專利名稱：有源轉發(fā)器的通信控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1前序部分的方法，以及根據(jù)權利要求6前序部分的通信控制器。
背景技術：
本發(fā)明的背景是車輛的道路使用費(道路通行費)的無線繳付。多年來是由Q-Free ASA公司交付為此目的提供的系統(tǒng)?，F(xiàn)在這些系統(tǒng)在挪威使用，并通稱為“Q-Free box”。就此來說，“box”一詞涉及的是這一系統(tǒng)附加在各個車輛上的模塊，就是說指的是所謂的轉發(fā)器。這種轉發(fā)器從轉發(fā)器系統(tǒng)的主站接收數(shù)據(jù)，并作為對此的應答向路邊發(fā)回個人數(shù)據(jù)。同時這一領域的技術發(fā)展已經(jīng)轉到與過去該領域使用的轉發(fā)器截然不同的轉發(fā)器，它們不再是無源的而是有源的操作，并且對于其操作采用5.8GHz范圍頻率的微波輻射。使用這種已知的轉發(fā)器系統(tǒng)，對由轉發(fā)器接收的輻射為數(shù)據(jù)的傳輸進行調幅，同時對由轉發(fā)器發(fā)送的微波輻射為數(shù)據(jù)的傳輸進行調相。
在轉發(fā)器中通過最初微波輻射的接收而獲得的調制輸入信號被解調，以獲得二進制輸入數(shù)據(jù)序列(輸入數(shù)據(jù)幀)。然后，該輸入數(shù)據(jù)序列饋送給由預置時鐘頻率的處理時鐘操作的數(shù)字處理器(微控制器)，以便解碼并進而處理接收的數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)生二進制輸出數(shù)據(jù)序列(輸出數(shù)據(jù)幀)。在從輸出數(shù)據(jù)序列起一定的持續(xù)時間期間，作為對輸入信號的應答在轉發(fā)器中形成輸出信號，該信號作為一定頻率的調制微波輻射通過微控制器的天線被輻射。
這些有源轉發(fā)器由電池作為能源供電。就此來說，“電池”一詞包括原電池以及以單位并聯(lián)排列的蓄電池。
使用已知的轉發(fā)器系統(tǒng)，轉發(fā)器系統(tǒng)的主站與個人轉發(fā)器之間相繼的交易(交易序列)基于先進的通信協(xié)議(HDLC-高級數(shù)據(jù)鏈路控制)進行，并通常包含數(shù)據(jù)序列和控制字段的處理。此外，對所進行的交易的安全性也有相當?shù)男枰?。DES(數(shù)據(jù)加密標準系統(tǒng))及Trippel-DES屬最常見的安全算法。然而，這些安全算法的使用通常意味著，使用這些算法，由轉發(fā)器對數(shù)據(jù)的處理變得極為費時。
到現(xiàn)在，對于轉發(fā)器系統(tǒng)的轉發(fā)器最常見的解決辦法是用串行處理器作為其微控制器的解決方案。使用這種解決方案，可以有變化的靈活性，并能夠使用以10MHz及更高時鐘頻率的系統(tǒng)時鐘速率工作的處理器，實現(xiàn)滿意的交易速度。
至今，微控制器用作為通信控制器的最大問題是相當高的系統(tǒng)時鐘的時鐘頻率，結果造成對轉發(fā)器電池相當高的負荷，且這是就電流平均高度和持續(xù)時間來說(以系統(tǒng)時鐘頻率回流的電流脈沖對時間的積分)，以及就脈沖狀出現(xiàn)的電流回流(current withdrawal)對電池表示異常的負荷這樣的事實而言。即使這種電流回流對轉發(fā)器組件的壽命時間影響不大，這種程度的電流回流及特別是脈沖狀出現(xiàn)的方式在相當?shù)偷臏囟葧r，電池內阻很高之下實際上也成為問題。
