WO2008019808A1 - Empfangseinrichtung und verfahren zur überwachung der empfangseigenschaften eines tv signals und damit verbundenen verbesserung eines programm-diversitys zwischen analogen und digitalen programmen - Google Patents

Empfangseinrichtung und verfahren zur überwachung der empfangseigenschaften eines tv signals und damit verbundenen verbesserung eines programm-diversitys zwischen analogen und digitalen programmen Download PDF

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    • H04N5/50—Tuning indicators; Automatic tuning control

Definitions

  • Receiving device and method for monitoring the reception characteristics of a TV signal and associated improvement of a program diversity between analog and digital programs are described.
  • the invention relates to a method and a mobile receiving device for terrestrial TV signals, which significantly improves program diversity between analog and digital TV programs.
  • Program diversity is a process that gives the viewer the opportunity to view the desired program even over long distances.
  • the TV receiver automatically switches the frequencies that are emitted in a transmitter landscape of several distant transmitters, so that the viewer can always actively pursue the channel with the best quality.
  • the invention is therefore based on the object to provide a receiving device and a method for monitoring the reception characteristics of a TV signal and switching, whereby the above-described requirements can be realized.
  • the device consists of two blocks, which are considered in more detail below and with reference to FIG. 1 (block diagram of the receiving device).
  • the receiving unit converts the received RF signals into video data and thereby evaluates the information about the quality of the received video signal and sends this information to a HOST controller.
  • the information includes, among other things, the level (analog and digital), signal-to-noise ratio S / N (analog and digital), bit error rate (purely digital), packet error rate (purely digital) and other appropriate parameters.
  • the mathematical unit evaluates the information of the transmitter landscape and signals specific events to the host controller. This decides whether the receiving unit changes to another channel in order to receive better reception there.
  • the method according to the invention is implemented mainly in the mathematical unit of the host controller. But only through the interaction between the mathematical unit, host controller and receiving device, the invention can be used effectively.
  • the procedure of the mathematical unit is considered more closely.
  • the drive of a vehicle in which the device according to the invention is installed is assumed to be from a heavily supplied digital area into an analog, digital mixed area.
  • the first quantity that is evaluated by the Mathematical Unit is the level. Based on the level, the reception characteristics of a signal can be monitored relatively accurately.
  • the values a o , ß ⁇ , ß 2 must be adjusted in accordance with the processor used so that the filtering can be carried out effectively.
  • FIG. 5 shows the graphical representation of the filtered level.
  • the level is not just used as an absolute value in the mathematic unit. Important for a quick evaluation of the reception conditions is also the change of the level. This information is obtained when deriving the level.
  • the level is filtered using formula 2 and derived from formula 5.
  • the controller in the host sets various thresholds for the filtering and the derivation in the mathematical unit. On the basis of these thresholds, the filter block and the derivation block triggers a trigger, on the basis of which the control triggers a signaling for the receiving unit.
  • Figure 6 shows a refined according to the above embodiments block diagram.
  • bit error rate and the packet error rate are additionally used.
  • the mathematical unit has additional triggers that can be evaluated by the controller in the host and used to effectively switch channels in the receiver.
  • Figure 7 shows a corresponding block diagram of the host controller with mathematical unit.
  • the controller in the host controller receives at least 3 trigger signals from the mathematical unit:
  • Level This is divided into an absolute value and the derived value (level changes).
  • the most important trigger in the evaluation is the packet error rate. If errors occur here, they are always visible in the picture. The bit error rate and the level give only a tendency of the expected signal curve. The following links were created with this information.
  • the triggers for the trigger trigger are changed in order to get new changes • If a trigger is triggered via the BER and no trigger of the PER occurs, the thresholds for trigger triggering are also changed here
  • FIG. 1 A block diagram of the host controller implementing the above embodiments is shown in FIG. 1
  • This method in conjunction with the mathematical unit used, allows a mobile terrestrial TV signal receiver to perform effective, secure and fast program diversity between analog and digital programs.
  • TV signal signals that correspond to a television standard and contain the required information of a television signal (picture sound, useful signals).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Einrichtung zur Überwachung der Empfangseigenschaften eines TV Signals, wobei hochfrequente Signale über zumindest eine Antenne empfangen werden, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass eine Empfangseinheit mit n Empfangspfaden die empfangenen HF-Signale in Videodaten umwandelt und dabei die Informationen über die Qualität des empfangenen Videosignals auswertet und diese Informationen an einen Host Kontroller sendet, wobei der Host Kontroller mit einer Mathematischer Einheit die Informationen der Senderlandschaft auswertet und dem Host Kontroller bestimmte Ereignisse signalisiert und dieser entscheidet, ob die Empfangseinheit auf einen anderen Kanal wechselt oder nicht, um dort einen besseren Empfang zu erhalten.

