DE10304463B4 - System und Verfahren zur Fernübertragung - Google Patents
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Abstract
Fernübertragungssystem für Fahrzeuganwendungen, das folgendes umfasst: eine Fernübertragungsvorrichtung (10), die von einem Anwender getragen wird, wobei die Fernübertragungsvorrichtung (10) ein amplitudenmoduliertes Signal auf einer Mehrzahl von verschiedenen Trägerfrequenzen übertragen kann; und eine Empfangsvorrichtung (12) zum Befestigen an einem Fahrzeug und zum Empfangen des amplitudenmodulierten Signals, wobei die Empfangsvorrichtung (12) das amplitudenmodulierte Signal auf einer auswählbaren Trägerfrequenz empfangen kann, die Empfangsvorrichtung (12) einen Indikator (82) für eine empfangene Signalstärke (RSSI) und einen Datendekodierer (68) aufweist, wobei der Datendekodierer (68) einen dem empfangenen amplitudenmodulierten Signal entsprechenden dekodierten Datenstrom an den Indikator (82) für eine empfangene Signalstärke liefert, und eine Gleichspannung am Ausgang (22) des Indikators (82) für eine empfangene Signalstärke ein Rauschen infolge frequenzmodulierter Signale anzeigt, und die Empfangsvorrichtung (12) derart programmiert ist, eine Trägerfrequenz durch Erfassen von Rrch Erfassen von Rauschen infolge amplitudenmodulierter Signale auszuwählen, und eine ausgewählte...
Description
- 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 einen 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
US 4 387 469 A ,US 5 197 084 A ,US 5 499 388 A ,US 5 532 683 A ,US 5 555 451 A ,US 5 867 776 A ,US 5 940 746 A ,US 6 021 314 A ,US 6 049 294 A ,US 6 246 867 B1 ,US 6 256 477 B1 undUS 6 018 543 A 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, das automatisch von einer Frequenz auf eine andere schaltet, wenn eine Störung erfasst wird.
- Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die abhängigen Patentansprüche zeigen weitere vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung auf.
- Ein Fernübertragungssystem für Fahrzeuganwendungen 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.
- Ein Fernübertragungsverfahren für Fahrzeuganwendungen 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.
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1 stellt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fernübertragungssystems dar; -
2 stellt die Empfangsschaltung des Fernübertragungssystems aus1 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 aus1 dar. -
1 stellt ein Fernübertragungssystem für Fahrzeuganwendungen dar. Das System weist eine Fernübertragungsvorrichtung10 , die von einem Anwender getragen wird, und eine Empfangsvorrichtung12 zum Befestigen an einem Fahrzeug auf. Die Fernübertragungsvorrichtung kann ein amplitudenmoduliertes Signal übertragen, das Ein/Aus-getastet ist. Die Empfangsvorrichtung weist eine Empfangsschaltung14 und einen Mikroprozessor16 auf. Die Empfangsvorrichtung12 empfängt das amplituden-modulierte Signal auf einer auswählbaren Trägerfrequenz. Die Empfangsvorrichtung12 weist einen Einschalteingang18 , einen Frequenzauswahl(-abtast)-Eingang20 , einen Indikatorausgang22 der empfangenen Signalstärke und einen Datenausgang24 auf. Der Mikroprozessor16 ist derart programmiert, die Trägerfrequenz der Empfangsschaltung14 mittels des Frequenzauswahleingangs20 auszuwählen. Die Auswahl wird basierend auf den Mikroprozessor16 vorgenommen, der Rauschen infolge von unerwünschten frequenz-modulierter Signale, die auf den Anzeigenausgang22 der empfangenen Signalstärke basieren, und der Rauschen infolge unerwünschter amplituden-modulierter Signale erfasst, die auf den Datendekodierausgang24 basieren. Die ausgewählte Trägerfrequenz wird gewechselt, wenn ein Rauschen (Frequenz-Modulation oder Amplituden-Modulation) übermäßig wird. -
