DE102004006466A1

DE102004006466A1 - Verfahren zu einer unidirektionalen Signalübertragung von einem Funkmodul zu einem peripheren Gerät

Info

Publication number: DE102004006466A1
Application number: DE200410006466
Authority: DE
Inventors: Janos-Gerold Dr. Enderlein; Ralf Dipl.-Ing. Wendler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-25
Also published as: WO2005076485A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer unidirektionalen, drahtlosen Signalübertragung von einem Funkmodul mit einer integrierten Funktechnologie zu einem peripheren Gerät, bei dem die Funktechnologie zu einer Übertragung von Signalen in einem ISM-Frequenzband umkonfiguriert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer unidirektionalen, drahtlosen Signalübertragung von einem Funkmodul, insbesondere einem Mobiltelefon, mit einer integrierten Funktechnologie zu einem peripheren Gerät. Bei dem peripheren Gerät kann es sich beispielsweise um einen drahtlosen Vibra-Signalgeber oder einen Opto-Signalgeber handeln. Ein Vibra-Signalgeber erzeugt eine mechanische Schwingung, die einer Person beispielsweise das Eintreffen eines Anrufes anzeigt. Ein Opto-Signalgeber gibt zum gleichen Zweck ein optisches (Leucht-)Signal aus. Über eine Basisstation bei dem Mobiltelefon eingehende Anrufe können zu einem derartigen peripheren Gerät signalisiert werden, so dass ein Nutzer mittels des peripheren Gerätes von dem eingehenden Anruf in Kenntnis gesetzt wird für den Fall, dass der Nutzer nicht direkt über das Mobiltelefon von einem entsprechenden Anruf erfährt; beispielsweise wenn das Mobiltelefon nicht in Reich- und/oder Hörweite des Nutzers ist. Ebenso ist es vorstellbar, dass eine bei einem Mobiltelefon eingehende Kurznachricht in Form einer sogenannten SMS (Short Message Service) vom Mobiltelefon zu einem peripheren Gerät weitergeleitet wird oder zumindest von diesem signalisiert wird, dass eine SMS bei dem Mobiltelefon eingegangen wird. Bei derartigen Anwendungen stellt sich das Problem der Herstellung einer drahtlosen Verbindung eines Funkmoduls bzw. eines Mobiltelefons zu einem entsprechend geeigneten peripheren Gerät unter Erfüllung einer Reihe von Anforderungen. Zum Einen muss zunächst eine unidirektionale Übertragung von Signalen von dem Mobiltelefon zu dem peripheren Gerät realisiert werden. Ferner sollte da bei eine eindeutige Zuordnung des Mobiltelefons zu dem entsprechenden peripheren Gerät ermöglicht sein; das bedeutet, dass eindeutig identifizierbar sein sollte, ob ein Signalstrom für das periphere Gerät adressiert ist. Darüber hinaus sollte eine zuverlässige Verbindung bestehen zwischen dem Mobiltelefon bzw. dem Funkmodul zu dem peripheren Gerät, auch wenn keine optische Verbindung, eine sogenannte „non line of sight (NLOS)" zwischen dem Mobiltelefon bzw. dem Funkmodul und dem peripheren Gerät gegeben ist. Dies wäre beispielsweise gegeben, wenn das Mobiltelefon sich in einer Aktentasche befindet. Ferner sollte die aufzubauende drahtlose Verbindung eine geringe Reichweite von einigen Metern und eine geringe Datenrate von einigen kBits/s besitzen. Wünschenswert ist es auch, anfallende Kosten zu minimieren. Insbesondere sollte sowohl auf Seite des Funkmoduls bzw. des Mobiltelefons wie auch auf Seite des peripheren Gerätes keine zusätzliche Hardware nötig sein.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nunmehr, ein Verfahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe es möglich wird, eine drahtlose unidirektionale Verbindung von einem Funkmodul bzw. einem Mobiltelefon zu einem peripheren Gerät herzustellen, wobei oben genannte Anforderungen weitestgehend Rechnung getragen wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zu einer unidirektionalen, drahtlosen Signalübertragung von einem Funkmodul mit einer integrierten Funktechnologie zu einem peripheren Gerät bereitgestellt, bei dem die Funktechnologie zu einer Übertragung von Signalen in einem ISM-Frequenzband umkonfiguriert wird.

