專利名稱：用于總線仲裁的方法和裝置、變頻器和加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于總線仲裁的方法和裝置、變頻器和生產(chǎn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
在 G.schnell : Systeme in der Automatisierungs國und Prozesstechnik，Vieweg Braunschwdg/Wiesbaden， 2003年第五版第1,3.6章 中以及在 2006 年 8 月 9 日 20:41 版的頁面 http:〃de.wikipedia.org/wiki/Arbitration、德i吾版參考著作Wikipedia (維
基百科)中已知一種仲裁方法，利用該方法在避免沖突、特別是對總線的 訪問沖突的情況下給多個總線用戶分配資源、例如對總線的訪問時間。仲 裁也涉及一種用于總線交換的方法。本發(fā)明涉及這種仲裁。在此，仲裁方 法特別是在可能的沖突發(fā)生之前、特別是在設(shè)計(jì)總線系統(tǒng)時確定的操作方 式，根據(jù)該操作方式總線用戶可以確定并解決所出現(xiàn)的沖突，其中這種解 決方式至少確定是哪一個用戶與其他參與的用戶相比具有較高的優(yōu)先權(quán)， 即較高的優(yōu)先地位。其中所謂的訪問例如涉及數(shù)據(jù)發(fā)送。
在具有隨機(jī)的、也就是非確定的總線訪問方法的總線系統(tǒng)中必須避免 沖突。這種系統(tǒng)是多主機(jī)系統(tǒng)，也就是其中允許多個總線用戶單獨(dú)訪問總 線的系統(tǒng)。本發(fā)明特別致力于這樣的總線系統(tǒng)，其應(yīng)用分布式總線交換、 也就是仲裁。以太網(wǎng)和CAN被視為這種總線系統(tǒng)。這種總線交換借助于 載波偵聽多路訪問或CSMA實(shí)現(xiàn)。
載波偵聽多路訪問或CSMA是一種總線交換方法，利用該方法總線使 分布于網(wǎng)絡(luò)中的用戶能夠獲得對總線的訪問權(quán)限。CAMS沖突檢測或 CSMA/CD表示一種方法，在該方法中識別出現(xiàn)的沖突并且在該方法中避免沖突重復(fù)。CSMA沖突避免或CSMA/CA是一種用于特別在基于無線的 總線網(wǎng)絡(luò)中避免沖突的方法。
在德語版參考著作Wikipedia的2006年10月14日9:59版的頁面 http:Vde.wikipedia.org/wiki/FlexRay中已知控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)或CAN作為 一串行總線系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中通信用戶通過位仲裁避免總線訪問中的沖突。 在CAN總線系統(tǒng)中以幅移鍵控/振幅鍵控、也就是通斷鍵控方法或OOK 方法傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)，這使非接觸的感應(yīng)傳輸變得困難。
在德語版參考著作Wikipedia的2006年10月14日23:07的頁面 http:〃de.wikipedia .org/wiki/FlexRay中已知FlexRay作為一種串行的、確 定的容錯總線系統(tǒng)應(yīng)用在汽車中，可以比得上TTP/C或EC-Net。
在Michael Reisner 的 "Ethernet. Das Grundlagenbuch, Franzis" Verlag (2002)，，中已知以太網(wǎng)作為一種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在 共同聯(lián)接于一個本地網(wǎng)絡(luò)中的各設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。
在US 3 488 445中已知一種正交頻分復(fù)用或OFDM方法作為用于數(shù)據(jù) 傳輸?shù)亩噍d波調(diào)制方法，在該方法中多個子信號載波同時被調(diào)幅。這些子 信號載波通常是在公共使用的媒介、例如空氣或數(shù)據(jù)線中的頻帶。通過應(yīng) 用多個子信號載波，可以為每個符號/碼元(symbol)傳輸多個位。符號持 續(xù)時間與單載波方法相比明顯更長。通常以二進(jìn)制的形式、通過具有屬于
子信號載波頻率的正弦激勵的存在(邏輯1)或者不存在(邏輯0 )在整個 符號持續(xù)時間上實(shí)現(xiàn)各個位。
從DE 196 35 813 Al中已知了 一種數(shù)字式傳輸方法，其中在各多載波 調(diào)制方法中占用的通信通道(這里稱為載波)被劃分為子通道(這里稱為 子塊)。
從DE 44 46 779 C2和WO 92/17929中已知一種用于非接觸式能量傳 輸?shù)姆椒?，在該方法中存在感?yīng)弱耦合。
從德語版參考著作Wikipedia的2006年8月30日15:54版的頁面 http:yVde.wikipedia.org/wiki/kanal_%28Informationstheorie%29中,已知
一種適合于跨過空間距離或時間間隔傳遞數(shù)據(jù)的設(shè)備或者裝置或載體，作
9為在信息理論意義上的通道、也就是通信通道。
在GB 2 230 166 A中已知一種用于分配資源的方法，在該方法中僅當(dāng) 得到一訪問沖突時，才進(jìn)行并行仲裁方法。用戶在通過數(shù)據(jù)總線BS傳輸 有效數(shù)據(jù)之前分別將其地址以二進(jìn)制編碼數(shù)值的形式置于單獨(dú)的仲裁總線 AB上，其中允許的地址具有確定數(shù)目的1。當(dāng)且僅當(dāng)在仲裁總線AB上1 的數(shù)目大于這個確定的數(shù)目時，識別出訪問沖突。
在US 4 626 843中已知一種具有多主機(jī)通信和總線詢問并行仲裁的總 線系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中每一個總線節(jié)點(diǎn)具有一個標(biāo)志號碼，其中在仲裁中從 詢問的總線節(jié)點(diǎn)的標(biāo)志號碼和最后訪問總線的總線節(jié)點(diǎn)的標(biāo)志號碼來確定 相對優(yōu)先權(quán)。
在US 2005/0225188 Al中已知一種用于無線、非接觸地傳輸能量和數(shù) 據(jù)的方法與相應(yīng)設(shè)備，其中該設(shè)備包含定子和轉(zhuǎn)子，二者分別設(shè)置有繞組， 由此感應(yīng)地傳輸數(shù)據(jù)和能量。
在WO 2007/010083 Al中已知一種用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置，在該裝置中 在電機(jī)和控制電機(jī)的變頻器之間至少傳輸診斷信號，其中電機(jī)和變頻器通 過電機(jī)電纜連接，在該電機(jī)電纜的兩個端部分別連接一 高頻數(shù)據(jù)傳輸裝置。
在US 5 422 913 A中已知一種具有差分相移鍵控的通信系統(tǒng)，在該系 統(tǒng)中待以較低的用戶傳輸速率傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與一偽隨機(jī)碼相乘，在傳輸通道 上以較高傳輸速率冗余傳輸并在接收機(jī)上進(jìn)行積分。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)用于總線仲裁的裝置和方法，從而降低故障率。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過根據(jù)在權(quán)利要求1或10中的特征的方法、 根據(jù)在權(quán)利要求28中的特征的總線仲裁裝置、根據(jù)在權(quán)利要求35中的特 征的變頻器以及根據(jù)在權(quán)利要求38或39中的特征的生產(chǎn)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。
對總線仲裁方法的發(fā)明的主要特征是，給經(jīng)由總線進(jìn)行通信的用戶分 別分配一被明確識別的標(biāo)志單元序列，其中，使用數(shù)目為n的、被編號的雙向通信通道，其中數(shù)值n大于l,至少一個通信用戶建立通信，其中在 通信開始時，通信用戶在建立通信的第一時間區(qū)間內(nèi)檢查是否有具有較 高優(yōu)先權(quán)的其他用戶建立通信，其中，優(yōu)先權(quán)是通過比較在建立通信時經(jīng) 由該通信通道發(fā)送的信息與在建立通信時經(jīng)由該通信通道接收的來自其他 用戶的信息來確定的，其中，所述第一時間區(qū)間包含多個時間段，其中 a)在第一時間段內(nèi)，由一通信用戶經(jīng)由通信通il^送一標(biāo)志單元，同時檢 測分別存在于所有通信通道上的信號，
bl)在測得的信號與所發(fā)送的標(biāo)志單元一致的情況下，該通信用戶在緊隨 第一時間段之后的時間段內(nèi)根據(jù)步驟a)繼續(xù)(發(fā)送)下一個標(biāo)志單元， d)在發(fā)送了完整的標(biāo)志之后，通信用戶開始發(fā)送有效數(shù)據(jù)。
其優(yōu)點(diǎn)是，提供另一種可選的總線仲裁方法，該仲裁方法的突出之處 在于同時使用多個通信通道。與使用一個通道的情況相比，通過應(yīng)用多個 通道增加了傳輸帶寬，由此在傳輸速率保持相同的情況下使各信號詞 (Signalw6rter)的持續(xù)時間能夠更長。較長的持續(xù)時間可以有利地應(yīng)用在 信號傳輸?shù)母袘?yīng)耦合中。因此可以在感應(yīng)路徑上以降低的錯誤率來進(jìn)行信 號傳輸。
通過在建立通信時的檢查可以放棄在(出現(xiàn))訪問沖突時對通信順序 進(jìn)行調(diào)整的上級通信用戶。因此，可在總線中簡單地以模塊化的方式接入 新用戶，同樣可以省去可放棄的用戶。特別可以放棄中央總線控制裝置的 重新編禾呈。
這里通信開始表示這樣的時刻，在該時刻一用戶開始發(fā)送信號，該信 號在打算發(fā)送有效數(shù)據(jù)之前發(fā)送。在第一時間區(qū)間內(nèi)發(fā)送根據(jù)在總線設(shè)計(jì) 時確定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)的信號。這些信號表明通it^目關(guān)用戶建立通信。
