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DE10028077A1 - Antennensystem mit mindestens zwei Antennen für mindestens ein Schreib-Lese-Gerät(SLG) und mindestens einen mobilen Datenspeicher (MDS) zur gegenseitigen Datenübertragung in einem Identifikationssystem sowie Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antennensystems - Google Patents

Antennensystem mit mindestens zwei Antennen für mindestens ein Schreib-Lese-Gerät(SLG) und mindestens einen mobilen Datenspeicher (MDS) zur gegenseitigen Datenübertragung in einem Identifikationssystem sowie Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antennensystems

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DE10028077A1
DE10028077A1 DE2000128077 DE10028077A DE10028077A1 DE 10028077 A1 DE10028077 A1 DE 10028077A1 DE 2000128077 DE2000128077 DE 2000128077 DE 10028077 A DE10028077 A DE 10028077A DE 10028077 A1 DE10028077 A1 DE 10028077A1
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Germany
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signals
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antenna
signal
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Martin Dipl-Ing Schiefer
Peter Dipl-Ing Veith
Wolfgang Dipl-Ing Konrad
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Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Abstract

Antennensystem mit mindestens zwei Antennen für mindestens ein Schreib-Lese-Gerät (SLG) und mindestens einen mobilen Datenspeicher (MDS) zur gegenseitigen Datenübertragung in einem Identifikationssystem sowie Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antennensystems. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ein Antennensystem mit mindestens zwei Antennen (2) für mindestens ein Schreib-Lese-Gerät (SLG) zur Datenübertragung zwischen dem Schreib-Lese-Gerät (SLG) und mindestens einem mobilen Datenspeicher (MDS) in einem Identifikationssystem mit mindestens einem an Objekten angebrachten mobilen Datenspeicher (MDS) zur Erfassung von objektbezogenen Zustands- und/oder Prozessdaten z. B. in einem Versand-, Transport- und/oder Fertigungssystem der einzelnen Objekte, wobei mindestens ein Empfänger (1) zur gewichteten Zusammenführung von Empfangssignalen der Antennen (2) zu einem Gesamtempfangssignal zur Erzielung einer Richtcharakteristik des Antennensystems vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antennensystems.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antennensystem mit mindestens zwei Antennen für mindestens ein Schreib-Lese-Gerät (SLG) zur Da­ tenübertragung zwischen dem Schreib-Lese-Gerät (SLG) und min­ destens einem mobilen Datenspeicher (MDS) in einem Identifi­ kationssystem mit mindestens einem an Objekten angebrachten mobilen Datenspeicher (MDS) zur Erfassung von objektbezogenen Zustands- und/oder Prozessdaten z. B. in einem Versand-, Transport- und/oder Fertigungssystem der einzelnen Objekte. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antennensystems.
Als Stand der Technik sind Identifikationssysteme bekannt, die zumindest ein stationäres Schreib-Lese-Gerät (SLG) ent­ halten, welches Daten mit mobilen Datenspeichern (MDS) über eine in der Regel auf Funk basierender Datenübertragungsstre­ cke berührungslos austauscht. Derartige Systeme werden in technischen Einrichtungen eingesetzt, wo eine Vielzahl von Objekten bzw. Gütern möglichst schnell und frei zumindest be­ wegt werden müssen. Die Objekte können dabei unterschied­ lichster Art sein, z. B. Pakete in einer Versandeinrichtung, Montageteile in einer Fertigungsanlage, Gepäckstücke in einem Transportsystem und vieles mehr. Dabei ist es in aller Regel erforderlich, an bestimmten Stellen der Einrichtung, z. B. ei­ ner Fertigungsanlage, etwa die Art und den Zustand der in ei­ ner räumlichen Nähe zu diesen Stellen aktuell befindlichen Objekte schnell und ungehindert zu erfassen. Hierzu werden einerseits die Objekte mit mobilen Datenspeichern versehen, welche z. B. die Art und den aktuellen Zustand des Objektes kennzeichnende Daten enthalten. Andererseits sind an den be­ stimmten Stellen der Einrichtung Schreib-Lese-Geräte plat­ ziert und häufig mit zentralen Datenverarbeitungseinrichtun­ gen verbunden.
Werden z. B. in einem Produktionsablauf solche Objekte in die räumliche Nähe einer ausgewählten Stelle befördert, so kann das dort angeordnete, stationäre Schreib-Lese-Gerät auf be­ rührungslose Weise die Daten in den mobilen Datenspeichern der in ihrem Erfassungsbereich aktuell befindlichen Objekte erfassen und gegebenenfalls verändern. Die Daten können dann mit Hilfe einer übergeordneten zentralen Datenverarbeitungs­ einrichtung zu unterschiedlichen Zwecken ausgewertet werden, z. B. zur Verfolgung des Laufes der mit den mobilen Datenspei­ chern versehenen Objekte und zur davon abhängigen Steuerung von Betriebsmitteln der jeweiligen technischen Einrichtung.
