DE102014013546A1

DE102014013546A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einsparen von Energie in RKE- und TPM-Fahrzeugsystemen

Info

Publication number: DE102014013546A1
Application number: DE201410013546
Authority: DE
Inventors: Xing Ping Lin
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: Bcs Access Systems Us Wilmington Us LLC
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2015-03-19
Also published as: CN104442633B; US20150077226A1; CN104442633A

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines fahrzeugbasierten Sender/Empfängersystems vorgesehen, die Folgendes aufweisen: Senden eines ersten Signalabschnittes mit einer ersten Baudrate und eines zweiten Signalabschnittes mit einer zweiten Baudrate, wobei die erste Baudrate schneller ist als die zweite Baudrate, wobei der erste Signalabschnitt einen Aufweckteil aufweist, und Steuern des Empfängers zum periodischen Aufwachen, um den ersten Signalabschnitt zu empfangen und zum Wachbleiben, um den zweiten Signalabschnitt zu empfangen, und zwar nur dann, wenn der Aufweckabschnitt des empfangenen Signals gültig ist.

Description

Querbezug zu verwandten Anmeldungen
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität und die Rechte der ebenfalls anhängigen vorläufigen US-Patentanmeldung Seriennr. 61/878,154, die am 16. September 2013 eingereicht wurde und den Titel METHOD AND APPARATUS FOR CONSERVING ENERGY IN RKE AND TPM VEHICLE SYSTEMS trägt, die hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen ist.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einsparen von Energie in schlüssellosen Fernbedienungszugangs- bzw. RKE-Systemen (RKE = remote keyless entry) und Reifendrucküberwachungs- bzw. TPM-Systemen (TPM = tire pressure monitoring) in Fahrzeugen gerichtet.
Hintergrund
Ein Fahrzeug-RKE-System weist ein RKE-Modul in dem Fahrzeug (”fahrzeugbasierter Empfänger”) und einen tragbaren Hochfrequenz- bzw. HF-Sender (”Anhänger”) auf, der von dem Fahrzeugbesitzer getragen wird. Wenn der Anhänger sein HF-Signal an den fahrzeugbasierten Empfänger sendet, detektiert der Empfänger die HF-Übertragung. Das HF-Signal, das von dem Anhänger gesendet wird, weist einen Aufweckabschnitt und einen Datenabschnitt auf. Der Datenabschnitt weist einen Identifikations- bzw. ID-Abschnitt auf, der diesen Anhänger eindeutig identifiziert, und auch einen Befehlsabschnitt, der eine spezifische Anfrage für das Fahrzeug ist, eine Funktion, wie beispielsweise das Entriegeln der Fahrzeugtüren, durchzuführen. Wenn der fahrzeugbasierte Empfänger bestimmt, dass der empfangene ID-Abschnitt des Signals mit dem Anhänger übereinstimmt, der mit diesem Fahrzeug assoziiert ist, dann wird der Empfänger einen Befehl an den Fahrzeugbus senden, um die damit verbundene Reaktion (z. B. Tür entriegeln) anzufragen.
Der fahrzeugbasierte Empfänger wird von der Fahrzeugbatterie mit Leistung versorgt. Um die durchschnittliche Stromaufnahme von der Fahrzeugbatterie zu verringern, wird der Empfänger programmiert, in einem periodischen AN/AUS-Aufrufmodus bzw. -Pollingmodus zu arbeiten. Der fahrzeugbasierte Empfänger ist im Schlaf- bzw. Ruhezustand, wobei er wenig oder keine Energie verbraucht, wenn er in dem AUS-Modus ist, und ist wach und aktiv (und verbraucht dadurch Energie) wenn er im AN-Modus ist. Der Empfänger wacht periodisch für eine kurze Zeitdauer in den AN-Zustand auf, um auf irgendeine HF-Sendung von einem Anhänger zu horchen. Wenn ein HF-Signal empfangen wird und das Signal bestimmte Aufweckkriterien erfüllt, dann wird der fahrzeugbasierte Empfänger das Polling bzw. Aufrufen beenden und stattdessen wach bleiben, um den Rest der Daten, die von dem Anhänger gesendet wurden, zu decodieren. Wenn jedoch kein gültiges HF-Signal empfangen wird, wird der fahrzeugbasierte Empfänger in den AUS-Modus zurückkehren und schlafen bzw. ruhen. Der fahrzeugbasierte Empfänger ist daher in der Lage, eine niedrige durchschnittliche Ruhestromaufnahme beizubehalten und immer noch auf Sendungen von dem Fernbedienungsanhänger zu reagieren.
