Verfahren zur Übertragung zumindest eines Nutzsignals zwischen zwei Sende-Empfangs-Einheiten, Sende-Empfangs-Einheit und Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung zumindest eines Nutzsignals zwischen zwei Sende-Empfangs-Einheiten, die Sende-Empfangs-Einheit und ein mit den Sende-Empfangs-Einheiten ausgestattetes Fahrzeug.

Eine Kraftfahrzeugelektronik kann einer Vielzahl von Manipu lationsversuchen ausgesetzt sein. Häufig erfolgen solche Ma nipulationsversuche zur unautorisierten Anpassung des Kraft fahrzeugverhaltens. Dazu gehört insbesondere das so genannte Chip Tuning, welches ein Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs verbessern soll, jedoch mit einem höheren Verschleiß der Fahrzeugteile einhergeht und somit die ordnungsgemäße Funk tionsweise des Kraftfahrzeugs beeinträchtigen kann. Ein Aus gangspunkt eines solchen Manipulationsversuchs ist das Abhören von Signalen, welche über serielle Datenübertragungsnetze des Kraftfahrzeugs wie beispielsweise dem LIN-Bus oder dem CAN-Bus übertragen werden, oder zwischen zugehörigen Speicherchips.

Eine Gegenmaßnahme zum Unterbinden des Abhörens besteht in einer Bereitstellung einer Möglichkeit zur Durchführung einer ab hörsicheren seriellen Datenübertragung. Die abhörsichere se rielle Datenübertragung ist bislang nur mittels Verschlüsse lungsverfahren wie beispielsweise AES oder RSA möglich.

Nachteilig an der Absicherung mittels Verschlüsselungsverfahren ist der Rechenaufwand der Verschlüsselung, welcher eine Erhöhung der Rechenzeit oder einen zusätzlichen Hardwareaufwand ver ursacht. Ein weiteres Problem besteht in der sicheren Speicherung der für die Verschlüsselungsverfahren benötigten Schlüssel. Insbesondere bei kleineren Mikrocontrollern und externen Komponenten stellt die Verschlüsselung ein rechenaufwändiges Verfahren dar, sodass die Absicherung mittels Verschlüsse lungsverfahren für diese nicht möglich ist.

Es ist somit eine Lösung erforderlich, um eine abhörsichere serielle Datenübertragung ohne aufwändige Verschlüsselungs verfahren zu ermöglichen, damit eine abhörsichere serielle Datenübertragung zwischen kleineren Mikrocontrollern mit ex ternen Komponenten, wie RAM, Flash, die beispielsweise über SPI angeschlossen sein können, ermöglicht wird.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, welche eine abhörsichere Übertragung auf Leitungen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Übertragung zumindest eines Nutzsignals zwischen zwei Sende-Empfangs-Einheiten über ein Übertragungsmedium bereitgestellt . Durch eine erste der zwei Sende-Empfangs-Einheiten wird während einer ersten Sendephase ein erstes Nutzsignal mit einem Nutzspannungspegel über das Übertragungsmedium an eine zweite der zwei Sen

de-Empfangs-Einheiten versandt. Während der ersten Sendephase wird durch die zweite Sende-Empfangs-Einheit über das Über tragungsmedium an die erste Sende-Empfangs-Einheit ein erstes Störsignal mit einem Störspannungspegel versandt. Die beiden Übertragungen erfolgen auf derselben Leitung. Mit dem ersten Störsignal wird das erste Nutzsignal ganz oder zeitweise überlagert .

Mit anderen Worten erfolgt während der ersten Sendephase über das Übertragungsmedium der Versand des ersten Nutzsignals von der ersten Sende-Empfangs-Einheit an die zweite Sen

de-Empfangs-Einheit . Um ein Abhören des ersten Nutzsignals während des Versands über das Übertragungsmedium zu erschweren, wird in der ersten Sendephase das erste Störsignal durch die zweite Sende-Empfangs-Einheit an die erste Sen

de-Empfangs-Einheit versandt. Das erste Nutzsignal weist den Nutzspannungspegel auf und das erste Störsignal weist den Störspannungspegel auf. In der ersten Sendephase erfolgt eine zumindest zeitweise Überlagerung des ersten Nutzsignals und des ersten Störsignals.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ein Abhören des ersten Nutzsignals aufgrund der Überlagerung des ersten

Nutzsignals mit dem ersten Störsignal an der Duplexleitung erschwert wird. Zudem ist der Aufwand gegenüber den klassischen Verschlüsselungsverfahren reduziert, sodass das Verfahren durch Komponenten durchgeführt werden kann, die keine ausreichende Rechenkapazität für Verschlüsselungsverfahren aufweisen.

