特許 6074054 ＣＡＮバスシステムにおいてメッセージの受信品質を改善するための装置、および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6074054

(24)【登録日】2017年1月13日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】ＣＡＮバスシステムにおいてメッセージの受信品質を改善するための装置、および方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/04 20060101AFI20170123BHJP

   H04L 25/03 20060101ALI20170123BHJP

   H04L 12/40 20060101ALI20170123BHJP

【ＦＩ】

   H04B3/04 A

   H04L25/03 C

   H04L12/40 Z

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-541093(P2015-541093)

(86)(22)【出願日】2013年11月4日

(65)【公表番号】特表2016-502791(P2016-502791A)

(43)【公表日】2016年1月28日

(86)【国際出願番号】EP2013072912

(87)【国際公開番号】WO2014072243

(87)【国際公開日】20140515

【審査請求日】2015年6月2日

(31)【優先権主張番号】102012220488.1

(32)【優先日】2012年11月9日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】501125231

【氏名又は名称】ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100095957

【弁理士】

【氏名又は名称】亀谷 美明

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100128587

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 一騎

(72)【発明者】

【氏名】ニッケル、パトリック

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２３９０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−１０９３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１１９７６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００２−５０７０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００８９４５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０７０１６３７１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１０−１０５６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−３０７２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ３／００−３／４４

Ｈ０４Ｌ １２／４０

Ｈ０４Ｌ ２５／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バスシステム（１；２）の加入者局（１０；３０；５０；６０）であって、
前記バスシステム（１；２）のさらなる別の加入者局（１０；２０；３０；５０；６０）が、メッセージ（４１；４２；４３）を前記バスシステム（１；２）上で送信する場合と、前記バスシステム（１；２）のさらなる別の加入者局（１０；２０；３０；５０；６０）が、メッセージ（４１；４２；４３）を前記バスシステム（１；２）上で送信した後との一方または双方で、チャネルインパルス応答（１２０）を推定するための、または、前記加入者局（１０；３０；５０；６０）により受信された信号から直接的にフィルタ（５４４；５４７）の必要な機能を決定するための、推定装置（１２）と、
前記推定装置（１２）により推定された前記チャネルインパルス応答（１２０）に基づいて、または、前記推定装置（１２）により決定されたフィルタ（５４４；５４７）の機能に基づいて、前記加入者局（１０；３０；５０；６０）によって受信された信号を補正するための補正装置（１３）と、
を備え、
前記推定装置（１２）は、予め仮説によって自身の推定結果を示すように構成され、
前記補正装置（１３）は、ＤＤＦＳＥアルゴリズムに従って判定された受信値をさらに処理するよう構成される、加入者局（１０；３０；５０；６０）。

【請求項2】

前記推定装置（１２）は、ＬＭＳアルゴリズムもしくはＲＬＳアルゴリズムに基づいて前記チャネルインパルス応答（１２０）の前記推定を行うように構成され、または、送信信号から直接的に前記チャネルインパルス応答（１２０）を決定するように構成される、請求項１に記載の加入者局（１０；３０；５０；６０）。

【請求項3】

前記推定装置（１２）は、前記チャネルインパルス応答（１２０）の前記推定の際に、先行して受信されたメッセージ（４１、４２、４３）のパラメータと係数との一方または双方であって、前記受信されたメッセージ（４１、４２、４３）を送信した加入者局にメッセージ識別子（４１１、４２１、４３１）により割り当てられた前記パラメータと前記係数との一方または双方を利用するように構成される、請求項１または２に記載の加入者局（１０；３０；５０；６０）。

【請求項4】

前記補正装置（１３）は、さらに、ＤＦＥアルゴリズムまたはＢＣＪＲアルゴリズムまたはＤＤＦＳＥアルゴリズムに従って、前記加入者局（１０；３０；５０；６０）により受信された前記信号を補正するように構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の加入者局（１０；３０；５０；６０）。

【請求項5】

前記補正装置（１３）は、前記加入者局（１０；３０；５０；６０）により受信された前記信号が補正された信号を判定するための判定器（５４６）を備え、前記判定器（５４６）の入力口では、信号対雑音比が各受信時点において最大となる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の加入者局（１０；３０；５０；６０）。

【請求項6】

以前に前記ＤＤＦＳＥアルゴリズムに従って判定された受信値をフィルタに掛けるために更なる別のフィルタが利用可能であり、前記補正装置（１３）は、前記更なる別のフィルタの出力をフィードバックするよう構成される、請求項５に記載の加入者局（１０；３０；５０；６０）。

