WO2001097194A1 - Radio link for packet-oriented data transmission - Google Patents

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WO2001097194A1
WO2001097194A1 PCT/DE2001/002095 DE0102095W WO0197194A1 WO 2001097194 A1 WO2001097194 A1 WO 2001097194A1 DE 0102095 W DE0102095 W DE 0102095W WO 0197194 A1 WO0197194 A1 WO 0197194A1
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measured variable
instantaneous
instantaneous measured
value
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Eduardo De Mier
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Iar Systems Ag
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/02Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers by conversion into electric waveforms and subsequent integration, e.g. using tachometer generator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/07Indicating devices, e.g. for remote indication
    • G01P1/08Arrangements of scales, pointers, lamps or acoustic indicators, e.g. in automobile speedometers
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
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    • G08C15/06Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path successively, i.e. using time division
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate

Definitions

  • the invention relates to a radio link for packet-oriented data transmission with at least one transmitter and with at least one receiver.
  • Such radio links are used to transmit data between one or more transmitters and one or more receivers.
  • a sensor for generating a large number of instantaneous values of a measurement signal is often provided in the area of the transmitter.
  • Such a sensor can be designed as a digital sensor that displays instantaneous values of a measurement signal in a predetermined cycle. It is also possible to provide an analog working sensor, the output signal of which is fed to a digitizing device, which supplies digitized instantaneous values of the measuring signal of the sensor in a predetermined cycle.
  • a coding device for converting the instantaneous values into data packets of a data packet stream and a transmitting device for transmitting the data packets as radio signals in the transmitter are provided. If the receiver then has a receiving unit for receiving the data packets in the form of a radio signal and a decoding device for converting the received data packets into measurement information and an output unit for outputting the measurement information thus obtained, then a measurement can also be evaluated in a simple manner over long distances without a cable connection Binding between the sensor and the output unit needs to be provided.
  • the object of the invention is to provide a radio link in which the measurement information output at the output unit has only a slight error. It is a further object of the invention to provide advantageous uses of such a radio link and a method for operating such a radio link. Finally, a transmitter and a receiver should also be provided for such a radio link.
  • the coding device is designed such that a first instantaneous measured variable value and at least one second instantaneous measured variable value can be obtained from the measurement signal.
  • the second instantaneous measured variable value can be calculated from the first instantaneous measured variable value. It is also conceivable to calculate the second instantaneous measured variable value from several first instantaneous measured variable values, for example from their course. In this way, several instantaneous measurands values formed.
  • third, fourth, etc. instantaneous measured variable values can also be transmitted. As a result, several measured variables can also be transmitted on a single radio link.
  • the measured variables to be transmitted can also differ in terms of different resolutions, although they result from the same measurement signal.
  • the data packet stream has both data packets that contain information about the first instantaneous measured variable value and data packets that contain information about the second instantaneous measured variable value.
  • the invention thus makes it easy to obtain data that result from the sensor signal.
  • data can be received and transmitted that are supplied directly by the sensor, as well as data that must first be calculated from the sensor signal.
  • the invention can advantageously be used not only for airborne radio links, but also for
  • Radio links that are bound to a cable medium This allows the transmission quality to be further improved.
  • the use of airborne radio links has the particular advantage that the transmitter and receiver are not mechanically connected to one another. This makes it easy to transmit measured values that are taken from rotating shafts, wheels or other moving objects.
  • radio link it is possible to provide both data packets which only contain information about the first instantaneous measured variable value and data packets which only contain information about the second mode mentan measured value included. By transmitting at different times, it is possible to react to different time requirements for the first instantaneous measured variable value or for the second instantaneous measured variable value.
  • the information about the first instantaneous measured value and / or about the second instantaneous measured value etc. can also be transmitted in each case distributed over a number of data packets.
  • different resolutions can be generated in the measurement information output by the output unit.
  • Current measured variable values which must be available with a higher resolution, can advantageously be transmitted in such a way that a large number of data packets are used per transmitted instantaneous measured variable value.
  • only one data packet or a few data packets can be used for instantaneous measured value values that are only required with a small resolution.
  • the maximum bandwidth of the radio link can be adapted particularly simply and advantageously to the time requirements of the instantaneous measured variable values to be transmitted.
  • data packets can also be transmitted which contain information about a first measured variable value as well as about a second measured variable value etc.
  • the output unit can estimate and output the course of the measured variables represented by the first instantaneous measured variable values and / or by the second instantaneous measured variable values etc. at times between the receipt or conversion of data packets. This ensures that information on the output from the sensor is constantly on the output unit of the receiver. given measurement signal are present, even if no current instantaneous measured value is being transmitted over the radio link. A model of the system scanned by the sensor is used as the basis for the estimate. In the event that the second instantaneous measured variable values are calculated with the aid of the first instantaneous measured variable values, a particularly precise operation results when the first instantaneous measured variable values are transmitted with a greater frequency than the second instantaneous measured variable values.
  • first instantaneous measured variable values is significantly less than the resolution of the second instantaneous measured variable values.
  • information about first instantaneous measured value values arrives at the receiver more often than about second instantaneous measured value values.
  • a reliable estimate of the course of the measured variable, insofar as it is represented by the second instantaneous measured variable values, can then be reliably calculated from the first instantaneous measured variable values.
  • the radio link according to the invention can be used particularly advantageously for displaying the current driving speed and the distance traveled by a vehicle.
  • the sensor is arranged in the area of a wheel of the vehicle, a sensor being advantageously used which acts as a measurement signal at least every complete revolution of the
  • the coding device is then designed such that the instantaneous speed of the vehicle is calculated from the measurement signal using a system time.
  • the instantaneous speed of the vehicle is then transmitted as the first instantaneous measured variable value on the radio link.
  • the number of wheel rotations carried out is the sum of the pulses emitted by the sensor and is calculated and transmitted as the second instantaneous measured variable value.
  • the speed of the vehicle can be calculated from the time interval between two successive pulses at the sensor output. One pulse corresponds to one wheel revolution and thus to a known distance traveled.
  • the second instantaneous measured variable value represents the entire distance traveled up to the time of measurement, which is determined by the sum of all the pulses emitted by the sensor up to that point.
  • Both the first instantaneous measured variable value and the second instantaneous measured variable value are displayed on the output unit of the receiver.
  • the instantaneous speed is transmitted at a rate of, for example, an instantaneous measured value value per second.
  • the total distance determined directly in the transmitter is only transmitted to the receiver at a rate of, for example, 32 seconds per measured variable value.
  • each new measured value for the speed is multiplied by the time that has elapsed since the last trouble-free transmission of such a measured value. This gives an estimated value for the distance covered in the meantime. This is added to the last total value of the route traveled, which was transmitted without errors, and shown on the display.
  • the invention can also be used advantageously for displaying the instantaneous heartbeat rate and the heartbeat variability of a living being.
  • the sensor is designed as a heartbeat sensor, which can be arranged in the area of the nervous system of life. Such a sensor emits at least one pulse as a measurement signal when a heartbeat is sensed.
  • the coding device is designed in such a way that, using a system time, the instantaneous heartbeat rate can be calculated from the measured signal as a first instantaneous measured variable value.
  • Heart rate variability can be derived, for example, from the ratio of the longest distance between two heartbeats to the shortest distance between two heartbeats within a predetermined time period. It can be obtained as a second momentary measured value from the course of the measurement signal.
  • the radio link according to the invention can also be used particularly advantageously for transmitting the information contained in the electrical pulses generated by a voltage-frequency converter.
  • the coding device is designed such that the instantaneous frequency of the electrical pulses can be obtained and transmitted as a first instantaneous measured variable value.
  • the total number of pulses generated by the sensor can be obtained as the sum of the pulses and transmitted as a second instantaneous measured value.
  • a device in which an analog variable such as a power or a temperature is converted into a continuous pulse sequence with the aid of a voltage-frequency converter can be imagined as a practical application of this embodiment.
  • the frequency of the pulses of this pulse sequence is used as the first instantaneous measured value.
  • the second instantaneous measured variable value results from the integral of the measured variable and represents the work performed in the case of using a power sensor or a transferred amount of heat in the case of using a temperature sensor.
  • the integral of the measurement signal can advantageously be formed by simply counting the pulses of the pulse sequence without long-term errors, for example due to accumulation. This count is transmitted at a low transmission rate over the radio link, while the instantaneous frequency determined in each case is transmitted at a high transmission rate.
  • an accumulation of errors such as can occur when integrating the first instantaneous measured variable values, is avoided or corrected at regular intervals by a current second instantaneous measured variable value.
  • the invention also relates to the use of a measuring section according to the invention.
  • a commercial application in connection with a heartbeat sensor is possible, for example, in sports competitions in which athletes' bio data are projected onto a display that is visible to viewers so that they can be seen by the viewers. From such biodata, conclusions can be drawn, for example, about the fitness and enthusiasm of an athlete, which makes sports competitions more attractive for spectators. In animals by Leading people can also avoid undesirable overloads.
  • the invention also includes the individual components of such a radio link, such as its transmitter or its receiver.
  • Errors are made up of both transmission errors and rounding errors.
  • the bandwidth of the radio link is selected so that the transmission of the first measured variable values
  • the curves of the measured variable represented by the second measured variable values at times between the error-free reception of corresponding data packets are determined by the receiver and, if necessary, are displayed. Whenever a complete and error-free value for the second measured variable value has been received, the estimate formed by the receiver is corrected by the correct value calculated in the transmitter.
  • the invention also makes use of the following approach.
  • the expected second ⁇ Meß bodinhong be thus formed not only on the transmitter side, but also on the side of the receiver.
  • the first measured variables formed on the receiver side are regularly compared with the second measured variable values determined on the transmitter side. It is particularly advantageous that no transmission errors are included in the formation of the second measured variable values on the transmitter side.
  • voltage-frequency converters in which the second measured variable values are formed by counting pulses, there are no further errors even apart from the error which is caused by the temporal resolution in connection with the temporal spacing of the pulses.
  • the resolution of the second measured variable values can be greater than that of the first measured variable values. However, you then need to transfer the second measurement size values more data packets than for transmitting the first measured value value.
  • the first measured variable values are determined from the frequency of the pulses generated by the sensor, namely at periodic intervals. Their value corresponds to the inverse of the time interval between two pulses.
  • rounding errors inherently occur, which are to be kept as low as possible in relation to the continuous reading on the receiver side. Minor deviations can, however, be neglected or are accepted by the user. The sum of these errors over a longer period of time cannot be predicted with regard to their size and their sign. As a result, considerable errors could occur in the receiver in a possible sum. Such errors are kept small or avoided entirely by the method according to the invention.
  • the second measured variable values Parallel to the first measured variable value, which is typically transmitted with a width of several bits, the second measured variable values, determined without error, are transmitted with a low bandwidth with only a single bit or with a few bits, which even simplify the data for the user first measured variable value can be appended.
  • the curves of the second measured variable values required for a continuous display on the receiver side are estimated on the receiver side using the curve of the first measured variable values and added to the last completely transmitted second measured variable value. In this way, the course of the second measured variable values can nevertheless be represented at a rate that is higher than the actual transmission rate of the second measured variable values.
  • the complete transmission of a second measured variable value takes a multiple of the time required for the transmission of a first measured variable value.
  • the second measured value value is often required with a higher resolution than the first measured value value. This is particularly pronounced in the case of the transmission of the current speed and the distance traveled by a vehicle.
  • the vehicle is driven in a range between 0 km and
  • the accumulation of an error can still occasionally be observed.
  • the duration and thus the extent of the error accumulation is limited to a time that the transmission time for the second measured variable values determined by the transmitter does not exceed.
  • the transmitter has, in particular, an input unit for inputting or generating a data packet or data record or data, and a transmitter control unit for processing the data packet and for inserting a predetermined test coding resulting from the content of the data packet into the data packet , Furthermore, a transmission unit that can be actuated by the transmitter control unit is provided for transmitting the data packet, the transmitter being designed in such a way that the data packets can be transmitted regularly in succession.
  • the signals from such a transmitter can be scanned particularly easily by a receiver.
  • only a single activity of the transmitter needs to be ascertained with only one transmitter in order to predict the further activities of the transmitter.
  • the transmission times of the transmitters can be predicted just as easily if all the repetition times of the transmitters present in the radio link have been communicated to the receiver beforehand.
  • the receiver then only needs to determine the activities on the radio link and try to receive data packets at the possible subsequent times and at multiples of the repetition times.
  • a transmission method clocked in this way can advantageously be used in those radio links in which it is not particularly important whether each data packet of the data stream is transmitted or not.
  • the invention can thus be used particularly well in radio links for the transmission of measured values in which the transmitted measured value changes only very slowly in comparison with the frequency of transmission of the measured values.
  • the receiver of the radio link according to the invention has a receiving unit for receiving data packets and a receiver control unit connected to the receiving unit, with which the received data packets can be processed and output.
  • the receiver control unit can each determine a test code of a data packet, it being possible to determine from a comparison of the test code with the content of the data packet whether the data packet has been received correctly or incorrectly. When a faulty data packet is received, the data packet in question is discarded.
  • the receiver according to the invention is designed in such a way that times for an expected input of one data packet each can be determined. This can be done, for example, by temporarily scanning all activities on the radio link, the receiver being able to be used in a particularly energy-saving manner if it is merely scanned whether there is any activity at all. At predetermined time intervals, attempts are then made to receive data packets from the moment an activity is sensed. Such a simple solution is particularly useful when the time intervals between the data packets sent by the respective transmitters are known to the receiver.
  • the transmitter control unit is designed such that at least one duplicate of the data kets can be created, the data packet and / or the duplicate each having type information. With such type information, the receiver can determine whether the received data packet is a data packet itself or a duplicate of a data packet.
  • the transmitter is designed in such a way that a data packet and a duplicate can be sent regularly in succession, the time offset between a data packet and its duplicate being variable according to a predetermined transfer rule and transfer information.
  • the relocation information can be provided in a data packet or in a duplicate.
  • the receiver can already predict the expected time of arrival of all subsequent duplicates based on a single relocation information in a single data packet. This results in a particularly secure operation because only little information about the time sequence of sending data packets and duplicates has to be transmitted.
  • the displacement information can be generated from a predefined counting sequence, in particular using a counter reading with which the transmitters sent by the transmitter Data packets are counted. It is not necessary on the receiver side to actually receive every data packet sent by the sender, because the sender knows the times at which data packets are to be sent. This means that the receiver can also operate the meter without actually having to receive all the data packets sent. Nevertheless, the relative position between duplicates and data packets can still be reconstructed because the meter reading he keeps is always up to date.
  • the recipient can easily distinguish between data packets and duplicates at any time. This has proven particularly useful when a transmitter and a receiver according to the invention are snapped into place at the start of the operation of the radio link.
  • each data packet or its duplicate can be provided with identity information associated with the associated transmitter, which can contain information about the type or meaning of the data packets.
  • identity information associated with the associated transmitter, which can contain information about the type or meaning of the data packets.
  • a specific sub-ID of the respective transmitter can be assigned to a transmission rate or a transmission grid of the data packets within the radio link.
  • a meaning of the data transmitted with the data packets can be assigned to a specific sub-ID.
  • transmitted speed data can easily be distinguished from transmitted route data.
  • the identity information can also contain part of unique information about the respective transmitter. This makes it particularly easy to determine within the radio link whether the transmitters switched on in the radio link are really closed belong to the proposed system. In this way, transmitters belonging to another system with a different radio link can be identified in a particularly simple manner, the reception of the undesired data from these systems subsequently being suppressable.
  • a search mode and a transmission mode are provided for receiving a data stream having data packets. The following steps are carried out in search mode:
  • a search mode in the simplest case it is sufficient to scan activities on the radio link caused by data packets. Points in time for the receipt of further data packets after a data packet that was scanned first then result from multiples of a previously known interval time between the respective data packets, which are added at the time the first data packet arrives.
  • a data packet is then selectively evaluated, a comparison of the test coding with the content of the data packet being used to determine whether the data packet has been received correctly or incorrectly.
  • a receiver which carries out the method according to the invention can be selectively switched on or off.
  • the method according to the invention can advantageously be improved in that the data stream is scanned for the presence of duplicates belonging to the data packets. If subsequently a transfer rule for a temporal offset between data packets and duplicates is determined from at least one transfer information taken from the data packets and / or their duplicates, there is an increased transmission security. Then, when a defective data packet is received, the transmitted information can still be taken from the duplicate.
  • the receiver is designed in such a way that an identity information assigned to the sender of the data packet or of the duplicate can be decoded from each data packet or from each duplicate. This is used in particular to determine the time interval between two data packets, this being determined by data packets with identical identity information. This enables a particularly fast and precise synchronization of the radio link.
  • Receiver control unit delivered signal can also be repeatedly evaluated selectively in a search mode of the receiver.
  • a selective evaluation can consist, for example, in that the signal emitted by the receiving unit is checked for activities at regular intervals.
  • times for an expected input of a data packet each are calculated from a starting time when a first data packet is received and from a predetermined interval time, which can be reconstructed in particular from the content or the temporal position of the first data packet. It is also possible to directly reconstruct the interval between two successive data packets from the received data packet, for example wise by evaluating a certain identifier like the sub-ID. This results in a quick and economical calculation of the regular interval between two successive data packets.
  • times for an expected input of one data packet can also be calculated from a interval between two data packets, which is based on a start time on receipt of a first data packet and a repetition time on receipt of one further data packet is determined.
  • the invention is also in a combined transmission
  • / Realized reception module for a radio link which has a transmitter and / or a receiver according to the invention.
  • the receiver and the transmitter can also be operably connected to one another to avoid collisions of data packets or their duplicates.
  • the receiver can temporarily suppress the transmitter connected to it or have data packets sent with a changed time interval.
  • the radio link according to the invention With the radio link according to the invention, long-term operation of the transmitter and receiver is possible if these are powered by batteries. This results in possible uses, particularly in connection with sports watches, which evaluate speed and heartbeat sensors.
  • the system according to the invention can advantageously be used in both unidirectional and bidirectional systems, each consisting of a receiver and a plurality of transmitters.
  • the invention System has a high immunity against transmitters of similar neighboring systems and against collisions of the transmitters of a system with one another. There is also a high immunity to external radiation. Finally, from the perspective of an end user, simple commissioning or uncomplicated operation is guaranteed.
  • the information is transmitted in the form of recurring transmission packets with typically 8 to 16 data bits and various control and test bits.
  • a number sequence generator can be used to provide transmission packets scattered over the time range redundantly to the regular transmission packets which follow one another at fixed intervals. After a synchronization phase, the location of all incoming packets can be calculated for the recipient. By switching the receiver and the transmitter on and off, low power consumption is achieved.
  • the invention can be used particularly advantageously in applications which require unidirectional transmission of data at a low data rate.
  • long-term operation such as the monitoring of measurement data, which change at a rate in the range of a few Hertz. This can advantageously be used for the regular transmission of speed information.
  • Short-term operation such as remote control of devices can be achieved with additional procedural effort.
  • Systems with several transmitters which, despite the occurrence of collisions between data packets and other disturbances, are to be received by a receiver at as uniform a rate as possible, can be achieved by the redundancy functions according to the invention with an extremely economical long-term battery operation at the same time.
  • These include, for example, sports computers, medical devices for patient monitoring, ⁇ alarm systems, monitoring systems in the industrial and home user sector as well as measurement data transmission.
  • the invention especially in the case of sports computers such as those for bicycles, there is an improved transmission protocol with which a single receiver can be used for all transmitters in a system. All transmitters then transmit on a common frequency, whereby a maximum number of 4 or 6 or 8 transmitters has proven successful. With the invention, a high transmission rate can be achieved in a given time frame, collisions between the various transmitters or sensors of a system being avoided.
  • the radio link according to the invention has a high immunity to atmospheric interference and transmitters from other systems. The invention also results in a very low average activity of the receiver and transmitter modules, so that a low power consumption of the radio link can be achieved.
  • the invention also includes the use of a protocol for data transmission, in which data words are converted into one or more data packets before being sent.
  • Each transmitter on the radio link has a different sub-ID, which indicates the respective sensor type within a system. In this way, sensors for a heartbeat, for a wheel revolution or for a pedal frequency can be distinguished using the sub-ID.
  • each transmitter module has a unique ID or serial number, regardless of the sub-ID. This is written, for example, during a production test in a non-volatile memory area of the transmitter, or determined randomly when a new battery is inserted. A specific, fixed packet repetition time or packet frequency is assigned to each sub-ID. The packet frequency is independent of the frequency with which the measured values arrive or change.
  • time slot In parallel to the term packet frequency, a term "time slot" can also be used. It is a grid of time intervals that correspond to the packet length. The distance between two packets from a sender is always an integer number of timeslots. The packet spacing of the individual sub-IDs always differs by an even number.
  • the aim is to ensure that for each transmitter the collision of its packets with packets from another transmitter of the same system is no longer interrupted than one packet in succession.
  • the transmitters according to the invention have a different fixed packet frequency, which they receive by coding within the system. This
  • Coding varies in steps, so that the period length of the packet frequency increases from transmitter to transmitter by twice the packet length. It is easy to realize that then with two transmitters that have two different packet frequencies, two packets in a row cannot actually collide.
  • N-1 packets of one of the transmitters can be disturbed in succession.
  • this case is unlikely and is of lesser importance in reality.
  • four transmitters would have to transmit four times more packets per second than with a "normal" data transmission.
  • this requires increased power consumption by the sender and receiver. According to the invention, a similar effect is achieved with less effort.
  • the throughput of the entire time slice with transmission packets is calculated from the sum of all packet frequencies and the respective packet duration.
  • This parameter which can also be called “occupancy”, gives a measure of the strength of the system against non-system disturbances. The more packets are on the radio link and the longer they are, the higher the likelihood that a short interference pulse will collide with one of these packets.
  • each radiating radio links in addition to the fixed packets, which are transmitted and received at a constant frequency, a packet with a variable position or a redundancy packet can be sent out between two fixed packets.
  • the time slot in which the redundancy package is placed is defined by a number sequence rator determines, the sequence of which may depend on the ID of the respective transmitter.
  • the algorithm for the number sequence is known to both the sender and the receiver. After a synchronization time, the respective IDs of the individual transmitters are also stored in the receiver, so that they can also be used as parameters in the number sequence.
  • the sender can thus calculate in advance in which time slot the next redundancy packet is to be expected and accordingly switch on the receiving device at exactly the right time.
  • Starting information for the number sequence generator transmitted in each case in a data packet identifies a zero crossing of the number sequence, so that the transmitter and receiver can be synchronized on the basis of this data packet.
  • the sender's ID is transmitted periodically within the data packets, piece by piece. In total, only as many components of the serial number need to be transmitted as are used to individualize the number sequence passing through the number sequence generator. This speeds up the transfer of the transmitter's ID or serial number. Likewise, multi-digit, accumulated route information can be reliably transmitted in a simple manner.
  • a receiver of a radio link Before a receiver of a radio link knows which transmitters of the radio link are to be counted towards his radio link based on their ID, he must correctly receive the IDs of the respective transmitters at least once and store them permanently. To do this, a corresponding mode is selected in the receiver and at the same time it is ensured that all transmitters in your own system are active. In addition, it must be ensured that no transmitters of a second, similar system cross-talk. In such a state, the IDs can be taught in reliably. In normal operation, the receiver according to the invention switches on at the respective time of receipt of the fixed packets and does not take the redundancy packets into account.
  • the receiver tries to replace the missing fixed packet with the next redundancy packet or further redundancy packets. This is achieved with the aid of the number sequence known on both sides for the calculation of the temporal position of the redundancy packets.
  • the receiver limits itself to receiving fixed packets. This keeps electricity consumption low.
