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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Integration von mehreren
Funkdiensten, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines
derartigen Verfahrens.
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Derartige
Verfahren und Vorrichtungen können
beispielweise auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik Anwendung finden.
Beispielsweise werden neuere Fahrzeuge bereits herstellerseitig
immer öfter
mit Funkdiensten wie Satelliten-Navigation, analogen und digitalen
Rundfunk sowie mobiler Telephonie ausgestattet.
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Zudem
steigt auch die Ausstattungsrate heutiger Fahrzeuge für Funk-Zentralverriegelung,
passive Zugangs- und Startsysteme sowie Reifendruckkontrollsysteme.
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Derartig
ausgerüstete
Fahrzeuge besitzen heutzutage mehrere separate Sende- und Empfangseinheiten,
im Folgenden Transceiver genannt, oder Empfangs- und Abstimmeinheiten,
im Folgenden Tuner genannt, wobei diese über sich jeweils unterscheidende
Schnittstellen verfügen
und diverse Steuergeräte
benötigen.
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Nachteiligerweise
erhöht
der Bedarf an bekannten und etwaigen zukünftigen Funkdiensten den Verkabelungsaufwand
und damit auch die Störanfälligkeit
(EMV) in einem Fahrzeug.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Integration bzw. Einbindung mehrerer Funkdienste in eine Anwendung,
insbesondere ein Fahrzeug, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines
solchen Verfahrens zu schaffen, welches auf kostengünstige Art
und Weise den Verkabelungsaufwand vermindert und das EMV-Verhalten
verbessert.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Durch
das Zusammenfassen mehrerer Funkdienste, wie beispielsweise Satelliten-Navigation,
analogen und digitalen Rundfunk, Telephonie, WLAN, Bluetooth, Funk-Zentralverriegelung,
passives funkgesteuerte Zugangs- und Startsystem, Reifendruckkontrollsystem,
mittels einer zentralen Tuner- und/oder Transceivereinrichtung kann
der sonst notwendige Verkabelungsaufwand, insbesondere bei Verwendung
einer in einem Fahrzeug angeordneten Mehrfachantenne, wesentlich
verringert werden.
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Hierbei
kann als Mehrfachantenne bzw. Multiantenne beispielsweise ein Antennenmodul
mit einer Mehrzahl von Antennen für unterschiedliche Funkdienste
Anwendung finden, um Informationen zu empfangen und/oder zu senden.
Diese Antennenmodul kann mit einer erfindungsgemäßen zentralen Tuner- und/oder
Transceivereinrichtung verbunden sein, so dass sich der Verkabelungsaufwand
zu einem jeweiligen separaten Transceiver oder Tuner bzw. den Steuergeräten erübrigt. Vorzugsweise
ist die erfindungsgemäße zentrale
Tuner- und/oder Transceivereinrichtung ortsnah bei oder in einem
solchen Antennenmodul bzw. dessen Gehäuse angeordnet, so dass auch
der Kabelweg zur zentralen Tuner- und/oder Transceivereinrichtung
kurz bleibt.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung können hierbei die primärseitig
jeweils an entsprechenden Ein-/Ausgängen der zentralen Tuner- und/oder
Transceivereinrichtung anliegenden, von einer Antenneneinrichtung
kommenden Informationen gefiltert und priorisiert werden, so dass
das Datenaufkommen auf einem sekundärseitigen an einem Ein-/Ausgang
der zentralen Tuner- und/oder Transceivereinrichtung anliegenden
Datenbus hierdurch verringert, ein unnötig hohes Datenaufkommen oder gar
eine Überlast
vermieden und die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Informationen
erhöht
werden kann.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die primärseitig
von der Antenneneinrichtung kommenden Dienste bzw. Informationen
hierbei in sicherheitsrelevante und nicht sicherheitsrelevante Dienste
bzw. Informationen getrennt. Auch hierdurch kann das Datenaufkommen
auf dem sekundärseitigen
Bus verringert werden, so dass bei einer Weiterleitung der Dienste
und/oder Informationen über
den wenigstens einen Bus, insbesondere ein MOST-Bus und/oder einen
HF-Transceiver, an entsprechende Endgeräte das Anforderungsprofil aller
oder einzelner Dienste, insbesondere sicherheitsrelevanter Dienste
und/oder Diensten mit Echtzeitanforderung, leichter erfüllt werden
kann.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann wenigstens ein Teil
aller verfügbaren
Dienste und/oder Informationen jederzeit und/oder gleichzeitig abgefragt
werden. Abgesehen von den vorstehenden Möglichkeiten, um die Datenübertragungsrate auf
kostengünstige
und einfache Art und Weise ausreichend zu gestalten, kann hierzu
die zentrale Tuner- und/oder Transceivereinrichtung mehrere Tuner-
und/oder Transceivereinheiten und/oder eine Multiplexereinheit aufweisen,
um ein gleichzeitiges Senden- und Empfangen bzw. Abrufen mehrerer Dienste
zu ermöglichen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung können diverse Informationen
mittels einer Speichereinheit zwischengespeichert werden, beispielsweise
um ein Abarbeiten eines Vorgangs bis eine zugeordnete Priorität zur dessen
Abarbeitung erreicht ist, abzuwarten.
