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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalübertragung in einem Fahrzeug, eine Vorrichtung zur Signalübertragung in einem Fahrzeug, ein fahrzeugseitiges Steuermodul für ein Fahrzeug und ein Antennenkompensationsmodul für ein Fahrzeug.
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Für die V2X-Kommunikation von Fahrzeugen nach außen werden häufig Antennenkompensatoren eingesetzt, um Signaleinfügungsverluste durch die fahrzeuginternen Hochfrequenz-Übertragungsleitungen zu kompensieren. Zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul (beispielsweise Telematik-Steuereinheit - TCU) und dem Antennenkompensator muss neben der üblichen V2X-Datenübertragung auch eine bidirektionale Kommunikation zwischen den beiden Entitäten implementiert sein.
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Die derzeit bekannte Lösung besteht darin, unterschiedliche Trägerfrequenzen für verschiedene Arten der Signalübertragung zu verwenden; oder eine bestimmte Trägerfrequenz zu verwenden, wenn das fahrzeugseitige Steuermodul Daten an den Antennenkompensator sendet, und eine andere Trägerfrequenz zu verwenden, wenn der Antennenkompensator Daten an das fahrzeugseitige Steuermodul sendet. Um jedoch Signale unterschiedlicher Frequenzen oder Frequenzbänder unterscheiden zu können, sind empfangsseitig mehrere separate Filter erforderlich. Darüber hinaus ist es notwendig, Störungen durch Isolation oder Abschirmung zwischen Kanälen in verschiedenen Frequenzbändern auszuschließen.
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Im Stand der Technik ist ferner ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem V2X-Kommunikationsmodul und einem V2X-Kompensator bekannt, wobei bei dem Verfahren eine bidirektionale Datenübertragung vorgeschlagen wird, indem die Übertragungszeiten der verschiedenen Signale streng definiert werden. Um das ursprüngliche Signal wiederherzustellen, sind bei diesem Verfahren jedoch noch mehrere Modulations- und Filterverbindungen notwendig, und dieses Konzept beruht auf der periodischen Übertragung von Daten, sodass es in Anwendungsszenarien immer noch gewisse Einschränkungen gibt.
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In diesem Zusammenhang wird erwartet, dass ein verbessertes Kommunikationskonzept zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul bereitgestellt wird, um mittels eines gemeinsamen Kanals eine effiziente und kollisionsfreie bidirektionale Kommunikation zu ermöglichen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Signalübertragung in einem Fahrzeug, eine Vorrichtung zur Signalübertragung in einem Fahrzeug, ein fahrzeugseitiges Steuermodul für ein Fahrzeug und ein Antennenkompensationsmodul für ein Fahrzeug bereitzustellen, um mindestens einige der Probleme im Stand der Technik zu lösen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Signalübertragung in einem Fahrzeug vorgeschlagen, wobei die Signalübertragung zyklisch und/oder nichtzyklisch zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul des Fahrzeugs durchgeführt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- S1: Erfassen einer Kommunikationsreihenfolge von Signalen zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul; und
- S2: bei Verwendung derselben voreingestellten Trägerfrequenz Zuweisen unterschiedlicher Zeitschlitze für die Durchführung einer Uplink-Signalübertragung und einer Downlink-Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul gemäß der Kommunikationsreihenfolge.
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Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die folgende technische Idee: Hier wird eine Zeitteilungsstrategie unter Verwendung derselben Trägerfrequenz vorgeschlagen, um Uplink und Downlink zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul zu trennen, wodurch die Übertragungskapazität von Uplink und Downlink dynamisch koordiniert und eine Flexibilität der Ressourcenzuweisung erreicht werden kann. Darüber hinaus können sich Signale aller Art und aller Kommunikationsrichtungen einen Kommunikationskanal mit derselben Trägerfrequenz teilen, was bei gleichzeitiger Verbesserung der Frequenzauslastungsrate das System störungsresistenter macht und auch die Komplexität der Filterschaltung auf der Seite des Kompensationsmoduls entsprechend vereinfacht.