【請求項7】

前記加入者局（１０；３０；５０；６０）は、
前記バスシステム（１；２）のバス線（４０）に直接的に接続するための送信／受信装置（１４）と、
前記送信／受信装置（１４）により受信された前記信号を処理するため、および、前記送信／受信装置（１４）により送信される前記メッセージ（４１；４２；４３）を、信号の形態により提供するための通信制御装置（１１）と、
をさらに備え、
前記推定装置（１２）と前記補正装置（１３）との一方または双方は、前記送信／受信装置（１４）または前記通信制御装置（１１）の一部である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の加入者局（１０；３０；５０；６０）。

【請求項8】

バス線（４０）と、
互いに通信しうるように前記バス線（４０）を介して相互接続された少なくとも２つの加入者局（１０；２０；３０；５０；６０）と、
を備えた、バスシステム（１；２）であって、
前記少なくとも２つの加入者局（１０；２０；３０；５０；６０）の少なくとも１つは、請求項１〜７のいずれか１項に記載の加入者局（１０；３０；５０；６０）である、バスシステム（１；２）。

【請求項9】

バスシステム（１；２）の加入者局（１０；３０；５０；６０）においてメッセージ（４１；４２；４３）の受信品質を改善する方法において、
前記バスシステム（１；２）のさらなる別の加入者局（１０；２０；３０；５０；６０）が、メッセージ（４１；４２；４３）を前記バスシステム（１；２）上で送信する場合と、前記バスシステム（１；２）のさらなる別の加入者局（１０；２０；３０；５０；６０）が、メッセージ（４１；４２；４３）を前記バスシステム（１；２）上で送信した後との一方または双方で、推定装置（１２）によって、チャネルインパルス応答（１２０）を推定する工程、または、前記推定装置（１２）によって、前記加入者局（１０；３０；５０；６０）により受信された信号から直接的にフィルタ（５４４；５４７）の必要な機能を決定する工程と、
補正装置（１３）によって、前記推定装置（１２）により推定された前記チャネルインパルス応答（１２０）に基づいて、または、前記推定装置（１２）により決定されたフィルタ（５４４；５４７）の機能に基づいて、前記加入者局（１０；３０；５０；６０）により受信された信号を補正する工程と、
を含み、
前記推定装置（１２）は、予め仮説によって自身の推定結果を示すように構成され、
前記補正装置（１３）は、ＤＤＦＳＥアルゴリズムに従って判定された受信値をさらに処理するよう構成される、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、バスシステム内での分岐線、誤った接続、調整不良、押し潰されたケーブルコンジット（Ｋａｂｅｌｆｕ（ウムラウト）ｈｒｕｎｇ）による不都合な条件においても、ＣＡＮバスシステム上での情報伝送の際に特に受信品質が改善される、バスシステムの加入者局と、バスシステムの加入者局においてメッセージの受信品質を改善する方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

センサと制御装置との間の通信のために、ＣＡＮバスシステムは広く普及している。ＣＡＮバスシステムでは、メッセージは、ＩＳＯ１１８９８のＣＡＮ仕様書に記載されるように、ＣＡＮプロトコルを利用して伝送される。このために最近では、仕様書「ＣＡＮ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄａｔａ−Ｒａｔｅ、Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ １．０」（出典：ｈｔｔｐ:／／ｗｗｗ．ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ｂｏｓｃｈ．ｄｅ）に対応してメッセージが伝送されるＣＡＮ−ＦＤのような技術がさらに提案された。このような技術では、最大可能データレートは、１Ｍｂｉｔ／ｓの値を越えるデータフィールドの範囲内でより速いパルスを使用することによって、上げられる。このことは一般には、実際に存在するバストポロジを基礎とする限り、例えばビット誤り率がより高くなるという形で伝送品質への負荷となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

実際に存在するバストポロジは、バス線上における特性インピーダンスが理論とは異なる箇所で反射が起こるという趣旨で、通常では理論から外れている。このような箇所とは、例えば、実際の実現においては例えばスタブ、パッシブスターポイント等でしばしば見うけられる分岐線、誤った接続、調整不良、押し潰されたケーブルコンジットである。これにより発生する反射によって、バス線上で状態の時間的クロストークが起こり、すなわち、送信されたシンボルまたはビットが、時間的に連続するシンボルでクロストークし、場合によってはシンボルの測定に誤りが生じるという形で上記クロストークが起こる。

【0004】

ＩＳＯ１１８９８におけるＣＡＮ仕様書によれば、バス線は両側が線路インピーダンスで終端するべきであり、したがって、規定された最大ケーブル長に渡る過渡現象は、送信されたシンボル内で収まり、シンボル区間の最後には一意の状態が生じる。しかしながら、現実には、２つのＣＡＮシンボル間または複数のＣＡＮシンボル間のクロストークが回避されないことが多い。