由于將第一時間區(qū)間劃分為(若干)時間段，可以應(yīng)用具有總線計(jì)時 的總線。優(yōu)選地將總線計(jì)時的計(jì)時段用作所述時間段。所述標(biāo)志可被劃分 為可被分配給所述(各)時間段的標(biāo)志單元。另外的優(yōu)點(diǎn)是，可以雙重地 使用所述各時間段， 一方面用于發(fā)送自身的標(biāo)志單元，另一方面用于接收 其他用戶的信號。作為通信通道的物理實(shí)現(xiàn)，可以有利地使用電導(dǎo)體、金屬線、波導(dǎo)管、 電介質(zhì)和空氣或真空或物理空間本身。通信通道也可以有利地設(shè)計(jì)為無線 電定向鏈路，或設(shè)計(jì)為非定向的信號發(fā)送裝置和/或信號接收裝置。
本發(fā)明可以有利地應(yīng)用在非接觸式能量傳輸設(shè)備中，該設(shè)備包括感應(yīng) 耦合在初級導(dǎo)線系統(tǒng)上的次級線圏，所述次級線圏特別是為形成振蕩電路 這樣與 一電容串聯(lián)或并聯(lián)，使得相關(guān)的諧振頻率基本上與初級電流的交變
電流頻率相一致。次級線圏中的電流具有兩個分量，也就是其一是在變壓 器中已知的變換電流分量，另一個是由諧振電路的布置結(jié)構(gòu)引起的諧振電 流分量。次級線圏與至少一個電容這樣串聯(lián)和/或并聯(lián)，使得諧振頻率基本 上與中頻相一致。以這種方式在弱感應(yīng)耦合的情況下確保在傳輸中的高效 率，所述弱感應(yīng)耦合例如當(dāng)在初級導(dǎo)線與次級導(dǎo)線之間空隙較大時出現(xiàn)。 振蕩電路的布置結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)由較大的空隙傳輸能量。盡管空隙較大，仍 可以實(shí)現(xiàn)較高的效率。非接觸式能量傳輸設(shè)備包括感應(yīng)耦合到初級導(dǎo)線上 的負(fù)載，其中在初級導(dǎo)線中施加一基本上恒定的中頻交變電流，特別A^ 本上與由負(fù)載獲取的功率無關(guān)。與負(fù)載的數(shù)目和獲取的功率無關(guān)地施加電 流。各負(fù)載分別包含一個或多個電容器，所述電容器與給負(fù)載供電的次級 線圏這樣串聯(lián)和/或并聯(lián)，使得相應(yīng)的諧振頻率基本上與中頻一致。因此在 初級導(dǎo)線和次級線圏之間可以實(shí)現(xiàn)較大的空隙。
在一種優(yōu)選設(shè)計(jì)方案中，所述通信通道是在一公共載體上的彼此不同 的頻帶。因此可以有利的應(yīng)用已知的載體、如金屬導(dǎo)體或真空或空氣。
在一種優(yōu)選設(shè)計(jì)方案中，所述載體還用于非接觸式能量傳輸，特別是 該載體設(shè)計(jì)為非接觸式能量供給系統(tǒng)的初級導(dǎo)線。其優(yōu)點(diǎn)是，可以省去傳 輸電纜，通過因此而省去的插塞連接能提高設(shè)備的防護(hù)級別。
在一種優(yōu)選設(shè)計(jì)方案中，(通信用戶)僅在這樣的通信通道上檢測信 號，在該通信通道上通信用戶在發(fā)送標(biāo)志單元時不發(fā)送信號。
在一種優(yōu)選的改進(jìn)方案中，第一時間區(qū)間包含多個時間段，其中
b2)在測得的信號與發(fā)送的信息單元不一致的情況下，通信用戶由不一致 的測得信號求得已發(fā)送信號的其他通信用戶的優(yōu)先權(quán)，如果該用戶具有在求得的各優(yōu)先權(quán)中的最高優(yōu)先權(quán)，則通信用戶在緊隨當(dāng)前時間段之后的時
間段內(nèi)根據(jù)步驟a)繼續(xù)下一個信息單元。
其優(yōu)點(diǎn)是，可以不必為確定優(yōu)先權(quán)而進(jìn)行的兩個用戶的對話，因?yàn)閺?分別為所有用戶確定的標(biāo)志單元中已經(jīng)可以得出關(guān)于發(fā)送者優(yōu)先權(quán)的信 息。其優(yōu)點(diǎn)還在于，優(yōu)先權(quán)信息可以這樣劃分為單獨(dú)的單元，使得對多個 同時進(jìn)行發(fā)送的用戶重復(fù)地確定哪一個用戶擁有最高優(yōu)先權(quán)因而能發(fā)送 有效數(shù)據(jù)。特別是，不必使所有用戶一直等待到傳送完整的優(yōu)先權(quán)為止。
在一種有利的改進(jìn)方案中第 一時間區(qū)間包含多個時間段，其中
c)如果通信用戶不具有各求得的優(yōu)先權(quán)中的最高優(yōu)先權(quán)，則該用戶轉(zhuǎn) 換到偵聽模式或等待模式。
在偵聽模式中，用戶調(diào)整發(fā)送過程，另外監(jiān)測總線。因此具有較低優(yōu) 先權(quán)的用戶可以確定具有較高優(yōu)先權(quán)的用戶結(jié)束發(fā)送過程。因此可以有利 地使用總線系統(tǒng)的帶寬，特別是可以避免空載運(yùn)行時間、也就是沒有用戶 進(jìn)行發(fā)送過程的時間區(qū)間。
在等待模式中，在用戶進(jìn)行其它動作之前，該用戶調(diào)整發(fā)送過程并等 待一確定的時長。所述動作可以是重新建立通信。因此有利地提供了可靠 的總線仲裁。
附加或可選擇地，對總線仲裁方法的發(fā)明的另外的特征在于，在一總 線上具有多個通信用戶作為總線用戶，其中，給爭個通信用戶分別分配一 明確的、作為數(shù)字序列的地址，其中總線被計(jì)時，在建立通信時，各通信 用戶分別在總線計(jì)時的各計(jì)時段的持續(xù)時間內(nèi)、按該通信用戶地址序列的 順序、 一個接一個地向總線發(fā)送數(shù)字作為FDM信號或OFDM信號，同時 偵聽在總線上存在的FDM信號或OFDM信號，如果一通信用戶(第一通 信用戶)確定存在另一通信用戶(第二通信用戶)，該另一通信用戶(第 二通信用戶)當(dāng)前發(fā)送的數(shù)字的優(yōu)先權(quán)高于該通信用戶(第一通信用戶)， 則該通信用戶(第一通信用戶)在下一個計(jì)時段內(nèi)退出仲裁。其優(yōu)點(diǎn)是， 為異步的串行總線系統(tǒng)提供一種仲裁方法，該方法允許通過正弦信號的信 號傳輸來代替幅移鍵控。由此允許在信號傳輸路徑中引入具有感應(yīng)耦合的位置，由此傳輸路徑也可以連接相對移動的用戶。信號的正弦構(gòu)型雖然使 傳輸速度減慢，但這種減慢通過同時應(yīng)用多個通信通道而得到有利地補(bǔ)償。 在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，總線包括多個通信通道并且按時間順序執(zhí)
行如下步驟
i) 在第一計(jì)時段內(nèi)，各通信用戶分別向各通信通道發(fā)送其數(shù)字序列 中的第一數(shù)字，同時偵聽所述通信通道，
ii) 如果來自通信通道的偵聽信號是通過已發(fā)送的數(shù)字與具有較高優(yōu) 先權(quán)的數(shù)字疊加而產(chǎn)生的，則各通信用戶在下一個計(jì)時段內(nèi)中斷該方法和/ 或轉(zhuǎn)換為其它狀態(tài)，
iii) 在接下來的計(jì)時段內(nèi)各通信用戶重復(fù)步驟i)和ii),
其中，在每一次重復(fù)時評估的通信通道便按預(yù)定順序減少一個，直到 被評估的通信通道的偵聽信號不再能由所述用戶發(fā)送的數(shù)字和其它數(shù)字的 相關(guān)部分的疊加形成，
iv) 如果確定的數(shù)字是在所述用戶的數(shù)字序列中的最后數(shù)字，則在下 一個計(jì)時段內(nèi)各通信用戶開始經(jīng)由所述通信通道發(fā)送有效數(shù)據(jù)，
v) 各通信用戶以在其數(shù)字序列中的下一個數(shù)字繼續(xù)步驟i)。
因此給出 一種仲裁方法，該方法在任何情況下產(chǎn)生一個明確的獲勝者， 此外，該獲勝者也可^C失敗者明確識別出。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，以O(shè)FDM方法經(jīng)由通信通道發(fā)送數(shù)字和有 效數(shù)據(jù)，其中各通信通道通過在電線路、特別是雙芯纜線 (Zwddrahtleitung )、同軸線路或其他的雙極線路(zweipolige Ldtung) 上的頻帶形成。其優(yōu)點(diǎn)是，用于能量供給的線路同時可以用于數(shù)據(jù)傳輸、 特別是仲裁。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，多個通信用戶連接到總線上，其中給每個 通信用戶分配一號碼，其中按時間順序執(zhí)行如下步驟
i) 通信用戶確定其號碼在基數(shù)n的計(jì)數(shù)法(n進(jìn)制計(jì)數(shù)法，die Zahlendarstellung zur basis n)中的第一數(shù)字，
ii) 通信用戶在通信通道上發(fā)送一信號，該通道的號碼等于已確定的數(shù)字，同時偵聽其余通信通道，
iii) 如果在步驟ii)期間在一具有比確定的所述數(shù)字更高號碼的通信通 道上存在發(fā)送，則該通信用戶中斷該方法和/或轉(zhuǎn)換為其它狀態(tài)，
iv) 如果確定的所述數(shù)字是該通信用戶的號碼在基數(shù)n的計(jì)數(shù)法中最 后的數(shù)字，則該通信用戶開始發(fā)送有效數(shù)據(jù)，
v) 通信用戶確定該通信用戶的號碼在基數(shù)n的計(jì)數(shù)法中的下一個數(shù) 字，繼續(xù)步驟ii)。