2 stellt die Empfangsschaltung14 detaillierter dar, und zeigt die Verwendung einer PLL-Schaltung zum Auswählen der Trägerfrequenz. Wie gezeigt wird, liefert die Antenne60 ein empfangenes Signal an einen rauscharmen Verstärker62 , der einen Ausgang an eine Mischeinrichtung64 bereitstellt. Die Mischeinrichtung64 mischt das Signal zusammen und liefert einen Ausgang an einen Begrenzungsverstärker66 . Der Ausgang des Begrenzungsverstärkers66 stellt eine automatische Verstärkungsfaktor-Steuerung an dem rauscharmen Verstärker62 bereit. Der Ausgang des Begrenzungsverstärkers wird an einen Daten-Verstärker/-Dekodierer68 geliefert. Der Daten-Verstärker/-Dekodierer68 dekodiert das verstärkte Zwischenfrequenzsignal unter Verwendung irgendeiner geeigneten Technik, beispielsweise Hüllkurvengleichrichtung. Das Zusammenmischen bei der Mischeinrichtung64 bestimmt, welche Trägerfrequenz auf die erforderliche Zwischenfrequenz zusammengemischt wird. Genauer, die PLL-Schaltung70 liefert einen Eingang an die Mischeinrichtung64 , der sich von der gewünschten Trägerfrequenz bei der erforderlichen Zwischenfrequenz unterscheidet. Wie gezeigt wird, liefert der PLL/32.2-Block72 eine Frequenz von etwa 327,7 MHz an den Eingang der Mischeinrichtung64 , während der PLL/32-Block74 ein Eingangssignal bei 325,7 MHz an die Mischeinrichtung64 liefert. Wenn die Zwischenfrequenz für die Empfangsschaltung14 10,7 MHz ist, wird der PLL/32.2-Block72 verwendet, um die Empfangsvorrichtung auf 317 MHz abzustimmen, während der PLL/32-Block74 verwendet wird, um die Empfangsvorrichtung auf 315 MHz abzustimmen. D. h., der Frequenzauswahleingang20 kann das Trägersignal als entweder 315 MHz oder 317 MHz auswählen. Ein Kristallquarz76 liefert die Stabilität für das Eingangssignal an die PLL-Vorrichtungen, während ein Kondensator78 zusammen mit einem Frequenzauswahleingang20 verwendet wird, um die Betriebsfrequenz auszuwählen. - Der Daten-Verstärker/-Dekodierer
68 empfängt das Zwischenfrequenzsignal, das aus dem Zusammenmischen der ausgewählten Trägerfrequenz resultiert, und liefert den dekodierten Datenstrom an einen Indikatorblock82 der empfangenen Signalstärke und an einen Datenausgang24 . Der Indikatorblock82 für die empfangene Signalstärke stellt einen Indikatorausgang22 für die empfangene Signalstärke bereit. Wie bereits vorstehend erwähnt, überwacht der Mikroprozessor16 den RSSI-Ausgang22 und den Datenausgang24 , und steuert basierend auf diesen Ausgängen den Freuquenzauswahleingang20 , um die gewünschte Trägerfrequenz auszuwählen. -
3 stellt eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung dar. Der Ablauf startet bei Block30 und der Mikroprozessor16 schaltet die Empfangsschaltung14 bei Block32 ein. Bei Block34 wird der RSSI-Ausgang22 der Empfangsschaltung14 gemessen. Bei Block36 wird der Datenausgang24 der Empfangsschaltung gemessen. Ein Typ eines Störsignals von einem anderen Kommunikationssystem, das den Betrieb des Fernübertragungssystem aus den1 und2 stören könnte, wird üblicherweise von einem Pager, einem Mobiltelefon oder einer anderen Kommunikation mit Frequenz-Modulation erzeugt. Wenn die Empfangsschaltung14 von dem Mikroprozessor16 eingeschaltet ist, wird der RSSI-Ausgang22 von dem Analog/Digital-Wandler des Mikroprozessors16 geprüft (Block34 ). Wenn der Mikroprozessor16 bestimmt, dass ein Störsignal existiert, welches die Kommunikation zwischen der Übertragungsvorrichtung10 und der Empfangsvorrichtung12 