Die Erfindung betrifft ein Bussystem enthaltend Busleitungen, an denen eine Anzahl von Busteilnehmern über einen Transceiver anschließbar sind, wobei der Transceiver eine bidirektionale Kommunikation zwischen mindestens zwei Busteilnehmern bewirkt.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Bussystem, das wenigstens zwei Busleitungen aufweist, an denen ein diffe- renzielles Datensignal anliegt, dass das differenzielle Datensignal der Busleitung mittels eines Transceivers in ein digitales Signal umgewandelt wird zur Weitergabe auf einer busabgewandten Seite des Transceivers und dass das digitale Signal mittels des Transceivers umgewandelt wird in ein differenzielles Datensignal zur Weitergabe auf einer dem Bus zugewandten Seite des

Transceivers.

Aus der DE 101 34 584 A1 ist ein Bussystem mit mindestens zwei Busleitungen bekannt, an dem eine Mehrzahl von Busteilnehmern jeweils über einen Transceiver angeschlossen sind. Der Transceiver wandelt ein an der Busleitung anliegendes differenzielles Signal in ein digitales Signal um. Der Busteilnehmer ist als ein Mikrocontroller ausgebildet, der über einen Bus-Controller verfügt. Handelt es sich bei dem Bussystem um einen CAN-Bus, ist der MikroController über ein CAN-Controller mit dem Transceiver verbunden. Das bekannte Bussystem beschreibt eine kabelgebundene Verbindung der Busteilnehmer zu den Busleitungen. Wünschenswert ist, dass die Busteilnehmer kabellos zu einem Busknoten bzw. mit Busleitungen verbunden sind. Hierdurch wäre eine Gewichtsreduzierung aufgrund des Wegfalls von Kabeln und Steckverbindungen verbunden. Ferner würde eine galvanische Trennung eine mechanische Entkopplung der Busteilnehmer gewährleistet.

Aus der EP 1 840 684 A1 ist ein Bussystem bekannt, bei dem Busteilnehmer kabelgebunden an Busleitungen angeschlossen sind. Die Busteilnehmer weisen jeweils Schnittstellenmodule auf, die zum Datenaustausch kabellos bzw. drahtlos mit I/O-Modulen verbunden sind. Hierzu sind entsprechende Funkmodule erforderlich. Die Funkmodule können als USB-Bluetooth-Module, RS- 232-Bluetooth-Module, B-WLAN-Module oder dergleichen ausgebildet sein. Es handelt sich dabei um protokollbasierte Funkstandards, die nur eine Funkverbindung zwischen zwei unterschiedlichen Bussen, beispielsweise CAN- Bussen, ermöglichen. Wünschenswert ist es jedoch, dass die Busteilnehmer kabellos und ohne zusätzliche Protokolle in ein Bussystem integriert werden können. Insbesondere sollen die anderen Busteilnehmer nicht erkennen können, ob die Kommunikation über Kabel oder drahtlos erfolgt. Eine I ii- Ersetzung der Kabelverbindung durch eine drahtlose Kommunikationsverbindung wäre wünschenswert.

Aus der EP 1 964 286 B1 ist eine Funkübertragungsstrecke bekannt, die Antennen vorsieht, so dass unter Nutzung von mindestens zwei Freiraummodem Datensignale übertragen werden können. Hierdurch kann eine volle Übertra- gungskapazität des Funkkanals genutzt werden. Der Einsatz in Bussystemen ist nicht vorgesehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System mit einem Bussystem sowie ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Bussystem derart anzugeben, dass auf einfache und betriebssichere Weise eine drahtlose Kommunikation von Busteilnehmern ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf einer busab- gewandten Seite des Transceivers sich an denselben eine Zwischenbrückeneinheit anschließt, die mindestens zwei Sender-/Empfänger-Paare enthaltend jeweils einen Sender und einen Empfänger aufweist, wobei der Sender einen Senderoszillator, eine Amplituden- und/oder Phasen- und/oder Frequenzmodulator sowie eine Antenne aufweist und wobei der Empfänger einen Mischer aufweisenden Demoduiator sowie eine Antenne aufweist, wobei ein erstes Sender-/Empfänger-Paar über eine Funkschnittstelle mit dem zweiten Sender- /Empfänger-Paar miteinander gekoppelt sind.

