wird über einen Verteiler (215) an die Audio-Encoder (theoretisch bis zu 64, praktisch ca. 20 Audio-Encoder) verteilt und von diesen auf die jeweils eingestellte Datenrate komprimiert. Der lokale Multiplexer bildet daraus ein lokales Ensemble, welches den gleichen logischen Aufbau wie das des globalen DAB-Signals besitzt. Das lokale Ensemble wird als ETI-Datenstrom (211) an den DAB-Kleinstleistungssender (212) übergeben. Die einlaufenden ETI-Rahmen werden im DAB-Kleinstleistungssender (212) in nicht dargestellter Weise an die Zeitanforderungen für die Synchronität im DAB-Gleichwellennetz angepasst, durch einen COFDM-Modulator in DAB-Rahmen umgewandelt und über eine Mischstufe mit folgender Endstufe auf der gewünschten Frequenz als DAB-Signal (213) ausgegeben.
  • Über einen Umschalter (205) kann im Fall einer Gefahrensituation vom regenerierten globalen DAB-Signal (204) auf das lokale DAB-Signal (213) umgeschaltet werden. Das jeweils selektierte DAB-Signal wird ggf. weiter verstärkt und über eine oder mehrere Antennen (206) in den Bereich des Tunnels eingestrahlt. Ein im Tunnel befindlicher DAB-Empfänger kann somit je nach Gefahrenlage entweder das globale DAB-Signal oder das lokale DAB-Signal mit Alarmmeldungen empfangen. Die Anwendung eines lokalen Multiplexers erfordert zusätzlich die Zuführung des globalen Ensembles zu diesem. Dieser zusätzliche Aufwand ist für kleine und mittelgroße lokale Fenster jedoch sehr unpraktikabel, zudem entstehen dadurch dauerhafte Betriebs- und Mietkosten für die Leitungszuführung.
  • EP 2 461 610 offenbart ein Verfahren zur Ausstrahlung einer Notfallinformation, welche nur für eine bestimmte Region relevant ist. Dabei gibt es einen ersten, generellen Ausstrahlungsmodus für digitale Rundfunksignale und einen zweiten Ausstrahlungsmodus für Notfallinformationen, die beide als ETI-Datenstrom übertragen werden. Beim Vorliegen einer Notfallinformation wird der zweite Modus mittels eines Umschalters automatisch gewählt und die Notfallinformation über einen HF-Sender ausgestrahlt.
  • Die Notfallinformation wird bei dem Verfahren codiert und auf eine vorbestimmte Bitrate umgesetzt, die kleiner ist als die kleinste Bitrate der Rundfunksignale des ersten Modus.
  • Des Weiteren werden Füll-Bits in den Notfallinformations-Datenstrom eingefügt, die die Differenz der vorbestimmten Bitrate zu den Bitraten der digitalen Rundfunksignale ausgleichen.
  • Nachteil der in EP 2 461 610 vorgeschlagenen Lösung ist es, dass die Rundfunksignale des ersten Modus als ETI-Datenstrom zugeführt werden, was wie oben bereits ausgeführt zu dauerhaften Betriebs- und Mietkosten für die Leitungszuführung führt. Des Weiteren erfolgt die Ausstrahlung beider Modi zueinander zeitlich nicht synchron, wodurch erhebliche Empfangsstörungen im Überlappungsbereich sowie während der Umschaltung zwischen den beiden Modi entstehen.
  • EP 2 328 287 offenbart ähnlich EP 2 461 610 ein Verfahren zur Ausstrahlung einer Notfallinformation, welche nur für eine bestimmte Region relevant ist. Das Verfahren zielt zudem darauf ab, mehrere reguläre Rundfunksignale durch die selbe Notfallinformation zu überstrahlen. Die Notfallinformation wird bei dem Verfahren codiert und auf eine vorbestimmte Bitrate umgesetzt, die kleiner ist als die kleinste Bitrate der mittels HF-Empfänger empfangenen regulären Rundfunksignale. Des Weiteren werden Fülldaten in den Notfallinformationsdatenstrom eingefügt, die die Differenz der vorbestimmten Bitrate zu den Bitraten der regulären Rundfunksignale ausgleichen.
  • Nachteil der in EP 2 328 287 vorgeschlagenen Lösung ist es, dass die Einspeisung der regulären Rundfunksignale mittels separater Repeater erfolgt. Des Weiteren erfolgt die Ausstrahlung der Notfallinformation zeitlich nicht synchron zum regulären Rundfunkprogramm, wodurch erhebliche Empfangsstörungen im Überlappungsbereich sowie während der Umschaltung entstehen.
  • EP 0 944 194 offenbart ein Verfahren für einen DAB Empfänger. In einem ersten Schaltungsteil wird das zu empfangene DAB-Signal mittels analoger Signalverarbeitung verstärkt, gefiltert und auf eine niedrige Zwischenfrequenz herabgemischt. Das so vorverarbeitete DAB-Signal wird mittels Analog/Digital-Wandler als IQ-Daten digitalisiert. In einem zweiten Schaltungsteil erfolgt die digitale Demodulation des DAB-Basisbandes. Im Ergebnis liegen die originären Bestandteile eines DAB-Ensembles (FIC und Sub-Channel) als Bitstrom vor. Ein vom Anwender selektierter Sub-Channel wird mittels MPEG-Audio-Decoder in PCM-Daten konvertiert, die anschließend über einen Digital/Analog-Konverter mit folgendem Verstärker an einen Lautsprecher bzw. Kopfhörer zur Hörbarmachung übergeben werden.
  • Während der digitalen Demodulation wird das im DAB-Signal enthaltene Null-Symbol zur Bestimmung des Anfangs eines DAB-Rahmens verwendet. Das dem Null-Symbol folgende PRS-Symbol dient als Referenzsymbol für die differenzielle Phasendemodulation. Des Weiteren können durch Vergleich des empfangenen PRS-Symbols mit der bekannten PRS-Sequenz Korrekturparameter für die Abweichung in der Frequenzlage und im Zeitbereich ermittelt werden. Die Korrekturparameter können dann zum Nachstellen der im analogen Schaltungsteil enthaltenen Oszillatoren verwendet werden bzw. zur Verbesserung der Rahmensynchronisation.