【0005】

ＣＡＮバスシステムの受信者装置は、大抵ではマイクロコントローラに組み込まれた通信プロセッサと、トランシーバ（Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）とも呼ばれ、バス線と直接接続する別体のチップとして実現された送信者装置／受信者装置とで構成される。このようなトランシーバでは、大抵、受信経路は、バスレベルをバイアス調整するための分圧器が前段に接続されたコンパレータのみ含んでいる。コンパレータは、ドミナントな（ｄｏｍｉｎａｎｔ）バス状態からレセッシブな（ｒｅｚｅｓｓｉｖ）バス状態へのバスレベルを直接的に評価し、出力口で判定を出す。

【0006】

しかしながら、信号判定を直接的に行い出力することには、バス線への反射の影響が判定に対してネガティブに作用し、信号伝送における誤った判定に繋がる可能性があるという欠点がある。このことは特に、例えば、ＣＡＮ−ＦＤの場合にそうであるように、１ＭＢｉｔ／ｓの値を超える、データフィールドの範囲内でのより速いパルスの場合に該当する。ここでは、クロックレートがより低い従来のＣＡＮバスシステムでは未だ建設的に判定に寄与した反射が、ビット時間の短縮により既にネガティブな影響を与える。

【0007】

通常では、より高いインピーダンスへの接続ケーブル（Ｋａｂｅｌｕｅｂｅｒｇａｎｇ）での反射によって、正の符号の反射波が生じる。これに対して、より低いインピーダンスへの接続ケーブルでの反射によって、負の符号の反射波が生じる。距離が異なる２つの反射によって、時間的なずれが発生する。

【0008】

注目している反射によって、例えば可能なトポロジ、ケーブル長等に関して、例えばＣＡＮ−ＦＤ等のようなより高速のデータ伝送を利用する目下注目している技術の応用分野が狭められる。

【0009】

受信者装置内での測定品質を改善するための等化方法は、通信技術の分野では一般に知られているとしても、これまで、ＣＡＮ通信システムのための適用は知られていない。これに加えて、公知の等化方法を利用するためには、ＣＡＮ通信システムのために特別な対策が必要である。なぜならば、このような対策はシステム設計時に考慮されていないからである。

【0010】

したがって、本発明の課題は、先に挙げた問題を解決するバスシステムの加入者局、および方法を提供することである。特に、実際のバス線の上記の不都合な条件においても、特にＣＡＮバスシステムであるバスシステム上で情報を伝送する際の受信品質を改善するバスシステムの加入者局、および方法が提供されるべきである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本課題は、請求項１の特徴を備えたバスシステムの加入者局によって解決される。加入者局は、バスシステムのさらなる別の加入者局がメッセージをバスシステム上で送信する場合、および／または、バスシステムのさらなる別の加入者局がメッセージをバスシステム上で送信した後で、チャネルインパルス応答を推定するため、または、加入者局により受信された信号から直接的にフィルタの必要な機能を決定するための推定装置と、推定装置により推定されたチャネルインパルス応答に基づいて、加入者局により受信された信号を補正するための補正装置とを備える。

【0012】

加入者局は、例えばＣＡＮ−ＦＤ等のようなより高速のシステム内で使用するためにも適している。受信信号に関する加入者局の機能は、一実施形態において、特に、送信者装置／受信者装置内、または、トランシーバもしくはＣＡＮトランシーバもしくはトランシーバ・チップセットもしくはＣＡＮトランシーバ・チップセット内での事前処理として実現されてもよい。特に、注目している機能は、別体の電子モジュール（チップ）としてトランシーバに組み込まれるということが可能であり、または、電子モジュール（チップ）が１つだけ存在する集積トータルソリューション（ｉｎｔｅｇｒｉｅｒｔｅ Ｇｅｓａｍｔｌｏｅｓｕｎｇ）に埋め込まれるということが可能である。

【0013】

加入者局は、ＣＡＮ通信システム内での改善された受信のために動作可能であり、したがって、より高い信頼性を提供する。その際に、バス信号は、従来のようにコンパレータ等によって直接的に判定されるのではなく、例えば以前に判定された受信値の追加的なフィルタリングおよびフィードバックによって、（予め）補正される。さらに、仮説によって判定を示し、判定された受信値もさらに処理するということも可能である。

【0014】

加入者局の有利なさらなる別の構成は、従属請求項において示される。

【0015】

推定装置は、ＬＭＳ（ＬＭＳ＝ｌｅａｓｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅｓ。最小二乗平均）アルゴリズムまたはＲＬＳ（ＲＬＳ＝ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆｉｌｔｅｒ。再帰的最小二乗フィルタ）アルゴリズムに基づいてチャネルインパルス応答の推定を行うように構成され、または、チャネルインパルス応答を直接的に決定するように構成されてもよい。