最后，至今用于轉發(fā)器的微控制器是串行操作的處理器。這就是說這種處理器就能夠被并行處理的數(shù)據(jù)的處理而言是不理想的，特別是當一方面處理器中需要處理方式的可擴展行為(解碼)，而另一方面在收到輸入信號之后輸出信號應當在盡可能最短的持續(xù)時間從轉發(fā)器發(fā)出時就更是如此。
本發(fā)明的目的，一方面是要顯著降低電池的所述負荷以延長其壽命期，并改進其可操作性，另一方面是使轉發(fā)器能夠在收到輸入信號時在相當短的持續(xù)時間內發(fā)出輸出信號。

發(fā)明內容
為了實現(xiàn)上述目的，提出根據(jù)權利要求1和6的特征部分的本發(fā)明。
進一步的優(yōu)點和適當?shù)倪^程步驟或措施在權利要求2-5及7-9中指出。
基于所述轉發(fā)器系統(tǒng)的知識，由轉發(fā)器接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)序列的內容結構至少在相當程度上允許并行和特別是逐位發(fā)生的處理，用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1中指出的本發(fā)明過程步驟的解決方案，與現(xiàn)有技術狀態(tài)比較，提供了這樣的優(yōu)點，即顯著降低了由于脈沖狀出現(xiàn)的電流回流造成的轉發(fā)器電池的負荷，以及在發(fā)出對接收的輸入信號的應答之前相當短的持續(xù)時間。
根據(jù)權利要求1本發(fā)明有利的特征在權利要求2中示出。使用相應進行的解碼輸入數(shù)據(jù)序列的數(shù)據(jù)的并行處理，能夠以至今通常的一部分時鐘頻率的系統(tǒng)時鐘速率實現(xiàn)這一處理，然而與以前的解決方案比較，顯著縮短了輸入信號的接收到輸出信號的形成之間的持續(xù)時間。為此，現(xiàn)在出現(xiàn)的輸入數(shù)據(jù)序列的數(shù)據(jù)處理程度必須超過時鐘頻率降低對上述持續(xù)時間的影響程度。與“較慢的”技術狀態(tài)比較，為了產(chǎn)生這種處理速率，在轉發(fā)器中可以采用對應的的振蕩器。
最好采用根據(jù)權利要求3的過程步驟。這種解決方案就以下事實而言是有用的，符號時鐘是轉發(fā)器系統(tǒng)內具有最慢的時鐘頻率的時鐘，即與以前的系統(tǒng)時鐘比較是相當慢的時鐘頻率。在采用轉發(fā)器內為處理器產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘的分開的振蕩器是能夠作到的。這對于電池的負荷也有正面的效果。
通過檢索符號時鐘及之后將其用作為系統(tǒng)時鐘，獲得了對于從電池電流回流的理想的解決方案。符號時鐘是帶有絕對最低時鐘頻率的時鐘，該時鐘能夠在轉發(fā)器系統(tǒng)中獲得，而無需引入附加的緩沖器等。以這種系統(tǒng)時鐘操作的基于多處理器模塊的微控制器解決方案，使得能夠進行到達轉發(fā)器的數(shù)據(jù)的逐位發(fā)生的解碼。這形成與數(shù)據(jù)序列(數(shù)據(jù)幀)首先必須被存儲然后才能夠開始數(shù)據(jù)的處理的微控制器方案明顯的區(qū)別。
權利要求4指出一優(yōu)選方案，用于形成從符號時鐘定時發(fā)生器的時鐘頻率或對應于這一時鐘頻率推導出的時鐘頻率。
就一定程度上以并行發(fā)生模式進行的所述數(shù)據(jù)的可處理性的上述知識而言，權利要求5指出一種特別有用的過程。
權利要求6-9涉及通信控制器或其有用的設計，其應用能夠發(fā)揮根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)勢。


