WO2017045900A1

WO2017045900A1 - Kommunikationsvorrichtung mit antennen-dämpfungskompensation

Info

Publication number: WO2017045900A1
Application number: PCT/EP2016/070279
Authority: WO
Inventors: Christian Morhart; Richard Owen
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Aumovio Germany GmbH
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2018-03-16
Also published as: US20180270768A1; DE102015217695B4; CN108028632B; US10136398B2; CN108028632A; DE102015217695A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung mit einer Kompensation (31) einer Kabeldämpfung, wobei eine Transceivereinheit (3) Sendesignale (5) erzeugt und ein Kabel (7) die Sendesignale (5) zu einer Antenne (18) überträgt, wobei zwischen das Kabel (7) und die Antenne (18) eine Verstärkereinrichtung (8) geschaltet ist und eine Leistungsdetektoreinrichtung (15) Leistungswerte (29) an einer antennenseitigen Abgriffsstelle (28) erfasst und eine Steuereinrichtung (13) die Verstärkereinrichtung (8) in Abhängigkeit von den Leistungswerten (29) steuert. Die Erfindung sieht vor, dass die Transceivereinrichtung (3) zumindest eines der Sendesignale (5) mit einer vorbestimmten Referenzleistung erzeugt, wobei in der Steuereinrichtung (13) ein die Referenzleistung beschreibender Referenzwert (32) vorgegeben ist und die Steuereinrichtung (13) aus den Leistungswerten (29) einen davon als Istwert (29'), der die Leistung des zumindest einen mit der Referenzleistung erzeugten Sendesignals (5) angibt, auswählt und in Abhängigkeit von einem Unterschied (33) zwischen dem Referenzwert (32) und dem Istwert (29') einen Sendeverstärkungswert (11) der Verstärkereinrichtung (8) einstellt.

Description

Beschreibung

Kommunikationsvorrichtung mit Antennen-Dämpfungskompensation Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Kommunikationsvorrichtung umfasst eine Transceivereinheit und eine Antenne zum Aussenden von Sende^¬ signalen der Transceivereinheit. Die Antenne ist mit der Transceivereinheit über ein Kabel gekoppelt. Um eine Signal- dämpfung des Kabels bei den Sendesignalen zu kompensieren, ist eine Verstärkereinrichtung am antennenseitigen Ende des Kabels vorgesehen. Die Kommunikationseinrichtung kann beispielsweise für eine Car-to-Car-Kommunikation (Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikation) vorgesehen sein. Zu der Erfindung gehören auch ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Kompensieren einer Kabeldämpfung .

Beim Anordnen der beschriebenen Kommunikationsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug ergibt sich oftmals das Problem, dass die Transceivereinheit und die Antenne an unterschiedlichen Ein^¬ bauorten angeordnet werden müssen. Deshalb ist ein verhält^¬ nismäßig langes Kabel nötig, um die Sendesignale der

Transceivereinheit zur Antenne zu übertragen. Damit macht sich aber auch die Signaldämpfung des Kabels beim Aussenden der Sendesignale bemerkbar. Insbesondere bei einem Kommunikati^¬ onsstandard, der das Aussenden der Sendesignale mit vorge^¬ schriebener Sendeleistung vorsieht, ist dann nicht klar, mit welcher Leistung ein Sendesignal überhaupt von der Antenne abgestrahlt wird, nachdem es mit einer bekannten Signalleistung an einem Sendeausgang der Transceivereinheit erzeugt und über das Kabel übertragen worden ist.

Die beschriebene Verstärkereinrichtung kann am antennenseitigen Ende des Kabels zwar das Sendesignal wieder verstärken, um die Kabeldämpfung zu kompensieren. Hierzu muss aber bekannt sein, um welchen Sendeverstärkungswert das Sendesignal durch die Ver^¬ stärkereinrichtung verstärkt werden muss. Eine Möglichkeit zum Ermitteln des Sendeverstärkungswerts besteht darin, die Leistung der Sendesignale einmal am transceiverseitigen Ende des Kabels und einmal am antennenseitigen Ende des Kabels zu messen.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die transceiverseitige Messschaltung mit der Steuereinrichtung für die Verstärkereinrichtung verkabelt werden muss. Dies bedeutet einen unerwünscht großen Verkabelungs- und Verschaltungsaufwand beim Bereitstellen der Kommunikationsvorrichtung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kommuni^¬ kationseinrichtung eine Dämpfungskompensation für das Antennenkabel mit geringem Schaltungsaufwand zu realisieren.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Pa- tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er^¬ findung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche gegeben .

Durch die Erfindung ist eine Kommunikationseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wie sie beispielsweise für die Car-to-Car-Kommunikation vorgesehen sein kann. In der beschriebenen Weise ist eine Transceivereinheit zum Erzeugen von Sendesignalen an einem Sendeausgang der Transceivereinheit bereitgestellt. Jedes Sendesignal entspricht einem Datenpaket oder einer Nachricht. Die Sendesignale werden zeitlich nacheinander erzeugt. Insbesondere handelt es sich um Sendesignale, die mit der gleichen Trägerfrequenz erzeugt werden. Zumindest zwei der Sendesignale unterscheiden sich in ihrer Signalleistung. Grund dafür kann sein, dass beim Erzeugen der Sen- designale zwischen unterschiedlichen Leistungsstufen umgeschaltet wird. Dies ist beispielsweise bei dem Kommunikati^¬ onsprotokoll für die Car-to-Car-Kommunikation vorgesehen. Beispielsweise können die unterschiedlichen Sendeleistungen gemäß dem Standard IEEE 802.11a oder IEEE 802.11h (TPC - Transmitter Power Control, Übertragungssendeleistungssteue- rung) vorgegeben sein. Die Kommunikationsvorrichtung weist des Weiteren ein mit dem Sendeausgang gekoppeltes Kabel zum

Übertragen der Sendesignale zu einer Antenne auf. Bei dem Kabel kann es sich beispielsweise um ein Koaxialkabel handeln. Die Antenne ist dabei mit einem antennenseitigen Ende des Kabels über eine steuerbare Verstärkereinrichtung (VGA - Variable Gain Amplifier) zum Verstärken der über das Kabel übertragenen Sendesignale verschaltet.

