Empfangsvorrichtung für digitale Rundfunksysteme

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von digitalen Audiosignalen von digitalen Rundfunksystemen in analoge Audiosignale, die an einem Lautsprecher oder dergleichen ausgebbar sind, wobei bei einem Ausfall des Empfangs des digitalen Audiosignals und/oder Wiederempfang des digitalen Audiosignals nach einem Ausfall die Amplitude des analogen Audiosignals graduell auf einen ersten Wert verringert und/oder zweiten Wert erhöht wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von digitalen Audiosignalen von digitalen Rundfunksystemen in analoge Audiosignale, die an einen Lautsprecher oder dergleichen ausgebbar sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Vorrichtung.

[0002] Digitale Rundfunksysteme, beispielsweise die digitalen Standards DRM (Digital Radio Mondiale) und DAB (Digital Audio Broadcasting), ermöglichen, Radioprogramme sowie programmbegleitende Datendienste digital zu übertragen. Durch die Verwendung eines geeigneten Modulationsverfahrens, beispielsweise OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) einschließlich Schutzintervall, und eines Fehlerkorrekturverfahrens kann ein zumindest nahezu störungsfreier Empfang der digitalen Rundfunksignale gewährleistet werden.

[0003] Bei digitalen Rundfunksystemen tritt im Gegensatz zu analogen Rundfunksystemen bei einer schrittweisen Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses der gesendeten Signale zunächst keine Veränderung der Qualität des Radioempfangs ein. Ab einer bestimmten Schwelle jedoch bricht der Radioempfang abrupt ab, weil der Radioempfänger den empfangenen Datenstrom nicht mehr decodieren kann. Der Radioempfänger kennt somit nur zwei Zustände: guter Empfang oder kein Empfang. Ein derart abrupter Wechsel zwischen den Empfangszuständen ist für viele Hörer so ungewöhnlich, dass er als Beeinträchtigung des Hörgenusses empfunden wird.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Hörern von digitalen Rundfunkprogrammen einen möglichst hohen Hörgenuss zu verschaffen.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt für ein Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass bei einem Ausfall des Empfangs des digitalen Audiosignals und/oder Wiederempfang des digitalen Audiosignals nach einem Ausfall die Amplitude des analogen Audiosignals graduell auf einen ersten Wert verringert und/oder zweiten Wert erhöht wird.

[0006] Für eine Vorrichtung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 5 und insbesondere dadurch gelöst, dass erste Mittel vorgesehen sind, die bei einem Ausfall des Empfangs des digitalen Audiosignals und/oder Wiederempfang des digitalen Audiosignals nach einem Ausfall zur graduellen Verringerung und/oder Erhöhung der Amplitude des analogen Audiosignals auf einen ersten Wert und/oder zweiten Wert ausgelegt sind.

[0007] Unter einem Ausfall des Empfangs des digitalen Audiosignals ist zu verstehen, dass der Datenstrom des digitalen Audiosignals schlagartig nicht mehr decodiert werden kann, d.h. die Feldstärke des empfangenen Signals hat einen Schwellwert unterschritten, ab dem das Signal nicht mehr decodierbar ist. Die Erfindung umfasst insbesondere nicht, dass die Amplitude des analogen Audiosignals bereits im Vorfeld eines zu erwartenden Ausfalls, der sich durch eine sich verschlechternde Empfangsqualität, beispielsweise durch eine sinkende Empfangsfeldstärke oder eine steigende Bitfehlerrate, ankündigen kann, verändert wird.

