EP2124209A1 - Verfahren zur Erhöhung der Reichweite von Funkzugangssystemen - Google Patents

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EP2124209A1
EP2124209A1 EP08103759A EP08103759A EP2124209A1 EP 2124209 A1 EP2124209 A1 EP 2124209A1 EP 08103759 A EP08103759 A EP 08103759A EP 08103759 A EP08103759 A EP 08103759A EP 2124209 A1 EP2124209 A1 EP 2124209A1
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signal
range
discarded
radio access
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Hella KGaA Huek and Co
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C25/00—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements
    • G08C25/04—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements by recording transmitted signals

Definitions

  • the invention relates to a method for increasing the range of radio access systems according to the preamble of claim 1.
  • Such radio access systems are used in particular in motor vehicles to trigger various functions such as opening / closing, locating the vehicle and / or auxiliary heating via a built-in key part in a remote control.
  • signals which each comprise a specific data stream are transmitted in certain radio bands, e.g. in the ISM bands 315 MHz, 433 MHz, 868 MHz or 915 MHz. At least some of the functions require a relatively long range.
  • a vehicle having at least two radio-based systems using a common vehicle-mounted receiver is known.
  • a bandwidth of the receiver is automatically dependent on vehicle condition data adjustable. This should ensure a different range depending on a function to be triggered.
  • the object of the invention is to provide a method for radio access systems that allows greater ranges with little hardware overhead, even for larger data streams.
  • Discarded signals are buffered, and after every odd number of discarded signals, a bitwise majority decision followed by validation is performed. Here, the odd number is greater than two. Using the cached discarded signals and the bitwise majority decision from the signals corrected signals are determined. These are more likely to contain correct data than any single signal, so that the desired function is more likely to be performed correctly.
  • the bitwise majority decision is made as follows: For each bit of the discarded signals, the corresponding bits are compared. If a value of a majority of corresponding bits - eg at least three bits on five signals - is identical, this value is used as the corrected value and used in the signal to be rebuilt. In this simple way, erroneous and therefore discarded signals are quickly and safely corrected to valid signals; the The probability that corresponding bits are mostly different is low. This correction will be performed as long after the receipt of further signals (three points in the FIG. 1 ) until a valid signal has been generated or received.
  • the majority decision is inserted in the normal process of receiving the data. As a result, the normal processes remain unaffected, so that no changes must be made here.
  • the rejected signals are buffered until a valid signal has been generated or another termination criterion is met. Therefore, little storage capacity is required.
  • the start 1 is triggered by the operation of a corresponding button on a transmitting part.
  • the transmitting section transmits a modulated and coded signal consisting of an associated predetermined number of bits.
  • the signal is received by a receiving part, which is eg arranged in a motor vehicle, 2 and tested for validity 3. If the received signal 2 is valid Y, the corresponding function 5 is triggered. If the received signal 2 is invalid N, it is discarded and buffered. A second signal is received 2 and checked for validity 3. If the second received signal 2 is also invalid N, it is buffered. A third signal 2 is received and checked for validity 3. If the third received signal 2 is again invalid N, it is buffered.
  • a bitwise majority decision 4 is performed and a corrected signal is calculated.
  • the corrected signal is checked for validity 3; if it is valid, the corresponding function 5 is triggered and the stored signals are deleted; if it is invalid, receiving 2 will be repeated, checking validity 3, discard, caching and bitwise majority decision 4 on each odd number of received signals 2 until a valid signal is received or calculated.
  • the allowable bit error rate at the receiver output may increase from about 0.001 to 0.05 by the bitwise majority decision on five received signals. This increases the sensitivity of a known receiver by about 3 dB. This leads to a higher range in the system remote control - receiver in the vehicle.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Reichweite von Funkzugangssystemen. Es soll die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass bei größeren Entfernungen zwischen einer Fernbedienung und einem Fahrzeug aus den empfangenen Signalen ein gültiges Signal erzeugt und somit die gewünschte Funktion ausgelöst wird. Hierfür wir erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass verworfene Signale zwischengespeichert werden und dass nach jeder ungeraden Anzahl der verworfenen Signale eine bitweise Mehrheitsentscheidung mit anschließender Gültigkeitsprüfung durchgeführt wird, bis ein gültiges Signal erzeugt worden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Reichweite von Funkzugangssystemen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Solche Funkzugangssystemen werden insbesondere bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, um über eine in einem Schlüsselteil eingebaute Fernbedienung verschiedene Funktionen wie Öffnen/Schließen, Auffinden des Fahrzeugs und/oder Standheizung auszulösen. Hierfür werden Signale, die jeweils einen bestimmten Datenstrom umfassen, in bestimmten Funkbändern übertragen, z.B. in den ISM- Bändern 315 MHz, 433 MHz, 868 MHz oder 915 MHz. Zumindest für einen Teil der Funktionen wird eine relativ große Reichweite gefordert.
