DE102008009968A1

DE102008009968A1 - Transmitter for sending signals in traffic light signaling system, is designed in such manner that period of validity is assigned to sent signals, where signal is valid for receiver within period of validity of respective signal

Info

Publication number: DE102008009968A1
Application number: DE200810009968
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Friese; Stephan Merk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2009-09-03

Abstract

The transmitter (1) is designed in such a manner that a period of validity (V1, V2) is assigned to sent signals in transmit mode, where the signal is valid for a given mobile receiver (3) within the period of validity of the respective signal as spatial coordinate information. The spatial coordinate information for the part of the signals includes a frequency polygon, which describes the limit of the period of validity, where a sequence of the corner coordinates of the frequency polygon are sent as the spatial coordinate information. Independent claims are also included for the following: (1) a control system with a transmitter (2) a method for wirelessly sending signals by a transmitter (3) a method for receiving and processing signals sent by a receiver.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sender zum drahtlosen Aussenden von Signalen sowie eine Steuerungsanlage mit einem solchen Sender und einen entsprechenden Empfänger zum Empfangen der Signale. Darüber hinaus umfasst die Erfindung ein Verfahren zum drahtlosen Aussenden von Signalen sowie ein Verfahren zum Empfangen und Verarbeiten von solchen Signalen.The The invention relates to a transmitter for wireless transmission of signals and a control system with such a transmitter and a corresponding receiver for receiving the signals. About that In addition, the invention comprises a method for wireless transmission of signals as well as a method for receiving and processing such signals.

Abhängig von ihrer Bauart können Funkantennen elektromagnetische Wellen entweder in alle Richtungen oder keulenförmig ausstrahlen. Neben der Antennencharakteristik ist der von den elektromagnetischen Wellen abgedeckte räumliche Bereich abhängig von der Wellenlänge der Funkwellen, der Senderstärke, atmosphärischen Einflüssen sowie auftretenden Reflexionen, Streuungen und Absorptionen der Funkwellen an Strukturen der Umgebung. Die genaue Berechnung eines Bereichs, innerhalb dessen ein ausgesendetes Funksignal mit einer Mindestsignalstärke empfangen wird, ist bereits in einer statischen Laborumgebung sehr komplex und unter realen Bedingungen, z. B. in dicht bebauten Bereichen, praktisch unmöglich.Depending on of their design Radio antennas electromagnetic waves either in all directions or club-shaped radiate. In addition to the antenna characteristic is that of the electromagnetic Waves covered spatial Area dependent from the wavelength the radio waves, the transmitter strength, atmospheric influences as well as occurring reflections, scatters and absorptions of the Radio waves to structures of the environment. The exact calculation of a Area within which a transmitted radio signal with a Minimum signal strength is already very much present in a static lab environment complex and under real conditions, eg. In densely built-up areas, practically impossible.

In verschiedenen technischen Anwendungsgebieten, wie z. B. der Verkehrsleittechnik, werden drahtlos Signale von einem Sender an verschiedene Empfänger übermittelt, wobei diese Signale zumindest für solche Empfänger Gültigkeit haben sollen, die sich in einem bestimmten räumlichen Bereich befinden. Beispielsweise sollte ein mobiler Empfänger in einem Fahrzeug, der basierend auf einem drahtlos empfangenen Steuersignal, welches eine verbleibende Rotphase einer Ampelanlage als Information enthält, nur solche Steuersignale verarbeiten, die für die Fahrspur gültig sind, auf der sich der mobile Empfänger bewegt. Signale von räumlich benachbarten Ampelanlagen, beispielsweise von kurz vorher passierten Ampeln, sollten hierbei keine Berücksichtigung im Empfänger finden bzw. auf andere Weise verarbeitet werden.In various technical applications, such. B. the traffic control, wirelessly transmit signals from one transmitter to different receivers, these signals are at least for such recipients validity should have, which are in a certain spatial area. For example, a mobile receiver should be in a vehicle that based on a wirelessly received control signal, which is a remaining red phase of a traffic light system contains as information, only process such control signals that are valid for the lane, on which the mobile receiver emotional. Signals from spatially neighboring traffic lights, for example, happened just before Traffic lights should not be considered in the receiver or otherwise processed.

Um Signale nur in einem vorbestimmten Gültigkeitsbereich auszusenden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Signale mit Hilfe von Richtfunkantennen in nur einem bestimmten Bereich abzustrahlen. Allerdings ist die Geometrie dieses Bereichs wenig variabel. Zudem schränkt eine bestimmte erwünschte Zielgebietsgeometrie die Möglichkeiten für die Positionierung des Senders stark ein. Außerdem kann der Gültigkeitsbereich der ausgesendeten Signale nicht variiert werden.Around Send signals only in a predetermined scope, It is known from the prior art to use the signals radiate from directional antennas in only a certain range. However, the geometry of this area is not very variable. moreover restricts a certain desired Target area geometry the possibilities for the Strong positioning of the transmitter. In addition, the scope can the emitted signals are not varied.

Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, über die Messung der Empfangsstärke eines ausgesendeten Signals die Gültigkeit des Signals für einen Empfänger festzulegen. Das Signal ist insbesondere nur dann für einen Empfänger gültig, wenn es mit einer Mindeststärke empfangen wird und wenn es das stärkste unter mehreren Signalen ist. Dabei können jedoch nur kreisförmige Gültigkeitsbereiche festgelegt werden, was insbesondere bei eng benachbarten Gültigkeitsbereichen zu Problemen führen kann. Außerdem muss sich der Sender im Zentrum des Gültigkeitsbereichs befinden. Auch bei dieser Lösung kann kein variabler Gültigkeitsbereich festgelegt werden.Out It is also known in the prior art, via the measurement of the received strength of a transmitted Signal validity the signal for one receiver set. In particular, the signal is only for one receiver valid, if it is with a minimum strength is received and if it is the strongest among several signals is. It can but only circular Scopes set become problematic, especially for closely spaced scopes of validity to lead can. Furthermore the sender must be in the center of the scope. Even with this solution can not set a variable scope become.

