DE102019101015A1

DE102019101015A1 - Ein von einem Empfangssystem abgesetztes LTE-Modul

Info

Publication number: DE102019101015A1
Application number: DE102019101015.2A
Authority: DE
Inventors: Roland Böhmert
Original assignee: Hirschmann Car Communication GmbH
Current assignee: Hirschmann Car Communication GmbH
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2019-07-18
Also published as: CN111615472A; KR20200103843A; JP2021510971A; KR102532106B1; WO2019141708A1; EP3740401A1; CN111615472B; US11595070B2; US20200350942A1

Abstract

Empfangsvorrichtung (1) in einem Fahrzeug, mit einem Empfangssystem (2) und einem davon abgesetzten Empfangsmodul (4), wobei über zumindest eine Antenne (3), die an dem abgesetzten Empfangsmodul (4) angeschlossen ist, unidirektionale oder bidirektionale hochfrequente Signale empfangen oder ausgesandt werden, wobei diese Signale in dem abgesetzten Empfangsmodul (4) umgewandelt und dem Empfangssystem (2) weitergeleitet werden, wobei das Empfangssystem (2) mit einem mobilen Gerät drahtlos oder Draht gebunden verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Empfangsvorrichtung für ein Fahrzeug.
Bekannte Empfangsvorrichtungen empfangen über zumindest eine Antenne, gegebenenfalls über mehrere Antennen (Diversity) hochfrequente Signale. Die hochfrequenten Signale werden in einer Verarbeitungseinheit umgesetzt (insbesondere von einer Hochfrequenz in eine Zwischenfrequenz), weiterverarbeitet und dann der Darstellung (akustisch und/oder optisch) zugeführt.
Solche Empfangsvorrichtungen sind in einem Gehäuse angeordnet, welche in einem Fahrzeug an geeigneter Stelle (zum Beispiel im Bereich des Armaturenbrettes) untergebracht sind. Für die Stromversorgung ist es erforderlich, ein Stromversorgungskabel an die Empfangsvorrichtung heranzuführen. Außerdem muss das Kabel von der Antenne, im Regelfall ein Coax-Kabel, zu der Empfangsvorrichtung über lange Wege in dem Fahrzeug verlegt werden. Dies ist jedoch unter hochfrequenztechnischen Aspekten von Nachteil.
Für die Verarbeitung der hochfrequenten Signale ist es erforderlich, eine Zugangsberechtigung und/oder Abrechnung vorzusehen. Dies wird beispielsweise mit einer SIM-Karte oder dergleichen realisiert. Hierfür ist es erforderlich, dass das Gehäuse für das Einsetzen und den Wechsel der SIM-Karte zugänglich ist.
Da solche Empfangsvorrichtungen, insbesondere deren Empfangssysteme, oftmals auf Software-Basis arbeiten, ist es von Zeit zu Zeit erforderlich, die Software auf den neuesten Stand zu bringen (Update) oder die gesamte Empfangsvorrichtung neu zu konfigurieren.
Es liegt somit grundsätzlich folgende Problemstellung vor:
Mehr-Empfangsysteme benötigen Koaxialkabel (Coax Leitungen, auch als HF-Kabel bezeichnet) für die Hochfrequenzsignale. Weiterhin benötigen aktuelle und zukünftige Technologien (wie beispielsweise 4G, 5G, DSRC, WLAN) n-Antennen und somit eine ver-n-fachung von Coax Leitungen (n = Anzahl der Antennen, vorzugsweise n größer 1).
Dies führt zu hohen Anforderungen an das HF-Kabel in Bezug auf Gewicht, HF-Dämpfung und Verlegestrategien im Fahrzeug.
HF-Kabel gelten im Automotive-Bereich als kostenintensiv. Leitungslängen haben somit einen für die gesamte Empfangsvorrichtung, insbesondere für den Fahrzeughersteller, finanziellen Aspekt.
Weiterhin führt jede Signalverarbeitung beziehungsweise Prozessierung innerhalb eines Gerätes zu weiteren thermischen Verlusten, welche einen negativen Einfluss auf die Lebenserwartung von einzelnen elektronischen Komponenten haben sowie auch zu reduzierter Empfangsperformance führen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Empfangsvorrichtung zu verbessern.