  • Um bei großen Datenströmen kurze Reaktionszeiten zu erzielen, werden hohe Übertragungsraten von z.B. 20 kBit/s oder höher eingesetzt. Dies hat den Nachteil, dass der Empfänger eine geringere Empfindlichkeit aufweist, was mit einer geringen Reichweite einhergeht. Bei höheren geforderten Reichweiten werden nur geringere Übertragungsraten eingesetzt, um eine höhere Empfängerempfindlichkeit nutzen zu können. Befindet sich die Fernbedienung an der Grenze der Reichweite, steigt die Wahrscheinlichkeit von Fehlern beim Empfang des übertragenen Datenstroms. Ein einziger Bit- Fehler führt zu einem ungültigen Signal und damit zu einem Nichtauslösen der gewünschten Funktion.
  • In dem Artikel von Tom Tang: RKE - opening more than doors; in: Wards Auto Electronics 03/2005, S. 34 - 39 ist die Problematik zur Erzielung höherer Reichweiten allgemein beschrieben. Eine konkrete Lösung zur Erhöhung einer Empfindlichkeit eines Empfängers ist nicht angegeben.
  • Aus der DE 10 2006 009 899 A1 ist ein Fahrzeug mit mindestens zwei funkbasierten Systemen bekannt, die einen gemeinsamen fahrzeuggebundenen Empfänger verwenden. Eine Bandbreite des Empfängers ist automatisch in Abhängigkeit von Fahrzeugzustandsdaten einstellbar. Hierdurch soll eine unterschiedliche Reichweite in Abhängigkeit von einer auszulösenden Funktion gewährleistet sein.
  • Für die Datenübertragung ist es bekannt, Verfahren zur Fehlererkennung und -Korrektur einzusetzen. Diese werden für die Fernbedienung von Fahrzeugen nicht angewendet, weil sie relativ hochwertige und somit teure Mikrocontroller erfordern. Für die Datenübertragung zur Fernbedienung von Fahrzeugen ist es üblich, Signale mehrfach hintereinander zu senden, damit die Wahrscheinlichkeit des Empfangs eines fehlerfreien Signals erhöht wird.
  • Mit den bekannten Funksystemen und -verfahren ist ein relativ hoher Aufwand für die erforderliche Hardware verbunden, wenn auch größere Datenströme über große Distanzen sicher übertragen werden sollen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für Funkzugangssysteme zu schaffen, dass mit geringem Hardware- Aufwand größere Reichweiten auch für größere Datenströme erlaubt.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Verworfene Signale werden zwischengespeichert und nach jeder ungeraden Anzahl aller verworfenen Signale wird eine bitweise Mehrheitsentscheidung mit anschließender Gültigkeitsprüfung durchgeführt. Hierbei ist die ungerade Anzahl größer als zwei. Mit Hilfe der zwischengespeicherten verworfenen Signale und der bitweisen Mehrheitsentscheidung aus den Signalen werden korrigierte Signale ermittelt. Diese enthalten mit einer höheren Wahrscheinlichkeit korrekte Daten als jedes einzelne Signal, so dass die gewünschte Funktion mit höherer Wahrscheinlichkeit korrekt ausgeführt wird.
