DE102009012315B4

DE102009012315B4 - Method for transporting data in the automobile

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Publication number: DE102009012315B4
Application number: DE200910012315
Authority: DE
Inventors: Herbert Meier; Josef Nöbauer; Dr. Randel Sebastian
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2029-03-10
Also published as: DE102009012315A1

Abstract

Verfahren zum Transport von Daten, insbesondere Mediendaten, in einem Kommunikationsnetzwerk (10), welches das IEEE 802.3 Protokoll unterstützt, wobei das Kommunikationsnetzwerk in einem Fahrzeug (1) angeordnet ist und mindestens zwei mittels einer bidirektionalen Datenleitung (112, 122, 132) miteinander verbundene Teilnehmer (11, 12, 13) aufweist und das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Zuweisung (4) mindestens eines Frequenzbereichs (101) zum Transport von Daten von einem ersten zu einem zweiten Teilnehmer (11, 12, 13) und mindestens eines weiteren Frequenzbereichs (102, 103) zum Transport von Daten vom zweiten zum ersten Teilnehmer jeweils über die mindestens eine bidirektionale Datenleitung (112, 122, 132), wobei sich der mindestens eine Frequenzbereich (101) vom mindestens einen weiteren Frequenzbereich (102, 103) unterscheidet; b) Transport (5) von Daten zwischen dem ersten und dem zweiten Teilnehmer im jeweils zugewiesenen Frequenzbereich mittels eines Frequenz-Multiplekverfahrens dadurch gekennzeichnet, dass vor der Zuweisung (4) eines Frequenzbereichs (101) zum Transport von Daten von einem...A method for transporting data, in particular media data, in a communication network (10) that supports the IEEE 802.3 protocol, the communication network being arranged in a vehicle (1) and at least two interconnected by means of a bidirectional data line (112, 122, 132) Participants (11, 12, 13) and the method comprises the following steps: a) Allocation (4) of at least one frequency range (101) for transporting data from a first to a second participant (11, 12, 13) and at least one further Frequency range (102, 103) for transporting data from the second to the first participant via the at least one bidirectional data line (112, 122, 132), the at least one frequency range (101) differing from the at least one further frequency range (102, 103) ; b) Transport (5) of data between the first and the second subscriber in the respectively assigned frequency range by means of a frequency multiplexing method, characterized in that before the allocation (4) of a frequency range (101) for the transport of data from a ...

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.The invention relates to a method for transporting data in a communication network, which supports the IEEE802.3 protocol, wherein the communication network is arranged in a vehicle and has at least two participants connected to each other by means of a bidirectional data line. Furthermore, a communication network for transporting data in a vehicle is claimed.

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, the demand for additional multimedia content and devices in automobiles is also increasing. In order to provide the multimedia data in the motor vehicle is usually resorted to its own network.

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.The prior art usually uses a Media Oriented Systems Transport System (MOST system). A MOST system is a serial bus system for transmitting audio, video, voice and data signals via optical fibers or electrical conductors. In addition, the MOST system provides protocols that cover all seven layers of the ISO OSI model of data communication. Uniform cutting speeds make it easier to integrate additional multimedia or network devices in the MOST system. The currently available MOST systems have transmission rates of 25 MBit, 50 MBit and 150 MBit. However, these data rates will no longer be sufficient in the foreseeable future.

Bei Computernetzwerken wird heutzutage oftmals ein Protokoll nach dem IEEE802.3-Standard eingesetzt. Dieses ”Ethernet”-Protokoll erlaubt Datenraten bis zu 1000 MBit pro Sekunde und mehr. Des Weiteren steht eine enge Auswahl von MOST-System kompatiblen Geräten eine Vielzahl von Ethernet kompatiblen Geräten gegenüber. Im Gegensatz zum MOST-System basiert das Ethernet Üblicherweise auf einer bidirektionalen Kommunikation. Wird diese bidirektionale Kommunikation auf einem gemeinsamen physikalischen Medium realisiert, so kommt es bisweilen zum Übersprechen.In computer networks, a protocol according to the IEEE802.3 standard is often used today. This "Ethernet" protocol allows data rates up to 1000 Mbps and more. Furthermore, a narrow range of MOST system compatible devices faces a variety of Ethernet compatible devices. Unlike the MOST system, Ethernet is usually based on bidirectional communication. If this bidirectional communication is realized on a common physical medium, then it sometimes comes to crosstalk.

Die WO 97/34390 offenbart ein Verfahren zur Duplex Modulation. Hierbei wird eine erste Modulation zur Übermittlung einer Downstream-Information über ein Kabel innerhalb eines ersten Signalfrequenzbereichs eines Spektrums genutzt, und es wird weitergehend eine Vielfachträger-Modulation-Technik dazu eingesetzt, um eine Upstream-Information über das Kabel innerhalb eines zweiten Signalfrequenzbereichs eines Spektrums zu versenden, wobei der erste Signalfrequenzbereich des Spektrums sich oberhalb des zweiten Signalfrequenzbereichs des Spektrums befindet und die erste Modulation ein anderes Modulationsverfahren gegenüber der der Vielfachträger Modulation durchläuft.The WO 97/34390 discloses a method for duplex modulation. Here, a first modulation is used to transmit downstream information over a cable within a first signal frequency range of a spectrum, and a multiple carrier modulation technique is further used to provide upstream information over the cable within a second signal frequency range of a spectrum with the first signal frequency range of the spectrum being above the second signal frequency range of the spectrum and the first modulation undergoing a different modulation method from that of the multicarrier modulation.

Die WO 98/20649 beschreibt ein Verfahren zum Liefern von Netzwerkdaten auf einem Übertragungsmedium. Hierzu werden die Schritte: Erzeugen eines oder mehrerer Datenpakete zum Übertragen auf das Übertragungsmedium zwecks Transfer über das Netzwerk; ständiges Überwachen des Übertragungsmediums mit einer vorbestimmten Frequenz hinsichtlich eines vorbestimmten Signalmusters; Eingeben eines Initialisierungsmodus, wenn das Signalmuster beim Überwachen detektiert wird, und Übertragen des einen oder der mehreren Datenpakete auf dem Übertragungsmedium, wenn das Signalmuster beim Überwachen nicht detektiert wird, durchlaufen. Für das Übertragen wird ein auf einer digitalen Subscriber-Line basierender Treiber mit einer physischen Schicht verwendet, und das Übertragen des einen oder der mehreren Datenpakete zwecks verbesserter Leistungsfähigkeit adaptiv an Kanalcharakteristiken des Übertragungsmediums angeglichen.The WO 98/20649 describes a method for providing network data on a transmission medium. To this end, the steps are: generating one or more data packets for transmission onto the transmission medium for the purpose of transfer via the network; constantly monitoring the transmission medium at a predetermined frequency with respect to a predetermined signal pattern; Inputting an initialization mode when the signal pattern is detected in monitoring, and traversing the one or more data packets on the transmission medium when the signal pattern is not detected in monitoring. For transmission, a digital layer subscriber-based physical layer driver is used, and the transmission of the one or more data packets is adaptively aligned with channel characteristics of the transmission medium for improved performance.

Die EP 1 318 642 A1 offenbart ein Verfahren zum Empfang von Signalen, die eine Vielzahl von Teilkanälen aufweisen, die unterschiedliche, aber sich gegenseitig überlappende Teile des Frequenzspektrums besetzen. Hierzu wird für jeden bestimmten Teilkanal dessen Interferenzschätzung als eine gewichtete Summe des Interferenzinhalts der Komponentensignale einiger der Referenz-Teilkanäle berechnet, ausschließlich des bestimmten Teilkanals, für den die Schätzung verwendet werden soll, und einschließlich des Schritts der Auswahl von Gewichtungen für die gewichteten Summen durch Messen von Fehlern in dem bestimmten Teilkanal und Anpassen der Gewichtungen auf eine Weise, um diesen Fehler zu reduzieren.The EP 1 318 642 A1 discloses a method of receiving signals having a plurality of subchannels occupying different but mutually overlapping portions of the frequency spectrum. To this end, for each particular sub-channel, its interference estimate is calculated as a weighted sum of the interference content of the component signals of some of the reference sub-channels, excluding the particular sub-channel for which the estimate is to be used, and including the step of selecting weights for the weighted sums by measuring of errors in the particular subchannel and adjusting the weights in a manner to reduce that error.

Aufgabe des vorliegenden Verfahrens sowie des beanspruchten Netzwerks ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Datenrate deutlich hoher als im MOST-System sein kann und somit geeignet ist und die im Kommunikationsnetzwerk verwendeten Komponenten vereinfacht werden können.The object of the present method and the claimed network is to provide a method in which the data rate can be significantly higher than in the MOST system and is therefore suitable and the components used in the communication network can be simplified.

Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens nach dem Anspruch 1 sowie einem Kommunikationsnetzwerk nach Anspruch 7 erfüllt.The object is achieved by means of a method according to claim 1 and a communication network according to claim 7.

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.In the method according to the invention, data is exchanged between two participants connected to one another by means of a bidirectional data line. In this case, initially at least one frequency range for the transport of data from a first to a second subscriber and at least one further frequency range for the transport of data from the second to the first subscriber each assigned via the at least one bidirectional data line.

Der mindestens eine Frequenzbereich unterscheidet sich 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.The at least one frequency range differs from the at least one further frequency range. The frequency range and the further frequency range are therefore not identical and are preferably such that one does not completely cover the other. In addition, the maximum of the transmission power of the frequency range should be at a different frequency than the maximum of the transmission power of the other frequency range. The frequency range and the further frequency range of the shape and width preferably have similar, preferably preferably identical, transmission power profiles. Only the maxima of the respective transmission power profile of the frequency range and the further frequency range are at different frequencies. A transmission power profile may be, for example, a Gaussian profile in a representation of frequency and transmission power.

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.By means of a frequency multiplexing method, the crosstalk in a common physical medium for bidirectional communication can be significantly reduced. In a first variant, it is possible to form the frequency range from the further frequency range in each case disjointly or separately from one another. For example, the transmission of a 100 Mbit per second Ethernet signal in the direction from the first to the second subscriber in a baseband of 100 MHz, while the transmission from the second to the first subscriber takes place on an 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.This makes it possible to use only a preferably unshielded two-wire line for bidirectional transport. In comparison to the MOST50 system, in which a separate line is used per transport direction, there is a clear cost and weight advantage, which in particular leads to a reduction in energy consumption in the motor vehicle.

Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den untergeordneten Ansprüchen dargelegt.Further embodiments of the method according to the invention are set forth in the subordinate claims.

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 realisiert 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 multicarrier modulation. 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 a plurality of subcarriers. The bidirectional transmission via a data line could be realized, for example, in such a way that the data signals are split in a direction from the first to the second subscriber into time-limited partial signals and these partial signals are modulated onto assigned subcarriers and the data signals sent in the return direction from the second to the first subscriber . whose sub-signals are modulated onto other 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, the bidirectional data line is an unshielded data line and / or a simple twisted pair cable. The use of such a bidirectional data line has the advantage that it is very cost-effective. Due to the frequency multiplexing method used with or without multicarrier modulation, the data transported from the first to the second subscriber do not interfere with the data transported by the second subscriber to the first subscriber. 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 a further embodiment, the communication network comprises more than two subscribers, wherein each subscriber is assigned a frequency range which differs from the further frequency ranges. In this case, it is initially open whether the frequency ranges assigned to the respective subscribers are designed to be disjoint with respect to one another or overlapping. In the case of an overlapping frequency domain assignment, a multicarrier modulation is preferably 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 elektromagnetischen Frequenzbereichen überlappen. Zudem können auch weitere elektromagnetische Frequenzbereiche identifiziert werden, wie beispielsweise beim Radioempfang verwendete elektromagnetische Frequenzbereiche.In a particularly preferred embodiment, an identification of electromagnetic frequency ranges, which occur in drive components of the motor vehicle or in a drive of drive components of the motor vehicle, is performed. The at least one frequency range and the at least one further frequency range are selected such that they do not overlap with the identified electromagnetic frequency ranges. In addition, other electromagnetic frequency ranges can be identified, such as electromagnetic frequency ranges used in radio reception.

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.Since prior to the assignment of the frequency range or the further frequency range of the respective first and second subscriber electromagnetic frequency ranges in which other components, in particular components which are not part of the communication network, emit radiation of the motor vehicle, identified and omitted, the problem is solved that at increased data rates, there is no interaction between different devices inside and outside the network. Due to the recess of certain electromagnetic frequency ranges, as they are emitted for example in the engine ignition, can be dispensed with shielded data lines for bidirectional communication. This in turn means that the cost of the communication network compared to 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.The recessed frequencies may be, for example, the radio frequencies in the ultra-short wave band between 87.5 and 108 MHz and the frequency range of the taxi radio between 147.840 MHz and 155.400 MHz. In addition, for example, frequency ranges that occur in drive components, such as electrically adjustable seats in the range of, for example, 4 MHz and are omitted accordingly. As a result, due to the seat adjustment or the engine ignition short-term disturbance in the transport of multimedia data, which can lead to a faulty reproduction of the data 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.The components in question are, for example, ignition mechanisms for the internal combustion engine or electric drives such as windows, seats, the 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 ISO 11452 vorgeschrieben – gewährleistet ist.Additionally or alternatively, the transport of data between the participants of the network may also take place in frequency bands above 200 MHz. For example, the frequency band 200 to 400 MHz or 400 to 1000 MHz could be used for the transmission. When transmitting power in the bands, it should be ensured that compliance with relevant limit values - as prescribed for example in the ISO 11452 standard - is ensured.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele genauer erläutert werden.Below, the invention will be explained in more detail with reference to some embodiments.

Es zeigen:Show it:

1. schematischen Überblick über ein Kommunikationsnetzwerk in einem Kraftfahrzeug, 1 , schematic overview of a communication network in a motor vehicle,

2. schematische Darstellung von ausgesparten Frequenzbändern, 2 , schematic representation of recessed frequency bands,

3. schematische Darstellung von nicht miteinander überlappenden Frequenzbereichen, 3 , schematic representation of non-overlapping frequency ranges,

4. schematische Darstellung von überlappenden Frequenzbereichen mit Mehrträgermodulation, und 4 , schematic representation of overlapping frequency ranges with multicarrier modulation, and

5. schematische Übersicht über ein alternatives erfindungsgemäßes Verfahren. 5 , schematic overview of an alternative method according to the invention.

In der 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, in welchem ein Kommunikationsnetzwerk 10 angeordnet ist. Das Kommunikationsnetzwerk 10 weist beispielhaft drei Teilnehmer 11, 12, 13 auf, welche mittels ungeschirmter einfacher Datenleitungen 112, 122, 132 mit einem LAN-Switch 2 verbunden sind. Mithilfe des LAN-Switchs 2 und der ungeschirmten Datenleitungen 112, 122, 132 können die Teilnehmer 11, 12 und 13 miteinander bidirektional kommunizieren.In the 1 is schematically a motor vehicle 1 shown in which a communication network 10 is arranged. The communication network 10 exemplifies three participants 11 . 12 . 13 on, which by means of unshielded simple data lines 112 . 122 . 132 with a LAN switch 2 are connected. Using the LAN switch 2 and the unshielded data lines 112 . 122 . 132 can the participants 11 . 12 and 13 communicate bidirectionally with each other.

Das Kommunikationsnetzwerk 10 ist im Ethernetprotokoll gemäß dem Standard IEEE802.3 implementiert. Die Teilnehmer 11, 12, 13 können beispielsweise Computer, Medienabspielgeräte oder Netzwerkzugänge sein. Beispielhaft seien hier Audio-, Video- oder WLAN-Geräte genannt.The communication network 10 is implemented in the Ethernet protocol according to the standard IEEE802.3. The participants 11 . 12 . 13 may be, for example, computers, media players or network accesses. Examples include audio, video or WLAN devices called.

Zusätzlich zum Kommunikationsnetzwerk 10 weist das Kraftfahrzeug 1 die Antriebskomponente 20 sowie eine Steuerung 21 für eine Antriebskomponente 211 eines elektrisch verstellbaren Sitzes. Des Weiteren ist ein UKW-Radio 22 vorhanden. Die Antriebskomponente 20, welche als Brennkraftmaschine 201, Elektromotor, Hybridmotor oder ähnliches ausgebildet ist, emittiert während der Zündung derselbigen im elektromagnetischen Frequenzbereich 202. Die Steuerung 21 sendet während der Benutzung im elektromagnetischen Frequenzbereich 212. Das UKW-Radio emittiert im zusätzlichen Frequenzbereich 200'.In addition to the communication network 10 has the motor vehicle 1 the drive component 20 and a controller 21 for a drive component 211 an electrically adjustable seat. There is also an FM radio 22 available. The drive component 20 , which as an internal combustion engine 201 , Electric motor, hybrid motor or the like, emitted during the ignition of the same in the electromagnetic frequency range 202 , The control 21 transmits during use in the electromagnetic frequency range 212 , The FM radio emits in the additional frequency range 200 ' ,

Die zur Übertragung von Daten zwischen den Teilnehmern 11, 12, 13 verwendeten Frequenzbereiche sparen die vorab genannten elektromagnetischen Frequenzbereiche der Antriebskomponente 20, der Steuerung 21 sowie des UKW-Radios 22 aus. Dies ist in der 2 näher dargestellt.The transfer of data between the participants 11 . 12 . 13 used frequency ranges save the previously mentioned electromagnetic frequency ranges of the drive component 20 , the controller 21 as well as the VHF radio 22 out. This is in the 2 shown in more detail.

In Diagramm der 2 ist die Frequenz in MHz gegen die Sendeleistung P aufgetragen. Es ist deutlich erkennbar, dass in dem Frequenzbereich 202 der Antriebskomponente 20 keine Sendeleistung innerhalb des Kommunikationsnetzwerks 10 vorhanden ist. Des Weiteren ist erkennbar, dass im zusätzlichen Frequenzbereich 200' des UKW-Radios 22 bzw. eines optionalen Taxifunks ebenfalls keine Sendeleistung vorhanden ist. Selbiges gilt für hochfrequente elektromagnetische Frequenzbereiche 212 wie beispielsweise dem Frequenzbereich einer Sitzmassagevorrichtung. Zwischen dem elektromagnetischen Frequenzbereich 202 und dem zusätzlichen Frequenzbereich 200' befindet sich der Frequenzbereich 100, welcher zum Transport von Daten vom ersten Teilnehmer 11 zum zweiten Teilnehmer 12 bzw. dritten Teilnehmer 13 zugeordnet ist. Analog hierzu ist ein weiterer Frequenzbereich 200, welcher dem Teilnehmer 12 zum Transport von Daten zum ersten 11 bzw. dritten Teilnehmer 13 zugeordnet ist, sichtbar. Es ist deutlich erkennbar, dass der Frequenzbereich 100 mit dem Frequenzbereich 200 nicht überlappt. Zudem sind der Frequenzbereich 100 und der weitere Frequenzbereich 200 durch den zusätzlichen Frequenzbereich 200' voneinander getrennt.In diagram of 2 the frequency in MHz is plotted against the transmission power P. It is clearly evident that in the frequency domain 202 the drive component 20 no transmission power within the communication network 10 is available. Furthermore, it can be seen that in the additional frequency range 200 ' the FM radio 22 or an optional taxi radio also no transmission power is available. The same applies to high-frequency electromagnetic frequency ranges 212 such as the frequency range of a seat massage device. Between the electromagnetic frequency range 202 and the additional frequency range 200 ' is the frequency range 100 which is used to transport data from the first subscriber 11 to the second participant 12 or third participant 13 assigned. Analogous to this is another frequency range 200 which is the Attendees 12 to transport data to the first 11 or third participant 13 is assigned, visible. It is clearly evident that the frequency range 100 with the frequency range 200 does not overlap. In addition, the frequency range 100 and the other frequency range 200 through the additional frequency range 200 ' separated from each other.

Die Darstellung der 2 ist lediglich schematisch, in dem Sinne, dass der Frequenzbereich 100 und der weitere Frequenzbereich 200 nicht zwangsläufig dem eigentlichen Sendeleistungsprofil im zugewiesenen Frequenzbereich bzw. im weiteren Frequenzbereich entsprechen. Das Sendeleistungsprofil des jeweiligen Frequenzbereichs kann beispielsweise neben dem dargestellten Rechtecksprofil auch ein Gauß'sches Profil sein.The presentation of the 2 is merely schematic, in the sense that the frequency range 100 and the other frequency range 200 not necessarily correspond to the actual transmission power profile in the assigned frequency range or in the wider frequency range. The transmission power profile of the respective frequency range can, for example, be a Gaussian profile in addition to the illustrated rectangular profile.

Wenn Daten vom ersten Teilnehmer 11 beispielsweise zum zweiten Teilnehmer 12 über die ungeschirmte Datenleitung 112, den LAN-Switch 2 und die ungeschirmte Datenleitung 122 übertragen werden, geschieht dies ausschließlich im beispielhaft gewählten Frequenzbereich 100. Analog hierzu werden Daten, welche vom zweiten Teilnehmer 12 zum ersten Teilnehmer 11 transportiert werden sollen, im Frequenzbereich 200 übermittelt. Dabei kann die Kommunikation zeitgleich über dieselbe ungeschirmte Drahtleitung 112 bzw. 122 stattfinden. Dem LAN-Switch 2 kommt hierbei lediglich die im Ethernetprotokoll vorgeschriebene Zuweisung der Teilnehmer zueinander als Aufgabe zu. Da die Teilnehmer 11 und 12 bzw. 13 in unterschiedlichen Frequenzbereichen Daten transportieren und diese jeweils zugewiesenen Frequenzbereiche die Frequenzbereiche von weiteren nicht zwangsläufig im Kommunikationsnetzwerk angeordneten Antriebskomponenten oder Steuerungen von Antriebskomponenten aussparen, wird zum einen ein Übersprechen bei der Kommunikation auf derselben ungeschirmten Zweidrahtleitung zur bidirektionalen Kommunikation, d. h. zum Austausch von Daten über ein einziges physikalisches Medium verhindert, sondern auch eine Interferenz mit den übrigen Antriebskomponenten bzw. Steuerungen von Antriebskomponenten, welche nicht Teilnehmer des Kommunikationsnetzwerks sein müssen, verhindert. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Einfluss von Störungen auf den Transport der Multimediadaten und die dementsprechend fehlerhafte Abgabe der Mediendaten minimiert wird und zugleich die im Ethernetprotokoll möglichen hohen Datenraten störungsfrei verfügbar sind. Zudem können sämtliche über das Ethernet-Protokoll kommunizieren könnende Applikationen und Geräte im Kommunikationsnetzwerk der Fahrzeuge verwendet werden.When data from the first participant 11 for example, to the second participant 12 over the unshielded data line 112 , the LAN switch 2 and the unshielded data line 122 are transmitted, this is done exclusively in the frequency range selected by way of example 100 , Analogously, data from the second participant 12 to the first participant 11 to be transported, in the frequency domain 200 transmitted. At the same time, the communication can take place simultaneously via the same unshielded wire cable 112 respectively. 122 occur. The LAN switch 2 In this case, only the assignment of the subscribers to one another as prescribed in the Ethernet protocol is a task. Because the participants 11 and 12 respectively. 13 In different frequency ranges transport data and these each assigned frequency ranges the frequency ranges of other not necessarily in the communication network arranged drive components or controls of drive components omitted, on the one crosstalk in the communication on the same unshielded two-wire line for bidirectional communication, ie for the exchange of data on a single prevents physical medium, but also prevents interference with the other drive components or controls of drive components, which need not be participants in the communication network. This ensures that the influence of interference on the transport of the multimedia data and the correspondingly incorrect delivery of the media data is minimized and at the same time the high data rates possible in the Ethernet protocol are available without interference. In addition, all applications and devices which can communicate via the Ethernet protocol can be used in the communication network of the vehicles.

In der 3 ist eine alternative Zuweisung von Frequenzbereichen zum jeweiligen Teilnehmer dargestellt. Die Frequenzbereiche 101, 102, 103 sind jeweils den Teilnehmern 11, 12, 13 zugewiesen. Dabei sind die Frequenzbereiche 101, 102, 103 derart ausgebildet, dass diese nicht miteinander überlappen.In the 3 an alternative allocation of frequency ranges to the respective subscriber is shown. The frequency ranges 101 . 102 . 103 are each the participants 11 . 12 . 13 assigned. Here are the frequency ranges 101 . 102 . 103 designed such that they do not overlap each other.

Eine weitere Alternative zur Zuweisung der unterschiedlichen Frequenzbereiche ist in der 4 dargestellt. Hierbei wird zum Transport der Daten ein Frequenz-Multiplexverfahren mit Mehrträgermodulation verwendet, im vorliegenden Falle ein orthogonales Frequenzmultiplexverfahren. Hierbei werden die Frequenzbereiche 101, 104, 105 dem ersten Teilnehmer 11, die Frequenzbereiche 102, 106, 107 dem zweiten Teilnehmer 112 zugewiesen. Es deutlich erkennbar, dass beispielsweise der Frequenzbereich 105 und der weitere Frequenzbereich 102 miteinander überlappen. Da sie aufgrund der unterschiedlichen Sendeleistung jedoch ihr Maximum an Sendeleistung auf unterschiedlichen Frequenzen besitzen, können diese mithilfe des orthogonalen Frequenz-Demultiplexens robust voneinander getrennt werden. Mithilfe eines orthogonalen Frequenz-Multiplexverfahrens ist es möglich, die Datenrate im Vergleich zu einem elektrischen Frequenz-Multiplexverfahren nochmals zu erhöhen.Another alternative for assigning the different frequency ranges is in the 4 shown. In this case, a frequency multiplexing method with multicarrier modulation is used to transport the data, in the present case an orthogonal frequency multiplexing method. Here are the frequency ranges 101 . 104 . 105 the first participant 11 , the frequency ranges 102 . 106 . 107 the second participant 112 assigned. It can be clearly seen that, for example, the frequency range 105 and the other frequency range 102 overlap with each other. However, since they have their maximum transmission power at different frequencies due to the different transmission power, they can be reliably separated from one another by means of orthogonal frequency demultiplexing. By means of an orthogonal frequency multiplexing method, it is possible to further increase the data rate compared to an electric frequency multiplexing method.

Anhand der 5 soll schematisch auf ein alternatives Verfahren zum Transport von Daten eingegangen werden. Das in der 5 dargestellte Verfahren zum Transport von Daten, insbesondere Mediendaten, in einem Kommunikationsnetzwerk, welches das IEEE8002.3-Protokoll unterstützt, wobei das Kommunikationsnetzwerk in einem Fahrzeug angeordnet ist und mindestens zwei mittels einer bidirektionalen Datenleitung miteinander verbundene Teilnehmer aufweist, umfasst die Schritte 3, 4 und 5. Bei der Identifizierung 3 werden elektromagnetische Frequenzbereiche, welche bei Antriebskomponenten des Fahrzeugs oder bei einer Ansteuerung von Antriebskomponenten des Fahrzeugs auftreten können, identifiziert. Anschließend erfolgt eine Zuweisung 4, bei welcher 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 vorgenommen wird. Dabei sind der mindestens eine Frequenzbereich und der mindestens eine weitere Frequenzbereich nicht mit den identifizierten elektromagnetischen Frequenzbereichen der Antriebskomponenten bzw. der Ansteuerung von Antriebskomponenten überlappend ausgebildet.Based on 5 is to be discussed schematically an alternative method for transporting data. That in the 5 illustrated method for transporting data, in particular media data, in a communication network, which supports the IEEE8002.3 protocol, wherein the communication network is arranged in a vehicle and at least two connected by a bidirectional data line interconnected participants comprises the steps 3 . 4 and 5 , In the identification 3 Electromagnetic frequency ranges, which can occur in drive components of the vehicle or in a drive of drive components of the vehicle identified. Subsequently, an assignment takes place 4 in which at least one frequency range is carried out 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 via the at least one bidirectional data line. In this case, the at least one frequency range and the at least one further frequency range are not formed overlapping with the identified electromagnetic frequency ranges of the drive components or the drive of drive components.

Anschließend wird der Datentransport 5 als Transport von Daten zwischen dem ersten und dem zweiten Teilnehmer im jeweils zugewiesenen Frequenzbereich durchgeführt.Subsequently, the data transport 5 performed as transport of data between the first and the second subscriber in each assigned frequency range.

Bei dem anhand der 5 erläuterten Verfahren können sämtliche in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sowie das im Anspruch 1 aufgeführte Merkmal, dass beim Transport der Daten auf ein Frequenzmultiplexverfahren zurückgegriffen wird, zusätzlich hinzugefügt werden.In the case of the 5 All the features listed in the subclaims and the feature listed in claim 1 that is used in the transport of the data to a frequency division multiplex method can be additionally added.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

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

Claims

Method for transporting data, in particular media data, in a communications network ( 10 ), which supports the IEEE 802.3 protocol, whereby the communication network in a vehicle ( 1 ) and at least two by means of a bidirectional data line ( 112 . 122 . 132 ) interconnected participants ( 11 . 12 . 13 ) and the method comprises the following steps: a) allocation ( 4 ) at least one frequency range ( 101 ) for transporting data from a first to a second participant ( 11 . 12 . 13 ) and at least one further frequency range ( 102 . 103 ) for transporting data from the second to the first subscriber in each case via the at least one bidirectional data line ( 112 . 122 . 132 ), wherein the at least one frequency range ( 101 ) of at least one further frequency range ( 102 . 103 ) distinguishes; b) Transport ( 5 ) of data between the first and the second subscriber in the respectively assigned frequency range by means of a frequency multiplexing method, characterized in that before the assignment ( 4 ) of a frequency range ( 101 ) for transporting data from a first to a second participant ( 11 . 12 . 13 ) and before allocation ( 4 ) of a further frequency range ( 102 . 103 ) for the transport of data from the second to the first subscriber electromagnetic frequency ranges in which other components, in particular components which are not part of the communication network, emit radiation of the motor vehicle are identified and omitted, wherein an identification ( 3 ) of electromagnetic frequency ranges ( 202 . 212 ), which in drive components ( 20 ) of the vehicle or during an activation ( 21 ) of drive components of the vehicle occurs.

Method according to Claim 1, characterized in that the frequency multiplexing method in the respectively assigned frequency range is multicarrier modulation ( 40 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the bidirectional data line ( 112 . 122 . 132 ) is an unshielded data line and / or a simple twisted pair cable.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the communication network ( 10 ) more than two participants ( 11 . 12 . 13 ), each participant being assigned a frequency range ( 101 . 102 . 103 ), which differs from the other frequency ranges ( 101 . 102 . 103 ) is different.

A method according to claim 1, characterized in that the drive components components from the group of electrical drives of vehicle interior parts ( 211 ) or electrical components of the main drive ( 201 ) to propel the vehicle.

Method according to one of Claims 1, characterized in that additional electromagnetic frequency ranges ( 200 ' ), and the at least one frequency range and the at least one further frequency range do not overlap with the additional frequency ranges.

Communication network ( 10 ) for transporting data, in particular media data, in a vehicle ( 1 ), which has at least two participants ( 11 . 12 . 13 ) and at least one bidirectional data line connecting the participants ( 112 . 122 . 132 ), characterized in that it is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.