DE102020101754B4 - Method for reducing electromagnetic interference, in particular radio interference in complex systems - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Verringerung von elektromagnetischen Störungen, insbesondere Funkstörungen, in einem System aus Teilnehmern, zu denen sensitive Teilnehmer, deren Betrieb bei vorgegebenen Nutzfrequenzen gestört sein kann, und störende Teilnehmer gehören, die Störemissionen unter anderem bei den Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer aussenden, wobei bei dem Verfahren- mindestens einer der sensitiven Teilnehmer meldet, bei welcher Nutzfrequenz er betrieben wird und/oder ob er seine aktuelle Nutzfrequenz auf eine andere zukünftige Nutzfrequenz ändert,- mindestens einer der störenden Teilnehmer, der bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder der zugehörigen Nutzfrequenzen des mindestens einen sensitiven Teilnehmers Störemissionen aussendet, zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder bei der zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers durch Veränderung des Betriebs und/oder durch Aufschalten von Störemissionsfiltern und/oder durch seine Deaktivierung betrieben wird, und- mindestens einem der sensitiven Teilnehmer mitgeteilt wird, dass und/oder wenn mindestens einer der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des mindestens einen sensitiven Teilnehmers betrieben wird, und/oder- mindestens einem der sensitiven Teilnehmer mitgeteilt wird, dass und/oder wenn mindestens einer der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers nicht betrieben werden kann.Method for reducing electromagnetic interference, in particular radio interference, in a system made up of participants, which include sensitive participants, whose operation may be disrupted at specified useful frequencies, and disruptive participants who emit interference emissions, among other things, at the useful frequencies of sensitive participants, with the Method - at least one of the sensitive participants reports at which usable frequency it is operated and / or whether it changes its current usable frequency to a different future usable frequency, emits interference emissions to a sensitive subscriber to avoid interference emissions at the current usable frequency and / or at the future usable frequency of the sensitive subscriber by changing the operation and / or by switching on interference emission filters and / or by deactivating it at least one of the sensitive participants is informed that and / or if at least one of the disruptive participants is operated at the current or future frequency of use of the at least one sensitive participant in order to avoid interference emissions, and / or at least one of the sensitive participants it is communicated that and / or if at least one of the interfering subscribers cannot be operated at the current or future usable frequency of the sensitive subscriber to avoid interference.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung von elektromagnetischen Störungen, insbesondere Funkstörungen, in einem System aus Teilnehmern, zu denen sensitive und störenden Teilnehmer gehören. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur gezielten Verringerung von Funkstörungen in komplexen Systemen mit sensitiven und störenden Teilnehmern.The invention relates to a method for reducing electromagnetic interference, in particular radio interference, in a system made up of users, including sensitive and disruptive users. In particular, the invention relates to a method for the targeted reduction of radio interference in complex systems with sensitive and disruptive users.
Einleitung und Stand der TechnikIntroduction and state of the art
In modernen elektronischen Systemen werden auf vielfältige Weise Baugruppen oder Komponenten eingesetzt, die zyklisch geschalten oder getaktet werden. Die dabei genutzten Schaltfrequenzen liegen zwischen wenigen Hertz und mehreren Gigahertz.In modern electronic systems, assemblies or components that are switched or clocked cyclically are used in a variety of ways. The switching frequencies used are between a few Hertz and several Gigahertz.
Grundsätzlich beeinflussen diese schaltenden Komponenten ihre Umgebung. Speziell in digital arbeitenden Systemen wird durch die diskreten Schaltzustände ein Störspektrum erzeugt, welches auch höhere Frequenzanteile enthält als den verwendeten Grundtakt. Die Grundfrequenzen und die zugehörigen Oberwellen können entweder leitungs- bzw. signalgebunden oder mittels elektromagnetischer Felder und Wellen abgestrahlt werden.Basically, these switching components influence their environment. Especially in digitally operating systems, the discrete switching states generate an interference spectrum which also contains higher frequency components than the basic clock rate used. The fundamental frequencies and the associated harmonics can either be cable or signal-bound or emitted by means of electromagnetic fields and waves.
Diese Störemissionen können sich entweder auf andere Komponenten innerhalb einer elektronischen Schaltung, auf andere Baugruppen und Subsysteme innerhalb eines größeren elektronischen oder mechatronischen Systems oder auf andere technische Systeme innerhalb einer gewissen Einflusszone auswirken. Für gewöhnlich sind diese Beeinflussungen jedoch negativer Art. Um dies zu verbessern oder im Idealfall zu unterbinden, existieren verschiedenste Ansätze, die zum Beispiel bereits bei der speziellen Anordnung von Bauteilen und deren elektrischer Verbindungen auf Platinenebene beginnen. In nächster Instanz verwendet man Signalfilter oder Leistungsfilter für elektrische Verbindungen und arbeitet mit Schirmungen gegen elektromagnetische Felder und Wellen. Der Nachteil solcher Lösungen liegt meist darin, dass mehr Bauraum benötigt wird oder ein höheres Gesamtgewicht entsteht. In allen Fällen entstehen jedoch Mehrkosten durch zusätzliche Bauteile oder technische Aufwände.These interference emissions can either affect other components within an electronic circuit, other assemblies and subsystems within a larger electronic or mechatronic system, or other technical systems within a certain zone of influence. Usually, however, these influences are of a negative nature. In order to improve this or, ideally, to prevent it, there are various approaches that start, for example, with the special arrangement of components and their electrical connections at board level. In the next instance, signal filters or power filters are used for electrical connections and work with shields against electromagnetic fields and waves. The disadvantage of such solutions is usually that more installation space is required or the overall weight is higher. In all cases, however, additional costs arise from additional components or technical expenses.
