BUNDESREPUBLIK ® Offenlegungsschrift
`DE 41 oz 403 A1
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`® Aktenzeichen:
`@ Anmeldetagz
`® Offeniegungstag:
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`P4102408]
`28. 1.91
`5. 8. 92
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`oeurscmss
`PATENTAMT
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`DE4102408A1
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`® Anmelder:
`Grundig E.M.V. Elektro-Mechanische
`Versuchsanstalt Max Grundig holléind. Stiftung & Co
`KG, 8510 Ffirth, DE
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`® Erfinder:
`Saalfrank, Werner, Dr.-|ng., 8522 Herzogenaurach,
`DE
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`Prufungsantrag gem. § 44 PatG ist gestellt
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`@Vefiahren zur Sender- bzw. Regionalkennung in Gleichwellennetzen
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`@ Die Erfindung betrifft ein Verfahren der drahtlosen Uber—
`tragungstechnik im Gleichwellenbetrieb.
`Fiir den Betrieb von Gleichwellennetzen ist es notwendig,
`daB die Modulationsinhalte der von den einzelnen Sendesta-
`tionen ausgestrahlten Sendefrequenzen identisch sind.
`Urn jedoch eine Sender- oder Regionalkennung zu erm6g|i—
`chen, wird vorgeschlagen, eine oder mehrere,
`regional
`voneinander abweichende Zusatz-Trégerfrequenzen auszu—
`senden, deren Empfang die Selektion spezieller, gebietsbe—
`zogener Nachrichten im Empfénger erlaubt.
`Der Bedarf an Zusatz-Trégerfrequenzen kann auf vier Einze|-
`frequenzen oder Frequenzgruppen reduziert werden, wenn
`diese Zusatztréger mit Kennungssignalen moduliert werden.
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`BUNDESDRUCKEREI
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`06.92 208032/51
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`APPLE 1018
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`Beschreibung
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`Eine qualitativ hochwertige Horfunkiibertragung, die
`dem von digitalen Speichermedien (Compact-Disk,
`DAT) gebotenen Qualitatsstandard entspricht, ist mit
`dem heutigen analogen UKW-Ubertragungsverfahren,
`besonders beim mobilen Empfang im Kraftfahrzeug
`oder mit tragbaren Geraten nicht moglich. Feldstiirke-
`schwankungen und Mehrwegeempfang ffihren zu Si-
`gnalverzerrungen, deren Auswirkungen nur zum Teil
`durch trickreiche Wechselstrategien auf alternative
`Empfangsfrequenzen (2. B. in Verbindung mit dem Ra-
`dio-Daten-System, RDS) gemildert werden konnen.
`Eine digitale Horfunkiibertragung fur den mobilen
`Empfang mit Hilfe von Satelliten scheitert z. Zt. noch an
`der Notwendigkeit, wegen der vergleichsweise gerin-
`gen Sendeleistung Empfangsantennen mit ausgeprégter
`Richtwirkung zu verwenden.
`Es wird deshalb seit einigen Iahren an einem Stan-
`dard fflr ein neues terrestrisches, digitales Ubertra-
`gungsverfahren gearbeitet, das unter der Bezeichnung
`”DAB” (Digital Audio Broadcasting) bekannt ist (s. dazu
`”Funkschau — Spezial”: ”Digitaler Ton — Von Horfunk
`bis Mobiltelefon”, 1989. Seiten 9- 18).
`Eines der Spezifica des geplanten Ubertragungsnet-
`zes ist der Gleichwellenbetrieb der im Rahmen einer
`landesweiten Programmdarbietung beteiligten Sende-
`stationen. Das bedeutet, daB in einem bestimmten Ge-
`biet samtliche Sendestationen gleichzeitig Sendesignale
`mit demselben Modulationsinhalt auf derselben Sende-
`frequenz bzw. denselben Tragerfrequenzen ausstrahlen.
