DE202007019366U1

DE202007019366U1 - Empfangseinheit zur drahtlosen Kommunikation mit einer peripheren Einheit

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Publication number: DE202007019366U1
Application number: DE200720019366
Authority: DE
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2012-03-16
Anticipated expiration: 2017-06-22

Abstract

Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem zur drahtlosen Kommunikation mit mindestens einer peripheren Einheit mit einer ersten Schalteinheit (S2), die eine erste Anzahl (n2) Eingänge und eine zweite Anzahl (n3) Ausgänge aufweist, einer zweiten Schalteinheit (S3), die die zweite Anzahl (n3) Eingänge und eine dritte Anzahl (n4) Ausgänge aufweist, einer dritten Schalteinheit (S4), die die dritte Anzahl (n4) Eingänge und eine vierte Anzahl (n5) A(S5), die die vierte Anzahl (n5) Eingänge und eine fünfte Anzahl (n6) Ausgänge aufweist, wobei jede Schalteinheit dazu ausgebildet ist, je einen ihrer Eingänge mit zumindest einem ihrer Ausgänge zu verbinden, und wobei den Eingängen der ersten Schalteinheit (S2) Zwischenfrequenzsignale zugeführt sind, zwischen der ersten und der zweiten Schalteinheit (S2, S3) Kanalfilter (511, 512, 513, ...) angeordnet sind, zwischen der zweiten und der dritten Schalteinheit (S3, S4) Demodulatoren (521, 522, 523, ...) angeordnet sind,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Empfangseinheit zur drahtlosen Kommunikation mit mindestens einer peripheren Einheit.
Insbesondere in Kraftfahrzeugen wird bereits heute eine Vielzahl von Funktionen über Fernsteuerungen ausgelöst oder gesteuert. Üblicherweise wird dafür eine Funkstrecke in lizenzfreien Frequenzbändern für die Übertragung vom und zum Kraftfahrzeug genutzt. Für den Fahrzeugzugang und beispielsweise auch den Motorstart sind dies sogenannte „Remote Keyless Entry” Systeme (kurz: RKE-Systeme), wie sie zum Beispiel zur Funkzentralverriegelung verwendet werden. RKE-Systeme sind inzwischen die Standardlösung nicht nur für komfortables Ver- und Entriegeln eines Fahrzeuges, sondern auch für weitere Komfortfunktionen. Dies erfolgt mittels einer meist in einem Fahrzeugschlüssel integrierten Funksteuerung, die darüber hinaus dazu verwendet wird, dass neben dem Ver- und Entriegeln der Türen und des Kofferraums auch der Diebstahlschutz sowie die Wegfahrsperre entsprechend aktiviert oder deaktiviert werden.
Weitere Funktionen, wie beispielsweise komfortables Öffnen und Schließen von Fenstern, Sonnendächern, Schiebetüren oder Heckklappen können ebenso mitintegriert sein. Eine weitere Komfortfunktion und Sicherheitsfunktion ist die Aktivierung der Vorfeldbeleuchtung des Fahrzeuges. Für zusätzliche Sicherheit sorgt ein im Schlüssel integrierter sogenannter Notfall-Knopf, der auf Druck einen akustischen und visuellen Alarm am Fahrzeug auslöst.
Solche RKE Systeme arbeiten dabei je nach Anforderungen mit Uni- oder bidirektionaler Kommunikation im Bereich von weltweit freigegebenen ISM-Frequenzen. Weitere Merkmale sind zum Beispiel eine gesicherte Datenübertragung mit optional erhöhter Sicherheit durch ein Challenge-Response-Authentifizierungsverfahren (bidirektional) sowie ein niedriger Energieverbrauch. Zudem lassen weitergehende Anwendungen eine Personalisierung der Funktionen eines RKE-Systems auf ausgewählte Personen zu. Die Reichweite solcher RKE Systeme beträgt üblicherweise bis zu 100 m.
Ein weiteres auf Funkkommunikation basierendes System ist das so genannte PASE-System. PASE steht dabei für PAsive Start and Entry und beschreibt eine schlüsselloses Zugangs- und Startsystem, Bei diesem schlüssellosen Fahrzeugzugangssystem muss der Fahrer lediglich einen Identifikationsgeber (ID) mit sich führen und erhält durch einfaches Berühren des Türgriffes Zugang zum Fahrzeug. Sobald sich der Fahrer im Innern des Fahrzeuges befindet, kann der Motor durch Knopfdruck gestartet werden.
Verlässt der Fahrer das Fahrzeug, so verriegelt das PASE-System das Fahrzeug entweder automatisch oder auf Knopfdruck. Der Identifikationsausweis des Fahrers ersetzt herkömmliche mechanische oder funkgesteuerte Schlüssel und soll maximalen Komfort und einfachste Handhabung für den Fahrer bieten. Auch hier besteht wiederum die Möglichkeit der Personalisierung auf ausgewählte Personen und es wird üblicherweise eine mehrkanalige bidirektionale Datenübertragung eingesetzt, die ebenfalls drahtlos und verschlüsselt, zum Beispiel im Bereich von weltweit freigegebenen ISM-Frequenzen erfolgt.
Daneben etablieren sich im Bereich von Kraftfahrzeugen heute auch noch Systeme mit weiteren Funktionen wie zum Beispiel die Übermittlung von Zustandsinformationen. Solche Systeme wirken im Allgemeinen über größere Reichweiten, üblicherweise mehrere 100 m. Beispiele dafür sind der sogenannte Telestart, d. h. ein Motorstart aus größeren Entfernungen, oder die Fernbedienung einer Standheizung, einer Klima-Automatik und so weiter. Weitere Beispiele für den Einsatz von Funkstrecken mit größeren Reichweiten als denjenigen bei den beschriebenen RKE- und PASE-Systeme betreffen aus größerer Entfernung abrufbare Statusinformationen zum Kraftfahrzeug, wie etwa der aktuelle Schließzustand, die aktuelle Innenraumtemperatur und Ergebnisse technischer Systemüberprüfungen (Technik-Check). Auch eine Übertragung von Alarmmeldungen ist über eine größere Entfernung wünschenswert.
Alle Funktionen, die eine drahtlose Datenübertragung über größere Entfernungen erfordern, werden auch unter dem Oberbegriff „Long-Range-Anwendungen” zusammengefasst. Ein Ziel für Long-Range-Anwendungen ist es, die Datenübertragung beziehungsweise Kommunikation über Entfernungen von mindestens 600 m zur Verfügung zu stellen. Bereits heute verfügbare Anordnungen für Long-Range-Anwendungen sind dabei bisher überwiegend ”isolierte” Anordnungen, die aus verschiedenen Gründen eine separate Kontrolleinheit mit entsprechender Identifikation (ID) und ein separates Steuergerät im Kraftfahrzeug aufweisen.
Um den Bedienkomfort für den Benutzer zu verbessern besteht ein hohes Interesse daran, die Funkkommunikation bei RKE, PASE und Long-Range-Anwendungen in nur einem einzigen System zu realisieren. Für den Benutzer bedeutet dies, dass er nur eine peripheren Einheit (z. B. mobiles Bediengerät, Fernbedienung) verwenden und mit sich führen muss, mit der er alle gewünschten Funktionen steuern kann. Gleichzeitig ist es im Hinblick auf die Kosten günstig, dass insbesondere fahrzeugseitig nur ein einziges Steuergerät mit zugehöriger Empfangseinheit verbaut werden muss, das die Steuerung aller genannten Funktionen durchführt.
Wünschenswert ist auch, dass das fahrzeugseitige Steuergerät auch zur Kontrolle und Überprüfung des Reifendrucks ausgebildet ist, wobei die periphere Einheit dann ein Reifendrucksensor ist. Anordnungen zur Kontrolle des Reifendrucks sind beispielsweise unter den Bezeichnungen „Tire Guard” oder „TPMS (Tire Pressure Monitoring System)” bekannt. Dabei ist Tire Guard ein so genanntes direktes Reifendruckkontrollsystem, bei dem durch Batterien gespeiste, an den Rädern angebrachte Sensoren den Reifendruck fortlaufend messen. Die codierte Information über den aktuellen Reifendruck wird dabei als ein Hochfrequenzsignal an einen Empfänger übertragen und die entsprechenden Daten werden von einer speziellen Software in einem Steuergerät ausgewertet und im Armaturenbrett angezeigt. Dabei arbeiten die an den Rädern des Kraftfahrzeugs angebrachten Sensoren ebenfalls in lizenzfreien Frequenzbändern (üblicherweise bei 315 MHz und 433,92 MHz) und damit auch in den von RKE und PASE Anordnungen genutzten Frequenzbereichen.
Herkömmliche RKE-, PASE- und TPMS-Anordnungen (Standard) nutzen üblicherweise andere Frequenzbänder, als diejenigen, die für Long-Range-Anordnungen eingesetzt werden. Darüber hinaus ist die zulässige Sendeleistung bei Long-Range-Anwendungen höher (und auf Grund der höheren erwünschten Reichweite auch notwendig), als dies bei Standardanwendungen (zum Beispiel RKE, PASE, TPMS) der Fall ist. Daher lassen sich die Standardanwendungen auf wünschenswerte Weise technisch auch kostengünstiger realisieren als die beschriebenen Long-Range-Anwendungen.
Betreffend die Modulation der übertragenen Signale zielen Long-Range-Anwendungen auf Schmalbandigkeit ab, wie dies zum Beispiel beim ARIB Standard (ARIB STD-T67) für Japan der Fall ist, oder es werden Spread-Spectrum-Übertragungsverfahren eingesetzt, wie zum Beispiel in den USA. Die dabei eingesetzten Modulationen umfassen ASK (Amplitude Shift Keying) und FSK (Frequency Shift Keying) bei schmalbandigen Ausführungsformen beziehungsweise Direct Sequence Spread Spectrum (PSK – Phase Shift Keying) oder Frequency Hopping (FSK, OOK = On/Off Keying). Demgegenüber beschränken sich typische RKE- und PASE-Anordnungen, Tire Guard oder TPMS auf Amplitude Shift Keying (ASK) und Frequency Shift Keying (FSK) mit großem Hub.
Ein weiterer Unterschied zwischen Standardanwendungen und Long-Range-Anwendungen besteht in der typischerweise verwendeten Datenübertragungsrate. Dabei werden bei Long-Range-Anwendungen niedrige Datenübertragungsraten eingesetzt, um eine möglichst hohe Empfindlichkeit zu erreichen. Die Datenübertragungsrate für Long-Range-Anwendungen liegt beispielsweise bei etwa 1 kbit/sec. Demgegenüber werden bei Standardanwendungen, wie RKE, PASE und TPMS oder Tire Guard höhere Datenübertragungsraten angewendet, die beispielsweise bei etwa 5 kbit/sec bis 10 kbit/sec liegen.
Weiterhin müssen Long-Range-Anwendungen in einigen Anwendungsfällen kompatibel sein zur Nutzung geringer Kanalbandbreiten für Sende- und Empfangssignal, wie dies gemäß der verfügbaren Frequenzbänder und der zugehörigen Normen in einigen Regionen der Fall ist. Diese Kanalbandbreiten betragen dabei typischerweise 12,5 kHz für Korea, 12,5 kHz und 25 kHz für Japan und 25 kHz für Europa. Weiterhin müssen Long-Range-Anwendungen in einigen Fällen kompatibel sein zu Übertragungsvorschriften für die Spread-Spectrum-Signalübertragung, wie dies zum Beispiel für die USA zutrifft. In diesem Fall beträgt die nutzbare Bandbreite typischerweise 600 kHz, wodurch sich gänzlich andere Anforderungen an die Realisierung von Sender-Empfänger-Einheiten und zugehörigen Antennen für Long-Range-Anwendungen ergeben. Im Falle von RKE- und PASE- sowie der Tire-Guard-Anwendungen sind Bandbreiten von 50 kHz bis 300 kHz für die Signalübertragung üblich und stellen daher wiederum anders geartete Anforderungen an die technische Realisierung als bei Long-Range-Anwendungen.
Weitere deutliche Unterschiede zwischen den Anordnungen für herkömmliche Standardanwendungen und denen für Long-Range-Anwendungen bestehen in der geforderten Empfindlichkeit der Empfangseinheiten. Die für Long-Range-Anwendungen geforderte Empfindlichkeit liegt dabei im Bereich von kleiner –115 dBm, während die für RKE-, PASE- sowie Tire-Guard-Anordnungen erforderliche Empfindlichkeit der Empfangseinheiten beispielsweise bei etwa –105 dBm liegt. Im Falle der Long-Range-Anwendungen beziehungsweise der dort eingesetzten Empfängereinheiten erfordert diese Anforderung spezielle schaltungstechnische Maßnahmen wie etwa besonders rauscharme Vorverstärker. Dies erhöht die Komplexität der Anordnungen und führt zu höheren Kosten.