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Optional ist in Schritt S1 die Kommunikationsreihenfolge von Signalen als folgende Reihenfolge vordefiniert: Auslösesignalübertragung von dem fahrzeugseitigen Steuermodul zu dem Antennenkompensationsmodul - Anforderungssignalübertragung von dem fahrzeugseitigen Steuermodul zu dem Antennenkompensationsmodul - Antwortsignalübertragung von dem Antennenkompensationsmodul zu dem fahrzeugseitigen Steuermodul.
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Somit wird der folgende technische Vorteil erreicht: Durch Festlegen der Übertragungsreihenfolge können die nacheinander übertragenen Signale/Daten auf der Seite des Kompensators vorteilhaft unterschieden werden.
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Optional umfasst Schritt S2 Folgendes:
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Durchführen einer Auslösesignalübertragung von dem fahrzeugseitigen Steuermodul zu dem Antennenkompensationsmodul mittels einer voreingestellten Trägerfrequenz; und Zuweisen des ersten Zeitschlitzes nach Abschluss der Auslösesignalübertragung für das Durchführen der Anforderungssignalübertragung von dem fahrzeugseitigen Steuermodul zu dem Antennenkompensationsmodul, Zuweisen des zweiten Zeitschlitzes nach Abschluss der Auslösesignalübertragung für das Durchführen der Antwortsignalübertragung von dem Antennenkompensationsmodul zu dem fahrzeugseitigen Steuermodul, wobei der erste Zeitschlitz und der zweite Zeitschlitz sich nicht überlappen, wobei der zweite Zeitschlitz insbesondere nach dem ersten Zeitschlitz liegt und vor dem Zeitschlitz für die Übertragung des nächsten Auslösesignals liegt.
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Somit wird der folgende technische Vorteil erreicht: Der Prozess der Zeitschlitzteilung kann im Moment des Abschlusses der Auslösesignalübertragung gestartet werden, wodurch eine effiziente und geordnete bidirektionale Kommunikation sowohl für eine periodische Übertragung als auch für eine aperiodische Übertragung des Signals erreicht werden kann.
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Optional umfasst das Verfahren ferner die folgenden Schritte:
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Als Reaktion auf den Abschluss der Übertragung des Auslösesignals Durchführen der Anforderungssignalübertragung in dem ersten Zeitschlitz und Durchführen der Antwortsignalübertragung in dem zweiten Zeitschlitz und/oder kein Durchführen der Anforderungssignalübertragung in dem ersten Zeitschlitz und nur Durchführen der Antwortsignalübertragung in dem zweiten Zeitschlitz und/oder kein Durchführen der Anforderungssignalübertragung in dem ersten Zeitschlitz und kein Durchführen der Antwortsignalübertragung in dem zweiten Zeitschlitz.
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Somit wird der folgende technische Vorteil erreicht: Obwohl der zulässige Kommunikationszeitpunkt von Uplink- und Downlink-Signalen durch den Zeitschlitzzuweisungsprozess streng definiert ist, ist dieses Zeitschlitzzuweisungsverfahren nicht auf ein bestimmtes Signalübertragungsmodus beschränkt, sondern kann auf verschiedene Anwendungsszenarien angewendet werden. Die Flexibilität des gesamten Konzepts wird dadurch erheblich verbessert.
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Optional liegt das Auslösesignal in Form eines Schaltsignals, eines Synchronisationssignals und/oder eines Unterbrechungssignals vor, wobei das Schaltsignal verwendet wird, um das Antennenkompensationsmodul in den Sendemodus oder Empfangsmodus zu versetzen, wobei das Synchronisationssignal verwendet wird, um die Zeitbasis des fahrzeugseitigen Steuermoduls mit der Zeitbasis des Antennen-kompensationsmoduls zu synchronisieren, wobei das Unterbrechungssignal als logisches Niedrigpegel-Signal oder logisches Hochpegel-Signal mit einer voreingestellten Zeitdauer ausgebildet ist.
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Somit wird der folgende technische Vorteil erreicht: Sowohl für synchrone als auch für asynchrone Übertragungsmodi kann der am besten geeignete Auslösesignaltyp ausgewählt werden, um den Zeitschlitzzuweisungsprozess zu starten, wodurch sichergestellt wird, dass Zeitschlitze nach Bedarf zugewiesen werden.
