CN111344753A - 用于多个车辆收发器及无线密钥收发器的通信方法以及用于车辆的通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信方法，该通信方法包括以下步骤：借助于无线密钥收发器(3)经由至少一个通告信道(37，38，39)来周期性地发送注意指示符(7)，并且然后根据通信协议借助于该无线密钥收发器(3)来监测该通告信道(37，38，39)以获得传入连接指示(8)；借助于多个车辆收发器(2)来周期性地监测该通告信道(37，38，39)；当这些车辆收发器(2)经由该通告信道(37，38，39)接收到该注意指示符器(7)时：控制这些车辆收发器(2)的相应发射器，以根据该通信协议发送相关联的连接指示(8)，由此，模拟了这些车辆收发器(2)的相应控制层，使得它们每个都已经发送了该连接指示(8)，其中，除了一个发射器之外的所有发射器对该连接指示(8)的发送都被抑制；当该无线密钥收发器(3)经由该通告信道(37，38，39)接收到该连接指示(8)时：建立数据连接(9)，以在该无线密钥收发器(3)与这些车辆收发器(2)中的至少一个车辆收发器之间进行同步数据传输。

Description

用于多个车辆收发器及无线密钥收发器的通信方法以及用于 车辆的通信系统

本发明涉及一种用于多个车辆收发器及无线密钥收发器的通信方法，并且还涉及一种用于车辆的通信系统。

基于无线技术的通信方法通常由某些协议标准限定。例如，这些标准通常限制了在诸如车辆收发器与无线密钥收发器等不同的通信伙伴之间的同时连接的数量(例如，特别是还由于对硬件的各种要求)。

现今的电信系统中的数据传输通常被组织成如所谓的不同的层。最底层(通常称为物理层)通常是管理诸如调制过程、发射功率或接收灵敏度等事项的地方。通常也被称为数据链路层或链路层的上面一层的任务通常是确保呈所谓的结构化有效载荷数据的形式的数据或消息的可靠传输。为此，例如采用接收器同步和信道编码机制以及校验和计算。然而，该链路层的权限通常还包括对与相关联的物理层有关的相应收发器的特定操作模式的时间相关控制，即，哪个通信伙伴以及何时应恰好处于发射或接收模式。

在这种控制过程中可能存在各种状态。对于基于蓝牙低功耗标准的通信，相应的通信伙伴(通常是收发器)最初处于完全不同步的状态。没有一个伙伴知道对方何时处于发射或接收状态。唯一限定的是哪个通信伙伴正在周期性地接收(即扫描)，并且哪个通信伙伴正在周期性地指示通信准备就绪，即正在充当所谓的广告商。

如果相应的伙伴同时处于匹配操作模式(例如，通过协定尝试例如进行双向通信的时间戳)，则可以传输数据，这在蓝牙低功耗领域通常也称为连接状态。

因此，对相应的通信伙伴的相应操作状态的控制是时间相关的。例如，假定对方愿意进行通信，则在指示通信准备就绪之后，对方必须在一定时间内给出确认。另外，必须考虑特定收发器内特定于实施方式的时间常数，例如接通时间或切换时间。

物理层和链路层通常形成单元，并且通常以包括软件控制器的集成电路形式被一起提供。

通常不容易使这些单元适应不同的要求或边界条件，原因之一在于，就硬件、工作量、证明、认证等而言，这过于昂贵或无法实现。此外，不同的使用边界条件也常常产生固有地要求在这种集成单元中进行特定修改的要求。

因此，本发明的目的是提供一种解决方案，借助于该解决方案可以在车辆收发器与无线密钥收发器之间执行特别简单的通信，并且可以执行通信适配。

在根据本发明的用于多个车辆收发器及无线密钥收发器的通信方法中，借助于该无线密钥收发器经由至少一个通告信道来周期性地发送注意指示符。例如，在蓝牙低功耗应用的背景下，这种注意指示符被称为广告事件，而相关联的通告信道通常被称为广告信道。然后，根据通信协议借助于该无线密钥收发器来监测该通告信道以获得传入连接指示。该通信协议可以是任何通信协议，例如，它也可以是基于蓝牙低功耗标准的通信协议。

