DE19624817B4

DE19624817B4 - Ausrichtbarer Sendeempfänger zum Erlernen veränderlicher Kodierungen

Info

Publication number: DE19624817B4
Application number: DE19624817.5A
Authority: DE
Inventors: Kurt A. Dykema; Floyd J. Peplinski
Original assignee: Prince Corp USA
Current assignee: Gentex Corp
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2016-06-22
Also published as: GB2302751A; CA2177410A1; GB9611544D0; CA2177410C; JP4145966B2; DE19624817A1; US5661804A; JPH09233566A; GB2302751B; JP2008228325A

Abstract

Ausrichtbarer Sendeempfänger (43) zum Empfangen eines Aktivierungssignals, welches eine veränderliche Kodierung umfasst und zum Erlernen von Charakteristiken aus dem Aktivierungssignal, um nachfolgend ein Signal auszusenden, welches die gleichen Charakteristiken aufweist, um eine Vorrichtung fernzubedienen, wobei der ausrichtbare Sendeempfänger Folgendes aufweist: – einen Empfänger zum Empfang eines Aktivierungssignals von einem Fernsender, – eine Steuerung (57), die an den Empfänger gekoppelt ist, und die in einem Lern- und in einem Betriebszustand betreibbar ist, wobei die Steuerung im Lernmodus das Aktivierungssignal empfängt, das Auftreten einer variablen Kodierung erkennt, einen vorgespeicherten kryptographischen Algorithmus identifiziert, der zu dem kryptographischen Algorithmus in Beziehung steht, der vom Fernsender verwendet wird, um die veränderliche Kodierung zu generieren und Daten speichert, die den kryptographischen Algorithmus und die letzte übertragene Kodierung des Aktivierungssignals identifizieren, wobei im Betriebszustand von der Steuerung (57) unter Verwendung des identifizierten kryptographischen Algorithmus und der Daten, welche die letzte ausgesandte Kodierung darstellen, Ausgangsdaten generiert werden, welche eine nächste sequenzielle Kodierung der variablen Kodierung darstellen, und – einen an die Steuerung (57) angeschlossenen Signalgenerator (73), der zum Empfang der Ausgangsdaten von der Steuerung (57) und zum Aussenden eines modulierten Signals ausgelegt ist, welches zu dem empfangenen Aktivierungssignal gehört und welches eine variable Kodierung umfasst, die von einem Empfänger der Fernvorrichtung zu deren Betätigung erkennbar ist, wobei der Sendeempfänger ferner Anzeigemittel aufweist, um einem Anwender anzuzeigen, einen Re-Synchronisationsvorgang durchzuführen, der zum Re-Synchronisieren des ausrichtbaren Sendeempfängers mit einem zweiten Empfänger verwendet wird, der zu einer fernbedienbaren Vorrichtung gehört, wobei der Sendeempfänger ferner Folgendes umfasst: – Eingabemittel, die an die Steuerung angeschlossen sind, um einen kryptographischen Schlüssel zu empfangen, der dem entspricht, der von dem zweiten Empfänger verwendet wird, der zu einer fernbedienbaren Vorrichtung gehört, zur Verwendung durch die Steuerung, wenn der identifizierte vorgespeicherte kryptographische Algorithmus ausgeführt wird, um die veränderliche Kodierung zu erzeugen.

Description

Ein ausrichtbarer Sendeempfänger (43) dient zum Erlernen und Aussenden eines Aktivierungssignals, das eine Rollkodierung oder eine andere veränderliche Kodierung umfasst, um eine Vorrichtung fernzubedienen, beispielsweise einen Garagentoröffner. Der ausrichtbare Empfänger (43) umfasst vorzugsweise einen Empfänger, einen Signalgenerator und eine Steuerung (57), die in einem Lernmodus oder in einem Betriebsmodus betrieben wird. Im Lernmodus erkennt die Steuerung (57) das Auftreten einer veränderlichen Kodierung, sie identifiziert einen vorgespeicherten kryptographischen Algorithmus, der zu dem kryptographischen Algorithmus in Beziehung steht, der durch den Fernsender zur Erzeugung der variablen Kodierung verwendet wird, und sie speichert Daten, die den kryptographischen Algorithmus identifizieren sowie die letzte übertragene Kodierung des Aktivierungssignals. Im Betriebszustand generiert die Steuerung Ausgangsdaten, die eine nächste sequenzielle Kodierung der veränderlichen Kodierung identifizieren, unter Verwendung des identifizierten kryptographischen Algorithmus und der Daten, welche die letzte übertragene Kodierung darstellen. Der Signalgenerator empfängt die Ausgangsdaten von der Steuerung und sendet ein moduliertes Signal aus, welches einem empfangenen Aktivierungssignal entspricht und eine variable Kodierung umfasst, die von einem Empfänger einer fernbedienbaren Vorrichtung erkennbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen ausrichtbaren Sendeempfänger. Die Erfindung betrifft insbesondere auf Hochfrequenz (”HF” bzw. engl. ”Radio Frequency” RF) ausrichtbare bzw. abstimmbare Sendeempfänger zur Ausrichtung auf ein Aktivierungssignal für eine Vorrichtung, die eine veränderliche Kodierung verwendet.
Elektrisch betätigte Öffnungsmechanismen für Garagentore sind eine zunehmend populäre Heimannehmlichkeit. Derartige Öffnungsmechanismen für Garagentore nutzen typischerweise einen batteriebetriebenen, portablen HF- bzw. RF-Sender zum Aussenden eines modulierten und kodierten HF-Signals zu einem separaten bzw. getrennten Empfänger, der in der Garage des Hauseigentümers angeordnet ist. Jeder Garagentorempfänger ist auf die Frequenz seines zugehörigen Fernsenders abgestimmt und demoduliert, um das Garagentor zu bedienen, eine vorgegebene Kodierung, die sowohl in den Fernsender als auch in den Empfänger einprogrammiert ist. Herkömmliche Fernsender bestanden aus einem tragbaren Gehäuse, welches typischerweise an eine Fahrzeugblende angeklipst ist oder auf andere Weise lose im Fahrzeug untergebracht ist. Im Laufe der Jahre eines Gebrauchs eines Fahrzeuges gehen diese Fernsender verloren, sie brechen, sie werden unansehnlich und schmutzig und ihre Anbringung an eine Sichtblende ist irgendwie unansehnlich. Ferner stellen sie ein Sicherheitsrisiko dar, wenn sie nicht sicher im Fahrzeug untergebracht sind.
Um diese Probleme zu lösen, offenbart die US 4 247 850 A einen Fernsender, der in eine Sichtblende eines Fahrzeugs eingebracht ist, und die US 4 447 808 A offenbart einen Fernsender, der in den Rückspiegelaufbau des Fahrzeugs integriert ist. Das dauerhafte Einbauen eines Fernsenders im Fahrzeugzubehör erfordert die Anschaffung und Installierung einer zugehörigen Empfängereinheit im Heim des Fahrzeugeigentümers, die auf dieselbe Frequenz wie der Sender abgestimmt ist und die auf dessen Modulationsschema und dessen Kodierung anspricht. Fahrzeugeigentümer, die bereits eine Garagentor-Empfangseinheit besitzen, sind dazu gezwungen, eine neue Empfangseinheit anzuschaffen, die zu dem Fernempfänger gehört, der dauerhaft in ihrem Fahrzeug eingebaut ist. Ferner ist es dann, wenn ein Fahrzeugeigentümer einen neuen Wagen anschafft, wahrscheinlich, dass der Eigentümer den Garagentorempfänger wiederum gegen einen anderen austauschen muss, der zu dem in dem neuen Fahrzeug eingebauten Fernsender gehört.
Die US 4 241 870 A offenbart ein Gehäuse, das in eine Überkopfkonsole eines Fahrzeugs eingebaut ist, um entfernbar einen speziell angepassten Garagentor-Fernsender aufzunehmen, derart, dass die Fahrzeugbatterien dem Fernsender Energie zuführen können. Damit besteht die Möglichkeit, dass dann, wenn der Fahrzeugeigentümer einen neuen Wagen anschafft, der Fernsender aus dem alten Wagen herausgenommen und im neuen Wagen untergebracht werden kann. Das Gehäuse in der Überkopfkonsole ist jedoch oftmals mechanisch nicht dazu ausgelegt, bestehende Garagentor-Fernsender aufzunehmen, so dass der Fahrzeugeigentümer einen speziell angepassten Fernsender und einen zugehörigen Empfänger kaufen muss.
Die US 4 595 228 A offenbart eine Überkopfkonsole für ein Fahrzeug, die ein Fach mit einer herabziehbaren Tür aufweist, um entfernbar einen bestehenden Fernsender für ein Garagentor aufzunehmen. Die Tür umfasst ein Paneel, das beweglich ist, um den Schalter des untergebrachten bestehenden Fernsteuersenders zu betätigen. Bei diesem Ansatz besteht jedoch das Problem, dass sich solche Fernsender für Öffner für Garagentore beachtlich in Form und Größe voneinander unterscheiden, so dass es schwierig ist, ein Gehäuse zu schaffen, das mechanisch zu den verschiedenen Marken von Fernsteuerungssendern kompatibel ist.
Um die gesamten vorstehenden Probleme zu lösen, wurde ein ausrichtbarer Sendeempfänger entwickelt, der in einen universellen Garagentoröffner integrierbar ist, und der dauerhaft in einem Fahrzeug untergebracht werden kann und der durch die Batterie des Fahrzeugs mit Energie versorgt wird. Dieser ausrichtbare Sendeempfänger ist dazu fähig, die Hochfrequenz, das Modulationsschema und die Datenkodierung eines bestehenden tragbaren Fernsteuerungs-HF-Senders zu erlernen, der mit einer bestehenden Empfangseinheit zusammenwirkt, die in der Garage des Fahrzeugeigentümers untergebracht ist. Somit kann, wenn ein Fahrzeugeigentümer einen neuen Wagen kauft, der eine derartige ausrichtbare Sendeempfangseinheit aufweist, der Fahrzeugeigentümer den Sender auf den bestehenden anklipsbaren Fern-HF-Sender des Fahrzeugeigentümers ausrichten, ohne dass eine neue Installation im Fahrzeug oder im Heim notwendig ist. Danach kann der alte anklipsbare Sender ausgemustert oder gelagert werden.
Wenn ein neues Haus gekauft wird oder wenn ein bestehender Garagentoröffner ersetzt wird, kann der ausrichtbare Sendeempfänger erneut ausgerichtet bzw. ”trainiert” werden, um auf die Frequenz und die Kodierung irgendeines neuen Garagentoröffnungsempfängers abgestimmt zu werden, der in das Garagentor-Öffnungssystem eingebaut ist oder nachträglich eingebaut wird. Der ausrichtbare Sendeempfänger kann so ausgerichtet werden, dass er mit jedem Fern-HF-Sender verwendbar ist, der von der Art ist, die zur Aktivierung eines Garagentor-Öffnungsmechanismus oder mit anderen ferngesteuerten Vorrichtungen wie Hauslampen, Zutrittstoren usw. verwendet wird. Das Ausrichten erfolgt nicht nur durch Erlernen einer Kodierung und eines Kodierungsformates (d. h. eines Modulationsschemas), es erfolgt auch durch die spezielle HF-Trägerfrequenz des durch jeden derartigen Fernsteuersender übersandten Signals. Nach dem Ausrichten betätigt der ausrichtbare Sendeempfänger den Öffnungsmechanismus für das Garagentor ohne die Notwendigkeit des Bestehens des separaten Fernsenders. Da der ausrichtbare Sendeempfänger ein integraler Bestandteil des Fahrzeugzubehörs ist, werden die Lagerungs- und Zugangsschwierigkeiten, die durch die existierenden ”Anklip”-Fernsteuerungssender auftreten, beseitigt. Zwei derartige ausrichtbare Sendeempfänger sind in der US 5 442 340 A , veröffentlicht am 15. August 1995 mit dem Titel ”Ausrichtbarer HF-Sender mit Dämpfungssteuerung” und der US 5 475 366 A , veröffentlicht am 12. Dezember 1995 mit dem Titel ”Elektrisches Steuerungssystem für Fahrzeugzubehör” offenbart.
Aufgrund des Auftretens von ”Kodierungsräubern”, die tragbare, auf eine Einzelfrequenz ausrichtbare Sendevorrichtungen verwenden, mit denen eine Kodierung erlernbar ist, die von einem ahnungslosen Opfer ausgesandt wird, um die Kodierung anschließend zu nutzen, um den Wagen eines Opfers zu stehlen, der mit einem ferngesteuerten schlüssellosen Zugangssystem ausgestattet ist, oder um z. B. in das Haus eines Opfers einzubrechen, das einen HF-betätigten Garagentoröffner aufweist, erwägen Hersteller von Garagentor-Öffnungsmechanismen, kryptographische Algorithmen zu implementieren, die eine variable Kodierung generieren. Die Aufnahme dieser Kodierung sollte in die Sender und die zugehörigen Empfänger erfolgen, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass ein Kodierungsräuber erfolgreich in die Garage irgendeiner Person eindringen kann, nachdem er eine speziell übersandte Kodierung abgespeichert hat. Wenn im Beispiel 2 so eine veränderliche Kodierung genutzt würde und ein Kodierungsräuber eine einfache Kodierung ermittelt, die von dem Sender des Eigentümers ausgesandt wird, würde der Empfänger des Systems nicht auf die anschließend vom Kodierungsräuber übersandte Kodierung ansprechen, da der Empfänger dann, wenn die Person anschließend das System genutzt hat, nur auf eine unterschiedliche Kodierung entsprechend des kryptographischen Algorithmus reagiert.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene kryptographische Algorithmen und Verfahren zur Implementierung derartiger Algorithmen aus dem Bereich ferngesteuerter schlüsselloser Schließsysteme für Fahrzeuge bekannt. Eine generelle Beschreibung derartiger Systeme sind in einer Publikation offenbart, die den Titel hat: ”Das Kreieren von Kodierungen für Fahrzeug-Fernsteuerungs-Sicherheitssysteme” von John Gordon, 14. Oktober 1994, veröffentlicht durch ”Home Office, Police Scientific Development Branch, Sandridge, St. Albans, UK”. Systeme, die veränderliche Kodierungen verwenden, senden veränderliche Kodierungen zu verschiedenen Anlässen. Im vorstehend beschriebenen Artikel werden zwei verschiedene Arten von zeitveränderlichen Kodierungen beschrieben, sogenannte Rollkodierungen (rolling Kodierungen) und Realtime Kodierungen (Echtzeitkodierungen). Rollkodierungen sind Kodierungen, die aufeinanderfolgend jedes Mal variieren, wenn eine Kodierung durch den Sender ausgesandt wird, entsprechend zu einem kryptographischen Algorithmus, der im Sender gespeichert ist. In derartigen Systemen speichert der Empfänger denselben kryptographischen Algorithmus wie der Sender und erkennt jede nachfolgende und verschiedene Kodierung, die durch den Sender ausgesandt wird, als zulässig, vorausgesetzt, sie entspricht einer Kodierung, die der Empfänger als nächstes entsprechend zu dem kryptographischen Algorithmus erwartet. Um zu wissen, welche Kodierung als nächstes gesendet oder empfangen wird, werden aufeinanderfolgende sequenzielle Seriennummern gespeichert, die identifizieren, welche Kodierung als letztes gesendet oder empfangen wurde, so dass die nächste Kodierung die entsprechende nächste sequenzielle Seriennummer aufweist.
Echtzeit-Kodierungen sind Kodierungen, die sich in Übereinstimmung mit einem kryptographischen Algorithmus in vorgegebenen periodischen Intervallen verändern, die durch eine Echtzeituhr jeweils im Sender und im Empfänger gemessen werden. Um sicherzustellen, dass die Uhren synchronisiert sind, kann die Uhr im Empfänger jeweils resynchronisiert werden, wenn eine legitimierte Kodierung vom Sender ausgesandt wird.
Die Synchronisation einer Rollkodierung schafft ihre eigenen Probleme, da eine neue Kodierung vom Sender jedes Mal dann erzeugt wird, wenn der Sender zum Aussenden aktiviert wird. Wenn der Sender somit außerhalb des Empfangsbereiches des Empfängers aktiviert ist, wird der Empfänger eine andere Kodierung erwarten, als sie der Sender nachfolgend aussendet. Wenn die letzte ausgesandte Kodierung zudem im flüchtigen Speicher gespeichert wird und die Energie unterbrochen wird, entweder beim Sender oder beim Empfänger, sind Sender und Empfänger nicht mehr miteinander synchronisiert. Es bestehen verschiedene Verfahren, um mit diesem Problem umzugehen, wobei einige dieser Verfahren in dem oben beschriebenen Artikel von John Gordon beschrieben sind. Bei einem Verfahren kann der Empfänger eine Kodierung akzeptieren, die in ein vorgegebenes Fenster nachfolgender Kodierungen einpasst ist, die der Sender zu dem kryptographischen Algorithmus aussenden konnte, um die letzte ausgesandte Kodierung weiterzurollen. Es würde jedoch niemals eine Kodierung akzeptiert, die dieselbe ist wie beim letzten Aussenden, da eine derartige Kodierung eine erlernte Kodierung repräsentieren könnte, die von einem Kodierungsräuber ausgesandt wird. Die ausgewählte Größe des Fensters entspricht einem Abwägen zwischen Sicherheit und einfacher Bedienung, je größer das Fenster ist, desto eher wird der Empfänger eine zufällig generierte Kodierung akzeptieren, was in einem weniger sicheren System resultiert, je schmaler das Fenster ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass das System komplett nicht mehr synchronisiert ist, was den legitimierten Nutzer frustrieren kann.
Ein weiteres Verfahren zur Behandlung des Synchronisationsproblems ist ein Zweieingangs-Synchronisationsverfahren, bei welchem der Empfänger so programmiert ist, dass er zwei aufeinanderfolgende legitimierte Kodierungen akzeptiert, wenn die erste empfangene Kodierung nicht diejenige ist, die der Empfänger erwartet. Wenn somit das Garagentor nach dem ersten Aussenden aufgrund einer unerwarteten Kodierung nicht aktiviert wird, kann der Bediener den Sender ein zweites Mal aktivieren, um die nächste darauffolgende Kodierung auszusenden und um den Empfänger dazu zu bewegen, zu bestimmen, ob die zwei aufeinanderfolgend ausgesandten Kodierungen eine zugelassene Kombination entsprechend zum kryptographischen Algorithmus darstellen.
Ein weiteres Verfahren eines Resynchronisierens eines Senders und eines Empfängers besteht darin, ein Mittel bereitzustellen, welches zum Aussenden eines Resynchronisierungs- oder eines Re-Start-Signals vom Sender dient, und zwar durch Aktivierung eines speziellen Druckknopfes oder einer Kombination von Druckknöpfen. Ein weiteres Verfahren besteht darin, einen Druckknopf auf dem Empfänger vorzusehen, der bei seiner Betätigung bewirkt, dass der Empfänger den nächsten vom Sender übertragenen Code akzeptiert und mit diesem resynchronisiert.
