CN112586005A - 补偿器和用于车辆物联通信的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于放大至少一个传输路径（5.1、5.2）的信号的补偿器（3），包括：‑至少一个放大器装置（3.2、3.3），用于放大所述至少一个传输路径的信号，‑第一接口，用于与至少一个天线（4）连接，和‑第二接口，用于与用于处理待发送和接收的车辆物联消息的第一电子控制单元（2.1）连接，以及‑第三接口，用于与用于处理待发送和接收的车辆物联消息的第二电子控制单元（2.2）连接。此外本发明涉及一种对应的用于车辆物联通信的设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种补偿器和一种用于车辆物联通信的设备。
背景技术
目前正在市场上推出基于IEEE 802.11p的“车辆物联通信（V2X）”。在此，基于专用短程通信（DSRC或ITS-G5）的车辆物联通信工作在5.9GHz左右的频带中。目前，例如在使用车辆到车辆通信的条件下实现的彼此跟随车辆的行驶动力学的紧密耦合，即所谓的车辆编队（Pallooning）正在批量实现。
由于车辆物联通信的频率较高，天线与进行处理的电子控制单元之间的HF线路应尽可能短，或者使用补偿器来放大经由所述HF线路传输的信号。用于V2X 标签1应用的常见电子控制单元（ECU）只需要同时使用一个通信信道。由于当前在美国以及欧洲都在讨论强制性引入V2X，因此相关ECU的成本是重要的决策标准。出于这个原因在成本最小值以及由此功能最小值（=1信道）方面对相关ECU进行了优化。
该现有技术的缺点是未来需要更大的带宽。
发明内容
本发明的任务是提供用于克服现有技术的缺点的装置。
该任务通过独立权利要求的主题解决。有利的设计例如可以在从属权利要求中找到。权利要求的内容通过明确引用而成为说明书的内容。
本发明涉及一种用于放大至少一个传输路径的信号的补偿器，所述补偿器包括：至少一个用于放大所述至少一个传输路径的信号的放大器装置；用于与至少一个天线连接的第一接口；用于与第一电子控制单元连接的第二接口，所述第一电子控制单元用于处理待发送和接收的车辆物联消息；以及用于与第二电子控制单元连接的第三接口，所述第二电子控制单元用于处理待发送和接收的车辆物联消息。因此，所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元特别是被设计或配置为分别执行通信栈和/或例如用于过滤车辆物联消息的方法和/或使用车辆物联通信的专用方法，例如用于与其他车辆实现协同机动的方法。对应于至少一个实施方式，第一和第二电子控制单元分别包括至少一个存储器，并且分别包括至少一个处理器以用于实现所提到的功能的至少一些部分。
因此，特别是可以经由两个独立且不同步的用于车辆物联通信的电子控制单元来实现为车辆编队而设置的至少两个通信信道。
用于处理待发送和接收的车辆物联消息的电子控制单元特别是应理解为被设计为执行用于发送车辆物联消息的方法和用于处理输入的车辆物联消息的方法的电子设备。这可以涉及例如对应于OSI模型的所有层的方法，例如用于根据优先级和/或为针对不同道路参与者的轨迹及轨迹的潜在重叠的计算来过滤车辆物联消息的方法。
对应于一种实施方式，所述补偿器包括切换装置，用于将连接所述天线和所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元的接收路径切换到连接所述天线和所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元的发送路径。对应于一种扩展，所述补偿器被设计为，在从第一电子控制单元或第二电子控制单元接收到指示发送运行的信号时或由于从第一电子控制单元或第二电子控制单元接收到指示发送运行的信号，切换所述切换装置以用于切换到分配给发送所述信号的第一电子控制单元或第二电子控制单元的发送路径。因此，每个电子控制单元可以借助于所述天线发送车辆物联消息，其中即使在电子控制单元不同步的情况下也确保其信号或消息不会在所述天线中就已经消除。对应于一种扩展，所述补偿器具有至少一个功能组件，用于在逻辑或关联的含义下处理所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元的指示切换到发送模式的信号。例如，可以借助于硬件或逻辑装置或通过软件借助于集成到所述补偿器中的微控制器来实现所述关联。
