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Title:
COMPENSATOR, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE, COMMUNICATION MODULE, COMMUNICATION SYSTEM, AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/099523
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a compensator, in particular for a motor vehicle, to a communication module, to a communication system and to a method for determining a system amplification (V) of a communication system (7) having a compensator (6), in particular according to one of the preceding claims, and having a communication module (5), in particular according to one of the preceding claims, said communication module being connected to the compensator (6), wherein the communication system (7) measures an output power of a signal (S) at the amplifier (10) of the communication system, determines the difference between the output power (P6) of the signal (S) of the compensator (6) and a power (P5; P15) of a communication module (5), and adds to said difference the antenna gain (AG), which in particular is known and/or stored, in order to determine the system amplification (V).

Inventors:
HAHN STEFFEN (DE)
KOHLHEPP STEFFEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2023/200209
Publication Date:
May 16, 2024
Filing Date:
October 09, 2023
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECH GMBH (DE)
International Classes:
H04B1/04; H04B17/10; H04W52/08; H04W52/52
Foreign References:
DE102015211413A12016-12-22
US20210022092A12021-01-21
EP0874473A21998-10-28
US20120177095A12012-07-12
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Claims:
9

Patentansprüche

1 . Kompensator (6) , insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1 ),

-mit einer Messeinrichtung (11 ) zum Messen eines Ausgangspegel (P6) eines Signals (S) an einem Verstärker (10) und/oder Dämpfer (10) des Kompensators (6),

-mit einer Bestimmungs-Einrichtung (13) zum Bestimmen der Differenz zwischen der Ausgangsleistung (P6) des Verstärkers des Kompensators (6) und einer Leistung (P7; P15) des Signals (S) im das Signal (S) bereitstellenden Kommunikationsmodul (5), und zum Addieren eines bekannten Antennengewinns (AG) einer mit dem Kompensator (6) verbundenen oder verbindbaren Antenne (4) auf diese Differenz, um so eine System-Verstärkung (V) eines insbesondere zumindest den Kompensator (6) und die Antenne (4) umfassenden Kommunikations-Systems (7) zu bestimmen, zur Verwendung in einer Regelung der System-Verstärkung (V).

2. Kompensator (6) nach Anspruch 1 ,

-mit einem Anschluss (21 , 23) für eine Verbindung (8) des Kompensators (6) zu einem Kommunikationsmodul (5) zum Mitteilen der bestimmten System-Verstärkung (V) an das Kommunikationsmodul (5).

3. Kompensator (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zur Differenz-Bestimmung verwendete Leistung im Kommunikationsmodul (5) entweder die Ausgangsleistung (P5) oder die Eingangsleistung (P15) eines das Signal (S) für einen Kompensator (6) und/oder eine Antenne (4) bereitstellenden Kommunikationsmoduls (5) oder Verstärkers (17) ist.

4. Kompensator (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei über die kabelgebundene oder kabellose Verbindung (8) oder eine weitere Verbindung (8) des Kommunikationsmodul (5) mit dem Kompensator (6), eine Übertragung des Signals (S) vom Kommunikationsmodul (5) zum Kompensator (6) vorgesehen ist, welches Signal (S) von einer mit dem Kompensator (6) verbundenen oder verbindbaren Antenne (4), insbesondere nach einer Verstärkung (10) oder Dämpfung (10) im Kompensator (6), zu senden ist. Kompensator (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kompensator (6) ein V2X Kompensator (6) ist. Kompensator (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kompensator (6) eine Verstärkungseinrichtung (10) und/oder Dämpfungseinrichtung (10) aufweist zur Verstärkung und/oder Dämpfung eines Signals (S) des Kommunikationsmoduls (5), wobei das verstärkte und/oder gedämpfte Signal (S) des Kompensators (6) an der mindestens einen Antenne (4) direkt oder über mindestens ein Element, insbesondere einen oder mehrere Schalter (20) oder Filter (22), anlegbar (20) ist oder anliegt. Kompensator (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das von der mindestens einen mit dem Kompensator (6) verbundenen oder verbindbaren Antenne (4) gesendete Signal (S) ein zellulares Mobilfunksignal, insbesondere 3G oder 3G oder 4G oder 5G oder 6G oder 7G ist, oder ein WiFi oder 802.11 kompatibles Signal (S) ist. Kommunikationsmodul (6)

