CN1170369C - 有源转发器的通信控制器及其处理编码信息的方法 - Google Patents

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Abstract

用于通过电池供电的有源转发器处理编码信息的方法和通信控制器。特别供道路通行费的无线缴付的转发器系统内应用，从而转发器通过天线接收预置频率的调制微波辐射，以便获得输入信号，该信号被解调而获得二进制输入数据序列。然后馈送给按预置时钟频率的处理时钟操作的数字处理器(微控制器)，以便解码并产生二进制输出数据序列，从该数据序列在一定的持续时间内作为对接收的输入信号的应答形成输出信号，该输出信号通过转发器天线被发送。为了降低转发器电池的负荷，通过处理器的脉冲状出现的电流需求，同时以在输入信号的接收与输出信号的辐射之间的相对短的持续时间，由处理器(17)以相对低的时钟频率并行处理解码输入数据序列的数据。集成为处理单元的处理器(17)的多个处理器模块(19-22)实现解码输入数据序列的数据并行处理，并由具有处理时钟速率相对低的时钟频率的定时发生器(符号时钟检索电路18)操作。

Description

有源转发器的通信控制器及其处理编码信息的方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过电池供电的有源转发器处理编码信息的方法，以及一种有源转发器的通信控制器。
背景技术
本发明的背景是车辆的道路使用费(道路通行费)的无线缴付。多年来是由Q-Free ASA公司交付为此目的提供的系统。现在这些系统在挪威使用，并通称为“Q-Free box”。就此来说，“box”一词涉及的是这一系统附加在各个车辆上的模块，就是说指的是所谓的转发器。这种转发器从转发器系统的主站接收数据，并作为对此的应答向路边发回个人数据。同时这一领域的技术发展已经转到与过去该领域使用的转发器截然不同的转发器，它们不再是无源的而是有源的操作，并且对于其操作采用5.8GHz范围频率的微波辐射。使用这种已知的转发器系统，对由转发器接收的辐射为数据的传输进行调幅，同时对由转发器发送的微波辐射为数据的传输进行调相。
在转发器中通过最初微波辐射的接收而获得的调制输入信号被解调，以获得二进制输入数据序列(输入数据帧)。然后，该输入数据序列馈送给由预置时钟频率的处理时钟操作的数字处理器(微控制器)，以便解码并进而处理接收的数据，以及产生二进制输出数据序列(输出数据帧)。在从输出数据序列起一定的持续时间期间，作为对输入信号的应答在转发器中形成输出信号，该信号作为一定频率的调制微波辐射通过微控制器的天线被辐射。
这些有源转发器由电池作为能源供电。就此来说，“电池”一词包括原电池以及以单位并联排列的蓄电池。
使用已知的转发器系统，转发器系统的主站与个人转发器之间相继的交易(交易序列)基于先进的通信协议(HDLC-高级数据链路控制)进行，并通常包含数据序列和控制字段的处理。此外，对所进行的交易的安全性也有相当的需要。DES(数据加密标准系统)及Trippel-DES属最常见的安全算法。然而，这些安全算法的使用通常意味着，使用这些算法，由转发器对数据的处理变得极为费时。
到现在，对于转发器系统的转发器最常见的解决办法是用串行处理器作为其微控制器的解决方案。使用这种解决方案，可以有变化的灵活性，并能够使用以10MHz及更高时钟频率的系统时钟速率工作的处理器，实现满意的交易速度。
至今，微控制器用作为通信控制器的最大问题是相当高的系统时钟的时钟频率，结果造成对转发器电池相当高的负荷，且这是就电流平均高度和持续时间来说(以系统时钟频率回流的电流脉冲对时间的积分)，以及就脉冲状出现的电流回流(current withdrawal)对电池表示异常的负荷这样的事实而言。即使这种电流回流对转发器组件的寿命时间影响不大，这种程度的电流回流及特别是脉冲状出现的方式在相当低的温度时，电池内阻很高之下实际上也成为问题。
最后，至今用于转发器的微控制器是串行操作的处理器。这就是说这种处理器就能够被并行处理的数据的处理而言是不理想的，特别是当一方面处理器中需要处理方式的可扩展行为(解码)，而另一方面在收到输入信号之后输出信号应当在尽可能最短的持续时间从转发器发出时就更是如此。
本发明的目的，一方面是要显著降低电池的所述负荷以延长其寿命期，并改进其可操作性，另一方面是使转发器能够在收到输入信号时在相当短的持续时间内发出输出信号。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供了一种有源转发器的通信控制器及其处理编码信息的方法。
根据本发明的一个方面，提出了一种用于通过电池供电的有源转发器处理编码信息的方法，该方法供转发器系统内用于道路通行费的无线缴付，从而转发器通过天线接收预置频率的调制微波辐射以获得输入信号，该信号被解调以获得二进制输入数据序列，然后馈送给按预置时钟频率的处理时钟操作的数字处理器(微控制器)，以便解码并产生二进制输出数据序列，由此在一定的持续时间内作为对接收的输入信号的应答形成输出信号，该输出信号通过转发器的天线被发送，其特征在于，为了降低由处理器脉冲状出现的电流需求所引起的转发器电池的负荷，同时实现输入信号的接收与输出信号数据辐射之间相对短的持续时间，解码输入数据序列由处理器并行地且以相对低的时钟频率处理。