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, dass das Empfangssystem und ein Empfangsmodul der Empfangsvorrichtung voneinander getrennt (abgesetzt) sind. Dadurch kann das Empfangssystem an geeigneter Stelle in einem Fahrzeug, zum Beispiel im Bereich eines Armaturenbrettes, angeordnet werden. Gleiches gilt für das abgesetzte Empfangsmodul, welches in vorteilhafter Weise in der Nähe der zumindest einen Antenne angeordnet wird. Dadurch kann die Übertragungsstrecke der hochfrequenten Signale kurz gehalten werden. Eine Anordnung des abgesetzten Empfangsmoduls erfolgt bei einem Fahrzeug beispielsweise unter dessen Dach, einem Stoßfänger oder dergleichen.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das Empfangssystem und das abgesetzte Empfangsmodul über eine Verbindungsleitung, insbesondere einem Datenbus, zum Übertragen von Signalen und über eine Stromversorgungsleitung miteinander verbunden sind. Die Übertragung der Signale, vorzugsweise von Daten, zwischen dem Empfangssystem und dem abgesetzten Empfangsmodul erfolgt über eine Verbindungsleitung, vorzugsweise einen Datenbus. Außerdem sind das Empfangssystem und das abgesetzte Empfangsmodul über eine Stromversorgungsleitung miteinander verbunden, sodass das Empfangsmodul von dem Empfangssystem aus mit Energie versorgt wird. Idealerweise erfolgt sowohl die Signalübertragung, insbesondere die Datenübertragung, und die Stromversorgung über eine gemeinsame Leitung. Dies hat darüber hinaus den Vorteil, dass sowohl an dem Empfangssystem als auch an dem Empfangsmodul jeweils nur ein einziger geeigneter Steckverbinder vorzusehen ist, der mit korrespondierenden Gegensteckverbindern an der gemeinsamen Leitung verbunden wird.
Die Trennung von Empfangssystem und Empfangsmodul hat darüber hinaus den Vorteil, dass ein Standard-Empfangssystem verwendet werden kann und empfangs- oder übertragungsspezifische Gegebenheiten in dem Empfangsmodul vorgesehen werden können. So kann das abgesetzte Empfangsmodul beispielsweise an die Frequenzbereiche, die mit der zumindest einen Antenne empfangen werden, angepasst sein. Darüber hinaus können verschiedene Dienste, wie zum Beispiel Telefon, Datendienste, Navigationssignale und dergleichen) von dem hierfür abgestimmten Empfangsmodul empfangen, weiterverarbeitet und an das Empfangssystem weitergeleitet werden. Diese Verarbeitung erfolgt dabei in vorteilhafter Weise auf eine Art und Weise, dass ein Standard-Empfangssystem eingesetzt werden kann, wobei unterschiedliche Empfangsmodule dazu geeignet und ausgebildet sind, unterschiedliche Frequenzen, unterschiedliche Dienste und dergleichen zu empfangen und zu verarbeiten und derart weiter zu verarbeiten (umzusetzen), dass diese umgesetzten Signale Standardsignale sind, die von dem Standard-Empfangssystem empfangen und weiterverarbeitet werden können.
Das vorstehend vorgestellte System setzt die HF-Dienste ortsnah an der Antenne auf digitale Signale um (abgesetzte Baseband Unit) und leitet diese Daten zum Prozessieren an eine abgesetzte Einheit (Domain Controller Unit) weiter. Weiterhin bündelt das vorgestellte System mehrere Technologien auf ein „digitales“ Kabel.
Vorteile: Geringere Dämpfung des Signalpegels und geringere Leitungslänge führen zu geringerem Gewicht in Bezug auf den Kabelbaum.
Das vorgestellte System bündelt die Daten von mehreren Diensten (somit mehrere HF Coax Kabel) auf eine digitale Leitung, welche sich im Fahrzeug leichter verlegen lässt (beispielsweise MiMo 4G/5G 4x Coax Kabel, DSRC 2x Coax Kabel, GNSS 1x Coax Kabel und dergleichen).
Die digitalen Signale werden in besonders vorteilhafter Weise in einer abgesetzten, thermisch weniger anspruchsvollen Umgebung im Fahrzeug für den Nutzer umgesetzt und aufbereitet.
Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist im Folgenden beschrieben und anhand der Figur gezeigt.
In der Figur ist mit der Bezugsziffer 1 eine Empfangsvorrichtung schematisch dargestellt, die dazu geeignet und ausgebildet ist, hochfrequente Signale in einem Fahrzeug zu empfangen, weiter zu verarbeiten und darzustellen.