Ziel ist es nun, einen Sendeverstärkungswert der Verstärker^¬ einrichtung derart einzustellen, dass die Kabeldämpfung in den Sendesignalen kompensiert wird. Hierzu ist eine Leistungsde^¬ tektoreinrichtung zum Erfassen eines jeweiligen Leistungswerts der Sendesignale vorgesehen. Die Leistungswerte sind mit einer Leistung der Sendesignale korreliert, wie sie die Sendesignale an der Abgriffsstelle aufweisen. Diese Abgriffsstelle ist zwischen dem antennenseitigen Ende des Kabels und der Antenne angeordnet. Jeder Leistungswert gibt also die Leistung der Sendesignale an, wie sich nach dem Übertragen über das Kabel ergibt. Je nachdem, ob die Abgriffsstelle der Leistungsde^¬ tektoreinrichtung vor die Verstärkereinrichtung geschaltet oder dieser nachgeschaltet ist, ist auch der Einfluss der Ver^¬ stärkereinrichtung durch den Leistungswert ausgedrückt. Eine Steuereinrichtung ist zum Steuern der Verstärkereinrichtung in Abhängigkeit von den erfassten Leistungswerten bereitgestellt.

Da die Transceivereinheit zumindest zwei der Sendesignale mit unterschiedlicher Signalleistung erzeugt, ist den Leistungswerten selbst aber nicht anzusehen, wie weit sie sich von der gewünschten Signalleistung unterscheiden, die das jeweilige Sendesignal am Signalausgang aufgewiesen hat. Diese ist an- tennenseitig zunächst einmal nicht bekannt.

Um auf der Grundlage der an der Abgriffsstelle erfassten Leistungswerte entscheiden zu können, welchen Wert der Sendeverstärkungswert der Verstärkereinrichtung haben soll, ist erfindungsgemäß daher Folgendes vorgesehen. Die Transceiver- einheit ist dazu eingerichtet, zumindest eines der Sendesignale mit einer vorbestimmten Referenzleistung zu erzeugen. Des Weiteren ist in der Steuereinrichtung ein Referenzwert fest vorgegeben, der die Referenzleistung beschreibt. Er kann beispielsweise als digitaler Wert gespeichert sein oder in einer analogen Vergleichsschaltung beispielsweise durch eine Referenzspannung definiert sein. Die Steuereinrichtung ist des Weiteren dazu eingerichtet, aus den Leistungswerten einen Istwert zu erkennen oder auszuwählen. Dieser Istwert gibt die Leistung des zumindest einen mit der Referenzleistung erzeugten Sendesignals an der Abgriffsstelle an. Mit anderen Worten sucht die Steuereinrichtung aus den Leistungswerten denjenigen heraus, von dem aufgrund der Sendesituation klar ist, dass es sich um einen Leistungswert handeln muss, der zu einem Signal gehört, das am Signalausgang der Transceivereinrichtung mit der Referenzleistung erzeugt worden ist. Dieser Leistungswert wird dann als der Istwert behandelt. In Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen dem Referenzwert und dem Istwert stellt die Steuer- einrichtung den Sendeverstärkungswert der Verstärkereinrichtung ein. Insbesondere wird der Sendeverstärkungswert derart ein^¬ gestellt, dass der Unterschied zwischen dem Referenzwert und dem Istwert verringert wird. Mit anderen Worten wird die Leistung an der Abgriffsstelle verstärkt und bevorzugt für Signale, die am Sendeausgang die Referenzleistung aufweisen, wieder auf die Referenzleistung eingestellt. Der Unterschied kann bei^¬ spielsweise als Differenz oder Quotient berechnet werden. Bei einer analogen Vergleichsschaltung kann der Unterschied beispielsweise mittels eines Operationsverstärkers ermittelt werden.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Steuereinrichtung den Sendeverstärkungswert für die antennenseitige Verstär^¬ kereinrichtung allein auf der Grundlage von Leistungswerten einer Leistungsdetektoreinrichtung einstellen kann, die ebenfalls am antennenseitigen Ende des Kabels bereitgestellt ist. Mit anderen Worten ist keine zusätzliche Verkabelung der Steuereinrichtung mit dem transceiverseitigen Ende des Kabels nötig, um dort ebenfalls Leistungswerte zu erfassen. Diese eingesparte oder verzichtbare Verkabelung sowie der nicht benötigte zweite Sensor verringern den Verschaltungsaufwand beim Bereitstellen der Kommunikationseinrichtung. Zu der Erfindung gehören auch optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.