  • the receiver can also react to the transmitter of a neighboring system.
  • IDs of the system's transmitters which are taught in in a special mode, it can, however, be determined • whether the transmitters found when they are snapped in belong to your own system or not.
  • the transmitters can be designed as microcontrollers with an internal EEPROM for the ID number.
  • the respective sub-ID and the packet frequency of the system can be permanently set using external pins or can be configured using entries in the EEPROM.
  • the ID is read from the EEPROM after a reset or generated at random. For test purposes, the entire ID is sent out once after the reset.
  • the ID can also be serially written into the block during the test and checked for correct writing by resetting again.
  • a fitness computer in which a transmitter can be connected to a sensor for measuring the heartbeat of a user or for measuring his step frequency.
  • Such a fitness computer can have a receiver with a display for displaying the value transmitted by the sensor.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a motor vehicle equipped with the radio link according to the invention
  • FIG. 2 shows a voltage-time diagram of an electrical signal which is emitted by the sensor of the radio link from FIG. 1
  • FIG. 3 shows the format of a data packet which is transmitted in the radio link from FIG. 1
  • FIG. 4 illustrates the chronological sequence of data packets of the radio link from FIG. 1 and FIG. 5 illustrates the contents of the data packets according to FIG. 4.
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a radio link according to the invention which has three transmitters and one receiver
  • FIG. 7 illustrates those from the transmitters signals given from FIG. 1 with regard to their chronological sequence
  • FIG. 8 illustrates the structure of a data packet emitted by a transmitter from FIG. 6 or its duplicate
  • FIG. 1 shows a radio link according to the invention, which is used to measure the distance covered and the current speed of a motor vehicle. From this motor vehicle, only one impeller 1 can be seen, which has several spokes, a permanent magnet 2 being attached to a spoke. In the area of the impeller 1 there is also an inductive sensor 3, which is connected to a coding device 5 via a sensor line 4. The coding device 5 is in turn connected to a transmission device 6 which can transmit radio signals via a transmission antenna 7.
  • the inductive sensor 3, the coding device 5 and the transmitting device 6 form a transmitter 8 which, together with the receiver 9 shown in FIG. 1, provides a radio link.
  • the receiver 9 is divided into a decoding device 10, which is connected to a receiving antenna 11 and to an output unit 12.
  • the output unit 12 in turn is connected to a two-part display unit 13.
  • the display unit 13 is designed such that a speed "10 km / h" of the vehicle is displayed in a first display area I, while in a second display area II a distance traveled "130 km” of the vehicle is displayed.
  • FIG. 2 illustrates the chronological sequence of the signals emitted by the inductive sensor 3 via the sensor line 4 when the impeller 1 is rotated about its axis.
  • the impeller 1 makes six revolutions, braking from a high number of revolutions to a low number of revolutions.
  • a total of three are in the range from 0 to approx. 1 sec
  • the pulses U1 to U6 form the measurement signal emitted by the inductive sensor 3, which is passed on to the coding device 5.
  • instantaneous speed values are calculated from this measurement signal by dividing the circumference of the impeller 1 by the time interval between two successive pulses which are emitted by the inductive sensor 3. This speed information is packed into data packets and transmitted by the transmitting device 6 via the transmitting antenna 7.
  • the pulses emitted by the inductive sensor 3 are counted by the coding device 5 and multiplied by the circumference of the impeller 1 to cover a distance traveled.
  • the coding device 5 converts the current value of the route covered into a total of four data packets which are transmitted via the transmitting device 6 and the transmitting antenna 7. In an embodiment not shown here, this multiplication can also take place in the receiver 9.
  • the format of the data packets generated by the coding device 5 is illustrated in FIG. 3.
  • a data packet 20 is shown there, which can be transmitted by the transmission device 6.
  • the data packet 20 represents a so-called "raw" data packet which can also be provided with synchronization information and with validation information for transmission from the transmission device 6.
  • FIG. 3 thus shows only those subareas of the data packet 20 which are relevant for the acquisition of measurement information.
  • the data packet 20 has an identification bit 21, the content of which provides information as to whether speed information or route information is being transmitted.
  • two rank bits 22 are provided, which provide information about the rank of a data packet within a series of several data packets with which related components of a single piece of information are transmitted.
  • Two test bits 23 and a total of eight data bits 24 serve to record the data that are generated by the decoding device 10.
  • a binary content of the data bits 24 of "0000 0000" corresponds to the speed 0 km / h and a value "1111 1111” corresponds to a value of 255 km / h.
  • the route information is transmitted as an eight-digit decimal number. With a resolution of "10 m”, total distances of a total of 999,999.99 km can be transmitted.
  • This information can be encoded with a total of four data packets 20 if two decimal places of the eight data bits of a data packet 20 are reproduced. For this, two binary-coded decimal numbers are transmitted. In this coding, the decimal numbers between 0 and 9 can be represented with four bits each.
  • a total distance of 1,242.42 km, i.e. 1 242 420 m, is represented by the following binary-coded decimal number:
  • the designations II I , II 2 , II 3 and II 4 represent the respective numbering of the four data packets which are used to transmit such route information.
  • FIG. 4 illustrates the temporal sequence of the transmission of data packets by the transmission device 6 via the transmission antenna 7.
  • one data packet is transmitted at a time interval of 0.1 sec.
  • Data packets I which have speed information
  • data packets Ili which have route information.
  • the route information Ili is coded as explained above with reference to FIG. 3.
  • a total of three speed information items I are transmitted for each complete transfer of route information II ⁇ to II 4 .
  • FIG. 5 illustrates the content of the individual data packets from FIG. 4.
  • the data packets I sent out at odd times "1, 3, 5, ..., 21" each have a value "0" in identification bit 21. This indicates that the value transported in these data packets each represents a speed value.
  • the data packets transmitted at even times "2, 4, 6, ..., 20" each have a value "1" in identification bit 21, which indicates that a route value is transmitted in each of these data packets.
  • the contents of the rank bits 22 provide further information about which digits of the decimal route information are currently being transmitted. A total of four data packets are provided for the transmission of a route value, so that depending on the rank of a data packet within the
  • the check bits 23 have one of the binary values "00", “01", “10” or "11".
  • the data packets thus transmitted by the transmitter 8 are received by the decoding device 10 via the receiving antenna 11 and broken down into their individual components.
  • the value "0" of the identification bit 21 indicates that it is speed information
  • this speed information is first checked to see whether it is error-free.
  • the content of the check bits 23 is compared with the other contents of the data packet 20.
  • the corresponding content of the data bits 24 is decoded and forwarded to the output unit 12.
  • the output unit 12 displays the value corresponding to the speed information of the data packet in the first display area I of the display unit 13.
  • the procedure described above is followed, so that the first display area I of the display unit 13 always shows a current speed value of the vehicle, provided that an error-free data transmission has taken place.
  • the decoding device 10 When a data packet Ili is received, which is indicated by the content "1" in the identification bit 21, the decoding device 10 first checks on the basis of the content of the check bits 23 and the other contents of the relevant data packet whether there is a data packet transmitted without errors. If this is the case, the decoding device 10 uses the rank bits 22 to check the rank of the current data packet. Thereupon, a comparison is made as to whether a data packet with such a rank is currently required in order to possibly complete previously received data packets with route information. In this way, the process continues until complete current route information is available in the decoding device 10. If there is a complete stretch keninformation this is forwarded to the output unit 12, which displays the route information in the second display area II of the display unit 13.
  • speed information and route information are continuously transmitted from the transmitter 8 to the receiver 9.
  • the decoding device 10 discards the corresponding data packet.
  • an estimated change in the route information displayed in the second display area II is calculated in the decoding device 10.
  • the speed information decoded in the meantime is converted, together with the time elapsed since the last complete route information was received, to an estimated route change, which are added to the route information displayed in the second display area II of the display unit 13.
  • new current total route information is calculated and displayed until an error-free group of data packets has been received in the receiver 9 which contain a current total route.
  • the same procedure is followed at times when the current route information is currently being transmitted. Each time an error-free speed information arrives, an estimated change in the route information is calculated from the past time and added to the route information last transmitted.
  • the case of a faulty transmission of a data packet is illustrated below with reference to FIG. 5.
  • data packets are transmitted, as is illustrated by the data packets with the serial numbers 1 to 9.
  • the receiver 9 After the data packets 2, 4, 6, 8 have been transmitted, the receiver 9 has all the information II 1 # II 2 , II 3 , II 4 which are required for calculating a total distance transmitted by the transmitter 8.
  • the receiver 9 calculates estimated route changes in each case using the speed information transmitted in the data packets 9, 11, 13 and 15, by multiplying the respective speed information by the transmission time between two speed data packets. The corresponding value is added to the last total distance transmitted and displayed.
  • the receiver 9 further calculates the total route information based on the value transmitted with the data packets 2, 4, 6, 8, in that new route changes are also estimated with the speed data packets 17, 19, 21 and so on and the last one transmitted Value of the total distance can be added. This continues until complete route information is again error-free from the transmitter 8 is transmitted to the receiver 9. In this case, the total route information updated with estimated values is replaced by current total route information transmitted without errors.
  • the transmitter 8 can only store values which are limited by the size of the total distance counter in the transmitter 8. According to the invention, this can be used particularly advantageously to keep the size of the total distance counter in the transmitter 8 comparatively small compared to the size of the total distance counter in the transmitter 9. This reduces the data to be transmitted on the radio link, so that the transmission rate can be increased with regard to the speed information.
  • exactly one route information data packet is sent for every 10 speed data packets.
  • both speed information and route information are transmitted in a single data packet, with both for example, of a total of 9 data bits of a data packet, 8 data bits are used for the transmission of speed information, while exactly one data bit is used for the transmission of part of the route information. In this way, exactly one route information item can be reconstructed from 8 successive data packets, while a total of 8 speed information items have been transmitted.
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a radio link 101 according to the invention, which comprises a first transmitter 102, a second transmitter 103, a third transmitter 104 and a receiver 105.
  • the first transmitter 102 has a first antenna 6 for transmitting radio signals.
  • the first antenna 106 is connected to a transmission unit, not shown in this view, which generates the radio signals to be transmitted by the first antenna 106.
  • the first transmitter 102 comprises a transmitter control unit (not shown in this view) for controlling the transmitter unit. Via a first input line 107, the transmitter control unit receives signals from a first sensor 8, which is designed as a revolution counter of an impeller (not shown in this view).
  • the first sensor 108 thus supplies position information about the impeller to the transmitter control unit via the first input line 107.
  • the transmitter control unit converts this position information into digital data and causes the transmitter unit to transmit this digital data via the first antenna 6. Both the instantaneous speed and the total distance traveled by the wheel are transmitted, as has been explained above with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the second transmitter 103 has a second antenna 109 and a second input line 110 and essentially corresponds to the first transmitter 102 with regard to its remaining structure. Via the second input line 110, the second transmitter 103 receives signals from a second sensor 111, which evaluates position information about a pedal crank (not shown here) of a bicycle. The second transmitter 103 converts this position information into digital signals which are emitted as radio signals via the second antenna 109. Both the current position information and its integral are transmitted over time, as was explained above with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the third transmitter 104 comprises a third antenna 12 and a third input line 113, via which data are recorded by a third sensor 114. With regard to its remaining construction, the third transmitter 104 essentially corresponds to the first transmitter 102.
  • the third sensor 114 determines the current heartbeat frequency and its integral over time, which allows a conclusion to be drawn about the energy consumption of a person who is not shown in this view and who is traveling on a bicycle. These data are converted into digital data by the third transmitter 4 and emitted as a radio signal via the third antenna 12. Both the current heartbeat frequency and its integral are transmitted over time, as was explained above with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the receiver 105 has a receiver antenna 115 for receiving the radio signals emitted by the first transmitter 102, the second transmitter 103 and the third transmitter 104.
  • the radio signals received by the receiver antenna 115 are forwarded to a receiving unit, not shown in this view, which is operably connected to a receiver control unit, also not shown in this view.
  • the receiver unit can be switched on and off by the receiver control unit.
  • the receiver control unit can also put itself in a switched-off state.
  • the receiver control unit converts the data received by the receiver unit and shows it on a display 116.
  • the display 116 can show the transmitter from which the data shown in the display 116 was sent.
  • the content of the respective data can also be displayed.
  • the receiver 105 has an operator key 117 with which the receiver control unit can be operated by a user.
  • the first transmitter 102, the second transmitter 103 and the third transmitter 104 continuously transmit data which is received by the receiver 105, evaluated and shown on the display 116.
  • FIG. 7 illustrates the radio signals emitted by the first transmitter 102, the second transmitter 103 and the third transmitter 104 with regard to the chronological sequence of the data transmitted by them.
  • Information is only shown for part of the data that is emitted by the first transmitter 102, the second transmitter 103 and the third transmitter 104.
  • FIG. 7a shows a first timeline 120 which contains a first ' fixed packet F1 and a first redundancy packet R1.
  • the first fixed packet F1 and the first redundancy packet R1 are each formed by a data signal that is modulated onto a carrier signal with a carrier signal frequency. In principle, any modulation method can be used for this.
  • the transmission of the first fixed packet F1 begins at time ti.
  • the transmission of the first redundancy packet R1 begins at a time t 2 .
  • the length of the first fixed packet F1 and the length of the first redundancy packet R1 are essentially the same.
  • FIG. 7b illustrates the radio signal emitted by the second transmitter 103 on the basis of a second time line 121. It comprises a second fixed packet F2 and a second redundancy packet R2, which are modulated as data signals onto a carrier frequency that corresponds identically to the carrier frequency of the first transmitter 102.
  • the second fixed packet F2 is sent out at a time t x and the second redundancy packet R2 is sent out at a time t 3 , the difference t 3 -t 2 in the second transmitter 103 being smaller than the difference t 2 -t in the first transmitter 102
  • a temporal collision of first fixed packet F1, second fixed packet F2, first redundant packet R1 and second redundant packet R2 is avoided in such a way that at least one of the data packets per transmitter does not coincide with all data packets of the other transmitter.
  • FIG. 7c illustrates a third timeline 122 on which a third fixed pair transmitted by the third transmitter 104 ket F3 and a third redundancy package R3 are shown.
  • the third transmitter 104 transmits on the same carrier frequency as the first transmitter 102 and the second transmitter 103, the third fixed packet F3 and the third redundancy packet R3 being modulated onto a corresponding carrier signal.
  • the transmission of the fixed packet F3 begins at time t lr while the transmission of the third redundancy packet begins at time t 4 .
  • the time difference t 4 -t ⁇ of the third transmitter 104 differs from the corresponding time differences t 3 -t! of the second transmitter 103 and t 2 -t ⁇ of the first transmitter 102.
  • FIG. 7d uses the first time beam 120 to illustrate the time interval t 0 between two fixed packets Fl of the first transmitter 102.
  • the distance t 0 is essentially identical between two successive fixed packets F1.
  • the fixed packets F1 are sent out at regular time intervals.
  • FIG. 7e uses the second timeline 121 to illustrate the time interval t 0 'between two second fixed packets F2 of the second transmitter 103.
  • the second fixed packets F2 are transmitted by the second transmitter 103 at regular time intervals.
  • FIG. 7f uses the third timeline 122 to illustrate the third fixed packets F3 delivered by the third transmitter 104.
  • the third fixed packets F3 are each sent out regularly in succession at a time interval t 0 ′′.
  • the respective time intervals t 0 , t 0 'and to' 1 differ from one another, so that in most cases the fixed packets transmitted by the first transmitter 102, the second transmitter 103 or the third transmitter 104 do not overlap. This enables the operation of several transmitters together with a single receiver.
  • each transmitter does not regularly send out just one type of fixed packet - namely, for example, the speed information. Rather, two types of fixed packages - namely e.g. still the integrated route information - sent out.
  • FIG. 8 illustrates the structure of a data packet 125, the structure of which is essentially the same as that of the first fixed packet F1, the second. Fix package F2, the third fix package F3 or with the first redundancy package R1, with the second redundancy package R2 or with the third redundancy package R3.
  • the data packet 125 is divided into a first identification area 126, a type area 127, a relocation information area 128, a second identification area 129, a user data area 130 and a check code area 131.
  • the first identification area 126 is used to hold information that specifies the so-called sub-ID of the respective transmitter.
  • the sub-ID of the respective transmitter can contain information about the time offset between a fixed packet sent by the transmitter and the corresponding redundancy packet. Similar to the allocation of channels for radio links that use predetermined bandwidths of radio signals, time slice areas can be used when using a single predetermined transmission frequency become. The time slice areas defined in this way are advantageously clearly identified and - each assigned to a transmitter - are reproduced in the first identification area of a fixed packet or redundancy packet transmitted by the relevant transmitter.
  • the type area 127 receives information about whether the respective data packet is a fixed packet or a redundancy packet.
  • the offset information area 128 remains unused in a simple operation of the radio link 101 according to the invention without redundancy packets.
  • the information contained in the displacement information area 128 together with the information in the first identification area 126 provide information about the time interval between which the redundancy packet following a fixed packet appears.
  • a calculation rule or a counting sequence can be provided in the corresponding transmitter of the data packet 125, according to which the time interval between the fixed packet and the redundancy packet subsequently sent is determined. If such a sequence is controlled by a counter, then the respective counter reading can be recorded and transmitted in the offset information area 128.
  • the second identification area 129 can be used to receive a serial number which is only assigned once and which enables a transmitter of the radio link 101 to be distinguished from a transmitter of another radio link.
  • the useful data area 130 receives the data to be transmitted by the radio link 101.
  • the check code 131 is used at a reception of the pa- 1 kets 125 to determine whether the transmitted data have experienced in the meantime unwanted changes.
  • a parity method or a checksum method can be used to generate the content of the check code area 131.
  • the data packet 125 still has scan, synchronization and start data, not yet shown in this view, which are conditioned and designed in particular by the mechanical processing of the data packet 125.
  • the receiver 105 switches to an active mode.
  • the active mode which represents the normal operation of the radio link
  • the receiving unit is kept essentially off.
  • the receiving unit is switched on only at times when the receiver control unit expects the expected receipt of a fixed package from one of the transmitters.
  • the active mode the exact location of the fixed packages received is constantly checked and, if necessary, minor errors in the location calculation are corrected by the receiver control unit.
  • the data is also transmitted within the radio link 101, evaluated by the receiver control unit and forwarded to the display 116.
  • the receiver 105 Starting from the active mode, the receiver 105 enters a redundancy mode 146 if the information contained in the check code area 131 of a received fixed packet indicates when evaluating the data packet that the data packet ket has been falsified or incompletely transferred.
  • the receiver unit In the redundancy mode, the receiver unit is switched on by the receiver control unit when a redundancy packet is to be evaluated for a specific ID of the transmitter for the incorrect or not received fixed packet. The exact position in time of receipt of the redundancy packet for the relevant fixed packet results from the sequence of numbers which is followed up in the receiver control unit.
  • the receiver 105 After receiving the corresponding redundancy packet, the receiver 105 returns to the active mode in which it evaluates successive fixed packets.
  • a special situation for the receiver 105 is an teach mode in which the radio link 101 is operated shielded from other radio links and interference. In the teach-in mode, it is scanned which transmitters are in the vicinity of the receiver 105. Their IDs are then received and permanently stored in the receiver 105. It must of course be ensured that all transmitters of the radio link 101 are active and that no transmitters on a second radio link interfere with the transmission.

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Abstract

A radio link for packet-oriented data transmission comprises a transmitter (8) and a receiver (9). A sensor (3) generates instantaneous measured quantity values, and an encoding device (5) converts the instantaneous measured quantity values into data packets of a data pack stream, which is transmitted as a radio signal. The transmitter (9) converts the received data packets into measurement information, which is displayed on an output unit (12). The encoding device (5) respectively forms a first instantaneous measured quantity value and a second instantaneous measured quantity value from the measurement signal. The data packet stream comprises both data packets, which contain information regarding the first instantaneous measured quantity value, as well as data packets, which contain information regarding the second instantaneous measured quantity value.

Description

Beschreibungdescription
Funkstrecke zur paketorientierten DatenübertragungRadio link for packet-oriented data transmission
Die Erfindung betrifft eine Funkstrecke zur paketorientierten Datenübertragung mit wenigstens einem Sender und mit wenigstens einem Empfänger.The invention relates to a radio link for packet-oriented data transmission with at least one transmitter and with at least one receiver.
Solche Funkstrecken werden zur Übertragung von Daten zwischen einem oder mehreren Sendern und einem oder mehreren Empfängern verwendet .Such radio links are used to transmit data between one or more transmitters and one or more receivers.
Im Bereich des Senders ist häufig ein Sensor zur Erzeugung einer Vielzahl von Momentanwerten eines Meßsignals vorgese- hen. Ein solcher Sensor kann als Digitalsensor ausgebildet sein, der in einem vorbestimmten Takt Momentanwerte eines Meßsignals anzeigt. Es ist auch möglich, einen analog arbeitenden Sensor vorzusehen, dessen Ausgangssignal einer Digitalisiereinrichtung zugeführt wird, die in einem vorbestimmten Takt digitalisierte Momentanwerte des Meßsignals des Sensors liefert .A sensor for generating a large number of instantaneous values of a measurement signal is often provided in the area of the transmitter. Such a sensor can be designed as a digital sensor that displays instantaneous values of a measurement signal in a predetermined cycle. It is also possible to provide an analog working sensor, the output signal of which is fed to a digitizing device, which supplies digitized instantaneous values of the measuring signal of the sensor in a predetermined cycle.
Außerdem ist eine Codiereinrichtung zur Umwandlung der Momentanwerte in Datenpakete eines Datenpaketstroms sowie eine Sendeeinrichtung zur Aussendung der Datenpakete als Funksignal im Sender vorgesehen. Wenn dann der Empfänger eine Empfangseinheit für den Empfang der als Funksignal vorliegenden Datenpakete sowie eine Decodiereinrichtung zur Umwandlung der empfangenen Datenpakete in Meßinformationen sowie eine Ausga- beeinheit zur Ausgabe der so erhaltenen Meßinformationen aufweist, dann läßt sich auf einfache Weise eine Messung auch über weite Strecken auswerten, ohne daß hierzu eine Kabelver- bindung zwischen dem Sensor und der Ausgabeeinheit vorgesehen sein braucht .In addition, a coding device for converting the instantaneous values into data packets of a data packet stream and a transmitting device for transmitting the data packets as radio signals in the transmitter are provided. If the receiver then has a receiving unit for receiving the data packets in the form of a radio signal and a decoding device for converting the received data packets into measurement information and an output unit for outputting the measurement information thus obtained, then a measurement can also be evaluated in a simple manner over long distances without a cable connection Binding between the sensor and the output unit needs to be provided.
Bei solchen Funkstrecken wird häufig gewünscht, die Ausgangs- Signale von mehreren Sensoren gleichzeitig zu übertragen. Außerdem wird häufig gewünscht, ausgehend von einem Sensorausgangssignal mehrere Ausgangsgrößen zu errechnen und diese an der Ausgabeeinheit des Empfängers abzunehmen. Dabei ergibt sich häufig das Problem, daß die an der Ausgabeeinheit abge- nommenen Größen große Fehler aufweisen, die im praktischen Betrieb nicht akzeptabel sind.With such radio links, it is often desired to transmit the output signals from several sensors simultaneously. In addition, it is often desired to calculate a number of output variables based on a sensor output signal and to accept these at the output unit of the receiver. The problem that often arises here is that the quantities picked up on the output unit have large errors which are not acceptable in practical operation.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Funkstrecke bereitzustellen, bei der die an der Ausgabeeinheit ausgegebenen Meßinfor- mationen nur einen geringen Fehler aufweisen. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, vorteilhafte Verwendungen einer solchen Funkstrecke sowie ein Verfahren für den Betrieb einer solchen Funkstrecke bereitzustellen. Schließlich soll auch ein Sender und ein Empfänger für eine solche Funkstrecke be- reitgestellt werden.The object of the invention is to provide a radio link in which the measurement information output at the output unit has only a slight error. It is a further object of the invention to provide advantageous uses of such a radio link and a method for operating such a radio link. Finally, a transmitter and a receiver should also be provided for such a radio link.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous further developments result from the respective subclaims.
