DE102017200100B3 - Verfahren zur kollektiven Erfassung von Daten in einem Mobilfunknetz sowie Datenerfassungsrechner und Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit zur Verwendung bei dem Verfahren - Google Patents

Verfahren zur kollektiven Erfassung von Daten in einem Mobilfunknetz sowie Datenerfassungsrechner und Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit zur Verwendung bei dem Verfahren Download PDF

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Abstract

Aus dem Bereich der Mobilkommunikation in Fahrzeugen (30) sind fahrzeugbezogene Anwendungen wie kooperatives und autonomes Fahren bekannt. Dafür und auch zur zentralen Verkehrsüberwachung ist es nötig Sensordaten der Verkehrsteilnehmer zu erfassen. Die Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren zur kollektiven Erfassung von Daten von Verkehrsteilnehmern vor. Die Lösung besteht darin, dass die Auswahl der mobilen Geräte, deren Daten erfasst werden sollen und an den wenigstens einen Datenerfassungsrechner (50) übertragen werden sollen, in Abhängigkeit wenigstens des Verbindungsstatus der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34) in dem Mobilfunknetz geschieht. Dies steigert die Effizienz der Datenübertragungen für die kollektive Datenerfassung und reduziert die Belastung des Mobilfunknetzes für die Datenerfassung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kollektiven Erfassung von Daten in einem Mobilfunknetz. Der Vorschlag betrifft weiterhin einen Datenerfassungsrechner und eine Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit zur Verwendung bei dem Verfahren.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Für das Szenario von mit Funkkommunikationsmodulen ausgestatteten Fahrzeugen, die im öffentlichen Straßenverkehr direkt miteinander kommunizieren, sei es für ein kooperatives oder autonomes Fahren, oder auch für die Teilnahme am Mobilfunk und die Anbindung an das Internet oder die Versorgung mit anderen Datendiensten ist eine hohe Verlässlichkeit bei sicherheitskritischen Anwendungen unablässig oder für den Kunden sehr wichtig.
  • Bei der Fahrzeugkommunikation im Bereich der Mobilfunknetze sind derzeit die folgende Mobilfunktechnologien für die Fahrzeugkommunikation anwendbar: 3GPP-basiertes UMTS, HSPA, LTE, und die kommenden 5G Standards. Für die Fahrzeugdirektkommunikation wird erwähnt LTE-V und 5G D2D.
  • Sobald Daten periodisch wiederkehrend übertragen werden müssen, ist es effizienter Übertragungsressourcen für die Übertragung dieser Daten zu reservieren und diese Übertragungsressourcen der Sendestation zuzuweisen. Diese Aufgabe übernimmt in den heutigen Mobilfunkstandards eine Verwaltungseinheit, die auch unter dem Begriff Scheduler bekannt ist. Diese Verwaltungseinheit ist heute typischerweise in der Mobilfunk-Basisstation angeordnet. Beidem LTE Mobilkommunikationssystem wird die Basisstation kurz als eNodeB bezeichnet, entsprechend „Evolved Node Basis“.
  • Insbesondere werden – im Mobilfunk – alle Aktivitäten der Nutzer innerhalb einer Zelle von der Basisstation orchestriert. Der Scheduler, es handelt sich in der Regel um eine Software-Komponente in der Basisstation, teilt jedem Teilnehmer mit, zu welchem Zeitpunkt und auf welchen Frequenzen des Übertragungsrahmens er bestimmte Daten senden darf. Seine Hauptaufgabe besteht also in der gerechten Zuordnung der Übertragungsressourcen zu den verschiedenen Teilnehmern. Dadurch werden Kollisionen vermieden, in beiden Übertragungsrichtungen von einem Teilnehmer (Uplink) und zu einem Teilnehmer (Downlink) der Datenverkehr geregelt und ein effizienter Zugriff für eine Vielzahl von Nutzern ermöglicht. Für die Fahrzeug-Direktkommunikation legt der Scheduler fest, welche Frequenzressource zu welchem Zeitpunkt für die Direktkommunikation verwendet werden darf.
  • Bisher werden die Netzwerkressourcen abhängig von dem aktuellen Bedarf und der aktuellen Position der Mobilfunk-Teilnehmerstation reserviert.
  • In dem Artikel "Kooperative Fahrzeugkommunikationssysteme" aus Strasse und Verkehr Nr. 3, März 2012 von M. Mohr und B. Oehry sind verschiedene Anwendungsszenarien für das kooperative Fahren (Car to Car Communication C2C) und auch das Verkehrsmanagement (Car to Infrastructure Communication C2I) beschrieben. Im Bereich C2I wird als Beispiel erwähnt:
    „Beispiel für eine C2I-Kommunikation ist die Übertragung von Position und Sensordaten des Fahrzeugs über Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Rutschen über drahtlose Kommunikationsknoten am Straßenrand, die sogenannten Roadside Units (RSUs). Im Gegenzug erhalten die Fahrzeuge aktuelle Informationen über den Straßenzustand wie Glatteiswarnungen oder Unfallmeldungen.“
  • Moderne Fahrzeuge sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, wie Drehzahlgeber, Temperatursensoren, Beschleunigungssensoren, Schadstoffausstoßsensoren, Reifendrucksensoren, Sitzbelegungssensoren, Kameras, Radar, Lidar, Ultraschall, usw., die Daten liefern können, die ebenfalls für das Verkehrsmanagement oder andere Anwendungen interessant sind. Dafür ist es aber nötig die Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugen zu erfassen um ein möglichst aktuelles und umfassendes Bild z.B. über die Fahrbahnbeschaffenheit zu erhalten. Die Erfassung der Daten von allen in einem Gebiet sich bewegenden Fahrzeugen stößt aber auf Schwierigkeiten. Zum einen würde die Erfassung der Daten das Mobilfunknetz sehr stark belasten. Zum anderen sind nicht alle Fahrzeuge gleich gut an das Mobilfunknetz angebunden. Dies kann daran liegen, dass das Fahrzeug sich an einer Position befindet, wo eine Abschattung des Mobilfunknetzes vorliegt oder wo eine Überlastung des Mobilfunknetzes vorliegt, etc. Dann wäre eine mehrfache Übertragung der Daten erforderlich, was das Mobilfunknetz weiter belasten würde.
  • Aus der JP 2013-182 490 A ist ein Verkehrsinformationssystem bekannt, bei dem die Sensor-Daten der Fahrzeuge erfasst werden, die in dem betreffenden Gebiet unterwegs sind. Die erfassten Daten werden jeweils mit aktueller Position des Fahrzeuges und Erfassungszeitpunkt markiert. Der Rechner des Verkehrsüberwachungssystems wertet die erfassten Daten aus und erzeugt die gewünschte Verkehrsinformation Staumeldung, anderen Warnmeldungen etc. und stellt diese Information mit einer Angabe bzgl. der Verlässlichkeit der Information den Verkehrsteilnehmern zur Verfügung.