Description

B E S C H R E I B U N G
Empfangseinrichtung und Verfahren zur Überwachung der Empfangseigenschaften eines TV Signals und damit verbundenen Verbesserung eines Programm- Diversitys zwischen analogen und digitalen Programmen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine mobile Empfangseinrichtung für terrestrische TV Signale, die ein Programm-Diversity zwischen anlogen und digitalen TV Programmen deutlich verbessert.
Unter einem Programm-Diversity versteht man ein Verfahren, das dem Betrachter die Möglichkeit gibt, auch über größere Entfernungen das gewünschte Programm zu schauen. Der TV Empfänger wechselt selbständig die Frequenzen, die in einer Senderlandschaft von mehreren in Distanz zueinander befindlichen Sendern abgestrahlt werden, damit der Betrachter immer den Kanal mit der besten Qualität aktiv verfolgen kann.
Aufgrund der wachsenden Gebiete, die digitale TV Signale ausstrahlen und der dadurch resultierenden Mischgebieten zwischen analogen und digitalen Signalen, wird ein Verfahren benötigt, das effektiv ist, die digitalen Signale überwacht und gegebenenfalls sehr schnell ein Umschalten auf einen andern analogen oder digitalen Kanal veranlasst. Besonders betroffen sind hier hügelige und bergige Gegenden, die für analoge TV Signale viele Füllsender besitzen. Hier kommt es zu häufigen Abschattungen der digitalen TV Signalen, die durch die analogen Füllsender ausgeglichen werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Empfangseinrichtung und ein Verfahren zur Überwachung der Empfangseigenschaften eines TV Signals und Umschaltung bereitzustellen, womit die eingangs geschilderten Anforderungen realisiert werden können.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Das im folgenden Teil beschriebene Verfahren kann sowohl für die Auswertung und Umschaltung zwischen rein digitalen TV Signalen oder digitalen und analogen TV Signalen verwendet werden.
Die Einrichtung besteht aus zwei Blöcken, die im Folgenden und anhand der Figur 1 (Blockschaltbild der Empfangseinrichtung) genauer betrachtet werden.
1. Empfangseinheit mit n (n größer 1) Empfangspfaden. Die Empfangseinheit wandelt die Empfangenen HF- Signale in Videodaten um und wertet dabei die Informationen über die Qualität des Empfangenen Videosignals aus und sendet diese Informationen an einen HOST Kontroller. Unter den Informationen versteht man unter anderem den Pegel (analog und digital), Signal-Rausch-Verhältnis S/N (analog und digital), Bit Error Rate (rein digital), Packet Error Rate (rein digital) und weitere zweckentsprechende Parameter.
2. Host Kontroller mit Mathematischer Einheit. Die Mathematische Einheit wertet die Informationen der Senderlandschaft aus und signalisiert dem Host Kontroller bestimmte Ereignisse. Dieser entscheidet, ob die Empfangseinheit, auf einen anderen Kanal wechselt, um dort einen besseren Empfang zu erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren wird hauptsächlich in der Mathematischen Einheit des Host Kontroller umgesetzt. Aber erst durch das Zusammenspiel zwischen Mathematischer Einheit, Host Kontroller und Empfangseinrichtung, kann die Erfindung effektiv eingesetzt werden.
Im folgenden Teil wird das Verfahren der Mathematischen Einheit genauer betrachtet. Exemplarisch wird die Fahrt eines Fahrzeuges, in dem die erfindungsgemäße Einrichtung eingebaut ist, aus einem stark versorgten digitalem Gebiet in ein analog, digitales Mischgebiet angenommen.
Als Informationen für die Mathematische Einheit von der Empfangseinheit, werden im folgenden Beispiel zumindest 3 Größen betrachtet. Es können aber noch weitere Größen verwendet werden
1. Pegel, gemessen in dBμV
