DE102008024248A1 - Field strength profiles generating method for reception-testing of mobile radio receiver i.e. car radio, involves measuring, filtering and statistically modeling field strength distributions of transmitter frequencies - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung von Feldstärkeprofilen zur Empfangserprobung von mobilen Funkempfangseinrichtungen, beispielsweise Autoradios, unter Laborbedingungen.The The invention relates to a method for generating field strength profiles for reception testing of mobile radio reception equipment, for example Car radios, under laboratory conditions.
Stand der TechnikState of the art
Aus
der
Die Funkempfangseinrichtung wird in einem zeitlich ausgedehnten Testprogramm mit den Funkwellen einer vorab gespeicherten Feldstärke-Zeit-Kurve beaufschlagt und die Ausgangsgröße als Funktion der Feldstärke gemessen.The Radio receiving device is in a time-consuming test program with the radio waves of a pre-stored field strength-time curve applied and the output as a function the field strength measured.
Wird ein Funkfeldprofil durch Feldmessungen gewonnen, so kann der Feldstärkeverlauf, beispielsweise infolge von Abschattungen oder Mehrwegeausbreitung, verschiedenen Fadingeinflüssen ausgesetzt sein.Becomes a radio field profile obtained by field measurements, so the field strength curve, for example as a result of shadowing or multipath propagation, be exposed to various fading influences.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe einer Bereitstellung eines Verfahrens zur Nachbildung von verlorengegangenen Fadingeffekten bei unter realen Bedingungen gemessenen Feldstärkeverläufen zugrunde.Of the Invention is the object of providing a method for the reproduction of lost fading effects under real conditions measured field strength gradients based.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.The Task is achieved by a method according to claim 1 solved.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Um bei einem Test von mobilen Funkempfangseinrichtungen, beispielsweise Autoradios, unter Laborbedingungen weitgehend reale Umweltbedingungen reproduzierbar abbilden zu können, werden unter realen Bedingungen Feldstärkeverläufe von unterschiedlichen Sendefrequenzen, beispielsweise eines Radiosenders, gemessen, gefiltert und statistisch modelliert.Around in a test of mobile radio receivers, for example Car radios, under laboratory conditions largely real environmental conditions to reproduce reproducibly be under real Conditions field strength gradients of different Transmission frequencies, such as a radio station, measured, filtered and statistically modeled.
Der durch Messung und Filterung erhaltene Feldstärkeverlauf berücksichtigt keine verlorengegangenen Verlaufseinteile, insbesondere vom Fading. Zu deren Nachbildung werden dem bisherigen Feldstärkeverlauf statistisch modellierte Feldstärkeverläufe aufaddiert.Of the Field strength profile obtained by measurement and filtering does not take into account any lost progressions, especially from fading. Their replication will be the previous field strength course Statistically modeled field strength gradients are added up.
Der aus der Summierung von dem gefilterten Feldstärkeverlauf und dem statistisch modellierten Feldstärkeverlauf resultierende Feldstärkeverlauf bildet zumindest teilweise ein erfindungsgemäßes Feldstärkeprofil.Of the from the summation of the filtered field strength curve and the statistically modeled field strength curve Field strength course forms at least partially an inventive field strength profile.
Anhand der resultierenden Feldstärkeverläufe können Labortests von mobilen Funkempfangseinrichtungen, beispielsweise Autoradios, durchgeführt werden, so dass mittels der Laborergebnisse objektive Qualitätsbewertungen erzielt werden können. Bei den Labortests können die einzelnen Feldstärkeverläufe zeitlich parallel, versetzt oder nacheinander abgespielt werden.Based the resulting field strength gradients can Laboratory tests of mobile radio reception equipment, for example Car radios, are performed so that by means of laboratory results objective quality assessments can be achieved. In the laboratory tests, the individual field strength gradients parallel in time, staggered or played in succession.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können mit einem relativ geringen messtechnischen Aufwand die Empfangsbedingungen entlang einer betrachteten Fahrstrecke erfasst und zur Wiedergabe im Labor aufbereitet werden.With the method of the invention can with a relatively low metrological effort, the reception conditions recorded along a considered route and for playback in the Laboratory be prepared.