  • DE 197 44 420 offenbart ein Verfahren zur Lokalisierung von DAB-Inhalten, welches auf die Zuführung des globalen Ensembles als ETI-Datenstrom verzichtet und stattdessen einen modifizierten COFDM-Modulator im DAB-Sender verwendet, welcher auf das globale DAB-Signal bzgl. der DAB-Rahmen synchronisiert ist und nur die CU's der auszutauschenden Inhalte aussendet. An den Stellen der CU's, welche nicht verändert werden sollen, wird kein HF-Signal ausgesendet. Ein DAB-Empfänger empfängt demnach im Bereich der Aussendung des lokalen Senders sowohl lokalisierte als auch nicht lokalisierte Inhalte.
  • Nachteil der in DE 197 44 420 vorgeschlagenen Lösung ist es, dass an den DAB-Empfänger erhöhte Anforderungen bezüglich des dynamischen Empfangsverhaltens gestellt werden, denn die Feldstärken der lokalen und globalen Signalanteile unterscheiden sich verfahrensbedingt erheblich, da mit der Aussendung der lokalen Signalanteile die vorhandenen globalen Anteile überdeckt werden müssen.
  • WO 2006/035242 offenbart ein Verfahren ähnlich DE 197 44 420 , welches ebenfalls auf die Zuführung des globalen Ensembles als ETI-Datenstrom verzichtet und stattdessen einen frequenzselektiven Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung sowie einen DAB-Empfänger verwendet. Der frequenzselektive Verstärker dient der Aufbereitung und Einspeisung des globalen DAB-Signals in den örtlich begrenzten Bereich des lokalen Fensters. Dieses Verfahren findet in der Technik allgemeine Anwendung und ist unter dem Begriff Repeater bekannt.
  • Der DAB-Empfänger empfängt das globale DAB-Signal und leitet daraus Konfigurations- und Synchronisationsinformationen für den lokalen Multiplexer ab. Der lokale Multiplexer erzeugt ein alternatives Ensemble, in dem die ursprünglichen Sub-Channel Inhalte z.B. durch Alarmmeldungen ersetzt werden, wobei für jeden Audio-Sub-Channel ein eigener Audio-Encoder verwendet wird. Das so erzeugte lokale Ensemble wird zeitweise in den Bereich des lokalen Fensters beispielsweise eines Autotunnels während einer Gefahrensituation alternativ zum globalen Ensemble ausgestrahlt.
  • Nachteil der in WO 2006/035242 vorgeschlagenen Lösung ist es, dass systembedingt für jeden zu ersetzenden Audio-Sub-Channel ein eigener Audio-Encoder notwendig ist, zumindest wenn unterschiedliche Datenraten und verschiedene Audio-Standards verwendet werden. Dies erhöht in großen bzw. komplexen Ensembles den Aufwand erheblich.
  • Ist es also für das Einblenden einer Alarmmeldung in einem DAB-Signal erforderlich, die Audio-Inhalte aller Audio-Sub-Channel zu ersetzen, so ist dazu bisher mindestens pro Datenrate und pro Audio-Standard ein separater Audio-Encoder notwendig. Diese Vielzahl von Audio-Encodern stellt besonders in großen und komplexen DAB-Ensembles ein erhebliches Kostenproblem dar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es wird insbesondere ein verbessertes Verfahren zur Lokalisierung von Inhalten in einem DAB-Gleichwellennetz angegeben, welches zur Signalisierung von Alarminformationen in einem Tunnel oder lokalen Fenstern geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und 8 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
  • Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zum Einblenden von Alarmmeldungen innerhalb eines DAB-Gleichwellennetzes, insbesondere innerhalb eines Tunnels, vorgesehen, wobei in dem DAB-Gleichwellennetz globale DAB-Signale als DAB-Ensemble ausgestrahlt werden und ein im DAB-Gleichwellennetz betriebener Sender die globalen DAB-Signale synchron zum DAB-Gleichwellennetz mit einem lokalen DAB-Signal überstrahlt, dessen Konfiguration aus dem FIC des globalen DAB-Signals abgeleitet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte:
    1. (a) Verteilen (316) der einzublendenden Alarmmeldung (315) auf Audio-Encoder (317, 318, 319), die jeweils genau einen der im globalen DAB-Ensemble enthaltenen Audio-Standards umfassen;
    2. (b) Komprimieren der verteilten Alarmmeldung mittels der Audio-Encoder (317, 318, 319) auf eine Datenrate, die kleiner oder gleich der niedrigsten im globalen DAB-Ensemble vorkommenden Audio-Datenrate ist;
    3. (c) Reformatieren (324) der komprimierten Alarmmeldungen aus Schritt (b) auf jede im globalen DAB-Ensemble vorkommende Audio-Datenrate (321), insbesondere durch Einfügen von Fülldaten;
    4. (d) Auswahl (326) jeweils einer reformatierten Alarmmeldung (325) aus Schritt (c) pro Audio-Sub-Channel, welche die gleiche Datenrate und den gleichen Audio-Standard wie der jeweilige Audio-Sub-Channel des globalen DAB-Ensembles besitzt; und
    5. (e) Einblenden der im Schritt (d) ausgewählten Alarmmeldungen (327) in die jeweiligen Audio-Sub-Channels des lokalen DAB-Ensembles, umfassend die Teilschritte
      1. (i) Empfang eines globalen DAB-Ensembles (301) und Demodulation (310) des enthaltenen FIC;
      2. (ii) Anpassen (311) der im FIC aus Teilschritt (i) enthaltenen FIG 0/0, indem das Feld CIF-Count um eine Anzahl N erhöht wird, wobei N so gewählt wird, dass N*24ms größer oder gleich der Gesamtverarbeitungszeit für den FIC ist;
      3. (iii) Verkürzen (312) einer im FIC aus Teilschritt (ii) signalisierten Rekonfiguration um N CIF-Rahmen, wobei N dem Wert aus Teilschritt (ii) entspricht; und
      4. (iv) Einblenden des im Teilschritt (ii) gewonnenen FIC in das lokale DAB-Ensemble.
  • Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es, die Anzahl von Audio-Encodern auf einen pro Audio-Standard zu reduzieren. Dazu wird die Alarmmeldung zunächst pro verwendeten Audio-Standard auf die niedrigste Audio-Datenrate innerhalb des DAB-Ensembles komprimiert. Erst beim Eintasten in die Sub-Channel wird der bereits komprimierte Audio-Datenstrom durch einfaches Einfügen von Fülldaten an die jeweilige Datenrate der Sub-Channel angepasst.
  • Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass die zu ersetzenden Audio-Sub-Channels zwar unterschiedliche Datenraten besitzen, jedoch die gleiche Audio-Nachricht übertragen werden soll. Die Qualität der Audio-Nachricht ist für den Anwendungszweck Alarmierung jedoch von untergeordneter Bedeutung, so dass auch geringe Datenraten also hohe Kompressionen des Audio-Datenstroms mit verminderter Audio-Qualität zulässig sind. Demnach wäre es zulässig, die Audio-Nachricht mit einem einzigen Audio-Encoder auf eine niedrige Datenrate mit akzeptablem Qualitätsverlust zu komprimieren und erst beim Eintasten in die Audio-Sub-Channel die Datenrate der komprimierten Audio-Nachricht durch Einfügen von Fülldaten auf die Datenrate des jeweiligen Audio-Sub-Channels zu erhöhen. Entscheidend dabei ist, dass das Einfügen von Fülldaten wesentlich einfacher ist als eine Audio-Kompression für eine Vielzahl von Sub-Channels.
  • Gemäß der Erfindung wird zudem kein zusätzlicher frequenzselektiver Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung benötigt, um zeitweise das globale Ensemble in den Bereich des lokalen Fensters auszustrahlen. Stattdessen werden erfindungsgemäß der digitale Empfangszweig und der digitale Sendezweig für das globale DAB-Signal sowie das lokale DAB-Signal gemeinsam genutzt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann in DAB-Gleichwellennetzen sowohl zur Versorgung eines Tunnels mit Alarmmeldungen als auch eines lokalen Fensters angewendet werden. Neben der Einspeisung von Alarmmeldungen kann das Verfahren auch zur Einspeisung allgemeiner lokaler Informationen verwendet werden.
  • Das angegebene Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten Lösungen den Vorteil, dass pro Audio-Standard nur ein Audio-Encoder zur Kompression der Alarmmeldungen notwendig ist und der sonst übliche analoge frequenzselektive Verstärker durch digitale Baugruppen ersetzt wird.
  • In einer Ausführungsform umfasst Schritt (e) des erfindungsgemäßen Verfahrens folgende Teilschritte:
    • (e1) Empfang eines globalen DAB-Signals (301), Filterung, Demodulation und Wandlung in digitale IQ-Daten (303) mittels digitalem IQ-Demodulator (302), wobei die digitalen IQ-Daten das DAB-Basisbandsignal repräsentieren;
    • (e2) Bestimmung des Transmissions-Modes (305) mittels Transmission-Mode-Detektor (304), durch Auswertung der Länge des Nullsymbols innerhalb der digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1);
    • (e3) Erzeugen eines Impulses (307) mittels Null-Symbol-Detektor (306), der den Beginn des Nullsymbols innerhalb der digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1) markiert;
    • (e4) Analyse (308) des Phasenreferenzsymbols innerhalb der digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1) und Ableiten eines Stellwertes (309) zur Frequenzkorrektur;
    • (e5) Demodulation (310) des FIC innerhalb der digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1);
    • (e6) Anpassen (311) der im FIC aus Teilschritt (e5) enthaltenen FIG 0/0, indem das Feld CIF-Count um eine Anzahl N erhöht wird, wobei N so gewählt wird, dass N*24ms größer oder gleich der Gesamtverarbeitungszeit für den FIC ist;
    • (e7) Verkürzen (312) einer im FIC aus Teilschritt (e6) signalisierten Rekonfiguration um N CIF-Rahmen, wobei N dem Wert aus Teilschritt (e6) entspricht;
    • (e8) Extrahieren (313) der Ensemble-Konfiguration (MCI) aus dem FIC des Teilschritts (e7) und Einfügen dieser in die MCI-Datenbank (320);
    • (e9) Bestimmen der im DAB-Ensemble verwendeten Audio-Datenraten (321) und der Audio-Standards durch Auswerten der MCI-Datenbank (320) aus Teilschritt (e8);
    • (e10) Bestimmen der Konfiguration (322) der im DAB-Ensemble enthaltenen Audio-Sub-Channel durch Auswerten der MCI-Datenbank (320) aus Teilschritt (e8);
    • (e11) Bestimmen der Konfiguration (323) der im DAB-Ensemble enthaltenen Daten-Sub-Channel durch Auswerten der MCI-Datenbank (320) aus Teilschritt (e8);
    • (e12) Generieren (328) von Fülldaten (329) für alle im DAB-Ensemble enthaltenen Daten-Sub-Channel, entsprechend der Konfiguration aus Teilschritt (e11);
    • (e13) Optionales Austauschen (314) von Textinformationen der im FIC aus Teilschritt (e7) enthaltenen FIG 1/0, FIG 1/1, FIG 1/3, FIG 1/4, FIG 1/5 und FIG 1/6;
    • (e14) Verzögern des Impulses (307) aus Teilschritt (e3) durch ein Verzögerungsglied (331), so dass der ausgegebene Startimpuls (332) genau auf den Beginn des nächsten Nullsymbols fällt;
    • (e15) Bilden des DAB-Basisbandsignals (334) in Form digitaler IQ-Daten mittels COFDM-Modulator (333), durch Zusammenfassen und Modulieren des im Teilschritt (e7) oder (e13) gewonnenen FIC (330), der im Teilschritt (e12) generierten Inhalte der Daten-Sub-Channels (329) sowie der im Schritt (d) gebildeten Inhalte der Audio-Sub-Channels, wobei der COFDM-Modulator (333) die Stellgrößen Transmission-Mode (305) und Frequenzkorrektur (309) einbezieht und das Nullsymbol des DAB-Basisbandsignals (334) erst mit dem Startimpuls (332) aus Teilschritt (e14) ausgibt.