Empfänger, die in TPM-Systemen eingesetzt werden nutzen ähnliche Polling- bzw. Aufrufschemata. Tatsächlich wird häufig derselbe Fahrzeugempfänger zum Empfangen von Sendungen von sowohl RKE-Empfängern als auch am Reifen angebrachten TPM-Sensoren verwendet.
Die Federal Communications Commission (”FCC”) hat Leistungseinschränkungsvorschriften in Bezug auf alle Arten von Hochfrequenzübertragungen aufgestellt, einschließlich jenen, die von sowohl RKE- als auch TPM-Fahrzeugsystemen herrühren. Um eine Einhaltung dieser Vorschriften zu bestimmen, wird die durchschnittliche abgestrahlte Leistung eines Senders über ein 100 ms-Zeitintervall gemessen, wobei das Intervall so ausgewählt wird, dass es das Intervall aufweist, während dem die Senderleistung auf ihrem Höchstpegel ist. Die HF-Sendungen von sowohl einem RKE-Anhänger als auch einem TPM-Sensor dauern üblicherweise wesentlich weniger als 100 ms. Also gleicht die Messung einem Mitteln der Leistung, die von einem RKE-Anhänger oder einem TPM-Sensor gesendet wird, über ein 100 ms-Zeitintervall, das so ausgewählt wird, dass es das aktive Sendeintervall des Senders enthält (was wiederum eine Dauer von weniger als 100 ms hat). Die Senderleistung wird mit einem Faktor gemittelt, der wie folgt definiert ist: Durchschnittsfaktor = (gesamte aktive Sendezeit)/100 ms
Je kürzer die Senderaktivzeit ist desto besser ist der Durchschnittsfaktor und desto mehr Leistung kann während dieser aktiven Zeit gesendet werden, während die FCC-Vorschriften immer noch eingehalten werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kombiniert schnelle und langsame Datenübertragungen, um die durchschnittliche Ruhestromaufnahme des fahrzeugbasierten Empfängers zu verringern, während immer noch eine hohe Signalerkennung für Datenabschnitte des Signals beibehalten wird. Dieses ”Schnell-und-Langsam-Verfahren” wird auch den Energieverbrauch in der sendenden Einrichtung (Anhänger oder TPM-Sensor) verringern, und zwar in solchen Systemen, in denen die Leistungsaufnahme des fahrzeugbasierten Empfängers bereits zufriedenstellend ist.
Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird ein fahrzeugbasiertes Sender/Empfänger-System vorgesehen. Das System weist eine Sendereinheit auf, die einen Sender und eine assoziierte Sendersteuervorrichtung aufweist. Die Sendersteuervorrichtung steuert den Sender beim Senden, so dass er einen ersten Signalabschnitt mit einer ersten Baudrate und einen zweiten Signalabschnitt mit einer zweiten Baudrate sendet, wobei die erste Baudrate schneller ist als die zweite Baudrate, und wobei der erste Signalabschnitt einen Aufweckabschnitt aufweist. Das System weist weiter eine Empfängereinheit auf, die zum Empfangen des ersten Signalabschnittes mit der ersten Baudrate und des zweiten Signalabschnittes mit der zweiten Baudrate ausgelegt ist. Die Empfängereinheit wacht periodisch auf, um auf den ersten Signalabschnitt zu horchen und bleibt nur wach, um den zweiten Signalabschnitt zu empfangen, wenn ein gültiger Aufweckabschnitt empfangen wird.
Gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Steuern eines fahrzeugbasierten Sender/Empfänger-Systems vorgesehen. Das Verfahren weist den Schritt des Sendens, an einem Standort, eines ersten Signalabschnittes mit einer ersten Baudrate und eines zweiten Signalabschnittes mit einer zweiten Baudrate auf, wobei die erste Baudrate schneller ist als die zweite Baudrate und der erste Signalabschnitt einen Aufweckteil beinhaltet. Das Verfahren weist weiter den Schritt des Empfangens, an einem zweiten Standort, der ersten und zweiten Signalabschnitte auf. Der Empfangsschritt beinhaltet die Schritte des Schlafens bzw. Ruhens, um Energie zu sparen, des periodischen Aufwachens, um auf den Aufweckabschnitt des Signals zu horchen, das von dem ersten Standort gesendet wird, und des Wachbleibens, um den zweiten Signalabschnitt zu empfangen, und zwar nur dann, wenn ein gültiger Aufweckabschnitt gehört wird. Der Schritt des periodischen Aufwachens beinhaltet den Schritt, die Dauer des Aufwachintervalls so auszuwählen, das sie relativ kurz in Hinblick auf die schnelle Rate der ersten Baudrate ist.
Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Hochfrequenzsender zum Kommunizieren von digitaler Information an ein landbasiertes Motorfahrzeug vorgesehen. Der Sender sendet einen Aufweckabschnitt, dem ein Datenabschnitt folgt, wobei die Baudrate des Aufweckabschnittes schneller ist als die Baudrate des Datenabschnittes.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangehenden und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten des Gebiets auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich sein, in denen Folgendes gezeigt ist:
1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeug-RKE-Systems;
2 ist ein Diagramm, das das Sensitivitäts- bzw. Empfindlichkeitsprofil eines Empfängers darstellt und die Art und Weise abbildet, auf die die Bitfehlerrate mit dem Signal-Rausch-Verhältnis (E/N0) variiert;
3 bildet das Aufrufen bzw. Polling eines fahrzeugbasierten Empfängers und ein Anhängersignal mit einem herkömmlichen Format ab, wobei dieselbe Bitrate für die Aufweck- und Datenabschnitte des Signals eingesetzt wird; und
4 bildet das Aufrufen bzw. Polling eines fahrzeugbasierten Empfängers und ein Anhängersignal mit einem Aufweckabschnitt mit einer schnelleren Bitrate und einem Datenabschnitt mit einer langsameren Bitrate ab.
Detaillierte Beschreibung
In den beispielhaften Ausführungsbeispielen, die im Folgenden beschrieben sind, wird ein Bit pro Sinalisierungs-(oder Baud-)Intervall gesendet, und daher sind die Bitrate, Datenrate und Baudrate alle gleich. Das Format ”ein Bit pro Signalisierungsintervall” ist für herkömmliche RKE- und TPM-Signalisierungssysteme üblich. In anderen, unterschiedlichen beispielhaften Ausführungsbeispielen könnten mehrere Bits in jedem Signalisierungsintervall gesendet werden. In solchen beispielhaften Ausführungsbeispielen wird die Baudrate anders als (ein Bruchteil) der Bitrate und Datenrate sein.
Mit Bezug auf 1 wird ein Blockdiagramm vorgesehen, das ein RKE-System 10 für ein landbasiertes Motorfahrzeug, wie beispielsweise ein Auto, einen Lastwagen oder Ähnliches abbildet. Das System 10 hat einen Anhänger 12 und einen fahrzeugbasierten Empfänger 14. Der fahrzeugbasierte Empfänger, der in der Branche manchmal als ein RKE-Modul bezeichnet wird, wird durch die Fahrzeugbatterie 16 mit Leistung versorgt und weist einen HF-Empfänger 18 und eine RKE-Steuervorrichtung 20 auf. Die Steuervorrichtung 20 verarbeitet das empfangene Signal und kommuniziert mit dem Rest des Fahrzeuges über einen Bus 22. Ansprechend auf Befehlssignale, die von einem Anhänger empfangen werden, der mit dem Fahrzeug assoziiert ist (d. h. einem Anhänger, der ein HF-Signal mit einem gültigen ID-Abschnitt sendet, wie beispielsweise der Anhänger 12 der 1) gibt die Steuervorrichtung 20 einen Befehl an den Fahrzeugbus 22 zum Steuern von Funktionen von gesteuerten Vorrichtungen 24 auf, wie beispielsweise das Entriegeln einer oder mehrerer Türen des Fahrzeuges. Die Steuerfunktion wird oft über eine dazwischenliegende (nicht gezeigte) elektronische Steuereinheit erreicht, die manchmal als ein ”Körper- bzw. Hauptsteuermodul” bezeichnet wird.