Gemäß einer Weiterbildung ist die Transceivereinrichtung dazu eingerichtet, die Sendesignale an dem Sendeausgang jeweils ausschließlich mit einer Sendeleistung zu erzeugen, die aus einer von zumindest zwei vorgegebenen Leistungsstufen ausgewählt ist. Mit anderen Worten ist die Sendeleistung diskretisiert . Die Sendeleistung wird also nur um vorbestimmte Stufenwerte ver- ändert. Natürlich entspricht die besagte Referenzleistung einer der Leistungsstufen. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, als den Istwert denjenigen Leistungswert auszuwählen, der eine Leistung zwischen der Leistungsstufe der Referenzleistung und der nächst niedrigeren Leistungsstufe angibt. Die Stufengröße oder Stufenhöhe der Leistungsstufen ist dabei bevorzugt in der Weise gewählt, dass sie größer ist als jede mögliche oder erwartete Kabeldämpfung. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass der Sendeverstärkungswert im laufenden Betrieb der Kommunikationsvorrichtung ohne Unter- brechung der Kommunikation ermittelt werden kann.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Transceivereinrichtung dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem Auslösesignal als ein Sendesignal ein Kalibriersignal mit der Referenzleistung zu erzeugen. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von dem Auslösesignal den Istwert auszuwählen. Mit anderen Worten wird durch das Auslösesignal eine Kalibrierphase der Kommunikationsvorrichtung ausgelöst. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Zeitpunkt, zu welchem das Sendesignal mit der Referenzleistung, das heißt das Kalibriersignal, erzeugt wird, bekannt ist. Es muss also nicht abgewartet werden, bis die Transceivereinrichtung im Rahmen einer Kommunikation ein Sendesignal mit der Referenzleistung erzeugt. Beispielsweise kann das Auslösesignal darin bestehen, dass die Kommunikati- onsvorrichtung in Betrieb genommen wird, also von einem stromlosen in einen bestromten Zustand übergeht. Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Referenzleistung einer maximalen oder einer minimalen Sendeleistung entspricht.

Beispielsweise kann bei der beschriebenen gestuften Leistung die Referenzleistung der höchsten oder der niedrigsten Leis- tungsstufe entsprechen . Falls die Referenzleistung der maximalen Sendeleistung entspricht, ist die Sendeeinrichtung dazu eingerichtet, als den Istwert einen Maximalwert der erfassten Leistungswerte auszuwählen. Falls die Referenzleistung der minimalen Sendeleistung entspricht, ist die Sendeeinrichtung entsprechend dazu eingerichtet, einen Minimalwert oder Min^¬ destwert der erfassten Leistungswerte als den Istwert auszu^¬ wählen. Mit anderen Worten wird eine Histogrammanalyse der erfassten Leistungswerte durchgeführt und der Maximalwert oder der Minimalwert als der Istwert ausgewählt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Transceivereinrichtung auch eine gestufte Signalleistung verwenden kann, deren Leistungsstufen kleiner sind als die möglichen oder erwarteten Dämpfungswerte des Kabels.

Eine Weiterbildung ermöglicht es zudem, die Kabeldämpfung auch bei einem Signalempfang zu kompensieren. Bei dieser Weiterbildung ist die Verstärkereinrichtung dazu eingerichtet, über die Antenne empfangene Empfangssignale in Abhängigkeit von einem Empfangsverstärkungswert zu verstärken und dann die verstärkten Empfangssignale an das Kabel weiterzuleiten. Über das Kabel gelangen die verstärkten Empfangssignale dann zu der

Transceivereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, den Empfangsverstärkungswert in Abhängigkeit von dem besagten Unterschied zwischen dem Referenzwert und dem Istwert einzustellen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine zusätzliche Kabeldämpfung im Bezug auf die Empfangssignale ermittelt werden muss.

Um sowohl Sendesignale als auch Empfangssignale zwischen dem antennenseitigen Ende des Kabels und der Verstärkereinrichtung auszutauschen, kann vorgesehen sein, dass die Verstärkereinrichtung über einen Multiplexer mit dem Kabel verschaltet ist. Ein solcher Multiplexer ist eine Weichenschaltung, die abwechselnd einen Verstärkereingang der Verstärkereinrichtung mit dem antennenseitigen Ende des Kabels und einen Verstärkerausgang der Verstärkereinrichtung mit dem antennenseitigen Ende des Kabels verbindet. Die Transceivereinrichtung ist dazu ausgelegt, den Multiplexer mittels eines Schaltsignals zwischen einer Sendestellung (Kabel ist mit dem Verstärkereingang gekoppelt) und einer Empfangsstellung (Kabel ist mit dem Verstärkerausgang der Verstärkereinrichtung gekoppelt) zu verbinden. Das

Schaltsignal kann beispielsweise als Signal über das Kabel selbst übertragen werden, das eine niedrigere Frequenz als die Sen- designale aufweist. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, anhand des Schaltsignals zwischen Leistungswerten der Sende^¬ signale und Leistungswerten der Empfangssignale zu unter^¬ scheiden, die ja beide von der Leistungsdetektionseinrichtung erfasst werden können, da diese selbst nicht zwischen Sende- Signalen und Empfangssignalen unterscheidet. Die Steuereinrichtung ist des Weiteren dazu eingerichtet, zum Ermitteln des besagten Unterschieds nur Leistungswerte der Sendesignale zu berücksichtigen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Sendeverstärkungswert und der Empfangsverstärkungswert nicht durch die Leistung der Empfangssignale verfälscht werden.