Nach unterschiedlichen Normen existieren weltweit Grenzwerte für verschiedene Funkspektren, die eine gewisse Grundlage dafür bilden, mit welcher Störung eine elektrische Komponente entweder umgehen können muss bzw. wie hoch die maximale Störung sein darf, um diese in Verkehr zu bringen. Dies ist jedoch nur eine Einzelkomponentenbetrachtung, die nicht immer unter realen Bedingungen zu 100% funktioniert. So kann der Fall eintreten, dass Funkstörungen auftreten und sich auf Systemkomponenten auswirken, obwohl dieser Störer eigentlich den gesetzlich vorgegebenen Grenzwerten entspricht und diese einhält.According to different standards, there are limit values for different radio spectra around the world, which form a certain basis for which interference an electrical component must either be able to deal with or how high the maximum interference may be in order to bring it into circulation. However, this is only a single component consideration that does not always work 100% under real conditions. It can happen that radio interference occurs and has an effect on system components, although this interferer actually corresponds to the legally prescribed limit values and complies with them.
Aus
Ein ähnliches System ist in
SystembetrachtungSystem consideration
Innerhalb eines Systems können durchaus viele verschiedene Einzelkomponenten verbaut sein, die für sich genommen keine Probleme aufweisen. Im einfachsten Fall halten sich alle Systemteile für sich an die geltenden Spezifikationen und Richtlinien, es treten keine überlagerten Störungen auf und keine Komponente reagiert besonders sensibel auf schmalbandige Frequenzeinflüsse von außen. Leider ist das in realen Systemen nie zu 100% realisierbar. Für gewöhnlich testet man die Einzelelemente mit einer erhöhten Störfestigkeit und zugleich einem niedrigeren Grenzwert für das Aussenden von Störungen, um das Problem mit Überlagerungen in größeren Systemen zu umgehen.Many different individual components can be built into a system that do not pose any problems in themselves. In the simplest case, all system parts adhere to the applicable specifications and guidelines, there are no superimposed interferences and no components react particularly sensitively to narrow-band frequency influences from outside. Unfortunately, this is never 100% realizable in real systems. Usually, the individual elements are tested with an increased interference immunity and at the same time a lower limit value for the emission of interference in order to avoid the problem of overlapping in larger systems.
Als Gesamtsystem wird immer eine Gruppierung von Einzelkomponenten angesehen, die entweder eine temporäre oder eine dauerhafte räumliche Verbindung aufweisen. Dabei kann es sich zum Beispiel um eine hohe Integrationsdichte innerhalb von Geräten handeln. Ebenfalls kann ein Systemcharakter auch über größere Distanzen vorhanden sein, wenn sich Teile und Subkomponenten zum Beispiel in Räumen oder ganzen Gebäuden verteilen. Die Gruppierung kann in ihrer Gesamtheit oder teilbezogen auch ortsveränderlich auftreten. Grundsätzlich dient ein System oder die Gruppierung von Subsystemen einem gemeinsamen Ziel und wird deswegen als Gesamtsystem angesehen.A grouping of individual components that have either a temporary or a permanent spatial connection is always viewed as an overall system. This can be, for example, a high level of integration within devices. A system character can also exist over greater distances if parts and subcomponents are distributed, for example, in rooms or entire buildings. The grouping can also occur in its entirety or partially in a mobile manner. Basically, a system or the grouping of subsystems serves a common goal and is therefore viewed as an overall system.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verringerung von elektromagnetischen Störungen, insbesondere Funkstörungen, in einem System aus Teilnehmern, die bei Nutzfrequenzen arbeiten, bei denen andere Teilnehmer Störemissionen aufweisen, und diesen anderen Teilnehmern anzugeben, das über eine verbesserte Performance verfügt.The object of the invention is to provide a method for reducing electromagnetic interference, in particular radio interference, in a system made up of participants who work at useful frequencies at which other participants emit interference and indicate to these other participants that the performance has improved.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Verringerung von elektromagnetischen Störungen, insbesondere Funkstörungen, in einem System aus Teilnehmern, zu denen sensitive Teilnehmer, deren Betrieb bei vorgegebenen Nutzfrequenzen gestört sein kann, und störende Teilnehmer gehören, die Störemissionen unter anderem bei den Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer aussenden, vorgeschlagen, wobei bei dem Verfahren
- - mindestens einer der sensitiven Teilnehmer meldet, bei welcher Nutzfrequenz er betrieben wird und/oder ob er seine aktuelle Nutzfrequenz auf eine andere zukünftige Nutzfrequenz ändert, wobei der sensitive Teilnehmer die besagte Nutzfrequenz für operative Zwecke nutzt,
- - mindestens einer der störenden Teilnehmer, der bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder der zukünftigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer Störemissionen aussendet, zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder bei der zugehörigen Nutzfrequenzen des sensitiven Teilnehmers in spezieller Weise betrieben wird, und zwar durch Veränderung seines Betriebs und/oder durch Aufschalten von Störemissionsfiltern und/oder durch Deaktivierung des störenden Teilnehmers, und
- - mindestens einem der sensitiven Teilnehmer mitgeteilt wird, dass und/oder wenn mindestens einer der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des mindestens einen sensitiven Teilnehmers betrieben wird, und/oder
- - mindestens einem der sensitiven Teilnehmer mitgeteilt wird, dass und/oder wenn mindestens einer der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers nicht betrieben werden kann.