Die vorliegende Erfindung kann auch auf andere Sende/Empfangs-Fahrzeugsysteme angewandt werden, wie beispielsweise TPM-Systeme. In TPM-Systemen nehmen der Sender und die Steuervorrichtung die Form eines Reifenddrucküberwachungssensors an, der innerhalb eines Fahrzeugreifens installiert ist. Der Sender (Sensor) wird Reifendaten sammeln, wie beispielsweise Luftdruck und Reifentemperatur, und wird die Daten in den Datenabschnitt des Signals codieren, das gesendet werden soll.
Bei der Konstruktion eines jeglichen drahtlosen Digitalkommunikationssystems sind zwei Faktoren, die berücksichtigt und gesteuert werden das Signal-Rausch-Verhältnis und Bitfehler. Das Signal-Rausch-Verhältnis (”S/N”) kann als das Verhältnis von Energie pro binärem Symbol (Eb oder hier Energie pro binärem Bit) zu Rauschdichte (N0) definiert werden: Eb / N0 = S / N0( 1 / R) (1) wobei S die durchschnittliche Signalleistung und R die Bitrate ist.
Ein höheres S/N-Verhältnis gibt dem Empfänger eine bessere Chance, die Daten, die in das Signal eingebettet sind ohne Fehler wiederzugewinnen. Je schneller jedoch die Datenrate ”R” ist, desto schlechter wird das S/N-Verhältnis. Die Empfängerempfindlichkeit wird so definiert, dass sie das S/N-Verhältnis ist, das erforderlich ist, so dass dieser Empfänger ein bestimmtes Bitfehlerkriterium erfüllt.
2 veranschaulicht eine graphische Form des Empfindlichkeitsprofils eines Empfängers. In der Figur ist die Beziehung zwischen Bitfehler und S/N-Verhältnis für einen Empfänger gezeigt, der ein nicht kohärentes FSK-Signal empfängt. Wie in dem Graphen der 2 gezeigt ist gilt:

• Um ein 1%-Biffehlerkriterium zu erfüllen (1 Bitfehler von 100 Bits oder 0,01) ist das erforderliche S/N-Verhältnis 9 dB.
• Um ein 0,1%-Biffehlerkriterium zu erfüllen (1 Bitfehler von 1000 Bits oder 0,001) ist das erforderliche S/N-Verhältnis 11 dB.

Eine Konsequenz der veranschaulichten graphischen Beziehung ist, dass ein geringeres S/N-Verhältnis erforderlich ist, um eine Nachricht zu empfangen, die eine kleinere Anzahl von Bits hat.
Obwohl es länger dauert, eine gegebene Nachricht bei einer langsameren Datenrate zu senden bzw. übertragen als es dauert dieselbe Nachricht mit einer schnelleren Datenrate zu senden, liefert die langsame Datenrate eine bessere Signalerkennung auf der Empfängerseite. Eine Sendung mit einer schnellen Datenrate wiederum liefert einen besseren Durchschnittsfaktor mit dem begleitenden potentiellen Vorteil einer höheren aktiven Senderleistung, während auch eine kürzere Empfänger-AN-Zeit gestattet wird und somit ein geringerer Leistungsverbrauch an dem Empfänger. Darüber hinaus könnte eine Verwendung einer schnellen Datenrate eine längere Batterielebensdauer für eine sendende Einrichtung gestatten, da die schnelle Datenrate der Einrichtung gestatten wird, die Übertragung in einem kürzeren Zeitintervall zu beenden. Diese verschiedenen und konkurrierenden Überlegungen beeinflussen den Leistungsverbrauch an sowohl dem Sender als auch dem assoziierten Aufruf- bzw. Pollingempfänger.
