DE102005040604B4

DE102005040604B4 - Verfahren zum Umschalten von einer ersten Antenne eines Funkmoduls auf eine zweite Antenne des Funkmoduls

Info

Publication number: DE102005040604B4
Application number: DE200510040604
Authority: DE
Inventors: Jörg Braune; Jörg Romahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Thales DIS AIS Deutschland GmbH
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2025-08-24
Also published as: WO2007023082A1; DE102005040604A1

Abstract

Verfahren zum Umschalten von einer ersten Antenne (3) eines in ein Verkehrsmittel (1) integrierten Funkmoduls (2) auf eine zweite Antenne (4) des Funkmoduls (2) mit den folgenden Schritten:
– Messen der Empfangsqualität der ersten Antenne (3) beim Abschalten des Verkehrsmittels (1) und Ablegen des Messergebnisses in einer Speichereinrichtung,
– Messen der Empfangsqualität der ersten Antenne (3) beim späteren Starten des Verkehrsmittels (1),
– Vergleichen des Messergebnisses der Empfangsqualität beim Starten des Verkehrsmittels (1) mit zumindest dem letzten das Abschalten des Verkehrsmittels (1) betreffenden Messergebnis und
– Umschalten von der ersten Antenne (3) auf die zweite Antenne (4) bei einer Verschlechterung der Empfangsqualität.