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Zur
Verminderung des Datenaufkommens auf dem gemeinsamen sekundärseitigen
Datenbus können
alle Funkdienste von der zentralen Tuner- und/oder Transceivereinrichtung
verwaltet und/oder konfiguriert und/oder parametriert und/oder gesteuert werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden Algorithmen für Diversitäts-Verfahren,
insbesondere Antennen-, Raum-, Schalt- und Phasen-Diversität, unterstützt. Hierdurch
können
die verschiedenen Antennen entsprechend besser ausgenützt bzw.
angesprochen werden, wobei selbstverständlich auch die Möglichkeit
besteht, ein und dieselbe Antenne unterschiedlich anzusprechen und
hierdurch unterschiedliche Funktionalitäten zu ermöglichen.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung unterstützt die zentrale Tuner- und/oder
Transceivereinrichtung primärseitig
unterschiedliche digitale Tuner- und/oder Transceiver-Bussysteme und ist
sekundärseitig
an wenigstens einen Standardbus angebunden. Hierdurch ist auch eine
nachträgliche
Erweiterbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens auf besonders
einfache Art gewährleistet.
Insbesondere kann der intelligente Transceiver und/oder Tuner Multiplexer
hierzu vorzugsweise primärseitig
einen schnellen und rekonfigurierbaren Daten- und Steuerbus aufweisen,
um neue Standards und/oder neue Dienste zu unterstützen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der intelligenten Transceiver
und/oder Tuner Multiplexer eine externe Bus- und/oder HF-Schnittstelle auf, welche
ein Update einer Betriebssoftware ermöglicht.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist der intelligente Transceiver
und/oder Tuner Multiplexer eine sekundärseitige externe Bus- und/oder
HF-Schnittstelle auf. Hierdurch ist ein Zugriff, beispielsweise
für eine
Wartung, erleichtert, da über
diese Schnittstellen auf den intelligenten Transceiver und/oder
Tuner Multiplexer zugegriffen werden kann und auf diese Weise eine Änderung
von Parametern für
unterschiedliche Dienste, ein Upgrade der Betriebssoftware, etc.,
vorgenommen werden kann.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der intelligente Transceiver
und/oder Tuner Multiplexer eine USB und/oder IEEE1394-Schnittstelle
auf. Hierdurch können
auch andere Ge räte
beispielsweise als Zubehör,
zum Nachrüsten
oder als Ersatzteil, leicht angebunden werden.
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In
besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist der intelligente Transceiver
und/oder Tuner Multiplexer in einem Endgerät, insbesondere Navigationsgerät, integriert,
so dass die bauliche Größe und der Aufwand
gering gehalten werden kann, da bereits vorhandene bzw. notwendige
Einrichtungen, wie zum Beispiel Stecker, Verbindungen, Gehäuse mitgenutzt werden
können.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 ein
schematisches Blockschaltbild einer zentralen Tuner- und/oder Transceivereinrichtung
in einem Fahrzeug.
