[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von als Bit-Folge
vorliegenden, zyklisch wiederholten Daten in einem insgesamt nichtzyklisch wiederholten,
insbesondere gestörten, Radio-Daten-System(RDS)-Signal.
[0002] Es ist bekannt durch Mittelwertbildung über periodisch wiederkehrende Signalwerte
die in dem periodisch inneliegenden statistisch auftretenden Störungen herauszufiltern,
wodurch ein ungestörtes oder zumindest ein weniger gestörtes Signal entsteht, vgl.
Kress, Dieter; Irmer, Ralf: Angewandte Systemtheorie: kontinuierliche und zeitdiskrete
Signalverarbeitung; R. Oldenburger Verlag 1990, S.243 und 244.
[0003] RDS-Rundfunkempfänger besitzen die Möglichkeit, bei Verschlechterung des empfangenen
Signals einer bestimmten Frequenz automatisch auf eine alternative Frequenz des eingestellten
Rundfunksenders umzuschalten. Die zugehörigen alterniven Frequenzen eines eingestellten
Rundfunksenders werden mit dem RDS-Datenstrom übertragen und von dem Rundfunkempfänger
gespeichert. Da alle Rundfunkfrequenzen heutzutage an verschiedenen Orten unterschiedlichen
Rundfunksendern zugeordnet sind, muß vor dem Umschalten auf eine Alternativfrequenz
überprüft werden, ob auf der Alternativfrequenz tatsächlich derselbe Rundfunksender
sendet, also dasselbe Rundfunkprogramm zu empfangen ist. Dies wird meistens durch
probeweises Umschalten des Rundfunkempfangers auf die Alternativfrequenz und anschließendes
Auswerten des im übertragenen RDS-Datenstrom enthaltenen Programmidentifizierung(PI)-Codes
erreicht.
[0004] Im praktischen Betrieb treten oft Situationen auf, in denen die Qualität des empfangenen
Signales verschlechtert und eine potentielle Alternativfrequenz bereits empfangbar
ist, deren Empfangsqualität aber noch so gering ist, daß deren RDS-Signal nicht auswertbar
ist. Obwohl hierbei die subjektive Hörqualität auf der alternativen Frequenz bereits
besser sein kann als die der eingestellten Frequenz, kann das Gerät nicht auf die
neue Frequenz wechseln, weil eine Überprüfung des PI-Codes aufgrund des nicht auswertbaren
RDS-Signals nicht möglich ist.
[0005] Eine Verbesserung kann in dieser Situation dadurch erzielt werden, daß auf einen
Einrastvorgang des RDS-Decoders und evtl. auch auf einen CRC-Check verzichtet wird.
Da der gesuchte PI-Code aus den auf der eingestellten Frequenz empfangenen und gespeicherten
RDS-Daten bekannt ist, kann dieser als Bit-Muster direkt im RDS-Datenstrom gesucht
werden. Dieses Verfahren scheitert allerdings, wenn das Signal auf der Alternativfrequenz
relativ stark gestört ist, da dann der gesuchte, üblicherweise aus 16 Bit bestehende,
PI-Code nicht in einem Stück als Bit-Muster empfangen werden kann.
[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der zuvor genannten
Art derart weiterzubilden, daß eine Erkennung der Daten auch bei stärker gestörtem
RDS-Signal möglich ist.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mehrere Zyklen enthaltender
Teil des Datenstroms untersucht und eine statistische Auswertung der einzelnen Bit-Positionen
des betrachteten Zyklus' vorgenommen wird, und daß die gesuchten Daten aus dem Ergebnis
der statistischen Auswertung abgeleitet werden.
[0008] Die Erfindung macht sich dabei die Erkenntnis zunutze, daß die RDS-Daten im RDS-Datenstrom
zyklisch wiederholt werden. Beispielsweise der PI-Code wird in jeder RDS-Gruppe übertragen,
so daß beispielsweise bei einer Bit-Frequenz des RDS-Datenstromes von 1187,5 Hz und
einer Gruppenlänge von 104 Bits der im A-Block angeordnete PI-Code etwa 11 mal pro
Sekunde übertragen wird.