这些车辆收发器根据该通信协议来周期性地监测该通告信道。因此，无线密钥在特定的时间点开始“广告”，而这些车辆收发器在特定的时间点根据该通信协议开始对通告信道进行“扫描”。

当这些车辆收发器经由该通告信道接收到该注意指示符(因此例如“广告事件”)时，这些车辆收发器的相应控制层控制这些车辆收发器的相应发射器，以根据该通信协议发送相关联的连接指示。这些控制层可以是例如前述的链路层。连接指示是特别地在蓝牙低功耗标准的背景下使用的术语。通过在每个车辆收发器的控制层处发起根据该通信协议的对相关联的连接指示的发送，模拟了这些车辆收发器的相应控制层(因此例如相应的链路层)，使得它们实际上每个都已经发送了该通信协议所指定的连接指示。

本发明的要点在于，除了一个发射器之外的所有发射器对该连接指示的发送都被抑制。因此，在控制层处建议所有车辆收发器都已经遵守了相关的通信协议，因为相应的控制层假定相应的车辆收发器(更确切地说是它们的相应发射器)实际上已经发送了该连接指示。然而，由于这些车辆收发器的除了一个发射器之外的所有发射器对该连接指示的发送都被抑制，因此最终实际上这些车辆收发器中仅一个车辆收发器确实发送了该连接指示。

当该无线密钥收发器经由该通告信道接收到该连接指示时，根据该通信协议经由数据信道来建立数据连接，以在该无线密钥收发器与这些车辆收发器中的至少一个车辆收发器之间进行同步数据传输。在引文中已经提到，在蓝牙低功耗技术或蓝牙低功耗标准的背景下，建立这样的数据连接通常也称为连接事件。

借助于根据本发明的通信方法，可以以特别简单的方式确保可以实现对特定通信协议的遵守，同时仍然能够在多个车辆收发器与无线密钥收发器之间建立受控且同步的数据连接。在根据本发明的通信方法中，当发送连接指示时，车辆收发器的相应发射器彼此之间不会有任何不利的影响，因为根据本发明规定的是，除了一个发射器之外的所有发射器对连接指示的发送都被抑制。因此，最终这些车辆收发器中仅一个车辆收发器可以通过实际发送连接指示来实际答复接收到的注意指示符。

因此，提出通过车辆中的车辆收发器中的仅一个车辆收发器来与无线密钥收发器建立通信。这模拟了这些车辆收发器中的每一个，使得每一个都是正在答复无线密钥收发器(其可以集成在例如智能手机中)的车辆收发器，即使实际上这些车辆收发器中仅一个车辆收发器确实在答复。由此，特别地可以维持现有的协议和硬件结构，而不必安装特殊的例程。在根据本发明的通信方法中，链路层控制器不需要改变，或者仅需要很少的改变。需要确保的是，相应的车辆收发器的发射器中仅一个发射器可以响应于注意指示符而实际发送连接指示。为了能够执行根据本发明的通信方法，不需要将由包括软件控制器的集成电路组成的单元例如关于物理层和链路层进行适配。

本发明的有利实施例规定，所有车辆收发器都与该无线密钥收发器的发射行为同步地监测该数据信道以接收由该无线密钥收发器发送的数据，但是在这些车辆收发器中仅一个车辆收发器实际上与该无线密钥收发器的接收行为同步地将数据发送到该无线密钥收发器。这样做的优点是，尽管所有车辆收发器都可以容易地从无线密钥收发器接收数据，但是无线密钥收发器自身之间不会由于发送数据而相互干扰(这可能由于无线密钥收发器中不必要的叠加而导致接收到的数据损坏或不正确)。