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Optional ist ein reserviertes Intervall zwischen dem Zeitschlitz, der zum Durchführen einer Uplink-Signalübertragung zugewiesen ist, und dem Zeitschlitz, der zum Durchführen einer Downlink-Signalübertragung zugewiesen ist, vorgesehen und/oder ist ein reserviertes Intervall zwischen den Zeitschlitzen, die zum Durchführen von zwei aufeinanderfolgenden Signalübertragungen zugewiesen sind, vorgesehen.
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Somit wird der folgende technische Vorteil erreicht: Durch Einstellung des Interframe-Intervalls werden die Frames in einer Konversation gut voneinander getrennt, wodurch die Kollisionswahrscheinlichkeit weiter verringert wird.
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Optional ist die Länge jedes zugewiesenen Zeitschlitzes fest oder variabel eingestellt, wobei, insbesondere wenn die Länge jedes Zeitschlitzes variabel eingestellt ist, die Länge des jeweils zugewiesenen Zeitschlitzes durch die Art des Auslösesignals, das von dem fahrzeugseitigen Steuermodul an das Antennenkompensationsmodul übertragen wird, bestimmt wird; und/oder
wobei insbesondere bei einer zyklischen Übertragung der Signale der für die Uplink-Signalübertragung zugewiesene Zeitschlitz und der für die Downlink-Signalübertragung zugewiesene Zeitschlitz in jedem Zyklus die gleiche Position haben.
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Somit wird der folgende technische Vorteil erreicht: Wenn die Kommunikationsreihenfolge im Voraus vereinbart und die relativen Positionen zwischen den Signalsymbolen im seriellen Datenstrom festgelegt sind, wird die Koordination der bidirektionalen Übertragung über den gesamten Kanal vereinfacht. Durch die dynamische Planung der Länge jedes Zeitschlitzes können Leerlaufzustände des Kanals bis zu einem gewissen Grad reduziert und die Kanalauslastung verbessert werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Signalübertragung in einem Fahrzeug bereitgestellt, wobei die Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul des Fahrzeugs zyklisch und/oder nichtzyklisch erfolgt, wobei die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dient, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:
- eine Erfassungseinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie die Kommunikationsreihenfolge von Signalen zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul erfassen kann; und
- eine Zuweisungseinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie bei Verwendung derselben voreingestellten Trägerfrequenz unterschiedliche Zeitschlitze für die Durchführung einer Uplink-Signalübertragung und einer Downlink-Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul gemäß der Kommunikationsreihenfolge zuweisen kann.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein fahrzeugseitiges Steuermodul für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das fahrzeugseitige Steuermodul eine Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antennenkompensationsmodul für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Antennenkompensationsmodul eine Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst.
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Zum besseren Verständnis der Prinzipien, Merkmale und Vorteile der Erfindung wird nachfolgend auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, die die vorliegende Erfindung detaillierter beschreiben. Die Zeichnungen umfassen Folgendes:
- 1 zeigt schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Signalübertragung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 zeigt schematisch ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Signalübertragung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines fahrzeugseitigen Antennensystems mit einer bidirektionalen Kommunikationsleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 4 zeigt schematisch ein Zeitdiagramm der Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem beispielhaften Anwendungsszenario;
- 5 zeigt schematisch ein Zeitdiagramm der Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem weiteren beispielhaften Anwendungsszenario; und
- 6 zeigt schematisch ein Zeitdiagramm der Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem weiteren beispielhaften Anwendungsszenario.
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Um das zu lösende technische Problem, die technische Lösung und die vorteilhaften technischen Wirkungen der Erfindung besser verständlich zu machen, wird die vorliegende Erfindung nachfolgend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und einer Vielzahl von beispielhaften Ausführungsbeispielen detaillierter beschrieben. Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele nur zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen sollen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränken sollen.
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1 zeigt schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Signalübertragung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In Schritt S1 wird eine Kommunikationsreihenfolge von Signalen zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul erfasst.