- - At least one of the sensitive subscribers reports at which usable frequency it is being operated and / or whether it is changing its current usable frequency to another future usable frequency, the sensitive subscriber using the said usable frequency for operational purposes,
- - At least one of the interfering subscribers, who emits interference emissions at the current useful frequency and / or the future useful frequencies of the sensitive subscriber, is operated in a special way to avoid interference at the current useful frequency and / or at the associated useful frequencies of the sensitive subscriber, namely by changing its operation and / or by switching on interference emission filters and / or by deactivating the interfering subscriber, and
- at least one of the sensitive subscribers is informed that and / or if at least one of the interfering subscribers is operated at the current or future usable frequency of the at least one sensitive subscriber in order to avoid interference emissions, and / or
- - at least one of the sensitive subscribers is informed that and / or if at least one of the interfering subscribers cannot be operated at the current or future usable frequency of the sensitive subscriber in order to avoid interference emissions.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die Teilnehmer eines komplexen Systems untereinander insoweit kommunizieren, als dass ein für Störemissionen sensitiver Teilnehmer, der bei einer Frequenz betrieben wird, bei deren andere Teilnehmer Störemissionen aussenden, meldet, bei welcher der vorgegebenen Nutzfrequenzen er aktuell betrieben wird bzw. kurzfristig betrieben werden wird. Daraufhin verändern dann die störenden Teilnehmer ihren Betrieb, so dass das Störemissionsspektrum außerhalb der Nutzfrequenz liegt, bei der ein sensitiver Teilnehmer gerade betrieben wird bzw. kurzfristig betrieben werden wird. Die Umschaltung des Betriebs der insoweit störenden Teilnehmer kann durch Änderung der Ansteuerung von störemissionsbehafteten Baugruppen eines solchen Teilnehmers erfolgen. Als ein Beispiel dafür, wie dieser Betrieb geändert werden kann, um das Störemissionsspektrum des insoweit störenden Teilnehmers zu beeinflussen, ist in
Die jeweilige Nutzfrequenz nutzen die sensitiven Teilnehmer zu operativen Zwecken, also für ihren bestimmungsgemäßen Gebrauch. So handelt es sich z.B. im Falle eines Senders oder Empfängers als sensitiver Teilnehmer bei der Nutzfrequenz um dessen Sende- bzw. Empfangsfrequenz, die typischerweise umschaltbar ist, um in verschiedenen Frequenzbändern (Kanälen) zu senden bzw. zu empfangen.The sensitive participants use the relevant frequency for operational purposes, i.e. for their intended use. So it is e.g. in the case of a transmitter or receiver as a sensitive subscriber at the useful frequency around its transmission or reception frequency, which is typically switchable in order to send or receive in different frequency bands (channels).