[0008] Bei Verwendung eines hierarchischen Modulationsverfahrens können zwei unterschiedliche Datenströme gleichzeitig übertragen werden. Beispielsweise kann das gleiche Programm mit einer ersten, hohen Qualität bei hohen Anforderungen an das Signal-Rausch-Verhältnis und zugleich mit einer zweiten, geringeren Qualität bei höherer Robustheit übertragen werden. Verschlechtert sich die Empfangsqualität, kann somit zunächst auf einen Empfang mit geringerer Qualität umgeschaltet werden. Dies wird allgemein als "Graceful Degradation" bezeichnet. Unter einem Ausfall des Empfangs des digitalen Audiosignals im Sinne dieser Anmeldung ist zu verstehen, dass das empfangene digitale Signal überhaupt nicht mehr decodiert werden kann, d.h. auch nicht mit geringerer Qualität.

[0009] Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Wechsel zwischen den beiden Empfangszuständen weniger abrupt vonstatten geht, als dies bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen der Fall ist. Durch die graduelle, d.h. allmähliche, insbesondere schrittweise oder kontinuierliche Verringerung und/oder Erhöhung der Amplitude des analogen Audiosignals, kann ein für den Zuhörer sanfter bzw. weicher Wechsel zwischen den beiden Empfangszuständen erreicht werden, da die Verringerung und/oder Erhöhung der Amplitude eine entsprechende Änderung der Lautstärke eines angeschlossenen Lautsprechers bedingt.

[0010] Dabei ist unter dem analogen Audiosignal dasjenige Signal zu verstehen, das letztendlich an den Lautsprecher ausgegeben wird. Das graduelle Herunterfahren der Lautstärke bei einem Ausfall des Empfangs kann als "Soft-Mute" bezeichnet werden. Unter dem digitalen Audiosignal ist ein HF-Signal mit digitalem Modulationsinhalt zu verstehen, das zumindest digitale Audioinformationen enthält. Das ausgesendete Signal kann aber auch digitale Zusatzdienste oder Datendienste und gegebenenfalls mehrere digitale Audiokanäle enthalten.

[0011] Bei einem Ausfall des Empfangs des digitalen Audiosignals, d.h. sobald der Ausfall tatsächlich stattgefunden hat, wird die Amplitude des analogen Audiosignals gewissermaßen vorausschauend graduell auf einen ersten Wert, der insbesondere dem Wert Null entspricht, verringert. Dies ist insbesondere deshalb möglich, da aufgrund interner Signallaufzeiten bei der digitalen Signalverarbeitung, die ungleich Null sind, die Empfangsvorrichtung bereits damit beginnen kann, die Amplitude des Audiosignals graduell zu reduzieren, bevor das Ende des unmittelbar vor dem Ausfall des Empfangs noch decodierten und weiterverarbeiteten Datenstroms des digitalen Audiosignals den Ausgang der Empfangsvorrichtung überhaupt erreicht.

[0012] Bei einem Wiederempfang des digitalen Audiosignals nach einem Ausfall des Empfangs wird das analoge Audiosignal nicht sofort mit der Amplitude, die dem zweiten Wert entspricht, an einen nachgeschalteten Lautsprecher ausgegeben, sondern graduell auf den zweiten Wert erhöht, d.h. das Radioprogramm wird allmählich wieder eingeblendet. Der zweite Wert der Amplitude des analogen Audiosignals entspricht bevorzugt dem vor dem Ausfall eingestellten Wert.

[0013] Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht also darin, dass das Lauter- und Leiserwerden (Fading) des empfangenen Radioprogramms, d.h. ein allmählicher Verlust bzw. ein allmähliches Wiedergewinnen des Empfangs, wie dies bei herkömmlichen analogen AM- und FM-Rundfunksystemen der Fall ist, für digitale Rundfunksysteme simuliert werden kann. Der Hörer fühlt sich folglich in seinem gewohnten, durch die analogen Rundfunksysteme geprägten Hörempfinden nicht gestört.