-mit einer Sende-Empfangseinrichtung (14;21 ) zum Senden (8) eines Signals (S) an einen Kompensator (6) und/ und/oder zum Empfangen (8) eines Signals (S) von einem Kompensator (6),

-mit einem Anschluss (21 ) für eine Verbindung (8) des Kommunikationsmoduls (5) mit einem Kompensator (6) zum Empfang einer vom Kompensator (6) bestimmten und mitgeteilten (8) System-Verstärkung (V) an das Kommunikationsmodul (5), zur Verwendung der mitgeteilten (8) System-Verstärkung zu deren 11

Regelung. Kommunikationsmodul (5) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das an den Kompensator (6) gesendete Signal (S) ein zellulares Mobilfunksignal, insbesondere 3G oder 3G oder 4G oder 5G oder 6G oder 7G ist, oder ein WiFi oder 802.11 kompatibles Signal (S) ist. Kommunikationsmodul (5) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kommunikationsmodul (5) eine TCU ist, insbesondere zum Senden und/oder Empfangen eines Signals (S), welches ein zellulares Mobilfunksignal, insbesondere 3G oder 3G oder 4G oder 5G oder 6G oder 7G ist, oder ein WiFi oder 802.11 kompatibles Signal ist. Kommunikations-System (7) mit einem Kompensator (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem mit dem Kompensator (6) verbundenen Kommunikationsmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit mindestens einer Antenne (4). Verfahren zur Bestimmung einer System-Verstärkung (V) eines Kommunikations-Systems (7) mit einem Kompensator (6) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem mit dem Kompensator (6) verbundenen Kommunikationsmodul (5) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kommunikations-Systems (7)

-eine Ausgangsleistung eines Signals (S) an seinem Verstärker (10) im Kompensator (6) misst, die Differenz zwischen der Ausgangsleistung (P6) des Signals (S) des Kompensators (6) und einer Leistung (P5; P15) eines Kommunikationsmoduls (5) bestimmt,

-auf diese Differenz den insbesondere bekannten und/oder gespeicherten Antennengewinn (AG) addiert, um so die System-Verstärkung (V) zu bestimmen. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, 12 wobei unter Berücksichtigung der vom Kompensator (6) bestimmten und dem Kommunikationsmodul (5) mitgeteilten System -Verstärkung (V) das Kommunikationsmodul (5, 11 ) die vom Kommunikations-System (7), insbesondere durch dessen Antenne (4), abgestrahlte Signal-Leistung regelt (14), und/oder unter Berücksichtigung der vom Kompensator (6) bestimmten System-Verstärkung (V) der Kompensator (6, 13) die vom Kommunikations-System (7), insbesondere dessen Antenne (4), abgestrahlte Signal-Leistung regelt (14).

Description:
2

Dieses und/oder der (V2X-)Kompensator können nun die gewollte abgestrahlte Leistung regeln.

Weitere mögliche Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1 vereinfachend ein Fahrzeug mit einem Kommunikationsmodul ZTCII, einem Antennenmodul, einer Antenne und einem Kompensator, und

Fig. 2 Details einer Ausgestaltung von Kommunikationsmodul /TCU, Kompensator und Antenne(n).

Fig. 1 zeigt beispielhaft als eine Ausgestaltung der Erfindung vereinfachend und schematisch im Schnitt ein (Kraft)-Fahrzeug 1 (z.B. einen PKW oder LKW) mit einem auf dem Dach 2 des Fahrzeugs 1 montierten Antennenmodul 3.

Das Antennenmodul 3 weist hier eine Antenne 4 (oder mehrere Antennen) zum Senden und / oder Empfang von Funk-Signalen (S) auf, z.B. eine oder mehrere Antennen für zellulare (2G oder 3G oder 4G oder 5G oder 6G oder 7G etc.) Mobilfunk-Signale S für oder aus einem zellularen Mobilfunknetz, und/oder eine oder mehrere Antennen 4 zum Senden und / oder Empfang von WiFi / 802.11 -Standard Funk-Signalen S, insbesondere für (andere) V2X Einrichtungen.

