DE19962458A1 - Verfahren und Schaltung zur Übertragung eines datenmodulierten Hochfrequenz-Datensignals von einem Sender zu einem Empfänger mit vereinfachter Empfängerarchitektur - Google Patents

Verfahren und Schaltung zur Übertragung eines datenmodulierten Hochfrequenz-Datensignals von einem Sender zu einem Empfänger mit vereinfachter Empfängerarchitektur

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    • H04B1/24—Circuits for receivers in which no local oscillation is generated the receiver comprising at least one semiconductor device having three or more electrodes

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schaltung zur Übertragung eines datenmodulierten Hochfrequenz-Datensignals f¶C¶ von einem Sender zu einem Empfänger, insbesondere zur Datenübertragung zwischen einem Schreib-Lese-Gerät (SLG) und mindestens einem mobilen Datenspeicher (MDS) in einem Identifikationssystem mit mehreren an Objekten angebrachten mobilen Datenspeichern (MDS) zur Erfassung von objektbezogenen Zustands- und/oder Prozeßdaten z. B. in einem Versand-, Transport- und/oder Fertigungssystem der einzelnen Objekte, wobei zusätzlich zum übertragenen Hochfrequenz-Datensignal f¶C¶ ein Hochfrequenz-Datensignal f¶S¶ übertragen wird, welches zur Frequenzumsetzung und/oder Trägercodedemodulierung des Hochfrequenz-Datensignals F¶C¶ dient.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung eines datenmodulierten Hochfrequenz-Datensignals von einem Sender zu einem Empfänger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An­ spruchs 1 sowie eine Schaltung auf diesem Gebiet mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.
Als Stand der Technik sind Schaltungen zur Übertragung eines datenmodulierten Hochfrequenz-Datensignals von einem Sender zu einem Empfänger bekannt, bei der im Empfänger ein Oszilla­ tor und ein PLL-Synthesizer vorgesehen sind, um das empfange­ ne Hochfrequenz-Datensignal in ein niedrigeres Frequenzband zur weiteren Verarbeitung zu verschieben. Derartige Schaltun­ gen sind aufwendig gebaut und besitzen einen hohen Stromver­ brauch. Sie eignen sich deshalb nicht für mobile Datenspei­ cher z. B. zur Datenübertragung zwischen einem Schreib-Lese- Gerät und mindestens einem mobilen Datenspeicher in einem Identifikationssystem mit mehreren an Objekten angebrachten mobilen Datenspeichern zur Erfassung von objektbezogenen Zu­ stands- und/oder Prozeßdaten z. B. in einem Versand-, Trans­ port- und/oder Fertigungssystem der einzelnen Objekte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Übertragung eines datenmodulierten Hochfrequenz-Datensignals von einem Sender zu einem Empfänger anzubieten, bei welcher der Empfänger einfacher aufgebaut ist und weniger Strom ver­ braucht. Ferner soll ein Verfahren zum Betrieb einer derarti­ gen Schaltung angeboten werden.
Diese Aufgabe wird für das Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst. Vorteilhafte Verfah­ rensvarianten werden in den Unteransprüchen 2-7 realisiert. Für die Schaltung wird die Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 8 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst. Vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen der Schaltung werden in den Unteransprüchen 9-11 realisiert.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zusätzlich zum datenmo­ dulierten Hochfrequenz-Datensignal ein weiteres Hochfrequenz- Datensignal übertragen, welches zur Frequenzverschiebung und/oder zur Trägercodedemodulierung dient. Damit müssen im Empfänger zu diesen Zwecken keine separaten Signale mehr er­ zeugt werden und es entfallen die hierfür benötigten Kompo­ nenten im Empfänger, wie z. B. PLL-Synthesizer und Oszillator.
Nach einer Verstärkung der beiden Hochfrequenz-Datensignale werden diese vermischt und es wird ein datenmoduliertes Zwi­ schenfrequenz-Datensgnal erzeugt, welches daraufhin datende­ moduliert wird.
Zur Erhöhung der Störsicherheit des Senders des datenmodu­ lierten Hochfrequenz-Datensignals kann letzteres auch einen Trägercode, z. B. einen Spread-Spectrum-Code, besitzen. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, die beiden übertragenen Hochfrequenz-Datensignale vor der Verstärkung zu trennen und gegebenenfalls unterschiedlich zu verstärken.
Die Vermischung der beiden Hochfrequenz-Datensignale kann in beiden Verfahrensvarianten - mit oder ohne Trennung vor der Verstärkung - in einem Mischer erfolgen, in dem die Frequen­ zen umgesetzt und korreliert werden.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltung ist zunächst eine Antenne zum gemeinsamen Empfang des datenmodulierten Hochfrequenz-Da­ tensignals sowie eines zusätzlichen Hochfrequenz-Datensignals vorgesehen. Ferner dient ein Verstärker zur jeweiligen Ver­ stärkung der beiden Hochfrequenz-Datensignale und es ist eine Mischereinheit zur Vermischung der Hochfrequenz-Datensignale zur Erzeugung eines Zwischenfrequenz-Datensignals vorgese­ hen.
Im Falle einer Trennung der beiden Hochfrequenz-Datensignale nach dem gemeinsamen Empfang und vor der weiteren Verarbei­ tung (z. B. bei einer Trägercodemodulierung des Hochfrequenz- Datensignals) kann diese Trennung in einer Filtereinheit, z. B. einem Diplexer-Filter, stattfinden.