[0014] Vorzugsweise erfolgt die Beeinflussung des insbesondere zu diesem Zeitpunkt bereits demodulierten Audiosignals, die letztendlich in der Verringerung bzw. Erhöhung der Amplitude des an den Lautsprecher ausgegebenen analogen Audiosignals resultiert, in der digitalen Domäne der Signalverarbeitung. Die Weiterverarbeitung und Verteilung des derart beeinflussten Signals kann ebenfalls vollständig in der digitalen Domäne erfolgen (I2S, SPDIF, MOST, PCM). Selbst die Übertragung zu einer Endstufe, sowie die Verarbeitung in einer NF-Endstufe kann digital erfolgen (Class-D-Verstärker).

[0015] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung angegeben.

[0016] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein aus dem digitalen Audiosignal abgeleitetes, decodiertes, insbesondere in digitaler Form vorliegendes Audiosignal zeitlich verzögert. Hierfür können Verzögerungsmittel, bevorzugt eine Speichereinrichtung, vorgesehen sein. Durch die Verzögerung kann die Zeitspanne zwischen dem Decodieren der empfangenen Daten und dem späteren Anliegen dieser dann in analoger Form vorliegenden Daten an dem Ausgang der Empfangsvorrichtung erhöht werden. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da ohne die Verzögerung die Signallaufzeit zur Verarbeitung der empfangenen Signale in der Regel nicht lange genug ist, um bei einem Ausfall des Empfangs ein für den Hörer wahrnehmbares graduelles Ausblenden des Radioprogramms zu ermöglichen.

[0017] Die Speichereinrichtung kann als FIFO-Speicher (First-In-First-Out) ausgebildet sein. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Speicherarten denkbar. Insbesondere kann ein bereits vorhandener Speicher eines Interleavers, gegebenenfalls mit entsprechender Erweiterung, verwendet werden.

[0018] Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Zeitdauer bis zum Erreichen des ersten Werts, der insbesondere dem Wert Null entspricht, und/oder zweiten Werts, der insbesondere dem vor dem Ausfall eingestellten Wert entspricht, durch einen Benutzer eingestellt wird. Die Dauer der Übergangsphase von dem einen Zustand auf den anderen Zustand kann hierdurch dem individuellen Geschmack des jeweiligen Hörers angepasst werden. Insbesondere ist es möglich, dass die Zeitdauer bei der Verringerung der Amplitude und die Zeitdauer bei der Erhöhung der Amplitude voneinander abweichen.

[0019] Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei einem Ausfall des Empfangs, bei einem Wiederempfang nach einem Ausfall und/oder zwischen einem Ausfall des Empfangs und einem Wiederempfang nach einem Ausfall, insbesondere mittels zweiter Mittel, ein Rauschsignal erzeugt, das dem analogen Audiosignal überlagert wird. Dies erfolgt bevorzugt in der digitalen Domäne der Signalverarbeitung. Da bei analogen Rundfunksystemen der Sender bei schlechtem Empfang rauscht, kann hierdurch das Hörempfinden bei digitalen Rundfunksystemen noch mehr dem gewohnten Hörempfinden bei analogen Rundfunksystemen nachempfunden werden. Ferner kann durch das erzeugte Rauschsignal eine absolute Stille zwischen einem Ausfall des Empfangs und einem Wiederempfang nach einem Ausfall vermieden werden. Bei ungestörtem Empfang wird bevorzugt kein Rauschsignal generiert.

[0020] Vorzugsweise wird die Amplitude des Rauschsignals in Abhängigkeit von der Amplitude des analogen Audiosignals eingestellt. Insbesondere kann die Lautstärke des Rauschens gegenläufig zu der Lautstärke des Radioprogramms geregelt sein, d.h. nimmt die Lautstärke des Radioprogramms ab, nimmt der Rauschpegel zu und umgekehrt.

[0021] Ferner kann erfindungsgemäß eine Eingabeeinheit vorgesehen sein, die bei entsprechender Betätigung durch einen Benutzer die ersten Mittel wahlweise aktiviert oder deaktiviert. Hierdurch bleibt es dem Hörer oder Benutzer überlassen, ob er bei einem Wechsel zwischen den beiden Empfangszuständen einen abrupten oder eher sanften Übergang in der Lautstärke des empfangenen Radioprogramms wünscht.

