DE60021159T2

DE60021159T2 - Verfahren und System zur gesicherten bidirektionalen Datenübertragung

Info

Publication number: DE60021159T2
Application number: DE60021159T
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques Avenel
Original assignee: Valeo Securite Habitacle SAS
Current assignee: Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: ES2243218T3; FR2801153B1; EP1101671A1; DE60021159D1; JP2001211141A; FR2801153A1; EP1101671B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur drahtlosen, bidirektionalen Übertragung von Daten zwischen zwei Sender/Empfänger-Einheiten und ein System, um es auszuführen.
Ein Verfahren bzw. ein System gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 6 sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt.
In einem Zugangssystem, beispielsweise vom sogenannten "Freihand"-Typ, das den Zugang zu einem geschlossenen Raum, insbesondere einem Kraftfahrzeug, und/oder die Ausführung einer Funktion im geschlossenen Raum, beispielsweise das Starten des Kraftfahrzeugs, ermöglicht, wird ein derartiges Verfahren verwendet, um einen Ferndatenaustausch zwischen einer im geschlossenen Raum installierten Erkennungsvorrichtung und einem Identifizierungsorgan, das dazu vorgesehen ist, von einem Anwender getragen zu werden, aufzubauen, wobei der Zugang zu dem geschlossenen Raum und/oder die Ausführung der Funktion nur zugelassen wird, wenn die Erkennungsvorrichtung das Identifizierungsorgan als berechtigt erkannt hat. Bei einem derartigen Zugangssystem besteht jedoch das Risiko, dass es von einem Sende/Empfangs-System raubkopiert wird, das in die drahtlose Kommunikation zwischen der Erkennungsvorrichtung und dem Identifizierungsorgan eingeschaltet wird, wobei diese Raub-Sende/Empfangs-Einheit tatsächlich nur als Verstärker dient.
Zwei Verbrecher, die gemeinsam handeln, könnten beispielsweise Zugang zum geschlossenen Raum in der folgenden Weise erlangen. Ein erster Verbrecher, der mit einem ersten Raub-Sende/Empfangs-System ausgestattet ist, das beispielsweise in einer Umhängetasche installiert ist, nähert sich dem geschlossenen Fahrzeug, das gerade von einem berechtigten Anwender verlassen wurde, während ein zweiter Verbrecher, der mit einem zweiten Raub-Sende/Empfangs-System ausgestattet ist, das demjenigen des ersten Verbrechers ähnlich ist, dem berechtigten Anwender, der das Identifizierungsorgan trägt, folgt. Wenn der berech tigte Anwender ausreichend von seinem Kraftfahrzeug entfernt ist, löst der erste Verbrecher eine Identifikationsoperation aus, indem er beispielsweise auf einen Steuerknopf drückt, der sich an der Tür des Kraftfahrzeugs befindet. Die im Kraftfahrzeug installierte Erkennungsvorrichtung sendet dann Signale aus, die vom ersten Sende/Empfangs-System des ersten Verbrechers zum zweiten Sende/Empfangs-System des zweiten Verbrechers übertragen werden, welches seinerseits die Signale der Erkennungsvorrichtung zum Identifizierungsorgan überträgt. Dieses letztere reagiert dann durch Zurücksenden des zugelassenen Codes, der nacheinander vom zweiten Sende/Empfangs-System des zweiten Verbrechers, dann vom ersten Sende/Empfangs-System des ersten Verbrechers bis zur Erkennungsvorrichtung übertragen wird, welche dann die Entriegelung der Schlösser des Kraftfahrzeugs steuert und somit dem ersten Verbrecher Zugang zum Fahrzeug gewährt.
Um dieses Problem zu lösen, kann in Erwägung gezogen werden, die Verzögerungszeit zwischen dem von der Erkennungsvorrichtung ausgesendeten Signal und dem vom Identifizierungsorgan zurückgesandten Signal zu analysieren. Je feiner die Messung dieser Zeit ist, desto größer ist die Möglichkeit, geringe parasitäre Verzögerungen zu erfassen. Außerdem ist die Feinheit der Messung umso besser, je größer die für die Hin- und Herübertragung verwendete Frequenz ist, da die Verzögerungskonstanten aufgrund der verschiedenen Filter und Verarbeitungsschaltungen geringer sind. In Anbetracht der Tatsache, dass es gewünscht ist, den Zugang zum Fahrzeug zu sperren, wenn die bidirektionale Übertragung auf einer Distanz erfolgt, die größer ist als ungefähr 5 bis 10 Meter, ist es erforderlich, eine Übertragungszeitschwankung in der Größenordnung von 100 bis 300 ns messen zu können, wobei diese Verzögerungszeit der Übertragungsdauer des Signals in Abhängigkeit von der Distanz, die die Erkennungsvorrichtung und das Identifizierungsorgan trennt, entspricht.
In einem bekannten System wird das Abfragesignal von der Erkennungsvorrichtung mit niedriger Frequenz, beispielsweise mit 125 kHz, ausgesendet, und das Identifizierungsorgan sendet ein Hochfrequenz-Antwortsignal, beispielsweise mit 433,92 MHz, zurück. In einem derartigen System empfängt die Erkennungsvorrichtung das Antwortsignal mit einer Verzögerungszeit, die die Summe der Zeit, die mit dem Durchlassbereich der elektronischen Schaltungen verbunden ist, und der Zeit, die mit dem Abstand verbunden ist, der die Erkennungsvorrichtung und das Identifizierungsorgan trennt, ist. Die mit dem Abstand verbundene Zeit liegt in der Größenordnung von 6,6 ns/m, während die mit dem Durchlassbereich verbundene Zeit in der Größenordnung von 120 μs mit einer eigenen Schwankung von 8 μs liegen kann. Folglich ist zu verstehen, dass zum Berechnen einer Verzögerung in der Größenordnung von 300 ns diese Verzögerung in der Auflösung des Systems eingebettet ist, die größer ist als 8 μs. Um eine Verzögerung von 300 ns zu erfassen, wäre es tatsächlich nötig, dass die mit dem Durchlassbereich verbundene Zeit nicht größer ist als 1 μs mit einer eigenen Schwankung von maximal 100 bis 200 ns. Dies wäre in der Praxis realisierbar, aber unter der Bedingung der Verwendung des elektronischen Materials, dessen Kosten vollständig unverhältnismäßig und mit den Anforderungen von geringen Kosten inkompatibel wären, die hinsichtlich der Ausrüstungen für Kraftfahrzeuge betrachtet werden müssen.
Um das vorstehend erwähnte Problem zu lösen, kann auch in Erwägung gezogen werden, die Frequenz des von der Erkennungsvorrichtung empfangenen Signals in Bezug auf die Frequenz, die das vom Identifizierungsorgan ausgesendete Signal haben müsste und die von der Erkennungsvorrichtung erwartet wird, zu analysieren. Wenn Raub-Sende/Empfangs-Systeme zwischen die Erkennungsvorrichtung und das Identifizierungsorgan eingeschaltet werden, führen diese Raub-Sende/Empfangs-Systeme nämlich notwendigerweise eine Frequenzverschiebung zwischen dem vom Identifizierungsorgan zurückgesendeten Signal und dem von der Erkennungsvorrichtung effektiv empfangenen Signal ein.