【0016】

推定装置は、チャネルインパルス応答の推定の際に、先行して受信されたメッセージのパラメータまたは係数であって、メッセージ識別子によって対応する送信局に割り当てられた上記パラメータまたは上記係数を利用するように構成されてもよい。

【0017】

推定装置は、予め仮説によって自身の推定結果を示すように構成されてもよい。補正装置は、例えばＤＤＦＳＥ（Ｄｅｌａｙｅｄ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ。遅延判定帰還型系列推定）アルゴリズムに従って判定された受信値をさらに処理するように構成されてもよい。

【0018】

補正装置は、ＤＦＥ（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ−Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ。判定帰還型等化）アルゴリズムまたはＢＣＪＲアルゴリズムまたはＤＤＦＳＥアルゴリズムに従って、加入者局により受信された信号を補正するようさらに構成されるということも可能である。

【0019】

さらに、補正装置は、加入者局により受信された信号を補正するためのフィルタを備えてもよく、その際に、フィルタの入力口では、例えば信号対雑音比が、各判定時点において最大化となりまたはその趣旨で最適化されている。その際に、ＤＤＦＳＥアルゴリズムに従って以前に判定された受信値をフィルタに掛けるためにさらなる別のフィルタを利用してもよく、補正装置は、フィルタの出力をフィードバックするよう構成されてもよい。

【0020】

好適に、加入者局は、バスシステムのバス線に直接的に接続するための送信／受信装置と、送信／受信装置により受信された信号を処理するため、および、送信／受信装置により送信されるメッセージを信号の形態により提供するための通信制御装置とをさらに備え、その際に、推定装置および／または補正装置は、送信／受信装置または通信制御装置の一部である。

【0021】

先に記載した加入者局は、バス線と、互いに通信しうるようにバス線を介して相互接続された少なくとも２つの加入者局とをさらに備えるバスシステムの一部であってもよい。その際に、少なくとも２つの加入者局の少なくとも１つは、先に記載した加入者局であってもよい。

【0022】

先に挙げた課題は、さらに、請求項１０に記載のバスシステムの加入者局においてメッセージの受信品質を改善する方法によって解決される。本方法は以下の工程を含み、すなわち、バスシステムの加入者局においてメッセージの受信品質に影響を与える方法は、バスシステムのさらなる別の加入者局が、メッセージをバスシステム上で送信する場合、および／または、バスシステムのさらなる別の加入者局が、メッセージをバスシステム上で送信した後で、推定装置によって、チャネルインパルス応答を推定する工程、または、推定装置によって、加入者局により受信された信号から直接的に、フィルタの必要な機能を決定する工程と、補正装置によって、推定装置により推定されたチャネルインパルス応答に基づいて、加入者局により受信された信号を補正する工程と、を含む。

【0023】

さらに、本方法は、例えばＣＡＮ−ＦＤ等のようなより高速のシステム内での使用のために適しており、一実施形態において、特に加入者局内での事前処理として実現される。さらに、本方法は、例えばＦｌｅｘＲａｙ等のような類似した構造を有する他のシステムでも利用することが可能である。

【0024】

本方法は、加入者局との関連で先に挙げた効果と同様の効果を奏する。

【0025】

本発明のさらなる別の可能な実現は、以前にまたは以下で実施形態に関して記載される特徴または実施形態の、明示的には挙げられてない組み合わせも含む。その際に、当業者はさらに、個々の観点を本発明の各基本形態への改良または補足として付け加えるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0026】

以下では、本発明が、添付の図面を参照して、実施形態を用いてより詳細に記載される。

【図1】第１の実施形態に係るバスシステムの簡素化されたブロック図を示す。

【図2】第１の実施形態に係るバスシステムの送信／受信装置の電気回路図を示す。

【図3】第１の実施形態に係るバスシステムを介して伝送される送信信号の信号推移を示す。

【図4】図３に示された信号推移におけるチャネルインパルス応答の第１の例を示す。

【図5】図４に係るチャネルインパルス応答の際に図２の送信／受信装置により受信される受信信号の信号推移を示す。

【図6】図３に示された信号推移におけるチャネルインパルス応答の第２の例を示す。

【図7】図６に係るチャネルインパルス応答の際に図２の送信／受信装置により受信される受信信号の信号推移を示す。

【図8】第１の実施形態に係る方法のフロー図を示す。

【図9】第２の実施形態に係るバスシステムの簡素化されたブロック図を示す。

【図10】第２の実施形態に係るバスシステムの推定装置および補正装置の機能を解説するためのブロック図を示す。

【0027】

図では、特に明記しない限り、同一の構成要素または機能が同一の構成要素には、同一の符号が付される。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１は、バスシステム１を示しており、このバスシステム１は、例えばＣＡＮバスシステム、ＣＡＮ−ＦＤバスシステム等であってもよい。バスシステム１は、車両内、特に、自動車内、飛行機内等で、または病院内で利用される。