Der Erfinder hat festgestellt, dass die zwei Abschnitte des gesendeten Signals, der Aufweckabschnitt und der Datenabschnitt, abweichende S/N-Verhältnisanforderungen haben aufgrund der Differenz in der Anzahl von Bits, die in diesen jeweiligen Abschnitten erkannt werden müssen. Wesentlich weniger Bits sind für eine gültige Aufwecknachricht erforderlich als für eine gültige Datennachricht. Daher kann der Aufweckabschnitt des Signals eine höhere Bitfehlerrate tolerieren als der Datenabschnitt, was wiederum bedeutet, dass ein geringeres S/N-Verhältnis für den Aufweckabschnitt des Signals erlaubt ist als für den Datenabschnitt des Signals. Diese Verschiedenheit wird in einem System gemäß der vorliegenden Erfindung ausgenutzt, um die Signalübertragungszeit zu verringern, indem der Aufweckabschnitt des gesendeten Signals mit einer schnelleren Bitrate gesendet wird als der Datenabschnitt des gesendeten Signals.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Anhänger 12 konfiguriert, um den Aufweckteil des Signals mit einer höheren Datenrate zu senden als den Datenteil. Der fahrzeugbasierte Empfänger 14 ist entsprechend programmiert, um mit einer schnelleren Datenrate zur Aufweckdetektion zu Beginn der AN-Zeit des Polling-Vorgangs zu empfangen als zur Datendetektion. Für dieselbe Anzahl von Aufwachbits wird ein Empfänger weniger Zeit benötigen um die Daten mit schneller Datenrate zu verarbeiten als für die Daten mit langsamer Datenrate. Die Polling-AN-Zeit des Empfängers wird dadurch proportional verringert und die Empfängerruhestromaufnahme wird auf ähnliche Weise verringert. Sobald der fahrzeugbasierte Empfänger 14 wach ist, schaltet er auf die langsame Bitrate um die langsame Rate des Datensignals zu decodieren.
Der fahrzeugbasierte Empfänger 14 wird in jeglicher herkömmlichen Weise ausgelegt, so dass er eine einstellbare Datenempfangsrate hat. Zum Beispiel kann der Empfänger 18 einstellbare Datenfilter und/oder Phase-Locked-Loops bzw. Phasenregelkreise haben, die von der Steuervorrichtung 20 gemäß den Datenratenanforderungen der Aufweck- und Datenabschnitte des Anhängersignals eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung nutzt daher eine schnelle Bitrate für schnelles Aufwecken und realisiert eine daraus folgende Verringerung der Empfänger-AN-Zeit. Aus der obigen Gleichung (1) wird das S/N-Verhältnis vermindert (verringert), wenn eine schnellere Bitrate auf diese Weise verwendet wird. Gemäß 2 wird die Bitfehlerrate wiederum verschlechtert (erhöht), wenn das S/N-Verhältnis verringert wird. Diese Verschlechterung der Bitfehlerrate ist jedoch für den Aufweckabschnitt des gesendeten Signals tolerierbar, da das S/N des Aufweckabschnittes anderenfalls unnötig hoch gewesen wäre. Die vorliegende Erfindung verringert daher die Empfängersuche-AN-Zeit und die Stromabnahme an der Fahrzeugbatterie, ohne Leistungsfähigkeit der Empfängerempfindlichkeit zu opfern.
3 zeigt drei Signalverläufe für eine typische RKE-Anwendung des Standes der Technik, wobei der Aufweckabschnitt des Anhängersignals dieselbe Bitrate hat wie der Datenabschnitt des Anhängersignals. Der obere Verlauf der 3 veranschaulicht den periodischen Pollingvorgang des Empfängers, bei Abwesenheit einer Anhängersendung, während der mittlere Verlauf eine beispielhafte Sendung von einem RKE-Empfänger veranschaulicht und der untere Verlauf die Reaktion des fahrzeugbasierten Empfängers auf die Sendung veranschaulicht. Der Aufweckabschnitt und Datenabschnitt verwenden beide dieselbe Bitrate von 4,8 kb/s (Kilobits pro Sekunde) in diesem Beispiel. Wie durch den mittlere Verlauf in dem Diagramm veranschaulicht, hat das Signal, das von dem Anhänger gesendet wird, einen Aufweckabschnitt, der eine Länge von 32 Bits hat und einen Datenabschnitt, der eine Länge von 40 Bits hat.
