-
Die vorliegende Erfindung betrifft
Fernübertragungssysteme
und -verfahren für
Fahrzeuganwendungen und Störungs-
bzw. Interferenzreduzierung in Kommunikationssystemen.
-
Fernübertragungssysteme werden in
einer Anzahl von Fahrzeuganwendungen verwendet. Beispielsweise kann
bei einem System zum schlüssellosen
Fernzugang (remote keyless entry, RKE) eine Fernübertragungsvorrichtung von
einem Anwender getragen werden und eine Empfangsvorrichtung an einem
Fahrzeug befestigt werden, um das übertragene Signal zu empfangen,
und in Antwort darauf, das Fahrzeug ab- oder aufzusperren etc. Ein
RKE-System für den Automobilmarkt
oder jedes andere Kommunikationssystem, das Hochfrequenzen verwendet, um
Information von einem Ort an einem anderen ohne Verwendung von Drähten zu übertragen,
ist störempfindlich
auf andere Hochfrequenz-Kommunikationssysteme. Wenn die Störung groß genug
ist, kann die Kommunikation zwischen der Übertragungs- und der Empfangsvorrichtung
ernstlich verschlechtert werden.
-
Einige bestehende Hochfrequenz-Kommunikationssysteme
und -verfahren werden in den US-Patentschriften mit den Nummern
4,387,469; 5,197,084; 5,499,388; 5,532,683; 5,555,451; 5,867,776;
5,940,746; 6,021,314; 6,049,294; 6,246,867 und 6,256,477 beschrieben.
Obwohl einige bestehende Fernübertragungssysteme
und -verfahren wirtschaftlich erfolgreich waren, besteht ein Bedarf
an einem verbesserten Fernübertragungssystem
und – verfahren
für Fahrzeuganwendungen.
-
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein verbessertes Fernübertragungssystem
und -verfahren bereitzustellen, dass automatisch von einer Frequenz
auf eine andere schaltet, wenn eine Störung erfasst wird.
-
Bei Ausführung der vorstehenden Aufgabe wird
ein Fernübertragungssystem
für Fahrzeuganwendungen
bereitgestellt. Das System umfasst eine Fernübertragungsvorrichtung, die
von einem Anwender getragen wird, und eine Empfangsvorrichtung zum
Befestigen an einem Fahrzeug. Die Fernübertragungsvorrichtung kann
ein amplituden-moduliertes Signal auf einer Mehrzahl von verschiedene
Trägerfrequenzen übertragen.
Die Empfangsvorrichtung empfängt
das amplituden-modulierte Signal. Die Empfangsvorrichtung kann das
amplituden-modulierte Signal auf einer auswählbaren Trägerfrequenz empfangen. Die
Empfangsvorrichtung weist einen Indikator für eine empfangene Signalstärke und
einen Datendekodierer auf. Die Empfangsvorrichtung ist derart programmiert,
die Trägerfrequenz
auszuwählen
durch Erfassen von Rauschen infolge unerwünschter frequenzmodulierter
Signale, die auf dem Indikator der empfangenen Signalstärke basieren, durch
Erfassen von Rauschen infolge unerwünschter amplitudenmodulierter
Signale, die auf dem Datendekodierer basieren, und durch Wechseln
der ausgewählten
Trägerfrequenz,
wenn eines der Rauschen übermäßig wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Empfangsvorrichtung eine Phasenregelkreis- bzw. PLL-Schaltung
zur Auswahl der Trägerfrequenz auf.
Und das übertragene,
amplituden-modulierte Signal ist Ein/Aus-getastet.
-
Die Übertragungsvorrichtung kann
das amplituden-modulierte Signal auf einer Mehrzahl verschiedener
Trägerfrequenzen
gleichzeitig übertragen.
Alternativ kann die Übertragungsvorrichtung das
amplituden-modulierte Signal auf der Mehrzahl der verschiedenen
Trägerfrequenzen
sequentiell übertragen.
-
Ferner wird bei der Ausführung der
vorliegenden Erfindung ein Fernübertragungsverfahren
für Fahrzeuganwendungen
bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Übertragen eines amplituden-modulierten Signals
auf einer Mehrzahl verschiedener Trägerfrequenzen, Auswählen einer
Trägerfrequenz
und Empfangen des amplituden-modulierten Signals auf der ausgewählten Trägerfrequenz.