其優(yōu)點(diǎn)是，可以對多載波調(diào)制方法使用總線仲裁。特別是描述了一種 方法，利用該方法可靠地調(diào)解訪問沖突、也就是在三個和多個用戶同時訪 問時的訪問沖突。另外特別有利的是，多載波調(diào)制方法的所有可用通道都 可以用于總線仲裁。在三個和多個用戶同時訪問時可以可靠地確定，哪些 優(yōu)先權(quán)參與訪問沖突，使得每個用戶可以無誤地判定本身放棄通信嘗試。 在另一有利的設(shè)計(jì)方案中，所述計(jì)數(shù)法基于與通道數(shù)目不同的基數(shù)。 在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，如果對于通信用戶，特別基于在總線上存 在的信號確定了該通信用戶在仲裁方法中獲勝，則該通信用戶在預(yù)留的通 信通道上發(fā)送一信號。如果通信用戶不是仲裁方法的獲勝者，則這些通信 用戶在預(yù)留的通信通道上接收到一信號，結(jié)束仲裁并退出。優(yōu)選將為地址 傳送所準(zhǔn)備的通信通道用作預(yù)留通信通道。由此雖然犧牲了地址傳送的一 個位，可是平均上加快了仲裁。其優(yōu)點(diǎn)是，在其中潛在的下級通信用戶由 于信號的疊加而仍不能明確判斷其是否失敗的情況下，可通過在潛在的獲 勝者方面的信號表示來縮短仲裁方法，特別是對于使用其中多次發(fā)送地址 的各個數(shù)字直到明確地表明為止的方法的情況(縮短了仲裁方法)。因此 雖然地址位在預(yù)留的通道上的損失首先造成地址加長，也就是增加了組成 各地址的數(shù)字的數(shù)目，但這種加長通過減少了仲裁需要的對各數(shù)字的重復(fù) 而得到補(bǔ)償。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，傳輸?shù)男盘柺钦倚蔚幕蛴烧倚盘柕寞B 加而得出，其中疊加的正弦信號的數(shù)目小于或等于通信通道的數(shù)目。正弦 信號可以特別有利地應(yīng)用在OFDM方法中，此外允許經(jīng)由感應(yīng)耦合進(jìn)行無
15失真的數(shù)據(jù)傳輸。由于沒有失真降低了在仲裁時數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e誤率。
可選地代替正弦信號，可利用常用的小波、例如Haar小波、Daubechies 小波、Coiflet小波和Meyer小波來進(jìn)^f亍疊加。由于與不受時間限制的正弦 信號相比，在較短時間間隔內(nèi)時間彌散性或時間定位性(zeitliche lokalisienmg)小，在此可以降低在傳輸開始和傳輸結(jié)束時的失真。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，主要在計(jì)時段的持續(xù)時間期間向總線傳輸 各信號，各傳輸?shù)男畔卧姆柍掷m(xù)時間因此基本上等于計(jì)時段的持續(xù) 時間，其中在信號起振過程持續(xù)時間/起始時間的量級中的、兩個持續(xù)時間 的相對偏差是可接受的。
因此可以使用足夠的時間，在該時間內(nèi)可例如通過在傳輸路徑上的感 應(yīng)耦合位置無誤地傳送信號。因此由總線計(jì)時決定進(jìn)展(前進(jìn)步長， Fortschritt)，從而確定仲裁過程的最大持續(xù)時間，由此可以更好地估計(jì) 信息傳送所需的時間。具有較低優(yōu)先權(quán)的用戶可僅(經(jīng)過) 一計(jì)時段的歷 程便退出，可僅隨著開始一計(jì)時段便建立通信。經(jīng)常由于這種計(jì)時方式而 發(fā)生需要進(jìn)行仲裁的沖突，本發(fā)明方法描述了一種實(shí)用的、用于調(diào)節(jié)這種 沖突的例程。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，分配給用戶的號碼或標(biāo)志單元序列明確標(biāo) 志出所述用戶，特別是其中對于所有分配給用戶的號碼的集合、或標(biāo)志單 元的序列、和/或?qū)τ谒鎏柎a的數(shù)字或標(biāo)志單元明確了一種排序關(guān)系，根 據(jù)該排序關(guān)系應(yīng)用較高號碼的概念。優(yōu)選地對于號碼的數(shù)字或標(biāo)志單元預(yù) 先確定排序關(guān)系，從所述排序關(guān)系得出對所有分配給用戶的號碼的集合或 標(biāo)志單元序列的排序關(guān)系。其優(yōu)點(diǎn)是，號碼或標(biāo)志單元序列可用作對各用 戶的否則可自由選擇的標(biāo)記的占位(信息)，其中可使用自然數(shù)自然得出 的排序關(guān)系作為優(yōu)先順序。此外其優(yōu)點(diǎn)是，可以以數(shù)字方式或標(biāo)志單元方 式進(jìn)行仲裁。因此不以用戶的數(shù)目來決定所需通信通道的數(shù)目。如果用戶 數(shù)目增加，則僅延長仲裁過程的持續(xù)時間。因此在限定通信通道數(shù)目的情 況下可以設(shè)置多個用戶。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，分配給用戶的號碼或標(biāo)志單元序列是該用戶的數(shù)字地址，其中通過地址的自然排序明確所述排序關(guān)系。其優(yōu)點(diǎn)是， 可以簡單、容易理解并且無誤地配置號碼分派和優(yōu)先權(quán)分配，因?yàn)橛脩舻?址和對用戶的地址分配可以以總線系統(tǒng)技術(shù)簡單地進(jìn)行。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，特別是通過檢測在時間上接近過零點(diǎn)發(fā)送
的信號脈沖，將非接觸式能量傳輸信號的過零點(diǎn)用于使通信同步。因此可 有利地使用戶內(nèi)部計(jì)時與總線計(jì)時同步。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，至少一個通信通道包含多個子通道，其中 通信用戶將為一通信通道確定的信號發(fā)送到該通信通道的子通道，所述信 號作為具有相對的、隨機(jī)確定的相移的信號。因此通過冗余可以有利的降 低錯誤率。
這里，這些子通道本身同樣被視為通信通道，卻又分級組合成組，所 述組分別限定一通信通道。換句話說，配屬于一通信通道的子通道在其應(yīng) 用中、也就是被信號同時占用可能性、不是完全彼此無關(guān)，而是存在由于 故意的信號傳輸冗余而引起的相互關(guān)系或附加條件，而不同通信通道的子 通道在其應(yīng)用中彼此無關(guān)。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，如果在通信通道的至少一個子通道上檢測
到一信號，則通信用戶認(rèn)為該通信通道被加載一信號。其優(yōu)點(diǎn)是，可使用 所提供的冗余以簡單可靠的方式降低錯誤率、特別是用于避免基于隨機(jī)破 壞性干涉的傳輸錯誤。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，在應(yīng)用OFDM方法的情況下在導(dǎo)體的通信 通道或子通道上傳送信號。其優(yōu)點(diǎn)是，為OFDM方法提供了一種使用 OFDM方法的所有通信通道因而與OFDM方法兼容的總線仲裁方法。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，通信通道的頻率不處于非接觸能量傳輸?shù)?br>
諧波序列中，或至少不處于非接觸式能量傳輸信號的最初三個諧波 (harmonischen Obert6ne)的集合中。因此有利地降低了非接觸式能量傳 輸對信號傳輸?shù)母蓴_性耦合。例如由于非接觸式能量傳輸?shù)墓╇婋娮友b置 中進(jìn)行的過程或負(fù)載的反作用，以非接觸式能量傳輸基頻的多倍產(chǎn)生干擾。 在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，通信通道的頻率處于基頻的諧波序列上。因此在子通道上借助于多個信號的相對相移可有利地實(shí)施信號的冗余傳 輸。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，借助于FFT和/或IFFT變換有效數(shù)據(jù)以向 總線傳輸和/或從總線接收(所述數(shù)據(jù))，特別是用于OFDM方法中的數(shù) 據(jù)傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是，可以以可用于OFDM方法的格式對由總線以二進(jìn)制傳 送的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，通信用戶是驅(qū)動設(shè)備、特別是變頻電機(jī)或 用于給負(fù)載供電的適配器。其優(yōu)點(diǎn)是，OFDM方法可以與具有非接觸式能 量傳輸?shù)脑O(shè)備相組合。其優(yōu)點(diǎn)是，OFDM方法的時間常數(shù)、也就是信號詞 的持續(xù)時間、可以選擇成大致上等于或大于在設(shè)備的初級導(dǎo)線中反應(yīng)的時
間常數(shù)(ZeitkonstantevonReflexionen)。因?yàn)镺FDM方法使用正弦信號， 所以可避免將回波錯誤地判讀為附加信號或附加信息。因此可以有利地節(jié) 省用于信號傳輸?shù)慕K端設(shè)備。OFDM方法在進(jìn)行非接觸式能量傳輸?shù)脑O(shè)備 中的應(yīng)用更加有利，因?yàn)檎倚盘柵c方波信號、也就是脈沖相比能以更低 的信號失真感應(yīng)耦合到初級導(dǎo)線中。
對總線通信裝置的發(fā)明主要特征是，在一總線上連接有多個通信用戶， 其中所述通信用戶具有用于在多個頻道上進(jìn)行仲裁和通信的器件。其優(yōu)點(diǎn) 是，在傳輸速率保持相同的情況下通信的信號詞占用的時間段更長。因此 可以降低通信的錯誤率，在傳輸路徑中是感應(yīng)耦合，其特別允許相對移位。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，通過能量總線給通信用戶供電，和/或通信
用戶具有用于經(jīng)由能量總線在多個頻道上進(jìn)行通信的器件。因此可以有利 地節(jié)省線路。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，通過能量總線非接觸地給通信用戶供電， 和/或通信用戶具有經(jīng)由能量總線在多個頻道上進(jìn)行非接觸式通信的器件、 特別是以O(shè)FDM方法進(jìn)行通信。因此可以有利的節(jié)省插塞連接結(jié)構(gòu)，可以 對設(shè)備實(shí)施更高的防護(hù)級別。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，通信用戶具有用于確定非接觸式能量傳輸 信號的過零點(diǎn)的器件。因此可以使所應(yīng)用通信方法(如OFDM方法)的時間段或時間計(jì)時同步。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，設(shè)置有用于在兩個信號之間產(chǎn)生隨機(jī)大小
