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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der räumlichen Netzabdeckung eines Mobilfunknetzes und ein Verfahren zur Kontrolle der Funktionstüchtigkeit einer Maut-On-Board-Unit.
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Die
DE 103 54 922 A1 offenbart ein Verfahren zur Kontrolle der räumlichen Netzabdeckung eines Mobilfunknetzes, wobei Zellinformationsdaten von einem Fahrzeug mit einer Maut-On-Board-Unit und Fahrzeugpositionsdaten an eine zentrale Messdatenerfassungseinheit übertragen werden.
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Die
US 2004/ 0 203 436 A1 offenbart ein Fahrzeug mit einer Telematik-Einheit, welches zur Kontrolle der räumlichen Abdeckung eines Mobilfunknetzes Positionsdaten und Feldstärkedaten an eine zentrale Auswerteeinheit verschickt.
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WO 02/ 071 780 A2 offenbart ein Verfahren zum Analysieren der Funktionstüchtigkeit eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks und zum Einstellen entsprechender Parameter in dem Netzwerk. Hierbei werden Daten von Mobileinheiten durch eine Netzwerkeinheit abgefragt.
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US 2002/ 0 029 108 A1 offenbart ein Verfahren zum Kontrollieren einer räumlichen Netzabdeckung in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk anhand von Benutzerdaten.
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DE 10 2006 024 729 A1 offenbart ein Verfahren zu Überprüfung der Funktion einer mobilen Detektionseinheit, wobei an eine Kontrollstation Datensätze übermittelt und dort überprüft werden.
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STAND DER TECHNIK
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Zur Qualitätssicherung der Netzabdeckung von regionalen oder nationalen Kommunikationsnetzen ist es erforderlich, dass das zu versorgende Gebiet mit so vielen Mobilfunkzellen ausgerüstet ist, dass diese Zellen das gesamte zu versorgende Gebiet abdecken. Neben der räumlichen Abdeckung ist es auch notwendig, dass die Kapazität jeder Zelle so groß ist, dass alle in einer Zelle befindlichen Mobiltelefone versorgt werden können. Um die Netzabdeckung zu kontrollieren und um die ständige Netzverfügbarkeit aufrechtzuerhalten, werden Messwagen eingesetzt, die speziell zur Charakterisierung der Netzqualität ausgerüstet sind und eine automatische Erfassungselektronik an Bord haben. Je größer aber das zu versorgende Gebiet ist, desto größer muss auch die Messfahrzeug-Flotte sein, um die Qualität der Netzabdeckung in genügendem Maße zu kontrollieren. Durch Ausfall von Sendeantennen oder durch Änderung baulicher Begebenheiten kann zu jeder Zeit eine Anpassung der Netzparameter in einzelnen Zellen des Mobilfunknetzes notwendig sein. Gerade in ländlichen Gebieten ist es für den Betreiber eines Mobilfunknetzes oft mit sehr hohen Kosten verbunden, großräumig die Netzabdeckung zu charakterisieren und zu dokumentieren.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Kontrolle der räumlichen Netzabdeckung eines Mobilfunknetzes gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Kontrolle der Funktionstüchtigkeit einer Maut-On-Board-Unit nach Anspruch 3 bereit.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, vorhandene sogenannte Maut-On-Board-Units (Maut OBU) zur Kontrolle der Netzqualität einzusetzen. Maut OBUs werden dazu verwendet, in einem Fahrzeug eine gefahrene Wegstrecke zu dokumentieren und diese Wegstreckendaten an eine zentrale Messdatenerfassungseinheit zu übermitteln, damit diese eine Maut aus den übermittelten Daten errechnet. Die meisten Maut OBUs verfügen über eine Mobilfunkeinrichtung zur Kommunikation mit einer zentralen Mauterfassungs- und Abrechnungsstelle und über eine Navigationseinheit zur Aufzeichnen des gefahrenen Weges. Werden vorhandene Maut OBUs durch eine Programmänderung bei einer Aktualisierung des Betriebssystems so modifiziert, dass sie die Signalqualität des verwendeten Mobilfunknetzes und den korrespondierenden Ort feststellen und diese Daten an eine zentrale Messdatenerfassungseinheit übermitteln, so ist es der zentralen Messdatenerfassungseinheit möglich, aus statistischen Daten den Zustand einzelner Mobilfunkzellen zu erfassen und automatisch zu signalisieren, wo Störungen vorliegen oder wo Anpassungen in Form einer Antennen-Neuausrichtung, der Verkleinerung einer Zelle oder andere Anpassungen notwendig sind. Neben der Detektion von Störungen oder notwendigen Änderungen kann die zentrale Messdatenerfassungseinheit durch eine statistische Analyse auch feststellen, ob die individuelle Maut OBU noch voll funktionsfähig ist, oder ob eine individuelle Maut OBU Messdaten erfasst, die vom Durchschnitt anderer Maut OBUs abweichen. In diesem Fall liegt möglicherweise eine Störung an der individuellen Maut OBU vor, beispielsweise durch eine elektronische Verstimmung, oder eine teildefekte Anlage.
