DE102007016999A1

DE102007016999A1 - System und Verfahren zur Verwendung bei drahtloser Kommunikation unter Verwendung mehrerer Antennen

Info

Publication number: DE102007016999A1
Application number: DE102007016999A
Authority: DE
Inventors: Riad Dearborn Heights Ghabra; John S. Brighton Nantz; Tom Q. Novi Tang
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-01-03
Also published as: GB0711808D0; GB2439442A; GB2439442B; US20070024510A1

Abstract

Ein System und ein Verfahren zur Verwendung bei drahtloser Kommunikation enthalten das wahlweise Verbinden einer Kommunikationsschaltung mit einer von mehreren Antennen. Mit dem System und dem Verfahren wird verhindert, dass die restlichen Antennen mit der Antenne, die mit der Kommunikationsschaltung verbunden ist, in Wechselwirkung treten.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein System und auf ein Verfahren zur Verwendung bei drahtloser Kommunikation unter Verwendung von mehreren Antennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein System und ein Verfahren zur Verwendung bei drahtloser Kommunikation unter Verwendung mehrerer Antennen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren nach Anspruch 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden genauen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigt:
1 einen Blockschaltplan, der das System und das Verfahren, die hier beschrieben werden, darstellt.
Unter Bezugnahme auf 1 erfolgt eine genauere Beschreibung des Systems und des Verfahrens. Es ist in steigendem Maße üblich geworden, in Kraftfahrzeugen drahtlose Kommunikationssysteme für eine Vielzahl von Anwendungen zu verwenden. Diese enthalten, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, Systeme zum ferngesteuerten schlüssellosen Zugang (RKE-Systeme, "Remote Keyless Entry"-Systeme), Systeme zur Reifendrucküberwachung (TPM-Systeme, "Tire Pressure Monitoring"-Systeme), Systeme zur Fernsteuerung der Garagentoröffnung (GDO-Systeme, "Garage Door Opening"-Systeme), die Fahrzeugblockierung, sprachaktivierte Steuerungseinrichtungen und dergleichen.
Viele dieser vorhandenen Kommunikationssysteme können unabhängig davon, ob sie einen Sender, einen Empfänger oder einen Sender/Empfänger enthalten, so entworfen sein, dass sie in mehreren Frequenzbändern betrieben werden oder innerhalb eines festen Frequenzbandes eine Musteroptimierung ausführen. Folglich erfordern derartige Kommunikationssysteme entweder mehrere Antennen mit mehreren Schaltern in einem Schalternetzwerk oder eine einzige Antenne mit veränderlichen Komponenten, wie etwa eine Varaktor-Diode, um diese Antenne auf verschiedene Frequenzen abzustimmen.
Dies führt zu der weiteren Forderung der Mikroprozessorsteuerung des Schalternetzwerks oder der veränderlichen Komponenten und kann die Notwendigkeit einer intelligenten Software einschließen.
Es besteht somit ein Bedarf an einem System und einem Verfahren zur Verwendung in einem Kommunikationssystem, wie etwa für Kraftfahrzeuganwendungen, die RKE-Systeme, TPM-Systeme, die Fernsteuerung von GDO-Systemen, die Fahrzeugblockierung, sprachaktivierte Steuerungseinrichtungen und dergleichen enthalten, die die Verwendung von mehreren Antennen ohne die Notwendigkeit der Abstimmung ermöglichen. Das heißt, ein derartiges System und ein derartiges Verfahren würden mehrere Antennen verwenden, die für bestimmte Frequenzbänder, für eine Musteroptimierung und/oder für eine Polarisation optimiert sind, ohne dass Schaltungsanordnungen oder Komponenten abgestimmt werden müssen.