  • Aus der US 2013/0275214 A1 ist es bekannt die Daten bzgl. der Art der im Fahrzeug eingebauten Sensoren zu erfassen um daraus zugeschnittene Werbung an das Fahrzeug zurück zu senden. Die Werbung kann sich auf weitere Sonderausstattung beziehen die für die Nachrüstung interessant sein kann.
  • Aus der DE 10 2013 205 392 A1 ist ein Backend für Fahrerassistenzsysteme von Fahrzeugen mit einer Datenbank bekannt. Die Backend-Einrichtung empfängt dabei Floating Car Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugen. Das Backend steuert dabei mittels Anweisung an mindestens eines der Fahrzeuge den Umfang bzw. die Datenerfassungsrate der Floating Car Daten in Abhängigkeit von Auslastung/Verfügbarkeit bzw. Bandbreite des Mobilfunknetzes.
  • Aus der DE 101 33 387 A1 ist ein Verfahren zur Erfassung von Verkehrsdaten für ein Fahrzeug bekannt, bei dem die Fahrzeuge Positionsdaten über eine Kommunikationseinheit an eine Zentrale liefern, wobei aus den Positionsdaten vieler Fahrzeuge Verkehrszustandsmeldungen erarbeitet werden. Bei dem Verfahren erfolgt ein selektives Zu/Abschalten von Fahrzeugen als Melder mittels einer Meldung von der Zentrale aus um das Nachrichtenaufkommen zu regeln.
  • Erfindung
  • Gegenüber den bekannten Lösungen besteht der Bedarf für eine effizienteres Datenerfassungsverfahren, welches die Nachteile der beschriebenen Lösungen vermeidet. Dies ist die Aufgabe der Erfindung.
  • Hier wird insbesondere der Fokus auf den Punkt Überlastungen des Netzes zu vermeiden gelenkt. Es sind immer mehr Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs und die Fahrzeuge werden kooperativ oder autonom gesteuert. Dies an sich erhöht schon das Kommunikationsaufkommen drastisch. Hinzu kommt, dass auch der Medienkonsum und der Informationsbedarf der Insassen der Fahrzeuge steigen, wenn der Fahrer von der Aufgabe des Lenkens des Fahrzeuges entlastet wird. Die Mobilfunknetze sind daher schon aus diesen Gründen zusätzlich belastet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur kollektiven Erfassung von Daten in einem Mobilfunknetz gemäß Anspruch 1, einen Datenerfassungsrechner gemäß Anspruch 11 und eine Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit gemäß Anspruch 12 und 13 gelöst.
  • Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung entsprechend der nachfolgenden Beschreibung dieser Maßnahmen.
  • Die Lösung besteht in einer gezielteren Erfassung der Daten von mobilen Geräten, wobei der Verbindungsstatus der mobilen Geräte im Mobilfunknetz berücksichtigt wird. Es werden also diejenigen mobilen Geräte für die Datenerfassung ausgewählt, deren Verbindungsstatus im Mobilfunknetz anzeigt, dass eine Datenerfassung effizient möglich ist. Wenn die kollektive Erfassung der Daten sich auf die Übertragung der Daten derjenigen Stationen beschränkt, die gut angebunden sind, werden Fehlübertragungen und dadurch bedingte Mehrfachübertragungen aufgrund von Verbindungsproblemen vermieden.
  • Da der Verbindungsstatus nur den mobilen Geräten selbst und dem Mobilfunkbetreiber bekannt ist, kann diese Information entweder von den mobilen Geräten selbst abgefragt werden oder von dem Mobilfunkbetreiber. Das einzelne Abfragen des Verbindungsstatus von den einzelnen mobilen Geräten würde das Mobilfunknetz stark belasten und ist wie beschrieben deshalb nicht praktikabel. Außerdem berichten die einzelnen mobilen Geräte einige Informationen bzgl. des Verbindungsstatus ohnehin an den Mobilfunkbetreiber, so dass eine weitere dedizierte Abfrage dieser Informationen als ineffizient angesehen wird.
  • Gemäß des Vorschlages erfolgt deshalb die Abfrage der Verbindungsstatusdaten bei dem Mobilfunkbetreiber. Der Mobilfunkbetreiber stellt diese Daten z.B. in dem Evolved Packet Core (EPC) des Anbieternetzes zur Verfügung. Ein Zugriff auf diese Daten seitens des Datenerfassungsrechners 50 erfolgt dann z.B. über das Internet oder über ein anderes Netz. Hierfür ist keine drahtlose Kommunikation erforderlich. Das Mobilfunknetz wird dann nicht mehr belastet. Über das Internet können die Verbindungsdaten zusammengefasst per Download geladen werden, einzelne Anfragen sind dafür nicht erforderlich.
  • Es ist vorteilhaft, wenn bei der Abfrage des Verbindungsstatus der mobilen Geräte erfasst wird wie hoch die Mobilfunkzelle, in der sich das mobile Gerät bewegt, ausgelastet ist. Diese Information spiegelt wieder wieviel freie Netzkapazität in dem Bereich des Netzes noch zur Verfügung steht. Dann kann gezielt je nach verfügbarer Netzkapazität die Anzahl der ausgewählten mobilen Geräte angepasst werden.
  • Es ist vorteilhaft, wenn bei der Abfrage des Verbindungsstatus der mobilen Geräte die jeweilige gemessene Verbindungsqualität erfasst wird. Hier kann z.B. die Fehlerrate erfasst werden. Für eine effiziente Übertragung können dann die mobilen Geräte ausgewählt werden, deren Fehlerrate klein ist.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, wenn bei der Abfrage des Verbindungsstatus erfasst wird, wie weit das mobile Gerät von der Zellgrenze der Mobilfunkzelle entfernt ist. Je weiter das Gerät von der Basisstation entfernt ist, umso schwieriger wird eine zuverlässige Übermittlung der Daten. Auch sinkt die Energieeffizienz bei der Übertragung der Daten.
  • Überhaupt kann der Verbindungsstatus des mobilen Gerätes davon abhängen mit welcher spektralen Effizienz die Daten übertragen werden können oder mit welcher Energieeffizienz die Daten übertragen werden können. Dann ist es vorteilhaft, wenn als Verbindungsstatus das Kriterium der spektralen Effizienz der Datenübertragung oder der Energieeffizienz der Datenübertragung verwendet wird.