Die Empfangsvorrichtung 1 weist ein Empfangssystem 2 auf, mit dem Signale, Daten oder dergleichen empfangen werden und dargestellt (zum Beispiel optisch und/oder akustisch) und/oder abgegeben werden können.
Die hochfrequenten Signale werden mittels zumindest einer Antenne 3 empfangen. Die zumindest eine Antenne 3 ist mit einem von dem Empfangssystem 2 abgesetzten Empfangsmodul 4 verbunden. Der Bauraum, in dem das Empfangssystem 2 angeordnet ist, und der Bauraum, in dem das Empfangsmodul 4 angeordnet ist, unterscheiden sich und sind auf Distanz zueinander.
Das Empfangssystem 2 ist beispielsweise im Bereich eines Armaturenbrettes eines Fahrzeuges angeordnet, wohingegen das abgesetzte Empfangsmodul 4 zum Beispiel unterhalb eines Daches des Fahrzeuges eingebaut wird.
Das abgesetzte Empfangsmodul 4 weist eine elektronische, fest eingebaute SIM-Karte 5, eine externe SIM-Karte 6, eine Verarbeitungseinheit 7 und optional eine Diagnoseeinheit 8 auf. Für die externe SIM-Karte und/oder die interne (elektronische) SIM-Karte kommen entsprechend geeignete Ausführungsformen (wie zum Beispiel auch USIM-Karte) in Betracht.
Die mit der zumindest einen Antenne 3 empfangenen hochfrequenten Signale werden der Verarbeitungseinheit 7 zugeführt, dort weiterverarbeitet und an eine Schnittstelle des Empfangsmodul 4 weitergeleitet. Für die Berechtigung bzw. Abrechnung, dass die empfangenen hochfrequenten Signale mittels des Empfangsmodul 4 weiterverarbeitet werden können, sind die eSIM-Karte 5 und/oder eine externe Karte 6, die in das Empfangsmodul 4 von außen eingesetzt werden kann, vorgesehen.
Die Verarbeitungseinheit 7 bereitet die ihr zugeführten hochfrequenten Signale auf, verarbeitet sie und stellt sie ebenfalls der Schnittstelle des Empfangsmodul 4 zur Verfügung. Über diese Schnittstelle werden die bereitgestellten Signale, zum Beispiel Datenpakete, über eine Verbindungsleitung, vorzugsweise einen Datenbus 9, übertragen und an das Empfangssystem 2 weitergeleitet. Weiterhin sind das Empfangssystem 2 und das Empfangsmodul 4 über eine Stromversorgungsleitung 10 miteinander verbunden. Idealerweise sind der Datenbus 9 und die Stromversorgungsleitung 10 in einem Kabel zusammengefasst, an dessen Enden sich jeweils ein Steckverbinder befindet, wobei der jeweilige Steckverbinder in einen Gegensteckverbinder in dem Empfangssystem 2 und dem Empfangsmodul 4 eingesteckt werden kann. Dadurch wird es in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass das Empfangssystem 2 und das Empfangsmodul 4 über eine größere Distanz zueinander in dem Fahrzeug angeordnet werden können und sich der Verkabelungsaufwand deutlich verringert. Außerdem ist der Vorteil gegeben, dass das Empfangsmodul 4 sehr nahe bei der zumindest einen Antenne 3 angeordnet werden kann, um hochfrequenztechnische Probleme, die aufgrund größerer Entfernungen zwischen der Antenne und dem Empfangsmodul entstehen könnten, wirksam zu vermeiden.
In vorteilhafter Weise ist das Empfangsmodul 4 als ein LTE-Modul ausgebildet und das Empfangssystem 2 ist dazu geeignet und ausgebildet, um eine Kommunikation zu weiteren Geräten innerhalb des Fahrzeuges drahtgebunden und/oder drahtlos zu realisieren. Insbesondere weist das Empfangssystem 2 (nicht dargestellt) Übertragungsmittel auf, über die das Empfangssystem 2 mit Geräten innerhalb des Fahrzeuges (wie zum Beispiel Smartphones, Tablets oder dergleichen) kommunizieren kann. Hierbei versteht es sich von selbst, dass die Datenübertragung nicht nur von der zumindest einen Antenne 3 über das abgesetzte Empfangsmodul 4 und das Empfangssystem 2 hin zu dem Gerät innerhalb des Fahrzeuges erfolgt, sondern dass die Übertragung bidirektional ausgeführt ist. Das bedeutet, dass auch von einem Gerät innerhalb des Fahrzeuges Signale über das Empfangssystem 2 und über das Empfangsmodul 4 über die zumindest eine Antenne 3 abgegeben werden können. In diesem Fall ist die zumindest eine Antenne 3 nicht nur eine Empfangsantenne, sondern auch eine Sendeantenne.
Bezugszeichenliste

