接收系统的制作方法
【专利摘要】为了提出具有减少的电路开销的接收系统，还为了适于可选地或者同时地处理根据至少一个传输标准的至少一个接收信号，特别是用于广播，提出了一种接收系统，其具有多个高频接收级(31、32、...、3n)，其每个被设置用于接收至少一个接收信号并且用于从中获得一个中间信号；以及多个与高频接收级(31、32、...、3n)中的一个高频接收级连接的信号处理装置(41、42、...、4n)，以根据由所连接的高频接收级(31、32、...、3n)传输的中间信号获得至少一个有用信号，其中，高频接收级(31、32、...、3n)可选地被设置用于接收不同的传输标准的接收信号并且信号处理装置(41、42、...、4n)被配置用于信号处理并且获得根据所述不同的传输标准的有用信号。
【专利说明】接收系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种接收系统。
【背景技术】
[0002]由EP1729431A2已知了一种具有多个相互独立地用于分集接收或者同时的多信道接收的可控的接收路径的无线电接收机。在一个实施例中，已知的无线电接收机包括数量N为两个或者多个的接收分支，每个接收分支包括天线、调谐器和解调电路，并且提供经解调的信号。经解调的信号将被传输至选择电路，经解调的信号的选择将通过该选择电路直接地或者经由一个联合电路传输至另一个选择电路。另一个选择电路从传输至其的经解调的或者从与经解调的信号联合的信号中选择出相应的信号，该信号将作为输入信号传输至多个解码模块。在这些解码模块中的每个解码模块中进行信号处理或者信号解码，例如所谓的“解映射”或者所谓的“解交错”。由该解码模块将输出经解码的信号并且传输至第三选择电路。从该些经解码的信号中选出的信号将由该第三选择电路进一步解码并且传输至后面连接的输出单元或者记录装置。
[0003]因为在相应地已知的无线电接收机中，通过接收所获得的经解调的信号的、与接收分支的数量相一致的数量最大等于N，所以在已知的无线电接收机中设置N个解码模块。这造成了高的电路开销。此外，已知的无线电接收机不包含用于根据不同的传输标准接收和处理信号的装置。
【发明内容】
[0004]本发明具有以下任务，即提出一种具有减少了的电路开销的接收系统，此外，该系统适于可选地或者同时地处理根据一个或者多个传输标准的一个或者多个接收信号。
[0005]在此类的接收系统中，该些任务通过以下方式得以解决，即设置多个高频接收级，以可选地或者同时地处理根据至少一个传输标准的至少一个接收信号，特别是用于广播，每个高频接收级被设置用于接收所述至少一个接收信号并且用于从中获得一个中间信号。此外，设置多个与每一个所述高频接收级连接的信号处理装置，以根据由所连接的高频接收级所传输的所述中间信号获得至少一个有用信号。其中，所述高频接收级可选地被设置用于接收不同的传输标准的接收信号并且所述信号处理装置可被配置用于信号处理并且获得根据不同的传输标准的有用信号。
[0006]其中优选地，但不是必须的，所述信号处理装置的数量等于所述高频接收级的数量并且所述高频接收级中的每个高频接收级与所述信号处理装置中的恰好一个信号处理装置连接，从而使得所述接收系统包括上述数量的并行的接收路径。在此，所述高频接收级有利地被设置为所谓的“模拟的前端(Frontend) ”，其通过相应的调谐能够实现在宽的接收频率频带中的处理，该宽的接收频率频带覆盖所有的以下频率范围，这些频率范围用于待处理的接收信号，尤其是用于广播，并且也在不同的传输标准中使用，例如在以AM或者FM范围内的模拟的无线电信号中或者在根据DAB标准的数字的无线电信号中。特别地，所述高频接收级包括模数转换，从而使得所述中间信号与分别处理的接收信号的传输标准无关地始终以数字形式发出。由此，所述高频接收级可被普遍地用于所有的接收信号。
[0007]有利地，适配至所述高频接收级的前述的设计方案地，所述信号处理装置被设置用于处理仅以数字为形式的中间信号。优选地，所述信号处理装置被实施为可编程的信号处理器。由此，所述单个地待实施的信号处理步骤能够以简单的和灵活的方式通过所述信号处理装置的程序控制和配置分别适配至待处理的传输标准。
