СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПРИЕМА ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 2011 года по МПК H04B7/08 

Изобретение относится к способу и устройству для приема высокочастотных сигналов посредством антенны или нескольких антенн согласно признакам конкретных ограничительных частей независимых формул изобретения.

Способы и устройства для разнесенного мобильного приема высокочастотных сигналов, в особенности для приема сигналов в автомобилях, известны. При приеме высокочастотных аналоговых сигналов, которые, в частности, содержат телевизионные программы, с помощью приемника с разнесенным приемом возможно во время приема телепрограммы автоматическое переключение между различными частотами с идентичным содержанием программы (один и тот же вещатель). Такой способ прием позволяет непрерывно принимать телевизионную программу и следить за ней во время движения автомобиля через различные области передачи, причем в пределах одной области передачи имеется передатчик, передающий телевизионную программу на определенной частоте, причем частота одной области передачи отличается от частоты передачи одной или нескольких других областей передачи. Этот способ, при котором приемник может принимать один и тот же сигнал сначала на одной определенной частоте, а далее на других частотах других областей передачи, известен и называется частотным разнесением. Если автомобиль покидает одну зону вещания, в которой программы определенного вещателя передают на одной определенной частоте, свойства приема ухудшаются, из чего следует, что при переходе из одной зоны вещания в другую свойства сигнала второй зоны передачи улучшаются, так что это используют в качестве критерия для того, чтобы принимать сигнал вещателя не на прежней частоте, а на другой, которую можно принимать с лучшим качеством. Это означает, что при переходе из одной области передачи в другую область передачи критерием переключения на с одной частоты вещателя с одним и тем же содержанием программы на другую являются свойства сигнала.

Помимо передачи аналоговых телевизионных программ и соответствующего этому аналогового приема передаваемых программ, передают, особенно в Европе, также и высокочастотные цифровые сигналы, прием которых осуществляют с помощью соответствующим образом сконструированных приемников. Эти высокочастотные цифровые сигналы также поступают с передатчиков, находящихся в области передачи, так что и в этом случае при приеме этих высокочастотных цифровых сигналах при переходе из одной области передачи в другую необходимо продолжать придерживаться вещателя, но переключаться с одного передатчика, сигналы которого принимали до сих пор, на другой передатчик, сигналы которого следует принимать. При переходе от одного цифрового передатчика к следующему цифровому передатчику в качестве критерия переключения также используют свойства сигнала. Кроме того, могут привлекать также прочие критерии, например уровень ошибок (Bit-Error-Rate).

В европейской заявке на патент ЕР-А-1126632 описано обычное устройство разнесенного по частоте приема, в котором высокочастотные сигналы принимают несколькими антеннами и передают их на последовательно подключенные тюнеры. Обработанные тюнерами сигналы поступают через устройство переключения на блоки демодуляции видео- или аудиосигнала, после чего их можно воспроизводить. Кроме того, предусмотрено устройство оценки, которое получает выходные сигналы от коррелятора аудиосигнала, коррелятора видеосигнала, коррелятора маркировки, а также от устройств демодуляции аудиосигнала, а кроме того, подчиняется управлению внешнего сигнала выбора режима работы. Выходные сигналы тюнеров проверяют с точки зрения их качеств (например, напряженности поля или качества), а в зависимости от результатов проверки возможно переключение с одного передатчика на другой.

То же самое относится к телевизионному приемнику, предназначенному для работы в автомобиле, описанному в германском патенте DE 19803058 С1. В этом случае выходные сигналы тюнеров также поступают на компаратор, причем сигналы, подаваемые на компаратор, представляют собой полные видеосигналы [(FBAS - цветной сигнал изображения-гашения-синхронизации)]. В зависимости от сигнала, снимаемого с выхода компаратора, в случае одинакового содержания демодулированных видеосигналов (при этом ни в коем случае речь не идет о содержании программ) сначала останавливают поиск, выполняемый в данный момент тюнером, который находится под управлением [компаратора], а продолжают поиск лишь тогда, когда оценка сигнала в схеме оценки перестает выдавать для сигнала этого тюнера результат, лучший, чем для сигнала, принимаемого в настоящий момент другим тюнером.