Description

Insbesondere für die Verwendung in Kraftfahrzeugen sind Anordnungen mit einem mobilen Kommunikationsendgerät und zwei Antennen allgemein bekannt. Dabei wird üblicherweise im Zusammenhang mit einer Freisprecheinrichtung das mobile Kommunikationsendgerät, welches über eine eigene Antenne verfügt, mit einer externen, üblicherweise an dem Kraftfahrzeug befestigten Antenne verbunden. Eine derartige Nutzung einer externen Antenne bietet den Vorteil, dass hierdurch eine Verbesserung der Empfangsqualität erreicht werden kann. Ursache hierfür ist, dass bei einer externen Antenne im Gegensatz zu der Antenne des in dem Kraftfahrzeug angebrachten mobilen Kommunikationsendgerätes keine elektrische Abschirmung durch die Karosserie des Kraftfahrzeuges erfolgt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umschalten von einer ersten Antenne eines Funkmoduls auf eine zweite Antenne des Funkmoduls.
Bei einem Funkmodul handelt es sich um ein elektronisches Bauelement, welches zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung über ein Mobilfunknetz eingesetzt wird. Der Schwerpunkt des Einsatzbereiches von Funkmodulen liegt heutzutage auf dem Endkundengeschäft, d. h. der Übermittlung von Sprache und Daten durch Nutzer von mobilen Kommunikationsendgeräten, welche neben weiteren Komponenten, wie beispielsweise einem Display und einer Tastatur, auch ein Funkmodul enthalten. Darüber hinaus werden Funkmodule jedoch auch in verschiedensten anderen Bereichen eingesetzt. Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung von Funkmodulen in Kraftfahrzeugen etwa zur Unterstützung von Anwendungen im Bereich der Telematik.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Reduzierung von Beeinträchtigungen der Verfügbarkeit eines Funkmoduls zum Senden und/oder zum Empfangen von Daten und/oder Sprache anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Umschalten von einer ersten Antenne eines in ein Verkehrsmittel integrierten Funkmoduls auf eine zweite Antenne des Funkmoduls mit den folgenden Schritten: Messen der Empfangsqualität der ersten Antenne beim Abschalten des Verkehrsmittels und Ablegen des Messergebnisses in einer Speichereinrichtung, Messen der Empfangsqualität der ersten Antenne beim späteren Starten des Verkehrsmittels, Vergleichen des Messergebnisses der Empfangsqualität beim Starten des Verkehrsmittels mit zumindest dem letzten das Abschalten des Verkehrsmittels betreffenden Messergebnis und Umschalten von der ersten Antenne auf die zweite Antenne bei einer Verschlechterung der Empfangsqualität. Als Maß für die Empfangsqualität kann beispielsweise die Empfangsfeldstärke oder die Bitfehlerrate dienen. Durch das Funkmodul kann beispielsweise bei Verwendung eines Mobilfunknetzes nach dem GSM-Standard anhand eines von einer Basisstation des Mobilfunknetzes ausgestrahlten Dauersignals und der Parameter RXLEV, welcher die Empfangsfeldstärke angibt, und/oder RXQUAL, welcher die Bitfehlerrate angibt, die Empfangsqualität gemessen werden.
Zwar sind aus den veröffentlichten deutschen Patentanmeldungen DE 3536826 A1 und DE 19923661 A1 Verfahren zum Umschalten von einer ersten auf eine zweite Antenne bekannt; Hinweise auf die Verwendung eines in ein Verkehrsmittel integrierten Funkmoduls derart, dass die Empfangsqualität beim Abschalten und beim Starten des Verkehrsmittels gemessen wird, liefern die bekannten Druckschriften jedoch nicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft, da es durch den Vergleich der aktuellen Empfangsqualität der ersten, von dem Funkmodul genutzten Antenne mit zumindest der Empfangsqualität zu einem früheren ersten Zeitpunkt beim Abschalten des Verkehrsmittels ermöglicht, Störungen und Beschädigungen der ersten Antenne zu erkennen und eine Umschaltung auf die zweite Antenne vorzunehmen. Dadurch, dass eine Messung der Empfangsqualität der ersten Antenne zu genau festgelegten, zu vorbestimmten Ereignissen gehörenden Zeitpunkten erfolgt, nämlich dem Abschalten und Starten des Verkehrsmittels, kann der Aufwand für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens relativ gering gehalten werden.
Das Ablegen des Messergebnisses der Empfangsqualität der ersten Antenne beim Abschalten des Verkehrsmittels in der Speichereinrichtung ist vorteilhaft, da dieses Messergebnis somit für einen Vergleich mit der Empfangsqualität beim späteren Starten des Verkehrsmittels vorgehalten werden kann. Hierdurch wird es vermieden, dass eine Umschaltung von der ersten Antenne des Funkmoduls auf die zweite Antenne des Funkmoduls auch dann erfolgt, wenn die schlechte Empfangsqualität nicht durch die erste Antenne selbst, sondern beispielsweise durch Einflüsse der Umgebung oder des genutzten Mobilfunknetzes verursacht ist.
Die Verwendung eines in einem Verkehrsmittel integrierten Funkmoduls ist vorteilhaft, da insbesondere bei Verkehrsmitteln die Gefahr einer Beschädigung der genutzten ersten Antenne besteht. Gleichzeitig gibt es bei Verkehrsmitteln viel fältige Anwendungen zum Einsatz eines Funkmoduls, wie beispielsweise Pannenmeldungen, Verkehrsüberwachung, Mautanwendungen oder Funktionsüberwachung des Verkehrsmittels, welche zur Datenübertragung üblicherweise eine hohe Verfügbarkeit des Funkmoduls und der von ihm genutzten Antenne benötigen.