In der beschriebenen Weise ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zum Ermitteln des Unterschieds ausschließlich zwischen dem antennenseitigen Ende des Kabels und der Antenne erfasste Leistungswerte berücksichtigt. Die Steuereinrichtung muss also nicht über eine zusätzliche Messschaltung mit einem Leistungsdetektor am Sendeausgang des Transceivers gekoppelt werden . Insbesondere ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung mit der Transceivereinrichtung ausschließlich über das Kabel selbst elektrisch gekoppelt ist. Die einzige Verbindung, die also zwischen der Transceivereinrichtung und der Antennenanordnung (Antenne, Verstärkereinrichtung und Steuereinrichtung) nötig ist, ist also das Kabel selbst. Dies minimiert den Verschal- tungsaufwand . Dennoch ist die Antennenanordnung in der Lage, sich dahingehend selbst zu kalibrieren oder zu parametrieren, dass die Dämpfung des Kabels kompensiert wird. Die Antennenanordnung ist somit selbstkalibrierend oder selbstparametrierend .

Um die besagten Leistungswerte an der Abgriffsstelle zu erzeugen, sieht eine Weiterbildung vor, dass die Leistungsdetektoreinrichtung als diodenbasierter Hüllkurvendemodulator ausgestaltet ist. Hierdurch ist die Leistungsdetektoreinrichtung mit besonders geringem Schaltungsaufwand realisierbar. Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Kommunikationseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Sendesignale gemäß dem

Car-to-Car-Kommunikationsprotokoll zu erzeugen. Mit anderen Worten ist die Kommunikationsvorrichtung gemäß dem Standard IEEE 802.11 ausgestaltet. Es handelt sich also um eine

WiFi-KommunikationsVorrichtung .

Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug. Das erfin^¬ dungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Ausführungsform der er^¬ findungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung auf. Das erfin- dungsgemäße Kraftfahrzeug weist den Vorteil auf, dass die Transceivereinheit und die Antenne an unterschiedlichen

Verbauorten angeordnet werden können und mit einem Kabel verbunden werden können und anschließend die durch das Kabel verursachte Signaldämpfung durch die Kommunikationsvorrichtung in einer Selbstkalibrierung oder Selbstparametrierung kompensiert wird, ohne dass hierzu zusätzliche Messleitungen zwischen der Transceivereinrichtung und dem antennenseitigen Ende des Kabels bereitgestellt werden müssen. Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Kompensieren einer Kabeldämpfung in einer Kommunikationsvorrichtung. Bei dem Verfahren erzeugt eine Transceivereinheit Sendesignale an einem Sendeausgang der Transceivereinheit, wobei sich zumindest zwei der Sendesignale in ihrer Signalleistung unterscheiden, wie dies beispielsweise durch die beschriebene TPC (Transceiver Power Control) verursacht sein kann. Ein mit dem Sendeausgang gekoppeltes Kabel überträgt die Sendesignale von dem Sendeausgang zu einer Antenne. Hierbei ist zwischen ein antennenseitiges Ende des Kabels und die Antenne eine steuerbare Verstärkereinrichtung zum Verstärken der über das Kabel übertragenen Sendesignale geschaltet. Des Weiteren erfasst eine Leistungsdetektoreinrichtung jeweilige mit der Leistung der Sendesignale korrelierte Leistungswerte an einer Abgriffsstelle, die zwischen dem an- tennenseitigen Ende des Kabels und der Antenne angeordnet ist. Eine Steuereinrichtung steuert die Verstärkereinrichtung in Abhängigkeit von den erfassten Leistungswerten. Um aus den Leistungswerten die Kabeldämpfung ablesen zu können und ent- sprechend den Sendeverstärkungswert in der Verstärkerein^¬ richtung zum Kompensieren der Kabeldämpfung einstellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die

Transceivereinrichtung zumindest eines der Sendesignale mit einer vorbestimmten Referenzleistung erzeugt und in der

Steuereinrichtung ein die Referenzleistung beschreibender

Referenzwert fest vorgegeben ist. Die Steuereinrichtung wählt aus den Leistungswerten der Leistungsdetektoreinrichtung einen Istwert aus, der die Leistung des zumindest einen mit der Referenzleistung erzeugten Sendesignals an der Abgriffsstelle angibt. In Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen dem

Referenzwert und dem Istwert wird der Sendeverstärkungswert der Verstärkungseinrichtung durch die Steuereinrichtung eingestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren weist ebenfalls den Vorteil auf, dass keine Leistungsmessung am transceiverseitigen Ende des Kabels nötig ist, um die Kabeldämpfung und damit den Sende^¬ verstärkungswert zu ermitteln. Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfin- dungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine sehe- matische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 1, bei dem es sich bei^¬ spielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere eine Last^¬ kraftwagen oder Personenkraftwagen, handeln kann. Für eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder Car-to-Car- Kommunikation oder C2C-Kommunikation weist das Kraftfahrzeug 1 eine Kommunikationsvorrichtung 2 auf. Die Kommunikationsvorrichtung 2 kann eine Transceivereinheit 3 und einen Anten^¬ nenanordnung 4 aufweisen. Die Transceivereinrichtung 3 kann in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein. Zum Übertragen von Sendesignalen 5 und Empfangssignalen 6 zwischen der

Transceivereinheit 3 und der Antennenanordnung 4 ist ein Kabel 7 zum elektrischen Verbinden der Transceivereinheit 3 und der Antennenanordnung 4 vorgesehen. Das Kabel 7 kann beispielsweise ein Koaxialkabel sein. Das Kabel 7 kann beispielsweise länger als 50 Zentimeter, insbesondere länger als 1 Meter sein.