В германской заявке DE 2840533 А1 опубликовано описание радио- или телеприемника, работающего в автомобиле, имеющего по меньшей мере один блок высокой/промежуточной частоты, настраиваемый на передатчик программной цепочки, с автоматом поиска для настройки блока высокой/промежуточной частоты, с конечным усилителем выходного сигнала блока высокой/промежуточной частоты и устройством воспроизведения, запитываемым с конечного усилителя, причем предусмотрены два или более блока высокой/промежуточной частоты, расположенных параллельно, с общим автоматом поиска, подключаемым в каждом случае, или с отдельными автоматами поиска, выходы которых можно попеременно соединять с конечным усилителем через управляемый переключатель, и причем, кроме того, для управления переключателем и автомата поиска предусмотрена сравнивающая схема, входы которой сопряжены с выходами блоков высокой/промежуточной частоты, а на управляющие входы которой поступают данные измерения напряженности поля передатчиков, на которые настроены блоки высокой/промежуточной частоты, а сравнивающая схема построена таки образом, что программу, выбранную в одном из блоков высокой/промежуточной частоты и подаваемую через переключатель на конечный усилитель, находят с помощью автомата поиска в другом или в одном из других блоков высокой/промежуточной частоты, с приемом с другого передатчика той же программной цепочки, а затем, когда напряженность (сигнал) найденного передатчика превышает напряженность сигнала исходной настройки, другой блок высокой/промежуточной частоты соединяют через переключатель с конечным усилителем. При этом, следовательно, в качестве критерия переключения используют опять же свойства принимаемых высокочастотных сигналов (например, напряженность поля).

В германском патенте DE 29615897 U1 также описана известная сама по себе схема разнесения по частоте для мобильного приема высокочастотных сигналов, которая в основном состоит из дополнительного приемника и схемы оценки, во время поездки постоянно производящей поиск всех поступающих частот единожды настроенной программы и осуществляющей переключение главного приемника на частоту, в каждом случае имеющую наилучшее качество сигнала.

Кроме областей передачи, в которых передают только аналоговые высокочастотные сигналы или только высокочастотные цифровые сигналы, возможна ситуация, когда при смене областей передачи вследствие движения автомобиля получается переход из области аналоговой передачи в область цифровой передачи или наоборот.

Задача, которую соответственно призвано решить изобретение, - предложить способ, а также устройство для приема высокочастотных сигналов в автомобилях, при использовании которых при переходе из одной области передачи в другую сохраняется содержание принимаемой программы, а смена происходит быстро и незаметно.

Решения этой задачи можно достичь с помощью признаков, описанных в независимых формулах изобретения.

Согласно способу, с одной стороны, предусмотрено, что сигналы, принимаемые по меньшей мере одной антенной, проходят исследование на содержащиеся в них данные, а переключение с одного сигнала, принимаемого антенной, на другой сигнал, принимаемый антенной, происходит тогда, когда данные, содержащиеся в одном сигнале, соответствуют данным, содержащимся в другом сигнале. Этот способ используют тогда, когда для приема сигналов имеется только одна антенна (система без разнесения).

Дополнительно или в качестве альтернативы предусматривается, что сигналы, принимаемые по меньшей мере двумя антеннами, исследуют на предмет содержащихся в них данных, а переключение с одного принимаемого одной антенной сигнала на другой сигнал, принимаемый еще по меньшей мере одной антенной, производят тогда, когда данные, содержащиеся в одном сигнале, принимаемом одной антенной, оказываются идентичны данным второго сигнала, принимаемого другой антенной. Этот способ находит применение тогда, когда возможен прием сигналов более чем одной антенной (например, двумя, тремя, четырьмя или более чем четырьмя) (система с разнесением).

Использование данных, содержащихся в принимаемом сигнале, имеет то преимущество, в особенности при приеме телевизионных сигналов в движущихся автомобилях, что эти данные представляют определенную программу, передаваемую стационарным передатчиком, вне зависимости от того, передает ли стационарный передатчик эту программу цифровым или аналоговым способом. Если обнаруживается, что ту программу, которую до сих пор принимали через первую антенну, можно теперь принимать с лучшими свойствами через по меньшей мере еще одну антенну, в особенности при переходе из одной области передачи в другую область передачи, то сигналы, принимаемые второй антенной, подают на приемник для обработки и воспроизведения. При этом важно, что переключение производят на ту антенну, которая принимает программу, содержащую те же данные. Исследование на тождественное содержание отдельных сигналов, принимаемых отдельными антеннами, обладает тем преимуществом, что возможна очень быстрая проверка этих данных на соответствие или отклонение, например, с помощью сравнения должной и реальной величины. Если имеется соответствие (при лучшем качестве сигнала), то возможно переключение на вторую антенну. Если же соответствия нет, то можно продолжать прием прежнего вещателя через первую антенну до тех пор, пока на какой-либо другой антенне не обнаружится сигнал с тем же содержанием, но с лучшими свойствами. Ради полноты следует упомянуть, что под «первой антенной» понимают одну из многих антенн, и что автомобиль может быть оснащен по меньшей мере двумя или же более антеннами, постоянно принимающими высокочастотные сигналы, которые затем в подключенном приемнике (в частности, в процессоре разнесенного приема) проходят исследование и сравнение по признаку содержания и свойств сигнала.

