Störsignalunterdrückung im PKW

Störsignalunterdrückung im PKW

In der heutigen Zeit, in der alles einfacher und schneller gehen soll, halten Geräte, die eine Steuerung über Sprache erlauben, immer weiter Einzug. Sei es beim Diktat mit Hilfe des Computers oder beim Telefon, das zuerst per Sprachbefehl die gewünschte Nummer wählt und mit dem anschließend über die Freisprecheinrichtung telefoniert wird. Doch bei der Realisierung entsprechender Systeme treten mehrere grundsätzliche Probleme auf. Das Hauptproblem ist die Einkopplung von Störsignalen. Im Labor funktionieren die meisten Systeme fehlerfrei, doch in der Praxis versagen sie oft wegen schlechter Rahmenbedingungen.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Problemen, die aus einer nicht idealen Umgebung entstehen und zeigt Möglichkeiten auf, wie diesen Schwierigkeiten begegnet werden kann. Im Speziellen wird als Betriebsumgebung die Fahrgastzelle eines PKW untersucht. Hierfür soll ein Verfahren gefunden werden, welches die Aufzeichnung eines Sprachsignals, durch Unterdrückung des Störsignals, fördert. Das Ziel ist ein Sprachsignal, das weitgehend frei von jeglichen Störsignaleinflüssen ist. Um einen Eindruck von dem aufgezeichneten Signal zu erhalten, hier das gestörte Sprachsignal.

Überblick:

Die vorliegende Arbeit gliedert sich in drei Abschnitte. Im ersten werden die wichtigsten theoretischen Grundlagen für die digitale Signalverarbeitung wiederholt, wobei die Diskrete Fourier Transformation (DFT) hier eine gewisse Sonderstellung einnimmt, da sie in der weiteren Arbeit häufig benutzt wird. Am Ende des ersten Abschnittes wird eine mögliche Einteilung von Störgrößen und den entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen.

Zu Beginn des zweiten Abschnittes wird beschrieben, wie die zu untersuchenden Signale gewonnen und nutzbar gemacht wurden. Der Hauptteil des zweiten Abschnitt befasst sich mit der Anwendung von "einfachen" Filtern, wie zum Beispiel, Bandsperre, Hochpass oder Tiefpass zur Störsignalunterdrückung und stellt die erhaltenen Ergebnisse vor. Da diese jedoch nicht die gewünschte Unterdrückung des Störsignals zur Verfügung stellen konnten, werden zu Beginn des dritten Abschnittes weiterführende Untersuchungen des Störsignals angestellt.

Die Erkenntnisse dieser Untersuchung führten zusammen mit den Beobachtungen aus dem zweiten Abschnitt zu dem Schluss, dass es sich bei der vorhanden Störung nicht, wie Anfangs angenommen, um eine periodische, sondern um eine breitbandige Störung handelt. Aus diesem Grund beschäftigt sich der dritte Abschnitt hauptsächlich mit weiterführenden Methoden zur Störsignalunterdrückung. Die erste vorgestellte Methode ist die adaptive Störsignalunterdrückung. Es wird aufgezeigt, wie ein adaptives Filter arbeitet und welche Erfolge damit erzielt werden können. Anschließend wird ein weiteres System zur Störsignalunterdrückung, auf der Basis einer Subtraktion im Spektralbereich vorgestellt, aufgebaut und diskutiert.

Den Abschluss der Arbeit bildet ein Resümee und der Ausblick für weitere Untersuchungen.

Erstellt von OLt Helmut Strycek

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