Die Erfindung sieht eine Zwischenbrückeneinheit vor, die zwischen einem Busteilnehmer und einem Busknoten des Bussystems angeordnet ist, wobei die Zwischenbrückeneinheit zumindest zwei Sender-/Empfänger-Paare aufweist zur bidirektionalen Kommunikation. Sender dieser Sender-/Empfänger- Paare weisen einen Senderoszillator, einen Amplituden- und/oder Phasen- und/oder Frequenzmodulator sowie eine Dual-Mode-Antenne auf. Empfänger weisen einen Demoduiator und eine Antenne auf. Das eine Sende-/Empfangs- Paar ist mit dem Transceiverkabel verbunden. Das andere Sende-/Empfangs- Paar ist mit dem Busteilnehmerkabel oder mit einem Repeater verbunden. Nach der Erfindung erfolgt eine kabellose Übertragung von digitalen Signalen. Die Zwischenbrückeneinheit weist keine Software bzw. Protokolle auf. Auch weist die Zwischenbrückeneinheit keine A/D- bzw. D/A-Wandler auf. Die Modulation bzw. Demodulation erfolgt ausschließlich auf Basis von Schaltungskomponenten, wobei digitale Informationen übertragen werden und bevorzugt ein Frequenzmultiplexbetrieb erfolgt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Zwischenbrückeneinheit ein erstes Baumodul mit einem ersten Sende-/Empfänger-Paar auf, das mit dem Transceiver kabelverbunden ist. Ferner weist die Zwischenbrückeneinheit ein zweites Baumodul auf, das über eine zweite Sender- /Empfänger-Paar mit dem Busteilnehmer oder mit einem weiteren an einem zweiten Busknoten kabelverbunden angeordneten Repeater bzw. Transceiver verbunden ist. Vorteilhaft kann hierdurch ein Busteilnehmer kabellos an ein Bussystem angeschlossen werden bzw. kann die Zwischenbrückeneinheit auch als ein Gateway zu einem anderen Bussystem genutzt werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Busteilnehmer einen Datenbus-Controller, vorzugsweise einen CAN-Controller, als Hardwareschnittstelle auf. Vorteilhaft wird auf eine Schaltung verzichtet, die differenziellen Signale des CAN-Busses in unsymmetrische Dualmode-Signale umwandelt. Stattdessen wird der Transceiver als Anbindung zu dem Busknoten genutzt, so dass auf einer busabgewandten Seite des Transceivers standardisierte digitale Signale R _x (Empfangsdaten) und T _x (Sendedaten) genutzt werden können. Das Sende-/Empfänger-Paar bzw. das erste Baumodul sowie das zweite Baumodul der Zwischenbrückeneinheit schließen sich somit direkt an einen Transceiver an.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zwischenbrückeneinheit derart ausgebildet, dass eine Funkübertragungsstrecke unter Nutzung von zwei Freiraummoden gebildet ist. Vorteilhaft kann hierdurch die volle Übertragungskapazität des Funkkanals genutzt werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Funkübertragung in einem beliebigen Frequenzbereich, bevorzugt im UWB-Band bis 10 GHz. Vorteilhaft ist, durch die Verwendung des Dual-Mode Funks, eine erhöhte Abhörsicherheit gegeben.

Zur Lösung der Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 dadurch gekennzeichnet, dass auf einer busabgewandten Seite des Transceivers eine Zwischenbrückeneinheit vorgesehen ist mit einer Anzahl von Sendern und Empfängern, wobei in dem Sender aus dem digitalen Signal ein moduliertes Signal mit zwei Freiraummoden erzeugt wird, das drahtlos an den Empfänger übertragen wird, in dem die Differenz des modulierten Signals ausgewertet wird zur Bildung des digitalen Signals.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine Funkübertragung in Echtzeit realisiert werden kann. Es erfolgt somit eine 1 :1-Ersetzung der kabelverbundenen Kommunikation zwischen Busteilnehmern und Busknoten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. Ein erfindungsgemäßes System umfasst insbesondere ein Bussystem, das beispielsweise als ein CAN-Bussystem, LIN-Bussystem, Flexray-Bussystem, SPI-Bussystem oder dergleichen ausgebildet sein kann. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen wird sich auf ein CAN-Bussystem beschränkt.

Das CAN-Bussystem kann im Automobil- oder im Industriebereich eingesetzt werden. Es ermöglicht die Kommunikation vorzugsweise zwischen Steuergeräten bzw. I/O-Geräten.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist ein CAN-Bussystem 1 zwei Busleitungen 2, 2' auf. An einem Busknoten 3 ist ein Transceiver 4 kabelgebunden angeschlossen, wobei auf eine dem Bus zugewandten Seite des Transceivers 4 eine erste Verbindungsleitung des Transceivers 4 an der ersten Busleitung 2 und eine zweite Kabelverbindung des Transceivers 4 an der zweiten Busleitung 2' angeschlossen ist.

Auf einer dem Bus abgewandten Seite des Transceivers 4 schließt sich eine Zwischenbrückeneinheit 5 an, die ein erstes Baumodul 6 und ein zweites Baumodul 7 umfasst. Das erste Baumodul 6 weist ein erstes Sende- /Empfänger-Paar 8 und das zweite Baumodul 7 weist ein zweites Sende- /Empfänger-Paar 9 auf. Das erste Baumodul 6 und das zweite Baumodul 7 sind über eine Funkverbindung drahtlos miteinander gekoppelt.

Das erste Baumodul 6 ist über eine Kabelverbindung mit dem Transceiver 4 verbunden. Der Transceiver 4 digitalisiert die differenziellen Signale, die auf den Busleitungen 2, 2' anliegen in die digitale Signale und überträgt diese als Sendedaten T _x an einen Sender 10 des ersten Sende-/Empfänger-Paares 8. Zur bidirektionalen Kommunikation ist der Transceiver 4 in der Lage, Empfangsdaten R _x von einem Empfänger 1 des ersten Sende-/Empfänger- Paares 8 zu erhalten. Der Sender 10 weist einen Sendeoszillator, einen Amplituden- und/oder Phasen- und/oder Frequenzmodulator sowie eine als Dual-Mode-Antenne ausgebildete Antenne auf. Die Dual-Mode-Antenne ist eine Antenne für zwei Freiraummoden.