Ein anderer Weg, durch welchen ein Sender und ein Empfänger asynchron werden können, besteht, wenn mehr als ein Sender zur Aktivierung des Garagentores verwendet wird. In diesem Falle kann eine ID-Kodierung mit jedem Aktivierungssignal übersandt werden und der Empfänger kann dazu ausgelegt sein, das übersandte ID-Signal zu erkennen und auf eine getrennte Aufnahme zuzugreifen, welche zur ID-Nummer gehört, um zu bestimmen, welche Kodierung bzw. welche Kodierungen als nächstes vom Sender mit der ausgesandten ID-Kodierung erwartet werden.
Aufgrund der Verwendung zeitveränderlicher oder anderer veränderlicher Kodierungen wird ein möglicher Kodierungsräuber behindert, wobei Diebe versuchen könnten, ein Garagentor dadurch zu öffnen, dass sie durch verschiedene Kodierungen durchscannen, bis eine Kodierung ausgesandt wird, die das Garagentor aktiviert. Um diese Möglichkeit zu verhindern, kann ein Empfänger dahingehend programmiert werden, dass er es ablehnt, eine Kodierung zu akzeptieren, nachdem eine vorgegebene Anzahl nicht erfolgreicher Versuche gemacht wurde, um das Garagentor zu aktivieren. Ein Scannen kann ebenfalls damit verhindert werden, dass ein extrem großer Bereich von Kodierungen verwendet wird, indem ein Kodierungswort von 32 oder mehr Kodierungen zur Anwendung kommt.
Im obengenannten Papier führt Professor Gordon aus, dass Systemdesigner nicht annehmen sollten, dass ihre kryptographischen Algorithmen ein Geheimnis bleiben. Daher empfiehlt Professor Gordon kryptographische Algorithmen, die einen kryptographischen Schlüssel verwenden, der einzigartig in Hinsicht auf den Satz von Sendern und Empfängern jedes einzelnen Systems ist. Somit würde sogar dann, wenn ein Dieb den kryptographischen Algorithmus kennt, der Dieb auch den einzigartigen kryptographischen Schlüssel wissen müssen, der durch den Algorithmus genutzt wird, der im Empfänger gespeichert wird. Solche kryptographischen Schlüssel wurden typischerweise im Sender und im Empfänger gespeichert, aber sie wurden normalerweise nicht durch den Sender übertragen und waren damit auch nicht auf andere Weise durch einen möglichen Dieb erhältlich. Wenn ferner ein kryptographischer Schlüssel von 32 Bit oder mehr genutzt wird, ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Dieb den Schlüssel erraten konnte, praktisch ausgeschlossen.
Aufgrund des Auftretens von Kodierungsräubern wünschen die Hersteller von Garagentor-Öffnungssystemen, ihre Systeme so sicher wie möglich auszugestalten. Je sicherer das System ist, desto schwieriger wird es jedoch für den legitimierten Anwender des Systems, seinen fahrzeugtrainierbaren Sender an die Kodierungen anzupassen, die ausgesandt werden müssen, um ihre Garagentore zu aktivieren. Somit schafft die Verwendung variabler Kodierungen durch die Hersteller von Garagentor-Öffnungssystemen Schwierigkeiten und Probleme im Design von ausrichtbaren Sendeempfängern, die dazu imstande sein müssen, ein erlerntes HF-Signal auszusenden und in Ergänzung dazu eine Kodierung, die variiert. Dieses Problem schafft nicht nur Schwierigkeiten für die Hersteller von fahrzeuginstallierten ausrichtbaren Sendeempfängern, es schafft auch ein Handelsproblem für die Hersteller von Garagentor-Öffnungssystemen, die es wünschen, dass ihre Systeme kompatibel sind mit den fahrzeuginstallierten ausrichtbaren Sendeempfängern und die dennoch sicher vor Kodierungsräubern sein sollten.
Die Erfindung löst dieses Problem durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Die Erfindung schafft einen ausrichtbaren Sendeempfänger, der dazu in der Lage ist, ein empfangenes Signal zu identifizieren, welches eine variable Kodierung umfasst. Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, einen ausrichtbaren Sendeempfänger zu schaffen, der einen kryptographischen Algorithmus identifiziert, der von einem Sender verwendet wird und von einem zugehörigen Empfänger, auf der Basis von Charakteristiken eines vom Sender empfangenen Signals. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, einen ausrichtbaren Sendeempfänger zu schaffen, der dazu in der Lage ist, ein Aktivierungssignal zu erlernen und nachfolgend zu einem Empfänger unter Verwendung eines kryptographischen Algorithmus auszusenden. Schließlich besteht ein weiterer Aspekt der Erfindung darin, einen ausrichtbaren Empfänger zu schaffen, der dazu in der Lage ist, einen kryptographischen Schlüssel zu empfangen und den kryptographischen Schlüssel in einem kryptographischen Algorithmus zu nutzen, der dem entspricht, der vom Sender und vom Empfänger eines Garagentor-Öffnungssystems genutzt wird. Ein anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, einen ausrichtbaren Sendeempfänger zu schaffen, der dazu in der Lage ist, ein Resynchronisierungssignal zu erlernen, das von einem Sender ausgesandt wird, und der dazu in der Lage ist, das Re-Synchronisierungssignal zu einem Empfänger zurückzusenden, um zu dem ausrichtbaren Sendeempfänger mit dem Empfänger zu synchronisieren bzw. zu resynchronisieren.
Um diese und andere Vorteile zu erreichen und entsprechend der Aufgabe der Erfindung in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel und mit der vorliegenden Beschreibung, umfasst der erfindungsgemäße Sendeempfänger einen Empfänger zum Empfang eines Aktivierungssignals von einem Fernsender und eine an den Empfänger angeschlossene Steuerung, die in einem Lern- und in einem Betriebsmodus betreibbar ist. Im Lernmodus empfängt die Steuerung das Aktivierungssignal, sie erlernt die übertragene HF-Frequenz und sie erkennt das Vorliegen einer veränderlichen Kodierung. Sie identifiziert daraufhin einen vorgespeicherten kryptographischen Algorithmus auf der Basis der empfangenen Kodierung des kryptographischen Algorithmus, der von dem Fernsender verwendet wird. Der vorgespeicherte Algorithmus entspricht diesem Sendealgorithmus, der zur Generierung der variablen Kodierungen verwendet wird. Die Steuerung speichert die Daten, die diesen kryptographischen Algorithmus identifizieren und die letzte übersandte Kodierung des Aktivierungssignals. Im Betriebsmodus generiert die Steuerung ein HF-Ausgangssignal, das durch Daten moduliert ist, die eine nächste sequenzielle Kodierung der variablen Kodierungen repräsentieren, unter Verwendung des identifizierten kryptographischen Algorithmus und der Daten, die die letzte übertragene Kodierung darstellen. Der ausrichtbare Sendeempfänger umfasst ferner einen Signalgenerator, der an die Steuerung angeschlossen ist, um die Ausgangsdaten von der Steuerung zu empfangen und um ein moduliertes HF-Signal auszusenden, welches in der Frequenz dem empfangenen Aktivierungssignal entspricht und das eine variable Kodierung umfasst, die durch einen Empfänger der Fernsteuerungsvorrichtung für dessen Aktivierung erkennbar ist.
Die vorstehenden und weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine teilweise perspektivische Ansicht eines Fahrzeuginneren mit einer Überkopfkonsole zur Unterbringung eines ausrichtbaren Sendeempfängers der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines ausrichtbaren Sendeempfängers der vorliegenden Erfindung;
3 eine perspektivische Ansicht einer Blende, die den erfindungsgemäßen ausrichtbaren Sendeempfänger beinhaltet;
4 eine perspektivische Ansicht einer Spiegelanordnung, die die erfindungsgemäße Sendeempfangseinrichtung beinhaltet;
5 ein elektrisches Schaltkreisdiagramm, teilweise im Blockform und teilweise in schematischer Form, des erfindungsgemäßen ausrichtbaren Sendeempfängers;
6A ein elektrisches Schaltkreisdiagramm, teilweise in Blockform und in schematischer Form, welches Details des Schaltkreises aus 5 veranschaulicht;
6B ein elektrisches Schaltkreisdiagramm in schematischer Form, welches die Details des spannungsgesteuerten Oszillators der 6A veranschaulicht.
7 ein elektrisches Schaltkreisdiagramm, welches teilweise in Blockansicht und teilweise in schematischer Ansicht die Details der phasengesperrten Schleife in 6A veranschaulicht;
8 ein Flussdiagramm der Programmierung des Mikrokontrollers, der in 5 und 6A gezeigt ist;
9A–9G ein Flussdiagramm der Ausrichtungs- bzw. Abstimmungssequenz, die durch den in 5 und 6A dargestellten Mikrokontroller durchgeführt wird;
10 ein Flussdiagramm einer Daten-Verifikations-Unterroutine, die von dem in 5 und 6A dargestellten Mikrokontroller während des Ausrichtungsprogrammes angewendet wird;
11A bis 11B ein Flussdiagramm einer Kodierungs-Unterroutine, die während des Ausrichtungsprogrammes von dem Mikrokontroller aus 5 und 6A durchgeführt wird;
12 ein Flussdiagramm einer Verdichtungs-Unterroutine, die in dem Ausrichtungsprogramm verwendet wird, welches von dem in 5 und 6A dargestellten Mikrokontroller ausgeführt wird; und
13 ein Flussdiagramm einer Rollkodierungs-Identifizierung (RCID) und einer Ausrichtungs-Unterroutine, die im Lernprogramm verwendet wird, das von dem Mikrokontroller in 5 und 6A durchgeführt wird.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen ausrichtbaren Sendeempfänger 43. Der ausrichtbare Sendeempfänger 43 umfasst drei Druckknopf-Schalter 44, 46 und 47, eine lichtemittierende Diode (LED) 48, ein elektrisches Schaltkreisboard und zugehörige Schaltkreise, die in einem Gehäuse 45 untergebracht werden können. Wie in näherem Detail unten beschrieben, können die Schalter 44, 46 und 47 jeweils zu einem separaten Garagentor oder zu einer anderen zu steuernden Vorrichtung gehören. Das Gehäuse 45 des ausrichtbaren Sendeempfängers 45 ist bevorzugt derart geeignet dimensioniert, dass es im Fahrzeugzubehör, z. B. in einer Überkopfkonsole 45, wie in 1 gezeigt, untergebracht werden kann. In der in 1 gezeigten Konfiguration umfasst der ausrichtbare Sendeempfänger 43 elektrische Leiter, die an das elektrische System des Fahrzeuges angeschlossen sind, um Energie von der Fahrzeugbatterie zu empfangen. Die Überkopfkonsole 50 umfasst weiteres Zubehör, beispielsweise Kartenleselampen 52, die durch Schalter 54 gesteuert werden. Es kann ferner einen elektronischen Kompass und dessen Display (nicht dargestellt) umfassen.
Der ausrichtbare Sendeempfänger 43 kann alternativ auch permanent in das Fahrzeugzubehör eingebracht sein, beispielsweise in eine Sichtblende 51 (3) oder in einen Rücksichtspiegelaufbau 53 (4). Obwohl der ausrichtbare Sendeempfänger 43 hier nur im Einbau in eine Sichtblende und eine Spiegelanordnung und als entfernbar in einem Überkopfkonsolenfach dargestellt wird, kann der ausrichtbare Sendeempfänger auch permanent oder entfernbar im Armaturenbrett des Fahrzeuges oder in einer anderen geeigneten Lokation des Fahrzeuginneren untergebracht werden.
System-Hardware
5 zeigt den elektrischen Schaltkreis des ausrichtbaren Sendeempfängers 43 in Blockform und in schematischer Form. Der ausrichtbare Sendeempfänger 43 umfasst eine herkömmliche Schalter-Schnittstellenschaltung 49, die an einen Anschluss von jedem der Druckknopf-Schalter 44, 46 und 47 angeschlossen ist, deren jeweils verbleibender Anschluss mit Erde verbunden ist. Der Schnittstellenschaltkreis 49 koppelt die Signalinformation von den Schaltern 44, 46, 47 an die Eingangsanschlüsse 62 eines Mikrokontrollers 57, der Teil eines ausrichtbaren Sendeempfängerschaltkreises 55 ist. Eine Energiezufuhr 56 ist in herkömmlicher Art an die Fahrzeugbatterie 60 angeschlossen, über eine Verbindung 61. Sie ist ferner an die verschiedenen Verbindungen eines ausrichtbaren Sendeempfängerschaltkreises 55 angeschlossen, um die notwendige Betriebsspannung in herkömmlicher Weise zuzuführen. Ergänzend zum Mikrokontroller 57 umfasst der Sendeempfängerschaltkreis 55 einen Hochfrequenz-Schaltkreis 58 (HF bzw. in den USA ”RF”), der an den Mikrokontroller 57 und an eine Antenne 59 angeschlossen ist.
Wie vorstehend beschrieben, können die Schalter 44, 46 und 47 jeweils einer verschiedenen zu steuernden Vorrichtung entsprechen, beispielsweise verschiedenen Garagentoren, elektrisch bedienten Zugangstoren, Hauslichtsteuerungen oder dergleichen, die jeweils ihre eigene individuelle Bedienung haben, die zu verschiedenen Radiofrequenzkanälen für einstellbare Sendeempfänger 43 gehören. Sobald der HF-Kanal, der zu einem der Schalter 44, 46 und 47 gehört, an ein HF-Aktivierungssignal B angepasst wurde, welches von einem portablen Fernsteuerungssender 65 (beispielsweise) für einen Garagentoröffner 66 (beispielsweise) ausgesandt wird, wird der Sendeempfänger 43 ein HF-Signal T aussenden, welches die gleichen Charakteristiken aufweist wie das Aktivierungssignal B zur Aktivierung bzw. Betätigung einer Vorrichtung, beispielsweise ein Garagentoröffner 66, wenn der entsprechende Schalter (44, 46, 47) für einen Moment gedrückt wird. Somit kann der Sendeempfänger 43 nachfolgend mittels Identifizieren und Speicherns der Trägerfrequenz, des Modulationsschemas und der Datenkodierung eines empfangenden HF-Aktivierungssignals B, welches von einem Fernsender 65 stammt, ein HF-Signal T aussenden, welches die identifizierten Charakteristiken des HF-Signals B hat, die dazu notwendig sind, eine Vorrichtung wie beispielsweise eine Garagentoröffnung 66 zu aktivieren. Jeder HF-Kanal kann auf ein verschiedenes HF-Signal B abgestimmt bzw. ausgerichtet werden, so dass eine Vielzahl von Vorrichtungen in Ergänzung eines Garagentoröffners 66 durch Drücken eines entsprechenden Schalters 44, 46 und 47 aktiviert werden können. Diese weiteren Vorrichtungen können z. B. zusätzliche Garagentoröffner umfassen, ein Hausinnen- oder -außenlicht oder ein Heimsicherheitssystem oder irgendeine andere Hausannehmlichkeit, die dazu in der Lage ist, ein HF-Steuerungssignal zu empfangen.
Der Mikrokontroller 57 umfasst Dateneingangsanschlüsse 62 zum Empfang von Signalen von der Schalterschnittstelle 49, die die Schließzustände der Schalter 44, 46 und 47 anzeigen. Ein zusätzlicher Eingangsanschluss 62a kann dazu vorgesehen sein, Eingangsdaten von anderen Quellen zu empfangen, beispielsweise von einem Reihenverbindungsanschluss zum Empfang heruntergeladener Informationen, von einem stimmaktivierten Schaltkreis oder von einem Fahrzeugdaten-Eingangssystem. Der Eingangsanschluss 62a ist dazu vorgesehen, Dateneingaben zu empfangen, die direkt vom Anwender oder von anderen Quellen eingegeben werden. Solche Daten können beispielsweise ein Programmkommando, ein kryptographischer Schlüssel, eine Identifizierung der Marke und/oder des Modells des Fernsteuerungssenders 65 oder den kryptographischen Algorithmus an sich umfassen.
Der Mikrokontroller 57 hat zusätzlich einen an eine LED 48 angeschlossenen Ausgang, die erleuchtet wird, wenn einer der Schalter 44, 46 und 47 geschlossen wird. Der Mikrokontroller 57 ist so programmiert, dass er dem LED 48 Signale bereitstellt, so dass diese langsam blinkt, wenn der Schaltkreis in einen Ausrichtungs- bzw. Lernmodus für einen der mit den Schaltern 44, 46 und 47 verbundenen HF-Kanäle eintritt und um schnell zu leuchten und zu blinken, wenn ein Kanal erfolgreich ausgerichtet wurde, und um langsam in bestimmter Weise doppelt zu blinken, um dem Nutzer und Bediener anzuzeigen, dass er den Fernsteuerungssender erneut betätigen soll. Alternativ kann die LED 48 eine Mehrfarben-LED sein, die ihre Farbe verändert, um anzuzeigen, wenn ein Kanal erfolgreich ausgerichtet wurde oder um es dem Bediener anzuzeigen, dass er den Fernsender erneut reaktivieren soll. Wenn der ausrichtbare Sendeempfänger 43 einmal ausgerichtet worden ist, leuchtet die LED 48 kontinuierlich bei der Aktivierung eines Knopfes bzw. eines Schalters 44, 46 oder 47 während seines Niederdrückens, um dem Anwender anzuzeigen, dass der Sendeempfänger ein Signal T aussendet.
Der Mikrokontroller 57 umfasst erfindungsgemäß ferner einen Anschluss 62b, um ein Display bzw. eine Anzeigeeinrichtung 64 anzuschließen und um eine Bedienerschnittstelle zu schaffen, die es dem Bediener anzeigt, dass verschiedene Operationen während der Lernphase und der Bedienung des ausrichtbaren Sendeempfängers durchgeführt werden sollen. Erfindungsgemäß kann der Mikrokontroller 57 eine Mitteilung an einen Nutzer ausgeben, um eine Resynchronisierungs-Ausrichtung durchzuführen oder um eine Sendeoperation auszuführen, wenn diese benötigt wird, um den ausrichtbaren Sendeempfänger mit dem Empfänger des Garagentor-Öffnungsmechanismus 66 zu synchronisieren. Ferner kann der Mikrokontroller 57 eine Mitteilung anzeigen, die es dem Anwender anzeigt, dass er einen Sendeknopf auf dem Fernsender aktivieren muss, um zu bestimmen, ob sich die Sendekodierung verändert hat, um derart zu identifizieren, dass eine variable bzw. veränderliche Kodierung (engl. ”variable code”) vorliegt. Ergänzend kann der Mikrokontroller 57 eine Nachricht anzeigen, die angibt, dass das empfangene Signal erfolgreich erlernt wurde und um ergänzende Nachrichten anzuzeigen, die dazu nützlich sind, den Bedienteil durch eine Ausrichtungs- bzw. Lernsequenz zu führen.
6A zeigt die Details eines Sendeempfängerschaltkreises 55, der einen Mikrokontroller 57, einen HF-Schaltkreis 58 und eine Antenne 59 umfasst. Der Mikrokontroller 57 umfasst einen nichtflüchtigen Speicher (NVM), ein Random-Access-Memory (RAM) und er kann weitere geeignete, im Handel erhältliche integrierte Schaltkreise umfassen, beispielsweise nach Art eines MC6805B4 integrierten Schaltkreises, der von der Firma Motorola erhältlich ist.