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Um vorhandene Maut OBUs zur Kontrolle der Netzabdeckung eines Mobilfunknetzes einzusetzen, ist es möglich, diese bei einer turnusgemäßen Programmaktualisierung einer Steuereinheit für die Maut OBU mit einem Programm zur Kontrolle der Netzabdeckung auszustatten. Da im Zeitpunkt dieser Anmeldung bereits viele Fahrzeuge existieren, die über eine nachträglich programmierbare Maut OBU verfügen, bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Netzabdeckung eines Mobilfunknetzes statt durch eigens dafür vorgesehene Fahrzeuge durch im Verkehr zahlreich vorhandene Vorrichtungen überprüft wird. Im Gegenzug hat der Betreiber der individuellen Maut OBU den Vorteil, dass die eigene Maut OBU in ihrer Funktion ständig überprüft wird.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein Flussdiagram zur Verdeutlichung des Ablaufes einer selbständigen Charakterisierung der Signalqualität eines Mobilfunksignals mit Hilfe einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens (Push-Verfahren),
- 2 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des Ablaufes bei einer sequentiellen Abfrage von Messdaten durch eine zentrale Messdatenerfassungseinheit (Pull-Verfahren),
- 3 eine Skizze der im Verfahren verwendeten Vorrichtungen.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In 1 ist ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des Ablaufes einer selbständigen Vermessung und Charakterisierung der Signalqualität eines Mobilfunksignals durch eine Maut OBU 2 dargestellt. Das Verfahren nach diesem Flussdiagramm wird durch eine zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 gestartet. Die Maut OBU 2 ist bereits zum Austausch von Maut-relevanten Daten mit der zentralen Messdatenerfassungseinheit 1 über Mobilfunk, beispielsweise durch ein GSM-Netz, ein GPRS- oder ein UMTS-Netz, aber auch durch eine andere Netztechnologie und/oder ein anderes Netzprotokoll, verbunden. In Schritt 3 überträgt die zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 der Maut OBU 2 eine Liste der bekannten Problemstellen, also räumlichen Gebiete, in denen Probleme der Signalqualität des zu überwachenden Netzes bekannt geworden sind, wobei diese Liste Ortskoordinaten umfasst, die den räumlichen Bereich beschreiben, in welchem Abweichungen von der Sollqualität bekannt geworden sind. Diese Liste wird in Schritt 4 von der Maut OBU 2 intern gespeichert. Sobald sich ein Fahrzeug, das die Maut OBU 2 an Bord hat, an einem Ort befindet, der nahe einer räumlichen Problemzone oder Mobilfunkzelle ist, wird von der zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 der Beginn eines Messvorganges in Schritt 5 gestartet. Die Information, wann sich die Maut OBU 2 in einem bestimmten räumlichen Gebiet aufhält, ist der zentralen Messdatenerfassungseinheit 1 durch die Mitverfolgung des Weges zur Mautdatenerfassung ohnehin bekannt. Darauf misst die Maut OBU 2 fortwährend die Signalqualität des lokal am Ort der Maut OBU 2 vorhandenen Mobilfunksignals durch die bereits vorhandene Elektronik zur Mobilfunkkommunikation und bestimmt auch die Geoposition in Schritt 6 und speichert die Messdaten in einer internen Liste in Schritt 7 ab. Die in dieser Liste gespeicherten Daten werden von der Maut OBU 2 mit den bereits bekannten Problemstellen verglichen und sofern eine neue, noch nicht in der in Schritt 3 übermittelten Liste enthaltene Problemstelle durch Messen der Signalqualität erkannt wurde, wird diese neue Problemstelle in Schritt 8 der zentralen Messdatenerfassungseinheit 1 übermittelt. Die eingangs erwähnte Übermittlung der bekannten Problemstellen in Schritt 3 dient dazu, dass die Maut OBU 2 nur in dem Fall einen Problembericht sendet, wenn es sich um eine bisher nicht erkannte Problemstelle handelt. Dadurch