Bei den Sende-Empfangs-Einheiten kann es sich beispielsweise um kombinierte elektronische Bauteile handeln, welche sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Signalen eingerichtet sind. Solche Sende-Empfangs-Einheiten sind auch als Transceiver bekannt. Das Verfahren kann durch die zwei Sen

de-Empfangs-Einheiten durchgeführt werden, die über eine Duplexleitung miteinander verbunden sein können. Während der ersten Sendephase kann ein erstes Eingangssignal mit einem Signalspannungspegel an einem ersten Eingang der ersten Sen de-Empfangs-Einheit durch die erste Sende-Empfangs-Einheit entgegengenommen werden. Durch einen ersten Eingangstreiber der ersten Sende-Empfangs-Einheit kann das erste Eingangssignal auf das erste Nutzsignal mit dem Nutzspannungspegel eingeregelt werden. Anschließend kann das erste Nutzsignal über das

Übertragungsmedium an die zweite Sende-Empfangs-Einheit ver sandt werden. Die zweite Sende-Empfangs-Einheit kann das erste Nutzsignal empfangen und mittels eines zweiten Ausgangstreibers auf ein zweites Ausgangssignal mit dem Signalspannungspegel transformieren. Das Nutzsignal kann somit an einem zweiten Ausgang der zweiten Sende-Empfangs-Einheit als das zweite Ausgangssignal ausgegeben werden. Während der ersten Sendephase kann in entgegengesetzter Richtung zum ersten Nutzsignal das erste Störsignal durch die zweite Sende-Empfangs-Einheit an die erste Sende-Empfangs-Einheit über das Übertragungsmedium versandt werden. Zur Generierung des ersten Störsignals kann die zweite Sende-Empfangs-Einheit eine zweite Störspannungsquelle aufweisen. Diese kann ein zufälliges Signal als das erste Störsignal mit dem Störspannungspegel erzeugen. Damit das erste Störsignal nicht an dem zweiten Ausgang der zweiten Sen- de-Empfangs-Einheit ausgegeben wird, kann die zweite Sen- de-Empfangs-Einheit eine Gabelschaltung aufweisen, wodurch sich das erste Störsignal an der Zuleitung zum zweiten Ausgang aufheben kann, sodass an dem zweiten Ausgang der zweiten Sende-Empfangs-Einheit nur das aus dem ersten Nutzsignal er zeugte Ausgangssignal bereitgestellt wird.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch die zweite der zwei Sende-Empfangs-Einheiten während einer zweiten Sen dephase ein zweites Nutzsignal mit dem Nutzspannungspegel über das Übertragungsmedium an die erste der zwei Sen

de-Empfangs-Einheiten versandt wird. Durch die erste der zwei Sende-Empfangs-Einheiten wird während der zweiten Sendephase ein zweites Störsignal mit dem Störspannungspegel über das Über tragungsmedium an die zweite Sende-Empfangs-Einheit versandt. Mit anderen Worten erfolgt während der zweiten Sendephase die Übertragung des zweiten Nutzsignals von der zweiten Sen de-Empfangs-Einheit über das Übertragungsmedium an die erste Sende-Empfangs-Einheit . Zur Überlagerung des zweiten Nutz signals wird durch die erste Sende-Empfangs-Einheit das zweite Störsignal über das Übertragungsmedium an die zweite Sen de-Empfangs-Einheit versandt. Somit wird während der zweiten Sendephase das zweite Nutzsignal ganz oder zweitweise durch das zweite Störsignal überlagert.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auch eine Übertragung von Nutzsignalen von der zweiten Sende-Empfangs-Einheit an die erste Sende-Empfangs-Einheit ermöglicht wird.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in der zweiten Sendephase ein zweites Eingangssignal durch einen zweiten Eingang der zweiten Sende-Empfangs-Einheit empfangen wird. Das zweite Eingangssignal kann durch einen zweiten Eingangstreiber der zweiten Sende-Empfangs-Einheit auf das zweite Nutzsignal mit dem Nutzspannungspegel transformiert werden und über das Übertragungsmedium an die erste der zwei Sende-Empfangs-Einheit versandt werden. Das zweite Nutzsignal kann von der ersten Sende-Empfangs-Einheit empfangen, durch einen ersten Aus gangstreiber auf ein erstes Ausgangssignal mit dem Sig nalspannungspegel transformiert und an einem ersten Ausgang der ersten Sende-Empfangs-Einheit bereitgestellt werden. Während der zweiten Sendephase kann durch eine erste Störspannungsquelle der ersten Sende-Empfangs-Einheit das zweite Störsignal mit dem Störspannungspegel erzeugt werden und über das Übertragungs medium an die zweite Sende-Empfangs-Einheit versandt werden. Auf der Duplexleitung können sich das zweite Störsignal und das zweite Nutzsignal zumindest zeitweise überlagern. Damit das zweite Störsignal der ersten Sende-Empfangs-Einheit nicht an dem ersten Ausgang der ersten Sende-Empfangs-Einheit ausgegeben wird, kann die erste Sende-Empfangs-Einheit eine Gabelschaltung aufweisen, wodurch das zweite Störsignal ausgefiltert wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch die zwei Sende-Empfangs-Einheiten eine Halbduplex-Übertragung der Nutzsignale durchgeführt wird, wobei alternierend eine Über tragung während der ersten Sendephase oder der zweiten Sendephase durchgeführt wird.

Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass sich die erste Sendephase und die zweite Sendephase abwechseln, wobei in der ersten Sendephase das erste Nutzsignal von der ersten Sen de-Empfangs-Einheit an die zweite Sende-Empfangs-Einheit versandt wird und in der zweite Sendephase das zweite Nutzsignal von der zweiten Sende-Empfangs-Einheit an die erste Sen de-Empfangs-Einheit übertragen wird. Zur Verschleierung der jeweiligen Nutzsignale erfolgt abwechselnd eine Übertragung des jeweiligen Störsignals, wobei während der ersten Sendephase das erste Störsignal von der zweiten Sende-Empfangs-Einheit an die erste Sende-Empfangs-Einheit versandt wird und während der zweiten Sendephase das zweite Störsignal von der ersten Sen- de-Empfangs-Einheit an die zweite Sende-Empfangs-Einheit versandt wird.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine beidseitige Über tragung zwischen den zwei Sende-Empfangs-Einheiten ermöglicht wird .

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die erste Sen de-Empfangs-Einheit und die zweite Sende-Empfangs-Einheit zeitlich synchronisiert sind und eine jeweilige Sendephase eine vorbestimmte Dauer aufweist. Die erste Sende-Empfangs-Einheit und die zweite Sende-Empfangs-Einheit können am Ende einer der Sendephasen die jeweils andere Sendephase einleiten, sodass nacheinander ein Wechsel zwischen der ersten und der zweiten Sendephase stattfindet. Somit können abwechselnd Nutzsignale von der ersten Sende-Empfangs-Einheit an die zweite Sen

de-Empfangs-Einheit und von der zweiten Sende-Empfangs-Einheit an die erste Sende-Empfangs-Einheit übertragen werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Störsignal und/oder das zweite Störsignal zufallsgeneriert erzeugt werden.

Mit anderen Worten werden das erste Störsignal und/oder das zweite Störsignal durch eine jeweilige Störspannungsquelle erzeugt, wobei die Störsignale nicht reproduzierbare Span nungsschwankungen aufweisen.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass es nicht möglich ist, das Störsignal aus dem überlagerten Signal herauszurechnen, um an das Nutzsignal zu gelangen.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die jeweilige Sende-Empfangs-Einheit eine elektronische Schaltung aufweist, die beispielsweise ein zufälliges Rauschen erzeugt, welches auf den Störspannungspegel erhöht wird, um das Störsignal zu ge- nerieren . Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Störsignal durchgehend während der ersten Sendephase und/oder das zweite Störsignal durchgehend während der zweiten Sendephase übertragen werden.