  • Ein weiteres Kriterium für die Erfassung des Verbindungsstatusses ist der Handover-Status des mobilen Gerätes. Der Handover-Status kann kritisch sein, wenn sich das mobile Gerät an einer Zellgrenze bewegt und es nicht ganz klar ist ob das Gerät bei der Übermittlung der zu erfassenden Daten noch in der Zelle sein wird, in der es momentan eingebucht ist.
  • In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die mobilen Geräte ihre Reiseroute an den Mobilfunkdienstleister übermitteln. Wenn der Mobilfunkdienstleister über die Reiseroute eines mobilen Gerätes informiert ist, kann er einen vorausgesagten Verbindungsstatus berechnen in dem genauer berücksichtigt wird in welcher Zelle sich das mobile Gerät für die Datenerfassung voraussichtlich aufhalten wird.
  • Als Verbindungsstatus des mobilen Gerätes kann auch eine benötigte Genauigkeit der zu erfassenden Daten abgefragt werden. Ein Beispiel dafür ist z.B. die Erfassung von Kameradaten. Wenn mit Hilfe der Kameradaten die Fahrbahnbeschaffenheit ermittelt werden soll, so kommt es stark auf die Qualität der aufgenommenen Videobilder und deren Zeitauflösung an. Diese hängen allerdings stark davon ab, mit welcher Geschwindigkeit das Fahrzeug unterwegs ist. Dementsprechend wäre der Verbindungsstatus gut für ein langsam fahrendes Fahrzeug, hingegen schlecht für ein schnell fahrendes Fahrzeug.
  • In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahren zur kollektiven Datenerfassung ist es vorteilhaft, wenn von dem Datenerfassungsrechner eine Anforderung an eine Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit bzgl. der Anzahl und/oder der Kriterien zur Auswahl der mobilen Geräte deren Daten erfasst werden sollen gesendet wird, und wobei die Auswahl der mobilen Geräte deren Daten erfasst werden sollen unter Berücksichtigung der übermittelten Anzahl und/oder der Kriterien zur Auswahl von der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit selbst getroffen wird und die von den ausgewählten mobilen Geräten erfassten Daten an den Datenerfassungsrechner weitergeleitet werden. Ein Zugriff auf diese erfassten Daten seitens des Datenerfassungsrechners erfolgt dann z.B. über das Internet oder über ein anderes Netz, z.B. per Download. Das Mobilfunknetz wird dann aber nicht mehr belastet.
  • In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verbindungsstatus der mobilen Geräte von der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit per Fernzugriff dem Datenerfassungsrechner zur Verfügung gestellt und die Auswahl der mobilen Geräte deren Daten erfasst werden sollen wird von dem Datenerfassungsrechner getroffen. die Auswahl der mobilen Geräte deren Daten erfasst werden sollen wird von dem Datenerfassungsrechner der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit mitgeteilt und die von den ausgewählten mobilen Geräten erfassten Daten werden von der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit an den Datenerfassungsrechner weitergeleitet. Hier stellt die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit praktisch nur eine Schnittstelle zur Verfügung z.B. in Form eines Application Programming Interface (API), ist aber von der Aufgabe der Auswahl der mobilen Geräte deren Daten erfasst werden sollen befreit. Über das Internet können die Verbindungsstatusdaten zusammengefasst per Download geladen werden, einzelne Anfragen sind dafür nicht erforderlich.
  • Zeichnungen
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 das Prinzip der Fahrzeugkommunikation über Mobilfunk;
  • 2 ein Beispiel der Auswahl einer Anzahl von mobilen Geräten bei unterschiedlicher Auslastung einer Anzahl von Mobilfunkzellen;
  • 3 den Nachrichtenaustausch zwischen einem Datenerfassungsrechner, einer Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit und einer Mobilfunknetz-Teilnehmerstation in einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 4 den Nachrichtenaustausch zwischen einem Datenerfassungsrechner, einer Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit und einer Mobilfunknetz-Teilnehmerstation in einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 5 einen typischen Protokollstapel einer LTE-Basisstation eNodeB; und
  • 6 ein Blockdiagramm für die Fahrzeugelektronik eines Kraftfahrzeuges.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen.
  • 1 zeigt das Prinzip der Fahrzeugkommunikation mittels Mobilfunk. Die Fahrzeuge sind mit Bezugszahl 30 versehen.
  • Der Begriff Fahrzeug versteht sich als Sammelbegriff sei es für Kraftfahrzeuge mit Brennkraftmaschine oder Elektromotor, sei es für Fahrräder mit und ohne Elektromotor oder andere mit Muskelkraft betriebene Fahrzeuge, sei es für Fahrzeuge mit einem, zwei, vier oder mehr Rädern. Sei es für Motorräder, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Busse, Landwirtschaftsfahrzeuge oder Baumaschinen. Die Aufzählung ist nicht abschließend und umfasst auch weitere Fahrzeugkategorien.
  • Die Fahrzeuge in 1 sind jeweils mit einer On-Board Unit 31 ausgestattet, die als Sende- und Empfangseinheit für die Kommunikation in einem Mobilfunknetz dient. Diese On-Board Unit ist Teil einer Mobilfunknetz-Teilnehmerstation im Sinne der Offenbarung der Erfindung. Die Mobilfunknetz-Teilnehmerstation wird nachfolgend kurz als mobiles Gerät bezeichnet. Alle Nachrichten von den Fahrzeugen (Uplink) und zu den Fahrzeugen (Downlink) werden entweder über eine Basisstation 20 geleitet, die eine Mobilfunkzelle bedient oder im Fall von Fahrzeugdirektkommunikation (Sidelink) unmittelbar zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht. Befinden sich die Fahrzeuge innerhalb dieser Mobilfunkzelle, sind sie bei der Basisstation 20 angemeldet bzw. eingebucht. Verlassen sie die Mobilfunkzelle, werden sie an die benachbarte Zelle übergeben (Handover) und dementsprechend an der Basisstation 20 abgemeldet bzw. ausgebucht. Die Basisstation 20 stellt auch einen Zugang zum Internet zur Verfügung, so dass die Fahrzeuge 30 bzw. alle anderen mobilen Geräte in der Mobilfunkzelle mit Internetdaten versorgt sind. Dazu steht die Basisstation 20 über die sogenannte S1-Schnittstelle mit dem EPC 40 (Evolved Packet Core) in Verbindung. Über das Internet 10 oder ein anderes Weitverkehrsnetz WAN erreichbar ist noch ein Datenerfassungsrechner 50. Dieser Datenerfassungsrechner 50 kann einem Zentrum für Verkehrsüberwachung zugeordnet sein. In einem anderen Beispiel dient er zur Flottenüberwachung eines Unternehmens, z.B. Fahrzeugherstellers, eines Logistikunternehmens, Autovermietungsunternehmen, usw. Im Rahmen des Vorschlages hat der Datenerfassungsrechner die Aufgabe der kollektiven Datenerfassung. Es werden also bestimmte Daten, die ein Fahrzeug liefern kann, erfasst und für eine Weiterverarbeitung gespeichert. Die heutigen Fahrzeuge sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, darunter Drehzahlgeber, Temperatursensoren, Beschleunigungssensoren, Schadstoffausstoßsensoren, Reifendrucksensoren, Sitzbelegungssensoren, Kameras, Radar, Lidar, Ultraschall, usw. Die Aufzählung ist nicht abschließend. Es können aber auch Daten erfasst werden, die nicht unmittelbar von einem Sensor gemessen werden, so z.B. abgeleitete Größen wie Verbrauchswerte, Verschleißwerte, Status der Sicherheitssysteme oder auch eine geplante Reiseroute, Teilnahme an einem Fahrzeug-Platooning, Anzahl und Art der im Fahrzeug verbauten Sensoren, usw. Die Weiterverarbeitung der erfassten Daten kann auf vielfältige Weise geschehen. Sie kann durch statistische Auswertung geschehen. Sie kann dem Zweck des Flottenmanagement dienen. Sie kann dem Zweck der Verkehrsüberwachung dienen oder sie kann einem anderen behördlichen Zweck dienen, darunter Umweltschutz, Unfallschutz, Strafverfolgung, usw.