Nach der Erfindung wird mindestens einem der sensitiven Teilnehmer mitgeteilt, dass mehrere der und insbesondere jeder der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von sich auf den mindestens einen sensitiven Teilnehmer auswirkenden Störemissionen betrieben werden oder nicht betrieben werden können. Diese Ausgestaltung der Erfindung betrifft also den Fall, dass mindestens einem der sensitiven Teilnehmer mitgeteilt wird, dass und/oder wenn die störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des mindestens einen sensitiven Teilnehmers betrieben werden, und/oder dass mindestens einem der sensitiven Teilnehmer mitgeteilt wird, dass und/oder wenn die störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers nicht betrieben werden können.According to the invention, at least one of the sensitive participants is informed that several of the and in particular each of the disruptive participants are operated or cannot be operated in order to avoid interference emissions affecting the at least one sensitive participant. This embodiment of the invention thus relates to the case that at least one of the sensitive subscribers is informed that and / or when the interfering subscribers are operated at the current or future frequency of use of the at least one sensitive subscriber to avoid interference emissions, and / or that at least one the sensitive subscriber is informed that and / or if the interfering subscribers cannot be operated at the current or future usable frequency of the sensitive subscriber in order to avoid interference emissions.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft den Fall, dass mehreren der und insbesondere jedem der sensitiven Teilnehmern mitgeteilt wird, dass und/oder wenn mindestens einer der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von sich auf mehreren der und insbesondere jedem der sensitiven Teilnehmer auswirkenden Störemissionen betrieben wird oder in dieser Weise nicht betrieben werden kann. Bei dieser Variante der Erfindung ist also vorgesehen, dass mehreren der uns insbesondere jedem der sensitiven Teilnehmern mitgeteilt wird, dass und/oder wenn mindestens einer der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei den aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer betrieben wird, und/oder, dass mehreren der und insbesondere jedem der sensitiven Teilnehmern mitgeteilt wird, dass und/oder wenn der mindestens eine störende Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei den aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer nicht betrieben werden kann.A development of the invention relates to the case that several of and in particular, each of the sensitive participants is informed that and / or if at least one of the disruptive participants is operated or cannot be operated in this way in order to avoid interference emissions affecting several of the and in particular each of the sensitive participants. In this variant of the invention, it is provided that several of us, in particular each of the sensitive participants, are informed that and / or if at least one of the disruptive participants is operated at the current or future useful frequencies of the sensitive participants to avoid interference, and / or that several of the and in particular each of the sensitive subscribers are informed that and / or if the at least one interfering subscriber cannot be operated at the current or future useful frequencies of the sensitive subscribers in order to avoid interference emissions.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf den Fall, dass mehreren der und insbesondere jedem der sensitiven Teilnehmern mitgeteilt wird, dass und/oder wenn mehreren der und insbesondere jedem der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von sich auf mehrere der und insbesondere jeder der sensitiven Teilnehmer auswirkenden Störemissionen betrieben werden oder nicht betrieben werden können. Hierbei ist dann vorgesehen, dass mehreren der und insbesondere jedem der sensitiven Teilnehmern mitgeteilt wird, dass und/oder wenn die störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei den aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer betrieben werden, und/oder, dass mehreren der und insbesondere jedem der sensitiven Teilnehmern mitgeteilt wird, dass und/oder wenn die störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei den aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer nicht betrieben werden können.A further development of the invention relates to the case that several of the and in particular each of the sensitive participants is informed that and / or when several of the and especially each of the disruptive participants to avoid affecting several of the and especially each of the sensitive participants Interfering emissions are operated or cannot be operated. It is then provided that several of the and in particular each of the sensitive subscribers are informed that and / or when the interfering subscribers are operated at the current or future usable frequencies of the sensitive subscribers in order to avoid interference emissions, and / or that several of the and in particular each of the sensitive participants is informed that and / or if the interfering participants cannot be operated at the current or future useful frequencies of the sensitive participants in order to avoid interference emissions.
Wie oben beschrieben, betrifft die Erfindung im einfachsten Fall die Applikation des Verfahrens für ein System aus Teilnehmern, das mindestens einen sensitiven Teilnehmer aufweist, der hinsichtlich von mindestens einem störenden Teilnehmer ausgehenden Störemissionen empfindlich ist.As described above, the invention relates in the simplest case to the application of the method for a system made up of participants which has at least one sensitive participant who is sensitive to interference emissions emanating from at least one disruptive participant.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jeder der sensitiven Teilnehmer hinsichtlich der von mindestens einem der störenden Teilnehmer ausgehenden Störemissionen sensitiv ist. Diese Weiterbildung der Erfindung betrifft also den Fall, dass
- - mehrere der und insbesondere jeder der sensitiven Teilnehmer meldet, bei welcher Nutzfrequenz er betrieben wird und/oder ob er seine aktuelle Nutzfrequenz auf eine andere zukünftige Nutzfrequenz ändert, und
- - mindestens einer der störenden Teilnehmer, der bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder der zugehörigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer Störemissionen aussendet, zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder bei der zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers durch Veränderung des Betriebs und/oder durch Aufschalten von Störemissionsfiltern und/oder durch seine Deaktivierung betrieben wird.
- - Several of the and in particular each of the sensitive subscribers reports the useful frequency at which it is operated and / or whether it changes its current useful frequency to another future useful frequency, and
- - At least one of the interfering participants, who emits interference emissions at the current usable frequency and / or the associated usable frequencies of the sensitive subscribers, in order to avoid interfering emissions at the current usable frequency and / or at the future usable frequency of the sensitive subscriber by changing the operation and / or by Activation of interference emission filters and / or is operated by its deactivation.
Bei einer alternativen Weiterbildung der Erfindung existiert im System aus Teilnehmern mindestens ein sensitiver Teilnehmer, der hinsichtlich der von mehreren der und insbesondere jeder der störenden Teilnehmer ausgehenden Störemissionen empfindlich ist. Bei dieser Fallgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass
- - mehrere der und insbesondere jeder der störenden Teilnehmer, der bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder der zugehörigen Nutzfrequenzen des mindestens einen sensitiven Teilnehmers Störemissionen aussendet, zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder bei der zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers durch Veränderung des Betriebs und/oder durch Aufschalten von Störemissionsfiltern und/oder durch seine Deaktivierung betrieben wird.
