DE102009012315A1 - Method for transferring data i.e. media data, in communication network, involves assigning two frequency ranges for transferring data between two subscribers by bi-directional data lines through frequency-multiplexer process - Google Patents
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Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Transport von Daten in einem Kommunikationsnetzwerk, welches das IEEE802.3 Protokoll unterstützt, wobei das Kommunikationsnetzwerk in einem Fahrzeug angeordnet ist und mindestens zwei mittels einer bidirektionalen Datenleitung miteinander verbundene Teilnehmer aufweist. Des Weiteren wird ein Kommunikationsnetzwerk zum Transport von Daten in einem Fahrzeug beansprucht.object The invention relates to a method for transporting data in one Communication network supporting the IEEE802.3 protocol, wherein the communication network is arranged in a vehicle and at least two by means of a bidirectional data line with each other affiliated participants. Furthermore, a communication network claimed for transporting data in a vehicle.
Mit der zunehmenden Verbreitung und Nutzung von Unterhaltungsgeräten, steigt auch im Kraftfahrzeug die Forderung nach zusätzlichen Multimediainhalten und -geräten. Um die Multimediadaten im Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen wird zumeist auf ein eigenes Netzwerk zurückgegriffen.With the proliferation and use of entertainment devices, increases in the motor vehicle, the demand for additional Multimedia content and devices. To the multimedia data To make available in the motor vehicle is usually on a separate network is used.
Im Stand der Technik wird zumeist ein Media Oriented Systems Transport System (MOST-System) verwendet. Ein MOST-System ist ein serielles Bussystem zur Übertragung von Audio-, Video-, Sprach- und Datensignalen über Lichtwellenleiter oder elektrische Leiter. Zudem werden im Rahmen des MOST-Systems Protokolle zur Verfügung gestellt, welche alle sieben Schichten des ISO OSI-Modells der Datenkommunikation abdecken. Anhand einheitlicher Schnittschnellen wird die Integration zusätzlicher Multimedia- oder Netzwerkgeräte im MOST-System vereinfacht. Die momentan zur Verfügung stehenden MOST-System weisen Übertragungsraten von 25 MBit, 50 MBit und 150 MBit auf. In absehbarer Zeit werden diese Datenraten jedoch nicht länger ausreichen.in the The state of the art is usually a Media Oriented Systems Transport System (MOST system). A MOST system is a serial one Bus system for transmission of audio, video, voice and Data signals via fiber optic or electrical conductors. In addition, protocols are available within the framework of the MOST system provided all seven layers of the ISO OSI model of data communication cover. On the basis of uniform cutting speed is the integration additional multimedia or network devices in the MOST system simplified. The currently available MOST system have transfer rates of 25 MBit, 50 MBit and 150 MBit on. However, in the foreseeable future, these data rates will not be longer suffice.
Bei
Computernetzwerken wird heutzutage oftmals ein Protokoll nach dem
Aufgabe des vorliegenden Verfahrens sowie des beanspruchten Netzwerks ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Datenrate deutlich höher als im MOST-System sein kann und somit geeignet ist und die im Kommunikationsnetzwerk verwendeten Komponenten vereinfacht werden können.task of the present method and the claimed network to provide a method in which the data rate can be significantly higher than in the MOST system and thus is suitable and used in the communication network Components can be simplified.
Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens nach dem Anspruch 1 sowie einem Kommunikationsnetzwerk nach Anspruch 8 erfüllt.The Task is by means of a method according to claim 1 and a communication network according to claim 8.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Daten zwischen zwei mittels einer bidirektionalen Datenleitung miteinander verbundenen Teilnehmern ausgetauscht. Hierbei werden zunächst mindestens ein Frequenzbereich zum Transport von Daten von einem ersten zu einem zweiten Teilnehmer und mindestens ein weiterer Frequenzbereich zum Transport von Daten vom zweiten zum ersten Teilnehmer jeweils über die mindestens eine bidirektionale Datenleitung zugewiesen.at the method according to the invention data between two interconnected by means of a bidirectional data line Exchanged participants. This will be at least a frequency range for transporting data from a first to a second subscriber and at least one further frequency range for transporting data from the second to the first subscriber each via the at least one bidirectional data line assigned.