【0029】

図１では、バスシステム１は、バス線４０にそれぞれが接続された複数の加入者局１０、２０、３０を有する。バス線４０を介して、メッセージ４１、４２、４３が信号の形態で、個々の加入者局１０、２０、３０間で転送されうる。メッセージ４１、４２、４３はそれぞれ、メッセージ識別子４１１、４２１、４３１を有する。加入者局１０、２０、３０は、例えば、車両の制御装置または表示装置であってもよい。

【0030】

図１に示されるように、加入者局１０は、通信制御装置１１と、推定装置１２と、補正装置１３と、送信／受信装置１４とを有する。これに対して、加入者局２０は、通信制御装置１１と、送信／受信装置１４とを有する。加入者局３０は、加入者局１０のように、通信制御装置１１と、推定装置１２と、補正装置１３と、送信／受信装置１４とを有する。図１では示されていないが、加入者局１０、２０、３０と送信／受信装置１４とはそれぞれバス線４０に直接的に接続されている。

【0031】

通信制御装置１１は、各加入者局１０、２０、３０と、バス線４０に接続された他の加入者局１０、２０、３０との間のバス線４０を介した通信を制御するために用いられる。推定装置１２および補正装置１３は、後に詳細に記載するように、送信／受信装置１４により受信されるメッセージ４１、４２、４３の受信品質を改善するために用いられる。通信制御装置１１は、従来のＣＡＮコントローラのように実現されてもよい。送信／受信装置１４は、その送信機能について、従来のＣＡＮトランシーバのように実現されてもよい。したがって、送信／受信装置１４により受信された信号であって、メッセージ４１、４２、４３のうちの１つに基づく上記信号の品質は、２つの加入者局１０、３０によって改善される。これに対して、加入者局２０は、その送信機能および受信機能について、従来のＣＡＮ加入者局に相当する。

【0032】

図２は、例として、加入者局２０の送信／受信装置１４の構造をより詳細に示している。送信／受信装置１４は、メッセージ４１、４２、４３のうちの１つに基づく信号を受信するための受信経路１４０を有する。この受信経路内には、第１入力端子１４１および第２の入力端子１４２と、２つの抵抗器１４３、１４４と、コンパレータ１４５と、処理部１４６と、出力端子１４７と、が配置されている。抵抗器１４３は、コンパレータ１４５の（正の電位に置かれた）第１の入力口と、第１の入力端子１４１との間に配置される。抵抗器１４４は、コンパレータ１４５の（負の電位に置かれた）第２の入力口と、第２の入力端子１４２との間に配置される。

【0033】

図３〜図７は、送信／受信装置１４の送信信号／受信信号の例を示している。これらの例では、図３に示されるように、加入者局１０、２０、３０の送信／受信装置１４のうちの１つによって、メッセージ４１、４２、４３のうちの１つが、信号の形態によりバス線４０上で供給される。ここでは、図３〜図７の縦軸はそれぞれ、メッセージのレベル差を表しており、レベル差は、μｓで示される時間の経過（横軸）と共に示されている。

【0034】

第１の例に係るチャネルインパルス応答が図４で示されるように推移する場合には、加入者局２０の通信制御装置１１は、図５に示されるような信号を受信する。

【0035】

これに対して、第２の例に係るチャネルインパルス応答が図６で示されるように推移する場合には、加入者局２０の通信制御装置１１は、図７に示されるような信号を受信する。

【0036】

これに対して、図３〜図７で示された第１の例では、加入者局１０、３０の通信制御装置１１は、その推定装置１２および補正装置１３に基づいて、図３の送信信号に非常に類似しまたは図３の送信信号とほぼ同じ信号を受信する。

【0037】

図８は、バスシステム１の加入者局１０、３０において、メッセージ４１、４２、４３の１つに基づく信号の受信品質を改善する方法を示している。本方法は、加入者局１０が加入者局３０にメッセージ４１を送信するという一例を用いて解説される。

【0038】

これに応じて、図８のステップＳ１において、加入者局３０の推定装置１２は、実際に敷設されたバス線４０の場合に両加入者局の伝送チャネル（チャネルインパルス応答）について通常予期されるチャネルインパルス応答１２０を推定する。このために、推定装置１２は、送信者装置としての加入者局１０と、受信者装置としての加入者局３０との間の伝送の経過において得られた経験に基づく仮説を立てる。したがって、推定装置１２の仮説は、学習プロセスの結果と呼んでもよい。