Gemäß der Erfindung ist die Codiereinrichtung so ausgebildet, daß aus dem Meßsignal ein erster Momentan-Meßgrößenwert und wenigstens ein zweiter Momentan-Meßgrößenwert gewinnbar sind. Dabei kann der zweite Momentan-Meßgrößenwert aus dem ersten Momentan-Meßgrößenwert errechnet werden. Es ist auch denkbar, den zweiten Momentan-Meßgrößenwert aus mehreren ersten Momentan-Meßgrößenwerten zu berechnen, beispielsweise aus deren Verlauf. Auf diese Weise werden mehrere Momentan-Meßgrößen- werte gebildet. Außerdem können auch dritte, vierte, usw. Momentan-Meßgrößenwerte übertragen werden. Dadurch können auch mehrere Meßgrößen auf einer einzigen Funkstrecke übertragen werden. Die zu übertragenden Meßgrößen können sich auch durch eine jeweils verschiedene Auflösung unterscheiden, obwohl sie aus demselben Meßsignal hervorgehen.According to the invention, the coding device is designed such that a first instantaneous measured variable value and at least one second instantaneous measured variable value can be obtained from the measurement signal. The second instantaneous measured variable value can be calculated from the first instantaneous measured variable value. It is also conceivable to calculate the second instantaneous measured variable value from several first instantaneous measured variable values, for example from their course. In this way, several instantaneous measurands values formed. In addition, third, fourth, etc. instantaneous measured variable values can also be transmitted. As a result, several measured variables can also be transmitted on a single radio link. The measured variables to be transmitted can also differ in terms of different resolutions, although they result from the same measurement signal.
Der Datenpaketstrom weist dabei sowohl Datenpakete auf, die Informationen über den ersten Momentan-Meßgrδßenwert enthal- ten, als auch Datenpakete, die Informationen über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert enthalten.The data packet stream has both data packets that contain information about the first instantaneous measured variable value and data packets that contain information about the second instantaneous measured variable value.
Mit der Erfindung lassen sich somit auf einfache Weise Daten erhalten, die sich aus dem Sensorsignal ergeben. Dabei können sowohl Daten erhalten und übertragen werden, die unmittelbar vom Sensor geliefert werden, als auch Daten, die erst aus dem Sensorsignal errechnet werden müssen.The invention thus makes it easy to obtain data that result from the sensor signal. In this case, data can be received and transmitted that are supplied directly by the sensor, as well as data that must first be calculated from the sensor signal.
Die Erfindung läßt sich dabei vorteilhafterweise nicht nur für luftgebundene Funkstrecken anwenden, sondern auch fürThe invention can advantageously be used not only for airborne radio links, but also for
Funkstrecken, die an ein Kabelmedium gebunden sind. Dadurch läßt sich die Übertragungsqualität noch weiter verbessern. Bei der Verwendung von luftgebundenen Funkstrecken ergibt sich der besondere Vorteil, daß Sender und Empfänger nicht mechanisch miteinander verbunden sind. Dadurch lassen sich auf einfache Weise Meßwerte übertragen, die an drehenden Wellen, Rädern oder anderen beweglichen Objekten abgenommen werden.Radio links that are bound to a cable medium. This allows the transmission quality to be further improved. The use of airborne radio links has the particular advantage that the transmitter and receiver are not mechanically connected to one another. This makes it easy to transmit measured values that are taken from rotating shafts, wheels or other moving objects.
Bei der erfindungsgemäßen Funkstrecke können sowohl Datenpakete vorgesehen sein, die ausschließlich Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert enthalten, als auch Datenpakete, die ausschließlich Informationen über den zweiten Mo- mentan-Meßgrδßenwert enthalten. Durch zeitlich versetztes Senden kann so auf unterschiedliche zeitliche Anforderungen für den ersten Momentan-Meßgrößenwert bzw. für den zweiten Momentan-Meßgrößenwert reagiert werden.In the radio link according to the invention, it is possible to provide both data packets which only contain information about the first instantaneous measured variable value and data packets which only contain information about the second mode mentan measured value included. By transmitting at different times, it is possible to react to different time requirements for the first instantaneous measured variable value or for the second instantaneous measured variable value.
Gemäß der Erfindung können die Informationen über den ersten Momentan-Meßgrδßenwert und/oder über den zweiten Momentan- Meßgrόßenwert usw. auch jeweils über mehrere Datenpakete verteilt übertragen werden. Dadurch können unterschiedliche Auf- losungen bei den von der Ausgabeeinheit ausgegebenen Meßinformationen erzeugt werden. Momentan-Meßgrößenwerte, die mit einer höheren Auflösung vorliegen müssen, können dabei vorteilhafterweise so übertragen werden, daß pro übertragenem Momentan-Meßgrößenwert eine große Anzahl von Datenpaketen verwendet wird. Im Gegensatz dazu können bei Momentan- Meßgrößenwerten, die nur mit einer kleinen Auflösung benötigt werden, nur ein Datenpaket oder wenige Datenpakete verwendet werden. Auf diese Weise läßt sich die maximale Bandbreite der Funkstrecke besonders einfach und vorteilhaft an die Zeiter- fordernisse der zu übertragenden Momentan-Meßgrößenwerte anpassen.According to the invention, the information about the first instantaneous measured value and / or about the second instantaneous measured value etc. can also be transmitted in each case distributed over a number of data packets. As a result, different resolutions can be generated in the measurement information output by the output unit. Current measured variable values, which must be available with a higher resolution, can advantageously be transmitted in such a way that a large number of data packets are used per transmitted instantaneous measured variable value. In contrast, only one data packet or a few data packets can be used for instantaneous measured value values that are only required with a small resolution. In this way, the maximum bandwidth of the radio link can be adapted particularly simply and advantageously to the time requirements of the instantaneous measured variable values to be transmitted.
Gemäß der Erfindung können auch Datenpakete übertragen werden, die sowohl Informationen über einen ersten Meßgrößenwert als auch über einen zweiten Meßgrößenwert usw. enthalten.According to the invention, data packets can also be transmitted which contain information about a first measured variable value as well as about a second measured variable value etc.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Ausgabeeinheit den durch die ersten Momentan-Meßgrößenwerte und/oder den durch die zweiten Momentan-Meßgrößenwerte usw. repräsentier- ten Verlauf der Meßgrößen zu Zeitpunkten zwischen dem Empfang oder der Umwandlung von Datenpaketen schätzen und ausgeben. Dadurch ist gewährleistet, daß an der Ausgabeeinheit des Empfängers ständig Informationen über das von dem Sensor ausge- gebene Meßsignal vorliegen, und zwar auch dann, wenn gerade kein aktueller Momentan-Meßgrößenwert über die Funkstrecke übertragen wird. Zur Schätzung wird dabei ein Modell des vom Sensor abgetasteten Systems zugrundegelegt. Für den Fall, daß die zweiten Momentan-Meßgrößenwerte unter Zuhilfenahme der ersten Momentan-Meßgrößenwerte errechnet werden, ergibt sich ein besonders genauer Betrieb dann, wenn die ersten Momentan- Meßgrδßenwerte mit einer größeren Häufigkeit übertragen werden als die zweiten Momentan-Meßgrößenwerte. Dies bietet sich beispielsweise dann an, wenn die Auflösung der ersten Momentan-Meßgrößenwerte wesentlich geringer ist, als die Auflösung der zweiten Momentan-Meßgrößenwerte. In einem solchen Fall treffen häufiger Informationen über erste Momentan- Meßgrößenwerte beim Empfänger ein als über zweite Momentan- Meßgrößenwerte. Eine zuverlässige Schätzung über den Verlauf der Meßgröße, soweit diese von den zweiten Momentan- Meßgrößenwerten repräsentiert wird, läßt sich dann zuverlässig aus den ersten Momentan-Meßgrößenwerten errechnen.In a further development of the invention, the output unit can estimate and output the course of the measured variables represented by the first instantaneous measured variable values and / or by the second instantaneous measured variable values etc. at times between the receipt or conversion of data packets. This ensures that information on the output from the sensor is constantly on the output unit of the receiver. given measurement signal are present, even if no current instantaneous measured value is being transmitted over the radio link. A model of the system scanned by the sensor is used as the basis for the estimate. In the event that the second instantaneous measured variable values are calculated with the aid of the first instantaneous measured variable values, a particularly precise operation results when the first instantaneous measured variable values are transmitted with a greater frequency than the second instantaneous measured variable values. This is useful, for example, when the resolution of the first instantaneous measured variable values is significantly less than the resolution of the second instantaneous measured variable values. In such a case, information about first instantaneous measured value values arrives at the receiver more often than about second instantaneous measured value values. A reliable estimate of the course of the measured variable, insofar as it is represented by the second instantaneous measured variable values, can then be reliably calculated from the first instantaneous measured variable values.
Die erfindungsgemäße Funkstrecke kann besonders vorteilhaft zur Anzeige der momentanen Fahrgeschwindigkeit und der gefahrenen Wegstrecke eines Fahrzeugs verwendet werden. Dabei wird der Sensor im Bereich eines Rads des Fahrzeugs angeordnet, wobei vorteilhafterweise ein Sensor verwendet wird, der als Meßsignal wenigstens bei jeder vollständigen Umdrehung desThe radio link according to the invention can be used particularly advantageously for displaying the current driving speed and the distance traveled by a vehicle. The sensor is arranged in the area of a wheel of the vehicle, a sensor being advantageously used which acts as a measurement signal at least every complete revolution of the
Rads einen Impuls abgibt. Die Codiereinrichtung wird dann so ausgebildet, daß unter Verwendung einer Systemzeit aus dem Meßsignal die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs errechnet wird. Die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs wird dann als erster Momentan-Meßgrößenwert auf der Funkstrecke übertragen. Die Anzahl der ausgeführten Raddrehungen ergibt sich als Summe der vom Sensor abgegebenen Impulse und wird als zweiter Momentan-Meßgrößenwert errechnet und übertragen. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann aus dem zeitlichen Abstand von zwei aufeinanderfolgenden Impulsen am Ausgang des Sensors errechnet werden. Ein Impuls entspricht jeweils einer Radumdrehung und damit einer bekannten gefahrenen Wegstrecke . Der zweite Momentan-Meßgrößenwert stellt die gesamte bis zum Meßzeitpunkt gefahrene Wegstrecke dar, die durch die Summe aller bis dahin vom Sensor abgegebenen Impulse ermittelt wird. An der Ausgabeeinheit des Empfängers werden sowohl der erste Momentan-Meßgrößenwert als auch der zweite Momentan- Meßgrößenwert dargestellt. Die momentane Geschwindigkeit wird mit einer Rate von beispielsweise einem Momentan-Meßgrößen- wert pro Sekunde übertragen. Die direkt im Sender ermittelte Gesamtstrecke wird dagegen nur mit einer Rate von beispiels- weise 32 Sekunden pro Meßgrößenwert zum Empfänger übertragen.Rads gives an impulse. The coding device is then designed such that the instantaneous speed of the vehicle is calculated from the measurement signal using a system time. The instantaneous speed of the vehicle is then transmitted as the first instantaneous measured variable value on the radio link. The number of wheel rotations carried out is the sum of the pulses emitted by the sensor and is calculated and transmitted as the second instantaneous measured variable value. The speed of the vehicle can be calculated from the time interval between two successive pulses at the sensor output. One pulse corresponds to one wheel revolution and thus to a known distance traveled. The second instantaneous measured variable value represents the entire distance traveled up to the time of measurement, which is determined by the sum of all the pulses emitted by the sensor up to that point. Both the first instantaneous measured variable value and the second instantaneous measured variable value are displayed on the output unit of the receiver. The instantaneous speed is transmitted at a rate of, for example, an instantaneous measured value value per second. The total distance determined directly in the transmitter, however, is only transmitted to the receiver at a rate of, for example, 32 seconds per measured variable value.
Im Empfänger wird jeder neue Meßgrößenwert für die Geschwindigkeit mit derjenigen Zeit multipliziert, die seit dem letzten störungsfreien Übertragen eines solchen Meßgrößenwerts verstrichen ist. Dadurch erhält man einen geschätzten Wert für die in der Zwischenzeit zurückgelegte Wegstrecke. Dieser wird zum zuletzt fehlerfrei übermittelten Gesamtwert der gefahrenen Strecke addiert und auf der Anzeige dargestellt .In the receiver, each new measured value for the speed is multiplied by the time that has elapsed since the last trouble-free transmission of such a measured value. This gives an estimated value for the distance covered in the meantime. This is added to the last total value of the route traveled, which was transmitted without errors, and shown on the display.
Wenn ein Fehler in der Übertragung der Momentan-Meßgrößenwerte für die Geschwindigkeit aufgetreten ist, wird empfän- gerseitig ein falscher Wert empfangen und angezeigt. Der so entstandene Fehler wirkt sich auf die gefahrene Teilstrecke aus, die im Empfänger berechnet wird. Daher wird dort eben- falls ein falscher Wert angezeigt. Nach der nächsten fehlerfreien Übertragung eines zweiten Momentan-Meßgrößenwerts zum Empfänger wird dort ein fehlerfreier Wert für die gefahrene Gesamtstrecke angezeigt und für die weitere Berechnung des geschätzten Werts verwendet. Auf diese Weise ergibt sich eine zuverlässige und genaue Anzeige der momentanen Geschwindigkeit sowie der gefahrenen Gesamtstrecke, und zwar selbst dann, wenn die Funkstrecke gelegentlich Störungen unterliegt.If an error has occurred in the transmission of the current measured value values for the speed, an incorrect value will be received and displayed on the receiver side. The error that arises has an effect on the part of the route that is calculated in the receiver. Therefore, an incorrect value is also displayed there. After the next error-free transmission of a second instantaneous measured variable value to the receiver, an error-free value for the total distance traveled is displayed there and for the further calculation of the estimated value used. This results in a reliable and accurate display of the current speed and the total distance traveled, even if the radio link is occasionally subject to interference.
Die Erfindung kann auch vorteilhaft zur Anzeige der momentanen Herzschlagrate und der Herzschlagvariabilität eines Lebewesens verwendet werden. Hierzu ist der Sensor als Herz- schlagsensor ausgebildet, der im Bereich des Nervensystems des Lebenwesens angeordnet sein kann. Ein solcher Sensor gibt beim Abtasten eines Herzschlags jeweils wenigstens einen Impuls als Meßsignal ab. Die Codiereinrichtung ist dabei so ausgebildet, daß unter Verwendung einer Systemzeit aus dem Meßsignal die momentane Herzschlagrate als ein erster Momen- tan-Meßgrößenwert errechnet werden kann. Die Herzschlagvariabilität kann beispielsweise aus dem Verhältnis des längsten Abstands zwischen zwei Herzschlägen zu dem kürzesten Abstand zwischen zwei Herzschlägen innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums abgeleitet werden. Sie kann als ein zweiter Momen- tan-Meßgrößenwert aus dem Verlauf des Meßsignal gewonnen werden.The invention can also be used advantageously for displaying the instantaneous heartbeat rate and the heartbeat variability of a living being. For this purpose, the sensor is designed as a heartbeat sensor, which can be arranged in the area of the nervous system of life. Such a sensor emits at least one pulse as a measurement signal when a heartbeat is sensed. The coding device is designed in such a way that, using a system time, the instantaneous heartbeat rate can be calculated from the measured signal as a first instantaneous measured variable value. Heart rate variability can be derived, for example, from the ratio of the longest distance between two heartbeats to the shortest distance between two heartbeats within a predetermined time period. It can be obtained as a second momentary measured value from the course of the measurement signal.
Die erfindungsgemäße Funkstrecke kann auch besonders vorteilhaft zur Übertragung der in dem von einem Spannungs- Frequenzwandler erzeugten elektrischen Pulse enthaltenen Informationen verwendet werden. Die Codiereinrichtung ist dabei so ausgebildet, daß die momentane Frequenz der elektrischen Pulse als ein erster Momentan-Meßgrößenwert gewinnbar und übertragbar ist . Die gesamte Anzahl der von dem Sensor er- zeugten Pulse kann dabei als Summe der Pulse gewonnen werden und als zweiter Momentan-Meßgrößenwert übertragen werden. Als praktische Anwendung dieser Ausgestaltung ist eine Vorrichtung vorstellbar, in der eine analoge Größe wie eine Leistung oder eine Temperatur mit Hilfe eines Spannungs- Frequenzwandlers in eine kontinuierliche Pulsfolge umgewan- delt wird. Die Frequenz der Pulse dieser Pulsfolge wird als erster Momentan-Meßgrößenwert verwendet . Der zweite Momentan- Meßgrößenwert ergibt sich aus dem Integral der Meßgröße und repräsentiert im Falle der Verwendung eines Leistungssensors die geleistete Arbeit bzw. im Fall der Verwendung eines Tem- peratursensors eine übertragene Wärmemenge.The radio link according to the invention can also be used particularly advantageously for transmitting the information contained in the electrical pulses generated by a voltage-frequency converter. The coding device is designed such that the instantaneous frequency of the electrical pulses can be obtained and transmitted as a first instantaneous measured variable value. The total number of pulses generated by the sensor can be obtained as the sum of the pulses and transmitted as a second instantaneous measured value. A device in which an analog variable such as a power or a temperature is converted into a continuous pulse sequence with the aid of a voltage-frequency converter can be imagined as a practical application of this embodiment. The frequency of the pulses of this pulse sequence is used as the first instantaneous measured value. The second instantaneous measured variable value results from the integral of the measured variable and represents the work performed in the case of using a power sensor or a transferred amount of heat in the case of using a temperature sensor.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann das Integral des Meßsignals vorteilhafterweise durch einfaches Zählen der Pulse der Pulsfolge gebildet werden, ohne daß dabei langfristig ein Fehler beispielsweise durch Akkumulation entsteht. Dieser Zählstand wird mit einer niedrigen Übertragungsrate über die Funkstrecke übertragen, während die jeweils ermittelte momentane Frequenz mit einer hohen Übertragungsrate übertragen wird. Im Empfänger wird eine Fehlerakkumulation wie sie beim Integrieren der ersten Momentan-Meßgrößenwerte auftreten kann, vermieden bzw. in regelmäßigen Abständen durch einen aktuellen zweiten Momentan-Meßgrößenwert korrigiert .In this embodiment of the invention, the integral of the measurement signal can advantageously be formed by simply counting the pulses of the pulse sequence without long-term errors, for example due to accumulation. This count is transmitted at a low transmission rate over the radio link, while the instantaneous frequency determined in each case is transmitted at a high transmission rate. In the receiver, an accumulation of errors, such as can occur when integrating the first instantaneous measured variable values, is avoided or corrected at regular intervals by a current second instantaneous measured variable value.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungs- gemäßen Meßstrecke. Eine gewerbliche Anwendung im Zusammenhang mit einem Herzschlagsensor ist beispielsweise bei Sportwettbewerben möglich, bei der Biodaten von Sportlern so auf eine für Zuschauer sichtbare Anzeige projiziert werden, daß diese von den Zuschauern gesehen werden können. Aus solchen Biodaten lassen sich beispielsweise Rückschlüsse über Fitness und Einsatzfreude eines Athleten ziehen, was die Sportwettbewerbe für Zuschauer attraktiver macht. Bei Tieren, die von Menschen geführt werden, lassen sich so auch unerwünschte Überlastungen vermeiden.The invention also relates to the use of a measuring section according to the invention. A commercial application in connection with a heartbeat sensor is possible, for example, in sports competitions in which athletes' bio data are projected onto a display that is visible to viewers so that they can be seen by the viewers. From such biodata, conclusions can be drawn, for example, about the fitness and enthusiasm of an athlete, which makes sports competitions more attractive for spectators. In animals by Leading people can also avoid undesirable overloads.
Die Erfindung umfaßt schließlich auch die Einzelkomponenten einer solchen Funkstrecke wie deren Sender oder deren Empfänger.Finally, the invention also includes the individual components of such a radio link, such as its transmitter or its receiver.
Ein der Erfindung zugrundeliegender Gedanke geht davon aus, daß bei der Übertragung von Meßgrößen über eine gestörte Funkstrecke vereinzelt Fehler auf der Empf ngerseite auftreten können. Solange der auf der Empfängerseite abgegebene. Meßwert nur dazu dient, von einem Menschen sporadisch abgelesen zu werden, braucht das nicht kritisch zu sein. Im Fehlerfall ergibt eine erneute Ablesung mit einer gewissen Wahr- scheinlichkeit einen richtigen Wert . Wenn die übertrageneAn idea on which the invention is based is based on the fact that occasional errors can occur on the receiver side when transmitting measured variables over a disturbed radio link. As long as the one submitted on the receiving end. Measured value only serves to be read sporadically by a person, it need not be critical. In the event of an error, a new reading with a certain probability gives a correct value. If the transferred
Meßgröße auf der Empfängerseite jedoch mathematisch zu einer weiteren Meßgröße weiterverarbeitet wird, beispielsweise durch ein Integrationsverfahren, werden Fehler aufsummiert, was sich langfristig in der dabei errechneten weiteren Meß- große nachteilig bemerkbar macht. Die dadurch verursachtenHowever, if the measured variable on the receiver side is processed mathematically into a further measured variable, for example by an integration process, errors are summed up, which is disadvantageously noticeable in the long term in the further measured variable calculated in the process. The caused by it
Fehler setzen sich sowohl aus Übertragungsfehlern als auch aus Rundungsfehlern zusammen.Errors are made up of both transmission errors and rounding errors.
Solche Fehler könnten durch eine Erhöhung der Bandbreite der Funkstrecke vermindert werden, wenn gleichzeitig die Sendehäufigkeit und die Auflösung der gesendeten Meßgrößenwerte erhöht werden. Dies resultiert jedoch in erhöhten Kosten, was nicht erwünscht ist. Die Erfindung geht einen anderen Weg. Gemäß der Erfindung wird die Bandbreite der Funkstrecke so gewählt, daß die Übertragung der ersten Meßgrößenwerte denSuch errors could be reduced by increasing the bandwidth of the radio link if the frequency of transmission and the resolution of the transmitted measured variable values are increased at the same time. However, this results in increased costs, which is not desirable. The invention takes a different approach. According to the invention, the bandwidth of the radio link is selected so that the transmission of the first measured variable values
Großteil der verfügbaren Bandbreite ausfüllt. Um den Fehler in der Übertragung der zweiten Meßgrößenwerte zu reduzieren, wird gemäß der Erfindung eine Korrektur angewandt, die im Vergleich zur Übertragungsrate der ersten Meßgrößenwerte nur relativ selten zu erfolgen braucht. Dadurch reicht eine Bandbreite für die Übertragung der zweiten Meßgrößenwerte, die geringer ist als diejenige für die Übertragung der ersten Meßgrößenwerte .Fills most of the available bandwidth. In order to reduce the error in the transmission of the second measured variable values, a correction is applied according to the invention, which in the Comparison to the transmission rate of the first measured variable values need only be made relatively rarely. As a result, a bandwidth is sufficient for the transmission of the second measured variable values, which is less than that for the transmission of the first measured variable values.