Mit anderen Worten wird in der ersten Sendephase kontinuierlich das erste Störsignal übertragen und in der zweiten Sendephase kontinuierlich das zweite Störsignal übertragen.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine vollständige

Übertragung erfolgt, zudem kann verschleiert werden, ob überhaupt ein Nutzsignal während der jeweiligen Sendephase übertragen wird.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ab einem Anfang und bis zu einem Ende der jeweiligen Sendephase das jeweilige Störsignal durch die jeweilige Sende-Empfangs-Einheit erzeugt und an die andere Sende-Empfangs-Einheit versandt wird. Dies kann unabhängig davon erfolgen, ob das jeweilige Nutzsignal während der Sendephase versandt wird. Es kann vorgesehen sein, das Störsignal bei Empfang eines ersten Teils des Nutzsignals auszulösen. Dann erfolgt die Erzeugung nur bei Bedarf.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Stör spannungspegel um mindestens einen Faktor 10 größer ist als der Nutzspannungspegel. Mit anderen Worten weisen die Störsignale einen Störspannungspegel auf, welcher zumindest zehnmal größer ist als der Nutzspannungspegel der Nutzsignale. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein sehr geringes Signal-Stör-Verhältnis auf der Duplexleitung vorliegt, wodurch ein Abhören der

Nutzsignale erschwert wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Nutzspannungspegel des Nutzsignals 100 Millivolt oder weniger beträgt, wohingegen der Störspannungspegel des Störsignals beispielsweise 5 Volt oder mehr beträgt.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Störsignal und/oder das zweite Störsignal bei einem Empfang durch eine der Sende-Empfangs-Einheiten verworfen werden. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass das erste Störsignal bei einem Empfang durch die erste Sende-Empfangs-Einheit herausgefiltert oder verworfen wird und/oder das zweite Störsignal bei einem Empfang durch die zweite Sende-Empfangs-Einheit herausgefiltert oder verworfen wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass keine Ausgabe des Störsignals an dem Ausgang der Sen

de-Empfangs-Einheit erfolgt, welche das Störsignal empfängt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine jeweilige Sende-Empfangs-Einheit während des Versands des jeweiligen Nutzsignals derart geschaltet ist, dass ein Empfangen des Störsignals über das Übertragungsmedium nicht erfolgt, oder das Störsignal nicht an des Ausgang geleitet wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Nutzsignal und/oder das zweite Nutzsignal eine Binärkodierung aufweist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten Nutzsignal und/oder dem zweiten Nutzsignal um ein binär codiertes Signal. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine digitale Signalübertragung ermöglicht ist. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Nutzsignale entweder einen niederen Spannungswert oder einen höheren Spannungswert aufweisen. Der niedere Spannungswert kann einem Wert 0 zugeordnet sein und der höhere Spannungswert kann einem Wert 1 zugeordnet sein.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Über tragungsmedium eine Duplexleitung ist oder zumindest Stre ckenweise umfasst. Mit anderen Worten erfolgt der Versandt der Signale zumindest Streckenweise über eine Duplexleitung. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Abhören einer Duplexleitung erschwert wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sende-Empfangs-Einheiten an der Duplexleitung angeschlossen sind .

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Über tragungsmedium eine Luftstrecke ist oder zumindest Streckenweise umfasst. Mit anderen Worten erfolgt das Versenden der Signale über Funk. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein abhören von Funksignalen erschwert wird. Die Sende-Empfangs-Einheiten können beispielsweise zum Funken eingerichtet sein. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass durch die Sen

de-Empfangs-Einheiten Signale, insbesondere über Nahbe reichsfunk, wie NFC versandt werden. Hierbei kann möglicherweise ein Schlüsselaustausch über die Nutzsignale für symmetrische Kryptographie (etwa bei AES) erforderlich sein. Um ein abhören zu verhindern kann eine Sende-Empfangs-Einheit die Störsignale aussenden. Ein unberechtigter Empfänger kann in diesem Fall das überlagerte Signal, umfassend das Nutzsignal und das Störsignal empfangen. Aufgrund der Überlagerung ist das Auslesen des Nutzsignals für ihn erschwert. Eine weitere Möglichkeit wäre die Anwendung des Verfahrens während einer Funkkommunikation zwischen Fahrzeugen (Car-2-Car) . Hierbei können Sen

de-Empfangs-Einheiten hintereinanderfahrender Fahrzeuge

Nutzsignale zueinander versenden. Ein Abhören durch Dritte wird durch die Störsignale erschwert.

Die Erfindung umfasst auch eine Sende-Empfangs-Einheit , welche zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.