Die Antenne 59 ist bevorzugt eine dynamisch abstimmbare Antenne, die eine kleine Schleifenantenne 70 umfasst, deren einer Anschluss mit Erde verbunden ist und deren anderer Anschluss an die Anode einer Varactor-Diode 71 angeschlossen ist. Die Varactor-Diode 71 verändert die Impedanzcharakteristiken der Schleifenantenne 70 in Erwiderung einer Steuerungsspannung, die an die Kathode der Varactor-Diode 71 angelegt wird, wodurch die Resonanzfrequenz der kleinen Schleifenantenne 70 verändert wird. Diese Steuerungsspannung wird durch den Mikrokontroller 57 bestimmt, der ein Antennensteuerungs-Digitalausgangssignal ausgibt, und zwar zu den Eingangsanschlüssen 72' eines Digital/Analog-Wandlers 72 (DIA), der an die Kathode der Varactor-Diode 71 gekoppelt ist. Mittels Verwendung einer dynamisch abgestimmten Antenne kann der Mikrokontroller 57 derart programmiert werden, dass er die Resonanzfrequenz 59 selektiv abstimmt bzw. einstellt, um die Aussendung der Antenne und die Empfangscharakteristiken für jede einzelne Frequenz zu maximieren, bei der ein HF-Signal ausgesandt oder empfangen wird.
Die Antenne 59 ist somit dynamisch abstimmbar ausgewählt, um die Effizienz zu maximieren, bei der die Antenne ein empfangenes elektromagnetisches HF-Signal in ein elektrisches Signal umsetzt, während eines Empfangsmodus, und um die Effizienz zu maximieren, mit der die Antenne 59 ein ausgesandtes elektromagnetisches HF-Signal im Aussendemodus abstrahlt. Ergänzend kann dann, wenn die Antenne 59 dynamisch an eine Resonanzfrequenz abgestimmt ist, die der Trägerfrequenz des ausgesandten Signals entspricht, die Antenne 59 unerwünschte harmonische Effekte aus dem auszusendenden Signal entfernen. Bevorzugt ist die Schleifenantenne 70 senkrecht zum Fahrzeugdach angeordnet, um den Vorteil der reflektierenden Eigenschaften des Fahrzeuges zu nutzen, um hierdurch die Sendereichweite und die Sensitivität des Sendeempfängers zu erhöhen, wenn er in einem Fahrzeug angeordnet wird. Die Art, in der der Mikrokontroller 57 die Antenne 59 steuert, wird später unter Bezug auf das Flussdiagramm der 8 näher beschrieben.
An die Antenne 59 zum Aussenden von erlernten HF-Steuerungssignalen ist ein HF-Schaltkreis 58 angeschlossen, der einen spannungsgesteuerten Oszillator VCO 73 (VCO Voltage Controlled Oscillator) aufweist, der einen Steuerungseingangsanschluss hat, der an einen Datenausgangsanschluss des Mikrokontrollers 57 gekoppelt ist, um die Frequenzausgabe des VCO 73 zu steuern. Der detaillierte Aufbau eines für die vorliegende Erfindung geeigneten VCOs ist in 6B dargestellt.
Das VCO 73 umfasst zwei Abschnitte – einen Oszillator 103, der ein sinusförmiges Signal ausgibt, das durch ASK-Daten moduliert sein kann, und einen IC-Resonator 104, der ein veränderliches Frequenzresonanzsignal für den Oszillator 103 bereitstellt. Der Oszillator 103 umfasst einen Oszilliertransistor 110, der einen Kollektor aufweist, der an eine positive Spannungsquelle VEE angeschlossen ist, eine Basis, die an einen ersten Anschluss eines Kondensators 112 angeschlossen ist, und einen Emitter, der an Erde angeschlossen ist, über einen Schalttransistor 114. Ein Puffertransistor 116 hat eine Basis, die an einen zweiten Anschluss des Kondensators 112 angeschlossen ist, einen Kollektor, der an eine positive Quellspannung VEE angeschlossen ist, und einen Emitter, der an einen ersten Anschluss eines Widerstandes 118 angeschlossen ist, dessen zweiter Anschluss an Erde angeschlossen ist und zwar über einen Schalttransistor 114. Der Schalttransistor 114 hat eine Basis, die an den Mikrokontroller 57 angeschlossen ist, um ASK-Daten zu empfangen, derart, dass der Schalttransistor 114 selektiv den Emitter der Transistoren 110 und 116 mit Erde koppelt. Auf diese Weise moduliert der Schalttransistor 114 selektiv das Signal am VCO-Ausgang 73', das am Emitter des Puffertransistors 116 anliegt.
Der IC-Resonator 104 umfasst einen ersten Kopplungskondensator 120, dessen einer Anschluss an die Basis des Oszilliertransistors 110 angeschlossen ist und dessen anderer Anschluss an einen ersten Anschluss einer Spule bzw. an eine Induktivität 122 angeschlossen ist. Ein zweiter Koppelkondensator 124 weist einen Anschluss auf, der an den Emitter des Oszilliertransistors 110 angeschlossen ist und dessen anderer Anschluss an die Kathoden der ersten und zweiten Varactor-Dioden 126 und 128 angeschlossen ist. Die Anode der ersten Varactor-Diode 126 ist an den ersten Anschluss der Spule 122 und den ersten Koppelkondensator 120 angeschlossen und die Anode der zweiten Varactor-Diode 128 ist mit einem zweiten Anschluss der Spule 122 verbunden, die mit Erde gekoppelt ist. Die Varactor-Dioden 126 und 128 und die Spule 122 bilden einen Resonanz-LC-Kreis, der eine variable Resonanzfrequenz hat, die variiert wird, indem die Spannung variiert wird, die zu den Kathoden der Varactor-Dioden 122 und 128 geführt wird, über einen Widerstand 130, der an eine Spannungssteuerklemme 73'' angeschlossen ist.
Der HF-Schaltkreis 58 umfasst ferner einen Verstärker mit variablem Verstärkungsgrad VGA 74 (VGA Variable Gain Amplifier), dessen einer Eingang an einen Ausgang des VCO 73 angeschlossen ist und der dem Eingang eines Sendeverstärkers 77 Signale zuführt und zwar über einen Koppelschaltkreis 76. Ein Ausgangskondensator 78 ist zwischen einen Ausgang des Übertragungsverstärkers 77 und die Kathode der Varactor-Diode 71 gekoppelt.
Der HF-Schaltkreis 58 umfasst ergänzend einen Kondensator 80, der an die Kathode der Varactor-Diode 71 angeschlossen ist, um einen Mischer 79 (engl. Mixer) mit einer Antenne 59 zu koppeln. Ein Pufferverstärker 81 weist einen Eingang auf, der an einen Ausgang des VCO 73 angeschlossen ist und der Signale davon einem Eingang des Mischers 79 zuführt, dessen verbleibender Eingangsanschluss an einen Kondensator 80 angeschlossen ist, um Signale von der Antenne 59 zu empfangen. Ein Bandpassfilter 82 weist einen Eingang auf, der Signale von einem Ausgang des Mischers 79 empfängt, und er weist einen Ausgang auf, der an einen Eingang eines Verstärkers 83 gekoppelt ist. Der Bandpassfilter 82 weist bevorzugt eine enge Bandbreite auf und eine Mittelfrequenz von 3 MHz, um ein Datensignal mit 3 MHz Frequenzkomponenten durchzulassen, während alle anderen Signalausgaben vom Mischer 79 gesperrt werden.
Der Ausgang des Verstärkers 83 ist an den Eingang eines Integrators 84 angeschlossen, dessen Ausgang an einen Dateneingang des Mikrokontrollers 57 angeschlossen ist. Der Integrator 84 integriert und richtet das Signal gleich, welches vom Verstärker 83 zugeführt wird, um derart die 3 MHz-Frequenzkomponente aus dem Signal zu entfernen und um dem Mikrokontroller 57 eine demodulierte Darstellung der Datenkodierung (data code) des Fernsenders zur Verfügung zu stellen.
Ergänzend umfasst der HF-Schaltkreis 58 einen seriellen Port bzw. Schnittstelle und eine Steuerungslogikschaltung 75, die Eingangsanschlüsse aufweist, die an eine serielle Datenadressleitung 75' (SDA) und an eine serielle Steuerungslogik(SCL)-Leitung 75'' angeschlossen sind. Der VCO-Ausgang 73' ist ferner an einen Eingang eines Puffers 91 angeschlossen, dessen Ausgang an einen Rückkopplungseingang eines phasen-gesperrten Schleifenschaltkreises 85 angeschlossen ist. Ein Referenzoszillator umfasst einen Kristall 86 und weist erste und zweite Anschlüsse auf, die über einen Verstärker 87 an einen Komparator-Verstärker 88 angeschlossen sind. Der Referenzoszillator 86 ist so an einen Uhren- bzw. Zeiteingang der Steuerung 57 angeschlossen und an den phasen-geschlossenen Schleifenschaltkreis 85, dass er ein Referenzsignal zuführt, welches mit der Signalausgabe des VCO 73 verglichen werden kann.
Der HF-Schaltkreis 58 umfasst ferner einen Tiefpassfilter 89, der einen Eingangsanschluss hat, der an einen Ausgang 85 des phasen-geschlossenen Schleifenschaltkreises 85 angeschlossen ist, um eine Steuerspannung zu halten, die einem Spannungssteuerungsanschluss 73'' eines VCO 73 über einen Spannungssteuerungspuffer 90 zugeführt wird.
Der VCO 73 gibt ein HF-Signal aus, das eine Frequenz aufweist, die eingestellt werden kann, indem die Spannung verändert wird, die seinem Spannungssteuerungsanschluss 73'' zugeführt wird. Die HF-Signalausgabe vom VCO 73 wird mit amplitudenverschobenen, verschlüsselten (ASK = Amplitude Shift-Keyed) ASK-Daten moduliert, die vom Mikrokontroller 57 bereitgestellt werden, wenn er im Übertragungsmodus betrieben wird. Das modulierte HF-Ausgabesignal des VCOs 73 wird dem VGA 74 zugeführt. Das VGA 74 verstärkt das modulierte HF-Signal, das vom VCO 73 zugeführt wird, entsprechend zu einem Verstärkungs-Steuersignal, das vom seriellen Eingang und von der Steuerungs-Logikschaltung 75 bereitgestellt wird, in Erwiderung zu Steuerungssignalen, die vom Mikrokontroller 57 über die SCL-Leitung 75'' und die SDA-Leitung 75' ausgesendet werden. Der VGA 74 kann mit einem Paar Differenzverstärker versehen sein und mit einem digitalgesteuerten Stromteiler, der Strom von einem der Differenzverstärker auf den anderen Differenzverstärker aufteilt, wodurch wahlweise die Verstärkung des VGAs 74 verkleinert wird. Wie weiter unten detaillierter beschrieben, wird der Verstärkungspegel des VGA 74 als Funktion des Betriebszyklus und der Frequenz des Signals bestimmt, welches vom VCO 73 auszugeben ist.
Die in ihrer Verstärkung eingestellte Ausgabe des VGAs 74 wird zum Koppelschaltkreis 76 geführt, der ungewünschte Harmonische aus der HF-Signalausgabe des VGAs 74 ausfiltert. Bevorzugt umfasst der Koppelschaltkreis 76 einen 22-Ohm-Widerstand, der mit einem 470 pF-Kondensator in Serie geschaltet ist. Das gefilterte Ausgangssignal des Koppelschaltkreises 76 wird dann dem Sendeverstärker 77 zugeführt, der die gefilterte Ausgabe auf einen geeigneten Sendepegel verstärkt. Die Ausgabe des Sendeverstärkers 77 wird einer Antenne 59 über einen Ausgangskondensator 78 zugeführt, der bevorzugt eine Kapazität von 470 pF aufweist.
Frühere Systeme haben einen veränderlichen Spannungsteiler genutzt, um die Spannung der Signalausgabe einer VCO mit relativ hoher Spannung herabzusetzen. Diese Systeme neigen jedoch dazu, unerwünschte harmonische Komponenten zusammen mit dem erwünschten Aktivierungssignal zu übertragen. Es ist wünschenswert, diese harmonischen Komponenten aus der HF-Signalausgabe des VCO 73 zu entfernen, da der Ausgangsspannungspegel derartiger harmonischer Komponenten, die von der Antenne 59 ausgesandt werden, bei der Berechnung eines erlaubbaren Ausgangsenergiepegels unter FCC-Richtlinien einkalkuliert werden muss. Mit anderen Worten. Je größer die Amplitude der harmonischen Frequenzkomponenten-Ausgabe der Antenne 59 ist, desto geringer ist die übertragene Amplitude der gewünschten Trägerfrequenzkomponente. Derart bietet die Verwendung des VGA 74, des Koppelschaltkreises 76 und des Verstärkerschaltkreises 77, die eine niedrigenergetische HF-Signalausgabe vom VCO 73 verstärken und filtern, einen deutlichen Vorteil gegenüber einem Übertragungsschaltkreis, der einen veränderlichen Spannungsteiler benutzt, um ein relativ hochenergetisches HF-Ausgangssignal eines VCOs zu dämpfen.
Der Mischer 79 mischt von einer Antenne 59 empfangene HF-Signale mit einem Referenz-HF-Signal, welches durch das VCO 73 generiert wird und über einen Puffer 81 zum Mischer 79 geführt wird. Die Ausgabe des Mischers 79 umfasst verschiedene Signalkomponenten, worunter eine Komponente ist, die das empfangene HF-Signal darstellt, die aber eine Trägerfrequenz hat, die der Differenz der Trägerfrequenz des empfangenen HF-Signals und der Frequenz des HF-Referenzsignals entspricht, welches durch den VCO 73 generiert wird. Das Ausgangssignal des Mischers 79 wird dem Eingang des Bandpassfilters 82 zugeführt, der bevorzugt eine enge Bandbreite hat, die ungefähr um eine Frequenz von 3 MHz liegt, derart, dass der Bandpassfilter 82 nur ein kodiertes Signal ausgibt, wenn die Frequenz des HF-Referenzsignals, die durch das VCO 73 erzeugt wird, 3 MHz über oder unter der Trägerfrequenz des empfangenen HF-Signals liegt. Damit werden die verbleibenden Signalkomponenten der Ausgabe des Mischers 79 durch den Bandpassfilter 82 gesperrt. Das kodierte Ausgangsdatensignal des Bandpassfilters 82 wird durch einen Verstärker 83 verstärkt und durch den Integrator 84 integriert, um ein Signal zu schaffen, welches die gleiche Datenkodierung aufweist, wie die Ausgabe eines Fernsenders 65 (5). Ein geeigneter Mischer, Verstärker und Integrator zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind im obengenannten US-Patent Nr. 5,442,340 offenbart, welches den Titel hat ”Ausrichtbarer HF-Sender mit Dämpfungssteuerung”.
Die Datensignalausgabe des Integrators 84, die typischerweise amplitudenversetzte Daten erzeugt (amplitude shift-keyed data ASK), weist ebenfalls dasselbe Datenformat auf, wie das HF-Aktivierungssignal B, welches durch den Fernsender 65 übersandt wird. Die ASK-Datenausgabe des Integrators 84 wird dem Mikrokontroller 57 zur weiteren Verarbeitung und Speicherung zugeführt. Die Art, in welcher der Mikrokontroller 57 diese ASK-Daten verarbeitet und speichert und den HF-Schaltkreis 58 steuert, wird nachfolgend detaillierter beschrieben, in Anschluss an eine Beschreibung des Teils des HF-Schaltkreises 58, der ein Spannungssteuerungssignal für den VCO 73 bereitstellt.
Der Abschnitt des HF-Schaltkreises 58, der das Spannungssteuerungssignal für den VCO 73 zuführt, umfasst eine phasenstarre Schleifenschaltung 85, einen Referenzoszillator 86, einen Verstärker 87, einen Komparatorverstärker 88, einen Tiefpassfilter 89, einen Spannungskontrollpuffer 90 und einen VCO-Ausgabepuffer 91. Die Art, in der dieser Abschnitt des HF-Schaltkreises arbeitet, wird unter Bezug auf 7 beschrieben, die die detaillierte Konstruktion des phasenstarren Schleifenschaltkreises 85 darstellt. Der phasenstarre Schleifenschaltkreis 85 umfasst ein ”Teile-durch-R”-Register 92, welches einen Eingang aufweist, der an den zweiten Anschluss des Referenzoszillators 86 angeschlossen ist. Ein ”Teile-durch-N”-Register 93 weist einen Eingang auf, der an den Ausgang des VCO-Ausgangspuffers 91 angeschlossen ist. Die Ausgänge der Register 92 und 93 sind an Eingangsanschlüsse eines Phasen-/Frequenzdetektors 94 gekoppelt, der einen Ausgang aufweist, der an den Eingang einer Steuerungslogikschaltung 95 gekoppelt ist. Die Steuerlogikschaltung 95 weist wiederum ein Paar Anschlüsse auf, das an Eingänge einer Senke-/Quellenschalterschaltung 98 angeschlossen ist, die einen Ausgangsanschluss aufweist, der an den Eingang des Tiefpassfilters 89 angeschlossen ist. Bevorzugt umfasst der Tiefpassfilter 89 einen 560 Ohm-Widerstand, der an den Ausgang des phasenstarren Schleifenschaltkreises 85 angeschlossen ist, einen 1,2 μF-Kondensator, der in Serie mit dem 560 Ohm-Widerstand geschaltet ist, und einem 0,1 μF-Kondensator, der parallel zum 560 Ohm-Widerstand und den 1,2 μF-Kondensator geschaltet ist.
Die erste Aufgabe des phasenstarren Schleifenschaltkreises 85 ist es, die Frequenz der HF-Signalausgabe des VCOs 73 mit der des Referenzoszillators 86 zu vergleichen und die Spannung, die dem Spannungssteueranschluss des VCO 73 zugeführt wird, derart auszusteuern, dass die Frequenz der HF-Signalausgabe des VCOs 73 in vorgegebener Beziehung zur Frequenz des Referenzoszillators 86 steht. Die vorgegebene Beziehung zwischen den Frequenzen dieser jeweiligen Signale ist ein Verhältnis von zwei Variablen R und N, die dem ”Teile-durch-R”-Register 92 bzw. dem ”Teile-durch-N”-Register 93 zugeführt werden und zwar vom Mikrokontroller 57 über den seriellen Port und die Steuerungs-Logikschaltung 75. Mathematisch kann die Beziehung zwischen den Frequenzen f_VCO der HF-Signalausgabe des VCOs 73 und die Frequenz f_REF der Signalausgabe des Referenzoszillators 86 wie folgt ausgedrückt werden: f_VCO = N / Rf_REF wobei f_REF ein konstanter Wert von beispielsweise 4 MHz ist. Somit kann unter Verwendung von f_REF 4 MHz und R = 4 die Frequenz von f_VCO auf einen Wert von ”N” MHz ausgesteuert werden. Wenn f_REF und R konstant gehalten werden, vergrößert ein Erhöhen von N die Frequenz f_VCO entsprechend. Wenn der Wert von R vergrößert wird, kann die Frequenz f_VCO feiner ausgesteuert werden. Auf der anderen Seite gilt: Je kleiner der Wert von R ist, desto größer ist der Bereich, in dem f_VCO operieren kann. Bevorzugt werden die Werte von R und N als 8-Bit-Daten bereitgestellt.