Außerdem werden bei Long-Range-Anwendungen einerseits und Standardanwendungen andererseits auch unterschiedliche Anforderungen an die Sendeleistung gestellt. Die Sender-Einheit für Long-Range-Anwendungen muss dabei für Sendeleistungen von mindestens +14 dBm ausgelegt sein, während die Sendeleistungen bei RKE, PASE sowie Tire Guard üblicherweise deutlich weniger als die zulässigen +10 dBm betragen (nämlich typischerweise –20 dBm).
Noch weitere deutliche Unterschiede zwischen den Anordnungen für herkömmliche Standardanwendungen und denen für Long-Range-Anwendungen ergeben sich aus den Anforderungen an die verwendeten Sende- und Empfangsantennen, wobei wiederum die Anforderungen im Bereich der Long-Range-Anwendungen deutlich höher sind als bei RKE, PASE und Tire Guard. Dies führt dazu, dass bei Long-Range-Anwendungen häufig Antennen-Diversity Verwendung findet. Antennen-Diversity bezeichnet Verfahren und Anlagen, bei denen mehrere Antennen für ein Empfangssignal verwendet werden, um Interferenz-Effekte bei der Funkübertragung zu reduzieren. Dies ist besonders bei mobilen Funkanlagen über größere Entfernungen, wie im Fall von Long-Range-Anwendungen, notwendig. Werden nun zum Beispiel mehrere Antennen als Empfangsantennen genutzt, so ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass sich mindestens eine der Antennen an einer Stelle befindet, die nicht von einer Signalauslöschung betroffen ist. Entsprechend ist in der Empfangseinheit eine Funktion erforderlich, die erkennt, welche der Antennen gerade das beste Signal empfängt und dann deren Signal verwendet.
Eine Integration von Standardanordnungen wie beispielsweise RKE, PASE, Tire Guard beziehungsweise TPMS Anordnungen sowie der Long-Range-Anwendungen in ein System ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert. Aus Sicht des Benutzers bedeutet dies beispielsweise, dass er nur eine z. B. als mobiles Bediengerät ausgestaltete peripheren Einheit mit sich führen muss, mit der er alle genannten Funktionen steuern kann. Andererseits ist es zum Beispiel im Hinblick auf die Kosten wünschenswert, fahrzeugseitig nur ein einziges Steuergerät vorzusehen, das die fahrzeugseitige Funkkommunikation und Steuerabläufe zu den genannten Funktionen durchführt.
Jedoch sind dabei unterschiedliche teils gegensätzliche Anforderungen insbesondere an die fahrzeugseitige Empfangseinheit zu erfüllen. Diese unterschiedlichen Anforderungen betreffen beispielsweise das jeweils verwendete Frequenzband, das Modulationsverfahren, die Datenübertragungsrate, die notwendige Bandbreite, die Empfindlichkeit der Empfangseinheit, die erforderliche Sendeleistung und die jeweilige Antennencharakteristik für das Senden und Empfangen der entsprechenden Signale.
Es ist bekannt, eine Empfangseinheit, die diese unterschiedlichen Anforderungen erfüllt, in ein einzelnes Steuergerät zu integrieren. Ein solches Steuergerät umfasst mindestens eine Empfangseinheit zum Empfang von Funksignalen für Standardanwendungen und mindestens eine Empfangseinheit zum Empfang von Funksignalen für Long-Range-Anwendungen, die von einer peripheren Einheit auf unterschiedlichen Frequenzen für die Standardanwendungen und die Long-Range-Anwendungen ausgesendet werden.
Weiterhin umfasst ein solches Steuergerät mindestens einer Antenne für jeweils eine oder mehrere Empfangseinheiten und eine Kontrolleinheit zur Steuerung der beiden Empfangseinheiten sowie zur Auswertung von Signalen von den beiden Empfangseinheiten. Die Vorteile eines solchen Steuergeräts ergeben sich unter anderem aus der flexiblen Skalierbarkeit und einer gemeinsamen Nutzung von mehreren Antennen für Multibandbetrieb und Antennen-Diversity.
Aus den geschilderten Unterschieden in den Anforderungen an Sende-/Empfängereinheiten für Standardanwendungen wie RKE, PASE und Tire Guard gegenüber Long-Range-Anwendungen lässt sich ableiten, dass bei der Realisierung der Funkübertragung in Standardanwendungen die wünschenswerte kostengünstige Umsetzung der Anforderung im Vordergrund steht, während im Falle von Sende-/Empfängereinheiten für Long-Range-Anwendungen eine leistungsorientierte Auslegung erforderlich ist. Dies stellt eine grundsätzliche Problematik bei einer möglichst flexiblen und kostengünstigen Integration von Long-Range-Anwendungen und Standardanwendungen in eine einzige drahtlose Kontrolleinheit und eine einzige zugehörige Empfangseinheit dar.
Darüber hinaus besteht bei einer solchen Integration die Anforderung nach möglichst hoher Skalierbarkeit. Herkömmliche Basisausstattungen von Kraftfahrzeugen umfassen im Allgemeinen keine Funktionen im Bereich von Long-Range-Anwendungen, es ist jedoch wünschenswert, dass solche Basisausstattungen möglichst einfach und kostengünstig aufrüstbar beziehungsweise nachrüstbar sind, um dem Benutzer weiterhin nur eine einzige Bedieneinheit zur drahtlosen Steuerung des Kraftfahrzeuges zur Verfügung stellen zu können.
Bei bekannten, integrierten Lösungen werden zum Beispiel für Funktionen der Long-Range-Anwendungen und der Standardanwendungen oft die gleichen Frequenzbänder zur Signalübertragung genutzt. Die für Long-Range-Anwendungen notwendigen Sendeleistungen können daher nicht umgesetzt werden. Der Lösungsweg besteht in diesen Fällen darin, dass die vorhandenen Sender-Empfänger-Einheiten der Standardanwendungen lediglich auf höhere Empfindlichkeiten in der Empfangseinheit hin optimiert werden. Die erzielbaren Reichweiten für solche Long-Range-Anwendungen liegen dabei typischerweise bei weniger als 100 m, wohingegen es wünschenswert ist, Reichweiten von mindestens 600 m zu erzielen.
Andere bekannte Anordnungen, die Standardanwendungen und Long-Range-Anwendungen integrieren, setzen dazu unterschiedliche Frequenzbänder für die beiden Gruppen von Diensten ein. Dabei wird die Sender-Empfänger-Einheit im fahrzeugseitigen Steuergerät bezüglich der Leistungsfähigkeit (Sendeleistung etc.) für Long-Range-Anwendungen ausgelegt und bei beiden Frequenzbändern genutzt. Dieser auch „Dual Band” Betrieb genannte Lösungsansatz hat jedoch zur Folge, dass weit reichende Kompromisse hinsichtlich der Hochfrequenzeigenschaften oder Anpassungen oder Umschaltungen vorgenommen werden müssen. Solche Kompromisse wirken sich vor allem auf die gewünschte Leistungsfähigkeit der integrierten Long-Range-Anwendungen negativ aus. Weiterhin wirken sich die Randbedingungen eines „Dual-Band-Betriebs” von drahtlosen Funkfernsteuerungen auch negativ auf die oben erwähnte erwünschte Skalierbarkeit solcher Anordnungen aus.
Diese und andere Lösungen nach dem Stand der Technik basieren auf Empfangseinheiten, die jeweils nur einen Signalpfad verarbeiten können, zum Beispiel einen für Standardanwendungen und einen für Long Range Anwendungen. Nachteilig wirkt sich dabei die Art der Verarbeitung durch eine nachgeschaltete Signalverarbeitungseinheit aus. In einer solchen Signalverarbeitungseinheit muss zum Beispiel eine Adaptierung auf unterschiedliche Signaleigenschaften (zum Beispiel Standardanwendungen versus Long-Range-Anwendungen) durchgeführt werden, wobei solche mehreren Signalpfade beispielsweise durch Zeit-Multiplex-Verfahren verarbeitet werden.
Dabei ergeben sich nachteilige Kompromisse, wie zum Beispiel die Empfangsverfügbarkeit, da eine solche Empfangseinheit während des Empfangs für einen Dienst oder Kanal andere Dienste oder Kanäle einer mehrkanaligen Empfangseinheit nicht bedienen kann. Um einen solchen Nachteil zumindest zu einem gewissen Teil zu reduzieren ist es dabei notwendig, ein sehr schnelles, technisch aufwendiges Abfragen mehrerer Kanäle (Fast Polling) mit sehr geringen oder keinen Auszeiten zu realisieren.
Trotzdem besteht in einer solchen Ausführungsform einer Empfangseinheit eine gewisse zu tolerierende Wahrscheinlichkeit, dass auf Grund des sequentiellen beziehungsweise zyklischen Abfragens der Eingangssignale Datenpakete (Frames) eines gerade nicht verarbeiteten Signals verpasst und nicht verarbeitet werden. Wird ein Signal oder werden verschiedene Signale auf mehr als einem physikalischen Kanal erwartet, wie dies bei den oben beschriebenen Standard- und Long Range Anwendungen der Fall ist, so muss eine herkömmliche Empfangseinheit mit einem Signalpfad nicht nur zwischen den physikalischen Kanälen wechseln, sondern im Allgemeinen auch entsprechend der physikalischen Eigenschaften der zu empfangenen Signale umkonfiguriert werden.
Als physikalischer Kanal wird in diesem Zusammenhang nicht nur ein Signalverarbeitungskanal mit einem Unterschied in der Frequenz, sondern auch in der Modulation, der Datenrate oder der Frame Synchronisation verstanden. Wird auf einem der Kanäle ein entsprechendes Signal empfangen, so bleibt die Empfangseinheit (Transceiver) bis zum Ende der entsprechenden Signalübertragung auf diesem Kanal. Rührt dabei das Signal von einem Multikanal-Sender her, so wechselt die Empfangseinheit zusätzlich den Kanal entsprechend der bekannten Kanal-Sequenz.
Sucht oder empfängt eine Empfangseinheit zum Beispiel ein Multikanal-RKE-Signal auf einem Kanal, so ist der Empfang von anderen Multikanal-Signalen auf anderen Kanälen zu diesem Zeitpunkt nicht möglich. Wenn andererseits die Empfängereinheit beispielsweise ein Tire Guard Signal mit FSK (Frequency Shift Keying) Modulation auf einem Kanal empfängt, kann ein zu diesem Zeitpunkt auf demselben Kanal eintreffendes RKE Signal mit ASK (Amplitude Shift Keying) Modulation nicht erkannt werden, selbst wenn der Empfangspegel des RKE Signals größer ist. Die momentan mit der die Einstellung für FSK Demodulation ausgeführte Signalverarbeitung der Empfangseinheit ergibt für die ASK Modulation des RKE Signals kein sinnvolles und auswertbares Datensignal. Weiterhin kann eine Empfangseinheit durch Unterbrechungen des Empfangs von Multikanal-Signalen aufgrund von Störungen oder durch Signale eines anderen Multikanal-Senders die Synchronisation auf die Kanalwechsel-Reihenfolge verlieren. Dadurch kann es zu unerwünschten Fehlfunktionen kommen (Befehl oder Aktion wird nicht ausgeführt).
Weiterhin führt ein solches Verfahren nach dem Stand der Technik zur Notwendigkeit einer speziellen Auslegung der verwendeten Protokolle für die Datenverarbeitung, die in einem Overhead (Zuschlag) von Informationen beziehungsweise Datenbits resultiert und somit zu einer unerwünschten Verlängerung des Protokolls und damit notwendiger Anpassung der Datenrate führt. Ein weiterer Kompromiss bei Empfangseinheiten mit nur einem Signalpfad besteht darin, dass ein in der Datensignalverarbeitungseinheit ausgeführtes Datenfilter üblicherweise auf die höchste der zu empfangenden Datenübertragungsraten ausgelegt werden muss. Diese beträgt zum Beispiel für RKE, PASE und TPMS oder Tire Guard etwa 5 kbit/sec bis 10 kbit/sec, für Long-Range-Anwendungen hingegen nur 1 kbit/sec bis 2 kbit/sec, wodurch sich die Empfangsleistung durch ein entsprechend ausgelegtes, für alle Datenübertragungsraten eingesetztes Datenfilter für Teile der Signale verringert.