Der mindestens eine Frequenzbereich unterscheidet dabei von dem mindestens einen weiteren Frequenzbereich. Der Frequenzbereich und der weitere Frequenzbereich sind also nicht identisch und sind vorzugsweise derart, dass einer den anderen nicht vollständig umfasst. Zudem sollte das Maximum der Sendeleistung des Frequenzbereichs auf einer anderen Frequenz als das Maximum der Sendeleistung des weiteren Frequenzbereichs liegen. Bevorzugt weisen der Frequenzbereich und der weitere Frequenzbereich der Form und Breite nach ähnliche, besonders vorzugsweise identische, Sendeleistungsprofile auf. Lediglich die Maxima des jeweiligen Sendeleistungsprofils des Frequenzbereichs und des weiteren Frequenzbereichs liegen bei unterschiedlichen Frequenzen. Ein Sendeleistungsprofil kann bei einer Darstellung von Frequenz und Sendeleistung beispielsweise ein Gauß'sches Profil sein.Of the at least one frequency range differs from the minimum another frequency range. The frequency range and the other Frequency range are therefore not identical and are preferred such that one does not completely encompass the other. In addition, the maximum of the transmission power of the frequency range should on a different frequency than the maximum transmission power of the further frequency range. Preferably, the frequency range and the other frequency range of shape and width similar, particularly preferably identical transmission power profiles. Only the maxima of the respective transmission power profile of the frequency range and the other frequency range are at different frequencies. A transmit power profile may be at a representation of frequency and transmit power, for example, a Gaussian profile be.
Mit Hilfe eines Frequenz-Multiplexverfahrens kann das Übersprechen in einem gemeinsamen physikalischen Medium zur bidirektionalen Kommunikation deutlich reduziert werden. In einer ersten Variante ist es möglich, den Frequenzbereich vom weiteren Frequenzbereich jeweils disjunkt bzw. getrennt voneinander auszubilden. So kann beispielsweise die Übertragung eines 100 MBit pro Sekunde Ethernetsignals in der Richtung vom ersten zum zweiten Teilnehmer in einem Basisband von 100 MHz erfolgen, während die Übertragung vom zweiten zum ersten Teilnehmer auf einer elektrischen Trägerfrequenz von 200 MHz erfolgt.With The help of a frequency multiplexing technique can be the crosstalk in a common physical medium for bidirectional communication be significantly reduced. In a first variant, it is possible the frequency range of the other frequency range each disjoint or separately form. For example, the transmission of a 100 Mbit per second Ethernet signal in the direction of the first one to the second subscriber in a baseband of 100 MHz while the transmission from the second to the first participant on one electrical carrier frequency of 200 MHz.
Hierdurch ist es möglich, lediglich eine vorzugsweise ungeschirmte Zweidrahtleitung für den bidirektionalen Transport zu verwenden. Im Vergleich zum MOST50-System, bei welchem pro Transportrichtung eine eigene Leitung verwendet wird, ergibt sich ein deutlicher Kosten- und Gewichtsvorteil, welcher insbesondere eine Reduzierung des Energieverbrauchs beim Kraftfahrzeug nach sich zieht.hereby it is possible, only a preferably unshielded Two-wire cable for bidirectional transport use. Compared to the MOST50 system, in which per transport direction a separate line is used, this results in a clear cost and weight advantage, which in particular a reduction of energy consumption pulls at the motor vehicle.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den untergeordneten Ansprüchen dargelegt.Further Embodiments of the invention Methods are set forth in the subclaims.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Frequenz-Multiplexverfahren im jeweils zugewiesenen Frequenzbereich eine Mehrträgermodulation. Dabei ist es möglich, dass der Frequenzbereich und der weiteren Frequenzbereich eine Überlappung zeigen, wobei die Frequenzbereiche jedoch nicht identisch sind. Aufgrund der Orthogonalität unterschiedlicher Frequenzen im Frequenzraum zueinander ist es möglich, das Signal mit Hilfe der Mehrträgermodulation, wie beispielsweise einem orthogonalen Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) auf mehrere Unterträger zu verteilen. Die bidirektionale Übertragung über eine Datenleitung könnte dabei beispielsweise derart re alisiert werden, dass die Datensignale in einer Richtung vom ersten zum zweiten Teilnehmer in zeitlich begrenzte Teilsignale aufgeteilt werden und diese Teilsignale auf zugeordnete Unterträger moduliert werden und die in Rückrichtung vom zweiten zum ersten Teilnehmer gesendeten Datensignale bzw. deren Teilsignale auf weitere Unterträger aufmoduliert werden. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Ausnutzung und zudem eine mögliche Erhöhung der Datenrate.In one embodiment of the method, the frequency multiplexing method in the respectively assigned frequency range comprises a multicarrier term dulation. It is possible that the frequency range and the other frequency range show an overlap, but the frequency ranges are not identical. Due to the orthogonality of different frequencies in the frequency space to each other, it is possible to distribute the signal by means of multi-carrier modulation, such as an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) on several subcarriers. The bidirectional transmission via a data line could, for example, be re-alised such that the data signals are split in one direction from the first to the second subscriber into time-limited sub-signals and these sub-signals are modulated onto assigned subcarriers and the data signals sent in return from the second to the first subscriber or whose sub-signals are modulated onto further subcarriers. This results in an improved utilization and also a possible increase in the data rate.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die bidirektionale Datenleitung eine ungeschirmte Datenleitung und/oder ein einfaches Twisted-Pair Kabel. Die Verwendung einer derartigen bidirektionalen Datenleitung hat den Vorteil, dass diese sehr kostengünstig ist. Aufgrund des verwendeten Frequenz-Multiplexverfahrens mit oder ohne Mehrträgermodulation interferieren die vom ersten zum zweiten Teilnehmer transportierten Daten nicht mit den vom zweiten zum ersten Teilnehmer transportierten Daten. Die Verwendung teurer, geschirmter Kabel ist somit nicht länger notwendig.In a preferred embodiment of the method is the bidirectional data line an unshielded data line and / or a simple twisted pair cable. The use of such a bidirectional Data line has the advantage of being very cost effective is. Due to the frequency multiplexing method used with or without multicarrier modulation those from the first one interfere to the second participant did not transport data with the second data transported to the first participant. The use of expensive, Shielded cable is therefore no longer necessary.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Kommunikationsnetzwerk mehr als zwei Teilnehmer, wobei jedem Teilnehmer ein Frequenzbereich zugewiesen wird, welcher sich von den weiteren Frequenzbereichen unterscheidet. Hierbei ist es zunächst offen, ob die den jeweiligen Teilnehmern zugeordneten Frequenzbereiche disjunkt zueinander oder überlappend ausgebildet werden. Bei einer überlappend ausgebildeten Frequenzbereichszuweisung wird bevorzugt eine Mehrträgermodulation verwendet.In Another embodiment includes the communication network more than two participants, with each participant being assigned a frequency range which differs from the other frequency ranges. It is initially open, whether the respective participants associated frequency ranges disjoint to each other or overlapping be formed. In an overlapping trained Frequency domain allocation is preferably multi-carrier modulation used.
In einer besonders bevorzugten Ausführung wird eine Identifikation von elektromagnetischen Frequenzbereichen, welche in Antriebskomponenten des Kraftfahrzeugs oder bei einer Ansteuerung von Antriebskomponenten des Kraftfahrzeugs auftreten, durchgeführt. Der mindestens eine Frequenzbereich und der mindestens eine weitere Frequenzbereich werden derart gewählt, dass sie nicht mit den identifizierten elektromagneti schen Frequenzbereichen überlappen. Zudem können auch weitere elektromagnetische Frequenzbereiche identifiziert werden, wie beispielsweise beim Radioempfang verwendete elektromagnetische Frequenzbereiche.In In a particularly preferred embodiment, an identification of electromagnetic frequency ranges used in drive components of the Motor vehicle or when driving drive components of the motor vehicle occur. The at least a frequency range and the at least one other frequency range chosen so that they are not identified with the overlap electromagnetic frequency ranges. moreover can also have other electromagnetic frequency ranges be identified, such as used in radio reception electromagnetic Frequency ranges.
Da vor der Zuweisung des Frequenzbereichs bzw. des weiteren Frequenzbereichs des jeweils ersten bzw. zweiten Teilnehmers elektromagnetische Frequenzbereiche, in welchen andere Komponenten, insbesondere Komponenten, welche nicht Teil des Kommunikationsnetzwerks sind, des Kraftfahrzeugs Strahlung emittieren, identifiziert und ausgespart werden, wird das Problem gelöst, dass bei erhöhten Datenraten keine Wechselwirkung zwischen verschiedenen Geräten innerhalb und außerhalb des Netzwerks auftritt. Aufgrund der Aussparung bestimmter elektromagnetischer Frequenzbereiche, wie sie beispielsweise bei der Motorzündung emittiert werden, kann auf geschirmte Datenleitungen zur bidirektionalen Kommunikation verzichtet werden. Dies führt wiederum dazu, dass die Kosten des Kommunikationsnetzwerks gegenüber dem MOST-System deutlich reduziert sind.There before the allocation of the frequency range or the further frequency range each of the first and second subscribers electromagnetic frequency ranges, in which other components, in particular components, which not part of the communication network are the motor vehicle's radiation emit, identify, and expose becomes the problem solved that at elevated data rates no interaction between different devices inside and outside network. Due to the recess of certain electromagnetic Frequency ranges, as for example in the engine ignition can be emitted on shielded data lines for bidirectional Communication be waived. This in turn leads to that the cost of the communication network over the MOST system are significantly reduced.