Von einem praktischen, kommerziellen und industriellen Standpunkt weisen jedoch die Kristalle, die in einem Zugangssystem der vorstehend angegebenen Art verwendet werden können, bestenfalls eine Stabilität in der Größenordnung von 4·10^–5 auf. Daraus ergibt sich, dass für eine Frequenz von 433,92 MHz eine mögli che Schwankung in der Zeit von 17,35 kHz besteht. Heute sind nun relativ leicht im Handel Quellen für eine Frequenz von 10 MHz mit einer Stabilität von 5·10^–7, d. h. einer möglichen Variation von 5 Hz, zu finden. Wenn Verbrecher Raub-Sende/Empfangs-Systeme verwenden, die eine derartige Frequenzquelle mit 10 MHz enthalten, um eine Frequenz von ungefähr 430 MHz zu erhalten, weist diese Frequenz folglich eine Präzision von 215 Hz auf. Unter diesen Bedingungen weist die vorstehend erwähnte Frequenzverschiebung, die von den zwei Raub-Sende/Empfangs-Systemen eingeführt wird, die zwischen die Erkennungsvorrichtung und das Identifizierungsorgan eingeschaltet werden, maximal einen Wert von 2 × 215 Hz, d. h. 430 Hz, auf. Eine derartige Verschiebung liegt gut unterhalb der möglichen Schwankung von 17,35 kHz des Signals von 433,92 MHz, das vom Identifizierungsorgan erzeugt wird, so dass es in diesem Fall unmöglich ist, eine unzulässige Übertragung von Signalen zwischen der Erkennungsvorrichtung und dem Identifizierungsorgan oder allgemeiner eine nicht-zulässige Übertragung von Signalen zwischen zwei Sender/Empfänger-Einheiten zu erfassen.
Die vorliegende Erfindung hat folglich das Ziel, dieses Problem zu lösen, indem sie ein Verfahren zur bidirektionalen Übertragung von Daten liefert, bei dem es möglich ist, eine Frequenzabweichung, auch wenn sie sehr gering ist, die durch eine unzulässige Übertragung von Signalen zwischen den zwei Sender/Empfänger-Einheiten eingeführt wird, zu erfassen.
Dazu liefert die Erfindung ein Verfahren zur drahtlosen bidirektionalen Übertragung von Daten zwischen zwei Sender/Empfänger-Einheiten, wobei der Sender einer Ersten der zwei Einheiten ein erstes Signal mit einer ersten Frequenz erzeugt, das zum Empfänger der Zweiten der zwei Einheiten ausgesendet wird, und der Sender der Zweiten der zwei Einheiten ein zweites Signal mit einer zweiten Frequenz erzeugt, das zum Empfänger der ersten Einheit ausgesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht:

a) auf Seiten der ersten Einheit anhand des ersten Signals mit der ersten Frequenz f₁ mittels einer ersten Phasenverriegelungsschleife ein drittes Signal zu erzeugen, das eine dritte Frequenz f₃ besitzt, die gleich der ersten Frequenz f₁, multipliziert mit einer ersten Zahl, ist;
b) auf Seiten der zweiten Einheit anhand des ersten Signals, das durch die zweite Einheit empfangen wird, mittels einer zweiten Phasenverriegelungsschleife das zweite Signal zu erzeugen, derart, dass die zweite Frequenz f₂ des zweiten Signals gleich der ersten Frequenz f₁, multipliziert mit einer zweiten Zahl, ist;
c) auf Seiten der ersten Einheit:
c1) ein durch diese erste Einheit empfangenes Signal mit dem dritten Signal, das durch die erste Phasenverriegelungsschleife erzeugt wird, zu mischen, um ein Mischsignal zu erhalten;
c2) das Mischsignal zu filtern, um ein gefiltertes Signal zu erhalten, das eine Frequenz besitzt, die der Differenz zwischen der Frequenz des durch die erste Einheit empfangenen Signals und der dritten Frequenz f₃ des dritten Signals entspricht;
c3) dieses gefilterte Signal zu analysieren, um festzustellen, ob es eine vorgegebene Frequenz hat, die gleich der ersten Frequenz f₁, multipliziert mit einer ganzen Zahl größer oder gleich null, die gleich dem Absolutwert der Differenz der ersten und der zweiten Zahl ist, ist, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal das durch die zweite Einheit ausgesendete zweite Signal mit der zweiten Frequenz ist, oder ob es eine Frequenz hat, die von der vorgegebenen Frequenz verschieden ist, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist;
c4) eine Verarbeitung oder Verwendung des durch die erste Einheit empfangenen Signals nur zuzulassen, wenn das Ergebnis der Analyse angibt, dass das gefilterte Signal eine Frequenz hat, die gleich der vorgegebenen Frequenz ist.

In Anbetracht der Tatsache, dass, wenn Verbrecher Raub-Sende/Empfangs-Systeme verwenden, um das erste und das zweite Signal zwischen der ersten und der zweiten Sende/Empfangs-Einheit zu übertragen, notwendigerweise eine Frequenzverschiebung zwischen dem zweiten Signal, das von der zweiten Sender/Empfänger-Einheit ausgesendet wird, und dem Signal, das von der ersten Sender/Empfänger-Einheit empfangen wird, folglich auch zwischen diesem letzteren Signal und dem dritten Signal, das im Inneren der ersten Sender/Empfänger-Einheit erzeugt wird, entsteht, folglich in diesem Fall ein gefiltertes Signal mit einer Frequenz erhalten wird, die von der vorgegebenen Frequenz verschieden ist, und die Verarbeitung oder Verwendung des von der ersten Sender/Empfänger-Einheit empfangenen Signals folglich nicht zugelassen wird.
In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die erste und die zweite Zahl denselben Wert auf, so dass die zweite und die dritte Frequenz f₂ und f₃ gleiche Werte besitzen, wobei die vorgegebene Frequenz einen Wert null hat; die Analyse des gefilterten Signals (Schritt c3) besteht folglich darin, festzustellen, ob das gefilterte Signal eine Frequenz null hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal das durch die zweite Einheit ausgesendete zweite Signal ist, oder ob es eine von null verschiedene Frequenz hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist.
Das Verfahren gemäß dieser ersten Ausführungsform kann außerdem darin bestehen, die zweite Frequenz des zweiten und des dritten Signals in Übereinstimmung mit einer in der ersten und in der zweiten Einheit gespeicherten, im Voraus definierten Zufallsfolge synchron und identisch zu variieren.
In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die erste und die zweite Zahl verschiedene Werte auf, so dass die zweite und die dritte Frequenz f₂ und f₃ verschiedene Werte besitzen; die Analyse des gefilterten Signals (Schritt c3) besteht folglich darin:

c3.1) die Frequenz des gefilterten Signals durch die ganze Zahl zu dividieren, um ein viertes Signal zu erhalten;
c3.2) das vierte Signal mit dem durch den Sender der ersten Einheit erzeugten ersten Signal zu mischen, um ein weiteres Mischsignal zu erhalten;
c3.3) das weitere Mischsignal zu filtern, um ein Schwebungssignal zu erhalten, das eine Frequenz hat, die der Differenz zwischen der Frequenz des vierten Signals und der ersten Frequenz f₁ des ersten Signals entspricht; und
c3.4) das Schwebungssignal zu analysieren, um festzustellen, ob es eine Frequenz null hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal das durch die zweite Einheit ausgesendete zweite Signal ist, oder ob es eine von null verschiedene Frequenz hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist.

In einer Anwendung des Verfahrens für die drahtlose, gesicherte bidirektionale Übertragung von Daten in einem Zugangssystem des sogenannten "Freihand"-Typs, wie weiter oben definiert, besteht das Verfahren darin, das erste und das dritte Signal auf Seiten der Erkennungsvorrichtung und das zweite Signal auf Seiten des Identifizierungsorgans zu erzeugen und die Verarbeitung des durch die Erkennungsvorrichtung empfangenen Signals für die Authentifizierung des Identifizierungsorgans nur zuzulassen, wenn das Ergebnis der Analyse angibt, dass das gefilterte Signal eine Frequenz hat, die gleich der vorgegebenen Frequenz ist.