[0008]本发明实现了所述接收系统的所述部件的改善了的利用。能够以显著地减小了的电路开销来进行所述接收系统的不同的功能的图示。由此能够节省成本。
[0009]在从属权利要求中描述本发明的有利的设计方案。
[0010]依据一个优选的改进方案,所述高频接收级与至少一个天线相连接，以接收和传输所述至少一个接收信号至所述高频接收级。因为所述高频接收级中的每个高频接收级被设置用于处理所有的接收信号，所以对于所述至少一个天线的装置来说具有不同的可能性，这使得所述接收系统的灵活的配置成为可能。
[0011]特别地，在一个实施形式中，简单的电路配置是所述高频接收级中的每个与一个天线直接相连。优选地，在此，所有的天线特别是在频率范围和方向特性方面被设置用于所有待处理的接收信号的接收。在本实施形式的变型中，能够通过将所述高频接收级与共同的天线相连接来确保这样的接收。有利地，在用于分解所述接收信号的天线切换电路上的连接由在单个的高频接收级上的天线来建立。其中，所述天线切换电路承担将由所述天线所发出的所述接收信号的功率优选地均匀分布在所述单个的高频接收级之上。然而，根据频率范围来分解所述接收信号也是可能的。
[0012]在根据其他的设计方案中，所述接收系统的特别灵活的可使用的配置将所述高频接收级和所述天线与天线切换单元连接时被接收到，通过该天线切换单元使得每一个高频接收级可选地与至少一个天线连接。
[0013]其中，优选地，所述天线专门设置用于确定的频率范围和可能的确定的方向特性，以实现在该频率范围内的最优的接收。通过所述天线切换单元，所述接收信号然后按照需要的方式从所述单个的天线可分布至一个或者多个所述高频接收级之上，所述一个或者多个高频接收级应该根据接收被调节至所涉及的频率范围之上。
[0014]有利地，利用此类的天线切换单元也能够实现天线分集，其中，高频接收级可在多个优选地为相同地构造的天线之间切换。
[0015]根据所述接收系统的其他的示例，每个信号处理装置具有多个相继连接的信号处理级并且在所述信号处理装置中在其相继连接方面相互同等级的信号处理级可被配置用于实施相互至少相当相同的信号处理步骤。其中，信号处理级的相继连接应该被理解为前面出现的信号处理级的输出端与该相继连接的后续的信号处理级的输入端相连接。然后在每个信号处理装置中与该相继连接相关的相互同等级的信号处理级为第一、第二信号处理级等等。其中，有利地，所有的信号处理装置包括相同数量的信号处理级，由此每个信号处理装置的灵活的配置能够实现所述中间信号中的每个中间信号的处理。
[0016]特别地，在所述接收系统的此类的配置中，所述信号处理装置具有相继连接的第一、第二和第三信号处理级并且所述第一信号处理级中的每个第一信号处理级被配置用于实施适配至所属的连接的高频接收级的至少一个滤波和信道解码或者选择滤波，此外，所述第二信号处理级中的每个第二信号处理级被配置用于实施至少一个音频解码或者音频解调和由接收改善方法来配置并且此外所述第三信号处理级中的每个第三信号处理级被配置用于至少实施另外的滤波、延时和/或幅度调节。
[0017]为了执行接收改善方法，所涉及的第二信号处理级以相应的接收改善算法来编程，作为这样接收改善算法例如用于处理模拟的经频率调制的接收信号，使用所谓的DDA或者相位分集算法并且用于处理根据数字的传输标准的无线电信号使用根据所谓的“多比合并(Multi Ratio Combining) ” 的算法。
[0018]根据有利的改进方案，此类的接收改善算法优选地用于多个接收路径的信号的结合，即从多个高频接收级中并且由此所连接的信号处理装置中的，至少两个信号处理装置的、在其相继连接方面相互同等级的信号处理级的输出信号作为输入信号可选地或者结合地传输至至少一个在其相继连接方面的后一级的信号处理级。
[0019]在这种情况下，在所述信号处理的顺序中，所属的后续的例如第二信号处理级并非跟在在前述的例如所涉及的信号处理装置的第一信号处理级之后，相反地，例如两个不同的信号处理装置的两个第一信号处理级的输出信号作为输入信号传输至唯一的第二信号处理级，在所述第二信号处理级之中，该输入信号以与待应用的信号改善算法相对应的方式来结合。
