DE10021364A1 - Signalübertragungseinrichtung und -verfahren über einen asynchronen Zeitbereichs-Vielfachzugriff - Google Patents

Abstract

Ein Funksignalübertragungsverfahren wird offenbart, das eine Art einer asynchronen Zeitbereichs-Vielfachzugriffs- (A-TDMA-)Technik verwendet, damit eine Vielzahl von peripheren Einrichtungen mit einem Hauptrahmen über den gleichen Frequenzkanal kommuniziert. Um die Störung der Funksignale untereinander zu vermeiden, die in dem gleichen Frequenzkanal übertragen werden, werden die Datenpakete kopiert und in Rahmen übertragen, und die Zeitintervalle zwischen jeweils zwei Paketen für jedes Funksignal werden geregelt, um die Übertragungszeitabläufe der Pakete zu staffeln. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß zumindest eine Kopie der Pakete innerhalb jedes Rahmens für jedes Funksignal an dem Empfänger ankommt. Eine Funksignalübertragungseinrichtung zum Kommunizieren zweier peripherer Einrichtungen mit einem Hauptrahmen mittels der A-TDMA-Technik wird auch offenbart.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalübertragungsein­ richtung zum Kommunizieren von peripheren Geräten mit einem Grundgerät, und genauer auf eine Signalübertragungseinrichtung zum drahtlosen Kommunizieren einer oder mehrerer peripherer Geräte über den gleichen Frequenzkanal. Die vorliegende Erfin­ dung betrifft auch ein Signalübertragungsverfahren zum Kommu­ nizieren zweier oder mehrerer peripherer Geräte mit einem Grundgerät über den gleichen Frequenzkanal.

Ein Datenverarbeitungsgrundgerät, wie etwa ein Personalcompu­ ter oder eine Spielekonsole, wird heutzutage immer populärer. Mit den fortgeschrittenen Funktionen des Grundgeräts werden diverse periphere Geräte entwickelt, die damit zu verwenden sind. Beispielsweise ist eine Eingabeeinrichtung eines Perso­ nalcomputers entwickelt von einer herkömmlichen Eingabetasten­ einrichtung, wie einer Tastatur, hin zu einer Eingabeeinrich­ tung, die wesentlich für eine Windows-Software ist, wie etwa eine Maus oder eine Berührungsplattform, sogar zu einem Joy­ stick oder einer Spieleplattform, die für Spiele-Software ver­ wendet wird. Diese Einrichtungen sind oft vor dem Grundgerät gleichzeitig gegenwärtig. Speziell für fortgeschrittene Spiele ist die Verwendung von mehr als einer Spieleplattform gleich­ zeitig recht üblich. Folglich ist es vorstellbar, daß die kom­ plizierte Verbindung zwischen den diversen peripheren Geräten und dem Grundgerät die Bedienung des Benutzers einschränken wird.

Um das obige Problem zu lösen und die Bedienerfreundlichkeit zu verbessern, wird die Kommunikation zwischen den peripheren Geräten und dem Grundgerät durch eine drahtlose Übertragung ausgeführt, wobei die Verbindungskabel weggelassen werden. In­ frarot (IR) ist eines der Medien, die befähigt sind, eine drahtlose Übertragung durchzuführen. Eine IR-Einrichtung ist relativ billig und einfach zu fertigen. Die Verwendung einer IR-Einrichtung weist jedoch eine räumliche Beschränkung auf. Wenn eine IR-Eingabeeinrichtung verwendet wird, wird ein frei­ er Übertragungspfad wegen der kritischen Richtungscharakteri­ stik der IR benötigt. Folglich neigt die Kommunikation zwi­ schen der IR-Eingabeeinrichtung und dem Grundgerät dazu, durch andere Gegenstände gestört zu werden.

Heutzutage ist eine Hochfrequenz-(RF-)Einrichtung entwickelt, um als eine weitere Art eines Mediums für eine drahtlose Über­ tragung zu dienen. Beispielsweise können eine Maus, eine Ta­ statur, eine Spieleplattform und ein Joystick drahtlos mit ei­ nem Personalcomputer (PC) über eine Signalübertragungseinrich­ tung verbunden werden. Die Signalübertragungseinrichtung schließt vier RF-Sender ein, die jeweils auf den vier Eingabe­ einrichtung angebracht sind, und die vier RF-Empfänger sind jeweils an dem PC angebracht. Die Eingangssignale, die von den vier Eingabeeinrichtungen erzeugt werden, werden drahtlos von den jeweiligen RF-Sendern zu den entsprechenden RF-Empfängern übertragen. Jeder der RF-Sender und der RF-Empfänger wird durch einen Mikrocontroller gesteuert. Um sich untereinander nicht zu stören, sind die Frequenzkanäle der vier Eingabeein­ richtungen zum Übertragen der jeweiligen RF-Signale verschie­ den.