  • Derartige Mobilfunk-Technologien sind standardisiert und es wird diesbezüglich auf die entsprechenden Spezifikationen von Mobilfunkstandards hingewiesen. Als ein modernes Beispiel eines Mobilfunkstandards wird auf die 3GPP Initiative und den LTE-Standard (Long Term Evolution) Bezug genommen. Viele der zugehörigen ETSI Spezifikationen liegen z.Z. in der Version 13 vor. Als Beispiel wird genannt: ETSI TS 136 213 V13.0.0 (2016-05); Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (3GPP TS 36.213 version 13.0.0 Release 13).
  • LTE steht vor allem für hohe Übertragungsraten und kurze Reaktionszeiten. Die Steigerung der Übertragungsrate wird bei LTE durch bessere Modulationsverfahren, flexiblere Frequenznutzung und größere Kanalbandbreiten erreicht. Zur Zeit werden bei LTE laut Spezifikation pro 20-MHz-Band rechnerisch und abzüglich des Overheads eine Übertragungsrate von über 300 MBit/s im Downlink und 75 MBit/s im Uplink erreicht.
  • Die Übertragungsgeschwindigkeit von LTE ist im Wesentlichen vom Frequenzbereich, der Kanalbreite, dem Abstand zur Basisstation 20 und der Teilnehmeranzahl innerhalb der Mobilfunkzelle abhängig. Je mehr Nutzer die Bandbreite gleichzeitig nutzen, desto geringer fällt die Übertragungsrate pro Teilnehmer aus.
  • Der Frequenzbereich um 800 MHz war ursprünglich für analoge UHF-Fernsehkanäle vorgesehen. Durch die Umstellung des terrestrischen TV-Empfangs auf DVB-T/DVB-T2 und der damit verbundenen Abschaltung der analogen Fernsehübertragung per Funk, wurde dieser Frequenzbereich frei. Dieser Frequenzbereich wird deshalb auch als Digitale Dividende bezeichnet. Zusätzlich haben alle Netzbetreiber im Frequenzbereich um 1.800 MHz Frequenzen zur Verfügung, die für LTE genutzt werden dürfen.
  • Während die Frequenzen um 2.600 MHz hauptsächlich an stark frequentierten Stellen (Hotspots) in Großstädten genutzt werden, sind die Mobilfunkbetreiber verpflichtet die weißen Flecken des Breitband-Ausbaus (nicht-versorgte Gebiete) mit dem 800 MHz Frequenzbereich zu versorgen. Je nach Bedarf und Nachfrage ist damit zu rechnen, dass dieser Frequenzbereich irgendwann überfüllt ist und auch auf dem Land die Frequenzen um 2.600 MHz zur Anwendungen kommen müssen.
  • Allerdings hat der höhere Frequenzbereich eine geringere Reichweite. Das 800-MHz-Band bietet von allen drei Frequenzbereichen die größte Reichweite und kommt bei der Netzabdeckung mit weniger Basisstationen aus. Die Distanz zwischen Basisstation und Endgerät darf bei LTE aber nicht mehr als 10 Kilometer betragen.
  • Damit mehrere Mobilfunkgeräte gleichzeitig Daten übertragen können arbeitet LTE mit skalierbaren und individuellen Kanälen. Das bedeutet konkret, dass bei der Ressourcenbelegung das Frequenzspektrum geteilt wird und Teile des Spektrums einzelnen Geräten für eine bestimmte Zeit zugewiesen wird.
  • Für den Downlink wird die OFDMA-Technik (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) verwendet. Dort wird die bekannte Vielträgerübertragungstechnik OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) verwendet, bei der Datensymbole auf die einzelnen Träger mittels QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying) oder QAM (Quadrature Amplitude Modulation) moduliert werden. Bei OFDMA wird das zur Verfügung stehende Frequenzband in viele schmale Bänder (Kanäle) aufgeteilt. Die Bandbreite wird flexibel genutzt, um das Äußerste an Übertragungsleistung aus den Frequenzen herauszuholen.
  • Ein Frequenzband mit Bandbreite von 10, 15, oder 20 MHz wird in Unterträger zu je 15 kHz aufgeteilt. Jeweils 12 Unterträger werden zu einem Ressourcen-Block (RB) zusammengefasst, was die kleinste Einheit dessen ist, was einem LTE-Gerät zugewiesen werden kann. Ein Gerät kann je Richtung einen bis mehrere Ressourcen-Blöcke belegen. Die Anzahl hängt von der Auslastung der Zelle und der Signalgüte ab. Die Obergrenze ergibt sich aus der Breite des Frequenzblocks, den die Basisstation verwendet. Bei einem 10-MHz-Frequenzblock sind das 50 Ressourcen-Blöcke. Bei 20 MHz sind es 100.