Beim Übertragen der Sendesignale 5 und der Empfangssignale 6 dämpft das Kabel 7 die Signale, das heißt eine Leistung oder Amplitude der Sendesignale 5 und der Empfangssignale 6 wird beim Übertragen über das Kabel 7 verringert. Zum Kompensieren der Kabeldämpfung des Kabels 7 weist die Antennenanordnung 4 eine Verstärkereinrichtung 8 auf. Die Verstärkereinrichtung 8 kann einen Sendeverstärker 9 und einen Empfangsverstärker 10 aufweisen. Mittels des Sendeverstärkers 9 können die Sendesignale 5 in Abhängigkeit von einem Sendeverstärkungswert 11 verstärkt werden. Mittels des Empfangsverstärkers 10 können die Emp^¬ fangssignale 6 in Abhängigkeit von einem Empfangsverstärkungswert 12 verstärkt werden.

Der Sendeverstärkungswert 11 und der Empfangsverstärkungswert 12 können durch eine Steuereinrichtung 13 der Antennenanordnung 4 eingestellt werden. Hierzu ist ein Steuerausgang 14 der

Steuereinrichtung 13 mit der Verstärkereinrichtung 8 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 13 kann beispielsweise auf der Grundlage eines Microcontrollers realisiert sein. Die Steuereinrichtung 13 kann auch als integrierte Schaltung oder als diskrete Schaltung realisiert sein. Zum Ermitteln oder Erfassen der Leistung der Sendesignale 5 ist eine Leistungsdetektoreinrichtung 15 in der Antennenanordnung 4 bereitgestellt. Die Leistungsdetektoreinrichtung 15 kann eine Diode 16 zur Hüllkurvendemodulation aufweisen. Die Leistungsdetektoreinrichtung 15 ist in dem in der Figur veran- schaulichten Beispiel mit einer Antennenleitung 17 verbunden, welche eine Antenne 18 der Antennenanordnung 4 mit der Verstärkereinrichtung 8 koppelt. Die Antenne 18 sendet die Sen^¬ designale 5 in die Luft und empfängt die Empfangssignale 6 aus der Luft.

Das Kabel 7 kann mit der Antennenanordnung 4 über einen Koppler 19 in an sich bekannter Weise verschaltet sein. Der Koppler 19 stellt ein antennenseitiges Ende des Kabels 7 dar. Über einen weiteren Koppler 20 kann das Kabel 7 mit der Transceiver- einrichtung 3 gekoppelt sein. Der Koppler 20 stellt ein transceiverseitiges Ende des Kabels 7 dar. Mittels der Koppler 19, 20 kann vorgesehen sein, über das Kabel 7 zusätzlich zu den Sendesignalen 5 und den Empfangssignalen 6 auch eine Versorgungsspannung oder Gleichspannung DC und ein im Verhältnis zu den Sendesignalen 5 und den Empfangssignalen niederfrequentes Steuersignal LF zu übertragen. Die Transceivereinrichtung 3 erzeugt die Sendesignale 5 in an sich bekannter Weise an einem Sendeausgang 21 und empfängt die Empfangssignale 6 an einem Empfangseingang 22. Um den Wandler 20 abwechselnd mit dem Sendeausgang 21 zum Aussenden der Sende- signale 5 und dem Empfangseingang 22 zum Empfangen der Empfangssignale 6 zu koppeln, ist ein steuerbarer Schalter oder eine steuerbare Weiche oder ein steuerbarer Multiplexer 23 zwischen den Wandler 20 einerseits und den Sendeausgang 21 und den Empfangseingang 22 andererseits geschaltet. Der Multiplexer 23 wird beispielsweise durch die Transceivereinrichtung 3 ge^¬ steuert. Des Weiteren ist der Wandler 19 über einen steuerbaren Multiplexer 24 mit einem Verstärkereingang 25 des Sendeverstärkers 9 und mit einem Verstärkerausgang 26 des Empfangs^¬ verstärkers 10 verschaltet. Über einen weiteren steuerbaren Multiplexer 27 sind der Sendeverstärker 9 und der Empfangsverstärker 10 einerseits und die Antennenleitung 17 andererseits verschaltet. Die Multiplexer 23, 24, 27 können in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein. Eine Abgriffsstelle 28 der Leistungsdetektoreinrichtung 17 zum Erfassen der Leistung der Empfangssignale 5 in der Antennenanordnung 4 ist bevorzugt zwischen den Multiplexer 27 und der Antenne 18 angeordnet. Mit anderen Worten befindet sich die Abgriffsstelle 28 an der Antennenleitung 17. Auch die Multiplexer 24 und 27 können durch die Transceivereinrichtung 3 geschaltet oder gesteuert werden. Zum Schalten kann beispielsweise das Kommunikationssignal LF ein Schaltsignal zum Schalten der Multiplexer 24 und 27 umfassen oder enthalten. Die Antennenanordnung 4 muss lediglich über das Kabel 7 mit der Transceivereinrichtung 3 gekoppelt sein. Es sind keine zusätzlichen Messleitungen nötig. Es ist auch nur eine Leistungsdetektoreinrichtung 15 nötig, um den Sendeverstärkungswert 11 und dem Empfangsverstärkungswert 12 mittels der Steuer- einrichtung 13 einzustellen. Die Steuereinrichtung 13 empfängt hierzu Leistungswerte 29 aus der Leistungsdetektoreinrichtung 15 an einem Signaleingang 30. Die Leistungswerte 29 können bei^¬ spielsweise Amplitudenwerte eines analogen Signals sein. In Abhängigkeit von den Leistungswerten 29 erzeugt die Steuereinrichtung 13 den Sendeverstärkungswert 11 und den Emp^¬ fangsverstärkungswert 12. Der Sendeverstärkungswert 11 und dem Empfangsverstärkungswert 12 können beispielsweise gleich sein.

