[发明专利]用于确定通信网络中的电缆端接阻抗的方法以及相应的通信网络

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于确定通信网络中的电缆端接阻抗的方法以及一种相应的通信网络，并且本发明尤其可以应用于汽车中的高速通信网络，这种网络使用类似FlexRay的二线制电气配线(dual-wire harness)。

背景技术

这些电气配线中的二线制电缆由于反射而必须被端接。电缆中的反射是由于阻尼不连续性使得传输波看起来象是沿着线路向下传播造成的。为了从电缆终端消除反射，必须通过将一个电阻器跨在线路上而将线路在其特性阻抗处端接。在低速应用中(例如，CAN[控制器局域网络]，125kBit/s)，通常电气配线仅有两个电缆终端被端接了等于特性电缆阻抗的阻抗，而所有其它电路终端都端接无限大阻抗。然而，这种构想会导致这些电缆终端的数据信号多重反射。在高速应用中(例如，FlexRay，10MBit/s)，这些反射使得通信在许多网络拓扑中变得不可能。

至今，已经使用了关于端接通信网络主要电缆的两端的多种构想。一种通常用于RS-485总线的端接选择是在每个终端的导线对上跨连单个电阻器，其中电阻值与电缆的差模特性阻抗相匹配。按照这种方式端接总线的话，在这两个主要电缆终端不会出现反射，并且信号保真度是非常好的。但是，除了其它电缆终端端接不适当以外，这种端接的第二个缺点在于端接电阻器中的功耗。另一个选择就是对这个并行端接的修改，例如提供故障保护偏置。

为了把功耗最小化，可以使用RC终端。上述方案中的单个电阻器被与电容器串联的电阻器取代。在过渡期间，电容器就像一个短接电路，而电阻器端接线路。一旦电容器充电，它就将直流回路电流阻断并且对驱动器表现出轻负载。但是，低通效应限制了RC终端在更低数据速率应用上的使用。

在DSL系统中，尤其是VDSL系统中，阻抗匹配方法通常被用于端接，其中所使用的电阻器等于现有最佳的极长26号双绞线在整个VDSL频带范围的平均输入阻抗大小。

为了获取更好的阻抗匹配，可以使用自适应混合端接阻抗。最简单的自适应混合端接阻抗匹配技术用于调节可变阻抗装置从而它的阻抗等于在一个频率上的线路输入阻抗大小。可替换地，可以使用跨越特殊频带的平均线路输入阻抗。匹配端接阻抗的另一个方法就是最小化近端回波。

传统上，以上简要描述的端接技术仅仅被用于电气配线的两个主要的电缆终端，而其它电缆终端则以无限大阻抗端接从而在这些终端造成反射的不利作用。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种用于确定通信网络中的电缆端接阻抗的方法以及一种相应的通信网络，其克服了上述缺点并且改进了网络拓扑中的高速通信。

根据本发明权利要求1到权利要求8的特征部分结合前序中的特征可以实现这个目的。本发明的优选实施例在从属权利要求中予以陈述。

根据本发明的一个方面，使用了一种用于确定通信网络中的电缆端接阻抗的方法，其中按照以下步骤对网络电缆终端的至少一部分进行端接阻抗赋值：

-为每个电缆终端确定其到任意其它电缆终端的长度，

-给每个长度赋予权重值，其中具有更大数值的长度比具有更小数值的长度被赋予更高的权重，

-对于所有电缆终端：对开始于特定电缆终端的所有长度赋予的权重进行加和并且将所得和赋予各自的电缆终端作为该电缆终端的权重，

-通过将电缆阻抗Z乘以一个恒定比例并乘以所有电缆终端权重的和与特定电缆终端的权重之商来确定该特定电缆终端的端接阻抗。优选地，所有电缆终端使用了一个共同的恒定比例。优选地，所述共同的恒定比例等于0.5。

在所述方法的优选实施例中，所有端接阻抗的并行连接所产生的等效阻抗在任何情况下都等于电缆阻抗Z的一半。

此外，优选地，所有电缆终端使用了一个共同的恒定比例。优选地，所述共同的恒定比例等于0.5。

在所述方法的另一个优选实施例中，所述权重为连续自然数。

在所述方法的又一个优选实施例中，所述电缆终端的权重为具有共同幂指数的连续自然数。优选地，共同指数处于范围(1，4]之内。

跟据本发明的一个方面，提供了一种方法用来在考虑了电气配线或网络的拓扑结构的情况下计算线束(wiring harness)或通信网络的每个电缆终端的端接阻抗，从而反射的不利作用被最小化，因此在更广范围的网络拓扑中高速通信变得可能，于是它可能就是最新的端接构想。

跟据本发明的另一个方面，网络的所有电缆终端都是以具有根据权利要求1至7之一所述的方法确定的值的端接阻抗来端接的。