Die durch die zweiten Meßgrößenwerte repräsentierten Verläufe der Meßgröße zu Zeitpunkten zwischen dem fehlerfreien Empfang von entsprechenden Datenpaketen wird empfängerseitig ermit- telt und gegebenenfalls zur Darstellung gebracht. Immer dann, wenn ein vollständiger und fehlerfreier Wert für den zweiten Meßgrößenwert empfangen worden ist, wird die vom Empfänger gebildete Schätzung durch den im Sender berechneten korrekten Wert korrigiert .The curves of the measured variable represented by the second measured variable values at times between the error-free reception of corresponding data packets are determined by the receiver and, if necessary, are displayed. Whenever a complete and error-free value for the second measured variable value has been received, the estimate formed by the receiver is corrected by the correct value calculated in the transmitter.
Die Erfindung macht weiterhin von folgendem Ansatz Gebrauch. Die zu erwartenden zweiten Meßgrößenwerte werden demnach nicht nur auf der Seite des Senders gebildet, sondern auch auf der Seite des Empfängers . Die auf der Seite des Empfan- gers gebildeten ersten Meßgrößen werden regelmäßig mit den auf der Senderseite ermittelten zweiten Meßgrδßenwerten verglichen. Dabei ist besonders von Vorteil, daß senderseitig keine Übertragungsfehler in die Bildung der zweiten Meßgrößenwerte mit eingehen. Beim Einsatz von Spannungs-Frequenz- Wandlern, bei denen die zweiten Meßgrößenwerte durch Zählen von Pulsen gebildet werden, entstehen sogar außer demjenigen Fehler, der durch die zeitliche Auflösung im Zusammenhang mit dem zeitlichen Abstand der Pulse hervorgerufen wird, keine weiteren Fehler.The invention also makes use of the following approach. The expected second Meßgrößenwerte be thus formed not only on the transmitter side, but also on the side of the receiver. The first measured variables formed on the receiver side are regularly compared with the second measured variable values determined on the transmitter side. It is particularly advantageous that no transmission errors are included in the formation of the second measured variable values on the transmitter side. When using voltage-frequency converters, in which the second measured variable values are formed by counting pulses, there are no further errors even apart from the error which is caused by the temporal resolution in connection with the temporal spacing of the pulses.
Die Auflösung der zweiten Meßgrößenwerte kann dabei erfindungsgemäß größer sein als diejenige der ersten Meßgrößenwerte . Jedoch braucht man dann zum Übertragen der zweiten Meß- größenwerte mehr Datenpakete als zum Übertragen des ersten Meßgrößenwert .According to the invention, the resolution of the second measured variable values can be greater than that of the first measured variable values. However, you then need to transfer the second measurement size values more data packets than for transmitting the first measured value value.
Beim Einsatz eines Spannungs-Frequenzgenerators werden die ersten Meßgrößenwerte aus der Frequenz der vom Sensor erzeugten Impulse ermittelt, und zwar in periodischen Abständen. Ihr Wert entspricht der Inverse des zeitlichen Abstands je zweier Impulse. Bei der Berechnung der ersten Meßgrößenwerte treten zwar inhärent Rundungsfehler auf, die bezogen auf die ständig erfolgende Ablesung auf der Empfängerseite möglichst gering zu halten sind. Geringe Abweichungen können jedoch vernachlässigt werden bzw. werden vom Benutzer akzeptiert. Die Summe dieser Fehler über einen längeren Zeitraum ist bezüglich ihrer Größe und ihres Vorzeichens nicht voraussagbar. Dadurch könnten empfängerseitig in einer etwaigen Summe erhebliche Fehler auftreten. Solche Fehler werden durch das er- findungsgemäße Verfahren klein gehalten oder ganz vermieden.When using a voltage-frequency generator, the first measured variable values are determined from the frequency of the pulses generated by the sensor, namely at periodic intervals. Their value corresponds to the inverse of the time interval between two pulses. When calculating the first measured variable values, rounding errors inherently occur, which are to be kept as low as possible in relation to the continuous reading on the receiver side. Minor deviations can, however, be neglected or are accepted by the user. The sum of these errors over a longer period of time cannot be predicted with regard to their size and their sign. As a result, considerable errors could occur in the receiver in a possible sum. Such errors are kept small or avoided entirely by the method according to the invention.
Parallel zum ersten Meßgrößenwert, der typischerweise mit ei- ner Breite von mehreren Bits übertragen wird, werden sender- seitig die fehlerfrei ermittelten zweiten Meßgrößenwerte mit niedriger Bandbreite mit nur einem einzigen oder mit wenigen Bits übertragen, die sogar der Einfachheit halber an die Daten für den ersten Meßgrößenwert angehängt werden können. Die für eine kontinuierliche Darstellung auf der Seite des Empfängers benötigten Verläufe der zweiten Meßgrößenwerte werden empfängerseitig unter Verwendung des Verlaufs der ersten Meßgrößenwerte geschätzt und zu dem jeweils letzten vollständig übertragenen zweiten Meßgrößenwert hinzuaddiert . Auf diese Weise läßt sich der Verlauf der zweiten Meßgrößenwerte trotzdem mit einer Rate darstellen, die höher ist als die eigentliche Übertragungsrate der zweiten Meßgrößenwerte. Gemäß der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dauert die vollständige Übertragung je eines zweiten Meßgrößenwerts ein Mehrfaches der Zeit, die für die Übertragung je eines ersten Meßgrößenwerts benötigt wird. Dieser Effekt wird unter anderem dadurch verstärkt, daß der zweite Meßgrößenwert häufig mit einer höheren Auflösung benötigt wird als der erste Meßgrößenwert. Im Falle der Übertra-ι gung der momentanen Geschwindigkeit und der gefahrenen Wegstrecke eines Fahrzeugs äußert sich dies besonders stark. Zur Anzeige der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einem vorgegebenen Geschwindigkeitsbereich zwischen beispielsweise 0 km/h und 250 km/h reicht es nämlich häufig aus, die Geschwindigkeit auf 1 km/h genau anzuzeigen, wodurch insgesamt 250 Auf- lösungsschritte benötigt werden. Bei der gefahrenen Wegstrek- ke des Fahrzeugs in einem Bereich zwischen 0 km undParallel to the first measured variable value, which is typically transmitted with a width of several bits, the second measured variable values, determined without error, are transmitted with a low bandwidth with only a single bit or with a few bits, which even simplify the data for the user first measured variable value can be appended. The curves of the second measured variable values required for a continuous display on the receiver side are estimated on the receiver side using the curve of the first measured variable values and added to the last completely transmitted second measured variable value. In this way, the course of the second measured variable values can nevertheless be represented at a rate that is higher than the actual transmission rate of the second measured variable values. According to the advantageous embodiment of the invention described above, the complete transmission of a second measured variable value takes a multiple of the time required for the transmission of a first measured variable value. This effect is reinforced, inter alia, by the fact that the second measured value value is often required with a higher resolution than the first measured value value. This is particularly pronounced in the case of the transmission of the current speed and the distance traveled by a vehicle. To display the speed of a vehicle in a predefined speed range between, for example, 0 km / h and 250 km / h, it is often sufficient to display the speed exactly to 1 km / h, which means that a total of 250 resolution steps are required. When the vehicle is driven in a range between 0 km and
100.000 km werden bei einer Auflösung von "100 m" hingegen 1.000.000 Auflösungsschritte für eine vollständige Darstellung benötigt, also 4.000 mal mehr als für die vollständige Darstellung der Geschwindigkeit.On the other hand, 100,000 km with a resolution of "100 m" requires 1,000,000 resolution steps for a complete display, that is 4,000 times more than for a complete display of the speed.
Mit der Erfindung, bei der die zweiten Meßgrößenwerte empfän- gerseitig weiterberechnet werden, läßt sich gelegentlich noch die Akkumulation eines Fehlers beobachten. Solange die Übertragungsdauer der zweiten Meßgrößenwerte jedoch viel kürzer ist als der gesamte Zeitraum, in dem Meßgrößenwerte übertragen werden, kann davon ausgegangen werden, daß die Dauer und damit das Ausmaß der Fehlerakkumulation auf eine Zeit beschränkt ist, die die Übertragungszeit für die senderseitig ermittelten zweiten Meßgrößenwerte nicht überschreitet .With the invention, in which the second measured variable values are further calculated on the receiver side, the accumulation of an error can still occasionally be observed. However, as long as the transmission duration of the second measured variable values is much shorter than the entire period in which measured variable values are transmitted, it can be assumed that the duration and thus the extent of the error accumulation is limited to a time that the transmission time for the second measured variable values determined by the transmitter does not exceed.
Protokoll Beginn: In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Sender insbesondere eine Eingangseinheit zur Eingabe bzw. Generierung je eines Datenpakets bzw. Datensatzes oder Datums sowie eine Sendersteuereinheit zur Verarbeitung des Datenpakets und zum Einfügen einer sich aus dem Inhalt des Datenpakets ergebenden vorbestimmten PrüfCodierung in das Datenpaket auf. Weiterhin ist eine von der Sendersteuereinheit betätigbare Sendeeinheit zur Aussendung des Datenpakets vorgesehen, wobei der Sender so ausgebildet ist, daß die Da- tenpakete regelmäßig hintereinander aussendbar sind.Start of protocol: In a particularly advantageous embodiment of the invention, the transmitter has, in particular, an input unit for inputting or generating a data packet or data record or data, and a transmitter control unit for processing the data packet and for inserting a predetermined test coding resulting from the content of the data packet into the data packet , Furthermore, a transmission unit that can be actuated by the transmitter control unit is provided for transmitting the data packet, the transmitter being designed in such a way that the data packets can be transmitted regularly in succession.
Die Signale eines solchen Senders lassen sich besonders einfach von einem Empfänger abtasten. Dabei braucht im einfachsten Fall mit nur einem Sender nur eine einmalige Aktivität des Senders festgestellt werden, um die weiteren Aktivitäten des Senders vorherzusagen. In Systemen mit mehreren Sendern lassen sich die Sendezeitpunkte der Sender ebenso einfach vorhersagen, wenn alle Sendewiederholzeiten der in der Funkstrecke vorhandenen Sender vorher dem Empfänger mitgeteilt wurden. Der Empfänger braucht dann nur noch die Aktivitäten auf der Funkstrecke feststellen und versuchen, zu den möglichen nachfolgenden Zeitpunkten und bei Vielfachen der Wiederholungszeiten Datenpakete zu empfangen. Ein derart getaktetes Übertragungsverfahren läßt sich vorteilhaft bei solchen Funk- strecken einsetzen, bei denen es nicht von besonderer Bedeutung ist, ob jedes Datenpaket des Datenstroms übertragen wird oder nicht. Somit läßt sich die Erfindung besonders gut bei Funkstrecken zur Übertragung von Meßwerten einsetzen, bei denen sich der übertragene Meßwert im Vergleich mit der Über- tragungshäufigkeit der Meßwerte nur sehr langsam ändert.The signals from such a transmitter can be scanned particularly easily by a receiver. In the simplest case, only a single activity of the transmitter needs to be ascertained with only one transmitter in order to predict the further activities of the transmitter. In systems with several transmitters, the transmission times of the transmitters can be predicted just as easily if all the repetition times of the transmitters present in the radio link have been communicated to the receiver beforehand. The receiver then only needs to determine the activities on the radio link and try to receive data packets at the possible subsequent times and at multiples of the repetition times. A transmission method clocked in this way can advantageously be used in those radio links in which it is not particularly important whether each data packet of the data stream is transmitted or not. The invention can thus be used particularly well in radio links for the transmission of measured values in which the transmitted measured value changes only very slowly in comparison with the frequency of transmission of the measured values.
Durch das Vorsehen einer sich insbesondere aus dem Inhalt des jeweils übertragenen Datenpakets ergebenden vorbestimmten Prüfcodierung im Datenpaket lassen sich dabei auf einfache Weise ordnungsgemäß übertragene Datenpakete von defekten Datenpaketen unterscheiden, so daß auf der Seite des Empfängers nur fehlerfreie Datenpakete weiter verarbeitet werden brau- , chen .By the provision of a predetermined one which results in particular from the content of the respectively transmitted data packet Check coding in the data packet can be distinguished in a simple manner from properly transmitted data packets from defective data packets, so that only error-free data packets need to be processed further on the part of the receiver.
Entsprechend zum erfindungsgemäßen Sender hat der erfindungs- gemäße Empfänger der Funkstrecke eine Empfangseinheit zum Empfang von Datenpaketen sowie eine mit der Empfangseinheit verbundene Empfängersteuereinheit, mit der die empfangenen Datenpakete verarbeitbar und ausgebbar sind. Die Empfängersteuereinheit kann dabei je eine PrüfCodierung eines Datenpakets ermitteln, wobei aus einem Vergleich der Prüfcodierung mit dem Inhalt des Datenpakets bestimmbar ist, ob ein fehler- freies oder ein fehlerbehaftetes Empfangen des Datenpakets vorliegt. Bei einem Empfang eines fehlerbehafteten Datenpakets wird das betreffende Datenpaket verworfen.Corresponding to the transmitter according to the invention, the receiver of the radio link according to the invention has a receiving unit for receiving data packets and a receiver control unit connected to the receiving unit, with which the received data packets can be processed and output. The receiver control unit can each determine a test code of a data packet, it being possible to determine from a comparison of the test code with the content of the data packet whether the data packet has been received correctly or incorrectly. When a faulty data packet is received, the data packet in question is discarded.
Der erfindungsgemäße Empfänger ist so ausgebildet, daß Zeit- punkte für einen zu erwartenden Eingang je eines Datenpakets bestimmbar sind. Dies kann beispielsweise durch zeitweises Abtasten aller Aktivitäten auf der Funkstrecke erfolgen, wobei ein besonders energiesparender Einsatz des Empfängers dann ermöglicht wird, wenn lediglich abgetastet wird, ob überhaupt eine Aktivität vorliegt. In vorgegebenen zeitlichen Abständen wird dann vom Zeitpunkt des Ertastens einer Aktivität aus versucht, Datenpakete zu empfangen. Eine solche einfache Lösung bietet sich insbesondere dann an, wenn die zeitlichen Abstände zwischen den von den jeweiligen Sendern aus- gesendeten Datenpaketen dem Empfänger bekannt sind.The receiver according to the invention is designed in such a way that times for an expected input of one data packet each can be determined. This can be done, for example, by temporarily scanning all activities on the radio link, the receiver being able to be used in a particularly energy-saving manner if it is merely scanned whether there is any activity at all. At predetermined time intervals, attempts are then made to receive data packets from the moment an activity is sensed. Such a simple solution is particularly useful when the time intervals between the data packets sent by the respective transmitters are known to the receiver.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sendersteuereinheit so ausgebildet, daß wenigstens ein Duplikat des Datenpa- kets erstellbar ist, wobei das Datenpaket und/oder das Dupli- ' kat jeweils eine Typinformation aufweisen. Mit einer solchen Typinformation kann von dem Empfänger erfaßt werden, ob es sich bei dem empfangen Datenpaket um ein Datenpaket selbst oder um ein Duplikat eines Datenpakets handelt .In a development of the invention, the transmitter control unit is designed such that at least one duplicate of the data kets can be created, the data packet and / or the duplicate each having type information. With such type information, the receiver can determine whether the received data packet is a data packet itself or a duplicate of a data packet.
Der Sender ist so ausgebildet, daß je ein Datenpaket sowie ein Duplikat regelmäßig hintereinander aussendbar sind, wobei ferner die zeitliche Versetzung zwischen je einem Datenpaket und dessen Duplikat gemäß einer vorbestimmten Versetzungsregel und einer Versetzungsinformation variierbar ist. Die Versetzungsinformation kann man dabei in einem Datenpaket oder in einem Duplikat vorgesehen sein. Durch das Aussenden eines oder mehrerer Duplikate des ausgesendeten Datenpakets kann sich der Empfänger beim Empfangen eines defekten Datenpakets die in dem Datenpaket enthaltenen Daten auch aus dem nachfolgend ausgesendeten Duplikat beschaffen. Beim Aussenden mehrerer Duplikate stehen dem Empfänger dann sogar mehrere Möglichkeiten zur Rekonstruktion der defekten Daten des Datenpa- kets zur Verfügung. Die zeitliche Versetzung zwischen je einem Datenpaket und dessen Duplikaten ist gemäß der Versetzungsregel sowohl dem Sender als auch dem Empfänger bekannt . In einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung kann der Empfänger schon aufgrund einer einzigen Versetzungsinfor- mation in einem einzigen Datenpaket den zu erwartenden Eingangszeitpunkt aller folgenden Duplikate vorhersagen. Dadurch ergibt sich ein besonders sicherer Betrieb, weil nur wenige Informationen über die zeitliche Abfolge des Sendens von Datenpaketen und Duplikaten übertragen werden müssen.The transmitter is designed in such a way that a data packet and a duplicate can be sent regularly in succession, the time offset between a data packet and its duplicate being variable according to a predetermined transfer rule and transfer information. The relocation information can be provided in a data packet or in a duplicate. By sending one or more duplicates of the transmitted data packet, the recipient can also obtain the data contained in the data packet from the subsequently sent duplicate when receiving a defective data packet. If several duplicates are sent out, the recipient even has several options for reconstructing the defective data in the data packet. The temporal offset between a data packet and its duplicates is known to both the sender and the receiver in accordance with the transfer rule. In a particularly simple embodiment of the invention, the receiver can already predict the expected time of arrival of all subsequent duplicates based on a single relocation information in a single data packet. This results in a particularly secure operation because only little information about the time sequence of sending data packets and duplicates has to be transmitted.
Die Versetzungsinformation kann aus einer vorgegebenen Zähl- folge generiert werden, und zwar insbesondere unter Verwendung eines Zählerstands, mit dem die vom Sender gesendeten Datenpakete gezählt werden. Dabei ist es empfängerseitig nicht notwendig, wirklich jedes vom Sender gesendete Datenpaket zum empfangen, weil diesem die Zeitpunkte, zu denen Datenpakete ausgesendet werden sollen, bekannt sind. Somit kann der Empfänger den Zähler auch betreiben, ohne wirklich alle gesendeten Datenpakete empfangen zu müssen. Trotzdem bleibt für ihn die relative Lage zwischen Duplikaten und Datenpaketen rekonstruierbar, weil der von ihm geführte Zählerstand stets aktuell ist.The displacement information can be generated from a predefined counting sequence, in particular using a counter reading with which the transmitters sent by the transmitter Data packets are counted. It is not necessary on the receiver side to actually receive every data packet sent by the sender, because the sender knows the times at which data packets are to be sent. This means that the receiver can also operate the meter without actually having to receive all the data packets sent. Nevertheless, the relative position between duplicates and data packets can still be reconstructed because the meter reading he keeps is always up to date.
Durch das Vorsehen einer Typinformation in dem Datenpaket bzw. in dem Duplikat ist es dem Empfänger dabei auf einfache Weise möglich, zu jedem Zeitpunkt eine Unterscheidung zwischen Datenpaketen und Duplikaten vorzunehmen. Dies bewährt sich besonders beim Einrasten eines erfindungsgemäßen Senders und eines erfindungsgemäßen Empfängers zu Beginn des Betriebs der Funkstrecke .By providing type information in the data packet or in the duplicate, the recipient can easily distinguish between data packets and duplicates at any time. This has proven particularly useful when a transmitter and a receiver according to the invention are snapped into place at the start of the operation of the radio link.
Weiterhin kann je ein Datenpaket bzw. dessen Duplikat mit ei- ner dem zugehörigen Sender zugeordneten Identitätsinformation versehbar sein, die eine Information über die Art bzw. Bedeutung der Datenpakete enthalten kann. So kann innerhalb der Funkstrecke eine bestimmte Sub-ID des jeweiligen Senders einer Übertragungsrate oder einem Übertragungsraster der Daten- pakete zugeordnet sein. Außerdem kann einer bestimmten Sub-ID eine Bedeutung der mit den Datenpaketen übermittelten Daten zugeordnet sein. So lassen sich beispielsweise übertragene Geschwindigkeitsdaten auf einfache Weise von übertragenen Streckendaten unterscheiden. Die Identitätsinformation kann auch einen Teil einer eindeutigen Information über den jeweiligen Sender beinhalten. Hierdurch läßt sich innerhalb der Funkstrecke auf besonders einfache Weise feststellen, ob die in der Funkstrecke eingeschalteten Sender auch wirklich zu dem vorgesehenen System gehören. Zu einem anderen System mit einer anderen Funkstrecke gehörende Sender lassen sich dadurch auf besonders einfache Weise erkennen, wobei nachfolgend der Empfang der unerwünschten Daten von diesen Systemen unterdrückbar ist.Furthermore, each data packet or its duplicate can be provided with identity information associated with the associated transmitter, which can contain information about the type or meaning of the data packets. Thus, a specific sub-ID of the respective transmitter can be assigned to a transmission rate or a transmission grid of the data packets within the radio link. In addition, a meaning of the data transmitted with the data packets can be assigned to a specific sub-ID. For example, transmitted speed data can easily be distinguished from transmitted route data. The identity information can also contain part of unique information about the respective transmitter. This makes it particularly easy to determine within the radio link whether the transmitters switched on in the radio link are really closed belong to the proposed system. In this way, transmitters belonging to another system with a different radio link can be identified in a particularly simple manner, the reception of the undesired data from these systems subsequently being suppressable.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren sind zum Empfangen eines Datenpakete aufweisenden Datenstroms ein Such-Modus sowie ein Übertragungsmodus vorgesehen. Im Such-Modus werden dabei die folgenden Schritte ausgeführt:According to the method according to the invention, a search mode and a transmission mode are provided for receiving a data stream having data packets. The following steps are carried out in search mode:
Abtasten des Datenstroms auf das Verhandensein von Datenpaketen,Scanning the data stream for the negotiation of data packets,
Vorbestimmen von Zeitpunkten für einen zu erwartenden Eingang je eines weiteren Datenpakets.Predetermining times for an expected input of a further data packet.
In einem solchen Such-Modus reicht es im einfachsten Fall aus, durch Datenpakete verursachte Aktivitäten auf der Funkstrecke abzutasten. Zeitpunkte für den Eingang weiterer Datenpakete nach einem zuerst abgetasteten Datenpaket ergeben sich dann aus Vielfachen einer vorbekannten Abstandszeit zwischen den jeweiligen Datenpaketen, die zu dem Zeitpunkt des Eintreffens des ersten Datenpakets hinzu addiert werden. Im Übertragungsmodus wird dann jeweils ein Datenpaket selektiv ausgewertet, wobei aus einem Vergleich der PrüfCodierung mit dem Inhalt des Datenpakets bestimmt wird, ob ein fehlerfreies oder ein fehlerbehaftetes Empfangen des Datenpakets vorliegt. Bei dem erfindungsgemäßen selektiven Auswerten kann ein Empfänger, der das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, selektiv aus- oder eingeschaltet werden.In such a search mode, in the simplest case it is sufficient to scan activities on the radio link caused by data packets. Points in time for the receipt of further data packets after a data packet that was scanned first then result from multiples of a previously known interval time between the respective data packets, which are added at the time the first data packet arrives. In the transmission mode, a data packet is then selectively evaluated, a comparison of the test coding with the content of the data packet being used to determine whether the data packet has been received correctly or incorrectly. In the selective evaluation according to the invention, a receiver which carries out the method according to the invention can be selectively switched on or off.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich vorteilhaft dadurch verbessern, daß der Datenstrom auf das Vorhandensein von zu den Datenpaketen gehörenden Duplikaten abgetastet wird. Wenn anschließend eine Versetzungsregel für eine zeitliche Versetzung zwischen Datenpaketen und Duplikaten aus wenigstens einer den Datenpaketen und/oder deren Duplikaten entnommenen Versetzungsinformation bestimmt wird, ergibt sich eine ver- größerte Übertragungssicherheit. Dann kann bei einem Empfangen eines defekten Datenpakets die übertragene Information immer noch dem Duplikat entnommen werden.The method according to the invention can advantageously be improved in that the data stream is scanned for the presence of duplicates belonging to the data packets. If subsequently a transfer rule for a temporal offset between data packets and duplicates is determined from at least one transfer information taken from the data packets and / or their duplicates, there is an increased transmission security. Then, when a defective data packet is received, the transmitted information can still be taken from the duplicate.