Die Erfindung hat auch als Gegenstand ein System zur bidirektionalen Übertragung von Daten für die Ausführung des vorstehend definierten Verfahrens des Typs mit zwei Sender/Empfänger-Einheiten, wobei der Sender einer Ersten der zwei Einheiten einen ersten Signalgenerator umfasst, der ein erstes Signal mit einer ersten Frequenz f₁ erzeugt und mit einer ersten Antenne verbunden ist, die das erste Signal zu dem Empfänger der Zweiten der zwei Einheiten aussendet, und wobei der Sender der Zweiten der zwei Einheiten einen zweiten Signalgenerator umfasst, der ein zweites Signal mit einer zweiten Frequenz f₂ erzeugt und mit einer zweiten Antenne verbunden ist, die das zweite Signal zum Empfänger der ersten Einheit aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass:

a) die erste Einheit außerdem eine erste Phasenverriegelungsschleife umfasst, deren Eingang mit dem ersten Signalgenerator verbunden ist, um das erste Signal mit der ersten Frequenz f₁ als Referenzsignal zu empfangen, und die am Ausgang ein drittes Signal liefert, das eine dritte Frequenz f₃ besitzt, die gleich der ersten Frequenz f₁, multipliziert mit einer ersten Zahl, ist;
b) der zweite Signalgenerator der zweiten Einheit durch eine zweite Phasenverriegelungsschleife gebildet ist, deren Eingang mit dem Empfänger der zweiten Einheit verbunden ist, um als Referenzsignal das erste Signal f₁ zu empfangen, das durch die erste Antenne ausgesendet wird, und deren Ausgang mit der zweiten Antenne verbunden ist, um das zweite Signal mit der zweiten Frequenz f₂ auszusenden, wobei die zweite Schleife so beschaffen ist, dass die zweite Frequenz f₂ des zweiten Signals gleich der ersten Frequenz f₁, multipliziert mit einer zweiten Zahl, ist;
c) die erste Einheit außerdem umfasst: einen Mischer, der einen ersten Eingang, der mit dem Empfänger der ersten Einheit verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit der ersten Schleife verbunden ist, um das dritte Signal zu empfangen, und einen Ausgang, der ein Mischsignal liefert, besitzt, ein Filter, das einen Eingang, der mit dem Ausgang des Mischers verbunden ist, und einen Ausgang, der ein gefiltertes Signal liefert, das eine der Differenz zwischen den Frequenzen der in den ersten und in den zweiten Eingang des Mischers eingegebenen Signale entsprechende Frequenz besitzt, eine Analyseschaltung, die mit dem Ausgang des Filters verbunden ist und feststellt, ob das gefilterte Signal eine vorgegebene Frequenz hat, die gleich der ersten Frequenz f₁, multipliziert mit einer ganzen Zahl größer oder gleich null, die gleich dem Absolutwert der Differenz der ersten und der zweiten Zahl ist, ist, und eine Gatterschaltung, die mit der Analyseschaltung und mit dem Empfänger der ersten Einheit verbunden ist und das durch den Empfänger der ersten Einheit empfangene Signal zu einer Schaltung für die Verarbeitung oder Verwendung des empfangenen Signals nur durchlässt, wenn die Analyseschaltung festgestellt hat, dass das gefilterte Signal die vorgegebene Frequenz hat.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst sowohl die erste als auch die zweite Phasenverriegelungsschleife einen Phasendetektor, der an einem ersten Eingang das erste Signal mit der ersten Frequenz f₁ empfängt und dessen Ausgang über eine Integratorschaltung und ein Tiefpassfilter, die in Reihe geschaltet sind, mit dem Steuereingang eines spannungsgesteuerten Oszillators verbunden ist, dessen Ausgang über einen Frequenzteiler mit einem zweiten Eingang des Phasendetektors verbunden ist, wobei der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators der ersten Schleife das dritte Signal mit der dritten Frequenz f₃ liefert und der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators der zweiten Schleife das zweite Signal mit der zweiten Frequenz f₂ liefert, wobei der Frequenzteiler der ersten Phasenverriegelungsschleife die Frequenz durch die erste Zahl teilt und der Frequenzteiler der zweiten Phasenverriegelungsschleife die Frequenz durch die zweite Zahl teilt.
In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems haben die erste und die zweite Zahl den gleichen Wert, derart, dass die zweite und die dritte Frequenz f₂ und f₃ gleiche Werte besitzen, wobei die vorgegebene Frequenz einen Wert null hat, dass das Filter ein Tiefpassfilter ist, das an seinem Ausgang ein Schwebungssignal zwischen dem vom Empfänger der ersten Sender/Empfänger-Einheit empfangenen Signal und dem dritten Signal mit der dritten Frequenz f₃ liefert, und dass die Analyseschaltung feststellt, ob das Schwebungssignal eine Frequenz null hat, was angibt, dass das vom Empfänger der ersten Sender/Empfänger-Einheit empfangene Signal das zweite Signal mit der zweiten Frequenz f₂ ist, oder ob es eine von null verschiedene Frequenz hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist.
Sowohl die erste als auch die zweite Einheit können außerdem ein Mittel umfassen, um eine im Voraus definierte Zufallsfolge von Werten zu speichern und um den Wert der ersten und der zweiten Zahl im entsprechenden Frequenzteiler sowohl der ersten als auch der zweiten Phasenverriegelungsschleife in Überein stimmung mit der im Voraus definierten Zufallsfolge synchron und identisch für die beiden Schleifen zu variieren.
In der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems kann der Mischer ein Quadratur-Doppelmischer sein, der einen ersten und einen zweiten Mischer umfasst, die jeweils einen ersten Eingang, der mit dem Ausgang des Empfängers der ersten Sender/Empfänger-Einheit verbunden ist, und einen zweiten Eingang, der mit dem Ausgang der ersten Phasenverriegelungsschleife direkt für den ersten Mischer und über einen 90°-Phasenschieber für den zweiten Mischer verbunden ist, aufweist, wobei der Ausgang des ersten Mischers über eine erste Tiefpassschaltung mit einem ersten Ausgang des Quadratur-Doppelmischers verbunden ist und der Ausgang des zweiten Mischers über eine zweite Tiefpassschaltung mit einem zweiten Ausgang des Quadratur-Doppelmischers verbunden ist.
Vorzugsweise ist einer der ersten und zweiten Ausgänge des Quadratur-Doppelmischers mit dem Dateneingang einer D-Kippschaltung verbunden, während der Andere der ersten und zweiten Ausgänge des Quadratur-Doppelmischers mit dem Takteingang der Kippschaltung verbunden ist und der Ausgang der Kippschaltung über die Gatterschaltung unter der Steuerung der Analyseschaltung mit der Verarbeitungs- oder Verwendungsschaltung verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Analyseschaltung mit dem Ausgang eines der ersten und zweiten Tiefpassfilter des Quadratur-Doppelmischers verbunden.
In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems haben die erste und die zweite Zahl verschiedene Werte, derart, dass die zweite und die dritte Frequenz f₂ und f₃ verschiedene Werte besitzen, dass das Filter ein Bandpassfilter ist und dass die Analyseschaltung umfasst:

a) einen weiteren Frequenzteiler, der einen Eingang, der mit dem Ausgang des Bandpassfilters verbunden ist, und einen Ausgang, der ein viertes Signal mit einer Frequenz liefert, die gleich dem Quotienten aus der Frequenz des das Bandpassfilter verlassenden gefilterten Signals und der ganzen Zahl ist, besitzt;
b) einen weiteren Mischer, der einen ersten Eingang, der mit dem Ausgang des weiteren Frequenzteilers verbunden ist, um das vierte Signal zu empfangen, einen zweiten Eingang, der mit dem ersten Signalgenerator der ersten Sender/Empfänger-Einheit verbunden ist, um das erste Signal mit der ersten Frequenz f₁ zu empfangen, und einen Ausgang, der ein weiteres Mischsignal liefert, besitzt;
c) ein Tiefpassfilter, das einen Eingang, der mit dem Ausgang des weiteren Mischers verbunden ist, und einen Ausgang, der ein Schwebungssignal zwischen dem vierten und dem ersten Signal liefert, besitzt;
d) und eine Schaltung, die mit dem Ausgang des Tiefpassfilters verbunden ist und feststellt, ob das Schwebungssignal eine Frequenz von null besitzt, was angibt, dass das durch den Empfänger der ersten Sender/Empfänger-Einheit empfangene Signal das zweite Signal mit der zweiten Frequenz f₂ ist, oder ob es eine von null verschiedene Frequenz hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist.