基于所述转发器系统的知识，由转发器接收和发送的数据序列的内容结构至少在相当程度上允许并行和特别是逐位发生的处理，根据本发明，与现有技术状态比较，提供了这样的优点，即显著降低了由于脉冲状出现的电流回流造成的转发器电池的负荷，以及在发出对接收的输入信号的应答之前相当短的持续时间。
优选地，解码输入数据序列的数据的并行处理是以大大降低的时钟频率实现的，与根据当前技术状态的串行处理的10MHz及更高的时钟频率相比，只是该时钟频率的一部分。使用相应进行的解码输入数据序列的数据的并行处理，能够以至今通常的一部分时钟频率的系统时钟速率实现这一处理，然而与以前的解决方案比较，显著缩短了输入信号的接收到输出信号的形成之间的持续时间。为此，现在出现的输入数据序列的数据处理程度必须超过时钟频率降低对上述持续时间的影响程度。与“较慢的”技术状态比较，为了产生这种处理速率，在转发器中可以采用对应的振荡器。
优选地，解码输入数据序列的数据的并行处理是以一种时钟频率实现的，该时钟频率是通过检索来自输入数据序列的符号时钟的多个相继定时脉冲，从符号定时发生器的时钟推导的，并且该时钟频率对应于符号时钟的时钟频率。这种解决方案就以下事实而言是有用的，符号时钟是转发器系统内具有最慢的时钟频率的时钟，即与以前的系统时钟比较是相当慢的时钟频率。在采用转发器内为处理器产生系统时钟的分开的振荡器是能够作到的。这对于电池的负荷也有正面的效果。
通过检索符号时钟及之后将其用作为系统时钟，获得了对于从电池电流回流的理想的解决方案。符号时钟是带有绝对最低时钟频率的时钟，该时钟能够在转发器系统中获得，而无需引入附加的缓冲器等。以这种系统时钟操作的基于多处理器模块的微控制器解决方案，使得能够进行到达转发器的数据的逐位发生的解码。这形成与数据序列(数据帧)首先必须被存储然后才能够开始数据的处理的微控制器方案明显的区别。
优选地，为了形成从符号时钟的时钟频率推导或对应于这一时钟频率的时钟频率，采用电子PLL-电路(锁相回路)。
就一定程度上以并行发生模式进行的所述数据的可处理性的上述知识而言，优选地，解码输入数据序列的数据的并发处理是逐位实现。
根据本发明的另一方面，提供了用于电池供电的有源转发器的通信控制器，该控制器特别供转发器系统内用于道路通行费的无线缴付，从而转发器通过天线接收预置频率的调制微波辐射以获得输入信号，该信号被解调以获得二进制输入数据序列，然后馈送给按预置时钟频率的处理时钟操作的数字处理器(微控制器)，以便解码并产生二进制输出数据序列，由此在一定的持续时间内作为对接收的输入信号的应答形成输出信号，该输出信号通过转发器的天线被发送，其特征在于，集成为处理单元的处理器的多个处理器模块实现解码输入数据序列的数据的并行处理，并由定时发生器(符号时钟检索电路)以处理时钟速率相对低的时钟频率操作。
优选地，作为用于产生用于所述处理器模块的处理时钟速率的定时发生器，提供一种电子电路用于从输入信号检索符号时钟的时钟频率。
优选地，为了以从符号时钟的时钟频率推导的时钟频率产生用于所述处理器模块的处理时钟速率，采用对应于该符号时钟的PLL-电路(锁相回路)。
附图说明
以下将借助于附图的图1和2更为详细地说明本发明。
图1以框图示出根据当前技术状态的转发器通信控制器与本发明相关的主要部分，及
图2以框图示出与本发明相关所采用的通信控制器的主要部分。
具体实施方式
图1示出一转发器的通信控制器11，没有根据当前技术状态进而详细示出。通信控制器1的系统时钟由振荡器12提供。通过线路13进来的输入数据存储到接收存储器(缓冲器)14。当完整的数据序列(数据帧)被接收并存储时，处理器内核15将开始处理输入数据并准备转发器对输入数据的应答。这以大约为10MHz的时钟频率或更高的时钟频率的系统时钟发生。在完成应答之后，它将放置在传输缓冲器16中，只要传输缓冲器16充有数据，数据的传输就能够开始，且能够通过转发器的天线以调相微波辐射的形式辐射出应答。
图2示出根据本发明的通信控制器17的主要部件。这一通信控制器17与根据图1的通信控制器1比较是基于完全不同的“体系结构”。使用根据图2的通信控制器17，系统时钟是从符号时钟检索电路18提供的，该电路把按这种方式实现的系统时钟提供给用于数据的并发处理而集成的所有处理器模块19-22。
以标号13指示的数据解码器向处理器模块19-22提供解码的数据，这些处理器模块在通过由标号24指示的线路每次收到数据之后，将对这些数据进行解码，处理并形成应答。在收到的数据序列(数据帧)的最后一位被解码之后，能够立即开始通过由标号25指示的线路传输应答数据。这样，不仅转发器输入信号的接收与输出信号的辐射之间的持续时间显著缩短，而且因为显著降低的转发器系统时钟的时钟频率，转发器电池的负荷降低的程度显著。