特别地，在此背景下优选地规定，车辆收发器维持特定于协议的属性，以同步地监测数据信道。因此，所有车辆收发器都可以容易地与无线密钥收发器的发射行为同步地监测所涉及的数据信道，并且因此实际上还可以从无线密钥收发器接收对应的数据。

本发明的另一有利实施例规定，根据至少一个准则来动态地选择作为唯一的车辆收发器与该无线密钥收发器的接收行为同步地将该数据发送到该无线密钥收发器的车辆收发器。换言之，因此可能发生动态令牌传递的形式。在此连接中特别地规定，选择具有指定的接收场强和/或特定的数据速率或测量值质量的车辆收发器。因此，例如，实际上将数据发射到无线密钥收发器的车辆收发器可以总是例如信号传输质量当前最佳的车辆收发器。这种情况可能是因为例如当前选择的车辆收发器最靠近无线密钥收发器。还可以想到例如考虑某些遮蔽效应，例如以下情况：诸如人或其他物体等障碍物例如可能位于其他车辆收发器与无线密钥收发器之间，而对于所选车辆收发器，在路径上物体较少或根本没有物体。

在本发明的进一步有利实施例中规定，所有车辆收发器都根据该通信协议基于接收到的注意指示符和/或基于经由该数据信道接收到的数据来确定相关联的接收场强。因此，所有车辆收发器都可以容易地根据通信协议来同时测量相应的接收场强(例如RSSI值)，然而在常规方法中，仅允许其中一个车辆收发器知道相应的信道和测量时刻。即使硬件或软件对车辆收发器与无线密钥收发器之间的同时连接的数量设置了固有的限制，但是因此也有可能可以克服此限制，使得所有车辆收发器可以根据通信协议基于接收到的注意指示符和/或基于经由该数据信道接收到的数据来同时确定相关联的接收场强。因此，不仅可以进行连续的测量，这是通常的情况并且将使得例如更难以定位无线密钥收发器。替代地，所有车辆收发器可以同时测量接收场强，并且这样做不必对车辆收发器的相关联协议软件进行更深层次的干预(在某些情况下，该干预通常本身就不支持这种同时监测)。

本发明的进一步有利实施例规定，对于除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器，通过禁用这些发射器来抑制除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器对该连接指示的发送。由此，可以容易地确保这些车辆收发器中也仅一个车辆收发器可以实际使用其发射器来发送连接指示。

本发明的替代性的有利实施例规定，对于除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器，通过将这些发射器的发射功率减小到指定值来抑制除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器对该连接指示的发送。通过减小发射功率，还可以容易地确保车辆收发器之间不会相互干扰。发射器的发射功率优选地减小到零。在这种情况下，可以特别可靠地确保实际上仅一个单一车辆收发器发送该连接指示。

本发明的进一步替代性的有利实施例规定，对于除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器，通过将这些发射器的相应输出端经由开关连接到射频吸收器而不是天线来抑制除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器对该连接指示的发送。这在不能完全关闭发射器的情况下是特别有利的。在这种情况下，可以将特定发射器的输出端经由开关连接到相关联的射频吸收器而不是天线，例如限于特定的发射相位。通过提供开关，还可以很容易通过适当地致动开关以在需要时通过将发射器的输出端重新连接到天线而不是射频吸收器来重新连接发射器。

根据本发明的进一步有利实施例规定，总是选择同一车辆收发器作为用于发送该连接指示的唯一的车辆收发器。这使得该通信方法特别简单，因为仅选择过同一车辆收发器，这可以很容易进行预先定义。

可替代地，还可以根据至少一个准则来动态地选择作为该唯一的车辆收发器发送该连接指示的车辆收发器。由此，例如可以对不同的边界条件动态地做出反应，使得总是选择例如在其上存在指定的接收场强和/或指定的数据速率或测量值质量的车辆收发器。基本上可以指定任何动态令牌传递准则，然后根据该准则来选择最终作为该唯一的车辆收发器发送该连接指示的车辆收发器。因此可以可靠地确保在所涉及的车辆收发器与无线密钥之间建立连接。