Die Ausgaben des ”Teile-durch-R”-Registers 92 und des ”Teile-durch-N”-Registers 93 werden einem Phasen-/Frequenzdetektor 94 zugeführt, der die Frequenz der Signalausgabe des ”Teile-durch-N”-Registers 93 mit der Frequenzausgabe des ”Teile-durch-R”-Registers 92 vergleicht und der Ausgangsimpulse bereitstellt, die der Frequenzdifferenz entsprechen. Der Phasen-/Frequenzdetektor 94 kann in herkömmlicher Art und Weise aufgebaut sein. Wenn die jeweiligen Frequenzen gleich sind, gibt der Phasen-/Frequenzdetektor 94 gepulste Steuerungssignale an die Schalter 99 und 100 der Senken-/Quellenschaltung 98 ab, so dass beide Schalter 99 und 100 offenbleiben. Wenn die beiden Schalter 99 und 100, die Festkörperschalter sein können, beispielsweise CMOS- oder Bipolartransistoren, des Senken-/Quellenschalterschaltkreises 98 offengehalten werden, wird die zum Spannungskontrollanschluss des VCO 73 geführte Spannung durch einen Puffer 90 und durch die in den Kondensatoren des Tiefpassfilters 89 gespeicherte Spannung konstant gehalten.
Wenn die Frequenz der Signalausgabe vom ”Teile-durch-N”-Register 93 kleiner ist als die Frequenzsignalausgabe des ”Teile-durch-R”-Registers 92, führt der Phasen-/Frequenzdetektor 94 gepulste Steuerungssignale zu den Schaltern 99 und 100 und bewirkt, dass der Schalter 99 geschlossen wird und der Schalter 100 offensteht. Wenn der Schalter 99 geschlossen wird, wird eine Spannung VCC von fünf Volt (beispielsweise) zum Kondensator des Tiefpassfilters 89 geführt, wodurch die Spannung vergrößert wird, die am Spannungssteuerungsanschluss des VCOs 73 liegt. Die vergrößerte Spannung am Spannungssteuerungsanschluss des VCOs 73 bewirkt, dass der VCO 73 die Frequenz seines HF-Ausgangssignals vergrößert, was wiederum die Frequenz der Signalausgabe des ”Teile-durch-N”-Registers 93 vergrößert. Wenn die Frequenzen der Signalausgabe des ”Teile-durch-R”-Registers 92 und des ”Teile-durch-N”-Registers 93 gleich groß sind, stellt der Phasen-Frequenz-Detektor 94 Steuerungssignale zur Verfügung und zwar für die Schalter 99 und 100, die den Schalter 99 öffnen und den Schalter 100 in geöffneter Stellung belassen.
Wenn die Frequenz der Signalausgabe des ”Teile-durch-N”-Registers 93 größer ist als die Frequenz der Signalausgabe des ”Teile-durch-R”-Registers 92, gibt der Phasen-/Frequenzdetektor 94 Steuerungssignale an die Schalter 99 und 100 aus, die bewirken, dass der Schalter 99 offen bleibt und dass der Schalter 100 geschlossen wird. Wenn der Schalter 100 geschlossen ist, ist der Kondensator im Tiefpassfilter 89 mit Erde verbunden, so dass er sich entlädt. Das Entladen des Kondensators im Tiefpassfilter 89 verkleinert die dem Spannungssteueranschlusses des VCO 73 zugeführte Spannung, was bewirkt, dass der VCO 73 die Frequenz des Ausgangs-HF-Signals herabsetzt. Somit wird die Frequenz des Ausgangssignals des ”Teile-durch-N”-Registers 93 verringert, bis der Phasen-/Frequenzdetektor 94 ermittelt, dass die Frequenzen der Signalausgaben des ”Teile-durch-R”-Registers 92 und des ”Teile-durch-N”-Registers 93 gleich groß sind. Der Steuerungsschaltkreis 95 ist dazu vorgesehen, den Phasen-Frequenzdetektor 94 wahlweise mit der Senken-/Quellenschalterschaltung 98 zu verbinden bzw. von dieser zu lösen, entsprechend zu dem Logikpegel der ASK-Daten, die aus dem Speicher des Mikrokontrollers 57 während eines Übertragungsmodus ausgelesen werden. Während eines Sendemodus aktiviert und deaktiviert der Mikrokontroller 57 das VCO 73 unter Verwendung der in seinem Speicher gespeicherten ASK-Daten für den ausgewählten Kanal, um die ASK-Daten auf das Trägerfrequenzsignal zu modulieren, das von dem VCO 73 generiert wird, um die erlernte Datenkodierung zu übertragen. Wenn der VCO 73 durch die ASK-Daten deaktiviert wird, fällt die Frequenz der Signalausgabe des VCOs 73, wie durch den phasenstarren Schleifenschaltkreis 85 ermittelt, auf Null. Wenn im phasenstarren Schleifenschaltkreis 85 nicht geeignete Mittel vorgesehen wären, würde der Phasen-/Frequenzdetektor 94 den Senken-/Quellen-Schalterschaltkreis 98 derart steuern, dass die Frequenzsteuerspannung, die dem VCO 73 zugeführt wird, signifikant vergrößert wird, wenn der VCO 73 deaktiviert ist. In diesem Fall würde der VCO 73 bei einem Deaktivieren sofort die Übertragung bei einer Trägerfrequenz beginnen, die weit von der Gewünschten entfernt liegt. Um zu verhindern, dass der phasenstarre Schleifenschaltkreis 85 die Frequenz des VCO 73 dramatisch vergrößert, während ein deaktivierter Status besteht, ist der Steuerlogikschaltkreis 95 vorgesehen, der selektiv den Phasen-/Frequenzdetektor vom Senken-/Quellenschalterschaltkreis 98 trennt, wenn die ASK-Daten auf einem Pegel stehen, der das VCO 73 deaktiviert.
Um die Phasenbeziehung zwischen den Signalausgaben des ”Teile-durch-R”-Registers 92 und des ”Teile-durch-N”-Registers 93 nach einem Deaktivieren des VCOs 73 aufrechtzuerhalten, werden die ASK-Daten, die von dem Speicher des Mikrokontrollers 57 während eines Übertragungsmodus ausgelesen werden, dazu genutzt, das ”Teile-durch-R”-Register 92 und das ”Teile-durch-N” Register 93 synchron mit dem VCO 73 zu aktivieren und zu deaktivieren, was ebenfalls auf der Basis des ASK-Datensignals erfolgt.
Um während eines Lernmodus die Übertragung von Signalen zu verhindern, steuert der serielle Eingangs-Steuerlogikschaltkreis 75 (6A) das Aktivieren und Deaktivieren des VGAs 74 und des Sendeverstärkers 77 durch Anlegen eines Sende-Steuerungssignales TX. Entsprechend stellt der serielle Port- und Steuerungslogikschaltkreis 75 ein Empfangssteuersignal RX zur Verfügung, das dazu genutzt wird, den Mischer selektiv zu aktivieren und zu deaktivieren sowie den Empfangspuffer 81, den Verstärker 83 und den Integrator 84, wie dargestellt durch die gestrichelte Linie (Aktivierungseingabe) in 6A.
Der HF-Schaltkreis 58 ist bevorzugt in einen anwendungsspezifischen integrierten Baustein (ASIC) 101 integriert, der unter Anwendung bekannter integrierter Schaltkreistechnologie hergestellt wird. In dem in 6A dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die folgenden Elemente auf einem Substrat 102 des ASIC 101 vorgesehen: das VGA 74, der Senderverstärker 77, der Mischer 79, der Empfangspuffer 81, der Verstärker 83, der Integrator 84, der phasenstarre Schleifenschaltkreis 85, der Verstärker 87, der Komparator 88, der Spannungs-Steuerpuffer 90 und der Oszillatorabschnitt 103 des VCOs 73. Obwohl der Koppelschaltkreis 75, der Ausgangskondensator 78, der Eingangskondensator 80, der Bandpassfilter 82, der Referenzoszillator 86, der Tiefpassfilter 89 und der LC-Resonatorabschnitt 104 des VCOs 73 nicht als integriert in dem ASIC 101 dargestellt sind, um das Umschließen relativ großer Kondensatoren im Substrat 102 zu verhindern, können diese Elemente nichtsdestotrotz auch in das ASIC 101 integriert werden.
Systembetrieb
Nachdem die elektrischen Schaltkreiselemente der Sendeempfängerschaltung 55 beschrieben wurden, soll nunmehr die Art und Weise, in der der Mikrokontroller 57 den Sendeempfängerschaltkreis 55 kontrolliert, unter Bezug auf die 8, 9A–9G, 10, 11A–11B, 12 und 13 erläutert werden. In den 9A–9G sind die Transferabschnitte des Flussdiagrammes jeweils durch einen Buchstaben bezeichnet, dem optional eine Nummer nachfolgt. Dieser Bezugsbuchstabe bezieht sich auf den Bezugsbuchstaben der Figurenziffer, die 9 folgt. Beispielsweise bezeichnet der Transferport C einen Transfer des Prozesses zu einem Transfereingang mit dem Buchstaben C in 9C. Die optionale Ziffer, die dem Referenzzeichen folgt, bezeichnet einen von mehreren Eingangspunkten in dem Prozess, der in den Figuren dargestellt ist, die dem Bezugsbuchstaben entsprechen. Beispielsweise bezeichnet der Transfereingang mit der Bezeichnung ”E1” einen Übergang zum Prozess in 9E beim Übergangs-Eingangstor (transfer entry port) mit dem Buchstaben E1.
Wie im Test des Blockes 200 angedeutet (8) beginnt die Bedienung, wenn einer der Druckknopfschalter 44, 46 und 47 betätigt wird. Nach der Betätigung von einem dieser Schalter 44, 46 und 47 empfängt der Mikrokontroller 57 durch das Interface 49 ein Signal (5) und initialisiert seine Eingänge und sein Random Access Memory (RAM), wie in Block 202 angezeigt. Als nächstes beginnt das Programm einen 20-Sekunden-Zeitblock-”timer” (Block 204) und liest den Kanal, der dem Schalter 44, 46 und 47 entspricht, welcher gedrückt worden ist (Block 206). Als nächstes bestimmt das Programm des Mikrokontrollers 57, ob der ausgewählte Kanal bereits ausgerichtet bzw. abgestimmt (erlernt) worden ist (Block 208). Wenn das ausgewählte Signal bereits erlernt wurde, lädt der Mikrokontroller 57 die mit dem ausgewählten Kanal verbundenen Daten in sein RAM (Block 210), setzt die Verstärkung des VGAs 74 und die auszugebende Frequenz des VCOs 73 und stimmt die Antenne 59 entsprechend auf die Daten des ausgewählten Kanals ab (Block 212).
Der Mikrokontroller 57 setzt die Frequenz des VCOs 73 dadurch, dass er die entsprechenden Ausgangssignale schafft, welche die Werte von R und N beinhalten, die dem ”Teile-durch-R”-Register 92 und dem ”Teile-durch-N”-Register 93 über den seriellen Port und die Steuerungslogikschaltung 75 zugeführt werden.
Der Mikrokontroller 57 setzt die Verstärkung des VGA 74, indem er ein Steuerungssignal bereitstellt und dem seriellen Port und dem Steuerlogikschaltkreis 75 über die SCL- und SDA-Leitung zuführt. Das einem Verstärkungssteuereingang des VGAs 74 zugeführte Verstärkungssteuersignal (gain) kann aus einem 5-Bit-Wert bestehen, das 32 mögliche Verstärkungspegel definiert. Da die FCC-Auflagen verschiedene Spannungspegel erlauben, auf der Basis des Arbeitszyklus (duty cycle) des übertragenen Signals, ist es für den ausrichtbaren Sendeempfänger vorteilhaft, wenn er die Verstärkung des ausgesandten Signals dynamisch einstellen kann. Durch Bereitstellung einer Anzahl möglicher Verstärkungspegel kann der Sendeempfänger 43 damit mit dem maximal möglichen Energiepegel für jede verschiedene Frequenz arbeiten und für jedes kodierte Signal, das er aussenden soll.
Um den geeigneten Verstärkungspegel für ein gegebenes übertragenes Aktivierungssignal zu optimieren, ermittelt der Mikrokontroller 57 zunächst mit einem Blick auf die Frequenz des zu übertragenden Signals dessen relative Stärke. Unter der Annahme, dass jeder der 32 möglichen Verstärkungspegel einer verschiedenen natürlichen Zahl zwischen 0 und 32 entspricht – mit der Zahl ”0” als Wiedergabe der maximalen Verstärkungseinstellung und der Zahl ”32” als Wiedergabe der minimalen Verstärkungseinstellung – wählt der Mikrokontroller 57 einen Eingangsverstärkungspegel auf der Basis der Frequenz des zu übertragenden Signals aus. Zum Beispiel kann der Mikrokontroller 57 einen Eingangsverstärkungspegel von ”Fünf” für ein stark energetisches Signal und einen Eingangsverstärkungspegel von ”Null” für ein relativ schwachenergetisches Signal auswählen. Dann bestimmt der Mikrokontroller 57 den ”DUTY”-Zyklus der Kodierung, indem er eine vorgegebene Anzahl totaler Abtastungen der Kodierungen innerhalb einer vorgegebenen Periode von Zeit ermittelt, die Anzahl der Kodierungsabtastungen mit einem höheren logischen Pegel zählt und diese Anzahl mit einem hohen Pegel mit einer vorgegebenen Konstante zur Ermittlung eines Produktes multipliziert und das Produkt durch die vorgegebene Anzahl totaler Abtastungen teilt. Der Mikrokontroller 57 justiert den ausgewählten Eingangssignalpegel auf der Basis der ”DUTY”-Zyklen. Wenn beispielsweise der Eingangsverstärkungspegel ”5” ist, justiert der Mikrokontroller 57 den Verstärkungspegel auf einen Pegel, der zwischen ”5” und ”32” liegt, wobei der niedrigste Pegel ”32” dem höchsten DUTY-Zyklus entspricht und der höchste Verstärkungspegel ”5”, der den Eingangspegel nicht übersteigt, dem untersten DUTY-Zyklus. Der Mikrokontroller 57 kann ferner einen Verstärkungspegel auf der Basis einer Bestimmung dessen ermitteln, ob die Datenkodierung schnell oder langsam ist. Als Beispiel dafür, wie ein DUTY-Zyklus eines kodierten Signales bestimmt werden kann und wie ein Ausgangsspannungspegel auf der Basis des DUTY-Zyklus und der Frequenz des zu übertragenden Signals ermittelbar ist, sei auf die Beschreibung des bereits genannten US-Patents Nr. 5,442,340 verwiesen. Die Art, in der der Mikrokontroller 57 bestimmt, dass die im empfangenen Aktivierungssignal eingeschlossene Kodierung schnell oder langsam ist, wird nachfolgend beschrieben.
Die Verstärkung des VGAs 74 kann vorzugsweise zwischen 15 und 20 dB variiert werden, wobei der Übertragungsverstärker 77 bevorzugt eine Verstärkung von 25 dB aufweist. Zusammen stellen der VGA 74 und der Übertragungsverstärker 77 eine veränderliche Verstärkung von 10 dB zur Verfügung. Bevorzugt liegt die Ausgangsspannung des Senders 43 zwischen 0 und 5 dBm.
Der Mikrokontroller 57 stimmt die Antenne 59 ab, indem er Antennensteuerdaten für den D/A-Wandler 72 bereitstellt. Die Antennensteuerdaten weisen bevorzugt einen 8-Bit-Wert auf, der aus der Frequenz des VCOs 73 berechnet werden kann oder der aus einer Tabelle ausgelesen werden kann, die einen aufgelisteten 8-Bit-Wert umfasst, zusammen mit verschiedenen Frequenzen, die von dem VCO 73 ausgegeben werden können. Im Allgemeinen wird die Spannungsausgabe des D/A-Wandlers 72 so gesteuert, dass sie zwischen 0,5 und 4,5 V liegt und zwar linear in Bezug auf einen 220 bis 440 MHz-Frequenzbereich. Entsprechend bewirkt jede Erhöhung im 8-Bit-Wert, der durch den Mikrokontroller 57 dargestellt wird, eine 15,6 mV Erhöhung in der Ausgabespannung des D/A-Wandlers 72. Die 8-Bit-Antennensteuerungsdaten können vorab gespeichert werden, in Verbindung mit dem selektierten Kanal oder sie können aus den Frequenzdaten berechnet werden, nachdem die Daten aus dem Speicher gelesen werden. Die Kapazität der Varactor-Diode 71 variiert linear und invers zu der an ihrer Anode anliegenden Spannung. Zum Beispiel kann die Varactor Diode 71 eine Kapazität von 14 pF aufweisen, wenn die angelegte Spannung 0,5 V beträgt und eine Kapazität von 2,4 pF, wenn die angelegte Spannung 4,5 V beträgt. Auf diese Weise kann die kleine Schleifenantenne 70, die eine relativ kleine Bandbreite zum Empfangen und Aussenden von Signalen aufweist, derart eingestellt werden, dass sie eine Resonanzfrequenz aufweist, die der Trägerfrequenz eines übertragenen oder empfangenen Signals entspricht, so dass sie ein HF-Aktivierungssignal von einem Fernsender effektiver empfängt und auch effektiver das HF-Sendesignal des Sendeempfängers 76 ausstrahlt. Durch Bereitstellen der Fähigkeit einer dynamisch einstellbaren Antenne 59 durch Variierung der Verstärkung des Ausgangssignals, das der Kathode der Varactor-Diode 71 über den Ausgangskondensator 78 zugeführt wird, erhält der ausrichtbare Sendeempfänger 95 eine passende Impedanz der Antenne 59 unter der Ausgangsimpedanz des HF-Schaltkreises 58 bei.
Nach dem Setzen der Verstärkung des VGAs 74, der Frequenz des VCOs 73 und dem Einstellen der Antenne 59, wie in Block 212 angezeigt (8), bestimmt der Mikrokontroller 57, ob die Kodierung des ausgewählten Signals eine feststehende Kodierung oder eine variable Kodierung ist (Block 213). Diese Bestimmung kann auf Basis eines Flags durchgeführt werden und zwar zu der Zeit, zu der das Aktivierungssignal erlernt wird. Wenn die Kodierung eine feststehende Kodierung ist, liest der Mikrokontroller 57 die im Speicher gespeicherte Datenkodierung zusammen mit dem ausgewählten Kanal (Block 214) aus und stellt diese ASK-Daten dem VCO 73 und dem phasenstarren Schleifenschaltkreis 85 zur Verfügung, um das HF-Signal zu modulieren, welches durch das VCO 73 erzeugt wird, indem das VCO 73 in Übereinstimmung mit den ASK-Daten aktiviert und deaktiviert wird (Block 216). Wenn die Kodierung dagegen eine variable Kodierung ist, liest der Mikrokontroller 57 die für den ausgewählten Kanal abgespeicherten Daten aus, die den entsprechenden kryptographischen Algorithmus bezeichnen, den kryptographischen Schlüssel (wenn nötig) und die Seriennummer der letzten übertragenen Kodierung. Als nächstes führt der Mikrokontroller 57 den identifizierten kryptographischen Algorithmus aus, der in seinem NVM oder in einem anderen Speicher gespeichert sein kann, der bevorzugt nichtflüchtig ist (non-volatile), um die Kodierung zu generieren, die zum Empfänger des Garagentoröffnungsmechanismus (Block 215) übertragen werden soll. Wenn die variable Kodierung eine Echtzeit-Kodierung ist, kann der Mikrokontroller 57 die Zeit von einer internen oder externen Uhr ablesen, um die entsprechende Kodierung zu bestimmen, die entsprechend der Zeit wie definiert im kryptographischen Algorithmus bestimmt ist. Wenn mehr als ein Sender zur Aktivierung des Garagentors verwendet werden kann, wird der Mikrokontroller 57 ferner einen ID-Eintrag (”ID-tag”) in der generierten Kodierung aufweisen, die den ausrichtbaren Sendeempfänger identifiziert und zwar als den Sender, von dem das Aktivierungssignal erlernt wurde.