Die Dauer des Pollingzyklus des Fahrzeugempfängers (AN-Zeit plus AUS-Zeit) ist üblicherweise auf die Länge der Aufweck-Zeichenfolge abzüglich der erforderlichen Länge der AN-Zeit des Empfängers eingestellt, wodurch sichergestellt wird, dass der Aufweckabschnitt des Anhängersignals für wenigstens eine vollständige AN-Zeit des Empfängers vorliegt. Wenn angenommen wird, dass wenigstens vier Bits für ein Aufwecken des Empfängers erforderlich sind, wird die Empfänger-Polling-Dauer dann (32 – 4) Bits lang sein und der Lastzyklus wird daher wie folgt sein: Lastzyklus = 4/(32 – 4) = 14,3% (2)
Wenn die Empfängerstromabnahme I_peak = 10 mA bei AN ist und Null bei AUS ist, dann wird der Empfängerruhestrom gemittelt über den Lastzyklus wie folgt sein: I_q = (I_peak)(Lastzyklus) = 10 mA·14,3% = 1,43 mA (3)
Eine vernünftige Bitratenfehlergrenze zur Datendecodierung ist 1 von 1000. Mit anderen Worten, wenn ein Fehler in nur einem von 25 Datenpaketen tolerierbar ist, dann darf (da jedes Paket 40 Bits hat) ein Bitfehler nur einmal in 24·40 Bits, oder 1000 Bits, auftreten. Bei dem Empfindlichkeitsprofil, das in 2 veranschaulicht ist, ist ersichtlich, dass eine Fehlerrate von 1/1000 (d. h. 1·10^–3) erreicht werden kann, wenn das Signal mit einem 11 dB Signal-Rausch-Verhältnis empfangen wird.
Der erforderliche Bitratenfehler zum Aufwecken ist jedoch nur 1 von 100. Mit anderen Worten, wenn ein Fehler in nur einem von jeweils 25 Datenpaketen toleriert werden kann, dann kann (da jedes Aufweckpaket nur 4 Bits hat, wodurch es nur 1/10 der Größe des Datenpakets hat) ein Bitfehler nur einmal in 25·4 Bits oder 100 Bits auftreten. Daher ist aus dem Empfindlichkeitsprofil, das in 2 veranschaulicht ist, ersichtlich, dass eine Fehlerrate von 1/100 (d. h. 1·10^–2) erreicht werden kann, wenn das Signal mit einem 9 dB-Signal-Rausch-Verhältnis empfangen wird. Dies sieht übrige 2 dB bei der Aufweckdetektion (9 dB) im Vergleich zur Datendetektion (11 dB) vor. Die übrigen 2 dB können verwendet werden, um die Datenrate zum Aufwecken zu beschleunigen und dadurch die Empfänger-AN-Zeit zu verringern.
Durch Logarithmieren von Gleichung (1) folgt: Eb/N0_dB = 10log( Eb / N0) Eb/N0_dB = 10log[ S / N0( 1 / R)] = 10log( S / N0) + 10log( 1 / R) (4)
Für zwei unterschiedliche Bitraten von R1 und R2 gilt: Eb/N0_dB_R1 = 10log( S / N0) + 10log( 1 / R1) (5) Eb/N0_dB_R2 = 10log( S / N0) + 10log( 1 / R2) (6)
Subtrahieren der Gleichung (6) von (5) ergibt: Eb/N0_dB_R1 – Eb/N0_R2 = 10log( 1 / R1) – 10log( 1 / R2) (7) R2/R1 = 10^{(Eb/N0_dB_R1–Eb/N0_dB_R2)/10} (8)
Wenn es dann eine 2 dB-Differenz zwischen den 4 Bits der Aufweckdetektion und den 40 Bits der Datendetektion gibt, dann gilt: Eb/N0_dB_R1 – Eb/N0_dB_R2 = 2 dB (9)
Daraus folgt, dass R2/R1 = 1,58 und folglich ist R2 gleich 1,58·4,8 kb/s oder 7,6 kb/s. Es dauert die gleiche Zeit, 50 Bits mit einer 7,6-kb/s-Rate zu senden wie 32 Bits mit einer 4,8-kb/s-Rate zu senden.