Ein weiters allgemeines Problem bei Empfangseinheiten oder Transceivern in Kraftfahrzeug ist der Ruhestrom bei abgestelltem Fahrzeug, der so gering als möglich gehalten werden muss. Für die Funktionen von RKE, Tire Guard und die Long Range Anwendungen muss die Empfangsbereitschaft jedoch auch bei ruhendem Fahrzeug gegebenen sein. Um den damit verbundenen Ruhestrom gering zu halten, wird der Transceiver üblicherweise zyklisch ein- und ausgeschaltet (Polling), um nach gültigen Signalen zu suchen.
Der Ruhestrom ergibt sich dabei als Mittelwert aus den zyklischen An- und Aus-Phasen der Empfangseinheit. Setzt man die Periodendauer des Polling-Zyklus als gegeben voraus, so wird der Ruhestrom im Wesentlichen durch den von der Empfangseinheit während der An-Phase benötigten Strom und der Dauer dieser An-Phase bestimmt. Verschärft wird dieses Problem dadurch, dass bei den beschriebenen Anforderungen eine Überwachung mehrerer sequentiell abzufragender Kanäle, unterschiedlicher Funktionen (und damit Signale mit im Allgemeinen unterschiedlichen Datenraten, Modulationen und Protokoll-Strukturen) und mehrerer Antennen erfolgen muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Empfangseinheit beziehungsweise einen Transceiver mit mindestens zwei Signalpfaden zur drahtlosen Kommunikation mit mindestens einer peripheren Einheit für unterschiedliche Standardanwendungen und/oder Long-Range-Anwendungen anzugeben, bei denen die unterschiedlichen Anforderungen weitgehend erfüllt werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Empfangseinheit gemäß Anspruch 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Empfangseinheit für ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Signalpfaden zum parallelen Empfang von unterschiedlichen Datensignalen.
Ein Beispiel einer derartigen Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem zur drahtlosen Kommunikation mit mindestens einer peripheren Einheit umfasst eine ersten Schalteinheit, die eine erste Anzahl Eingänge und eine zweite Anzahl Ausgänge aufweist, eine zweiten Schalteinheit, die die zweite Anzahl Eingänge und eine dritte Anzahl Ausgänge aufweist, einer dritten Schalteinheit, die die dritte Anzahl Eingänge und eine vierte Anzahl Ausgänge aufweist, und einer vierten Schalteinheit, die die vierte Anzahl Eingänge und eine fünfte Anzahl Ausgänge aufweist. Jede dieser Schalteinheitein ist dazu ausgebildet, je einen ihrer Eingänge mit zumindest einem ihrer Ausgänge zu verbinden. Den Eingängen der ersten Schalteinheit sind Zwischenfrequenzsignale zugeführt. Des Weiteren sind zwischen der ersten und der zweiten Schalteinheit Kanalfilter, zwischen der zweiten und der dritten Schalteinheit Demodulatoren, zwischen der dritten und der vierten Schalteinheit Einrichtungen zur Datensignal- und Taktrückgewinnung angeordnet, wobei das Datensignal aufeinanderfolgende Frames aufweist. Der vierten Schalteinheit sind Einrichtungen zur Frame-Synchronisation nachgeschalten sind, welche wiederum Ausgangsdatensignale zur weiteren Datenverarbeitung zur Verfügung stellen.
Darüber hinaus kann die Empfangseinheit eine fünfte Schalteinheit umfassen, die eine fünfte Anzahl Eingänge und die zweite Anzahl Ausgänge aufweist, wobei die Eingänge der fünften Schalteinheit mit zumindest einer Antenne zum Empfang von Antennensignalen verbunden sind. Zwischen der fünften Schalteinheit und der zweiten Schalteinheit ist eine zumindest einen Mischer zum Mischen der Antennensignale in einen Zwischenfrequenzbereich umfassende Hochfrequenz-Einheit und zumindest ein Analog-Digital-Wandler zum Digitalisieren der Antennensignale im Zwischenfrequenzbereich angeordnet.
Es werden dadurch mindestens zwei Signalpfade in einer einzelnen integrierten Schaltung zur Verfügung stellt. Die mindestens zwei Signalpfade der Empfangseinheit können beispielsweise für einen Dual-Band Betrieb geschaltet werden. Weiterhin können die Signalpfade der Hochfrequenzempfangssignale parallel betrieben werden, zum Beispiel für Antennen Diversity. Unter den gegebenen Randbedingungen werden Synergieeffekte erzielt, die sich aus einer Realisierung einer Empfangseinheit mit mindestens zwei Signalpfaden ergeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:
1 in einem Blockschaltbild die Struktur eines Ausführungsbeispiels mit vielfachen Signalpfaden und vielfachen Antennen;
2 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel mit vielfachen Signalpfaden und mit einer geschalteten exklusiven und einer wechselseitig oder parallel genutzten, geschalteten, gemeinsamen Antenne;
3 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel mit zwei Signalpfaden und mit einer geschalteten exklusiven und einer wechselseitig oder parallel genutzten, geschalteten, gemeinsamen Antenne;
4 in einer Tabelle beispielhafte Funktionen des Ausführungsbeispiels gemäß 3;
5 in 5a in einem Diagramm die Kanäle in einem Band A des Ausführungsbeispiels gemäß 3 und in 5b in einem Diagramm die Kanäle in einem weiteren Band B des Ausführungsbeispiels gemäß 3;
6 in einem Blockschaltbild die Struktur eines Ausführungsbeispiels mit den Kanälen des Bandes A;
7 in einem Blockschaltbild die Struktur eines Ausführungsbeispiels mit den Kanälen des Bandes B; und
8 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel eines Kanalfilters für 2 Signalpfade.
1 zeigt in allgemeiner Form das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Empfangseinheit mit einer Vielzahl von Signalpfaden zur Verarbeitung der Eingangssignale einer Vielzahl von Antennen. 1 umfasst 5 Schaltmatrizen S1, S2, S3, S4 und S5, n₂ HF Pfadmischer HF1, HF2, ... HFn₂ inklusive jeweils eines Analog Digital Konverters (ADC), n₃ Kanalfilter KF1, KF2, ... KFn₃, n₄ Demodulatoren D1, D2, ... Dn₄, n5 Anordnungen DF1, DF2, ... DFn₅ zur Daten- und Taktrückgewinnung und n₆ Synchronisationseinheiten SE1, SE2, ... SEn₆ zur Weckerkennung und Frame Synchronisation. Gemäß 1 sind n₁ Antennen ANT1, ANT2, ... ANTn₁ mit der ersten Schaltmatrix S1 verbunden. Die Schaltmatrix S1 weist n₁ Eingänge auf, über die der Schaltmatrix S1 n₁ Hochfrequenzsignale der mit diesen Eingängen verbundenen n₁ Antennen ANT1, ANT2, ... ANTn₁ zur Verfügung gestellt werden.
Über diese Schaltmatrix S1 können n₂ erwünschte beliebige, beziehungsweise unter den jeweils gegebenen Sende- und Empfangsbedingungen optimale Konstellationen der Zusammenschaltung aus den n₁ Antennen ANT1, ANT2, ANTn₁ und zugehörige Datensignale gebildet werden (Antennen Diversity). Dabei gilt n₂ ≤ n₁. Die Schaltmatrix S1 weist weiterhin n₂ Ausgänge auf, deren Signal gemäß 1 den n₂ HF Pfadmischer HF1, HF2, HFn₂ zur Verfügung gestellt werden. Jeder der n₂ HF Pfadmischer HF1, HF2, ... HFn₂ umfasst dabei jeweils auch einen Analog Digital Konverter (ADC), mit dessen Hilfe die analogen Eingangssignale aus der Schaltmatrix S1 in digitale Datensignale für die nachgeschaltete digitale Signalverarbeitung gewandelt werden.
Die digitalen Ausgangssignale der n₂ HF Pfadmischer HF1, HF2, ... HFn₂ werden gemäß 1 an die n₂ Eingänge der nachgeschalteten Schaltmatrix S2 weitergeleitet, in der aus den n₂ Eingangssignalen n₃ Ausgangssignale für n₃ zu verarbeitende Signalkanäle erzeugt werden. Über diese Schaltmatrix S2 können n₃ erwünschte beliebige, beziehungsweise unter den jeweils gegebenen Sende- und Empfangsbedingungen optimale Konstellationen der Zusammenschaltung aus den n₂ Ausgangssignalen der n₂ HF Pfadmischer HF1, HF2, ... HFn₂ gebildet werden, um die entsprechenden Signale eines Datenkanals oder Bandes zu bilden. Dabei gilt für die Schaltmatrix S2 n₃ ≤ n₂.
Die n₃ Ausgangssignale der Schaltmatrix S2 werden gemäß 1 an eine entsprechende Anzahl von n₃ Kanalfiltern KF1, KF2, KFn₃ weitergeleitet. Über diese Kanalfilter wird eine Filterung der Signale durchgeführt die typischerweise als Bandpassfilterung ausgelegt ist, um die Frequenzanteile der Datensignale auf die für den jeweiligen Kanal beziehungsweise das jeweilige Band maßgeblichen Frequenzbereiche zu beschränken. Die n₃ Ausgangssignale der n₃ Kanalfiltern KF1, KF2, ... KFn₃ werden an entsprechende n₃ Eingänge der nachgeschalteten Schaltmatrix S3 weitergeleitet.
Über diese Schaltmatrix S3 können n₄ erwünschte beliebige und sinnvolle Konstellationen der Zusammenschaltung aus den n₃ Ausgangssignalen der n₃ Kanalfiltern KF1, KF2, ... KFn₃ gebildet werden, um am Ausgang der Schaltmatrix S3 die entsprechenden Signale eines der n₄ Datenkanäle beziehungsweise Signalpfade zusammenzuführen, die auf diese Weise beispielsweise auch Signalpfade für einen Dual-Band Kanal darstellen können. Dabei gilt für die Schaltmatrix S3 n₄ ≤ n₃.
Die n₄ Ausgangssignale der Schaltmatrix S3 werden gemäß 1 an eine entsprechende Anzahl von n₄ Demodulatoren D1, D2, ... Dn₄ zur Demodulation des jeweiligen Hochfrequenzsignals in das Basisband weitergeleitet. Die n₄ Ausgangssignale der n₄ Demodulatoren D1, D2, ... Dn₄ werden an entsprechende n₄ Eingänge der nachgeschalteten Schaltmatrix S4 weitergeleitet. Über diese Schaltmatrix S4 können an deren Ausgang n₅ erwünschte beliebige und sinnvolle Zusammenschaltungen aus den n₄ Ausgangssignalen der n₄ Demodulatoren D1, D2, ... Dn₄ gebildet werden. Dabei gilt für die Schaltmatrix S4 n₅ ≤ n₄. Die n₅ Ausgangssignale der Schaltmatrix S4 werden gemäß 1 an eine entsprechende Anzahl von n₅ Anordnungen DF1, DF2, ... DFn₅ zur Daten- und Taktrückgewinnung weitergeleitet. Dabei werden durch die Anordnungen DF1, DF2, ... DFn₅ nach einer Bandpassfilterung der Eingangssignale das Datensignal sowie die Taktrate des Datensignals des jeweiligen Signalpfades rekonstruiert, wie weiter unten detaillierter in 2 dargestellt wird.
Die n₅ Ausgangssignale der n₅ Anordnungen DF1, DF2, ... DFn₅ zur Daten- und Taktrückgewinnung werden an entsprechende n₅ Eingänge der nachgeschalteten Schaltmatrix S5 weitergeleitet. Über diese Schaltmatrix S5 können an deren Ausgang n₆ erwünschte beliebige und sinnvolle Zusammenschaltungen aus den n₅ Ausgangssignalen der der n₅ Anordnungen DF1, DF2, ... DFn₅ zur Daten- und Taktrückgewinnung gebildet werden. Dabei gilt für die Schaltmatrix S5 n₆ ≤ n₅. Die n₆ Ausgangssignale der Schaltmatrix S5 werden gemäß 1 an eine entsprechende Anzahl von n₆ Synchronisationseinheiten SE1, SE2, ... SEn₆ zur Weckerkennung und Frame Synchronisation weitergeleitet. Dabei werden durch die Synchronisationseinheiten SE1, SE2, ... SEn₆ zur Weckerkennung und Frame Synchronisation die Datenprotokolle des jeweiligen Datensignals erkannt, die entsprechende Frame Synchronisation durchgeführt und die Datensignale für die weitere Verarbeitung durch nachgeschaltete Signalverarbeitungsanordnungen zwischengespeichert, wie weiter unten detaillierter in 2 dargestellt wird.