Nach Generieren oder Auslesen der zu übertragen Kodierung instruiert der Mikrokontroller 57 das serielle Tor (port), um die Steuerlogik-Schaltung 75 zur Ausgabe eines Übertragungssignals TX zum VGA 74 und zum Sendeverstärker 77 zu bewegen, um die Übertragung des modulierten HF-Ausgangssignals des VCO 73, wie in Block 216 angezeigt, zu ermöglichen. Während des Ausführens der vorstehend genannten Schritte überwacht der Mikrokontroller 57 den 20 Sekunden-Zeitblock, um zu bestimmen, ob der Druckknopfschalter wenigstens während eines Fünf-Sekunden-Intervalls fortlaufend niedergedrückt worden ist (Block 217). Wenn das 20 Sekundenintervall noch nicht vorüber ist, führt der Mikrokontroller 57 das Aussenden des HF-Signals in Verbindung mit dem ausgewählten Kanal fort (Block 216). Wenn der Mikrokontroller 57 im Block 217 ermittelt, dass der niedergedrückte Knopf kontinuierlich während des 20 Sekunden-Intervalls niedergedrückt worden ist oder wenn der Mikrokontroller 57 im Block 208 feststellt, dass der Kanal des niedergedrückten Knopfes noch nicht ausgerichtet worden ist, beginnt der Mikrokontroller 57 eine Ausrichtungs- bzw. Lernsequenz, die ihren Anfang im Block 218 hat (9A). Bevor das detaillierte Verfahren beschrieben wird, welches vom Mikrokontroller 57 im Ausrichtungsmodus ausgeführt wird, wird zunächst ein genereller Überblick geschaffen.
Während einer Ausrichtungssequenz stellt der Mikrokontroller 57 Frequenz-Steuerungsdaten zur Verfügung, welche die Werte R und N für eine Eingangsfrequenz wiedergeben für den phasenstarren Schleifenschaltkreis 85 (6A). Der Mikrokontroller 57 ermittelt ferner die Präsenz empfangener Daten eines HF-Sendesignals B (5), welches durch eine Antenne 59 empfangen wird und welches durch den Mischer 79, den Bandpassfilter 82 und den Verstärker 83 verarbeitet wird und dem Mikrokontroller 57 vom Integrator 84 zugeführt wird. Beim Empfang der Frequenzsteuerdaten stellt der phasenstarre Schleifenschaltkreis 85 eine Frequenzsteuerspannung für einen Frequenzsteuereingang des VCOs 73 zur Verfügung. Der VCO 73 generiert ein Referenzsignal, das eine Referenzfrequenz aufweist, die der Frequenzsteuerspannung entspricht und stellt das Referenzsignal dem Mischer 79 bereit. Wenn die Referenzfrequenz eine vorgegebene Beziehung zur Trägerfrequenz des empfangenen HF-Aktivierungssignals B aufweist, stellt der Integrator 84 das kodierte Signal des empfangenen Aktivierungssignals dem Mikrokontroller 57 bereit. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die vorgegebene Beziehung dann, wenn die Differenz zwischen der Referenzfrequenz und der Trägerfrequenz des empfangenen Aktivierungssignals 3 MHz beträgt.
Wenn der Mikrokontroller 57 vom Integrator 84 kein kodiertes Signal für die Eingangsfrequenz empfängt, wählt der Mikrokontroller 57 in der nächsten Schleife eine andere Frequenz aus und stellt dem phasenstarren Schleifenschaltkreis Frequenzsteuerdaten zur Verfügung, die der neuen Frequenz entsprechen. Der Mikrokontroller 57 fährt damit fort, neue Frequenzen in dieser Art auszuwählen, bis ein kodiertes Signal ermittelt wird, angezeigt durch ein Signal des Integrators 84. Der Mikrokontroller 57 bestätigt das Auftreten eines kodierten Signales unter Verwendung einer Verifizierroutine, welche die Anzahl aufsteigender Flanken zählt, die in jedem Signal auftreten, das vom Integrator 84 empfangen wird, und zwar während eines vorgegebenen Zeitintervalls und ermittelt, dass Daten vorliegen, wenn die abgezählte Zahl ansteigender Enden einen Schwellwert übersteigt. Die Verifizier-Unterroutine wird in detaillierterer Weise weiter unten beschrieben.
Beim Ermitteln eines kodierten Signales, was bevorzugt auftritt, wenn die Referenzfrequenz um 3 MHz unter der Trägerfrequenz des empfangenen Aktivierungssignals liegt, speichert der Mikrokontroller 57 die Frequenzsteuerdaten, die der Trägerfrequenz des empfangenen Aktivierungssignals entsprechen und er vergrößert die Referenzfrequenz um 3 MHz. Idealerweise sollte das kodierte Signal bei dieser Frequenz nicht mehr auftreten. Wenn das kodierte Signal bei dieser Frequenz jedoch nicht weggeht, versucht der Mikrokontroller 57, das kodierte Signal zu enkodieren, das er fortgesetzt bei dieser Frequenz empfängt, um festzustellen, ob das kodierte Signal lediglich ein Rauschen darstellt, welches zu dem kodierten Signal gehört, welches bei einer Frequenz von 3 MHz tiefer ermittelt wurde, oder ob das kodierte Signal, welches bei dieser Frequenz ermittelt wurde, mehr als reines Rauschen ist.
Bei dem Versuch, das kodierte Signal zu kodieren, kann der Mikrokontroller 57 das kodierte Signal einem strikteren Test unterwerfen, um zu ermitteln, ob das kodierte Signal erlaubt ist. Wie nachstehend detaillierter beschrieben, versucht der Mikrokontroller 57, das kodierte Signal unter Verwendung einer ”KODIEREN”-Unterroutine zu kodieren, die das kodierte Signal weiter analysiert, um sein Modulationsschema festzustellen und um das kodierte Signal im Speicher abzuspeichern unter Verwendung der zutreffendsten Kodiertechnik für das identifizierte Modulationsschema des kodierten Signals. Wenn die KODIEREN-Sub- bzw. Unterroutine das Modulationsschema des kodierten Signals identifizieren kann und das kodierte Signal speichert, ist der Versuch zur Kodierung des kodierten Signals erfolgreich verlaufen.
Wenn das kodierte Signal, welches bei dieser Frequenz empfangen wird, die der Frequenz des empfangenen Aktivierungssignals entspricht, erfolgreich kodiert wird, bestimmt der Mikrokontroller 57, dass das Kodierungssignal, welches sowohl bei der Eingangsfrequenz als auch bei der vergrößerten Frequenz empfangen wird, nicht erlaubt ist, da auf der Basis empirischer Daten ein legitimiertes Kodierungssignal nicht kodierbar sein sollte, wenn der Abstand der beiden Frequenzen 3 MHz beträgt. Nach der Feststellung, dass das kodierte Signal bei dieser Frequenz nicht zulässig ist, wird das durch den Mikrokontroller 57 ausgeführte Programm eine neue Frequenz aussuchen und den vorstehenden Vorgang wiederholen, bis ein erlaubtes kodiertes Signal ermittelt wird.
Wenn ein kodiertes Signal nicht ermittelt wird oder wenn ein nicht-kodierbares kodiertes Signal bei einer Frequenz von 3 MHz oberhalb der Frequenz, bei der das kodierte Signal zunächst ermittelt wurde, festgestellt wird, vergrößert der Mikrokontroller 57 die Frequenz um weitere 3 MHz und hält Ausschau nach einem kodierten Signal.
Idealerweise wird das kodierte Signal, das bei der vorgehenden Frequenz weggegangen ist, wieder erscheinen, da diese erhöhte Frequenz 3 MHz unterschiedlich zu der Sendefrequenz B und zur Frequenz-Differenzkomponentenausgabe des Mischers 79 ist, die durch den Bandpassfilter 82 geleitet wird. Wenn das Kodierungssignal wieder auftritt, verändert der Mikrokontroller 57 die Referenzfrequenz auf die Frequenz, bei der das Kodierungssignal zunächst ermittelt wurde (d. h. bei 3 MHz unterhalb der Frequenz des Aktivierungssignals B) und er kodiert und speichert das Kodierungssignal. Im Allgemeinen speichert der Mikrokontroller 57 das kodierte Signal durch Abtasten des Signales mit einer relativ hohen Abtastrate, beispielsweise eine Abtastung pro 68 Mikrosekunden. Verschiedene Abtastraten können für verschiedene Signale ausgewählt werden, auf der Basis der detektierten Charakteristiken des Kodierungsformats des empfangenen kodierten Signals. Auf diese Art und Weise kann der Mikrokontroller das Kodierungssignal während eines Sendemodus reproduzieren, indem er das abgespeicherte kodierte Signal aus dem Speicher ausliest; unter Verwendung der gleichen Abtastrate, mit der das kodierte Signal gespeichert wurde. Alternativ können die Daten, welche die Anzahl aufeinanderfolgender Antastungen des Kodierungssignals bei hohem und niedrigem Logikstatus darstellen, gespeichert werden oder Daten, die die Anzahl von Perioden bei einer bestimmten Frequenz angeben, werden gespeichert. Um die Kontrolle zu verdoppeln, dass die empfangenen Kodiersignale zulässig sind, setzt der Mikrokontroller 57 vorzugsweise ein DATPRV-Flag und er kehrt an den Anfang der Ausrichtungs- bzw. Lernsequenz zurück, wo er eine neue höhere Frequenz auswählt und bestätigt, dass das vorstehend ermittelte Kodiersignal erlaubt ist, vorausgesetzt, dass bei dieser neuen Frequenz nicht erneut ein kodiertes Signal ermittelt wird.
Um zu bestimmen, ob die empfangene Kodierung eine variable Kodierung sein kann, kann der Mikrokontroller 57 überprüfen, ob die identifizierte Frequenz eine solche ist, die mit zeitveränderlichen Kodierungen verwendet wird. Ergänzend kann der Mikrokontroller dazu in der Lage sein, eine variable Kodierung auf der Basis der Anzahl der Pulse in der Kodierung zu identifizieren, da variable Kodierungen eine höhere Anzahl von Bits aufweisen können. Um das Vorliegen einer variablen Kodierung zu bestätigen, kann es der Mikrokontroller 57 dem Verwender anzeigen, dass er den Übertragungsknopf auf dem Fernsender erneut betätigen soll, um zu prüfen, ob die im zweiten übertragenen Signal enthaltene Kodierung dieselbe ist wie im ersten. Alternativ kann sich die Kodierung dynamisch innerhalb einer einzigen Betätigung des Übertragungsknopfes des Fernsenders verändern oder die Charakteristiken der Pulse an sich können anzeigen, dass es sich bei der Kodierung um eine variable Kodierung handelt. In diesem Fall könnte der Mikrokontroller 57 feststellen, dass die empfangene Kodierung eine variable Kodierung ist.
Wenn die Kodierung im Aktivierungssignal eine variable Kodierung ist, überprüft der Mikrokontroller 57 als nächstes die Charakteristiken des Aktivierungssignales (d. h. die Anzahl an Bits in der Kodierung, die Pulsbreite, die Pulswiederholungsrate und/oder die Trägerfrequenz), um Art und Modell des Fernsenders zu identifizieren. Durch die Identifizierung der Art und des Modells des Fernsenders kann der Mikrokontroller 57 dann einen vorgespeicherten kryptographischen Algorithmus identifizieren und auf diesen zugreifen, der dem entspricht, der von dem Fernsender und seinem zugehörigen Empfänger verwandt wird. Als nächstes zeigt es der Mikrokontroller 57 dem Verwender an, dass er irgendeine spezielle Sequenz zur Resynchronisation des Systems ausführen soll. Dabei kann es sich um eine Sequenz handeln, in welcher der Verwender den Fernsender dahingehend betätigt, dass er ein Resynchronisationssignal aussendet, oder um eine Sequenz, in welcher ein Knopf gedrückt ist, auf dem Empfänger des Garagentor-Öffnungsmechanismus, um das nächste übertragene Signal zu akzeptieren und zu resynchronisieren. Wenn die Sequenz ein Übersenden eines Resynchronisationssignales des Senders beinhaltet, kann der ausrichtbare Sendeempfänger daraufhin dahingehend trainiert werden, dass er das Resynchronisationssignal erlernt und zurücksendet.
Wenn der identifizierte kryptographische Algorithmus einen kryptographischen Schlüssel erfordert, wird der Mikrokontroller 57 das geeignete Verfahren zum Empfangen des kryptographischen Schlüssels auf der Basis der identifizierten Marke und des Modells des Fernsenders bestimmen, da diese Verfahren von einem Hersteller zum anderen variieren können. Wenn der kryptographische Schlüssel vom Fernsender heruntergeladen und ausgesendet werden kann, wird es der Mikrokontroller 57 dem Verwender anzeigen, eine entsprechende Betätigung durchzuführen. Wenn der Empfänger einen Mechanismus zur Veränderung seines kryptographischen Schlüssels umfasst, einen zufallstechnisch oder mechanisch generierten, kann der Mikrokontroller 57 zufallstechnisch einen kryptographischen Schlüssel erzeugen und diesen zum Empfänger übersenden. Wenn der kryptographische Schlüssel manuell eingegeben werden muss, kann der Mikrokontroller 57 eine derartige Information durch den Eingabeanschluss 62a von einem Autodaten-Eingangssystem oder einem stimmaktivierten Schaltkreis empfangen. Nachdem vorstehend ein allgemeiner Überblick über die Lernsequenz gegeben wurde, erfolgt nunmehr eine detaillierte Beschreibung unter Bezug auf die 9A bis 9G, 10, 11A, 11B, 12 und 13.
Der Mikrokontroller 57 beginnt die Ausrichtungssequenz im Block 218 des Programmes (9A) mittels eines Abrufens von R- und N-Frequenzsteuerdaten, die eine Frequenz darstellen, die um 3 MHz unterhalb einer ersten Frequenz liegt, abgespeichert in einer vorgespeicherten Frequenztafel, und mit einem Leeren eines X-Registers.
Bevorzugt umfasst die Frequenztafel zunächst, in aufsteigender Weise, die bekannten Betriebsfrequenzen von Garagentorsendern, die lediglich für eine begrenzte Zeitdauer senden (d. h., ungefähr 2 Sekunden), sowie die älteren kanadischen Garagentorsender (”Canadian”). Diese kurzdauernden Sendefrequenzen werden in der Frequenztabelle von den Frequenzen nachgefolgt, bei denen andere kommerziell erhältliche Garagentorsender bekannterweise arbeiten. Die Frequenzen, die zu Kurzzeitsendern gehören, sind als erstes in der Frequenztabelle vorgesehen, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass ein erfolgreicher Zug auftritt, vor allem, falls ein derartiger kurzdauernder Sender das Aussenden seines HF-Aktivierungssignals stoppt. Im Falle, dass das HF-Aktivierungssignal, welches von einem Garagentorsender ausgesendet wird, keine Frequenz aufweist, die in der Frequenztabelle abgespeichert ist, erhöht der ausrichtbare Sendeempfänger 43 eine Anfangsfrequenz in 1 MHz-Intervallen solange, bis die Frequenz des empfangenen HF-Aktivierungssignals identifiziert ist.
Nach dem Abrufen der ersten oder der nächsten zugänglichen Frequenz der Frequenztabelle stimmt der Mikrokontroller 57 die Antenne 59 auf eine Resonanzfrequenz ein, die der abgerufenen Frequenz entspricht (Block 220). Ergänzend leert der Mikrokontroller 57 ein Modus-Sicherungsregister (Mode-Safe = MODSV). Als nächstes setzt der Mikrokontroller 57 die Frequenz des vom VCO 73 generierten Signales auf eine Referenzfrequenz, die um 3 MHz unterhalb der abgerufenen Frequenz liegt, indem er die geeigneten R- und N-Werte den ”Teile-durch-R”-Registern 92 und den ”Teile-durch-N”-Registern 93 bereitstellt. Ferner instruiert er einen seriellen Port und einen Steuerlogikschaltkreis 75 dahingehend, dass sie ein Empfangssignal RX ausgeben, um die Empfangspuffer 81, die Mischer 79, den Empfangsverstärker 83 und den Integrator 84 zu aktivieren.
Als nächstes gibt der Mikrokontroller 57 ein Signal aus, um ein Blinken der LED 48 zu erzeugen, um die Person zu informieren, die einen der Schalter 44, 46 und 47 gedrückt hat, damit diese weiß, dass sie den Ferngaragentorsender 65 aktivieren soll, auf den der ausrichtbare Sendeempfänger 43 trainiert bzw. angepasst werden soll. Daraufhin empfängt die Antenne 59 das HF-Aktivierungssignal, das durch den Fernsender 65 ausgesandt wird, und sie stellt das empfangene Signal dem Mischer 79 bereit, wo das empfangene HF-Aktivierungssignal mit der Signalausgabe des VCO 73 vermischt wird. Wenn die Frequenz der Signalausgabe des VCO 73 3 MHz oberhalb oder unterhalb der Frequenz des empfangenen HF-Aktivierungssignals liegt, wird der Mikrokontroller 57 alle ASK-Daten ermitteln, die in dem empfangenen HF-Aktivierungssignal enthalten sind, und er wird ein ”Verify” bzw. ”VERIFIZIERE”-Unterprogramm bzw. eine Unterroutine aufrufen, um zu bestätigen, dass ein zulässiges Datenkodierungssignal vorliegt (Block 222), und er identifiziert die Datenkodierung als ”Schnell”- oder ”Langsam”-Daten.
Schnelle Daten werden festgestellt, wenn die Daten mehr als 5 aufsteigende Flanken in einem 850 Mikrosekundenintervall aufweisen. Langsame Daten werden festgestellt, wenn die Daten 5 oder weniger aufsteigende Flanken in einen 850 Mikrosekundenintervall aufweisen, aber mehr als 5 aufsteigende Flanken in einem 70 Mikrosekundenintervall ermittelt werden. Schnelle Daten umfassen zwei generelle Arten von Daten: ”GENIE-Daten”, die von Sendern der Marke ”GENIE” ausgesendet werden und Nicht-GENIE-Daten (Einfachton). Die Unterscheidung zwischen GENIE- und Nicht-GENIE-Daten wird in einer ”KODIEREN”-Unterroutine durchgeführt, die nachfolgend beschrieben wird. GENIE-Daten unterscheiden sich von den Daten, die von anderen Marken von Ferngaragentorsendern ausgesendet werden, darin, dass die GENIE-Daten frequenzverschobene, verschlüsselte Daten sind (frequency shift-keyed data), die eine Wiederholungsrate aufweisen, die sich zwischen 10 und 20 kHz bewegt. GENIE-Daten werden typischerweise bei einer Trägerfrequenz übertragen, die zwischen 290 und 320 MHz in 5 MHz Intervallen liegt. Wie aus der nachstehenden Beschreibung deutlich wird, ist die Klassifizierung der Daten entweder schnell, langsam, GENIE oder Einfachton, was die Art beeinflusst, in der der Mikrokontroller 57 nachfolgend die Daten prüft, speichert und kodiert.