Das Verfahren umfasst weiterhin Erfassen von Rauschen infolge unerwünschter
frequenz-modulierter Signale, die auf einer empfangenen Signalstärke auf
der ausgewählten Trägerfrequenz
basieren, und Erfassen von Rauschen infolge unerwünschter
amplituden-modulierter Signale, die auf einem dekodierten Datenstrom
auf der ausgewählten
Trägerfrequenz
basieren. Die ausgewählte
Trägerfrequenz
wird gewechselt, wenn eines der Rauschen übermäßig wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das übertragene,
amplitudenmodulierte Signal Ein/Aus-getastet. Das amplituden-modulierte
Signal kann auf der Mehrzahl der verschiedenen Trägerfrequenzen
gleichzeitig übertragen
werden. Alternativ kann das amplituden-modulierte Signal auf der
Mehrzahl der verschiedenen Trägerfrequenzen
sequentiell übertragen
werden.
-
Die vorstehende Aufgabe und andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen offensichtlich,
wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
-
1 stellt
eine bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Fernübertragungssystems
dar;
-
2 stellt
die Empfangsschaltung des Fernübertragungssystems
aus 1 dar;
-
3 stellt
ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fernübertragungsverfahrens
dar;
-
4 stellt
ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens dar; und
-
5 stellt
eine alternative Empfangsschaltung für ein Fernübertragungssystem aus 1 dar.
-
1 stellt
ein Fernübertragungssystem
für Fahrzeuganwendungen
dar. Das System weist eine Fernübertragungsvorrichtung 10,
die von einem Anwender getragen wird, und eine Empfangsvorrichtung 12 zum
Befestigen an einem Fahrzeug auf. Die Fernübertragungsvorrichtung kann
ein amplitudenmoduliertes Signal übertragen, das Ein/Aus-getastet ist.
Die Empfangsvorrichtung weist eine Empfangsschaltung 14 und
einen Mikroprozessor 16 auf. Die Empfangsvorrichtung 12 empfängt das
amplituden-modulierte Signal auf einer auswählbaren Trägerfrequenz. Die Empfangsvorrichtung 12 weist
einen Einschalteingang 18, einen Frequenzauswahl (-abtast)-Eingang 20,
einen Indikatorausgang 22 der empfangenen Signalstärke und
einen Datenausgang 24 auf. Der Mikroprozessor ist derart
programmiert, die Trägerfrequenz
der Empfangsschaltung 14 mittels des Frequenzauswahleingangs 20 auszuwählen. Die
Auswahl wird basierend auf den Mikroprozessors 16 vorgenommen,
der Rauschen infolge von unerwünschten
frequenz-modulierter Signale, die auf den Anzeigenausgang 22 der
empfangenen Signalstärke basieren,
und der Rauschen infolge unerwünschter amplituden-modulierter
Signale erfasst, die auf den Datendekodierausgang 24 basieren.
Die ausgewählte
Trägerfrequenz
wird gewechselt, wenn ein Rauschen (Frequenz-Modulation oder Amplituden-Modulation) übermäßig wird.
-
2 stellt
die Empfangsschaltung 14 detaillierter dar, und zeigt die
Verwendung einer PLL-Schaltung zum Auswählen der Trägerfrequenz. Wie gezeigt wird,
liefert die Antenne 60 ein empfangenes Signal an einen
rauscharmen Verstärker 62, der
einen Ausgang von einer Mischeinrichtung 64 empfängt. Die
Mischeinrichtung 64 mischt das Signal zusammen und liefert
einen Ausgang an einen Begrenzungsverstärker 66. Der Ausgang
des Begrenzungsverstärkers 66 stellt
eine automatisch Verstärkungsfaktor-Steuerung an dem
rauscharmen Verstärker 62 bereit.
Der Ausgang des Begrenzungsverstärkers
wird an einen Daten-Verstärker/-Dekodieren 68
geliefert. Der Daten-Verstärker/-Dekodieren
dekodiert das verstärkte
Zwischenfrequenzsignal unter Verwendung irgendeiner geeigneten Technik,
beispielsweise Hüllkurvengleichrichtung.
Das Zusammenmischen bei der Mischeinrichtung 64 bestimmt, welche
Trägerfrequenz
auf die erforderliche Zwischenfrequenz zusammengemischt wird. Genauer, die
PLL-Schaltung 70 liefert einen Eingang an die Mischeinrichtung 64,
der sich von der gewünschten Trägerfrequenz
bei der erforderlichen Zwischenfrequenz unterscheidet. Wie gezeigt
wird, liefert der PLL/32.2-Block 72 eine Frequenz von etwa 327,7 MHz
an den Eingang der Mischeinrichtung 64, während der
PLL/32-Block 74 ein Eingangssignal bei 325,7 MHz an die
Mischeinrichtung 64 liefert. Wenn die Zwischenfrequenz
für die
Empfangsschaltung 14 10,7 MHz ist, wird der PLL/32.2-Block
72 verwendet, um die Empfangsvorrichtung auf 317 MHz abzustimmen,
während
der PLL/32-Block 74 verwendet wird, um die Empfangsvorrichtung auf
315 MHz abzustimmen. D.h., der Frequenzauswahleingang 20 kann das
Trägersignal
als entweder 317 MHz oder 317 MHz auswählen. Ein Kristallquarz 76 liefert
die Stabilität
für das
Eingangssignal an die PLL-Vorrichtungen, während ein Kondensator 78 zusammen
mit einem Frequenzauswahleingang 80 verwendet wird, um
die Betriebsfrequenz auszuwählen.