`Als Ubertragungsmethode ist das sog. COFDM-Ver-
`fahren (Coded Orthogonal Frequency Division Multi-
`plex) vorgesehen, mit dem innerhalb eines Gebietes,
`z. B. des Sendegebietes einer Landesrundfunkanstalt,
`bei Ausnutzung einer Tr2igerfrequenz-Bandbreite von
`2. B. 1,5 MHZ gleichzeitig ca. 5 .
`. .6 Stereoprogramme
`(neben zusatzlich programmbezogenen und programm-
`unabhangigen Daten) gesendet werden konnen. Inner-
`halb der zur Verfiigung stehenden Kanal-Bandbreite
`werden dabei eine Vielzahl von Einzeltragern (z. B. 448
`Tragerfrequenzen in aquidistantem Abstand auf der
`Frequenzachse) mit einer 4-DPSK-Modulation beauf-
`schlagt (DPSK
`Differential Phase Shift Keying).
`Durch Verwiirfeln der digitalen Programmdaten in der
`Zeitfolge und in der Zuordnung zu den einzelnen Tra-
`gerfrequenzen wird erreicht, daB sich Ubertragungsfeh-
`ler aufgrund von Feldstéirkeschwankungen nicht fiber
`langere, zeitlich zusammenhangende Signalabschnitte
`erstrecken und deshalb leichter korrigiert werden k6n-
`nen.
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`Eine ausfiihrliche Erlauterung des prinzipiellen Uber-
`tragungs- und Codierverfahrens ist dem Beitrag ”Digital
`Sound Broadcasting to Mobil Receivers” in der Publika-
`tion ”IEE Transactions in Consumer Electronics", Vol.
`35, No. 3, Aug. 89, Seiten 439 — 503 zu entnehmen.
`Fiir den Aufbau eines léinderflbergreifenden Sender-
`netzes ist es notwendig, minimal 4 verschiedene Sende-
`kanale einer bestimmten Bandbreite B zur Verfflgung
`zu stellen, damit sich die unterschiedlichen Programme
`der einzelnen Sendegebiete nicht gegenseitig storen.
`Mit Hilfe dieser vier verschiedenen Sendekanéile ist es
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`moglich, die Frequenzverteilung auf die einzelnen Sen-
`degebiete in Form eines 4er Clusters so zu planen, daB
`ein gebietsiibergreifendes bzw. internationales Sender-
`netz keine aneinander angrenzenden Zonen mit unter-
`schiedlichem Programm, aber gleicher Sendefrequenz
`hat. Fiir die GIeichwellen-Realisierung des DAB- Hor-
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`rundfunks wird deshalb ein Frequenzband mit einer
`Bandbreite von insgesamt 4 x B benéitigt. innerhalb ei-
`nes Sendegebietes kann natiirlich mit Hilfe der iibrigen
`3 Cluster-Frequenzen auch ein Netz lokal begrenzter
`Sender aufgebaut werden, so daB neben den 5...6 landes-
`weiten Programmen weitere 6 bis 18 Lokalprogramme
`ausgestrahlt werden konnen.
`Wie eingangs erwahnt, verlangt der Gleichwellenbe-
`trieb eines z. B. landesweiten Sendernetzes die 100pro-
`zentige Ubereinstimmung der Modulationsinhalte der
`von den einzelnen Sendestationen gleichzeitig belegten
`Frequenzanteilen, um eine storungsfreie Decodierung
`der Programmdaten zu ermoglichen. Da das kfinftige
`DAB-Netz aber auch die Aufgaben des heutigen UKW-
`Verkehrsfunks fibernehmen soll, widerspricht die 2. B.
`landesweite Ausstrahlung derselben Verkehrsnachricht
`der Notwendigkeit, dem Autofahrer gezielt regionale
`oder lokale Verkehrshinweise zu iibermitteln. AuBer-
`dem sollte dem Autofahrer, der von einem Sendegebiet
`in ein benachbartes iiberwechselt, eine grobe Standor-
`tinformation gegeben werden, damit sein Empfangsge-
`rat automatisch oder manuell auf den Empfangskanal
`der Nachbarregion abgestimmt werden kann.
`Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
`zur Sender- bzw. Regionalkennung vorzuschlagen. das
`den Gleichwellenbetrieb des Sendernetzes nicht stort.
`Das Verfahren soll auBerdem in der Lage sein, weitere
`nicht regional bezogene Senderdaten zu iibermitteln.
`Diese Aufgabe wird bei dem im Oberbegriff des An-
`spruchs l definierten Gleichwellen-Ubertragungsver-
`fahren durch die im kennzeichnenden Teil des An-
`spruchs 1 genannten Merkmale gelost. Weitere vorteil-
`hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter-
`ansprijchen 2 — 6 offenbart.
`Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen nachfol-
`gend naher erlautert.
`Es zeigen:
`Fig. 1a die Anordnung der Triigerfrequenzen fiir ein
`landerbezogenes Gleichwellennetz,
`Fig. lb die Tragerfrequenzanordnung nach Fig. la,
`jedoch mit zusatzlicher Sender- bzw. Regionalkennung,
`Fig. 2 ein Frequenzverteilungsschema in Form eines
`4er Clusters.
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`Entsprechend Fig. la werden beim DAB-Ubertra-
`gungsverfahren innerhalb eines landesweiten Sendege-
`bietes m (z. B. 448) Tragerfrequenzen mit aquidistantem
`Frequenzabstand Af in einem Frequenzbereich mit der
`Bandbreite B gleichzeitig abgestrahlt. Die einzelnen
`Trager sind mit jeweils einem Teil der digitalen Daten
`moduliert, wobei die Modulationsinhalte der einzelnen
`Trager fiir samtliche Sendestationen des Sendegebietes
`identisch sind. Wird im Zeitmultiplexbetrieb gearbeitet,
`so werden die Daten verschiedener Programme inner-
`halb der Datenpakete in zeitlicher Reihenfolge iibertra-
`gen, so daB fiir einen Programmwechsel innerhalb des
`Programmangebotes einer bestimmten Sendeanstalt im
`Empfanger kein Wechsel der Abstimmfrequenzen, son-
`dern nur ein Umschalten der zeitlich zugeordneten De-
`codierung der Datenpakete erfolgen muB. Der Datenin-
`halt eines Programms beschrankt sich nicht nur auf Au-
`diosignale, sondern kann auch teilweise oder ausschlieB-
`lich aus Informations- oder Steuerungsdaten (z. B. Bild-
`iibertragungs- oder Verkehrsleitdaten) bestehen.
`Aul3erhalb des Sendegebietes einer Landesrundfunk-
`anstalt mit dem Tragerfrequenzbereich B1 konnen von
`einem Sender mit unterschiedlichem Programmangebot
`natiirlich nicht dieselben Tragerfrequenzen verwendet
`werden, weil im Uberlappungsbereich beider Sendege-
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`biete dann keine eindeutige Programm-Decodierung
`mehr moglich ist. Diesem benachbarten Sendegebiet
`muB deshalb ein getrennter Triigerfrequenzbereich B2
`zugeordnet werden. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daB unter
`Zugrundlegung von mindestens vier getrennten Fre-
`quenzbereichen B1...B4 eine Frequenzplanung erstellt
`werden kann, bei der Gebiete mit gleichem Tragerfre-
`quenzbereich nicht aneinander angrenzen (vgl. 4-Far-
`ben-Darstellung von politischen Landkarten).
`lnnerhalb eines Sendegebietes konnen aber auch lo-
`kal begrenzte Sender mit anderem Programmangebot
`eingebettet werden, wenn ihnen die iibrigen drei Clu-
`ster-Frequenzen zugeordnet werden und sichergestellt
`ist, daB ihre Ausstrahlung an keiner Stelle in benachbar-
`te Sendegebiete mit gleichem Tréigerfrequenzbereich
`eindringt.
