DE102004058543B4

DE102004058543B4 - Drahtloses Kommunikationssystem mit automatisch anpaßbaren Drahtlos-Eigenschaften

Info

Publication number: DE102004058543B4
Application number: DE102004058543A
Authority: DE
Inventors: Anders K. Westerberg
Original assignee: Zarlink Semiconductor AB
Current assignee: Microsemi Semiconductor AB
Priority date: 2003-12-06
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2024-12-04
Also published as: FR2863423B1; US7369818B2; GB2408896B; US20050146460A1; FR2863423A1; GB2408896A; GB0328369D0; DE102004058543A1

Abstract

Drahtloses Kommunikationssystem, mit:
einer Master-Vorrichtung (10) und einer oder mehr Slave-Vorrichtungen (26), von denen jede eine Drahtlos-Schaltung für die wechselseitige Kommunikation über eine Drahtlos-Verbindung hat;
einem Funkempfänger (16) in der Master-Vorrichtung (10) zum Empfangen von Information über den geographischen Ort der Vorrichtung;
einem Speicher (22) in der Master-Vorrichtung (10) zum Speichern von Information über unterschiedliche Drahtlos-Eigenschaften an unterschiedlichen geographischen Orten;
einem Mikroprozessor (20) zum Wiedergewinnen von Information aus dem Speicher (22) basierend auf dem geographischen Ort der Vorrichtungen (10, 26) und zum Konfigurieren der Drahtlos-Schaltung derart, daß ihre Drahtlos-Eigenschaften zu für den geographischen Ort geeigneten Drahtlos-Eigenschaften passen, die von dem Speicher (22) wieder gewonnen worden sind; und
einem Wachhund (28) in jeder Slave-Vorrichtung (26), der so programmiert ist, daß in dem Fall, daß von der Master-Vorrichtung (10) keine Kommunikation empfangen wird, nach einer vorbestimmten Zeitdauer der Wachhund (28) die verfügbaren Drahtlos-Eigenschaften abtastet, um ein Signal...

Description

Diese Erfindung betrifft das Gebiet der drahtlosen Kommunikation und insbesondere drahtloses Kommunikationssystem aus mehreren Kommunikationsvorrichtungen, bei denen die Drahtlos-Eigenschaften automatisch für irgendeinen bestimmten geographischen Ort angepaßt werden können.
Drahtlose Kommunikation wird nun weit verbreitet in einer Vielfalt von Anwendungsformen von mobilen Telefonen bis zu drahtlosen Netzwerken. Drahtlose Kommunikation wird auch in solchen Geräten wie Herzschrittmachern verwendet, die mit einer externen Vorrichtung kommunizieren müssen, welche außerhalb des Körpers getragen wird. Da die Leute mehr reisen, besteht die Notwendigkeit, daß sie ihre drahtlosen Vorrichtungen mit sich nehmen. Das Problem liegt darin, daß unterschiedliche Teile des Globus unterschiedliche Regeln haben, welche die Verwendung von Funkfrequenzen abdecken. Beispielsweise kann in vielen Frequenzbereichen kein einzelnes Frequenzband weltweit genutzt werden.
Wenn die Kommunikationsvorrichtung statisch ist, stellt dies kein Problem dar, da die geeigneten Eigenschaften zum Zeitpunkt des Einrichtens gewählt werden können. Jedoch stellt dies ein Problem für am Körper getragene, in der Hand gehaltene und tragbare Systeme dar, wenn die Vorrichtung an mehreren unterschiedlichen Stellen eingesetzt werden soll und wenn die Vorrichtung mit einer Partnervorrichtung kommunizieren muß, beispielsweise einem Controller. Gegenwärtig gibt es keine Möglichkeit, eine Vorrichtung zu gestalten, die in juristisch zulässiger Weise überall eingesetzt werden kann. Zum Beispiel kann ein Herzschrittmacher, der mit einer Steuereinheit kommuniziert, in den Vereinigten Staaten legal sein, in Europa jedoch illegal.

Die EP 1 209 863 A2 offenbart ein elektronisches Gerät mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, bei dem auf Basis eines GPS-Signals das momentane Land erfaßt wird. Nutzbare Frequenzbänder können auf Basis von Ländernamen abgerufen werden. Wenn ermittelt wird, daß die Frequenz von Funkwellen, die von einem anderen, registrierten elektronischen Gerät ausgegeben werden, nicht mit dem nutzbaren Frequenzband des momentanen Landes übereinstimmt, veranlaßt das elektronische Gerät eine Betriebsfrequenz-Änderung des anderen elektronischen Gerätes.