Zur Festlegung der Gültigkeit von Signalen ist es bei der drahtlosen Übermittlung von Verkehrsfunksignalen bekannt, dass Informationen über den Gültigkeitsbereich einer Verkehrsnachricht in der Form eines spezifizierten Streckensegments versendet werden, wobei diese Informationen mit entsprechenden elektronischen Karten in einem Fahrzeug verglichen werden. Basierend auf dem Vergleich und der über GPS (GPS = Global Positioning System) ermittelten aktuellen Position des Fahrzeugs wird bestimmt, ob das Fahrzeug sich auf dem im Signal spezifizierten Streckensegment befindet. Nur in einem solchen Fall wird die Verkehrsinformation im Fahrzeug angezeigt. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass Kartenmaterial in dem Fahrzeug zur Bestimmung des Gültigkeitsbereichs hinterlegt sein muss.to Determination of validity of signals is in the wireless transmission of traffic signals known that information about the scope a traffic message in the form of a specified link segment be sent, this information with appropriate electronic Maps in a vehicle are compared. Based on the comparison and the over GPS (GPS = Global Positioning System) determined current position The vehicle will determine if the vehicle is on the signal specified route segment is located. Only in such a case the traffic information is displayed in the vehicle. The disadvantage this solution is that map material in the vehicle for the determination of the scope must be deposited.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sender zum drahtlosen Aussenden von Signalen und einen entsprechenden Empfänger sowie entsprechende Verfahren zum Aussenden und Empfangen solcher Signale zu schaffen, mit denen auf einfache Weise die Information über einen Gültigkeitsbereich eines Signals drahtlos übermittelt werden kann.task The invention is a transmitter for wireless transmission of Signals and a corresponding receiver and corresponding procedures to send and receive such signals, with which in a simple way the information about a range of validity of a signal transmitted wirelessly can be.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 oder des unabhängigen Patentanspruchs 25 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.These The object is achieved by the features of independent claim 1 or of the independent Claim 25 solved. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Sender dient zum drahtlosen Aussenden von Signalen, deren Informationsinhalt durch vorgegebene Empfänger verarbeitbar ist. Den im Sendebetrieb vom Sender ausgesendeten Signalen ist jeweils ein Gültigkeitsbereich zugeordnet, wobei ein jeweiliges Signal zumindest für die vorgegebenen Empfänger innerhalb des Gültigkeitsbereichs des jeweiligen Signals gültig ist. Der Gültigkeitsbereich eines jeweiligen Signals wird dabei als räumliche Koordinateninformation von dem Sender ausgesendet.Of the inventive transmitter is used for wireless transmission of signals whose information content by given receivers is processable. The signals transmitted by the transmitter during transmission in each case a scope is assigned, wherein a respective signal within at least for the given receivers of the scope valid for the respective signal is. The scope a respective signal is used as spatial coordinate information sent by the transmitter.

Der erfindungsgemäße Sender hat den Vorteil, dass variabel beliebige Gültigkeitsbereiche in der Form von räumlichen Koordinaten festgelegt und von dem Sender ausgesendet werden können. Diese Koordinateninformationen können anschließend in geeigneter Weise von einem Empfänger ausgewertet werden, wobei hierzu keine speziellen elektronischen Karten notwendig sind, da der Gültigkeitsbereich direkt in der Form von räumlichen Koordinaten übermittelt wird. Darüber hinaus ist der Gültigkeitsbereich nicht mehr unmittelbar an die Funkreichweite und Strahlcharakteristik gekoppelt und kann somit flexibel variiert werden.The transmitter according to the invention has the advantage that variably arbitrary validity ranges can be defined in the form of spatial coordinates and transmitted by the transmitter. This coordinate information can then be in ge Appropriately be evaluated by a receiver, for which purpose no special electronic maps are necessary because the scope is transmitted directly in the form of spatial coordinates. In addition, the validity range is no longer directly linked to the radio range and beam characteristic and can thus be flexibly varied.