Bisher ist es bekannt, eine drahtlose Verbindung mit einer standardisierten Technologie herzustellen, wie beispielsweise mittels WLAN (Wireless Local Area Netzwork), PAN (Personal Area Network) oder BT (Bluetooth). Der Nachteil dabei ist, dass der Einsatz einer dieser Technologien sehr kostenintensiv ist. Ferner gibt es die Möglichkeit eine drahtlose Verbindung über einen optischen „link", wie beispielsweise über einen sogenannten IRDA (Infrared Data Association). IRDA bezeichnet dabei eine standardisierte optische Schnittstelle. Allerdings ist dabei dann ein Sichtkontakt zwischen dem Funkmodul bzw. dem Mobiltelefon und dem peripheren Gerät zwingend, was auch wieder nur eingeschränkte Einsatzmöglichkeiten bietet. Darüber hinaus ist ein Einsatz von Geräten auf Basis von einer Feldstärkendetektion denkbar. Ein derartiges Gerät reagiert dabei auf die Überschreitung eines, vorher definierten Grenzwertes der (elektrischen oder magnetischen) Feldstärke in einem ebenso vorher definierten Frequenzbereich. Hier ist jedoch keine eindeutige Zuordnung des Mobiltelefons zu dem entsprechenden peripheren Gerät möglich.

Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass das Verfahren auf Nutzung einer im Funkmodul bzw. im Mobiltelefon bereits vorhandenen Funktechnologie basiert. Die im Funkmodul bzw. im Mobiltelefon bereits integrierte Funktechnologie, wie beispielsweise GSM oder BT, wird temporär zu einer Übertragung von Signalen in einem ISM (Industry, Scientific, Medecine)-Frequenzband umkonfiguriert. Wird das Mobiltelefon angerufen, so wird dem Mobiltelefon dieser Anruf seitens einer Basisstation, dass heißt seitens der das Mobiltelefon bedienenden Basisstation, über eine entsprechende Verbindung Basisstation-Mobiltelefon zugeleitet. Der bei dem Mobiltelefon eingehende Anruf wird nun erfindungsgemäß mittels der temporär umkonfigurierten Funktechnologie dem peripheren Gerät signalisiert.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein ISM-Frequenzband aus einem der vier folgenden ISM-Frequenzbänder ausgewählt: 433-434 MHz, 868-870 MHz, 902-928 MHz oder 2400-2480 MHz.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als integrierte Funktechnologie Bluetooth gewählt.

In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als integrierte Funktechnologie GSM gewählt.

Vorzugsweise wird dabei ein GSM-Band 900 (890-915 MHz) umkonfiguriert, um auf 902-928 MHz zu senden.

Alternativ dazu wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein GSM-Band 850 (824-849 MHz) umkonfiguriert, um auf 868-870 MHz zu senden.

Ferner ist es denkbar, in dem ISM-Frequenzband ISM 2400-2483 MHz zu senden, was einen großen Vorteil hat, da Bluetooth in etwa dem selben Frequenzband, nämlich 2400-2480 MHz, sendet, so dass hier keine Umkonfigurierung nötig ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Realisierung der Umkonfigu rierung ein Synthesizer durch Einstellung anderer Teilerfaktoren für eine ISM-Frequenz umprogrammiert. Üblicherweise überstreichen Synthesizer, die beispielsweise für GSM und UMTS eingesetzt werden, einen größeren Frequenzbereich als den in diesen Standards festgelegten. Damit entsteht die Möglichkeit der Einstellung von Frequenzen, die in den ISM-Spezifikationen vorgeschrieben sind. Die Einstellung des Synthesizers kann durch Software gesteuert werden. Dazu werden in den vorgesehenen Registern die entsprechenden Parameter eingetragen bzw. verändert. Typischerweise handelt es sich bei den Parametern um Teilerfaktoren, die den Grundoszillator bzw. das Oszillatorsystem in den gewünschten Faktor herunterteilen.