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Das Signal kann in dieser Ausführungsform beispielsweise ein hochfrequentes Steuersignal sein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden unter „hochfrequenten Steuersignalen“ insbesondere Kommunikationssignale verstanden, die zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul übertragen werden und die von herkömmlichen V2X-Hochfrequenzdaten abweichen. Im Allgemeinen umfasst dies beispielsweise Folgendes: Diagnoseanforderungen/-antworten, Anforderungen/Antworten von bestimmten Parametern des Antennenkompensationsmoduls (beispielsweise Vorrichtungsnummer, Temperatur usw.), Steueranweisungen für den Betriebszustand des Antennenkompensationsmoduls (beispielsweise Schaltsignale, Anweisungen zur Parametereinstellung) usw.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter „Kommunikationsreihenfolge“ beispielsweise Folgendes verstanden: Bei jeder Kommunikation zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul werden alle Signale einer bestimmten Reihenfolge nacheinander übertragen. Beispielsweise kann diese Kommunikationsreihenfolge als folgende Reihenfolge vordefiniert sein: Auslösesignalübertragung von dem fahrzeugseitigen Steuermodul zu dem Antennenkompensationsmodul - Anforderungssignalübertragung von dem fahrzeugseitigen Steuermodul zu dem Antennenkompensationsmodul - Antwortsignalübertragung von dem Antennenkompensationsmodul zu dem fahrzeugseitigen Steuermodul. Darüber hinaus kann die Kommunikationsreihenfolge beispielsweise in Abhängigkeit von den verschiedenen verwendeten Übertragungsprotokollen der seriellen Schnittstelle auch unterschiedlich definiert sein.
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In Schritt S2 werden bei Verwendung derselben voreingestellten Trägerfrequenz unterschiedliche Zeitschlitze für die Durchführung einer Uplink-Signalübertragung und einer Downlink-Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul gemäß der Kommunikationsreihenfolge zugewiesen.
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Dabei wird die voreingestellte Trägerfrequenz für die Übertragung von Signalen oder Daten zu Kommunikationszwecken beispielsweise so gewählt, dass sie ausreichend weit von der Trägerfrequenz für die Übertragung von V2X-Hochfrequenzdaten (in der Regel 5,9 GHz) entfernt ist, um eine ausreichende Signalisolierung zu gewährleisten. Beispielsweise kann die voreingestellte Trägerfrequenz im Frequenzbereich von 25 MHz bis 125 MHz liegen.
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Insbesondere in Schritt S2 kann als Reaktion auf den Abschluss der Auslösesignalübertragung (für das fahrzeugseitige Steuermodul und das Antennenkompensationsmodul bezieht sich „Abschluss der Übertragung“ beispielsweise auf den Abschluss des Sendens bzw. den Abschluss des Empfangens) ein erster Zeitschlitz nach dem Auslösesignal zugewiesen werden, um die Anforderungssignalübertragung von dem fahrzeugseitigen Steuermodul zu dem Antennenkompensationsmodul durchzuführen, und ein zweiter Zeitschlitz nach Abschluss der Auslösesignalübertragung zugewiesen werden, um die Antwortsignalübertragung von dem Antennenkompensationsmodul zu dem fahrzeugseitigen Steuermodul durchzuführen. Beispielsweise kann der zweite Zeitschlitz nach dem ersten Zeitschlitz liegen und vor dem Zeitschlitz liegen, der zum Übertragen des nächsten Auslösesignals verwendet wird.
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2 zeigt schematisch ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Signalübertragung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die Vorrichtung 10 beispielsweise eine Erfassungseinheit 11 und eine Zuweisungseinheit 12, wobei die beiden Einheiten funktional miteinander in Kommunikation stehen. Die Erfassungseinheit 11 dient beispielsweise dazu, die Kommunikationsreihenfolge von Signalen zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul gemäß dem verwendeten Übertragungsprotokoll für die serielle Schnittstelle zu erfassen. Diese vordefinierte Kommunikationsreihenfolge wird an die Zuweisungseinheit 12 weitergeleitet, wobei die Zuweisungseinheit 12 dieselbe voreingestellte Trägerfrequenz verwendet und gemäß der empfangenen Kommunikationsreihenfolge unterschiedliche Zeitschlitze zuweist, um eine Uplink-Signalübertragung und eine Downlink-Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul durchzuführen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines fahrzeugseitigen Antennensystems 1 mit einer bidirektionalen Kommunikationsleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst das fahrzeugseitige Antennensystem 1 beispielsweise ein fahrzeugseitiges Steuermodul 100, ein Antennenkompensationsmodul 200 und eine bidirektionale Kommunikationsleitung 300, die die beiden miteinander koppelt. Der Einfachheit halber ist hier der beispielhafte V2X-Datenfluss zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul 100 und dem Antennenkompensationsmodul 200 als Strichlinie dargestellt, während der Datenfluss des Signals als dicke durchgezogene Linie dargestellt ist.