- - Several of the and in particular each of the disruptive subscribers who emit interference emissions at the current useful frequency and / or the associated useful frequencies of the at least one sensitive subscriber, to avoid interference emissions at the current useful frequency and / or at the future useful frequency of the sensitive subscriber by changing the Operation and / or by switching on interference emission filters and / or by deactivating it.
Schließlich betrifft eine weitere Weiterbildung der Erfindung den Fall, dass jeder der sensitiven Teilnehmer hinsichtlich der von jedem der störenden Teilnehmer ausgehenden Störemissionen empfindlich ist. In dieser Fallkonstruktion des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass
- - mehrere der und insbesondere jeder der sensitiven Teilnehmer meldet, bei welcher Nutzfrequenz er betrieben wird und/oder ob er seine aktuelle Nutzfrequenz auf eine andere zukünftige Nutzfrequenz ändert, und
- - mehrere der uns insbesondere jeder der störenden Teilnehmer, der bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder der zugehörigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer Störemissionen aussendet, zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder bei der zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers durch Veränderung des Betriebs und/oder durch Aufschalten von Störemissionsfiltern und/oder durch seine Deaktivierung betrieben wird.
- - Several of the and in particular each of the sensitive subscribers reports the useful frequency at which it is operated and / or whether it changes its current useful frequency to another future useful frequency, and
- - several of us, in particular each of the disruptive participants, who emits interference emissions at the current usable frequency and / or the associated usable frequencies of the sensitive subscribers, to avoid interfering emissions at the current usable frequency and / or at the future usable frequency of the sensitive subscriber by changing the operation and / or is operated by switching on interference emission filters and / or by deactivating it.
Was die Kommunikation zwischen den beiden Gruppen von Teilnehmern betrifft, so sind grundsätzlich zwei verschiedene Szenarien denkbar. Gemäß einer ersten Variante ist dabei vorgesehen, dass jeder sensitive Teilnehmer über ein Kommunikationsnetzwerk jedem störenden Teilnehmer mitteilt, bei welcher Nutzfrequenz er betrieben wird und/oder ob er seine aktuelle Nutzfrequenz auf eine andere zukünftige Nutzfrequenz ändert.As far as the communication between the two groups of participants is concerned, two different scenarios are basically conceivable. According to a first variant, it is provided that each sensitive subscriber informs each interfering subscriber via a communication network at which usable frequency it is operated and / or whether it is changing its current usable frequency to another future usable frequency.
Hierbei übernehmen die sensitiven Teilnehmer sozusagen die Funktion eines anfordernden Teilnehmers, sind also quasi Master, während die störenden Teilnehmer ausführende Teilnehmer also sozusagen Slaves sind. Das Kommunikationsnetzwerk kann als Datenbus ausgeführt sein, an den sämtliche sensitive und sämtliche störende Teilnehmer angeschlossen sind.Here, the sensitive participants take over the function of a requesting participant, so to speak, are quasi masters, while the disruptive participants executing participants are so to speak slaves. The communication network can be designed as a data bus to which all sensitive and all disruptive participants are connected.
Gemäß einer zweiten Variante der Ausführung der Kommunikation der Teilnehmer untereinander kann vorgesehen sein, dass die sensitiven Teilnehmer und die störenden Teilnehmer mit einer zentralen Steuereinheit kommunizieren, die den Betrieb der sensitiven Teilnehmer und der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störungen der sensitiven Teilnehmer durch die störenden Teilnehmer bei den jeweils aktuellen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer und/oder bei den zukünftigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer steuert. In dieser Variante übernimmt eine zentrale Steuereinheit das Management des Betriebs sämtlicher Teilnehmer.
Bei Steuerung des Systems durch eine zentrale Steuereinheit für das Management des Betriebs sämtlicher Teilnehmer kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die zentrale Steuereinheit die störenden Teilnehmer insoweit vorauseilend steuert, als durch deren Störemissionen das beim Umschalten der Nutzfrequenz eines sensitiven Teilnehmers oder beim Umschalten der Nutzfrequenzen mehrerer sensitiver Teilnehmer gegebenen Spektrum frei ist.According to a second variant of the implementation of the communication between the participants, it can be provided that the sensitive participants and the disruptive participants communicate with a central control unit, which controls the operation of the sensitive participants and the disruptive participants to avoid disturbance of the sensitive participants by the disruptive participants controls at the respective current usable frequencies of the sensitive participants and / or at the future usable frequencies of the sensitive participants. In this variant, a central control unit takes over the management of the operation of all participants.
When the system is controlled by a central control unit for the management of the operation of all subscribers, an advantageous development of the invention provides that the central control unit controls the disruptive subscribers in advance to the extent that their interference emissions result in the switching of the usable frequency of a sensitive subscriber or when switching the spectrum used by several sensitive participants is free.