Zur Wiedergabe im Labor stehen grundsätzlich die Möglichkeiten der direkten Aufnahme und Wiedergabe der aufgenommenen Daten und die Modellierung der Empfangsbedingungen mit statistischen Mitteln zur Verfügung. Im vorliegenden Verfahren wird eine Mischung beider Methoden angewendet, womit die jeweiligen Vorteile aus beiden Vorgehensweisen berücksichtigt werden.to Playback in the laboratory are basically the possibilities the direct recording and reproduction of the recorded data and the modeling of reception conditions by statistical means to disposal. In the present process is a mixture applied both methods, whereby the respective advantages of both Procedures are taken into account.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Feldstärkeverlauf kontinuierlich oder diskontinuierlich gemessen. Mögliche Kriterien für die Auswahl einer Messungsart (kontinuierlich oder diskontinuierlich) können der Datenumfang, der Komprimierungsgrad der „geforderten” Feldstärkewerte, die Messtechnik sowie Besonderheiten der eingemessenen Teststrecke sein.In an advantageous embodiment of the invention will the field strength course continuously or discontinuously measured. Possible criteria for selecting a Measurement mode (continuous or discontinuous) can the amount of data, the degree of compression of the "required" field strength values, the measuring technology as well as special features of the measured test track be.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl bei der kontinuierlichen, als auch bei der diskontinuierlichen Messung nur einzelne Werte (Stützstellen) der gemessenen Feldstärkewerte herangezogen werden. Die Kriterien für Stützstellenauswahl können individuell festgelegt werden und können sich nach den Eigenschaften des empfangenen Signals richten. Beispiel hierfür kann eine dichte Folge von Stützwerten in Bereichen sein, die eine hohe örtliche Auflösung erfordern, während in Gebieten mit relativ konstanten Empfangssignaleigenschaften eine geringere Stützstellenrate nötig ist.at the method of the invention can both continuous and discontinuous Measurement only individual values (interpolation points) of the measured Field strength values are used. The criteria for Support point selection can be determined individually can and can vary according to the characteristics of the received signal judge. Example of this can be a dense sequence of supporting values be in areas that have a high spatial resolution while in areas with relatively constant receive signal characteristics lower interpolation rate is necessary.
Die Aufbereitung der gemessenen Feldstärkeverläufe umfasst eine Filterung mittels Tiefpassfilterung zweiter Ordnung. Mittels der Tiefpassfilterung ist eine Kantenglättung des Feldstärkeverlaufs erzielbar.The conditioning of the measured field strength profiles comprises a filtering by means of low-pass filtering of the second order. By means of low-pass filtering An antialiasing of the field strength profile can be achieved.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der gemessene Feldstärkeverlauf mittels einer logarithmischen Normalverteilung und einer darauffolgenden Rayleighverteilung statistisch modelliert.In an advantageous embodiment of the invention will the measured field strength course by means of a logarithmic Normal distribution and a subsequent Rayleigh distribution statistically modeled.
Mittels der logarithmischen Normalverteilung erfolgt eine Nachbildung von Abschattungen, sog. „slow fading”. Die örtliche Auflösung sollte dabei einen für Effekte des „slow fadings” typischen Wert von etwa 10 m annehmen. Die anschließende Rayleighverteilung dient zur Nachbildung des von Mehrwegeausbreitungen verursachten sog. „fast fading”. Die örtliche Auflösung dieser Modellierung sollte ebenfalls einen typischen Wert, hier für Effekte des „fast fadings”, annehmen. Dieser Wert liegt im Bereich der halben Wellenlänge des betrachteten Frequenzbereichs, also beispielsweise bei 1,67 m für eine FM-Frequenz von 100 MHz. Im betrachteten Szenario des FM-Rundfunks liegen Dopplereffekte innerhalb der Kohärenzfrequenz und spielen daher eine vernachlässigbare Rolle.through the logarithmic normal distribution is a replica of Shadowing, so-called "slow fading". The local Resolution should be one for effects of "slow fadings "typical value of about 10 m. The subsequent Rayleigh distribution replicates multipath propagation caused so-called "almost fading". The local Resolution of this modeling should also be a typical Value, here for effects of "almost fading", accept. This value is in the range of half the wavelength of the considered frequency range, ie for example at 1.67 m for an FM frequency of 100 MHz. In the considered scenario of FM broadcasting, Doppler effects are within the coherence frequency and therefore play a negligible role.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung markieren die oben erwähnten eingemessenen Stützwerte einzeln betrachtete Streckenabschnitte der Teststrecke.In mark an advantageous embodiment of the invention the above measured support values individually considered sections of the test track.