[0020]依据其他的设计方案，所述接收系统包括相关级，所述相关级传导所述第二信号处理级中的至少两个第二信号处理级的输出信号，以形成所传输的输出信号所描述的相关信号的时间上的相关性的量。优选地，当传输和接收具有模拟的以及数字的传输标准的相同的程序内容时，所述相关级找到应用。在此，根据数字的传输标准传输并且在接收系统中经解码的有用信号系统相关地在时间上相对于根据模拟的传输标准传输和解调的有用信号有延时。为了确定两个有用信号的时间差将在其间在所述相关级中构建自相关。
[0021]优选地，所述接收系统还包括用于至少控制和/或设置或者配置所述高频接收级、所述信号处理装置和/或所述相关级的控制单元。为此，在所述控制单元中，能够特别地存储与每个待调节的所述接收系统的配置相对应的程序，借助于该程序能够可选地载入所述接收系统的单个的级。然而，优选地，此类的程序能够从外部传输至所述接收系统，其中，通过所述控制单元控制将所述相应的程序载入至所述信号处理装置之中。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]在附图中示出了本发明的实施例，在这些图中以相同的附图标记描述相对应的元件，并且接下来更详细地描述这些实施例。其中:
[0023]图1示出了接收系统的第一实施例；
[0024]图2示出了依据图1所示的示例的变型；
[0025]图3示出了依据图1所示的示例的另一变型；
[0026]图4示出了传统的接收系统的示意性图示；以及
[0027]图5示出了依据本发明所述的接收系统的粗略的图示，以作比较。
【具体实施方式】
[0028]图1示出了尤其是用于具有数量为η个的模拟的高频接收级31、32.....3η的广播的接收系统100的第一实施例，这些高频接收级接下来也被称作“前端”。前端31、
32.....3η中的每个前端均与天线21、22、...或者2η相连接并且被设置用于从所属的天
线21、22、...或者2η接收一个接收信号。在前端31、32、...或者3η中，将根据分别传输的接收信号通过带宽限制、放大、滤波、复合以及可能的另外的信号处理步骤以及模数转换获得中间信号。从相应的前端31、32、...或者3η中所发出的、作为输出信号的中间信号以数字形式描述还将经调制或者编码的在基带或者可能也在中频频段中的接收信号。优选地，所提及的信号处理步骤将由优选地在所有的无线电频率范围内均可调谐的前端31、32、...或者3η实施为用于所有在该接收系统100的应用领域中所使用的不同的传输标准，例如AM、FM、DAB、DRM或者DMB，并且优选地被执行为与相应的接收信号的传输标准无关、并且优选地对于所有的传输标准至少相当一致。
[0029]在相互并联地设置的前端31、32、...或者3n中，接收信号能够可选地或者同时地被处理。根据单个的前端31、32、...或者3n被调谐在哪个接收信号上，接收系统100将承担不同的任务。典型地，设置约两至五个前端31、32、...或者3n，以便能够处理当前通常的接收信号以及由此处理待实现的任务。
[0030]多个信号处理装置41、42、...或者4n被附接(nachschalten)在前端31、32,...或者3n之后，也就是说，与其输出端中的一个输出端相连接，多个信号处理装置被设置用于根据由所连接的前端31、32、...或者3n所传输的中间信号获得一个有用信号。在图1中，信号处理装置41、42、...或者4n的数量被选为等于前端31、32、...或者3n的数量n，从而使得每个前端31、32、...或者3n与所连接的信号处理装置41、42、...或者4n形成一个接收路径并且该接收系统100由此包括η个并行的接收路径，然而，信号处理装置41、42、...或者4η的数量也能够与前端31、32、...或者3η的数量η不同。信号处理装置41、42、...或者4η可被配置用于信号处理和获得根据优选的所有的在接收系统100的应用领域中所使用的不同的传输标准的有用信号，例如AM、FM、DAB、DRM和DRB。与前端31、32、...或者3n —起，如此形成的接收路径可被用于同时处理根据统一的或者根据不同的传输标准的接收信号。