Die Verstärkungsregelung mittels der Leistungsdetektoreinrichtung 15, der Steuereinrichtung 13 und der Verstärkereinrichtung 8 erfolgt somit ausschließlich innerhalb der Antennenanordnung 4, also ausschließlich an dem antennenseitigen Ende des Kabels 7. Die Steuereinrichtung 13 erfasst hierzu Leis^¬ tungswerte 29 der Sendesignale 5, also die Stärke der ausge^¬ sendeten Datenpakete. Die Leistungswerte 29 werden also nur auf derjenigen Seite des Kabels 7 erfasst, auf der auch eine Dämpfungskompensation 31 der Kabeldämpfung des Kabels 7 durch die Verstärkereinrichtung 8 durchgeführt wird.

Die Steuereinrichtung 13 vergleicht die Leistungswerte 29 mit einem Referenzwert 32. Der Referenzwert 32 repräsentiert eine Sollleistung oder Referenzleistung, welche beispielsweise diejenige Sendeleistung angibt, die einige, bestimmte Sende^¬ signale 5 an der Abgriffsstelle 28 aufweisen sollen. Über den Unterschied, beispielsweise die Differenz, wird die Leis^¬ tungsregelung in dem variablen Verstärker (VGA) in Form des Sendeverstärkers 9 durchgeführt. Mit anderen Worten wird der Sendeverstärkungswert 11 in Abhängigkeit von dem Unterschied 33 eingestellt .

Um die Kabeldämpfung ohne Leistungsdetektor auf der

Transceiverseite abschätzen zu können, muss die zu sendende Leistung an der Abgriffsstelle 28 bekannt sein. Gleiches betrifft den Zeitpunkt der Sendesignale 5. Andernfalls würde ein

Leistungswert 29 eines Empfangssignals 6 zugrunde gelegt. Der erste Punkt (bekannte Leistung) kann über folgende technische Lösungen erreicht werden:

Eine erste Lösung sieht vor, dass die Sendeleistung der Sendesignale 5 am Sendeausgang 21 eine Diskretisierung besitzt, welche größer ist als mögliche Werte für die Kabeldämpfung. Beispielsweise können zwei Sendeleistungen oder Leistungsstufen vorgesehen sein, beispielsweise +23 dBmund+10 dBm. Durch diese grobe Diskretisierung ist es bei Variationen der Kabeldämpfung bis zu 10 bis 12 dB möglich, die Sendeleistung des Sendesignals 5 am Sendeausgang 21 auf der Grundlage der Leistungswerte 29 an der Abgriffsstelle 28 zu ermitteln. Beispielsweise kann also als Referenzwert 32 der Wert +23 dBm hinterlegt sein. Wird dann ein Leistungswert 29 empfangen, der größer ist als +10 dBm ist, aber kleiner als der Referenzwert 32, so ist dieser Leistungswert 29 ein Istwert 29' der Leistung des Sendesignals 5, das mit der Referenzleistung, also in dem Beispiel +23 dBm, am Sendeausgang 21 erzeugt worden ist.

Eine zweite Lösung kann eine Kalibrierungsphase vorsehen. Es ist möglich, beispielsweise beim Start der Kommunikationsvorrichtung 2, wenn diese mit einer Versorgungsspannung gekoppelt wird, oder zu vorgegebenen Zeitpunkten Kalibrierpulse auszu^¬ senden, das heißt als Sendesignal 5 ein Kalibriersignal zu erzeugen, welches eine definierte Sendeleistung aufweist, beispielsweise die besagten +23 dBm. Die Steuereinrichtung 13 erkennt die Kalibrierungsphase oder den Kalibrierungszustand der Kommunikationsvorrichtung anhand beispielsweise des Starts oder der Zeitpunkte. Der dann ermittelte Leistungswert ist dann der Istwert 29' des Kalibriersignals an der Abgriffsstelle 28. Auch dieser Istwert 29' kann dann wieder mit dem Referenzwert 32 in der beschriebenen Weise verglichen werden, das heißt es kann der Unterschied 33 ermittelt werden. Dann kann ebenfalls die variable Verstärkung, das heißt der Sendeverstärkungswert 11 und der Empfangsverstärkungswert 12, dahingehend angepasst werden, dass die nachfolgend erfassten Leistungswerte 29 beispielsweise für das Kalibriersignal der Referenzleistung, beispielsweise +23 dBm, ergeben.