Beide genannten Vorgehensweisen sind mit einem sehr geringen technischen Aufwand verbunden.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Mobiltelefon bzw. das Funkmodul nach mindestens einer der oben genannten Möglichkeiten umkonfiguriert, so dass das umkonfigurierte Mobiltelefon bzw. Funkmodul in einem für die Stabilität der Verbindung Basisstation-Mobiltelefon unkritischen Zeitfenster nicht mehr in einem GSM oder Bluetooth Modus sendet. Es wird dann nur eine HF-Sendekonfiguration genutzt. Mit dieser Maßnahme wird das Mobiltelefon oder das Funkmodul nicht mehr beispielsweise als GSM- oder UMTS-Telefon genutzt, sondern als Funkeinrichtung betrieben, welches durch einen anderen Funkstandard bzw. Funktechnologie beschrieben wird. Dies kann, wie für das oben genannte Beispiel vorteilhaft, eine Funktechnologie sein, welche ISM-Frequenzen benutzt.

Vorzugsweise sendet das Funkmodul dabei ein vordefiniertes Signalmuster an das periphere Gerät, worauf das periphere Gerät das Signalmuster detektiert und mit einem in dem peripheren Gerät hinterlegten Signalmuster vergleicht. Bei Überschreiten eines vordefinierten Korrelationspeak wird dann das periphere Gerät eindeutig als dem Funkmodul zugeordnet identifiziert. Das bedeutet, dass das umkonfigurierte Mobiltelefon bzw. das Funkmodul beispielsweise ein eindeutig vordefiniertes barcodeähnliches HF-Burstmuster an das periphere Gerät sendet. Im einfachsten Fall wird dabei eine Sequenz auf einem HF-Träger durch OOK-(On OFF Keying bzw. EIN/AUS Tastatur) Modulation oder Pulsweitenmodulation dargestellt. Ferner ist es denkbar durch eine sogenannte PSK-(Phase Shift Keying) oder ASK-(Amplitude Shift Keying) Modulation eine Sequenz auf einem HF-Träger darzustellen. Weiterhin können sogenannte Chirpcodes verwendet werden. Bei der OOK-Modulation wird das HF-Trägersignal ein- und ausgeschaltet. Bei der Pulsweitenmodulation wird die Information durch die Pulswerte bzw. durch den Abstand der Burstpulse bzw. HF-Pakete beschrieben. Die PSK-Modulation nutzt für die Darstellung der Informationen die Phase des Trägersignals und die ASK-Modulation die Amplitude des Trägersignals. Das Chirp-Signal nutzt einen frequenzmodulierten HF-Träger zur Informationsübertragung. Das Muster einer derartigen Sequenz ist dabei dann dem umkonfigurierten Mobiltelefon bzw. dem Funkmodul eindeutig zugeordnet.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dabei dann beispielsweise die Telefonnummer oder eine andere dem Mobiltelefon bzw. dem Funkmodul eigene Unikat-Nummer wie beispielsweise eine sogenannte IMEI (International Mobile Equipment Identity) verwendet. Mit dieser 15-digit code Nummer ist jedes GSM-Telefon eineindeutig identifizierbar. Ferner ist es auch denkbar, ei ne Unikat-Nummer des peripheren Gerätes, die dann in das Mobiltelefon bzw. das Funkmodul eingetragen wird, zu verwenden.

Im peripheren Gerät wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dann das HF-Burstmuster empfangen und nachfolgend mit einem hier gespeicherten Signalmuster verglichen. Dies ist dabei sowohl auf der analogen wie auch auf der digitalen Ebene möglich. Das Maß der Übereinstimmung der Signalmuster ist die Korrelationsüberhöhung. Mit der Überschreitung eines vorher bestimmten Korrelationspeaks wird die Übereinstimmung festgelegt.

In dem peripheren Gerät kann die Feldstärke in einem entsprechenden GSM Frequenzband gemessen werden. Bei Detektion eines nahen Mobiltelefons bzw. Funkmoduls kann eine Aktivierung eines Empfängers im peripheren Gerät erfolgen. Auf diese Art und Weise kann Versorgungsenergie im peripheren Gerät gespart werden.