Die Mischereinheit zur Vermischung der Hochfrequenz-Daten­ signale nach deren Empfang und Verstärkung zur Erzeugung ei­ nes datenmodulierten Zwischenfrequenz-Datensignals kann als Frequenzumsetzer-/Korrelatormischer ausgebildet sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Ausführungs­ beispielen in den Zeichnungsfiguren hervor. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schaltung eines Empfängers nach dem Stand der Technik sowie
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schaltung mit vereinfachter Empfängerarchitektur.
Fig. 1 zeigt eine Schaltung eines Empfängers nach dem Stand der Technik zum Empfang eines datenmodulierten Hochfrequenz- Datensignals fc (Signal fc), welches über die Antenne 1 emp­ fangen wird und sodann zunächst einen Filter 2 zur Unterdrü­ ckung von außerbandigen Störsignalen (Wide-up-Filter) durch­ läuft. Nach Durchlaufen des Verstärkers 3 tritt das Signal fc in den Mischer 4 ein, in den auch das Datensignal fLO (Signal fLO) des lokalen (empfängerinternen) Oszillators 5 eingespeist wird.
Das Signal fLO wird auf an sich bekannte Art und Weise im We­ ge der Nachlaufsynchronisation (PLL, Phase-locked-loop) durch Zusammenwirken des Oszillators 5, insbesondere eines span­ nungsgesteuerten Oszillators (VCO, voltage-controlled-oscil­ lator), eines PLL-Synthesizers 6 sowie eines Frequenzgebers 7 und der Steuerung sowie Überwachung des Mikrocontrollers 14 erzeugt.
Nach dem Mischer 4 findet eine Frequenzumsetzung und Herab­ setzung der Frequenz des Signals fc statt.
Am Ausgang des Mischers 4 tritt sowohl die Frequenzsumme fc + fLO als auch die Frequenzdifferenz fc - fLO auf. Die Frequenz­ summe wird durch den Filter 8 unterdrückt, einen als Kanal­ filter wirkenden Zwischenfrequenzfilter. Damit entsteht ein Mischersignal fM1 mit einer neuen Zwischenfrequenz, nämlich der Frequenzdifferenz fc - fLO zur Verstärkung im Verstärker 9 und zur Mischung im Mischer 10 mit dem internen Schlüssel­ signal fIS (Signal fIS) zur Beseitigung der Frequenzspreizung, falls das Hochfrequenz-Datensignals fc mit einem Trägercode (z. B. Spread-spectrum-Code) moduliert war. Das Signal fIS mit der internen Schlüsselfrequenz wird vom Mikrocontroller 14 bereitgestellt.
Nach dem Mischer 10 durchläuft das entspreizte Mischersignal fM2 den Verstärker 11, den Detektor 12 und den Datenformer 13 zur Datendemodulation und zur Weiterverarbeitung im Mikro­ controller 14.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen Schaltung eines Empfängers zum Empfang eines datenmodu­ lierten Hochfrequenz-Datensignals fc (Signal fc) von einem Sender. Dabei wird über die Antenne 1 neben dem Signal fc auch ein zusätzliches Hochfrequenz-Datensignal fS (Signal fS) empfangen. Die beiden Signale fc und fS durchlaufen einen Filter 2 zur Unterdrückung von außerbandigen Störsignalen (Wide-up-Filter) und einen Verstärker 3.
Insbesondere dann, wenn das Hochfrequenz-Datensignal fc auch trägercodemoduliert ist, z. B. als Spread-spectrum-Signal, sind Trägerbandfilter 15a, 15b zur Trennung der Signale fc und fS vorgesehen, wobei das Signal fc im Trägerbandverstär­ ker 16a und das Signal fS im Trägerbandverstärker 16b ver­ stärkt wird. Die derartig getrennt verstärkten Signale werden dann wieder dem Mischer 17 zugeführt, in dem eine Frequenzum­ setzung und eine Trägercodedemodulierung des Signals fc durch das Signal fS stattfinden.
Am Ausgang des Mischer 17 tritt sowohl die Frequenzsumme fc + fS als auch die Frequenzdifferenz fc - fS auf, wobei die Fre­ quenzsumme durch den Zwischenfrequenzfilter 8 unterdrückt wird. Damit verläßt den Zwischenfrequenzfilter 8 ein Mi­ schersignal fM3 (Signal fM3), welches sich auf einer Zwischen­ frequenzlage unterhalb der Frequenz des Signals fc befindet, wobei gleichzeitig die Trägercodemodulierung des Datensignals fc beseitigt wurde ("Entspreizung").
Das Signal fM3 wird im Verstärker 11, im Detektor 12 und dem Datenformer 13 auf die auch in Fig. 1 beschriebene Art und Weise datendemoduliert und dem Mikrocontroller 14 zur weite­ ren Verarbeitung zugeführt.
Falls das Signal fc keine Trägercodemodulierung aufweist, ist es auch nicht notwendig, die Signale fc und fS in Trägerband­ filtern 15a, 15b zu trennen und getrennt in Trägerbandver­ stärker 16a, 16b zu verstärken. In diesem Fall können nach Durchlauf des Verstärkers 3 beide Datensignale fc und fS ge­ meinsam verstärkt und dem Mischer 17 zugeführt werden (nicht abgebildet).
In der erfindungsgemäßen Schaltung nach Fig. 2 erfolgt die Frequenzumsetzung in die Zwischenfrequenzlage und/oder die Entspreizung des Datensignals fc durch das externe Signal fS, welches gemeinsam mit dem Signals fc übertragen wird.
Im Gegensatz zur Schaltung nach dem Stand der Technik müssen bei der erfindungsgemäßen Schaltung nach Fig. 2 weder ein in­ ternes Signal fIS zur Trägercodemodulation des Signals fc noch ein internes Signal fLO im Empfänger bereitgestellt wer­ den. Damit besitzt die Schaltung nach Fig. 2 einen einfacheren Aufbau und einen geringeren Stromverbrauch.