Dabei ist jeder Hardwareblock (jeweils eine Schaltmatrix und die nachgelagerte Verarbeitung) der Anordnung gemäß dem Blockschaltbild nach 1 individuell konfigurierbar. Auf diese Weise können auf jeder der 5 Stufen der Verarbeitung beliebige sinnvolle Mischungen aus den Daten einzelner Signalpfade ausgeführt werden, um letztendlich n6 Signalpfade für Datensignale auszuformen, die sich beispielsweise hinsichtlich Kanalfrequenz, Kanalbandbreite, Modulation, Datenrate, Frame Synchronisation, Protokolleigenschaften usw. unterscheiden und den jeweiligen Signalcharakteristika von zum Beispiel RKE, PASE, Tire Guard und Long Range Anwendungen ohne die Kompromisse herkömmlicher Realisierungen optimal entsprechen.
Die entsprechenden Antennen ANT1, ANT2, ... ANTn₁ am Eingang der Anordnung sind dabei hinsichtlich Empfindlichkeit, Frequenzbereich, Richtcharakteristik und so weiter ebenfalls optimal auf die zu erwartenden Signaleigenschaften ausgelegt. So sind zum Beispiel in einem einzelnen integrierten Schaltkreis auch simultanes Antennen Diversity und Dual-Band Betrieb konfigurierbar. Insgesamt gilt für die gesamte Anordnung gemäß 1 n₁ ≤ n₂ ≤ n₃ ≤ n₄ ≤ n₅ ≤ n₆. Bei der Verwendung nur einer Antenne wäre n₁ = 1.
Jede Schalteinheit trennt eine Stufe in der Signalverarbeitung von der darauffolgenden. Es muss nicht in jeder Stufe mehrere alternative, schaltbare Signalpfade geben. Zumindest in einer Stufe der Signalverarbeitung erfolgt aber eine Umschaltung zwischen alternativen Signalpfaden. Die Analog-Digital-Konvertierung kann prinzipiell in jeder beliebigen Stufe der Signalverarbeitung erfolgen. In dem in der 1 gezeigten Beispiel erfolgt die A/D-Wandlung nach dem Mischen der empfangenen Signale in den Zwischenfrequenzbereich.
Die Kanalfilterung und die Demodulation werden dann digital durchgeführt. Es ist jedoch prinzipiell auch möglich, die A/D-Wandlung in einer beliebigen andern Stufe der Signalverarbeitung durchzuführen (z. B. nach der Kanalfilterung oder nach der Demodulation).
Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen aus Gründen der Übersichtlichkeit immer den Fall für die Verwendung von zwei Antennen ANT1 und ANT2. Dies stellt keine Einschränkung der Ausführungsmöglichkeiten der dargestellten Ausführungsbeispiele gegenüber 1 dar, eine Erweiterung auf eine Vielzahl n1 von Antennen ANT1, ANT2, ... ANTn1 ist in allen nachfolgenden Beispielen jederzeit möglich. Genauso ist eine Ausführung mit nur einer Antenne und einem HF-Pfad, jedoch mehreren Signal-Pfaden ab der Zwischenfrequenz (Kanalfilter, Demodulator, etc.) möglich. In diesem Fall wäre die Schaltmatrix S1 trivial mit nur einem Eingang (n₁ = 1) und einem Ausgang (n₂ = 1).
2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Hochfrequenz Sende-/Empfangseinheit mit vielfachen Signalpfaden und mit einer geschalteten exklusiven und einer wechselseitig oder parallel genutzten, geschalteten, gemeinsamen Antenne. Dieses Ausführungsbeispiel kann zwei Frequenzbänder bearbeiten und ist für Mehrkanalanwendungen geeignet. 2 umfasst 6 übergeordnete Funktionsblöcke. Diese Funktionsblöcke sind der Funktionsblock 100 für das Antennenmanagement, der Funktionsblock 200 für das Front End Management, der Funktionsblock 300 zur HF Mischung, der Funktionsblock 400 zur Filterung und Analog-Digital-Wandlung, der Funktionsblock 500 zur Kanalfilterung und Demodulation, der Funktionsblock 600 zur Basisbandverarbeitung, sowie der Funktionsblock 700 zur Steuerung der Anordnung.
Der Funktionsblock 100 umfasst gemäß 1 zwei Eingänge für zwei Antennen 101 (ANT1) und 102 (ANT2) sowie einen Umschalter 103. Über diesen Umschalter 103 können die Antennen 101 und 102 wahlweise parallel betrieben werden, um Antennen Diversity zu ermöglichen. Der Funktionsblock 200 bildet eine Vorstufeneinheit (Front End Management) und umfasst 4 Antennenumschalter 201, 202, 203 und 207. Weiterhin umfasst der Funktionsblock 200 drei für die jeweiligen Frequenzbänder optimierte Vorstufenfilter 204, 205 und 209 sowie zwei ebenfalls für die jeweiligen Frequenzbänder optimierte Vorverstärker 206 und 210. Weiterhin umfasst Funktionsblock 200 einen Leistungsverstärker 208 zur Bereitstellung sehr hoher Sendeleistung an die Antennen 101 und 102, wenn die Sende-/Empfangseinheit im Sendebetrieb arbeitet.
Funktionsblock 300 (Hochfrequenzstufe) umfasst gemäß 2 einen weiteren Antennenumschalter 301, zwei rauscharme Vorverstärker 302 und 309 sowie zwei Mischerstufen 303 und 310 zur Frequenzumsetzung, wobei die vorgenannten Einheiten wiederum auf das jeweilige Frequenzband optimiert sind. Weiterhin umfasst der Funktionsblock 300 einen gemeinsam genutzten spannungsgesteuerten Hochfrequenzoszillator 311 für den Empfangs- und Sendebetrieb, einen gemeinsam genutzten Modulator 307 zur Aufbereitung des Sendesignals und eine Sendekontrolleinheit 308 sowie eine Umschalteinheit 306 zur Umschaltung von zwei Leistungsverstärkern 304 und 305, die wiederum für das jeweilige Frequenzband optimiert sind. Die gezeigten Funktionsblöcke beschränken sich darauf, den Signalfluss zu beschreiben und legen die konkrete Ausführung nicht fest. So können die Mischerstufen 303 und 310 als komplexe Mischer (I/Q-Mischer) ausgeführt sein. Auch die Ausführung des Hochfrequenzoszillators kann nach dem Stand der Technik erfolgen, wonach der eigentliche Oszillator bei einer Vielfachen der Empfangsfrequenz (üblicherweise der doppelten oder Vierfachen) betrieben wird, und die eigentliche ”Lokal-Oszillatorfrequenz” durch Teilung zustande kommt. Sinnvollerweise kommen dabei bekannte Synthesizer-Techniken mit PLL (”Phase Locked Loop”) zum Einsatz.
Der Funktionsblock 400 (erste Zwischenfrequenzstufe) umfasst gemäß 2 zwei Filter 401 und 402 und zwei Digital-Analog-Wandler 403 und 404. Der Funktionsblock 500 (zweite Zwischenfrequenzstufe) umfasst eine Schaltmatrix 510, eine Schaltmatrix 520 und drei Kanalfilter 511, 512 und 513 sowie 4 Demodulatoren 521, 522, 523 und 524. Der Funktionsblock 600 (Basisbandverarbeitung) umfasst eine Schaltmatrix 610, eine Schaltmatrix 640 und fünf Datenfilter 620, 621, 622, 623 und 624. Weiterhin umfasst der Funktionsblock 600 fünf Rückgewinnungseinheiten 630, 631, 632, 633 und 634 sowie fünf Protokollerkennungs- und Synchronisationseinheiten 650, 651, 652, 653, 654 und 655. Der Funktionsblock 700 gemäß 2 bildet die Steuereinheit für die gesamte Anordnung gemäß 2.
Gemäß 2 werden die Signale nach der Mischung digitalisiert (”IF-ADC”, Block 400). Der überwiegende Anteil der Mehrfach-Ausführung von Signalpfaden liegt somit in der digitalen Signalverarbeitung und profitiert hinsichtlich notwendiger Chipfläche (und damit hinsichtlich Kosten und Stromverbrauch) von einer Verkleinerung der Strukturgrößen.
Des Weiteren stehen mit einer digitalen Signalverarbeitung für die konkrete Implementierung der beschriebenen Funktionalität nach 2 eine Vielzahl von Möglichkeiten offen: Zum einen können die beschriebenen Blöcke tatsächlich mehrfach in Hardware ausgeführt sein (z. B. eine mehrfache Kopie eines Kanalfilters), zum anderen kann die beschriebene Funktionalität auch erreicht werden, indem eine einmal vorhandene Hardware-Architektur bei höherer Taktfrequenz betrieben wird und die verschiedenen Eingangssignale durch Multiplexing verarbeitet.
Gemäß 2 ist die Antenne 101 (ANT1) in Funktionsblock 100 mit einem Ein-/Ausgang des Umschalters 103 verbunden, der zwei Ein-/Ausgänge aufweist, über die ein Antennensignal den jeweiligen Ein-/Ausgängen der Umschalter 201 und 202 in Funktionsblock 200 zur Verfügung gestellt beziehungsweise von diesen empfangen wird. Die Verbindungen zwischen den Umschaltern 103, 201 und 202 sind bidirektional ausgeführt, so dass der Antenne 101 im Sendebetrieb der Anordnung gemäß 2 auch ein Sendesignal zugeführt werden kann. Weiterhin ist die Antenne 102 (ANT2) direkt mit einem Ein-/Ausgang des Umschalters 203 in Funktionsblock 200 verbunden. Die Umschalter 201 und 202 sind mit nachgeschalteten Bandpassfiltern 204 beziehungsweise 205 verbunden und leiten ein eingehendes Signal der Antenne 101 zur entsprechenden Filterung an diese weiter. Filter 204 ist ausgangsseitig mit einem ersten Eingang des Umschalters 301 in Funktionsblock 300 verbunden.
Filter 205 ist ausgangsseitig mit dem Eingang eines auf das zu verarbeitende Frequenzband optimierten rauscharmen Vorverstärkers 206 verbunden. Der Ausgang dieses Vorverstärkers 206 ist mit einem zweiten Eingang des Umschalters 301 in Funktionsblock 300 verbunden, so dass dieser Umschalter wahlweise unterschiedlich gefilterte und verstärkte Eingangssignale der Antenne 101 an den Eingang des nachgeschalteten rauscharmen Vorverstärkers 302 weiterleiten kann. Die zwei alternativen Signalpfade eines Eingangssignals der Antenne 101 durchlaufen dabei a) Umschalter 103, Umschalter 201, Bandpassfilter 204 zu Umschalter 301 beziehungsweise b) Umschalter 103, Umschalter 202, Bandpassfilter 205 und Vorverstärker 206 zu Umschalter 301. Diese zwei alternativen Signalpfade können daher optimiert für unterschiedliche Frequenzbänder und/oder Signalstärken ausgelegt werden.
Ein eingehendes Signal der Antenne 102 (ANT2) wird über den Ausgang des Umschalters 203 an den Eingang des nachgeschalteten Bandpassfilters 209 geleitet und nach der Filterung über dessen Ausgang an den Eingang eines für das betreffende zu verarbeitende Frequenzband optimierten, rauscharmen Vorverstärker 210 weitergeleitet. Der Ausgang des Vorverstärkers 210 ist mit dem Eingang eines weiteren rauscharmen Vorverstärkers in Funktionsblock 300 verbunden. Der Signalpfad für eingehende Signale der Antenne 102, bestehend aus Umschalter 203, Filter 209 und den rauscharmen Vorverstärken 210 und 309 ist dabei typischerweise für ein anderes Frequenzband ausgelegt und für dieses optimiert, als die weiter oben unter a) und b) beschriebenen Signalpfade für eingehende Signale der Antenne 101. Die Ausgänge der Vorverstärker 302 und 309 bilden an dieser Stelle zwei verbleibende Signalpfade für die Antennensignale der Antennen 101 und 102.