  • Zeitlich ist die Übertragung eines Blocks auf 10 ms festgelegt (Frame). Das sind 100 Blöcke pro Sekunde. Jeder Frame besteht wiederum aus 10 Subframes. Pro Subframe lässt sich ein Transport-Block übertragen. Je nach Signalgüte ist dieser unterschiedlich groß. Die Größe des Transport-Blocks hängt im Wesentlichen von der Signalgüte ab. Die Signalgüte bestimmt, welche Modulation verwendet wird, wie das Verhältnis zwischen Nutzdaten und Fehlerkorrektur (Code-Rate) ist und wie viele Ressourcen-Blöcke verwendet werden. Dabei hängen diese drei Parameter direkt miteinander zusammen.
  • Spezielle Algorithmen wählen die geeigneten Kanäle aus und berücksichtigen dabei die Einflüsse aus der Umgebung. Dabei werden vorzugsweise nur die Träger zur Übertragung genutzt, die für den Nutzer an seinem jeweiligen Ort am günstigsten sind.
  • Für den Uplink wird die SC-FDMA Technik verwendet (Single Carrier Frequency Division Multiple Access). Das ist ein Einträgerzugriffsverfahren was ansonsten OFDMA sehr ähnlich ist. SC-FDMA weist geringere Leistungsschwankungen auf und macht einfachere Leistungsverstärker möglich. Das schont vor allem den Akku mobiler Geräte.
  • LTE arbeitet auch mit räumlich separierten Datenströmen. Die LTE-Spezifikation sieht 4 Antennen in der Basisstation und 2 Antennen in den Endgeräten vor. Das Sendesignal wird zur Übertragung an mehrere Sendeantennen weitergeleitet. Die Empfangssignale werden von zwei Antennen empfangen. Diese Technik wird als Multiple Input Multiple Output (MIMO) bezeichnet. Aus beiden Signalen wird dann ein besseres Signal herausgerechnet. Damit erreicht man einen besseren Datendurchsatz, weil beide Sende- und Empfangspfade nicht den gleichen Störungen (Verluste und Interferenzen) unterliegen. Zusätzlich verwendet LTE, weitere Techniken wie das Shared-Channel-Prinzip, sowie Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) und Adaptive Modulation and Coding (AMC).
  • 2 zeigt einen typischen Anwendungsfall der Erfindung. Darin ist eine Anzahl von Mobilfunkzellen 60 gezeigt, die jeweils als Sechseck dargestellt sind. Jeweils mit einem Kreuz markiert ist die Position der mobilen Geräte 30 in der jeweiligen Mobilfunkzelle 60. Unter einem mobilen Gerät wird hier ein Gerät verstanden, dass in einer Mobilfunkzelle eingebucht sein kann, also z.B. ein Mobiltelefon, ein Tablet-Computer, ein IoT-Gerät (Internet of Things) welches über Mobilfunk an das Internet angebunden wird, ein Fahrzeug 30 welches mit Mobilfunk-Modem 31 ausgestattet ist, usw. 2 zeigt die geografische Verteilung der mobilen Geräte 30 in den einzelnen Zellen. Einige der mobilen Geräte sind mit einem Kreis umrandet. Damit wird angedeutet, dass das betreffende mobile Gerät ausgewählt wurde für die Datenerfassung. Diese Geräte werden mit Bezugszahl 32 versehen. Der Auswahlprozess für die Bestimmung der mobilen Geräte 30 deren Daten erfasst werden sollen wird nachfolgend näher erläutert.
  • Gemäß des Vorschlages wird der Verbindungsstatus der mobilen Geräte im Mobilfunknetz als Auswahlkriterium herangezogen. Da der Verbindungsstatus nur den mobilen Geräten 31 selbst und dem Mobilfunkbetreiber bekannt ist, kann diese Information entweder von den mobilen Geräten 31 selbst abgefragt werden oder von dem Mobilfunkbetreiber. Das einzelne Abfragen des Verbindungsstatus von den einzelnen mobilen Geräten 31 würde das Mobilfunknetz stark belasten und ist deshalb nicht praktikabel. Außerdem berichten die einzelnen mobilen Geräte einige Informationen bzgl. des Verbindungsstatus ohnehin an den Mobilfunkbetreiber, so dass eine weitere dedizierte Abfrage dieser Informationen als ineffizient angesehen wird. Auf die Informationen, die die mobilen Geräte 31 bzgl. des Verbindungsstatus an den Mobilfunkbetreiber berichten, wird nachfolgend noch genauer eingegangen.
  • Favorisiert wird deshalb die Abfrage dieser Daten bei dem Mobilfunkbetreiber. Der Mobilfunkbetreiber stellt diese Daten z.B. im EPC 40 zur Verfügung. Ein Zugriff auf diese Daten seitens des Datenerfassungsrechners 50 erfolgt dann z.B. über das Internet oder über ein anderes Netz. Das Mobilfunknetz wird dann aber nicht mehr belastet. Über das Internet können die Verbindungsdaten zusammengefasst per Download geladen werden, einzelne Anfragen sind dafür nicht erforderlich.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für diesen Fall, wo also der Datenerfassungsrechner 50 auf die von dem Mobilfunkbetreiber zur Verfügung gestellten Verbindungsdaten zugreift. Zunächst sendet der Datenerfassungsrechner 50 über Internet eine http GET VD Anfrage an einen Web-Server der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40. In Beantwortung dieser Anfrage folgt der Download der Verbindungsdaten im Schritt DWL VD. Im Datenerfassungsrechner 50 findet die Analyse der Verbindungsdaten statt. Die Auswertung kann unter Berücksichtigung von einer oder mehreren Kriterien der folgenden Kriterien stattfinden:
    • • Auslastung der Mobilfunkzelle
    • • Verbindungsqualität
    • • Abstand zur Zellgrenze
    • • Handoverstatus
    • • Genauigkeit der zu liefernden Sensordaten
    • • spektrale Effizienz mit der die Daten geliefert werden können
    • • Energieeffizienz mit der die Daten geliefert werden können
  • In 2 ist zu sehen, dass z.B. die Zelle 61 stark ausgelastet ist. Eine Übertragung der Daten der mobilen Geräte in der Funkzelle 61 würde das Mobilfunknetz überlasten, so dass nur ein Teil der mobilen Geräte in dieser Zelle zur Datenerfassung ausgewählt werden. Die mobilen Geräte 33 befinden sich an der Zellgrenze. Sie sind deshalb nicht mehr besonders effizient angebunden. Dies bezieht sich auf die spektrale Effizienz der Datenübertragung wie auch auf die Energieeffizienz. Deshalb werden sie nicht für die Datenerfassung ausgewählt. Die mobilen Geräte 33 sind in 2 durch Umrandung mit einer Raute kenntlich gemacht. Die mobilen Geräte 34 haben einen kritischen Handover-Status und werden ebenfalls nicht ausgewählt. Sie sind durch Umrandung mit einem Rechteck markiert. Ein kritischer Handover-Status liegt vor, wenn die aufnehmende Zelle eine hohe Auslastung hat oder aus anderen Gründen zu erwarten ist, dass der Handover-Vorgang viel Zeit in Anspruch nehmen könnte.