In einer besonderen Ausbildung ist der Empfänger so ausgebil- det, daß aus je einem Datenpaket bzw. aus je einem Duplikat eine dem Sender des Datenpakets bzw. des Duplikats zugeordnete Identitätsinformation decodierbar ist. Dies wird insbesondere zur Bestimmung des zeitlichen Abstands zwischen zwei Datenpaketen verwendet, wobei dieser von Datenpaketen mit über- einstimmenden Identitätsinformationen bestimmt wird. Dadurch läßt sich eine besonders schnelle und genaue Synchronisation der Funkstrecke erreichen.In a special embodiment, the receiver is designed in such a way that an identity information assigned to the sender of the data packet or of the duplicate can be decoded from each data packet or from each duplicate. This is used in particular to determine the time interval between two data packets, this being determined by data packets with identical identity information. This enables a particularly fast and precise synchronization of the radio link.
Zum Bestimmen der Zeitpunkte für einen zu erwartenden Eingang eines Datenpakets kann ein von der Empfangseinheit an dieTo determine the times for an expected input of a data packet, one can be sent from the receiving unit to the
Empfängersteuereinheit geliefertes Signal in einem Such-Modus des Empfängers auch wiederholt selektiv ausgewertet werden. Eine selektive Auswertung kann beispielsweise darin bestehen, daß das von der Empfangseinheit abgegebene Signal in regelmä- ßigen Abständen auf Aktivitäten hin überprüft wird. Mit dem erfindungsgemäßen Empfänger werden Zeitpunkte für einen zu erwartenden Eingang je eines Datenpaketes aus einem Anfangs- Zeitpunkt beim Eingang eines ersten Datenpakets sowie aus einer vorbestimmten, insbesondere aus dem Inhalt oder aus der zeitlichen Lage des ersten Datenpakets rekonstruierbaren Abstandszeit errechnet. Dabei ist auch möglich, aus dem empfangenen Datenpaket direkt die Abstandszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Datenpakten zu rekonstruieren, beispiels- weise indem eine bestimmte Kennung wie die Sub-ID ausgewertet wird. Dadurch ergibt sich eine schnelle und ökonomische Berechnung der regelmäßigen Abstandszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Datenpaketen.Receiver control unit delivered signal can also be repeatedly evaluated selectively in a search mode of the receiver. A selective evaluation can consist, for example, in that the signal emitted by the receiving unit is checked for activities at regular intervals. With the receiver according to the invention, times for an expected input of a data packet each are calculated from a starting time when a first data packet is received and from a predetermined interval time, which can be reconstructed in particular from the content or the temporal position of the first data packet. It is also possible to directly reconstruct the interval between two successive data packets from the received data packet, for example wise by evaluating a certain identifier like the sub-ID. This results in a quick and economical calculation of the regular interval between two successive data packets.
Abweichend von der vorstehend erläuterten Methode zum Auffinden der Abstandszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Datenpaketen können Zeitpunkte für einen zu erwartenden Eingang je eines Datenpakets auch aus einer Abstandszeit zwischen zwei Datenpaketen errechnet werden, die aus einem Anfangszeitpunkt beim Eingang eines ersten Datenpakets sowie aus einem Wiederholungszeitpunkt beim Eingang eines weiteren Datenpakets ermittelt wird.In a departure from the above-described method for finding the interval between two successive data packets, times for an expected input of one data packet can also be calculated from a interval between two data packets, which is based on a start time on receipt of a first data packet and a repetition time on receipt of one further data packet is determined.
Die Erfindung ist auch in einem kombinierten Sende-The invention is also in a combined transmission
/Empfangsmodul für eine Funkstrecke verwirklicht, das einen erfindungsgemäßen Sender und/oder einen Empfänger aufweist . Der Empfänger und der Sender können zur Vermeidung von Kollisionen von Datenpaketen oder deren Duplikaten auch betätigbar miteinander verbunden sein. Dabei kann der Empfänger beim Abtasten eines von einem weiteren Sender gesendeten Datenpakets den mit ihm verbundenen Sender zeitweilig unterdrücken oder zum Aussenden von Datenpaketen mit verändertem zeitlichen Abstand veranlassen./ Realized reception module for a radio link, which has a transmitter and / or a receiver according to the invention. The receiver and the transmitter can also be operably connected to one another to avoid collisions of data packets or their duplicates. When scanning a data packet sent by a further transmitter, the receiver can temporarily suppress the transmitter connected to it or have data packets sent with a changed time interval.
Mit der erfindungsgemäßen Funkstrecke ist ein Langzeitbetrieb von Sender und Empfänger möglich, wenn diese aus Batterien gespeist werden. Dadurch ergeben sich Einsatzmöglichkeiten insbesondere im Zusammenhang mit Sportuhren, die Geschwindig- keits- und Herzschlagssensoren auswerten. Das erfindungsgemäße System ist vorteilhaft in unidirektionalen als auch bidirektionalen Systemen einsetzbar, die jeweils aus einem Empfänger und mehreren Sendern bestehen. Das erfindungsgemäße System weist eine hohe Immunität gegen Sender gleichartiger benachbarter Systeme und gegen Kollisionen der Sender eines Systems untereinander auf. Es ergibt sich weiterhin eine hohe Störfestigkeit gegenüber Fremdeinstrahlung. Schließlich ist aus der Sicht eines Endanwenders eine einfache Inbetriebnahme bzw. ein unkomplizierter Betrieb gewährleistet.With the radio link according to the invention, long-term operation of the transmitter and receiver is possible if these are powered by batteries. This results in possible uses, particularly in connection with sports watches, which evaluate speed and heartbeat sensors. The system according to the invention can advantageously be used in both unidirectional and bidirectional systems, each consisting of a receiver and a plurality of transmitters. The invention System has a high immunity against transmitters of similar neighboring systems and against collisions of the transmitters of a system with one another. There is also a high immunity to external radiation. Finally, from the perspective of an end user, simple commissioning or uncomplicated operation is guaranteed.
Bei dem erfindungsgemäßen Protokoll wird die Information in der Form von wiederkehrenden Sendepakten mit typischerweise 8 bis 16 Datenbits sowie diversen Steuer- und Prüfbits übertragen. Zusätzlich können durch einen Zahlensequenzgenerator über den Zeitbereich hinweg verstreute Sendepakete redundant zu den regelmäßigen, im fixen Abstand aufeinanderfolgenden Sendepaketen bereitgestellt werden. Nach einer Synchronisati- onsphase ist die Lage aller ankommenden Pakete für den Empfänger berechenbar. Durch gezieltes An- und Ausschalten des Empfängers und des Senders wird ein niedriger Stromverbrauch erreicht .In the protocol according to the invention, the information is transmitted in the form of recurring transmission packets with typically 8 to 16 data bits and various control and test bits. In addition, a number sequence generator can be used to provide transmission packets scattered over the time range redundantly to the regular transmission packets which follow one another at fixed intervals. After a synchronization phase, the location of all incoming packets can be calculated for the recipient. By switching the receiver and the transmitter on and off, low power consumption is achieved.
Die Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft bei Anwendungen einsetzen, die eine unidirektionale Übertragung von Daten bei einer niedrigen Datenrate erfordern. Dabei ergeben sich Vorteile im Langzeitbetrieb wie beispielsweise bei der Überwachung von Meßdaten, die sich mit einer Rate im Bereich von wenigen Hertz ändern. Dies kann vorteilhafterweise zum regelmäßigen Übertragen von Geschwindigkeitsinformationen genutzt werden. Nach einer kurzen vorhergehenden Synchronisationszeit ist bei der Erfindung eine1 Übertragung von Daten möglich. Ein Kurzzeitbetrieb wie beispielsweise die Fernsteuerung von Ge- raten kann mit zusätzlichem Verfahrensaufwand erreicht werden. Außerdem ist es möglich, im Sender aufakkumulierte Streckeninformationen in einzelne Datenbereiche zu zerlegen und diese Datenbereiche einzeln - mit jeweils wenigstens einem Redundanzpaket versehen - zum Empfänger zu schicken, wobei sie dort wieder zu den ursprünglichen Streckeninformationen zusammengesetzt werden.The invention can be used particularly advantageously in applications which require unidirectional transmission of data at a low data rate. There are advantages in long-term operation, such as the monitoring of measurement data, which change at a rate in the range of a few Hertz. This can advantageously be used for the regular transmission of speed information. After a short preceding synchronization time, 1 transmission of data is possible in the invention. Short-term operation such as remote control of devices can be achieved with additional procedural effort. Moreover, it is possible to decompose in the transmitter aufakkumulierte route information in the data areas and the data areas separately - each provided with at least one redundant packet - to send to the receiver, wherein they are assembled there back to the original route information.
Systeme mit mehreren Sendern, die trotz Auftreten der Kollisionen zwischen Datenpaketen und anderer Störungen mit mög- liehst gleichmäßiger Rate von einem Empfänger empfangen werden sollen, lassen sich durch die erfindungsgemäßen Redundanzfunktionen bei einem gleichzeitig extrem sparsamen Langzeitbatteriebetrieb erreichen. Hierzu gehören beispielsweise SportComputer, medizinische Geräte zur Patientenüberwachung, ■ Alarmanlagen, ÜberwachungsSysteme im Industrie- und Heimanwenderbereich sowie Meßdatenübertragungen.Systems with several transmitters which, despite the occurrence of collisions between data packets and other disturbances, are to be received by a receiver at as uniform a rate as possible, can be achieved by the redundancy functions according to the invention with an extremely economical long-term battery operation at the same time. These include, for example, sports computers, medical devices for patient monitoring, ■ alarm systems, monitoring systems in the industrial and home user sector as well as measurement data transmission.
Mit der Erfindung ergibt sich gerade bei Sportcomputern wie solchen für Fahrrädern ein verbessertes Übertragungsproto- koll, mit dem sich ein einziger Empfänger für alle Sender eines Systems verwenden läßt . Alle Sender senden dann auf einer gemeinsamen Frequenz, wobei sich eine maximale Zahl von 4 bzw. 6 oder 8 Sendern bewährt hat. Mit der Erfindung läßt sich eine hohe Übertragungsrate in einem vorgegebenen Zeitrahmen erreichen, wobei Kollisionen zwischen den verschiedenen Sendern bzw. Sensoren eines Systems vermieden werden. Die erfindungsgemäße Funkstrecke hat dabei eine hohe Störfestigkeit gegenüber atmosphärischen Störungen und Sender anderer Systeme. Aus der Erfindung resultiert ferner eine sehr niedrige mittlere Aktivität der Empfänger- und Senderbausteine, so daß sich ein niedriger Stromverbrauch der Funkstrecke erreichen läßt . Die Erfindung umfaßt dementsprechend auch die Verwendung eines Protokolls für eine Datenübertragung, bei dem Datenwörter vor dem Senden in ein oder mehrere Datenpakete umgewandelt werden. Jeder Sender der Funkstrecke hat eine jeweils unter- schiedliche Sub-ID, die den jeweiligen Sensortyp innerhalb eines Systems angibt. So lassen sich Sensoren für einen Herzschlag, für eine Radumdrehung oder für eine Pedalfrequenz anhand der Sub-ID unterscheiden. Außerdem hat jedes Sendermodul unabhängig von der Sub-ID eine einmalig vorkommende ID oder auch Seriennummer. Diese wird beispielsweise bei einem Fertigungstest in einem nichtflüchtigen Speicherbereich des Senders geschrieben oder beim Einlegen einer neuen Batterie nach einem Zufallsprinzip ermittelt. Jeder Sub-ID ist eine bestimmte, fixe Paketwiederholzeit bzw. Paketfrequenz zugewie- sen. Die Paketfrequenz ist von der jeweiligen Frequenz, mit der die Meßwerte eintreffen oder sich ändern, unabhängig. Parallel zum Begriff Paketfrequenz kann auch eine Bezeichnung "Time-Slot" benutzt werden. Es handelt sich dabei um ein Raster aus Zeitabständen, die der Paketlänge entsprechen. Der Abstand zwischen zwei Paketen eines Senders beträgt immer eine ganzzahlige Anzahl an Timeslots. Der Paketabstand der einzelnen Sub-IDs differiert immer um eine gerade Zahl.With the invention, especially in the case of sports computers such as those for bicycles, there is an improved transmission protocol with which a single receiver can be used for all transmitters in a system. All transmitters then transmit on a common frequency, whereby a maximum number of 4 or 6 or 8 transmitters has proven successful. With the invention, a high transmission rate can be achieved in a given time frame, collisions between the various transmitters or sensors of a system being avoided. The radio link according to the invention has a high immunity to atmospheric interference and transmitters from other systems. The invention also results in a very low average activity of the receiver and transmitter modules, so that a low power consumption of the radio link can be achieved. Accordingly, the invention also includes the use of a protocol for data transmission, in which data words are converted into one or more data packets before being sent. Each transmitter on the radio link has a different sub-ID, which indicates the respective sensor type within a system. In this way, sensors for a heartbeat, for a wheel revolution or for a pedal frequency can be distinguished using the sub-ID. In addition, each transmitter module has a unique ID or serial number, regardless of the sub-ID. This is written, for example, during a production test in a non-volatile memory area of the transmitter, or determined randomly when a new battery is inserted. A specific, fixed packet repetition time or packet frequency is assigned to each sub-ID. The packet frequency is independent of the frequency with which the measured values arrive or change. In parallel to the term packet frequency, a term "time slot" can also be used. It is a grid of time intervals that correspond to the packet length. The distance between two packets from a sender is always an integer number of timeslots. The packet spacing of the individual sub-IDs always differs by an even number.
Zur KollisionsVermeidung innerhalb eines Systems einer Funk- strecke soll erreicht werden, daß für jeden Sender die Kollision seiner Pakete mit Paketen eines anderen Senders des gleichen Systems nicht länger als ein Paket in Folge unterbrochen ist . Die erfindungsgemäßen Sender haben abhängig von der Sub-ID eine unterschiedliche fixe Paketfrequenz, die sie durch eine Kodierung innerhalb des Systems erhalten. DieseIn order to avoid collisions within a system of a radio link, the aim is to ensure that for each transmitter the collision of its packets with packets from another transmitter of the same system is no longer interrupted than one packet in succession. Depending on the sub-ID, the transmitters according to the invention have a different fixed packet frequency, which they receive by coding within the system. This
Kodierung variiert in Stufen, und zwar so, daß sich die Periodenlänge der Paketfrequenz von Sender zu Sender jeweils um die zweifache Paketlänge erhöht. Es läßt sich leicht nach- vollziehen, daß dann bei zwei Sendern, die zwei unterschiedliche Paketfrequenzen haben, tatsächlich keine zwei Pakete in Folge kollidieren können.Coding varies in steps, so that the period length of the packet frequency increases from transmitter to transmitter by twice the packet length. It is easy to realize that then with two transmitters that have two different packet frequencies, two packets in a row cannot actually collide.
Grundsätzlich gilt jedoch, daß bei einer Anzahl N Sendern im schlechtesten Fall N-l Pakete eines der Sender in Folge gestört werden können. Dieser Fall ist jedoch unwahrscheinlich und in der Realität von geringerer Bedeutung. Um eine vorgeschriebene maximale Übertragungszeit nicht zu überschreiten, könnte man nun die Häufigkeit der gesendeten Pakete mit N multiplizieren. Bei vier Sendern müßten in diesem Fall viermal mehr Pakete pro Sekunde übertragen werden als bei einer "normalen" Datenübertragung. Dies bedingt jedoch einen erhöhten Stromverbrauch bei Sender und Empfänger. Gemäß der Erfin- düng wird ein ähnlicher Effekt mit einem verringerten Aufwand erzielt .Basically, however, it applies that with a number of N transmitters, in the worst case, N-1 packets of one of the transmitters can be disturbed in succession. However, this case is unlikely and is of lesser importance in reality. In order not to exceed a prescribed maximum transmission time, one could now multiply the frequency of the packets sent by N. In this case, four transmitters would have to transmit four times more packets per second than with a "normal" data transmission. However, this requires increased power consumption by the sender and receiver. According to the invention, a similar effect is achieved with less effort.
Aus der Summe aller Paketfrequenzen und der jeweiligen Paket- dauer errechnet sich der Durchsatz der gesamten Zeitscheibe mit Sendepaketen. Dieser Parameter, den man auch "Belegung" nennen kann, gibt ein Maß über die Festigkeit des Systems gegenüber systemfremden Störungen an. Je mehr Pakete auf der Funkstrecke unterwegs sind und je länger diese jeweils sind, desto höher ist auch die Wahrscheinlichkeit, daß ein kurzer Störimpuls mit einem dieser Pakete kollidiert.The throughput of the entire time slice with transmission packets is calculated from the sum of all packet frequencies and the respective packet duration. This parameter, which can also be called "occupancy", gives a measure of the strength of the system against non-system disturbances. The more packets are on the radio link and the longer they are, the higher the likelihood that a short interference pulse will collide with one of these packets.
Zur Kollisionsvermeidung zwischen zwei Sendern benachbarter, jeweils überstrahlender Funkstrecken kann zusätzlich zu den Fixpaketen, die mit jeweils konstanter Frequenz ausgesendet und empfangen werden, bei jedem Sender jeweils zwischen zwei Fixpaketen noch ein Paket mit variabler Lage bzw. ein Redundanzpaket ausgesendet werden. Der Time-Slot, in den das Redundanzpaket gelegt wird, wird durch einen Zahlensequenzgene- rator bestimmt, dessen Sequenz abhängig von der ID des jeweiligen Senders sein kann. Der Algorithmus für die Zahlensequenz ist sowohl dem Sender als auch dem Empfänger bekannt. Nach einer Synchronisationszeit sind auch die jeweiligen IDs der einzelnen Sender im Empfänger abgelegt, so daß auch diese als Parameter in der Zahlensequenz verwendet werden können. Somit kann der Sender im voraus berechnen, in welchem Time- Slot das nächste Redundanzpaket zu erwarten ist und dementsprechend die Empfangseinrichtung zeitgenau einschalten. Eine jeweils in einem Datenpaket übertragene Startinformation für den Zahlensequenzgenerator kennzeichnet einen Nulldurchgang der Zahlensequenz, so daß Sender und Empfänger anhand dieses Datenpakets synchronisierbar sind.In order to avoid collisions between two transmitters of neighboring, each radiating radio links, in addition to the fixed packets, which are transmitted and received at a constant frequency, a packet with a variable position or a redundancy packet can be sent out between two fixed packets. The time slot in which the redundancy package is placed is defined by a number sequence rator determines, the sequence of which may depend on the ID of the respective transmitter. The algorithm for the number sequence is known to both the sender and the receiver. After a synchronization time, the respective IDs of the individual transmitters are also stored in the receiver, so that they can also be used as parameters in the number sequence. The sender can thus calculate in advance in which time slot the next redundancy packet is to be expected and accordingly switch on the receiving device at exactly the right time. Starting information for the number sequence generator transmitted in each case in a data packet identifies a zero crossing of the number sequence, so that the transmitter and receiver can be synchronized on the basis of this data packet.
Die ID des Senders wird periodisch innerhalb der Datenpakete übertragen, und zwar jeweils Stück für Stück. Es brauchen dabei insgesamt nur so viele Bestandteile der Seriennummer übertragen werden, wie zur Individualisierung der vom Zahlensequenzgenerator durchlaufenden Zahlensequenz benutzt werden. Dies beschleunigt die Übertragung der ID bzw. Seriennummer des Senders. Genauso können vielstellige aufkumulierte Strek- keninformationen auf einfache Weise zuverlässig übertragen werde .The sender's ID is transmitted periodically within the data packets, piece by piece. In total, only as many components of the serial number need to be transmitted as are used to individualize the number sequence passing through the number sequence generator. This speeds up the transfer of the transmitter's ID or serial number. Likewise, multi-digit, accumulated route information can be reliably transmitted in a simple manner.
Bevor ein Empfänger einer Funkstrecke weiß, welche Sender der Funkstrecke aufgrund ihrer ID zu seiner Funkstrecke zu rechnen sind, muß er die IDs der jeweiligen Sender wenigstens einmal korrekt empfangen und dauerhaft ablegen. Dazu wird ein entsprechender Modus im Empfänger angewählt und gleichzeitig gewährleistet, daß alle Sender des eigenen Systems aktiv sind. Außerdem muß sichergestellt sein, daß keine Sender eines zweiten, gleichartigen Systems übersprechen. In einem solchen Zustand können die IDs zuverlässig angelernt werden. Im Normalbetrieb schaltet sich der erfindungsgemäße Empfänger zum jeweiligen Eingangszeitpunkt der Fixpakete ein und beachtet die Redundanzpakete nicht . Wenn aufgrund von Fremdstörun- gen oder Kollisionen in der Funkstrecke ein Fixpaket fehlerhaft oder nicht empfangen werden kann, versucht der Empfänger, das fehlende Fixpaket durch das nächstfolgende Redundanzpaket oder weitere Redundanzpakete zu ersetzen. Dies wird unter Zuhilfenahme der beidseitig bekannten Zahlensequenz für die Berechnung der zeitlichen Lage der Redundanzpakete erreicht. Wenn die Störungen der Funkstrecke wieder aufhören, beschränkt sich der Empfänger wieder auf den Empfang von Fixpaketen. Dies hält den Stromverbrauch niedrig.Before a receiver of a radio link knows which transmitters of the radio link are to be counted towards his radio link based on their ID, he must correctly receive the IDs of the respective transmitters at least once and store them permanently. To do this, a corresponding mode is selected in the receiver and at the same time it is ensured that all transmitters in your own system are active. In addition, it must be ensured that no transmitters of a second, similar system cross-talk. In such a state, the IDs can be taught in reliably. In normal operation, the receiver according to the invention switches on at the respective time of receipt of the fixed packets and does not take the redundancy packets into account. If a fixed packet cannot or cannot be received due to external interference or collisions in the radio link, the receiver tries to replace the missing fixed packet with the next redundancy packet or further redundancy packets. This is achieved with the aid of the number sequence known on both sides for the calculation of the temporal position of the redundancy packets. When the interference on the radio link ceases, the receiver limits itself to receiving fixed packets. This keeps electricity consumption low.
Beim Einrasten zwischen Sender einer Funkstrecke und dem Empfänger oder beim Aufwachen aus einem Modus mit verringertem Energieverbrauch kann der Empfänger auch auf die Sender eines Nachbarsystems reagieren. Über die in einem besonderen Modus eingelernten IDs der Sender des Systems kann jedoch festge- • stellt werden, ob die beim Einrasten aufgefundenen Sender zum eigenen System gehören oder nicht .When it snaps between the transmitter of a radio link and the receiver or when it wakes up from a mode with reduced energy consumption, the receiver can also react to the transmitter of a neighboring system. Using the IDs of the system's transmitters, which are taught in in a special mode, it can, however, be determined • whether the transmitters found when they are snapped in belong to your own system or not.