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Das
in 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt schematisch
eine beispielsweise in einem Fahrzeug bzw. an einem Fahrzeug angeordnete
Antenneneinrichtung 1, welche, wie in der Zeichnung angedeutet,
eine Vielzahl von einzelnen Antennen oder Antenneneinheiten enthält. Diese
Antennen können sich
hierbei sowohl in ihrer Art als auch in ihrer Ausrichtung unterscheiden,
so dass diese Antennen beispielhaft für das Empfangen und/oder Senden
unterschiedlicher Dienste stehen.
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Diese
Dienste sind in 1 nur beispielhaft, nicht abschließend, dargestellt.
Entsprechend können
unter anderem Dienste, wie eine Satellitennavigation 3,
eine mobile Telephonie, eine WLAN oder Ultrabreitbandanbindung 7,
ein Satellitenrundfunk 9, unterschiedliche ISM Dienste,
wie beispielsweise Funk-Zentralverriegelung, passive Zugangs- und Start systeme,
Reifendruckkontrollsysteme, etc., digitale terrestrische Rundfunk-
und Fernsehdienste 13, wie beispielsweise DAB, DAM und
DVBT, sowie analoger Rundfunk 15 und 17 unterstützt werden.
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Die
Dienste bzw. die Informationen der Dienste liegen hierbei als digitale
Signale an den primärseitigen
Ein- und/oder Ausgängen
eines intelligenten digitalen Transceiver-/Tuner-Multiplexers 19 an. Selbstverständlich ist
es bei etwaigen analogen Diensten, wie analoger Rundfunk hierzu
notwendig, die Dienste bzw. die Signale wie schematisch bei den Diensten 15, 17 angedeutet,
mittels eines AD-Wandlers digital umzusetzen. Diese Umsetzung bzw.
etwaige notwendige Anpassung von Signalpegeln etc. kann hierbei
in entsprechender Kopplungselektronik, hier jeweils als Blockschaltbild 3 bis 17 dargestellt, erfolgen,
wobei diese Kopplungselektronik sowohl eigenständig, also zwischen der Antenneneinrichtung 1 und
dem intelligenten digitalen Transceiver-/Tuner-Multiplexer, im Folgenden
IDTM genannt, erfolgen kann oder auch Teil der Antenneneinrichtung 1 selbst
oder primärseitiger
Teil des IDTM 19 sein kann.
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Soweit
die Kopplungselektronik nicht Teil des IDTM 19 selbst ist,
sind die unterschiedlichen Dienste bzw. deren Signale über jeweils
einen primärseitigen Steuerbus 31 und
Datenbus 33 primärseitig
mit den Ein- und Ausgängen
des IDTM 19 verbunden, wobei der Datenfluss über die
Busse 31 und 39, wie auch die jeweiligen Antenneneinheiten
der Antenneneinrichtung 1 je nach Anwendungsfall auch bidirektional erfolgen
kann.
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In
dem IDTM 19 ist sämtliche
Elektronik enthalten, um die jeweiligen Antenneneinheiten der Antenneneinrichtung 1 entsprechend
der Spezifikationen der unterschiedlichen Dienste 3 bis 17 anzusprechen.
Demzufolge sind in dem IDTM je nach Dienst ein Empfänger und/oder
Sender, eine Einheit zur Abstimmung (Tuner), eine Multiplexereinheit
sowie eventuell eine Speichereinheit und andere, nicht näher dargestellte
Elektronikeinheiten enthalten. Zur Gewährleistung eines Ansprechens
ei nes Dienstes zu jeder beliebeigen Zeit, insbesondere eines gleichzeitigen
Ansprechens mehrere Dienste, kann über einen Multiplexer (zumindest
in Form einer Quasi-Gleichzeitigkeit) erreicht werden. Zudem können in dem
IDTM einzelne Empfänger- oder Sendeeinheiten
oder gekoppelte Sender und Empfänger
(Transceiver) mehrfach vorhanden sein, um selbst eine echte Gleichzeitigkeit
einer Signalübertragung
zu gewährleisten.