4 veranschaulicht drei Signalverläufe, die ähnlichen denen der 3 sind, aber für einen Anhänger und einen fahrzeugbasierten Empfänger, die die vorliegende Erfindung einsetzen. Wieder veranschaulicht der obere Verlauf den periodischen Pollingvorgang des Empfängers bei Abwesenheit einer Anhängersendung, der mittlere Verlauf veranschaulicht eine beispielhafte Übertragung von einem Anhänger und der untere Verlauf veranschaulicht die Antwort des Empfängers auf diese Sendung. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel weist das Anhängersignalformat eine Aufweckzeichenfolge von 50 Bits bei 7,6 kb/s auf und eine Datenzeichenfolge von wiederum 40 Bits bei 4,8 kb/s. Bei einer Aufweckbitrate von 7,6 kb/s statt 4,8 kb/s ist, da der Empfänger immer noch nur 4 Bits pro Aufwecken erfordert, die Empfänger-Polling-AN-Zeit wesentlich kürzer als in früheren Systemen, während die AUS-Zeit immer noch ungefähr dieselbe ist (etwas länger). Unter Verwendung desselben Berechnungsprozesses, er oben beschrieben ist, ergibt sich, dass die durchschnittliche Ruhestromaufnahme nun 0,87 mA anstatt der zuvor erfahrenen 1,43 mA ist. Das ist eine ungefähr 39%ige Verringerung des Ruhestroms.
Daher erreicht die vorliegende Erfindung Folgendes:

• Aufweck- und Datenabschnitte des Signals werden mit unterschiedlichen Bitraten gesendet. Der Aufweck-Abschnitt wird mit einer schnelleren Bitrate gesendet und der Signaldatenabschnitt wird mit einer langsameren Bitrate gesendet.
• Die schnellere Bitrate des Aufweck-Abschnittes gestattet, dass die Empfänger-Polling-AN-Zeit verringert werden kann, wodurch die durchschnittliche Stromaufnahme an dem Empfänger verringert wird.
• Das Verfahren mit schneller Aufweckrate und langsamer Datenrate könnte auch genutzt werden, um die Batterielebensdauer der sendenden Vorrichtung zu verlängern, indem die Dauer des Aufweckabschnittes des gesendeten Signals verringert wird. Solch eine Verringerung der Senderleistung würde jedoch als Begleiterscheinung den Vorteil am Empfänger verringern, da die Empfänger-AUS-Zeit ebenfalls verkürzt werden müsste, wodurch die durchschnittliche Ruheleistungsnutzung an dem Empfänger erhöht würde.

In der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute des Gebiets Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen erkennen. Derartige Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt werden.

Claims

Fahrzeugbasiertes Sender/Empfängersystem, das Folgendes aufweist: eine Sendereinheit die einen Sender und eine assoziierte Sendersteuervorrichtung aufweist, wobei die Sendersteuervorrichtung den Sender steuert, einen ersten Signalabschnitt mit einer erste Baudrate und einen zweiten Signalabschnitt mit einer zweiten Baudrate zu senden, wobei die erste Baudrate schneller ist als die zweite Baudrate, wobei der erste Signalabschnitt einen Aufweckabschnitt aufweist; und eine Empfängereinheit, die ausgelegt ist um sowohl den ersten Signalabschnitt mit der ersten Baudrate las auch den zweiten Signalabschnitt mit der zweiten Baudrate zu empfangen, wobei die Empfängereinheit periodisch aufwacht, um auf den ersten Signalabschnitt zu horchen und nur wach bleibt um den zweiten Signalabschnitt zu empfangen, wenn ein gültiger Aufweckabschnitt empfangen wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Sendersteuervorrichtung den Sender veranlasst, einen ersten Signalabschnitt, der den Aufweckabschnitt aufweist, und einen zweiten Signalabschnitt, der einen Datenabschnitt aufweist zu senden, wobei der Aufweckabschnitt mit einer Baudrate gesendet wird, die schneller ist als die Baudrate, mit der der Datenabschnitt gesendet wird.
System nach Anspruch 2, wobei die Sendersteuervorrichtung den Sender veranlasst, die ersten und zweiten Signalabschnitte so zu senden, dass der erste Signalabschnitt mehr Bits hat als der zweite Signalabschnitt, und wobei weiter die Empfängereinheit für ein Intervall aufwacht, dass nur ein Bruchteil der Dauer des ersten Signalabschnittes ist.