[0031]在所描述的实施例中，信号处理装置41、42、...或者4n具有第一 51、52、...或者5η;第二 61、62、...或者6η和第三81、82、...或者8η相继连接的信号处理级。其中，在单个的信号处理装置41、42、...或者4η中在其相继连接方面相互同等级的信号处理级(即第一 51、52、...或者5η ;第二 61、62、...或者6η和第三81、82、...或者8η)信号处理级彼此可被配置用于实施彼此至少相当类似的信号处理步骤。特别地，第一信号处理级
51、52、...或者5η可被配置用于实施至少一个滤波和用于处理根据数字的传输标准的接收信号的信道解码或者用于处理根据模拟的传输标准的接收信号的选择滤波，被适配至所属的、连接的前端31、32、...或者3η的配置。第二信号处理级61、62、...或者6η可被相应地配置用于实施至少一个用于数字的传输标准的音频解码或者用于模拟的传输标准的音频信号的解调并且由接收改善方法来配置。第三信号处理级81、82、...或者8η可至少被配置用于实施另一个滤波、信号延时和可能地也实施幅度调节。由第三信号处理级81、82、...或者8η所发出的输出信号可被转发至未示出的连接的级，以用于另一个处理、复制或者记录。
[0032]图1还示出了以下的可能性，即相互的至少两个信号处理装置41、42、...或者4η的、在其相继连接方面相互同等级的信号处理级(即第一 51、52、...或者5η或者第二 61、62、...或者6η信号处理级)的输出信号作为输入信号可选地或者与至少一个在其相继连接方面下一级的信号处理级(即第二 61、62、...或者6η或者第三81、82、...或者8η信号处理级中的一个)相结合地传导。作为示例，两个信号处理装置41、42的第一信号处理级51、52的输出信号共同作为信号处理装置41的第二信号处理级61的输入信号来传导。然后，第二信号处理级61能够被配置用于实施接收改善算法，该算法有利地进行两个接收路径的结合。这样能够针对模拟的接收信号通过所谓的DDA或者相位分集
(Phasendiversitat)或者针对数字的接收信号通过在所谓的“多比合并”的基础之上的
算法来实现。作为另外的示例，所示出的三个信号处理装置41、42、4n的第二信号处理级61、62、6n的输出信号示出为音频信号将共同地作为信号处理装置41的第三信号处理级81的输入信号来传导，在该第三信号处理级81中能够进行多个音频信号的过渡或者混合。
[0033]图1还示出了控制单元90，其用于控制或者配置前端31、32、...或者3n用于在确定的接收信号的接收上调谐并且控制或者配置信号处理装置41、42、...或者4n用于实施确定的信号处理步骤。其中，特别地，第一信号处理级51、52、...或者5n的配置被适配至前面连接的前端31、32、...或者3n的调节，其中，根据待处理的接收信号的不同将能够出现或者必须选择第一信号处理级51、52、...或者5n的不同的配置用于确定的前端31、32、...或者3n的调节，例如在以下频率范围内进行DRM发送，其中也进行模拟的AM发送，从而使得虽然在这两种情况下第一信号处理级51、52、...或者5n的配置相互之间有偏差，两个发送的前端31、32、...或者3n的调节是一样的。在第二信号处理级61、62、...或者6n中，附加地为了以信号处理的理想的形式来配置，还配置多个接收路径的信号的结合。该配置能够要么通过将新的程序载入由所涉及的信号处理级所包括的信号处理处理器之中或者通过在至少两个并联地连接在前面的信号处理级之间的切换来实现。为此，控制单元90与前端31、32、...3n并且与信号处理级51、52、...或者8n经由控制导线110相连接。在结合接收路径的配置中，所有第二或者第三信号处理级并非必须是激活的。在单个的信号处理级中要么不载入任何程序要么不馈入任何输入信号也是可能的。能够在运行期间的任何时间改变前端和信号处理级的配置以及在其之间的信号流，从而使得例如相同的前端和信号处理级首先处理在UKW频段内的模拟的FM接收信号、然而处理在III频段内的数字的DAB接收信号并且最后处理在KW频段内的数字的DRM接收信号。