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Das
IDTM 19 weist, wie aus 1 ersichtlich,
sekundärseitig
eine Schnittstelle 21 auf, welche eine Anbindung an Endgeräte unmittelbar
und/oder über
im Fahrzeug vorhandene Daten und Steuerbusse 23 und 25,
wie beispielsweise CAN, LIN, MOST etc. ermöglichen. Entsprechend ist in
der Schnittstelleneinrichtung 21 Elektronik, wie Buskoppler
bzw. -treiber, insbesondere MOST-Koppler sowie eine Transceivereinheit
eventuell mehrfach vorhanden, wobei auch ein RF-Transceiver vorgesehen
sein kann, um sekundärseitig
eine fahrzeuginterne RF-Ankopplung, beispielsweise für eine Freisprecheinrichtung
einer mobilen Telefonanlage, zu ermöglichen. Selbstverständlich sind
sowohl die primärseitigen
als auch sekundärseitigen
Anbindungen nur beispielhaft dargestellt, so dass auch sekundärseitig eine
HF-Anbindung oder andere Funkanbindung möglich ist, ebenso wie andere,
vorzugsweise für
einen bestimmten Anwendungsfall, wie beispielsweise in der Fahrzeugtechnik
hierfür
standardisierten Bus- bzw. Netzwerkanbindung.
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Primärseitig
kann aus Gründen
einer problemlosen Erweiterbarkeit, abgesehen von einem Vorrätighalten
von entsprechenden Ein- und/oder Ausgängen für derzeit mögliche oder denkbare Dienste
auch zusätzlich,
beispielsweise durch das Vorhandensein eines entsprechenden Steckplatzes, ein
noch nicht bekannter Dienst ermöglicht
werden, so dass der entsprechende freie Ein- und/oder Ausgang des
IDTM beispielsweise durch Einstecken eines entsprechenden Moduls
für diesen
Dienst nachträglich
erweitert werden kann. Hierzu ist es selbstverständlich denkbar, eine Reihe
von Ein- und/oder Ausgängen
freizuhalten, wobei es auch möglich
ist, bisherige Ein- und/oder
Ausgänge,
welche beispielsweise nicht mehr oder im speziellen Anwendungsfall nicht
benötigt
werden, durch entsprechendes Lösen eines
bisherigen Moduls und Einsetzen eines neuen Moduls auf einen anderen
oder neuen Dienst umzurüsten.
Sofern notwendig, kann eine Anpassung der Betriebssoftware des IDTM 19 über eine
entsprechende Schnittstelle sowohl primärseitig als auch sekundärseitig
angepasst werden.
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Allgemein
kann das Prinzip der Erweiterbarkeit derart realisiert werden, dass
gemäß einem
vorteilhaften Aspekt der Erfindung eine Antennenanordnung insbesondere
für ein
Fahrzeug zum Betreiben von Funkdiensten geschaffen wird. Dabei hat
die Antennenanordnung eine Antenneneinrichtung 1 zum Empfangen
und Senden von den Funkdiensten zugeordneten Funksignalen. Sie hat
ferner ein Hauptmodul, das mit der Antenneneinrichtung verbunden ist
und eine zentrale Steuerschaltung 19 zum Erzeugen und/oder
Verarbeiten von den den Funkdiensten zugeordneten Funksignalen aufweist,
wobei das Hauptmodul vorbestimmte Ein- und/oder Ausgänge (einer
Schnittstelle) zur Verbindung mit Modulen für bestimmte Funkdienste aufweist.
Schließlich
hat die Antennenanordnung zumindest ein funkdienstspezifisches Modul
(z. B. eines zur Realisierung der Dienste 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17),
das modulseitige Ein- und/oder
Ausgänge
(einer modulseitigen Schnittstelle) zur Verbindung mit dem Hauptmodul
aufweist, und dafür
eingerichtet ist, Funksignale eines spezifischen Dienstes zu erzeugen
und/oder zu verarbeiten. Die Module können dabei als Zusatz- oder Nachrüstmodule
ausgelegt sein und entsprechende (Hardware) Schaltungen und/oder
Software zur Realisierung von bestimmten bzw. neuen Diensten aufweisen.