Aus der obigen Beschreibung sind vier Sender, vier Empfänger und ihre jeweiligen Mikrocontroller in der herkömmlichen Si­ gnalübertragungseinrichtung eingeschlossen. Die zahlreichen Elemente führen zu hohen Kosten und komplizierter Hardware.

Deswegen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Signalübertragungseinrichtung bereitzustellen, die die Elemen­ te an dem Signalempfangsende integriert aufweist, um Kosten zu reduzieren und Hardware zu vereinfachen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Signalübertragungsverfahren bereitzustellen, das es zuläßt, daß zwei oder mehrere Funksender einen Frequenzkanal gleich­ zeitig verwenden, so daß die Elemente einer Signalübertra­ gungseinrichtung an dem Signalempfangsende integriert sein können, um Kosten zu reduzieren und Hardware zu vereinfachen.

Ein Funksignalübertragungsverfahren zum Kommunizieren einer Vielzahl von peripheren Einrichtungen mit einer Haupteinrich­ tung über den gleichen Frequenzkanal schließt ein die Schritte eines Transformierens eines Datenausgangs von der Vielzahl von peripheren Einrichtungen in Pakete; ein Modulieren der Pakete in Funksignale, wobei jedes der Funksignale eine Vielzahl von Kopien von Paketen innerhalb jedes Rahmens einschließt; ein Übertragen der Funksignale mit den Paketen entsprechend vorbe­ stimmter Zeitablaufbeziehungen zwischen jeweils zwei Paketen für jedes der Funksignale, wodurch die Pakete in einer Weise gestaffelt werden, welche es zuläßt, daß zumindest eines der vielfachen Kopien von Paketen innerhalb jedes Rahmens für je­ des der Funksignale ohne Kollision übertragen wird; und ein Empfangen und ein Reduzieren der Pakete, die frei von einer Kollision sind, auf effektive Daten, die dem Grundgerät be­ reitgestellt werden.

Vorzugsweise wird für jedes der Funksignale eine Trägerfre­ quenz zwischen einer Paketübertragungsfrequenz und einer Blindfrequenz für einen Paketübertragungsabschnitt bzw. einen Übertragungsabschnitt ohne Paket geschaltet, um eine Störung zu vermeiden.

Vorzugsweise fügen die Datenpakete zur Identifikation Präam­ bel-Bytes und eine Prüfsumme hinzu. Wenn ein Datenpaket an dem Empfangsende empfangen wird, wird die Effektivität des empfan­ genen Pakets durch Überprüfen der Prüfsumme bestimmt, und der Ursprung des empfangenen Pakets wird durch Überprüfung der Präambel-Bytes bestimmt.

In einer Ausführungsform, die zwei periphere Einrichtungen um­ faßt, schließt das Funksignal von der ersten peripheren Ein­ richtung zwei Kopien des ersten Pakets innerhalb jedes Rahmens ein, und das Funksignal von der zweiten peripheren Einrichtung schließt zwei Kopien des zweiten Pakets innerhalb jedes Rah­ mens ein. Die vorbestimmten Zeitablaufbeziehungen schließen ein:

G1 < P

G2 < 2P + G1 < 3P

G3 < 2P + G2 < 5P

in welchen
P eine Paketübertragungszeit für jedes der ersten Pakete und der zweiten Pakete ist;
G1 ein Zeitintervall zwischen den ersten Paketen innerhalb des gleichen Rahmens ist;
G2 ein Zeitintervall zwischen den zweiten Paketen innerhalb des gleichen Rahmens ist; und
G3 ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Paketen jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Rahmen ist.

Dementsprechend ist eine Rahmenlänge größer als 8 Mal P.

Vorzugsweise sind die Funksignale Hochfrequenz- (RF-)Signale.