【0039】

ＣＡＮバスシステムでは、複数の加入者局１０、２０、３０がアクティブ（ａｋｔｉｖ）であり、これら複数の加入者局１０、２０、３０は、自身のメッセージ４１、４２、４３を、メッセージ識別子４１１、４２１、４３１を用いて送信する。このメッセージ識別子４１１、４２１、４３１は、調停段階において調停のために利用される。調停の後で、加入者局１０、２０、３０のうちの１つの加入者局のみが、メッセージ４１、４２、４３のうちの１つまたは複数の形態による信号をバス線４０で送信する。この瞬間から、（聞いている）各加入者局１０、２０、３０は、バス信号またはメッセージ４１、４２、４３を監視し、当該バス信号またはメッセージ４１、４２、４３に基づいて、自身の推定装置１２を用いてチャネルインパルス応答１２０を推定することが可能である。この推定は、適合的（ａｄａｐｔｉｖ）に、および、検出または測定の間に行われてもよい。この場合には学習システムが存在する。

【0040】

加入者局３０の推定装置１２は、補正装置１３に、推定されたチャネルインパルス応答１２０を提供する。これに応じてステップＳ２において、補正装置１３は、加入者局３０により受信された信号であって、メッセージ４１に基づく上記信号を、推定装置１２によって推定されたチャネルインパルス応答１２０に基づいて補正する。この後に、本方法は終了する。

【0041】

信号またはメッセージ４１、４２、４３の遅延は基本的には無い。なぜならば、この遅延は、ＣＡＮプロトコルにおいて許容される時間フレーム内に収まるからである。しかしながら、上記遅延を、最適化の措置によって、例えば仮説と遅れた判定とを含む方法において、適用によって許容される限りにおいて利用することが可能である。その際には、１〜２個のシンボルクロック分の遅延で既に十分でありうる。

【0042】

加入者局３０の推定装置１２は、加入者局２０が加入者局１０にメッセージ４１、４２、４３のうちの１つを送信した場合には類似した形態で動作する。さらに、加入者局１０の推定装置１２は、自身が加入者局２０、３０のうちの１つからメッセージ４１、４２、４３のうちの１つを受信する場合には、類似した形態で動作する。

【0043】

したがって、バスシステム１０内の分岐線、誤った接続、調整不良、押し潰されたケーブルコンジットのような不都合な条件においても、バスシステム１上での情報伝送における受信品質が改善される。

【0044】

図９は、第２の実施形態に係るバスシステム２を示している。バスシステム２は、第１の実施形態において構成されたような少なくとも１つの加入者局１０の他に、少なくとも１つの加入者局５０と、少なくとも１つの加入者局６０とを備える。第１の実施形態のように、加入者局１０、５０、６０はそれぞれバス線４０に接続されている。第１の実施形態のように、バス線４０を介して個々の加入者局１０、５０、６０間で、信号の形態によるメッセージ４１、４２、４３を伝送することが可能である。ここでも、メッセージ４１、４２、４３はそれぞれ、メッセージ識別子４１１、４２１、４３１を有する。さらに、加入者局５０、６０は、例えば車両の制御装置または表示装置等であってもよい。

【0045】

図９に示されるように、加入者局１０、５０、６０のそれぞれは、推定装置１２と補正装置１３とを有する。しかしながら、加入者局５０では、推定装置１２と補正装置１３とは、送信／受信装置５４の一部である。加入者局６０では、推定装置１２と補正装置１３とは、通信制御装置６１の一部である。上記以外の点では、加入者局５０の通信制御装置１１は、加入者局１０の通信制御装置１１と同じである。さらに、加入者局５０の送信／受信装置５４は、推定装置１２と補正装置１３とが当該送信／受信装置５４の一部であること以外は、加入者局１０の送信／受信装置１４と同じである。

【0046】

図１０は、コンパレータ１４５（図２）の代わりに使用される、送信／受信装置５４の推定装置１２および補正装置１３の構造を示している。その際に、補正装置１３は、例えば、図１０で示されるように、以下ではＤＦＥ構造とも呼ばれる判定帰還型等化（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）構造を成している。ここでは推定装置１２は、信号ｂ（ｋ）によって表すことが可能な、補正のために必要なチャネルインパルス応答１２０を供給する。

