CN112789870B - 机动车车上的蓝牙通信 - Google Patents

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Abstract

方法包括如下步骤：确定在机动车的区域中是否发生或将发生无线通信，其中，所述无线通信借助于无线的第一信号进行；并且作为对所述确定的反应，在机动车的区域内发出无线的第二信号。在此，所述第一信号处于第一频率范围内，所述第一频率范围被认可用于按照蓝牙标准利用，而所述第二信号处于第二频率范围内，所述第二频率范围被认可用于按照WLAN标准和蓝牙标准利用，其中，在第二频率范围中定义多个蓝牙信道，并且所述第二信号仅占用所述多个蓝牙信道之一。

Description

机动车车上的蓝牙通信
技术领域
本发明涉及借助于蓝牙信号的通信。本发明特别是涉及机动车车上的蓝牙通信。
背景技术
在机动车车上可以进行按照蓝牙标准IEEE 802.15.1的无线通信连接，例如以便将头戴式送受话器与个人移动终端连接。机动车可以暂时地位于用于按照WLAN标准IEEE802.11无线传送信息的站的区域内，例如其方式为，机动车从如下场所或建筑物旁边行驶通过，在所述场所或建筑物处安装有WLAN(无线局域网)站(“热点”)。WLAN和蓝牙的频率范围可能彼此重叠，从而在机动车内的通信连接可能被WLAN信号干扰。结果是，借助于蓝牙传送的语音连接可能中断。
已提出了用于在蓝牙和WLAN信号之间避免冲突或解决冲突的不同建议。但是当蓝牙终端未长时间地在WLAN信号的区域内停留时，这些建议无法应用或不是有效的。而且当可供使用的频谱在约2.4-2.483GHz的范围内完全被WLAN信号所使用时，也可能无法解决冲突。
发明内容
本发明所基于的任务之一在于，提供一种改善的用于借助于机动车车上的蓝牙信号来通信的技术。本发明借助于按照本发明的技术方案解决所述任务。
按照本发明的第一方面，一种方法包括如下步骤：确定在机动车的区域内借助于无线的第一信号的通信；并且在机动车的区域内发出无线的第二信号。在此，所述第一信号处于第一频率范围内，所述第一频率范围被认可用于按照蓝牙标准利用；而所述第二信号处于第二频率范围内，所述第二频率范围被认可用于按照WLAN标准和蓝牙标准利用。
已知的是，在按照WLAN标准的通信伙伴在某一频率范围内发出信号之前，所述按照WLAN标准的通信伙伴通常检查：该频率范围是否被信号占用(“对话前监听”)。不过，蓝牙连接的信号经常微得不被WLAN通信伙伴检测到。按照本发明，可以发出比蓝牙信号更强的第二信号。所述第二信号可以被在机动车的区域内的一个或多个WLAN通信伙伴检测到，接着所述一个或多个通信伙伴能够减少地利用相应的频率范围。特别是可以减少发送功率和/或所使用的带宽，从而所述频率范围可以被蓝牙信号所利用。
WLAN信道通常占用明显比蓝牙信道更多的带宽，从而通过减少地利用WLAN信道可以在机动车车上使用同样多个蓝牙信道。一个蓝牙连接通常需要多个信道，在这些信道之间接连地切换(“跳频”)。通过按照本发明保持畅通的蓝牙信道可以维持蓝牙连接，即使仅少量不同的蓝牙信道供使用。机动车车上的蓝牙通信可以更稳定。可以提高蓝牙连接的传输质量。
优选的是，所述第二信号不被所述通信所包括。可以专门地设计与蓝牙通信无关的信号，使得所述信号被WLAN站接收和注意到。所述蓝牙通信可以留出被所述第二信号所使用的频率范围。
在第二频率范围中可以定义多个蓝牙信道，其中，所述第二信号仅占用这些蓝牙信道之一。一个按照蓝牙标准或蓝牙LE(“低能耗”)标准的信道可以具有约1MHz的带宽，而一个WLAN信道通常具有明显更大的带宽。依据所使用的技术(例如按照IEEE 802.11b、g或n；可选地也包括b、d、e、h、i或j)，一个在2.4GHz范围内的WLAN信道的带宽典型地约为20-40MHz。第二信号因此可以占用可用的频谱的比较小的范围并且由此为蓝牙通信提供比较大的范围。