verschlechtern könnte, weist der Mikroprozessor16 die Empfangsschaltung14 an, auf eine andere Betriebsfrequenz zu schalten. Der Mikroprozessor16 bestimmt durch Messen der Gleichstrom(DC)-Spannung des RSSI-Ausgangs22 der Empfangsschaltung14 , 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 und2 stören könnte, ist eine Kommunikation mit Amplituden-Modulation. Diese Art des Rauschens wird von dem Mikroprozessor16 durch Prüfen des Datenausgangs24 der Empfangsschaltung14 erfasst (Block36 ). Wenn die von der Empfangsschaltung14 kommenden Daten nicht von dem gleichen Typ sind wie die Daten, die der Mikroprozessor16 erwartet, wird der Mikroprozessor16 die Empfangsschaltung14 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. Block38 zeigt die Erfassung eines FM-Rauschens durch Suchen nach einer konstanten DC-Spannung an dem RSSI-Ausgang. Block40 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 Verbinder44 bei dem Block46 fortgesetzt, bei dem die Empfangsbetriebsfrequenz wie vorstehend beschrieben durch Wechseln des Eingangs an dem Frequenzauswahleingang20 gewechselt wird. Bei Block48 werden ankommende Daten unter Verwendung der neuen Empfangsbetriebsfrequenz verarbeitet. Bei Block42 werden, falls weder FM- noch AM-Rauschen übermäßig ist, die ankommenden Daten bei der letzten Betriebsfrequenz verarbeitet. Der Ablauf wird durch den Verbinder50 bei Block52 fortgesetzt. - Die 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 Block90 wird ein AM-Signal auf einer Mehrzahl von Trägerfrequenzen entweder sequentiell oder gleichzeitig übertragen. Bei Block92 wird eine Trägerfrequenz für den Empfang ausgewählt. Bei Block94 wird ein AM-Signal auf der ausgewählten Trägerfrequenz empfangen. Bei Block96 wird ein FM-Rauschen erfasst, das auf dem Indikator der empfangenen Signalstärke basiert. Bei Block98 wird ein AM-Rauschen erfasst, das auf dem dekodierten Datenstrom basiert. Bei Block100 wird die ausgewählte Trägerfrequenz gewechselt, wenn entweder das FM- oder das AM-Rauschen übermäßig wird. -
5 stellt eine alternative Empfangsschaltung 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 Antenne112 ein empfangenes Signal an einen rauscharmen Verstärker114 , der einen Ausgang hat, der durch einen Trägerfrequenz-Vorauswahlfilter116 und einen rauscharmen Verstärker118 zu einer Mischeinrichtung120 geführt wird. Die Mischeinrichtung120 mischt das Signal zusammen und stellt einen Ausgang an dem Zwischenfrequenzfilter122 bereit. Der Ausgang des Zwischenfrequenzfilters122 wird einem mehrstufigen Zwischenfrequenzverstärker124 , einem Hüllkurvendetektor126 und einem Datenbegrenzer bereit gestellt, um eine Verstärkung und eine Dekodierung des Zwischenfrequenzsignals zu liefern, um einen Datenausgang130 zu erzeugen. Das Zusammenmischen in der Mischeinrichtung120 bestimmt, welche Trägerfrequenz auf die erforderliche Zwischenfrequenz zusammengemischt wird. Genauer, die PLL-Schaltung138 liefert einen Eingang an die Mischeinrichtung120 , der sich von der gewünschten Trägerfrequenz bei der erforderlichen Zwischenfrequenz unterscheidet. Der Kristalloszillator136 ist elektrisch abstimmbar. D. h., ein Frequenzabtasteingang134 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 Mikroprozessor16 den Datenausgang130 und den RSSI-Ausgang132 , und steuert basierend auf diesen Ausgängen den Frequenzabtasteingang, um die gewünschte Trägerfrequenz durch elektrisches Abstimmen des Kristalloszillators136 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 ist klar, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können, ohne den Sinn und Umfang der Erfindung zu verlassen.