Die Sender können als Mikrocontroller mit internem EEPROM für die ID-Nummer ausgeführt sein. Die jeweilige Sub-ID und die Paketfrequenz des Systems können durch externe Pins fest einstellbar oder durch Einträge im EEPROM konfigurierbar sein. Die ID wird nach einem Reset aus dem EEPROM eingelesen oder nach dem Zufallsprinzip generiert. Zu Testzwecken wird kurz nach dem Reset die gesamte ID einmal ausgesendet . Beim Ein- satz von Mikroprozessoren mit integriertem EEPROM kann die ID beim Test auch seriell in den Baustein geschrieben und durch nochmaliges Reset auf korrektes Schreiben hin überprüft werden. Schließlich ist es noch denkbar, die erfindungsgemäße Funkstrecke in einem Fitneßcomputer vorzusehen, bei dem ein Sender mit einem Sensor zur Messung des Herzschlags eines Benut- zers oder zur Messung dessen Schrittfrequenz verbunden sein kann. Ein solcher Fitneßcomputer kann einen Empfänger mit Display zur Anzeige des vom Sensor übertragenen Werts aufweisen.The transmitters can be designed as microcontrollers with an internal EEPROM for the ID number. The respective sub-ID and the packet frequency of the system can be permanently set using external pins or can be configured using entries in the EEPROM. The ID is read from the EEPROM after a reset or generated at random. For test purposes, the entire ID is sent out once after the reset. When using microprocessors with an integrated EEPROM, the ID can also be serially written into the block during the test and checked for correct writing by resetting again. Finally, it is also conceivable to provide the radio link according to the invention in a fitness computer, in which a transmitter can be connected to a sensor for measuring the heartbeat of a user or for measuring his step frequency. Such a fitness computer can have a receiver with a display for displaying the value transmitted by the sensor.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing using an exemplary embodiment.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines mit der erfindungsgemäßen Funkstrecke ausgerüsteten Kraftfahr- zeugs;FIG. 1 shows a schematic illustration of a motor vehicle equipped with the radio link according to the invention;
Figur 2 zeigt ein Spannungs-Zeit-Diagramm eines elektrischen Signals, das von dem Sensor der Funkstrecke aus Figur 1 abgegeben wird, Figur 3 zeigt das Format eines Datenpakets, das in der Funk- strecke aus Figur 1 übertragen wird,FIG. 2 shows a voltage-time diagram of an electrical signal which is emitted by the sensor of the radio link from FIG. 1, FIG. 3 shows the format of a data packet which is transmitted in the radio link from FIG. 1,
Figur 4 veranschaulicht die zeitliche Abfolge von Datenpaketen der Funkstrecke aus Figur 1 und Figur 5 veranschaulicht die Inhalte der Datenpakete gemäß Figur 4. Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Funkstrecke, die drei Sender und einen Empfänger aufweist, Figur 7 veranschaulicht die von den Sendern aus Figur 1 abgegebenen Signale im Hinblick auf deren zeitliche Abfolge, Figur 8 veranschaulicht den Aufbau eines von einem Sender aus Figur 6 abgegebenen Datenpaket oder dessen Duplikat,FIG. 4 illustrates the chronological sequence of data packets of the radio link from FIG. 1 and FIG. 5 illustrates the contents of the data packets according to FIG. 4. FIG. 6 shows a schematic illustration of a radio link according to the invention which has three transmitters and one receiver, FIG. 7 illustrates those from the transmitters signals given from FIG. 1 with regard to their chronological sequence, FIG. 8 illustrates the structure of a data packet emitted by a transmitter from FIG. 6 or its duplicate,
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Funkstrecke, die zur Messung des zurückgelegten Wegs und der momentanen Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs verwendet wird. Von dem Kraftfahrzeug ist in dieser Ansicht nur ein Laufrad 1 zu sehen, das mehrere Speichen aufweist, wobei an einer Speiche ein Dauer- magnet 2 befestigt ist. Im Bereich des Laufrads 1 befindet sich weiterhin ein induktiver Sensor 3, der über eine Sensorleitung 4 mit einer Codiereinrichtung 5 in Verbindung steht. Die Codiereinrichtung 5 steht wiederum mit einer Sendeeinrichtung 6 in Verbindung, die über eine Sendeantenne 7 Funksignale aussenden kann.FIG. 1 shows a radio link according to the invention, which is used to measure the distance covered and the current speed of a motor vehicle. From this motor vehicle, only one impeller 1 can be seen, which has several spokes, a permanent magnet 2 being attached to a spoke. In the area of the impeller 1 there is also an inductive sensor 3, which is connected to a coding device 5 via a sensor line 4. The coding device 5 is in turn connected to a transmission device 6 which can transmit radio signals via a transmission antenna 7.
Der induktive Sensor 3, die Codiereinrichtung 5 und die Sendeeinrichtung 6 bilden einen Sender 8, der mit dem weiterhin in Figur 1 gezeigten Empfänger 9 eine Funkstrecke bereit- stellt.The inductive sensor 3, the coding device 5 and the transmitting device 6 form a transmitter 8 which, together with the receiver 9 shown in FIG. 1, provides a radio link.
Der Empfänger 9 gliedert sich in eine Decodiereinrichtung 10, die mit einer Empfangsantenne 11 sowie mit einer Ausgabeeinheit 12 verbunden ist . Die Ausgabeeinheit 12 wiederum steht mit einer zweiteiligen Anzeigeeinheit 13 in Verbindung. Die Anzeigeeinheit 13 ist so ausgebildet, daß in einem ersten Anzeigebereich I eine Geschwindigkeit "10 km/h" des Fahrzeugs angezeigt wird, während in einem zweiten Anzeigebereich II eine zurückgelegte Strecke "130 km" des Fahrzeugs angezeigt wird.The receiver 9 is divided into a decoding device 10, which is connected to a receiving antenna 11 and to an output unit 12. The output unit 12 in turn is connected to a two-part display unit 13. The display unit 13 is designed such that a speed "10 km / h" of the vehicle is displayed in a first display area I, while in a second display area II a distance traveled "130 km" of the vehicle is displayed.
Figur 2 veranschaulicht die zeitliche Abfolge der vom induk- tiven Sensor 3 über die Sensorleitung 4 abgegebenen Signale, wenn das Laufrad 1 um seine Achse gedreht wird. Im vorliegenden Fall führt das Laufrad 1 sechs Umdrehungen aus, wobei es von einer hohen Umdrehungszahl auf eine niedrige Umdrehungszahl abgebremst wird. Wie man in Figur 2 besonders gut sieht, werden dabei im Bereich von 0 bis ca. 1 sec insgesamt dreiFIG. 2 illustrates the chronological sequence of the signals emitted by the inductive sensor 3 via the sensor line 4 when the impeller 1 is rotated about its axis. In the present case, the impeller 1 makes six revolutions, braking from a high number of revolutions to a low number of revolutions. As can be seen particularly well in FIG. 2, a total of three are in the range from 0 to approx. 1 sec
Impulse Ul, U2 und U3 erzeugt. Beim Zeitpunkt t = 2 sec wird der Impuls U4 erzeugt, beim Zeitpunkt t = 3 sec wird der Impuls U5 erzeugt und beim Zeitpunkt t = 4 sec wird der Impuls U6 erzeugt .Generated pulses Ul, U2 and U3. The pulse U4 is generated at the time t = 2 sec, the pulse U5 is generated at the time t = 3 sec and the pulse U6 is generated at the time t = 4 sec.
Die Impulse Ul bis U6 bilden das vom induktiven Sensor 3 ausgesendete Meßsignal, das an die Codiereinrichtung 5 weitergeleitet wird. In der Codiereinrichtung 5 werden aus diesem Meßsignal momentane Geschwindigkeitswerte berechnet, indem der Umfang des Laufrads 1 durch den zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen dividiert wird, die vom induktiven Sensor 3 abgegeben werden. Diese Geschwindigkeitsinformationen werden in Datenpakete gepackt und von der Sendeeinrichtung 6 über die Sendeantenne 7 ausgesendet . Au- ßerdem werden die vom induktiven Sensor 3 abgegebenen Impulse von der Codiereinrichtung 5 gezählt und mit dem Umfang des Laufrads 1 zu einer zurückgelegten Wegstrecke multipliziert . Zu gleichen Zeitabständen wandelt die Codiereinrichtung 5 den momentanen Wert der zurückgelegten Wegestrecke in insgesamt vier Datenpakete um, die über die Sendeeinrichtung 6 und die Sendeantenne 7 ausgesendet werden. Diese Multiplikation kann in einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiels auch im Empfänger 9 stattfinden. Das Format der von der Codiereinrichtung 5 erzeugten Datenpakete ist in Figur 3 veranschaulicht. Dort ist ein Datenpaket 20 gezeigt, das von der Sendeeinrichtung 6 ausgesendet werden kann. Das Datenpaket 20 stellt dabei ein sogenanntes "Roh"- Datenpaket dar, das zum Aussenden von der Sendeeinrichtung 6 noch mit Synchronisationsinformationen sowie mit Validierungsinformationen versehen werden kann. Figur 3 zeigt somit nur diejenigen Teilbereiche des Datenpakets 20, die für die Aufnahme von Meßinformation relevant sind.The pulses U1 to U6 form the measurement signal emitted by the inductive sensor 3, which is passed on to the coding device 5. In the coding device 5, instantaneous speed values are calculated from this measurement signal by dividing the circumference of the impeller 1 by the time interval between two successive pulses which are emitted by the inductive sensor 3. This speed information is packed into data packets and transmitted by the transmitting device 6 via the transmitting antenna 7. In addition, the pulses emitted by the inductive sensor 3 are counted by the coding device 5 and multiplied by the circumference of the impeller 1 to cover a distance traveled. At the same time intervals, the coding device 5 converts the current value of the route covered into a total of four data packets which are transmitted via the transmitting device 6 and the transmitting antenna 7. In an embodiment not shown here, this multiplication can also take place in the receiver 9. The format of the data packets generated by the coding device 5 is illustrated in FIG. 3. A data packet 20 is shown there, which can be transmitted by the transmission device 6. The data packet 20 represents a so-called "raw" data packet which can also be provided with synchronization information and with validation information for transmission from the transmission device 6. FIG. 3 thus shows only those subareas of the data packet 20 which are relevant for the acquisition of measurement information.
Das Datenpaket 20 hat ein Identifikationsbit 21, dessen Inhalt darüber Aufschluß gibt, ob eine Geschwindigkeitsinformation oder eine Streckeninformation übertragen wird. Außerdem sind zwei Rangbits 22 vorgesehen, die Aufschluß darüber geben, welchen Rang ein Datenpaket innerhalb einer Reihe von mehreren Datenpaketen hat, mit denen zusammengehörende Bestandteile einer einzigen Information übertragen werden. Zwei Prüfbits 23 und insgesamt acht Datenbits 24 dienen zur Auf- nähme der Daten, die durch die Decodiereinrichtung 10 erzeugt werden.The data packet 20 has an identification bit 21, the content of which provides information as to whether speed information or route information is being transmitted. In addition, two rank bits 22 are provided, which provide information about the rank of a data packet within a series of several data packets with which related components of a single piece of information are transmitted. Two test bits 23 and a total of eight data bits 24 serve to record the data that are generated by the decoding device 10.
Im vorliegenden Fall können die acht Datenbits 24 des Datenpakets 20 insgesamt 28 (= 256) verschiedene Werte annehmen. Bei einer Auflösung von 1 km/h ergibt sich somit ein Geschwindigkeitsbereich von 0 km/h bis 255 km/h, der durch die Codiereinrichtung 5 abgedeckt werden kann. Dabei entspricht ein binärer Inhalt der Datenbits 24 von "0000 0000" der Geschwindigkeit 0 km/h und ein Wert "1111 1111" entspricht ei- nem Wert von 255 km/h.In the present case, the eight data bits 24 of the data packet 20 can assume a total of 2 8 (= 256) different values. With a resolution of 1 km / h, this results in a speed range from 0 km / h to 255 km / h, which can be covered by the coding device 5. A binary content of the data bits 24 of "0000 0000" corresponds to the speed 0 km / h and a value "1111 1111" corresponds to a value of 255 km / h.
Für den Fall, daß mit dem Datenpaket 20 Streckeninformationen übertragen werden sollen, wird im vorliegenden Ausführungs- beispiel folgendermaßen verfahren. Die Streckeninformation wird als achtstellige Dezimalzahl übertragen. Bei einer Auflösung von "10 m" können dabei Gesamtstrecken von insgesamt 999.999,99 km übermittelt werden. Diese Informationen können mit insgesamt vier Datenpaketen 20 codiert werden, wenn jeweils zwei Dezimalstellen von den acht Datenbits eines Datenpakets 20 wiedergegeben werden. Hierzu werden je zwei binärcodierte Dezimalzahlen übermittelt. In dieser Codierung lassen sich mit jeweils vier Bits die Dezimalzahlen zwischen 0 und 9 repräsentieren. Eine Gesamtstrecke von 1.242,42 km also von 1 242 420 m wird dabei durch die folgende binärcodierte Dezimalzahl wiedergegeben:In the event that 20 route information is to be transmitted with the data packet, the present embodiment proceed as follows. The route information is transmitted as an eight-digit decimal number. With a resolution of "10 m", total distances of a total of 999,999.99 km can be transmitted. This information can be encoded with a total of four data packets 20 if two decimal places of the eight data bits of a data packet 20 are reproduced. For this, two binary-coded decimal numbers are transmitted. In this coding, the decimal numbers between 0 and 9 can be represented with four bits each. A total distance of 1,242.42 km, i.e. 1 242 420 m, is represented by the following binary-coded decimal number:
0000 0000 0001 0010 0100 0010 0100 0010 0 0 1 2 4 2 4 2 - IIχ II2 H3 H0000 0000 0001 0010 0100 0010 0100 0010 0 0 1 2 4 2 4 2 - IIχ II 2 H 3 H
In der vorstehend wiedergegebenen Codierung geben die Bezeichnungen III, II2, II3 und II4 die jeweilige Numerierung der insgesamt vier Datenpakete wieder, die zur Übertragung einer solchen Streckeninformation verwendet werden.In the coding reproduced above, the designations II I , II 2 , II 3 and II 4 represent the respective numbering of the four data packets which are used to transmit such route information.
Figur 4 veranschaulicht den zeitlichen Ablauf des Aussendens von Datenpaketen durch die Sendeeinrichtung 6 über die Sende- antenne 7. Wie man in Figur 4 besonders gut sieht, wird mit einem zeitlichen Abstand von 0,1 sec je ein Datenpaket ausgesendet. Dabei wechseln sich Datenpakete I, die Geschwindigkeitsinformationen aufweisen, mit Datenpaketen Ili ab, die Streckeninformationen aufweisen. Die Streckeninformationen Ili sind so codiert wie obenstehend mit Bezug auf Figur 3 erläutert wurde . Wie man in Figur 4 besonders gut sieht, werden pro .vollständiger Übertragung einer Streckeninformation IIχ bis II4 insgesamt drei Geschwindigkeitsinformationen I ausgesendet.FIG. 4 illustrates the temporal sequence of the transmission of data packets by the transmission device 6 via the transmission antenna 7. As can be seen particularly well in FIG. 4, one data packet is transmitted at a time interval of 0.1 sec. Data packets I, which have speed information, alternate with data packets Ili, which have route information. The route information Ili is coded as explained above with reference to FIG. 3. As can be seen particularly well in FIG. 4, a total of three speed information items I are transmitted for each complete transfer of route information IIχ to II 4 .
Figur 5 veranschaulicht den Inhalt der einzelnen Datenpakete aus Figur 4.FIG. 5 illustrates the content of the individual data packets from FIG. 4.
Dabei ist in der ersten Spalte unter der Bezeichnung "lfd. Nr." der Zeitpunkt angegeben, zu dem das in der betreffenden Zeile ausgesendete Datenpaket in Figur 4 dargestellt ist.It is in the first column under the designation "serial no." the time at which the data packet sent out in the relevant line is shown in FIG. 4.
Wie man in Figur 5 besonders gut sieht, sind die zu jeweils ungeraden Zeitpunkten "1, 3, 5, ..., 21" ausgesendeten Datenpakete I jeweils im Identifikationsbit 21 mit einem Wert "0" versehen. Dies deutet darauf hin, daß der in diesen Datenpaketen transportierte Wert je einen Geschwindigkeitswert repräsentiert. Im Gegensatz dazu weisen die zu geradzahlingen Zeitpunkten "2, 4, 6, ..., 20" ausgesendeten Datenpakete im Identifikationsbit 21 je einen Wert "1" auf, was darauf hin- deutet, daß in diesen Datenpaketen je ein Streckenwert übertragen wird. Bei Streckenwerten geben die Inhalte der Rangbits 22 weiteren Aufschluß darüber, welche Stellen der dezimalen Streckenangabe gerade übertragen werden. Insgesamt sind vier Datenpakete zur Übertragung eines Streckenwerts vorgese- hen, so daß je nach Rang eines Datenpakets innerhalb derAs can be seen particularly well in FIG. 5, the data packets I sent out at odd times "1, 3, 5, ..., 21" each have a value "0" in identification bit 21. This indicates that the value transported in these data packets each represents a speed value. In contrast to this, the data packets transmitted at even times "2, 4, 6, ..., 20" each have a value "1" in identification bit 21, which indicates that a route value is transmitted in each of these data packets. In the case of route values, the contents of the rank bits 22 provide further information about which digits of the decimal route information are currently being transmitted. A total of four data packets are provided for the transmission of a route value, so that depending on the rank of a data packet within the
Streckenangabe die Prüfbits 23 einen der binären Werte " 00 " , "01", "10" oder "11" aufweisen.Route specification, the check bits 23 have one of the binary values "00", "01", "10" or "11".
Die so vom Sender 8 ausgesendeten Datenpakete werden über die Empfangsantenne 11 von der Decodiereinrichtung 10 empfangen und in ihre einzelnen Bestandteile zerlegt. Für den Fall, daß das Vorliegen eines Datenpakets indentifi- ziert wird, dessen Wert "0" des Identifikationsbit 21 darauf hindeutet, daß es sich um eine Geschwindigkeitsinformation handelt, wird diese Geschwindigkeitsinformation zunächst dar- au hin überprüft, ob sie fehlerfrei ist. Hierzu wird der Inhalt der Prüfbits 23 mit den übrigen Inhalten des Datenpakets 20 verglichen. Für den Fall, daß sich bei diesem Vergleich herausstellt, daß eine fehlerfreie Übertragung dieses Datenpakets vorliegt, wird der entsprechende Inhalt der Datenbits 24 decodiert und an die Ausgabeeinheit 12 weitergeleitet. Die Ausgabeeinheit 12 zeigt im vorliegenden Fall den der Geschwindigkeitsinformation des Datenpakets entsprechenden Wert im ersten Anzeigebereich I der Anzeigeeinheit 13 an. Bei jedem Eintreffen eines weiteren Datenpakets I, das Geschwindig- keitsinformationen enthält, wird entsprechend den vorbeschriebenen Schritten vorgegangen, so daß der erste Anzeigebereich I der Anzeigeeinheit 13 stets einen aktuellen Geschwindigkeitswert des Fahrzeugs anzeigt, sofern eine fehlerfreie Datenübertragung stattfand.The data packets thus transmitted by the transmitter 8 are received by the decoding device 10 via the receiving antenna 11 and broken down into their individual components. In the event that the presence of a data packet is identified, the value "0" of the identification bit 21 indicates that it is speed information, this speed information is first checked to see whether it is error-free. For this purpose, the content of the check bits 23 is compared with the other contents of the data packet 20. In the event that this comparison reveals that there is an error-free transmission of this data packet, the corresponding content of the data bits 24 is decoded and forwarded to the output unit 12. In the present case, the output unit 12 displays the value corresponding to the speed information of the data packet in the first display area I of the display unit 13. Each time a further data packet I arrives, which contains speed information, the procedure described above is followed, so that the first display area I of the display unit 13 always shows a current speed value of the vehicle, provided that an error-free data transmission has taken place.
Beim Empfang eines Datenpakets Ili, was durch den Inhalt "1" im Identifikationsbit 21 angezeigt wird, prüft die Decodiereinrichtung 10 zunächst anhand der Inhalte der Prüfbits 23 und der übrigen Inhalte des betreffenden Datenpakets, ob ein fehlerfrei übertragenes Datenpaket vorliegt. Wenn dies der Fall ist, prüft die Decodiereinrichtung 10 anhand der Rangbits 22 den Rang des aktuellen Datenpakets ab. Daraufhin wird verglichen, ob ein Datenpaket mit einem solchen Rang derzeit benötigt wird, um eventuell bereits vorher eingegan- gene Datenpakete mit Streckeninformationen zu vervollständigen. Auf diese Weise wird solange verfahren, bis eine vollständige aktuelle Streckeninformation in der Decodiereinrichtung 10 vorliegt. Beim Vorliegen einer vollständigen Strek- keninformation wird diese an die Ausgabeeinheit 12 weitergeleitet, die die Streckeninformation im zweiten Anzeigebereich II der Anzeigeeinheit 13 anzeigt.When a data packet Ili is received, which is indicated by the content "1" in the identification bit 21, the decoding device 10 first checks on the basis of the content of the check bits 23 and the other contents of the relevant data packet whether there is a data packet transmitted without errors. If this is the case, the decoding device 10 uses the rank bits 22 to check the rank of the current data packet. Thereupon, a comparison is made as to whether a data packet with such a rank is currently required in order to possibly complete previously received data packets with route information. In this way, the process continues until complete current route information is available in the decoding device 10. If there is a complete stretch keninformation this is forwarded to the output unit 12, which displays the route information in the second display area II of the display unit 13.
In der vorbeschriebenen Weise werden laufend Geschwindigkeitsinformationen und Streckeninformationen vom Sender 8 zum Empfänger 9 übertragen.In the manner described above, speed information and route information are continuously transmitted from the transmitter 8 to the receiver 9.
Im Fall von Störungen der Übertragung zwischen Sender 8 und Empfänger 9 kann es vorkommen, daß einzelne Datenpakete verstümmelt beim Empfänger 9 ankommen, so daß diese dort nicht ausgewertet werden können. Im Falle eines defekten Datenpakets, das eine Geschwindigkeitsinformation enthält, kann dies von einem Benutzer noch hingenommen werden. Im schlimmsten Fall werden über mehrere Übertragungszeiträume hinweg nicht zutreffende Geschwindigkeitsinformationen angezeigt.In the event of malfunctions in the transmission between transmitter 8 and receiver 9, it can happen that individual data packets arrive garbled at the receiver 9, so that they cannot be evaluated there. In the case of a defective data packet that contains speed information, this can still be accepted by a user. In the worst case, speed information that does not apply over several transmission periods is displayed.
Im Falle einer gestörten Übertragung eines Datenpakets, das eine Streckeninformation enthält, verwirft die Decodierein- richtung 10 das entsprechende Datenpaket. Insbesondere in diesem Fall wird in der Decodiereinrichtung 10 eine geschätzte Veränderung der im zweiten Anzeigebereich II angezeigten Streckeninformation berechnet. Hierzu werden die in der Zwischenzeit decodierten Geschwindigkeitsinformationen zusammen mit der seit dem Empfang der letzten vollständigen Streckeninformation vergangenen Zeit zu einer geschätzten Streckenveränderung umgerechnet, die zu der im zweiten Anzeigebereich II der Anzeigeeinheit 13 angezeigten Streckeninformation hinzuaddiert werden. Auf diese Weise wird solange eine neue ak- tuelle GesamtStreckeninformation berechnet und angezeigt, bis eine fehlerlose Gruppe von Datenpaketen im Empfänger 9 eingegangen ist, die eine aktuelle Gesamtstrecke enthalten. Entsprechend wird auch zu Zeitpunkten verfahren, in denen die aktuelle Streckeninformation gerade übertragen wird. Bei jedem Eintreffen einer fehlerfreien Geschwindigkeitsinformation wird aus der vergangenen Zeit eine geschätzte Veränderung der Streckeninformation berechnet und zu der zuletzt übertragenen Streckeninformation hinzuaddiert.In the event of a faulty transmission of a data packet which contains route information, the decoding device 10 discards the corresponding data packet. In this case in particular, an estimated change in the route information displayed in the second display area II is calculated in the decoding device 10. For this purpose, the speed information decoded in the meantime is converted, together with the time elapsed since the last complete route information was received, to an estimated route change, which are added to the route information displayed in the second display area II of the display unit 13. In this way, new current total route information is calculated and displayed until an error-free group of data packets has been received in the receiver 9 which contain a current total route. The same procedure is followed at times when the current route information is currently being transmitted. Each time an error-free speed information arrives, an estimated change in the route information is calculated from the past time and added to the route information last transmitted.