Bei beiden Weiterbildungsvarianten der Erfindung kann eine Priorisierung vorgesehen sein, indem festgelegt ist, dass ein oder mehrere sensitive Teilnehmer zwangsweise Priorität über den Betrieb anderer sensitiver bzw. anderer störender Teilnehmer hat/haben. Das bedeutet, dass im Zweifelsfalle für den Betrieb des Gesamtsystems nicht zwingend erforderliche, störende Teilnehmer abgeschaltet werden oder aber dass ein sensitiver Teilnehmer, der für den Betrieb des Gesamtsystems nicht zwingend arbeiten muss, erst zu einem späteren Zeitpunkt aktiviert wird, wenn störenden Teilnehmer, die für die aktuelle Situation, in der sich das Gesamtsystem befindet, zwingend arbeiten müssen, nicht umgeschaltet oder gar abgeschaltet werden können.In both further development variants of the invention, prioritization can be provided in that it is established that one or more sensitive participants has / have compulsory priority over the operation of other sensitive or other disruptive participants. This means that in case of doubt, interfering participants that are not absolutely necessary for the operation of the overall system are switched off or that a sensitive participant who does not necessarily have to work for the operation of the overall system is only activated at a later point in time when the disruptive participants have to work for the current situation in which the overall system is, and cannot be switched or even switched off.
So ist es beispielsweise denkbar, dass beispielsweise dauerhaft oder beispielsweise situationsabhängig festgelegt wird, welcher sensitive Teilnehmer Priorität gegenüber welchen anderen sensitiven Teilnehmer und/oder welchen störenden Teilnehmer hat, wenn es um die Auswahl desjenigen sensitiven Teilnehmers geht, der vorgibt, dass ein oder mehrere störenden Teilnehmer und/oder welcher oder welche der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der Nutzfrequenz des besagten sensitiven Teilnehmers betrieben wird.For example, it is conceivable that, for example, permanently or, for example, depending on the situation, it is determined which sensitive participant has priority over which other sensitive participant and / or which disturbing participant when it comes to the selection of that sensitive participant who specifies that one or more disturbing participants Subscriber and / or which or which of the disruptive subscribers is operated to avoid interference emissions at the useful frequency of said sensitive subscriber.
Bei einer anderen Ausprägung der zuvor genannten Variante kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass ein oder mehrere störende Teilnehmer existieren und/oder dauerhaft oder situationsabhängig festgelegt werden, die insoweit Priorität gegenüber ein oder mehreren anderen störenden Teilnehmer haben, als sie ihre aktuellen Störemissionen auch dann nicht ändern, wenn ein sensitiver Teilnehmer meldet, durch die Störemissionen in seinem Betrieb gestört zu sein und/oder zukünftig zu werden.In another form of the aforementioned variant, it can alternatively or additionally be provided that one or more disruptive participants exist and / or be defined permanently or depending on the situation, which have priority over one or more other disruptive participants insofar as they also then have their current disruptive emissions do not change if a sensitive participant reports that it is disturbed by the interference emissions in its operation and / or that it will be in the future
Ferner kann vorgesehen sein, dass einem sensitiven Teilnehmer mitgeteilt wird, dass und/oder wenn ein störender Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers betrieben wird und/oder nicht zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers betrieben wird. Dem „anfordernden“ sensitiven Teilnehmer kann durch das System auf diese Art und Weise mitgeteilt werden, wie gut die Qualität seines Betriebs bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz sein wird. Wenn nämlich beispielsweise einer der störenden Teilnehmer seinen Betrieb aus welchen Gründen auch immer nicht ändern kann, also weiterhin Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz eines sensitiven Teilnehmers aussendet, „weiß“ der sensitive Teilnehmer diese Aussagen zu bewerten und kann möglicherweise seinerseits entscheiden, anders als ursprünglich geplant vorzugehen.It can also be provided that a sensitive subscriber is informed that and / or if an interfering subscriber is operated to avoid interference emissions at the current or future usable frequency of the sensitive subscriber and / or not to avoid interfering emissions at the current or future usable frequency of the sensitive participant is operated. In this way, the system can inform the “requesting” sensitive subscriber how good the quality of his operation will be at the current or future frequency of use. If, for example, one of the disruptive participants cannot change its operation for whatever reason, i.e. continues to emit interference emissions at the current or future frequency of use of a sensitive participant, the sensitive participant “knows” how to evaluate these statements and can possibly decide on his part differently originally planned to proceed.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele und mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
-
1 eine Netzwerktopologie für die Kommunikation zwischen sich möglicherweise störenden Teilnehmer und -
2 eine Topologie mit auf die Teilnehmer „verteilte“ Intelligenz.
-
1 a network topology for communication between possibly disturbing participants and -
2 a topology with intelligence "distributed" among the participants.