Die WO 02/39210 A2 betrifft ein System und ein Verfahren zum Aktualisieren von gespeicherter Information in einem elektronischen Gerät. Dabei ist das elektronische Gerät mit einem GPS-Empfänger ausgestattet. Auf Basis der von Satelliten ausgestrahlten Daten ermittelt das elektronische Gerät seine geographische Lage. Nach einem Abgleich mittels einer Tabelle mit gespeicherten geographischen Positionen und der zugehörigen Ländercodes kann sich das elektronische Bluetooth-Gerät automatisch selbst auf die entsprechende Frequenz einstellen, wenn das Gerät feststellt, daß es das Land gewechselt hat.

Die DE 101 63 990 A1 offenbart ein Kommunikationssystem mit stationären Komponenten und Mobilteilen, das als Notfall-System ausgebildet ist, mit globalen und/oder regionalen Sende- und Empfangsanlagen für die Aufnahme und die Ausstrahlung aktueller und regionaler Daten oder Meldungen. Dieses Kommunikationssystem weist Mittel auf für das Speichern und für die Wiedergabe per Funk erhaltener aktueller, regionaler Daten. Eine individuelle Neuprogrammierung von Routenplänen ist möglich.

Die DE 102 05 710 A1 offenbart ein Body Area Network mit ständig arbeitendem Herzschrittmacher und mit einem Temperaturfühler, der einen einstellbaren Schlafmodus hat.

Es ist beispielsweise aus der britischen GB 2 371 713 A bekannt, die Position einer mobilen Vorrichtung zu bestimmen und sie neu zu konfigurieren, wenn sie sich zu einem entfernten Ort bewegt. Der Stand der Technik spricht nicht den Fall eines Paares kommunizierender Vorrichtungen an, beispielsweise eines Herzschrittmachers und eines Controllers, die ihren Standort ändern können, jedoch nicht mit einer Basisstation kommunizieren, und bei denen es keine technische Notwendigkeit gibt, die Drahtlos-Eigenschaften der kommunizierenden Vorrichtungen zu ändern.

Gemäß den Grundsätzen der Erfindung umfaßt ein drahtloses Kommunikationssystem einen Empfänger, der in der Lage ist, den aktuellen geographischen Ort der Vorrichtung zu identifizieren. Eine Nachschlagetabelle speichert Information über die erlaubten Drahtlos-Eigenschaften für mehrere Orte, und Drahtlos-Eigenschaften, die für den Ort geeignet sind, werden dann basierend auf der Information in der Nachschlagetabelle ausgewählt. Die Draht los-Eigenschaften von zwei oder mehr kommunizierenden Vorrichtungen werden dann entsprechend den gewählten Eigenschaften konfiguriert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein drahtloses Kommunikationssystem anzugeben, mit einem GPS-empfangenden Gerät als Master-Vorrichtung und einer oder mehr Slave-Vorrichtungen für die wechselseitige Kommunikation über eine Drahtlos-Verbindung, das sich bei einer Grenzüberschreitung auf eine erlaubte Übertragungsfrequenz zwischen der Master-Vorrichtung und den Slave-Vorrichtungen einstellt, wobei es auch nicht bei der ersten Übertragung in einem anderen Land zum Senden auf einer illegalen Frequenz kommt, auch nicht um die Slave-Vorrichtungen zu aktualisieren. Des weiteren soll die Frequenz der Master-Vorrichtung aktualisiert werden können, ohne daß auf ein Quittierungssignal von jeder der Slave-Vorrichtungen gewartet wird.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung stellt ein drahtloses Kommunikationssystem mit einer funktionalen Vorrichtung als Master-Vorrichtung und einer oder mehr funktionalen Vorrichtungen als Slave-Vorrichtungen zur Verfügung, wobei jede eine Drahtlosschaltung zum wechselweisen Kommunizieren über eine drahtlose Verbindung hat, mit einem Funkempfänger in der Master-Vorrichtung zum Empfangen von Information über den geographischen Ort der Vorrichtung; mit einem Speicher in der Master-Vorrichtung zum Speichern von Information über unterschiedliche Drahtlos-Eigenschaften an unterschiedlichen geographischen Orten; mit einem Mikroprozessor zum Wiedergewinnen von Information aus dem Speicher basierend auf dem geographischen Ort der Vorrichtungen und zum Konfigurieren der Drahtlosschaltung, so daß ihre Drahtlos-Eigenschaften zu den für den geographischen Ort geeigneten Drahtlos-Eigenschaften passen, die von dem Speicher wiedergewonnen sind, und mit einem Wachhund in jeder Slave-Vorrichtung, der so programmiert ist, daß in dem Fall, daß von der Master-Vorrichtung keine Kommunikation empfangen wird, nach einer vorbestimmten Zeitdauer der Wachhund die verfügbaren Drahtlos-Eigenschaften abtastet, um ein Signal der Master-Vorrichtung zu erfassen, und auf das Erfassen eines solchen Signals hin, welches andere verfügbare Drahtlos-Eigenschaften verwendet, die Drahlos-Eigenschaften der Slave-Vorrichtung aktualisiert, damit sie mit den Drahtlos-Eigenschaften des erfaßten Signals übereinstimmen.