Mit anderen Worten umfasst die Erfindung auch eine kombinierte Einheit, welche sowohl als Sender als auch als Empfänger eingerichtet ist. Die Sende-Empfangs-Einheit ist dazu einge richtet, ein Nutzsignal mit einem Nutzspannungspegel über ein Übertragungsmedium während einer Sendephase zu versenden oder zu empfangen. Die Sende-Empfangs-Einheit ist dazu eingerichtet, ein Störsignal mit einem Störspannungspegel mittels einer Stör spannungsquelle zu generieren und über das Übertragungsmedium zu versenden .

Die Sende-Empfangs-Einheit kann beispielsweise als Gabel schaltung eingerichtet sein, welche dazu eingerichtet ist, vor- und rücklaufende Spannungswellen auf der Duplexleitung durch eine Widerstandsspannung zu trennen.

Die Erfindung umfasst auch ein Fahrzeug, welches zumindest eine der Sende-Empfangs-Einheiten aufweist. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Motorrad, ein Fahrrad, oder ein Fahrrad mit Elektroantrieb (e-Bike) sein.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfin dungsgemäßen Sende-Empfangs-Einheit und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusam menhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Sende-Empfangs-Einheit und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben .

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung be schrieben. Hierzu zeigt:

Fig. 1 ein System von zwei Ausführungsformen der erfin

dungsgemäßen Sende-Empfangs-Einheit , welche über die Duplexleitung miteinander verbunden sind;

Fig. 2 mögliche Signalverläufe während einer Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens; und

Fig. 3 ein Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsge mäßen Verfahrens.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ein mögliches System mit zwei Ausführungsformen der Sende-Empfangs-Einheiten, die über die Duplexleitung mitei nander verbunden sind. Die Sende-Empfangs-Einheiten (TRX1, TRX2) können in einem Fahrzeug angeordnet sein. Das System kann die erste Sende-Empfangs-Einheit TRX1 und die zweite TRX2 umfassen, welche durch die Duplexleitung TL miteinander verbunden sein können. Die Aufgabe der Sende-Empfangs-Einheiten TRX1 und TRX2 kann darin bestehen, eine abhörsichere Übertragung von Nutz signalen UTX1, UTX2 über die Duplexleitung TL zu ermöglichen.

Es kann vorgesehen sein, dass in der ersten Sendephase PI ein Versandt des Nutzsignals UTX1 von der ersten Sen

de-Empfangs-Einheit TRX1 über die Duplexleitung TL an die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 durchgeführt wird. Ein erstes Eingangssignal TX1 mit einem Signalspannungspegel LRX kann von der ersten Sende-Empfangs-Einheit TRX1 an dem ersten Eingang INI empfangen werden. Mittels des ersten Eingangstreibers LT1 kann das erste Eingangssignal TX1 auf das erste Nutzsignal UTX1 mit dem Nutzspannungspegel LTX gesetzt werden.

Das erste Nutzsignal UTX1 kann von der ersten Sen

de-Empfangs-Einheit TRX1 über die Duplexleitung TL versandt werden. Über die Duplexleitung TL kann das erste Nutzsignal UTX1 an die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 übertragen werden und durch die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 empfangen werden. Über den zweiten Ausgangstreiber LR2 der zweiten Sen

de-Empfangs-Einheit TRX2 kann das erste Nutzsignal UTX1 von dem Nutzspannungspegel LTX auf den Signalspannungspegel LRX gesetzt werden und an einem zweiten Ausgang OUT2 als erstes Ausgabesignal RX2 der zweiten Sende-Empfangs-Einheit TRX2 bereitgestellt werden . Damit ein Abhören des ersten Nutzsignals UTX1 an der Duplex leitung TL erschwert wird, kann es vorgesehen sein, dass die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 die zweite Störspannungs quelle G2 aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das erste Störsignal UN2 zu erzeugen. Das erste Störsignal UN2 kann den Störspannungspegel ULN aufweisen, welcher beispielsweise 5 Volt betragen kann. Das erste Störsignal UN2 kann ein Rauschsignal sein, welches zufallsgeneriert ist. Die Widerstände R der zweiten Sende-Empfangs-Einheit TRX2 können derart aufeinander abge stimmt sein, dass an dem Ausgangstreiber LR2 eine Auslöschung des ersten Störsignals UN2 erfolgt, sodass das erste Störsignal UN2 nicht an dem zweiten Ausgang OUT2 der zweiten Sen

de-Empfangs-Einheit TRX2 ausgegeben wird.