In einer Anwendung des erfindungsgemäßen Systems auf ein Zugangssystem des sogenannten "Freihand"-Typs, das weiter oben definiert ist, ist die erste Sender/Empfänger-Einheit, in der die erste Phasenverriegelungsschleife, der Mischer, das Filter, die Analyseschaltung und die Gatterschaltung enthalten sind, in der Erkennungsvorrichtung installiert, während die zweite Sender/Empfänger-Einheit, in der die zweite Phasenverriegelungsschleife enthalten ist, in der Identifizierungsvorrichtung installiert ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen im Verlauf der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, welche als Beispiel gegeben wird, in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen besser hervor, in denen:
1 ein Funktionsdiagramm ist, das ein System zur bidirektionalen Übertragung von Daten gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Funktionsdiagramm ist, das eine spezielle Ausführungsform eines Teils der Schaltung von 1 genauer zeigt;
3 ein Diagramm ähnlich 1 ist, welches ein System zur bidirektionalen Übertragung von Daten gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 sind zwei Sender/Empfänger-Einheiten 1 und 2 zu sehen, die in einer speziellen Anwendung der vorliegenden Erfindung ein Teil eines Zugangssystems des sogenannten "Freihand"-Typs sein können, welches den Zugang zu einem geschlossenen Raum, insbesondere zu einem Kraftfahrzeug, und/oder die Ausführung einer Funktion im geschlossenen Raum, beispielsweise das Starten des Kraftfahrzeugs, ermöglicht. In einer derartigen Anwendung kann die Sender/Empfänger-Einheit 1 ein Teil einer im Kraftfahrzeug installierten Erkennungsvorrichtung sein, während die Sender/Empfänger-Einheit 2 in ein Identifizierungsorgan, wie einen Button oder dergleichen, integriert sein kann, welcher dazu vorgesehen ist, von einem berechtigten Anwender des Kraftfahrzeugs getragen zu werden.
In herkömmlicher Weise umfasst die Sender/Empfänger-Einheit 1 einen Sender E₁, der einen Signalgenerator 3 umfasst, der ein Signal mit einer ersten Frequenz f₁ erzeugt, die beispielsweise einen Wert von 125 kHz aufweist. Der Signalgenerator 3 ist mit einer Sendeantenne 4, beispielsweise einer Spule, verbunden, die durch magnetische Induktion das Signal mit der Frequenz f₁ aussendet. Dieses Signal wird von der Empfangsantenne 5, die auch aus einer Spule bestehen kann, des Empfängers R₂ der Sendeeinheit 2 empfangen. Als Reaktion auf das Signal mit der Frequenz f₁ erzeugt der Sender E₂ der Sender/Empfänger-Einheit 2 ein Signal mit einer zweiten Frequenz f₂ von beispielsweise 433,875 MHz, das an eine Sendeantenne 6 der Sender/Empfänger-Einheit 2 angelegt wird. Das Signal mit der Frequenz f₂ kann moduliert oder codiert werden, so dass es einen geeigneten Identifikationscode trägt, der für das Identifizierungsorgan geeignet ist, das die Sender/Empfänger-Einheit 2 enthält. Das von der Antenne 6 ausgesendete Signal mit der Frequenz f₂ wird von einer Empfangsantenne 7 des Empfängers R₁ der Sender/Empfänger-Einheit 1 empfangen.
Jedes von der Antenne 7 der Sender/Empfänger-Einheit 1 empfangene Signal wird von einem Verstärker 8 verstärkt, bevor es in einer Art und Weise demoduliert oder decodiert wird, die später in Bezug auf ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben wird, um festzustellen, ob das von der Antenne 7 empfangene Signal einen Code trägt, der einem Code unter mehreren zugelassenen Codes entspricht, die in einem Speicher (nicht dargestellt) der zentralen Einheit 9 der Erkennungsvorrichtung gespeichert sind, in welche die Sender/Empfänger-Einheit 1 integriert ist. Wenn der Code, der von dem von der Antenne 7 empfangenen Signal getragen wird, einem zugelassenen Code entspricht, gestattet die Erkennungsvorrichtung dann den Zugang zum Kraftfahrzeug, in dem sie installiert ist, beispielsweise indem sie die Entriegelung der Türen des Fahrzeugs steuert und/oder sie andere Funktionen wie beispielsweise das Starten des Fahrzeugs gestattet.
Um festzustellen, ob die Signale mit der Frequenz f₁ und f₂ von Raub-Sendern/Empfängern, die in die drahtlose Übertragung zwischen den Antennen 4 und 5 einerseits und den Antennen 6 und 7 andererseits eingeschaltet wurden, übertragen wurden oder nicht, umfasst die Sender/Empfänger-Einheit 1 außerdem eine Phasenverriegelungsschleife 11a, die Fachleuten unter der Bezeichnung PLL gut bekannt ist, die hier beschaffen ist, um ein Signal mit der Frequenz f₂ anhand des Signals mit der Frequenz f₁ zu erzeugen. Dazu wird das vom Signalgenerator 3 erzeugte Signal mit der Frequenz f₁ an einen der zwei Eingänge eines Phasendetektors 12a angelegt, dessen Ausgang über einen Integrator 13a und ein Tiefpassfilter 14a, die in Reihe geschaltet sind, mit dem Steuereingang eines spannungsgesteuerten Oszillators 15a verbunden ist, der am Ausgang ein Signal mit einer Frequenz f₃ liefert. Der Ausgang des Oszillators 15a ist einerseits mit einem der zwei Eingänge einer Mischerschaltung 16 und andererseits mit dem Eingang einer Frequenzteilerschaltung 17a verbunden, deren Ausgang mit dem zweiten Eingang des Phasendetektors 12a verbunden ist. In dem Fall, in dem die Frequenzen f₁ und f₂ gleich 125 kHz bzw. 433,875 MHz sind, kann der Teiler N der Teilerschaltung 17a einen Wert gleich 3471 aufweisen, so dass die Frequenz f₃ des vom Oszillator 15a erzeugten Signals gleich der Frequenz f₂ ist.
In der Sender/Empfänger-Einheit 2 wird ebenso das Signal mit der Frequenz f₂ anhand des Signals mit der Frequenz f₁ durch eine weitere Phasenverriegelungsschleife 11b erzeugt, die zur Schleife 11a identisch ist und die aus diesem Grund nicht erneut im einzelnen beschrieben wird. Es wird einfach bemerkt, dass die Schaltungen der Schleife 11b mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, die anstelle des Buchstaben a mit dem Buchstaben b versehen sind, und dass der Teiler N der Teilerschaltung 17b denselben Wert aufweist wie jener der Teilerschaltung 17a. In der Sender/Empfänger-Einheit 2 wird das Signal mit der Frequenz f₁, das von der Empfangsantenne 5 empfangen und zweckmäßig verstärkt und von einer Reformatierungsschaltung 18 reformatiert wird, an einen der zwei Eingänge des Phasendetektors 12b angelegt, und der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 15b, der das Signal mit der Frequenz f₂ erzeugt, ist mit der Sendeantenne 6 verbunden.
Jedes von der Antenne 7 der Sender/Empfänger-Einheit 1 empfangene Signal wird nach Verstärkung durch den Verstärker 8 an den anderen Eingang des Mischers 16 angelegt. Indem angenommen wird, dass das von der Antenne 7 empfangene Signal eine Frequenz f'₂ hat, liefert der Mischer 16 an seinem Ausgang ein Signal mit der Frequenz f'₂ + f₂, ein Signal mit der Frequenz f'₂ – f₂ sowie Signale mit der Frequenz f'₂ und f₂ und mit einer geringeren Amplitude. Der Ausgang des Mischers 16 ist mit einem Tiefpassfilter 19 verbunden, das an seinem Ausgang das Schwebungssignal, d. h. das Signal mit der Frequenz f'₂ – f₂, liefert. Dieses Schwebungssignal wird nach Verstärkung durch einen Verstärker 21 an den Eingang einer Analyseschaltung 22 angelegt. Diese Analyseschaltung 22 stellt fest, ob das Schwebungssignal eine Frequenz null oder eine von null verschiedene Frequenz aufweist.