2. Bit Error Rate (BER), gemessen in Fehler Bits pro empfangene Bits nach der Domodulation
3. Packet Error Rate (PER), gemessen in fehlerhaften Paketen im MPEG Datenstrom
Zum besseren Verständnis werden die drei Größen in getrennten Diagrammen ind den Figuren 2 (grafische Darstellung des Pegels), 3 (grafische Darstellung der Bit Error Rate) und 4 (grafische Darstellung der Packet Error Rate) dargestellt.
Die erste Größe, die von der Mathematischen Einheit ausgewertet wird, ist der Pegel. Anhand des Pegels können relativ genau die Empfangseigenschaften eines Signals überwacht werden.
Um die Schwankungen im Pegel zu unterdrücken, wird der Pegel mit einem Tiefpassfilter geglättet. Als Grundlage dient die Differenzengleichung für digitale Filter: y(tn ) = ∑ ak • xn-k - ∑ ßk • yn-k Formel 1
/t=0 Jt=I
Mit den diskreten Werten
n = 2 , ax = 0 und a2 = 0
ergibt sich folgende Berechnung des umgesetzten Tiefpass Filters zweiter Ordnung:
y{t) = a0 ■ x(t) - (ßx ■ y(t - l) + ß2 - y(t - 2)) Formel 2
Die Werte ao,ßλ ,ß2 müssen in Abstimmung des verwendeten Prozessors so eingestellt werden, dass die Filterung effektiv ausgeführt werden kann.
Figur 5 zeigt die grafische Darstellung des gefilterten Pegels.
Der Pegel wird nicht nur als absoluter Wert in der Mathematischen Einheit verwendet. Wichtig für eine schnelle Auswertung der Empfangsbedingungen ist auch die Änderung des Pegels. Diese Information erhält man, wenn man den Pegel ableitet.
Aus der Grundform
y V) - ~7~ Formel 3 dt wird für diskrete Werte:
y Formel 4
Figure imgf000007_0001
Für abgetastete Werte ergibt sich mit
t2 = tx — 1 und tλ = t
deshalb folgender Ansatz:
Figure imgf000007_0002
In der mathematischen Einheit wird der Pegel anhand der Formel 2 gefiltert und der Formel 5 abgeleitet. Die Steuerung im Host legt für die Filterung und die Ableitung in der mathematischen Einheit diverse Schwellen fest. Anhand dieser Schwellen löst der Filter- Block und der Ableitungs- Block einen Trigger aus, aufgrund dessen die Steuerung eine Signalisierung für die Empfangseinheit auslöst. Figur 6 zeigt ein gemäß den vorstehenden Ausführungen verfeinertes Blockschaltbild.
Da der Pegel alleine nicht aussagekräftig genug ist, um die Auswertung der Empfangseigenschaften effektiv zu nutzen, wird zusätzlich noch die Bit Error Rate und die Packet Error Rate verwendet.
Mit diesen zusätzlichen Informationen hat die Mathematische Einheit zusätzliche Trigger, die von der Steuerung im Host ausgewertet werden kann und für ein effektives Umschalten der Kanäle in der Empfangseinrichtung verwendet werden.
Figur 7 zeigt ein dementsprechendes Blockschaltbild des Host Kontroller mit Mathematischer Einheit.
Im folgenden wird die Steuerung im Host Kontroller erklärt:
Die Steuerung im Host Kontroller erhält zumindest 3 Trigger Signale von der Mathematischen Einheit:
1. Pegel: Dieser teilt sich auf in einen absoluten Wert und in den abgeleiteten Wert (Pegeländerungen).
2. Bit Error Rate (BER)
3. Packet Error Rate (PER)
Wichtigster Trigger bei der Auswertung ist die Packet Error Rate. Treten hier Fehler auf, sind diese immer im Bild zu sehen. Die Bit Error Rate und der Pegel geben nur eine Tendenz des zu erwartenden Signalverlaufs. Mit diesen Informationen wurden folgende Verknüpfungen erstellt.
• Wird ein Trigger über den Pegel ausgelöst und tritt kein Trigger der PER auf, werden die Schwellen für die Triggerauslösung verändert, um erneute Änderungen mitzubekommen • Wird ein Trigger über die BER ausgelöst und tritt kein Trigger der PER auf, so werden auch hier die Schwellen für die Triggerauslösung verändert
• Tritt ein Trigger über den Pegel und die BER auf, wird eine Signalisierung an die Empfangseinheit ausgelöst