    • (e16) Umschalten zwischen den digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1) und den digitalen IQ-Daten (334) aus Teilschritt (e15) mittels Schalter (335) je nach Gefahrensituation - beispielsweise im Tunnel -, wobei die Umschaltung vorzugsweise innerhalb des Nullsymbols erfolgt;
    • (e17) Digitale Filterung des in Teilschritt (e16) gewählten IQ-Datenstroms mit anschließender Modulation auf die Frequenz des DAB-Gleichwellennetzes mittels digitalem IQ-Modulator (336);
    • (e18) Bilden von Taktsignalen (339, 340) für den digitalen IQ-Demodulator (302) und den digitalen IQ-Modulator (336) mittels Oszillator (338) und Korrektur von Frequenzabweichungen über den Stellwert (309) aus Teilschritt (e4);
    • (e19) und Abstrahlen des im Teilschritt (e17) erzeugten DAB-Signals (337) in einen lokal begrenzten Bereich, insbesondere in den Bereich eines Tunnels.
  • Nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum Einblenden von Alarmmeldungen innerhalb eines DAB-Gleichwellennetzes, insbesondere innerhalb eines Tunnels, vorgesehen, wobei in dem DAB-Gleichwellennetz globale DAB-Signale als DAB-Ensemble ausgestrahlt werden und synchron zum DAB-Gleichwellennetz mit einem lokalen DAB-Signal überstrahlt werden, dessen Konfiguration aus dem FIC des globalen DAB-Signals abgeleitet wird. Die Vorrichtung umfasst
    1. (A) eine Einrichtung zum Verteilen (316) der einzublendenden Alarmmeldung (315);
    2. (B) genau einen Audio-Encoder (317, 318, 319) für jeden im globalen DAB-Ensemble vorkommenden Audio-Standard, wobei diese die Alarmmeldung von (A) auf eine Datenrate komprimieren, die kleiner oder gleich der kleinsten im globalen DAB-Ensemble vorkommenden Audio-Datenrate ist;
    3. (C) eine Verarbeitungseinheit (324) zum Reformatieren der komprimierten Alarmmeldungen von (B) auf jede im globalen DAB-Ensemble vorkommende Audio-Datenrate mittels Einfügen von Fülldaten;
    4. (D) eine Verarbeitungseinheit zur Auswahl (326) jeweils einer reformatierten Alarmmeldung (325) von (C) pro Audio-Sub-Channel, welche die gleiche Datenrate und den gleichen Audio-Standard wie der jeweilige Audio-Sub-Channel des globalen DAB-Ensembles besitzt; und
    5. (E) eine Verarbeitungseinheit zum Einblenden (333) der von (D) ausgewählten Alarmmeldungen (327) in die jeweiligen Audio-Sub-Channels des lokalen DAB-Ensembles, einschließlich
      1. (i) des Empfanges eines globalen DAB-Ensembles (301) und der Demodulation (310) des enthaltenen FIC;
      2. (ii) des Anpassens (311) der im FIC aus Teilschritt (i) enthaltenen FIG 0/0, indem das Feld CIF-Count um eine Anzahl N erhöht wird, wobei N so gewählt wird, dass N*24ms größer oder gleich der Gesamtverarbeitungszeit für den FIC ist;
      3. (iii) Verkürzen (312) einer im FIC aus Teilschritt (ii) signalisierten Rekonfiguration um N CIF-Rahmen, wobei N dem Wert aus Teilschritt (ii) entspricht; und
      4. (iv) des Einblendens des im Teilschritt (ii) gewonnenen FIC in das lokale DAB-Ensemble.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    den schematischen Aufbau eines DAB-Gleichwellennetzes mit lokalem Fenster nach dem Stand der Technik,
    Fig. 2
    den schematischen Aufbau eines DAB-Repeaters mit Einsprechen nach dem Stand der Technik,
    Fig. 3
    eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austausch von Inhalten in einem DAB-Ensemble zur Alarmierung in einem Tunnel.
  • Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Austausch von Inhalten in einem DAB-Ensemble zur Alarmierung in einem Tunnel. Dabei wird ein globales DAB-Signal außerhalb des Tunnels mittels Richtantenne (301) empfangen und über einen digitalen IQ-Demodulator (302) verstärkt, gefiltert und digitalisiert, im Ergebnis liegt das so aufbereitete DAB-Basisband in Form von digitalen IQ-Daten (303) vor.
  • Aus den digitalen IQ-Daten (303) wird durch Beurteilung der Nullsymbollänge der Transmission Mode (305) mittels Transmission-Mode-Detektor (304) bestimmt.
  • Durch einen Nullsymbol-Detektor (306) wird der Anfang des Nullsymbols und damit der Beginn der DAB-Rahmen in den digitalen IQ-Daten (303) bestimmt. Dabei wird der Anfang des Nullsymbols durch einen Impuls (307) markiert. Über ein Verzögerungsglied (331) wird der Impuls (307) derart verzögert und als Startimpuls (332) ausgegeben, dass der Startimpuls (332) auf den Anfang des nächsten Nullsymbols fällt. Die Dauer der Verzögerung ist dabei vom Transmission-Mode abhängig und beträgt 96ms im Mode I, 24ms im Mode II, 24ms im Mode III und 48ms im Mode IV.
  • Abweichungen bzgl. der Abtastrate bzw. Frequenzabweichungen (309) werden durch Analyse (308) des Phasenreferenzsymbols innerhalb der digitalen IQ-Daten (303) ermittelt, beispielsweise durch Autokorrelation bzw. Korrelation mit der bekannten Sequenz für das Phasenreferenzsymbol.