Eine Funksignalübertragungseinrichtung zum Kommunizieren einer ersten peripheren Einrichtung und einer zweiten peripheren Einrichtung mit einer Haupteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung schließt einen ersten und einen zweiten Funksignal­ sender ein, der für die ersten bzw. die zweiten peripheren Einrichtungen verwendet wird, und einen einigen Funksignalemp­ fänger. Der erste Funksignalsender ist elektrisch mit der er­ sten peripheren Einrichtung zum Modulieren eines Datenausgangs von der ersten peripheren Einrichtung in ein erstes Funksignal und zum Aussenden des ersten Funksignals verbunden, wobei das erste Funksignal zwei Kopien der ersten Pakete in Reihe inner­ halb jedes Rahmens einschließt. Der zweite Funksignalsender ist elektrisch mit der zweiten peripheren Einrichtung zum Mo­ dulieren eines Datenausgangs von der zweiten peripheren Ein­ richtung in ein zweites Funksignal und zum Aussenden des zwei­ ten Funksignals verbunden, wobei das zweite Funksignal zwei Kopien der zweiten Pakete in Reihe innerhalb jedes Rahmens einschließt. Der Funksignalempfänger ist elektrisch mit der Haupteinrichtung zum Empfangen der ersten und zweiten Funksi­ gnale mit einer gemeinsamen Antenne und zum Senden der ersten und zweiten Pakete zu der Haupteinrichtung verbunden. Die Übertragung der ersten und zweiten Pakete erfüllen die folgen­ den Bedingungen:

G1 < P

G2 < 2P + G1 < 3P

G3 < 2P + G2 < 5P

in welchen
P eine Paketübertragungszeit für jedes der ersten Pakete und der zweiten Pakete ist;
G1 ein Zeitintervall zwischen den ersten Paketen innerhalb des gleichen Rahmens ist;
G2 ein Zeitintervall zwischen den zweiten Paketen innerhalb des gleichen Rahmens ist; und
G3 ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Paketen jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Rahmen ist.

Vorzugsweise schließt der erste Funksignalsender einen Mikro­ controller, einen Modulator und eine Sendeantenne ein. Der Mi­ krocontroller ist elektrisch mit der ersten peripheren Ein­ richtung zum Transformieren des Datenausgangs von der ersten peripheren Einrichtung in die ersten Pakete und zum Aussenden eines Trägerfrequenz-Einstellsignals verbunden. Der Modulator ist elektrisch mit dem Mikrocontroller zum Bereitstellen eines Trägers für die ersten Pakete und zum Schalten einer Frequenz des Trägers zwischen einer Paketübertragungsfrequenz und einer Blindfrequenz in Reaktion auf das Trägerfrequenz- Einstellsignal verbunden. Die Sendeantenne ist elektrisch mit dem Modulator zum Aussenden des ersten Funksignals verbunden.

Vorzugsweise schließt der Modulator einen Synthesizer und ei­ nen gesteuerten Oszillator ein. Der Synthesizer ist elektrisch mit dem Mikrocontroller verbunden, um Frequenzdaten des Trä­ gerfrequenz-Einstellsignals damit zu laden und darin zu spei­ chern, und durch ein Freigabesignal, das in dem Trägerfre­ quenz-Einstellsignals eingeschlossen ist, ausgelöst zu werden, um ein Steuersignal zu erzeugen, das einen Frequenzpegel des Trägers anzeigt. Der gesteuerte Oszillator, der ein spannungs­ gesteuerter Oszillator sein kann, ist elektrisch mit dem Mi­ krocontroller und dem Synthesizer zum Schalten der Frequenz des Trägers zwischen der Paketübertragungsfrequenz und der Blindfrequenz in Reaktion auf das Steuersignal und zum Laden der Pakete auf den Träger bei der Paketübertragungsfrequenz verbunden.

Vorzugsweise wird der Synthesizer mit den Frequenzdaten des Trägerfrequenz-Einstellsignals geladen, während sich der span­ nungsgesteuerte Oszillator auf die Paketübertragungsfrequenz oder die Blindfrequenz einstellt.

Im allgemeinen weist der zweite Funksignalsender den gleichen Aufbau wie der erste Funksignalsender auf, und beide Sender werden über Hochfrequenz-(RF-)Signale betrieben.

Vorzugsweise schließt der Funksignalempfänger eine Empfangsan­ tenne, einen Demodulator und einen Mikrocontroller ein. Die Empfangsantenne wird zum Empfangen des ersten und/oder des zweiten Funksignals verwendet. Der Demodulator wird elektrisch mit der Empfangsantenne zum Demodulieren des Trägers bei der Paketübertragungsfrequenz verbunden, um die ersten und/oder die zweiten Pakete zu realisieren. Der Mikrocontroller ist elektrisch mit der Haupteinrichtung und dem Demodulator zum Filtern der ersten und/oder der zweiten Pakete verbunden, um effektive Daten zu der Haupteinrichtung zu übertragen.

Beispielsweise kann die Funksignalübertragungseinrichtung ge­ mäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden, damit eine Tastatur, eine Maus, eine Joystick und/oder eine Spieleplatt­ form mit einem Personalcomputer kommuniziert. Die Funksi­ gnalübertragungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch angewandt werden, damit eine Vielzahl von Spiele­ plattformen mit einer Spielekonsole kommuniziert.