Claims (8)

1.用于通过电池供电的有源转发器处理编码信息的方法，该方法供转发器系统内用于道路通行费的无线缴付，从而转发器通过天线接收预置频率的调制微波辐射以获得输入信号，该信号被解调以获得二进制输入数据序列，然后馈送给按预置时钟频率的处理时钟操作的数字处理器(微控制器)，以便解码并产生二进制输出数据序列，由此在一定的持续时间内作为对接收的输入信号的应答形成输出信号，该输出信号通过转发器的天线被发送，其特征在于，为了降低由处理器脉冲状出现的电流需求所引起的转发器电池的负荷，同时实现输入信号的接收与输出信号数据辐射之间相对短的持续时间，解码输入数据序列由处理器并行地且以相对低的时钟频率处理。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，解码输入数据序列的数据的并行处理是以大大降低的时钟频率实现的，与根据当前技术状态的串行处理的10MHz及更高的时钟频率相比，只是该时钟频率的一部分。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，解码输入数据序列的数据的并行处理是以一种时钟频率实现的，该时钟频率是通过检索来自输入数据序列的符号时钟的多个相继定时脉冲，从符号定时发生器的时钟推导的，并且该时钟频率对应于符号时钟的时钟频率。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，为了形成从符号时钟的时钟频率推导或对应于这一时钟频率的时钟频率，采用电子PLL-电路(锁相回路)。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，解码输入数据序列的数据的并发处理是逐位实现。
6.用于电池供电的有源转发器的通信控制器(17)，该控制器特别供转发器系统内用于道路通行费的无线缴付，从而转发器通过天线接收预置频率的调制微波辐射以获得输入信号，该信号被解调以获得二进制输入数据序列，然后馈送给按预置时钟频率的处理时钟操作的数字处理器(17)(微控制器)，以便解码并产生二进制输出数据序列，由此在一定的持续时间内作为对接收的输入信号的应答形成输出信号，该输出信号通过转发器的天线被发送，其特征在于，集成为处理单元的处理器(17)的多个处理器模块(19-22)实现解码输入数据序列的数据的并行处理，并由定时发生器(符号时钟检索电路18)以处理时钟速率相对低的时钟频率操作。
7.根据权利要求6的通信控制器(17)，其特征在于，作为用于产生用于所述处理器模块(19-22)的处理时钟速率的定时发生器，提供一种电子电路用于从输入信号检索符号时钟的时钟频率。
8.根据权利要求7的通信控制器(17)，其特征在于，为了以从符号时钟的时钟频率推导的时钟频率产生用于所述处理器模块(19-22)的处理时钟速率，采用对应于该符号时钟的PLL-电路(锁相回路)。
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