[0034]如果根据不同的传输标准传输相同的程序内容，那么根据数字的传输标准传输的并且在接收机中解码的音频信号将根据系统在时间上相对于根据模拟的传输标准传输和解调的音频信号有延时。为了确定这些信号的时间差，将在它们之间在相关级70中形成自相关。在此，将由控制单元90第二信号处理级的至少两个输出信号传输至相关级70并且在相关级70中开启相关。相关级70与控制单元90通过一根控制导线110相连接。
[0035]图2示出了以附图标记200标注的根据图1所示的接收系统100的变型实施例。
在接收系统200中，前端31、32.....3n通过用于分解接收信号的单元(即天线分配器210)
与共同的天线221相连接。天线分配器210能够如此地设计，使得所有的接收信号同时地
或者可选地在所有的前端31、32.....3n上传导。接收信号也能够根据频率范围分布地在
不同的前端上传导，其中，之后的单个的前端能够如此地设计，从而使得仅能够接收接收信号的相应的部分，优选地仅所有接收频率范围的一部分。[0036]图3示出了以附图标记300标记的另一个根据图1所示的接收系统100的变型
实施例。前端31、32.....3η中的每个前端可选地经由天线开关单元310与多个天线321、
322、...、32m中的至少一个天线连接。天线321、322、...,32m的个数m能够与前端31、32、...、3n的个数存在偏差。经由天线开关单元310能够在多个天线321、322、...,32m之
间进行切换，实现所谓的天线分集。有利地，所有的天线321、322.....32m和可能的用于所
有接收频率范围的附加地需要的滤波器或者相似的构件可连接至全体的前端31、32.....3n。接收系统300也能够装备有天线或者前端，其仅被设置用于所有接收频率范围的一部分。天线开关单元310的配置要么固定地预先给定，要么经由控制导线110由控制单元90来设置。
[0037]在图3中，还引入了另一个控制导线111，其从第二信号处理级51、52.....5n引
入至天线开关单元310。倘若优选地为模拟的无线电信号在FM范围内执行天线分集，那么将在解调之后进行信号的分析并且必须有必要地以高的速率来进行。因此，在这种情况下将宁愿经由通过控制单元90的控制的另一根控制导线111来进行直接的控制。
[0038]控制单元90包括控制装置91和多个块92。每个块92代表对于至少一个接收路径所必须的数据和程序的预先给定的配置的总体。例如，块92能够以所包括的存储装置的一部分的形式被构造为程序存储器，在其中存储有与接收系统的每个待设置的配置相对应的程序，借助于该些程序能够可选地载入该些接收系统的单个的级。然而，优选地，此类的程序能够被从外部传输至该接收系统，从而使得每个块92代替实际的程序存储器仅仅形成该接收系统的可能的配置，该配置示出了向外的接收系统。通过控制导线93实现了控制单元90的外部的控制。至每个块92的数据和程序形成了所谓的“虚拟的调谐器”。因为单个的接收路径可被不同地配置用于处理不同的接收信号，所以多个“虚拟的调谐器”92作为实际上以硬件构建的接收路径而存在。此外，与接收系统连接的电路构件组对于该接收系统的部件的配置无任何影响。通过单个的接收路径的虚拟化实现了将其余的电路构件组从所描述的接收系统解耦。在此，供使用的接收路径并未直接地而是借助于由“虚拟的调谐器”所构造的抽象层(Abstraktionsschicht)来使用。控制单元90如此地动态控制接收路径，从而使得所有的“虚拟的调谐器”最优地工作。此外，与接收系统连接的电路构件不需要任何关于接收路径的实际的数量的信息。
[0039]在接下来的表格中，在例如根据图1具有四个接收路径(n=4)的接收系统100上
粗略地示意性地示出了不同的配置的示例性的选择。其中，以ID=1.....4标注了接收路径
的编号。
[0040]
【权利要求】
1.一种接收系统(100、200、300)，其用于可选地或者同时地处理根据至少一个传输标准的至少一个接收信号，特别是用于广播，其具有:-多个高频接收级(31、32.....3η)，其每个被设置用于接收所述至少一个接收信号并且用于从中获得一个中间信号；以及-多个与所述高频接收级(31、32.....3η)中的一个高频接收级连接的信号处理装置(41,42.....4η)，以根据由所连接的高频接收级(31,32.....3η)传输的所述中间信号获得至少一个有用信号，其中，所述高频接收级(31、32.....3η)可选地被设置用于接收不同的传输标准的接收信号并且所述信号处理装置(41、42.....4η)被配置用于信号处理并且获得根据所述不同的传输标准的有用信号 。