wird verhindert, dass unnötig häufig und in redundanter Weise Daten von verschiedenen Maut OBUs übermittelt werden, was möglicher Weise Netzgebühren kostet, das Mobilfunknetz belastet und auch die eine zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 in unnötiger Weise auslastet. Nachdem eine neue Problemstelle von einer Maut OBU 2 an die eine zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 übermittelt wurde, wird diese in Schritt 9 in einer Liste gespeichert und steht für eine weitere Auswertung zur Verfügung. Des Weiteren wird diese neue bekannte Problemstelle in Schritt 10 an andere Maut OBUs übertragen, damit diese nicht unnötiger Weise und in redundanter Weise die bereits erkannte Problemstelle neu übertragen Die Übertragung der neu bekannt gewordenen Problemstelle kann bei einer turnusgemäßen Verbindung der Maut OBU 2 mit der zentralen Messdatenerfassungseinheit 1 übertragen werden. Die eigenständige Messung, Übertragung von neu bekannt gewordenen Problemstellen im Mobilfunknetz und die Benachrichtigung weiterer Maut OBUs über bekannt gewordene Problemstellen wird im Prinzip unendlich wiederholt bis die eine zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 die Messung durch die Maut OBUs beendet, beispielsweise, wenn die eine zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 gewartet wird und keine Problemberichte empfangen kann.
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Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Durchführung einer eigenständigen Messung ist darauf ausgerichtet, die Mobilfunkkommunikation so wenig wie möglich in Anspruch zu nehmen, um die Infrastruktur des zu überwachenden Mobilfunknetzes nicht unnötig stark durch die Überwachung durch das erfindungsgemäße Verfahren zu belasten.
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In 2 ist ein alternatives Verfahren zur Kontrolle der räumlichen Netzabdeckung eines Mobilfunknetzes durch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Messung der Feldstärke eines Mobilfunksenders dargestellt, wobei in diesem Verfahren nicht bekannte Problemstellen in den einzelnen individuellen Maut OBUs gespeichert werden, sondern die Maut OBU 2 misst ständig die Signalqualität und speichert für jeden Messort die gemessene Signalqualität in Schritt 20 intern ab, wobei die Messdaten nur für eine begrenzte Zeit zwischengespeichert werden. Dabei kann als Kriterium zum Verwerfen von Messdaten die Anzahl der zwischengespeicherten Daten dienen, beispielsweise durch Verwerfen einer jeder Messung aus der gespeicherten Liste, die mehr als 1.000 Messpunkte zurückliegt. Alternativ oder kumulativ kann auch das Alter der Messung als Kriterium für das Verwerfen von alten Messdaten dienen.
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Wird bei einer turnusgemäßen Verbindung der Maut OBU 2 mit der zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 die gefahrene Wegstrecke in Schritt 21 übermittelt, so vergleicht die zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 diese übermittelte Strecke mit einer intern gespeicherten Netzabdeckungskarte in Schritt 22 und sofern ein Bedarf an Messdaten für einzelne Mobilfunkzellen besteht, welche die übermittelte gefahrene Wegstrecke beinhalten, dann startet die zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 eine Abfrage in Schritt 23 und die Maut OBU 1 stellt die gemessenen Daten über Mobilfunk zur Verfügung.Ob individuelle Maut OBUs die Signalqualität eigenständig erfassen und im Falle des Detektierens eines Fehlers eigenständig diese Information von sich aus übertragen (Push-Verfahren) oder ob die Signalqualität blind gemessen und bei Bedarf von einer zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 abgefragt werden (Pull-Verfahren) kann vom Fachmann frei gewählt werden.