`Um einen stérungsfreien Gleichwellenbetrieb inner-
`halb eines Sendegebietes zu gewahrleisten, miissen
`samtliche, zur Programm- oder Dateniibertragung ver-
`wendeten Tréigerfrequenzen mit jeweils identischem
`Modulationsinhalt beaufschlagt sein, d. h., eine regionale
`oder senderspezifische Kennung innerhalb der Pro-
`gramminformation ist nicht méglich. Um aber z. B. bei
`Verkehrsnachrichten eine gezielte Auswahl aus den lan-
`desweit abgefaBten Verkehrshinweisen treffen oder
`aber regionale Standard-Alarmmeldungen detektieren
`zu konnen, ist es notwendig, iiber eine spezielle Sender-
`kennung eine grobe értliche Orientierung dem Empfan-
`ger zu erméglichen. Dabei kénnen auch samtliche Sen-
`der einer bestimmten Region mit derselben Kennung
`versehen sein, wenn die Meldung nicht nur lokal von
`Bedeutung ist. Zur Erkennung, welcher speziellen Sen-
`destation innerhalb des landesweiten Gleiehwellennet—
`zes der Empfanger am nachsten ist, kann die Feldstéirke
`und/oder die Anzahl oder zeitliche Folge der empfange-
`nen Echos des mit besonderer Kennung versehenen
`Empfangssignales ausgewertet werden.
`Entsprechend Fig. lb kann die Kennung iiber n nicht-
`modulierte Tréigerfrequenzen erfolgen (gestrichelte
`Frequenzlinien n-3 . . . 11), die zusatzlich zu den nach Fig.
`la fiir die Programmubertragung verwendeten Trager-
`frequenzen 1 ...m ausgesendet werden. Diese zus5itzli-
`chen n Trager kbnnen innerhalb oder aul3erhalb des zur
`Programmiibertragung benétigten Frequenzbandes an
`beliebiger Stelle. jedoch nur im vorgegebenen Fre-
`quenzraster eingebracht werden. In jedem Fall vergr6-
`Bert sich die zu libertragende Bandbreite von B auf B’.
`Die Anordnung der Zusatz-Tragerfrequenzen im zu
`iibertragenden Frequenzbereich erlaubt vielfache Va-
`riationen der Kennung.
`Die zur Senderkennung benétigten zusatzlichen Tra-
`gerfrequenzen fiihren bei einer grol3en Anzahl von Sen-
`destationen innerhalb eines Sendegebietes zu einer er-
`heblichen Ausweitung der zu ubertragenden Frequenz-
`bandbreite B’. Dieser Nachteil kann vermieden werden,
`wenn ein oder mehrere dieser Zusatztréiger mit einem
`speziellen Kennungssignal moduliert werden. Um auch
`hierbei den Gleichwellenbetrieb nicht zu stéren, kénnen
`in Analogie zu Fig. 2 mindestens vier Gruppen von Zu-
`satztragern vorgesehen werden, deren ortlieher Einsatz
`so geplant wird, daB keine gegenseitige Beeinflussung
`entsteht. Die Kennungssignale werden den Zusatztr'2l-
`gem in gleicher Weise nach dem COFDM-Verfahren
`aufmoduliert.
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`Durch die Modulation der Zusatztrager mit ~Ken-
`nungssignalen kénnen innerhalb groBflachiger Gleich-
`wellennctze auch beliebig viele, untergeordnete Gleich-
`wellennetze bezogen auf die Zusatztrager gebildet wer-
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`Zur Ubertragung regional unabhfingiger Daten k6n-
`nen die Zusatztrager aber 2. B. auch mit Schalt- oder
`Synchronsignalen moduliert werden. Da fiir die Aus-
`wertung der Zusatzsignale ausreichend Zeit bzw. zur
`Fehlersicherung innerhalb der Ubertragungskapazitat
`eines einzelnen Zusatztragers geniigend Redundanz zur
`Verfiigung steht, kann der zusatzliche Frequenzbedarf
`in den meisten Fallen auf je einen zusatzlichen Trager
`statt auf eine ganze Gruppe beschrankt werden.