的相移的器件。因此可以使用方法以借助于冗余信號傳送避免傳輸錯誤。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，設(shè)置有用于借助于FFT和/或IFFT進(jìn)行數(shù) 據(jù)變換的器件。因此有效數(shù)據(jù)可被快速轉(zhuǎn)換為總線系統(tǒng)的格式。
在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，該裝置具有用于從初級導(dǎo)線非接觸式獲取
能量的器件，和/或具有用于非接觸式能量供給的器件。因此非接觸式能量 供給的優(yōu)越性與多載波仲裁的優(yōu)越性相結(jié)合。特別是初級導(dǎo)線可以用于數(shù) 據(jù)通信。
對變頻器的發(fā)明主要特征是，設(shè)置有用于以O(shè)FDM方法發(fā)送和/或接 收數(shù)據(jù)的器件，其中，在所述變頻器中能實(shí)施按照至少一項(xiàng)上述權(quán)利要求 所述的總線仲裁方法。因此在變頻器中，可將總線仲裁方法有利地用于 OFDM方法。特別是因此可以將按模塊分類的變頻器集成在具有總線通信 (結(jié)構(gòu))的設(shè)備中。
對生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)明主要特征是，對驅(qū)動單元進(jìn)行非接觸式能量供給， 經(jīng)由總線至少可以在各驅(qū)動單元之間交換數(shù)據(jù)，其中驅(qū)動單元具有用于實(shí) 施根據(jù)本發(fā)明的方法的器件，和/或其中驅(qū)動單元分別包含根據(jù)本發(fā)明的總 線通信裝置。其優(yōu)點(diǎn)是，可以形成這樣的生產(chǎn)設(shè)備，即在該設(shè)備中非接觸 式能量供給的優(yōu)越性可與經(jīng)由總線系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的優(yōu)越性相結(jié)合。因 此驅(qū)動單元與總線一起形成一總線系統(tǒng)。
本發(fā)明可特別有利地用在多主機(jī)總線系統(tǒng)中，特別是在FlexRay、以 太網(wǎng)、CAN、基金會現(xiàn)場總線(FF) 、 PROFIBUS、 interbus中或應(yīng)用在 多載波調(diào)制方法中。
由從屬權(quán)利要求中得出(本發(fā)明的)其它優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明不局限于權(quán)利 要求的特征組合。特別是通過提出任務(wù)和/或通過與現(xiàn)有技術(shù)相比較地提出 任務(wù)，專業(yè)人員得出對權(quán)利要求和/或各個權(quán)利要求的特征和/或說明書特征 和/或附圖特征的其他合適的組合可能性。
下面根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明，其中
-圖1示出了用于給移動負(fù)載非接觸供給能量的設(shè)備，
-圖2示出了在OFDM方法中使用的頻鐠，
-圖3示出了用于通過OFDM方法發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器的功 能構(gòu)件，
-圖4示出了在使用一個通信通道的情況下的仲裁方法，
-圖5示出了在使用多個通信通道的情況下的仲裁方法，
-圖6示出了在一通信通道上不同信號的干擾，
-圖7示出了在本發(fā)明的仲裁方法中傳輸差錯率與用戶數(shù)目的關(guān)系，
-圖8示出了在應(yīng)用八個通信通道的情況下兩個用戶之間的仲裁過程，
-圖9示出了負(fù)載經(jīng)過唯一通信通道的通信，
-圖IO示出了根據(jù)本發(fā)明、負(fù)載經(jīng)過多個通信通道的通信，
-圖11示出了在使用多個通信通道情況下的可選的仲裁方法，
-圖12示出了在使用具有獲勝位(Gewinner-Bit)的多個通信通道情
況下的可選的仲裁方法。 附圖標(biāo)記列表
11、 12、 13、 14負(fù)載301調(diào)制解調(diào)器
15電源302數(shù)據(jù)源
16初級導(dǎo)線303數(shù)據(jù)接收端
120負(fù)載(Datensenke )
122通信通道304、 305緩沖存儲器
124信號耦合部306總線控制器
126數(shù)據(jù)傳遞308頻率分配器件
130負(fù)載309隨機(jī)相位發(fā)生器
132.1-132.4通信通道310啟動信號
134信號耦合部311幅值評估單元
136數(shù)據(jù)傳遞(Amplitudenauswerteeinheit)312用于反快速傅立葉變換(IFFT)500中頻信號
的器件501第一用戶
313用于快速傅立葉變換(FFT)502第二用戶
的器件503第三用戶
314并行-串行轉(zhuǎn)換器504標(biāo)志
315串行-并行轉(zhuǎn)換器508發(fā)送開始
316數(shù)模轉(zhuǎn)換器509傳輸結(jié)束
317模數(shù)轉(zhuǎn)換器510有效數(shù)據(jù)
401、 402用戶511地址幀
403傳輸開始512數(shù)據(jù)幀
404520錯誤檢測信息
405傳輸結(jié)束530偵聽模式
410有效數(shù)據(jù)601-605信號
411地址幀606合成信號
412數(shù)據(jù)包607可監(jiān)測的范圍
420錯誤檢測信息608盲區(qū)
430偵聽模式
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出了用于從電源15給多個可移動負(fù)載11、 12、 13、 14非 接觸供給能量的設(shè)備。電源15將25kHz的恒定中頻電流施加到初級導(dǎo)線 16上，該電流通過弱諧振耦合將能量感應(yīng)地傳輸?shù)截?fù)載11-14的次級線圏 上。例如設(shè)置變頻電機(jī)作為負(fù)載11-14。在次級線圏上為了能量耦合這樣串 聯(lián)或并聯(lián)電容器，使得諧振頻率大致等于中頻電流的頻率。這里有利地選 擇25kHz。
在電源15上"i殳置有用于將數(shù)據(jù)調(diào)制和解調(diào)到初級導(dǎo)線16上的其它裝 置。負(fù)載11-14具有同樣的裝置，并經(jīng)由初級導(dǎo)線16和在電源15上設(shè)置 的器件進(jìn)行通信。
21所述通信通過OFDM方法進(jìn)行，在該方法中同時使用具有不同頻率的 多個通信通道。通信通道在本文中理解為在信息理論意義上的通道。每個 通道為進(jìn)行傳輸而利用一種媒介，該媒介例如可以設(shè)計(jì)為在空氣或金屬導(dǎo) 體中的電磁波的頻帶、設(shè)計(jì)為光導(dǎo)體或單獨(dú)的金屬導(dǎo)體。還已知用于傳輸 信號的其它媒介，所述媒介可以用于本發(fā)明。經(jīng)過這些通道以正弦波包的 形式傳輸信號。
圖2示出了用于每個通道的頻謙的實(shí)部。虛線標(biāo)記出第一通道的中頻， 也就是主要用于經(jīng)由第一通道傳輸?shù)男盘柕念l率。所有其他通道的頻譜在 該位置沒有分量，由此可使各個通道分離。正交性在數(shù)學(xué)意義上涉及有限 的時間段。中頻形成基頻的諧波序列的一部分，換句話說是基頻的整數(shù)倍。
圖l所示的設(shè)備中應(yīng)用了 8個通道。用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l帶從75kHz延 伸至1200kHz。這樣選擇用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率，使得該頻率不落在中頻電 流的最初三個諧波上。特別是為各中頻使用的頻帶不與中頻電流的基頻的 最初三個諧波重疊。在此，在中頻電流的頻率值與數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l帶值之間 設(shè)置足夠的間距，從而降低相互影響，特別是中頻電流分量向數(shù)據(jù)傳輸中 的耦合。
在根據(jù)圖1的設(shè)備中長度比例表示，負(fù)載11-14接收OFDM信號作為 近場信號。因此可近似地假設(shè)信號持續(xù)時間極小，信號波長無限長。
在其他根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，初級導(dǎo)線的長度為OFDM信號最大波 長的幾倍，特別是大于十倍。
圖9示意性地示出負(fù)載120根據(jù)現(xiàn)技術(shù)經(jīng)由一個通信通道122進(jìn)行 通信。該通信通道設(shè)計(jì)為總線線路、也就是電纜。負(fù)載120通過信號耦合 部124向通信通道122發(fā)送或從該通信通道接收數(shù)據(jù)。這種信號耦合部124 基于感應(yīng)耦合或經(jīng)由電插接接點(diǎn)的耦合。
負(fù)載120通過這種方式相互通信、或經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送裝置126與中央控 制裝置(未示出)或其它總線進(jìn)行通信。
圖10示意性地示出了多個負(fù)載130經(jīng)由通信通道132.1-132.4進(jìn)行通 信的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式。負(fù)載130分別通過信號耦合部134與通信通道132.1-132.4相連接。這些通信通道設(shè)計(jì)為在一載體中預(yù)留的頻帶，因此 表示成副載體/子載體。該載體通過金屬導(dǎo)線、例如金屬線、電纜或線路來 實(shí)現(xiàn)。所述信號耦合部134以物理感應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)。負(fù)載130經(jīng)由通信通 道132.1-132.4相互通信、或經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送裝置136與中央控制裝置(未示 出)或其它總線(同樣未示出)進(jìn)行通信。
在其它根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中使用的通信通道多于所示數(shù)目的通信通 道132.1-132.4。這在圖10中通過(圖上方的)小點(diǎn)表示出。