  • Wenn die mobilen Geräte mit Navigationsfunktion ausgerüstet sind, und ihre Reiseroute bei dem Mobilfunkbetreiber anmelden, kann diese Information ebenfalls zu dem Datenerfassungsrechner 50 übermittelt werden und dann dort auch für die Auswahl berücksichtigt werden. Dann kann ein mobiles Gerät 34 trotz des kritischen Handover-Status ausgewählt werden, weil dessen vorhergesagter Verbindungsstatus gut genug ist.
  • Als Nächstes übermittelt der Datenerfassungsrechner 50 die Informationen bzgl. der Auswahl der Fahrzeuge an die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40. Dies geschieht mit Hilfe einer entsprechenden http POST AF Nachricht. Die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40 benutzt diese Information um die Daten von den ausgewählten Fahrzeugen zu erfassen. Dazu sendet sie eine entsprechende Nachricht RQ FD an die ausgewählten Fahrzeuge. In dieser Nachricht kann die Art der gewünschten Daten genau bezeichnet sein. Auch kann der Zeitpunkt und der Zeitraum spezifiziert sein zu wann und wie lange die gewünschten Daten geliefert werden sollen. Eine mögliche Anwendung ist z.B. die Überwachung des Fahrbahnzustandes (z.B. für eine Warnung vor Schlaglöchern) mit Hilfe der Kamerasensoren. Die ausgewählten Fahrzeuge liefern die angeforderten Daten an die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40 zurück. Dieser Schritt ist in 3 mit RP FD referenziert. Für Kamerasensoren wird dann z.B. ein Videostream zurückgeliefert werden. Dies ist auch ein Beispiel für das Auswahlkriterium Genauigkeit der Sensordaten. Ist das Fahrzeug sehr schnell unterwegs, reicht die zeitl. Auflösung der Videobilder nicht aus für eine zuverlässige Schlaglocherkennung. Dann wird das Fahrzeug nicht ausgewählt für die Datenerfassung bzgl. Schlaglocherkennung.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Fall, dass die Auswahl der Fahrzeuge in der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40 geschieht. Hier müssen also die Kriterien für die Auswahl von der Datenerfassungsrechner 50 an die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40 übertragen werden. Dafür muss der Verbindungsstatus der Fahrzeuge nicht an den Datenerfassungsrechner 50 übertragen werden. Zunächst erfolgt die Übermittlung der Auswahlkriterien an die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40. Die entsprechende http POST Nachricht ist in 4 mit POST AK bezeichnet. Die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40 trifft die Auswahl anhand der übermittelten Auswahlkriterien. Die erforderlichen Verbindungsstatusdaten der einzelnen mobilen Geräte liegen bei der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40 vor. Dann folgt die Anforderung RQ FD bei den ausgewählten Fahrzeugen 32. Die ausgewählten Fahrzeuge 32 berichten die angeforderten Daten im Schritt RP FD an die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit 40. Anschließend folgt noch der Zugriff der erfassten Daten seitens des Datenerfassungsrechner 50 mit dem GET Request GET FD und der Lieferung der angeforderten Daten im Schritt DWL FD wie schon zuvor im ersten Ausführungsbeispiel.
  • Die Belegung der Übertragungsressourcen geschieht nach LTE-Standard mithilfe eines sogenannten „Schedulers“, der einer Verwaltungseinheit entspricht, die die Übertragungsressourcen verwaltet. Der Scheduler ist gemäß LTE-Standard in der Basisstation angeordnet. Diese Basisstation wird im LTE-Standard als eNodeB bezeichnet und ist dementsprechend spezifiziert. Der Protokollstapel einer solchen Basisstation eNodeB ist in der 5 gezeigt. Die Bezugszahl 200 bezeichnet die Gesamtheit der verschiedenen implementierten Protokolle. Mit der Bezugszahl 205 ist die Bitübertragungsschicht bezeichnet, also Schicht 1 (Physical Layer) des ISO/OSI Schichtenmodells der Datenkommunikation. Die Vermittlungsschicht, Schicht 2 (Data Link Layer) ist bei LTE durch die Schichten 210 Medium Access Control Layer, 215 Radio Link Control Layer und 220 Radio Resource Control Layer realisiert. Darüber ist die schon erwähnte Funktionalität des Schedulers, also der Verwaltungseinheit die die Ressourcenbelegung vornimmt, angesiedelt. Diese Einheit ist mit der Bezugszahl 225 bezeichnet. Darüber befindlich ist eine Schicht 230 angesiedelt, die die Auswertung von Messungen und die Vornahme von Konfigurationen für die Basisstation eNodeB vornimmt. In dieser Schicht werden die Verbindungsqualitätsdaten gesammelt und verarbeitet, die für die Ermittlung des Verbindungsstatus nötig sind. Hier werden von den mobilen Geräten Channel Quality Indicator (CQI) Reports, Received Signal Strength Indicator (RSSI) Reports und Reference Signal Received Quality (RSRQ) Reports geliefert. Für die Einzelheiten wird hier auf den LTE Standard ausdrücklich auch im Sinne der Offenbarung der Erfindung Bezug genommen.
  • Mit der Bezugszahl 235 ist die Radio Admission Control Schicht RAC bezeichnet. Die Schicht RBC entsprechend Radio Bearer Control hat die Bezugszahl 240. Darüber sind noch die Schichten Connection Mobility Control CMC 245 und Inter Cell Radio Ressource Mangagement RRM 250 angeordnet. Die einzelnen Schichten der Netzwerkverwaltungseinheit 20 sind im Standard näher erläutert. Von Interesse für die vorliegende Erfindung ist die Schicht 230, die die Auswertung von Messungen und die Vornahme von Konfigurationen durchführt. Aus diesem Grund werden im Folgenden nähere Erklärungen hauptsächlich zu dieser Schicht 230 gegeben. Bezüglich der anderen aufgelisteten Schichten, wird ausdrücklich auf den LTE-Standard Bezug genommen im Hinblick auf die Offenbarung dieser Schichten.
  • Zu diesem Zweck wird darauf hingewiesen, dass die 5 in dieser Form dem LTE-Standard entnommen wurde. Es handelt sich um die Spezifikation ETSI TS 136 211 V13.1.0. Der Titel dieser Spezifikation lautet: LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (3 GPP TS 36.211 Virgin 13.1.0 Release 13).