Der Gültigkeitsbereich legt insbesondere fest, dass das Signal für jeden vorgegebenen Empfänger, der sich im Gültigkeitsbereich befindet, relevant ist. Nichtsdestotrotz kann das Signal gegebenenfalls auch von Empfängern außerhalb des Gültigkeitsbereichs verarbeitet werden. In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist ein jeweiliges Signal jedoch ausschließlich für die vorgegebenen Empfänger innerhalb des Gültigkeitsbereichs des Signals gültig.Of the Scope In particular, states that the signal for each given receiver, the in scope is relevant. Nevertheless, the signal may be also from recipients outside of the scope are processed. In a preferred variant of the invention however, a respective signal is only for the given receivers within of the scope valid of the signal.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Senders ist der Gültigkeitsbereich eines jeweiligen Signals zumindest eines Teils der ausgesendeten Signale ein Bereich in der Umgebung des Senders. Auf diese Weise wird eine Verknüpfung der Gültigkeit des Signals an die Position des Senders erreicht, was in bestimmten Anwendungen, wie z. B. in der Verkehrsleittechnik, erwünscht ist.In a further embodiment of the transmitter according to the invention is the scope a respective signal of at least a part of the emitted Signals an area around the transmitter. In this way will be a link of validity the signal reaches the position of the transmitter, resulting in certain Applications, such as B. in traffic control technology, is desired.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Senders ist die einem jeweiligen Signal zugeordnete räumliche Koordinateninformation für zumindest einen Teil der Signale in dem jeweiligen Signal enthalten. Es ist jedoch auch möglich, dass im Sendebetrieb die einem jeweiligen Signal zugeordnete räumliche Koordinateninformation für zumindest einen Teil der Signale getrennt von dem jeweiligen Signal ausgesendet wird. Eine entsprechende Zuordnung der räumlichen Koordinateninformation zu dem Signal wird dabei insbesondere derart erreicht, dass das jeweilige Signal sowie die dem jeweiligen Signal zugeordnete räumliche Koordinateninformation jeweils einen Identifikator enthalten, mit dem die räumliche Koordinateninformation dem jeweiligen Signal zuordenbar ist.In a further embodiment of the transmitter according to the invention is the one respective Signal assigned spatial Coordinate information for contain at least part of the signals in the respective signal. However, it is also possible that in the transmission mode, the spatial associated with a respective signal Coordinate information for at least a portion of the signals separate from the respective signal is sent out. An appropriate assignment of spatial Coordinate information about the signal is thereby in particular such achieved that the respective signal and the respective signal associated spatial Coordinate information each containing an identifier, with the spatial Coordinate information can be assigned to the respective signal.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Senders wird im Sendebetrieb die einem jeweiligen Signal zugeordnete räumliche Koordinateninformation für zumindest einen Teil der Signale in Intervallen ausgesendet. Ebenso kann auch das jeweilige Signal in Intervallen ausgesendet werden. Um Bandbreite zu sparen, sind die Intervalle, in denen die dem je weiligen Signal zugeordnete räumliche Koordinateninformation ausgesendet wird, länger als die Intervalle, in denen das jeweilige Signal im Sendebetrieb ausgesendet wird.In A preferred variant of the transmitter according to the invention is in the transmission mode the spatial coordinate information associated with each signal for at least send out some of the signals at intervals. Likewise, that too respective signal will be sent out at intervals. To bandwidth To save, are the intervals in which the respective signal associated spatial Coordinate information is sent out, longer than the intervals, in where the respective signal is sent in the transmission mode.

Gegebenenfalls kann im Sendebetrieb ein jeweiliges Signal auch kontinuierlich ausgesendet werden, so dass das Signal in den entsprechenden Empfängern ohne Zeitverzögerung zur Verfügung steht. Dies ist insbesondere bei sicherheitskritischen Anwendungen von Relevanz.Possibly In the transmission mode, a respective signal can also be transmitted continuously, so that the signal in the corresponding receivers without time delay for Available. This is especially true for safety-critical applications of Relevance.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die einem jeweiligen Signal zugeordnete räumliche Koordinateninformation für zumindest einen Teil der Signale Koordinaten eines satellitengestützten Positionierungssystems, insbesondere eines GPS-Systems.In a further, particularly preferred embodiment of the invention the spatial coordinate information associated with each signal for at least a part of the signals coordinates of a satellite-based positioning system, in particular a GPS system.

Die Koordinateninformation des jeweiligen Signals kann auf beliebige Art und Weise beschrieben werden. Vorzugsweise umfasst die räumliche Koordinateninformation einen Polygonzug, der die Grenze des Gültigkeitsbereichs beschreibt. Der Polygonzug stellt eine besonders einfache Beschreibung eines Gültigkeitsbereichs dar, mit dem jedoch auch komplexe Gültigkeitsbereiche exakt definiert werden können. Als räumliche Koordinateninformation wird dabei insbesondere eine Sequenz der Eckpunktkoordinaten des Polygonzugs durch den Sender ausgesendet.The Coordinate information of the respective signal can be applied to any Way be described. Preferably, the spatial coordinate information comprises a polygon that describes the limit of the scope. The traverse provides a particularly simple description of a scope However, it also defines complex areas of validity exactly can be. As spatial Coordinate information is in particular a sequence of Corner coordinates of the traverse sent by the transmitter.

Gegebenenfalls kann die einem jeweiligen Signal zugeordnete räumliche Koordinateninformation für zumindest einen Teil der Signale auch einen kreisförmigen und/oder elliptischen Bereich um den Sender beschreiben, wobei die räumliche Koordinateninformation insbesondere den Radius um den Mittelpunkt eines jeweiligen Kreises und/oder die Halbachsen und den Mittelpunkt einer jeweiligen Ellipse enthält.Possibly may be the spatial coordinate information associated with a respective signal for at least some of the signals also have a circular and / or elliptical Describe area around the transmitter, where the spatial coordinate information in particular the radius around the center of a respective circle and / or the semi-axes and the center of a respective ellipse contains.

In einer Ausführungsform umfasst die einem jeweiligen Signal zugeordnete räumliche Koordinateninformation dreidimensionale Koordinaten, insbesondere in der Form eines Hüllenmodells, z. B. eines Dreieckshüllenmodells.In an embodiment includes the spatial associated with a respective signal Coordinate information three-dimensional coordinates, in particular in the form of a shell model, z. B. a triangle shell model.