Kommunikation zwischen SystemkomponentenCommunication between system components
Ziel der Erfindung ist also eine gezielte Reduktion von Funkstörungen in Frequenzbereichen, in denen Einzelkomponenten oder größere Untergruppen des Systems besonders empfindlich reagieren können oder in ihrem regulären Betriebsverhalten eingeschränkt werden. Dies kann entweder statisch geschehen oder dynamisch, wenn sich Parameter des Gesamtsystems oder einzelner Komponenten ändern. Dazu müssen Daten und Informationen zwischen Komponenten, Modulen, Geräten und Systemen ausgetauscht werden. Die Reaktion darauf kann entweder zentral vorgegeben werden oder in Form einer verteilten Intelligenz erfolgen.The aim of the invention is therefore a targeted reduction of radio interference in frequency ranges in which individual components or larger subgroups of the system can react particularly sensitively or are restricted in their regular operating behavior. This can be done either statically or dynamically when parameters of the overall system or individual components change. To do this, data and information must be exchanged between components, modules, devices and systems. The reaction to this can either be specified centrally or in the form of a distributed intelligence.
Die Kommunikation ist hauptsächlich auf digitalem Weg vorgesehen, da hier eine Vielzahl von unterschiedlichen Parametern ausgetauscht werden kann. Als Übertragungsweg kann eine kabelgebundene bzw. elektrisch leitende Lösung oder die drahtlose Übertragung mittels z.B. elektromagnetischer Felder und Wellen gewählt werden. Eine Übertragungsweise auf optischem Weg durch Lichtleiter oder durch die Luft ist auch denkbar. Als Alternativvariante ist auch ein analoger Übertragungskanal für die Informationen möglich. Hierbei könnte es sich zum Beispiel um die gezielte Modulation analoger Signale handeln oder die Steuerung mit einer Strom- bzw. Spannungsschnittstelle.Communication is primarily intended to be digital, as a large number of different parameters can be exchanged here. A wired or electrically conductive solution or wireless transmission using, for example, electromagnetic fields and waves can be selected as the transmission path. A mode of transmission by optical means through light guides or through the air is also conceivable. When As an alternative, an analog transmission channel for the information is also possible. This could be, for example, targeted modulation of analog signals or control with a current or voltage interface.
In der Netzwerktopologie (siehe
Die anfordernden Teilnehmer können durch folgende Beispiele beschrieben werden:
- - Sprechfunkempfänger (z.B. umgangssprachlich Funkgerät)
- - Datenfunkempfänger (z.B. WLAN, Bluetooth, GPS)
- - Kombinierte Funkempfänger (z.B. GSM, UKW-Radio)
- - Messgeräte und Messeinrichtungen (z.B. analoge Präzisionsmessschaltungen)
- - Radiotelephone receiver (e.g. colloquially radio device)
- - Radio data receiver (e.g. WLAN, Bluetooth, GPS)
- - Combined radio receivers (e.g. GSM, VHF radio)
- - Measuring devices and measuring devices (e.g. analog precision measuring circuits)
Die ausführenden Teilnehmer können durch folgende Beispiele beschrieben werden:
- - Schaltende Leistungsstufen (z.B. Motorinverter, AC-DC oder DC-DC Netzteile, Schaltregler)
- - Schaltende Digitaltechnik (z.B. Prozessoren, Speicheranbindungen)
- - Parametrisierbare Filter (z.B. aktiv gesteuerte Dämpfungselemente)
- - Analoge Hochfrequenzstufen (z.B. Funksender, Radarquellen, Mikrowellenstrahler)
- - Systeme zur drahtlosen Energieübertragung (z.B. Handyladegeräte, Induktionskochfelder)
- - Switching power levels (e.g. motor inverters, AC-DC or DC-DC power supplies, switching regulators)
- - Switching digital technology (e.g. processors, memory connections)
- - Parameterizable filters (e.g. actively controlled damping elements)
- - Analog high frequency levels (e.g. radio transmitters, radar sources, microwave emitters)
- - Systems for wireless energy transmission (e.g. mobile phone chargers, induction hobs)
Die zweite Variante (siehe
Die Steuerung kann entweder ein eigenständiges Teil des Systems sein, in dem sich ausschließlich die Informationssammlung und Informationsverteilung zu Anforderungen und möglichen Störquellen befindet, oder sie übernimmt auch die ausführenden bzw. eingreifenden Funktionen. Im zweiten Fall würde somit die Aufgabe von einer bestehenden Steuerung (die bereits andere Funktionen erfüllt) mit übernommen werden.The control can either be an independent part of the system, in which there is exclusively information collection and information distribution on requirements and possible sources of interference, or it also takes on the executing or intervening functions. In the second case, the task would be taken over by an existing controller (which already fulfills other functions).
In einem Ad-Hoc-Netzwerk von Komponenten kann hier zum Beispiel ein Funkempfänger dem restlichen System oder den anderen Netzwerkteilnehmern die Mitteilung zukommen lassen, dass er als sensibles Empfangsgerät ein schmalbandiges Spektrum für seinen operativen Betrieb nutzen möchte. Die anderen Teilnehmer können nun mittels unterschiedlicher und dafür geeigneter Verfahren dafür sorgen, dass ihre produzierten und ausgesendeten Funkstörungen möglichst nicht dieses Frequenzband kontaminieren.In an ad hoc network of components, for example, a radio receiver can send the rest of the system or the other network participants the message that it would like to use a narrowband spectrum as a sensitive receiving device for its operational operation. The other participants can now use different and suitable methods to ensure that the radio interference they produce and transmit does not contaminate this frequency band as far as possible.