Die ”VERIFIZIERE”-Unterroutine wird in 10 dargestellt. Sie startet im Block 224, in welchem Punkt der Mikrokontroller einen 850-Mikrosekunden-Zeitintervall startet. In den Blöcken 226 und 228 zählt der Mikrokontroller 57 die Anzahl von ansteigenden Flanken in den ASK-Daten innerhalb des 850-Mikrosekundenintervalls, das vom Zeitlauf(programm) (TIMER) gemessen wird. Im Block 230 bestimmt der Mikrokontroller 57, ob die Anzahl von ermittelten ansteigenden Flanken größer als 5 ist. Wenn die Anzahl von ansteigenden Flanken größer als 5 ist, setzt der Mikrokontroller 57 ein Datenbestätigungsflag (DACK) auf das anzeigt, dass die Daten bestätigt wurden, und setzt ein Modusbit auf ”1”, was anzeigt, dass die Daten schnell sind (Block 232), und kehrt zu Block 234 (9A) zurück, wo der Mikrokontroller 57 das MODSV-Register auffrischt, um den Wert des Modusbits zu speichern.
Wenn das Mikrokontrollerprogramm im Block 230 feststellt, dass die Anzahl von ermittelten ansteigenden Flanken nicht größer als 5 ist, geht das Programm zum Block 236, wo ein 70-Millisekunden-Zeitprogramm startet. In den Blöcken 238 und 240 zählt das Programm die Anzahl ansteigender Flanken, die während des 70-Millisekunden-Intervalls detektiert werden. Wenn die Anzahl von ansteigenden Flanken größer ist als 5 (Block 242), setzt das Programm das DACK-Flag auf 1 und das Modusbit ”auf 0” (Block 244), was anzeigt, dass die Daten langsam sind, und kehrt zu dem Block zurück, der dem Block folgt, der zuletzt die Verifizier-Unterroutine aufgerufen hat. Wenn der Mikrokontroller 57 feststellt, dass die Anzahl von ansteigenden Ecken, die während des 70-Millisekunden Intervalls ermittelt werden, nicht größer ist als 5, setzt das Programm das DACK-Flag auf ”0”, was die Abwesenheit bestätigter ASK-Daten anzeigt, es setzt das Modus bis auf ”0” und kehrt zu dem Block zurück, der dem Block folgt, der zuletzt die verify-Unterroutine aufgerufen hat, wie angezeigt im Block 246.
Unter erneutem Bezug auf 9A sei ausgeführt, dass das Programm nach einem Zurückgehen von der VERIFIZIERE-Unterroutine und dem Auffrischen bzw. Updaten des MODSV-Registers das DACK-Flag prüft, um zu bestimmen, ob geprüfte bzw. verifizierte ASK-Daten vorliegen (Block 248). Wenn keine Daten anliegen, geht das Programm zu Block 250, wo der X-Zähler heraufgesetzt wird (increment). Dann bestimmt das Programm, ob der X-Zähler gleich 1 ist (Block 252). Ist X gleich 1, erhöht der Mikrokontroller 57 die Frequenz des VCO 73 um 1 MHz (Block 254) und wiederholt die Schritte, die in den Blöcken 220 bis 234 angegeben sind. Im Block 248 bestimmt der Mikrokontroller dann erneut, ob Daten anliegen. Indem nach Daten mit einer Frequenz von 4 MHz gesehen wird, unterhalb einer Frequenz, die in der Frequenztabelle gespeichert ist, kann der Mikrokontroller 57 überprüfen, ob das empfangene Aktivierungssignal bei einer leicht tieferen Frequenz als erwartet übertragen wurde, entsprechend zu Produktionsvarianten bzw. Herstellungsvarianten, die im Fernsender bestehen können. Wenn wiederum keine Daten anliegen, erhöht das Programm den X-Zähler (Block 250) und überprüft, ob der Wert von X gleich 1 ist (Block 252). Wenn X nicht 1 ist, geht das Programm zum Block 256, wo es bestimmt, ob irgendwelche Daten bereits ermittelt wurden, indem es ein DATPRV-Flag überprüft. Wie nachfolgend besprochen, wird das DATPRV-Flag lediglich gesetzt, wenn das empfangene kodierte Signal gründlich überprüft bzw. getestet wurde. Wenn bereits vorher Daten ermittelt wurden, bewirkt der Mikrokontroller 57 ein schnelles Blinken des LEDs 48 (Block 258), was eine erfolgreiche Ausrichtungs- bzw. Lernsequenz anzeigt. Im anderen Fall, wenn der Mikrokontroller bzw. das Mikrokontrollerprogramm feststellt, dass die Daten nicht vorher ermittelt wurden, kehrt er zum Block 218 zurück, um die nächste Frequenz der Frequenztabelle auszulesen und um das X-Register zu leeren.
Der Mikrokontroller 57 wiederholt die Sequenz von Schritten, die vorstehend beschrieben wurde, und in den Blöcken 218 bis 256 angegeben ist, bis der Mikrokontroller 57 die Anwesenheit von Daten im Block 248 ermittelt. Wenn Daten anliegen, geht das Programm zum Block 260 (9B), wo es den Wert von X sichert, der ein Wert von 0 ist, wenig Daten ermittelt wurden, wenn die Frequenz des VCOs 73 3 MHz geringer ist als die letzte aus der Frequenztabelle ausgelesene Tabelle, oder ein Wert von 1, wenn die Frequenz des VCO 73 4 MHz unterhalb der letzten aus der Frequenztabelle ausgelesenen Frequenz liegt. Als nächstes addiert das Mikrokontrollerprogramm die mittlere Frequenz (intermediate frequency IF) des Bandpassfilters 82, die vorzugsweise 3 MHz beträgt, zu der Frequenz der vorhergehenden Signalausgabe des VCOs 73. Ergänzend stimmt der Mikrokontroller 57 die Antenne auf eine geeignete Frequenz für diese erhöhte VCO-Frequenz (Block 262) ab.
Als nächstes überprüft das Programm im Block 262, ob Daten anliegen, indem es die Bestätigungs- bzw. ”VERIFIZIERE”-Unterroutine aufruft. Wenn die Frequenz des VCOs 73 3 MHz tiefer lag als die Frequenz des empfangenen HF-Aktivierungssignals, wenn der Mikrokontroller 57 die Anwesenheit von Daten im Block 248 bestätigte (9A), werden die ermittelten Daten typischerweise weggehen, wenn die Frequenz des VCOs 73 um 3 MHz auf dieselbe Frequenz erhöht wird, die das HF-Aktivierungssignal aufweist. Wenn der Mikrokontroller 57 im Block 266 dagegen feststellt, dass Daten anliegen, wenn die Frequenz des VCOs 73 um 3 MHz erhöht wird, überprüft das Programm den Wert vom X im Block 268, um zu bestimmen, ob die Frequenz des VCOs 73 vorhergehend auf 4 MHz unterhalb der Frequenz gesetzt war, die als letztes aus der Frequenztabelle ausgelesen wurde. Wenn die VCO-Frequenz 4 MHz geringer ist als die letzte ausgelesene Frequenz aus der Frequenztabelle, erhöht der Mikrokontroller 57 die VCO Frequenz um 1 MHz, er stimmt die Antenne 59 neu ab (Block 270) und er versucht erneut, die Anwesenheit von Daten zu überprüfen, indem er zu Block 264 zurückkehrt. Wenn erneut Daten festgestellt werden, geht das Programm zum Block 272, wo das Modusbit der Originaldaten, das verifiziert wurde, auf seinem Anfangswert rückgespeichert wurde, der im MODSV-Register abgespeichert wurde. Dann unterwirft das Mikrokontrollerprogramm die ermittelten Daten einem genauen Test, der mittels eines Aufrufens eines Unterprogramms namens ”KODIEREN” im Block 247 durchgeführt wird.
In der ”KODIEREN”-Unterroutine, die in den 11A und 11B dargestellt ist, leert der Mikrokontroller 57 zunächst sein RAM (Block 276) und überprüft, ob das Modusbit 1 ist (Block 278). Wenn das Modusbit 1 ist, aktiviert der Mikrokontroller 57 derart Interrupts (Block 280), dass er jede Periode im Datenzug als entweder 10 kHz oder 20 kHz identifizieren kann (Block 282). Als nächstes bestimmt der Mikrokontroller 57, ob 12 aufeinanderfolgende 10 kHz-Perioden empfangen wurden (Block 284), um zu bestimmen, ob die Daten in frequenzverschobener, verschlüsselter Art anliegen, die einem Aktivierungssignal entsprechen, das von einem Sender der Marke ”GENIE” ausgesendet wird. Wenn nicht 12 aufeinanderfolgende 10 kHz-Perioden empfangen wurden, erhöht das Programm einen Fehlerzähler (Block 286) und es überprüft, ob der Fehlerzähler einen zu hohen Wert erreicht hat (Block 288). Vorausgesetzt, dass der Fehlerzähler keinen zu hohen Wert erreicht hat, fährt der Mikrokontroller 57 damit fort, jede Periode entweder als 10 kHz oder 20 kHz zu identifizieren (Block 282) und zu überprüfen, ob 12 aufeinanderfolgende 10 kHz-Perioden empfangen wurden (Block 284).
Wenn der Mikrokontroller 57 zwölf aufeinanderfolgende 10 kHz Perioden empfängt und das RAM mit den empfangenen Daten füllt, die der Anzahl von 10 kHz und 20 kHz Perioden entsprechen (Block 290), setzt das Programm das ”ERFOLG”- bzw. ”SUCCESS”-Flag (Block 292) und kehrt zu dem Block zurück, der jenem folgt, in welchem die ”KODIEREN”-Unterroutine zuletzt aufgerufen wurde.
Wenn das Programm des Mikrokontrollers 57 dagegen im Block 288 feststellt, dass der Fehlerzähler einen zu hohen Wert erreicht hat, nimmt er an, dass das empfangene Datensignal eine ”EINTON”-Datenform aufweist und es setzt ein Flag (Dateneintrag), das anzeigt, dass es sich um Eintondaten handelt (Block 294). Im Block 296 überprüft der Mikrokontroller 57 daraufhin, ob die Daten lange Perioden an Totzeit aufweisen. Wenn die Daten lange Perioden an Totzeit aufweisen, identifiziert der Mikrokontroller 57, dass die Daten ein Einton-Datenformat aufweisen, setzt ein Wortformat-Flag und misst und speichert die Länge der Totzeit (Block 298). Nachdem festgestellt wurde, dass die Daten keine langen Perioden toter Zeit aufweisen oder nachdem die Daten als Einfachton im Wortformat identifiziert wurden, speichert der Mikrokontroller 57 den Datenzug im RAM und misst die Perioden von 250 Zyklen der empfangenen Daten (Block 300). Als nächstes kategorisiert der Mikrokontroller 57 die Ergebnisse in zwei möglichen Frequenzen und speichert jeweils die Länge der Periode und die Anzahl von Treffern ab (Block 302). Wenn der Mikrokontroller 57 im Block 304 feststellt, dass mehr als 200 Treffer vorliegen (für eine der zwei Frequenzen), bestimmt er im Block 306, ob die Daten als ”DIRTY”-GENIE-Daten angesehen werden können, indem bestimmt wird, ob eine der beiden Frequenzen, die dazu benutzt wurden, die Zyklen zu kategorisieren, 10 oder 20 KHz beträgt oder nahe zu diesem Wert liegen. Wenn die Daten ”DIRTY”-GENIE-Daten sein könnten oder wenn nicht mehr als 200 Treffer im Block 304 ermittelt wurden, leert der Mikrokontroller bzw. das Mikrokontrollerprogramm das ”SUCCESS”-Flag im Block 308 und kehrt zu dem Block zurück, der dem Block folgt, in welchem die ”KODIEREN”-Unterroutine zuletzt aufgerufen wurde.
Wenn der Mikrokontroller im Block 306 dagegen feststellt, dass die Daten keine ”DIRTY”-GENIE-Daten sein können, speichert der Mikrokontroller 57 die Zeit ab, in der mehr als 200 Treffer gefunden wurden (Block 310), setzt das Success-Flag bzw. Erfolgsflag (Block 312) und das Programm kehrt zu dem Block zurück, der jenem folgt, in welchem die ”KODIEREN”-Unterroutine zuletzt aufgerufen wurde.
Wenn der Mikrokontroller 57 im Block 278 der KODIEREN-Unterroutine der 11A feststellt, dass das Modusbit keinem entspricht, das anzeigt, dass die empfangenen Daten als langsam anzusehen sind, fährt der Mikrokontroller 57 damit fort, dass er die empfangenen Daten mit 68 Mikrosekunden (Block 314) abtastet (11B).
Daraufhin prüft der Mikrokontroller 57 im Block 316, ob eine Startbedingung in den empfangenen Daten vorliegt, die dann anliegt, wenn 70 aufeinanderfolgende Abtastungen bei einem niedrigen logischen Logikpegel gefunden wurden. Wenn die Startbedingung nicht gefunden wird (Block 318) identifiziert der Mikrokontroller 57 die Daten als ”Konstantimpulsdaten” (im Block 320). Nachdem die Daten als ”Konstantimpulsdaten” identifiziert wurden oder nachdem im Block 318 eine Startbedingung ermittelt wurde, bestimmt der Mikrokontroller 57, ob die Daten im Block 322 verlorengegangen sind, indem er überprüft, ob die Anzahl aufeinanderfolgender Abtastungen bei einem logischen Pegel niedriger Art eine vorgegebene Anzahl übersteigen. Wenn der Mikrokontroller 57 feststellt, dass die Daten im Block 322 verloren wurden, klärt er das Erfolgsflag im Block 324 (Success-Flag) und das Programm kehrt zu dem Block zurück, der dem Block folgt, der die ”KODIEREN”-Unterroutine aufgerufen hat. Im anderen Falle bestimmt der Mikrokontroller 57 dass die Daten nicht verloren waren, und er speichert die Daten als die Anzahl von aufeinanderfolgenden Abtastungen entweder bei einer höheren oder bei einem niedrigeren logischen Pegel (Block 326), ersetzt das Erfolgsflag (Block 328) und das Programm kehrt zu dem Block zurück, der dem Block folgt, welcher die ”KODIEREN”-Unterroutine aufgerufen hat.
Unter erneutem Bezug auf 9B sei angemerkt, dass dann, wenn die Daten erfolgreich kodiert wurden (Block 330), die zuletzt bei der letzten ausgetasteten Frequenz in der Frequenztabelle bestätigt wurden und auch bei einer Frequenz, die um 3 MHz unterhalb der letzten ausgelesenen Frequenz liegt, das Mikrokontrollerprogramm den X-Wert prüft, um festzustellen, ob die Frequenz des VCOs 73 zuletzt auf einen Wert um 4 MHz unterhalb der letzten ausgelesenen Frequenz aus der Frequenztabelle gesetzt wurde (Block 332). Wenn das VCO vorhergehend auf eine Frequenz um 4 MHz unterhalb der letzten ausgelesenen Frequenz gesetzt wurde, erhöht der Mikrokontroller 57 die VCO-Frequenz um 1 MHz, er stimmt die Antenne 59 erneut ab (Block 334) und das Programm kehrt zum Block 274 zurück, um zu versuchen, die Daten zu kodieren. Wenn die Daten erfolgreich kodiert werden, geht das Programm zum Block 336, wo ein Rauschenzähler (noise counter) NOISCNT erhöht wird.
Als nächstes überprüft der Mikrokontroller 57 im Block 338 den Wert des NOISCNT-Zählers, um festzustellen, ob dieser Wert zu hoch ist, was anzeigt, dass der ausrichtbare Sendeempfänger Rauschen empfängt, bei den Daten, bei denen Daten verifiziert wurden. Wenn der NOISCNT Wert zu hoch ist, bestimmt der Mikrokontroller 57, ob die letzte ausgelesene Frequenz aus der Frequenztabelle eine kanadische Frequenz war (d. h. eine Frequenz, die mit einem Aktivierungssignal kurzer Dauer zusammengehört (Block 340).
Wenn der Wert des NOISCNT-Zählers nicht zu hoch ist (Block 338) oder wenn der Wert des NOISCNT-Zählers zu hoch ist und die Frequenz, die als letzte aus der Frequenztafel ausgelesen wurde, keine kanadische Frequenz ist, geht das Programm zu Block 341 (9A), wo es die Frequenz des VCOs 73 und den Wert von X rückspeichert und zwar mit den Werten, die diese aufwiesen, bevor der Übergang zu Block 260 in 9B erfolgte. Dann erhöht das Programm den Wert von X im Block 250 und ermittelt im Block 252, ob der Wert von X gleich 1 ist. Wenn der Wert von X nicht gleich 1 ist, geht das Programm zu Block 256, wo es ermittelt, ob vorhergehend Daten ermittelt wurden. Wenn vorhergehend Daten ermittelt wurden, gibt der Mikrokontroller 57 ein Signal aus, um ein schnelles Blinken der LED 48 zu bewirken, wodurch angezeigt wird, dass ein erfolgreicher Zug vorliegt (Block 258). Wenn der Wert von X dagegen 1 ist (Block 252), erniedrigt der Mikrokontroller 57 die Frequenz des VCOs 1 um 1 MHz (Block 254) und prüft, ob Daten anliegen, bei dieser Frequenz, indem die Schritte, die in den Blöcken 220 bis 248 angegeben sind, erneut ausgeführt werden.
Unter erneutem Bezug auf 9B sei angemerkt, dass dann, wenn das Programm im Block 338 und 340 feststellt, dass der NOISCNT-Wert zu hoch ist und dass die Frequenz, die als letzte aus der Frequenztabelle ausgelesen wurde, eine kanadische Frequenz ist, das Programm die Zähler in der Frequenztabelle derart setzt, dass sie auf die erste Frequenz zeigen, die der kanadischen Frequenz bzw. den kanadischen Frequenzen folgen (Block 342). Es geht ferner zum Block 218 (9A), um festzustellen, ob Daten bei den verbleibenden Frequenzen, die in der Frequenztabelle gespeichert sind, anliegen.
Wie vorstehend ausgeführt, sollten, wenn zulässige Datenkodierungen anliegen, wenn die Frequenz das VCOs 73 um 3 MHz unter die Frequenz des HF-Aktivierungssignals gesetzt ist, die Daten weggehen, wenn die Frequenz des VCOs 73 um 3 MHz erhöht wird, um mit der Frequenz des empfangenen HF-Aktivierungssignals übereinzustimmen. Ferner kann, – wenn die Daten, die ermittelt werden, wenn die Frequenz des VCO 73 um 3 MHz erhöht wird, um die gleiche Frequenz aufzuweisen wie das empfangene HF-Aktivierungssignals, nicht erfolgreich kodiert werden können (Block 330), dennoch eine zulässige Datenkodierung vorliegen. Wenn somit im Block 266 keine Daten ermittelt wurden oder wenn die ermittelten Daten nicht im Block 330 erfolgreich kodiert wurden, geht das Programm zu Block 344 (9C), wo es die mittlere Frequenz von 3 MHz zur VCO Frequenz addiert und die Antenne 59 neu abstimmt.