-
Der Daten-Verstärker/-Dekodieren 68 empfängt das
Zwischenfrequenzsignal, das aus dem Zusammenmischen der ausgewählten Trägerfrequenz resultiert,
und liefert den dekodierten Datenstrom an einen Indikatorblock 82 der
empfangenen Signalstärke
und an einen Datenausgang 24. Der Indikatorblock 82 für die empfangene
Signalstärke
stellt einen Indikatorausgang 22 für die empfangene Signalstärke bereit.
Wie bereits vorstehend erwähnt, überwacht der
Mikroprozessor 16 den RSSI-Ausgang 22 und den
Datenausgang 24, und steuert basierend auf diese Ausgänge den
Freuquenzauswahleingang 20, um die gewünschte Trägerfrequenz auszuwählen.
-
3 stellt
eine bevorzugte Ausführungsform
eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung dar. Der Ablauf startet
bei Block 30 und der Mikroprozessor 16 schaltet
die Empfangsschaltung 14 bei Block 32 ein. Bei
Block 34 wird der RSSI-Eingangsstift 20 der Empfangsschaltung 14 gemessen.
Bei Block 36 wird der Datenausgang 24 der Empfangsschaltung
gemessen. Ein Typ eines Störsignals
von einem anderen Kommunikationssystem, das den Betrieb des Fernübertragungssystem
aus den 1 und 2 stören könnte, wird üblicherweise von einem Pager,
einem Mobiltelefon oder einer anderen Kommunikation mit Frequenz-Modulation
erzeugt. Wenn die Empfangsschaltung 14 von dem Mikroprozessor eingeschaltet
ist, wird der RSSI-Ausgang 22 von dem Analog/Digital-Wandler
des Mikroprozessors 16 geprüft (Block 34). Wenn
der Mikroprozessor 16 bestimmt, dass ein Störsignal
existiert, welches die Kommunikation zwischen der Übertragungsvorrichtung 10 und
der Empfangsvorrichtung 12 verschlechtern könnte, weist
der Mikroprozessor 16 die Empfangsschaltung 14 an,
auf eine andere Betriebsfrequenz zu schalten. Der Mikroprozessor 16 bestimmt durch
Messen der Gleichstrom (DC)-Spannung des RSSI-Ausgangs 22 der
Empfangsschaltung 14, dass es eine Störung gibt. Eine konstante DC-Spannung des RSSI-Ausgangs
zeigt ein Frequenz-Modulations (FM)-Rauschen an.
-
Ein anderes Kommunikationssystem,
das mit den Betrieb des Fernübertragungssystems
aus den 1 und 2 stören könnte, ist eine Kommunikation
mit Amplituden-Modulation. Diese Art des Rauschens wird von dem
Mikroprozessor 16 durch Prüfen des Datenausgangs 24 der
Empfangsschaltung 14 erfasst (Block 36). Wenn
die von der Empfangsschaltung 14 kommenden Daten nicht
von dem gleichen Typ sind wie die Daten, die der Mikroprozessor erwartet,
wird der Mikroprozessor 16 die Empfangsschaltung 14 anweisen,
auf eine andere Frequenz zu schalten.
-
D.h., der Mikroprozessor 16 schaltet
die Empfangsvorrichtung ein und wechselt die Betriebsfrequenzen,
wenn übermäßiges AM-
oder FM-Rauschen erfasst wird. Block 38 zeigt die Erfassung
eines FM-Rauschens durch Suchen nach einer konstanten DC-Spannung
an dem RSSI-Ausgang. Block 40 zeigt die Erfassung eines
AM-Rauschens durch Überprüfen, ob
die Daten von der Empfangsschaltung mit dem Systemprotokoll zusammenpassen.