Der Ausgang des Vorverstärkers 302 ist in Funktionsblock 300 mit der Mischerstufe 303 verbunden, der Ausgang des Vorverstärkers 309 mit der Mischerstufe 310. Die Mischerstufen 303 und 310 sind jede auch mit einem gemeinsam genutzten spannungsgesteuerten Hochfrequenzoszillator 311 verbunden. Über die Mischerstufe 303 und den gemeinsam genutzten spannungsgesteuerten Hochfrequenzoszillator 311 wird am Ausgang der Mischerstufe 303 ein Zwischenfrequenzsignal eines an der Antenne 101 eingehenden Signals gebildet, über die Mischerstufe 310 und den gemeinsam genutzten spannungsgesteuerten Hochfrequenzoszillator 311 wird am Ausgang der Mischerstufe 310 ein Zwischenfrequenzsignal eines an der Antenne 102 eingehenden Signals gebildet.
Gleichzeitig dienen der gemeinsam genutzte spannungsgesteuerte Hochfrequenzoszillator 311, der Modulator 307 und die Sendekontrolleinheit 308 auch zur Aufbereitung von Sendesignalen an die Antennen 101 und 102 im Sendebetrieb der Anordnung. Dazu ist der spannungsgesteuerte Hochfrequenzoszillator 311 an einem weiteren Ausgang mit einem Eingang des Modulators 307 verbunden, der über die ebenfalls mit diesem verbundene Sendekontrolleinheit 308 angesteuert wird.
Das jeweils erzeugte Sendesignal wird über einen mit dem Modulator 307 verbundenen Umschalter an zwei alternative nachfolgende Signalpfade weitergeleitet, die für das jeweilige Frequenzband des Sendesignals optimiert sind. Ein erster Ausgang des Umschalters 306 ist mit dem Eingang des Leistungsverstärkers 304 verbunden, ein zweiter Ausgang des Umschalters 306 ist mit dem Eingang des Leistungsverstärkers 305 verbunden. Der Ausgang des Leistungsverstärkers 304 ist mit einem Eingang des Umschalters 201 verbunden, dessen Eingang wiederum mit einem Ein-/Ausgang des Umschalters 103 verbunden ist, an dessen weiteren Ein-/Ausgang die Antenne 101 (ANT1) angeschlossen ist.
Auf diese Weise wird der Antenne 101 im Sendebetrieb der Anordnung gemäß 2 über den Signalpfad Umschalter 306, Leistungsverstärker 304, Umschalter 201 und Umschalter 103 ein über den spannungsgesteuerten Hochfrequenzoszillator 311, den Modulator 307 und die Sendekontrolleinheit 308 erzeugtes Sendesignal zugeführt. Der Ausgang des Leistungsverstärkers 305 ist mit einem Eingang des für das entsprechende Frequenzband optimierten Leistungsverstärkers 208 verbunden, dessen Eingang wiederum mit einem Eingang des Umschalters 207 verbunden ist. Der Umschalter 207 umfasst 2 Ausgänge, die jeweils mit einem Eingang der Umschalter 202 und 203 verbunden sind.
Auf diese Weise wird der Antenne 102 im Sendebetrieb der Anordnung gemäß 2 über den Signalpfad c) Leistungsverstärker 305, Leistungsverstärker 208, Umschalter 207 und Umschalter 203 ein über den spannungsgesteuerten Hochfrequenzoszillator 311, den Modulator 307 und die Sendekontrolleinheit 308 erzeugtes Sendesignal zugeführt. Alternativ dazu wird auch der Antenne 101 im Sendebetrieb der Anordnung gemäß 2 über den Signalpfad d) Leistungsverstärker 305, Leistungsverstärker 208, Umschalter 207, Umschalter 202 und Umschalter 103 ein über den spannungsgesteuerten Hochfrequenzoszillator 311, den Modulator 307 und die Sendekontrolleinheit 308 erzeugtes Sendesignal zugeführt. Auf diese Weise können die für das jeweils zu sendende Signal (Frequenzband) optimal ausgelegten Signalpfade und Antennen flexibel ausgewählt werden beziehungsweise es ist Antennen Diversity im Sendebetrieb möglich.
Gemäß 2 ist das Ausgangssignal der Mischerstufe 303 zur Frequenzumsetzung des Signals der Antenne 101 mit dem Eingang des Bandpassfilters 401 (Antialiasing) in Funktionsblock 400 verbunden. Über den Ausgang des Bandpassfilters 401 wird das Signal an den Eingang des Analog-Digital-Wandlers 403 weitergeleitet, über dessen Ausgang ein digitalisiertes Zwischenfrequenzsignal der Antenne 101 an den Funktionsblock 500 weitergeleitet wird. Das Ausgangssignal der Mischerstufe 310 zur Frequenzumsetzung des Signals der Antenne 102 ist mit dem Eingang des Bandpassfilters 402 (Antialiasing) in Funktionsblock 400 verbunden. Über den Ausgang des Bandpassfilters 402 wird das Signal an den Eingang des Analog-Digital-Wandlers 404 weitergeleitet, über dessen Ausgang ein digitalisiertes Zwischenfrequenzsignal der Antenne 102 ebenfalls an den Funktionsblock 500 weitergeleitet wird.
Unter Einbeziehung der vorangegangenen Funktionsblöcke ist damit bei entsprechender Konfiguration auch ein echter Parallelbetrieb innerhalb eines einzigen Frequenzbandes möglich, wobei die weitere Verarbeitung auch eine Analog-Digital-Wandlung der Signale erfolgen kann. Die digitalisierten Ausgangssignale der Analog-Digital-Wandler 403 und 403 sind in Funktionsblock 500 mit der Schaltmatrix 510 verbunden, über die einzelne, aber auch Mischungen der Antennensignale der Antennen 101 und 102 (zum Beispiel für Antennen Diversity) an die nachgeschalteten Kanalfilter (Bandpässe) 511, 512 und 513 weitergeleitet werden. Dabei umfasst der Funktionsblock 500 je nach Anzahl der zu bearbeitenden Zwischenfrequenzsignale typischerweise eine Vielzahl n₃ (vergleiche 1) von Kanalfiltern zur Aufspaltung der Empfangssignale in entsprechende Frequenzkanäle, von denen nur drei beispielhaft in 2 gezeigt werden.
Die Ausgangssignale der beispielhaften Kanalfilter 511, 512 und 513 werden an die Schaltmatrix 520 weitergeleitet. In der Schaltmatrix 520 können optional Frequenzbänder kombiniert werden, um zum Beispiel Dual-Band- oder Multikanal-Betrieb zur Verfügung zu stellen. Die auf diese Weise aufbereiteten Zwischenfrequenzbänder werden an nachgeschaltete Demodulatoren 521, 522, 523 und 524 weitergeleitet. Dabei umfasst der Funktionsblock 500 je nach Anzahl der zu bearbeitenden Zwischenfrequenzkanäle typischerweise eine Vielzahl n₄ (vergleiche 1) von Demodulatoren für die unterschiedlichen benötigten Demodulationsverfahren, von denen nur vier beispielhaft in 2 gezeigt werden. Dies bedeutet, dass eingehende Signale an dieser Stelle parallel verarbeitet (in parallelen Signalpfaden demoduliert) werden können und die Demodulatoren getrennt von einander für die jeweils benötigten Demodulationsverfahren optimiert und parametrisiert werden können.
Die Signale werden dabei in den Frequenzbereich des Basisbandes demoduliert. Die typischerweise bei der Signalübertragung verwendeten Modulations- beziehungsweise Demodulationsverfahren umfassen dabei beispielsweise OOK (On/Off Keying), ASK (Amplitude Shift Keying), FSK (Frequency Shift Keying), GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying), PSK (Phase Shift Keying) und weitere. Gemäß 2 werden die Ausgangssignale der Demodulatoren aus Funktionsblock 500 in Funktionsblock 600 einer weiteren Schaltmatrix 610 zugeleitet, sie wiederum eine Zusammenschaltung einzelner demodulierter Signale im Frequenzbereich des Basisbandes ermöglicht. Die Ausgangssignale der Schaltmatrix 610 werden an die Datenfilter (Bandpassfilter) 620, 621, 622, 623 und 624 weitergeleitet, wo sie einer weiteren Filterung im Basisband unterzogen werden. Nach der Filterung werden die Signale der parallelen Signalpfade an entsprechende Rückgewinnungseinheiten 630, 631, 632, 633 uns 634 weitergeleitet, die parallel an ihren jeweils zwei Ausgängen die jeweiligen Daten-(Data) und Takt-(Clock)Informationen für die jeweiligen Signalpfade zur Verfügung stellen.
Dabei umfasst der Funktionsblock 600 je nach Anzahl der zu bearbeitenden Signalpfade typischerweise eine Vielzahl n₅ (vergleiche 1) von Datenfiltern und Rückgewinnungseinheiten, von denen nur fünf beispielhaft in 2 gezeigt werden. Die Daten- und Taktinformationen werden gemäß 2 in Funktionsblock 600 (Basisband) an eine weitere Schaltmatrix 640 weitergeleitet, in der zum Beispiel rückgewonnene Taktinformationen oder Datensignale beliebiger Signalpfade zur nachfolgenden Verarbeitung kombiniert werden können. Von den Ausgängen der Schaltmatrix 640 werden die Daten- und Taktinformationen jeweils paarweise den entsprechenden Signalpfaden zugeordnet auf nachgeschaltete Protokollerkennungs- und Synchronisationseinheiten 650, 651, 652, 653, 654 und 655 geführt, die diese Signale wiederum parallel abarbeiten.
Mit Hilfe der in diesen Protokollerkennungs- und Synchronisationseinheiten gewonnenen Informationen wird die Framesynchronisation der Datenpakete des jeweiligen Empfangssignals ausgeführt, werden Signale und Interrupts, wie zum Beispiel für die Wake-up (Weckerkennung) des beispielsweise im inaktiven Zustand befindlichen Mikroprozessors in Funktionsblock 700 aufbereitet, und es wird die Zwischenspeicherung der Daten (FIFO) ausgeführt, um gemäß 2 die Ausgangssignale 670, 671, 672, 673, 674 und 675 für die Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Weiterhin umfasst das Ausführungsbeispiel gemäß 2 eine Steuereinheit 700, zum Beispiel einen Mikroprozessor. Diese Steuereinheit 700 steuert mit Hilfe von Schaltsignalen 703 (RX/TX für Empfangs- und Sendebetrieb, A/B für Kanal- beziehungsweise Signalpfadumschaltung die Umschalter der Anordnung gemäß 2).
Die jeweils bei den entsprechenden Umschaltern eingesetzten Umschaltsignale sind in 2 in Verbindung mit Pfeilen angezeigt. Weiterhin stellt die Steuereinheit 700 eine reprogrammierbare Schnittstelle zur Anordnung gemäß 2 zur Verfügung, über die diese Steuereinheit konfiguriert werden kann. Eine optionale Schnittstelle 702 steht bidirektional für den Datenaustausch zu und/oder von der Steuereinheit 700 zur Verfügung.
Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Sende-/Empfangseinheit ist auch für den Empfang komplexer Datensignale, wie zum Beispiel Multikanal-Schmalbandsignalen und Spread Spectrum Signalen geeignet. Dabei ist der Bandbreitenbedarf für diese beiden Signalformen ähnlich und es ist daher keine Änderung der Antaliasing-Filter 401 und 402 oder der verwendeten Abtastraten in den Analog-Digital-Wandlern 403 und 404 erforderlich. Die Kanalfilter im Funktionsblock 500 zur Aufbereitung des Signals im Zwischenfrequenzbereich können als digitale Filter ausgeführt sein, wie diese weiter unten in 8 angegeben werden. Weiterhin können die Funktionsblöcke 300, 400, 500, 600 und 700 umfassend alle jeweiligen Einzelkomponenten vorteilhaft in einem einzelnen integrierten Schaltkreis, zum Beispiel einem ASIC zur Verfügung gestellt werden, wobei Teilintegrationen einzelner Funktionsblöcke, zum Beispiel 300 und 400 beziehungsweise 500 und 600 ebenfalls vorteilhaft sein können.
Dementsprechend stellt das Ausführungsbeispiel gemäß 2 eine Anordnung zur Verfügung, die unterschiedlichste Funkdienste in Kraftfahrzeugen unter Ausnutzung maximaler Synergien der beteiligten Komponenten zur Verfügung stellt. Durch die Adaptivität der Anordnung auf unterschiedliche Anforderungen, zum Beispiel durch die Schaltmatrizen und Umschalter, kann die jeweils bestmögliche Konfiguration hinsichtlich der Leistungsfähigkeit erreicht werden. Multi-Kanal und Dual-Band Anwendungen werden genauso in einer einzelnen kostengünstigen Anordnung kombiniert wie Antennen Diversity.