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Dabei kann es sich bei dem fahrzeugseitigen Steuermodul 100 beispielsweise um eine TCU (Telematics Control Unit - Telematik-Steuereinheit oder Telecommunication Electronic Control Unit - elektronische Kommunikations-Steuereinheit) handeln, die beispielsweise durch Interaktion mit verschiedenen Sensoren und Bussen Daten des Fahrzeugs sammeln kann (beispielsweise Daten zum Fahrstatus, Daten zur Fahrabsicht des Fahrers usw. umfassend). Das fahrzeugseitige Steuermodul 100 umfasst beispielsweise eine Kommunikationseinheit 110 und eine erste Master-MCU-Einheit 120.
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Die Kommunikationseinheit 110 dient zur Erzeugung von über die fahrzeugseitige Antenne 250 nach außen übertragenen V2X-Daten und weist daher eine entsprechende V2X _TX-Schnittstelle auf. Um das Antennenkompensationsmodul 200 bei der Übertragung von V2X-Daten nach außen in den richtigen Betriebsmodus (Sende-/Empfangsmodus) zu versetzen, umfasst die Kommunikationseinheit 110 ferner eine T/R_Switch-Schnittstelle zur Übertragung von Schaltsignalen. Die erste Master-MCU-Einheit 120 ist beispielsweise für die Überwachung und Steuerung des Kommunikationsstatus zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul 100 und dem Antennenkompensationsmodul 200 zuständig. Zu diesem Zweck umfasst die erste Master-MCU-Einheit 120 beispielsweise eine TCU_TX-Schnittstelle zum Anfordern von Diagnosedaten vom Antennenkompensationsmodul 200 und umfasst beispielsweise ferner eine TCU_RX-Schnittstelle zum Empfangen von Diagnoseantwortdaten vom Antennenkompensationsmodul 200.
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Darüber hinaus kann das fahrzeugseitige Steuermodul 100 ferner die in 2 gezeigte Vorrichtung 10 zur Übertragung von Signalen des Fahrzeugs umfassen. Die Vorrichtung 10 ist beispielsweise mit der Kommunikationseinheit 110 bzw. der ersten Master-MCU-Einheit 120 des fahrzeugseitigen Steuermoduls 100 verbunden, um diese beiden Einheiten bei Bedarf über die erzeugte Zeitschlitzzuweisung informieren zu können, sodass das fahrzeugseitige Steuermodul 100 dieser Zeitschlitzzuweisungsbeziehung folgen kann, um das Senden des Anforderungssignals an das Antennenkompensationsmodul 200 und den entsprechenden Empfang des Rückmeldesignals durchzuführen.
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Das Antennenkompensationsmodul 200 kann beispielsweise eine Schalteinheit 210, eine zweite Master-MCU-Einheit 220, einen Leistungsverstärker 230 für den Sendepfad, einen rauscharmen Verstärker 240 für den Empfangspfad und eine fahrzeugseitige Antenne 250 umfassen.
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In Abhängigkeit von der Art des über die bidirektionale Kommunikationsleitung 300 empfangenen Schaltsignals kann die Schalteinheit 210 im Antennenkompensationsmodul 200 beispielsweise in einen ersten Zustand oder einen zweiten Zustand versetzt werden. Im ersten Zustand befindet sich das Antennenkompensationsmodul 200 im Sendemodus, wobei zu diesem Zeitpunkt das Koaxialkabel 300 mit dem Sendepfad (TX-Pfad) gekoppelt ist und die V2X-Daten von dem fahrzeugseitigen Steuermodul 100 den Leistungsverstärker 230 passieren und schließlich durch die fahrzeugseitige Antenne 250 gesendet werden. Im zweiten Zustand der Schalteinheit 210 ist das Koaxialkabel 300 mit dem Empfangspfad (RX-Pfad) gekoppelt, wobei in diesem Fall das von der fahrzeugseitigen Antenne 250 empfangene Funksignal durch den rauscharmen Verstärker 240 dem fahrzeugseitigen Steuermodul 100 zugeführt wird.