Der Fall einer gestörten Übertragung eines Datenpakets wird nachfolgend anhand Figur 5 veranschaulicht. In einem normalen, ungestörten Betrieb des Senders 8 und des Empfängers 9 werden Datenpakete übertragen, wie dies anhand der Datenpakete mit den laufenden Nummern 1 bis 9 veranschaulicht ist . Nach der Übertragung der Datenpakete 2 , 4 , 6 , 8 verfügt der Empfänger 9 über alle Informationen II1# II2, II3, II4, die zur Berechnung einer vom Sender 8 übertragenen Gesamtstrecke benötigt werden. Ausgehend von dieser Gesamtstrecke berechnet der Empfänger 9 jeweils geschätzte Streckenveränderungen anhand der in den Datenpaketen 9, 11, 13 und 15 übertragenen Geschwindigkeitsinformation, indem die jeweilige Geschwindigkeitsinformation mit der Übertragungszeit zwischen zwei Ge- schwindigkeits-Datenpaketen multipliziert wird. Der entsprechende Wert wird zu der zuletzt übertragenen Gesamtstrecke hinzuaddiert und angezeigt. Im vorliegenden Fall, in dem das Datenpaket 14 mit einer Streckeninformation II3 gestört ist, kann aus den Datenpaketen 10, 12, 14 und 16 keine neue Ge- samtstrecke entnommen werden. In diesem Fall werden die Datenpakete 10, 12, 14 und 16 verworfen und nicht weiter verwendet. Vielmehr berechnet der Empfänger 9 die Gesamtstrek- keninformationen ausgehend von dem mit den Datenpaketen 2, 4, 6, 8 übertragenen Wert weiter, indem auch mit den Geschwin- digkeits-Datenpaketen 17, 19, 21 usw. neue Streckenveränderungen geschätzt und zu dem zuletzt übertragenen Wert der Gesamtstrecke hinzu addiert werden. Dies geschieht solange, bis wieder eine Gesamtstreckeninformation fehlerfrei vom Sender 8 an den Empfänger 9 übertragen wird. In diesem Fall wird die mit geschätzten Werten aktualisierte Gesamtstreckeninformation durch eine aktuelle fehlerfrei übertragene Gesamtstrecken- information ersetzt.The case of a faulty transmission of a data packet is illustrated below with reference to FIG. 5. In normal, undisturbed operation of the transmitter 8 and the receiver 9, data packets are transmitted, as is illustrated by the data packets with the serial numbers 1 to 9. After the data packets 2, 4, 6, 8 have been transmitted, the receiver 9 has all the information II 1 # II 2 , II 3 , II 4 which are required for calculating a total distance transmitted by the transmitter 8. On the basis of this total route, the receiver 9 calculates estimated route changes in each case using the speed information transmitted in the data packets 9, 11, 13 and 15, by multiplying the respective speed information by the transmission time between two speed data packets. The corresponding value is added to the last total distance transmitted and displayed. In the present case, in which the data packet 14 is disturbed with route information II 3 , no new overall route can be extracted from the data packets 10, 12, 14 and 16. In this case, the data packets 10, 12, 14 and 16 are discarded and no longer used. Rather, the receiver 9 further calculates the total route information based on the value transmitted with the data packets 2, 4, 6, 8, in that new route changes are also estimated with the speed data packets 17, 19, 21 and so on and the last one transmitted Value of the total distance can be added. This continues until complete route information is again error-free from the transmitter 8 is transmitted to the receiver 9. In this case, the total route information updated with estimated values is replaced by current total route information transmitted without errors.
Im Betrieb des Senders 8 und des Empfängers 9 kann der Fall auftreten, daß der Gesamtstreckenzähler im Sender 8 einen niedrigeren Wert aufweist, als der Gesamtstreckenzähler im Empfänger 9. Dies weist darauf hin, daß im Sender 8 ein soge- nannter "Überlauf" des Gesamtstreckenzählers stattgefunden hat. Dies wird vom Empfänger 9 so berücksichtigt, daß angenommen wird, daß genau ein Überlauf stattgefunden hat. Dieser Überlauf wird dann entsprechend bei der neuen Anzeige der Gesamtstreckeninformationen im Empfänger 9 berücksichtigt.When the transmitter 8 and the receiver 9 are operating, the case may occur that the total distance counter in the transmitter 8 has a lower value than the total distance counter in the receiver 9. This indicates that a so-called "overflow" of the total distance counter in the transmitter 8 has taken place. This is taken into account by the receiver 9 so that it is assumed that exactly one overflow has occurred. This overflow is then taken into account accordingly in the new display of the total route information in the receiver 9.
In diesem geschilderten Fall wird die "wahre" vom Laufrad 1 zurückgelegte Strecke nur vom Empfänger 9 festgehalten. Der Sender 8 kann in diesem Fall nur Werte speichern, die durch die Größe des Gesamtstreckenzählers im Sender 8 begrenzt sind. Dies kann gemäß der Erfindung besonders vorteilhaft dazu verwendet werden, daß die Größe des GesamtStreckenzählers im Sender 8 vergleichsweise gering zur Größe des Gesamtstrek- kenzählers im Sender 9 gehalten wird. Dadurch verringern sich die auf der Funkstrecke zu übertragenden Daten, so daß die Übertragungsrate hinsichtlich der Geschwindigkeitsinformationen erhöhbar ist. In einer besonderen, hier nicht gezeigten Ausbildungsform der Erfindung werden je 10 Geschwindigkeits- Datenpakete genau ein Streckeninformations-Datenpaket gesendet.In this case, the "true" distance covered by the impeller 1 is only recorded by the receiver 9. In this case, the transmitter 8 can only store values which are limited by the size of the total distance counter in the transmitter 8. According to the invention, this can be used particularly advantageously to keep the size of the total distance counter in the transmitter 8 comparatively small compared to the size of the total distance counter in the transmitter 9. This reduces the data to be transmitted on the radio link, so that the transmission rate can be increased with regard to the speed information. In a special embodiment of the invention, not shown here, exactly one route information data packet is sent for every 10 speed data packets.
In weiteren, hier nicht dargestellten Ausbildungsform werden im einem einzigen Datenpaket sowohl Geschwindigkeitsinformationen als auch Streckeninformationen übertragen, wobei bei- spielsweise von insgesamt 9 Datenbits eines Datenpakets 8 Datenbits für die Übertragung einer Geschwindigkeitsinformation verwendet werden, während genau ein Datenbit zur Übertragung eines Teils der Streckeninformation verwendet wird. Auf diese Weise kann aus 8 hintereinander folgenden Datenpaketen genau eine Streckeninformation rekonstruiert werden, während insgesamt 8 Geschwindigkeitsinformationen übertragen worden sind.In another embodiment, not shown here, both speed information and route information are transmitted in a single data packet, with both for example, of a total of 9 data bits of a data packet, 8 data bits are used for the transmission of speed information, while exactly one data bit is used for the transmission of part of the route information. In this way, exactly one route information item can be reconstructed from 8 successive data packets, while a total of 8 speed information items have been transmitted.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Funkstrecke 101, die einen ersten Sender 102, einen zweiten Sender 103, einen dritten Sender 104 sowie einen Empfänger 105 umfaßt. Der erste Sender 102 hat eine erste Antenne 6 zum Ausenden von Funksignalen. Die erste Antenne 106 steht mit einer in dieser Ansicht nicht gezeigten Sendeeinheit in Verbindung, die die von der ersten Antenne 106 auszusendenden Funksignale generiert. Weiterhin umfaßt der erste Sender 102 eine in dieser Ansicht nicht gezeigte Sendersteuereinheit zur Ansteuerung der Sendeeinheit . Die Sendersteuer- einheit empfängt über eine erste Eingangsleitung 107 Signale von einem ersten Sensor 8, der als UmdrehungsZähler eines in dieser Ansicht nicht gezeigten Laufrades ausgebildet ist. Der erste Sensor 108 liefert somit über die erste Eingangsleitung 107 Lageinformationen über das Laufrad an die Sender- Steuereinheit. Die Sendersteuereinheit wandelt diese Lageinformationen in digitale Daten um und veranlaßt die Sendeeinheit, diese digitalen Daten über die erste Antenne 6 auszusenden. Dabei werden sowohl die Momentangeschwindigkeit als auch die zurückgelegte Gesamtstrecke des Rads übermittelt, wie dies obenstehend mit Bezug auf Figur 1 bis Figur 5 ausgeführt worden ist . Der zweite Sender 103 hat eine zweite Antenne 109 sowie eine zweite Eingangsleitung 110 und stimmt hinsichtlich seines übrigen Aufbaus im wesentlichen mit dem ersten Sender 102 überein. Der zweite Sender 103 empfängt über die zweite Eingangs- leitung 110 Signale eines zweiten Sensors 111, der Lageinformationen über eine hier nicht gezeigte Tretkurbel eines Fahrrads auswertet. Der zweite Sender 103 wandelt diese Lageinformationen in digitale Signale um, die über die zweite Antenne 109 als Funksignale abgegeben werden. Dabei werden so- wohl die momentane Lageinformation als auch deren Integral über die Zeit übermittelt, wie dies obenstehend mit Bezug auf Figur 1 bis Figur 5 ausgeführt worden ist.FIG. 6 shows a schematic illustration of a radio link 101 according to the invention, which comprises a first transmitter 102, a second transmitter 103, a third transmitter 104 and a receiver 105. The first transmitter 102 has a first antenna 6 for transmitting radio signals. The first antenna 106 is connected to a transmission unit, not shown in this view, which generates the radio signals to be transmitted by the first antenna 106. Furthermore, the first transmitter 102 comprises a transmitter control unit (not shown in this view) for controlling the transmitter unit. Via a first input line 107, the transmitter control unit receives signals from a first sensor 8, which is designed as a revolution counter of an impeller (not shown in this view). The first sensor 108 thus supplies position information about the impeller to the transmitter control unit via the first input line 107. The transmitter control unit converts this position information into digital data and causes the transmitter unit to transmit this digital data via the first antenna 6. Both the instantaneous speed and the total distance traveled by the wheel are transmitted, as has been explained above with reference to FIGS. 1 to 5. The second transmitter 103 has a second antenna 109 and a second input line 110 and essentially corresponds to the first transmitter 102 with regard to its remaining structure. Via the second input line 110, the second transmitter 103 receives signals from a second sensor 111, which evaluates position information about a pedal crank (not shown here) of a bicycle. The second transmitter 103 converts this position information into digital signals which are emitted as radio signals via the second antenna 109. Both the current position information and its integral are transmitted over time, as was explained above with reference to FIGS. 1 to 5.
Der dritte Sender 104 umfaßt eine dritte Antenne 12 sowie ei- ne dritte Eingangsleitung 113, über die Daten von einem dritten Sensor 114 aufgenommen werden. Hinsichtlich seines übrigen Aufbaus stimmt der dritte Sender 104 im wesentlichen mit dem ersten Sender 102 überein. Der dritte Sensor 114 bestimmt die momentane Herzschlagsfrequenz sowie deren Integral über die Zeit, das einen Rückschluß auf den Energieverbrauch eines in dieser Ansicht nicht gezeigten Menschen zuläßt, der sich auf einem Fahrrad fortbewegt . Diese Daten werden vom dritten Sender 4 in digitale Daten umgewandelt und über die dritte Antenne 12 als Funksignal abgegeben. Dabei werden sowohl die momentane Herzschlagsfrequenz als auch deren Integral über die Zeit übermittelt, wie dies obenstehend mit Bezug auf Figur 1 bis Figur 5 ausgeführt worden ist.The third transmitter 104 comprises a third antenna 12 and a third input line 113, via which data are recorded by a third sensor 114. With regard to its remaining construction, the third transmitter 104 essentially corresponds to the first transmitter 102. The third sensor 114 determines the current heartbeat frequency and its integral over time, which allows a conclusion to be drawn about the energy consumption of a person who is not shown in this view and who is traveling on a bicycle. These data are converted into digital data by the third transmitter 4 and emitted as a radio signal via the third antenna 12. Both the current heartbeat frequency and its integral are transmitted over time, as was explained above with reference to FIGS. 1 to 5.
Der Empfänger 105 hat eine Empfängerantenne 115 zum Empfang der vom ersten Sender 102, vom zweiten Sender 103 und vom dritten Sender 104 abgegebenen Funksignale. Die von der Empfängerantenne 115 empfangenen Funksignale werden an eine in dieser Ansicht nicht gezeigte Empfangseinheit weitergeleitet, die betätigbar mit einer in dieser Ansicht ebenfalls nicht gezeigten Empfängersteuereinheit verbunden ist. Die Empfangseinheit kann von der Empfängersteuereinheit ein- und ausgeschaltet werden. Die Empfängersteuereinheit kann sich außer- dem auch selbst in einen ausgeschalteten Zustand versetzen. Die Empfängersteuereinheit wandelt die von der Empfangseinheit aufgenommenen Daten um und zeigt diese auf einem Display 116 an. Auf dem Display 116 kann dabei angezeigt werden, von welchem Sender die im Display 116 angezeigten Daten aus- gesendet wurden. Außerdem können auch die Inhalte der jeweiligen Daten angezeigt werden. Weiterhin weist der Empfänger 105 eine Bedienertaste 117 auf, mit der die Empfängersteuereinheit von einem Benutzer betätigt werden kann.The receiver 105 has a receiver antenna 115 for receiving the radio signals emitted by the first transmitter 102, the second transmitter 103 and the third transmitter 104. The radio signals received by the receiver antenna 115 are forwarded to a receiving unit, not shown in this view, which is operably connected to a receiver control unit, also not shown in this view. The receiver unit can be switched on and off by the receiver control unit. The receiver control unit can also put itself in a switched-off state. The receiver control unit converts the data received by the receiver unit and shows it on a display 116. The display 116 can show the transmitter from which the data shown in the display 116 was sent. The content of the respective data can also be displayed. Furthermore, the receiver 105 has an operator key 117 with which the receiver control unit can be operated by a user.
Im Betrieb der Funkstrecke 101 senden der erste Sender 102, der zweite Sender 103 und der dritte Sender 104 ständig wiederholend Daten aus, die vom Empfänger 105 empfangen, ausgewertet und auf dem Display 116 angezeigt werden.During operation of the radio link 101, the first transmitter 102, the second transmitter 103 and the third transmitter 104 continuously transmit data which is received by the receiver 105, evaluated and shown on the display 116.
Figur 7 veranschaulicht die vom ersten Sender 102, vom zweiten Sender 103 und vom dritten Sender 104 abgegebenen Funksignale hinsichtlich der zeitlichen Abfolge der durch sie übermittelten Daten. Dabei werden Informationen nur jeweils für einen Teil der Daten gezeigt, die vom ersten Sender 102, vom zweiten Sender 103 und vom dritten Sender 104 abgegeben werden. Im gezeigten Beispiel wird nur die Übertragung derjenigen Daten veranschaulicht, die entsprechend in Figur 4 mit der Bezeichnung "I" versehen sind, also die regelmäßig übertragenen Geschwindigkeitsdaten. Es versteht sich von selbst, daß auch die entsprechend in Figur 4 mit der Bezeichnung "II" versehenen Streckeninformationen genauso mit einem Fixpaket und mit einem Redundanzpaket übertragen werden können. Figur 7a zeigt einen ersten Zeitstrahl 120, der ein erstes' Fixpaket Fl sowie ein erstes Redundanzpaket Rl enthält . Das erste Fixpaket Fl und das erste Redundanzpaket Rl werden durch jeweils ein Datensignal gebildet, die auf ein Trägersi- gnal mit einer Trägersignalfrequenz aufmoduliert sind. Hier- ■ für kann grundsätzlich ein beliebiges Modulationsverfahren verwendet werden.FIG. 7 illustrates the radio signals emitted by the first transmitter 102, the second transmitter 103 and the third transmitter 104 with regard to the chronological sequence of the data transmitted by them. Information is only shown for part of the data that is emitted by the first transmitter 102, the second transmitter 103 and the third transmitter 104. In the example shown, only the transmission of those data which are labeled with "I" in FIG. 4, that is to say the regularly transmitted speed data, is illustrated. It goes without saying that the route information correspondingly labeled "II" in FIG. 4 can also be transmitted with a fixed packet and with a redundancy packet. FIG. 7a shows a first timeline 120 which contains a first ' fixed packet F1 and a first redundancy packet R1. The first fixed packet F1 and the first redundancy packet R1 are each formed by a data signal that is modulated onto a carrier signal with a carrier signal frequency. In principle, any modulation method can be used for this.
Wie man in Figur 7a besonders gut sieht, beginnt das Aussen- den des ersten Fixpakets Fl zum Zeitpunkt ti. Das Aussenden des ersten Redundanzpakets Rl beginnt zu einem Zeitpunkt t2. Die Länge des ersten Fixpakets Fl und die Länge des ersten Redundanzpakets Rl stimmt im wesentlichen überein.As can be seen particularly well in FIG. 7a, the transmission of the first fixed packet F1 begins at time ti. The transmission of the first redundancy packet R1 begins at a time t 2 . The length of the first fixed packet F1 and the length of the first redundancy packet R1 are essentially the same.
Figur 7b veranschaulicht anhand eines zweiten Zeitstrahls 121 das vom zweiten Sender 103 abgegebene Funksignal. Es umfaßt ein zweites Fixpaket F2 und ein zweites Redundanzpaket R2 , die als Datensignale auf eine Trägerfrequenz aufmoduliert sind, die mit der Trägerfrequenz des ersten Senders 102 iden- tisch übereinstimmt. Das zweite Fixpaket F2 wird zu einem' Zeitpunkt tx ausgesendet und das zweite Redundanzpaket R2 wird zu einem Zeitpunkt t3 ausgesendet, wobei die Differenz t3-t2 beim zweiten Sender 103 kleiner ist als die Differenz t2-t beim ersten Sender 102. Auf diese Weise wird eine zeit- liehe Kollision von ersten Fixpaket Fl, zweiten Fixpaket F2 , ersten Redundanzpaket Rl und zweiten Redundanzpaket R2 in der Weise vermieden, daß zumindest eines der Datenpakete pro Sender nicht mit allen Datenpaketen des anderen Sender zeitlich zusammenfällt .FIG. 7b illustrates the radio signal emitted by the second transmitter 103 on the basis of a second time line 121. It comprises a second fixed packet F2 and a second redundancy packet R2, which are modulated as data signals onto a carrier frequency that corresponds identically to the carrier frequency of the first transmitter 102. The second fixed packet F2 is sent out at a time t x and the second redundancy packet R2 is sent out at a time t 3 , the difference t 3 -t 2 in the second transmitter 103 being smaller than the difference t 2 -t in the first transmitter 102 In this way, a temporal collision of first fixed packet F1, second fixed packet F2, first redundant packet R1 and second redundant packet R2 is avoided in such a way that at least one of the data packets per transmitter does not coincide with all data packets of the other transmitter.
Figur 7c veranschaulicht einen dritten Zeitstrahl 122, auf dem ein vom dritten Sender 104 ausgesendetes drittes Fixpa- ket F3 sowie ein drittes Redundanzpaket R3 eingezeichnet sind.FIG. 7c illustrates a third timeline 122 on which a third fixed pair transmitted by the third transmitter 104 ket F3 and a third redundancy package R3 are shown.
Der dritte Sender 104 sendet auf der gleichen Trägerfrequenz wie der erste Sender 102 und der zweite Sender 103, wobei das dritte Fixpaket F3 und das dritte Redundanzpaket R3 auf ein entsprechendes Trägersignal aufmoduliert sind. Wie man in Figur 7c besonders gut sieht, beginnt das Aussenden des Fixpakets F3 zum Zeitpunkt tl r während das Aussenden des dritten Redundanzpakets zum Zeitpunkt t4 beginnt. Dabei unterscheidet sich die Zeitdifferenz t4-tχ des dritten Senders 104 von den entsprechenden Zeitdifferenzen t3-t! des zweiten Senders 103 und t2-tι des ersten Senders 102.The third transmitter 104 transmits on the same carrier frequency as the first transmitter 102 and the second transmitter 103, the third fixed packet F3 and the third redundancy packet R3 being modulated onto a corresponding carrier signal. As can be seen particularly well in FIG. 7c, the transmission of the fixed packet F3 begins at time t lr while the transmission of the third redundancy packet begins at time t 4 . The time difference t 4 -tχ of the third transmitter 104 differs from the corresponding time differences t 3 -t! of the second transmitter 103 and t 2 -tι of the first transmitter 102.
Figur 7d veranschaulicht anhand des ersten ZeitStrahls 120 den zeitlichen Abstand t0 zwischen zwei Fixpakten Fl des ersten Senders 102. Der Abstand t0 ist zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Fixpaketen Fl im wesentlichen identisch. Demzufolge werden die Fixpakete Fl in regelmäßigen zeitlichen Abständen ausgesendet.FIG. 7d uses the first time beam 120 to illustrate the time interval t 0 between two fixed packets Fl of the first transmitter 102. The distance t 0 is essentially identical between two successive fixed packets F1. As a result, the fixed packets F1 are sent out at regular time intervals.
Figur 7e veranschaulicht anhand des zweiten Zeitstrahls 121 den zeitlichen Abstand t0' zwischen je zwei zweiten Fixpaketen F2 des zweiten Senders 103. Die zweiten Fixpakete F2 wer- den in regelmäßigen zeitlichen Abständen vom zweiten Sender 103 ausgesendet.FIG. 7e uses the second timeline 121 to illustrate the time interval t 0 'between two second fixed packets F2 of the second transmitter 103. The second fixed packets F2 are transmitted by the second transmitter 103 at regular time intervals.
Figur 7f veranschaulicht anhand des dritten Zeitstrahls 122 die vom dritten Sender 104 abgegebenen dritten Fixpakete F3. Die dritten Fixpakete F3 werden jeweils mit einem zeitlichen Abstand t0 ' ' regelmäßig aufeinanderfolgend ausgesendet . Die jeweiligen zeitlichen Abstände t0, t0 ' und to'1 unterscheiden sich voneinander, so daß sich in den meisten Fällen die vom ersten Sender 102, vom zweiten Sender 103 oder vom dritten Sender 104 ausgesendeten Fixpakete zeitlich nicht überschneiden. Dadurch wird der Betrieb von mehreren Sendern zusammen mit einem einzigen Empfänger ermöglicht.FIG. 7f uses the third timeline 122 to illustrate the third fixed packets F3 delivered by the third transmitter 104. The third fixed packets F3 are each sent out regularly in succession at a time interval t 0 ″. The respective time intervals t 0 , t 0 'and to' 1 differ from one another, so that in most cases the fixed packets transmitted by the first transmitter 102, the second transmitter 103 or the third transmitter 104 do not overlap. This enables the operation of several transmitters together with a single receiver.