【0047】

図１０は、前段にチャネルモデルが存在するＤＦＥ構造の原則的な構成を示している。チャネル上またはバス線４０上の干渉は、信号ｎ（ｋ）と、離散的時系列ｇ（ｋ）をｚ変換したものに相当する伝達関数Ｇ（ｚ）を有するフィルタ５４１とによって示される。加入者局１０、５０、６０での受信信号は、送信信号ａ（ｋ）から、伝達関数Ｈ（ｚ）を有するフィルタ５４２によりモデル化されたチャネルの通過後に得られる。ポイント５４３で、得られた信号が合算され、その後でフィルタ５４４に供給される。すなわち、フィルタ５４４はその入力口で、加入者局５０により受信された信号を受信する。フィルタ５４４は、送信／受信装置５４内の伝達関数Ｆ（ｚ）を有する想定可能な追加的フィルタであって、信号エネルギーの集中化のために利用可能な上記追加的フィルタであるが、例えばＦ（ｚ）＝１のような一定の伝達関数を用いる単純化した考察のために想定される。続いて、ポイント５４５で、フィルタ５４４から出力された信号から、モデル化された干渉が減算される。正規化されたチャネルインパルス応答１２０は、結果的に得られた全体チャネル（Ｇｅｓａｍｔｋａｎａｌ）として、フィルタ５４２によりモデル化されたチャネルと、フィルタ５４４の出力とで構成される。実時間補正された（ｌａｕｆｚｅｉｔｋｏｍｐｅｎｓｉｅｒｔ）全体チャネルは、Ｂ（ｚ）によって、ｂ（ｋ）をｚ変換したものとして図１０に示されている。ｋ＝０の箇所での値は、判定のための考察されるメインタップを表し、ｋ＞０の箇所での後続の値は、先行するシンボルのタップに対応する。チャネルインパルス応答１２０の係数ｂ（ｋ）については、ｂ（ｋ）＝０が有効であり、したがって、フィルタ５４７のメインタップは消去され、このことが、Ｂ（ｚ）−１により与えられるフィルタ５４７の項「−１」によって示される。その後で、加算段５４５の後に補正信号による補正から得られる信号（下記の数式１で表される。）が、第１の実施形態のコンパレータ１４５に対応する判定器５４６に与えられる。続いて、補正装置１３により補正された受信信号が、通信制御装置１１のためのさらなる処理のために提供される。図１０では、項ｋ_０は、フィルタに掛けられた信号のフィルタ５４４の後での遅延ｋ_０を有する判定遅延を表し、この判定遅延は、伝達関数Ｆ（ｚ）を有するフィルタ５４４によって最適化することが可能であり、ここではｋ_０＝０による単純化された考察が想定される。

【0048】

【数1】

【0049】

例えば、以下のことが有効である。すなわち、
−例示的なチャネルインパルス応答ｈ（ｋ）＝δ（ｋ）＋０．５δ（ｋ−１）＋０．２δ（ｋ−２）
−前置フィルタインパルス応答ｆ（ｋ）＝δ（ｋ）＝＞Ｆ（ｚ）＝一定
−判定遅延ｋ_０＝０

【0050】

この場合については、ｂ（ｋ）＝ｈ（ｋ）は有効な解であり、Ｂ（ｚ）−１は、チャネルインパルス応答ｂ（ｋ）−δ（ｋ）＝ｈ（ｋ）−δ（ｋ）＝０．５δ（ｋ−１）＋０．２δ（ｋ−２）に相当する。ここでは、既に判定された既知のシンボルがフィードバックのために利用されることが容易に分かる。というのは、現在の判定時点はｋに対応し、上記インパルス応答は、過去に存在した受信値（ｋ−１、ｋ−２）に関する項のみ考慮するからである。

【0051】

推定装置１２および補正装置１３は、送信／受信装置５４内に非常で簡単に実現可能ではあるが、通信制御装置６１によって示されるように、通信制御装置１１内での推定装置１２および補正装置１３の実現も可能である。

【0052】

本実施形態に係る方法は、伝送中のＣＡＮバス信号を監視し、先に示したＤＦＥ構造を用いて信号を補正する。その際に、第１の実施形態で記載したように、送信者装置と受信者装置の対に依存するチャネルインパルス応答についての知識は有利である。チャネルインパルス応答は、第１の実施形態で記載したように決定することが可能である。

【0053】

バスシステム１、加入者局１０、２０、３０、および方法の以前に記載された全ての実施形態は、個別にまたは可能な組み合わせにおいて利用される。追加的に特に以下の変更が構想されうる。

【0054】

以前に記載された第１の実施形態に係るバスシステム１および第２の実施形態に係るバスシステム２は、ＣＡＮプロトコルに基づくバスシステムによって記載されている。しかしながら、第１の実施形態バスシステム１および第２の実施形態に係るバスシステムは、他の形態の通信ネットワークであってもよい。しかしながら、バスシステム１、２では、少なくとも特定の期間の間、共加入者局１０、２０、３０、５０、６０による共有チャネルへの衝突の無い排他的なアクセス権が保証されることは有利であるが、必須の前提条件ではない。