Durch die Anwendung von durch mehrere Signalpfade gemeinsam genutzten Komponenten, es ist beispielsweise nur ein einziger spannungsgesteuerter Hochfrequenzoszillator 311 vorgesehen, ergeben sich Vorteile bezüglich geringeren Stromverbrauchs, niedrigerer Kosten und kleinerer Abmessungen. Auch die Parallelverarbeitung auf Ebene der Zwischenfrequenz und des Basisbandes erbringt zusätzliche Einsparungseffekte und macht so zum Beispiel viele in herkömmlichen Lösungen notwendige Hochfrequenzblöcke überflüssig. Durch die Adaptivität beziehungsweise die flexible, beispielsweise mikroprozessorgesteuerte Konfigurierbarkeit der Anordnung kann für den jeweiligen Funkdienst die maximale Leistungsfähigkeit ohne Kompromisse erreicht werden.
Durch die Ausführung einer Sende-/Empfangseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel in 2 mit zwei Hochfrequenz-Empfangspfaden ergeben sich die weiteren, nachfolgenden Vorteile gegenüber Lösungen nach dem Stand der Technik, bei denen jede Sende-/Empfangseinheit nur einen einzigen Signalpfad verarbeitet. Durch die Anwendung nur eines, gemeinsam genutzten spannungsgesteuerten Hochfrequenzoszillators ist somit auch nur die Integration einer einzelnen Oszillatorspule notwendig. Damit entfällt ein in anderen Lösungen häufiges Problem der unerwünschten Kopplung zwischen zwei oder mehreren Oszillatorspulen oder eine durch diese Kopplung bewirkte Verstimmung einzelner Oszillatorspulen.
Neben einem Kostenvorteil ergeben sich weitere Vorteile in Bezug auf den Stromverbrauch. Es ist bekannt, dass in einer herkömmlichen Sende-/Empfangseinheit spannungsgesteuerte Oszillatoren zu etwa 30% zum gesamten Stromverbrauch in solchen Anordnungen beitragen. Wird, wie im Ausführungsbeispiel gemäß 2, ein solcher Oszillator gemeinsam für zwei Signalpfade genutzt, ergibt sich dadurch eine Einsparung im Stromverbrauch von etwa 15%. Darüber hinaus erniedrigt sich der Aufwand für den Abgleich des einen Oszillators im Vergleich zu einer Lösung mit zwei Oszillatoren.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung gemäß 2 besteht darin, dass ein Antenneneingangssignal (Antennensignal der Antenne 101) über zwei unterschiedlich ausgeführte Hochfrequenzverarbeitungspfade geleitet wird (siehe die weiter oben beschriebenen Signalpfade a) und b)), wobei im Umschalter 301 entschieden wird, welches Hochfrequenzsignal zur weiteren Verarbeitung ausgewählt wird. Dies ermöglicht es, die genannten zwei Signalpfade auf unterschiedlich Frequenzbänder und Signalanforderungen auszulegen, wodurch beispielsweise Multibandlösungen ohne Kompromisse in der Hochfrequenzanpassung ermöglicht werden.
Weiterhin kann im Sendebetrieb der Anordnung auch festgelegt werden, ob ein der Antenne 102 über den weiter oben beschriebenen Signalpfad c) zugeführtes Sendesignal (siehe TX-B in 2) über den ebenfalls weiter oben beschriebenen Signalpfad d) alternativ dazu der Antenne 101 zur Abstrahlung zugeführt wird (Umschalter 207), um unter den gegebenen Bedingungen die jeweils beste Abstrahlcharakteristik der Sende-/Empfangseinheit zu nutzen.
Da darüber hinaus in der Schaltmatrix 510 auch eine Zusammenführung beziehungsweise alternative Auswahl der Eingangssignale der Antennen 101 und 102 in einen Signalpfad möglich ist, kann hier Antennen Diversity genutzt werden und bei entsprechender Auslegung der Antennencharakteristika der Antennen 101 und 102 ein Mindestempfangspegel eingehalten werden. Weiterhin können die in den Hochfrequenzempfangspfaden RX1-B und RX-2 angewendeten, rauscharmen Vorverstärker 205 und 210 optional auch als zu einer integrierten Lösung (zum Beispiel ASIC) externe Verstärker ausgeführt werden, um eine optimale Anpassung an die jeweils zu erwartenden Empfangssignale (Frequenzbereich, Pegel usw.) zu erreichen. Gleiches gilt für den Leistungsverstärker 208 im Sendepfad TX-B (siehe 2).
Im Vergleich zur Verwendung eines universellen Leistungsverstärkers lassen sich durch eine zur Anordnung externe Lösung durch entsprechende Auslegung des Verstärkers optional Optimierungen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit im entsprechenden Einsatzbereich beziehungsweise für das jeweilige Frequenzband erzielen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der in Funktionsblock 400 (Zwischenfrequenz) des Ausführungsbeispiels durchgeführten Analog-Digital-Wandlung (403, 404) der zwei Empfangssignale. Daraus ergibt sich eine störungsfreiere weitere Verarbeitung dieser Signale, da zum Beispiel kein Übersprechen zwischen den Kanälen oder keine Schaltverluste auftreten. Weiterhin besteht dadurch die Möglichkeit zur Schaffung einer definierten digitalen Schnittstelle zur externen Weiterverarbeitung der digitalen Signale.
Die Nutzung von Schaltmatrizen zwischen den einzelnen Verarbeitungsstufen erlaubt darüber hinaus eine flexible Verschaltung der Signalpfade. Einzelne Empfangssignale können beispielsweise aufgesplittet werden, um diese unterschiedlichen Demodulatoren und/oder unterschiedlichen Datenfiltern zuzuführen. Auf diese Weise können die vorhandenen Hardwarekomponenten der Anordnung in flexiblen Kombinationen für unterschiedliche Konstellationen verwendet werden. So können zum Beispiel in einem ruhenden Fahrzeug andere Funktionen (zum Beispiel RKE, Tire Guard, Long Range Anwendungen) überwacht werden als im fahrenden Fahrzeug (zum Beispiel Tire Guard und PASE).
Wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen ergeben sich auch aus der Implementierung parallel arbeitender Kanalfilter und Demodulatoren, die die gleichzeitige Überwachung und den gleichzeitigen Empfang auf einer Vielzahl von Kanälen ermöglichen. Dadurch ergibt sich eine ständige Empfangsbereitschaft auf allen Kanälen, wodurch ein Informationsverlust von zu empfangenden Informationen zuverlässig vermieden wird. Dies ist zum Beispiel auch vorteilhaft bei der Überwachung eines Multikanal-Tire Guard Systems, da für die ständige Überwachung der Kanäle kein Polling erfolgen muss und auch die Notwendigkeit einer Kanalwechselsynchronisation entfällt.
Insgesamt sind daher deutlich schnellere Reaktionszeiten auf eingehende Informationen möglich. Weiterhin ergibt sich die Möglichkeit einer simultanen (parallelen) Verarbeitung mehrerer unterschiedlicher Eingangssignale auf dem gleichen oder auf unterschiedlichen Kanälen und beispielsweise die Anwendung unterschiedlicher Filterbandbreiten für einen einzelnen Kanal. Vorteilhaft wirkt sich gegenüber bestehenden Lösungen auch die Möglichkeit des gleichzeitigen Empfangs unterschiedlich modulierter Signale, wie zum Beispiel ASK und FSK Modulation, aus.
Die Implementierung einer Vielzahl von parallel arbeitenden Datenfiltern und Taktrückgewinnungseinheiten ermöglicht neben der parallelen Verarbeitung mehrerer Eingangssignale der vorangehenden Funktionsblöcke auch die Optimierung der Datenfilter auf das jeweils erwartete beziehungsweise gesuchte Signal. So beträgt zum Beispiel die Datenrate eines RKE-Signals typischerweise 2 kBit/Sek, und die eines Tire Guard Signals typischerweise 9,6 kBit/Sek. Die Implementierung einer Vielzahl von parallel arbeitenden Wake-up und Framesynchronisationseinheiten ermöglicht neben der parallelen Verarbeitung mehrerer Eingangssignale der vorangehenden Funktionsblöcke die parallele Suche nach und den parallelen Empfang von unterschiedlichen Protokollformaten. So besteht zum Beispiel die Empfangsbereitschaft für Signale gemäß dem Tire Guard oder RKE Datenprotokoll auch dann, wenn zum Beispiel gerade der Empfang eines PASE-Signals durchgeführt wird.
3 zeigt eine stark vereinfachte „Minimalausführung” des Ausführungsbeispiels gemäß 2. Die Weiterverarbeitung der digitalisierten Informationen ist in diesem Ausführungsbeispiel auf je einen Signalpfad für die zwei Empfangspfade beschränkt. Daher umfasst das Ausführungsbeispiel gemäß 3 in den vier Funktionsblöcken 100, 200, 300, 400 und 700 die gleichen Komponenten und Funktionalitäten wie das Ausführungsbeispiel gemäß 2. Abweichend zu 2 umfasst das Ausführungsbeispiel gemäß 3 in Funktionsblock 500 neben den beiden Schaltmatrizen 510 und 520 jedoch nur zwei Kanalfilter 511 und 512 sowie zwei Demodulatoren 521 und 522.
Ebenfalls abweichend zum Ausführungsbeispiel gemäß 3 umfasst 2 in Funktionsblock 600 wiederum die beiden Schaltmatrizen 610 und 640, jedoch nur zwei Datenfilter 620 und 621, zwei Rückgewinnungseinheiten 630 und 631 sowie zwei Protokollerkennungs- und Synchronisationseinheiten 650 und 651. Die Verschaltung aller dieser Komponenten in den Funktionsblöcken 100, 200, 300, 400, 500, 600 und 700 entspricht derjenigen der gleichen Komponenten (gleiche Bezugszeichen) gemäß 2.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist ausgelegt für den Empfang von Signalen in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern A und B, die weiter unten in 5 näher erläutert werden. Bereits diese minimale Ausführungsform des Ausführungsbeispiels gemäß 3 bietet die nachfolgend aufgeführten Möglichkeiten.

• Simultanes Antennen Diversity (für Band B): das Signal von Antenne 1 nutzt den oberen Empfangspfad (RX1), das Signal von Antenne 2 den unteren Empfangspfad (RX2). Die Signalverarbeitungsblöcke in den Funktionsblöcken 400 und 500 für die Zwischenfrequenz und in Funktionsblock 600 für das Basisband sind identisch konfiguriert.
• Gleichzeitiger Zweikanalempfang in Band A oder Band B: es wird nur einer der beiden Hochfrequenzpfade (RX1 oder RX2) genutzt, das Signal in den Funktionsblöcken für die Zwischenfrequenz aber aufgeteilt und mit unterschiedlichen Kanalfiltern verarbeitet.
• Gleichzeitiger Empfang von zwei Signalen (im Band A oder Band B): mit unterschiedlicher Modulation oder Datenrate oder Protokollformat.
• Dual-Band Anwendung

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem das allgemeine, minimale Ausführungsbeispiel gemäß 3 auf einen typischen Anwendungsfall der Funkkommunikation bei Komfortfunktionen in Kraftfahrzeugen ausgelegt ist. Dabei soll das Ausführungsbeispiel gemäß 3 in Band B FSK modulierte Signale von Long Range Anwendungen empfangen, wobei für diese Long Range Anwendungen auch Antennen Diversity unterstützt werden soll. In Band A sollen Signale von RKE Multikanal-Sendern, Reifendrucksensoren (Tire Guard), und PASE-Funktionen empfangen werden.
Diese Signale unterscheiden sich in Bezug auf die verwendeten Kanäle, Signalmodulationen, Datenraten und Protokollformate. Dabei ist zu beachten, dass sich die beteiligten Protokoll-Formate besonders auch hinsichtlich des Aufbaus der einzelnen Frames (Datenpakete), der Synchronisation und der Datenlänge unterscheiden. Insbesondere unterschiedliche Vorgehensweisen und Anforderungen bei der Synchronisation erschweren den Empfang mit nur einem Empfänger erheblich, wenn die Synchronisationseinheit, wie in herkömmlichen Lösungen, vollständig in Hardware vorliegt.