在按照本发明的方法中，所述第二信号处于WLAN信道1、6或11之一的范围内。在2.4GHz带内的所定义的各WLAN信道通常在也被蓝牙所使用的2.4GHz范围内彼此重叠。在日本允许的信道13具有2.484MHz的中间频率并且位于蓝牙范围之外。如果仅利用无重叠的WLAN信道，则在频率范围内可以占用最多三个信道、亦即信道1、6或11。WLAN站通常选择这些信道之一，从而所述第二信号在该范围内可以是特别有效的。
在欧洲和日本，相应的内容在802.11g和802.11n时在2.4GHz带内适用于WLAN信道1、5、9和13，以便尽可能无干扰地并行地运行直至四个WLAN信道。
所述第二信号基本上可以处于所选择的WLAN信道的频率范围的中间。由此，所述第二信号可以改善地被WLAN站接收和分析。WLAN站在第二信道的范围内的带宽降低可以改善地对处于WLAN信道的范围内的蓝牙信道起作用。
所述第二信号可以包括WLAN信号。由此，所述WLAN站可以改善地对第二信号作出反应。特别是，第二信号可以载有对于WLAN常见的调制。可选地，也可以通过所述第二信号发出用户数据，其中，所述用户数据可以是按照WLAN标准的有效数据。在另外的实施形式中，所述第二信号也可以不包括用户数据并且例如传输噪音。
优选地，在机动车车上进行通信期间，发出所述第二信号。仅当机动车车上的蓝牙通信结束的情况下，才可以停止第二信号。这样可以确保可以完整地实施所述通信。备选地，仅可以在通过蓝牙连接传送信息期间发出所述第二信号。这样，两个终端在不提供第二信号期间可以借助于蓝牙处于一个需要非常少带宽的连接中。一旦应传送数据(例如因为应在各终端之间建立语音连接)，例如以便传送电话通话，则可以发出所述第二信号，以便释放对于通过蓝牙的通话数据所需要的带宽。
所述第二信号可以以预定的时间间隔发出。例如可以周期性地发出第二信号，其中，周期时间例如为几十至几百ms。在第二信号不活动的时间区段中，可以使用用于蓝牙连接的频率范围。优选地，所述第二信号与蓝牙交流数据同步。特别是，所述第二信号可以仅在数据等待通过蓝牙连接传送时才发出。在使用基于蓝牙的免提通话装置的情况下，在1ms上发出信号并且然后暂停2.7ms。这样例如可以改善地传送类型HV3的包。
所述通信可以基于第一信号来确定。为此，可以在机动车车上确定：在一个或多个蓝牙信道上是否可以接收到无线信号。也可以确定：各信道是否被蓝牙连接占用，例如通过检测对于蓝牙典型的频率占用移动(“跳频”)。这样可以在不干扰蓝牙终端之一的情况下可靠地确定：是否存在对于蓝牙带宽的需要。
所述通信可以基于所述通信的通信伙伴的连接要求来确定。为此，特别是可以告知所述蓝牙连接的通信伙伴之一：应建立蓝牙连接或者即将进行数据传输，例如因为应传送电话呼叫的语音数据。则在激活蓝牙连接之前，可以发出第二信号并且已经提供好蓝牙带宽。
所述通信特别是可以涉及语音连接。通常对于语音连接典型的是，对于连接稳定性的要求是高的。对于信息传输的延迟时间通常应是低的。要注意的是，在使用对于免提通话装置(“电话免提协议”)的蓝牙协议的情况下无法重新传送数据。如果所传送的数据包无法正确地达到接收方，则无法补偿损失。而对带宽的要求可以是低的。所述通信也可以涉及数据传输。在一种实施形式中，可以通过蓝牙连接在终端与机动车之间传送数据，所述数据借助于其他无线通信装置转接至位于机动车之外的外部位置。在此特别是可以涉及电话通话的数据或数据连接的数据，例如通过英特网。
按照本发明的第二方面涉及一种在机动车车上的设备，所述设备包括：用于确定在机动车的区域内借助于无线的第一信号的通信的装置，所述第一信号处于被认可用于按照蓝牙标准利用的频率范围内；用于发出无线的第二信号的发送装置，所述第二信号处于被认可用于按照WLAN标准和蓝牙标准利用的频率范围内；以及处理装置，所述处理装置设置为用于在确定了所述通信之后控制第二信号的发出。
所述设备可以固定地安装在机动车车上并且确保可以改善在机动车的区域内的各终端之间的蓝牙通信。特别是在机动车的内部空间内可以改善蓝牙通信。
所述处理装置可以设置为用于完全地或部分地执行这里描述的方法。为此，所述处理装置可以包括可编程的微型计算机或微控制器，并且所述方法可以以包括程序代码单元的计算机程序产品的形式存在。所述计算机程序产品也可以存储在计算机可读的数据载体上。所述方法的特征或优点可以传递到设备上或反之亦然。
所述蓝牙通信可以在两个通信伙伴之间进行。所述通信伙伴之一可以包括机动车车上的免提通话装置。所述免提通话装置可以以用于安置在人员上的头戴送受话器的形式或以在机动车中构建的、具有扬声器和麦克风的系统的形式来实现。在另一种实施形式中在移动终端、如智能电话与机动车之间耦联也是可能的，例如以便同步数据、对机动车使用终端的输入和/或输出系统或为了其他目的。
按照本发明的另一方面，机动车包括在此所描述的设备。
附图说明
现在参考附图更准确地描述本发明，其中：
图1示出系统；
图2示出方法的流程图；
图3示出机动车的示例性情况；
图4示出用于WLAN和蓝牙LE信号的频带的常见的分配；以及
图5示出对于蓝牙信号的频率范围的常见的分配。
具体实施方式
图1示出系统100，所述系统包括机动车105和可选的外部位置110。在机动车105与外部位置110之间可以存在数据连接，所述数据连接特别是可以经由移动无线网络运作。外部位置110通常是位置固定的并且可以通过服务器或服务(可选地在云中)实现。例如所述外部位置110可以包括电信终端、如电话或者包括服务器或服务，例如以用于提供万维网(WWW)的数据。
机动车105车上安装有设备120，所述设备包括处理装置125、发送装置130和设置为用于确定在机动车105的区域内的通信的装置135。在机动车105的区域内可以存在终端140，所述终端可以维持与在机动车105的区域内的其他通信伙伴的蓝牙连接。第二通信伙伴示例性地作为头戴式送受话器142示出。在一种优选的实施形式中，所述头戴式送受话器142构成为与机动车105连接的终端的形式。在此，所述头戴式送受话器可以包括多个扬声器和/或麦克风，它们可以分布在机动车105车上.
发送装置130可以与用于与外部位置110通信的通信装置相集成并且设置为用于在机动车105的区域内发出电磁信号，所述电磁信号处于如下频率范围，所述频率范围不仅被认可用于IEEE 802.11的WLAN而且被认可用于按照IEEE 802.15.1的蓝牙。该频率范围优选处于2.4GHz带内、特别是在约2.402MHz至约2.480MHz之间。
在图1的示图所基于的第一变型方案中，所述装置135可以包括用于接收在如下范围内的电磁信号的接收装置140，所述范围被认可用于被蓝牙或蓝牙LE利用。所述频率范围优选处于2.4GHz带中、特别是在约2.402MHz至约2.480MHz之间。如果机动车105的区域内、特别是机动车105车上存在无线的蓝牙连接，则这可以通过借助于接收装置145检测在此交换的信号来确定。在此可以建立与接收装置140的蓝牙连接，或者接收装置140关于所述蓝牙连接是被动的。
在第二变型方案中，所述装置135可以包括至通信伙伴的接口150，所述通信伙伴是蓝牙连接的终端。该通信伙伴特别是可以固定地安装在机动车105车上并且例如包括免提通话装置或至机动车105车上的其他系统的协议转换器(“网关”)。在一种实施形式中，数据可以由协议转换器传送到外部位置110。所述通信伙伴可以用信号表示存在的蓝牙连接或在机动车的区域内在接口150上构建蓝牙连接的意图。
建议：所述处理装置125设置为用于通过如下方式支持在机动车的区域内的蓝牙连接，使得借助于发送装置130发出如下信号，所述信号使得WLAN站(其发送信号可能干扰蓝牙连接)较少地干扰性地起作用。为此，所述信号特别是应该用信号表示被站115所使用的某一频率范围的占用。
图2示出一种示例性的用于在机动车105的区域内保障用于蓝牙连接的带宽的方法200的流程图。方法200特别是可以借助于设备120实施。
在步骤205中可以确定：在机动车105的区域内是否存在蓝牙通信或是否应建立蓝牙连接。存在的蓝牙通信可以借助于接收装置145确定；被认为存在的或构建中的蓝牙通信可以借助于接口150来确定。