在其它根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，信號耦合部134在物理上以電容耦合 或電耦合的方式實(shí)現(xiàn)。
圖3象征性地示出調(diào)制解調(diào)器301,該調(diào)制解調(diào)器連接在初級導(dǎo)線16 上以用于數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送。這種調(diào)制解調(diào)器301分別集成在圖1所示 的各負(fù)載11-14中。
調(diào)制解調(diào)器301包含數(shù)據(jù)源302、數(shù)據(jù)接收端303、緩沖存儲器304、 305、總線控制器306、頻率分配器件308、隨機(jī)相位發(fā)生器309、用于反 快速傅立葉變換(簡寫為IFFT)的器件312、用于快速傅立葉變換(簡寫 為FFT)的器件313、并行-串行轉(zhuǎn)換器314、串行-并行轉(zhuǎn)換器315、數(shù)模 轉(zhuǎn)換器316、模數(shù)轉(zhuǎn)換器317、帶通濾波器、高通濾波器、運(yùn)算放大器和用 于電退耦的裝置。
該調(diào)制解調(diào)器以下述方式工作。從數(shù)據(jù)源302、經(jīng)過緩沖存儲器304 將數(shù)據(jù)傳輸給總線控制器306。總線控制器306將數(shù)據(jù)傳輸給頻率分配器 件308?？偩€控制器306控制并監(jiān)測仲裁階段。頻率分配器件308以這樣 的計(jì)數(shù)法表示數(shù)據(jù)，使該計(jì)數(shù)法的基數(shù)等于所應(yīng)用的傳輸通道的數(shù)目。在 箭頭方向上以數(shù)字方式進(jìn)一步傳送求得的計(jì)數(shù)法?？偩€控制器通過啟動信 號310操縱隨機(jī)相位發(fā)生器309，該隨機(jī)相位發(fā)生器為由頻率合成器件308 傳送的數(shù)字的兩個副本確定相對相移。這種帶相對相移地對信號進(jìn)行加倍 (以兩個副本進(jìn)行傳輸)提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜哂?度)，因此降低了故障 率。在用于IFFT的器件313上將所述數(shù)字和相移組合成根據(jù)數(shù)字的正弦 信號的疊加。該正弦信號在并行-串行轉(zhuǎn)換器314上轉(zhuǎn)換為隨時間變化的信號，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器316、高通濾波器、運(yùn)算放大器和電退耦元件進(jìn)一步 傳送到總線16?？偩€16設(shè)計(jì)為高頻絞合線，也就是設(shè)計(jì)為多股電纜，其 中各個電纜芯線彼此絕緣。因此從頻率分配器件308直到總線16的區(qū)域是 實(shí)現(xiàn)OFDM方法的區(qū)域。
相反地，調(diào)制解調(diào)器301經(jīng)由電退耦元件、運(yùn)算放大器、特別是分離 出高頻干擾和中頻能量信號的帶通濾波器、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器317來接收隨 時間變化的信號，該信號經(jīng)過串行-并行轉(zhuǎn)換器315和用于FFT的裝置313 轉(zhuǎn)換為數(shù)值。通過幅值評估單元311和頻率分配器件308根據(jù)計(jì)數(shù)法從傳 送的數(shù)值序列中求得一數(shù)值，該計(jì)數(shù)法的救基等于所應(yīng)用的通道的數(shù)目， 并繼續(xù)傳遞給總線控制器306?？偩€控制器306經(jīng)由緩沖存儲器305將所 接收的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收端303。
在另一個實(shí)施例中，向總線16的耦合入或從總線16上的耦合出數(shù)據(jù) 并非如所示的電容地實(shí)現(xiàn)，而是感應(yīng)地實(shí)現(xiàn)、或借助于插塞或借助于在滲 透技術(shù)中的滲透刺(Durchdringungsdorn )以電的方式實(shí)現(xiàn)。
在另一個實(shí)施例中，總線16設(shè)計(jì)為絞合線，其中各個芯線不彼此電絕緣。
在另一個實(shí)施例中，通過物理空間或通過空氣實(shí)現(xiàn)總線16，其中借助 于無線電傳輸來實(shí)現(xiàn)信號傳送。
圖4示出一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的仲裁方法的歷程，在該方法中僅應(yīng)用一 個通信通道。示出了由兩個用戶401、 402發(fā)送的信號的時間歷程。該信號 曲線劃分為以I、 II、 III等表示的時間段，其中每一個時間段包含一個符號。
兩個用戶401、 402同時在403開始其標(biāo)志404，其中每個用戶發(fā)送其 二進(jìn)制編碼的地址，同時監(jiān)測傳輸通道。所述標(biāo)志也可稱為標(biāo)志符。因此， 傳輸開始403和標(biāo)志404表明用戶建立通信。
在第一時間段k，兩個用戶401、 402 (分別)發(fā)送一信號，也就是數(shù)據(jù) 'T，。在接下來的時間段中，僅第一用戶401發(fā)送一信號，而第二用戶傳 送數(shù)據(jù)"0",即不發(fā)送信號。通過同時發(fā)生的發(fā)送通道監(jiān)測，第二用戶 402確定，另一個用戶發(fā)送了信號。接著用戶402中斷其發(fā)送并變換到偵
24聽模式430,也就是轉(zhuǎn)換為只聽模式(listen-only mode)。在此偵聽模式 430是一種用戶狀態(tài)，在該狀態(tài)下用戶偵聽總線而不進(jìn)行發(fā)送， 一直等待， 直到總線被釋放或者直到被識別出進(jìn)行發(fā)送的用戶結(jié)束其數(shù)據(jù)傳輸。
第一用戶401繼續(xù)發(fā)送其地址。在完全發(fā)送該地址之后，該用戶開始 發(fā)送包括地址幀411和數(shù)據(jù)包412的有效數(shù)據(jù)410。錯誤檢驗(yàn)信息420在 405時使傳輸結(jié)束。
如果多于兩個用戶同時開始發(fā)送標(biāo)志404，則根據(jù)所述方法，除了其 中一個用戶外，這些用戶都逐漸轉(zhuǎn)換為偵聽模式430,因?yàn)橥ㄟ^用戶的地 址可以明確識別出每一個用戶。
圖5示出了才艮據(jù)本發(fā)明的、在OFDM方法中的仲裁方法的歷程。(其 中)使用八個通道來進(jìn)行通信。在圖5中在最上面示出了中頻信號500的 時間歷程，在該中頻信號的時間歷程下面示出了第一用戶501、第二用戶 502和第三用戶503的信號序列。
以I、 II、 III表示持續(xù)時間相同的時間段，這些時間段在時間上彼此連 續(xù)。每個時間段用于傳輸一個符號，也就是在總線系統(tǒng)中最小的信息單元。 時間段的順序?qū)?yīng)于總線系統(tǒng)計(jì)時和用戶的內(nèi)部計(jì)時。
中頻信號500的過零點(diǎn)用于使在OFDM方法中在每個時間段發(fā)送的符 號同步，例如通過檢測過零點(diǎn)或同步脈沖(實(shí)現(xiàn)所述同步)，該同步脈沖 是在時間上接近過零點(diǎn)被發(fā)送的，亦即當(dāng)中頻信號500的瞬時值低于一閾 值時(被發(fā)送)。
通過所述同步引起，用戶501-503在同一時刻、同步地測得每個新的 時間段的開始。從而使得每個用戶501-503的內(nèi)部計(jì)時與總線系統(tǒng)的計(jì)時 同步。
通信用戶501-503具有內(nèi)部時鐘，該內(nèi)部時鐘規(guī)則地以所述方式同步。 這里，如果時間段的結(jié)束落在中頻信號過零點(diǎn)左右的范圍內(nèi)，則始終實(shí)現(xiàn) 同步。
由DE 103 49 242B3已知一種用于在應(yīng)用過零點(diǎn)的情況下進(jìn)行同步的 方法和裝置。該文獻(xiàn)的主題是本發(fā)明的實(shí)施例的組成部分。通過用戶以數(shù)字方式發(fā)送其關(guān)于數(shù)基重新編碼的地址，三個用戶同時
在508時開始進(jìn)行識別。為此用戶發(fā)送不同頻率的波包。同時監(jiān)測在其上 沒有發(fā)送信號的通道。
在第一時間段中，所有三個用戶501、 502、 502都在相同通道上發(fā)送 一個信號(第一標(biāo)志單元)。三個用戶都沒發(fā)覺其他的用戶，因?yàn)樗杏?戶都發(fā)送相同的信號。
在緊接第一時間段之前的、未示出的時間段中，所有三個用戶501、 502、 503都對總線進(jìn)行監(jiān)測，并檢查是否其他的用戶已進(jìn)行了發(fā)送。因?yàn)?并沒有其他的用戶已經(jīng)(在所述未示出的時間段中)進(jìn)行發(fā)送，所以進(jìn)行 在第一時間段中的信號發(fā)送。
在第二時間段中，第一用戶501和第三用戶503在同一通道上發(fā)送一 信號(下一個標(biāo)志單元)，而第二用戶502不發(fā)送。因此第二用戶502檢 測出還有其他的用戶進(jìn)行發(fā)送，轉(zhuǎn)換到偵聽模式530。第一用戶501和第 三用戶503都沒有發(fā)覺其他的用戶，因?yàn)槠渌l(fā)送的信號與檢測信號一致。
在第三時間段中，第一用戶501在一中頻高于用戶503的通道上發(fā)送 一信號。這樣，第一用戶501檢測出其他的用戶進(jìn)行發(fā)送。因?yàn)橛傻谌?戶503使用的通道被分配了比由第一用戶501使用的通道更高的優(yōu)先權(quán)， 所以第一用戶501轉(zhuǎn)換為偵聽模式530。
用于確定優(yōu)先權(quán)的通信通道排序關(guān)系如下；如果第 一用戶在一頻率比 第二用戶低的通道上進(jìn)行發(fā)送，則第一用戶比第二用戶的優(yōu)選權(quán)高。如果 一個用戶不進(jìn)行發(fā)送并且第二用戶完全在一個通道上進(jìn)行發(fā)送，則該用戶 比第二用戶的優(yōu)先權(quán)低。
在結(jié)束識別之后，第三用戶503開始發(fā)送有效數(shù)據(jù)510,該有效數(shù)據(jù) 包括地址幀511和數(shù)據(jù)幀512。錯誤檢驗(yàn)信息520在509時結(jié)束所述傳輸。