Die Verwendung des Abschaltens des Verkehrsmittels als ersten Zeitpunkt und des Startens des Verkehrsmittels als zweiten Zeitpunkt ist vorteilhaft, da ein Verkehrsmittel üblicherweise zwischen dem Abschalten und dem Starten keine Ortsveränderung vornimmt. Aufgrund gleich bleibender lokaler Bedingungen, wie beispielsweise der umliegenden Bebauung, kann somit eine zeitlich gleich bleibende Empfangsqualität der ersten Antenne des Funkmoduls erwartet werden. Ist dies wider Erwarten nicht der Fall, so deutet dies auf eine Beschädigung der ersten Antenne hin, so dass eine Umschaltung auf die zweite Antenne sinnvoll ist. Somit wird vorzugsweise nur dann auf die an dem Funkmodul angebrachte zweite Antenne umgeschaltet, wenn tatsächlich ein Defekt der ersten Antenne vorliegt oder aufgrund anderer Gegebenheiten die Empfangsqualität der ersten Antenne gegenüber der Messung der Empfangsqualität zu dem früheren ersten Zeitpunkt vermindert ist.
Bei dem von dem Funkmodul benutzten Mobilfunknetz kann es sich beispielsweise um ein Mobilfunknetz entsprechend dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communications), dem GPRS-Standard (General Package Radio Service), dem UMTS-(Universal Mobile Telecommunication System) bzw. dem HSDPA-Standard (High Speed Downlink Packet Access), dem CDMA-Standard (Code Division Multiple Access), dem DECT-Standard (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), dem Blue tooth-Standard oder auch dem WLAN-Standard (Wireless Local Area Network) handeln.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass nicht nur der Aufwand für seine Umsetzung gering ist, sondern insbesondere auch bereits bestehende Entzerralgorithmen nicht negativ beeinflusst werden. Eine Abstimmung mit anderen üblicherweise verwendeten Optimierungsalgorithmen, wie z. B. der so genannten Echounterdrückung („Echo Cancellation") oder der als „Equalizer" bezeichneten Verwendung von Filtern zur Bearbeitung und Entzerrung von Tonfrequenzen ist somit nicht erforderlich.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so ablaufen, dass das Umschalten auf die zweite Antenne nur bei einer über einem vorbestimmten Schwellwert liegenden Verschlechterung der Empfangsqualität der ersten Antenne durchgeführt wird. Diese Ausführungsform ist bevorzugt, da hierdurch eine Umschaltung von der ersten Antenne des Funkmoduls auf die zweite Antenne des Funkmoduls bei einer lediglich geringfügigen Verschlechterung der Empfangsqualität vermieden wird.
Erfindungsgemäß kann das Verfahren vorzugsweise auch so ausgestaltet sein, dass das Umschalten auf die zweite Antenne nur dann durchgeführt wird, wenn beim Starten des Verkehrsmittels die Empfangsqualität der zweiten Antenne besser ist als diejenige der ersten Antenne. Hierdurch wird es vermieden, dass eine Umschaltung von der ersten Antenne auf die zweite Antenne selbst dann ausgelöst wird, wenn dies eine Verschlechterung der Empfangsqualität zur Folge haben würde. Dadurch, dass solche uneffektiven Umschaltungen verhindert werden, kann vorzugsweise auch auf Algorithmen für eine Zu rückschaltung von der zweiten Antenne des Funkmoduls auf die erste Antenne des Funkmoduls verzichtet werden, welche zu einer Verkomplizierung des Verfahrens führen würden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise auch so ablaufen, dass beim Umschalten von der ersten Antenne auf die zweite Antenne eine optische und/oder eine akustische Meldung zur Anzeige gebracht und/oder eine Meldung in einem elektronischen Fehlerspeicher abgelegt wird. Die Verwendung einer optischen und/oder akustischen Meldung und/oder einer Meldung in einem elektronischen Fehlerspeicher ist vorteilhaft, da hierdurch auf die Verschlechterung der Empfangsqualität der ersten Antenne und damit auf einen möglichen Defekt hingewiesen werden kann. Dies kann beispielsweise in Form des Aufleuchtens einer Signal- beziehungsweise Warnlampe, der Ausgabe eines Textes auf einem Display, eines Warntons oder eines Eintrags in einem Fehlerspeicher in Form eines so genannten Logfiles geschehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform läuft das erfindungsgemäße Verfahren so ab, dass als erste Antenne eine externe, außen an dem Verkehrsmittel angebrachte und mit dem Funkmodul elektrisch verbundene Antenne und als zweite Antenne eine am Funkmodul angebrachte Antenne verwendet wird. Dies bietet den Vorteil, dass die im Normalfall verwendete externe, außen an dem Verkehrsmittel angebrachte erste Antenne üblicherweise im Vergleich zu einer im Funkmodul angebrachten, und damit im Verkehrsmittel lokalisierten zweiten Antenne eine bessere Empfangsqualität aufweist. Wie zuvor bereits erläutert liegt die Ursache hierfür darin, dass die üblicherweise allseitig geschlossene Umhüllung eines Verkehrsmittels elektromagnetische Felder abschirmt. Neben einer schlechteren Empfangsqualität führt dies auch zu einem höheren Energie verbrauch des Funkmoduls. Allerdings ist die außen an dem Verkehrsmittel angebrachte Antenne anfälliger für Beschädigungen, weshalb die Möglichkeit der Umschaltung auf die an dem Funkmodul angebrachte, üblicherweise besser geschützte zweite Antenne vorteilhaft ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise für beliebige Arten von Verkehrsmitteln, wie beispielsweise Schiffe, Flugzeuge oder Bahnen eingesetzt werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform läuft das erfindungsgemäße Verfahren jedoch so ab, dass als Verkehrsmittel ein Kraftfahrzeug verwendet wird. Die Verwendung eines Kraftfahrzeuges als Verkehrsmittel ist bevorzugt, da sich gerade im Kraftfahrzeugbereich eine Vielzahl möglicher Anwendungen für Datenübertragungen mittels Funkmodulen bietet. Dies umfasst neben den bereits genannten Einsatzbereichen der Mauterfassung, der Pannenmeldung, der Verkehrs- und Funktionsüberwachung weitere Anwendungen wie beispielsweise die Übertragung von Alarm- oder Notrufsignalen oder die Übertragung diagnostischer Daten des Kraftfahrzeuges an eine Werkstatt. Insbesondere für solche Anwendungen ist eine hohe Verfügbarkeit des Funkmoduls zum Senden und/oder Empfangen von Daten wünschenswert bzw. zwingend erforderlich.