In 1 ist ein Blockschaltplan des allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Systems und des Verfahrens, die hier beschrieben werden, gezeigt. Allgemein ausgedrückt, das System und das Verfahren schaffen ein Antennenkonzept zur Verwendung in Mehrfrequenz-Anwendungen, insbesondere in Kraftfahrzeuganwendungen wie etwa in RKE-Systemen, TPM-Systemen, der Fernsteuerung von GDO-Systemen, der Fahrzeugblockierung, sprachaktivierten Steuerungseinrichtungen und dergleichen. Das System und das Verfahren ermöglichen die Verwendung einer einzigen Sender-, Empfänger- oder Sender/Empfänger-Schaltung für Mehrfrequenz-Betriebsanforderungen (obwohl ebenfalls mehr als eine Sender-, Empfänger- oder Sender/Empfänger-Schaltung verwendet werden können). Das System und das Verfahren verwenden mehrere Antennen zur Optimierung der Leistungsfähigkeit in unterschiedlichen Frequenzbändern.
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Steuereinheit 12 vorgesehen, um wahlweise eine Kommunikationsschaltung 14 mit wenigstens einer von mehreren Antennen 16a, 16b, 16c zu verbinden. Zur Einfachheit sind in 1 drei Antennen 16a, 16b, 16c gezeigt, wobei keine Beschränkung der Anzahl von Antennen besteht, die verwendet werden können. Es sollte außerdem angemerkt werden, dass die Antennen 16a, 16b, 16c von einem beliebigen Typ oder einer Kombination von Typen sein kann, einschließlich Ringantenne, Monopolantenne, Antenne in Form eines umgekehrten F und andere, wobei diese jedoch keine Einschränkung darstellen.
In Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung kann die Kommunikationsschaltung 14 ein Sender, Empfänger oder Sender/Empfänger sein und kann eine geeignete Anpassungsschaltungsanordnung enthalten. Eine oder mehrere Schalter 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f können verwendet werden, um die Kommunikationsschaltung 14 in Abhängigkeit von der Anwendung wahlweise mit einer oder mehreren geeigneten Antennen 16a, 16b, 16c zu verbinden, die den gewünschten Betriebsfrequenzbändern entsprechen. Die Schalter 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f können beliebige geeignete Vorrichtungen sein, die einem Fachmann bekannt sind, und arbeiten gemäß Anweisungen von der Steuereinheit 12. Die Steuereinheit 12 kann ein ASIC, eine Mikrosteuereinheit oder eine andere Hardware-Schalter-Steuerungseinrichtung sein.
Das System und das Verfahren 10 können lediglich beispielhaft als Teil einer fahrzeuginternen Fernsteuerung für ein Garagentor, eine Sicherheitsschranke oder dergleichen vorgesehen sein. In dieser Hinsicht kann die Kommunikationsschaltung 14 ein Sender oder ein Sender/Empfänger zum Erzeugen von Aktivierungssignalen sein, die durch Antennen 16a, 16b, 16c an einen Empfänger in einem (nicht gezeigten) GDO-System zu übertragen sind.
Im Einzelnen sind die meisten GDO-Systeme so entworfen, dass sie unter Verwendung von Aktivierungssignalen arbeiten die eine von sechs Trägerfrequenzen besitzen: 288, 300, 310, 315, 318 oder 390 MHz. Es können jedoch andere Trägerfrequenzen verwendet werden. In Abhängigkeit von der bestimmten Trägerfrequenz, die von einem GDO-System verwendet wird, ist eine der drei Antennen 16a, 16b, 16c optimal für die Verwendung bei der Übertragung eines Aktivierungssignals. Das heißt, eine erste Antenne 16a kann vorgesehen sein für die Verwendung bei der Übertragung eines Aktivierungssignals mit einer Trägerfrequenz von 288 oder 30 MHz. Eine zweite Antenne 16b kann zur Verwendung bei der Übertragung eines Aktivierungssignals mit einer Trägerfrequenz von 310, 315 oder 318 MHz vorgesehen sein. Eine dritte Antenne 16c kann für die Verwendung bei der Übertragung eines Aktivierungssignals mit einer Trägerfrequenz von 390 MHz vorgesehen sein.