Die funktionale Anordnung kann irgendeine funktionale Vorrichtung umfassen, wie einen Herzschrittmacher zum Beispiel, der über eine drahtlose Verbindung mit einer anderen Vorrichtung kommunizieren muß. Sie könnte sich auch auf ein Paar Kommunikationsvorrichtungen erstrecken, beispielsweise auf Gegensprechanlagen. Der Empfänger kann zweckmäßigerweise ein GPS (Global Positioning Receiver) sein, obwohl verstanden werden wird, daß die Positionsdaten auch aus anderen Quellen gewonnen werden können, so wie feststehenden Funkfrequenz-Positioniersystemen, wie LORAN. Auch könnten drahtlose Netzwerke, so wie Bluetooth, WiFi oder zellulare Systeme benutzt werden.

Die Information, die in dem Speicher enthalten ist, ist normalerweise öffentliche Information, die von den Behörden in jedem Land oder von internationalen Standardbehörden publiziert werden. Die Erfindung stellt sicher, daß die Vorrichtungen in der Anordnung automatisch lokalen Bestimmungen entsprechen.

Die Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten, lediglich beispielhaft, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, wobei
1 ein Blockschaubild einer funktionalen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist; und
2 ein Blockschaubild eines Kommunikationssystems ist.
Eine Master-Vorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, kann irgendeine funktionale Vorrichtung sein, die die drahtlose Verbindung benutzt, um mit einer anderen Partner-Vorrichtung zu kommunizieren. Bei diesem Beispiel wird angenommen, daß sie ein Herzschrittmacher ist, der in dem Körper implantiert ist, der drahtlose Verbindungen benutzt, um mit einer Steuervorrichtung außerhalb des Körpers zu kommunizieren.
Gegenwärtig gibt es keine Möglichkeit, eine geeignete Funkfrequenz auszuwählen, die überall arbeiten würde. Frequenzen, die zum Einsatz in manchen Ländern verfügbar sind, sind in anderen nicht verfügbar. Dies macht es unmöglich, Kommunikationsvorrichtungen zu gestalten, die in jedem Land eingesetzt werden könnten. Ein Benutzer, der aus den Vereinigten Staaten nach Europa reist, kann beispielsweise finden, daß er auf seiner Reise nicht in legaler Weise seinen Herzschrittmacher oder eine andere Vorrichtung einsetzen kann. Natürlich ist dies ein unhaltbarer Zustand.
Die Master-Vorrichtung 10 umfaßt eine Hochfrequenzschaltung 12 zum Kommunizieren über eine Antenne mit einer weiteren Vorrichtung (nicht gezeigt). Die Hochfrequenzschaltung kann ein Transceiver, Sender oder Empfänger sein, abhängig von dem Typ der Kommunikation, der gefordert wird. Typischerweise wird die Schaltung ein Transceiver sein, um eine Zweiweg-Datenkommunikation mit einer externen Vorrichtung zu erlauben. Zum Beispiel wird in dem Fall eines Herzschrittmachers der Transceiver ermöglichen, daß Daten zu der externen Vorrichtung in Antwort auf einen externen Befehl übertragen werden, der über die drahtlose Verbindung empfangen worden ist. Die Vorrichtung weist weiterhin als Funkempfänger 16 einen GPS-Empfänger 16 auf, der mit einer GPS-Antenne 18 zum Empfangen von GPS-Daten von GPS-Satelliten verbunden ist.
Die GPS-Daten ermöglichen es, daß die genaue geographische Position der Master-Vorrichtung 10 festgelegt werden kann. GPS-Empfängerchips sind im Handel erhältlich. Zum Beispiel würde ein geeigneter GPS-Chipsatz der Instant GPS-Chip sein, der von Motorola hergestellt wird.
Die Positionsdaten am Ausgang des GPS-Chips werden in den Mikroprozessor 20 eingegeben. Die Nachschlagetabelle, die irgendein geeigneter Speicher 22 sein kann, wie ein Nur-Lese-Speicher (ROM), speichert Daten, die zu verfügbaren Frequenzen gehören, welche mit GPS-Daten korreliert sind. Wenn beispielsweise ein bestimmtes Land die Verwendung einer bestimmten Funkfrequenz vorschreibt, wird die Nachschlagetabelle die Funkfrequenz mit den geographischen Grenzen des in Frage stehenden Landes in Zusammenhang bringen. Die Nachschlagetabelle ordnet die Funkeigenschaften Bereichen zu, die durch GPS-Koordinaten begrenzt sind.