  • Die Schicht 230 wird die für die Erfindung vorgesehene 2. Stufe des QoS Monitoring durchführen. Also die Zurverfügungstellung von Informationen über den Zustand des Netzes. Diese Informationen werden an die Mobilfunkteilnehmer, übertragen. Dabei kann es vorgesehen sein, das die Informationen nur an diejenigen Teilnehmer übertragen werden, die sich für diesen besonderen QoS-Monitoring-Service angemeldet haben.
  • 6 zeigt den typischen Aufbau einer Kfz-Elektronik 100 eines modernen Kraftfahrzeuges 30. Mit der Bezugszahl 151 ist ein Motorsteuergerät bezeichnet. Die Bezugszahl 152 entspricht einem ESP-Steuergerät und die Bezugszahl 153 bezeichnet ein ABS-Steuergerät. Weitere Steuergeräte wie Getriebesteuergerät, Airbagsteuergerät usw. können im Kraftfahrzeug vorhanden sein. Die Vernetzung solcher Steuergeräte geschieht typischerweise mit dem CAN-Bussystem (Controller Area Network) 104 welches als ISO Norm standardisiert ist, ISO 11898. Da verschiedene Sensoren im Kraftfahrzeug installiert werden und diese nicht mehr nur an einzelne Steuergeräte angeschlossen werden, werden solche Sensordaten ebenfalls über das Bussystem 104 zu den einzelnen Steuergeräten übertragen. Beispiele von Sensoren im Kraftfahrzeug sind Raddrehzahlsensoren, Lenkwinkelsensoren, Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren, Reifendrucksensoren, Abstandssensoren usw. Die verschiedenen Sensoren mit dem das Fahrzeug ausgestattet ist, sind in der 6 mit der Bezugszahl 161, 162, 163 bezeichnet.
  • Das moderne Kraftfahrzeug kann aber noch weitere Komponenten aufweisen wie Videokameras 105, z.B. als Rückfahrkamera oder als Fahrerüberwachungskamera oder auch als Frontkamera um das Verkehrsgeschehen zu beobachten. Als Beispiel weiterer Komponenten wird auch ein Radargerät für die Realisierung eines Radartempomaten oder zur Realisierung eines Abstandswarnungs- oder Kollisionswarnungsgerätes genannt.
  • Seit einigen Jahren werden Fahrerassistenzsysteme angeboten, welche mit Radar-, Lidar- oder Videosensorik die Fahrumgebung erfassen, sich durch Interpretation dieser Sensordaten eine interne Repräsentation der Fahrsituation bilden und aufbauend auf diesem Wissen zunehmend anspruchsvolle Funktionen durch Information und Warnung des Fahrers bis hin zu gezielten Eingriffen in die Fahrzeugführung ausführen. So kann beispielsweise die Längsführung auf gut strukturierten Straßen, wie Autobahnen, durch ein mit Radarsensorik ausgestattetes ACC System (Adaptive Cruise Control) zu einem hohen Zeitanteil automatisch ausgeführt werden.
  • Im Kraftfahrzeug befinden sich dann auch noch weitere elektronische Vorrichtungen. Diese sind mehr im Bereich der Fahrgastzelle angeordnet und werden oft auch von dem Fahrer bedient. Beispiele sind eine Benutzerschnittstellenvorrichtung mit dem der Fahrer Fahrmodi anwählen kann, aber auch klassische Komponenten bedienen kann. Darunter fallen Gangwahl sowie auch Blinker-Steuerung, Scheibenwischersteuerung, Lichtsteuerung, usw. Diese Benutzerschnittstellenanordnung ist mit der Bezugszahl 130 versehen. Die Benutzerschnittstellenanordnung 130 ist oft auch mit einem Dreh/Druckschalter ausgestattet, über den der Fahrer die verschiedenen Menüs anwählen kann die auf einem Display im Cockpit angezeigt werden. Andererseits fällt auch ein berührungsempfindliches Display in diese Kategorie. Selbst die Spracheingabe für die Bedienungsunterstützung fällt in diesen Bereich.
  • Davon unterschieden wird oft ein Navigationssystem 120, welches ebenfalls im Bereich des Cockpits verbaut wird. Die Route, welche auf einer Karte angezeigt wird, kann natürlich ebenfalls auf dem Display im Cockpit dargestellt werden. Weitere Komponenten, wie eine Freisprecheinrichtung können vorhanden sein, sind aber nicht näher dargestellt. Die Bezugszahl 110 bezeichnet noch eine On-Board Unit. Diese On-Bord Unit 110 entspricht einem Kommunikationsmodul über das das Fahrzeug mobile Daten empfangen und senden kann. Wie beschrieben, kann es sich hier um ein Mobilfunk-Kommunikationsmodul, z. B. nach dem LTE und LTE-V-Standard handeln.
  • Die Geräte des Fahrgastraumes sind ebenfalls untereinander vernetzt über ein Bussystem, das mit der Bezugszahl 102 bezeichnet wird. Es kann sich z. B. um das Highspeed CAN-Bussystem nach ISO 11898-2 Standard handeln, hier allerdings in der Variante für Datenübertragung mit höherer Datenrate zwischen Infotainment-Geräten. Zu dem Zweck, das fahrzeugrelevante Sensordaten über das Kommunikationsmodul 110 zu einem anderen Fahrzeug oder zu einem anderen Zentralrechner übertragen werden sollen, ist das Gateway 140 vorgesehen. Dieses ist mit beiden verschiedenen Bussystemen 102 und 104 verbunden. Das Gateway 140 ist dazu ausgelegt die Daten, die es über den CAN-Bus 104 empfängt, so umzusetzen, dass sie in das Übertragungsformat des Highspeed-CAN-Busses 102 umgesetzt werden, so dass sie in den dort spezifizierten Paketen verteilt werden können. Für die Weiterleitung dieser Daten nach extern, ist das Kommunikationsmodul 110 dazu ausgerüstet, diese Datenpakete zu empfangen und wiederum in das Übertragungsformat des entsprechend eingesetzten Kommunikationsstandards umzusetzen. Das Gateway 140 kann auch als Rechenmittel für andere Aufgaben benutzt werden.