在一個改進(jìn)方案中，該錯誤檢驗(yàn)信息520也包含傳輸結(jié)束的信息。通 過該信息使一處于偵聽模式530的用戶開始新的發(fā)送嘗試。
在其它實(shí)施例中，用戶501、 502并不各自轉(zhuǎn)換到偵聽模式，而是轉(zhuǎn)換 到等待^f莫式。在經(jīng)過確定的時間間隔或確定數(shù)目的時間段之后該用戶501、502重新開始發(fā)送其標(biāo)志。
在其他實(shí)施例中，使用16、 32、 52或88個或更多的通道。為數(shù)據(jù)傳 輸預(yù)留的頻帶在50kHz和20GHz之間，特別是在75kHz和5GHz之間。
在監(jiān)測通道時存在這種可能性，即一個用戶處在由另 一用戶發(fā)送的信 號的節(jié)點(diǎn)上，或?qū)τ谝粋€用戶來說由其他用戶在同一通道上發(fā)送的信號本 身并不存在。
圖6示出了由不同用戶在同 一通道上發(fā)送的正弦信號601-605的干涉。 圖中示出作為矢量的每個信號的幅值和相位。將各個矢量移位以進(jìn)行矢量 相加。用矢量606代表由所述干涉產(chǎn)生的信號。如果該矢量606位于可監(jiān) 測的范圍607內(nèi)、也就是在盲區(qū)608的外部，則用戶識別一信號。各個矢 量601-605的角度代表相移，所^目移是由于圖1中的負(fù)載11-14耦合在 初級導(dǎo)線上、例如由于與理想布置之間存在偏差的裝配布局引起的輸入耦 合線圏的電感應(yīng)變化、由于初級導(dǎo)線的布線和沿初級導(dǎo)線路16中的傳輸鏈 路存在附加負(fù)栽11-14和/或電感而產(chǎn)生。對于相應(yīng)較長初級導(dǎo)線16，信號 在初級導(dǎo)線16中的延時效應(yīng)(Laufzeiteffekte)也是特別重要的。
圖7以上面的曲線示出了與用戶數(shù)目相關(guān)的故障率的模擬結(jié)果，其中 如果由于干涉而使信號幅值小于-3dB,則評估為故障。
在本發(fā)明的方法中，每個通道劃分為兩個子通道。將分別在一個通道 上發(fā)送信號的每個用戶11-14、 601-605在兩個附屬的子通道中的每一個通 道上發(fā)送該信號，所述信號具有隨機(jī)確定的相對相移。相對相移理解為在 子通道上發(fā)送的各正弦信號的初始相位差，也就是在相應(yīng)時間段開始時各 正弦信號的偏移之間的相位角。在與圖5相關(guān)地提到的通道監(jiān)測中同時分 別評估兩個子通道。如果在至少一個子通道上識別出一信號，則在通道中 識別出該信號。這樣實(shí)現(xiàn)了子通道信號的邏輯"或"運(yùn)算。因此，進(jìn)一步 降低了由于在用戶11、 14、 601-605中的隨機(jī)^破壞性干涉引起錯誤評估的 概率，并且得出了在圖7中下面的曲線作為模擬結(jié)果。換句話說，通過應(yīng) 用隨機(jī)確定的、起始相位的相對偏移，在一子通道上存在破壞性干涉的情 況下，降低在各其它子通道上出現(xiàn)破壞性干涉的概率。具有;皮壞性干涉的子通道在這種情況下用作其他的子通道的參照物，隨機(jī)確定的相移分別引 起在其他的子通道上的相移，所述相移引起非破壞性的疊加。
在另一個實(shí)施例中，在所述方法中特別有利地利用通過分配的頻率 和附屬頻帶實(shí)現(xiàn)多個子通道，所述頻帶的值具有一公共部分。
在德國專利申請DE 10 2006 010 900.7中已知一種用于在多載波調(diào)制 方法中用于產(chǎn)生相移的方法和裝置。該文獻(xiàn)的主題是本發(fā)明實(shí)施例的組成 部分。
圖8示出了仲裁歷程，如在總線控制器306中所示出的那樣。示出了 兩個用戶的通道占用Tr.l至Tr.8的時間歷程，其中按事先確定的優(yōu)先權(quán) 順序布置多個通道。所示的表的各個列對應(yīng)于總線計(jì)時的時間段。記錄"l" 表明在相應(yīng)的通道中、在相應(yīng)時間段內(nèi)發(fā)送一信號；記錄"0"表明沒 有發(fā)送信號。兩個用戶在監(jiān)測中對兩個表的"或"運(yùn)算進(jìn)行檢查。在第一 至第五時間步驟中兩個用戶都沒有得出另一用戶已經(jīng)發(fā)送。在第六時間 步驟中，用戶2確定另一個用戶已經(jīng)在5號通道上進(jìn)行發(fā)送。因?yàn)樵撏?道(5號通道)具有比(用戶2)本身所應(yīng)用的4號通道更高的優(yōu)先權(quán)，所 以用戶2轉(zhuǎn)換到偵聽才莫式。同時用戶l確定，另一個用戶已經(jīng)在4號通道 上進(jìn)行發(fā)送。因?yàn)樵撏ǖ?4號通道)具有比(用戶1)本身所應(yīng)用的通道 更低的優(yōu)先權(quán)，所以用戶l繼續(xù)發(fā)送過程。
圖11示出了在應(yīng)用五個通信通道的情況下在十個用戶Tl-T10之間進(jìn) 行仲裁的方法，其中用戶T1-T10在仲裁方法的各步驟中分別在多于一個 的通信通道上發(fā)送信號。
所述方法在總線計(jì)時的 一個接一個的計(jì)時段的進(jìn)程中執(zhí)行。在每個計(jì) 時段內(nèi)進(jìn)行仲裁方法的一個循環(huán)。下面描述所述循環(huán)。
在圖11中示出了對各數(shù)字的仲裁。每一個用戶Tl-T10從其地址中求 得一數(shù)字，該數(shù)字在二進(jìn)制計(jì)數(shù)法中剛好具有三個1和兩個0。所述數(shù)字 記錄在每個用戶T1-T10的列中。
在仲裁方法的、以在列C中有記錄l的行表示的第一循環(huán)中，每個用 戶T1-T10將其數(shù)字發(fā)送到總線上。因此在總線上存在記錄在總線下的信號"iiiir 。這里，該記錄的第一位對應(yīng)于在用戶的列中記錄在最上面的 通信通道，第二位對應(yīng)于第二靠近上面的通信通道，以此類推。
在同一計(jì)時段內(nèi)，每個用戶求得實(shí)際在總線的通信通道上的是哪個信 號。該信號通過在邏輯"或，，運(yùn)算意義上的疊加由已發(fā)送的信號和由其他 用戶發(fā)送的信號得出。在各通信通道上，當(dāng)且僅當(dāng)至少一個用戶在一計(jì)時 段內(nèi)發(fā)送信號"r時，在該計(jì)時段內(nèi)便存在該信號。因此用戶不僅具有發(fā) 送單元，而且也具有接收單元。優(yōu)選地，發(fā)送和接收通過的感應(yīng)地輸入耦 合到雙極總線線路中實(shí)現(xiàn)。
因此用戶T7、 T8、 T9、 T10才艮據(jù)總線上的信號識別出，其他用戶已 經(jīng)進(jìn)行發(fā)送，所述其他用戶在位于表中最上面的第一通信通道中發(fā)送了 'T，，因而擁有較高的優(yōu)先權(quán)。用戶T7、 T8、 T9和T10接著轉(zhuǎn)入偵聽 模式或等待模式，通過在其列中的記錄"x"表示。
用戶T1、 T2、 T3、 T4、 T5和T6沒有識別出，是否有具有較高優(yōu)先 權(quán)的其他用戶進(jìn)行了發(fā)送。這通過在各自列中的'V，表示。
在其列中具有'V，的用戶接下來在第二循環(huán)中重新發(fā)送其數(shù)字。該第
二循環(huán)以具有在列"C"下的記錄"2"的行象征性地示出。該笫二循環(huán)在 總線計(jì)時的一個計(jì)時段中執(zhí)行，該計(jì)時段在時間上緊隨在第一循環(huán)的計(jì)時 段之后。
這時比較在表中從上面數(shù)起的第二通信通道。
用戶T4、 T5、 T6確定其他的用戶已在第二通信通道上進(jìn)行發(fā)送因 而擁有較高的優(yōu)先權(quán)。這些用戶(T4、 T5、 T6)接下來轉(zhuǎn)入偵聽模式或等 待^t式。在這里和下面，所述情況再次通過在表的相應(yīng)位置上的記錄"x" 來象征地表示。
用戶Tl、 T2、 T3確定，沒有其他的具有較高優(yōu)先權(quán)的用戶。因此所 述用戶Tl、 T2、 T3繼續(xù)進(jìn)行仲裁方法。在這里和下面，所述情況再次通 過在表的相應(yīng)位置上的記錄'V，來象征地表示。
這時，用戶T1、 T2、 T3在第三循環(huán)中重新發(fā)送其數(shù)字。第三循環(huán)以 具有在列"C"下的記錄"3"的行象征性地示出。這時，在第三循環(huán)中比較在第三通信通道上的信息。
用戶T2和T3識別出，具有較高優(yōu)先權(quán)的另 一用戶已進(jìn)行發(fā)送并轉(zhuǎn)入 偵聽模式或等待模式。
這時，余下的用戶Tl在第四循環(huán)中重新發(fā)送其數(shù)字。該第三循環(huán)以 具有在列"C"下的記錄"4"的行象征性地示出。
用戶Tl確定，沒有具有較高優(yōu)先權(quán)的其他用戶進(jìn)行發(fā)送，因?yàn)樵撚?戶Tl發(fā)送的數(shù)字與在總線上的信號一致，該被允許的數(shù)字剛好具有三個l。
如果已發(fā)送的數(shù)字是該用戶的地址的最后數(shù)字，則開始發(fā)送有效數(shù)據(jù)。
如果已發(fā)送的數(shù)字不是該用戶的地址的最后數(shù)字，則該用戶與所有可 能存在的用戶_一該用戶發(fā)送相同的數(shù)字一一繼續(xù)下一個仲裁步驟，在該 仲裁步驟中發(fā)送下一個數(shù)字。
因?yàn)橛脩鬞l根據(jù)在總線上的信號已經(jīng)在第三循環(huán)中識別出，該用戶 是獲勝者，并且因?yàn)樵谕瓿删哂?的三個通信通道之后所有其他用戶或者 同樣是獲勝者或者退出，也可以中止第四循環(huán)。
例如如果僅存在用戶T2和T3，則在第二循環(huán)中在總線上信號是 "11011"。用戶T2現(xiàn)在已經(jīng)知道其本身是獲勝者，而用戶T3知道其本 身退出。
在圖ll示出的實(shí)例中，雖然用戶Tl在第一循環(huán)中已經(jīng)知道其本身是 獲勝者，但用戶T2并不能識別出其本身必須退出，原因是在第三通信通 道上的l也可能來自用戶T8。因此其它循環(huán)是必需的。
因此，所應(yīng)用的排序關(guān)系是在數(shù)值之間的一般排序關(guān)系，其中給在表 中最上面的通信通道具有二進(jìn)制計(jì)數(shù)法中的最高冪。
在另一個實(shí)施例中，在循環(huán)中僅按序列(關(guān)系)對通信通道進(jìn)行評估， 在該通信通道中完全發(fā)送1。這可以根據(jù)在總線上的信號看出。
在另一個實(shí)施例中，僅允許二進(jìn)制計(jì)數(shù)法中具有確定數(shù)目l和0的數(shù) 字，其中1的數(shù)目不是三個和/或其中l(wèi)和0的數(shù)目之和不是5。