Es sollte angemerkt werden, daß, obwohl es möglich ist, die genauen geographischen Koordinaten aus den GPS-Daten herauszuziehen, dies nicht wesentlich ist. Die Nachschlagetabelle in dem Speicher 22 kann die Funkfrequenzen speichern, die direkt mit den unaufbereiteten GPS-Daten korreliert sind. Diese Lösung kann Verarbeitungsaufwand sparen.
Während des Betriebs der Vorrichtung nimmt der GPS-Empfänger 16 kontinuierlich GPS-Satellitensignale auf, wenn sie verfügbar sind. Die GPS-Daten werden von dem Mikroprozessor 20 überwacht, und wann immer die Vorrichtung 10 sich in einen Bereich mit unterschiedlichen Funkeigenschaften bewegt, wie in ein anderes Land, gewinnt der Mikroprozessor 20 die geeigneten Daten aus der Nachschlagetabelle in dem Speicher 22 und ändert die Betriebsfrequenz der Hochfrequenzschaltung 12 entsprechend. Wenn GPS-Daten nicht verfügbar sind, wird die Vorrichtung 10 weiter bei der vorliegenden Frequenz arbeiten, bis zu der Zeit, wenn ein GPS-Signal erhalten wird, und dies zeigt, daß die Vorrichtung 10 sich in einen unterschiedlichen geographischen Bereich mit unterschiedlichen Eigenschaften bewegt hat.
Es ist nicht notwendig, einen GPS-Empfänger in jede Kommunikationsvorrichtung einzuschließen. Es gibt mehrere Wege, alle die Vorrichtungen dazu zu bringen, unter Verwendung derselben Eigenschaften zu kommunizieren. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung als ein Master wirken, welcher die GPS-Daten aufnimmt und eine erforderliche Änderung in der Frequenz an eine Anzahl von Slave-Vorrichtungen 26 kommuniziert. Eine solche Anordnung ist in 2 gezeigt, in der die Vorrichtung 10 der Master ist, der GPS-Daten von Satelliten 24 aufnimmt. Wann immer eine Änderung im Ort, welche eine Änderung in der Frequenz erfordert, erfaßt wird, kommuniziert die Master-Vorrichtung 10 mit einer oder mehreren vorliegenden Slave-Vorrichtungen 26 und instruiert sie, auf eine neu identifizierte Frequenz zu wechseln, wie sie durch die Nachschlagetabelle in der Master-Vorrichtung 10 festgelegt ist. Wenn sie die Frequenz ändern, senden die Slave-Vorrichtungen 26 ein Bestätigungssignal zurück zu dem Master. Wenn alle die Vorrichtungen die Änderung in der Frequenz bestätigt haben, aktualisiert der Master seine Hochfrequenzschaltung auf die neue Frequenz, und danach findet die Kommunikation auf der neuen Frequenz statt.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann, statt daß der Master eine Änderung in der Frequenz an die Slave-Vorrichtungen 26 überträgt, die Letztere einen Wachhund 28 umfassen, der den Funkempfänger so ändert, daß er andere mögliche Frequenzen abtastet, wenn keine Daten nach einer bestimmten Zeit empfangen worden sind, um festzustellen, ob die Master-Vorrichtung 10 auf einer anderen Frequenz übertragt. Wenn der Wachhund 28 feststellt, daß der Master auf einer anderen Frequenz überträgt, ändert er die Betriebsfrequenz der Slave-Vorrichtung 26, so daß sie zu der neuen Frequenz paßt.
Der Wachhund 28 liegt typischerweise in der Form eines Mikroprozessors vor, welcher die möglichen Frequenzen aus einem Speicher wiedergewinnt und die Hochfrequenzschaltung ändert, um jede Frequenz zu überprüfen, bis er eine findet, die aktiv ist. Der Wachhund schickt dann ein Bestätigungssignal zurück zu dem Master.
Eine weitere Möglichkeit ist es, den GPS-Empfänger in eine der Slave-Vorrichtungen 26 zu legen. In dem Fall kann der Master periodisch die Slave-Vorrichtung mit dem GPS-Empfänger befragen, um die tatsächliche Position oder als Alternative die bevorzugte Funkfrequenz zu bestimmen, die in diesem Fall in dem Speicher in der Slave-Vorrichtung mit dem GPS-Empfänger gespeichert werden kann.
Noch eine weitere Möglichkeit ist es, einen GPS-Empfänger in jeder Vorrichtung vorzusehen, und die Funkfrequenz unabhängig in jeder Vorrichtung zu ändern, damit sie mit der Funkfrequenz, die für den Ort geeignet ist, übereinstimmt.
Die Erfindung ist mittels Funkfrequenzen beschrieben worden, obwohl verstanden werden wird, daß die Erfindung auch auf andere Funkeigenschaften, so wie Zeitgebung, Paketformate und dergleichen anwendbar ist.