Für jeden Streckenabschnitt werden einzelne Feldstärkeparameter bestimmt. Beispiele für entsprechende Parameter stellen die minimale und maximale Feldstärke, die zudem hinsichtlich Ausreißer verfeinert werden kann, und die sich daraus ergebende Schwankungsbreite (Differenz zwischen minimaler und maximaler Feldstärke) dar.For each section of track becomes individual field strength parameters certainly. Provide examples of corresponding parameters the minimum and maximum field strength, in addition to that Outliers can be refined, and the resulting outliers Fluctuation range (difference between minimum and maximum field strength) represents.
Die Klassifizierung von Ausreißern kann beispielsweise durch Bestimmung eines Bereiches der Feldstärkeverteilung innerhalb eines Streckenabschnitts erfolgen, wobei dieser Bereich 66% der auftretenden Feldstärkewerte erfasst. Gewöhnliche Feldstärkewerte liegen dann innerhalb dieses Bereiches und Ausreißer außerhalb desselben.The Classification of outliers can be, for example, by Determination of a range of field strength distribution within of a section of the route, 66% of the total detected field strength values recorded. Ordinary field strength values then lie within this range and outliers outside thereof.
Die Wahl des Bereiches kann abhängig von der gewünschten Testsituation erfolgen.The Choice of area may depend on the desired Test situation done.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Feldstärkeparameter einer statistischen Modellierung unterzogen.In an advantageous embodiment of the invention the field strength parameters of a statistical modeling subjected.
Vorteilhafterweise werden für jeden Streckenabschnitt der Parameter der minimalen Feldstärke tiefpassgefiltert und die Schwankungsbreite (Differenz zwischen der maximalen und minimalen Feldstärke) statistisch modelliert.advantageously, For each segment, the parameter of the minimum Field strength low-pass filtered and the fluctuation range (Difference between the maximum and minimum field strength) statistically modeled.
Anstelle der Schwankungsbreite kann die maximale Feldstärke statistisch modelliert werden.Instead of The fluctuation range can be the maximum field strength statistically be modeled.
Sofern eine Aufteilung des Feldstärkeverlaufs in „normale” Feldstärkewerte und „Ausreißer” erfolgt, kann die Tiefpassfilterung und die statistische Modellierung entsprechend für die „Ausreißer” erfolgen.Provided a division of the field strength course into "normal" field strength values and "outliers" done, the low-pass filtering and the statistical modeling done accordingly for the "outliers".
Um einen erfindungsgemäßen Feldstärkeverlauf zu erzielen, werden die Feldstärkewerte der Tiefpassfilterung und der statistischen Modellierung summiert.Around a field strength course according to the invention to achieve the field strength values of low pass filtering and the statistical modeling summed up.
Zeichnungendrawings
Es zeigen:It demonstrate:
In
Aufgrund von geringen Sendeleistungen der einzelnen Sendefrequenzen SF1, SF2, SF3, SF4 treten häufige Alternativfrequenzwechsel AF auf. Weiterhin ist bei den dargestellten Feldstärkeverläufen FV1, FV2, FV3, FV4 die oben erwähnte Gleichkanalstörung GK durch einen fremden Radiosender und Verluste aller Alternativfrequenzen AFV für einen bestimmten Zeitraum zu erkennen.Due to low transmission power of the individual transmission frequencies SF1, SF2, SF3, SF4 occur frequent alternative frequency changes AF. Furthermore, in the illustrated field strength curves FV1, FV2, FV3, FV4, the above-mentioned co-channel interference GK can be recognized by a foreign radio station and losses of all alternative frequencies AFV for a specific time period.
Grundlage für die Erstellung von Feldstärkeprofilen (Datensätze) können Messfahrten bilden, wobei GPS-Daten und ein Video mit dem abgefilmten Display eines Referenzradios verwendet werden. Das Autoradio kann im Testmode betrieben werden, um die aktuell empfangene Feldstärke F ablesen zu können.basis for the creation of field strength profiles (datasets) can form test drives, using GPS data and a video be used with the filmed display of a reference radio. The Car radio can be operated in test mode to the currently received Field strength F can be read.