在步骤210中可以确定如下信道，在机动车105的区域内应该在所述信道上发出信号，以便向站115指明：在附近的频率范围内发生通信。优选地，为此选择蓝牙信道0-8、11-20或24-32之一。但蓝牙信道9、10、21-23和33-36通常位于所使用的WLAN信道之外并且可能对于所介绍的技术较不有效。蓝牙信道37-39可能对于蓝牙连接的构建是重要的并且不应被选择。
大多WLAN站115出于优化带宽利用的原因使用WLAN信道1、6和11之一。优选地，所选择的蓝牙信道基本上处于站115所使用的WLAN信道的中间。如果未知被站115所使用的WLAN信道，则可以选取(geraten)一个WLAN信道或者可以在多个蓝牙信道上发出第二信号。对于该WLAN信道1例如可以确定蓝牙信道4，对于WLAN信道6例如可以确定蓝牙信道16，或者对于WLAN信道11例如可以确定蓝牙信道29。轻微的偏差是可能的。
在步骤215中可以在机动车105的区域内向站110发出信号。所述信号可以在至少一些方面遵循WLAN标准并且特别是可以遵守指定的最高发送功率，所述最高发送功率在美国可以处于约1W并且在世界的大多数其他地区中可以处于约100mW。
所述方法200可以在步骤215中停住或者返回至步骤205或210和重新进行步骤205或210。
图3示出机动车105在两个WLAN站115的区域中的示例性的情况，这两个站示例性地位置固定地安装在房屋305中。在另一个实施形式中，WLAN站115也例如可以安装在公共场所的区域内或其他机动车105中。大致的作用范围310作为围绕WLAN站115的圆圈示意性地示出。机动车105在所选择的示例中位于两个WLAN站115的作用范围内，从而在机动车105的区域内的蓝牙通信可能被直至两个WLAN信道内的电磁信号所干扰。特别是当机动车105运动时，所述机动车可能仅短时间地位于一个WLAN站115的范围内。另一方面，如果机动车105静止或者与可运动的WLAN站115间隔开恒定距离地运动，则所述时间也可能是可观的。
图4示出用于WLAN信号和蓝牙LE信号的频率范围或频带405的常见的分配。在竖直方向上示出在2.402GHz至2.480GHz之间的频率范围内的频带405。向左侧示出WLAN信道WL1-11，而向右侧示出蓝牙信道BT 0-39。蓝牙信道BT的带宽通常为1MHz，而WLAN信道WL的带宽明显更大并且通常覆盖约9个蓝牙信道。
为了在频率范围405中以最小相互影响地采用尽可能多的WLAN信道WL，常见的WLAN站115尝试使用WL信道1、6和11之一(以粗线示出)。如果这三个WLAN信道被占用，则BT信道9-10、21-23和33-39相对不受影响(划阴影线的BT信道)。其中信道37-39涉及“广播信道”(划粗阴影线的BT信道)，这些信道可以被用于彼此寻找通信伙伴和/或用于协商通信参数。
为了降低频率范围405被WLAN信号的影响并且能实现被BT信号本地的利用而建议，在WLAN信道的范围内发出保留信号，所述保留信号尽可能地使得WLAN站115至少暂时地减少其发送功率和/或所使用的带宽。在此基于如下内容，WLAN站115在一个信道WL上在发送信号之前进行接收。如果信号是可接收的，则接着发出的信号的发送功率可以根据所接收的信号(特别是其信号强度)来降低。
所述保留信号优选关于WLAN信道是窄带的并且进一步优选最高具有蓝牙信道BT的带宽。所使用的发送功率在此可以是尽可能大的，其中，优选的是，遵守关于允许的发送功能的规定。这些规定可以包括WLAN详细说明。
图5示出类似于图4的示图，其中，在蓝牙LE信号的位置处然而示出原始的蓝牙信号。WLAN信号WL 1-11中仅标记处WL 1、WL 6和WL 11。
所示出的经典的蓝牙信号同样使用在2402至2480MHz之间的频率范围。这里定义每个带宽为2MHz的79个信道，这些信道以0-79来标记。信道0、21-24、46-49和70-78规定作为“广播信道”。