Der Sender kann in einem beliebigen Frequenzband Signale übertragen, jedoch wird hierzu vorzugsweise ein ISM-Band benutzt (ISM = Industrial Scientific Medical). Durch ISM-Bänder werden Frequenzbereiche festgelegt, die durch Hochfrequenzsender und Hochfrequenzempfänger in Industrie, Wissenschaft und Medizin, im häuslichen und ähnlichen Bereichen genutzt werden können. Als ISM-Band kann hierbei beispielsweise das Frequenzband für WLAN (WLAN = Wireless Local Area Network) verwendet werden. Gegebenenfalls kann es sich bei dem Sender auch um einen Sender handeln, der in einem Mobilfunkfrequenzband und/oder in einem Radiofrequenzband drahtlos Signale aussendet.Of the Transmitter can transmit signals in any frequency band, however, an ISM band is preferably used for this purpose (ISM = Industrial Scientific Medical). By ISM bands Frequency ranges are determined by high-frequency transmitters and radio frequency receiver in industry, science and medicine, in domestic and similar Areas can be used. As an ISM band here, for example, the frequency band for WLAN (WLAN = Wireless Local Area Network). Possibly The transmitter can also be a transmitter that is in a mobile radio frequency band and / or in a radio frequency band wirelessly sends out signals.

Der Sender sendet im Sendebetrieb die Signale vorzugsweise ungerichtet oder keulenförmig aus. Es wird hierdurch eine große Reichweite durch den Sender gewährleistet, wobei innerhalb der Reichweite beliebige Gültigkeitsbereiche definiert werden können.The transmitter sends in the transmission mode, the signals preferably non-directional or club-shaped. It thereby becomes a long range Ensures the transmitter, where within the range arbitrary scopes can be defined.

Neben dem oben beschriebenen Sender umfasst die Erfindung ferner eine Steuerungsanlage, welche einen solchen Sender enthält. Dabei sind zumindest die vorgegebenen Empfänger innerhalb des Gültigkeitsbereichs des jeweiligen Signals mit dem jeweiligen Signal steuerbar. Die Steuerungsanlage ist in einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise eine Verkehrssteuerungsanlage, insbesondere eine Signalanlage, wie z. B. eine Ampelsignalanlage. Die ausgesendeten Signale zeigen in diesem Fall vorzugsweise die Restdauer einer Rotphase bzw. Grünphase der Ampelsignalanlage an. Durch entsprechende Verarbeitung solcher Signale mit dem Empfänger können bestimmte Aktionen in Abhängigkeit von der Restdauer der Rotphase bzw. Grünphase ausgelöst werden. Beispielsweise könnte ein Fahrzeug, welches einen entsprechenden Empfänger für die ausgesendeten Signale enthält, bei nur noch sehr kurzer Restdauer einer Grünphase selbsttätig abgebremst werden. In einer bevorzugten Variante ist dabei der Gültigkeitsbereich eines jeweiligen Signals auf eine oder mehrere Fahrspuren einer Fahrbahn beschränkt, da es häufig vorkommt, dass die Signale einer Ampelsignalanlage nur für bestimmte Fahrspuren gültig sind.Next The invention also includes a transmitter as described above Control system containing such a transmitter. there are at least the default recipients within the scope the respective signal with the respective signal controllable. The Control system is in a preferred embodiment, for example, a Traffic control system, in particular a signaling system, such. B. a traffic signal. The emitted signals show in this Case preferably the remaining duration of a red phase or green phase of the Traffic light system on. By appropriate processing of such signals with the receiver can certain actions depending be triggered by the remaining duration of the red phase or green phase. For example, could a vehicle which has a corresponding receiver for the transmitted signals contains automatically decelerated with only a very short remaining time of a green phase become. In a preferred variant is the scope a respective signal on one or more lanes of a lane limited, since it is common occurs that the signals of a traffic signal system only for certain Lanes valid are.

Neben dem oben beschriebenen Sender und der entsprechenden Steuerungsanlage umfasst die Erfindung auch einen Empfänger zum drahtlosen Empfangen von Signalen mit einer Empfangs- und Verarbeitungseinheit zum drahtlosen Empfangen und Verarbeiten der mit dem erfindungsgemäßen Sender ausgesendeten Signale. Die Empfangs- und Verarbeitungseinheit ist dabei derart ausgestaltet, dass sie basierend auf der dem jeweiligen empfangenen Signal zugeordneten räumlichen Koordinateninformation und einer mit einer Positionsbestimmungseinheit bestimmten aktuellen Empfänger-Position ermittelt kann, ob sich der Empfänger im Gültigkeitsbereich des jeweiligen Signals befindet. Die Positionsbestimmungseinheit kann dabei gegebenenfalls Bestandteil des Empfängers sein. Jedoch ist es auch möglich, dass der Empfänger Zugriff auf die aktuelle Empfänger-Position einer separaten Positionsbestimmungseinheit hat. In einer bevorzugten Variante ist die Empfangs- und Verarbeitungseinheit dabei derart ausgestaltet, dass sie den Informationsinhalt des jeweiligen Signals nur berücksichtigt, wenn sich der Empfänger innerhalb des Gültigkeitsbereichs des jeweiligen Signals befindet. Ein derartiger Empfänger eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Steuerungsanlage, welche als Verkehrssignalanlage realisiert ist. Der Empfänger ist dabei derart ausgestaltet, dass er in einem Verkehrsmittel, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, verbaut werden kann.Next the transmitter described above and the corresponding control system The invention also includes a receiver for wireless reception of signals with a receiving and processing unit for wireless Receiving and processing the transmitter according to the invention emitted signals. The receiving and processing unit is It is designed such that it is based on the respective received coordinate signal associated spatial coordinate information and a current one determined by a position determination unit Receiver position can determine if the recipient in scope of the respective signal is located. The position determination unit may optionally be part of the recipient. However, it is also possible that the recipient Access to the current recipient position of a separate Positioning unit has. In a preferred variant is the receiving and processing unit in this case designed such that it only takes into account the information content of the respective signal, if the receiver within the scope of the respective signal is located. Such a receiver is suitable in particular for use in a control system, which realized as a traffic signal system. The receiver is in such a way that it is in a means of transport, in particular in a motor vehicle, can be installed.