在本发明的进一步有利实施例中规定，该通信协议基于蓝牙低功耗标准。然而，取决于相应的收发器中部署了什么硬件和/或软件，其他通信协议同样是可能的。本发明的基本思想不限于通信协议必须是蓝牙低功耗标准。

根据本发明的用于车辆的通信系统包括多个车辆收发器及无线密钥收发器，其中，根据本发明的该通信系统被配置为执行根据本发明的通信方法或根据本发明的通信方法的有利实施例。可以认为，根据本发明的通信方法的有利实施例是根据本发明的通信系统的有利实施例，反之亦然，其中，该通信系统特别地包括用于执行这些方法步骤的装置。

本发明的其他优点、特征和细节将从优选的示例性实施例的以下说明和附图中得出。在上面的描述中提及的特征和特征的组合以及在下面的附图的描述中提及的和/或仅在附图中示出的特征和特征的组合在不脱离本发明的范围的情况下不仅可以以相应陈述的组合使用，而且可以以其他组合或单独使用。

在附图中：

图1示出了包括可以与无线密钥收发器通信的多个车辆收发器的车辆的示意图；

图2示出了车辆收发器与无线密钥收发器之间的通信方法的第一实施例的示意图；以及

图3示出了车辆收发器与无线密钥收发器之间的通信方法的进一步实施例的示意图。

在附图中，相同或功能上相同的元素由相同的附图标记表示。

图1以示意图示出了车辆1。车辆1包括可以与无线密钥收发器3通信的多个车辆收发器2。在下面的陈述中，将假定车辆收发器2与无线密钥收发器3基于蓝牙低功耗标准而彼此通信。然而，这并不意味着应该在所描述的通信方法仅限于蓝牙低功耗标准的意义上理解以下解释。车辆收发器2和无线密钥收发器3一起形成用于车辆1的通信系统4。

例如，无线密钥收发器3可以被装配在智能手机或常规车辆钥匙中。因此，借助于无线密钥收发器3和车辆收发器2，可以例如在没有钥匙的情况下解锁车辆1，即，使用者不必按下其中装配有无线密钥收发器3的设备上的按钮，或者例如不必在锁中转动钥匙。使用者仅需携带无线密钥收发器3并触摸例如其中布置有车辆收发器2之一的门把手(此处未示出)。以本身已知的方式，所涉及的车辆收发器2与无线密钥收发器3交换数据，以便验证携带无线密钥收发器3的使用者正携带着正确的无线密钥收发器3，并且然后可以对车辆1进行解锁。显然，车辆1也可以以完全相同的方式再次被锁定。此外，还可以以本身已知的方式来例如借助于车辆收发器2与无线密钥收发器3之间的通信来允许启动车辆1的发动机(此处未示出)。在这两种应用中，即，在致动车辆1的锁定系统以及在启动车辆1的发动机时，通常还必须确定无线密钥收发器3相对于车辆收发器2的位置。特别是在结合启动发动机的情况下，通常规定要验证无线密钥收发器3是否实际上位于乘客舱中而不是在外部或例如在后备箱中。对无线密钥收发器3的精确定位可以例如通过所谓的RSSI测量、即通过确定相关联的接收场强来执行。

图2示意性地示出了车辆收发器2与无线密钥收发器3之间的通信方法的第一实施例。在此，竖直延伸的箭头指示一种类型的时间轴。因此，在图2的图中，各个过程从时间上看从上到下运转。在特定的时间点5，车辆收发器2例如开始扫描过程，在该扫描过程中，这些车辆收发器周期性地监测三个不同的通告信道37、38、39。在稍早的时间点或稍晚的时间点6，无线密钥收发器3开始所谓的广告。众所周知，在广告事件7的过程中，无线密钥收发器3经由通告信道37、38、39发送(该发送与车辆收发器的扫描行为不同步)相应的注意指示符。随后，无线密钥收发器3然后再次监测通告信道37、38、39持续特定的时间长度以获得传入连接指示8。