[0009] Auch wenn jeder der übertragenen A-Blocks durch zufällige Bit-Fehler aufgrund der
schlechten Empfangsqualität ungültig wird, so ist es doch sehr unwahrscheinlich, daß
immer die gleichen Bits des A-Blocks von der Störung betroffen sind. Untersucht man
nun den Datenstrom über einen längeren Zeitraum, so daß mehrere RDS-Gruppen erfaßt
werden, so kann durch statistische Auswertung der einzelnen Bit-Positionen die ursprüngliche
Information wieder hergestellt werden, zumindest solange die Bit-Fehlerzahl kleiner
als 50% ist. Durch die statistische Auswertung liegt also die ursprüngliche Bit-Folge
vor, welcher dann der gesuchte PI-Code entnommen werden kann. Damit kann der PI-Code
verifiziert und der Rundfunkempfänger auf die neue Frequenz umgeschaltet werden.
[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß eine Auswertung des RDS-Signals
schon bei geringen Feldstärken möglich ist. Dies hat unter anderem zur Folge, daß
dem Rundfunkempfänger eine größere Anzahl von verifizierten Alternativfrequenzen zur
Verfügung steht, auf die eine Umschaltung erfolgen kann. Zudem stehen die Informationen
über neue Alternativfrequenzen früher zur Verfügung. Insgesamt wird daher durch die
Erfindung die Empfangsqualität des Rundfunkempfängers verbessert.
[0011] Bevorzugt wird jeder Bit-Position des betrachteten Zyklus der Wert "0" zugeordnet,
wenn bei weniger als der Hälfte der untersuchten Zyklen an dieser Bit-Position der
Wert "1" festgestellt wurde, und umgekehrt wird jeder Bit-Position der Wert "1" zugeordnet,
wenn bei mehr als der Hälfte der untersuchten Zyklen an dieser Bit-Position der Wert
"1" festgestellt wurde. Dies stellt sicher, daß praktisch immer eine verwertbare Bit-Folge
erhalten wird. Selbstverständlich kann die erforderliche Prozentzahl für einen positiven
Eintrag an den jeweiligen Bit-Positionen auch höher angesetzt werden, um die Fehlerwahrscheinlichkeit
zu verringern.
[0012] Zur Durchführung der statistischen Auswertung kann bevorzugt der RDS-Datenstrom durch
ein Schieberegister geschoben werden, dessen Länge der Anzahl der Bit-Positionen des
betrachteten Zyklus' entspricht. Jeder Bit-Position des Fehlerregisters ist dabei
ein Zähler zugeordnet, dessen Zählerstand jeweils um "1" erhöht wird, wenn nach Durchschieben
einer der Länge des Schieberegisters entsprechenden Anzahl von Bits an dieser Bit-Position
der Wert "1" vorliegt. Nach dem Durchschieben von n Zyklen werden die Zähler ausgewertet.
Weist ein Zähler den Stand "0" auf, dann ist das jeweilige Bit eindeutig "0", denn
es war in allen empfangenen Zyklen "0". Ebenso bedeutet der Zählerstand "n", daß das
jeweilige Bit eindeutig "1" ist. Zusätzlich werden die Zählerstände zwischen "0" und
"n/2" dem Wert "0" und die Zählerstände zwischen "n/2" und "n" dem Wert "1" zugeordnet.
Wie bereits zuvor gesagt, können auch andere Grenzen für die Zuordnung der Zählerstände
gewählt werden.
[0013] Die gesuchten Daten müssen nun als Bit-Muster in der durch die statistische Auswertung
erhaltenen Bit-Folge vorhanden sein. Das Auffinden der Daten kann nach einer Ausgestaltung
der Erfindung durch Vergleich der Bit-Positionen auf das Vorhandensein des gesuchten
Bit-Musters erfolgen. Dies ist beispielsweise durch einen einfachen Verschiebe- und
Vergleichsvorgang möglich.
[0014] Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die sich aus der statistischen
Auswertung ergebende Bit-Folge des betrachteten Zyklus' einem RDS-Blockerkennungs-Algorithmus
unterworfen werden, um einen die gesuchten Daten enthaltenden Datenblock in der Bit-Folge
des betrachteten Zyklus' zu erkennen und dessen Bit-Folge zu bestimmen. So kann beispielsweise
der A-Block, welcher aus dem PI-Code mit 16 Bit und dem CRC-Code mit 10 Bit besteht,
detektiert und anschließend der PI-Code hieraus bestimmt werden. Durch diese Vorgehensweise
wird die Fehlerquote des Verfahrens verringert.