Свойства сигналов - это их содержание и качество с точки зрения коэффициента битовых ошибок.

При реализации изобретения содержание принимаемых сигналов определяют по данным из интервала бланкирования (VBI, Vertical Blanking Interval). В интервале бланкирования содержатся различные пригодные к использованию данные, как, например, телетекст, строка данных и испытательные строки.

В усовершенствованном варианте изобретения определение содержащихся данных проводят, опираясь на название вещателя, программу которого передают и принимают. Этот способ работает особенно хорошо в случае программ, передаваемых цифровым способом, когда высокочастотные цифровые сигналы содержат также название вещателя (например, ARD). Если до сих про принимали такого вещателя, а автомобиль движется в области передачи, в котором передают сигнал того же вещателя, то этот сигнал принимают, а на основании соответствия осуществляют переключение на антенну с лучшим приемом сигнала с одинаковым программным содержанием.

В усовершенствованном варианте изобретения содержащиеся данные определяют на основании данных ТВ гида (Electronic Program Guide), или данных сервисной информации (Service Information), или данных программной специфической информации (Program Specific Information), так что идентичность или различие можно установить, опираясь на эти данные или их содержание.

Кроме того, согласно изобретению можно использовать для определения содержащихся данных несколько критериев, чтобы иметь возможность без сомнений переключать прием с одного передатчика одной области передачи на другого передатчика другой области передачи с тем же программным содержанием.

С точки зрения устройств испрашивается притязание на устройство, ввиду своей конструкции отличающееся пригодностью к реализации способа. Такое устройство включает в себя, например, несколько антенн, расположенных на автомобиле. Эти антенны подключены к процессору разнесенного приема, который, в свою очередь, соединен с приемником, причем приемник проводит обработку принятых высокочастотных сигналов и представляет их в должном виде (например, в виде визуальных и (или) акустических сигналов). Процессор разнесенного приема сконструирован с задачей переключения с одной антенны на другую, когда он получает предназначенный для этого сигнал. Согласно изобретению все это устройство в совокупности сконструировано так, что процессор разнесенного приема осуществляет переключение с одной антенны на другую, когда он сам или, при необходимости, приемник или другие устройства провели исследование содержащихся в принятых высокочастотных сигналах данных на предмет того, одинаково ли содержание программ. Если на нескольких, но, по меньшей мере двух, антеннах присутствуют программы с одинаковым содержанием, которые отличаются друг от друга с точки зрения свойств своих сигналов, то процессор разнесенного приема подключает к приемнику ту антенну, свойства сигнала которой лучше.

Для дальнейшего разъяснения изобретения предназначены нижеследующее описание и чертежи, которые, однако, не ограничивают изобретение.

На фиг.1 показаны различные передатчики в различных областях передачи,

на фиг.2 и 3 - переключение с одного передатчика на другой передатчик с тем же программным содержанием,

на фиг.4 - устройство для реализации способа.

На фиг.1 показан пример ситуации вещания, которая может возникнуть при проезде на автомобиле через участок местности с передатчиками. Предположим, сначала автомобиль находится, например, в аналоговой области 1. Продолжая движение, он прибывает в цифровую область 2, так что с помощью изобретения обнаруживают, что прием программы (например, телевизионной программы ZDF, далее - ZDF) осуществляется в аналоговой области 1 аналоговым образом, причем при переходе в цифровую область 2 прием программы ZDF продолжается, то есть содержание программы сохраняется, но прием осуществляется уже не аналоговым, а цифровым способом. Двигаясь дальше, автомобиль переходит из цифровой области 2 в цифровую область 3, причем прием программы ZDF должен продолжаться по-прежнему, но с другого передатчика. При дальнейшем движении автомобиль прибывает в аналоговую область 4, причем прием программы ZDF опять же должен продолжаться, однако более не цифровым, а аналоговым способом. В общей сложности изобретение позволяет достичь того, что прием программы, передаваемой с различных стационарных передатчиков 5-8 (в данном случае, например, ZDF), может происходить непрерывно, независимо от того, передает ли один из передатчиков 5-8 аналоговый или цифровой сигнал. Таким образом, изобретение предоставляет возможность переключения, когда автомобиль движется из одной области (аналоговой или цифровой) в другую (аналоговую или цифровую область).