  • Ein Oszillator (338) liefert die Systemtakte (339 und 340) für den digitalen IQ-Demodulator (302) und den digitalen IQ-Modulator (336). Über den Stellwert (309) wird der Oszillator bei Frequenzabweichung entsprechend nachgeregelt.
  • Ein FIC-Demodulator (310) führt für die FIC-Symbole in den digitalen IQ-Daten (303) die Demodulation durch. Der so demodulierte FIC enthält grundlegende Konfigurationsinformationen über das DAB-Ensemble. Systembedingt ist der FIC gegenüber dem DAB-Signal (301) verzögert und muss entsprechend korrigiert werden. Dazu wird der in der FIG 0/0 enthaltene CIF-Count mittels erster FIC-Verarbeitungseinheit (311) um den Wert von N erhöht und die ggf. im FIC signalisierte Rekonfiguration um N CIF-Rahmen durch die zweite FIC-Verarbeitungseinheit (312) verkürzt. Der Wert für N wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass N*24ms größer oder gleich der Gesamtverzögerungszeit des FIC ist.
  • Die dritte FIC-Verarbeitungseinheit (313) extrahiert die Ensemble-Konfiguration (MCI) aus dem FIC und speichert diese in der MCI-Datenbank (320) ab. Aus den darin gesammelten Daten werden alle Audio-Datenraten (321) und die verwendeten Audio-Standards bestimmt. Des Weiteren wird eine Liste mit Konfigurationsdaten der Audio-Sub-Channel (322) und eine Liste mit Konfigurationsdaten der Daten-Sub-Channel (323) erstellt. Ein Generator (328) liefert entsprechend der Konfiguration (323) für jeden Daten-Sub-Channel passende Fülldaten (329).
  • Die Alarmmeldung (315) wird über einen Verteiler (316) auf die Audio-Encoder (317, 318, 319) geführt, wobei für jeden Audio-Standard nur ein Encoder vorhanden ist. Jeder Audio-Encoder (317, 318, 319) komprimiert die Alarmmeldung auf die niedrigste im Ensemble vorhandene Datenrate oder eine noch geringere Datenrate. Die so komprimierten Alarmmeldungen werden in der ersten Audio-Verarbeitungseinheit (324) vermehrt und durch Einfügen von Fülldaten an die jeweilige Datenrate entsprechend der Konfiguration (321) angepasst. Aus diesen reformatierten Alarmmeldungen (325) wählt die zweite Audio-Verarbeitungseinheit (326) für jeden Audio-Sub-Channel die geeignete Alarmmeldung mit der passenden Datenrate und dem passenden Audio-Standard entsprechend der Konfiguration (322) aus.
  • Optional ersetzt die vierte FIC-Verarbeitungseinheit (314) die im FIC enthaltenen Textinformationen der FIG 1/0, FIG 1/1, FIG 1/3, FIG 1/4, FIG 1/5 und FIG 1/6 durch geeignete textuelle Hinweise und übergibt den so modifizierten FIC (330) an den COFDM-Modulator (333).
  • Der COFDM-Modulator (333) fasst den FIC (330), die Daten-Sub-Channel (329) und die Audio-Sub-Channel (327) zusammen und führt die Basisband-Modulation durch, wobei er den Stellwert Frequenzkorrektur (309) und den Transmission-Mode beachtet. Das so modulierte Basisband wird als Strom digitaler IQ-Daten (334) ausgegeben, wobei die Ausgabe des enthaltenen Nullsymbols erst mit dem Startimpuls (332) beginnt.
  • Über den Umschalter (335) werden je nach Gefahrensituation die digitalen IQ-Daten (303) des globalen DAB-Signals oder die IQ-Daten (334) des lokalen DAB-Signals ausgewählt, wobei eine Umschaltung während des Nullsymbols eine Störbeeinflussung vermeidet.
  • Der vom Umschalter (335) ausgewählte digitale IQ-Datenstrom wird vom digitalen IQ-Modulator (336) digital gefiltert, auf die Frequenz des DAB-Gleichwellennetzes gemischt und analog ausgegeben. Das so erzeugte analoge DAB-Signal (337) wird ggf. weiter verstärkt und über eine oder mehrere Antennen in den Bereich des Tunnels eingestrahlt. Ein im Tunnel befindlicher DAB-Empfänger kann somit je nach Gefahrenlage entweder das globale DAB-Signal oder das lokale DAB-Signal mit Alarmmeldungen empfangen.
  • Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 3 mit Bezugszeichen (300) gekennzeichnet.
    • Abkürzungen
    • DAB
    Digital Audio Broadcasting
    STI
    Service Transport Interface
    Das STI definiert ein Datenstromformat zur Übertragung der Audio- und Datendienste vom Studio bzw. Funkhaus zum zentralen Ensemble Multiplexer.
    ETI
    Ensemble Transport Interface
    Das ETI definiert ein Datenstromformat zur Übertragung des Ensembles vom Ensemble Multiplexer zu den Sendern.
    RDI
    Receiver Data Interface
    Das RDI definiert ein Datenstromformat zur Übertragung der von einem DAB-Empfänger dekodierten Daten (FIC und Sub-Channel) zu externen Audio- bzw. Datendienstdekodern.
    EDI
    Encapsulation of DAB Interfaces
    Das EDI ermöglicht die Übertragung von ETI und STI über IP-basierte Übertragungsstrecken.
    FIC
    Fast Information Channel
    Der FIC ist ein spezieller Übertragungskanal innerhalb eines DAB-Signals. Er enthält insbesondere die MCI, die Service Information und die Ensemble Information. Der FIC ist in Form von FIB's organisiert.
    FIB
    Fast Information Block
    Der FIB ist die Dateneinheit des FIC mit einer Länge von 32 Bytes. Er enthält dabei bis zu 30 Bytes für Nutzdaten und 2 Byte für eine Prüfsumme. Die Nutzdaten werden mit FIG's gefüllt.
    FIG
    Fast Information Group
    Die FIG ist eine Informationseinheit aus einem Satz vordefinierter Strukturen. Die FIG ist hierarchisch organisiert und wird nach Type und Extension unterschieden. Die FIG 0/0 enthält z.B. die Ensemble Information mit Ensemble ID und CIF-Count.