因此，可以仅用一个天线来运行两个独立的电子控制单元，其中组合将由这些电子控制单元发送的信号以便借助于一个天线进行发送，或者划分接收到的信号以便通过这些电子控制单元进行处理。对于每个接收路径和发送路径而言，可以在此设置可彼此独立开关的切换装置。
对应于一种实施方式，所述补偿器具有用于断开所述第一电子控制单元的接收路径和/或所述第二电子控制单元的接收路径的开关装置。有利地，由此例如避免了由于两个电子控制单元之一的发送过程而造成损坏和/或停滞时间，在该停滞时间内无法进行接收。特别地，在从这些电子控制单元之一接收到指示发送的信号时或由于从这些电子控制单元之一接收到指示发送的信号，断开至少一个接收路径。根据一种实施方式，所述补偿器被设计为提供所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元的借助于所述至少一个天线接收的信号。
对应于一种实施方式，所述补偿器在所述天线的传输路径中，特别是在至少一个发送路径中包括至少一个功率放大器。
对应于另一实施方式，所述补偿器在所述天线的传输路径中，特别是在至少一个接收路径中包括低噪声放大器。
对应于一种扩展，在将要传输所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元的信号的传输路径中设置所述功率放大器和/或所述低噪声放大器。因此，代替在去往或来自相应第一电子控制单元或第二电子控制单元的传输路径中设置放大器，实现所述放大器的相应功能组件仅需要一次。
原则上可以规定，所述补偿器对应于另一实施方式具有用于与其他天线连接的第四接口。当车辆例如在前部区域以及后部区域中和/或在两侧都应具有天线时，这是有利的。
对应于一种实施方式，所述补偿器包括用于以如下方式切换从电子控制单元到天线的传输路径的装置，即，使得所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元可以运行所述天线和/或所述其他天线。所述补偿器在此特别是包括多个并行的与上述实施方式中的至少一个相对应的传输路径，其中用于切换传输路径的装置在此特别是按照以下方式连接在并行的传输路径的上游，即，使得可以借助于用于切换传输路径的装置选择这些传输路径中的至少一个传输路径。例如，当在前部区域和后部区域中和/或在两侧都为车辆设置应当可以通过两个电子控制单元运行的天线时，这是有利的。
在多个天线的情况下，替代地也可以规定，所述第一接口和所述第二接口借助于至少一个传输路径连接，并且所述第三接口和所述第四接口借助于至少一个其他传输路径连接。这些传输路径在此特别是基本上完全彼此独立。有利地，由此所述电子控制单元和通过所述电子控制单元分别运行的天线之间的传输路径在很大程度上是独立的。对应于另一实施方式，代替组合的补偿器，也可以使用与电子控制单元的数量相对应数量的分离的补偿器和/或具有对应数量的组合形成的、独立的、并联的补偿器的补偿器，将每个补偿器分配给这些电子控制单元之一，并且将每个补偿器分配给至少一个分离的天线。
本发明还描述了一种用于车辆的车辆物联通信的设备，所述设备包括：
-第一电子控制单元，用于处理待发送和接收的车辆物联消息，
-第二电子控制单元，用于处理待发送和接收的车辆物联消息，
-至少一个天线，用于发送和接收车辆物联消息，以及
-至少一个对应于根据本发明的上述实施方式中的至少一个的补偿器。
这是基于以下想法：特别是为了在商业交通中应用，代替同时支持两个信道的一个电子控制单元，设置两个分离的电子控制单元，每个电子控制单元具有单个信道。由此例如对于诸如车辆编队的应用而言——这些应用对于商用车辆领域特别感兴趣，但是与个体交通相比数量相对较少，可以有利地将基础技术从所述个体交通转移到商用车辆领域，由此将附加的开发成本保持在低水平。特别地，由此可以提供降低了复杂性的用于车辆物联通信的设备。还得到了已经针对所述补偿器描述的优点。
对应于所述设备的一种实施方式，所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元分别具有至少一个HF接口，所述至少一个HF用于与所述至少一个补偿器连接。该连接在此可以例如以直接方式或借助于线路进行。