Das erste Störsignal UN2 kann über die Duplexleitung TL an die erste Sende-Empfangs-Einheit TRX1 versandt werden. Somit kann es zu einer teilweisen oder vollständigen Überlagerung des ersten Nutzsignals UTX1 mit dem ersten Störsignal UN2 zu dem Lei tungssignal UTL kommen. Es ist somit nicht möglich, dass zu schützende erste Nutzsignal UTX1 alleine an der Duplexleitung TL zu messen. Der Nutzspannungspegel LTX kann beispielsweise 100 Millivolt betragen. Es kann vorgesehen sein, dass das System in einem Halbduplexübertragungsverfahren betrieben wird. Dies kann bedeuten, dass sich die erste Sendephase PI und die zweite Sendephase P2 abwechseln. Der Wechsel zwischen den Sendephasen PI, P2 kann beispielsweise jeweils nach einer vorbestimmten Zeit erfolgen. In der zweiten Sendephase P2 kann es vorgesehen sein, dass eine Übertragung des zweiten Nutzsignals UTX2 von der zweiten Sende-Empfangs-Einheit TRX2 an die erste Sen

de-Empfangs-Einheit TRX1 durchgeführt wird.

Ein zweites Eingangssignal TX2 kann dabei durch die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 an einem zweiten Eingang IIN2 empfangen werden. Mittels zweiten Eingangstreibers LT2 der zweiten Sende-Empfangs-Einheit TRX2 kann das zweite Ein gangssignal TX2 in das zweite Nutzsignal UTX2 mit dem Nutz spannungspegel ULTX transformiert werden. Das zweite Nutzsignal UTX2 kann über die Duplexleitung TL von der zweiten Sen- de-Empfangs-Einheit TRX2 an die erste Sende-Empfangs-Einheit TRX1 übertragen werden. Durch einen ersten Ausgangstreiber LR1 der ersten Sende-Empfangs-Einheit TRX1 kann das zweite Nutz signal UTX2 von dem Nutzspannungspegel LTX auf den Sig nalspannungspegel LRX gesetzt werden und als zweites Ausga besignal RX1 an einem ersten Ausgang OUT1 der ersten Sen de-Empfangs-Einheit TRX1 ausgegeben werden. Während der zweiten Sendephase P2 kann dabei das zweite Störsignal UNI mittels eines ersten Störsignalgenerators Gl der ersten Sen

de-Empfangs-Einheit TRX1 erzeugt und über die Duplexleitung TL an die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 übertragen werden. Somit findet auf der Duplexleitung TL wieder eine Überlagerung des zweiten Nutzsignals UTX2 mit dem zweiten Störsignal UNI zu dem Leitungssignal UTL statt. Die erste Sende-Empfangs-Einheit TRX1 kann ebenfalls eine Gabelschaltung aufweisen, wobei die Widerstände R derart abgestimmt sind, dass sich das zweite Störsignal UNI an dem ersten Ausgangstreiber LR1 aufhebt.

Die binären TTL Eingangssignale TX1 und TX2 (typ. NRZ Codierung [0,1] Zuordnung zu [0, 5]V) können durch die Eingangstreiber LT1 , LT2 erfindungsgemäß auf die Nutzsignale UTX1 und UTX2 mit einem Nutzspannungspegel LTX umgewandelt werden. Dieser Nutzspan nungspegel LTX der Nutzsignale UTX1 und UTX2 ist klein im Vergleich mit dem Störspannungspegel LN der absichtlich überlagerten Störsignale UNI und UN2. Ein Faktor c ist somit kleiner als 1. c << 1:

Zwischen den Signalen bestehen in dem Beispiel folgende Zu sammenhänge :