Die
In
der
Für jeden Streckenabschnitt SA1, SA2 werden Feldstärkeparameter ermittelt. Für die Ermittlung werden die während der Messfahrt aufgenommenen Daten zum Feldstärkeverlauf FV1 innerhalb des betrachteten Streckenabschnitts SA1, SA2 herangezogen, mögliche Parameter sind die minimale Feldstärke Fmin und die maximale Feldstärke Fmax. Aus beiden Parametern kann die Differenz ΔF als weiterer Parameter gebildet werden.For each section SA1, SA2 becomes field strength parameters determined. For the determination, the during the measurement run recorded data for field strength course FV1 used within the considered track section SA1, SA2, possible parameters are the minimum field strength Fmin and the maximum field strength Fmax. From both parameters the difference ΔF can be formed as a further parameter.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die in jedem Streckenabschnitt SA1, SA2 befindlichen Feldstärkewerte zu klassifizieren.Farther there is the possibility of that in each section of the route Classify SA1, SA2 field strength values.
Die Klassifizierung kann für den ganzen Feldstärkeverlauf FV1 oder für jeden Streckenabschnitt SA1, SA2 gesondert erfolgen. Mittels der Klassifizierung können Feldstärkewertbereiche gebildet werden, wonach Feldstärkewerte, die außerhalb dieses Bereiches B liegen, als sog. Ausreißer deklariert werden.The Classification can be for the whole field strength course FV1 or separately for each section SA1, SA2 respectively. By means of the classification, field strength value ranges are formed after which field strength values outside this Area B are located, are declared as so-called outliers.
In
der
Die
Beträgt beispielsweise im ersten Streckenabschnitt SA1, der im Bereich zwischen 0 und 800 Meter ist, der minimale Feldstärkewert Fmin 35 dBμV und im zweiten Streckenabschnitt SA2, der im Bereich größer 800 Meter und 1000 Meter ist, der minimale Feldstärkewert Fmin 40 dBμV, so weist der sich ergebende Feldstärkeverlauf FV1 im Bereich zwischen 0 Meter und 800 Meter den Wert 35 dBμV (minimaler Feldstärkewert Fmin im ersten Streckenabschnitt SA1) und im Bereich größer 800 Meter und 1000 Meter den Wert 40 dBμV (minimaler Feldstärkewert Fmin im zweiten Streckenabschnitt SA2) auf.is For example, in the first section SA1, in the area between 0 and 800 meters, the minimum field strength value is Fmin 35 dBμV and in the second section SA2, in the range greater than 800 meters and 1000 meters is the minimum Field strength value Fmin 40 dBμV, so the resulting Field strength curve FV1 in the range between 0 meters and 800 Meter is 35 dBμV (minimum field strength value Fmin in the first section SA1) and larger in the area 800 meters and 1000 meters the value 40 dBμV (minimum field strength value Fmin in the second section SA2).
In
In
Die
in der
Abhängig von der gewünschten Testsituation können in einem Feldstärkeprofil FP die jeweilige Anzahl und Anordnung der Feldstärkeverläufe FV1, FV2, FV3, FV4 variieren.Dependent from the desired test situation can in one Field strength profile FP the respective number and arrangement the field strength curves FV1, FV2, FV3, FV4 vary.
- AFAF
- AlternativfrequenzwechselAlternatively, frequency change
- AFVAFV
- AlternativfrequenzverlustAlternatively frequency loss
- BB
- BereichArea
- FF
- Feldstärkefield strength
- Fminfmin
- minimale Feldstärkeminimum field strength
- FmaxFmax
- maximale Feldstärkemaximum field strength
- FmaxAFmaxA
- maximale Feldstärke Ausreißermaximum Field strength outliers
- FPFP
- FeldstärkeprofilField strength profile
- FV1FV1
- FeldstärkeverlaufField strength curve
- FV2FV2
- FeldstärkeverlaufField strength curve
- FV3FV3
- FeldstärkeverlaufField strength curve
- FV4F4V
- FeldstärkeverlaufField strength curve
- GKGK
- GleichkanalstörungCo-channel interference
- logNlog N
- logarithmische Normalverteilunglogarithmic normal distribution
- RSRS
- Radiosenderradio stations
- RYRY
- RayleighverteilungRayleigh
- SS
- Streckeroute
- SA1SA1
- Streckenabschnittstretch
- SA2SA2
- Streckenabschnittstretch
- SF1SF1
- Sendefrequenztransmission frequency
- SF2SF2
- Sendefrequenztransmission frequency
- SF3SF3
- Sendefrequenztransmission frequency
- SF4SF4
- Sendefrequenztransmission frequency
- ST1ST1
- Stützstellesupport point
- ST2ST2
- Stützstellesupport point
- ST3ST3
- Stützstellesupport point
- TPTP
- TiefpassfilterungLow-pass filtering
- ΔF.DELTA.F
- Differenzdifference
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130301 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |