DE102010055504A1

DE102010055504A1 - Sende-Empfangs-Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Sende-Empfangsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010055504A1
Application number: DE102010055504A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Ferchland Tilo; Dipl.-Ing. Beyer Sascha; Dr. Eggert Dietmar; Dipl.-Ing. Walter Udo
Original assignee: Atmel Automotive GmbH
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28
Also published as: CN202424712U; US20120163424A1; US9054718B2

Abstract

Sende-Empfangs-Vorrichtung (1000) für Funknetze und Verfahren zum Betrieb, – mit einer Empfangseinheit (850) zum Empfang von Rahmen (F) und zur Detektion von Präambeln (P) der Rahmen (F) in einem ersten Kanal (ch1) und in einem zweiten Kanal (ch2), – mit einer durchstimmbaren Oszillatorvorrichtung (100), die mit der Empfangseinheit (850) zur Einstellung einer ersten Empfangsfrequenz (f1RX) des ersten Kanals (ch1) und einer zweiten Empfangsfrequenz (f2RX) des zweiten Kanal (ch2) verbunden ist, – mit einem programmierbaren ersten Konfigurationsregister (310) zur Einstellung der ersten Empfangsfrequenz (f1RX) und mit einem programmierbaren zweiten Konfigurationsregister (320) zur Einstellung der zweiten Empfangsfrequenz (f2RX), – mit einer Steuerungseinheit (400) zur Einstellung der durchstimmbaren Oszillatorsvorrichtung (100), – bei der die Steuerungseinheit (400) zur Steuerung der Oszillatorvorrichtung (100) in einem ersten vorgegebenen Zeitintervall (Δt1) mit der ersten Empfangsfrequenz (f1RX) des ersten Kanals (ch1) durch Auslesen des ersten Konfigurationsregisters (310) eingerichtet ist, und – bei der die Steuerungseinheit (400) zur Steuerung der Oszillatorvorrichtung (100) in einem zweiten vorgegebenen Zeitintervall (Δt2) mit der zweiten Empfangsfrequenz (f2RX) des zweiten Kanals (ch2) durch Auslesen des zweiten Konfigurationsregisters (320) eingerichtet ist, wobei das zweite Zeitintervall (Δt2) dem ersten Zeitintervall (Δt1) nachfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sende-Empfangs-Vorrichtung für Funknetze und ein Verfahren zum Betrieb einer Sende-Empfangsvorrichtung für Funknetze.
Ein PLL-Frequenzsynthesizer ist aus der DE 102 29 130 B3 bekannt. Dieser ist ein Schaltkreis zur Erzeugung eines Ausgabesignals einer bestimmten Frequenz, das eine konstante Phasenbeziehung zu einem Eingangssignal aufweist. Der allgemeine Aufbau des PLL-Frequenzsynthesizers aus der DE 102 29 130 B3 ist in dem Blockdiagramm der 1 dargestellt. Der PLL-Frequenzsynthesizer besteht aus einem Phasen/Frequenz-Detektor (PFD) 10, einem Tiefpassfilter 30 (LP) und einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 40. Ein Eingabesignal S_IN wird dem Phasen/Frequenz-Detektor 10 zugeführt und das Ausgabesignal S_OUT des VCO 40 wird über den Frequenzteiler 50 zu dem Phasen/Frequenz-Detektor 10 zurückgeführt. Der Phasen/Frequenz-Detektor 10 vergleicht die Phase des Eingangssignals S_IN mit der Phase des zurückgeführten Signals S_OUT'. Wenn sich beide Signale voneinander unterscheiden, gibt der Phasen/Frequenz-Detektor 10 ein Fehlersignal aus, das die Größe der Differenz angibt. Das Fehlersignal steuert den VCO 40 so, dass die Frequenzen der Eingangssignale (S_IN, S_OUT) des Phasen/Frequenz-Detektors 10 schließlich übereinstimmen. Das Ausgabesignal (S_OUT) des VCO 40 ist an die Phase des Eingangssignals (S_IN) gekoppelt, wenn in die Phasendifferenz unter einen bestimmten Fehlerwert fällt. Die Ausgabefrequenz des Ausgabesignals S_OUT kann ein Vielfaches der Frequenz des Eingangssignals S_IN bei Verwendung eines Rückführungsteilers 50 sein. Aufgrund der Wirkung des Rückkopplungspfades in der PLL weist das VCO-Ausgangssignal S_OUT eine feste Phasenbeziehung zu dem Eingangssignal S_IN auf. Die Phasen des Eingangs- S_IN und Ausgangssignals S_OUT sind mit einem minimalen Phasenversatz synchronisiert. Häufig wird eine Ladungspumpe 20 (CP engl. – Charge Pump) verwendet, um die Einstellungsspannung für den VCO 40 basierend auf dem Fehlersignal zu erzeugen, das von dem Phasen/Frequenz-Detektor 10 ausgegeben wird. Ein Schleifenfilter 30, das zwischen die Ladungspumpe 20 und den VCO 40 geschaltet ist, wird verwendet, um hohe Frequenzkomponenten aus der VCO-Einstellungsspannung V_VCO zu eliminieren. Für PLL-Anwendung mit niedrigem Rauschen ist die Schleifenverstärkung der VCO-Frequenzsteuerungscharakteristik einer der wesentlichen Parameter. Um ein niedriges VCO-Phasenrauschen zu erreichen, sollte der PLL-Frequenzsynthesizer einen relativ niedrigen Verstärkungsfaktor besitzen. Um das Phasenrauschen zu vermindern, sind VCOs häufig so entworfen, dass die gesamte Betriebsfrequenzbandbreite auf eine Mehrzahl von Betriebsfrequenzbereiche verteilt ist. Ein solcher VCO kann zuverlässig über einen großen Gesamtbereich von Ausgabefrequenzen mit relativ geringer VCO-Verstärkung und einem relativ kleinen Bereich von Eingangsspannungen betrieben werden. In der DE 102 29 130 B3 wird der VCO 40 in einem einer Mehrzahl von Frequenzbereichen, die auch als Betriebszustände benannt werden, unter Verwendung jeweils einer bestimmten Arbeitskurve betrieben, um eine Ausgabefrequenz in Abhängigkeit von der VCO-Eingangsspannung V_VCO zu erzeugen. Um den gewünschten PLL-Betrieb zu erreichen, muss der Frequenzbereich mit der Arbeitskurve des VCO 40 ausgewählt werden, dessen Mittenfrequenz in der Nähe der gewünschten PLL-Ausgabefrequenz liegt.
Ein weiterer PLL-Frequenzsynthesizer aus der DE 102 29 130 B3 ist in 2 dargestellt. Jede der Arbeitskurven des VCO 40 besitzt einen niedrigen Verstärkungsfaktor und wird mit derselben Bandbreite von Eingangsspannungen V_VCO betrieben. Eine der Arbeitskurven des VCO 40 wird jeweils durch ein bestimmtes digitales Steuerwort W_S ausgewählt, das dem VCO 40 zugeführt wird.
Mittels eines selbstkalibrierenden Schaltkreises 60 wird in einem Verfahren zur automatischen Auswahl einer geeigneten Arbeitskurve eine Referenzspannung V_REF dem VCO-Eingang anstelle der Schleifenfilterspannung zugeführt. Die Referenzspannung V_REF ist vorzugsweise in der nominellen Mitte eines Eingangsspannungsbereichs der Eingangsspannung V_VCO in dem der VCO 40 betrieben werden soll. Wie in 2 dargestellt können Schalter 70 und 80 entsprechend geöffnet und geschlossen werden. Die Arbeitskurve wird durch das Steuerwort W_S ausgewählt, das von dem selbstkalibrierenden Schaltkreis 60 zugeführt wird. Der selbstkalibrierende Schaltkreis 60 erhält das PLL-Eingangssignal F_IN und das PLL-Rückführungssignal S_OUT'. Der Selbstkalibrierungsschaltkreis 60 umfasst einen Frequenzdetektor 61 (FD), einen digitalen Akkumulator 62 (ACC) und einen Automaten 63 (SM – engl. State Machine).
Während der Selbstkalibrierung wird das digitale Steuerwort, das dem VCO 40 zugeführt wird, durch inkrementelle Erhöhung des digitalen Steuerworts W_S bestimmt, bis das Messergebnis des Frequenzdetektors 61 anzeigt, dass ein gewünschter optimaler Betriebszustand des VCO ausgewählt ist. Der Kalibrierungsschaltkreis 60 kann einen Fensterkomparator enthalten, der obere und untere Fehlerspannungsgrenzen zur Umschaltung zu benachbarten Frequenzbereichen definiert.
Aus der DE 102 51 315 A1 ist eine Abschätzungseinheit bekannt (nicht dargestellt), die einen neuen Mittenfrequenzwert beim Kanalumschalten abschätzen kann, wobei die neue Mittenfrequenz auf einen Schätzwert eingestellt werden kann, der auf einem aktuellen Wert basiert.
Wie in 3 dargestellt, werden zu übertragende Symbole DSym1, DSym2 in Rahmen F übertragen, wobei gemäß dem Industrie-Standard IEEE 802.15.4-2006 der Rahmen F eine empfangsseitig bekannte Sequenz, z. B. eine PN-Sequenz (PN – engl. Pseudo Noise), in Form einer Präambel P aufweist. Auf der Basis der Präambel P wird im Empfänger zunächst eine Rahmendetektion durchgeführt, bei der Symbolgrenzen ermittelt werden. Ein Empfangssignal nach dem Industrie-Standard IEEE 802.15.4 ist in 3 vereinfacht dargestellt. Der Rahmen F weist die Symbole DSym1, DSym2 mit jeweils L Abtastwerten (Koeffizienten) sowie die Präambel P auf, die z. B. die empfangsseitig vorbekannten, sich wiederholenden Koeffizienten 010110 enthält.
Aus der EP 2 047 608 B1 ist hierzu eine Kreuzkorrelation bekannt. Zur empfangsseitigen Rahmensynchronisation kann das Empfangssignal zunächst dem in 4 dargestellten Kreuzkorrelationsfilter KKF zugeführt werden, der eine Kreuzkorrelation zwischen dem Empfangssignal und den empfangsseitig vorbekannten Koeffizienten der Präambel P durchführt. Das Ausgangssignal des Kreuzkorrelationsfilters KKF weist periodische Spitzen auf, die jeweils auf ein Korrelationsmaximum hinweisen. Ein Korrelationsmaximum entsteht bei vollständiger oder nahezu vollständiger Überlappung der in dem Empfangssignal enthaltenen Präambel P und der empfangsseitig zur Kreuzkorrelation herangezogenen Präambel. Daher kann auf der Basis der Korrelationsmaxima, die beispielsweise mittels eines Schwellwertdetektors detektiert werden können, auf die jeweilige Rahmen- bzw. Symbolgrenze geschlossen werden.
Um die Korrelationsmaxima stärker auszuprägen, kann dem Kreuzkorrelationsfilter KKF ein Kammfilter IIR nachgeschaltet werden, das beispielsweise ein IR-Filter mit einer Tiefpasscharakteristik ist (IIR: Infinite Impulse Response). Die in 5 dargestellte Korrelationsvorrichtung ist aus der EP 2 047 608 B1 bekannt. Sie weist einen Addierer 51 auf, dessen Ausgang mit einem Eingang eines Verzögerungselementes 55 verbunden ist. Das Verzögerungselement 55 umfasst einen Ausgang, der mit einem Eingang des Addierers 51 über einen optionalen Verstärker 54 gekoppelt ist. Das Verzögerungselement 55 umfasst ferner beispielsweise L Ausgänge, wobei L eine natürliche Zahl ist, die jeweils mit entsprechenden L Eingängen eines Verknüpfungselementes 52 (Δ) verbunden sind. Das Verknüpfungselement 52 umfasst L Ausgänge, die mit L Eingängen eines Additionselementes 53 (Σ), gekoppelt sind. Ferner ist ein optionaler Verstärker 50 vorgesehen.
Eine Eingangssignalfolge wird nach einer optionalen Verstärkung durch den Verstärker 50 dem Addierer 51 zugeführt. Der Addierer 51 gibt eine an dem Additionssignalfolge an den Eingang des Verzögerungselementes 55 aus, das die Additionssignalfolge um beispielsweise L Takte (bezogen auf die der Additionssignalfolge zugrunde liegende Abtastrate oder auf die Taktrate, mit der das Verzögerungselement 55 getaktet wird) verzögert. Das Verzögerungselement 55 umfasst hierzu beispielsweise L Speicherzellen eines Schieberegisters, wobei jeder Speicherzelle ein Ausgang zugeordnet ist. Die L Koeffizienten der Additionssignalfolge, die den Inhalt der Speicherzellen repräsentieren, werden dem Verknüpfungselement 52 bevorzugt parallel zugeführt, das diese koeffizientenweise mit Verknüpfungskoeffizienten beispielsweise mittels Skalierung, Addition oder Multiplikation verknüpft. Die Verknüpfungskoeffizienten entsprechen beispielsweise den Koeffizienten der Präambel P oder sind auf der Basis der Koeffizienten der Präambel P durch z. B. deren differentielle Modulation oder Demodulation abgeleitet. Das Verknüpfungselement 52 liefert als Ergebnis der Verknüpfung L Korrelationsergebnisse, die mittels der Additionseinrichtung 53 aufsummiert werden, wobei das Summationsergebnis SUM über den Ausgang ausgegeben werden kann.
Aus der DE 10 2009 057 442 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Empfängers mit in einem Empfangspfad angeordneten Schaltungsblöcken eines Funknetzes nach dem Industrie-Standard IEEE 802.15.4 bekannt. In dem Verfahren wird ein Empfangsmodus zur Ermittlung einer Präambel aktiviert wird. In dem Empfangsmodus werden zumindest ein Teil der Schaltungsblöcke im Empfangspfad des Empfängers abwechselnd für eine Einschaltdauer eingeschaltet und für eine Ausschaltdauer ausgeschaltet. Die Ausschaltdauer ist kürzer als die Präambel. Ein erster Messwert wird im Empfangspfad gemessen. Der erste Messwert wird mit einer ersten Schwelle verglichen. Anhand eines Ergebnisses des Vergleichs mit der ersten Schwelle wird die Einschaltdauer und/oder die Ausschaltdauer verändert. Das Ausschalten wird beendet und die Schaltungsblöcke bleiben zur Synchronisation mittels der Präambel eingeschaltet, wenn während der Einschaltdauer ein gültiges Signal der Präambel durch Vergleich eines zweiten Messwerts mit einer zweiten Schwelle ermittelt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine möglichst verbesserte Sende-Empfangs-Vorrichtung anzugeben, die für den Industrie-Standard IEEE 802.15.4 geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Sende-Empfangs-Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.
Demzufolge ist eine Sende-Empfangs-Vorrichtung für Funknetze vorgesehen. Die Sende-Empfangs-Vorrichtung weist eine Empfangseinheit zum Empfang von Rahmen und zur Detektion von Präambeln der Rahmen auf. Die Empfangseinheit ist ausgebildet, im laufenden Betrieb die Präambeln in einem ersten Kanal und in einem zweiten Kanal zu detektieren. Dabei ist es nicht erforderlich die Sende-Empfangs-Vorrichtung bei einem Wechsel zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal neu zu konfigurieren.
Die Sende-Empfangs-Vorrichtung weist eine durchstimmbare Oszillatorvorrichtung auf, die mit der Empfangseinheit zur Einstellung einer ersten Empfangsfrequenz des ersten Kanals und einer zweiten Empfangsfrequenz des zweiten Kanal verbunden ist.
Die Sende-Empfangs-Vorrichtung weist ein programmierbares erstes Konfigurationsregister zur Einstellung der ersten Empfangsfrequenz auf. Vorzugsweise ist das Konfigurationsregister über eine verbundene Schnittstelle programmierbar. Bevorzugt ist in dem ersten Konfigurationsregister eine Kennung, insbesondere eine binäre Kennung für eine Empfangsfrequenz und somit für den gewünschten Kanal speicherbar. Die Sende-Empfangs-Vorrichtung weist zudem ein programmierbares zweites Konfigurationsregister zur Einstellung der zweiten Empfangsfrequenz auf. Vorteilhafterweise weist die Sende-Empfangs-Vorrichtung weitere Konfigurationsregister, wie beispielsweise ein drittes Konfigurationsregister für eine dritte Empfangsfrequenz und ein viertes Konfigurationsregister für eine vierte Empfangsfrequenz auf.
Die Sende-Empfangs-Vorrichtung weist eine Steuerungseinheit zur Steuerung der durchstimmbaren Oszillatorsvorrichtung auf. Die Steuerungseinheit ist vorzugsweise zumindest mit dem ersten Konfigurationsregister und dem zweiten Konfigurationsregister verbunden. Die Steuerungseinheit weist vorzugsweise eine digitale Logik, beispielsweise in Form eines Automaten zur Steuerung auf.
Die Steuerungseinheit ist zur Steuerung der Oszillatorvorrichtung in einem ersten vorgegebenen Zeitintervall mit der ersten Empfangsfrequenz des ersten Kanals durch Auslesen des ersten Konfigurationsregisters eingerichtet. Demzufolge wird mittels der Steuerung durch die Steuerungseinheit das erste Konfigurationsregister ausgelesen und eine Ausgangsfrequenz der Oszillatorvorrichtung auf die erste Empfangsfrequenz des ersten Kanals eingestellt. Die Detektion einer möglicherweise im Empfangssignal im ersten Kanal enthaltenen Präambel ist durch das erste Zeitintervall begrenzt. Mit Ende des ersten Zeitintervalls wird die Detektion im ersten Kanal abgebrochen.
Die Steuerungseinheit ist ebenfalls zur Steuerung der Oszillatorvorrichtung in einem zweiten vorgegebenen Zeitintervall mit der zweiten Empfangsfrequenz des zweiten Kanals durch Auslesen des zweiten Konfigurationsregisters eingerichtet. Demzufolge wird mittels der Steuerung durch die Steuerungseinheit das zweite Konfigurationsregister ausgelesen und eine Ausgangsfrequenz der Oszillatorvorrichtung auf die zweite Empfangsfrequenz des zweiten Kanals eingestellt. Die Detektion einer möglicherweise im Empfangssignal im zweiten Kanal enthaltenen Präambel ist durch das zweite Zeitintervall begrenzt. Mit Ende des zweiten Zeitintervalls wird die Detektion im zweiten Kanal abgebrochen.
Das Wesen der Erfindung ist daher, dass während eines Prozesses einer Rahmensuche durch die Detektion der Präambel abwechselnd zwischen der ersten Empfangsfrequenz und der zweiten Empfangfrequenz und ggf. weiteren Empfangsfrequenzen gewechselt wird. Die Empfangsfrequenzen sind dabei frei programmierbar. Ist eine Empfangsfrequenz ausgewählt, so wird für das zugehörige Zeitintervall auf dieser Empfangsfrequenz ein Empfang durchgeführt. Wird innerhalb dieses Zeitintervalls keine Präambel eines Rahmens erkannt, so wird auf eine andere Empfangsfrequenz gewechselt und anschließend wieder zurück, wenn auf dieser Empfangsfrequenz keine Präambel erkannt wurde. Wird innerhalb eines Zeitintervalls eine Präambel erkannt, wird der Empfang fortgesetzt, um den Rahmen zu empfangen. Erwartet der Sender eine Quittierung (ACK – engl. ACKnolodgement) wird die Quittierung auf derselben Frequenz gesendet. Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, dass zwei oder mehr IEEE 802.15.4 konforme Funknetze mit einer einzigen Sende-Empfangs-Vorrichtung überwacht werden können, um auf den unterschiedlichen Kanälen der Funknetze zu kommunizieren.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, ein möglichst verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Sende-Empfangs-Vorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in der Beschreibung enthalten.
Demzufolge ist ein Verfahren zum Betrieb einer Sende-Empfangs-Vorrichtung für Funknetze vorgesehen.
In dem Verfahren werden ein erstes Konfigurationsregister zur Einstellung einer ersten Empfangsfrequenz eines ersten Kanals und ein zweites Konfigurationsregister zur Einstellung einer zweiten Empfangsfrequenz eines zweiten Kanals programmiert. Insbesondere ist der erste Kanal einem ersten Funknetz und der zweite Kanal einem zweiten Funknetz zugehörig. Zur Programmierung wird beispielsweise ein zu der ersten Empfangfrequenz korrespondierender erster Registerwert in das erste Konfigurationsregister und ein zu der zweiten Empfangfrequenz korrespondierender zweiter Registerwert in das zweite Konfigurationsregister über eine Programmierschnittstelle geschrieben.
Ein gesteuerter Oszillator wird zum Betrieb einer Ausgangsfrequenz in einem von mehreren Frequenzbereichen durch ein digitales Steuerwort angesteuert. In dem Verfahren wird die Ausgangsfrequenz des gesteuerten Oszillators durch eine Phasenregelschleife auf die eingestellte erste Empfangsfrequenz oder zweite Empfangsfrequenz geregelt. Dabei ist der gesteuerte Oszillator üblicherweise ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO – engl. – Voltage Controlled Oscillator) und Bestandteil der Regelschleife.
In dem Verfahren wird ein erster Wert des digitalen Steuerworts durch eine Oszillatorsteuerungseinheit automatisch bestimmt. Der bestimmte erste Wert des digitalen Steuerworts wird an den gesteuerten Oszillator ausgegeben. Dabei ist der erste Wert des digitalen Steuerworts der ersten Empfangsfrequenz zugehörig. In dem Verfahren wird der automatisch bestimmte erste Wert des digitalen Steuerwortes in einem ersten Steuerungsregister gespeichert.
Ein zweiter Wert des digitalen Steuerworts wird durch die Oszillatorsteuerungseinheit automatisch bestimmt. Der bestimmte zweite Wert des digitalen Steuerworts wird an den gesteuerten Oszillator ausgegeben. Dabei ist der zweite Wert des digitalen Steuerworts der zweiten Empfangsfrequenz zugehörig. In dem Verfahren wird der automatisch bestimmte zweite Wert des digitalen Steuerwortes in einem zweiten Steuerungsregister gespeichert.
In dem Verfahren wird zur Einstellung der ersten Empfangsfrequenz des ersten Kanals der im ersten Steuerungsregister gespeicherte erste Wert des digitalen Steuerwortes ausgelesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator ausgegeben.
Zur Einstellung der zweiten Empfangsfrequenz des zweiten Kanals wird der im zweiten Steuerungsregister gespeicherte zweite Wert des digitalen Steuerwortes ausgelesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator ausgegeben.
Durch Ausführungsbeispiele dieses Verfahrens wie sie im Zusammenhang mit den Figuren erläutert werden, wird der Vorteil erzielt, dass Umschaltzeiten, die beim Umschalten zwischen zwei Empfangsfrequenzen entstehen, signifikant reduziert werden. Während der Umschaltzeiten kann eine Präambel nicht detektiert werden. Ein während der Umschaltzeit gesendetes Signal einer Präambel kann von der Sende-Empfangs-Vorrichtung nicht detektiert werden. Sind das erste Zeitintervall und das zweite Zeitintervall und die zwischen den Zeitintervallen liegende Umschaltzeit kleiner als eine Länge der Präambel, kann auch dann eine Präambel sicher detektiert werden, wenn zunächst auf dem „falschen” Kanal empfangen und erst danach durch die Umschaltung der Empfangsfrequenz der „richtige” Kanal ausgewählt wird.
Die im Folgenden beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf die Sende-Empfangs-Vorrichtung, als auch auf das Verfahren zum Betrieb einer Sende-Empfangs-Vorrichtung.
Bevorzugt sind erste Kanal einem ersten Funknetz und der zweite Kanal einem zweiten Funknetz zugehörig. In diesem Fall kann die Sende-Empfangs-Vorrichtung wahlweise mit den Knoten des ersten Funknetzes und den Knoten des zweiten Funknetzes kommunizieren. Die Sende-Empfangs-Vorrichtung kann dabei vorteilhafterweise die Funktion eines so genannten Gateway zwischen dem ersten Funknetz und dem zweiten Funknetz ausführen.
Vorteilhafterweise ist der erste Kanal einem ersten Protokoll und der zweite Kanal einem vom ersten Protokoll verschiedenen zweiten Protokoll zugehörig. Beide Protokolle werden können in genau einem Funknetz verwendet werden. Ein Protokoll, auch als Netzwerkprotokoll oder Übertragungsprotokoll bezeichnet, ist eine exakte Vereinbarung, nach der Informationen zwischen Knoten des Funknetzes ausgetauscht werden. Die Vereinbarung besteht aus Syntax, die die Kommunikation mittels der kommunizierenden Instanzen in Recheneinheiten der Knoten bestimmt. Wird beispielsweise das ISO-OSI-Refenzmodell verwendet, werden die einzelnen Protokolle in Schichten organisiert.
Das erste Protokoll und das zweite Protokoll unterscheiden sich durch unterschiedliche Funktionen in zumindest einer Schicht, insbesondere in gegenüber der MAC-Schicht höheren Schichten, wie der Vermittlungsschicht, Transportschicht, Sitzungsschicht, Darstellungsschicht oder Anwendungsschicht. Vorzugsweise arbeiten die Schichten – z. B. beide Anwendungsschichten – mit unterschiedlichen Protokollen unabhängig voneinander. Die MAC-Schicht (engl. – Media Access Control) kann auch als Medienzugriffsschicht im erweiterten OSI-Modell bezeichnet werden. Beispielsweise ist das erste Protokoll einer gegenüber dem zweiten Protokoll höheren Datenübertragungsrate zugeordnet. In einem weiteren Beispiel unterscheidet sich das erste Protokoll gegenüber dem zweiten Protokoll hinsichtlich der Datensicherheit.
Bevorzugt ist dieselbe Sende-Empfangs-Vorrichtung eingerichtet, sowohl Rahmen des ersten Protokolls als auch des zweiten Protokolls zu empfangen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildungsvariante ist die Oszillatorvorrichtung zur Ausgabe eines Oszillatorsignals mit der ersten Empfangsfrequenz oder der zweiten Empfangsfrequenz eingerichtet.
Vorteilhafterweise weist die Oszillatorvorrichtung eine Phasenregelschleife mit einem gesteuerten Oszillator auf. Der gesteuerte Oszillator ist vorzugsweise als spannungsgesteuerter Oszillator VCO ausgebildet.
Bevorzugt ist die Phasenregelschleife zur Regelung einer Ausgangsfrequenz des gesteuerten Oszillators auf die eingestellte erste Empfangsfrequenz oder zweite Empfangsfrequenz eingerichtet.
Vorzugsweise ist der gesteuerte Oszillator zum Betrieb der Ausgangsfrequenz in mehreren Frequenzbereichen eingerichtet. Jeder der Frequenzbereiche ist durch ein digitales Steuerwort ansteuerbar.
Zur Ansteuerung mit dem digitalen Steuerwort ist eine Oszillatorsteuerungseinheit vorgesehen, die mit der Phasenregelschleife verbunden ist.
Die Oszillatorsteuerungseinheit ist zur automatischen Bestimmung eines zur ersten Empfangsfrequenz zugehörigen ersten Wertes des digitalen Steuerworts und Ausgabe des ersten Wertes an den gesteuerten Oszillator eingerichtet.
Die Sende-Empfangs-Vorrichtung weist vorzugsweise ein erstes Steuerungsregister und ein zweites Steuerungsregister auf. Die Steuerungsregister können mit der Oszillatorsteuerungseinheit im Schaltungslayout zusammengefasst sein oder mit anderen Registern in einer Registereinheit zusammengefasst sein.
Vorzugsweise ist die Oszillatorsteuerungseinheit zur Speicherung des automatisch bestimmten ersten Wertes des digitalen Steuerwortes im ersten Steuerungsregister eingerichtet.
Die Oszillatorsteuerungseinheit ist ebenfalls zur automatischen Bestimmung eines zur zweiten Empfangsfrequenz zugehörigen zweiten Wertes des digitalen Steuerworts und Ausgabe des zweiten Wertes an den gesteuerten Oszillator eingerichtet. Vorzugsweise ist die Oszillatorsteuerungseinheit zur Speicherung des automatisch bestimmten zweiten Wertes des digitalen Steuerwortes im zweiten Steuerungsregister eingerichtet.
Bevorzug ist die Oszillatorsteuerungseinheit eingerichtet, zur Einstellung der ersten Empfangsfrequenz des ersten Kanals den im ersten Steuerungsregister gespeicherten ersten Wert des digitalen Steuerwortes auszulesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator auszugeben. Vorteilhafterweise ist die Oszillatorsteuerungseinheit zudem eingerichtet, zur Einstellung der zweiten Empfangsfrequenz des zweiten Kanals den im zweiten Steuerungsregister gespeicherten zweiten Wert des digitalen Steuerwortes auszulesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator auszugeben.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Oszillatorsteuerungseinheit eingerichtet, vor einem Empfangsmodus zum Empfang der Rahmen den ersten Wert des digitalen Steuerworts automatisch zu bestimmen und im ersten Steuerungsregister zu speichern und unmittelbar anschließend den zweiten Wert des digitalen Steuerworts automatisch zu bestimmen und im zweiten Steuerungsregister zu speichern.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung weist die Sende-Empfangs-Vorrichtung eine Bestimmungseinheit auf, die zur Bestimmung eines ersten Messwertes eines Empfangssignals im ersten Kanal im ersten Zeitintervall und im zweiten Kanal im zweiten Zeitintervall eingerichtet ist. Der Messwert des Empfangssignals ist dabei als Indikator für ein detektierbares Empfangssignal geeignet, ob also das Empfangssignal Anteile enthält, die mit hoher Wahrscheinlichkeit detektiert werden können. Der erste Messwert ist beispielsweise ein Feldstärkenmesswert (ED) oder ein aus der Empfangsfeldstärke abgeleiteter Wert (RSSI) oder ein Summensignal einer Korrelationsvorrichtung. Der erste Messwert wird dabei im ersten Kanal und im zweiten Kanal nicht gleichzeitig, sondern zeitlich disjunkt ermittelt.
Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit zum Vergleichen des ersten Messwertes mit einer ersten Schwelle eingerichtet. Beispielsweise weist die Steuerungseinheit für den Vergleich einen digitalen Komparator auf, der den ersten Messwert mit einem festen oder programmierbaren Schwellwert als erste Schwelle vergleicht.
Vorteilhafterweise ist die Steuerungseinheit zur Steuerung einer ersten Verlängerung des ersten Zeitintervalls zur Detektion eingerichtet, wenn innerhalb des ersten Zeitintervalls der erste Messwert die erste Schwelle überschreitet. Vorteilhafterweise ist die Steuerungseinheit ebenfalls zur Steuerung einer zweiten Verlängerung des zweiten Zeitintervalls zur Detektion eingerichtet, wenn innerhalb des zweiten Zeitintervalls der erste Messwert die erste Schwelle überschreitet.
In einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Bestimmungseinheit zur Bestimmung eines zweiten Messwertes durch Kreuzkorrelation von aus dem Empfangssignal erzeugten digitalen Abtastwerten mit einer empfängerseitig vorbestimmten Sequenz der Präambel eingerichtet ist. Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit zum Vergleichen des zweiten Messwertes mit einer zweiten Schwelle eingerichtet.
Vorteilhafterweise ist die Steuerungseinheit zur Steuerung des Empfangs des Rahmens im ersten Kanal eingerichtet, wenn innerhalb des ersten Zeitintervalls oder der ersten Verlängerung der zweite Messwert die zweite Schwelle überschreitet. Vorteilhafterweise wird eine Anzahl von Überschreitungen der zweiten Schwelle von dem zweiten Messwert mittels eines Zählers der Steuerungseinheit gezählt und ein Zählwert des Zählers mit einer Zählschwelle verglichen.
Bevorzugt ist die Steuerungseinheit zudem zur Steuerung des Empfangs des Rahmens im zweiten Kanal eingerichtet, wenn im zweiten Zeitintervall oder in der zweiten Verlängerung der zweite Messwert die zweite Schwelle überschreitet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildungsvariante weist die Bestimmungseinheit eine Korrelationsvorrichtung zur Bestimmung des ersten Messwertes, des zweiten Messwertes, eines dritten Messwertes und ggf. eines vierten Messwertes auf.
Die Korrelationsvorrichtung weist eine erste Verzögerungseinheit auf. Die Verzögerungseinheit weist insbesondere Speicherzellen auf, die beispielsweise ein Schieberegister bilden.
Die Korrelationsvorrichtung weist eine erste Verknüpfungseinheit auf, die mit Ausgängen der ersten Verzögerungseinheit verbunden ist. Die erste Verknüpfungseinheit ist zur Verknüpfung eines ersten Teils einer Verknüpfungsfolge mit in der ersten Verzögerungseinheit gespeicherten ersten Speicherwerten eingerichtet.
Die Korrelationsvorrichtung weist eine erste Additionseinheit auf, die mit Ausgängen der ersten Verknüpfungseinheit verbunden und zur Ausgabe eines ersten Summensignals ausgebildet ist.
Die Korrelationsvorrichtung weist eine zweite Verknüpfungseinheit auf, die ebenfalls mit den Ausgängen der ersten Verzögerungseinheit verbunden ist. Die zweite Verknüpfungseinheit ist zur Verknüpfung eines zweiten Teils der Verknüpfungsfolge mit in der ersten Verzögerungseinheit gespeicherten ersten Speicherwerten eingerichtet. Die erste Verknüpfungseinheit und die zweite Verknüpfungseinheit sind mit der ersten Verzögerungseinheit zur parallelen Verknüpfung verschaltet, wobei parallel die in der ersten Verzögerungseinheit gespeicherten Werte mit dem ersten Teil und mit dem zweiten Teil der Verknüpfungsfolge verknüpfbar sind.
Die Korrelationsvorrichtung weist eine zweite Additionseinheit auf, die mit Ausgängen der zweiten Verknüpfungseinheit verbunden und zur Ausgabe eines zweiten Summensignals ausgebildet ist. Das erste Summensignal und das zweite Summensignal werden zu denselben Werten in der ersten Verzögerungseinheit parallel ausgegeben.
Die Steuerungseinheit ist mit der ersten Additionseinheit und der zweiten Additionseinheit verbunden und zur Auswertung des zweiten Summensignals als ersten Messwert und des ersten Summensignals als weiteren (alternativen ersten oder dritten) Messwert eingerichtet.
Vorzugsweise weist die Steuerungseinheit einen ersten Vergleicher zum Vergleich des zweiten Summensignals mit einer ersten Schwelle und einen zweiten Vergleicher zum Vergleich des ersten Summensignals mit einer zweiten/dritten Schwelle auf.
Die zuvor beschriebenen Weiterbildungsvarianten sind sowohl einzeln als auch in Kombination besonders vorteilhaft. Dabei können sämtliche Weiterbildungsvarianten untereinander kombiniert werden. Einige mögliche Kombinationen sind in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Figuren erläutert. Diese dort dargestellten Möglichkeiten von Kombinationen der Weiterbildungsvarianten sind jedoch nicht abschließend.
Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert.
Dabei zeigen
1 eine Phasenregelschleife nach dem Stand der Technik,
2 eine Phasenregelschleife mit selbstkalibrierenden Schaltkreis nach dem Stand der Technik,
3 eine schematische Ansicht eines Rahmens nach dem Industriestandard IEEE 802.15.4-2006,
4 eine schematische Darstellung einer Korrelationsvorrichtung nach dem Stand der Technik,
5 ein schematischen Blockschaltplan einer Korrelationsvorrichtung nach dem Stand der Technik,
6 eine schematische Darstellung von Arbeitskurven eines spannungsgesteuerten Oszillators,
7 eine schematische Darstellung zweier Funknetze,
8 ein Blockschaltplan einer Sende-Empfangs-Vorrichtung,
9 ein schematisches Diagramm mit Messwerten,
10 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Korrelationsvorrichtung,
11a ein zweites Ausführungsbeispiel einer Korrelationsvorrichtung, und
11b eine schematische Ansicht von Ausgangssignalen der Korrelationsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels.
7 zeigt ein Beispiel eines WPAN-Datenübertragungssystems nach dem Industrie-Standard IEEE 802.15.4-2006. Es umfasst ein erstes Funknetz N mit den Knoten A, A', A'' und G und dem zweiten Funknetz M mit den Knoten B, B', B'' und G. Der Knoten G ist sowohl dem ersten Funknetz N als auch dem zweiten Funknetz M zugehörig und bildet beispielsweise ein so genanntes Gateway (Netzübergang) zwischen dem ersten Funknetz N und dem zweiten Funknetz M.
Die Knoten A, A', A'', G, B, B', B'' sind ortsfeste oder mobile Geräte, die mittels Funksignalen drahtlos Informationen austauschen. Bei dem Knoten A handelt es sich um ein so genannte Vollfunktionsgerät, das die Funktion des WPAN-Koordinators übernimmt, während es sich bei den Knoten A', A'' um so genannte Teilfunktionsgeräte handelt, die dem Vollfunktionsgerät (Knoten A) zugeordnet sind und nur mit diesem Daten austauschen können. Auch der Knoten G hat in dem ersten Funknetz N und zugleich im zweiten Netzwerk M die Funktion eines Vollfunktionsgeräts. Die Knoten B, B' und B'' sind hingegen Teilfunktionsgeräte.
Ein als Vollfunktionsgerät ausgebildeter Knoten je Funknetz übernimmt die spezielle Funktion des PAN-Koordinators. Der PAN-Koordinator legt die PAN-Identifizierung PAN.ID (engl. – PAN-Identifier) fest, die das Funknetz von anderen IEEE 802.15.4 Funknetzen in Funkreichweite abgrenzt. Des Weiteren übernimmt er im so genannten Slotted Mode die Synchronisation aller Netzknoten. Zur Trennung der Funknetze kann jedem Funknetz N, M ein vorbestimmter Kanal zugehörig sein. Im Ausführungsbeispiel der 7 kommunizieren die Knoten A, A', A'' im ersten Funknetz N in einem ersten Kanal ch1, hingegen kommunizieren die Knoten B, B', B'' im zweiten Funknetz M in einem zweiten Kanal ch2. Die Kommunikation im ersten Kanal ch1 und im zweiten Kanal ch2 kann dabei parallel erfolgen. Knoten B, B', B'' im zweiten Funknetz M werden dabei nicht durch eine Kommunikation der Knoten A, A', A'' im ersten Funknetz N gestört.
Der Knoten G weist eine Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 mit einem im laufenden Betrieb durchstimmbaren Oszillator auf. Dies ermöglicht der Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 des Knotens G sowohl Funksignale einer ersten Empfangsfrequenz f_1RX des ersten Kanals ch1 im ersten Funknetz N, als auch Funksignale einer zweiten Empfangsfrequenz f_2RX des zweiten Kanals ch2 im zweiten Funknetz M zu empfangen. Ebenfalls kann die Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 des Knotens G entsprechend im ersten Kanal ch1 und im zweiten Kanal ch2 senden, um eine bidirektionale Kommunikation mit den Knoten A, A', A'', B, B', B'' zu ermöglichen.
Die Darstellung in 7 ist dabei rein beispielhaft, so kann der Knoten G auch nur im ersten Funknetz N als PAN-Koordinator oder auch in beiden Netzen N, M als PAN-Koordinator oder in beiden Netzen N, M als einfaches Vollfunktionsgerät fungieren. Auch ist möglich, in jedem Funknetz N, M mehrere Vollfunktionsgeräte oder ausschließlich Vollfunktionsgeräte vorzusehen (Peer-to-Peer-Topologie). Damit der Knoten G als Gateway. fungieren kann, ist der Knoten G sowohl in Übertragungsreichweite eines Knotens A, A', A'' des ersten Funknetzes N als auch in Übertragungsreichweite eines anderen Knotens B, B', B'' des zweiten Funknetzes M.
Weiterhin weist der Knoten G eine in 7 nicht dargestellte Energieversorgungseinheit, beispielsweise in Form einer Batterie, sowie ggf. weitere Komponenten (Sensoren, Aktoren etc.) auf. Der Knoten A sendet beispielsweise einen zum Industrie-Standard IEEE 802.15.4 konformen Rahmen F an den Knoten G. Eine vereinfachte Darstellung eines derartigen Rahmens F ist in 3 schematisch dargestellt. Der Rahmen F weist eine Präambel P mit einer empfangsseitig bekannten Präambelsequenz <010110> und Datensymbole DSym1, DSym2. Empfangsseitig sind für jedes Symbol DSym1, DSym2 jeweils L Abtastwerte (Koeffizienten) vorgesehen.
Ein Ausführungsbeispiel einer Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 ist als schematischer Blockschaltplan in 8 dargestellt. Über eine Antenne 810 wird ein Funksignal RF_RX empfangen. Die Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 weist eine durchstimmbare Oszillatorvorrichtung 100 mit einer Phasenregelschleife PLL und einen Referenzoszillator 160, beispielsweise in Form eines Schwingquarzes, auf.
Die Phasenregelschleife PLL ist zur Regelung einer Ausgangsfrequenz F_OUT des gesteuerten Oszillators 140 auf die eingestellte erste Empfangsfrequenz f_1RX oder zweite Empfangsfrequenz f_2RX eingerichtet. Die Phasenregelschleife PLL weist einen spannungsgesteuerten Oszillator 140 auf, dessen Ausgangssignal S_OUT am Ausgang 101 des Oszillatorvorrichtung 100 an eine Empfangseinheit 850 und an eine Sendeeinheit 860 ausgegeben wird. Die Phasenregelschleife PLL weist weiterhin einen einstellbaren Frequenzteiler 150, einen PFD 110, einen Schleifenfilter 120 und eine Ladungspumpe 130 auf, die untereinander in bekannter Weise verschaltet sind.
Die in 8 dargestellte Empfangseinheit 850 ist über den Senden-Empfangen-Umschalter 830 zum Empfang von Rahmen F und zur Detektion von Präambeln P der Rahmen F in mehreren Kanälen ch1, ch2, ch3 ausgebildet. Jeder Kanal ch1, ch2, ch3 ist beispielsweise einem Funknetz M, N zugehörig. Die während des Betriebs verwendeten Kanäle ch1, ch2, ch3 müssen zuvor hinterlegt werden. Die Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 weist im Ausführungsbeispiel der 8 ein erstes Konfigurationsregister 310, ein zweites Konfigurationsregister 320, ein drittes Konfigurationsregister 330 und ein viertes Konfigurationsregister 340 in einem Registerblock 300 auf. Die Konfigurationsregister 310, 320, 330, 340 sind über eine Schnittstelle 600 beispielsweise mittels einer Recheneinheit 700 programmierbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind im ersten Konfigurationsregister 310 ein Registerwert für den ersten Kanal ch1, im zweiten Konfigurationsregister 320 ein Registerwert für den zweiten Kanal ch2, im dritten Konfigurationsregister 330 und im vierten Konfigurationsregister 340 ein Registerwert in 8 ebenfalls für den dritten Kanal ch3 einprogrammiert. Somit kann die Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 im laufenden Betrieb den Empfang und das Senden zwischen den Kanälen ch1, ch2, ch3 umschalten.
Die Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 weist eine Steuerungseinheit 400 auf. Die Steuerungseinheit 400 weist eine digitale Logik, beispielsweise in Form eines Automaten/Zustandsmaschine auf. Die Steuerungseinheit 400 ist zur Steuerung des aktuellen Kanals zum Empfang oder Senden eines Signals eingerichtet. Hierzu ist die Steuerungseinheit 400 mit der Empfangseinheit 850, mit einer Sendeeinheit 860 und mit der Schnittstelle 600 verbunden. Erfolgt beispielsweise die Anforderung des Sendens von Daten durch die Recheneinheit 700 über die Schnittstelle 600, so wird von der Steuerungsvorrichtung 400 die Empfangseinheit 850 deaktiviert und die Sendeeinheit 860 aktiviert. Durch Auswahl des Konfigurationsregisters 310, 320, 330, 340 wird die Ausgangsfrequenz F_OUT der Oszillatorvorrichtung 100 auf die entsprechende Sendefrequenz anhand des im Konfigurationsregister 310, 320, 330, 340 gespeicherten Wertes gesteuert. Beispielsweise wird anhand des ersten Konfigurationsregisters 310 die Ausgangsfrequenz F_OUT der Oszillatorvorrichtung 100 auf die Sendefrequenz des ersten Kanals ch1 gesteuert.
In einem Empfangsmodus ist die Steuerungseinheit 400 zudem zu einer zeitlichen Steuerung eingerichtet. Da die Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 lediglich genau eine Empfangseinheit 850 aufweist, muss eine Verfügbarkeit der Empfangseinheit 850 zum Empfang auf die in den Konfigurationsregistern 310, 320, 330, 340 voreingestellten Kanäle ch1, ch2, ch3 zeitlich aufgeteilt werden. Dabei ist es nicht vorhersehbar, zu welchem Zeitpunkt in welchem Kanal ch1, ch2, ch3 ein Empfangssignal RF_RX vorliegt. Demzufolge müssen in kurzer Abfolge die in den Konfigurationsregister 310, 320, 330, 340 eingegebenen Kanäle ch1, ch2, ch3 nach einer Präambel P im Empfangssignal RF_RX wiederholt durchgescannt werden.
Die Steuerungseinheit 400 ist zur Steuerung der Oszillatorvorrichtung 100 in einem ersten Zeitintervall Δt1 mit der ersten Empfangsfrequenz f_1RX des ersten Kanals ch1 durch Auslesen des ersten Konfigurationsregisters 310 eingerichtet. Somit wird während des ersten Zeitintervalls Δt1 eine Detektion einer Präambel P im ersten Kanal ch1 durchgeführt. Die Steuerungseinheit 400 ist zur Steuerung der Oszillatorvorrichtung 100 in einem zweiten Zeitintervall Δt2 mit der zweiten Empfangsfrequenz f_2RX des zweiten Kanals ch2 durch Auslesen des zweiten Konfigurationsregisters 320 eingerichtet. Somit wird während des zweiten Zeitintervalls Δt2 eine Detektion einer Präambel P im zweiten Kanal ch2 durchgeführt. Das zweite Zeitintervall Δt2 folgt beispielsweise dem ersten Zeitintervall Δt1 oder einer Verlängerung E1 des ersten Zeitintervalls Δt1 nach, wie dies beispielhaft in der 9 dargestellt ist.
Die Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 weist eine Bestimmungseinheit 500 auf, die zur Bestimmung eines ersten Messwertes des Empfangssignals RF_RX eingerichtet ist. Im Ausführungsbeispiel der 8 weist die Bestimmungseinheit 500 zwei Teile 500a, 500b auf, wobei der erste Teil 500a eine Kreuzkorrelationsfilterfunktion KKF zur Erzeugung des ersten Messwertes aus einer aus dem Empfangssignal erzeugten digitalen Signalfolge Sig nutzt. Weiterhin sind Korrelationsvorrichtungen zur Bestimmung des ersten Messwertes SUM1, SUM2, SUM2' in den 10 und 11a dargestellt. Im zweiten Teil 500b der Bestimmungseinheit 500 gemäß der 8 wird der erste Messwert ED, RSSI aus einer Signalfeldstärke des Empfangssignals RF_RX gewonnen. Beispielsweise ist der erste Messwert ED aus einer einzelnen Feldstärkemessung bestimmt oder der erste Messwert RSSI ist aus Mittelwerten der Feldstärke bestimmt, wie beispielsweise bei einem RSSI Wert (RSSI – engl. Received Signal Strength Indication).
Der erste Messwert RSSI, ED, SUM1, SUM2, SUM2' ist dabei eine Größe, die eine Wahrscheinlichkeit anzeigt, ob im Empfangssignal RF_RX eine zu detektierende Präambel P eines Rahmens F enthalten ist. Steigt beispielsweise die Energie im Kanal, so ist die Wahrscheinlichkeit erhöht, das eine Präambel P aktuell gesendet wird. Der erste Messwert RSSI, ED, SUM1, SUM2, SUM2' des Empfangssignals RF_RX wird im ersten Zeitintervall Δt1 im ersten Kanal ch1 und im zweiten Zeitintervall Δt2 im zweiten Kanal ch2 bestimmt. Die Bestimmung erfolgt daher nicht zeitgleich in beiden Kanälen ch1, ch2.
Die Steuerungseinheit 400 weist einen digitalen Vergleicher 410, 420, 430 zum Vergleichen des ersten Messwertes RSSI, ED, SUM1, SUM2, SUM2' mit einer ersten Schwelle th1, th2, th2' auf. Ein digitaler Vergleicher 410, 420, 430 ist beispielsweise in 10 für die Messwerte SUM1, SUM2, SUM2' dargestellt.
Die Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 der 8 weist zudem eine Oszillatorsteuerungseinheit 200 auf, die mit den Konfigurationsregistern 310, 320, 330, 340, der Steuerungseinheit 400 und der Oszillatorvorrichtung 100 verbunden ist. Die Oszillatorsteuerungseinheit 200 der 8 weist ein erstes Steuerungsregister 210, ein zweites Steuerungsregister 220, ein drittes Steuerungsregister 230 und ein viertes Steuerungsregister 240 auf. Zudem weist die Oszillatorsteuerungseinheit 200 eine Ermittlungseinheit 260 und eine Logik 250, beispielsweise in Form einer Zustandsmaschine SM, auf. Über den Eingang 104 der Oszillatorvorrichtung 100 ist das Teilerverhältnis des Frequenzteilers 150 steuerbar. Die Oszillatorsteuerungseinheit 200 ist eingerichtet, am Ausgang 201 ein digitales Steuerwort W_S auszugeben, das am Eingang 105 der Oszillatorvorrichtung 100 anliegt und einen Frequenzbereich C1, ..., C8 des gesteuerten Oszillators 140 einstellt. Die Ermittlungseinheit 260 ist beispielsweise entsprechend des selbstkalibrierenden Schaltkreises 60 gemäß 2 ausgebildet, kann jedoch auch anders ausgebildet sein, um das Steuerwort aus dem zurückgeführten Signals S_OUT' und aus dem Ausgangssignal S_IN des Referenzoszillators 160 zu bilden, die an den Ausgängen 102 und 103 ausgegeben werden.
Der gesteuerte Oszillator 140 ist zum Betrieb der Ausgangsfrequenz F_OUT in mehreren Frequenzbereichen C1...C8 eingerichtet. Dabei ist jeder der Frequenzbereiche C1...C8 durch das digitale Steuerwort W_S ansteuerbar. In 6 sind acht von beispielsweise sechzehn Frequenzbereichen C1, ..., C8 schematisch dargestellt. Jedem Frequenzbereich C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 ist ein Wert W_S1, W_S2, W_S3, W_S4, W_S5, W_S6, W_S7, W_S8 des Steuerwortes W_S zugehörig. Jeder Frequenzbereich C1, ..., C8 ist durch eine Arbeitsgerade der Eingangsspannung V_VCO des gesteuerten Oszillators 140 zwischen den Spannungen V_MIN und V_MAX um die Mittenspannung V_CTR definiert. Für den fünften Frequenzbereich C5 sind die Bereichsgrenzen F_MIN und F_MAX um die Mittenfrequenz F_CTR beispielhaft darstellt. Im Ausführungsbeispiel der 6 überlappen sich die Frequenzbereiche C1, ..., C8.
Im Ausführungsbeispiel der 8 ist die Oszillatorsteuerungseinheit 200 zur automatischen Bestimmung eines zur ersten Empfangsfrequenz f_1RX zugehörigen ersten Wertes W_S1 des digitalen Steuerworts W_S und Ausgabe des ersten Wertes W_S1 an den gesteuerten Oszillator 140 eingerichtet. Momentanwerte für die Steuerspannung V_VCO und der Ausgangsfrequenz F_OUT für die Empfangsfrequenz f_1RX sind in 6 beispielhaft dargestellt.
Die Oszillatorsteuerungseinheit 200 ist zur Speicherung des automatisch bestimmten ersten Wertes W_S1 des digitalen Steuerwortes W_S im ersten Steuerungsregister 210 eingerichtet. Dabei ist es möglich, dass aufgrund Temperaturänderungen oder anderer Drifteffekte der Frequenzbereich durch die automatische Bestimmung geändert wird. In diesem Fall wird der bisherige Wert des digitalen Steuerwortes W_S im ersten Steuerungsregister 210 durch den aktuellen Wert durch die Oszillatorsteuerungseinheit 200 überschrieben.
Die Oszillatorsteuerungseinheit 200 der 8 ist zur automatischen Bestimmung eines zur zweiten Empfangsfrequenz f_2RX zugehörigen zweiten Wertes W_S2 des digitalen Steuerworts W_S und Ausgabe des zweiten Wertes W_S2 an den gesteuerten Oszillator 140 über den Eingang 105 eingerichtet. Auch der automatisch bestimmte zweite Wert W_S2 des digitalen Steuerwortes W_S wird im zugehörigen zweiten Steuerungsregister 220 gespeichert.
Im Diagramm der 9 ist zwischen der Verlängerung E1 des ersten Zeitintervalls Δt1 und dem zweiten Zeitintervall Δt2 ein Totzeitbereich Δt_tot1 dargestellt. Ebenso sind weitere Totzeitbereiche Δt_tot2, Δt_tot3 dargestellt, die während jeder Umschaltung zwischen zwei Empfangsfrequenzen f_1RX im ersten Kanal ch1 und f_2RX im zweiten Kanal ch2 auftreten. Die Totzeitbereiche Δt_tot1, Δt_tot2, Δt_tot3 sind von der Zeitdauer abhängig, die die Oszillatorsteuerungsvorrichtung 200 und die Oszillatorvorrichtung 100 benötigen, um auf den benötigten Frequenzbereich C1, ..., C8 einzuregeln. Während der Totzeitbereiche Δt_tot1, Δt_tot2, Δt_tot3 kann keine Detektion einer Präambel P erfolgen. Demzufolge Für eine möglichst hohe Empfindlichkeit der Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 ist daher ein möglichst kurzer Totzeitbereich Δt_tot1, Δt_tot2, Δt_tot3 wünschenswert.
Im Ausführungsbeispiel der 8 ist die Oszillatorsteuerungseinheit 200 zur Einstellung der ersten Empfangsfrequenz f_1RX des ersten Kanals ch1 eingerichtet, den im ersten Steuerungsregister 210 gespeicherten ersten Wert W_S1des digitalen Steuerwortes W_S auszulesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator 140 auszugeben. Entsprechend wird für die zweite Empfangsfrequenz f_2RX der zweite Wert W_S2 des digitalen Steuerwortes W_S ausgelesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator 140 ausgegeben. Entsprechend wird auch für eine dritte Empfangsfrequenz der dritte Wert W_S3 des digitalen Steuerwortes W_S ausgelesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator 140 ausgegeben.
Im Ausführungsbeispiel der 8 ist dem ersten Konfigurationsregister 310 und dem dritten Konfigurationsregister 330 ein erster Schaltwert und dem zweiten Konfigurationsregister 320 und dem vierten Konfigurationsregister 340 ein zweiter Schaltwert zur Umschaltung zwischen der ersten Antenne 810 und einer zweiten Antenne 820 mittels eine Umschalters 840 zugeordnet. Ist wie Ausführungsbeispiel der 8 in das dritte und vierte Konfigurationsregister 330, 340 derselbe Registerwert für den dritten Kanal ch3 geschrieben, kann für dieselbe Empfangsfrequenz/Sendefrequenz zwischen der ersten Antenne 810 und der zweiten Antenne 820 umgeschaltet werden, um Interferenz-Effekte bei der Funkübertragung zu reduzieren (Antennendiversität).
In 9 ist ein Diagramm mit einem ersten Messwert SUM2' und einem zweiten Messwert SUM über die Zeit t schematisch dargestellt. Der erste Messwert SUM2' ist beispielsweise das zweite Summensignal SUM2' der 10. Alternativ könnte auch das erste Summensignal SUM1 oder das dritte Summensignal SUM2 als erster Messwert verwendet werden. Der zweite Messwert SUM ist beispielsweise das vierte Summensignal SUM aus dem Summierer 580 gemäß 10.
Im oberen Bereich des Diagramms ist das Senden TX eines Rahmens F mit einer Präambel P der Länge l_P vor dem Zeitpunkt t7 bis zum Zeitpunkt t13 schematisch dargestellt.
Darunter ist der Empfangsmodus RX des empfangenden Knotens in den Kanälen ch1 und ch2 mit den dazwischen liegenden Totzeitbereichen Δt_tot1, Δt_tot2, Δt_tot3 schematisch dargestellt.
Die Steuerungseinheit 400 der 8 ist zur Steuerung einer ersten Verlängerung E1 des ersten Zeitintervalls Δt1 zur Präambeldetektion eingerichtet, wenn innerhalb des ersten Zeitintervalls Δt1 der erste Messwert SUM2' die erste Schwelle th2' überschreitet. Gemäß 9 wird im ersten Zeitintervall Δt1 zwischen den Zeitpunkten t0 und t2 die erste Schwelle th2' durch den Messwert SUM2' zum Zeitpunkt t1 überschritten, so dass die Detektion nicht durch die Zeitpunkte t0 und t2 begrenzt wird, sondern um die erste Verlängerung E1 bis zum Zeitpunkt t3 verlängert wird. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 wird auf den zweiten Kanal ch2 umgeschaltet.
Die Steuerungseinheit 400 der 8 ist zur Steuerung einer zweiten Verlängerung E2 des zweiten Zeitintervalls Δt2 zur Präambeldetektion eingerichtet, wenn innerhalb des zweiten Zeitintervalls Δt2 der erste Messwert SUM2' die erste Schwelle th2 überschreitet. Gemäß 9 wird im zweiten Zeitintervall Δt2 zwischen den Zeitpunkten t4 und t6 die erste Schwelle th2' im Zeitpunkt t5 durch den Messwert SUM2' überschritten, so dass die Detektion durch die zweite Verlängerung E2 bis zum Zeitpunkt t7 verlängert wird.
Das erste Zeitintervall Δt1, das zweite Zeitintervall Δt2, die erste Verlängerung E1 und die zweite Verlängerung E2 sind vorbestimmt, beispielsweise fest vorgegeben oder in der Steuerungsvorrichtung 400 programmierbar.
Da der zweite Messwert SUM die zweite Schwelle th jedoch nicht überschreitet, konnte keine Präambel P detektiert werden, so dass zwischen den Zeitpunkten t7 und t8 wiederum eine Umschaltung zum ersten Kanal ch1 erfolgt.
Kurz vor dem Zeitpunkt t7 wird die Präambel P im ersten Kanal ch1 gesendet, so dass zum Zeitpunkt t9 die erste Schwelle th2' durch den ersten Messwert SUM2' überschritten wird, so dass eine Verlängerung E1 bis t12 erfolgt. Zum Zeitpunkt t10 wird die zweite Schwelle th durch den zweiten Messwert SUM überschritten. Die Steuerungsvorrichtung 400 der 8 ist zur Steuerung des Empfangs des Rahmens F im ersten Kanal ch1 eingerichtet, wenn innerhalb des ersten Zeitintervalls Δt1 oder der ersten Verlängerung E2 der zweite Messwert SUM die zweite Schwelle th überschreitet. In 9 ist dieser Fall dargestellt. Das Senden des Rahmens F endet zum Zeitpunkt t13, so dass der Empfang im ersten Kanal ch1 zum Zeitpunkt t14 beendet wird. Erst zwischen den Zeitpunkten t14 und t15 erfolgt eine erneute Kanalumschaltung.
Wie in der 9 dargestellt ist eine Summe aus dem ersten Zeitintervall Δt1 und dem zweiten Zeitintervall Δt2 kleiner als eine Länge l_P der Präambel P, so dass die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass während des Sendens der Präambel P im ersten Kanal ch1 die empfangende Sende-Empfangs-Vorrichtung 1000 auf den ersten Kanal ch1 umschaltet.
In 10 ist ein selbstständiger Aspekt der Erfindung schematisch dargestellt. 10 zeigt eine Korrelationsvorrichtung 500a. Die Korrelationsvorrichtung 500a weist eine erste Verzögerungseinheit 550a auf, die einen Eingang 501 für eine Eingangssignalfolge/Abtastwerte und Ausgänge für in der ersten Verzögerungseinheit 550a gespeicherte Werte auf. Die Verzögerungseinheit 550a ist als Speichereinheit, beispielsweise als Schieberegister ausgebildet.
Die Korrelationsvorrichtung 500a weist eine erste Verknüpfungseinheit 510 auf, die mit den Ausgängen der ersten Verzögerungseinheit 550a verbunden ist. Die erste Verknüpfungseinheit 510 ist zur Verknüpfung (Skalierung, Inversion, Addition, Multiplikation) eines ersten Teils einer Verknüpfungsfolge mit in der ersten Verzögerungseinheit 550a gespeicherten ersten Werten eingerichtet. Zur Verknüpfung erfolgt beispielsweise eine Skalierung und/oder Inversion und/oder Addition und/oder bevorzugt eine Multiplikation. Die Korrelationsvorrichtung 500a weist eine erste Additionseinheit 530 auf, die mit den Ausgängen der ersten Verknüpfungseinheit 510 verbunden und zur Ausgabe eines ersten Summensignals SUM1 ausgebildet ist.
Die Korrelationsvorrichtung 500a weist eine zweite Verknüpfungseinheit 560 auf, die mit den Ausgängen der ersten Verzögerungseinheit 550a verbunden ist. Die zweite Verknüpfungseinheit 560 ist zur Verknüpfung eines zweiten Teils einer Verknüpfungsfolge mit in der ersten Verzögerungseinheit 550a gespeicherten ersten Werten eingerichtet. Die Korrelationsvorrichtung 500a weist eine zweite Additionseinheit 570 auf, die mit den Ausgängen der zweiten Verknüpfungseinheit 560 verbunden und zur Ausgabe eines zweiten Summensignals SUM2' ausgebildet ist.
Weiterhin ist eine Ausgestaltung der Steuerungseinheit 400 vorgesehen, die mit der ersten Additionseinheit 530 und der zweiten Additionseinheit 570 verbunden und zur Auswertung des ersten Summensignals SUM1 und des zweiten Summensignals SUM2' im folgenden als ersten Messwert SUM2' eingerichtet ist.
Zusätzlich zeigen die 10 und 11a weitere Merkmale der Korrelationsvorrichtung 550a, die mit den zuvor genannten vorteilhafterweise kombiniert werden können.
Vorzugsweise weist die Steuerungseinheit 400 einen ersten Vergleicher 430 zum Vergleich des zweiten Summensignals SUM2' mit einer ersten Schwelle th2' auf. Vorzugsweise weist die Steuerungseinheit 400 einen dritten Vergleicher 410 zum Vergleich des ersten Summensignals SUM1 mit einer dritten Schwelle th1 auf.
Weiterhin weist die Steuerungsvorrichtung 400 in 10 einen vierten Vergleicher 420 zum Vergleich eines dritten Messwertes SUM2 mit einer vierten Schwelle th2 auf. Die Ausgangssignale des ersten Vergleichers 430 und des dritten Vergleichers 410 und des vierten Vergleichers 420 sind durch die nachgeschaltete Logik 440 auswertbar. Beispielsweise weist die Logik 440 ODER-Verknüpfungen der Ausgangssignale der Vergleicher 410, 420, 430 auf. Weiterhin ist ein zweiter Vergleicher 460 vorgesehen, der ein viertes Summensignal SUM mit einer zweiten Schwelle th vergleicht. Das vierte Summensignal SUM bildet beispielsweise das zweite Messsignal SUM. Mit den Ausgängen des zweiten Vergleichers 460 und der Logik 440 ist eine Zustandmaschine 470 verbunden, die den zeitlichen Ablauf eines Verfahrens steuert. Die Werte der Schwellen th, th1, th2, th2' sind in dem Schwellenregister 450 speicherbar oder fest vorgebbar. Das Schwellenregister 450 ist mit der Zustandmaschine 470 oder einer Schnittstelle zur Programmierung der Schwellen th, th1, th2, th2' verbunden.
Die Korrelationsvorrichtung 500a der 10 weist eine zweite Verzögerungseinheit 550b auf, die mit einem Ausgang der ersten Verzögerungseinheit 550a verbunden ist, so dass die Abtastwerte durch die erste Verzögerungseinheit 550a verzögert an der zweiten Verzögerungseinheit 550b anliegen. Die zweite Verzögerungseinheit 550b weist Ausgänge für in der zweiten Verzögerungseinheit 550b gespeicherte Werte auf. Die zweite Verzögerungseinheit 550b ist als Speichereinheit, beispielsweise als Schieberegister ausgebildet.
Die Korrelationsvorrichtung 500a weist eine dritte Verknüpfungseinheit 520 auf, die mit den Ausgängen der zweiten Verzögerungseinheit 550b verbunden ist. Die dritte Verknüpfungseinheit 520 ist zur Verknüpfung eines zweiten Teils einer Verknüpfungsfolge mit in der zweiten Verzögerungseinheit 550b gespeicherten zweiten Werten eingerichtet. Zur Verknüpfung erfolgt beispielsweise eine Skalierung und/oder Inversion und/oder Addition und/oder bevorzugt eine Multiplikation. Die Korrelationsvorrichtung 500a weist eine dritte Additionseinheit 540 auf, die mit den Ausgängen der dritten Verknüpfungseinheit 520 verbunden und zur Ausgabe des dritten Summensignals SUM2 ausgebildet ist. Das vierte Summensignal SUM wird durch Addition des ersten Summensignals SUM1 und des dritten Summensignals SUM2 mittels Addition durch eine vierte Additionseinheit 580 berechnet.
Die erste Verzögerungseinheit 550a weist vorteilhafterweise dieselbe Länge auf, wie die zweite Verzögerungseinheit 550b von beispielsweise La = Lb = L/2 Abtastwerte. Die Abtastwerte gelangen zunächst in die erste Verzögerungseinheit 550a und durch diese verzögert in die zweite Verzögerungseinheit 550b. Durch die parallele Verknüpfung mit dem ersten Teil der Verknüpfungsfolge und dem zweiten Teil der Verknüpfungsfolge durch die erste Verknüpfungseinheit 510 und die zweite Verknüpfungseinheit 560 kann bereits nach der Hälfte der Abtastwerte L ermittelt werden, ob der Empfang eines Präambelsignals wahrscheinlich ist. So müssen die Abtastwerte die zum zweiten Teil der Verknüpfungsfolge korrespondieren nicht erst in der zweiten Verzögerungseinheit 550b geladen werden, sondern können bereits in der ersten Verzögerungseinheit 550a durch die zweite Verknüpfungseinheit 560 korreliert werden und den ersten Messwert SUM2' liefern.
In der 11a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Korrelatorvorrichtung 500a schematisch dargestellt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 10 ist der zweiten Additionseinheit 570 die zweite Verzögerungseinheit 550b nachgeschaltet, so dass das dritte Summensignal SUM2 durch Verzögerung der Werte des zweiten Summensignals SUM2' mittels der zweiten Verzögerungseinheit 550b erzeugt werden.
In der 11b sind korrespondierende Diagramme der Summensignale SUM1, SUM, SUM2, SUM2' schematisch dargestellt. Dabei lässt sich entnehmen, dass das zweite Summensignal SUM2' zeitlich zuerst erzeugt wird. Daher ist das zweite Summensignal SUM2' als erster Messwert für eine frühzeitige Erkennung einer Präambel P im Empfangssignal besonders vorteilhaft.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10229130 B3 [0002, 0003]
DE 10251315 A1 [0006]
EP 2047608 B1 [0008, 0009]
DE 102009057442 A1 [0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Industrie-Standard IEEE 802.15.4-2006 [0007]
Industrie-Standard IEEE 802.15.4 [0007]
Industrie-Standard IEEE 802.15.4 [0011]
Industrie-Standard IEEE 802.15.4 [0012]
IEEE 802.15.4 [0020]
IEEE 802.15.4-2006 [0066]
Industrie-Standard IEEE 802.15.4-2006 [0076]
IEEE 802.15.4 [0078]
Industrie-Standard IEEE 802.15.4 [0081]

Claims

Sende-Empfangs-Vorrichtung (1000) für Funknetze, – mit einer Empfangseinheit (850) zum Empfang von Rahmen (F) und zur Detektion von Präambeln (P) der Rahmen (F) in einem ersten Kanal (ch1) und in einem zweiten Kanal (ch2), – mit einer durchstimmbaren Oszillatorvorrichtung (100), die mit der Empfangseinheit (850) zur Einstellung einer ersten Empfangsfrequenz (f_1RX) des ersten Kanals (ch1) und einer zweiten Empfangsfrequenz (f_2RX) des zweiten Kanal (ch2) verbunden ist, – mit einem programmierbaren ersten Konfigurationsregister (310) zur Einstellung der ersten Empfangsfrequenz (f_1RX), – mit einem programmierbaren zweiten Konfigurationsregister (320) zur Einstellung der zweiten Empfangsfrequenz (f_2RX), – mit einer Steuerungseinheit (400) zur Einstellung der durchstimmbaren Oszillatorsvorrichtung (100), – bei der die Steuerungseinheit (400) zur Steuerung der Oszillatorvorrichtung (100) in einem ersten vorgegebenen Zeitintervall (Δt1) mit der ersten Empfangsfrequenz (f_1RX) des ersten Kanals (ch1) durch Auslesen des ersten Konfigurationsregisters (310) eingerichtet ist, wobei die Detektion im ersten Kanal (ch1) durch das erste Zeitintervall (Δt1) begrenzt ist, und – bei der die Steuerungseinheit (400) zur Steuerung der Oszillatorvorrichtung (100) in einem zweiten vorgegebenen Zeitintervall (Δt2) mit der zweiten Empfangsfrequenz (f_2RX) des zweiten Kanals (ch2) durch Auslesen des zweiten Konfigurationsregisters (320) eingerichtet ist, wobei das zweite Zeitintervall (Δt2) dem ersten Zeitintervall (Δt1) nachfolgt, und wobei die Detektion im zweiten Kanal (ch2) durch das zweite Zeitintervall (Δt2) begrenzt ist.