按照圖11的方法與按照圖8的方法相比優(yōu)點(diǎn)是，每個數(shù)字傳輸較大的 信息內(nèi)容。因此對于五個通道，不是如類似于圖8的方法中那樣傳輸五個不同的數(shù)字，而是可以傳輸十個不同的數(shù)字，其在表ll中示出。
如果1的數(shù)目大致等于允許的0的數(shù)目，亦即直到(二者數(shù)目)之差 是0或1，則得出特別有利的關(guān)系。這樣從組合(方法)的視角來看可使
用數(shù)字的數(shù)目最大。
如果在每個允許的數(shù)字中1的數(shù)目不是固定的，也可以使用所述方法。 在這種情況下，在循環(huán)中連續(xù)處理所有通信通道，至少處理這樣多的通道， 直到對于剩余的用戶明確確定獲勝者。
圖12以表的形式示出了另一根據(jù)本發(fā)明仲裁方法。示出了三個用戶 Tl、 T2和T3，這些用戶分別將一數(shù)字發(fā)送到總線上。這些數(shù)字在二進(jìn)制 計(jì)數(shù)法中均是四位的，其中不限制1的數(shù)目。
在被圏起來的行中示出了預(yù)留的通信通道，所述預(yù)留的通信通道不是 用于傳送地址數(shù)字，而是用于提前結(jié)束仲裁。該通信通道用于將一獲勝位 傳輸給所有用戶，該獲勝位表明，當(dāng)確定仲裁的獲勝者時，使得其他的用 戶可以結(jié)束仲裁。
在按照圖12的實(shí)例中，用戶Tl發(fā)送數(shù)字"0010"，用戶T2發(fā)送數(shù) 字"1010"并且用戶T3發(fā)送數(shù)字"1011"。
用戶Tl識別出，具有較高優(yōu)先權(quán)的其他用戶進(jìn)行發(fā)送并轉(zhuǎn)換到等待 模式。
用戶T3根據(jù)在總線上的信號識別出其本身是獲勝者，因?yàn)闆]有(其 他)用戶在用戶T1發(fā)送0的通信通道上發(fā)送1。
用戶T2和T3重新發(fā)送其地址。T3另外在預(yù)留的通信通道上發(fā)送1， 從而以信號表示其本身是獲勝者。這在表中通過下面的圏起的區(qū)域表示。
用戶T2不能根據(jù)在總線上的信號識別出，是否其他的用戶已發(fā)送 "1011"或"1001"。在后一種情況("1001")下用戶T2會是獲勝者。 可是因?yàn)?T3)在附加信道上發(fā)送了 1，所以T2轉(zhuǎn)入等待模式。
因此，通過使用用于以信號表示的預(yù)留通道，縮短了仲裁的平均持續(xù) 時間。
所述預(yù)留通道也可以有利地應(yīng)用在根據(jù)圖11的實(shí)例中。在這種情況下，用戶Tl能在第一循環(huán)中便以信號表示其本身與其他用戶相比具有的 優(yōu)先性。在僅存在用戶T4、 T5和T6這種情況下，T4可在第二循環(huán)中l(wèi)更 以信號表示其本身的優(yōu)先性。
在另一個實(shí)施例中，在單獨(dú)的循環(huán)中不再重新發(fā)送已經(jīng)被處理的通信 通道，而是把數(shù)字截?cái)嗷蚪囟?。停止對相關(guān)的被監(jiān)聽的通信通道的評估， 或完全不監(jiān)聽和/或完全不以將信號施加到相關(guān)通信通道。對此按照確定格 式、所有用戶已知的確定順序刪去或屏蔽這些通信通道。例如對于在對圖 11的描述中示出的重復(fù)進(jìn)程中，在評估時首先刪去在圖11的表中位于最 上面的通信通道，然后刪去第二接近上面的通信通道，以此類推。因?yàn)閷?于各被屏蔽或抑制的通信通道，已經(jīng)在前面的計(jì)時中比較了優(yōu)先權(quán)，所以 重新比較不會產(chǎn)生新(結(jié)果)，原因是所有剩余的用戶在該通信通道上發(fā) 送相同的信號。
在另一個實(shí)施例中，進(jìn)一步提高了每個通道的子通道數(shù)目，由此進(jìn)一 步降低了故障率。
在另一個實(shí)施例中，將整個電路分成一定數(shù)目的同樣大小的子電路， 以離散化的步幅/間距確定隨才;i4目對相移。特別有利的是，應(yīng)用90?；?80。 的步幅，因?yàn)樵谶@種情況下通過對傅立葉變換信號的實(shí)部或者虛部的符號 變換便可得出信號的相對相移。
在另一個實(shí)施例中，中頻電流的頻率在10kHz和100kHz之間。
在另一個實(shí)施例中，設(shè)備包括總線系統(tǒng)，這樣選擇該設(shè)備的空間尺寸 大小，使得當(dāng)在兩個通信用戶之間進(jìn)行信號傳輸時，進(jìn)行接收的通信用戶 基本上能夠檢測到由進(jìn)行發(fā)送的通信用戶發(fā)出信號的遠(yuǎn)場。在這種情況下， 通過本發(fā)明有利地避免傳輸錯誤，所述傳輸錯誤是由將一用戶布置在另一 個用戶的信號的節(jié)點(diǎn)上引起的。
本發(fā)明總體上涉及一種應(yīng)用于多載波調(diào)制方法(例如OFDM或FDM) 中的總線仲裁方法。給總線上的每個用戶分配一明確識別該用戶的地址， 所述地址在每次建立通信時被發(fā)送。在此，所述地址是二進(jìn)制數(shù)字序列， 其中該二進(jìn)制數(shù)字的位數(shù)等于在多載波調(diào)制方法中使用的載波數(shù)目。為了通過多載波調(diào)制方法進(jìn)行仲裁而連續(xù)發(fā)送所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列，其中，如 果另 一個用戶同時發(fā)送了具有較高優(yōu)先權(quán)的二進(jìn)制數(shù)字，則一用戶退出仲 裁。如果在一個步驟中數(shù)字仲裁沒有產(chǎn)生結(jié)果，則可以重復(fù)發(fā)送二進(jìn)制數(shù) 字。對于非接觸式能量供給設(shè)備，可以有利的使用該總線仲裁方法。相移 信號的冗余發(fā)送降低了基于隨機(jī)破壞性干涉的故障率。
權(quán)利要求
1.一種總線仲裁方法，其中，給經(jīng)由總線進(jìn)行通信的用戶分別分配一被明確地識別的標(biāo)志單元序列，其特征在于，使用數(shù)目為n的、被編號的雙向通信通道，其中數(shù)值n大于1，其中至少一個通信用戶建立通信，其中該通信用戶在通信開始時在建立通信的第一時間區(qū)間內(nèi)檢查是否有具有較高優(yōu)先權(quán)的其他用戶建立通信，其中，優(yōu)先權(quán)是通過比較在建立通信時經(jīng)由該通信通道發(fā)送的信息與在建立通信時經(jīng)由該通信通道接收的、來自其他用戶的信息來確定的，其中，所述第一時間區(qū)間包含多個時間段，其中a)在第一時間段內(nèi)，由一通信用戶經(jīng)由通信通道發(fā)送一標(biāo)志單元，同時檢測分別存在于所有通信通道上的信號，b1)在測得的信號與所發(fā)送的標(biāo)志單元一致的情況下，該通信用戶在緊隨第一時間段之后的時間段內(nèi)根據(jù)步驟a)繼續(xù)下一個標(biāo)志單元，d)在發(fā)送了完整的標(biāo)志之后，通信用戶開始發(fā)送有效數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，b2)在測 得的信號與發(fā)送的標(biāo)志單元不一致的情況下，通信用戶由不一致的測得信 號求得已發(fā)送信號的其他通信用戶的優(yōu)先權(quán)，如果沒有用戶具有較高的優(yōu) 先權(quán)，則通信用戶在緊隨當(dāng)前時間段之后的時間段內(nèi)根據(jù)步驟a)繼續(xù)下 一個標(biāo)志單元。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，c)如果通 信用戶不具有各求得的優(yōu)先權(quán)中的最高優(yōu)先權(quán)，則該通信用戶轉(zhuǎn)換到偵聽 模式或等待模式。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述時間 段是總線計(jì)時的計(jì)時段。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述通信 通道是在一公共載體上的彼此不同的頻帶。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述信號 經(jīng)由所述通信通道以O(shè)FDM方法傳輸。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述通信 通道不僅用于仲裁，而且用于傳輸有效數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述載體 除用于通信外還用于非接觸式能量傳輸，特別是該載體設(shè)計(jì)為非接觸式能 量供給系統(tǒng)的初級導(dǎo)線。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)志 單元被感應(yīng)地耦合入載體中，從載體感應(yīng)地耦合出。
10. —種總線仲裁方法，其中，在一總線上具有多個通信用戶作為總線用戶，其中，*個通信用戶分別分配一明確的、作為數(shù)字序列的地址，其中，總線按總線計(jì)時進(jìn)行計(jì)時，其特征在于，在建立通信時，各通信用戶分別在總線計(jì)時的各計(jì)時段的持續(xù)時間內(nèi)、 按該通信用戶地址序列的順序、 一個接一個地向總線發(fā)送數(shù)字作為FDM 信號或OFDM信號，同時偵聽在總線上存在的FDM信號或OFDM信號， 如果一通信用戶確定存在另一通信用戶，該另一通信用戶當(dāng)前發(fā)送的數(shù)字 的優(yōu)先權(quán)高于該通信用戶，則該通信用戶在下一個計(jì)時段內(nèi)退出仲裁。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述總線包含多個通 信通道，按時間順序執(zhí)行如下步驟i) 在第一計(jì)時段內(nèi)，各通信用戶分別向各通信通道發(fā)送其數(shù)字序列 中的第一數(shù)字，同時偵聽所述通信通道，ii) 如果來自通信通道的偵聽信號是通過已發(fā)送的數(shù)字與具有較高優(yōu) 先權(quán)的數(shù)字疊加而產(chǎn)生的，則各通信用戶在下一個計(jì)時段內(nèi)中斷該方法和/ 或轉(zhuǎn)換為其它狀態(tài)，iii)在接下來的計(jì)時段內(nèi)各通信用戶重復(fù)步驟i)和ii)，其中，在每一次重復(fù)時評估的通信通道便按預(yù)定順序減少一個，直到被評估的通信通道的偵聽信號不再能由所述用戶發(fā)送的數(shù)字和其它數(shù)字的相關(guān)部分的疊加形成，iV)如果確定的數(shù)字是在所述用戶的數(shù)字序列中的最后數(shù)字，則在下一個計(jì)時段內(nèi)各通信用戶開始經(jīng)由所述通信通道發(fā)送有效數(shù)據(jù)，V)各通信用戶以在其數(shù)字序列中的下一個數(shù)字繼續(xù)步驟i)。