Bei dem Auftreten von entweder FM- oder AM-Rauschen, das übermäßig ist,
wird der Ablauf durch einen Verbinder 44 bei dem Block 46 fortgesetzt,
bei dem die Empfangsbetriebsfrequenz wie vorstehend beschrieben
durch Wechseln des Eingangs an dem Frequenzauswahleingang 20 gewechselt
wird. Bei Block 48 werden ankommende Daten unter Verwendung
der neuen Empfangsbetriebsfrequenz verarbeitet. Bei Block 42 werden,
falls weder FMnoch AM-Rauschen übermäßig ist,
die ankommenden Daten bei der letzten Betriebsfrequenz verarbeitet.
Der Ablauf wird durch den Verbinder 50 bei Block 52 fortgesetzt.
-
Das Fernübertragungssysteme und -verfahren
der vorliegenden Erfindung sind nicht kohärent, da kein Zeitabgleich
zwischen der Übertragungsvorrichtung
und der Empfangsvorrichtung stattfindet. Aus diesem Grund sendet
die Übertragungsvorrichtung 10 Datennachrichten
auf mehreren Frequenzen gleichzeitig oder sie sendet eine einzelne
Datennachricht auf einer der Betriebsfrequenzen und eine zweite
Nachricht auf einer davon verschiedenen Betriebsfrequenz etc.
-
4 stellt
ein Blockdiagramm eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung dar.
Bei Block 90 wird ein AM-Signal auf einer Mehrzahl von
Trägerfrequenzen
entweder sequentiell oder gleichzeitig übertragen. Bei Block 92 wird
eine Trägerfrequenz
für den Empfang
ausgewählt.
Bei Block 94 wird ein AM-Signal auf der ausgewählten Trägerfrequenz
empfangen. Bei Block 96 wird ein FM-Rauschen erfasst, das auf dem Indikator
der empfangenen Signalstärke
basiert. Bei Block 98 wird ein AM-Rauschen erfasst, das auf
dem dekodierten Datenstrom basiert. Bei Block 100 wird
die ausgewählte
Trägerfrequenz
gewechselt, wenn entweder das FM- oder das AM-Rauschen übermäßig wird.
-
5 stellt
eine alternative Empfangsschaltung 110 detailliert dar,
und zeigt die Verwendung einer PLL-Schaltung und eines elektrisch
abstimmbaren Kristalloszillators zur Auswahl der Trägerfrequenz.
Der Kristalloszillator weist elektrisch abstimmbare Kondensatoren
auf, um dem Mikroprozessor ein Abtasten zu ermöglichen. Wie gezeigt wird,
liefert eine Antenne 112 ein empfangenes Signal an einen rauscharmen
Verstärker 114,
der einen Ausgang hat, der durch einen Trägerfrequenz-Vorauswahlfilter 116 und
einen rauscharmen Verstärker 118 zu
einer Mischeinrichtung 120 geführt wird. Die Mischeinrichtung 120 mischt
das Signal zusammen und stellt einen Ausgang an dem Zwischenfrequenzfilter 122 bereit.
Der Ausgang des Zwischenfrequenzfilters 122 wird einem
mehrstufigen Zwischenfrequenzverstärker 124, einem Hüllkurvendetektor 126 und
einem Datenbegrenzer 12 bereit gestellt, um eine Verstärkung und
eine Dekodierung des Zwischenfrequenzsignals zu liefern, um einen
Datenausgang 130 zu erzeugen. Das Zusammenmischen in der
Mischeinrichtung 120 bestimmt, welche Trägerfrequenz
auf die erforderliche Zwischenfrequenz zusammengemischt wird. Genauer,
die PLL-Schaltung 138 liefert einen Eingang an die Mischeinrichtung 120,
der sich von der gewünschten
Trägerfrequenz
bei der erforderlichen Zwischenfrequenz unterscheidet. Der Kristalloszillator 136 ist
elektrisch abstimmbar. D.h., ein Frequenzabtasteingang 134 kann
das Trägersignal
auswählen,
und der Mikroprozessor kann durch einen Frequenzbereich abtasten.
-
Der mehrstufige Zwischenfrequenzverstärker 124 empfängt das
Zwischenfrequenzsignal, das aus dem Zusammenmischen der ausgewählten Trägerfrequenz
resultiert. Wie bereits vorstehend ausgeführt, überwacht der Mikroprozessor 16 den
Datenausgang 130 und den RSSI-Ausgang 132, und
steuert basierend auf diese Ausgänge
den Frequenzabtasteingang 134, um die gewünschte Trägerfrequenz durch
elektrisches Abstimmen des Kristalloszillators 136 auszuwählen.
-
Obwohl Ausführungsformen der Erfindung dargestellt
und beschrieben wurden, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen
alle möglichen
Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Vielmehr sind die
in der Beschreibung verwendeten Worte Worte der Beschreibung als
der Einschränkung,
und es ist klar, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden
können,
ohne den Sinn und Umfang der Erfindung zu verlassen.