Die vorliegende Erfindung kann am besten durch die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen verstanden werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das schematisch einen Aufbau ei­ ner Signalübertragungseinrichtung gemäß der vorlie­ genden Erfindung zeigt;

Fig. 2A-2F Wellenformdiagramme, wobei jedes die relative Phase der Rahmensequenz in dem ersten Sender zu der Phase der Rahmensequenz in dem zweiten Sender zeigt;

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm, das eine bevorzug­ te Ausführungsform eines Funksignalsenders gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm, das eine bevorzug­ te Ausführungsform eines Funksignalempfängers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Die vorliegende Erfindung wird nun spezifischer unter Bezug­ nahme auf die folgenden Ausführungsformen beschrieben werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die folgenden Beschreibungen von bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung hierin nur zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt werden; es ist nicht beabsichtigt, erschöpfend zu sein oder auf die genaue Ausbildung, die offenbart ist, beschränkt zu sein.

Man nehme bitte Bezug auf Fig. 1, die ein Blockdiagramm ist, das schematisch einen Aufbau einer Signalübertragungseinrich­ tung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Signalüber­ tragungseinrichtung 25 wird verwendet, damit vier periphere Einrichtungen 21, 22, 23 und 24 mit einer Haupteinrichtung 20 kommunizieren. Die von den vier peripheren Einrichtungen 21, 22, 23 und 24 zu der Haupteinrichtung 20 wahlweise zu übertra­ genden Daten werden in Funksignale einschließlich Datenpaketen durch ihre jeweiligen Funksignalsender 251, 252, 253 und 254 moduliert. Die von den verschiedenen peripheren Einrichtungen gesendeten Signale werden durch einen gemeinsamen Funksignal­ empfänger 255 empfangen und dann demoduliert, um die Daten für die Haupteinrichtung 20 zu realisieren. Verglichen mit der herkömmlichen, oben erwähnten Signalübertragungseinrichtung sind drei Funksignalempfänger und ihre jeweiligen Mikrocon­ troller weggelassen.

Unter dem obigen Hardware-Aufbau wird eine asynchrone Zeitbe­ reichs-Vielfachzugriffs-(A-TDMA-)Technik angewandt, um es zu­ zulassen, daß zwei oder mehrere Funksignale über den gleichen Trägerkanal übertragen werden. Es sei jedoch darauf hingewie­ sen, daß, wenn keine direkte Verbindung unter den Sendern be­ steht, um die Datenübertragung um geringerer Kosten willen zu synchronisieren, die Träger der Sender untereinander mehr oder weniger Phasendifferenzen aufweisen. Um die Störung der Funksignale, die in dem gleichen Frequenzkanal übertragen wer­ den, untereinander zu vermeiden, werden die Datenpakete ko­ piert und in Rahmen übertragen, und die Zeitintervalle zwi­ schen jeweils zwei Paketen für jedes Funksignal werden gere­ gelt, um die Übertragungszeitabläufe der Pakete zu staffeln. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß zumindest eine Kopie der Pakete innerhalb jedes Rahmens für jedes Funksignal an dem Empfänger ankommt, ungeachtet der Phasendifferenzen.

Nachstehend werden die Übertragungszeitabläufe der Pakete ge­ mäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, und Bei­ spiele werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2A-2F gegeben wer­ den, um die verschiedenen Datenübertragungssituationen einer RF-Moden-Übertragungseinrichtung zum Kommunizieren einer er­ sten peripheren Einrichtung und einer zweiten peripheren Ein­ richtung mit einer Haupteinrichtung zu veranschaulichen. Die Fig. 2A-2F sind Wellenformdiagramme, wobei jedes von diesen die relative Phase der Rahmensequenz in dem ersten Sender zu der Phase der Rahmensequenz in dem zweiten Sender zeigt. Wie in den Figuren gezeigt, können die ersten und die zweiten Funksignale T1 und T2 absichtlich oder zufällig synchronisiert werden oder untereinander mehr oder weniger Phasendifferenzen aufweisen.

Für die RF-Moden-Übertragungseinrichtung schließt das erste Funksignal T1, das von dem ersten Sender zum Kommunizieren der ersten peripheren Einrichtung mit der Haupteinrichtung gesen­ det wird, zwei Kopien des ersten Pakets P1 in Reihe innerhalb jedes Rahmens F ein, und das zweite Funksignal T2, das von dem zweiten Sender zum Kommunizieren der zweiten peripheren Ein­ richtung mit der Haupteinrichtung gesendet wird, auch zwei Ko­ pien der zweiten Pakete P2 in Reihe in der gleichen Rahmenein­ heit F wie oben ein. Überdies erfüllt die Übertragung der er­ sten und der zweiten Pakete P1 und P2 die folgenden Bedingun­ gen:

G1 < P

G2 < 2P + G1 < 3P

G3 < 2P + G2 < 5P

in welchen
P eine Paketübertragungszeit für jedes der ersten Pakete P1 und der zweiten Pakete P2 ist;
G1 ein Zeitintervall zwischen den beiden ersten Paketen P1 in­ nerhalb des gleichen Rahmens F ist;
G2 ein Zeitintervall zwischen den beiden zweiten Paketen P2 innerhalb des gleichen Rahmens F ist; und
G3 ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Paketen P1 jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Rahmen F ist.