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Die zweite Master-MCU-Einheit 220 kann beispielsweise verwendet werden, um den Status jeder Untereinheit in dem Antennenkompensationsmodul 200 zu erfassen und ein Rückkopplungssignal zu erzeugen, wenn ein Fehler oder eine Störung gefunden wird. Hierzu umfasst die zweite Master-MCU-Einheit 220 beispielsweise eine Comp_RX-Schnittstelle zum Empfangen eines Diagnoseanforderungssignals von dem fahrzeugseitigen Steuermodul 100 und eine Comp_TX-Schnittstelle zum Ausgeben eines Diagnoseantwortsignals. In ähnlicher Weise kann beispielsweise auf der Seite des Antennenkompensationsmoduls 200 auch eine weitere Vorrichtung 10' zur Signalübertragung des Fahrzeugs vorgesehen sein. Die Vorrichtung 10' wird beispielsweise verwendet, um die zweite Master-MCU-Einheit 220 über die Zeitschlitzzuweisung zu informieren, damit sie die verschiedene Signaltypen gemäß der Reihenfolge und dem Zeitpunkt der empfangenen Signale unterscheiden kann und dadurch das Antwortsignal zum geeigneten Zeitpunkt an das fahrzeugseitige Steuermodul 100 übertragen kann.
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4 zeigt schematisch ein Zeitdiagramm der Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem beispielhaften Anwendungsszenario.
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In diesem beispielhaften Anwendungsszenario werden V2X-Daten zyklisch vom fahrzeugseitigen Steuermodul zum Antennenkompensationsmodul übertragen. Da sich das Antennenkompensationsmodul in der Regel im Empfangsmodus zur Überwachung von drahtlosen Daten befindet, ist es notwendig, das Antennenkompensationsmodul zu informieren, wann es während der V2X-Datenübertragung vom Empfangsmodus in den Sendemodus wechseln soll. Dazu kann synchron mit der zyklischen Übertragung von V2X-Daten ferner ein Auslösesignal in Form eines Schaltsignals vom fahrzeugseitigen Steuermodul an das Antennenkompensationsmodul ausgegeben werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann bei der zyklischen Übertragung von V2X-Daten beispielsweise ferner gleichzeitig mit der zyklischen Übertragung der seriellen V2X-Daten durch das fahrzeugseitige Steuermodul ein Auslösesignal in Form von synchronen Zeichen bereitgestellt werden, und dadurch wird vereinbart, dass die Abtastgeschwindigkeit und die Bit-Ankunftsgeschwindigkeit von Sender und Empfänger gleich bleiben. Das Antennenkompensationsmodul synchronisiert dann seinen eigenen Takt mit dem des Senders (fahrzeugseitiges Steuermodul) gemäß dem bereitgestellten Synchronisationssignal.
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So kann beispielsweise für den Fall, dass das Signal zyklisch übertragen wird, das Auslösesignal beispielsweise in Form eines Schaltsignals bzw. eines Synchronisationssignals vorliegen. In der in 4 gezeigten Ausführungsform kann die Dauer des Auslösesignals beispielsweise der Länge des zu übertragenden V2X-Datenpakets entsprechen, und die Auslösesignalübertragung kann beispielsweise mittels einer vorgegebenen Trägerfrequenz zwischen 25 und 125 MHz (beispielsweise 25 MHz) erfolgen.
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Nach Abschluss der Übertragung des Auslösesignals kann es als Referenz verwendet werden, um den nachfolgenden Zeitschlitzzuweisungsprozess zu planen. Dabei wird beispielsweise der erste Zeitschlitz T_1 (beispielsweise 35 ms) nach Abschluss der Auslösesignalübertragung für die Durchführung der Übertragung des Anforderungssignals (bzw. Upload-Signals) vom fahrzeugseitigen Steuermodul an das Antennenkompensationsmodul und der darauf folgende zweite Zeitschlitz T_2 (beispielsweise 35 ms) für die Durchführung der Übertragung des Antwortsignals (bzw. Download-Signals) vom Antennenkompensationsmodul an das fahrzeugseitige Steuermodul zugewiesen. Der zweite Zeitschlitz T_2 liegt beispielsweise nicht nur nach dem ersten Zeitschlitz T_1, sondern auch vor dem Zeitschlitz, der für die Übertragung des nächsten Auslösesignals verwendet wird, wodurch sichergestellt wird, dass die bidirektionale Kommunikation zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul im vorherigen Zyklus die Übertragung von Informationen im nächsten Zyklus nicht stört.