Als anderes Beispiel wäre zum Beispiel eine elektronische Messschaltung, die gezielt einer Spannungsversorgungseinheit mittels einer analogen Stromschnittstelle mitteilt, dass sie nun mit einer vorgegebenen Abtastrate messen möchte. Das gewünschte Resultat wäre dann eine Reduktion der leitungsgebundenen Störungen für diesen Zeitraum. Diese dynamische Funktion würde dann Verwendung finden, wenn durch diese Reduktion zum Beispiel der Wirkungsgrad der Stromversorgung reduziert werden würde. Diesen Kompromiss würde man für den Zeitraum der Messung jedoch dynamisch eingehen.Another example would be an electronic measuring circuit that specifically notifies a voltage supply unit by means of an analog current interface that it now wants to measure with a predetermined sampling rate. The desired result would then be a reduction in conducted interference for this period. This dynamic function would then be used if this reduction, for example, would reduce the efficiency of the power supply. However, this compromise would be made dynamically for the period of measurement.
Technisch kann diese Störungsreduktion auch innerhalb einer Komponente ablaufen, wenn die Steuerung zur Störungsreduktion zentral übernommen wird. Wenn zum Beispiel der gleiche Steuerungsbaustein (zum Beispiel ein Mikroprozessor) einen GPS Empfänger auswertet und zugleich einen Motorumrichter ansteuert. Damit besitzt dieser Baustein bereits die Information über das freizuhaltende Funkband zum Empfang von GPS-Signalen und kann dadurch gezielt in seiner Leistungsstufe die Erzeugung von Störungen in diesem Bereich verringern.Technically, this disturbance reduction can also take place within a component if the control for disturbance reduction is taken over centrally. For example, if the same control module (for example a microprocessor) evaluates a GPS receiver and at the same time controls a motor converter. This module therefore already has the information about the radio band to be kept free for receiving GPS signals and can therefore specifically reduce the generation of interference in this area in its performance level.
AnwendungsbeispieleApplication examples
Beispiele für weitere Systeme, die im Sinne der Erfindung mit Informationsaustausch arbeiten könnten, sind:
- - Küche Der UKW-Radioempfänger teilt den anderen Hausgeräten über einen geeigneten Kommunikationspfad mit, welchen Radiosender er Momentan empfangen möchte. Die Hausgeräte wie Geschirrspüler und Kühlschrank passen sich dieser Frequenzvorgabe an.
- - Elektrisches Flugzeug Das Flugfunkgerät teilt allen anderen Teilnehmern an Bord mit, welche Frequenzen freizuhalten sind. Die Leistungsantriebe und Hauptstörer können mit geeigneten Verfahren reagieren. Andere Teilnehmer würden sich möglicherweise zwischenzeitlich deaktivieren.
- - Mobiltelefon Der Benutzer aktiviert den GPS-Empfang. Die Haupt-CPU modifiziert ihre Taktung, um Störungen in diesem Frequenzband zu reduzieren und den GPS-Empfang zu verbessern.
- - Robotersystem Das System wurde aus unterschiedlichen Einzelkomponenten wie PCs, Netzteilen und Sensoren zusammengebaut. In einem EMV-Test wird die Überschreitung von Grenzwerten durch Überlagerung festgestellt. Durch die Nutzung dieser Information mit einer statischen Konfiguration werden die Taktfrequenzen der Netzteile leicht verändert, um die Überlagerung zu reduzieren.
- - Kitchen The VHF radio receiver uses a suitable communication path to inform the other household appliances which radio station it currently wants to receive. The household appliances such as dishwashers and refrigerators adapt to this frequency specification.
- - Electric aircraft The radio communicates to all other participants on board which frequencies are to be kept free. The power drives and main interferers can respond with suitable methods. Other participants might deactivate themselves in the meantime.
- - Mobile phone The user activates GPS reception. The main CPU modifies its clock to reduce interference in this frequency band and to improve GPS reception.
- - Robot system The system was assembled from various individual components such as PCs, power supply units and sensors. In an EMC test, the exceeding of limit values is determined by superimposition. By using this information with a static configuration, the clock frequencies of the power supplies are slightly changed in order to reduce the overlap.
Diese Beispiele können durchaus auf völlig unterschiedliche Systeme übertragen werden. Grundsätzliches Ziel der Erfindung ist die Verwendung von Informationen über Störungen oder benötigte und damit insoweit frei von Störemissionen zu haltende Nutzspektren in komplexeren Systemen oder Gruppierungen von Einzelkomponenten um Probleme zu vermeiden oder die Qualität und Leistungsfähigkeit zu steigern.These examples can certainly be transferred to completely different systems. The basic aim of the invention is the use of information about disturbances or required spectra that are to be kept free of disturbance emissions in more complex systems or groupings of individual components in order to avoid problems or to increase quality and performance.
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