Neben den oben beschriebenen Vorrichtungen betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zum drahtlosen Aussenden von Signalen durch einen Sender, wobei der Informationsinhalt der Signale durch vorgegebene Empfänger verarbeitbar ist. Das Verfahren umfasst hierbei folgende Schritte:

– den ausgesendeten Signalen wird jeweils ein Gültigkeitsbereich zugeordnet, wobei ein jeweiliges Signal zumindest für die vorgegebenen Empfänger innerhalb des Gültigkeitsbereichs des jeweiligen Signals gültig ist;
– der Gültigkeitsbereich eines jeweiligen Signals wird als räumliche Koordinateninformation von dem Sender ausgesendet.

In addition to the devices described above, the invention further relates to a method for wireless transmission of signals by a transmitter, wherein the information content of the signals is processable by predetermined receiver. The method comprises the following steps:

- The emitted signals are each assigned a validity range, wherein a respective signal is valid at least for the given receiver within the validity range of the respective signal;
The validity range of a respective signal is transmitted as spatial coordinate information from the transmitter.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen, welche mit dem obigen Sendeverfahren ausgesendet wurden. Dabei wird die aktuelle Empfänger-Position bestimmt, und basierend auf der räumlichen Koordinateninformation des jeweiligen Signals und der bestimmten aktuellen Empfänger-Position wird ermittelt, ob sich der Empfänger im Gültigkeitsbereich des jeweiligen Signals befindet.The The invention further relates to a method for receiving and processing of signals transmitted by the above transmission method. The current receiver position is determined, and based on the spatial Coordinate information of the respective signal and the particular one current recipient position will determine if the recipient in scope of the respective signal is located.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figur detailliert erläutert.embodiments The invention will be described below with reference to the accompanying figure explained in detail.

1 zeigt eine schematische Darstellung der Kommunikation zwischen einem Sender und Empfänger gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a schematic representation of the communication between a transmitter and receiver according to an embodiment of the invention.

In dem Szenario der 1 sind zwei Sender 1 und 2 gezeigt, welche jeweils Signale mit einem vorbestimmten Gültigkeitsbereich basierend auf der Erfindung aussenden. Die von den Sendern ausgesendeten Signale werden dabei insbesondere in einem Frequenzbereich eines ISM-Bandes übertragen. Die Ausbreitung der Signale des Senders 1 ist durch konzentrische Kreise um den Sender 1 angedeutet, wobei die Reichweite des Senders 1 mit dem äußersten konzentrischen C1 endet. Analog ist die Ausbreitung der Signale des Senders 2 durch konzentrische Kreise um den Sender 2 gezeigt, wobei die Reichweite der Signale durch den äußersten konzentrischen Kreis C2 wiedergegeben ist.In the scenario of 1 are two transmitters 1 and 2 each of which emits signals having a predetermined range of validity based on the invention. The signals emitted by the transmitters are transmitted in particular in a frequency range of an ISM band. The propagation of the signals of the transmitter 1 is through concentric circles around the transmitter 1 indicated, with the range of the transmitter 1 ends with the outermost concentric C1. Analog is the propagation of the signals of the transmitter 2 through concentric circles around the transmitter 2 shown, wherein the range of the signals is represented by the outermost concentric circle C2.

Ferner ist in 1 ein Straßenzug angedeutet, der eine Hauptstraße H1 umfasst, aus der an einer ersten Kreuzung eine Nebenstraße N1 abzweigt und aus der an einer zweiten Kreuzung zwei Nebenstraßen N2 und N3 abzweigen. Sowohl an der ersten Kreuzung als auch an der zweiten Kreuzung sind (nicht gezeigte) Ampelanlagen vorgesehen. Ziel des nachfolgend beschriebenen Verfahrens ist es nunmehr, einen mobilen Empfänger 3, der in 1 als Mobilfunkgerät angedeutet ist, darüber zu informieren, wie lange eine Rotphase bzw. Grünphase an der entsprechenden Ampelanlage, der sich der Empfänger nähert, noch andauert. Der Empfänger kann hierbei beispielsweise in einem Kraftfahrzeug verbaut sein, wobei in dem Kraftfahrzeug die Information über die Länge der noch andauernden Rotphase bzw. Grünphase zur Steuerung des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann.Furthermore, in 1 a road indicated, which includes a main road H1, from which branches off at a first intersection a side road N1 and branch off from the at a second intersection two side roads N2 and N3. Both at the first intersection and at the second intersection traffic lights (not shown) are provided. The aim of the method described below is now a mobile receiver 3 who in 1 as a mobile device is indicated to inform about how long a red phase or green phase at the corresponding traffic light system, which approaches the receiver, is still ongoing. The receiver may in this case be installed, for example, in a motor vehicle, wherein the information about the length of the still-ongoing red phase or green phase for controlling the motor vehicle can be used in the motor vehicle.