Wenn die Analyseschaltung 22 feststellt, dass das Schwebungssignal eine Frequenz null aufweist, deutet dies darauf hin, dass das Signal mit der Frequenz f'₂, das von der Antenne 7 der Sender/Empfänger-Einheit 1 empfangen wird, eine Frequenz aufweist, die zur Frequenz f₂ des Signals streng identisch ist, welches von der Antenne 6 der Sender/Empfänger-Einheit 2 ausgesendet wird, die in das Identifizierungsorgan integriert ist. Wenn die Analyseschaltung 22 dagegen feststellt, dass das Schwebungssignal eine von null verschiedene Frequenz aufweist, bedeutet dies, dass das von der Antenne 7 empfangene Signal eine von der Frequenz f₂ des von der Antenne 6 der Sender/Empfänger-Einheit 2 ausgesendeten Signals verschiedene Frequenz aufweist. Wenn das von der Antenne 6 der Sender/Empfänger-Einheit 2 ausgesendete Signal von einer oder mehreren Raub-Sender/Empfänger-Einheiten übertragen wurde, weist es, wie bereits weiter oben angegeben, notwendigerweise eine Frequenz auf, die nicht exakt gleich f₂ ist. Wenn das Schwebungssignal eine von Null verschiedene Frequenz aufweist (f'₂ verschieden von f₂), darf das von der Antenne 7 empfangene Signal folglich nicht von der Erkennungsvorrichtung, in die die Sender/Empfänger-Einheit 1 integriert ist, verarbeitet oder verwendet werden.
Dazu kann das aus dem Vorverstärker 8 ausgehende Signal zu einer Gatterschaltung oder einer bedingt durchlassenden Schaltung 23 gesandt werden, die das Signal zu einer Verarbeitungs- oder Verwendungsschaltung 24 nur dann durchlässt, wenn die Gatterschaltung ein Berechtigungssignal empfängt, das von der Analyseschaltung 22 stammt, wenn diese letztere feststellt, dass das Schwebungssignal eine Frequenz von null aufweist (f'₂ = f₂).
Um noch die Sicherheit gegen eine Übertragung der Signale mit der Frequenz f₁ und f₂ durch einen oder mehrere Raub-Sender/Empfänger, die zwischen die zwei Sender/Empfänger 1 und 2 eingeschaltet werden, zu verstärken, kann vorteilhafterweise die Frequenz f₂ der von den zwei Phasenverriegelungsschleifen 11a und 11b erzeugten Signale synchron und identisch variiert werden. Dies kann beispielsweise erhalten werden, indem der Wert des Teilers N in den Teilerschaltungen 17a und 17b gemäß einer vordefinierten Zufallsfolge synchron und identisch variiert wird, die in den zwei Sender/Empfänger-Einheiten 1 und 2, beispielsweise im Speicher der vorstehend erwähnten zentralen Einheit 9 der Erken nungsvorrichtung, die die Sender/Empfänger-Einheit 1 enthält, und im Speicher einer anderen zentralen Einheit 25, die im Identifizierungsorgan enthalten ist, das die Sender/Empfänger-Einheit 2 enthält, gespeichert ist. Der Start der Folge im gleichen Moment in der Teilerschaltung 17a der Schleife 11a und in der Teilerschaltung 17b der Schleife 11b kann beispielsweise mittels eines Startzeichens synchronisiert werden, das von der zentralen Einheit 9 erzeugt wird und auf das von der Antenne 4 ausgesendete Signal mit der Frequenz f₁ überlagert wird. Der Wert der Anfangszahl N in der Zufallsfolge kann im Speicher von jeder der zwei zentralen Einheiten 9 und 25 im Voraus eingetragen werden, oder ein Signal, das diese Anfangszahl angibt, kann vor dem Aussenden des Startzeichens auf das Signal mit der Frequenz f₁ überlagert und von der Antenne 4 ausgesendet werden.
Unter diesen Bedingungen variieren die Frequenzen der von den zwei Oszillatoren 15a und 15b erzeugten Signale synchron und identisch. Die Antenne 6 sendet dann ein gemäß der im Voraus im Speicher der zentralen Einheit 25 eingetragenen Zufallsfolge frequenzmoduliertes Signal aus. Diese Zufallsfolge kann als Identifikationscode dienen, um der Erkennungsvorrichtung, die die Sender/Empfänger-Einheit 1 enthält, zu ermöglichen, das Identifizierungsorgan zu erkennen, das die Sender/Empfänger-Einheit 2 enthält.
In dem Fall, in dem das von der Antenne 6 ausgesendete Signal durch eine Modulation des FSK-Typs (Modulation durch Frequenzverschiebung) frequenzmoduliert wird, können die Mischerschaltung 16, das Tiefpassfilter l9 und der Verstärker 21 sowohl zum Erfassen einer eventuellen unzulässigen Übertragung des frequenzmodulierten Signals, das von der Antenne 6 der Sender/Empfänger-Einheit 2 ausgesendet wird (f'₂ verschieden von f₂), als auch zum Demodulieren des frequenzmodulierten Signals dienen, wie nun durch Bezugnahme auf 2 zu sehen sein wird. In diesem Fall kann die Mischerschaltung 16 vorteilhafterweise aus einem Quadratur-Doppelmischer bestehen. Der Ausgang des Vorverstärkers 8 ist folglich mit einem der zwei Eingänge eines ersten Mischers 16a und mit einem der zwei Eingänge eines zweiten Mischers 16b verbunden. Der Ausgang der Phasenverriegelungsschleife 11a ist direkt mit dem zweiten Eingang des ersten Mi schers 16a und über einen 90°-Phasenschieber 16c mit dem zweiten Eingang des zweiten Mischers 16b verbunden. Der Ausgang des ersten Mischers 16a ist über ein erstes Tiefpassfilter 19a und eine erste Verstärkungs- und Formatierungsschaltung 21a mit einem ersten Ausgang Q des Doppelmischers 16 verbunden. Ebenso ist der Ausgang des zweiten Mischers 16b über ein zweites Tiefpassfilter 19b und eine zweite Verstärkungs- und Formatierungsschaltung 21b mit einem zweiten Ausgang I des Doppelmischers 16 verbunden (gewöhnlich umfasst ein Quadratur-Doppelmischer auch die Tiefpassfilter und die Verstärkungs- und Formatierungsschaltungen, die jedem Weg des Doppelmischers zugeordnet sind). Der Ausgang Q des Doppelmischers 16 ist mit dem Dateneingang D einer D-Kippschaltung 26 verbunden, während der Ausgang I des Doppelmischers 16 mit dem Takteingang CK der Kippschaltung verbunden ist. Der Ausgang Q der Kippschaltung 26 ist über die Gatterschaltung 23 mit der Verarbeitungs- oder Verwendungsschaltung 24 verbunden.
In dem Fall, in dem die Analyseschaltung 22, die feststellt, ob die Frequenzen f'₂ und f₂ gleich oder verschieden sind, und die folglich die Gatterschaltung 23 in der weiter oben angegebenen Art steuert, aus einem Mikroprozessor μP mit einem Eingang mit einem Analog/Digital-Wandler besteht, kann der Eingang des Mikroprozessors entweder mit dem Ausgang des Tiefpassfilters 19b, wie in durchgezogenen Strichen in 2 gezeigt, oder mit dem Ausgang des Tiefpassfilters 19a, wie in Strichpunktlinien in 2 gezeigt, verbunden sein. Wenn der Mikroprozessor μP keinen Eingang mit einem Analog/Digital-Wandler besitzt, kann er entweder mit dem Ausgang I oder mit dem Ausgang Q des Doppelmischers 16 verbunden sein.