UTX1 = c*TXl+UNl

UTX2 = c*TX2+UN2

UTL=0 , 5*UTXl+0 , 5 *UTX2

URX1=0 *UTXl+0 , 5 *UTX2=UTL- 0 , 5*UTX1

UTL=0 , 5*UTXl+0 , 5 *UTX2

URX2=0 , 5 *UTXl+0 *UTX2=UTL- 0 , 5*UTX2 Erfindungsgemäße Übertragungsstrecke für eine Verbindungs leitung (TL) , deren Spannung (oder Strom) prinzipiell abhörbar ist. Ohne die erfindungsgemäße Anordnung der Sendetreiber mit den in Serie geschalteten Störspannungsquellen Gl und G2 im links- bzw. rechtsseitigen Transceiver handelt es sich um eine klassische Vollduplex-Übertragung (Gabelschaltung) , bei der die vor- und rücklaufenden Spannungswellen auf der Leitung durch die Widerstandsbalance getrennt werden (Gl.l). Damit wird die linksseitige Empfangsspannung URX1 nur abhängig von der ge genüberliegenden Sendespannung Um, und damit von UTX2, nicht aber von der linksseitigen Sendespannung Um, welche erfindungsgemäß durch ein linksseitiges Störsignal gebildet wird, während der rechtsseitige Sender Nutzdaten (UTX2) sendet. Erfindungsgemäß wird zugunsten eines sehr kleinen Signal-Störverhältnisses das informationstragende Signal auf der Leitung mit einem starken Störsignal überlagert, welches weder auf der Leitung, noch beim gegenüberliegenden Empfänger bekannt und damit eliminierbar ist . Ein Abhören der Information auf der Leitung wird also erheblich erschwert, besonders wenn man den Sendepegel sehr viel niedriger wählt als die mittlere Amplitude der Störsignale, dies führt bei kurzen Leitungen zu keinerlei Problemen mit der

Bitfehlerrate.

Fig. 2 zeigt Signalverläufe auf der Verbindungsleitung während einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens. Gezeigt wird ein möglicher zeitlicher Verlauf der jeweiligen Signale während der zweiten Sendephase P2 und der ersten Sendephase PI. Das zweite Eingangssignal TX2 kann beispielsweise als binär codiertes Signal durch die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 empfangen werden. Das zweite Störsignal UNI kann während der zweiten Sendephase P2 durch die erste Sende-Empfangs-Einheit TRX1 über die Duplexleitung TL übertragen werden. Dabei kann es sich um ein durch die erste Störspannungsquelle Gl zufällig generiertes Signal handeln. Während der zweiten Sendephase P2 kann das auf den Nutzspan nungspegel LTX geregelte zweite Nutzsignal UTX2 über die Duplexleitung TL übertragen werden, sodass sich ein überlagertes Signal UTL auf der Duplexleitung TL bildet. Das zweite Nutzsignal UTX2 kann durch den ersten Ausgangstreiber LR1 der ersten Sende-Empfangs-Einheit TRX1 auf den Signalspannungspegel LRX gesetzt werden und als zweites Ausgabesignal RX1 an dem ersten Ausgang OUT1 der ersten Sende-Empfangs-Einheit TRX1 ausgegeben werden. Nach einem Ablauf der zweiten Sendephase P2 kann es vorgesehen sein, dass das erste Eingangssignal TX1 durch die erste Sende-Empfangs-Einheit TRX1 empfangen wird und auf das erste Nutzsignal UTX1 mit dem Nutzspannungspegel UTX geregelt wird. Das erste Nutzsignal UTX1 kann über die Duplexleitung TL an die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 übertragen werden. Während der ersten Sendephase PI kann das erste Störsignal UN2 durch die zweite Störspannungsquelle G2 der zweiten Sen de-Empfangs-Einheit TRX2 erzeugt und über die Duplexleitung TL übertragen werden, sodass sich auf der Duplexleitung das überlagerte Signal UTL bilden kann. Das durch die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 empfangene Nutzsignal UTX1 kann auf den Signalspannungspegel LRX zurückgesetzt werden und als erstes Ausgabesignal RX2 an dem zweiten Ausgang OUT2 der zweiten Sende-Empfangs-Einheit TRX2 ausgegeben werden.

Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt kann durch die erste Sende-Empfangs-Einheit TRX1 an dem ersten Eingang IIN1 das erste Eingangssignal TX1 empfangen werden. Dabei kann es sich bei spielsweise um ein binär codiertes Signal mit dem Sig

nalspannungspegel LRX handeln (Sl).

In einem zweiten Schritt S2 kann das erste Eingangssignal TX1 mittels des ersten Eingangstreibers LT1 auf das erste Nutzsignal UTX1 mit dem Nutzspannungspegel LTX gesetzt werden. Der

Nutzspannungspegel LTX kann beispielsweise 100 Millivolt be tragen .