对应于一种扩展，所述电子控制单元彼此独立地在车辆的至少一个数据总线上提供数据，所述数据总线例如是CAN总线。因此，所述数据总线还可以被设置用于电子控制单元彼此交换信息。
对应于一种实施方式，所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元被设置用于执行用于检测位置的方法。如果仅所述第一电子控制单元或仅所述第二电子控制单元被设置用于执行用于检测位置的方法，则对应于一种实施方式，被设置用于执行的电子控制单元也被设计为将确定的位置信息传送给另一电子控制单元。在任何情况下都可以规定，第一和第二电子控制单元被设计为执行用于检测位置的方法。有利地，这使得可以将所述执行从最初被设置用于执行的电子控制单元转移到另一电子控制单元。通过同时并行地执行用于检测位置的方法，又可以有利地特别是实现精度的提高。可以规定在同时并行执行和仅通过一个电子控制单元执行之间进行切换。
对应于一种实施方式可以规定，所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元被设置用于管理安全证书。特别是，这还包括更新所述安全证书。在仅将所述第一电子控制单元或仅将所述第二电子控制单元设置用于管理安全证书的情况下，对应于一种实施方式，被设置用于管理安全证书的电子控制单元还被设计为将所述安全证书传送到另一个电子控制单元。在任何情况下都可以规定，第一和第二电子控制单元被设计用于管理安全证书。有利地，这使得所述管理可以从最初被设置用于管理的电子控制单元转移到另一个电子控制单元。通过同时并行管理，又可以有利地特别是实现电子控制单元彼此之间更大的独立性或更高的防失效安全性。可以规定在同时并行管理和仅通过一个电子控制单元管理之间进行切换。
根据扩展，所述设备包括用于发送和接收车辆物联消息的其他天线，其中所述第一电子控制单元经由至少一个传输信道与所述天线连接，而所述第二电子控制单元经由至少一个传输信道与所述其他天线连接。对应地，根据扩展，所述第一电子控制单元被设计为运行所述天线，而所述第二电子控制单元被设计为运行所述其他天线。
对应于一种实施方式，所述设备具有连接所述第一电子控制单元和所述天线的至少一个专用传输信道以及连接所述第二电子控制单元和所述其他天线的至少一个专用传输信道。因此，所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元优选地被设计为运行与分别分配的天线连接的分别分配的专用传输信道。因此，有利地存在基本上独立的传输信道。特别是，在此针对所涉及的专用传输信道的数据优化相应电子控制单元的作为基础的数据处理软件。
对应于一种实施方式，所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元和/或第三电子控制单元被设置用于执行用于车辆物联通信的应用的方法。如果第三电子控制单元被设置用于执行用于车辆物联通信的应用的方法，则该第三电子控制单元同样被包括在所述车辆中。在仅将所述第一电子控制单元或仅将所述第二电子控制单元设置用于执行的情况下，对应于一种实施方式，被设置用于执行的电子控制单元还被设计为将结果传送到另一个电子控制单元。在任何情况下都可以规定第一和第二电子控制单元以及第三电子控制单元被设计为用于执行。这有利地使得可以将所述执行从最初被设置用于执行的电子控制单元转移到另一个电子控制单元。在此，例如可以基于相应电子控制单元的性能或其计算负荷来计算该划分。通过在至少两个电子控制单元上同时执行用于车辆物联通信的应用的方法又可以有利地特别是实现电子控制单元彼此之间更大的独立性和/或更大的防失效安全性和/或改善的性能。可以在同时执行和仅通过一个电子控制单元执行之间进行切换。
对应于一种实施方式，设置了分配给所述第一电子控制单元以用于放大信号的第一补偿器和分配给所述第二电子控制单元以用于放大信号的第二补偿器。因此代替组合所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元的传输信道的补偿器，对应地设置了分离的、相互独立的补偿器，每个补偿器被分配给电子控制单元之一。根据扩展，所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元被设计为向至少一个比较器发送控制信号，或所述第一电子控制单元被设计为向所述第一补偿器发送控制信号，并且所述第二电子控制单元被设计为向所述第二补偿器发送控制信号。但是，于是这些补偿器特别是分别具有附加的信号输入端/信号输出端，以用于提供用于在所述补偿器的发送运行和接收运行之间切换的信号。根据扩展，本来独立的补偿器经由所述信号输入端/信号输出端彼此耦合，其中所述补偿器被设计为在存在预定信号或不存在信号时断开相应的接收路径。