Ein System nach Anspruch 2, wobei die Empfängereinheit einen Empfänger und eine Empfängersteuervorrichtung aufweist, und wobei die Empfängersteuervorrichtung den Empfänger konfiguriert, um den ersten Signalabschnitt mit der ersten Baudrate zu empfangen, und wenn der Aufweckabschnitt des empfangenen Signals gültig ist, den Empfänger konfiguriert, den zweiten Signalabschnitt mit der zweiten Baudrate zu empfangen.
System nach Anspruch 1, wobei die Sendereinheit einen Anhänger zum schlüssellosen Fernbedienungszugang bzw. RKE-Anhänger (RKE = remote keyless entry) aufweist.
System nach Anspruch 5, wobei die Empfängereinheit den Zustand von Fahrzeugtürverriegelungen gemäß Information, die in dem zweiten Signalabschnitt enthalten ist, steuert.
System nach Anspruch 1, wobei die Sendereinheit einen Reifendrucküberwachungssensor aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Baudrate ungefähr um die Hälfte schneller als die zweite Baudrate ist.
Verfahren zum Steuern eines fahrzeugbasierten Sender/Empfängersystems, das die folgenden Schritte aufweist: Senden, an einem Standort, eines ersten Signalabschnittes mit einer ersten Baudrate und eines zweiten Signalabschnittes mit einer zweiten Baudrate, wobei die erste Baudrate schneller ist als die zweite Baudrate, wobei der erste Signalabschnitt einen Aufweckabschnitt aufweist; und Empfangen, an einem zweiten Standort, der ersten und zweiten Signalabschnitte, wobei der Empfangsschritt die folgenden Schritte aufweist: Schlafen bzw. Ruhen um Energie zu sparen, periodisches Aufwachen, um auf den Aufweckabschnitt des Signals zu horchen, das von dem ersten Standort gesendet wird, und Wachbleiben zum Empfangen des zweiten Signalabschnittes nur dann, wenn ein gültiger Aufweckabschnitt gehört wird; wobei der Schritt des periodischen Aufwachens den Schritt aufweist, die Dauer des Aufwachintervalls so auszuwählen, dass sie relativ kurz ist hinsichtlich der schnellen Rate der ersten Baudrate.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Sendeschritt folgende Schritte aufweist: Senden eines ersten Signalabschnittes, der den Aufweckabschnitt aufweist, mit einer ersten Baudrate und Senden des zweiten Signalabschnittes, der einen Datenabschnitt aufweist, mit einer zweiten Baudrate, wobei die Dauer des Wachintervalls an dem zweiten Standort ein Bruchteil der Dauer des Aufweckabschnittes ist, und wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte aufweist: Auswählen der zweiten Baudrate so, dass ein Empfang des Datenabschnittes an dem zweiten Standort mit relativ niedriger Fehlerrate gestattet wird und Auswählen der ersten Baudrate, so dass sie höher ist als die zweite Baudrate, um so einen Empfang eines Bruchteils des Aufweckabschnittes mit einer Fehlerrate zu gestattet, die mit der relativ niedrigen Fehlerrate vergleichbar ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Auswählens der ersten Baudrate den Schritt aufweist, die erste Baudrate so auszuwählen, dass sie ungefähr eineinhalb Mal die Rate der zweiten Baudrate ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Empfangsschritt die folgenden Schritte aufweist: Konfigurieren des Empfangs zum Empfangen mit der ersten Baudrate, während auf den Aufweckabschnitt während des periodischen Wachintervalls gehorcht wird und Konfigurieren des Empfangs zum Empfangen mit der zweiten Baudrate, während der zweite Signalabschnitt empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Sendeschritt den Schritt des Aufnehmens von Fahrzeugzugangsbefehlen in den zweiten Signalabschnitt aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Sendeschritt den Schritt des Aufnehmens von Reifendruckinformation in den zweiten Signalabschnitt aufweist.
Hochfrequenzsender zum Kommunizieren von Digitalinformation an ein landbasiertes Motorfahrzeug, wobei der Sender einen Aufweckabschnitt gefolgt von einem Datenabschnitt sendet, wobei die Baudrate des Aufweckabschnittes schneller ist als die Baudrate des Datenabschnittes.
Hochfrequenzsender nach Anspruch 15, wobei die Baudrate des Aufweckabschnittes ungefähr eineinhalb mal so schnell wie die Baudrate des Datenabschnittes ist.