In technischen Einrichtungen werden die mit mobilen Daten­ speichern versehenen Objekte bzw. Güter in der Regel mit Hil­ fe von technischen Transportmitteln wie z. B. Förderbändern auf fest vorgegebenen Bahnen bewegt. Diese Transportmittel können eng aneinander bzw. übereinander liegend oder parallel verlaufen. Zur Erfassung des Flusses der Objekte auf den je­ weiligen Bahnen können diesen Schreib-Lese-Geräte zugeordnet sein. Diese haben meist zur Überwachung und Steuerung des Ob­ jektflusses die Aufgabe, Daten mit den mobilen Datenspeichern an denjenigen Objekten auszutauschen, welche auf der zugeord­ neten Bahn bzw. dem zugeordneten Transportmittel gefördert werden.
Dabei kann das Problem auftreten, daß von einem Schreib-Lese- Gerät empfangene Signale durch Störsignale beeinträchtigt werden. Diese Störsignale können z. B. von mobilen Datenspei­ chern stammen, die sich in der Nähe des mobilen Datenspei­ chers befinden, dessen Funksignale empfangen werden sollen. Ferner können Anteile des Nutzsignals des mobilen Datenspei­ chers, dessen Signal vom Schreib-Lese-Gerät empfangen werden soll, aufgrund von Mehrwegeausbreitung aus unterschiedlichen Richtungen und mit unterschiedlichen Laufzeiten beim empfan­ genden Schreib-Lese-Gerät eintreffen.
Zur Verbesserung der Signalqualität bei der Übertragung von Signalen zwischen Schreib-Lese-Gerät und dem jeweiligen mobi­ len Datenspeicher kann z. B. die Sendeleistung der jeweiligen mobilen Datenspeicher erhöht werden, wodurch sich jedoch die Teilnehmerdichte der mobilen Datenspeicher in einem vorlie­ genden Transportraum verringert.
Ferner können die vom mobilen Datenspeicher ausgesendeten Signale codiert werden, z. B. unter Verwendung von FEC-Codes oder ARQ-Codes, womit bei einem üblicherweise begrenzten Fre­ quenzband zur Signalübertragung eine unerwünschte Reduzierung der Nettodatenrate auftritt.
Desweiteren ist es bekannt, Schreib-Lese-Geräte mit mehreren Antennen zu versehen, welche abwechselnd aktiviert werden (sog. "Antennendiversity"), wodurch ein Feldstärkeschwund der von den mobilen Datenspeichern ausgesendeten Signale vermie­ den werden kann. Ein Empfang von Störsignalen aufgrund von Mehrwegeausbreitung des Nutzsignals eines mobilen Datenspei­ chers kann jedoch nicht unterbunden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antennensystem mit mindestens zwei Antennen für mindestens ein Schreib-Lese- Gerät (SLG) zur Datenübertragung zwischen dem Schreib-Lese- Gerät und mindestens einem mobilen Datenspeicher (MDS) in ei­ nem Identifikationssystem sowie ein Verfahren zum Betrieb ei­ nes derartigen Antennensystems anzubieten, bei dem eine weit­ gehende störungsfreie Datenübertragung erreicht wird.
Für das Antennensystem wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Antennensystems werden in den Unteransprüchen 2 und 3 be­ schrieben. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ver­ fahrensvarianten werden in den Unteransprüchen 5-10 be­ schrieben.
Beim erfindungsgemäßen Antennensystem ist mindestens ein Emp­ fänger zur gewichteten Zusammenführung von Empfangssignalen des Antennensystems zu einem Gesamtempfangssignal zur Erzie­ lung einer Richtcharakteristik des Antennensystems vorgese­ hen. Durch eine derartige Gewichtung der Empfangssignale der einzelnen Antennen des Antennensystems Entsteht eine Richt­ charakteristik in Form einer gerichteten Antennenkeule, wel­ che durch Veränderung der gewichteten Zusammenführung der Empfangssignale elektronisch geschwenkt werden kann, wodurch eine elektronisch-adaptive Antenne entsteht und durch die ge­ richtete Antennenkeule eine gezielte Abschwächung von Stör­ signalen benachbarter mobiler Datenspeicher oder von aufgrund von Mehrwegeausbreitung auftretender Störsignale erreicht wird. Insgesamt wird somit eine gezielte Abschwächung von Störsignalen und eine Anhebung des Nutzsignals des jeweiligen mobilen Datenspeichers erreicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Antennensys­ tem des Schreib-Lese-Gerätes vier Antennen auf, deren Emp­ fangssignale gewichtet zu einem Gesamtempfangssignal zusam­ mengeführt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann min­ destens einer Antenne des Antennensystems auch ein separater Empfänger zugeteilt sein, welcher als separate Auswerte- /Steuereinheit eine individuelle Vorverarbeitung der empfan­ genen Signale der jeweiligen Antenne durchführt.