    MCI
    Multiplex Configuration Information
    Die MCI wird im FIC signalisiert und beschreibt den logischen Aufbau des Ensembles.
    PRS
    Phase Reference Symbol
    Das PRS ist das zweite Symbol in einem DAB-Rahmen, das einen festen vordefinierten Aufbau hat. Es wird im DAB-Empfänger als Referenz zur Dekodierung der nachfolgenden Symbole verwendet.
    CU
    Capacity Unit
    Eine CU ist die kleinste adressierbare Einheit in einem DAB-Rahmen und stellt 64bit dar.
    SAD
    Start Address in CU
    Die SAD beschreibt die Startposition eines Sub-Channels in Vielfache von CU's.
    CIF
    Common Interleave Frame
    Der CIF beschreibt einen logischen 24ms Rahmen bestehend aus FIC und MSC. Je nach DAB Transmission Mode bilden einer, zwei oder vier CIF's einen DAB-Rahmen.
    MSC
    Main Service Channel
    Der MSC ist die Menge aller im DAB-Ensemble enthaltenen Sub-Channels.
    Glossar
    • Multiplex
    ist eine Zusammenfassung verschiedener Datenströme zu einem gemeinsamen Datenstrom.
    Ensemble
    ist ein Multiplex, bestehend aus einem oder mehreren Sub-Channels, dem FIC und ggf. weiterer Datenströme.
    Sub-Channel
    ist ein logischer Container für einen Datenstrom, der einen Audio-Service oder einen oder mehrere Data-Services enthalten kann.
    Service
    ist ein Rundfunkprogramm.
    Audio Service
    ist ein Rundfunkprogramm, das Audio-Inhalte (z.B. Musik, Sprache) enthält.
    Data Service
    ist ein Rundfunkprogramm, das Daten-Inhalte (z.B. Web-seiten, Bilder, Textnachrichten) enthält.
    DAB-Symbol
    ist eine logische Informationseinheit, die mehrere Datenbits innerhalb eines Symboltakts darstellt.
    Guard Interval
    ist das Schutzintervall zwischen zwei benachbarten DAB-Symbolen, welches u.a. das Übersprechen aufeinanderfolgender Symbole vermeidet.
    Null Symbol
    ist das erste Symbol in einem DAB-Rahmen, für die Dauer des Null Symbols wird kein Signal bzw. nur ein Signal sehr niedriger Sendeleistung ausgesendet.
    Phase Reference Symbol
    ist das zweite Symbol in einem DAB-Rahmen, das einenfesten vordefinierten Aufbau hat. Es wird im DAB-Empfänger als Referenz zur Dekodierung der nachfolgenden Symbole verwendet.
    Multiplex Configuration Information
    beschreibt die logische Struktur eines DAB-Ensembles, u.a. die Services und die Sub-Channels, deren Position im DAB-Rahmen, deren Größe, deren Fehlerschutz und deren Inhaltstyp.
    Gleichwellennetz
    ist ein Netz von Sendern, die das gleiche Signal von verschiedenen Orten aus auf der gleichen Frequenz ausstrahlen. Die Sender werden dazu zeitlich synchronisiert. Die so abgestrahlten Wellen überlagern sich im Raum teilweise auch destruktiv. Durch Wahl geeigneter Modulationsverfahren überwiegen jedoch günstige Überlagerungseffekte und mittels Fehlerschutz können Übertragungsfehler korrigiert werden.
    Synchronität im Gleichwellennetz
    liegt vor, wenn alle benachbarten Sender ihr Signal zeitlich synchronisiert auf der gleichen Frequenz ausstrahlen, d.h. dass die Aussendung der DAB-Rahmen zum gleichen Zeitpunkt beginnt bzw. die zeitliche Abweichung nur einen Bruchteil des Guard Intervals beträgt.
    lokales Fenster
    ist ein Bereich im Gleichwellennetz, bei dem einer oder mehrere Sender teilweise modifizierte Inhalte gegenüber allen anderen Sendern des Gleichwellennetzes ausstrahlen. So werden z.B. im Bereich des lokalen Fensters die landesweiten Nachrichten durch lokale Nachrichten ersetzt.
    Contribution Network
    Zuführungsnetzwerk basierend auf STI, wird zwischen Service, Service Multiplexer und Ensemble Multiplexer eingesetzt.
    Distribution Network
    Verteilnetzwerk basierend auf ETI oder EDI, wird zwischen Ensemble Multiplexer und den Sendern zum Verteilen des DAB-Ensembles eingesetzt.
    COFDM Modulator
    ist eine Baugruppe eines DAB-Senders, der die Modulation des FIC und der Sub-Channel durchführt, wobei ein spezielles Vielträgerverfahren dem sogenannten Coded Orthogonal Frequency-Division Multiplexing zur Anwendung kommt.
    CIF-Rahmen
    ist eine logische Einheit, die den FIC und die Sub-Channels für 24ms DAB-Aussendung zusammenfasst.