2.根据权利要求1所述的接收系统(100、200、300)，其特征在于，所述高频接收级(31、32、...、3η)与至少一个天线(21、22、...、2η ；221 ;321、322、..,32m)相连接，以接收并且传输所述至少一个接收信号至所述高频接收级(31、32.....3n)。
3.根据权利要求2所述的接收系统(100)，其特征在于，所述高频接收级(31、32.....3n)中的每个高频接收级直接与所述天线(21、22、...、2n)中的每个天线相连接。
4.根据权利要求2所述的接收系统(200)，其特征在于，所述高频接收级(31、32.....3n)与共同的天线(221)相连接。
5.根据权利要求2所述的接收系统(300)，其特征在于，所述高频接收级(31、32.....3n)和所述天线(321、322、...、32m)与天线开关单元相连接，所述高频接收级(31、32、...、3n)中的每个高频接收级通过所述天线开关单元可选地与所述天线(321、322.....32m)中的至少一个天线连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的接收系统(100、200、300)，其特征在于，所述信号处理装置(41、42.....4n)中的每个信号处理装置具有多个相继连接的信号处理级(51、52、...、5n ;61、62、...、6n ;81、82、...、8n)并且在所述信号处理装置(41、42、...、4n)中在其相继连接方面相互同等级的信号处理级(51、52、...、5n ;61、62、...、6n ;81、82、...、8n)被配置用于实施相互至少相当类似的信号处理步骤。
7.根据权利要求6所述的接收系统(100、200、300)，其特征在于，所述信号处理装置(41、42、...、4n)具有第一(51、52、...、5n)、第二(61、62、...6n)和第三(81、82、...、8n)相继连接的信号处理级并且所述第一信号处理级(51、52.....5n)中的每个第一信号处理级被配置为实施适配至所属的、相连的高频接收级(31、32、...3n)的至少一个滤波和信道解码或者选择滤波，所述第二信号处理级出1、62.....6n)中的每个第二信号处理级被配置为实施至少一个音频解码或者音频信号的解调并且由接收改善方法来配置并且所述第三信号处理级(81、82.....8n)中的每个第三信号处理级被配置为实施另一个滤波、延时和/或幅度调制。
8.根据权利要求6或7所述的接收系统(100、200、300)，其特征在于，将至少两个信号处理装置(41、42.....4n)的在其相继连接方面相互同等级的信号处理级(51、52.....5η;61、62、...、6η)的输出信号作为输入信号可选地或者组合地传导至至少一个在其相继连接方面下一级的信号处理级(61、62、...、6η ;81、82、...、8η)。
9.根据权利要求7或者根据权利要求8与权利要求7的结合所述的接收系统(100、.200、300)，其特征在于相关级(70)，其可传导所述第二信号处理级出1、62.....6η)中的至少两个第二信号处理级的输出信号，以形成经传导的输出信号所示出的相关信号的时间上的相关性的量。
10.根据前述权利要求中的一项或者多项所述的接收系统(100、200、300)，其特征在于用于至少控制和/或设置或者配置所述高频接收 级(31、32.....3η)、所述信号处理装置(41,42.....4η)和/或所述相关级(70)的控制单元(90)。
【文档编号】H04B7/08GK103684568SQ201310415095
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2012年9月12日
【发明者】P·埃尔本, M-T·特兰, M·里塞 申请人:罗伯特·博世有限公司