Als nächstes überprüft das Programm, ob erneut bestätigbare Daten aufgetreten sind, indem die ”Verifizier”-Unterroutine im Block 346 aufgerufen wird (9C). Wenn das Programm feststellt, dass (Block 348) Daten anliegen, testet das Programm (Block 350), ob die ermittelten Daten als ”schnell” gelten, indem überprüft wird, ob das Modusbit gleich 1 oder 0 ist. Wenn die Daten schnell sind (d. h. das Modusbit = Mode = 1), versucht das vom Mikrokontroller 57 ausgeführte Programm, diese schnellen Daten im Block 352 zu kodieren, indem die ”KODIEREN”-Unterroutine der 11A aufgerufen wird. Wenn die schnellen Daten nicht erfolgreich kodiert werden (Block 354) oder wenn das Programm feststellt, dass im Block 348 keine Daten anliegen, erhöht der Mikrokontroller 57 die VCO-Frequenz um 1 MHz, stimmt die Antenne 59 neu ab (Block 356) und versucht, die Anwesenheit von Daten zu verifizieren, indem die ”Verifizieren”-Unterroutine aufgerufen wird (Block 358), 10.
Wenn Daten anliegen (Block 360), bestimmt der Mikrokontroller, ob die Daten schnell sind (Block 362). Wenn die Daten schnell sind, versucht der Mikrokontroller 57, diese schnellen Daten zu kodieren, indem er die ”KODIEREN”-Unterroutine, wie in Block 364 dargestellt, aufruft. Wenn die ”schnellen” Daten nicht erfolgreich kodiert werden (Block 366) oder wenn der Mikrokontroller 57 im Block 360 keine Daten detektiert, erniedrigt der Mikrokontroller 57 die VCO Frequenz um 2 MHz, er stimmt die Antenne 59 neu ab (Block 368) und er überprüft die Anwesenheit von Daten im Block 370, indem die ”Verifizieren”-Unterroutine aufgerufen wird.
Wenn das Programm dann feststellt, dass (Block 372) Daten anliegen (9D), bestimmt das Programm, ob die ermittelten Daten schnelle Daten sind (Block 374). Wenn die ermittelten Daten Schnelldaten sind, versucht das Programm diese schnellen Daten zu kodieren (Block 376), indem die ”KODIEREN”-Unterroutine aufgerufen wird. Wenn die Daten nicht erfolgreich kodiert werden (Block 378) oder wenn das Programm feststellt, dass die Daten im Block 372 nicht anliegen, geht das Programm bis zu Block 336 (9B) und führt den Vorgang in den Blöcken 336 bis 342 aus, wie vorstehend beschrieben.
In dem Fall, dass das Programm Daten ermittelt, die nicht schnell sind (in den Blöcken 350, 362 9C oder im Block 374, 9D), geht das Programm zu Block 380 in 9E. Entsprechend geht das Programm, wenn das Programm erfolgreich schnelle Daten kodiert (Block 354, 366; 9C oder im Block 378, 9D), zu Block 380 in 9E.
Nach dem Vorgehen zu Block 380 in 9E wird das Modusbit auf den im MODSV-Register gespeicherten Wert rückgespeichert und die Frequenz des VCOs 73 wird auf die Frequenz rückgespeichert, bei der zunächst Daten detektiert wurden. Der Mikrokontroller 57 bestimmt dann, ob die identifizierte Frequenz des empfangenen Aktivierungssignals eine Frequenz ist, die zur Verwendung mit einer Rollkodierung, einer Echtzeitkodierung oder einer anderen variablen Kodierung bekannt ist (Block 381). Alternativ oder ergänzend kann der Mikrokontroller 57 andere Charakteristiken des empfangenen Aktivierungssignals überprüfen, beispielsweise die Anzahl von Bits in der Kodierung, um zu prüfen, ob die Kodierung eine variable Kodierung ist. Wenn die Kodierung eine mögliche variable Kodierung ist, ruft der Mikrokontroller 57 eine Rollkodierung-Unterroutine auf (RCIE), Idee-Unterroutine 382, wobei ein Beispiel dieser Unterroutine nachfolgend unter Bezug auf 13 beschrieben wird.
In der ”Rollkodierungs-ID”-Unterroutine 332 bestimmt der Mikrokontroller 57 zunächst, ob sich die empfangene Kodierung dynamisch verändert (d. h., ob sie sich bei Betätigung des Senderknopfes verändert (Block 500). Wenn sich die Kodierung bzw. der Code nicht dynamisch verändert, speichert der Mikrokontroller 57 die identifizierte Kodierung in einem ersten Speicherort (Memory Location) MEM1 (Block 501) und zeigt dem Nutzer an, dass er den Senderknopf auf dem Fernsender 65 erneut betätigen soll (Block 502). Dann empfängt und speichert der Mikrokontroller 57 – unter Verwendung derselben Frequenz zum Demodulieren des empfangenen rückübertragenen Aktivierungssignals – die in diesem Signalempfang enthaltene Kodierung in einem anderen Speicherort MEM2 (Block 506) ab. Der Mikrokontroller 57 vergleicht daraufhin die in zwei Speicherorten gespeicherten Kodierungen (Block 508) und überprüft, ob die Kodierungen verschieden sind (Block 510). Wenn die Kodierungen nicht verschieden sind, bestimmt der Mikrokontroller 57, dass der Fernsender keine variable Kodierung verwendet und das Programm fährt zu Block 383 zurück (9E). Wenn die zwei Kodierungen verschieden sind oder wenn sich die empfangene Kodierung dynamisch verändert, prüft der Mikrokontroller 57 die Charakteristiken des empfangenen Aktivierungssignals und vergleicht diese Informationen mit gespeicherten Sender-Identifikationsdaten (ID), um festzustellen, welches die Marke und das Modell des Fernsenders 65 sind. Diese Charakteristiken können die Pulsbreite umfassen, die Pulswiederholungsrate, die Anzahl von Kodierungsbits und/oder die identifizierte Trägerfrequenz. Auf der Basis einer Identifizierung der Marke und des Modells des Fernsenders 65 identifiziert der Mikrokontroller 57 einen kryptographischen Algorithmus, der vorhergehend im Speicher gespeichert wurde und der dem kryptographischen Algorithmus entspricht, der durch den identifizierten Fernsender verwendet wird und den Empfänger derselben Marke und desselben Modells (Block 514). Wenn der kryptographische Algorithmus vorhergehend nicht im Mikrokontrollerspeicher gespeichert wurde, kann er durch das Eingangsterminal 62A heruntergeladen werden. Ergänzend kann, wenn der Mikrokontroller 57 den Hersteller des Fernsenders nicht identifiziert, auf der Basis der Charakteristiken des empfangenen Aktivierungssignals, der Mikrokontroller 57 dem Verwender anzeigen, dass er eine Identifizierungskodierung eingeben soll, oder einen Namen bzw. die Marke, welche die Art des Fernsenders identifiziert. Solche Informationen können eingegeben werden, indem verschiedene Kombinationen von Knöpfen 44, 46 und 47 gedrückt werden oder indem ein Verwenderinterface benutzt wird bzw. eine Verwenderschnittstelle, über einen Eingabeeingang 62A.
Nachdem der kryptographische Algorithmus identifiziert wurde oder auf andere Weise zur Verfügung gestellt wurde, zeigt es der Mikrokontrolle 57 dem Verwender an, eine ”Spezialsequenz” auszuführen, um zu identifizieren, welches die Seriennummer ist, die entweder zu der letzten übersandten Kodierung gehört oder zu der Kodierung, die als nächstes übersendet werden soll (Block 516). Diese spezielle Sequenz ist jene, die durchgeführt wird, um den Sender und den Empfänger zu resynchronisieren, entsprechend zu dem Verfahren, das vom jeweiligen Hersteller verwendet wird. In einigen Fällen kann dieses eine oder jede folgender Kombinationen umfassen: ein Herunterdrücken des Sendeknopfes des Fernsenders 65, zweimal in schneller Folge, ein Halten des Übertragungsknopfes nach unten für eine vorgegebene Zeitspanne, ein Drücken eines zweiten Sendeknopfes, ein Drücken einer Kombination von Knöpfen, ein Eingeben einer Kodierung auf einem Key Pad bzw. einer Tastatur einer Fernsendereinheit 65 usw. Eine derartige spezielle Sequenz kann ferner auch das Bedienen eines Resynchronisierungs- oder Rücksetz- bzw. Reset-Schalters des Empfängers des Garagentoröffnungsmechanismus 66 umfassen, welches den Empfänger dazu bewegt, die nächste Kodierung zu akzeptieren und auf diese zu resynchronisieren, die er empfängt.
Nach dem Identifizieren des kryptographischen Algorithmus und der Seriennummer der nächsten zu übersendenden Kodierung verfügt der Mikrokontroller 57 über die Information, die nötig ist, um daraufhin die saubere Folge von Kodierungen zu generieren, die nötig sind, um das Garagentor zu öffnen, vorausgesetzt, dass der kryptographische Algorithmus keinen kryptographischen Schlüssel verwendet. Wenn der Algorithmus einen derartigen Schlüssel erfordert, muss der Mikrokontroller 57 diesen entweder erlernen oder muss den kryptographischen Schlüssel empfangen, der vom Fernsender und seinem zugehörigen Empfänger verwendet wird, oder er muss zufallstechnisch einen kryptographischen Schlüssel generieren, der in einer speziellen Signalart übertragen werden kann oder in anderer Weise dem Empfänger mitgeteilt werden kann. Damit wird der Mikrokontroller 57 bestimmen, ob eine Original-Sendersequenz (original transmitter OT) gestartet werden muss bzw. ob eine derartige Sequenz vorliegt, um den kryptographischen Schlüssel herunterzuladen, der auf dem bekannten Verfahren beruht, die von dem identifizierten Hersteller verwendet werden (Block 518).
Wenn eine Original-Sendersequenz zur Verfügung steht, um den kryptographischen Schlüssel herunterzuladen, wird der Mikrokontroller 57 einen vorgespeicherten Algorithmus ausführen, um die Sequenz durchzuführen (Block 520). Die Sequenz kann beinhalten, dass dem Verwender angezeigt wird, dass er verschiedene Dinge ausführen muss, beispielsweise ein Drücken eines speziellen Übertragungsknopfes auf dem Fernsender 65 oder eine vergleichbare Technik, wie die beschriebenen, unter Bezug auf die spezielle Resynchronisierungs-Sequenz. Die Durchführung der originalen Transmitter- bzw. Sendersequenz wird dazu führen, dass der kryptographische Schlüssel in den nicht flüchtigen Speicher des Mikrokontrollers 57 heruntergeladen wird (Block 522).
Der Mikrokontroller 57 kann dann die Seriennummer für Synchronisationszwecke dechiffrieren (wenn nötig) unter Verwendung des kryptographischen Algorithmus und des kryptographischen Schlüssels (Block 524). Daraufhin bewirkt der Mikrokontroller 57 ein schnelles Blinken des LEDs 48, was anzeigt, dass das Signal erfolgreich erlernt wurde (Block 526).
Wenn keine originale Sendersequenz zum Herunterladen des kryptographischen Schlüssels vorliegt, wird der Mikrokontroller 57 davon ausgehen, dass der Empfänger des Garagentoröffnungsmechanismus 26 durch ein Herunterdrücken eines Knopfes zurückgesetzt werden kann oder durch ein Durchführen einer anderen Sequenz, um einen neuen kryptographischen Schlüssel zu empfangen und zu nutzen. Der Mikrokontroller 57 wird somit zufallsweise einen kryptographischen Schlüssel generieren (Block 528) und den Empfänger durch Übersenden des Schlüssels zum Empfänger synchronisieren, unter Verwendung des entsprechenden geeigneten Protokolls für die identifizierte Marke und das Modell des Empfängers, zum Herunterladen des neuen Schlüssels (Block 530). Wenn der Empfänger synchronisiert ist, bewirkt der Mikrokontroller 57, dass die LED 48 schnell blinkt, was anzeigt, dass eine erfolgreiche Ausrichtungs- bzw. Lernsequenz vorliegt (Block 526).
Falls mehr als ein Sender dazu verwendet wird, das Garagentor zu öffnen, kann der Mikrokontroller 57 den Anteil der übersendeten Kodierung identifizieren, der den Sende-ID-Eintrag aufweist, indem die empfangene Kodierung regeneriert wird, unter Verwendung des kryptographischen Algorithmus und mittels eines Vergleiches der generierten Kodierung mit der empfangenen Kodierung, um zu bestimmen, welches der Teil der Kodierung ist, der einen Mitteilungskopf darstellt, unter Einbezug des Sende-ID-Eintrages. Der identifizierte ID-Eintrag kann dann entweder zusammen mit irgendwelchen anderen Daten gespeichert werden, die in einem fixierten Messageheader bzw. einem fixierten Messagekopf gespeichert sind, für ein nachfolgendes Rücksenden mit der variablen Kodierung.
Unter erneutem Bezug auf 9E sei angemerkt, dass, wenn die Frequenz nicht für variable Kodierungen bekannt ist, der Rauschenzähler (Noisecounter) geleert (Block 383) und die Verifizier-Unterroutine im Block 384 aufgerufen wird. Falls dann keine verifizierbaren Daten vorliegen (Block 386), setzt der Mikrokontroller 57 ein 5-Sekunden-Zeitintervall und beginnt ein langsames doppeltes Blinken der LED 48, in einer bestimmten unterscheidbaren Weise, um dem Bediener anzuzeigen, dass er den Aktivierungsknopf des Fernsenders 65 erneut drücken soll (Block 388). Da dem Bediener (obwohl nicht unbedingt notwendig) angezeigt wird, dass er den Fernsender dazu bewegen soll, sein Aktivierungssignal erneut auszusenden, erhöht der Mikrokontroller 57 die Wahrscheinlichkeit dafür, dass der ausrichtbare Senderempfänger ein Kurzzeitaktivierungssignal erfolgreich erlernt. Als nächstes ruft das Programm erneut die Verifizier-Unterroutine auf (Block 390), bis verifizierbare Daten ermittelt werden (Block 392) oder bis ein vorbestimmtes Zeitintervall (beispielsweise 5 Sekunden) vorüber ist (Block 394). Wenn im Block 386 verifizierbare Daten ermittelt werden (oder im Block 392) oder wenn die Zeit im Block 394 abgelaufen ist, ruft das Programm die ”Kodier”-Unterroutine auf (Block 396). Wenn daraufhin die Daten nicht erfolgreich kodiert werden (Block 398), erhöht das Programm den Rauschenzähler NOISCNT (Block 400) und überprüft, ob der Wert des NOISCNT-Zählers gleich 4 ist (Block 402). Wenn der Wert von NOISCNT nicht gleich 4 ist, kehrt das Programm zum Block 384 zurück, um erneut zu versuchen, die empfangene Datenkodierung zu verifizieren und zu kodieren. Wenn der Wert von NOISCNT gleich 4 ist (Block 402), geht das Programm bis zu Block 341 in 9A, wo die VCO-Frequenz und der X-Zähler erneut abgespeichert werden und das Programm geht bis zu Block 250, wie vorstehend oben beschrieben.
Wenn im Block 398 festgestellt wird, dass die Datenkodierung erfolgreich kodiert wurde, prüft das Programm, ob die Daten, die vorstehend identifiziert wurden, Single-Ton-Daten sind (Block 404). Wenn die Daten Single-Ton-Daten sind (Einfachtondaten), bestimmt das Programm, ob ein Störbit gesetzt wurde (Block 406). Eingangs ist das STUBRN-Bit nicht gesetzt. Wenn dagegen das STUBRN-Bit im Block 494 darauffolgend gesetzt wird (9G) (aufgrund einer nicht vorliegenden Möglichkeit, vorhergehend ein Einfachton-Datensystem zu erlernen – single ton data), kehrt das Verfahren zum Block 406 zurück, es erhöht den Rauschenzähler NOISCNT im Block 400 und es geht erneut in der vorstehend beschriebenen Weise durch den Programmablauf. Wenn der Mikrokontroller 57 im Block 404 feststellt, dass die ermittelten Daten keine Eintondaten sind, versucht der Mikrokontroller 57, die kodierten Daten zu verdichten, und zwar mittels einer ”VERDICHTUNGS”-Unterroutine im Block 408. Die Verdichtungs-Unterroutine wird durchgeführt, um zu versuchen, die im Speicher gespeicherten Daten zu verdichten, und zwar während der letzten Ausführung der Kodierungsunterroutine derart, dass das gespeicherte kodierte Signal, welches eine Datensequenz verschiedene Male wiederholen kann, nicht mehr Speicher verwendet bzw. benötigt als notwendig. Die Verdichtungsunterroutine wird nachfolgend unter Bezug auf 12 beschrieben.
Eingangs, im Block 410, überprüft das Programm, ob das Modusbit gleich 1 ist. Wenn das Modusbit gleich 1 ist, überprüft das Programm, ob irgendwelche Daten vorliegen, die drei oder weniger Perioden aufweisen (d. h., ob die kodierten Daten eine Datensequenz aufweisen, die dreimal oder weniger Male innerhalb des Datenzuges wiederholt wird, der dekodiert wurde und im Mikrokontroller 57 gespeichert wurde). Wenn die Daten drei oder weniger Perioden aufweisen, zeigt das Programm im Block 414 an, dass der Versuch, die Daten zu verdichten, nicht gelungen ist, und es kehrt zu Block 446 zurück (9E).
Wenn dagegen keine Daten vorliegen, die weniger als drei oder weniger Perioden aufweisen, überprüft das Programm, ob die kodierten und gespeicherten Daten irgendwelche 10 kHz-Daten aufweisen, die mehr als 30 Perioden aufweisen (Block 416). Wenn 10 kHz-Daten vorliegen, die mehr als 30 Perioden aufweisen, zeigt das Programm an, dass der Versuch, die Daten zu verdichten, nicht gelungen ist (Block 414) und kehrt zum Prozess bzw. Verfahren der 9E zurück (Block 446). Wenn keine 10 kHz-Daten vorliegen, die mehr als 30 Perioden aufweisen (Block 416), setzt das Programm den Startzeiger der verdichteten Datenkodierung auf die erste Datenkodierung der kodierten und gespeicherten Daten (Block 418). Als nächstes setzt das Programm den Endzeiger der gespeicherten verdichteten Daten auf die letzten 10 kHz-Daten, die mehr als 12 Perioden aufweisen (Block 420) und zeigt an, dass der Versuch, die Daten zu verdichten, erfolgreich war (Block 422), bevor es zu Block 446 in 9E zurückkehrt. In dieser Art und Weise können die gespeicherten kodierten Daten in einer kürzeren Form verdichtet werden, die wiederholt aus dem Speicher ausgelesen werden kann, während eines Übertragungs- bzw. Sendemodus.