    Bezugszeichenliste
    • 101
    Ensemble-Multiplexer
    102
    ETI-Verteilnetzwerk
    103
    DAB-Sender
    104
    DAB-Empfänger
    105
    Ausstrahlungsbereich des globalen DAB-Ensembles
    106
    Ausstrahlungsbereich des lokalen DAB-Ensembles
    107
    Überlappungsbereich des globalen und lokalen DAB-Ensembles
    108
    lokaler Ensemble-Multiplexer
    109
    lokaler Audio- bzw. Datendienst
    110
    ETI-Verteilnetzwerk des lokalen DAB-Ensembles
    111
    DAB-Sender
    201
    Empfangsantenne
    202
    Hochfrequenzverteiler
    203
    frequenzselektiver Verstärker
    204
    regeneriertes DAB-Signal
    205
    Hochfrequenzumschalter
    206
    Sendeantenne
    207
    DAB-Empfangsmodul
    208
    Signal mit Zeitinformation
    209
    dekodierter FIC
    210
    Ensemble Multiplexer
    211
    ETI-Datenstrom
    212
    COFDM-Modulator bzw. DAB-Kleinstleistungssender
    213
    DAB-Signal mit Alarmmeldung
    214
    Audioquelle mit Alarmmeldung
    215
    Verteiler für Audiosignale
    216
    Audio-Encoder
    300
    erfindungsgemäße Vorrichtung
    301
    Empfangsantenne
    302
    digitaler IQ-Demodulator
    303
    digitale IQ-Daten mit regeneriertem DAB-Ensemble
    304
    Transmission-Mode-Detektor
    305
    Stellwert für Transmission Mode
    306
    Nullsymbol-Detektor
    307
    Signal für Start des Nullsymbols
    308
    Verarbeitungseinheit für PRS Analyse
    309
    Stellwert für Frequenzkorrektur
    310
    FIC-Demodulator
    311
    erste FIC-Verarbeitungseinheit
    312
    zweite FIC-Verarbeitungseinheit
    313
    dritte FIC-Verarbeitungseinheit
    314
    vierte FIC-Verarbeitungseinheit
    315
    Audioquelle mit Alarmmeldung
    316
    Verteiler für Audiosignale
    317
    Audio-Encoder für DAB-Plus
    318
    Audio-Encoder für DAB-Musicam
    319
    Audio-Encoder für DMB
    320
    MCI-Datenbasis
    321
    Konfigurationsdaten ersten Typs
    322
    Konfigurationsdaten zweiten Typs
    323
    Konfigurationsdaten dritten Typs
    324
    erste Audio-Verarbeitungseinheit
    325
    reformatierte Audio-Datenströme
    326
    zweite Audio-Verarbeitungseinheit
    327
    selektierte Audio-Datenströme
    328
    Generator für Fülldaten
    329
    generierte Daten-Sub-Channels
    330
    modifizierter FIC
    331
    Verzögerungsglied
    332
    Triggersignal für Start des DAB-Rahmen
    333
    COFDM-Modulator
    334
    digitale IQ-Daten mit DAB-Ensemble und Alarmmeldung
    335
    Umschalter für digitale IQ-Daten
    336
    digitaler IQ-Modulator
    337
    Sendeantenne
    338
    Oszillator
    339
    Systemtakt für digitalen IQ-Demodulator
    340
    Systemtakt für digitalen IQ-Modulator

Claims (8)

  1. Verfahren zum Einblenden von Alarmmeldungen innerhalb eines DAB-Gleichwellennetzes, wobei in dem DAB-Gleichwellennetz globale DAB-Signale als DAB-Ensemble ausgestrahlt werden und ein im DAB-Gleichwellennetz betriebener Sender die globalen DAB-Signale synchron zum DAB-Gleichwellennetz mit einem lokalen DAB-Signal überstrahlt, dessen Konfiguration aus dem FIC des globalen DAB-Signals abgeleitet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte
    (a) Verteilen (316) der einzublendenden Alarmmeldung (315) auf Audio-Encoder (317, 318, 319), die jeweils genau einen der im globalen DAB-Ensemble enthaltenen Audio-Standards umfassen;
    (b) Komprimieren der verteilten Alarmmeldung mittels der Audio-Encoder (317, 318, 319) auf eine Datenrate, die kleiner oder gleich der niedrigsten im globalen DAB-Ensemble vorkommenden Audio-Datenrate ist;
    (c) Reformatieren (324) der komprimierten Alarmmeldungen aus Schritt (b) auf jede im globalen DAB-Ensemble vorkommende Audio-Datenrate (321);
    (d) Auswahl (326) jeweils einer reformatierten Alarmmeldung (325) aus Schritt (c) pro Audio-Sub-Channel, welche die gleiche Datenrate und den gleichen Audio-Standard wie der jeweilige Audio-Sub-Channel des globalen DAB-Ensembles besitzt; und
    (e) Einblenden der im Schritt (d) ausgewählten Alarmmeldungen (327) in die jeweiligen Audio-Sub-Channels des lokalen DAB-Ensembles, umfassend die Teilschritte
    (i) Empfang eines globalen DAB-Ensembles (301) und Demodulation (310) des enthaltenen FIC;
    (ii) Anpassen (311) der im FIC aus Teilschritt (i) enthaltenen FIG 0/0, indem das Feld CIF-Count um eine Anzahl N erhöht wird, wobei N so gewählt wird, dass N*24ms größer oder gleich der Gesamtverarbeitungszeit für den FIC ist;
    (iii) Verkürzen (312) einer im FIC aus Teilschritt (ii) signalisierten Rekonfiguration um N CIF-Rahmen, wobei N dem Wert aus Teilschritt (ii) entspricht; und
    (iv) Einblenden des im Teilschritt (iii) gewonnenen FIC in das lokale DAB-Ensemble;
    umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einblenden im Schritt (e) die Teilschritte
    (e1) Empfang eines globalen DAB-Signals (301), Filterung, Demodulation und Wandlung in digitale IQ-Daten (303) mittels digitalem IQ-Demodulator (302), wobei die digitalen IQ-Daten das DAB-Basisbandsignal repräsentieren;
    (e2) Bestimmung des Transmission-Modes (305) mittels Transmission-Mode-Detektors (304), durch Auswertung der Länge des Nullsymbols innerhalb der digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1);
    (e3) Erzeugen eines Impulses (307) mittels Null-Symbol-Detektors (306), der den Beginn des Nullsymbols innerhalb der digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1) markiert;
    (e4) Analyse (308) des Phasenreferenzsymbols innerhalb der digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1) und Ableiten eines Stellwertes (309) zur Frequenzkorrektur;