当车辆收发器2接收到注意指示符时，会发生以下情况：借助于车辆收发器2的相应控制层(例如借助于相应链路层)来控制车辆收发器2的各个发射器，以根据非常特定的通信协议(因此，在此描述的情况下根据蓝牙低功耗通信协议)来发送所述连接指示8。结果是，模拟了车辆收发器2的控制层，使得它们实际上每个都已经发送了该通信协议规定的连接指示8。然而，除了一个发射器之外的所有发射器对连接指示8的发送都被抑制。根据本图，车辆收发器2中的仅中央车辆收发器实际上发送连接指示8，这通过该车辆收发器2的TX是唯一未被画叉的TX来指示。

当无线密钥收发器3接收到连接指示8时，根据蓝牙低功耗通信协议经由其余36个数据信道之一来在相应的连接事件过程中建立数据连接9，以在无线密钥收发器3与车辆收发器2之间进行同步数据传输。

在图2所示的示例中，情况是车辆收发器2中的仅中央车辆收发器实际上发送连接指示8，并且其也是在数据连接9建立后实际上将数据发送到无线密钥收发器3的唯一一个车辆收发器。

因此，所有车辆收发器2都与无线密钥收发器3的发射行为同步地监测相应的数据信道以接收由无线密钥收发器3发送的数据，但是在车辆收发器2中仅中央车辆收发器实际上与无线密钥收发器3的接收行为同步地将数据发送到该无线密钥收发器。

为了使所有车辆收发器2都仍然可以从无线密钥收发器3接收数据，车辆收发器2维持特定于协议的属性以同步地监测相应的数据信道。所有车辆收发器2都经由所建立的数据连接9接收到数据这一事实通过任何车辆收发器2的RX都未被画叉来指示。

另外，所有车辆收发器2都可以根据通信协议基于在广告事件7的过程中接收到的注意指示符和/或基于经由相应的数据信道接收到的数据来确定相应的接收场强。

可以例如通过为除了一个车辆收发器之外的所有车辆收发器禁用其相应的发射器来抑制相应的车辆收发器2对连接指示8的发送。可替代地，还可以将除了一个发射器之外的所有发射器的发射功率减小到指定值，例如减小到零。另外，对于除了最终意在发送连接指示8的这个车辆收发器之外的所有车辆收发器2，还可以将这些发射器的相应输出端经由开关连接到射频吸收器而不是天线。如已经解释的那样，在此示出的示例性实施例中旨在总是选择同一车辆收发器2作为用于发送连接指示8的唯一的车辆收发器。

图3展示了并不一定总是这种情况，并且示意性地示出了车辆收发器2与无线密钥收发器3之间的通信方法的进一步实施例。该通信方法与图2所示的通信方法的不同之处在于，动态地选择作为唯一的车辆收发器发送连接指示8的特定车辆收发器2。此外，还动态地选择在相应的连接事件过程中，哪个车辆收发器2还被允许经由所建立的数据连接9将数据发送到无线密钥收发器3。对相应的车辆收发器2的这种动态选择通过对于不同的车辆收发器2，TX有时被画叉而有时未被画叉来指示。因此，在此示出的示例性实施例中，根据最多样化的令牌传递准则来进行动态令牌传递。可以单独地或组合地使用特定的接收水平、数据速率、测量值质量、诸如恒定的测量值等准则、等等，以选择这样的特定车辆收发器2：其在广告事件期间发送连接指示8，并且还一旦建立了数据连接9就在相应的连接事件过程中作为唯一的车辆收发器将数据发射到无线密钥收发器3。

如已经提到的，已经使用蓝牙低功耗标准的示例来描述了图2和3中的通信方法。然而，已经描述的基本过程也可以适用于其他通信标准。

附图标记清单

1 车辆

2 车辆收发器

3 无线密钥收发器

4 通信系统

5 时间点

6 时间点

7 注意指示符

8 连接指示

9 数据连接

37、38、39 通告信道

Claims (13)