【0055】

第１の実施形態に係るバスシステム１および第２の実施形態に係るバスシステム２は、特に、ＣＡＮネットワークまたはＴＴＣＡＮネットワークまたはＣＡＮ ＦＤネットワークである。

【0056】

第１の実施形態のバスシステム１内および第２の実施形態のバスシステム２内での加入者局１０、２０、３０、５０、６０の数および構成は任意である。特に、加入者局１０または加入者局５０または加入者局６０のみが、第１の実施形態のバスシステム１内および第２の実施形態のバスシステム２内に存在してもよい。

【0057】

第１の実施形態で記載された、推定装置１２および補正装置１３の判定帰還型等化構造（ＤＦＥ（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ−Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）構造）の代わりに、例えば、ＢＣＪＲアルゴリズム（ＢＣＪＲは、開発者のイニシャルの文字、すなわち、Ｌ．ＢａｈｌからＢ、Ｊ．ＣｏｃｋｅからＣ、Ｆ．ＪｅｌｉｎｅｋからＪ、Ｊ．ＲｅｖｉｖからＲが取られたものである）、および／または、ＤＤＦＳＥアルゴリズム（ＤＤＦＳＥ＝Ｄｅｌａｙｅｄ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ−Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、遅延判定帰還型系列推定）のような、トレリス（Ｔｒｅｌｌｉｓ）ベースの任意の等化方法も利用することが可能である。

【0058】

加入者局、および、当該加入者局により実現される方法の様々な応用分野が構想されうる。特に、ＣＡＮおよびＣＡＮ ＦＤのための使用の他に、ＦｌｅｘＲａｙでの利用も構想されうる。このシステムは、従来では、受信者装置内、すなわち受信側加入者局内での等化方法を利用していない。

【0059】

本方法は、例えばＣＡＮ−ＦＤ、ＦｌｅｘＲａｙ等の全ての特別な適用のために別々に最適化されうる。複数の応用分野のために上記適用が自動的に認識され、対応して調整されうる。例えば、本方法は、ＣＡＮ−ＦＤでは、ＣＡＮよりも迅速に実行され、したがって、各プロトコルにより許容されるより長い遅延が発生しない。

【0060】

本方法では、等化のために利用されるチャネルインパルス応答１２０の決定が基礎となる。これは、バス線４０の伝送チャネルのチャネルインパルス応答１２０の推定によって獲得される。代替的に、チャネルインパルス応答１２０は、信号ｂ（ｋ）の形態により、直接的に決定または最適化されてもよい。チャネルインパルス応答１２０の推定は、全ての適切な方法によって行うことが可能である。トレーニング系列が提供されないため、例えば、ＬＭＳアルゴリズム（ＬＭＳ＝ｌｅａｓｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅｓ、最小二乗平均）、および／または、ＲＬＳアルゴリズム（ＲＬＳ＝ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｆｉｌｔｅｒ、再帰的最小二乗フィルタ）のような適合的な方法が特に適している。

【0061】

チャネルインパルス応答１２０の推定の安定化、および、チャネルインパルス応答１２０の精度の向上のために、受信バーストとも呼ばれる先行して受信されたメッセージ４１、４２、４３またはメッセージ４１、４２、４３のパケットのパラメータおよび係数が、メッセージ識別子または送信側加入者局に割り当てられ、時間的に連続して受信されたメッセージ４１、４２、４３またはメッセージ４１、４２、４３のパケットのために利用されうる。

【0062】

チャネルまたはそのチャネルインパルス応答１２０の推定に加えて、または、当該推定とは代替的に、送信／受信装置１４、５４、６１内のフィルタ５４１、５４２、５４４を最適化することが可能である。このために、フィルタ５４４（伝達関数Ｆ（ｚ））およびフィルタ５４７（伝達関数Ｂ（ｚ）−１）、および、判定遅延ｋ_０が考察される。最適化のために、例えば判定器５４６の入力口での信号対雑音比の最大化のような、様々な基準を利用することが可能である。

【0063】

代替的に、必要とされるフィルタ係数５４４、５４７は、推定装置によって、チャネルインパルス応答１２０の明示的な推定が行われることなく設定され、加入者局１０、５０、６０により受信された信号から直接的に決定される。

【0064】

加入者局１０、３０、５０は、特にＣＡＮ−ＦＤについて、明らかにより速いデータレートを利用する際に通常のＣＡＮ伝送の範囲内でのＣＡＮ−ＦＤの受信品質を上げる可能性を示している。

【0065】

本方法は、例えばトランシーバまたは送信／受信装置１４、５４、通信制御装置６１等内での受信信号に関する機能について転用される。追加的または代替的に、本方法は、既存の製品に組み込まれてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】