Чтобы обеспечить возможность удержания одной и той же программы или одного и того же содержания программы при переходе из одной области в другую, используют критерии, упомянутые, в частности, в формуле изобретения, а именно данные, содержащиеся в принимаемых сигналах. Помимо определения содержания на основании интервала бланкирования, названия вещателя, сигнал которого передают и принимают, данных ТВ гида (EPG) или данных сервисной информации (SI), согласно изобретению предусмотрено, что содержащиеся данные определяют, опираясь на содержание телетекста, предлагаемого вещателем. Это показано на фиг.2 и 3, на которых представлен переход из аналоговой области в цифровую область. В качестве примера представлен телетекст, предлагаемый вещателем ZDF. На фиг.2 изображен прием телетекста, предлагаемого вещателем ZDF в режиме аналогового приема (из соображений наглядности - фрагмент). Информацию, представленную здесь, передают высокочастотные сигналы, излучаемые передатчиком, в форме данных, собираемых в наборы данных. Согласно изобретению определенные наборы данных, представленные на фиг.2, исследуют и сравнивают с наборами данных, которые представлены на фиг.3, и прием которых осуществляется другой антенной. Если при этом обнаруживают, что выбранные наборы данных (например, текстовая последовательность ZDF-text Mi 12.01.05) идентичны друг другу, как в случае, представленном на фиг.2 и 3, то возможно переключение с аналогового приема на цифровой. При определении критериев переключения (то есть наборов данных) следует выбирать такие наборы данных конкретного вещателя, которые не изменяются на протяжении возможного переключения. Индикация времени (14:38:44), также представленная на фиг.2 и 3, не годится для переключения, поскольку этот набор данных, естественно, постоянно изменяется. Это, следовательно, означает, что для разнесения между аналоговыми и цифровыми программами и между несколькими цифровыми программами необходима однозначная идентификация содержания программы (то же, что и набор данных). Соответствие содержания текстов, как это представлено на фиг.2 и 3 и описано здесь, обладает тем особенным преимуществом, что они применимы при всех переходах, представленных на фиг.1. Предпосылкой этого является наличие телетекста в программах, подлежащих приему. Если это не так, то [сравнение] содержания можно целесообразным образом провести на основании дальнейших данных, как описано выше.

В качестве альтернативы или дополнения к приведенному выше описанию справедливо следующее: ситуация приема не выглядит так, что на одной антенне осуществляется прием только одной программы, а на другой - всех остальных программ. Все антенны вносят вклад в прием программ. Настройку одной антенны (тракта) на программу сравнения (в новой области приема) проводят только для сравнения. Переключают же после этого снова все антенны.

На фиг.4 показан пример устройства для реализации способа согласно изобретению. Цифрой 9 обозначена антенна, которая изготовлена согласно диапазону принимаемых частот и размещена в соответствующем месте автомобиля. Если используют единственную антенну 9, то способ реализуют согласно элементам формулы изобретения 1, причем в этом случае системы разнесенного приема нет. Если используют более одной антенны, то есть согласно фиг.4 антенны 9-11 (или же более трех антенн, в общем случае „n" антенн, причем „n"≥1), то имеет место система с разнесением, работающая с признаками, описанными в пункте 1, или же - в качестве дополнения или альтернативы - с признаками по пункту 2. К каждой из антенн 9-11 подключены соответствующие приемники (тюнеры) 12-14, причем выходные сигналы приемников (не только данные тюнера 12) поступают на декодер MPEG. Сигналы же с его выхода отправляются по соответствующей шине на блок оценки 16, оснащенный логической схемой для реализации способа, памятью результатов и блоком управления и корреляции. В этом случае, когда предусмотрено несколько антенн 9-11 и принадлежащих к ним приемников 12-14, имеет место система разнесенного приема, в которой блок оценки 16 для выбора конкретной антенны 9-11 подает управляющие сигналы по шинам управления 17 на блок приемников, который подключает те тракты сигнала от конкретной антенны к блоку оценки 16, прием на которых лучше всех.

В этом варианте исполнения выходной сигнал декодера MPEG 15 также поступает на аналого-цифровой преобразователь. Это необходимо и оправдано, поскольку выходной сигнал декодера MPEG 15 в таком случае представляет собой цветной сигнал бланкирования (Farb-Bild-Austast-Synchron,), то есть является аналоговым и должен быть преобразован из аналогового в цифровой. В качестве альтернативы или дополнения возможен прямой тракт от декодера MPEG 15 непосредственно к блоку оценки 16.