1.一种用于多个车辆收发器(2)及无线密钥收发器(3)的通信方法，该通信方法包括以下步骤：

-借助于该无线密钥收发器(3)经由至少一个通告信道(37，38，39)来周期性地发送注意指示符(7)，并且然后根据通信协议借助于该无线密钥收发器(3)来监测该通告信道(37，38，39)以获得传入连接指示(8)；

-根据该通信协议借助于这些车辆收发器(2)来周期性地监测该通告信道(37，38，39)；

-当这些车辆收发器(2)经由该通告信道(37，38，39)接收到该注意指示符器(7)时：借助于这些车辆收发器(2)的相应控制层来控制这些车辆收发器(2)的相应发射器，以根据该通信协议发送相关联的连接指示(8)，由此，模拟了这些车辆收发器(2)的控制层，使得它们每个都已经发送了该通信协议规定的连接指示(8)，其中，除了一个发射器之外的所有发射器对该连接指示(8)的发送都被抑制；

-当该无线密钥收发器(3)经由该通告信道(37，38，39)接收到该连接指示(8)时：根据该通信协议经由数据信道来建立数据连接(9)，以在该无线密钥收发器(3)与这些车辆收发器(2)中的至少一个车辆收发器之间进行同步数据传输。

2.如权利要求1所述的通信方法，

其特征在于，

所有车辆收发器(2)都与该无线密钥收发器(3)的发射行为同步地监测该数据信道以接收由该无线密钥收发器(3)发送的数据，但是在这些车辆收发器(2)中仅一个车辆收发器实际上与该无线密钥收发器(3)的接收行为同步地将数据发送到该无线密钥收发器。

3.如权利要求2所述的通信方法，

其特征在于，

这些车辆收发器(2)维持特定于协议的属性以同步地监测该数据信道。

4.如权利要求2或3所述的通信方法，

其特征在于，

根据至少一个准则来动态地选择作为唯一的车辆收发器与该无线密钥收发器(3)的接收行为同步地将该数据发送到该无线密钥收发器的车辆收发器(2)。

5.如权利要求4所述的通信方法，

其特征在于，

选择具有指定的接收场强、指定的数据速率和/或测量值质量的车辆收发器(2)。

6.如前述权利要求中任一项所述的通信方法，

其特征在于，

所有车辆收发器(2)都根据该通信协议基于接收到的注意指示符和/或基于经由该数据信道(9)接收到的数据来确定相关联的接收场强。

7.如前述权利要求中任一项所述的通信方法，

其特征在于，

对于除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器(2)，通过禁用这些发射器来抑制除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器(2)对该连接指示(8)的发送。

8.如权利要求1至5中任一项所述的通信方法，

其特征在于，

对于除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器(2)，通过将这些发射器的发射功率减小到指定值来抑制除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器(2)对该连接指示(8)的发送。

9.如权利要求1至5中任一项所述的通信方法，

其特征在于，

对于除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器(2)，通过将这些发射器的相应输出端经由开关连接到射频吸收器而不是天线来抑制除了该一个车辆收发器以外的所有车辆收发器(2)对该连接指示的发送。

10.如前述权利要求中任一项所述的通信方法，

其特征在于，

总是选择同一车辆收发器(2)作为用于发送该连接指示(8)的该唯一的车辆收发器。

11.如权利要求1至8中任一项所述的通信方法，

其特征在于，

根据至少一个准则来动态地选择作为该唯一的车辆收发器发送该连接指示(8)的车辆收发器(2)。

12.如前述权利要求中任一项所述的通信方法，

其特征在于，

该通信协议基于蓝牙低功耗标准。

13.一种用于车辆(1)的通信系统(4)，该通信系统包括多个车辆收发器(2)及无线密钥收发器(3)，该系统被配置为执行如前述权利要求中任一项所述的通信方法。

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