Claims (9)
- Fernübertragungssystem für Fahrzeuganwendungen, das folgendes umfasst: eine Fernübertragungsvorrichtung (
10 ), die von einem Anwender getragen wird, wobei die Fernübertragungsvorrichtung (10 ) ein amplitudenmoduliertes Signal auf einer Mehrzahl von verschiedenen Trägerfrequenzen übertragen kann; und eine Empfangsvorrichtung (12 ) zum Befestigen an einem Fahrzeug und zum Empfangen des amplitudenmodulierten Signals, wobei die Empfangsvorrichtung (12 ) das amplitudenmodulierte Signal auf einer auswählbaren Trägerfrequenz empfangen kann, die Empfangsvorrichtung (12 ) einen Indikator (82 ) für eine empfangene Signalstärke (RSSI) und einen Datendekodierer (68 ) aufweist, wobei der Datendekodierer (68 ) einen dem empfangenen amplitudenmodulierten Signal entsprechenden dekodierten Datenstrom an den Indikator (82 ) für eine empfangene Signalstärke liefert, und eine Gleichspannung am Ausgang (22 ) des Indikators (82 ) für eine empfangene Signalstärke ein Rauschen infolge frequenzmodulierter Signale anzeigt, und die Empfangsvorrichtung (12 ) derart programmiert ist, eine Trägerfrequenz durch Erfassen von Rauschen infolge frequenzmodulierter Signale und durch Erfassen von Rauschen infolge amplitudenmodulierter Signale auszuwählen, und eine ausgewählte Trägerfrequenz zu wechseln, wenn eines der beiden Rauschen einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, wobei das Erfassen von Rauschen infolge frequenzmodulierter Signale durch Messen der Gleichspannung am Ausgang (22 ) des Indikators (82 ) für die empfangene Signalstärke erfolgt, und das Erfassen von Rauschen infolge amplitudenmodulierter Signale durch Prüfen der von dem Datendekodierer (68 ) gelieferten dekodierten Daten erfolgt. - System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung (
12 ) eine Phasenregelkreis-Schaltung zum Auswählen der Trägerfrequenz aufweist. - System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das übertragene, amplitudenmodulierte Signal Ein/Aus-getastet ist.
- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung (
10 ) das amplitudenmodulierte Signal auf einer Mehrzahl verschiedener Trägerfrequenzen gleichzeitig übertragen kann. - System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung (
10 ) das amplitudenmodulierte Signal auf einer Mehrzahl verschiedener Trägerfrequenzen sequentiell übertragen kann. - Fernübertragungsverfahren für Fahrzeuganwendungen, das folgendes umfasst: Übertragen (
90 ) eines amplitudenmodulierten Signals auf einer Mehrzahl verschiedener Trägerfrequenzen; Auswählen (92 ) einer Trägerfrequenz; Empfangen (94 ) des amplitudenmodulierten Signals auf der ausgewählten Trägerfrequenz; Ausgeben eines dem empfangenen amplitudenmodulierten Signal entsprechenden dekodierten Datenstroms an einen Indikator (82 ) für eine empfangene Signalstärke (RSSI) und Anzeigen von Rauschen infolge frequenzmodulierter Signale durch eine Gleichspannung am Ausgang (22 ) des Indikators (82 ) für eine empfangene Signalstärke; Erfassen (96 ) von Rauschen infolge frequenzmodulierter Signale durch Messen der Gleichspannung am Ausgang (22 ) des Indikators (82 ) für die empfangene Signalstärke; Erfassen (98 ) von Rauschen infolge amplitudenmodulierter Signale durch Prüfen der ausgegebenen dekodierten Daten; und Wechseln (100 ) der ausgewählten Trägerfrequenz, wenn eines der beiden Rauschen einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das übertragene amplitudenmodulierte Signal Ein/Aus-getastet ist.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen (
90 ) ferner gleichzeitiges Übertragen des amplitudenmodulierten Signals auf einer Mehrzahl verschiedener Trägerfrequenzen umfasst. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen (
90 ) ferner sequentielles Übertragen des amplitudenmodulierten Signal auf einer Mehrzahl verschiedener Trägerfrequenzen umfasst.
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