[0022] Die Vorteile der Erfindung kommen besonders gut dann zum Tragen, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung als Autoradio ausgebildet ist. Bei einem in einem Kraftfahrzeug eingebautem Autoradio kann ein Wechsel zwischen den beiden Empfangszuständen besonders häufig auftreten, da bei gewöhnlicher Verwendung des Kraftfahrzeugs, d.h. während der Fahrt, das Kraftfahrzeug räumliche Bereiche mit wechselnden Signal-Rauschverhältnissen durchquert.

[0023] Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung erläutert. Diese zeigt ein vereinfacht dargestelltes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung für digitale Rundfunksysteme.

[0024] Die Figur zeigt eine Empfangseinheit 10 zur Umwandlung von digitalen Audiosignalen, die auch zusätzliche Datendienste umfassen, von digitalen Rundfunksystemen in analoge Audiosignale, die an eine Antenne 12, die die digitalen Audiosignale empfängt, angeschlossen ist. Die von dem Empfangsgerät 10 erzeugten analogen Audiosignale werden an einen Lautsprecher 14 ausgegeben. Alternativ können auch mehrere Lautsprecher vorgesehen sein. Das Empfangsgerät 10 stellt zusammen mit einem Display 16, auf dem die zusätzlichen Datendienste darstellbar sind, und einem Bedienfeld 18 beispielsweise ein für den mobilen Betrieb geeignetes Autoradio dar.

[0025] Innerhalb der Empfangseinheit 10 wird das empfangene digitale Audiosignal demoduliert und decodiert. Anschließend durchlaufen die decodierten Daten eine auf dem FIFO-Verfahren (First-In-First-Out) basierende, nicht dargestellte Speichereinrichtung, um die interne Signallaufzeit zu erhöhen und eine ausreichende Verzögerung der Ausgabe des Audiosignals an den Lautsprecher 14 zu erreichen. Die interne Signallaufzeit kann mit Hilfe des FIFO-Speichers beispielsweise auf einen Wert zwischen 0,5s und 1s oder jeden beliebig anderen niedrigeren oder höheren Wert eingestellt werden.

[0026] Die Empfangseinheit 10 umfasst erste Mittel 20, beispielsweise einen digitalen Signalprozessor, die bei einem Ausfall des Empfangs des digitalen Audiosignals die Lautstärke des Lautsprechers 14 graduell auf Null reduzieren, bevor es zum totalen Signalausfall kommt. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Amplitude der in der Speichereinrichtung gepufferten, bereits decodierten Daten graduell auf Null gefahren wird. Sobald das digitale Audiosignal wieder empfangen werden kann, erhöhen die ersten Mittel 20 die Lautstärke auf den vor dem Ausfall eingestellten Wert.

[0027] Die Empfangseinheit 10 umfasst ferner zweite Mittel 22, beispielsweise einen digitalen Signalprozessor, der insbesondere dem Signalprozessor der ersten Mittel 20 entspricht, die bei einem Ausfall des Empfangs ein Rauschsignal erzeugen, das dem analogen Audiosignal überlagert wird und dessen Pegel mit sinkender Lautstärke des analogen Audiosignals graduell bis auf einen vorgegebenen Wert zunimmt. Sobald das digitale Audiosignal wieder empfangen werden kann, nimmt der Pegel des Rauschsignals mit steigender Lautstärke des analogen Audiosignals graduell bis auf Null ab.

[0028] Die Erfindung ermöglicht somit ein quasi-analoges Verhalten des Autoradios bei gestörtem digitalen Audioempfang.