Wie sich aus 1 ergibt, überschneiden sich die Signalreichweiten der beiden Sender 1 und 2, so dass sichergestellt sein muss, dass der Empfänger auch dasjenige Signal verarbeitet, welches die Ampelanlage an derjenigen Kreuzung betrifft, an der sich der Empfänger befindet bzw. welcher er sich als nächstes nähert. Es muss somit gewährleistet sein, dass in dem Szenario der 1 der Empfänger 3 das Signal, welches von der Ampelanlage an der ersten Kreuzung ausgesendet wird, für ihn als gültig erkennt. Um dies zu erreichen, sind für die jeweiligen, von den Sendern 1 und 2 ausgesendeten Signale Gültigkeitsbereiche festgelegt, welche sich gegenseitig nicht überschneiden und einen Bereich um die jeweilige Kreuzung abdecken. Der Gültigkeitsbereich für die Signale des Senders 1 ist dabei mit dem Bezugszeichen V1 angedeutet und beschreibt ein Polygon mit fünf Ecken, welches den Bereich der ersten Kreuzung abdeckt. In 1 befindet sich der Empfänger 3 innerhalb dieses Gültigkeitsbereichs V1, so dass das von dem Sender 1 ausgesendete Signal für diesen Empfänger Gültigkeit hat. Der Gültigkeitsbereich der von dem Sender 2 ausgesendeten Signale wird ebenfalls durch ein Polygon V2 beschrieben, wobei das Polygon eine kreuzförmige Struktur aufweist und zwölf Ecken umfasst. Analog zu dem Polygon V1 wird durch das Polygon V2 ein Gültigkeitsbereich im Umfeld der zweiten Kreuzung abgedeckt.As it turned out 1 results, overlap the signal ranges of the two transmitters 1 and 2 , so that it must be ensured that the receiver also processes the signal which relates to the traffic light system at the intersection where the receiver is located or which it approaches next. It must therefore be ensured that in the scenario of 1 the recipient 3 the signal, which is emitted by the traffic light system at the first intersection, recognizes him as valid. To achieve this, are for the respective, from the broadcasters 1 and 2 Scanned signals established areas of validity, which do not overlap each other and cover an area around the respective intersection. The scope for the sender's signals 1 is indicated by the reference symbol V1 and describes a polygon with five corners, which covers the area of the first intersection. In 1 is the receiver 3 within this validity range V1, so that the transmitter 1 emitted signal has validity for this receiver. The scope of the sender 2 emitted signals is also described by a polygon V2, wherein the polygon has a cross-shaped structure and twelve corners. Analogous to the polygon V1 is covered by the polygon V2 a scope in the environment of the second intersection.

Um eine Identifikation des Gültigkeitsbereichs durch den Empfänger 3 zu ermöglichen, wird zusammen mit den ausgesendeten Signalen jeweils eine Eckpunktkoordinatensequenz als Koordinateninformation über den jeweiligen Polygonzug ausgesendet. In der hier beschriebenen Ausführungsform sind die Koordinatensequenzen die Koordinaten eines satellitengestützten Positionierungssystems, beispielsweise von GPS. Der Empfänger 3 weist hierbei ein integriertes GPS-Navigationssystem auf, mit dem er seine aktuelle Position bestimmen kann. Basierend auf dem übermittelten Gültigkeitsbereich in der Form der Eckpunktkoordinatensequenz und seiner eigenen Position in GPS-Koordinaten kann der Empfänger nunmehr ermitteln, ob er sich im entsprechenden Gültigkeitsbereich des Signals befindet. Ist dies der Fall, wird das Signal in einer entsprechenden Verarbeitungseinheit gemäß der erwünschten Steuerung des mobilen Empfängers verarbeitet. Durch eine gezackte Linie L wird in dem Szenario der 1 angedeutet, dass die Signale des Senders 1 nur für den Empfänger 3 gültig sind, da sich dieser Empfänger innerhalb des Polygonzugs V1 befindet. Zwar können die Signale des Senders 2 aufgrund ihrer Reichweite auch vom Empfänger 3 empfangen werden, jedoch erkennt der Empfänger aufgrund seiner aktuellen Position und der Koordinateninformation basierend auf den Eckpunktkoordinaten des Polygons V2, dass dieses Signal für ihn keine Gültigkeit hat.To identify the scope by the recipient 3 to enable, together with the transmitted signals in each case a vertex coordinate sequence as coordinate information about the respective traverse is sent out. In the embodiment described herein, the coordinate sequences are the coordinates of a satellite-based positioning system, such as GPS. The recipient 3 has a built-in GPS navigation system with which he can determine his current position. Based on the transmitted validity range in the form of the vertex coordinate sequence and its own position in GPS coordinates, the receiver can now determine whether it is in the corresponding validity range of the signal. If so, the signal is processed in a corresponding processing unit according to the desired control of the mobile receiver. By a jagged line L is in the scenario of 1 indicated that the signals of the transmitter 1 only for the recipient 3 are valid, since this receiver is within the polygon V1. Although the signals of the transmitter 2 because of their range also from the receiver 3 however, due to its current position and the coordinate information based on the vertex coordinates of the polygon V2, the receiver recognizes that this signal has no validity for it.