Zu diesem Zweck werden der geeignete Schalter oder die geeigneten Schalter 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f gesteuert, um wahlweise den Sender oder den Sender/Empfänger 14 in Abhängigkeit von der geforderten oder gewünschten Trägerfrequenz mit der geeigneten Antenne 16a, 16b, 16c zu verbinden. Wie oben beschrieben wurde, arbeiten die Schalter 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f gemäß Befehlen oder Anweisungen von der Steuereinheit 12.
Dadurch kann jede der Antennen 16a, 16b, 16c für einen Betrieb in einem von mehreren vorgesehenen Frequenzbändern optimiert werden, wovon eines oder mehrere (oder alle) so schmal wie eine einzelne oder bestimmte Frequenz (z. B. 390 MHz) sein können. Das heißt, die Antennen 16a, 16b, 16c müssen nicht abstimmbar sein und es sind keine Abstimmungsschaltungsanordnung oder Komponenten für derartige Antennen 16a, 16b, 16c erforderlich.
Die Mehrzahl der vorgesehenen Frequenzbänder basieren auf jenen Frequenzbändern oder Frequenzen, die in verschiedenen Anwendungen verwendet werden können, wie etwa RKE-Systeme, TPM-Systeme, Fernsteuerung von GDO-Systemen, Fahrzeugblockierung, sprachaktivierte Steuerungseinrichtungen und andere. Wie außerdem erkannt werden kann, verbindet die Steuereinheit 12 wahlweise die Kommunikationsschaltung 14 mit wenigstens einer der mehreren Antennen 16a, 16b, 16c auf der Grundlage des einen oder der mehreren erforderlichen oder gewünschten Frequenzbänder.
Im Einzelnen kann die Steuereinheit 12 lediglich beispielhaft einen Schalter 18a steuern, um wahlweise die Kommunikationsschaltung 14 mit einer der mehreren Antennen 16a auf der Grundlage eines oder mehrerer der gewünschten oder erforderlichen mehreren vorgesehenen Frequenzbänder verbinden. Zum gleichen Zweck kann die Steuereinheit 12 außerdem den Schalter 18b steuern, um den Ring der Antenne 16a zu schließen. Gleichzeitig kann die Steuereinheit 12 die Schalter 18c und 18e steuern, um die restlichen der mehreren Antennen 16b, 16c von der Kommunikationsschaltung zu trennen oder zu isolieren. Zum gleichen Zweck kann die Steuereinheit 12 außerdem die Schalter 18d, 18f steuern, um die Ringe der Antennen 16b, 16c zu öffnen. Auf diese Weise verhindert die Steuereinheit 12, dass die Antennen 16b, 16c mit der gewünschten Antenne 16a in Wechselwirkung treten, wenn die Antenne 16a zum Übertragen eines drahtlos übertragenen Signals verwendet wird.
Alternativ könnten die Schalter 18d, 18e, 18f aus dem Entwurf entfernt werden. In diesem Fall kann die Steuereinheit 12 den Schalter 18a so steuern, dass die Kommunikationsschaltung 14 wahlweise mit einer der mehreren Antennen 16a auf der Grundlage eines gewünschten oder erforderlichen Frequenzbands des einen oder der mehreren vorgesehenen Frequenzbänder verbunden wird. Gleichzeitig kann die Steuereinheit 12 die Schalter 18c, 18d steuern, um die restlichen der mehreren Antennen 16b, 16c von der Kommunikationsschaltung 14 zu trennen oder zu isolieren. Auf diese Weise verhindert die Steuereinheit 12 wiederum, dass die Antennen 16b, 16c mit der gewünschten Antenne 16a in Wechselwirkung treten, wenn die Antenne 16a verwendet wird, um ein drahtlos übertragenes Signal zu übertragen. In dieser Hinsicht können ein derartiger Entwurf und Betrieb lediglich beispielhaft dann erwünscht sein, wenn Antennen 16a, 16b, 16c für eine Verwendung bei der Übertragung eines Aktivierungssignals, das eine Trägerfrequenz von 300 MHz, 433 MHz bzw. 800 MHz besitzt, vorgesehen sind.