In einem Schritt S3 kann das erste Nutzsignal UTX1 über die Duplexleitung TL von der ersten Sende-Empfangs-Einheit TRX1 an die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 übertragen werden. Zeitgleich kann durch den zweiten Zufallsgenerator G2 der zweiten Sende-Empfangs-Einheit TRX2 das erste Störsignal UN2 mit dem Störspannungspegel LN generiert und über die Duplexleitung TL übertragen werden. Somit überlagern sich das erste Nutzsignal UTX1 und das erste Störsignal UN2 zu dem überlagerten Signal UTL .

In einem Schritt S4 kann die zweite Sende-Empfangs-Einheit TRX2 das erste Nutzsignal UTX1 empfangen und an dem zweiten Aus gangstreiber LR2 leiten, welcher das erste Nutzsignal UTX1 mit dem Nutzspannungspegel LTX in das erste Ausgabesignal RX2 mit dem Signalspannungspegel LRX umwandelt. Das erste Störsignal UN2 kann ebenfalls durch den zweiten Ausgangstreiber LR2 empfangen werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Widerstände R der zweiten Sende-Empfangs-Einheit TRX2 derart aufeinander abge stimmt sind, dass auf zwei Zuleitungen des zweiten Ausgangs treibers LR2 ein identisches Signal ankommt, wodurch sich diese aufheben .

In einem letzten Schritt S5 kann das erste Ausgabesignal RX2 an dem zweiten Ausgang OUT2 der zweiten Sende-Empfangs-Einheit TRX2 ausgegeben werden.

Fig2 : Typische Signalverläufe der erfindungsgemäßen Übertra gungsstrecke für eine Verbindungsleitung (TL) nach Figl. Oben: Übertragung von Transceiver 2 zu Transceiver 1 (rechts nach links), unten: Übertragung von links nach rechts (Transceiver 1 nach 2) . In beiden Fällen ist das Nutzsignal auf der Leitung absichtlich klein gewählt, so dass hauptsächlich die absichtlich überlagerten Störspannungen UNI und UN2 als Leitungsspannung LN beobachtbar sind. Ein unerwünschtes Abhören wird dadurch er heblich erschwert.

- Vollduplex-Übertragung von rechtsseitigem nach linksseitigern Transceiver

- Nutzsignal wird von rechts nach links mit reduziertem

Spannungspegel übertragen (z.B. 100 mV)

- Rauschsignal wird von links nach rechts mit vollem Pegel übertragen (z.B. 5 V)

- Auf der Übertragungsleitung ist nur die Summe beider Signale messbar, mit sehr niedrigem Signal- zu Rauschverhältnis - Auf dem linksseitigen Transceiver ist jedoch das Rauschsignal bekannt und kann vom Nutzsignal getrennt werden (z.B. mittels GabelSchaltung) Es wird somit eine abhörsichere Übertragung auf Leitungen, ohne den Aufwand für die klassische Verschlüsselung ermöglicht. Es handelt sich um eine reine Hardwarelösung im Transceiver. Die Übertragung kann im Vollduplex oder im Halbduplexbetrieb möglich sein. Das Verfahren kann für peer-to-peer Standard-Übertragungen mit kurzen Leitungen, wie bei SPI oder I2C eingesetzt werden oder bei onboard-Kommunikation auf einer Leiterplatte.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung abhör sichere serielle Duplexdatenübertragung bereitgestellt werden kann.

Bezugs zeichenliste

Gl erste Störspannungsquelle

G2 zweite Störspannungsquelle

INI erster Eingang

IN2 zweiter Eingang

LT1 erster Eingangstreiber

LT2 zweiter Eingangstreiber

LR1 erster Ausgangstreiber

LR2 zweiter Ausgabetreiber

UNI zweites Störsignal

UN2 erstes Störsignal

PI erste Sendephase

P2 zweite Sendephase

R Widerstand

RX1 erstes Ausgangssignal

RX2 zweites Ausgangssignal

OUT1 erster Ausgang

OUT2 zweiter Ausgang

TL Duplexleitung

TRX1 erste Sende-Empfangs-Einheit

TRX2 zweite Sende-Empfangs-Einheit

UTX1 erstes Nutzsignal

UTX2 zweites Nutzsignal

LN Störspannungspegel

TX1 erstes Eingangssignal

TX2 zweites Eingangssignal

UTL überlagertes Signal

LTX Nutzspannungspegel

LRX Signalspannungspegel

Kfz Fahrzeug