Claims (11)

1. Verfahren zur Übertragung eines datenmodulierten Hoch­ frequenz-Datensignals fc von einem Sender zu einem Empfänger, insbesondere Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Schreib-Lese-Gerät (SLG) und mindestens einem mobilen Daten­ speicher (MDS) in einem Identifikationssystem mit mehreren an Objekten angebrachten mobilen Datenspeichern (MDS) zur Erfas­ sung von objektbezogenen Zustands- und/oder Prozeßdaten z. B. in einem Versand-, Transport- und/oder Fertigungssystem der einzelnen Objekte, gekennzeichnet durch folgende Verfah­ rensschritte:
  • a) Übertragung eines zusätzlichen Hochfrequenz-Datensignals fS gemeinsam mit dem Hochfrequenz-Datensignal fc in ver­ schiedenen Bandbereichen,
  • b) Verstärkung der Hochfrequenz-Datensignale fc und fS,
  • c) Vermischung der Hochfrequenz-Datensignale fc und fS zur Erzeugung eines datenmodulierten Zwischenfrequenz- Datensignals fZF sowie
  • d) Datendemodulierung des Zwischenfrequenz-Datensignals fZF.
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hoch­ frequenz-Datensignal fc auch trägercodemoduliert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hoch­ frequenz-Datensignale fc und fS nach Verfahrensschritt a) von Anspruch 1 getrennt werden.
4. Verfahren nach einem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tren­ nung der Hochfrequenz-Datensignale fc und fS in einem Filter erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hoch­ frequenz-Datensignale fc und fS unterschiedlich verstärkt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß das zu­ sätzliche Hochfrequenz-Datensignal fS zur Decodierung des Hochfrequenz-Datensignals fc verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ mischung der Hochfrequenz-Datensignale fc und fS zur Erzeu­ gung eines datenmodulierten Zwischenfrequenz-Datensignals fZF in einem Mischer erfolgt, in dem gleichzeitig die Frequenzen umgesetzt und korreliert werden.
8. Schaltung zur Übertragung eines datenmodulierten Hoch­ frequenz-Datensignals fc von einem Sender zu einem Empfänger, insbesondere Schaltung zur Datenübertragung von einem Schreib-Lese-Gerät (SLG) zu mindestens einem mobilen Daten­ speicher (MDS) in einem Identifikationssystem mit mehreren an Objekten angebrachten mobilen Datenspeichern (MDS) zur Erfas­ sung von objektbezogenen Zustands- und/oder Prozeßdaten z. B. in einem Versand-, Transport- und/oder Fertigungssystem der einzelnen Objekte, insbesondere Schaltung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch folgende Schal­ tungsbestandteile:
  • a) Antenne (1) zum gemeinsamen Empfang des Hochfrequenz-Da­ tensignals fc und eines zusätzlichen Hochfrequenz-Daten­ signals fS,
  • b) Verstärker (16a, 16b) zur jeweiligen Verstärkung der Hochfrequenz-Datensignale fc und fS,
  • c) Mischer (17) zur Vermischung der Hochfrequenz-Datensig­ nale fc und fS zur Erzeugung eines datenmodulierten Zwi­ schenfrequenz-Datensignals fZF.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Filtereinheit (15a, 15b) zur Trennung der Hochfrequenz- Datensignale fc und fS vorgesehen ist.
10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fil­ tereinheit (15a, 15b) als Diplexer-Filter ausgebildet ist.
11. Schaltung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mi­ scher (17) zur Vermischung der Hochfrequenz-Datensignale fc und fS zur Erzeugung eines datenmodulierten Zwischenfrequenz- Datensignals fZF als Frequenzumsetzer- und Korrelatormischer ausgebildet ist.
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