[0029] Mittels des Bedienfelds 18 können die ersten Mittel 20 und die zweiten Mittel 22 jeweils wahlweise aktiviert oder deaktiviert werden. Ferner können mittels des Bedienfelds 18 die Zeitdauer, die nach einem Ausfall des Empfangs vergeht, bis die Lautstärke des Radioprogramms den Wert Null erreicht, und die Zeitdauer, die nach dem Wiederempfang nach einem Ausfall vergeht, bis die Lautstärke des Radioprogramms den vor dem Ausfall eingestellten Wert erreicht, eingestellt werden.

[0030] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung dargestelltes Autoradio erläutert. Erfindungsgemäß kann es sich bei der Vorrichtung jedoch auch um ein sogenanntes Software-Radio, d.h. beispielsweise einen PC mit Soundkarte und entsprechender Software, handeln.

Bezugszeichenliste

[0031] 

10

Empfangseinheit

12

Antenne

14

Lautsprecher

16

Display

18

Bedienfeld

20

erste Mittel

22

zweite Mittel

Ansprüche

1. Verfahren zur Umwandlung von digitalen Audiosignalen von digitalen Rundfunksystemen in analoge Audiosignale, die an einen Lautsprecher (14) oder dergleichen ausgebbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Ausfall des Empfangs des digitalen Audiosignals und/oder Wiederempfang des digitalen Audiosignals nach einem Ausfall die Amplitude des analogen Audiosignals graduell auf einen ersten Wert verringert und/oder zweiten Wert erhöht wird.

2. Verfahren nach nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein aus dem digitalen Audiosignal abgeleitetes, decodiertes Audiosignal zeitlich verzögert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zeitdauer bis zum Erreichen des ersten Werts, der insbesondere dem Wert Null entspricht, und/oder zweiten Werts, der insbesondere dem vor dem Ausfall eingestellten Wert entspricht, durch einen Benutzer eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Ausfall des Empfangs, bei einem Wiederempfang nach einem Ausfall und/oder zwischen einem Ausfall des Empfangs und einem Wiederempfang nach einem Ausfall ein Rauschsignal erzeugt wird, das dem analogen Audiosignal überlagert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Amplitude des Rauschsignals in Abhängigkeit von der Amplitude des analogen Audiosignals eingestellt wird.

6. Vorrichtung zur Umwandlung von digitalen Audiosignalen von digitalen Rundfunksystemen in analoge Audiosignale, die an einen Lautsprecher (14) oder dergleichen ausgebbar sind,
dadurch gekennzeichnet ,
dass erste Mittel (20) vorgesehen sind, die bei einem Ausfall des Empfangs des digitalen Audiosignals und/oder Wiederempfang des digitalen Audiosignals nach einem Ausfall zur graduellen Verringerung und/oder Erhöhung der Amplitude des analogen Audiosignals auf einen ersten Wert und/oder zweiten Wert ausgelegt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet ,
dass Verzögerungsmittel, bevorzugt eine Speichereinrichtung, vorgesehen sind, die zur zeitlichen Verzögerung eines aus dem digitalen Audiosignal abgeleiteten, decodierten Audiosignals ausgelegt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Zeitdauer bis zum Erreichen des ersten Werts, der insbesondere dem Wert Null entspricht, und/oder zweiten Werts, der insbesondere dem vor dem Ausfall eingestellten Wert entspricht, durch einen Benutzer einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet ,
dass zweite Mittel (22) vorgesehen sind, die bei einem Ausfall des Empfangs, bei einem Wiederempfang nach einem Ausfall und/oder zwischen einem Ausfall des Empfangs und einem Wiederempfang nach einem Ausfall zur Erzeugung eines Rauschsignal ausgelegt sind, das dem analogen Audiosignal überlagerbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Amplitude des Rauschsignals in Abhängigkeit von der Amplitude des analogen Audiosignals einstellbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Eingabeeinheit (18) vorgesehen ist, die bei entsprechender Betätigung durch einen Benutzer die ersten Mittel (20) wahlweise aktiviert oder deaktiviert.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung als Autoradio (10, 16, 18, 20, 22) ausgebildet ist.

Zeichnung