Im vorliegenden Fall kommt noch hinzu, daß jeder Sender nicht nur einen Fixpakettyp - nämlich z.B die Geschwindigkeitsin- formation - regelmäßig aussendet. Vielmehr werden jeweils zwei Fixpaketypen - nämlich z.B. noch die integrierte Strek- keninformation - ausgesendet.In the present case, there is also the fact that each transmitter does not regularly send out just one type of fixed packet - namely, for example, the speed information. Rather, two types of fixed packages - namely e.g. still the integrated route information - sent out.
Figur 8 veranschaulicht den Aufbau eines Datenpakets 125, das hinsichtlich seines Aufbaus im wesentlichen mit demjenigen des ersten Fixpakets Fl, des zweiten . Fixpakets F2 , des dritten Fixpakets F3 bzw. mit dem ersten Redundanzpaket Rl, mit dem zweiten Redundanzpaket R2 oder mit dem dritten Redundanz- paket R3 übereinstimmt. Das Datenpaket 125 gliedert sich in einen ersten Identifikationsbereich 126, in einen Typbereich 127, in einen Versetzungsinformationsbereich 128, in einen zweiten Identifikationsbereich 129, in einen Nutzdatenbereich 130 sowie in einen Prüfcodebereich 131.FIG. 8 illustrates the structure of a data packet 125, the structure of which is essentially the same as that of the first fixed packet F1, the second. Fix package F2, the third fix package F3 or with the first redundancy package R1, with the second redundancy package R2 or with the third redundancy package R3. The data packet 125 is divided into a first identification area 126, a type area 127, a relocation information area 128, a second identification area 129, a user data area 130 and a check code area 131.
Dabei dient der erste Identifikationsbereich 126 zur Aufnahme von Informationen, die die sogenannte Sub-ID des jeweiligen Senders angeben. Die Sub-ID des jeweiligen Senders kann eine Information über die zeitliche Versetzung zwischen einem von dem Sender ausgesendeten Fixpaket und dem entsprechenden Red- undanzpaket aufnehmen. Ähnlich der Vergabe von Kanälen bei Funkstrecken, die vorgegebene Bandbreiten von Funksignalen ausnützen, können so ZeitScheibenbereiche bei der Nutzung einer einzigen vorgegebenen Übertragungsfrequenz ausgenutzt werden. Die so definierten Zeitscheibenbereiche werden vorteilhafterweise eindeutig gekennzeichnet und - jeweils einem Sender zugeordnet - im ersten Identifikationsbereich eines vom betreffenden Sender ausgesendeten Fixpakets bzw. Redundanzpakets wiedergegeben.The first identification area 126 is used to hold information that specifies the so-called sub-ID of the respective transmitter. The sub-ID of the respective transmitter can contain information about the time offset between a fixed packet sent by the transmitter and the corresponding redundancy packet. Similar to the allocation of channels for radio links that use predetermined bandwidths of radio signals, time slice areas can be used when using a single predetermined transmission frequency become. The time slice areas defined in this way are advantageously clearly identified and - each assigned to a transmitter - are reproduced in the first identification area of a fixed packet or redundancy packet transmitted by the relevant transmitter.
Der Typbereich 127 nimmt Informationen darüber auf, ob es sich bei dem jeweiligen Datenpaket um ein Fixpaket oder um ein Redundanzpaket handelt .The type area 127 receives information about whether the respective data packet is a fixed packet or a redundancy packet.
Der Versetzungsinformationsbereich 128 bleibt bei einem einfachen Betrieb der erfindungsgemäßen Funkstrecke 101 ohne Redundanzpakete ungenutzt. In einer vorteilhaften Weiterbildung geben die im Versetzungsinformationsbereich 128 enthal- tenen Informationen zusammen mit den Informationen im ersten Identifikationsbereich 126 darüber Auskunft, in welchem zeitlichen Abstand das einem Fixpaket folgende Redundanzpaket erscheint. Hierzu kann in dem entsprechenden Sender des Datenpakets 125 eine Rechenregel bzw. eine Zählfolge vorgesehen sein, gemäß der der zeitliche Abstand zwischen Fixpaket und dem daraufhin ausgesendeten Redundanzpaket festgelegt ist . Wenn eine solche Folge über einen Zähler gesteuert wird, dann kann der jeweilige Zählerstand in dem Versetzungsinformationsbereich 128 festgehalten und ausgesendet werden.The offset information area 128 remains unused in a simple operation of the radio link 101 according to the invention without redundancy packets. In an advantageous development, the information contained in the displacement information area 128 together with the information in the first identification area 126 provide information about the time interval between which the redundancy packet following a fixed packet appears. For this purpose, a calculation rule or a counting sequence can be provided in the corresponding transmitter of the data packet 125, according to which the time interval between the fixed packet and the redundancy packet subsequently sent is determined. If such a sequence is controlled by a counter, then the respective counter reading can be recorded and transmitted in the offset information area 128.
Der zweite Identifikationsbereich 129 kann zur Aufnahme einer jeweils nur einmal vergebenen Seriennummer verwendet werden, durch die sich eine Unterscheidung eines Senders der Funkstrecke 101.von einem Sender einer anderen Funkstrecke ermög- liehen läßt.The second identification area 129 can be used to receive a serial number which is only assigned once and which enables a transmitter of the radio link 101 to be distinguished from a transmitter of another radio link.
Der Nutzdatenbereich 130 nimmt die durch die Funkstrecke 101 zu übertragenden Daten auf . Der Prüfcodebereich 131 dient bei einem Empfang des Datenpa-1 kets 125 zur Feststellung , ob die übertragenen Daten in der Zwischenzeit unerwünschte Veränderungen erfahren haben. Zur Generierung des Inhalts des PrüfCodebereichs 131 kann beispielsweise ein Paritätsverfahren oder ein Prüfsummenverfahren verwendet werden.The useful data area 130 receives the data to be transmitted by the radio link 101. The check code 131 is used at a reception of the Datenpa- 1 kets 125 to determine whether the transmitted data have experienced in the meantime unwanted changes. For example, a parity method or a checksum method can be used to generate the content of the check code area 131.
Weiterhin weist das Datenpaket 125 noch in dieser Ansicht nicht gezeigte Scan, -Synchronisations- und Startdaten auf, die insbesondere durch die maschinelle Verarbeitung des Datenpakets 125 bedingt und entsprechend ausgebildet sind.Furthermore, the data packet 125 still has scan, synchronization and start data, not yet shown in this view, which are conditioned and designed in particular by the mechanical processing of the data packet 125.
Im Normalfall, in dem das Vorhandensein des ersten Sen- der 102, des zweiten Senders 103 und des dritten Senders 104 abgetastet wird, geht der Empfänger 105 in einen Aktiv-Modus über..Im Aktiv-Modus, der den Normalbetrieb der Funkstrecke repräsentiert, wird die Empfangseinheit im wesentlichen ausgeschaltet gehalten. Lediglich zu Zeitpunkten, an denen die Empfängersteuereinheit den zu erwartenden Eingang eines Fixpakets eines der Sender erwartet, wird die Empfangseinheit eingeschaltet. Im Aktiv-Modus wird die genaue Lage der empfangenen Fixpakete ständig überprüft und gegebenenfalls kleinere Fehler in der Lageberechnung durch die Empfängersteuer- einheit korrigiert. Im Aktiv-Modus werden außerdem die Daten innerhalb der Funkstrecke 101 übertragen, von der Empfängersteuereinheit ausgewertet und an das Display 116 weitergeleitet .In the normal case, in which the presence of the first transmitter 102, the second transmitter 103 and the third transmitter 104 is scanned, the receiver 105 switches to an active mode. In the active mode, which represents the normal operation of the radio link, the receiving unit is kept essentially off. The receiving unit is switched on only at times when the receiver control unit expects the expected receipt of a fixed package from one of the transmitters. In the active mode, the exact location of the fixed packages received is constantly checked and, if necessary, minor errors in the location calculation are corrected by the receiver control unit. In the active mode, the data is also transmitted within the radio link 101, evaluated by the receiver control unit and forwarded to the display 116.
Ausgehend vom Aktiv-Modus begibt sich der Empfänger 105 in einen Redundanz-Modus 146, wenn die im Prüfcodebereich 131 eines empfangenen Fixpakets enthaltene Information bei der Auswertung des Datenpakets daraufhin deutet, daß das Datenpa- ket verfälscht oder unvollständig übertragen worden. Im Redundanz-Modus wird die Empfangseinheit von der Empfängersteuereinheit dann eingeschaltet, wenn zu dem falsch oder nicht empfangenen Fixpaket zu einer bestimmten ID eines der Sender ein Redundanzpaket auszuwerten ist. Die genaue zeitliche Lage des Empfangs des Redundanzpakets zu dem betreffenden Fixpaket ergibt sich aus der in der Empfängersteuereinheit weiterverfolgten Zahlenfolge.Starting from the active mode, the receiver 105 enters a redundancy mode 146 if the information contained in the check code area 131 of a received fixed packet indicates when evaluating the data packet that the data packet ket has been falsified or incompletely transferred. In the redundancy mode, the receiver unit is switched on by the receiver control unit when a redundancy packet is to be evaluated for a specific ID of the transmitter for the incorrect or not received fixed packet. The exact position in time of receipt of the redundancy packet for the relevant fixed packet results from the sequence of numbers which is followed up in the receiver control unit.
Nach dem Empfangen des entsprechenden Redundanzpakets geht der Empfänger 105 wieder in den Aktiv-Modus zurück, in dem er aufeinanderfolgende Fixpakete auswertet .After receiving the corresponding redundancy packet, the receiver 105 returns to the active mode in which it evaluates successive fixed packets.
Eine besondere Situation für den Empfänger 105 stellt ein An- lern-Modus dar, in dem die Funkstrecke 101 abgeschirmt von anderen Funkstrecken und Störungen betrieben wird. Im Anlern- Modus wird abgetastet, welche Sender sich in der Umgebung des Empfängers 105 befinden. Deren IDs werden dann empfangen und dauerhaft im Empfänger 105 abgelegt. Dabei muß selbstver- ständlich gewährleistet sein, daß alle Sender der Funkstrek- ke 101 aktiv sind und daß keine Sender einer zweiten Funkstrecke die Übertragung stören. A special situation for the receiver 105 is an teach mode in which the radio link 101 is operated shielded from other radio links and interference. In the teach-in mode, it is scanned which transmitters are in the vicinity of the receiver 105. Their IDs are then received and permanently stored in the receiver 105. It must of course be ensured that all transmitters of the radio link 101 are active and that no transmitters on a second radio link interfere with the transmission.

Claims

Patentansprüche claims
1. Funkstrecke zur paketorientierten Datenübertragung mit . wenigstens einem Sender (8) und mit wenigstens einem Emp- fänger (9) , wobei der Sender (8) jeweils wenigstens einen Sensor (3) zur Erzeugung einer Vielzahl von Momentan-Meßgrößenwerte eines Meßsignals, eine mit dem Sensor (3) verbundene Codiereinrichtung (5) zur Umwandlung der Momentan- Meßgrößenwerte in Datenpakete eines Datenpaketstroms sowie eine Sendeeinrichtung (6) zur Aussendung der Datenpakete als Funksignal aufweist, und wobei der Empfänger (9) eine Empfangseinheit für den Empfang der als Funksignal vorliegenden Datenpakete, eine Decodiereinrichtung (10) zur Umwandlung der empfangenen1. Radio link for packet-oriented data transmission with. at least one transmitter (8) and with at least one receiver (9), the transmitter (8) each having at least one sensor (3) for generating a large number of instantaneous measured variable values of a measurement signal, a coding device connected to the sensor (3) (5) for converting the instantaneous measured variable values into data packets of a data packet stream and a transmitting device (6) for transmitting the data packets as a radio signal, and wherein the receiver (9) has a receiving unit for receiving the data packets as a radio signal, a decoding device (10) to convert the received
Datenpakete in Meßinformationen sowie eine Ausgabeeinheit (12) zur Ausgabe der Meßinformationen aufweist, wobei die Codiereinrichtung (5) ferner so ausgebildet ist, daß aus dem Meßsignal ein erster Momentan- Meßgrößenwert und wenigstens ein zweiter Momentan- Meßgrößenwert gewinnbar ist, wobei der Datenpaketstrom sowohl Datenpakete aufweist, die Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert enthalten, als auch Datenpakete aufweist, die Informationen über den zweiten Mo- mentan-Meßgrößenwert bzw. über die zweiten Momentan- Meßgrößenwerte enthalten.Data packets in measurement information and an output unit (12) for outputting the measurement information, the coding device (5) being further designed so that a first instantaneous measured value and at least one second instantaneous value can be obtained from the measurement signal, the data packet stream including both data packets which contains information about the first instantaneous measured variable value, and also has data packets which contain information about the second instantaneous measured variable value or about the second instantaneous measured variable values.
2. Funkstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert und/oder über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert jeweils über mehrere Datenpakete verteilt übertragbar sind. 2. Radio link according to claim 1, characterized in that the information about the first instantaneous measured variable value and / or about the second instantaneous measured variable value can each be distributed over a plurality of data packets.
3. Funkstrecke nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß3. Radio link according to claim 1 or claim 2, characterized in that
Datenpakete vorgesehen sind, die ausschließlich Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert enthalten, und daß Datenpakete vorgesehen sind, die ausschließlich Informationen über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert enthalten.Data packets are provided, which only contain information about the first instantaneous Meßgrößenwert, and in that data packets are provided, which only contain information about the second instantaneous Meßgrößenwert •.
4. Funkstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, • dadurch gekennzeichnet, daß ; die Ausgabeeinheit so ausgebildet ist, daß der durch die ersten Momentan-Meßgrößenwerte und/oder durch die zweiten Momentan-Meßgrößenwerte repräsentierte Verlauf der Meß- .große zu Zeitpunkten zwischen dem Empfang und/oder der Umwandlung von Datenpaketen schätzbar und ausgebbar ist.4. Radio link according to one of the preceding claims, • characterized in that ; the output unit is designed such that the course of the measured variable represented by the first instantaneous measured variable values and / or by the second instantaneous measured variable values can be estimated and output at times between the reception and / or the conversion of data packets.
5. Fünkstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Anzeige der momentanen Fahrgeschwindigkeit und der gefahren Wegstrecke eines Fahrzeugs, wobei der Sensor (3) im Bereich eines Rads (1) des Fahrzeugs angeordnet ist und als Meßsignal wenigstens bei jeder vollständigen Umdrehung des Rads (1) einen Impuls abgibt, wobei die Codiereinrichtung (5) ferner so ausgebildet ist, daß unter Verwendung einer Systemzeit aus dem Meßsignal die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs als ein erster Momentan-Meßgrößenwert und die Anzahl der ausgeführten Raddrehungen als ein zweiter Momentan-Meßgrößenwert gewinnbar sind.5. spark gap according to one of claims 1 to 4 for displaying the current driving speed and the distance traveled by a vehicle, the sensor (3) being arranged in the region of a wheel (1) of the vehicle and as a measurement signal at least every complete revolution of the wheel ( 1) emits a pulse, wherein the coding device (5) is further designed so that the instantaneous speed of the vehicle can be obtained as a first instantaneous measured variable value and the number of wheel rotations performed as a second instantaneous measured variable value using a system time from the measurement signal.
6. Funkstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Anzeige des momentanen Herzschlagrate und der Herzschlagvariabilität eines Lebewesens, wobei der Sensor im Bereich des Nervensystems des Lebenswesens angeordnet ist und als Meßsignal beim Abtasten eines Herzschlags wenigstens ei- nen Impuls abgibt, wobei die Codiereinrichtung ferner so ausgebildet ist, daß unter Verwendung einer Systemzeit aus dem Meßsignal die momentanen Herzschlagrate als ein erster Momentan-Meßgrößenwert und die Herzschlagvariabi- > lität als ein zweiter Momentan-Meßgrößenwert gewinnbar sind.6. Radio link according to one of claims 1 to 4 for displaying the instantaneous heartbeat rate and the heartbeat variability of a living being, wherein the sensor is arranged in the region of the nervous system of the living being and as a measurement signal when a heartbeat is sensed at least one NEN pulse, wherein the coding device is further configured such that the current heartbeat rate as a first instantaneous measured variable value and the heartbeat variability as a second instantaneous measured variable value can be obtained from the measurement signal using a system time.
7. Funkstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Übertragung der in den von einem Spannungs-Frequenzwandler er- zeugten elektrischen Pulse enthaltenen Informationen, wobei die Codiereinrichtung so ausgebildet ist, daß die momentane Frequenz der elektrischen Pulse als ein erster Momentan-Meßgrößenwert und die Anzahl der Pulse als ein zweiter Momentan-Meßgrößenwert gewinnbar sind.7. Radio link according to one of claims 1 to 4 for transmitting the information contained in the electrical pulses generated by a voltage-frequency converter, wherein the coding device is designed such that the instantaneous frequency of the electric pulses as a first instantaneous measured value and Number of pulses can be obtained as a second instantaneous measured value.
8. Verwendung einer Funkstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 7.8. Use of a radio link according to one of claims 1 to 7.
9. Verfahren zur Übertragung eines Meßsignal mit einer Funk- strecke, das die folgenden Schritte aufweist:9. A method for transmitting a measurement signal with a radio link, which has the following steps:
Erzeugen einer Vielzahl von Momentanwerten eines Meßsignals,Generation of a large number of instantaneous values of a measurement signal,
Umwandeln der Momentanwerte in Datenpakete eines Datenpaketstroms, wobei jeweils ein erster Momentan- Meßgrößenwert und wenigstens ein zweiter Momentan- Meßgrößenwert aus dem Meßsignal gewonnen werden und wobei dabei sowohl Datenpakete erzeugt werden, die Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert enthalten, als auch Datenpakete erzeugt werden, die Informationen über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert bzw. die zweiten Momentan-Meßgröß-enwerte enthalten, Aussenden der Datenpakete als Funksignal, Empfang der als Funksignal vorliegenden Datenpakete, Umwandeln der empfangenen Datenpaketen in Meßinformationen, Ausgabe der Meßinformationen.Converting the instantaneous values into data packets of a data packet stream, a first instantaneous measured variable value and at least one second instantaneous measured variable value being obtained from the measured signal, and thereby data packets are generated which contain information about the first instantaneous measured variable value and data packets are generated , which contain information about the second instantaneous measured variable value or the second instantaneous measured variable values, sending out the data packets as a radio signal, receiving the data packets present as a radio signal, Convert the received data packets into measurement information, output of the measurement information.
10. Verfahren zur Übertragung eines Meßsignal mit einer Funkstrecke nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß10. A method for transmitting a measurement signal with a radio link according to claim 9, characterized in that
Datenpakete erzeugt werden, die ausschließlich Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert enthalten, und daß Datenpakete erzeugt werden, die ausschließlich Informationen über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert enthalten.Data packets are generated that only contain information about the first instantaneous measured variable value, and that data packets are generated that only contain information about the second instantaneous measured variable value.
11. Verfahren zur Übertragung eines Meßsignal mit einer Funk- strecke nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert und/oder über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert jeweils über mehrere Datenpakete verteilt übertragen werden.11. A method for transmitting a measurement signal with a radio link according to claim 9 or claim 10, characterized in that the information about the first instantaneous measured variable value and / or about the second instantaneous measured variable value is in each case distributed over a number of data packets.
12. Verfahren zur Übertragung eines Meßsignal mit einer Funkstrecke nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die ersten Momentan-Meßgrößenwerte und/oder durch die zweiten Momentan-Meßgrößenwerte repräsentierte Verlauf der Meßgröße zu Zeitpunkten zwischen dem Empfang und/oder der Umwandlung von Datenpaketen geschätzt und ausgegeben wird.12. A method for transmitting a measurement signal with a radio link according to one of claims 9 to 11, characterized in that the course of the measured variable represented by the first instantaneous measured variable values and / or by the second instantaneous measured variable values at times between reception and / or the conversion of data packets is estimated and output.
13. Sender, der wenigstens einen Eingang zur Eingabe einer Vielzahl von Momentanwerten eines Meßsignals, eine mit dem Eingang verbundene Codiereinrichtung zur Umwandlung der Momentanwerte in Datenpakete eines Datenpaketstroms sowie eine Sendeeinrichtung zur Aussendung der Datenpakete als Funksignal aufweist, wobei die Codiereinrichtung ferner so ausgebildet ist, daß aus dem Meßsignal ein erster Momentan-Meßgrößenwert und wenigstens ein zweiter Momentan-Meßgrößenwert gewinnbar ist, wobei sowohl Datenpakete erzeugbar sind, die Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert enthalten, als auch Datenpakete erzeugbar sind, die Informationen über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert bzw. die zweiten Momentan-Meßgrößenwerte enthalten. 13. Transmitter, the at least one input for inputting a large number of instantaneous values of a measurement signal, a coding device connected to the input for converting the instantaneous values into data packets of a data packet stream and a transmission device for transmitting the data packets as a radio signal, the coding device being further designed so that a first instantaneous measured value value and at least one second instantaneous measured value value can be obtained from the measurement signal, wherein both data packets can be generated that contain information about the first instantaneous Contain measured variable value, and data packets can also be generated which contain information about the second instantaneous measured variable value or the second instantaneous measured variable values.
14. Sender nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß14. Transmitter according to claim 13, characterized in that
Datenpakete erzeugbar sind, die ausschließlich Informa- tionen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert enthalten, und daß Datenpakete erzeugbar sind, die ausschließlich Informationen über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert enthalten.Data packets can be generated that only contain information about the first instantaneous measured variable value, and that data packets can be generated that only contain information about the second instantaneous measured variable value.
15. Sender nach Anspruch 13 oder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß15. Transmitter according to claim 13 or according to claim 14, characterized in that
Datenpakete erzeugbar sind, die jeweils nur einen Teil der Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert und/oder über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert aufwei- sen.Data packets can be generated, each of which has only part of the information about the first instantaneous measured value and / or about the second instantaneous measured value.
16. Empfänger mit einer Empfangseinheit für den Empfang von als Funksignal vorliegenden Datenpaketen, mit einer Decodiereinrichtung zur Umwandlung der empfangenen Datenpa- kete in Meßinformationen sowie mit einer Ausgabeeinheit zur Ausgabe der Meßinformationen, wobei die Decodiereinrichtung so ausgebildet ist, daß Datenpakete, die Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert enthal- ten, unterschiedlich zu Datenpaketen behandelbar sind, die Informationen über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert enthalten.16. Receiver with a receiving unit for receiving data packets as a radio signal, with a decoding device for converting the received data packets into measurement information and with an output unit for outputting the measurement information, the decoding device being designed so that data packets contain the information about the contain the first instantaneous measured value ten, can be treated differently from data packets that contain information about the second instantaneous measured variable value.
17. Empfänger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß wobei die Decodiereinrichtung so ausgebildet ist, daß Informationen über den ersten Momentan-Meßgrößenwert und/oder über den zweiten Momentan-Meßgrößenwert jeweils aus mehreren Datenpakete gewinnbar ist.17. Receiver according to claim 16, characterized in that the decoding device is designed such that information about the first instantaneous measured variable value and / or about the second instantaneous measured variable value can be obtained in each case from a plurality of data packets.
18. Empf nger nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinheit so ausgebildet ist, daß der durch die ersten Momentan-Meßgrößenwerte und/oder durch die zweiten Momentan-Meßgrößenwerte repräsentierte Verlauf der Meßgröße zu Zeitpunkten zwischen dem, Empfang und/oder der Umwandlung von Datenpaketen schätzbar und ausgebbar ist. 18. Receiver according to claim 17, characterized in that the output unit is designed such that the course of the measured variable represented by the first instantaneous measured variable values and / or by the second instantaneous measured variable values at times between the reception and / or the conversion of data packets can be estimated and output.
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