Ein Kommunikationsmodul 5 kann eine beliebige Einrichtung sein, die z.B. eine Sende- und/oder-Empfangs-Einrichtung und/oder Verstärker und/oder Anschlüsse für eine Ausgabe und/oder Eingabe von Signalen z.B. über

Mikrophone/Lautsprecher/Smartphones etc. z.B. in einem Fahrzeug 1 aufweist.

Ein Kommunikationsmodul 5 kann insbesondere eine TCU (telematics control unit) sein.

Eine TCU (5) kann z.B. ein Navigationssystem und/oder ein Mobiltelefonmodul und/oder eine Kommunikationseinrichtung für Fahrzeugdaten und/oder eine Steuerung (Controller) für z.B. V2X Anwendungen und/oder Verstärker und/oder 3

Anschlüsse für (Ethernet/CAN etc) Kabelverbindungen zu Elementen/ECUs in einem Fahrzeug und/oder zu einem Mobiltelefon etc. aufweisen.

Ein Kommunikationsmodul 5 kann z.B. in der Fahrzeugkonsole eines Fahrzeugs 1 oder anderweitig in einem Fahrzeug angeordnet sein.

Ein Kompensator 6 kann z.B. räumlich in einem Antennenmodul 3 für ein Kraftfahrzeug 1 angeordnet sein, welches z.B. am Fahrzeugdach 2 oder am Heck oder an der Frontscheibe des Kraftfahrzeug 1 etc. angeordnet sein kann.

Ein Kompensator 6 kann z.B. räumlich unter einem Fahrzeugdach angeordnet sein. Ein Kompensator 6 kann z.B. räumlich nahe mindestens der mindestens einen Antenne 4 angeordnet sein.

Ein Kommunikationssystem 7 kann ein oder mehrere Kommunikationsmodule 5, einen oder mehrere Kompensatoren 6 und eine oder mehrere Antennen 4 umfassen (insbesondere alles in bzw. an einem Fahrzeug 1 ).

Ein Kommunikationsmodul 5 sendet und/oder empfängt z.B. über eine Leitung oder eine andere Kabel- oder Funk-Verbindung Signale S an oder von einem Kompensator 6 und/oder einer (ggf. mit dem Kompensator 6 verbundenen oder über Schalter verbindbaren) Antenne 4, welche Signale S mindestens eine Antenne 4 (hier nach/von außen, z.B. in ein zellulares Mobilfunknetz und/oder per WiFi) sendet oder empfängt.

Ein Signal S kann z.B. jeweils ein zellulares Mobilfunksignal, insbesondere 3G oder 3G oder 4G oder 5G oder 6G oder 7G Signal, sein oder ein WiFi oder 802.11 kompatibles Signal oder anderweitiges (z.B. V2X) Funksignal sein.

Die mindestens eine Antenne 4 zum Senden und/oder Empfangen von Signalen S kann mit dem (ihr bevorzugt räumlich nahen) Kompensator 6 kabelgebunden verbunden sein, z.B. direkt oder über Elemente wie z.B. Schalter 20, Verstärker 9, Filter 22, etc.

Es können auch mehrere Antennen 4 vorgesehen sein, z.B. Arrays von Antennen, z.B. für zu sendende und/oder zu empfangende zellulare Mobilfunk- Signale 4 und/oder WiFi - Signale S.

Zwischen dem Kommunikationsmodul 5 und der mindestens einen Antenne 4 ist hier ein Kompensator 6 angeordnet, der (6) Signale S, welche die mindestens eine Antenne (z.B. an V2X Einrichtungen und/oder ein Mobilfunknetz oder per WiFi; nach außerhalb des Fahrzeugs 1 ) senden soll, so (positiv verstärkend) verstärkt und oder (negativ verstärkend) dämpft (z.B. mit einem Verstärker, und/oder einem ggf. damit verbundenen Dämpfer), dass die System-(Gesamt)-Verstärkung des Kommunikations-Systems 7 einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet (und/oder einen ggf. weiteren vorgegebenen kleineren Wert nicht unterschreitet).