Bei den ausgesparten Frequenzen kann es sich beispielsweise um die Radiofrequenzen im Ultrakurzwellenband zwischen 87,5 und 108 MHz sowie dem Frequenzbereichs des Taxifunks zwischen 147,840 MHz und 155,400 MHz handeln. Zudem können beispielsweise Frequenzbereiche, welche bei Antriebskomponenten, wie beispielsweise elektrisch verstellbaren Sitzen im Bereich von zum Beispiel 4 MHz auftauchen und werden dementsprechend ausgespart. Hierdurch wird eine aufgrund der Sitzverstellung oder der Motorzündung kurzfristig auftretende Störung beim Transport von Multimediadaten, welche zu einer fehlerhaften Wiedergabe der Daten führen kann, ausgeschlossen.at The recessed frequencies may be, for example, the radio frequencies in the ultra-short wave band between 87.5 and 108 MHz as well as the frequency range of the taxi radio between 147.840 MHz and 155.400 MHz. In addition, you can For example, frequency ranges, which in drive components, such as electrically adjustable seats in the range of For example, 4 MHz appear and are accordingly omitted. This will cause a seat adjustment or engine ignition short-term disruption to the transport of multimedia data, which lead to a faulty reproduction of the data can, excluded.
Bei den in Frage kommenden Komponenten handelt es sich beispielsweise um Zündmechanismen für die Brennkraftmaschine bzw. elektrische Antriebe wie der Fenster, der Sitze, der Klimaanlage oder elektrischen Schließmechanismen.at the components in question are, for example to ignition mechanisms for the internal combustion engine or electric drives such as windows, seats, air conditioning or electrical closing mechanisms.
Zusätzlich
oder alternativ kann der Transport von Daten zwischen den Teilnehmern
des Netzwerks auch in Frequenzbändern oberhalb von 200
MHz stattfinden. So könnten beispielsweise das Frequenzband
200 bis 400 MHz oder 400 bis 1000 MHz für die Übertragung
verwendet werden. Bei der Sendeleistung in den Bändern
sollte sichergestellt sein, dass die Einhaltung relevanter Grenzwerte – wie
beispielsweise im Standard
Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele genauer erläutert werden.following the invention is based on several embodiments be explained in more detail.
Es zeigen:It demonstrate:
In
der
Das
Kommunikationsnetzwerk
Zusätzlich
zum Kommunikationsnetzwerk
Die
zur Übertragung von Daten zwischen den Teilnehmern
In
Diagramm der
Die
Darstellung der
Wenn
Daten vom ersten Teilnehmer
In
der
Eine
weitere Alternative zur Zuweisung der unterschiedlichen Frequenzbereiche
ist in der
Anhand
der
Anschließend
wird der Datentransport
Bei
dem anhand der
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- LAN SwitchLAN Switch
- 33
- Identifizierungidentification
- 44
- Zuweisungallocation
- 55
- Datentransportdata transport
- 1010
- KommunikationsnetzwerkCommunication network
- 11, 12, 1311 12, 13
- TeilnehmerAttendees
- 2020
- Antriebskomponentedrive component
- 2121
- Steuerungcontrol
- 2222
- Radio/FunkeinheitRadio / radio unit
- 4040
- MehrträgermodulationMulticarrier modulation
- 100, 200100 200
- Frequenzbereichfrequency range
- 101–107101-107
- Frequenzbereichefrequency ranges
- 112, 122, 132112 122, 132
- ungeschirmte Datenleitungunshielded data line
- 200'200 '
- zusätzlicher Frequenzbereichadditional frequency range
- 201201
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 202, 212202 212
- elektromagnetische Frequenzbereicheelectromagnetic frequency ranges
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - ISO 11452 [0019] - ISO 11452 [0019]
- - Standard IEEE802.3 [0028] - Standard IEEE802.3 [0028]
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