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Ferner ist zu erkennen, dass zwischen dem Zeitpunkt des Endes der Auslösesignalübertragung und dem ersten Zeitschlitz T_1, zwischen dem ersten Zeitschlitz T_1 und dem zweiten Zeitschlitz T_2, zwischen dem zweiten Zeitschlitz T_2 und der nächsten Auslösesignalübertragung ferner reservierte Zeitintervalle von 5 ms, 10 ms bzw. 15 ms liegen. Dadurch ist es möglich, die nacheinander gesendeten Signale sowohl auf der Empfangs- als auch auf der Sendeseite gut zu unterscheiden. Dabei können die Länge des ersten Zeitschlitzes T_1, des zweiten Zeitschlitzes T_2 und jedes reservierten Zeitintervalls fest oder variabel eingestellt werden. Wenn die Länge der einzelnen Zeitschlitze variabel eingestellt ist, kann die Länge der zugewiesenen einzelnen Zeitschlitze beispielsweise durch die Art des vom fahrzeugseitigen Steuermodul an das Antennenkompensationsmodul übertragenen Auslösesignals oder die Länge der zu übertragenden Daten bestimmt werden.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Zeitschlitzzuweisung in 4 zwar nur für einen 100-ms-Zyklus konkret dargestellt ist, es aber auch denkbar ist, dass die Länge und Verteilung des ersten und des zweiten Zeitschlitzes für alle anderen nicht dargestellten Zyklen gleich ist.
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Darüber hinaus zeigt die in 4 gezeigte Ausführungsform ferner speziell die bidirektionale Kommunikation in den geteilten Zeitschlitzen. Beispielsweise wird nach Abschluss der Übertragung des Auslösesignals zunächst im ersten Zeitschlitz T_1 ein Anforderungssignal durch das fahrzeugseitige Steuermodul durch das Antennenkompensationsmodul gesendet. Derartige Anforderungssignale umfassen beispielsweise Folgendes: Diagnoseanforderungssignale, Anforderungen von bestimmten Parametern des Antennenkompensationsmoduls (beispielsweise Nummer, Temperatur), Steueranweisungen für den Betriebszustand des Antennenkompensationsmoduls usw. Als Nächstes wird im zweiten Zeitschlitz T_2 ein entsprechendes Antwortsignal durch das Antennenkompensationsmodul an das fahrzeugseitige Steuermodul gesendet. In diesem Beispiel erfolgt die Übertragung der Signale daher in beiden zugewiesenen Zeitschlitzen.
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5 zeigt ein Zeitdiagramm für die Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem weiteren beispielhaften Anwendungsszenario.
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In diesem beispielhaften Anwendungsszenario werden V2X-Daten auf die gleiche Weise zyklisch vom fahrzeugseitigen Steuermodul an das Antennenkompensationsmodul übertragen. Ähnlich wie in 4 werden als Reaktion auf den Abschluss der Übertragung des Auslösesignals (wie beispielsweise eines Schaltsignals oder eines Synchronisationssignals) während des nächsten 100-ms-Zyklus ein erster Zeitschlitz T_1 und ein zweiter Zeitschlitz T_2 der Länge 35 ms dem Durchführen der Übertragung des Anforderungssignals bzw. der Übertragung des Antwortsignals zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul zugewiesen.
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Die in 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich durch Folgendes von 4: In der in 5 gezeigten Ausführungsform erfolgt nicht in jedem der zugewiesenen Zeitschlitze eine entsprechende Signalübertragung. Dabei erfolgt im ersten Zeitschlitz T_1 keine Übertragung des Anforderungssignals, sondern die Übertragung des Antwortsignals vom Antennenkompensationsmodul zum fahrzeugseitigen Steuermodul wird direkt im zweiten Zeitschlitz T_2 durchgeführt. Dies ist beispielsweise in folgendem Szenario der Fall: Während des ersten Zeitschlitzes T_1, der ursprünglich für die Durchführung der Übertragung des Anforderungssignals vorgesehen war, erkennt das Antennenkompensationsmodul spontan ein Ereignis, das die Übertragung des Antwortsignals verursachen kann (beispielsweise einen Hardwarefehler im Antennenkompensationsmodul), und in diesem Fall sendet das Antennenkompensationsmodul, auch wenn auf der Seite des Antennenkompensationsmoduls keine Diagnoseanforderung für bestimmte Parameter oder einen bestimmten Betriebsstatus empfangen wird, diesen Fehler im zweiten Zeitschlitz T_2 aktiv in Form eines Antwortsignals an das fahrzeugseitige Steuermodul zurück. Daher erfolgt in diesem Beispiel die entsprechende Signalübertragung nur in einem der beiden zugewiesenen Zeitschlitze.