从属权利要求中说明了本发明的一些特别有利的设计。其他优选的实施方式由以下基于附图对实施例的描述得出。
附图说明
在示意图中：
图1示出了用于车辆的车辆物联通信的设备的实施例，
图2示出了用于车辆的车辆物联通信的设备的另一实施例。
具体实施方式
图1示出了用于车辆物联通信的设备1的实施例，该设备1包括用于处理待发送和接收的车辆物联消息的第一电子控制单元2.1，用于处理待发送和接收的车辆物联消息的基本上与所述第一电子控制单元独立的第二电子控制单元2.2，用于放大第一信号传输路径5.1和第二信号传输路径5.2的HF信号的补偿器3，以及天线4。借助于第一和第二信号传输路径，待发送和接收的信号可以在第一电子控制单元2.1与天线4之间以及在第二电子控制单元2.2与天线4之间传送。
电子控制单元2.1和2.2分别包括至少一个存储器2.1-1、2.2-1，并且分别包括至少一个处理器2.1-2、2.2-2，借助于所述处理器能够处理待发送和接收的车辆物联消息。
电子控制单元独立地在所述车辆的至少一个数据总线上提供从接收到的车辆物联消息中获得的经过处理的数据，该数据总线在图中未示出，例如CAN总线。在此可以设置特别是借助于车辆总线或专用数据线路在所述电子控制单元之间进行的数据交换。为了节省资源，例如只有所述电子控制单元中的一个电子控制单元执行用于识别车辆位置的方法，并在需要时将结果通过借助于所述车辆总线的数据传输提供给另一个电子控制单元。
补偿器3在用于向天线4馈电的发送路径3.3上组合电子控制单元2.1和2.2的传输路径5.1、5.2的发送信道。例如，如果第一电子控制单元2.1借助于传输路径5.1将信号发送到补偿器3，则通过微控制器3.1借助于开关装置S2断开第二电子控制单元2.2的接收和发送部分。因此，可以避免所述第二电子控制单元的信号输入端的传感器系统的损坏或停滞时间，并且可以避免待发送信号的叠加。
可以规定，补偿器3具有至少一个附加的输入端，在所述附加的输入端上所述电子控制单元可以提供用于发送或接收运行的开关信号。然而，替代地，例如可以规定，补偿器3，特别是借助于微控制器3.1识别通过电子控制单元2.1、2.2之一在分别分配的传输路径上发送信号或车辆物联消息。例如，这可以结合根据在本申请的生效日期尚未公开的申请号为10 2017 220 288.2的较旧的保护权利的方法来进行。由于该识别，补偿器3借助于切换器S3激活用于向天线4馈电的发送路径3.3。在此发送路径3.3优选具有高频放大器。除了发送路径3.3之外，补偿器3还包括接收路径3.2，该接收路径特别是具有低噪声放大器，即所谓的“Low Noise Amplifier”（LNA）。在激活发送路径3.3时，接收路径3.2被停用。该措施在图1中同样由切换器S3示出，所述切换器由微控制器3.1操控。
由于从接收路径3.2切换到发送路径3.3，可以借助于天线4来发送由电子控制单元2.1、2.2之一经由信号传输信道5.1或5.2提供的信号。原则上，对应于该实施方式也可以设置至少一个其他天线，其中经由这些天线同时并行地发送信号或车辆物联消息，或者例如借助于至少一个切换装置设定所涉及的天线。
图2示出了用于车辆的车辆物联通信的设备10的另一实施例，所述设备10包括用于处理待发送和接收的车辆物联消息的第一电子控制单元20.1，用于处理待发送和接收的车辆物联消息的与所述第一电子控制单元基本上独立的第二电子控制单元20.2，用于放大第一信号传输路径50.1和第二信号传输路径50.2的HF信号的补偿器30，以及天线40.1和天线40.2。借助于第一和第二信号传输路径，可以在第一电子控制单元20.1和天线40.1之间以及在第二电子控制单元20.2和天线40.2之间传送待发送和接收的信号。与根据图1的实施例不同，所述传输路径在此基本上是完全独立的。