4 zeigt eine Übersicht der Signale, die von der beispielhaften Ausführungsform einer Empfangseinheit gemäß 3 parallel verarbeitbar sein sollen. Gemäß 4 weist das Signal der Long Range Anwendungen das Protokollformat 1 auf und überträgt die eingehenden Daten mit einer Datenrate von 1 kbit/sek. Die Modulation des Datensignals erfolgt über FSK (Frequency Shift Keying) und es werden die weiter unten in 5b bezeichneten Frequenzkanäle N1 und N2 im Frequenzband B verwendet. Gleichzeitig wird für dieses Signal der Long Range Anwendungen simultanes Antennen Diversity durchgeführt, das heißt die Antennen ANT1 und ANT2, beziehungsweise 101 und 102 gemäß 3 werden parallel verwendet.
Das Signal der Multikanal-Sender für RKE umfasst gemäß 4 das Protokollformat 2 und überträgt die eingehenden Daten mit einer Datenrate von 7,8 kbit/sek. Die Modulation des Datensignals erfolgt über FSK (Frequency Shift Keying) und es werden die weiter unten in 5a bezeichneten Frequenzkanäle M1, M2 und M3 im Frequenzband A verwendet. Der Empfang der Signale erfolgt über die Antenne ANT1 (101 gemäß 3). Das Signal für PASE-Funktionen umfasst gemäß 4 das Protokollformat 3 und überträgt die eingehenden Daten ebenfalls mit einer Datenrate von 7,8 kbit/sek. Die Modulation des Datensignals erfolgt über FSK (Frequency Shift Keying) und es werden die weiter unten in 5a bezeichneten Frequenzkanäle M1 oder M3 im Frequenzband A verwendet. Der Empfang der Signale erfolgt über die Antenne ANT1 (101 gemäß 3).
Das Signal für die Tire Guard Anwendung umfasst gemäß 4 das Protokollformat 4 und überträgt die eingehenden Daten mit einer Datenrate von 9,6 kbit/sek. Die Modulation des Datensignals erfolgt über FSK (Frequency Shift Keying) oder ASK (Amplitude Shift Keying) und es wird der weiter unten in 5a bezeichnete Frequenzkanal W1 im Frequenzband A verwendet. Der Empfang der Signale erfolgt über die Antenne ANT1 (101 gemäß 3). Da aus Gründen der Kompatibilität mit älteren Systemen auch die Signale von „Standard”-RKE-Sendern verarbeitet werden sollen, umfasst 4 auch das Protokollformat 5. Hier werden die eingehenden Daten mit einer Datenrate von 2 kbit/sek. Übertragen. Die Modulation des Datensignals erfolgt über ASK (Amplitude Shift Keying) und es wird der weiter unten in 5a bezeichnete Frequenzkanal W1 im Frequenzband A verwendet. Der Empfang der Signale erfolgt über die Antenne ANT1 (101 gemäß 3).
Die Definition der in 4 in den Bändern A und B bezeichneten Kanäle N1, N2, M1, M2, M3 und W1 ist aus 5 zu ersehen. Dabei umfasst 5a den Frequenzbereich des Bandes A mit den Kanälen M1, M2, M3 und W1. Dabei bezeichnen die Kanäle M1 bei 433,59 MHz, M2 bei 433,92 MHz und M3 bei 434,25 MHz die Kanäle eines Multikanal-Senders beziehungsweise Empfängers, hier im 433 MHz ISM-Band. Bei den Kanälen M1, M2 und M3 handelt es sich um so genannte Medium Band Kanäle, also Kanäle mit mittlerer Bandbreite und die zugehörigen Kanalfilter (vergleiche 3) sind daher typischerweise mit einer Bandbreite von etwa 100 kHz auszulegen. Weiterhin umfasst 5a den Kanal W1 bei 433,92 MHz, also ebenfalls im 433 MHz ISM-Band. Wie aus 5a zu ersehen, ist der Kanal W1 dabei als so genannter Wide Band Kanal, also als ein Kanal mit großer Bandbreite ausgelegt, wie dies für Reifenüberwachungssysteme typisch ist. Der zugehörige Kanalfilter (vergleiche 3) ist daher typischerweise mit einer Bandbreite von etwa 300 kHz auszulegen.
Die Darstellung gemäß 5b umfasst den Frequenzbereich des Bandes B mit den beiden Kanälen N1 und N2 für Long Range Anwendungen. Wie aus 5b zu ersehen, sind die beiden Kanäle N1 und N2 dabei als schmalbandige Kanäle mit einer typischen Kanalbandbreite von 12,5 kHz oder 25 kHz ausgeführt. Diese beiden Kanäle liegen dabei bei 868,1 MHz beziehungsweise 868,5 MHz im Bereich des 868 MHz ISM-Bandes. Die zugehörigen Kanalfilter sind daher entsprechend für dies Bandbreiten auszulegen.
Die nachfolgenden 6 und 7 zeigen entsprechend des Ausführungsbeispiels gemäß 4 vereinfachte Darstellungen der Funktionsblöcke 500 für die Zwischenfrequenz und 600 für das Basisband, das heißt die entsprechenden Signalpfade nach der Ananlog-Digital-Wandlung (vergleiche 2). Dabei wurde das Ausführungsbeispiel für die beiden Anwendungsfälle gemäß 6 und 7 (Band A beziehungsweise Band B) mit 4 Kanalfiltern, 5 Demodulatoren, 6 Datenfilter- und Rückgewinnungseinheiten und 7 Protokollsynchronisationseinheiten ausgeführt. 6 zeigt die Konfiguration dieser Blöcke für den Empfang in Band A, 7 zeigt die Konfiguration dieser Blöcke für den Empfang in Band B.
6 umfasst 4 Schaltmatrizen S2, S3, S4 und S5 sowie 4 Kanalfilter K1, K2, K3 und K4, 5 Demodulatoren MOD1, MOD2, MOD3, MOD4 und MOD5, 6 Datenfilter- und Rückgewinnungseinheiten D1, D2, D3, D4, D5 und D6 sowie 7 Protokollsynchronisationseinheiten P1, P2, P3, P4, P5, P6 und P7. Gemäß 6 wird das Eingangssignal der Antenne ANT1 über die Schaltmatrix S2 auf jeweilige Eingänge der vier nachgeschalteten Kanalfilter K1, K2, K3 und K4 geführt. Dabei ist Kanalfilter K1 als Bandpassfilter für das Signal mittlerer Bandbreite M1 (vergleiche 4 und 5), Kanalfilter K2 für das Signal mittlerer Bandbreite M2, Kanalfilter K3 für das Signal mittlerer Bandbreite M3 und Kanalfilter K4 für das Signal großer Bandbreite W1 ausgelegt.
Weiterhin sind gemäß 6 die Ausgänge der 4 Kanalfilter mit entsprechenden Eingängen der nachfolgenden Schaltmatrix S3 verbunden. Über diese Schaltmatrix S3 ist der Ausgang des Kanalfilters K1 mit dem Eingang des Demodulators MOD1 verbunden, der Ausgang des Kanalfilters K2 ist über die Schaltmatrix S3 mit dem Eingang des Demodulators M2 verbunden, der Ausgang des Kanalfilters K3 ist über die Schaltmatrix S3 mit dem Eingang des Demodulators M3 verbunden und der Ausgang des Kanalfilters K4 ist über die Schaltmatrix S3 mit dem Eingang des Demodulators N4 und des Eingangs des Demodulators M5 verbunden. Die vier Demodulatoren MOD1 bis MOD4 sind dabei als FSK (Frequency Shift Keying) Demodulatoren ausgeführt, der Demodulator M5 als ASK (Amplitude Shift Keying) Demodulator.
Weiterhin sind gemäß 6 die Ausgänge der 5 Demodulatoren D1 bis D5 mit entsprechenden Eingängen der nachfolgenden Schaltmatrix S4 verbunden. Über diese Schaltmatrix S4 ist der Ausgang des Demodulators MOD1 mit dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D1 verbunden, der Ausgang des Demodulators M2 ist über die Schaltmatrix S4 mit dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D2 verbunden, der Ausgang des Demodulators M3 über die Schaltmatrix S4 mit dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D3, der Ausgang des Demodulators M4 ist über die Schaltmatrix S4 mit dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D4 verbunden und der Ausgang des Demodulators M5 über die Schaltmatrix S4 mit dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D5 und dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D6.
Die Datenfilter- und Rückgewinnungseinheiten D1 bis D3 sind dabei zur Verarbeitung von Signalen mit einer Datenrate von 7,8 kHz (Multikanal-RKE, PASE) ausgelegt, die Datenfilter- und Rückgewinnungseinheiten D4 und D5 sind zur Verarbeitung von Signalen mit einer Datenrate von 9,6 kHz (Tire Guard mit FSK oder ASK Modulation) ausgelegt und die Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D6 zur Verarbeitung von Signalen mit einer Datenrate von 2 kHz (Standard RKE). Weiterhin sind gemäß 6 die Ausgänge der 6 Datenfilter- und Rückgewinnungseinheiten D1 bis D6 mit entsprechenden Eingängen der nachfolgenden Schaltmatrix S5 verbunden.
Über diese Schaltmatrix S5 ist der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D1 mit dem Eingang der Protokollsynchronisationseinheit P1 und dem Eingang der Protokollsynchronisationseinheit P2 verbunden, der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D2 ist über die Schaltmatrix S5 mit dem Eingang der Protokollsynchronisationseinheit P3 verbunden, der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D3 über die Schaltmatrix S5 mit dem Eingang der der Protokollsynchronisationseinheit P4, der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D4 über die Schaltmatrix S5 mit dem Eingang der der Protokollsynchronisationseinheit P5, der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D5 über die Schaltmatrix S5 mit dem Eingang der der Protokollsynchronisationseinheit P6 und der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D5 über die Schaltmatrix S5 mit dem Eingang der Protokollsynchronisationseinheit P7.
Dabei ist die Protokollsynchronisationseinheit P1 zur Verarbeitung von Datensignalen gemäß Datenprotokoll 3 (PASE) konfiguriert, die Protokollsynchronisationseinheiten P2, P3 und P4 zur Verarbeitung von Datensignalen gemäß Datenprotokoll 2 (Multikanal-RKE), die Protokollsynchronisationseinheiten P5 und P6 zur Verarbeitung von Datensignalen gemäß Datenprotokoll 4 (Tire Guard) und die Protokollsynchronisationseinheit P7 zur Verarbeitung von Datensignalen gemäß Datenprotokoll 5 (Standard RKE).
Dementsprechend wird das Eingangssignal der Antenne ANT1 gemäß 6 auf die vier Kanalfilter K1 bis K4 aufgeteilt. Die dargestellten Kanalfilter sind an die benötigten Bandbreiten (M1, M2, M3 sowie W1) für die Dienste RKE Multikanal, PASE, Tire Guard und RKE Standard angepasst. Die Verarbeitung dieser Signale erfolgt parallel. Die Aufteilung und Zuweisung der Signale zu nachgeschalteten Verarbeitungseinheiten erfolgt ebenfalls parallel auf die oben beschriebene Weise mittels der dargestellten Umschaltmatrizen. Nach der erfolgten Filterung werden die Informationen mittels FSK und ASK Demodulatoren weiterverarbeitet, wobei je nach Anwendungsfall andere Arten der Demodulation möglich sind. die Demodulation erfolgt wiederum parallel.
Durch die nachfolgende Umschaltmatrix S4 werden die Signale an die entsprechenden Daten- und Takt-Wiedergewinnungseinheiten weitergeleitet. Die so erhaltenen Daten- und Taktinformationen werden wiederum mittels einer Umschaltmatrix (S5) an die Erkennungseinheiten für Aufwachsequenzen sowie der Framesynchronisation geleitet, wobei die jeweiligen den Datensignalen zugrunde liegenden Protokolle berücksichtigt werden. Auch diese Verarbeitung erfolgt wiederum parallel. Danach stehen alle Datensignale der einzelnen Dienste parallel zur Verfügung, wobei sowohl Multikanal-Anwendungen, als auch verschiedene Kanalbandbreiten, Modulationen, Datenraten und Protokollformate auf die beschrieben Weise berücksichtigt werden.
Es ergeben sich somit 7 parallele Empfangspfade für die unterschiedlichen Anwendungen und Kanäle. Jeder einzelne der 7 Empfangspfade steht ständig zur Verfügung. Die dargestellte Empfangseinheit zeigt daher ein Verhalten wie 7 separate Empfänger, optimiert die für die jeweiligen Signale entsprechend ausgelegt und optimiert sind. Für die Realisierung werden jedoch weit weniger Funktionsblöcke benötigt als im Fall diskreter Empfänger. Dies gilt insbesondere für die Kanalfilterung, deren Signalverarbeitung am aufwendigsten ist hinsichtlich der Kosten der Realisierung und dem Stromverbrauch.