12. 才艮據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，以O(shè)FDM方法 經(jīng)由通信通道發(fā)送數(shù)字和有效數(shù)據(jù)，其中各通信通道通過在電線路、特別是雙芯纜線、同軸線路或其它雙 極線路上的頻帶形成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中在總線上具有多個通信用戶作為總線用戶，其中^個通信用戶 分配一個號碼，其特征在于，按時間順序執(zhí)行如下步驟i) 通信用戶確定其號碼在基數(shù)n的計(jì)數(shù)法中的第一數(shù)字，ii) 通信用戶在通信通道上發(fā)送一信號，該通信通道的號碼等于已確定 的數(shù)字，同時偵聽其余通信通道，iii) 如果在步驟ii)期間在一個具有比確定的所述數(shù)字更高號碼的通信 通道上存在發(fā)送，則該通信用戶中斷該方法和/或轉(zhuǎn)換為其它狀態(tài)，iv) 如果確定的所述數(shù)字是該通信用戶的號碼在基數(shù)n的計(jì)數(shù)法中最 后的數(shù)字，則該通信用戶開始發(fā)送有效數(shù)據(jù)，v )通信用戶確定該通信用戶的號碼在基數(shù)n的計(jì)數(shù)法中的下一個數(shù) 字，繼續(xù)步驟ii)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，分配給 用戶的號碼或標(biāo)志單元序列明確標(biāo)志出所述用戶，特別是其中對于所有分 配給用戶的號碼的集合或標(biāo)志單元的序列、和/或?qū)τ谒鎏柎a的數(shù)字或標(biāo) 志單元明確了 一種排序關(guān)系，按照這種排序關(guān)系確定優(yōu)先權(quán)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，分配給用戶的號碼或標(biāo)志單元序列是所述用戶的數(shù)字地址，其中通過所述地址的 自然順序明確所述所述排序關(guān)系。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，特別是 通過檢測在時間上接近過零點(diǎn)發(fā)送的信號脈沖，將非接觸式能量傳輸?shù)男?號的過零點(diǎn)用于使通信同步。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，至少一 個通信通道包含多個子通道，其中通信用戶將對于一通信通道確定的信號 發(fā)送到該通信信號的子通道，所述信號作為具有相對的、隨機(jī)確定的相移 的信號。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，如果在 一通信通道的至少一個子通道上檢測到信號，則通信用戶將該通信通道視 為被加載了信號。
19. 根據(jù)權(quán)利要求l至18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，如果特 別是才艮據(jù)在總線上存在的信號對于一通信用戶確定該通信用戶在仲裁方 法中獲勝，則該通信用戶在預(yù)留通信通道上發(fā)送一信號，如果通信用戶不 是仲裁方法的獲勝者，則該通信用戶在預(yù)留的通信通道上接收到一信號， 結(jié)束仲裁。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，傳輸?shù)?信號是正弦形的或由正弦信號的疊加得到，其中疊加的正弦信號的數(shù)目小 于或等于通信通道的數(shù)目。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，主要在 計(jì)時段的持續(xù)時間期間向總線傳輸各信號。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在應(yīng)用 OFDM方法的情況下，在導(dǎo)體的通信通道或子通道上傳送信號。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通信通 道的頻帶不與非接觸式能量傳輸?shù)碾娏餍盘?、特別是功率電流信號的最初 三個諧波重疊。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通信通道的頻率處于基頻的諧波系列上，特別是從基頻連續(xù)增加。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于 FFT和/或IFFT來變換有效數(shù)據(jù)，以向總線傳遞和/或從總線接收，特別是 用于OFDM方法中的數(shù)據(jù)傳輸。
26. 才艮據(jù)權(quán)利要求1至25中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述通 信用戶是驅(qū)動設(shè)備、特別是變頻電機(jī)或用于給負(fù)載供電的適配器。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述總 線系統(tǒng)是一 多主機(jī)總線系統(tǒng)。
28. —種用于總線仲裁的裝置，其中在一總線上連接有多個通信用戶， 其特征在于，所述通信用戶具有用于在多個頻道上進(jìn)行仲裁和通信的器件。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，通過能量總線給通信 用戶供電，和/或通信用戶具有用于在多個頻道上經(jīng)由能量總線進(jìn)行通信的 器件。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的裝置，其特征在于，通過能量總線 非接觸地給通信用戶供電，和/或通信用戶具有用于特別以O(shè)FDM方法、 在多個頻道上、經(jīng)由能量總線、進(jìn)行非接觸式通信的器件。
31. 根據(jù)權(quán)利要求28至30中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，通信 用戶具有用于確定非接觸式能量傳輸信號的過零點(diǎn)的器件。
32. 根據(jù)權(quán)利要求28至31中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)置 有用于在兩個信號之間產(chǎn)生隨機(jī)大小的相移的器件。
33. 根據(jù)權(quán)利要求28至32中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)置 有用于借助于FFT和/或IFFT進(jìn)行數(shù)據(jù)變換的器件。
34. 根據(jù)權(quán)利要求28至33中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝 置具有用于從初級導(dǎo)線中非接觸式獲取能量的器件。
35. —種變頻器，其特征在于，設(shè)置有用于經(jīng)由總線以O(shè)FDM方法發(fā) 送和/或接收數(shù)據(jù)的器件，其中，在所述變頻器中能實(shí)施按照至少一項(xiàng)上迷 權(quán)利要求所述的總線仲裁方法。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的變頻器，其特征在于，設(shè)置有用于非接觸式能量供給的器件。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的變頻器，其特征在于，包含按照至 少 一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的裝置。
38. —種生產(chǎn)設(shè)備，包含被非接觸式供給能量的驅(qū)動單元和總線，經(jīng) 由所述總線至少能在所述驅(qū)動單元之間交換數(shù)據(jù)，其特征在于，所述驅(qū)動 單元具有用于執(zhí)行按照至少一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的方法的器件。
39. —種生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，為驅(qū)動單元非接觸地供給能量，所 述驅(qū)動單元分別包含按照至少一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的總線通信裝置，特 別是其中至少能在驅(qū)動單元之間交換數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在多載波調(diào)制方法中使用的總線仲裁方法。給總線上的每個用戶分配一明確地標(biāo)志該用戶的地址，每當(dāng)建立通信時發(fā)送該地址。這里，所述地址是二進(jìn)制數(shù)字序列，其中二進(jìn)制數(shù)字的位數(shù)等于在多載波調(diào)制方法中應(yīng)用的載波數(shù)目。所述二進(jìn)制數(shù)字序列被連續(xù)地發(fā)送以通過多載波調(diào)制方法進(jìn)行仲裁，其中如果一用戶同時發(fā)送具有更高優(yōu)先權(quán)的二進(jìn)制數(shù)字，則從仲裁中排出另一用戶。如果數(shù)字仲裁沒有在一個步驟中產(chǎn)生結(jié)果，則可以重復(fù)發(fā)送二進(jìn)制數(shù)字。在用于非接觸式能量供給的設(shè)備中，可以有利地使用所述總線仲裁方法。相移信號的冗余發(fā)送減小了基于隨機(jī)破壞性干涉的故障率。
文檔編號H04L12/413GK101529820SQ200780040525
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日
發(fā)明者C·默茨魯夫特-保夫勒, O·西蒙, W·周, Z·華 申請人:索尤若驅(qū)動有限及兩合公司