In Anbetracht der obigen Zeitablaufbeziehungen ist es garan­ tiert, daß zumindest ein Paket von jedem Sender innerhalb je­ des Rahmens zu dem Empfänger ohne Kollision übertragen wird, wie in den Fig. 2A-2F gezeigt.

Die Hardware zum Durchführen des obigen A-TDMA-Verfahrens wird nachstehend veranschaulicht werden.

Man nehme bitte Bezug auf Fig. 3, die ein schematisches Block­ diagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Funksignalsenders der vorliegenden Erfindung ist. Der Funksi­ gnalsender schließt einen Mikrocontroller 41, einen Modulator 42 und eine Sendeantenne 43 ein. Der Mikrocontroller 41 ist elektrisch mit einer peripheren Einrichtung (nicht gezeigt) zum Empfangen von Daten von der peripheren Einrichtung die die Daten in Pakete transformiert, wovon jedes aus Präambel-Bytes, Daten und einer Prüfsumme besteht, und zum Aussenden eines Trägerfrequenz-Einstellsignals 51 verbunden. Der Modulator 42 schließt einen Synthesizer 421, einen spannungsgesteuerten Os­ zillator 422, einen Mischer 423 und einen Verstärker 424 ein. Nachdem er mit den Sendefrequenzdaten des Trägerfrequenz- Einstellsignals 51 von dem Mikrocontroller 41 geladen worden ist, wird der Synthesizer 421 durch ein Freigabesignal 52, das in dem Signal 51 eingeschlossen ist, ausgelöst, um ein Steuer­ signal 53 zu erzeugen. Der spannungsgesteuerte Oszillator 422 schaltet die Trägerfrequenz zwischen einer Sendefrequenz und einer Blindfrequenz in Reaktion auf das Steuersignal 53. Wäh­ rend die Sendefrequenz diejenige ist, die für eine Paketüber­ tragung verwendet wird und während der Paketperiode "P" ange­ legt wird, wird die Blindfrequenz während der Warteperioden G1, G2 und G3 angelegt. Die Frequenz wird geändert, um eine Störung zu vermeiden. Danach werden die Pakete P1 und P2 in den Träger C der Sendefrequenz in dem Mischer 423 geladen, um ein Funksignal T1 oder T2 zu bilden, das in dem Verstärker 424 verstärkt wird, und dann wird das Funksignal T1 oder T2 von der Antenne 43 gesendet.

Man nehme bitte Bezug auf Fig. 4, die ein schematisches Block­ diagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform des Funksi­ gnalempfängers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Funksignalempfänger schließt eine Antenne 51, einen Verstärker 52, einen Demodulator 53 und einen Mikrocontroller 54 ein. Die Funksignale von sämtlichen peripheren Einrichtungen werden durch die Antenne 51 empfangen und durch den Verstärker 52 verstärkt. Der Demodulator 53 demoduliert die Funksignale, um die Pakete zu isolieren. Die Pakete werden dann durch den Mi­ krocontroller 54 gefiltert, um die effektiven Daten zu reali­ sieren, die für die Haupteinrichtung bereitgestellt werden. Weil jedes der Pakete Präambel-Bytes, Daten und eine Prüfsumme einschließt, können diese Abschnitte verwendet werden, um das empfangene Paket zu identifizieren. Beispielsweise wird, wenn ein Paket jemals mit einem anderen Paket kollidiert ist, die Prüfsumme des empfangenen Pakets nicht die Überprüfung durch den Mikrocontroller 54 bestehen, und das Paket wird ignoriert werden. Wenn das Paket bestätigt wird, von der Prüfsumme her vollständig zu sein, können die Präambel-Bytes den Ursprung des Pakets mitteilen, und ob das Paket in einer Duplikation empfangen wird oder nicht.

Diese Ausführungsform einer Funksignalübertragungseinrichtung, die unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 veranschaulicht ist, ist besonders geeignet, mit einer Spielekonsole mit zwei Spie­ leplattformen verwendet zu werden.