以下將借助于附圖的圖1和2更為詳細地說明本發(fā)明。
圖1以框圖示出根據(jù)當前技術狀態(tài)的轉發(fā)器通信控制器與本發(fā)明相關的主要部分，及圖2以框圖示出與本發(fā)明相關所采用的通信控制器的主要部分。
具體實施例方式
圖1示出一轉發(fā)器的通信控制器11，沒有根據(jù)當前技術狀態(tài)進而詳細示出。通信控制器1的系統(tǒng)時鐘由振蕩器12提供。通過線路13進來的輸入數(shù)據(jù)存儲到接收存儲器(緩沖器)14。當完整的數(shù)據(jù)序列(數(shù)據(jù)幀)被接收并存儲時，處理器內核15將開始處理輸入數(shù)據(jù)并準備轉發(fā)器對輸入數(shù)據(jù)的應答。這以大約為10MHz的時鐘頻率或更高的時鐘頻率的系統(tǒng)時鐘發(fā)生。在完成應答之后，它將放置在傳輸緩沖器16中，只要傳輸緩沖器16充有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的傳輸就能夠開始，且能夠通過轉發(fā)器的天線以調相微波輻射的形式輻射出應答。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的通信控制器17的主要部件。這一通信控制器17與根據(jù)圖1的通信控制器1比較是基于完全不同的“體系結構”。使用根據(jù)圖2的通信控制器17，系統(tǒng)時鐘是從符號時鐘檢索電路18提供的，該電路把按這種方式實現(xiàn)的系統(tǒng)時鐘提供給用于數(shù)據(jù)的并發(fā)處理而集成的所有處理器模塊19-22。
以標號13指示的數(shù)據(jù)解碼器向處理器模塊19-22提供解碼的數(shù)據(jù)，這些處理器模塊在通過由標號24指示的線路每次收到數(shù)據(jù)之后，將對這些數(shù)據(jù)進行解碼，處理并形成應答。在收到的數(shù)據(jù)序列(數(shù)據(jù)幀)的最后一位被解碼之后，能夠立即開始通過由標號25指示的線路傳輸應答數(shù)據(jù)。這樣，不僅轉發(fā)器輸入信號的接收與輸出信號的輻射之間的持續(xù)時間顯著縮短，而且因為顯著降低的轉發(fā)器系統(tǒng)時鐘的時鐘頻率，轉發(fā)器電池的負荷降低的程度顯著。
權利要求
1.用于通過電池供電的有源轉發(fā)器處理編碼信息的方法，該方法供轉發(fā)器系統(tǒng)內用于道路通行費的無線繳付，從而轉發(fā)器通過天線接收預置頻率的調制微波輻射以獲得輸入信號，該信號被解調以獲得二進制輸入數(shù)據(jù)序列，然后饋送給按預置時鐘頻率的處理時鐘操作的數(shù)字處理器(微控制器)，以便解碼并產(chǎn)生二進制輸出數(shù)據(jù)序列，由此在一定的持續(xù)時間內作為對接收的輸入信號的應答形成輸出信號，該輸出信號通過轉發(fā)器的天線被發(fā)送，其特征在于，為了通過處理器脈沖狀出現(xiàn)的電流需求，同時以輸入信號的接收與輸出信號數(shù)據(jù)輻射之間相對短的持續(xù)時間，降低轉發(fā)器電池的負荷，解碼輸入數(shù)據(jù)序列由處理器并行地且以相對低的時鐘頻率處理。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，解碼輸入數(shù)據(jù)序列的數(shù)據(jù)的并行處理是以大大降低的時鐘頻率實現(xiàn)的，與根據(jù)當前技術狀態(tài)的串行處理的大約10MHz及更高的時鐘頻率相比，最好只是該時鐘頻率的一部分。