In der im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsform wurde die Eckkoordinatensequenz zusammen mit den ausgesendeten Signalen übertragen. Es ist jedoch auch möglich, dass die räumliche Koordinateninformation getrennt von den Signalen ausgestrahlt wird, wobei in diesem Fall das eigentliche Signal und das Signal mit der Koordinateninformation logisch miteinander verknüpft werden. Bei einem sich zeitlich sehr schnell verän dernden Informationsinhalt des eigentlichen Signals und bei einem statischen Gültigkeitsbereich des Signals hat eine getrennte Ausstrahlung des Signals den Vorteil, dass die Koordinateninformationen nicht mit jedem Signal ausgestrahlt werden müssen, sondern in längeren zeitlichen Intervallen ausgesendet werden können. Hierdurch kann die Bandbreite der ausgesendeten Signale vermindert werden. Beim Aussenden des eigentlichen Signals getrennt von den Koordinateninformationen ist der Empfänger derart ausgestaltet, dass er die beiden Signale über einen entsprechenden Identifikator, der mit den Signalen ausgestrahlt wird, einander zuordnen kann.In In the embodiment described above, the corner coordinate sequence has been combined transmitted with the transmitted signals. However, it is also possible that the spatial coordinate information is emitted separately from the signals, in which case the actual signal and the signal with the coordinate information logically linked together become. With a very fast changing information content the actual signal and a static scope of the signal has a separate emission of the signal the advantage that the coordinate information is not broadcast with every signal Need to become, but in longer temporal Intervals can be sent out. hereby the bandwidth of the transmitted signals can be reduced. When transmitting the actual signal separately from the coordinate information is the recipient configured such that it transmits the two signals via a corresponding identifier, which is broadcast with the signals, can assign to each other.

Die oben beschriebene Ausführungsform wurde am Beispiel der Übertragung von Koordinateninformationen in der Form von GPS-Koordinaten beschrieben. Dabei ist es notwendig, dass die Position des Empfängers auch über GPS bestimmt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Information über den Gültigkeitsbereich in anderer Weise bzw. durch eine andere geometrische Beschreibung als durch Polygone übertragen wird. Der Empfänger verfügt dann über ein anderes Mittel zur Bestimmung seiner eigenen Position. Beispielsweise kann der Empfänger seine eigene Position mit Hilfe eines Mobilfunknetzes, insbesondere basierend auf GSM (GSM = Global System for Mobile Communications) oder UMTS (UMTS = Universal Mobile Telecommunication System) ermitteln. In diesem Fall bestimmt der Empfänger basierend auf der Mobilfunkzelle, in der er sich gerade befindet, seine aktuelle Position. Gegebenenfalls kann der Empfänger seine Position auch basierend auf dem Feld der ausgesendeten Signale ermitteln, beispielsweise indem er die Empfangsstärke der Signale misst und hieraus seine Position in Bezug auf den Sender bestimmt.The described above embodiment the example of the transfer coordinate information in the form of GPS coordinates. That's it necessary that the position of the receiver is also determined via GPS. It is but also possible that information about the Scope in another way or by another geometric description as transmitted through polygons becomes. The recipient then has one other means of determining his own position. For example can the receiver his own position using a mobile network, in particular based on GSM (GSM = Global System for Mobile Communications) or UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). In this case, the receiver determines based on the mobile radio cell he's currently in, his current position. If necessary, the receiver can his Determine position also based on the field of emitted signals, for example, by measuring the reception strength of the signals and from this determines its position with respect to the transmitter.

Der anhand von 1 beschriebene Sender kann gegebenenfalls auch ein mobiler Sender sein, der variabel positioniert werden kann. Es ist lediglich darauf zu achten, dass das Signal des Senders innerhalb aller möglichen Gültigkeitsbereiche der von ihm auszusendenden Signale empfangen werden kann. Darüber hinaus besteht gegebenenfalls die Möglichkeit, den Gültigkeitsbereich der von dem Sender ausgesendeten Signale gemäß vorgegebener Kriterien zu variieren.The basis of 1 optionally described transmitter may also be a mobile transmitter that can be variably positioned. It is only necessary to ensure that the signal of the sender within all possible scopes of his can be received signals to be sent. In addition, it may be possible to vary the range of validity of the signals emitted by the transmitter according to predetermined criteria.

Wie bereits oben erwähnt, kann statt der Eckpunktkoordinatensequenz eines Polygons auch eine andere geometrische Beschreibung eines Gültigkeitsbereichs verwendet werden, z. B. basierend auf einem Referenzpunkt und einem Radius für einen kreisförmigen Gültigkeitsbereich. Das anhand von 1 beschriebene Verfahren wurde anhand eines Beispiels für einen zweidimensionalen Fall beschrieben. Das Verfahren kann jedoch auch auf einen Gültigkeitsbereich in drei Dimensionen erweitert werden, z. B. für Anwendungsfälle in der Luftfahrt. Der Gültigkeitsbereich ist in diesem Fall ein Gültigkeitsraum, der beispielsweise durch ein Dreieckshüllenmodell beschrieben werden kann.As mentioned above, instead of the vertex coordinate sequence of a polygon, another geometric description of a scope may be used, e.g. Based on a reference point and a radius for a circular scope. The basis of 1 described method has been described with reference to an example of a two-dimensional case. However, the method can also be extended to a scope in three dimensions, e.g. B. for applications in aviation. The scope is a validity space in this case, which can be described by a triangular enclosure model, for example.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere können im Unterschied zu bekannten Ansätzen, bei denen Signale mit Richtantennen übermittelt werden, auch geometrisch komplexe Gültigkeitsbereiche realisiert werden. Darüber hinaus besteht eine relativ große Freiheit bei der Positionierung des Senders, und es können auch sich dynamisch verändernde Gültigkeitsbereiche definiert werden. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist ferner, dass durch die direkte Übermittlung von Koordinateninformationen kein elektronisches Kartenmaterial bzw. entsprechende Strecken- oder Bereichsreferenztabellen in dem Empfänger bereitgestellt werden müssen, damit dieser bestimmen kann, ob das Signal für ihn gültig ist. Vielmehr kann der Empfänger direkt aus der Koordinateninformation und seiner aktuellen Position berechnen, ob das empfangene Signal für ihn Gültigkeit hat.The inventive method has a number of advantages. In particular, in the Difference to known approaches, in which signals are transmitted with directional antennas, also geometrically complex scopes will be realized. About that In addition, there is a relatively large Freedom in positioning the transmitter, and it can too dynamically changing scopes To be defined. Another decisive advantage is that through the direct transmission from coordinate information no electronic map material or corresponding route or area reference tables in the receiver need to be provided so that it can determine if the signal is valid for him. Rather, the Receiver directly calculate from the coordinate information and its current position, whether the received signal for him validity Has.