Je nach Anwendung sind weitere Aktionen denkbar. Bei Anwendung drahtloser Vibra-Signalgeber wird ein Motor oder ein Summer angeschaltet. In der Anwendung drahtloser Pager werden nachfolgend alle eingehenden Signale dekodiert und als Textmeldungen ausgegeben.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Mobiltelefon bzw. das Funkmodul nur nach einer der genannten Möglichkeiten umkonfiguriert, nämlich derart, dass das Mobiltelefon bzw. das Funkmodul weiterhin im GSM Mode sendet, der Bluetooth Mode jedoch geändert wird. Im Bluetooth Mode wird dann fortan nur die HF-Sendekonfiguration genutzt. Eine eindeutige Zuordnung des Mobiltelefons bzw. des Funkmoduls zum peripheren Gerät erfolgt dabei über eine zeit liche Zuordnung von Signalen. In dem peripheren Gerät wird nach herkömmlicher Methode die Feldstärke im GSM Frequenzband gemessen und bei Detektion eines nahen Mobiltelefons bzw. Funkmoduls eine Korrelationseinrichtung aktiviert. Dabei kann es sich beispielsweise um drahtlose Signalisierungseinrichtungen wie eine Leuchtdiode oder ein Vibrator handeln, die anzeigen, dass ein Anruf eingeht. Zur selektiven Aktivierung prüft nachfolgend die Korrelationseinrichtung das Vorhandensein einer Sequenz von Funksignalen. Der Empfang dieser Sequenz wird in einem logisch definierten Zeitfenster nach dem Empfang eines GSM-Burstes erwartet. Die Sequenz ist beispielsweise in einer zeitlichen Anordnung von HF-Bursts kodiert. Vorzugsweise wird zur Erzeugung der Bursts das HF-Teil der Bluetooth-Schnittstelle des Mobiltelefons bzw. des Funkmoduls genutzt und im 2400 MHz ISM-Frequenzband gesendet. Im peripheren Gerät wird das Burstmuster als Signalmuster detektiert und nachfolgend mit einem hier gespeicherten Signalmuster verglichen. Die Detektion erfolgt vorzugsweise auf der analogen Ebene, die Korrelation auf der digitalen Ebene. Das Maß für die Übereinstimmung der Signalmuster ist die Korrelationsüberhöhung. Mit der Überschreitung eines vorher bestimmten Korrelationspeak wird die Übereinstimmung festgestellt. Bei Überschreitung des Korrelationspeak gilt das periphere Gerät als adressiert. Weitere denkbare Aktionen werden, wie bereits beschrieben, gemäß der Art der Applikation ein- bzw. ausgeschaltet.

Ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass eine adressierte, unidirektionale, drahtlose Signalübertragung von einem Mobiltelefon bzw. einem Funkmodul zu einem peripheren Gerät unter Nutzung von einer bereits in dem GSM- und/oder Bluetooth-Mobiltelefon bzw. Funkmodul integrierten Funktech nologie ermöglicht wird. Dabei wird die bereits vorhandene Funktechnologie für die Signalübertragung in einem ISM-Frequenzband und geeigneten HF-Modulationsverfahren umkonfiguriert. Eine Identifikation der Richtigkeit der Zuordnung eines peripheren Gerätes zu einem Mobiltelefon bzw. einem Funkmodul erfolgt dabei dann im peripheren Gerät durch Korrelation eines vom Mobiltelefon bzw. vom Funkmodul gesendeten Signalmusters in Form beispielsweise einer bestimmten Sequenz von HF-Bursts mit einem im peripheren Gerät gespeicherten Signalmuster bzw. Sequenz. Bei Überschreitung eines Schwellwertes werden dann entsprechende Aktionen durchgeführt.

Claims

Verfahren zu einer unidirektionalen, drahtlosen Signalübertragung von einem Funkmodul mit einer integrierten Funktechnologie zu einem peripheren Gerät, bei dem die Funktechnologie zu einer Übertragung von Signalen in einem ISM-Frequenzband umkonfiguriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein ISM-Frequenzband aus einem der vier folgenden ISM-Frequenzbänder ausgewählt wird: 433-434 MHz, 868-870 MHz, 902-928 MHz oder 2400-2480 MHz.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als integrierte Funktechnologie Bluetooth gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als integrierte Funktechnologie GSM gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein GSM-Band 900 (890-915 MHz) umkonfiguriert wird, um auf 902-928 MHz zu senden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein GSM-Band 850 (824-849 MHz) umkonfiguriert wird, um auf 868-870 MHz zu senden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Synthesizer durch Einstellung anderer Teilerfaktoren für eine ISM-Frequenz umprogrammiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass – das Funkmodul ein vordefiniertes Signalmuster an das periphere Gerät sendet, – das periphere Gerät das Signalmuster detektiert und mit einem in dem peripheren Gerät hinterlegten Signalmuster vergleicht, – bei Überschreiten eines vordefinierten Korrelationspeak das periphere Gerät eindeutig als dem Funkmodul zugeordnet identifiziert wird.