Für die System-(Gesamt)-Verstärkung V des Kommunikations-Systems 7 wird hier auch der Antennen-Gewinn (hier der mindestens einen Antenne 4) berücksichtigt, der positiv oder durchaus auch negativ sein kann.

Das Kommunikationsmodul 5 kann dem (V2X-)Kompensator 6 (z.B. über einen Kabelanschluss 8 mitteilen, mit welcher Ausgangsleistung P7 das Kommunikationssystem 7 (z.B. über eine Verbindung, z.B. den Kabelanschluss 8 an den (V2X-) Kompensator 6) ein Signal S aussendet.

Das Kommunikationsmodul 5 kann dem (V2X-)Kompensator 6 (z.B. über einen Kabelanschluss 8) mitteilen, mit welcher Verstärkung V das Kommunikationssystem 7 (z.B. über einen oder den Kabelanschluss 8 an den (V2X-) Kompensator 6) ein Signal S verstärkt, insbesondere um die Regelung der gesamten Verstärkung V durch die Steuerung 13 des Kompensators 11 zu optimieren.

Alternativ kann z.B. das Kommunikationsmodul 5 die Regelung der gesamten Verstärkung V durch die Steuerung 14 des Kommunikationsmoduls 5 und die Steuerung 13 des Kompensators 11 optimieren. 5

Fig. 2 zeigt einige Details einer Ausgestaltung eines Kommunikationsmoduls (TCU),

5, eines Kompensators 6 und einer Antenne 4 (wie z.B. denjenigen in Fig.1 ).

Mit dem Bezugszeichen S ist beispielhaft ein Signal S an einigen Positionen entlang möglicher Signalwege beim Senden und Empfangen des Signals S angedeutet.

Der Kompensator 6 kann unter anderem wie hier einen oder wie hier mehrere Schalter 20 für empfangene Signale S und/oder für zu sendende Signale S aufweisen.

Der Kompensator 6 kann wie hier ein oder mehrere Filter 22 für empfangene Signale S und/oder für zu sendende Signale S aufweisen.

Ergebnisse der Filterung können z.B. über AC/DC Wandler 18 ausgegeben und verwendet werden.

Auch das Kommunikationsmodul 5 kann unter anderem wie hier ein oder mehrere Filter 19 für empfangene Signale S und/oder für zu sendende Signale S aufweisen.

Das Kommunikationsmodul 6 weist hier einen Transceiver 15 auf, der ein beliebiges Modul sein kann (mit z.B. Navigation, Spracheingabe/Ausgabe, Mobiltelefonanschluss etc), das z.B. Signale S an einem Signalausgang TX sendet und/oder an einem Signaleingang RX empfängt.

Am Transceiver 15 angeschlossen sind hier ein Verstärker 16 für (von einer Antenne 4 über einen Kompensator 6) eingehende Signale S und ein Verstärker 17 für (über einen Kompensator 6 und eine Antenne 4) zu sendende Signale S.

Der Verstärker 16 und/oder der Verstärker 17 können von einem Controller 14 des Kommunikationsmoduls 5 gesteuert sein, insbesondere hinsichtlich der vom Verstärker 17 auszugebenden Leistung P7 eines Signals S, z.B. in Abhängigkeit von einer gewünschten System-(Gesamt)-Verstärkung V des Kommunikationssystems 7

(und/oder in Abhängigkeit von einer gemessenen Leistung eines mit einer Antenne 4 zu sendenden Signals S (P15) vor dem Verstärker 10 und/oder von einer Leistung P7 eines mit einer Antenne 4 zu sendenden Signals S hinter dem Verstärker des Kommunikationsmoduls 7 und/oder einem Antennengewinn der Antenne 4). 6

Der (V2X-)Kompensator 6 misst hier (mit einem Leistungsmesser 11 ) den Ausgangspegel einer Ausgangsleistung P6 eines (über eine Antenne 4 zu sendenden) Signals S an seinem Verstärker 10 (Verstärker mit oder ohne Dämpfer), und berechnet (mit einem Controller 13) z.B. die Differenz D=P6-P7 zwischen dieser Ausgangsleistung P6 des (V2X-) Kompensators und der (mit einem Leistungsmesser 12 gemessenen, mit einem Controller 14 und einem Kabel 8 an den Controller 13 übermittelten) Ausgangsleistung P7 eines Signals S am Kommunikationsmodul (TCU) 5 .