Mit der in 2 dargestellten Anordnung werden die Daten, die vom frequenzmodulierten Signal getragen werden, welches von der Antenne 7 empfangen wird, am Ausgang Q der Kippschaltung 26 wiedergewonnen. Wenn die Analyseschaltung 22 feststellt, dass die Frequenzen f'₂ und f₂ gleich sind (f₂ folglich die Mittenfrequenz der FSK-Modulation ist), steuert die Analyseschaltung folglich die Gatterschaltung 23, damit sie die am Ausgang Q der Kippschaltung 26 vor handenen Daten zur Verwendungs- oder Verarbeitungsschaltung 24 durchlässt. Im gegenteiligen Fall steuert die Analyseschaltung 22 die Gatterschaltung 23 derart, dass sie die Daten nicht zur Verarbeitungs- oder Verwendungsschaltung 24 durchlässt.
Nun wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Bezug auf 3 beschrieben. In 3 sind die Elemente, die zu denjenigen der ersten Ausführungsform von 1 identisch sind oder dieselbe Rolle spielen wie diese, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden folglich nicht erneut im einzelnen beschrieben.
Die Ausführungsform von 3 unterscheidet sich von jener von 1 darin, dass die Frequenzteiler 17a und 17b der Phasenverriegelungsschleifen 11a und 11b die Frequenz der von den Oszillatoren 15a bzw. 15b erzeugten Signale durch Zahlen N1 bzw. N2 dividieren, die verschiedene Werte aufweisen, so dass die Signale Frequenzen f₃ und f₂ haben, die selbst verschiedene Werte aufweisen. N1 ist beispielsweise gleich 3385 und N2 ist gleich 3471, so dass, wenn f₁ gleich 125 kHz ist, f₃ gleich 423,125 MHz ist und f₂ gleich 433,875 MHz ist.
Die zweite Ausführungsform von 3 unterscheidet sich außerdem von jener von 1 darin, dass der Ausgang des Mischers 16 mit dem Eingang eines Bandpassfilters 29 verbunden ist, das an seinem Ausgang ein Signal mit einer Frequenz gleich der Differenz der Frequenzen f'₂ und f₃ der an die zwei Eingänge des Mischers 16 angelegten Signale liefert. Der Ausgang des Bandpassfilters 29 ist mit der Analyseschaltung 22' verbunden, die hier aus einem weiteren Frequenzteiler 31, einem weiteren Mischer 32, dem Tiefpassfilter 19, dem Verstärker 21 und der Schaltung 22 besteht, wobei diese drei letzteren Elemente zu jenen der ersten Ausführungsform von 1 identisch sind.
Der Frequenzteiler 31 dividiert die Frequenz (f'₂ – f₃) des vom Bandpassfilter 29 stammenden Signals durch eine ganze Zahl N3, die gleich dem Absolutwert der Differenz der Teilerzahlen N1 und N2 der Teiler 17a und 17b ist, so dass das vom Frequenzteiler 31 stammende Signal eine Frequenz f'₁ aufweist, die norma lerweise gleich der Frequenz f₁ des vom Generator 3 erzeugten Signals sein muss. In dem Fall, in dem N1 und N2 die weiter oben angegebenen Werte aufweisen, ist N3 gleich 86.
Der Mischer 32 empfängt an seinen zwei Eingängen das Signal mit der Frequenz f'₁, das vom Frequenzteiler 31 stammt, bzw. das Signal mit der Frequenz f₁, das vom Generator 3 stammt, und das Tiefpassfilter 19, das mit dem Ausgang des Mischers 32 verbunden ist, liefert an seinem Ausgang ein Schwebungssignal mit einer Frequenz f'₁ – f₁.
Wenn das von der Antenne 7 des Empfängers R₁ empfangene Signal das Signal mit der Frequenz f₂ ist, das von der Antenne 6 des Senders E₂ ausgesendet wird, d. h. bei Abwesenheit einer Übertragung von Signalen durch Raub-Sender/Empfänger, empfängt der Mischer 16 ein Signal mit der Frequenz f'₂ = f₂ und ein Signal mit der Frequenz f₃, das vom Bandpassfilter 29 stammende Signal weist eine Frequenz f₂ – f₃ (433,875 MHz – 423,125 MHz = 10,75 MHz) auf und das vom Frequenzteiler 31 stammende Signal weist eine Frequenz f'₁ = (f₂ – f₃)/N3, d. h. 10,75 MHz/86 = 125 kHz, auf, die zur Frequenz f₁ des vom Generator 3 erzeugten Signals streng gleich ist. Folglich weist das vom Tiefpassfilter 19 stammende Schwebungssignal eine Frequenz von null auf, was von der Schaltung 22 erfasst wird, die der Gatterschaltung 23 gestattet, das Signal mit der Frequenz f₂, das vom Empfänger R₁ empfangen wird, zur Verarbeitungs- oder Verwendungsschaltung 24 durchzulassen.
Wenn das Signal mit der Frequenz f₂, das von der Antenne 6 des Senders E₂ ausgesendet wird, dagegen von Raub-Sendern/Empfängern übertragen wurde, weist das vom Empfänger R₁ empfangene Signal eine von f₂ verschiedene Frequenz f'₂ auf. Das Signal mit der Frequenz f'₂ – f₃, das vom Bandpassfilter 29 stammt, weist eine von 10,75 MHz verschiedene Frequenz auf und nach Division seiner Frequenz durch 86 (N3) im Frequenzteiler 31 weist das erhaltene Signal eine von f₁ verschiedene Frequenz f'₁ auf. Das vom Bandpassfilter 19 stammende Schwebungssignal weist folglich eine Frequenz f'₁ – f₁ auf, die nicht null ist, und dies wird von der Schaltung 22 erfasst, die die Gatterschaltung 23 sperrt, damit sie das vom Empfänger R₁ empfangene Signal nicht zur Verarbeitungs- oder Verwendungsschaltung 24 durchlässt.
Es ist selbstverständlich, dass die Ausführungsform der Erfindung, die vorstehend beschrieben wurde, nur als Informationsbeispiel und nicht zur Begrenzung gegeben wurde und dass zahlreiche Modifikationen vom Fachmann leicht vorgenommen werden können, ohne deshalb vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Obwohl die Analyseschaltung 22, die Gatterschaltung 23 und die Verarbeitungsschaltung 24 in Form von diskreten Blöcken dargestellt sind, könnten deshalb insbesondere die von diesen Schaltungen ausgeführten Funktionen vom Prozessor der zentralen Einheit 9 ausgeführt werden.
In der in 3 dargestellten Ausführungsform könnte außerdem der Frequenzteiler 31 weggelassen werden, wobei der Ausgang des Bandpassfilters 29 folglich direkt mit dem entsprechenden Eingang des Mischers 32 verbunden wäre und der andere Eingang des Mischers 32 mit dem Ausgang eines Frequenzmultiplizierers verbunden wäre, der die Frequenz f₁ des vom Generator 3 erzeugten Signals mit N3 multipliziert.