Derartige vorverarbeitete Signale können dann einem Gesamt­ empfänger zur - wie beschrieben - gewichteten Zusammenführung sämtlicher Empfangssignale der Antennen - zugeführt werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Antennen­ systems werden die Empfangssignale der Antennen des Antennen­ systems zur Erzielung einer Richtcharakteristik des Antennen­ systems gewichtet zu einem Gesamtempfangssignal zusammenge­ führt. Damit entsteht eine Richtcharakteristik des Antennen­ systems des Schreib-Lese-Geräts mit einer gerichteten Anten­ nenkeule. Hierdurch kann der jeweilige mobile Datenspeicher, dessen Signale vom Schreib-Lese-Gerät gerade empfangen werden sollen, gezielt angepeilt werden und es werden Funksignale benachbarter mobiler Datenspeicher oder Störsignale aufgrund von Mehrwegeausbreitung unterdrückt. Durch unterschiedliche Gewichtung der einzelnen Empfangssignale im Empfänger ent­ steht eine elektronisch schwenkbare Antennenkeule.
Die einzelnen Empfangssignale der Antennen können hinsicht­ lich einzelner oder mehrerer verschiedener Kenngrößen der je­ weiligen Signale gewichtet zusammengeführt werden. In diesem Zusammenhang kann z. B. eine gewichtete Zusammenführung der einzelnen Empfangssignale durch unterschiedlich gewichtete Phasenlagen und/oder Amplituden der einzelnen Empfangssignale stattfinden.
Die gewichtete Zusammenführung der einzelnen Empfangssignale der Antennen des Antennensystems findet vorteilhafterweise über einen Algorithmus in einem Empfänger des Antennensystems des Schreib-Lese-Geräts statt. In diesem Empfänger kann auch eine periodische oder kontinuierliche Analyse der Signalsitu­ ation in Umgebung des Schreib-Lese-Geräts stattfinden, wo­ durch Veränderungen der Störsignalsituation, z. B. aufgrund einer Mobilität von Störsignale aussendenden mobilen Daten­ speichern, festgestellt werden kann.
Daraufhin kann die Richtcharakteristik des Antennensystems durch eine angepaßte und veränderte Gewichtung der einzelnen Empfangssignale berücksichtigt werden, wodurch die neu auf­ tretenden und festgestellten Störsignale wiederum gegenüber dem Nutzsignal des angepeilten mobilen Datenspeichers abge­ senkt werden.
Hierzu können im Empfänger eine bestimmte Anzahl von Muster­ algorithmen mit vorgegebenen unterschiedlichen Gewichtungen der Empfangssignale der einzelnen Antennen des Antennensys­ tems abgespeichert sein, um auf festgestellte Störsignalmus­ ter umgehend durch Auswahl der entsprechenden Störsignalalgo­ rithmen und eine entsprechende elektronische Veränderung der Richtcharakteristik des Antennensystems reagieren zu können.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnungsfigur näher erläutert.
Aus der Zeichnungsfigur geht ein Empfänger 1 für ein Schreib- Lese-Gerät (SLG) hervor, welcher ein aus den Antennen 2a, 2b, 2c, 2d gebildetes Antennensystem zum Empfang von Signalen von Sendern 4 mit Antennen 5, nämlich von mobilen Datenspeichern (MDS), aufweist. Erfindungsgemäß sollen die Funksignale von Störern 6 mit Antennen 7 unterdrückt werden. Dabei kann der Störer 6 aus einem mobilen Datenspeicher bestehen, der be­ nachbart zum angepeilten mobilen Datenspeicher - hier zum Sender 4 - angeordnet ist. Ferner kann der Störer 6 auch eine Störsignalausbreitung aufgrund von Mehrwegeausbreitung dar­ stellen.
Durch die gewichtete Zusammenführung der Empfangssignale der Antennen 2a-2d im Empfänger 1 erhält das Antennensystem ei­ ne Richtcharakteristik mit der gerichteten Antennenkeule 9, wodurch ein bevorzugter Empfang der Signale des Senders 4 und eine Unterdrückung der Störsignale des Senders 6 stattfindet.
Zur Verdeutlichung der wirkungsvollen Unterstützung von Stör­ signalen aufgrund des erfindungsgemäßen Antennensystems ist auch eine ungerichtete (kreisförmige) Antennenkeule 8 abge­ bildet, welche eine Richtcharakteristik besitzt ist, die auch die Signale des Störers 6 gleichgewichtet zu den Signalen des Senders 4 empfangen würde, wodurch das Nutzsignal vom nicht­ unterdrückten Störsignal beeinträchtigt werden würde.