电子控制单元20.1和20.2分别包括至少一个存储器20.1-1，202-1，并且分别包括至少一个处理器201-2，20.2-2，借助于所述处理器可以处理待发送和接收的车辆物联消息。
这些电子控制单元独立地在所述车辆的至少一个数据总线上提供从接收到的车辆物联消息中获得的经过处理的数据，所述数据总线在图中未示出，例如CAN总线。在此可以规定特别是借助于所述车辆总线或专用数据线在所述电子控制单元之间进行数据交换。为了节省资源，例如仅所述电子控制单元中的一个电子控制单元执行用于识别车辆位置的方法，并在需要时将结果通过借助于所述车辆总线的数据传输提供给另一个电子控制单元。
补偿器30包括例如两个彼此基本上独立的传输路径，用于连接电子控制单元20.1、20.2和天线40.1、40.2。在此，微控制器30.1被设计为检测经由所述传输路径传输的信号。可以规定，补偿器30具有至少一个附加的输入端，所述电子控制单元可以在所述附加的输入端上提供用于发送或接收运行的开关信号。然而，替代地，例如可以规定，补偿器30，特别是借助于微控制器30.1识别通过电子控制单元20.1、20.2在分别分配的传输路径上发送信号或车辆物联消息。例如，这可以结合根据申请号为10 2017 220 288.2的较旧的保护权利的已经提到的方法来进行，该保护权利在本申请的生效日期尚未公开。由于该识别，补偿器30激活用于向分配的天线馈电的所涉及的发送路径。如已经针对根据图1的实施例描述的，可以通过微控制器30.1的对应操控来由相应的切换装置切换去往/来自天线40.1、40.2中每一个天线的发送和接收路径。这样的切换装置在此不再单独示出，而是与发送路径和接收路径一起被显示为方框30.2和30.3。在此，所述发送路径优选地具有高频放大器，并且所述接收路径特别是低噪声放大器，即所谓的“Low Noise Amplifier”（LNA）。在激活所述发送路径时，所述接收路径被停用。
附加地还可以设置切换装置，该切换装置使得补偿器30的发送路径和/或接收路径能够被分别切换到用于相应电子控制单元的另一天线。当所述天线设置在车辆的不同位置上时，例如在前部和后部和/或在两侧时，这特别令人感兴趣。
对应于另一未示出的实施方式，代替组合的补偿器，也可以使用与电子控制单元的数量相对应数量的分离的补偿器和/或具有对应数量的组合形成的、独立的、并行的补偿器的补偿器，每个补偿器被分配给这些电子控制单元之一，并且每个补偿器被分配给至少一个分离的天线。
总的来说应注意的是，车辆物联通信特别是理解为车辆之间和/或车辆与基础设施之间的直接通信。因此，例如它可以是车辆到车辆通信或车辆到基础设施通信。如果在本申请的范围中提及车辆之间的通信，则该通信原则上例如可以在车辆到车辆通信中进行，所述车辆到车辆通信典型地在不经由移动无线电网络或类似的外部基础设施的交换的情况下进行并且因此与例如基于移动无线电网络的其他解决方案区分开来。例如，可以使用IEEE 802.11p或IEEE 1609.4标准进行车辆物联通信。车辆物联通信也可以称为C2X通信。子范围可以称为C2C（汽车到汽车）或C2I（汽车到基础设施）。然而，本发明明确地不排除通过例如经由移动无线电网络的交换的车辆物联通信。
如果在所述方法的运行中发现一个特征或一组特征不是绝对必要的，则申请人现在已经努力追求至少一个不再具有该特征或该组特征的独立权利要求的表达。这可以是例如在申请日存在的权利要求的子组合，或在申请日存在的权利要求的受其他特征限制的子组合。这种新表达的权利要求或特征组合应被理解为被本申请的公开覆盖。
还应该指出，在各种实施方式或实施例中描述的和/或在附图中示出的本发明的设计、特征和变型可以任意彼此组合。各个特征或多个特征可以任意互换。由此产生的特征组合应被理解为被本申请的公开覆盖。
从属权利要求中的引用不应理解为放弃对被引用的从属权利要求的特征进行独立、客观的保护。这些特征也可以任意与其他特征组合。
仅在说明书中公开的特征或在说明书中或在权利要求书中仅与其他特征结合而公开的特征原则上可能对本发明具有独立的重要性。因此，它们也可以单独地包括在权利要求中，以与现有技术区分开。
Claims (14)
1.一种用于放大至少一个传输路径（5.1、5.2）的信号的补偿器（3），包括：
- 至少一个放大器装置（3.2、3.3），用于放大所述至少一个传输路径的信号，