Claims

Transmitter ( 1 . 2 ) for the wireless transmission of signals, the information content of which is given by predetermined receivers ( 3 ) is processable, the transmitter ( 1 . 2 ) is configured such that in the transmission mode - the emitted signals in each case a validity range (V1, V2) is assigned, wherein a respective signal at least for the given receiver ( 3 ) is valid within the validity range (V1, V2) of the respective signal; The validity range (V1, V2) of a respective signal as spatial coordinate information from the transmitter ( 1 . 2 ) is sent out.

Transmitter according to Claim 1, in which a respective signal of at least a part of the signals is used exclusively for the given receivers ( 3 ) is valid within the validity range (V1, V2) of the respective signal.

Transmitter according to Claim 1 or 2, in which the validity range (V1, V2) of a respective signal of at least part of the signals is an area in the vicinity of the transmitter ( 1 . 2 ).

A transmitter according to claim 3, wherein the one respective Signal assigned spatial Coordinate information for contain at least part of the signals in the respective signal is.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein in the transmit mode, the spatial associated with a respective signal Coordinate information for at least a portion of the signals separate from the respective signal is sent out.

Transmitter according to claim 5, wherein a respective signal as well as the spatial coordinate information associated with the respective signal each contain an identifier with which the spatial Coordinate information can be assigned to the respective signal.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein in the transmit mode, the spatial associated with a respective signal Coordinate information for at least a portion of the signals is transmitted at intervals.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein in the transmission mode, a respective signal of at least one part the signals are sent out at intervals.

Transmitter according to claims 7 and 8, wherein the intervals, in which the spatial coordinate information associated with the respective signal is sent out, longer are considered the intervals in which the respective signal in the transmit mode is sent out.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein in the transmission mode, a respective signal of at least one part the signals are transmitted continuously.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein the spatial coordinate information associated with each signal for at least a part of the signals coordinates of a satellite-based positioning system includes.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein the spatial coordinate information associated with each signal for at least some of the signals include a polygon that crosses the boundary of the scope describes where as spatial Coordinate information, in particular a sequence of vertex coordinates be sent out of the traverse.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein the spatial coordinate information associated with each signal for at least some of the signals have a circular and / or elliptical Described area around the transmitter, wherein the spatial coordinate information in particular the radius and the center of each circle and / or contains the half-axes and the center of each ellipse.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein the spatial Coordinate information for at least part of the signals comprises three-dimensional coordinates, especially in the form of a shell model.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein the transmitter ( 1 . 2 ) emits in the transmission mode signals in an ISM band, in particular in the WLAN band, and / or in a mobile radio frequency band and / or in a radio frequency band.

Transmitter according to one of the preceding claims, wherein the transmitter ( 1 . 2 ) in the transmission mode, signals are sent non-directional or club-shaped.

Control system with a transmitter according to one of previous claims, at least the given recipients within the scope (V1, V2) of the respective signal with the respective signal controllable are.

Control system according to claim 17, wherein the control system is a traffic control system.

Control system according to claim 18, wherein the traffic control system a signal system is, in particular a traffic signal system.

A control system according to claim 19, wherein the transmitted signals of the transmitter ( 1 . 2 ) contain the remaining duration of a red phase and / or green phase of the traffic signal system.

A control system according to claim 19 or 20, wherein the scope (V1, V2) of a respective signal of at least a part of the signals on one or more lanes of a lane in the area the signal system limited is.

Receiver having a receiving and processing unit for receiving and processing wirelessly with a transmitter ( 1 . 2 ) according to one of claims 1 to 16 signals, wherein the receiving and processing unit based on the respective received signal associated spatial coordinate information and determined by a position determining unit current receiver position can determine whether the receiver ( 3 ) is within the validity range of the respective signal.

A receiver according to claim 22, wherein the receiving and processing unit is designed such that it takes into account the information content of the respective signal only when the receiver ( 3 ) is within the validity range of the respective signal.

A receiver according to claim 22 or 23, wherein the receiver ( 3 ) is configured such that it can be installed in a means of transport, in particular in a motor vehicle.

A method for wireless transmission of signals by a transmitter, wherein the information content of the signals by predetermined receiver ( 3 ) is processable, in which: - the emitted signals in each case a validity range (V1, V2) is assigned, wherein a respective signal at least for the given receiver ( 3 ) is valid within the validity range (V1, V2) of the respective signal; The validity range (V1, V2) of a respective signal as spatial coordinate information from the transmitter ( 1 . 2 ) is sent out.

A method for receiving and processing signals sent by a method according to claim 25 by a receiver ( 3 ), in which: the current receiver position is determined and based on the spatial coordinate information of the respective signal and the determined current receiver position is determined whether the receiver ( 3 ) is within the validity range of the respective signal.