`Mit Hilfe der Sender- oder Regionalkennung ist es
`aul3erdem méglich, beim mobilen Empfang im grenz-
`iiberschreitenden Verkehr den Wechsel in ein benach-
`bartes Sendegebiet mit abweichendem Programmange—
`bot friihzeitig zu erkennen. Die Orientierung erfolgt
`durch einen Vergleich der empfangenen Kennung mit
`der in einem gerateinternen Speicher abgelegten, auf
`die Senderlandschaft bezogenen Kennungsliste. Da-
`durch kann der Empfanger von Hand oder automatisch
`auf die Tragerfrequenzgruppe des neuen Sendegebietes
`abgestimmt werden, sobald die Empfangsqualitat des
`bis dahin empfangenen Sendesignals nicht mehr aus-
`reicht.
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`Patentanspriiche
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`1. Verfahren zum drahtlosen Ubertragen digitaler
`lnformations- und/oder Steuersignale im Gleich-
`wellenbetrieb, mit einer Vielzahl von Einzeltragern,
`die jeweils mit einem Teil des Nutzsignales modu-
`liert sind, dadurch gekennzeichnet, dal3 zur Kenn-
`zeichnung der jeweiligen Sendestation oder zur
`Markierung einer bestimmten Senderegion ein
`oder mehrere zusatzliche, sich regional voneinan-
`der unterscheidende Einzeltragerfrequenzen aus-
`gestrahlt werden, deren Vorhandensein zur Sende-
`ridentifikation ausgewertet werden und welche die
`Informationsiibertragung im Gleichwellenbetrieb
`nicht sttiren.
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`2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-
`zeichnet, dal3 die den einzelnen Sendestationen
`oder -regionen zugeordneten zusatzlichen Trager-
`frequenzen im Gleichwellen-Sendernetz auf min-
`destens vier Gruppen aufgeteilt werden (4er Clu-
`ster), so dal3 die gleichen Frequenzen in voneinan-
`der geniigend weit entfernten Senderegionen
`gleichzeitig verwendet werden kénnen, und daI3
`diese Zusatz-Tragerfrequenzen mit speziellen Ken-
`nungssignalen zur Sender- oder Gebietsidentifika-
`tion moduliert werden.
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`3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn-
`zeichnet, daB bei Gleichwellennetzen, die nach dem
`COFDM-Verfahren moduliert sind, die l(ennungs-
`signale den Zusatztragern nach dem gleichen Ver-
`fahren aufmoduliert werden.
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`4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn-
`zeichnet, daB zur Sender- oder Gebietsidemifika-
`tion nur ein einziger, mit einem Kennungssignal
`modulierter, zusatzlicher Trager pro Gruppe ver-
`wendet wird.
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`5. Verfahren nach einem der Ansprfiche 2 bis 4,
`dadurch gekennzeichnet, dal3 die den einzelnen
`Sendestationen oder -regionen zugeordneten zu-
`satzlichen Tragerfrequenzen nicht nur mit Ken-
`nungssignalen, sondern auch mit weiteren, nicht un-
`bedingt regional bezogenen Daten moduliert sind.
`6. Verfahren nach einem der Anspriiche 1 bis 4,
`dadurch gekennzeichnet, daB innerhalb eines in
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`Form von Clustern aufgeteilten Gleichwellen-Sen-
`dernetzes durch einen oder mehrere Kennungstréb
`ger pro Cluster Unter—Gleichwellennetze gebildet
`werden.
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`I-Iierzu 2 Seite(n) Zeichnungen
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`ZEICHNUNGEN SEITE 1
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`Nummer:
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`DE 4102 ‘IN AI
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`Int. CL5:
`Offenlegungstag:
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`I-IOIIH 3/N
`6. August 1992
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`FIG. 1b
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`208 032/51
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