Wenn das Programm in Block 410 feststellt, dass das Modusbit nicht gleich 1 ist, bestimmt es, ob die gespeicherten kodierten Daten eine lange Periode mit niedrigem Wert umfassen (Block 424 long low period). Wenn die gespeicherten Daten keine lange niedrige Periode umfassen, wird in Block 426 bestimmt, dass die Daten kontinuierlich sind, und im Block 428 bestimmt das Programm, dass die gesamte Datenbank dazu verwendet werden sollte, die kodierten Daten zu speichern. Wenn im Block 424 festgestellt wird, dass die Daten eine lange niedrige Periode umfassen, wird der Startzeiger der verdichteten Daten auf den Wert des ersten Ortes der gespeicherten kodierten Daten gesetzt (Block 430) und der Endzeiger der verdichteten Daten wird auf den Wert des letzten Ortes der langen niedrigen Periode gesetzt, der innerhalb der gespeicherten kodierten Daten auftritt (Block 432).
Daraufhin besieht das Programm die gespeicherten verdichteten Daten, um festzustellen, ob die Daten irgendeinen kontinuierlichen Logik-High-Status von 125 Abtastungen oder mehr umfassen (Block 434). Wenn ein derartiger kontinuierlicher Hochlogik-Periodenvorgang ermittelt wird, zeigt das Programm an, dass der Versuch, die Daten zu verdichten, im Block 436 gescheitert ist und kehrt zu Block 446 in 9E zurück.
Wenn keine aufeinanderfolgenden hohen Perioden von 120 oder mehr Abtastungen bestehen, werden die gespeicherten verdichteten Daten überprüft, um festzustellen, ob irgendwelche Vorkommnisse eines logischen ”Hoch”- bzw. ”High”- oder ”Niedrig”- bzw. ”Low”-Status vorliegen, die nicht für zwei aufeinanderfolgende Abtastungen bestehen (Block 440). Wenn ein derartiges Vorkommnis identifiziert wird, wird es im Block 436 angezeigt, dass der Versuch, die Daten zu verdichten, gescheitert ist und das Programm geht zu Block 446. Wenn im Block 440 keine derartigen Vorkommnisse auftreten, wird angezeigt, ob die gespeicherten verdichteten Datenzüge vom Start bis zum Ende weniger als 10 Abtastungen umfassen (Block 442).
Wenn der Datenzug weniger als 10 Abtastungen lang ist, wird festgestellt, dass der Versuch, die Daten zu verdichten, im Block 436 gescheitert ist. Wenn dagegen die gespeicherten verdichteten Daten aus 10 oder mehr Abtastungen bestehen, wird angezeigt, dass der Versuch, die Daten zu verdichten, im Block 444 erfolgreich war, und das Programm geht zum Block 446 in 9E.
Im Block 446 der 9E wird festgestellt, ob der Versuch, die Daten zu verdichten bzw. die kodierten Daten zu verdichten, erfolgreich war. Wenn der Versuch nicht erfolgreich war, erhöht der Mikrokontroller 57 den Rauschenzähler NOISCNT des Blockes 400 und das Programm fährt in der vorstehend beschriebenen Weise fort. Wenn die kodierten Daten erfolgreich verdichtet wurden, bestimmt das Programm, ob die Daten, die vorhergehend festgestellt wurden, Konstantimpulsdaten sind (Block 448). Wenn die Daten keine Konstantimpulsdaten sind, versucht das Programm erneut die Daten zu kodieren, indem die Kodierunterroutine der 11A bis 11B im Block 450 aufgerufen wird. Wenn es sich bei den Daten um Konstantpulsdaten handelt oder wenn die Daten im Block 450 erfolgreich kodiert wurden, wie angezeigt durch den Testblock 452, geht das Programm bis zum Block 454 in 9F (Block 452). Im anderen Falle geht das Programm zu Block 400, wo es den Rauschenzähler NOISCNT erhöht und es fährt fort wie vorstehend beschrieben.
Im Block 454 (9F) bestimmt das Programm, ob die Daten GENIE-Daten sind, indem das Modusbit und das Einfachtonbit besehen werden. Wenn das Modusbit auf eins steht und das Einfachtonbit nicht gesetzt ist, geht das Programm zu Block 456, wo der Mikrokontroller 57 die identifizierte Trägerfrequenz des empfangenen Aktivierungssignals nach einer von verschiedenen bekannten GENIE-Betriebsfrequenzen absucht bzw. sortiert, die in den Bereich von 290 bis 320 MHz fallen, bei 5 MHz Intervallen. Wenn die identifizierte Trägerfrequenz des empfangenen Aktivierungssignals beispielsweise zwischen 301 und 304 MHz liegt, bestimmt der Mikrokontroller 57, dass die Trägerfrequenz, die zu speichern ist und nachträglich zu übersenden ist, näher an 300 und 305 MHz liegt. Im Programm im Block 456 setzt das Programm ferner das DATPRV-Flag, um anzuzeigen, dass die Daten ermittelt wurden. Dann geht das Programm zum Block 458 und der Mikrokontroller 57 speichert die neuen Daten, bevor er zu Block 218 in 9A zurückkehrt.
Wenn das Programm im Block 454 feststellt, dass das Modusbit nicht gleich 1 ist, bestimmt das Programm, ob der Wert von X gleich 0 ist, um festzustellen, ob zunächst Daten ermittelt wurden, wenn die Frequenz des VCOs 73 um 3 MHz unter die Frequenz in die Frequenztabelle gesetzt wurde (Block 460). Wenn der Wert von X gleich 0 ist, sieht das Programm nach dem nächsten Wert in der Frequenztabelle, um festzustellen, ob dieser Wert 1 MHz von dem vorherigen Wert entfernt liegt. (Block 462). Wenn die nächste Frequenz in der Frequenztabelle 1 MHz entfernt liegt, speichert der Mikrokontroller 57 die neuen Daten (Block 458). Das Programm kehrt zu Block 218 zurück (9A) und fährt fort wie vorstehend beschrieben. Wenn die nächste Frequenz in der Frequenztabelle nicht 1 MHz von der vorhergehenden Frequenz entfernt liegt, speichert der Mikrokontroller 57 die Daten und er gibt ein Signal aus, was die LED 48 dahingehend bewegt schnell zu blinken, was anzeigt, dass eine erfolgreiche Ausrichtungssequenz vorliegt (Block 464).
Wenn das Programm in Block 460 feststellt, dass X nicht gleich 0 ist, prüft es, ob das DATPRV-Flag gleich 1 ist (Block 466). Wenn das DATPRV-Flag nicht gleich 1 ist, speichert der Mikrokontroller 57 die Daten und gibt ein Signal aus, welches die LED 48 zu einem schnellen Blinken bewegt (Block 464). Wenn das DATPRV-Flag gleich 1 ist, bestimmt das Programm, ob die vorhergehenden Daten erlernt wurden bei einer Frequenz, die um 3 MHz unterhalb einer Frequenz liegt, die in der Frequenztabelle gespeichert wird (Block 468). Wenn die vorhergehenden Daten bei einer Frequenz erlernt wurden, die um 3 MHz unterhalb einer Frequenz liegt, die in der Frequenztabelle gespeichert wird, kehrt der Mikrokontroller 57 zu den Daten zurück, die erhalten wurden, wenn die VCO-Frequenz um 3 MHz unterhalb einer Frequenz in der Frequenztabelle lag und bewirkt ein schnelles Blinken des LEDs 48, was anzeigt, dass eine erfolgreiche Lernsequenz vorliegt (Block 470). Wenn die vorhergehenden Daten nicht erlernt wurden, da die Frequenz des VCO 73 um 3 MHz unterhalb einer Frequenz in der Frequenztabelle lag (Block 468), speichert der Mikrokontroller 57 die Daten und bewirkt ein schnelles Blinken der LED 48 (Block 464), was eine erfolgreiche Ausrichtungssequenz anzeigt.
Unter erneutem Bezug auf 9E sei angemerkt, dass dann, wenn der Mikrokontroller 57 bestimmt, dass die empfangenen Datenkodierungen Einfachtondaten sind (Block 404) und wenn er bestimmt, dass das STUBRN-Bit im Block 406 nicht gesetzt ist, das Programm zu Block 472 in 9G geht. Im Block 472 bestimmt der Mikrokontroller 57, ob das DATPRV-Flag gesetzt ist. Wenn das DATPRV-Flag gesetzt ist, bewirkt der Mikrokontroller 57 ein schnelles Blinken der LED 48, was anzeigt, dass eine erfolgreiche Ausrichtungssequenz vorliegt (Block 474). Wenn dagegen vom Mikrokontroller 57 bestimmt wird, dass das DATPRV-Flag nicht gesetzt ist, bestimmt der Mikrokontroller 57, ob er im kanadischen Schnellmodus betrieben wird, indem er überprüft, ob die letzte Frequenz, die aus der Frequenztabelle ausgelesen wurde, eine kanadische Frequenz ist (Block 476). Wenn der Mikrokontroller in einem kanadischen Schnellmodus betrieben wird, geht das Programm zu Block 308 in 9A. Es läuft dann ab wie vorstehend beschrieben. Wenn der Mikrokontroller 57 nicht im kanadischen Schnellmodus betrieben wird, addiert es die mittlere Frequenz von 3 MHz zu der Frequenz des VCOs 73 (Block 478).
Als nächstes speichert der Mikrokontroller 57 den Wert von R und den Wert von N, die für die erhöhte VCO-Frequenz im NVM des Mikrokontrollers 57 verwendet werden (NVM = Non Volatile Memory) (Block 480). Als nächstes erniedrigt der Mikrokontroller 57 die Frequenz des VCOs 73 um 2 MHz (Block 482) und speichert diese Frequenz in der Variable DATCHK (Block 484). Dann ruft das Programm die Kodierunterroutine der 11A bis 11B auf (Block 486), um zu versuchen, diese Daten bei dieser neuen VCO-Frequenz zu kodieren. Wenn diese Daten nicht erfolgreich kodiert werden (Block 488), setzt das Programm das DATPRV-Flag (Block 490) und es kehrt zu Block 218 von 9A zurück. Indem es zu Block 218 zurückkehrt, kann das Programm überprüfen, ob die Daten oder ob Daten bei Frequenzen und 3 oder 4 MHz unterhalb der nächsten Frequenz in der Frequenztabelle verifiziert werden können. Vorausgesetzt, bei diesen Frequenzen werden keine verifizierbaren Daten ermittelt, kann ein erfolgreicher Datenzug im Block 258 angezeigt werden, da das Programm bestimmen wird, dass das DATPRV-Flag im Block 256 gesetzt wurde.
Wenn im Block 488 vom Programm festgestellt wird, dass der Versuch, die Daten zu kodieren, erfolgreich ist, bestimmt es, ob die kodierten Daten Einfachtondaten sind (Block 492). Wenn die Daten keine Einfachtondaten sind, leert der Mikrokontroller 57 den Noisezähler bzw. den Rauschenzähler NOISCNT und setzt das STUBRN-Bit (Block 494) und geht zu Block 480 in 9E. Wenn die erfolgreich kodierten Daten Einfachtondaten sind, überprüft der Mikrokontroller 57 die Frequenz der Daten, um festzustellen, ob sie größer sind als 18 kHz (Block 496). Wenn die Daten eine Frequenz aufweisen, die größer ist als 18 kHz, überprüft der Mikrokontroller 57, ob irgendwelche vorhergehenden Daten eine Frequenz von weniger als 15 kHz aufgewiesen haben (Block 498). Wenn irgendwelche vorhergehenden Daten keine Frequenz von weniger als 15 kHz aufgewiesen haben oder wenn die Frequenz der erfolgreich kodierten Einfachtondaten nicht größer als 18 kHz ist, kehrt der Mikrokontroller bzw. das Mikrokontrollerprogramm zu Block 476 zurück und fährt fort wie vorstehend beschrieben. Wenn irgendwelche der vorherstehenden Daten eine Frequenz aufgewiesen haben, die weniger als 15 kHz beträgt, setzt das Programm des DATPRV-Flag (Block 500) und es kehrt zu Block 218 der 9A zurück und es fährt fort wie vorstehend beschrieben.
Der vorstehende Prozess bzw. das vorstehende Verfahren wird fortgesetzt, bis eine erfolgreiche Ausrichtungssequenz bestätigt wurde oder bis der Mikrokontroller 57 nach Daten gesehen hat, und zwar bei allen Datenintervallen zwischen 200 und 400 MHz, in welchem Bereich Fernsender typischerweise arbeiten.
Die vorstehende Erfindung wurde unter Einschluss spezifischer Elemente und unter einer spezifischen Wirkungsweise beschrieben. Die Erfindung ist allerdings nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, z. B. kann der ausrichtbare Sendeempfänger der Erfindung auch ohne dynamisch abstimmbare Antenne arbeiten oder ohne einen variablen Verstärkungskanalverstärker und er braucht die Verfahrensschritte zum Erlernen von Kurzzeitaktivierungssignalen nicht zu beherrschen. Entsprechend brauchen die Verfahrensschritte zum Erlernen variabler Aktivierungssignale nicht der vorstehend beschriebenen Strukturimplementierung des bevorzugten Ausführungsbeispiels zu entsprechen, beispielsweise können auch die variablen Aktivierungssignale derart erlernt werden, wie es im US-Patent Nr. 5,442,340 oder im US-Patent Nr. 5,475,366 beschrieben wird.
Ferner können auch andere Verfahren vorgesehen sein, um irgendwelche Daten zum Mikrokontroller zu führen, um ein variables Kodierungsaktivierungssignal zu erlernen. Z. B. können die Daten, wie z. B. der kryptographische Schlüssel, zum Mikrokontroller unter Verwendung von Seitensignalen (paging signals) übersandt werden, ein anderer Ansatz würde einen Hersteller dazu bewegen, eine Compact-Disc (CD-Rom) zu erstellen, die Systeme aufweist, die eine variablen Kodierung gebrauchen, die einen kryptographischen Algorithmus erfordert, wobei der Schlüssel und der kryptographische Algorithmus vom CD-Spieler des Fahrzeugs herunterladbar wären. Wenn ein Fernsender, der eine variable Kodierung übersendet, dazu ausgelegt ist, ein Resynchronisierungssignal zum Empfänger zu übersenden, wenn der Sender und der Empfänger nicht mehr synchron sind, kann der ausrichtbare Sendeempfänger der vorliegenden Erfindung so ausgerichtet werden, dass er ein derartiges Resynchronisierungssignal erlernt und neu aussendet. Dies kann damit erreicht werden, dass einer der anderen Kanäle des Sendeempfängers verwendet wird, unter Anwendung des vorstehenden Verfahrens zum Erlernen des Aktivierungssignals.

Claims

Ausrichtbarer Sendeempfänger (43) zum Empfangen eines Aktivierungssignals, welches eine veränderliche Kodierung umfasst und zum Erlernen von Charakteristiken aus dem Aktivierungssignal, um nachfolgend ein Signal auszusenden, welches die gleichen Charakteristiken aufweist, um eine Vorrichtung fernzubedienen, wobei der ausrichtbare Sendeempfänger Folgendes aufweist: – einen Empfänger zum Empfang eines Aktivierungssignals von einem Fernsender, – eine Steuerung (57), die an den Empfänger gekoppelt ist, und die in einem Lern- und in einem Betriebszustand betreibbar ist, wobei die Steuerung im Lernmodus das Aktivierungssignal empfängt, das Auftreten einer variablen Kodierung erkennt, einen vorgespeicherten kryptographischen Algorithmus identifiziert, der zu dem kryptographischen Algorithmus in Beziehung steht, der vom Fernsender verwendet wird, um die veränderliche Kodierung zu generieren und Daten speichert, die den kryptographischen Algorithmus und die letzte übertragene Kodierung des Aktivierungssignals identifizieren, wobei im Betriebszustand von der Steuerung (57) unter Verwendung des identifizierten kryptographischen Algorithmus und der Daten, welche die letzte ausgesandte Kodierung darstellen, Ausgangsdaten generiert werden, welche eine nächste sequenzielle Kodierung der variablen Kodierung darstellen, und – einen an die Steuerung (57) angeschlossenen Signalgenerator (73), der zum Empfang der Ausgangsdaten von der Steuerung (57) und zum Aussenden eines modulierten Signals ausgelegt ist, welches zu dem empfangenen Aktivierungssignal gehört und welches eine variable Kodierung umfasst, die von einem Empfänger der Fernvorrichtung zu deren Betätigung erkennbar ist, wobei der Sendeempfänger ferner Anzeigemittel aufweist, um einem Anwender anzuzeigen, einen Re-Synchronisationsvorgang durchzuführen, der zum Re-Synchronisieren des ausrichtbaren Sendeempfängers mit einem zweiten Empfänger verwendet wird, der zu einer fernbedienbaren Vorrichtung gehört, wobei der Sendeempfänger ferner Folgendes umfasst: – Eingabemittel, die an die Steuerung angeschlossen sind, um einen kryptographischen Schlüssel zu empfangen, der dem entspricht, der von dem zweiten Empfänger verwendet wird, der zu einer fernbedienbaren Vorrichtung gehört, zur Verwendung durch die Steuerung, wenn der identifizierte vorgespeicherte kryptographische Algorithmus ausgeführt wird, um die veränderliche Kodierung zu erzeugen.
Ausrichtbarer Sendeempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (57) den vorgespeicherten kryptographischen Algorithmus, der zu dem kryptographischen Algorithmus in Beziehung steht, der vom Fernsender verwendet wird, auf der Basis von Charakteristiken des empfangenen Aktivierungssignals identifiziert.
Ausrichtbarer Sendeempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderliche Kodierung eine Rollkodierung ist.
Ausrichtbarer Sendeempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (57) ein Re-Synchronisationssignal empfängt, welches von einem Fernsender ausgesendet wird, und dass sie Re-Synchronisationsdaten speichert, die den Charakteristiken des empfangenen Re-Synchronisationssignals entsprechen, wobei die Steuerung (57) im Betriebszustand die Re-Synchronisationsdaten zum Signalgenerator ausgibt, um ein moduliertes Re-Synchronisationssignal zu generieren und auszusenden, welches dem empfangenen Re-Synchronisationssignal entspricht, für einen zweiten Empfänger, der zu einer fernbedienbaren Vorrichtung gehört, um deren Re-Synchronisation zu gewährleisten.
Ausrichtbarer Sendeempfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner Folgendes umfasst: – einen ersten bedienerbetätigten Schalter, der an die Steuerung (57) angeschlossen ist, – einen zweiten bedienerbetätigten Schalter, der an die Steuerung (57) gekoppelt ist, wobei die Steuerung (57) bewirkt, dass der Signalgenerator (73) das modulierte Signal zum Empfänger der Fernvorrichtung für deren Betätigung in Erwiderung einer Betätigung des ersten bedienerbetätigten Schalters überträgt und wobei die Steuerung (57) ferner bewirkt, dass der Signalgenerator das modulierte Re-Synchronisationssignal zum Empfänger überträgt, in Erwiderung auf eine Betätigung des zweiten bedienerbetätigten Schalters.
Ausrichtbarer Sendeempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungssignal, welches durch den Fernsender ausgesendet wird, ein Hochfrequenzsignal ist, wobei die Steuerung die Hochfrequenz des empfangenen Aktivierungssignals identifiziert und speichert.