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6 zeigt ein Zeitdiagramm für die Signalübertragung zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem weiteren beispielhaften Anwendungsszenario.
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In diesem beispielhaften Anwendungsszenario findet keine zyklische Übertragung von V2X-Daten mehr statt, das heißt es gibt keinen gemeinsamen Takt und keinen festen Übertragungszyklus mehr auf der Kommunikationsleitung. In diesem Fall kann der Sender jederzeit mit dem Senden von Steuersignalen beginnen, wenn also die Kommunikation zwischen dem fahrzeugseitigen Steuermodul und dem Antennenkompensationsmodul eingeleitet werden soll, müssen die Zeitschlitzzuweisung und die geordnete Signalübertragung auf andere Weise ausgelöst werden.
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Wie in 6 dargestellt, ist, bevor das Anforderungssignal durch den Sender (fahrzeugseitiges Steuermodul) tatsächlich gesendet wird, ein Auslösesignal erforderlich, um den Empfänger (Antennenkompensationsmodul) zu informieren und einen Verbindungsaufbau anzufordern. Gleichzeitig vereinbaren der Sender und der Empfänger, mit einer bestimmten Datenübertragungsrate zu übertragen. Ein solches Auslösesignal liegt dabei beispielsweise in Form eines Unterbrechungssignals vor, das beispielsweise als logisches Niedrigpegel-Signal oder logisches Hochpegel-Signal mit einer voreingestellten Zeitdauer ausgebildet ist. Beim seriellen Kommunikationsprotokoll vom Typ UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter - universeller asynchroner Empfänger/Sender) ist das Unterbrechungssignal beispielsweise ein logisches Niedrigpegel-Signal mit einer Dauer von bis zu 12 Bit, das anschließend wieder auf einen logischen Hochpegel gebracht wird. Wenn ein qualifizierter Unterbrechungs-Frame empfangen wird, identifiziert der UART diesen als Protokollkonflikt-Frame oder Fehler-Frame und zeichnet das entsprechende Unterbrechungsereignis auf.
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Nachdem die Übertragung des Auslösesignals in Form eines Unterbrechungssignals abgeschlossen ist, kann, ähnlich wie bei den in den 4 bis 5 gezeigten Ausführungsformen, beispielsweise die Zeitschlitzteilung für die nächsten 100 ms begonnen werden. Dabei kann auf die gleiche Weise beispielsweise ein erster Zeitschlitz T_1 mit einer Länge von 35 ms zugewiesen werden, um eine Übertragung des Anforderungssignals von dem fahrzeugseitigen Steuermodul zu dem Antennenkompensationsmodul durchzuführen, und ein zweiter Zeitschlitz T_2 mit einer Länge von 35 ms kann zugewiesen werden, um eine Übertragung des Antwortsignals von dem Antennenkompensationsmodul zu dem fahrzeugseitigen Steuermodul durchzuführen.
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Beispielhaft wird hier insbesondere gezeigt, dass die Übertragung der Signale in den beiden definierten Zeitschlitzen erfolgt ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Signalübertragung nur in einem der definierten Zeitschlitze erfolgt (das heißt nach Abschluss der Übertragung des Auslösesignals erfolgt nur eine unidirektional Signalübertragung) oder dass beide Zeitschlitze ungenutzt sind (das heißt keine Signalübertragung erfolgt).
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Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier im Detail beschrieben sind, dienen sie nur zu Erläuterungszwecken und sollten nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung angesehen werden. Ohne vom Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, sind verschiedene Ersetzungen, Änderungen und Modifikationen denkbar.