Claims

Verfahren zur drahtlosen bidirektionalen Übertragung von Daten zwischen zwei Sender/Empfänger-Einheiten, wobei der Sender einer Ersten der zwei Einheiten ein erstes Signal mit einer ersten Frequenz (f₁) erzeugt, das zum Empfänger der Zweiten der zwei Einheiten ausgesendet wird, und der Sender der Zweiten der zwei Einheiten ein zweites Signal mit einer zweiten Frequenz (f₂) erzeugt, das zum Empfänger der ersten Einheit ausgesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht: a) auf Seiten der ersten Einheit anhand des ersten Signals mit der ersten Frequenz (f₁) mittels einer ersten Phasenverriegelungsschleife ein drittes Signal zu erzeugen, das eine dritte Frequenz (f₃) besitzt, die gleich der ersten Frequenz (f₁), multipliziert mit einer ersten Zahl (N1), ist; b) auf Seiten der zweiten Einheit anhand des ersten Signals, das durch die zweite Einheit empfangen wird, mittels einer zweiten Phasenverriegelungsschleife das zweite Signal zu erzeugen, derart, dass die zweite Frequenz (f₂) des zweiten Signals gleich der ersten Frequenz (f₁), multipliziert mit einer zweiten Zahl (N2), ist; c) auf Seiten der ersten Einheit: c1) ein durch diese erste Einheit empfangenes Signal mit dem dritten Signal, das durch die erste Phasenverriegelungsschleife erzeugt wird, zu mischen, um ein Mischsignal zu erhalten; c2) das Mischsignal zu filtern, um ein gefiltertes Signal zu erhalten, das eine Frequenz besitzt, die der Differenz zwischen der Frequenz des durch die erste Einheit empfangenen Signals und der dritten Frequenz (f₃) des dritten Signals entspricht; c3) dieses gefilterte Signal zu analysieren, um festzustellen, ob es eine vorgegebene Frequenz hat, die gleich der ersten Frequenz (f₁), multipliziert mit einer ganzen Zahl (N3) größer oder gleich null, die gleich dem Absolutwert der Differenz (|N2 – N1|) der ersten und der zweiten Zahl (N1 und N2) ist, ist, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal das durch die zweite Einheit ausgesendete zweite Signal mit der zweiten Frequenz (f₂) ist, oder ob es eine Frequenz hat, die von der vorgegebenen Frequenz verschieden ist, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist; und c4) eine Verarbeitung oder Verwendung des durch die erste Einheit empfangenen Signals nur zuzulassen, wenn das Ergebnis der Analyse angibt, dass das gefilterte Signal eine Frequenz hat, die gleich der vorgegebenen Frequenz ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Zahl (N1 und N2) den gleichen Wert (N) haben, derart, dass die zweite und die dritte Frequenz (f₂ und f₃) gleiche Werte besitzen, wobei die vorgegebene Frequenz einen Wert null hat, und dass die Analyse des gefilterten Signals (Schritt c3) darin besteht, festzustellen, ob das gefilterte Signal eine Frequenz null hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal das durch die zweite Einheit ausgesendete zweite Signal ist, oder ob es eine von null verschiedene Frequenz hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem darin besteht, die zweite Frequenz des zweiten und des dritten Signals in Übereinstimmung mit einer in der ersten und in der zweiten Einheit gespeicherten, im Voraus definierten Zufallsfolge synchron und identisch zu variieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Zahl (N1 und N2) verschiedene Werte haben, derart, dass die zweite und die dritte Frequenz (f₂ und f₃) verschiedene Werte besitzen, und dass die Analyse des gefilterten Signals (Schritt c3) darin besteht: c3.1) die Frequenz des gefilterten Signals durch die ganze Zahl (N3) zu dividieren, um ein viertes Signal zu erhalten; c3.2) das vierte Signal mit dem durch den Sender der ersten Einheit erzeugten ersten Signal zu mischen, um ein weiteres Mischsignal zu erhalten; c3.3) das weitere Mischsignal zu filtern, um ein Schwebungssignal zu erhalten, das eine Frequenz hat, die der Differenz zwischen der Frequenz des vierten Signals und der ersten Frequenz (f₁) des ersten Signals entspricht; und c3.4) das Schwebungssignal zu analysieren, um festzustellen, ob es eine Frequenz null hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal das durch die zweite Einheit ausgesendete zweite Signal ist, oder ob es eine von null verschiedene Frequenz hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für die drahtlose, gesicherte bidirektionale Übertragung von Daten in einem Zugangssystem des sogenannten "Freihand"-Typs, das den Zugang zu einem geschlossenen Raum, insbesondere zu einem Kraftfahrzeug, und die Ausführung einer Funktion in dem geschlossenen Raum, beispielsweise das Starten des Kraftfahrzeugs, ermöglicht und in dem ein Ferndatenaustausch zwischen einer in dem geschlossenen Raum installierten Erkennungsvorrichtung und einem Identifizierungsorgan, das dazu vorgesehen ist, von einem Anwender getragen zu werden, aufgebaut wird, wobei der Zugang zu dem geschlossenen Raum und/oder die Ausführung der Funktion nur zugelassen wird, wenn die Erkennungsvorrichtung das Identifizierungsorgan als berechtigt erkannt hat, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, das erste und das dritte Signal auf Seiten der Erkennungsvorrichtung und das zweite Signal auf Seiten des Identifizierungsorgans zu erzeugen und die Verarbeitung des durch die Erkennungsvorrichtung empfangenen Signals für die Authentifizierung des Identifizierungsorgans nur zuzulassen, wenn das Ergebnis der Analyse angibt, dass das gefilterte Signal eine Frequenz hat, die gleich der vorgegebenen Frequenz ist.
System zur bidirektionalen Übertragung von Daten für die Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das zwei Sender/Empfänger-Einheiten (1 und 2) umfasst, wobei der Sender (E₁) einer Ersten der zwei Einheiten einen ersten Signalgenerator (3) umfasst, der ein erstes Signal mit einer ersten Frequenz (f₁) erzeugt und mit einer ersten Antenne (4) verbunden ist, die das erste Signal zu dem Empfänger (R₂) der Zweiten der zwei Einheiten aussendet, und wobei der Sender (E₂) der Zweiten der zwei Einheiten einen zweiten Signalgenerator (11b) umfasst, der ein zweites Signal mit einer zweiten Frequenz (f₂) erzeugt und mit einer zweiten Antenne (6) verbunden ist, die das zweite Signal zum Empfänger (R₁) der ersten Einheit aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass: a) die erste Einheit (1) außerdem eine erste Phasenverriegelungsschleife (11a) umfasst, deren Eingang mit dem ersten Signalgenerator (3) verbunden ist, um das erste Signal mit der ersten Frequenz (f₁) als Referenzsignal zu empfangen, und die am Ausgang ein drittes Signal liefert, das eine dritte Frequenz (f₃) besitzt, die gleich der ersten Frequenz (f₁), multipliziert mit einer ersten Zahl (N1), ist; b) der zweite Signalgenerator (11b) der zweiten Einheit (2) durch eine zweite Phasenverriegelungsschleife gebildet ist, deren Eingang mit dem Empfänger (R₂) der zweiten Einheit verbunden ist, um als Referenzsignal das erste Signal (f₁) zu empfangen, das durch die erste Antenne (4) ausgesendet wird, und deren Ausgang mit der zweiten Antenne (6) verbunden ist, um das zweite Signal mit der zweiten Frequenz (f₂) auszusenden, wobei die zweite Schleife (11b) so beschaffen ist, dass die zweite Frequenz (f₂) des zweiten Signals gleich der ersten Frequenz (f₁), multipliziert mit einer zweiten Zahl (N2), ist; c) die erste Einheit (1) außerdem umfasst: einen Mischer (16), der einen ersten Eingang, der mit dem Empfänger (R₁) der ersten Einheit (1) verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit der ersten Schleife (11a) verbunden ist, um das dritte Signal zu empfangen, und einen Ausgang, der ein Mischsignal liefert, besitzt, ein Filter (19; 29), das einen Eingang, der mit dem Ausgang des Mischers verbunden ist, und einen Ausgang, der ein gefiltertes Signal liefert, das eine der Differenz zwischen den Frequenzen der in den ersten und in den zweiten Eingang des Mischers eingegebenen Signale entspricht, besitzt, eine Analyseschaltung (22; 22'), die mit dem Ausgang des Filters (19; 29) verbunden ist und feststellt, ob das gefilterte Signal eine vorgegebene Frequenz hat, die gleich der ersten Frequenz (f₁), multipliziert mit einer ganzen Zahl (N3) größer oder gleich null, die gleich dem Absolutwert der Differenz (|N2 – N1|) der ersten und der zweiten Zahl (N1 und N2) ist, ist, und eine Gatterschaltung (23), die mit der Analyseschaltung (22) und mit dem Empfänger (R₁) der ersten Einheit verbunden ist und das durch den Empfänger der ersten Einheit empfangene Signal zu einer Schaltung (24) für die Verarbeitung oder Verwendung des empfangenen Signals nur durchlässt, wenn die Analyseschaltung festgestellt hat, dass das gefilterte Signal die vorgegebene Frequenz hat.