    (e5) Demodulation (310) des FIC innerhalb der digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1);
    (e6) Anpassen (311) der im FIC aus Teilschritt (e5) enthaltenen FIG 0/0, indem das Feld CIF-Count um eine Anzahl N erhöht wird, wobei N so gewählt wird, dass N*24ms größer oder gleich der Gesamtverarbeitungszeit für den FIC ist;
    (e7) Verkürzen (312) einer im FIC aus Teilschritt (e6) signalisierten Rekonfiguration um N CIF-Rahmen, wobei N dem Wert aus Teilschritt (e6) entspricht;
    (e8) Extrahieren (313) der Ensemble-Konfiguration (MCI) aus dem FIC des Teilschritts (e7) und Einfügen dieser in die MCI-Datenbank (320);
    (e9) Bestimmen der im DAB-Ensemble verwendeten Audio-Datenraten (321) und der Audio-Standards durch Auswerten der MCI-Datenbank (320) aus Teilschritt (e8) ;
    (e10) Bestimmen der Konfiguration (322) der im DAB-Ensemble enthaltenen Audio-Sub-Channel durch Auswerten der MCI-Datenbank (320) aus Teilschritt (e8);
    (e11) Bestimmen der Konfiguration (323) der im DAB-Ensemble enthaltenen Daten-Sub-Channel durch Auswerten der MCI-Datenbank (320) aus Teilschritt (e8); und
    (e12) Generieren (328) von Fülldaten (329) für alle im DAB-Ensemble enthaltenen Daten-Sub-Channel, entsprechend der Konfiguration aus Teilschritt (e11);
    umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner den Schritt
    (e13) Austauschen (314) von Textinformationen der im FIC aus Teilschritt (e7) enthaltenen FIG 1/0, FIG 1/1, FIG 1/3, FIG 1/4, FIG 1/5 und FIG 1/6;
    umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner die Schritte
    (e14) Verzögern des Impulses (307) aus Teilschritt (e3) durch ein Verzögerungsglied (331), so dass der ausgegebene Startimpuls (332) genau auf den Beginn des nächsten Nullsymbols fällt;
    (e15) Bilden des DAB-Basisbandsignals (334) in Form digitaler IQ-Daten mittels COFDM-Modulator (333), durch Zusammenfassen und Modulieren des im Teilschritt (e7) oder (e13) gewonnenen FIC (330), der im Teilschritt (e12) generierten Inhalte der Daten-Sub-Channels (329) sowie der im Schritt (d) gebildeten Inhalte der Audio-Sub-Channels, wobei der COFDM-Modulator (333) die Stellgrößen Transmission-Mode (305) und Frequenzkorrektur (309) einbezieht und das Nullsymbol des DAB-Basisbandsignals (334) erst mit dem Startimpuls (332) aus Teilschritt (e14) ausgibt;
    (e16) Umschalten zwischen den digitalen IQ-Daten (303) aus Teilschritt (e1) und den digitalen IQ-Daten (334) aus Teilschritt (e15) mittels Schalter (335) je nach Gefahrensituation;
    (e17) Digitale Filterung des im Teilschritt (e16) gewählten IQ-Datenstroms mit anschließender Modulation auf die Frequenz des DAB-Gleichwellennetzes mittels digitalem IQ-Modulator (336);
    (e18) Bilden von Taktsignalen (339, 340) für den digitalen IQ-Demodulator (302) und den digitalen IQ-Modulator (336) mittels Oszillator (338) und Korrektur von Frequenzabweichungen über den Stellwert (309) aus Teilschritt (e4); und
    (e19) Abstrahlen des im Teilschritt (e17) erzeugten DAB-Signals (337) in einen lokal begrenzten Bereich;
    umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (e16) die Umschaltung innerhalb des Nullsymbols erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (e19) das Abstrahlen in den Bereich eines Tunnels erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Audio-Standards in Schritt (a) aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Audio-Standards nach ETSI EN 300 401 (Musicam), ETSI TS 102 563 (DAB-Plus) und ETSI TS 102 428 (DMB) umfasst.
  8. Vorrichtung zum Einblenden von Alarmmeldungen innerhalb eines DAB-Gleichwellennetzes, wobei in dem DAB-Gleichwellennetz globale DAB-Signale als DAB-Ensemble ausgestrahlt werden und synchron zum DAB-Gleichwellennetz mit einem lokalen DAB-Signal überstrahlt werden, dessen Konfiguration aus dem FIC des globalen DAB-Signals abgeleitet wird,
    umfassend
    (A) eine Einrichtung zum Verteilen (316) der einzublendenden Alarmmeldung (315);
    (B) genau einen Audio-Encoder (317, 318, 319) für jeden im globalen DAB-Ensemble vorkommenden Audio-Standard, wobei diese die Alarmmeldung von (A) auf eine Datenrate komprimieren, die kleiner oder gleich der kleinsten im globalen DAB-Ensemble vorkommenden Audio-Datenrate ist;
    (C) eine Verarbeitungseinheit (324) zum Reformatieren der komprimierten Alarmmeldungen von (B) auf jede im globalen DAB-Ensemble vorkommende Audio-Datenrate mittels Einfügen von Fülldaten;
    (D) eine Verarbeitungseinheit zur Auswahl (326) jeweils einer reformatierten Alarmmeldung (325) von (C) pro Audio-Sub-Channel, welche die gleiche Datenrate und den gleichen Audio-Standard wie der jeweilige Audio-Sub-Channel des globalen DAB-Ensembles besitzt; und
    (E) eine Verarbeitungseinheit zum Einblenden (333) der von (D) ausgewählten Alarmmeldungen (327) in die jeweiligen Audio-Sub-Channels des lokalen DAB-Ensembles, einschließlich
    (i) des Empfanges eines globalen DAB-Ensembles (301) und der Demodulation (310) des enthaltenen FIC;
    (ii) des Anpassens (311) der im FIC aus Teilschritt (i) enthaltenen FIG 0/0, indem das Feld CIF-Count um eine Anzahl N erhöht wird, wobei N so gewählt wird, dass N*24ms größer oder gleich der Gesamtverarbeitungszeit für den FIC ist;
    (iii) Verkürzen (312) einer im FIC aus Teilschritt (ii) signalisierten Rekonfiguration um N CIF-Rahmen, wobei N dem Wert aus Teilschritt (ii) entspricht; und
    (iv) des Einblendens des im Teilschritt (iii) gewonnenen FIC in das lokale DAB-Ensemble.
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