Die Steuereinheit 12 kann außerdem vorgesehen sein, um ein oder mehrere gewünschte oder erforderliche Frequenzbänder aus den mehreren vorgesehenen Frequenzbändern zu bestimmen. Obwohl die Kommunikationsschaltung 14 wiederum ein Sender oder ein Sender/Empfänger sein kann, wie oben erläutert wurde, kann sie alternativ in Abhängigkeit von der ausgewählten Anwendung ein Empfänger sein.
Wie außerdem erkannt werden kann, umfasst das Verfahren 10 das wahlweise Verbinden der Kommunikationsschaltung 14 mit einer der mehreren Antennen 16a, 16b, 16c. In diesem Zusammenhang kann, wie oben beschrieben wurde, jede Antenne 16a, 16b, 16c für einen Betrieb in einem von mehreren vorgesehenen Frequenzbändern optimiert sein. Die Kommunikationsschaltung 14 kann einen Sender, einen Empfänger oder einen Sender/Empfänger umfassen und ein beliebiges oder mehrere (oder alle) vorgesehenen Frequenzbänder können so schmal wie eine einzige Frequenz sein.
Das wahlweise Verbinden der Kommunikationsschaltung 14 mit einer der mehreren Antennen 16a, 16b, 16c kann anhand eines oder mehrerer gewünschter Frequenzbänder der mehreren gewünschten Frequenzbänder erfolgen und das Verfahren 10 kann ferner das Bestimmen eines oder mehrerer gewünschter Frequenzbänder von den gewünschten Frequenzbändern umfassen. Wie oben angemerkt wurde, basieren die mehreren vorgesehenen Frequenzbänder auf jenen Frequenzbändern, die in verschiedenen Anwendungen, wie etwa RKE-Systeme, TPM-Systeme, Fernsteuerung von GDO-Systemen, die Fahrzeugblockierung, sprachgesteuerte Steuereinrichtungen und andere, verwendet werden.
Das Verfahren 10 kann außerdem das Verhindern umfassen, dass jene restlichen der mehreren Antennen 16b, 16c, die nicht mit der Kommunikationsschaltung 14 verbunden sind, mit der einen Antenne 16a aus den mehreren Antennen, die wahlweise mit der Kommunikationsschaltung 14 verbunden ist, in Wechselwirkung treten. Wie oben beschrieben wur de, kann dies realisiert werden, indem ein oder mehrere Schalter 18c, 18d, 18e, 18f gesteuert werden, um die restlichen Antennen 16b, 16c von der Kommunikationsschaltung 14 getrennt oder isoliert werden und/oder die Ringe der restlichen Antennen 16b, 16c zu öffnen. Es sollte angemerkt werden, dass das hier beschriebene Verfahren 10 beispielhaft ist und die Funktionen des Verfahrens 10 auf andere Weise ausgeführt werden könnten als in der beschriebenen Reihenfolge und/oder auf Wunsch, nach Zulässigkeit und/oder Möglichkeit gleichzeitig ausgeführt werden könnten.
Während Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist nicht vorgesehen, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Die in der Spezifikation verwendeten Worte sind eher beschreibend als einschränkend und es sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

System (10) zur Verwendung bei drahtloser Kommunikation, gekennzeichnet durch eine Kommunikationsschaltung (14); mehrere Antennen (16a, 16b, 16c), wovon jede für einen Betrieb in einem von mehreren vorgesehenen Frequenzbändern optimiert ist; und eine Steuereinheit (12) zum wahlweisen Verbinden der Kommunikationsschaltung (14) mit einer der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) anhand eines gewünschten Frequenzbands (16a) der mehreren gewünschten Frequenzbänder und zum Verhindern, dass die restlichen Antennen (16b, 16c) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) mit der einen Antenne (16a) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c), die mit der Kommunikationsschaltung (14) verbunden ist, in Wechselwirkung treten.