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste als auch die zweite Phasenverriegelungsschleife (11a und 11b) einen Phasendetektor (12a, 12b) umfasst, der an einem ersten Eingang das erste Signal mit der ersten Frequenz (f₁) empfängt und dessen Ausgang über eine Integratorschaltung (13a, 13b) und ein Tiefpassfilter (14a, 14b), die in Reihe geschaltet sind, mit dem Steuereingang eines spannungsgesteuerten Oszillators (15a, 15b) verbunden ist, dessen Ausgang über einen Frequenzteiler (17a, 17b) mit einem zweiten Eingang des Phasendetektors verbunden ist, wobei der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators (15a) der ersten Schleife (11a) das dritte Signal mit der dritten Frequenz (f₃) liefert und der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators (15b) der zweiten Schleife (11b) das zweite Signal mit der zweiten Frequenz (f₂) liefert, wobei der Frequenzteiler (17a) der ersten Phasenverriegelungsschleife (11a) die Frequenz durch die erste Zahl (N1) teilt und der Frequenzteiler (17b) der zweiten Phasenverriegelungsschleife (11b) die Frequenz durch die zweite Zahl (N2) teilt.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Zahl (N1 und N2) den gleichen Wert (N) haben, derart, dass die zweite und die dritte Frequenz (f₂ und f₃) gleiche Werte besitzen, wobei die vorgegebene Frequenz einen Wert null hat, dass das Filter (19) ein Tiefpassfilter ist, das an seinem Ausgang ein Schwebungssignal zwischen den vom Empfänger (R₁) der ersten Sender/Empfänger-Einheit (1) empfangenen Signal und dem dritten Signal mit der dritten Frequenz (f₃) liefert, und dass die Analyseschaltung (22) feststellt, ob das Schwebungssignal eine Frequenz null hat, was angibt, dass das vom Empfänger (R₁) der ersten Sender/Empfänger-Einheit (1) empfangene Signal das zweite Signal mit der Frequenz (f₂) ist, oder ob es eine von null verschiedene Frequenz hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste als auch die zweite Einheit (1 und 2) ein Mittel (9, 25) umfasst, um eine im Voraus definierte Zufallsfolge von Werten zu speichern und um den Wert (N) der ersten und der zweiten Zahl (N1 und N2) im entsprechenden Frequenzteiler (17a oder 17b) sowohl der ersten als auch der zweiten Phasenverriegelungsschleife (11a, 11b) in Übereinstimmung mit der im Voraus definierten Zufallsfolge synchron und identisch für die beiden Schleifen zu variieren.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (16) ein Quadratur-Doppelmischer ist, der einen ersten und einen zweiten Mischer (16a, 16b) umfasst, die jeweils mit einem ersten Eingang mit dem Ausgang des Empfängers (R₁) der ersten Sender/Empfänger-Einheit (1) verbunden sind und mit einem zweiten Eingang mit dem Ausgang der ersten Phasenverriegelungsschleife (11a), direkt für den ersten Mischer (16a) und über einen 90°-Phasenschieber (16c) für den zweiten Mischer (16b), verbunden sind, wobei der Ausgang des ersten Mischers über eine erste Tiefpassschaltung (19a) mit einem ersten Ausgang (Q) des Quadratur-Doppelmischers verbunden ist und der Ausgang des zweiten Mischers über eine zweite Tiefpassschaltung (19b) mit einem zweiten Ausgang (I) des Quadratur-Doppelmischers verbunden ist.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass einer der ersten und zweiten Ausgänge (Q und I) des Quadratur-Doppelmischers (16) mit dem Dateneingang (D) einer D-Kippschaltung (26) verbunden ist, während der Andere der ersten und zweiten Ausgänge des Quadratur-Doppelmischers mit dem Takteingang (CK) der Kippschaltung verbunden ist und der Ausgang (Q) der Kippschaltung über die Gatterschaltung (23) unter der Steuerung der Analyseschaltung (22) mit der Verarbeitungs- oder Verwendungsschaltung (24) verbunden ist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseschaltung (22) mit dem Ausgang eines der ersten und zweiten Tiefpassfilter (19a und 19b) des Quadratur-Doppelmischers (16) verbunden ist.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Zahl (N1 und N2) verschiedene Werte haben, derart, dass die zweite und die dritte Frequenz (f₂ und f₃) verschiedene Werte besitzen, dass das Filter (29) ein Bandpassfilter (29) ist und dass die Analyseschaltung (22') umfasst: a) einen weiteren Frequenzteiler (31), der einen Eingang, der mit dem Ausgang des Bandpassfilters (29) verbunden ist, und einen Ausgang, der ein viertes Signal mit einer Frequenz liefert, die gleich dem Quotienten aus der Frequenz des das Bandpassfilter (29) verlassenden gefilterten Signals und der ganzen Zahl (N3 = |N2 – N1|) ist, besitzt; b) einen weiteren Mischer (32), der einen ersten Eingang, der mit dem Ausgang des weiteren Frequenzteilers (31) verbunden ist, um das vierte Signal zu empfangen, einen zweiten Eingang, der mit dem ersten Signalgenerator (3) der ersten Sender/Empfänger-Einheit (1) verbunden ist, um das erste Signal mit der ersten Frequenz (f₁) zu empfangen, und einen Ausgang, der ein weiteres Mischsignal liefert, besitzt; c) ein Tiefpassfilter (19), das einen Eingang, der mit dem Ausgang des weiteren Mischers (32) verbunden ist, und einen Ausgang, der ein Schwebungssignal zwischen dem vierten und dem ersten Signal liefert, besitzt; d) und eine Schaltung (22), die mit dem Ausgang des Tiefpassfilters (19) verbunden ist und feststellt, ob das Schwebungssignal eine Frequenz von null besitzt, was angibt, dass das durch den Empfänger (R₁) der ersten Sender/Empfänger-Einheit (1) empfangene Signal das zweite Signal mit der zweiten Frequenz (f₂) ist, oder ob es eine von null verschiedene Frequenz hat, was angibt, dass das durch die erste Einheit empfangene Signal ein unzulässiges parasitäres Signal ist.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 13, das in einem Zugangssystem des sogenannten "Freihand"-Typs verwendbar ist, das den Zugang zu einem geschlossenen Raum, insbesondere zu einem Kraftfahrzeug, und/oder die Ausführung einer Funktion in dem geschlossenen Raum, beispielsweise das Starten des Kraftfahrzeugs, ermöglicht und eine Erkennungsvorrichtung, die in dem geschlossenen Raum installiert ist, und ein Identifizierungsorgan, das dazu vorgesehen ist, von einem Anwender getragen zu werden, umfasst, wobei der Zugang zu dem geschlossenen Raum und/oder die Ausführung der Funktion nur zugelassen wird, wenn die Erkennungsvorrichtung das Identifizierungsorgan als berechtigt erkannt hat, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sender/Empfänger-Einheit (1), in der die erste Phasenverriegelungsschleife (11a), der Mischer (16), das Filter (19; 29), die Analyseschaltung (22; 22') und die Gatterschaltung (23) enthalten sind, in der Erkennungsvorrichtung installiert ist, während die zweite Sender/Empfänger-Einheit (2), in der die zweite Phasenverriegelungsschleife (11b) enthalten ist, in der Identifizierungsvorrichtung installiert ist.