  • Die bitweise Mehrheitsentscheidung wird wie folgt durchgeführt: Für jedes Bit der verworfenen Signale werden die korrespondierenden Bits verglichen. Wenn ein Wert einer Mehrheit von korrespondierenden Bits - z.B. mindestens drei Bits bei fünf Signalen - identisch ist, wird dieser Wert als korrigierter Wert genutzt und in dem neu zu bildenden Signal verwendet. Auf diese einfache Weise werden fehlerhafte und deswegen verworfene Signale schnell und sicher zu gültigen Signalen korrigiert; die Wahrscheinlichkeit, dass korrespondierende Bits mehrheitlich unterschiedlich sind, ist gering. Diese Korrektur wird so lange nach dem Empfang weiterer Signale durchgeführt (drei Punkte in der Figur 1), bis ein gültiges Signal erzeugt oder empfangen worden ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mehrheitsentscheidung in den normalen Ablauf des Empfangs der Daten eingefügt. Hierdurch bleiben die normalen Abläufe unbeeinflusst, so dass hier keine Änderungen durchgeführt werden müssen.
  • In einer weiteren Variante werden die verworfenen Signale so lange zwischengespeichert, bis ein gültiges Signal erzeugt wurde oder ein anderes Abbruchkriterium erfüllt ist. Daher ist nur wenig Speicherkapazität erforderlich.
  • Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    ein Ablaufschema des Verfahrens.
  • Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist aus der Figur 1 ersichtlich: Der Start 1 wird durch das Bedienen einer entsprechenden Taste an einem Sendeteil ausgelöst. Das Sendeteil sendet ein moduliertes und codiertes Signal, das aus einer zugehörigen bestimmten Anzahl von Bits besteht. Das Signal wird von einem Empfangsteil, das z.B. in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, empfangen 2 und auf Gültigkeit 3 geprüft. Wenn das empfangene Signal 2 gültig Y ist, wird die entsprechende Funktion 5 ausgelöst. Ist das empfangene Signal 2 ungültig N, wird es verworfen und zwischengespeichert. Ein zweites Signal wird empfangen 2 und auf Gültigkeit 3 geprüft. Ist auch das zweite empfangene Signal 2 ungültig N, wird es zwischengespeichert. Ein drittes Signal 2 wird empfangen und auf Gültigkeit 3 geprüft. Ist das dritte empfangene Signal 2 wiederum ungültig N, wird es zwischengespeichert. Mit Hilfe der zwischengespeicherten Signale wird eine bitweise Mehrheitsentscheidung 4 durchgeführt und ein korrigiertes Signal berechnet. Das korrigierte Signal wird auf Gültigkeit 3 geprüft; ist es gültig, wird die entsprechende Funktion 5 ausgelöst und die gespeicherten Signale werden gelöscht; ist es ungültig, wiederholt sich das Empfangen 2, das Prüfen auf Gültigkeit 3, das Verwerfen, das Zwischenspeichern und die bitweise Mehrheitsentscheidung 4 bei jeder ungeraden Anzahl der empfangenen Signale 2, bis ein gültiges Signal empfangen oder berechnet worden ist.
  • Bei einer zulässigen Fehlerrate der Funktion 5 von etwa 10% und einer angenommenen Signallänge von 96 Bit darf die zulässige Bitfehlerrate am Empfängerausgang durch die bitweise Mehrheitsentscheidung bei fünf empfangenen Signalen von etwa 0,001 auf 0,05 steigen. Dadurch erhöht sich die Empfindlichkeit eines bekannten Empfängers um etwa 3 dB. Dies führt zu einer höheren Reichweite im System Fernbedienung - Empfänger im Fahrzeug.
  • Alternativ können bei gleichen Anforderungen an die Reichweite elektronische Bauteile wie z.B. rauscharme Vorverstärker entsprechend eingespart werden.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Erhöhung der Reichweite von Funkzugangssystemen,
    wobei Daten in Form von modulierten Signalen in einem Hochfrequenz- Bereich zwischen einer Basisstation und einer Fernbedienung ausgetauscht werden
    und wobei die Signale auf Gültigkeit überprüft und gegebenenfalls verworfen
    werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass verworfene Signale zwischengespeichert werden und
    dass nach jeder ungeraden Anzahl der verworfenen Signale eine bitweise Mehrheitsentscheidung mit anschließender Gültigkeitsprüfung durchgeführt wird, bis ein gültiges Signal erzeugt oder empfangen worden ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrheitsentscheidung in den normalen Ablauf des Empfangs der Daten eingefügt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verworfenen Signale so lange zwischengespeichert werden, bis ein gültiges Signal erzeugt wurde.
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