System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (14) einen Sender/Empfänger umfasst.
System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (14) einen Sender umfasst.
System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (14) einen Empfänger umfasst.
System (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender/Empfänger zur Verwendung bei einer Kraftfahrzeuganwendung dient.
System (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender zur Verwendung bei einer Kraftfahrzeuganwendung dient.
System (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger zur Verwendung bei einer Kraftfahrzeuganwendung dient.
System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) einen ersten Schalter (18a) steuert, um die Kommunikationsschaltung wahlweise mit einer Antenne (16a) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) zu verbinden, und die Steuereinheit (12) wenigstens einen zweiten Schalter (18b) steuert, um die restlichen Antennen der mehreren Antennen (16b, 16c) zu öffnen, um zu verhindern, dass die restlichen Antennen (16b, 16c) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) mit der einen Antenne (16a) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c), die wahlweise mit der Kommunikationsschaltung (14) verbunden ist, in Wechselwirkung treten.
System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) für einen Betrieb in einem von mehreren vorgesehenen Frequenzbändern optimiert ist und die Steuereinheit (12) ferner dazu dient, ein gewünschtes Frequenzband der mehreren vorgesehenen Frequenzbänder für die Verwendung beim wahlweisen Verbinden der Kommunikationsschaltung (14) mit der einen Antenne (16a) von den mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) anhand dieses gewünschten Frequenzbands von den mehreren vorgesehenen Frequenzbändern zu bestimmen.
System (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Frequenzband der mehreren vorgesehenen Frequenzbänder eine einzelne Frequenz umfasst.
System (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Frequenzband der mehreren vorgesehenen Frequenzbänder eine einzelne Frequenz umfasst.
Verfahren (10) zur Verwendung bei drahtlosen Kommunikationen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: wahlweises Verbinden einer Kommunikationsschaltung (14) mit einer Antenne (16a) von mehreren Antennen (16a, 16b, 16c); und Verhindern, das die restlichen Antennen (16b, 16c) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) mit der einen Antenne (16a) von den mehreren Antennen (16a, 16b, 16c), die mit der Kommunikationsschaltung (14) verbunden ist, wahlweise in Wechselwirkung tritt.
Verfahren (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (14) einen Sender umfasst.
Verfahren (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (14) einen Empfänger umfasst.
Verfahren (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschaltung (14) einen Sender/Empfänger umfasst.
Verfahren (10) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Steuern eines ersten Schalters (18a), um die Kommunikationsschaltung (14) mit einer der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) wahlweise zu verbinden; und Steuern wenigstens eines zweiten Schalters (18b), um die restlichen Antennen (16b, 16c) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) zu öffnen, um zu verhindern, dass die restlichen Antennen (16b, 16c) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) mit der einen Antenne (16a) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c), die wahlweise mit der Kommunikationsschaltung (14) verbunden ist, in Wechselwirkung treten.
Verfahren (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) für einen Betrieb in einem der mehreren vorgesehenen Frequenzbänder optimiert ist, wobei das Verfahren ferner das Bestimmen eines gewünschten Frequenzbands der mehreren gewünschten Frequenzbänder zur Verwendung beim wahlweisen Verbinden der Kommunikationsschaltung (14) mit der einen Antenne (16a) der mehreren Antennen (16a, 16b, 16c) anhand des gewünschten Frequenzbands von den mehreren vorgesehenen Frequenzbändern umfasst.
Verfahren (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der mehreren vorgesehenen Frequenzbänder eine einzelne Frequenz umfasst.
Verfahren (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der mehreren vorgesehenen Frequenzbänder jeweils eine einzelne Frequenz umfasst.
Verfahren (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschaltung zur Verwendung in einer Kraftfahrzeuganwendung dient.