Obwohl es die oben erwähnten Zeitablaufbeziehungen zulassen, daß zumindest ein Paket von jedem Sender innerhalb jedes Rah­ mens zu dem gemeinsamen Empfänger gesendet wird, sollte die Rahmenlänge optimiert werden, um die Übertragungsrate zu maxi­ mieren. Beispielsweise schließt jede Dauer P nicht nur die Zeit ein, während welcher das Paket übertragen wird, sondern auch die Zeit, die für den Synthesizer erforderlich ist, sich einzustellen, und für irgendwelche Aufgaben, die den Sender dazu veranlassen, daß er auf der Sendefrequenz bleibt. Deswe­ gen können, um die auf die Sendefrequenz verwendete Zeit zu minimieren, die Aktionen des Synthesizers und des spannungsge­ steuerten Oszillators so eingestellt werden, daß sie leicht überlappen. Beispielsweise wird, wenn der spannungsgesteuerte Oszillator die Trägerfrequenz von der Sendefrequenz zu der Blindfrequenz oder von der Blindfrequenz zu der Sendefrequenz als Reaktion auf das Steuersignal schaltet, eine Zeitperiode benötigt, um die Trägerfrequenz bei der Sendefrequenz oder der Blindfrequenz zu stabilisieren. Während der Stabilisierungspe­ riode kann der Synthesizer mit den Frequenzdaten des Träger­ frequenz-Einstellsignals im voraus geladen werden. Dadurch hat der Synthesizer die Frequenzdaten der Sendefrequenz geladen, während sich der spannungsgesteuerte Oszillator auf die Blind­ frequenz einstellt oder umgekehrt, so daß die Dauer P und die Gesamtübertragungszeit minimiert werden können.

Andererseits ist die Länge eines Rahmens gleich 2.G2 + 2.P = 2.P + G1 + G3, wobei beide wiederum größer als 8.P aufgrund der obigen Zeitablaufbeziehungen sein müssen. Mit anderen Wor­ ten sollte die Rahmenlänge zumindest 8 Mal die Dauer eines Pa­ kets betragen. Dementsprechend wird ein Ausführungsbeispiel wie folgt gegeben.

• - Bitrate jedes Senders = 62,5 kbps
• - Bitzeit = 16 µsec
• - Präamble-Bytes = 3 bytes
• - Daten = 6 bytes
• - Prüfsumme = 1 byte
• - P = 1,4 ms
• - G1 = 1,5 ms
• - G2 = 4, 5 ms
• - G3 = 7,5 ms
• - Rahmen = 11,8 ms.

Um zusammenzufassen: indem das Signalübertragungsverfahren und die -einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können Daten von zwei oder mehreren Funksendern von einem einzigen Empfänger in dem gleichen Frequenzkanal empfan­ gen werden. Folglich können die Kosten reduziert werden, und die Hardware kann integriert werden.

Claims (22)

1. Funksignalübertragungseinrichtung (25) zum Kommunizieren einer ersten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) und einer zweiten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) mit einer Haupteinrichtung (20), umfassend:
einen ersten Funksignalsender (251, 252, 253, 254), der elektrisch mit der ersten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) zum Modulieren eines Datenausgangs von der ersten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) in ein erstes Funksignal (T1) und zum Aussenden des ersten Funksignals (T1) verbunden ist, wobei das erste Funksignal (T1) zwei Kopien von ersten Paketen (P1) in Reihe innerhalb jedes Rahmens (F) einschließt;
einen zweiten Funksignalsender (251, 252, 254, 254), der elektrisch mit der zweiten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) zum Modulieren eines Datenausgangs von der zweiten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) in ein zweites Funksignal (T2) und zum Aussenden des zweiten Funksignals (T2) verbunden ist, wobei das zweite Funksignal zwei Kopi­ en von zweiten Paketen (P2) in Reihe innerhalb jedes Rah­ mens (F) einschließt; und
einen Funksignalempfänger (255), der elektrisch mit der Haupteinrichtung (20) zum Empfangen der ersten und zweiten Funksignale (T1, T2) mit einer gemeinsamen Antenne (51) und zum Senden der ersten und zweiten Pakete (P1, P2) zu der Haupteinrichtung (20) verbunden ist;
wobei die Übertragung der ersten und zweiten Pakete (P1, P2) die folgenden Bedingungen erfüllt:
G1 < P
G2 < 2P + G1 < 3P
G3 < 2P + G2 < 5P
in welchen
P die Paketübertragungszeit für jedes der ersten Pakete (P1) und der zweiten Pakete (P2) ist;
G1 ein Zeitintervall zwischen den ersten Paketen (P1) in­ nerhalb des gleichen Rahmens (F) ist;
G2 ein Zeitintervall zwischen den zweiten Paketen (P2) in­ nerhalb des gleichen Rahmens (F) ist; und
G3 ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Paketen (P1) jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Rahmen (F) ist.

2. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Funksignalsender (251, 252, 253, 254) einschließt:
einen Mikrocontroller 41, der elektrisch mit der ersten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) zum Transformieren des Datenausgangs von der ersten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) in die ersten Pakete (P1) und zum Aussen­ den eines Trägerfrequenz-Einstellsignals (S1) verbunden ist;
einen Modulator (42), der elektrisch mit dem Mikrocontrol­ ler (41) zum Bereitstellen eines Trägers (C) für die er­ sten Pakete (P1) und zum Schalten einer Frequenz des Trä­ gers (C) zwischen einer Paketübertragungsfrequenz und ei­ ner Blindfrequenz in Reaktion auf das Trägerfrequenz- Einstellsignal (S1) verbunden ist; und
eine Sendeantenne (43), die elektrisch mit dem Modulator (42) zum Aussenden des ersten Funksignals (T1) verbunden ist.

3. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator einschließt:
einen Synthesizer (421), der elektrisch mit dem Mikrocon­ troller (41) zum Laden mit Frequenzdaten des Trägerfre­ quenz-Einstellsignals (S1) und zum Speichern derselben darin verbunden ist und durch ein Freigabesignal (S2) aus­ gelöst wird, das in dem Trägerfrequenz-Einstellsignal (S1) eingeschlossen ist, um ein Steuersignal (S3) zu erzeugen, das einen Frequenzpegel des Trägers (C) anzeigt; und
ein gesteuerter Oszillator (422), der elektrisch mit dem Mikrocontroller (41) und dem Synthesizer (421) zum Schal­ ten der Frequenz des Trägers (C) zwischen der Paketüber­ tragungsfrequenz und der Blindfrequenz in Reaktion auf das Steuersignal (S3) und zum Laden der Pakete auf den Träger (C) bei der Paketübertragungsfrequenz verbunden ist.

4. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Oszillator (422) ein spannungsgesteuerter Oszillator ist.

5. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Funksignalsender (251, 252, 253, 254) einschließt:
einen Mikrocontroller (41), der elektrisch mit der zweiten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) zum Transformieren des Datenausgangs von der zweiten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) in die zweiten Pakete (P2) und zum Aus­ senden eines Trägerfrequenz-Einstellsignals (S1) verbunden ist;
einen Modulator (42), der elektrisch mit dem Mikrocontrol­ ler (41) zum Bereitstellen eines Trägers (C) für die zwei­ ten Pakete (P2) und zum Schalten einer Frequenz des Trä­ gers (C) zwischen einer Paketübertragungsfrequenz und ei­ ner Blindfrequenz in Reaktion auf das Trägerfrequenz- Einstellsignal (S1) verbunden ist; und
eine Sendeantenne (43), die elektrisch mit dem Modulator zum Aussenden des zweiten Funksignals (T2) verbunden ist.

6. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (42) ein­ schließt:
einen Synthesizer (421), der elektrisch mit dem Mikrocon­ troller (41) zum Laden mit Frequenzdaten des Trägerfre­ quenz-Einstellsignals (S1) und zum Speichern derselben darin verbunden ist und durch ein Freigabesignal (S2) aus­ gelöst wird, das in dem Trägerfrequenz-Einstellsignal ent­ halten ist, um ein Steuersignal (S3) zu erzeugen, das ei­ nen Frequenzpegel des Trägers (C) anzeigt; und
einen Steueroszillator (422), der elektrisch mit dem Mi­ krocontroller (41) und dem Synthesizer (421) zum Schalten der Frequenz des Trägers (C) zwischen der Paketübertra­ gungsfrequenz und der Blindfrequenz in Reaktion auf das Steuersignal (S3) und zum Laden der Pakete auf den Träger (C) bei der Paketübertragungsfrequenz verbunden ist.

7. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Oszillator (422) ein spannungsgesteuerter Oszillator ist.

8. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Synthesizer (421) mit den Frequenzdaten des Trägerfrequenz-Einstellsignals (S1) ge­ laden wird, während sich der spannungsgesteuerte Oszilla­ tor (422) auf die Paketübertragungsfrequenz oder die Blindfrequenz einstellt.

9. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funksignalempfänger (255) einschließt:
eine Empfangsantenne (51) zum Empfangen der ersten und/oder der zweiten Funksignale (T1, T2);
einen Demodulator (53), der elektrisch mit der Empfangsan­ tenne verbunden ist, zum Demodulieren des Trägers (C) bei der Paketübertragungsfrequenz, um die ersten und/oder die zweiten Pakete (P1, P2) zu realisieren; und
einen Mikrocontroller (54), der elektrisch mit der Haupt­ einrichtung (20) und dem Demodulator (53) verbunden ist, zum Filtern der ersten und/oder der zweiten Pakete (P1, P2), um Daten effektiv zu der Haupteinrichtung (20) zu übertragen.

10. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupteinrichtung (20) ein Personalcomputer ist und jede der ersten und zweiten peri­ pheren Einrichtungen (21, 22, 23, 24) aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einer Tastatur, einer Maus, einem Joystick und einer Spieleplattform besteht.

11. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupteinrichtung (20) eine Spielekonsole ist und die ersten und zweiten peripheren Einrichtungen (21, 22, 23, 24) zwei Spieleplattformen sind.

12. Funksignalübertragungseinrichtung (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Funksignale (T1, T2) Hochfrequenz-(RF-)Signale sind.

13. Funksignalübertragungsverfahren zum Kommunizieren einer Vielzahl von peripheren Einrichtungen (21, 22, 23, 24) mit einer Haupteinrichtung (20) über den gleichen Frequenzka­ nal, umfassend die folgenden Schritte:
Transformieren eines Datenausgangs von der Vielzahl von peripheren Einrichtungen (21, 22, 23, 24) in Pakete (P1, P2);
Modulieren der Pakete (P1, P2) in Funksignale (T1, T2), wobei jedes der Funksignale (T1, T2) eine Vielzahl von Ko­ pien von Paketen (P1, P2) innerhalb jedes Rahmens (F) ein­ schließt;
Übertragen der Funksignale (T1, T2) mit den Paketen (P1, P2) gemäß vorbestimmter Zeitablaufbeziehungen zwischen je­ weils zwei Paketen (P1, P2) für jedes der Funksignale (T1, T2), wodurch die Pakete (P1, P2) in einer Weise gestaffelt werden, welche es zuläßt, daß zumindest eine der Vielzahl von Kopien von Paketen (P1, P2) innerhalb jedes Rahmens (F) für jedes der Funksignale (T1, T2) ohne Kollision ge­ sendet werden; und
Empfangen und Reduzieren der Pakete (P1, P2), die frei von Kollision sind, auf effektive Daten, die der Haupteinrich­ tung (20) bereitgestellt werden.

14. Funksignalübertragungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der Funksignale (T1, T2) ei­ ne Trägerfrequenz zwischen einer Paketübertragungsfrequenz und einer Blindfrequenz für einen Paketübertragungsab­ schnitt bzw. einen Übertragungsabschnitt ohne Paket ge­ schaltet wird, um eine Störung zu vermeiden.

15. Funksignalübertragungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten in Pakete transformiert wer­ den, indem Präambel-Bytes und eine Prüfsumme zur Identifi­ kation hinzugefügt werden.

16. Funksignalübertragungsverfahren nach Anspruch 15, weiter umfassend einen Schritt des Bestimmens, ob das empfangene Paket effektiv ist, indem die Prüfsumme überprüft wird.

17. Funksignalübertragungsverfahren nach Anspruch 16, weiter umfassend einen Schritt des Bestimmens des Ursprungs des effektiven empfangenen Pakets durch Überprüfen der Präam­ bel-Bytes.

18. Funksignalübertragungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der peripheren Einrich­ tungen (21, 22, 23, 24) eine erste und eine zweite peri­ phere Einrichtung einschließt.

19. Funksignalübertragungsverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Funksignal (T1) von der ersten pe­ ripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) zwei Kopien der er­ sten Pakete (P1) innerhalb jedes Rahmens (F) einschließt und daß das Funksignal (T2) von der zweiten peripheren Einrichtung (21, 22, 23, 24) zwei Kopien der zweiten Pake­ te (P2) innerhalb jedes Rahmens (F) einschließt.

20. Funksignalübertragungsverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Zeitablaufbeziehun­ gen einschließen:
G1 < P
G2 < 2P + G1 < 3P
G3 < 2P + G2 < 5P
in welchen
P eine Paketübertragungszeit für jedes der ersten Pakete (P1) und der zweiten Pakete (P2) ist;
G1 ein Zeitintervall zwischen den ersten Paketen (P1) in­ nerhalb des gleichen Rahmens (F) ist;
G2 ein Zeitintervall zwischen den zweiten Paketen (P2) in­ nerhalb des gleichen Rahmens (F) ist; und
G3 ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Paketen (P1) jeweils in zwei aufeinanderfolgenden Rahmen (F) ist.

21. Funksignalübertragungsverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rahmenlänge größer als 8 Mal P ist.

22. Funksignalübertragungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Funksignale (T1, T2) Hochfrequenz- (RF-)Signale sind.