建议：尽可能在WLAN信道的中间范围内发出第二信号。示例性地在图5的示图中为此使用蓝牙信道35。所述第二信号的强度优选如此地尽可能大，其中，应注意到对于WLAN信道的当地使用的法定限制。
以下表格示出所述第二信号的优选的特性：
包 Tsco[时隙] TS[μs] TON[μs] TOFF[μs] DC
HV1 2 625 381 224 61％
HV2 4 2500 1006 1494 40％
HV3 6 3750 1006 2744 27％
TON在此是发射无线的第二信号的时间，而TOFF是不发射无线的第二信号的时间。对于不同的包类型(HV1-HV3)可以使用不同时间，这些包类型可以对应于不同的蓝牙协议。所给出的时间优选地应被视为大概值。
附图标记
100 系统
105 机动车
110 外部位置
115 WLAN站
120 设备
125 处理装置
130 发送装置
135 装置
140 移动终端(通信伙伴)
142 头戴式送受话器(必要时通信伙伴)
145 接收装置(必要时通信伙伴)
150 接口
200 方法
205 蓝牙通信？
210 确定信道
215 发出信号
305 房屋
310 作用范围
405 频带
BT 蓝牙信道(0-39)
WL WLAN信道(1-11)

Claims (13)

1.方法(200)，包括：
确定(205)在机动车(105)的区域中是否发生或将发生无线通信，其中，所述无线通信借助于无线的第一信号进行，所述第一信号处于第一频率范围内，所述第一频率范围被认可用于按照蓝牙标准利用；以及
作为对所述确定的反应，在机动车(105)的区域内发出(215)无线的第二信号，其中，所述第二信号处于第二频率范围内，所述第二频率范围被认可用于按照WLAN标准和蓝牙标准利用，
其中，在第二频率范围中定义多个蓝牙信道(BT)，并且所述第二信号仅占用所述多个蓝牙信道(BT)之一。
2.按照权利要求1所述的方法(200)，其中，所述第二信号不被所述无线通信所包括。
3.按照权利要求1或2所述的方法(200)，其中，所述第二信号处于WLAN信道(WL)1、6或11之一内。
4.按照权利要求3所述的方法(200)，其中，所述第二信号基本上处于WLAN信道(WL)的频率范围的中间。
5.按照权利要求1或2所述的方法(200)，其中，所述第二信号包括WLAN信号。
6.按照权利要求1或2所述的方法(200)，其中，在进行所述无线通信期间，发出(215)所述第二信号。
7.按照权利要求1或2所述的方法(200)，其中，以预定的时间间隔发出(215)所述第二信号。
8.按照权利要求1或2所述的方法(200)，其中，所述无线通信基于所述第一信号确定(205)。
9.按照权利要求1或2所述的方法(200)，其中，所述无线通信基于所述无线通信的通信伙伴连接要求来确定(205)。
10.按照权利要求1或2所述的方法(200)，其中，所述无线通信涉及语音连接。
11.在机动车(105)车上的设备(120)，所述设备包括：
用于确定在机动车(105)的区域中是否发生或将发生无线通信的装置(135)，所述无线通信借助于无线的第一信号进行，所述第一信号处于被认可用于按照蓝牙标准利用的频率范围内；
用于作为对所述确定的反应而发出无线的第二信号的发送装置(130)，所述第二信号处于被认可用于按照WLAN标准和蓝牙标准利用的频率范围内，其中，在被认可用于按照WLAN标准和蓝牙标准利用的频率范围中定义多个蓝牙信道，并且所述第二信号仅占用所述多个蓝牙信道(BT)之一；以及
处理装置(125)，所述处理装置设置为用于在确定了所述无线通信之后控制所述第二信号的发出。
12.按照权利要求11所述的设备(120)，其中，所述无线通信在两个通信伙伴之间进行，所述两个通信伙伴之一包括机动车(105)车上的免提通话装置。
13.机动车(105)，具有按照权利要求11或12之一所述的设备(120)。
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