DE10200805A1

DE10200805A1 - Verfahren zur Auswahl von n Antennen und einer von m alternativen Empfangsfrequenzen in einer Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage sowie Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage

Info

Publication number: DE10200805A1
Application number: DE10200805A
Authority: DE
Inventors: Stefan Gierl; Joachim Wietzke; Erich Geiger
Original assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH; Harman Becker Automotive Systems Becker Division GmbH
Current assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2022-01-12
Also published as: AU2003206716A1; DE10200805B4; US20050054304A1; EP1464129A1; WO2003058847A1; US7277686B2

Abstract

Um eine Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage mit n Antennen (A1-An) und m Empfangsfrequenzen auf die beste Antenne-Frequenz-Kombination abzustimmen, ist jeder der n Antennen (A1-An) eine ZF-Stufe (Z1-Zn) zugeordnet. Für jede der n x m möglichen Antenne-Frequenz-Kombinationen wird in den ZF-Stufen (Z1-Zn) ein die Empfangsqualität repräsentierendes Qualitätssignal (Q1-Qnm) erzeugt. Aus den n x m Qualitätssignalen (Q1-Qnm) ermittelt ein digitaler Signalprozessor (DS) durch Vergleich die beste Antenne-Frequenz-Kombination. Die ausgewählte Antenne (A1) wird über einen Multiplexschalter (M) zum digitalen Signalprozessor (DS) durchgeschaltet, und die zugeordnete ZF-Stufe (Z1) wird auf die ermittelte Empfangsfrequenz abgestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswahl einer von n Antennen und einer von m alternativen Empfangsfrequenzen in einer Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage.
Die Erfindung betrifft weiter eine Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage zur Auswahl einer von n Antennen und einer von m alternativen Empfangsfrequenzen.

Eine Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage ist eine Funkempfangsanlage mit einem Funkempfänger, der an eine von mehreren, meist räumlich getrennten Antennen anschließbar ist und der auf eine von mehreren alternativen Empfangsfrequenzen abstimmbar ist. Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlagen werden z. B. in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Als Antennen dienen bevorzugt Scheibenantennen, die beispielsweise in die Scheiben des Kraftfahrzeuges integriert sind. Bei Betrieb der Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage, z. B. eine Rundfunkempfangsanlage, eine Fernsehempfangsanlage oder eine Telefonanlage, wählt eine Auswahlschaltung nach vorgebbaren Kriterien eine der Antennen zum Anschließen an den Funkempfänger aus. Eine Auswerteeinheit wählt eine der alternativen Empfangsfrequenzen aus, auf welche der Funkempfänger abgestimmt wird. Um den bestmöglichen Empfang zu erzielen, ist es erforderlich, die beste Antenne-Frequenz-Kombination zu finden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für eine Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage sowie eine Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage so zu gestalten, daß möglichst schnell und zuverlässig aus den Antennen der Empfangsanlage und den zur Verfügung stehenden Empfangsfrequenzen die beste Antenne-Frequenz-Kombination ermittelt wird.

Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, daß alle n × m möglichen Antenne-Frequenz-Kombinationen eingestellt werden, um die Empfangsqualität jeder der n × m möglichen Antenne-Frequenz- Kombinationen zu ermitteln, daß die n × m ermittelten Empfangsqualitäten miteinander verglichen werden und daß diejenige Antenne-Frequenz-Kombination mit der besten Empfangsqualität ausgewählt wird.