Sende-Empfangs-Vorrichtung (1000) nach Anspruch 1, – bei der die Oszillatorvorrichtung (100) eine Phasenregelschleife (PLL) mit einem gesteuerten Oszillator (140, VCO) aufweist, – bei der die Phasenregelschleife (PLL) zur Regelung einer Ausgangsfrequenz (F_OUT) des gesteuerten Oszillators (140, VCO) auf die eingestellte erste Empfangsfrequenz (f_1RX) oder zweite Empfangsfrequenz (f_2RX) eingerichtet ist, – bei der der gesteuerte Oszillator (140, VCO) zum Betrieb der Ausgangsfrequenz (F_OUT) in mehreren Frequenzbereichen (C1...C8) eingerichtet ist, wobei jeder der Frequenzbereiche (C1...C8) durch ein digitales Steuerwort (W_S) ansteuerbar ist, – bei der mit der Phasenregelschleife (PLL) eine Osziliatorsteuerungseinheit (200) verbunden ist, – bei der die Oszillatorsteuerungseinheit (200) zur automatischen Bestimmung eines zur ersten Empfangsfrequenz (f_1RX) zugehörigen ersten Wertes (W_S1) des digitalen Steuerworts (W_S) und Ausgabe des ersten Wertes (W_S1) an den gesteuerten Oszillator (140, VCO) eingerichtet ist, – mit einem ersten Steuerungsregister (210), – bei der die Oszillatorsteuerungseinheit (200) zur Speicherung des automatisch bestimmten ersten Wertes (W_S1) des digitalen Steuerwortes (W_S) im ersten Steuerungsregister (210) eingerichtet ist, – bei der die Oszillatorsteuerungseinheit (200) zur automatischen Bestimmung eines zur zweiten Empfangsfrequenz (f_2RX) zugehörigen zweiten Wertes (W_S2) des digitalen Steuerworts (W_S) und Ausgabe des zweiten Wertes (W_S2) an den gesteuerten Oszillator (140, VCO) eingerichtet ist, – mit einem zweiten Steuerungsregister (220), – bei der die Oszillatorsteuerungseinheit (200) zur Speicherung des automatisch bestimmten zweiten Wertes (W_S2) des digitalen Steuerwortes (W_S) im zweiten Steuerungsregister (220) eingerichtet ist, – bei der die Oszillatorsteuerungseinheit (200) zur Einstellung der ersten Empfangsfrequenz (f_1RX) des ersten Kanals (ch1) eingerichtet ist, den im ersten Steuerungsregister (210) gespeicherten ersten Wert (W_S1) des digitalen Steuerwortes (W_S) auszulesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator (140, VCO) auszugeben, und – bei der die Oszillatorsteuerungseinheit (200) zur Einstellung der zweiten Empfangsfrequenz (f_2RX) des zweiten Kanals (ch2) eingerichtet ist, den im zweiten Steuerungsregister (220) gespeicherten zweiten Wert (W_S2) des digitalen Steuerwortes (W_S) auszulesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator (140, VCO) auszugeben.
Sende-Empfangs-Vorrichtung (1000) nach Anspruch 2, – die Oszillatorsteuerungseinheit (200) eingerichtet ist, vor einem Empfangsmodus zum Empfang der Rahmen (F) den ersten Wert (W_S1) des digitalen Steuerworts (W_S) automatisch zu bestimmen und im ersten Steuerungsregister (210) zu speichern und unmittelbar anschließend den zweiten Wert (W_S2) des digitalen Steuerworts (W_S) automatisch zu bestimmen und im zweiten Steuerungsregister (220) zu speichern.
Sende-Empfangs-Vorrichtung (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – mit einer Bestimmungseinheit (500), die zur Bestimmung eines ersten Messwertes (SUM1, SUM2, SUM2') eines Empfangssignals (RF_ch1, RF_ch2) im ersten Kanal (ch1) im ersten Zeitintervall (Δt1) und im zweiten Kanal (ch2) im zweiten Zeitintervall (Δt2) eingerichtet ist, – bei der die Steuerungseinheit (400) zum Vergleichen des ersten Messwertes (SUM1, SUM2, SUM2') mit einer ersten Schwelle (th1, th2, th2') eingerichtet ist, – bei der die Steuerungseinheit (400) zur Steuerung einer ersten Verlängerung (E1) des ersten Zeitintervalls (Δt1) zur Detektion eingerichtet ist, wenn innerhalb des ersten Zeitintervalls (Δt1) der erste Messwert (SUM1, SUM2, SUM2') die erste Schwelle (th1, th2, th2') überschreitet, und – bei der die Steuerungseinheit (400) zur Steuerung einer zweiten Verlängerung (E2) des zweiten Zeitintervalls (Δt2) zur Detektion eingerichtet ist, wenn innerhalb des zweiten Zeitintervalls (Δt2) der erste Messwert (SUM1, SUM2, SUM2') die erste Schwelle (th1, th2, th2') überschreitet.
Sende-Empfangs-Vorrichtung (1000) nach Anspruch 4, – bei der die Bestimmungseinheit (500) zur Bestimmung eines zweiten Messwertes (SUM) durch Kreuzkorrelation von aus dem Empfangssignal (RF_ch1, RF_ch2) erzeugten digitalen Signalfolge (Sig) mit einer empfängerseitig vorbestimmten Sequenz (<010110>) der Präambel (P) eingerichtet ist, – bei der die Steuerungseinheit (400) zum Vergleichen des zweiten Messwertes (SUM) mit einer zweiten Schwelle (th) eingerichtet ist, – bei der die Steuerungseinheit (400) zur Steuerung des Empfang des Rahmens (F) im ersten Kanal (ch1) eingerichtet ist, wenn innerhalb des ersten Zeitintervalls (Δt1) oder der ersten Verlängerung (E2) der zweite Messwert (SUM) die zweite Schwelle (th) überschreitet, und – bei der die Steuerungseinheit (400) zur Steuerung des Empfang des Rahmens (F) im zweiten Kanal (ch2) eingerichtet ist, wenn im zweiten Zeitintervall (Δt2) oder in der zweiten Verlängerung (E2) der zweite Messwert (SUM) die zweite Schwelle (th) überschreitet.
Sende-Empfangs-Vorrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, – bei der die Bestimmungseinheit (500) eine Korrelationsvorrichtung (500a) zur Bestimmung des ersten Messwertes (SUM2'), des zweiten Messwertes (SUM) und eines dritten Messwertes (SUM1) aufweist, – bei der die Korrelationsvorrichtung (500a) eine erste Verzögerungseinheit (550a) aufweist, – mit einer ersten Verknüpfungseinheit (510), die mit Ausgängen der ersten Verzögerungseinheit (550a) verbunden ist, – bei der die erste Verknüpfungseinheit (510) zur Verknüpfung eines ersten Teils einer Verknüpfungsfolge mit in der ersten Verzögerungseinheit (550a) gespeicherten ersten Speicherwerten eingerichtet ist, – mit einer ersten Additionseinheit (530), die mit Ausgängen der ersten Verknüpfungseinheit (510) verbunden und zur Ausgabe eines ersten Summensignals (SUM1) ausgebildet ist, – mit einer zweiten Verknüpfungseinheit (560), die mit den Ausgängen der ersten Verzögerungseinheit (550a) verbunden ist, – bei der die zweite Verknüpfungseinheit (560) zur Verknüpfung eines zweiten Teils der Verknüpfungsfolge mit in der ersten Verzögerungseinheit (550a) gespeicherten ersten Speicherwerten eingerichtet ist, – mit einer zweiten Additionseinheit (570), die mit Ausgängen der zweiten Verknüpfungseinheit (560) verbunden und zur Ausgabe eines zweiten Summensignals (SUM2') ausgebildet ist, – bei der die Steuerungseinheit (400) mit der ersten Additionseinheit (530) und der zweiten Additionseinheit (570) verbunden und zur Auswertung des zweiten Summensignals (SUM2') als ersten Messwert und des ersten Summensignals (SUM1) als dritten Messwert eingerichtet ist.
Sende-Empfangs-Vorrichtung (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der der erste Kanal (ch1) einem ersten Funknetz (N) und der zweite Kanal (ch2) einem zweiten Funknetz (M) zugehörig sind.
Verfahren zum Betrieb einer Sende-Empfangs-Vorrichtung (1000) für Funknetze, – bei dem ein erstes Konfigurationsregister (310) zur Einstellung einer ersten Empfangsfrequenz (f_1RX) eines ersten Kanals (ch1) und ein zweites Konfigurationsregister (320) zur Einstellung einer zweiten Empfangsfrequenz (f_2RX) eines zweiten Kanals (ch2) programmiert werden, – bei dem ein gesteuerte Oszillator (140, VCO) zum Betrieb einer Ausgangsfrequenz (F_OUT) in einem von mehreren Frequenzbereichen (C1...C8) durch ein digitales Steuerwort (W_S) angesteuert wird, – bei dem die Ausgangsfrequenz (F_OUT) des gesteuerten Oszillators (140, VCO) auf die eingestellte erste Empfangsfrequenz (f_1RX) oder zweite Empfangsfrequenz (f_2RX) durch eine Phasenregelschleife (PLL) geregelt wird, – bei dem ein erster Wert (W_S1) des digitalen Steuerworts (W_S) durch eine Oszillatorsteuerungseinheit (200) automatisch bestimmt und der erste Wert (W_S1) des digitalen Steuerworts (W_S) an den gesteuerten Oszillator (140, VCO) ausgegeben wird, wobei der erste Wert (W_S1) des digitalen Steuerworts (W_S) der ersten Empfangsfrequenz (f_1RX) zugehörig ist, – bei dem der automatisch bestimmte erste Wert (W_S1) des digitalen Steuerwortes (W_S) in einem ersten Steuerungsregister (210) gespeichert wird, – bei dem ein zweiter Wert (W_S2) des digitalen Steuerworts (W_S) durch die Oszillatorsteuerungseinheit (200) automatisch bestimmt und der zweite Wert (W_S2) des digitalen Steuerworts (W_S) an den gesteuerten Oszillator (140, VCO) ausgegeben wird, wobei der zweite Wert (W_S2) des digitalen Steuerworts (W_S) der zweiten Empfangsfrequenz (f_2RX) zugehörig ist, – bei dem der automatisch bestimmte zweite Wert (W_S2) des digitalen Steuerwortes (W_S) in einem zweiten Steuerungsregister (220) gespeichert wird, – bei dem zur Einstellung der ersten Empfangsfrequenz (f_1RX) des ersten Kanals (ch1) der im ersten Steuerungsregister (210) gespeicherte erste Wert (W_S1) des digitalen Steuerwortes (W_S) ausgelesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator (140, VCO) ausgegeben wird, und – bei dem zur Einstellung der zweiten Empfangsfrequenz (f_2RX) des zweiten Kanals (ch2) der im zweiten Steuerungsregister (220) gespeicherte zweite Wert (W_S2) des digitalen Steuerwortes (W_S) ausgelesen und als Anfangswert an den gesteuerten Oszillator (140, VCO) ausgegeben wird.