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgebildet sein, dass zusätzlich eine Antennendetektion vorgenommen wird, die bei Unterbrechung einer elektrischen Gleichstromverbindung zu der ersten Antenne eine Umschaltung von der ersten Antenne auf die zweite Antenne auslöst. Die Kombination des Vergleichs der Empfangsqualität der ersten Antenne beim Starten des Verkehrsmittels mit zumindest dem letzten das Abschalten des Verkehrsmittels betreffenden Messergebnis mit einer Antennendetektion über Gleichstrom ist bevorzugt, da letztere in dem Fall anspricht, dass die erste Antenne beispielsweise aufgrund eines Unfalls oder aufgrund Diebstahls überhaupt nicht mehr vorhanden ist. Somit kann mittels der Antennendetektion über Gleichstrom in einer solchen Ausnahmesituation vorzugsweise auch unabhängig von der Messung der Empfangsqualität zu dem ersten und zu dem zweiten Zeitpunkt eine Umschaltung auf die zweite Antenne des Funkmoduls ausgelöst werden.
Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die
Figur in einem Ausführungsbeispiel eine Skizze eines Kraftfahrzeuges mit einem Funkmodul und einer ersten und einer zweiten Antenne.
Die Figur zeigt ein Verkehrsmittel 1 in Form eines Kraftfahrzeuges, welches ein Funkmodul 2 aufweist, das mit einer externen, an dem Verkehrsmittel 1 angebrachten ersten Antenne 3 elektrisch verbunden ist. Darüber hinaus ist an dem Funkmodul 2 eine zweite Antenne 4 angebracht. Alternativ kann die zweite Antenne 4 auch in das Funkmodul 2 selbst integriert sein. Das Funkmodul 2 nutzt die erste Antenne 3 in dem dargstellten Ausführungsbeispiel sowohl zur Übertragung von Sprach- als auch von Paketdaten.
Wird das Verkehrsmittel 1 nun beispielsweise abends auf einem Parkplatz abgestellt, so wird die Empfangsqualität der ersten Antenne 3 gemessen und das Messergebnis in einer in der Figur nicht dargestellten Speichereinrichtung abgelegt. In der Figur ist durch einen geraden Strich etwa in der Mitte der ersten Antenne 3 eine Beschädigung in Form einer Bruchstelle angedeutet. Wird das Verkehrsmittel 1 nun beispielsweise am nächsten Morgen gestartet, so findet eine erneute Messung der Empfangsqualität der ersten Antenne 3 statt. Das Messergebnis wird anschließend mit der Empfangsqualität der ersten Antenne 3 zu dem ersten Zeitpunkt, d. h. am Abend vorher verglichen. Aufgrund der nächtlichen Beschädigung wird hierbei eine Verschlechterung der Empfangsqualität der ersten Antenne 3 festgestellt und eine Umschaltung von der ersten Antenne 3 auf die zweite Antenne 4 vorgenommen. Dies bedeutet, dass das Funkmodul 2 ab diesem Zeitpunkt die zweite Antenne 4 zum Empfangen und/oder Senden von Daten nutzt.
Neben dem Vergleich des Messergebnisses der Empfangsqualität zu dem zweiten Zeitpunkt, d. h. dem morgendlichen Starten des Verkehrsmittels 1 mit dem Messergebnis zum ersten Zeitpunkt, d. h. dem vorhergehenden Abstellen des Verkehrsmittels 1, kann der Vergleich auch dahin gehend erweitert werden, dass weitere frühere, in der Speichereinrichtung abgelegte Messwerte der Empfangsqualität berücksichtigt werden. So ist es beispielsweise möglich, dass mittels eines einfachen Algorithmus festgestellt wird, dass die Empfangsqualität morgens beim Starten des Verkehrsmittels 1 häufig schlecht ist, da das Verkehrsmittel 1 üblicherweise in einer Garage geparkt wird. Dies kann dahin gehend bei dem Verfahren berücksichtigt werden, dass in einem solchen Fall, beispielsweise auch in Abhängigkeit von dem Wochentag und der Uhrzeit, keine Umschaltung von der ersten Antenne 3 auf die zweite Antenne 4 des Funkmoduls 2 vorgenommen wird. Eine entsprechende Steuerung der Entscheidung zum Umschalten von der ersten Antenne 3 auf die zweite Antenne 4 kann hierbei beispielsweise durch eine Steuereinheit vorgenommen werden, welche vorzugsweise durch einen Mikroprozessor des Funkmoduls 2 gegeben ist oder über eine externe Schnittstelle angeschlossen wird.
Ein Diebstahl der gesamten ersten Antenne 3 kann darüber hinaus unabhängig davon, zu welchem zweiten Zeitpunkt ein Vergleich der aktuellen Empfangsqualität der ersten Antenne 3 mit der Empfangsqualität zu einem früheren ersten Zeitpunkt vorgenommen wird, mittels einer in der Figur nicht dargestellten Antennendetektion über Gleichstrom festgestellt werden. Spricht die Antennendetektion an, d. h. registriert sie den Verlust der ersten Antenne 3, so wird unabhängig von der Messung der Empfangsqualität zu dem ersten und zu dem zweiten Zeitpunkt eine Umschaltung auf die zweite Antenne 4 vorgenommen. Die Antennendetektion über Gleichstrom kann dabei beispielsweise in Form einer Alarmschleife ausgeführt sein, durch welche ein Prüfstrom durch einen Widerstand zurückfließt. Alternativ kann die erste Antenne 3 als Dipolring, d. h. als so genannte Schleifenantenne, realisiert werden.