Vorrichtungsmäßig wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 7 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, daß jede der n Antennen an den Eingang einer ihr zugeordneten ZF-Stufe angeschlossen ist, daß die ZF-Ausgänge der n ZF-Stufen mit den n Eingängen eines Multiplexschalters verbunden sind, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers verbunden ist, daß der Ausgang des Analog-Digital-Wandlers mit dem Eingang eines digitalen Signalprozessors verbunden ist, an dessen Ausgang ein Demodulator angeschlossen ist, daß an jeder ZF-Stufe ein Qualitätsausgang vorgesehen ist, an dem ein die Empfangsqualität repräsentierendes Qualitätssignal abnehmbar ist, daß die Qualitätsausgänge der n ZF-Stufen mit n Qualitätseingängen des digitalen Signalprozessors verbunden sind, daß je ein Steuerausgang des digitalen Signalprozessors zur Einstellung der Empfangsfrequenz mit je einem Steuereingang der n ZF-Stufen verbunden ist und daß ein Steuerausgang des digitalen Signalprozessors mit dem Steuereingang des Multiplexschalters verbunden ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, bei einer Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage mit n Antennen die Empfangsqualität jeder Antenne mit jeder der m zur Verfügung stehenden Empfangsfrequenzen zu messen. Es werden daher alle n × m möglichen Antenne-Frequenz-Kombinationen gebildet und für jeder dieser Kombinationen die Empfangsqualität ermittelt. Es wird diejenige Antenne-Frequenz-Kombination eingestellt, welche die beste Empfangsqualität liefert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, für jede Antenne eine ZF-Stufe vorzusehen. Die Ausgänge der ZF-Stufen sind an die Eingänge eines Multiplexschalters angeschlossen, dessen Ausgang an den Eingang eines Analog-Digital-Wandlers angeschlossen ist. Der Ausgang des Analog-Digital-Wandlers ist mit dem Eingang eines digitalen Signalprozessors verbunden, an dessen Ausgang ein Demodulator angeschlossen ist. Der Demodulator kann aber z. B. auch im digitalen Signalprozessor integriert sein.
Jede der n ZF-Stufen wird auf jede der Empfangsfrequenzen abgestimmt. Für jede Empfangsfrequenz wird die Empfangsqualität bestimmt und im digitalen Signalprozessor ausgewertet, der die Antenne-Frequenz-Kombination mit der besten Empfangsqualität ermittelt. Der digitale Signalprozessor schaltet über den Multiplexschalter die gefundene Antenne an den Eingang des Analog-Digital-Wandlers und stimmt die zugehörende ZF-Stufe auf die gefundene Empfangsfrequenz ab.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage werden anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert.
Jede der n Antennen A1-An ist an den Eingang einer ihr zugeordneten ZF-Stufe Z1-Zn angeschlossen. Die Ausgänge der n ZF- Stufen Z1-Zn sind mit den Eingängen eines Multiplexschalters M verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Analog- Digital-Wandlers AD verbunden ist. Der Ausgang des Analog- Digital-Wandlers AD ist mit dem Eingang eines digitalen Signalprozessors DS verbunden, an dessen Ausgang ein Demodulator DM angeschlossen ist. An jeder ZF-Stufe Z1-Zn ist ein Qualitätsausgang vorgesehen, an dem ein Qualitätssignal Q1-Qn abnehmbar ist, das ein Maß für die Empfangsqualität darstellt. Diese Qualitätsausgänge der ZF-Stufen Z1-Zn sind an Qualitätseingänge des digitalen Signalprozessors DS angeschlossen. Die n Frequenzausgänge F1-Fn des digitalen Signalprozessors DS sind mit den Abstimmeingängen der ZF-Stufen verbunden. Der Schalterausgang des digitalen Signalprozessors DS ist mit dem Steuereingang des Multiplexschalters M verbunden.
Der digitale Signalprozessor DS stimmt jede der n ZF-Stufen Z1-Zn auf jede der m alternativen Empfangsfrequenzen ab, so daß alle n × m Antenne-Frequenz-Kombinationen gebildet werden. Jede ZF-Stufe Z1-Zn erzeugt für jede der m alternativen Empfangsfrequenzen ein Qualitätssignal Q1-Qnm. Es werden daher n × m Qualitätssignale Q1-Qnm erzeugt, die im digitalen Signalprozessor miteinander verglichen und ausgewertet werden. Der digitale Signalprozessor ermittelt anhand der n × m Qualitätssignale Q1-Qnm diejenige Antenne-Frequenz-Kombination, welche die beste Empfangsqualität bietet. Der digitale Signalprozessor schaltet den Multiplexschalter M auf die gefundene Antenne, z. B. die Antenne A1, und stimmt die zugehörende ZF-Stufe, z. B. die ZF-Stufe Z1, auf die gefundene Empfangsfrequenz ab. Der digitale Signalprozessor DS empfängt daher sein Empfangssignal von derjenigen Antenne-Frequenz-Kombination, welche sich durch die beste Empfangsqualität unter allen möglichen Antenne-Frequenz-Kombinationen auszeichnet.
Weil bereits in den ZF-Stufen Z1-Zn die Empfangsqualität ermittelt wird, ist eine Rückführung des ZF-Signals nicht erforderlich.
Die beste Empfangsfrequenz kann z. B. in bekannter Weise durch eine Qualitätsbewertung des ZF-Signals für die unterschiedlichen alternativen Empfangsfrequenzen ermittelt werden.
Die digitale Verarbeitung des ZF-Signals im digitalen Signalprozessor DS hat den Vorteil, daß die Erzeugung eines Umschaltsignales verhältnismäßig einfach ist. Außerdem lassen sich die durch Umschaltvorgänge verursachten Störungen auf einfache Weise unterdrücken oder austasten.
In jeder ZF-Stufe Z1-Zn sind ein Mischer, ein Phasenregelkreis und ein Mischoszillator vorgesehen.
Die ZF-Stufen lassen sich in vorteilhafter Weise in einem Baustein als integrierte Schaltungen integrieren. Vorzugsweise sind die ZF-Stufen Z1-Zn, der Multiplexschalter M, der Analog- Digital-Wandler AD, der digitale Signalprozessor DS und der Demodulator DM in einem einzigen Baustein integriert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein Empfänger mit einer Empfangsantenne auf einfache Weise zu der erfindungsgemäßen Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage erweitert werden kann. Bezugszeichenliste AD Analog-Digital-Wandler
A1-An Antenne
DM Demodulator
DS digitaler Signalprozessor
F1-Fn Frequenzausgang
M Multiplexschalter
Q1-Qnm Qualitätssignal
ZF1-ZFn ZF-Signal
Z1-Zn ZF-Stufe