Durch Verbinden von neuen Modulen mit dem Hauptmodul bzw. durch
Lösen "alter" Module kann die
Antennenanordnung immer an die aktuellen Bedürfnisse eines Benutzers des
Fahrzeugs angepasst werden. Vorteilhafterweise hat die zentrale Steuerschaltung
eine zentrale Tuner- und/oder Transceivereinrichtung (IDTM) 19 zum
Erzeugen und/oder Verarbeiten der den Funkdiensten zugeordneten
Funksignale und zum Zusammenfassen und Umsetzen der Funkdienste 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 und/oder
deren Informationen (für
eine ausführliche Erläuterung
der IDTM sei auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen). Des weiteren
ist es denkbar, dass das Hauptmodul zumindest einen Steckplatz hat,
in dem die vorbestimmten Ein- und oder Ausgänge zur Verbindung mit Modulen
vorgesehen sind, und dass das zumindest eine funkdienstspezifische
Modul einen mit dem Steckplatz korrespondierenden Stecker aufweist,
in dem die modulseitigen Ein- und
Ausgänge
zur Verbindung vorgesehen sind. Ein derartiger Steckplatz, der z.
B. auf einer Leiterplatte des Hauptmoduls vorgesehen sein kann,
gewährt
somit eine sichere elektrische und mechanische Verbindung zwischen
Hauptmodul und funkdienstspezifische Modul.
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Selbstverständlich ist
es auch denkbar, mehrere IDTM sekundärseitg über eine vorzugsweise schnelle
und möglicherweise
echtzeitfähige
Schnittstelle unmittelbar miteinander oder einen Bus zu koppeln,
so dass primärseitige
Dienste auch auf mehrere IDTM's
aufgeteilt werden können
und auch hierdurch eine Erweiterbarkeit und Nachrüstbarkeit
gewährleistet
ist.
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Durch
das IDTM 19 werden die primärseitig angebundenen Dienste
konfiguriert, parametrisiert, in etwaige unterschiedliche Prioritäten unterteilt
sowie verwaltet, so dass das IDTM 19 für jeweils einen Dienst wenigstens
einen der vorgenannten Funktionen als zentrale Einheit übernimmt.
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Sekundärseitig
können
daher die Dienste und/oder die Informationen, welche über diese Dienste
erhalten werden, über
die Bussysteme 23 bis 25 oder auch Funk-Schnittstellen
oder Netzanbindungen 27 bis 29 oder auch nicht
näher dargestellte direkte
Schnittstellen an die jeweiligen Endgeräte weitergeleitet werden, so
dass eine Bedienperson nichts von der zentralen Einheit IDTM 19 und
deren zentralen Funktionen merkt. Gegenüber einem sonst üblichen
Bedienen der Dienste ohne ein erfindungsgemäßes IDTM 19 bzw. das
erfindungsgemäße Verfahren,
wird jedoch ein gegenüber
der Erfindung wesentlich erhöhter
Verkabelungsaufwand benötigt,
da die Daten und Steuerleitungen der einzelnen Dienste jeweils bis
zum Endgerät
geführt
werden müssen
und hierdurch ein Vielfaches an Verkabe lungsaufwand gegenüber der
in 1 dargestellten Lösung besteht.
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Obwohl
das erfindungsgemäße Verfahren und
die erfindungsgemäße Vorrichtung
anhand einer Anwendung in der Fahrzeugtechnik erläutert wurden ist
die Erfindung selbstverständlich
nicht hierauf beschränkt
sondern in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten vorstellbar, in
welchen mehrere Funkdienste extern primärseitig mit entsprechenden,
an einer Örtlichkeit
oder Räumlichkeit
zusammengefassten Endgeräten
(intern primärseitig)
bedient werden sollen. So ist es beispielsweise denkbar, die Erfindung auch
in privaten Haushalten, Wohnräumen
oder Arbeitszimmern oder auch für
am Körper
mitgeführte Geräte, wie
GPS, Radio, mobile Telephonie, etc. anzuwenden.