Блок оценки 16, в свою очередь, включает в себя еще по меньшей мере один выход 19 (аналоговый или цифровой), дающий возможность воспроизводить сигналы (звуковые и (или) видеосигналы), принятые антеннами 9-11 и прошедшие обработку.

В конце тракта сигнала от приемников 12-14 к блоку оценки 16 подключены еще аналого-цифровые преобразователи, которые преобразуют поступающие от приемников 12-14 аналоговые сигналы в цифровые для их дальнейшей обработки в блоке оценки 16. Аналого-цифровые преобразователи могут быть предусмотрены отдельно между приемниками 12-14 и блоком оценки 16, а могут быть и интегрированы в приемники 12-14 и (или) блок оценки 16.

Условные обозначения

1. Первая область аналогового приема

2. Первая область цифрового приема

3. Еще одна область аналогового приема

4. Еще одна область цифрового приема

5. Передатчик

6. Передатчик

7. Передатчик

8. Передатчик

9. Антенна

10. Антенна

11. Антенна

12. Приемник (тюнер)

13. Приемник (тюнер)

14. Приемник (тюнер)

15. Декодер МРЕG

16. Блок оценки

17. Шина передачи сигналов

18. Блок памяти

19. Выход

20. Аналого-цифровой преобразователь

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении качества приема высокочастотных сигналов. Для этого несколько антенн приемника принимают сигналы, а к приемнику передают те сигналы, что представляют содержание программы, которую возможно выбирать заранее, причем, кроме того, возможен выбор по меньшей мере еще одной антенны, принимающей сигналы с тем же содержанием, но лучшими свойствами, причем согласно изобретению предусмотрено, что сигналы, принимаемые по меньшей мере одной антенной, проходят исследование на содержащиеся данные, а затем происходит переключение с одного принимаемого антенной сигнала на другой принимаемый антенной сигнал, если содержание одного сигнала тождественно содержанию другого сигнала, или что сигналы, принимаемые по меньшей мере двумя антеннами, исследуют на предмет содержащихся в них данных, а переключение с одного принимаемого одной антенной сигнала на другой сигнал, принимаемый еще по меньшей мере одной антенной, производят тогда, когда данные, содержащиеся в одном сигнале, принимаемом одной антенной, оказываются идентичны данным второго сигнала, принимаемого другой антенной. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ приема высокочастотных сигналов, при котором одна или несколько антенн приемника принимает или принимают сигналы, а к приемнику передают те сигналы, что представляют содержание программы, которую возможно выбирать заранее, причем при необходимости возможен выбор по меньшей мере еще одной антенны, принимающей сигналы с тем же содержанием, но лучшими свойствами, отличающийся тем, что сигналы, принимаемые по меньшей мере одной антенной, проходят анализ на содержание данных, а затем происходит переключение с одного принимаемого антенной сигнала на другой принимаемый антенной сигнал, если содержание одного сигнала тождественно содержанию другого сигнала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналы, принимаемые по меньшей мере двумя антеннами, анализируют на предмет содержания данных, а переключение с одного принимаемого одной антенной сигнала на другой сигнал, принимаемый еще по меньшей мере одной антенной, производят тогда, когда содержание данных в одном сигнале, принимаемом одной антенной, оказывается идентичным содержанию данных второго сигнала, принимаемого другой антенной.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание принимаемых сигналов определяют, в частности, по данным из вертикального интервала бланкирования (Vertical Blanking Interval).

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание определяют по содержанию телетекста, передаваемого вещателем.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание определяют по названию вещателя, сигнал которого передают и принимают.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержащиеся данные определяют на основании данных ТВ гида (Electronic Program Guide).

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержащиеся данные определяют на основании данных сервисной информации (Service Information).

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержащиеся данные определяют на основании данных программной специфической информации (Program Specific Information).

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание сигналов определяют при помощи комбинации по меньшей мере двух видов определения содержания данных, выбранных из группы, включающей определение по данным из вертикального интервала бланкирования (Vertical Blanking Interval), определение по содержанию телетекста, передаваемого вещателем, определение по названию вещателя, сигнал которого передают и принимают, определение на основании данных ТВ гида (Electronic Program Guide), определение на основании данных сервисной информации (Service Information), определение на основании данных программной специфической информации (Program Specific Information).