Eine dritte Lösung sieht vor, dass die Steuereinrichtung 13 für mehrere nacheinander ausgesendete Sendesignale 5 jeweils den Leistungswert 29 erfasst. Mit anderen Worten werden Sendepakte über einen vorbestimmten Zeitraum beobachtet . Die Kabeldämpfung kann dann heuristisch über die maximale und die minimale an der Abgriffsstelle 28 beobachtete Leistung, das heißt den maximalen Leistungswert und/oder den minimalen Leistungswert 29 ermittelt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die

Transceivereinrichtung 3 die Signalleistung der Sendesignale 5 am Sendeausgang 21 in einem vorbestimmten Leistungsintervall einstellt, beispielsweise von +23 dBm bis zu einer minimalen Signalleistung von -7 dBm. Hierbei kann auch eine

Diskretisierung vorgesehen sein, die beispielsweise Leistungsstufen der Größe 0,5 dB vorsehen kann. Mit anderen Worten ist die Größe der Leistungsstufe kleiner als die zu erwartende maximale Kabeldämpfung. Durch die Beobachtung der Sendepakete in einer Lernphase, also durch das Ermitteln mehrerer Leistungswerte 29, kann auf die maximale und/oder die minimale Leistung der Sendesignale 5 an der Abgriffsstelle 28 rückge- schlössen werden. Mit anderen Worten entspricht der Unterschied 33 dann dem Unterschied zwischen der maximalen Sendeleistung einerseits und dem maximalen Leistungswert 29 andererseits. Genauso kann ein Unterschied 33 zwischen der minimalen Sendeleistung und dem minimalen Leistungswert 29 berechnet werden. Die maximale Leistung beziehungsweise die minimale Leistung stellt dann jeweils einen Referenzwert 32 dar. Es können auch sowohl ein maximaler Leistungswert als auch ein minimaler Leistungswert für das Ermitteln des Sendeverstärkungswerts 11 und des Empfangsverstärkungswerts 12 vorgesehen sein. Dann sind zwei Referenzwerte 32 bereitgestellt.

Nach der Lernphase, also nach dem erstmaligen Einstellen des Sendeverstärkungswerts 11 und des Empfangsverstärkungswerts 12, muss die variable Verstärkung nur noch im Rahmen zum Beispiel von Temperaturschwankungen angepasst werden, welche sehr langsam sind. Dies kann über die Diskretisierung erreicht werden, also beispielsweise auf Grundlage der zuerst beschriebenen Lösung, da die Temperaturschwankungen Dämpfungswertänderungen hervorrufen, die kleiner als die beschriebene Diskretisierung von beispielsweise 0,5 dB ist.

Es ist auch möglich, durch die Steuereinrichtung 13 die drei beschriebenen Lösungen zu kombinieren oder auch eine Auswahl aus den drei Lösungen zu kombinieren. Es könnte zum Beispiel beim Einschalten der Kommunikationsvorrichtung 2 eine Kalibrierphase stattfinden und anschließend die heuristische Lösung angewendet werden. Der Zeitpunkt jedes Sendesignals 5 kann weiterhin von der Transceivereinrichtung 3 übertragen werden, beispielsweise mittels des beschriebenen Kommunikationssignals LF. Allerdings ist keine weitere Datenübertragung nötig. Das Signal ist zum Signalisieren der Sendephasen, wenn also ein Sendesignal 5 erzeugt wird, kann beispielsweise das Schaltsignal zum Schalten der Multiplexer 24, 27 sein.

Insgesamt ergibt sich bei der Kommunikationsvorrichtung 2 somit eine technische Vereinfachung der Kompensation 31 mit einer Einsparung von Hardwarekomponenten und Systemkomplexität. Dies wird erreicht, indem auf Kompensatorseite, also in der An^¬ tennenanordnung 4, in der Steuereinrichtung 13 ein Referenzwert 32 für eine Sendeleistung eines Sendesignals 5 gespeichert ist, mit welcher zumindest ein Sendesignal 5 am Sendeausgang 21 durch die Transceivereinrichtung 3 erzeugt ist. Diese bekannte Signalleistung bildet somit eine Referenzleistung.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine vereinfachte Kompensatorschnittstelle für eine

C2C-Kommunikation bereitgestellt werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Kommunikationsvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), aufweisend :

- eine Transceivereinheit (3) zum Erzeugen von Sendesignalen (5) an einem Sendeausgang (21) der Transceivereinheit (3), wobei sich zumindest zwei der Sendesignale (21) in ihrer Signalleistung unterscheiden,

- ein mit dem Sendeausgang (21) gekoppeltes Kabel (7) zum Übertragen der Sendesignale (5) zu einer Antenne (18), wobei die Antenne (18) mit einem antennenseitigen Ende (19) des Kabels (7) über eine steuerbare Verstärkereinrichtung (8) zum Verstärken der über das Kabel (7) übertragenen Sendesignale (7) verschaltet ist,

- eine Leistungsdetektoreinrichtung (15) zum Erfassen eines jeweiligen mit einer Leistung der Sendesignale (5) an einer Abgriffsstelle (28) korrelierten Leistungswerts (29), wobei die Abgriffsstelle (28) zwischen dem antennenseitigen Ende (19) des Kabels (7) und der Antenne (18) angeordnet ist,

- eine Steuereinrichtung (13) zum Steuern der Verstärkereinrichtung (8) in Abhängigkeit von den erfassten Leistungswerten (29) ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die

Transceivereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, zumindest eines der Sendesignale (5) mit einer vorbestimmten Referenzleistung zu erzeugen, wobei in der Steuereinrichtung (13) ein die Referenzleistung beschreibender Referenzwert (32) fest vorgegeben ist und die Steuereinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, aus den Leistungswerten (29) einen davon als Istwert (29'), der die Leistung des zumindest einen mit der Referenzleistung erzeugten Sendesignals (5) an der Abgriffsstelle (28) angibt, auszuwählen und in Abhängigkeit von einem Unterschied (33) zwischen dem Referenzwert (32) und dem Istwert (29') einen Sendeverstärkungswert (11) der Verstärkereinrichtung (8) einzustellen.

2. Kommunikationsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei die Transceivereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Sende- Signale (5) an dem Sendeausgang (21) jeweils ausschließlich mit einer Sendeleistung zu erzeugen, die aus einer von zumindest zwei vorgegebenen Leistungsstufen ausgewählt ist, wobei die Refe^¬ renzleistung einer der Leistungsstufen entspricht und wobei die Steuereinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, als den Istwert (29') denjenigen Leistungswert (29), der eine Leistung zwischen der Leistungsstufe der Referenzleistung und der nächst nied^¬ rigeren Leistungsstufe angibt, auszuwählen.

3. Kommunikationsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transceivereinrichtung (3) dazu einge^¬ richtet ist, in Abhängigkeit von einem Auslösesignal als Sendesignal (5) ein Kalibriersignal mit der Referenzleistung zu erzeugen, und wobei die Steuereinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Auslösesignal den Istwert (29') aus zuwählen .

4. Kommunikationsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Referenzleistung einer maximalen oder eine minimalen Sendeleistung entspricht und die Steuereinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, einen Maximalwert oder einen Mi^¬ nimalwerts der Leistungswerte (29) als den Istwert (29') aus zuwählen .

5. Kommunikationsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstärkereinrichtung (8) dazu eingerichtet ist, über die Antenne (18) empfangene Empfangssignale (6) in Abhängigkeit von einem Empfangsverstärkungswert (12) zu ver^¬ stärken und dann an das Kabel (7) weiterzuleiten, und wobei die Steuereinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, den Empfangs^¬ verstärkungswert (12) in Abhängigkeit von dem Unterschied (33) einzustellen .

6. Kommunikationsvorrichtung (2) nach Anspruch 5, wobei die Verstärkereinrichtung (8) über einen Multiplexer (24) mit dem Kabel (7) verschaltet ist und die Transceivereinrichtung (3) dazu ausgelegt ist, den Multiplexer (27) mittels eines Schaltsignals (LF) zwischen einer Sendestellung und einer Empfangsstellung umzuschalten, wobei die Steuereinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, anhand des Schaltsignals (LF) zwischen Leistungswerten (29) der Sendesignale (5) und Leistungswerten (29) der Empfangs^¬ signale (6) zu unterscheiden und zum Ermitteln des Unterschieds (33) nur Leistungswerte (29) der Sendesignale (5) zu berück^¬ sichtigen .

7. Kommunikationsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (13) zum Ermitteln des Unterschieds (33) ausschließlich zwischen dem antennenseitigen Ende (19) des Kabels (7) und der Antenne (18) erfasste Leis^¬ tungswerte (29) berücksichtigt.

8. Kommunikationsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (13) mit der

Transceivereinrichtung (3) ausschließlich über das Kabel (7) elektrisch gekoppelt ist.

9. Kommunikationsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leistungsdetektoreinrichtung (15) als diodenbasierter Hüllkurvendemodulator (16) ausgestaltet ist.

10. Kommunikationsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationseinrichtung (2) dazu ein- gerichtet ist, die Sendesignale (5) gemäß einem

Car-to-Car-Kommunikationsprotokoll zu erzeugen.

11. Kraftfahrzeug (1) mit einer Kommunikationsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

12. Verfahren zum Kompensieren (31) einer Kabeldämpfung in einer Kommunikationsvorrichtung (2), wobei bei dem Verfahren:

- eine Transceivereinheit (3) Sendesignale (5) an einem Sen^¬ deausgang (21) der Transceivereinheit (3) erzeugt, wobei sich zumindest zwei der Sendesignale (5) in ihrer Signalleistung unterscheiden,

- ein mit dem Sendeausgang (21) gekoppeltes Kabel (7) die Sendesignale (5) zu einer Antenne (18) überträgt, wobei zwischen ein antennenseitiges Ende (19) des Kabels (7) und die Antenne (18) eine steuerbare Verstärkereinrichtung (8) zum Verstärken der über das Kabel (7) übertragenen Sendesignale (5) geschaltet ist,

- eine Leistungsdetektoreinrichtung (15) jeweilige mit einer Leistung der Sendesignale (5) korrelierte Leistungswerte (29) an einer Abgriffsstelle (28), die zwischen dem antennenseitigen Ende (19) des Kabels (7) und der Antenne (18) angeordnet ist, erfasst ,

- eine Steuereinrichtung (13) die Verstärkereinrichtung (8) in Abhängigkeit von den erfassten Leistungswerten (29) steuert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die

Transceivereinrichtung (3) zumindest eines der Sendesignale (5) mit einer vorbestimmten Referenzleistung erzeugt, wobei in der Steuereinrichtung (13) ein die Referenzleistung beschreibender Referenzwert (32) fest vorgegeben ist und die Steuereinrichtung (13) aus den Leistungswerten (29) einen Istwert (29')_/ der die Leistung des zumindest einen mit der Referenzleistung erzeugten Sendesignals (5) an der Abgriffsstelle (28) angibt, auswählt und in Abhängigkeit von einem Unterschied (33) zwischen dem Re- ferenzwert (32) und dem Istwert (29') einen Sendeverstär- kungswert (11) der Verstärkereinrichtung (8) einstellt.