Claims

1. Verfahren zur Auswahl einer von n Antennen (A1-An) und einer von m alternativen Empfangsfrequenzen in einer Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß alle n × m möglichen Antenne-Frequenz-Kombinationen eingestellt werden, um die Empfangsqualität jeder der n × m möglichen Antenne-Frequenz-Kombination zu ermitteln, daß die n × m ermittelten Empfangsqualitäten miteinander verglichen werden und daß die Antenne-Frequenz-Kombination mit der besten Empfangsqualität ausgewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Antenne (A1-An) eine ZF-Stufe (Z1-Zn) zugeordnet wird, daß jede ZF-Stufe (Z1-Zn) ein ZF-Signal (ZF1-ZFn) aus dem Antennensignal der an sie angeschlossenen Antenne (A1-An) erzeugt, daß jede ZF-Stufe (Z1-Zn) aus dem Antennensignal der an sie angeschlossenen Antenne (A1-An) ein die Empfangsqualität repräsentierendes Qualitätssignal (Q1-Qnm) erzeugt, daß die die Empfangsqualität repräsentierenden n × m Qualitätssignale (Q1-Qnm) in einem digitalen Signalprozessor (DS) miteinander verglichen und ausgewertet werden, daß der digitale Signalprozessor (DS) aus den n × m die Empfangsqualität repräsentierenden Qualitätssignalen (Q1-Qnm) die Antenne-Frequenz-Kombination mit der besten Empfangsqualität ermittelt, daß der digitale Signalprozessor (DS) den Ausgang der die beste Empfangsqualität liefernden ZF-Stufe (Z1) über einen Multiplexschalter (M) mit dem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers (AD) verbindet, dessen digitales Ausgangssignal dem Eingang des digitalen Signalprozessors (DS) zugeführt wird und daß das Signal am Ausgang des digitalen Signalprozessors (DS) einem Demodulator (DM) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Qualitätssignale (Q1-Qnm) digitalisiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ZF- Signale (ZF1-ZFn) digitalisiert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß für jede ZF-Stufe (Z1-Zn) ein Mischer, ein Phasenregelkreis und ein Mischoszillator vorgesehen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die ZF- Stufen (Z1-Zn) als integrierte Schaltkreise ausgeführt werden.

7. Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage zur Auswahl einer von n Antennen (A1-An) und einer von m alternativen Empfangsfrequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß jede der n Antennen (A1-An) an den Eingang einer ihr zugeordneten ZF-Stufe (Z1-Zn) angeschlossen ist, daß die ZF-Ausgänge (ZF1-ZFn) der n ZF-Stufen (Z1-Zn) mit den n Eingängen eines Multiplexschalters (M) verbunden sind, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers (AD) verbunden ist, daß der Ausgang des Analog-Digital-Wandlers (AD) mit dem Eingang eines digitalen Signalprozessors (DS) verbunden ist, an dessen Ausgang ein Demodulator (DM) angeschlossen ist, daß an jeder ZF-Stufe (Z1-Zn) ein Qualitätsausgang vorgesehen ist, an dem ein die Empfangsqualität repräsentierendes Qualitätssignal (Q1-Qnm) abnehmbar ist, daß die Qualitätsausgänge der n ZF-Stufen (Z1-Zn) mit n Qualitätseingängen des digitalen Signalprozessors (DS) verbunden sind, daß je ein Steuerausgang (F1-Fn) des digitalen Signalprozessors (DS) zur Einstellung der Empfangsfrequenz mit je einem Steuereingang der n ZF-Stufen (Z1-Zn) verbunden ist und daß ein Schalterausgang des digitalen Signalprozessors (DS) mit dem Steuereingang des Multiplexschalters (M) verbunden ist.

8. Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder ZF-Stufe (Z1-Zn) ein Mischer, ein Phasenregelkreis und ein Mischoszillator vorgesehen sind.

9. Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ZF- Stufen (Z1-Zn) in einem Baustein integriert sind.

10. Antennen- und Frequenzdiversityempfangsanlage nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ZF- Stufen (Z1-Zn), der Multiplexschalter (M), der Analog- Digital-Wandler (AD), der digitale Signalprozessor (DS) und der Demodulator (DM) in einem Baustein integriert sind.