Auf diese Differenz D=P6-P7 wird der bekannte (z.B. früher gemessene, in 13 oder 14 gespeicherte) Antennengewinn AG der mindestens einen Antenne 4 addiert zum Bestimmen der System-Verstärkung V (also V=P6-P7+AG).

Alternativ wird eine anders definierte System-Verstärkung V berechnet, welche die Differenz der Leistung P6 am Ausgang des Verstärkers des Kompensators und der Leistung P15 vor dem Verstärker des Transceivers 15 bestimmt und dazu den Antennengewinn AG addiert (also V=P6-P15+AG).

Diese oder alternative Vorgehensweisen können eine derart bestimmte System-Verstärkung (System Gain) V eines (insbesondere den Kompensator und die Antenne und das Kommunikationsmodul (TCU) umfassenden Kommunikations-Systems 7 ergeben.

Der (V2X-)Kompensator 6 teilt z.B. nach der Berechnung dem Kommunikationsmodul 5 (TCU) die bestimmte System-Verstärkung (System Gain) V eines insbesondere den Kompensator 6 und die Antenne 4 und das Kommunikationsmodul (TCU) 5 umfassenden Kommunikations-Systems 7 mit.

Das Kommunikationsmodul (TCU) 5 und/oder der (V2X-) Kompensator 6 können (einzeln oder gemeinsam, bzw. eine Steuereinrichtung / Controller 12 bzw. 11 darin) die Ausgangsleistung der von der mindestens einen Antenne abgestrahlten Leistung eines Signals S auf eine (z.B. gespeicherte) vorgesehene abzustrahlende Leistung regeln. Eine Regelung der System-Verstärkung V kann z.B. insbesondere erfolgen -durch Regelung der Verstärkung (P15 -> P7) in einem Verstärker 17 des Kommunikationsmoduls (TCU) 5, oder

-durch Regelung der Verstärkung (-> P6) in einem Verstärker 10 des

(V2X-) Kompensators 6, oder

-durch Regelung der Verstärkung (P15 -> P7) in einem Verstärker 17 des

Kommunikationsmodul (TCU) 5, und Regelung der Verstärkung (-> P6) in einem Verstärker 10 des (V2X-)Kompensators 6.

8

Bezugszeichen

S Signal /Signale (empfangene und/oder gesendete Signale)

V System-(Gesamt)-Verstärkung des Kommunikationssystems 7

AG Antennengewinn, z.B. früher bestimmt und (in 13 oder 14) gespeichert

P6 Leistung eines mit einer Antenne 4 zu sendenden Signals S hinter dem

Verstärker 10

P7 Leistung eines mit einer Antenne 4 zu sendenden Signals S hinter dem

Kommunikationsmodul 7

1 Kraftfahrzeug

2 Dach

3 Antennenmodul

4 Antenne

5 Kommunikationsmodul, insbesondere TCU

6 Kompensator

7 Kommunikationssystem

8 Kabelanschluss / Kabelverbindung

9 Verstärker (des Kompensators 6) für mindestens ein über eine Antenne 4 empfangenes Signal

10 Verstärker (des Kompensators 6) für mindestens ein über eine Antenne 4 zu sendendes Signal

11 Leistungsmesser für Leistung P6 (an 6) eines mit einer Antenne 4 zu sendenden Signals S

12 Leistungsmesser für Leistung P7 (an 7) eines mit einer Antenne 4 zu sendenden Signals S

13 Controller oder Steuerung z.B. im Kompensator

14 Controller oder Steuerung z.B. im Kommunikationsmodul

15 Transceiver

16 Verstärker

17 Verstärker

18 DC Wandler

19 Filter

20 Schalter

21 Anschluss

22 Filter