- 第一接口，用于与至少一个天线（4）连接，和
- 第二接口，用于与用于处理待发送和接收的车辆物联消息的第一电子控制单元（2.1）连接，其特征在于，设置第三接口，用于与用于处理待发送和接收的车辆物联消息的第二电子控制单元（2.2）连接。
2.根据权利要求1所述的补偿器，包括切换装置（S3），用于将连接所述天线和所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元的接收路径切换到连接所述天线和所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元的发送路径。
3.根据前述权利要求中的至少一项所述的补偿器，其被设计为在从所述第一电子控制单元或所述第二电子控制单元接收到指示发送运行的信号时或由于从所述第一电子控制单元或所述第二电子控制单元接收到指示发送运行的信号，切换所述切换装置以切换到分配给发送所述信号的所述第一电子控制单元或所述第二电子控制单元的发送路径。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的补偿器，包括：至少一个开关装置（S1，S2），用于断开所述第一电子控制单元的接收路径和/或所述第二电子控制单元的接收路径。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的补偿器，其被设计为提供给所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元的借助于所述至少一个天线接收的信号。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的补偿器，包括：用于与其他天线连接的第四接口；以及用于按照以下方式切换从所述电子控制单元到所述天线的传输路径的装置，即，使得所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元能够运行所述天线和所述其他天线。
7.一种用于车辆的车辆物联通信的设备，包括：
- 第一电子控制单元，用于处理待发送和接收的车辆物联消息，
- 第二电子控制单元，用于处理待发送和接收的车辆物联消息，
- 至少一个天线，用于发送和接收车辆物联消息，以及
- 至少一个根据前述权利要求中的至少一项所述的补偿器。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元分别具有至少一个HF接口，用于与至少一个补偿器连接。
9.根据权利要求7或8中的至少一项所述的设备，其特征在于，所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元被设置用于执行用于检测位置的方法。
10.根据权利要求7至9中的至少一项所述的设备，其特征在于，所述第一电子控制单元和/或所述第二电子控制单元被设置用于管理安全证书。
11.根据权利要求7至10中的至少一项所述的设备，其特征在于，所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元借助于所述车辆的数据总线连接以交换信息。
12.根据权利要求7至11中的至少一项所述的设备，具有用于发送和接收车辆物联消息的其他天线，其中所述第一电子控制单元经由至少一个传输信道与所述天线连接，并且所述第二电子控制单元经由至少一个传输信道与所述其他天线连接。
13.根据权利要求12所述的设备，具有连接所述第一电子控制单元和所述天线的至少一个专用传输信道以及连接所述第二电子控制单元和所述其他天线的至少一个专用传输信道。
14.根据权利要求12至13中的至少一项所述的设备，其特征在于，设置分配给所述第一电子控制单元的第一补偿器以用于放大信号，并且设置分配给所述第二电子控制单元的第二补偿器以用于放大信号。
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- 2019-07-02 WO PCT/DE2019/200069 patent/WO2020007424A1/de active Application Filing
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