Claims

Verfahren zum Umschalten von einer ersten Antenne (3) eines in ein Verkehrsmittel (1) integrierten Funkmoduls (2) auf eine zweite Antenne (4) des Funkmoduls (2) mit den folgenden Schritten: – Messen der Empfangsqualität der ersten Antenne (3) beim Abschalten des Verkehrsmittels (1) und Ablegen des Messergebnisses in einer Speichereinrichtung, – Messen der Empfangsqualität der ersten Antenne (3) beim späteren Starten des Verkehrsmittels (1), – Vergleichen des Messergebnisses der Empfangsqualität beim Starten des Verkehrsmittels (1) mit zumindest dem letzten das Abschalten des Verkehrsmittels (1) betreffenden Messergebnis und – Umschalten von der ersten Antenne (3) auf die zweite Antenne (4) bei einer Verschlechterung der Empfangsqualität.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschalten auf die zweite Antenne (4) nur bei einer über einem vorbestimmten Schwellwert liegenden Verschlechterung der Empfangsqualität der ersten Antenne (3) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschalten auf die zweite Antenne (4) nur dann durchgeführt wird, wenn beim Starten des Verkehrsmittels (1) die Empfangsqualität der zweiten Antenne (4) besser ist als diejenige der ersten Antenne (3).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umschalten von der ersten Antenne (3) auf die zweite Antenne (4) eine optische und/oder eine akustische Meldung zur Anzeige gebracht und/oder eine Meldung in einem elektronischen Fehlerspeicher abgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Antenne (3) eine externe, außen an dem Verkehrsmittel (1) angebrachte und mit dem Funkmodul (2) elektrisch verbundene Antenne und als zweite Antenne (4) eine an dem Funkmodul (2) angebrachte Antenne verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verkehrsmittel (1) ein Kraftfahrzeug verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Antennendetektion vorgenommen wird, die bei Unterbrechung einer elektrischen Gleichstromverbindung zu der ersten Antenne (3) eine Umschaltung von der ersten Antenne (3) auf die zweite Antenne (4) auslöst.