  • Es sollte verstanden werden, dass das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen in verschiedenen Formen von Hardware, Software, Firmware, Spezialprozessoren oder einer Kombination davon implementiert werden können. Spezialprozessoren können anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Reduced Instruction Set Computer (RISC) und / oder Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) umfassen. Vorzugsweise wird das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung als eine Kombination von Hardware und Software implementiert. Die Software wird vorzugsweise als ein Anwendungsprogramm auf einer Programmspeichervorrichtung installiert. Typischerweise handelt es sich um eine Maschine auf Basis einer Computerplattform die Hardware aufweist, wie beispielsweise eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine oder mehrere Eingabe/Ausgabe (I/O) Schnittstelle(n). Auf der Computerplattform wird typischerweise außerdem ein Betriebssystem installiert. Die verschiedenen Prozesse und Funktionen, die hier beschrieben wurden, können Teil des Anwendungsprogramms sein, oder ein Teil der über das Betriebssystem ausgeführt wird.
  • Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde.
  • Eine Modifikation, die explizit erwähnt wird, ist dass der Datenerfassungsrechner 50 nicht über Internet 10 an das Mobilfunknetz angebunden ist, sondern als Edge-Cloud-Anwendung Teil des EPC 40 ist. Es gibt dann an bestimmten Stellen des Mobilfunknetzes weitere Datenerfassungsrechner 50, die jeweils für einen bestimmten Bereich des Mobilfunknetzes für die Datenerfassung der Daten von den in dem jeweiligen Bereich positionierten mobilen Geräten zuständig sind.

Claims (13)

  1. Verfahren zur kollektiven Erfassung von Daten, wobei die Daten, von mit Funkkommunikationsmodul (31) ausgestatteten mobilen Geräten (30, 32, 33, 34) erfasst werden, wobei die Daten mit Hilfe der Funkkommunikationsmodule (31) per Mobilfunknetz zu wenigstens einem Datenerfassungsrechner (50) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34), deren erfasste Daten an den wenigstens einen Datenerfassungsrechner (50) übertragen werden sollen, in Abhängigkeit wenigstens des Verbindungsstatus der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34) in dem Mobilfunknetz geschieht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsstatus eines mobilen Gerätes (30, 32, 33, 34) davon abhängt wie hoch die Mobilfunkzelle (60, 61) in der sich das mobile Gerät (30, 32, 33, 34) bewegt ausgelastet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verbindungsstatus des mobilen Gerätes (30, 32, 33, 34) von der gemessenen Verbindungsqualität abhängt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsstatus davon abhängt wie weit das mobile Gerät (30, 32, 33, 34) von der Zellgrenze der Mobilfunkzelle (60, 61) entfernt ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsstatus von dem Handover-Status des mobilen Gerätes (30, 32, 33, 34) abhängt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsstatus des mobilen Gerätes (60, 61) von der benötigten Genauigkeit der zu erfassenden Daten abhängt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsstatus des mobilen Gerätes (30, 32, 33, 34) davon abhängt mit welcher spektralen Effizienz die Daten übertragen werden können oder mit welcher Energieeffizienz die Daten übertragen werden können.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mobilen Geräte (30, 32, 33, 34) ihre Reiseroute an den Mobilfunkdienstleister übermitteln und der Verbindungsstatus ein aufgrund der übermittelten Reiseroute vorausgesagter Verbindungsstatus ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von dem Datenerfassungsrechner (50) eine Anforderung an eine Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) bzgl. der Anzahl und/oder der Kriterien zur Auswahl der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34), deren Daten erfasst werden sollen, gesendet wird, und wobei die Auswahl der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34), deren Daten erfasst werden sollen, unter Berücksichtigung der übermittelten Anzahl und/oder der Kriterien zur Auswahl von der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) in Abhängigkeit von wenigstens des Verbindungsstatus der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34) selbst getroffen wird und die von den ausgewählten mobilen Geräten (32) erfassten Daten an den Datenerfassungsrechner (50) weitergeleitet werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Mobilfunknetz- Verwaltungseinheit (40) den Verbindungsstatus der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34) per Fernzugriff dem Datenerfassungsrechner (50) zur Verfügung stellt und die Auswahl der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34), deren Daten erfasst werden sollen, von dem Datenerfassungsrechner (50) in Abhängigkeit von wenigstens des Verbindungsstatus der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34) getroffen wird, und wobei die Auswahl der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34), deren Daten erfasst werden sollen, von dem Datenerfassungsrechner (50) der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) mitgeteilt wird und die von den ausgewählten mobilen Geräten (32) erfassten Daten von der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) an den Datenerfassungsrechner (50) weitergeleitet werden.
  11. Datenerfassungsrechner (50) zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 10, aufweisend eine Sende- und Empfangseinheit für den Austausch von Nachrichten mit einer Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40), dadurch gekennzeichnet, dass der Datenerfassungsrechner (50) ausgelegt ist per Fernzugriff auf den Verbindungsstatus der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34), der von der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) zur Verfügung gestellt wird, zuzugreifen, in Abhängigkeit von wenigstens des Verbindungsstatus der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34) eine Auswahl zu treffen, die Auswahl der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34), deren Daten erfasst werden sollen, der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) mitzuteilen und die von den ausgewählten mobilen Geräten (30, 32, 33, 34) erfassten Daten von der Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) zu empfangen.
  12. Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 10, aufweisend eine Sende- und Empfangseinheit für den Austausch von Nachrichten mit einem Datenerfassungsrechner (50), sowie eine Sende- und Empfangseinheit für den Austausch von Nachrichten mit den mobilen Geräten (30, 32, 33, 34), dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) ausgelegt ist die Daten über den Verbindungsstatus der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34) für den Fernzugriff seitens des Datenerfassungsrechners (50) zur Verfügung zu stellen und eine verbindungsstatusabhängige Auswahl der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34), deren Daten erfasst werden sollen, von dem Datenerfassungsrechner (50) zu empfangen und die Daten von den ausgewählten mobilen Geräten (32) zu empfangen und an den Datenerfassungsrechner (50) weiter zu leiten.
  13. Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend eine Sende- und Empfangseinheit für den Austausch von Nachrichten mit einem Datenerfassungsrechner (50), sowie eine Sende- und Empfangseinheit für den Austausch von Nachrichten mit den mobilen Geräten (30, 32, 33, 34), dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilfunknetz-Verwaltungseinheit (40) ausgelegt ist eine Anforderung bzgl. der Anzahl und/oder der Kriterien zur Auswahl der mobilen Geräte (30, 32, 33, 34), deren Daten erfasst werden sollen, von dem Datenerfassungsrechner (50) zu empfangen, daraufhin eine Auswahl der mobilen Geräte (31, 32, 33, 34) in Abhängigkeit von wenigstens des Verbindungsstatus der mobilen Geräte (31, 32, 33, 34) selbst zu treffen und die Daten von den ausgewählten mobilen Geräten (32) zu empfangen und an den Datenerfassungsrechner (50) weiter zu leiten.
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