Durch die beschriebene erfindungsgemäße gewichtete Zusammen­ führung der Empfangssignale der Antennen 2a-2d im Empfänger 1 zu einem Gesamtempfangssignal zur Erzielung einer Richtcha­ rakteristik des aus den Antennen 2a-2d gebildeten Antennen­ systems kann eine weitgehend störungsfreie Funkverbindung ho­ her Qualität aufgebaut werden, über welche auch eine Daten­ übertragung in beiden Richtungen, also nicht nur vom Sender 4 zum Empfänger 1, sondern auch umgekehrt, z. B. zur Regelung von Kenngrößen, z. B. der Amplitude des Senders 4, eingerich­ tet werden.
Den einzelnen Antennen 2a-2d können Einzelempfänger 3 zuge­ teilt sein, welche eine Vorverarbeitung des von der jeweili­ gen Antenne 2 empfangenen Signals durchführen, bevor eine Zu­ sammenführung der einzelnen - zumindest zum Teil vorverarbei­ teten - Empfangssignale der Antennen 2 im Empfänger 1 er­ folgt. Hierdurch kann eine an die individuelle Position der Antenne angepaßte Vorverarbeitung der empfangenen Signale vor der zusammengeführten Gewichtung im Empfänger 1 stattfinden, wodurch die Qualität der Datenübertragung zwischen Schreib- Lese-Gerät und mobilem Datenspeicher weiter verbessert werden kann.

Claims (10)

1. Antennensystem mit mindestens zwei Antennen für mindes­ tens ein Schreib-Lese-Gerät (SLG) zur Datenübertragung zwi­ schen dem Schreib-Lese-Gerät (SLG) und mindestens einem mobi­ len Datenspeicher (MDS) in einem Identifikationssystem mit mindestens einem an Objekten angebrachten mobilen Datenspei­ cher (MDS) zur Erfassung von objektbezogenen Zustands- und/oder Prozessdaten z. B. in einem Versand-, Transport- und/oder Fertigungssystem der einzelnen Objekte, wobei min­ destens ein Empfänger (1) zur gewichteten Zusammenführung von Empfangssignalen der Antennen (2) zu einem Gesamtempfangssig­ nal zur Erzielung einer Richtcharakteristik des Antennensys­ tems vorgesehen ist.
2. Antennensystem nach Anspruch 1, wobei vier Antennen (2a, 2b, 2c, 2d) vorgesehen sind.
3. Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens einer Antenne (2) ein Einzelempfänger (3) zur Erzeugung eines Empfangssignals der jeweiligen Antenne (2) zugeordnet ist.
4. Verfahren zum Betrieb eines Antennensystems mit mindes­ tens zwei Antennen für mindestens ein Schreib-Lese-Gerät (SLG) zur Datenübertragung zwischen dem Schreib-Lese-Gerät (SLG) und mindestens einem mobilen Datenspeicher (MDS) in ei­ nem Identifikationssystem mit mindestens einem an Objekten angebrachten mobilen Datenspeicher (MDS) zur Erfassung von objektbezogenen Zustands- und/oder Prozessdaten z. B. in einem Versand-, Transport- und/oder Fertigungssystem der einzelnen Objekte, insbesondere Verfahren zum Betrieb eines Antennen­ systems nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Empfangs­ signale der Antennen des Antennensystems zur Erzielung einer Richtcharakteristik des Antennensystems gewichtet zu einem Gesamtempfangssignal zusammengeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Empfangssignale mit unterschiedlich gewichteten Phasenlagen der Empfangssignale zu einem Gesamtempfangssignal zusammengeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Empfangssig­ nale mit unterschiedlich gewichteten Amplituden der Empfangs­ signale zu einem Gesamtempfangssignal zusammengeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, wobei die Ge­ wichtung der Empfangssignale der einzelnen Antennen zur Ab­ schwächung von Störsignalen und zur Anhebung des Nutzsignals erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7, wobei die Ge­ wichtung der Empfangssignale der einzelnen Antennen im Ge­ samtempfangssignal über einen Algorithmus in einem Empfänger des Antennensystems erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Gewichtung der Emp­ fangssignale der einzelnen Antennen im Gesamtempfangsignal in Abhängigkeit von der Störsignalsituation verändert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei durch das Antennensys­ tem eine kontinuierliche oder periodische Analyse der Stör­ signalsituation erfolgt.
DE2000128077 2000-06-07 2000-06-07 Antennensystem mit mindestens zwei Antennen für mindestens ein Schreib-Lese-Gerät(SLG) und mindestens einen mobilen Datenspeicher (MDS) zur gegenseitigen Datenübertragung in einem Identifikationssystem sowie Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antennensystems Withdrawn DE10028077A1 (de)

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