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Die bei der Übertragung der Messdaten ausgetauschten Informationen beinhalten das Zeitfenster der Messung, die räumliche Auflösung der Messung, den Ort der Messung und Parameter der gemessenen Signalqualität. Bei der Aktivierung der Maut OBU 2 wird dieser mitgeteilt, in welchem Zeitfenster überhaupt gemessen werden soll, beispielsweise zu Zeiten, in denen das zu bemessende Mobilfunknetz stark belastet ist, die räumliche Auflösung, in der gemessen werden soll, das Gebiet, in welchem gemessen werden soll, beispielsweise als Geokoordinate mit einem Radius, als Planquadrat oder als Polygonzug, sowie die Signalparameter, die eingemessen werden sollen, wie die Signalstärke, die Signalverfügbarkeit als durchschnittliche Zeit zwischen zwei Signalausfällen (MTBF, mean time between failure) oder als durchschnittliche Zeit, bis ein Signal nach Signalabbruch wieder verfügbar ist (MTTR, mean time to repair). Kumulativ zu den Daten Zeit, Ort, Auflösung, Signalqualität kann auch die Signalqualität eines Navigationssignals übermittelt werden, unabhängig, ob dies ein Satellitensignal ist, ein terrestrisches Navigationssignal oder ein sonstiges Navigationssignal ist. Dabei kann neben Signalstärke, MTTR und MTBF auch noch die Präzision des Signals von der Maut OBU ermittelt werden, in dem eine statistische Abweichung ermittelt wird zwischen dem eingemessenen Ort aus den Navigationssignalen und dem Ort, der sich aus Tachometerdaten und Kreislekompassdaten ergibt.
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Um den Missbrauch der übertragenen Daten zu verhindern, ist optional vorgesehen, dass der exakte Zeitpunkt der Messung nicht mit übermittelt wird und die Daten mit einer Verzögerung von 12 bis 96 Stunden, vorteilhaft von 24 bis zu 72 Stunden übermittelt werden, um zu verhindern, dass missbräuchlich ein individuelles Bewegungsprofil einer Maut OBU 2 erstellt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch eine Überwachung der Funktionstüchtigkeit der eingesetzten Maut OBUs. Hierzu werden die von der individuellen Maut OBU eingemessenen Daten von der zentralen Messdatenerfassungseinheit 1 mit dem statistische Durchschnitt vergleichbarer Daten verglichen und bei wiederholtem Vorliegen einer Diskrepanz zwischen den Durchschnittsdaten anderer Maut OBUs mit den Daten der individuellen Maut OBU signalisiert die zentrale Messdatenerfassungseinheit 1 der individuellen Maut OBU 2 ein Signal über das möglicherweise Vorliegen einer Funktionsbeeinträchtigung oder Störung.
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Schließlich zeigt 3 die in der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Vorrichtungen. Ein Fahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftfahrzeug 100, oder auch ein PKW, mit einer Maut OBU 101, bestimmt die eigene Position durch Bestimmung der geographischen Position aus Signalen von Navigationssatelliten 102, 103 und 104. Alternativ oder kumulativ ist es auch möglich, statt auf die Satellitennavigation auf eine terrestrische Navigation zurückzugreifen. Ein besonderes Beispiel für eine einsetzbare terrestrische Navigation ist die Navigation mit Hilfe Signallaufzeiten zu verschiedenen Mobilfunknetzen mit bekannter Geoposition. Diese Daten werden in der Maut OBU 101 gespeichert und parallel zur Bestimmung der Geoposition wird die Signalstärke und Verfügbarkeit eines Mobilfunksignals von einer Sendestation 105 eines Mobilfunkmastes gemessen. Die Daten werden entweder von diesem Mast aus oder zu einem späteren Zeitpunkt über einen anderen Sendemast zu einer zentralen Messdatenerfassungseinheit 106 übergeben, wo die Daten in einer Datenbank vorgehalten und ausgewertet werden und die zentrale Messdatenerfassungseinheit 106 dient auch zur Steuerung der Maut OBU nach den oben erläuterten Flussdiagrammen.