[0015] Neben der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung des PI-Codes
eines empfangenen Rundfunk-Signals kann dieses auch zur Erkennung von anderen RDS-Service-Daten,
insbesondere PTY(Programmtyp)-Daten, PS(Programm-Servicename)-Daten und TP(traffic-Programm)-Daten
verwendet werden.
[0016] Eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der beigefügten
Zeichnungen erläutert. Die Figur 1 zeigt hierbei eine schematische Darstellung eines
Schieberegisters mit zugeordneten Zählern. Die Figur 2 zeigt einen schematisierten
Aufbau eines RDS-Empfängers.
[0017] Wie aus Figur 2 zu entnehmen ist, wird der RDS-Datenstrom, der sich teilweise aus
zyklisch wiederholenden Daten und aus sich verändernden Daten zusammensetzt, dem RDS-Empfänger
10 über den Eingang 15 zugeführt. Der RDS-Datenstrom wird dann einer Auswerteeinheit
12 zugeleitet, in welcher eine statistische Auswertung der zyklisch wiederholten Daten
vorgenommen wird. Diese erfolgt beispielsweise, indem eine Bit-positionsbezogene Mittelung
über das aktuell empfangene RDS-Signal und das aus früheren Zyklen gebildete, früher
gemittelte Signal vorgenommen wird. Das gemittelte frühere Signal wird dabei aus der
Speichereinheit 11 entnommen und das neu ermittelte Mittel neu in die Speichereinheit
11 einbeschrieben. Bereits nach wenigen Zyklen ist das gemittelte Signal nahezu frei
von statistischen Fehlern und kann dann mittels der Einheit 13 zur Weitergabe des
statistisch aufbereiteten RDS-Signals an den RDS-Demodulator 14 weitergeleitet werden,
wo die fehlerfreien, zyklisch wiederholten RDS-Daten wie beispielsweise der PI-Code,
die PTY-Daten, die PS-Daten, die TP-Daten oder ähnliche demoduliert werden. Vorzugsweise
wird das gemittelte RDS-Signal bitweise an den Demodulator 14 weitergeleitet, da dieser
das gemittelte RDS-Signal ebenso bitweise demoduliert. Die Anzahl der zur Mittelung
oder statistischen Auswertung herangezogenen Zyklen wird als ein Kompromiß zwischen
großer Fehlerfreiheit, also große Zyklenzahl, und hoher Geschwindigkeit, also geringer
Zyklenzahl, gewählt.
[0018] Bei der in Figur 1 dargestellten Variante wird das RDS-Signal in einem Schieberegister
1 ausgewertet, das eine Länge von 104 Bits aufweist. Dementsprechend sind 104 Zähler
2 jeweils einer Bit-Position des Schieberegisters 1 zugeordnet.
[0019] Das empfangene RDS-Signal wird gemäß den Pfeilen 3 auf der einen Seite in das Schieberegister
1 eingeschoben und verläßt dieses auf der anderen Seite wieder. Sobald jeweils 104
Bit in das Schieberegister 1 eingeschoben wurden, wird bei jeder "1" im Schieberegister
1 der entsprechende Zähler 2 um "1" erhöht. Nachdem n RDS-Gruppen mit jeweils 104
Bits auf diese Weise durch das Schieberegister 1 geschoben und untersucht wurden,
wird der Zählerstand, der in der Zeichnung jeweils durch einen schwarzen, senkrechten
Balken 4 dargestellt ist, ausgewertet. Hat ein Zähler den Stand "0", dann ist das
jeweilige Bit "0", hat er den Zählerstand n, dann ist das jeweilige Bit "1". Bei Zählerständen
zwischen "0" und "n/2" wird dem Bit der Wert "0", bei Zählerständen zwischen "n/2"
und "n" der Wert "1" zugeordnet.