Der Empfänger 11 weist einen Demodulator enthaltend einen Mischer sowie eine als Dual-Mode-Antenne ausgebildete Antenne auf. Die Dual-Mode- Antenne ist eine Antenne für zwei Freiraummoden.

Das zweite Sende-/Empfänger-Paar 9 weist den gleichen Aufbau auf wie das erste Sende-/Empfänger-Paar 8. Es ist über Leitungen mit einem Busteilnehmer 2 verbunden, der einen MikroController sowie ein CAN-Modul 14 aufweist. Es sind somit bidirektional Sendedaten T _x und Empfangsdaten R _x zwischen dem Busteilnehmer 12 und dem zweiten Sender-/Empfänger-Paar 9 austauschbar. Das CAN-Modul 14 dient als Hardwareschnittstelle des Busteilnehmers 12 zu dem zweiten Baumodul 7.

Die Sender 10 und die Empfänger 11 des ersten Sende-/Empfänger-Paares 8 und des zweiten Sende-/Empfänger-Paares 9 sind gleich ausgebildet. Eine Funkübertragungsstrecke zwischen einem Sender 10 des ersten Sende- /Empfänger-Paares 8 und einem Empfänger 11 des zweiten Sende- /Empfänger-Paares 9 einerseits und dem Sender 10 des zweiten Sende- /Empfänger-Paares 9 und dem Empfänger 11 des ersten Sende-/Empfänger- Paares 8 andererseits erfolgt über mindestens zwei Freiraummoden, der als Dual-Mode-Funk bezeichnet wird. Der Dual-Mode-Funk ist bei allen bekannten Grundmodulationsverfahren, wie Amplitudenmodulation, Phasenmodulation und Frequenzmodulation einsetzbar. Bei Anwendung der Amplitudenmodulation weist der Sender 10 einen monofrequenten Hochfrequenzoszillator auf, der ein Signal mit einer Referenzfrequenz sendet. Anschließend wird dieses Signal beispielsweise durch eine digitale Ein- und Ausschaltung in der

Amplitude moduliert. Dieses wird beispielsweise durch einen PIN- Diodenschalter realisiert. Das amplitudenmodulierte Signal wird mittels eines Signalleiters in zwei Pfade aufgeteilt. Über eine horizontal polarisierte Antenne und eine vertikale polarisierte Antenne werden die beiden amplitudenmodulierten Signale abgestrahlt. Eine horizontal polarisierte Antenne und eine vertikal polarisierte Antenne des Empfängers 11 empfangen beide Signale und führen diese einem Multiplizierer des Mischers zu. Der Mulitplizierer kann beispielsweise als eine Gilbertzelle ausgebildet sein. Ausgangssignale des Multiplizierers liegen im Bereich der doppelten Frequenz und im ZF-Frequenzbereich. Letzterer wird nur durch die Modulationsbandbreite bestimmt. Ein einfaches Tiefpassfilter lässt nur den unteren Frequenzbereich passieren.

Weitere Modulationsverfahren, wie beispielsweise Phasen- Differenzmodulation (PDM), Amplituden-Phasen-Differenzmodulation (APDM) und Frequenz-Differenzmodulation (FDM), Amplituden-Phasen-Frequenz- Differenzmodulation (APFDM) sowie 4-Moden-Differenzmodulation (X4DM) sind in der EP 1 964 286 B1 beschrieben und gelten als durch diese Anmeldung mit offenbart.

Die Funkübertragung zwischen dem ersten Baumodul 6 und dem zweiten Baumodul 7 erfolgt in einem Frequenzbereich von 4,2 GHz bis 4,8 GHz.

Da im Vergleich zur einer kabelgebundenen Anbindung des Busteilnehmers lediglich zwei Sende-/Empfänger-Paare 8, 9 zwischen dem Transceiver 4 und dem Busteilnehmer 12 zwischengeschaltet werden, kann eine kabellose Verbindung des Busteilnehmers 12 an die Busleitung 2, 2' einfach und kostengünstig hergestellt werden. Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 2 dient die Zwischenbrückeneinheit 5 zur Erzeugung einer Gateway-Funktion.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist an das zweite Sende- /Empfänger-Paar 9 ein Gateway-Modul 15 enthaltend ein Transceiver 16 und ein Repeater 17 über die Kabelverbindung angeschlossen. Der Transceiver 15 dient zur Anbindung an einen zweiten Busknoten 23 eines anderen Bussystems mit Leitung 22, 22'. Hierdurch kann ein CAN-Funk-Gateway zwischen zwei CAN-Busleitungen 2, 2' und 22, 22' eingerichtet werden.

Alternativ können auch die zwei Busknoten 3, 23 in einer galvanisch getrennten Punkt-Zu-Punkt-Verbindung miteinander verbunden werden.