3.根據(jù)權利要求1或2的方法，其特征在于，解碼輸入數(shù)據(jù)序列的數(shù)據(jù)的并行處理是以一種時鐘頻率實現(xiàn)的，該時鐘頻率是通過檢索來自輸入數(shù)據(jù)序列的符號時鐘的多個相繼定時脈沖，從符號定時發(fā)生器的時鐘推導的，并且該時鐘頻率最好對應于符號時鐘的時鐘頻率。
4.根據(jù)權利要求3的方法，其特征在于，為了形成從符號時鐘的時鐘頻率推導或對應于這一時鐘頻率的時鐘頻率，采用電子PLL-電路(鎖相回路)。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，解碼輸入數(shù)據(jù)序列的數(shù)據(jù)的并發(fā)處理是逐位實現(xiàn)。
6.用于電池供電的有源轉發(fā)器的通信控制器(17)，該控制器特別供轉發(fā)器系統(tǒng)內用于道路通行費的無線繳付，從而轉發(fā)器通過天線接收預置頻率的調制微波輻射以獲得輸入信號，該信號被解調以獲得二進制輸入數(shù)據(jù)序列，然后饋送給按預置時鐘頻率的處理時鐘操作的數(shù)字處理器(17)(微控制器)，以便解碼并產(chǎn)生二進制輸出數(shù)據(jù)序列，由此在一定的持續(xù)時間內作為對接收的輸入信號的應答形成輸出信號，該輸出信號通過轉發(fā)器的天線被發(fā)送，其特征在于，集成為處理單元的處理器(17)的多個處理器模塊(19-22)實現(xiàn)解碼輸入數(shù)據(jù)序列的數(shù)據(jù)的并行處理，并由定時發(fā)生器(符號時鐘檢索電路18)以處理時鐘速率相對低的時鐘頻率操作。
7.根據(jù)權利要求6的通信控制器(17)，其特征在于，作為用于產(chǎn)生用于所述處理器模塊(19-22)的處理時鐘速率的定時發(fā)生器，提供一種電子電路用于從輸入信號檢索符號時鐘的時鐘頻率。
8.根據(jù)權利要求7的通信控制器(17)，其特征在于，為了以從符號時鐘的時鐘頻率推導的時鐘頻率產(chǎn)生用于所述處理器模塊(19-22)的處理時鐘速率，最好采用對應于該符號時鐘的PLL-電路(鎖相回路)。
9.根據(jù)權利要求6的通信控制器(17)，其特征在于，針對解碼輸入數(shù)據(jù)序列的逐位數(shù)據(jù)處理，確定處理器模塊(19-22)的規(guī)格。
全文摘要
用于通過電池供電的有源轉發(fā)器處理編碼信息的方法和通信控制器。特別供道路通行費的無線繳付的轉發(fā)器系統(tǒng)內應用，從而轉發(fā)器通過天線接收預置頻率的調制微波輻射，以便獲得輸入信號，該信號被解調而獲得二進制輸入數(shù)據(jù)序列。然后饋送給按預置時鐘頻率的處理時鐘操作的數(shù)字處理器(微控制器)，以便解碼并產(chǎn)生二進制輸出數(shù)據(jù)序列，從該數(shù)據(jù)序列在一定的持續(xù)時間內作為對接收的輸入信號的應答形成輸出信號，該輸出信號通過轉發(fā)器天線被發(fā)送。為了降低轉發(fā)器電池的負荷，通過處理器的脈沖狀出現(xiàn)的電流需求，同時以在輸入信號的接收與輸出信號的輻射之間的相對短的持續(xù)時間，由處理器(17)以相對低的時鐘頻率并行處理解碼輸入數(shù)據(jù)序列的數(shù)據(jù)。集成為處理單元的處理器(17)的多個處理器模塊(19－22)實現(xiàn)解碼輸入數(shù)據(jù)序列的數(shù)據(jù)并行處理，并由具有處理時鐘速率相對低的時鐘頻率的定時發(fā)生器(符號時鐘檢索電路18)操作。
文檔編號G07B15/06GK1398457SQ01804601
公開日2003年2月19日 申請日期2001年1月15日 優(yōu)先權日2000年2月8日
發(fā)明者阿特勒·塞格羅夫 申請人:Q-自由有限公司