[0020] Die so erhaltene Bit-Folge 5, die in der Zeichnung unterhalb der Zähler 3 beispielhaft
dargestellt ist, wird für die weitere Auswertung verwendet. Das heißt, die gesuchten
Daten werden beispielsweise durch Überprüfen der sich aus den Zählerständen ergebenden
Bit-Folge 5 auf das Vorliegen eines bestimmten Bit-Musters ermittelt. Alternativ kann
die aus den Zählerständen erhaltene Bit-Folge 5 einem RDS-Blockerkennungs-Algorithmus
unterworfen werden, um einen bestimmten Block, der die gesuchten Daten enthält, beispielsweise
den A-Block zu detektieren. Ist der gesuchte Block erkannt, so können dessen einzelne
Bit-Positionen ausgelesen und daraus die gesuchten Daten erhalten werden.
[0021] Wird die Länge des Schieberegisters und damit die Anzahl der Zähler vergrößert, so
können neben PI-, TP- und PTY-Code auch weitere Informationen, beispielsweise der
Programmservicenahme aus einem gestörten RDS-Signal gewonnen werden.
1. Verfahren zur Erkennung von als Bit-Folge vorliegenden, zyklisch wiederholten Daten
in einem, insbesondere gestörten, Radio-Daten-System(RDS)-Signal,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein mehrere Zyklen enthaltender Teil des Datenstroms untersucht, daß eine statistische
Auswertung der einzelnen Bit-Positionen des betrachteten Zyklus' vorgenommen und daß
die sich aus der statistischen Auswertung ergebende Bit-Folge des betrachteten Zyklus'
einem RDS-Blockerkennungs-Algorithmus unterworfen wird, um mindestens einen die gesuchten
Daten enthaltenden Datenblock in der Bit-Folge des betrachteten Zyklus' zu erkennen
und dessen Bit-Folge zu bestimmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Bit-Position des betrachteten Zyklus' der Wert "0" zugeordnet wird, wenn
bei weniger als der Hälfte der untersuchten Zyklen an dieser Bit-Position der Wert
"1" festgestellt wurde, und der Wert "1", wenn bei mehr als der Hälfte der untersuchten
Zyklen an dieser Bit-Position der Wert "1" festgestellt wurde.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der RDS-Datenstrom durch ein Schieberegister (1) mit einer dem betrachteten Zyklus
entsprechenden Anzahl von Bit-Positionen geschoben wird, und daß jeder Bit-Position
ein Zähler (2) zugeordnet ist, dessen Zählerstand jeweils um "1" erhöht wird, wenn
nach Durchschieben einer der Anzahl von Bit-Positionen des Schieberegisters (1) entsprechenden
Anzahl von Bits an dieser Bit-Position der Wert "1" vorliegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die sich aus der statistischen Auswertung ergebende Bit-Folge des betrachteten
Zyklus' durch Vergleich der Bit-Positionen auf das Vorhandensein eines bestimmten
Bit-Musters untersucht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verfahren zur Erkennung des Programmidentifizierungs(PI)-Codes eines empfangenen
Rundfunksignals verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß n RDS-Gruppen zu insbesondere je 104 Bits untersucht werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß dieses Verfahren verwendet wird, um beim probeweisen Umschalten auf eine Alternativfrequenz
den PI-Code des empfangenen Rundfunksenders zu verifizieren, insbesondere ohne den
RDS-Decoder einzurasten und / oder einen CRC-Check durchzuführen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verfahren zur Erkennung der PTY(Programmtyp)-Daten und/oder PS(Programm-Servicenahme)-Daten
und / oder der TP-Daten verwendet wird.
9. RDS-Empfänger (10), der nach einem der vorstehenden Verfahren zur Erkennung von als
Bit-Folge vorliegenden, zyklisch wiederholten Daten in einem, insbesondere gestörten,
Radio-Daten-System(RDS)-Signal arbeitet, mit einer Speichereinheit (11) zur Aufnahme
der Daten eines empfangenen Zyklus, mit einer Auswerteeinheit (12)zum Bit-positionsbezogenen
Vergleich bzw. zur Bit-positionsbezogenen statistischen Auswertung der Daten des aktuell
empfangenen Zyklus in der Speichereinheit mit den statistisch aufbereiteten Daten
früher empfangener Zyklen sowie mit einer Einheit (13) zur insbesondere bitweisen
Weiterleitung des Ergebnisses der statistischen Auswertung an einen RDS-Demodulator
(14).