Claims

Drahtloses Kommunikationssystem, mit: einer Master-Vorrichtung (10) und einer oder mehr Slave-Vorrichtungen (26), von denen jede eine Drahtlos-Schaltung für die wechselseitige Kommunikation über eine Drahtlos-Verbindung hat; einem Funkempfänger (16) in der Master-Vorrichtung (10) zum Empfangen von Information über den geographischen Ort der Vorrichtung; einem Speicher (22) in der Master-Vorrichtung (10) zum Speichern von Information über unterschiedliche Drahtlos-Eigenschaften an unterschiedlichen geographischen Orten; einem Mikroprozessor (20) zum Wiedergewinnen von Information aus dem Speicher (22) basierend auf dem geographischen Ort der Vorrichtungen (10, 26) und zum Konfigurieren der Drahtlos-Schaltung derart, daß ihre Drahtlos-Eigenschaften zu für den geographischen Ort geeigneten Drahtlos-Eigenschaften passen, die von dem Speicher (22) wieder gewonnen worden sind; und einem Wachhund (28) in jeder Slave-Vorrichtung (26), der so programmiert ist, daß in dem Fall, daß von der Master-Vorrichtung (10) keine Kommunikation empfangen wird, nach einer vorbestimmten Zeitdauer der Wachhund (28) die verfügbaren Drahtlos-Eigenschaften abtastet, um ein Signal der Master-Vorrichtung (10) zu erfassen, und auf das Erfassen eines solchen Signals hin, welches andere verfügbare Drahtlos-Eigenschaften verwendet, die Drahtlos-Eigenschaften der Slave-Vorrichtung (28) aktualisiert, damit sie mit den Drahtlos-Eigenschaften des erfaßten Signals übereinstimmen.
Drahtloses Kommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem die Drahtlos-Eigenschaft die Funkfrequenz ist.
Drahtloses Kommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem der Empfänger (16) ein GPS-Empfänger ist.
Drahtloses Kommunikationssystem nach Anspruch 3, bei dem der Speicher (22) die Drahtlos-Eigenschaften im Zusammenhang mit Gebieten, die durch GPS-Koordinaten begrenzt sind, speichert.
Drahtloses Kommunikationssystem nach Anspruch 3, bei dem der Speicher (22) die Drahtlos-Eigenschaften im Zusammenhang mit unaufbereiteten GPS-Daten speichert.