1.: Empfangsvorrichtung
2.: Empfangssystem
3.: Antenne
4.: Abgesetztes Empfangsmodul
5.: eSIM
6.: externe SIM-Karte
7.: Verarbeitungseinheit
8.: Diagnoseeinheit
9.: Datenbus
10.: Stromversorgungsleitung

Claims

Empfangsvorrichtung (1) in einem Fahrzeug, mit einem Empfangssystem (2) und einem davon abgesetzten Empfangsmodul (4), wobei über zumindest eine Antenne (3), die an dem abgesetzten Empfangsmodul (4) angeschlossen ist, unidirektionale oder bidirektionale hochfrequente Signale empfangen oder ausgesandt werden, wobei diese Signale in dem abgesetzten Empfangsmodul (4) umgewandelt und dem Empfangssystem (2) weitergeleitet werden, wobei das Empfangssystem (2) mit einem mobilen Gerät drahtlos oder Draht gebunden verbindbar ist.
Empfangsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssystem (2) und das abgesetzte Empfangsmodul (4) über eine Verbindungsleitung, insbesondere einem Datenbus (9), zum Übertragen von Signalen und über eine Stromversorgungsleitung (10) miteinander verbunden sind.
Empfangsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Leitung vorgesehen ist, über die Signale übertragen werden und über die die Stromversorgung erfolgt.
Empfangsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssystem (2) als ein Standard-Empfangssystem ausgebildet ist, wobei in dem abgesetzten Empfangsmodul (4) empfangs- und/oder übertragungsspezifische Gegebenheiten vorgesehen sind.
Empfangsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das abgesetzte Empfangsmodul (4) zumindest eine fest eingebaute elektronische SIM-Karte (5) und/oder zumindest eine Aufnahmevorrichtung für eine externe SIM-Karte (6) aufweist.
Empfangsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abgesetzte Empfangsmodul (4) zumindest eine Verarbeitungseinheit (7) aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit (7) die ihr zugeführten hochfrequenten Signale aufbereitet und verarbeitet.
Empfangsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abgesetzte Empfangsmodul (4) zumindest eine Diagnoseeinheit (8) aufweist.
Empfangsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssystem (2) dazu geeignet und ausgebildet ist, um eine Kommunikation zu weiteren Geräten innerhalb des Fahrzeuges drahtgebunden und/oder drahtlos zu realisieren.
Empfangsvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abgesetzte Empfangsmodul (4) als ein Modul für Cellulardienste wie 2G, 3G, 4G, 5G, LTE und dergleichen ausgebildet ist.
Empfangsvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abgesetzte Empfangsmodul (4) als ein Modul für Wirelessdienste wie C-V2X, V2X, DSRC, WiFi, Bluetooth, GNSS und dergleichen ausgebildet ist.