Für den Empfang von Datensignalen im Band B (vergleiche 4 und 5) werden die der 6 entsprechenden Funktionsblöcke entsprechend 7 (um-)konfiguriert. Gemäß 7 wird das Eingangssignal der Antenne ANT1 über die Schaltmatrix S2 auf die jeweiligen Eingänge der Kanalfilter K1 und K2 geführt. Das Eingangssignal der ANT2 wird über die Schaltmatrix S2 auf die jeweiligen Eingänge der Kanalfilter K3 und K4 geführt. Dabei sind die Kanalfilter K1 und K3 jeweils als schmalbandige Bandpassfilter für den Kanal N1 des Long Range Signals konfiguriert, die Kanalfilter K2 und K4 jeweils als schmalbandige Bandpassfilter für den Kanal N2 des Long Range Signals.
Gemäß 7 sind die Ausgänge der 4 Kanalfilter K1 bis K4 mit entsprechenden Eingängen der nachfolgenden Schaltmatrix S3 verbunden. Über diese Schaltmatrix S3 ist der Ausgang des Kanalfilters K1 mit dem Eingang des Demodulators MOD1 verbunden, der Ausgang des Kanalfilters K2 ist über die Schaltmatrix S3 mit dem Eingang des Demodulators MOD2 verbunden, der Ausgang des Kanalfilters K3 mit dem Eingang des Demodulators MOD3 und der Ausgang des Kanalfilters K4 mit dem Eingang des Demodulators MOD4. Der zuvor gemäß 6 als Demodulator für die ASK modulierten Empfangssignale verwendete Demodulator M5 findet in der Konfiguration für die Long Range Anwendungen keine Verwendung. Die vier Demodulatoren MOD1 bis MOD4 sind dabei wiederum als FSK (Frequency Shift Keying) Demodulatoren ausgeführt.
Weiterhin sind gemäß 7 die Ausgänge der 4 Demodulatoren D1 bis D4 mit entsprechenden Eingängen der nachfolgenden Schaltmatrix S4 verbunden. Über diese Schaltmatrix S4 ist der Ausgang des Demodulators MOD1 mit dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D1 verbunden, der Ausgang des Demodulators MOD2 mit dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D2, der Ausgang des Demodulators MOD3 mit dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D3 und der Ausgang des Demodulators MOD4 mit dem Eingang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D4. Die Datenfilter- und Rückgewinnungseinheiten D1 bis D4 verarbeiten dabei jeweils Signale mit einer Datenrate von 1 kHz (gleiches Empfangssignal von Long Range Anwendungen über beide Antennen ANT1 und ANT2, das heißt simultanes Antennen Diversity). Die Datenfilter- und Rückgewinnungseinheiten D5 und D6 finden in der Konfiguration für Band B, Long Range Services, keine Verwendung.
Weiterhin sind gemäß 7 die Ausgänge der 4 Datenfilter- und Rückgewinnungseinheiten D1 bis D4 mit entsprechenden Eingängen der nachfolgenden Schaltmatrix S5 verbunden. über diese Schaltmatrix S5 ist der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D1 mit dem Eingang der Protokollsynchronisationseinheit P2 verbunden, der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D2 ist über die Schaltmatrix S5 mit dem Eingang der Protokollsynchronisationseinheit P3 verbunden, der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D3 über die Schaltmatrix S5 mit dem Eingang der Protokollsynchronisationseinheit P4 und der Ausgang der Datenfilter- und Rückgewinnungseinheit D4 über die Schaltmatrix S5 mit dem Eingang der Protokollsynchronisationseinheit P5. Die Protokollsynchronisationseinheiten P1, P6 und P7 finden in der Konfiguration für das Band B, Long Range Services, keine Verwendung. Alle der vier Protokollsynchronisationseinheiten P2, P3, P4 und P5 sind zur Verarbeitung des Datenprotokolls 1 für Long Range Services konfiguriert.
Dementsprechend speisen die beiden Antennen ANT1 und ANT2 jeweils zwei Kanalfilter, die auf die beiden Kanäle N1 und N2 eingestellt (konfiguriert) sind. Die nachfolgenden Verarbeitungsblöcke sind in Hinsicht auf Modulation, Datenrate und Protokoll identisch konfiguriert. Mit den gleichen Verarbeitungsblöcken wie im Ausführungsbeispiel gemäß 6 wird nun im umkonfigurierten Ausführungsbeispiel gemäß 7 Antennen Diversity für ein zweikanaliges Datensignal ausgeführt, wobei die Ausführungsform für jede der Antennen und jeden Kanal stets empfangsbereit ist (Parallelverarbeitung).
Wie weiter oben beschrieben, sind die in den Funktionsblöcken für die Zwischenfrequenz eingesetzten Kanalfilter von einer speziellen Ausführungsform, die eine einfache und schnelle Anpassung beziehungsweise Konfiguration auf die Eigenschaften zum Beispiel die Bandbreite, des jeweils bearbeiteten Signalpfades ermöglichen. Zu diesem Zweck sind die Kanalfilter als digitale, komplexe Kanalfilter gemäß 8 ausgeführt. 8 umfasst beispielhaft 3 komplexe Kanalfilter 511, 512 und 513, die der Schaltmatrix 510 nachgeschaltet sind (vergleiche 2). Jedes der drei komplexen, digitalen Kanalfilter 511, 512 und 513 umfasst gemäß 8 jeweils einen komplexen numerischen Oszillator 5111, 5121 und 5131 (NCO – Numerical Controlled Oscillator).
Weiterhin umfasst jedes der drei Kanalfilter jeweils einen Multiplikator 5112, 5122 beziehungsweise 5132, jeweils ein Tiefpassfilter 5113, 5123 beziehungsweise 5133 und jeweils eine Anordnung zur Dezimation (Unterabtastung) 5114, 5124 beziehungsweise 5134. Gemäß 8 wird dabei ein abgetastetes Zwischenfrequenzsignal über die Schaltmatrix 510 an einen Multiplikator 5112, 5122 beziehungsweise 5132 geleitet und dort mit den komplexen Signalen eines komplexen numerischen Oszillators 5111, 5121 beziehungsweise 5131 gemischt. Das so entstehende komplexe Signal wird jeweils an einen Tiefpassfilter 5113, 5123 beziehungsweise 5133 weitergeleitet und das entsprechend gefilterte Signal wird jeweils einer Anordnung zur Dezimation (Unterabtastung) 5114, 5124 beziehungsweise 5134 zur Verfügung gestellt.
Auf diese Weise wird ein Zwischenfrequenzsignal in das Basisband gemischt, das gemäß 2 den nachfolgenden Verarbeitungseinheiten zur Verfügung gestellt wird. Dabei werden die komplexen numerischen Oszillatoren 5111, 5121 beziehungsweise 5131 je nach den anliegenden Signalen so eingestellt beziehungsweise konfiguriert, dass der gewünschte Kanal in das Basisband verschoben wird. Im Basisband wird das entstehende Signal nachfolgend durch ein jeweiliges Tiefpassfilter 5113, 5123 beziehungsweise 5133, das entsprechend der Kanalbandbreite des bearbeiteten Kanals eingestellt wird, gefiltert. An diese Filterung anschließend wird in 5114, 5124 beziehungsweise 5134 eine Dezimation, also eine Unterabtastung ausgeführt, wodurch die Taktrate der nachfolgenden Signalverarbeitung entsprechend verringert wird.
Mit der Ausführungsform der digitalen Kanalfilter 511, 512 und 513 gemäß 8 kann zum Beispiel eine parallele Signalverarbeitung (Multikanal-Empfang, Verarbeitung unterschiedlicher Bandbreiten für verschiedene Standard- und Long Range Anwendungen, parallele Verarbeitung von mehreren Antennensignalen) gemäß dem Ausführungsbeispiel in 2 durchgeführt werden (die digitalen Kanalfilter gemäß 2 weisen zur Bezugnahme die gleichen Bezugszeichen auf, wie die in 8 verwendeten).

Claims

Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem zur drahtlosen Kommunikation mit mindestens einer peripheren Einheit mit einer ersten Schalteinheit (S2), die eine erste Anzahl (n₂) Eingänge und eine zweite Anzahl (n₃) Ausgänge aufweist, einer zweiten Schalteinheit (S3), die die zweite Anzahl (n₃) Eingänge und eine dritte Anzahl (n₄) Ausgänge aufweist, einer dritten Schalteinheit (S4), die die dritte Anzahl (n₄) Eingänge und eine vierte Anzahl (n₅) Ausgänge aufweist, und einer vierten Schalteinheit (S5), die die vierte Anzahl (n₅) Eingänge und eine fünfte Anzahl (n₆) Ausgänge aufweist, wobei jede Schalteinheit dazu ausgebildet ist, je einen ihrer Eingänge mit zumindest einem ihrer Ausgänge zu verbinden, und wobei den Eingängen der ersten Schalteinheit (S2) Zwischenfrequenzsignale zugeführt sind, zwischen der ersten und der zweiten Schalteinheit (S2, S3) Kanalfilter (511, 512, 513, ...) angeordnet sind, zwischen der zweiten und der dritten Schalteinheit (S3, S4) Demodulatoren (521, 522, 523, ...) angeordnet sind, zwischen der dritten und der vierten Schalteinheit (S4, S5) Einrichtungen zur Datensignal- und Taktrückgewinnung (630, 631, 632, 634, ...) angeordnet sind, wobei das Datensignal aufeinanderfolgende Frames aufweist, und der vierten Schalteinheit (S5) Einrichtungen zur Frame-Synchronisation (650, 651, 652, 653, ...) nachgeschalten sind, welche wiederum Ausgangsdatensignale zur weiteren Datenverarbeitung zur Verfügung stellen.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach Anspruch 1, bei dem einer der Schalteinheiten (S1, S2, S3, S4) zumindest ein Analog-Digital-Wandler (403, 404) vorgeschalten ist.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, mit einer fünften Schalteinheit (S1), die eine fünfte Anzahl (n₁) Eingänge und die erste Anzahl (n₂) Ausgänge aufweist, wobei die Eingänge der fünften Schalteinheit (S1) mit zumindest einer Antenne (ANT1, ANT2, ...) zum Empfang von Antennensignalen verbunden sind und wobei eine zumindest einen Mischer (303, 310) zum Mischen der Antennensignale in einen Zwischenfrequenzbereich umfassende Hochfrequenz-Einheit (300) angeordnet ist.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach Anspruch 1, bei dem zum Digitalisieren der Antennensignale im Zwischenfrequenzbereich zwischen der fünften Schalteinheit (S1) und der ersten Schalteinheit (S2) zumindest ein Analog-Digital-Wandler (403, 404) angeordnet ist.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zwischen der fünften Schalteinheit (S1) und den Antennen (ANT1, ANT2, ...) rauscharme Verstärker (206, 210) angeordnet sind.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach Anspruch 3, bei dem die Hochfrequenz-Einheit (300) einen Lokaloszillator, einen Modulator und eine Sendeeinheit umfasst, wobei zumindest eine Antenne zum Senden und zum Empfangen nutzbar ist.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Kanalfilter (511, 512, 513, ...) jeweils einen Multiplikator (5112, 5122, 5132), ein Tiefpassfilter (5113, 5123, 5133) und einen Dezimator (5114, 5124, 5134) umfassen.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Schalteinheiten (S1, S2, ..., S5) mit Hilfe einer Steuereinheit (700) gesteuert werden, wobei die Steuereinheit (700) einen Mikroprozessor umfasst.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit mehreren parallel betreibbaren Moulatoren für unterschiedliche Modulations-/Demodulationsverfahren.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit mehreren parallel betreibbaren Moulatoren Einrichtungen zur Frame-Synchronisation (650, 651, 652, 653, ...) für unterschiedliche Datenprotokolle.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem zumindest die Hochfrequenzeinheit (300), die Analog-Digital-Wandler (403, 404), die Kanalfilter (511, 512, ...), die Demodulatoren (521, 522, ...), die Einrichtungen zur Datensignal- und Taktrückgewinnung (630, 631, 632, 634, ...), die Einrichtungen zur Frame-Synchronisation (650, 651, 652, ...), sowie die Schalteinrichtungen (S1, ... S5) zusammen mit der Steuereinheit (700) in einem einzigen ASIC integriert sind.
Empfangseinheit für ein Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem Ausgänge zumindest einer Schalteinheit (S1, S2, S3, S4, S5) gemultiplext sind.