• Tritt ein Trigger über die PER auf, wird ebenfalls eine Signalisierung zur Umschaltung an die Empfangseinheit ausgelöst
Ein Blockschaltbild des Host Kontroller, das die vorstehenden Ausführungen realisiert, ist in Figur 8 gezeigt.
Dieses Verfahren in Verknüpfung mit der verwendeten Mathematischen Einheit ermöglicht einer mobilen Empfangseinrichtung für terrestrische TV Signale ein effektives, sicheres und schnelles Programm- Diversity zwischen analogen und digitalen Programmen durchzuführen.
Das hier dargestellte Verfahren kann auf alle analogen und digitalen Standards angewendet werden.
TV Signal = Signale, die einem Fernsehstandard entsprechen und erforderliche Informationen eines Fernsehsignales (Bild Ton, Nutzsignale) enthalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1.
Verfahren zur Überwachung der Empfangseigenschaften eines TV Signals und Umschaltung, wobei hochfrequente Signale über zumindest eine Antenne empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Empfangseinheit mit n Empfangspfaden die empfangenen HF-Signale in Videodaten umwandelt und dabei die Informationen über die Qualität des empfangenen Videosignals auswertet und diese Informationen an einen Host Kontroller sendet, wobei der Host Kontroller mit einer mathematischen Einheit die Informationen der Senderlandschaft auswertet und dem Host Kontroller bestimmte Ereignisse signalisiert und dieser entscheidet, ob die Empfangseinheit auf einen anderen Kanal wechselt oder nicht, um dort einen besseren Empfang zu erhalten.
2.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Informationen für die Mathematische Einheit von der Empfangseinheit zumindest der Pegel und/oder die Bit Error Rate (BER) und/oder die Packet Error Rate (PER) verwendet werden.
3.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pegel mit einem
Tiefpassfilter geglättet wird, um Schwankungen im Pegel zu unterdrücken.
4.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der mathematischen Einheit der Pegel gefiltert und abgeleitet wird, wobei eine Steuerung in dem Host Kontroller für die Filterung und die Ableitung in der mathematischen Einheit zumindest eine Schwelle festlegt und anhand dieser Schwelle ein Filter- Block und ein Ableitungs- Block einen Trigger auslöst, aufgrund dessen die Steuerung eine Signalisierung für die Empfangseinheit auslöst.
5.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung in dem Host Kontroller zumindest die drei Trigger Signale Pegel, Bit Error Rate (BER) und Packet Error Rate (PER) von der Mathematischen Einheit erhält.
6.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest drei
Trigger Signale wie folgt verknüpft werden:
• Wird ein Trigger über den Pegel ausgelöst und tritt kein Trigger der PER auf, werden die Schwellen für die Triggerauslösung verändert, um erneute Änderungen mitzubekommen
• Wird ein Trigger über die BER ausgelöst und tritt kein Trigger der PER auf, so werden auch hier die Schwellen für die Triggerauslösung verändert
• Tritt ein Trigger über den Pegel und die BER auf, wird eine Signalisierung an die Empfangseinheit ausgelöst
• Tritt ein Trigger über die PER auf, wird ebenfalls eine Signalisierung zur Umschaltung an die Empfangseinheit ausgelöst.
7.
Einrichtung zur Überwachung der Empfangseigenschaften eines TV Signals, wobei hochfrequente Signale über zumindest eine Antenne empfangen werden, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche.
PCT/EP2007/007137 2006-08-17 2007-08-11 Empfangseinrichtung und verfahren zur überwachung der empfangseigenschaften eines tv signals und damit verbundenen verbesserung eines programm-diversitys zwischen analogen und digitalen programmen Ceased WO2008019808A1 (de)

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