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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewährleistung einer störungsfreien Koexistenz drahtloser Verbindungen.
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Drahtlose Verbindungen können sich gegenseitig stören, wenn ihre Teilnehmer sich in nächster Nähe zueinander befinden und wenn dieselben oder eng benachbarte Frequenzen bzw. Kanäle genutzt werden.
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Heute benutzen mehrere verbreitete Kommunikationsstandards überlappende Frequenzbänder. Eine vollständige Freihaltung für Verbindungen eines Standards wäre ineffektiv, da dadurch die Verbindungsmöglichkeiten gemäß anderer Standards über Gebühr beeinträchtigt wären. Es bedarf daher anwendungsbezogener Lösungen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine störungsfreie Koexistenz drahtloser Verbindungen in der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs zu gewährleisten.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Gewährleistung einer störungsfreien Koexistenz drahtloser Verbindungen in der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs, wobei die drahtlosen Verbindungen zumindest eine WLAN-Verbindung und zumindest eine Bluetooth-Verbindung umfassen und wobei zumindest ein Teilnehmer jeder der Verbindungen bei dem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Bei dem Verfahren werden die WLAN-Kanäle sämtlicher bei dem Kraftfahrzeug angeordneten Teilnehmer an der zumindest einen WLAN-Verbindung derart festgelegt, dass nur ein Teilband des Frequenzbands für die zumindest eine WLAN-Verbindung genutzt wird. Der verbleibende Teil des Frequenzbands bleibt somit für Bluetooth-Verbindungen nutzbar.
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Die Erfindung ermöglicht eine störungsfreie Koexistenz insbesondere aller drahtlosen Verbindungen, an denen Geräte teilnehmen, die dauerhaft bei dem Fahrzeug angeordnet sind, insbesondere fest mit dem Fahrzeug verbunden sind. Die Erfindung kann aber auch beitragen zur störungsfreien Koexistenz von drahtlosen Verbindungen, an denen sowohl Geräte teilnehmen, die dauerhaft bei dem Fahrzeug angeordnet sind, insbesondere fest mit dem Fahrzeug verbunden sind, als auch Geräte, die nur vorübergehend in die Fahrgastzelle eingebracht werden und dort fahrzeugunabhängige Verbindungen aufbauen oder unterhalten, als auch Geräte, die von außerhalb des Fahrzeugs in die Fahrgastzelle einstrahlen.
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WLAN-Verbindungen nach der IEEE Norm 802.11g nutzen das ISM Frequenzband bei 2,4 GHz. Wird von WLAN-Verbindungen nach der IEEE Norm 802.11g ausgegangen, so werden die WLAN-Kanäle sämtlicher bei dem Kraftfahrzeug angeordneten Teilnehmer an der zumindest einen WLAN-Verbindung vorzugsweise derart festgelegt, dass insgesamt maximal zwei WLAN-Kanäle innerhalb des ISM Frequenzbands bei 2,4 GHz für WLAN-Vervindungen genutzt werden.
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WLAN-Verbindungen nach der IEEE Norm 802.11n können neben dem ISM Frequenzband bei 2,4 GHz zusätzlich auch das ISM Frequenzband bei 5,8 GHz. Die einzelnen Kanäle solcher WLAN-Verbindungen nach IEEE 802.11n sind breiter als diejenigen nach IEEE Norm 802.11g. Wird von solchen WLAN-Verbindungen nach der IEEE Norm 802.11n ausgegangen, so werden die WLAN-Kanäle sämtlicher bei dem Kraftfahrzeug angeordneten Teilnehmer an der zumindest einen WLAN-Verbindung vorzugsweise derart festgelegt, dass insgesamt nur genau ein WLAN-Kanal innerhalb des ISM Frequenzbands bei 2,4 GHz für WLAN-Vervindungen genutzt wird.
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Vorzugsweise werden sämtliche bei dem Kraftfahrzeug angeordneten Teilnehmer an der zumindest einen Bluetooth-Verbindung zur bevorzugten Nutzung des nicht mit den genutzten WLAN-Kanälen überlappenden Teils des Frequenzbands konfiguriert. Alternativ können sämtliche bei dem Kraftfahrzeug angeordneten Teilnehmer an der zumindest einen Bluetooth-Verbindung auch zur ausschließlichen Nutzung des nicht mit den genutzten WLAN-Kanälen überlappenden Teils des Frequenzbands konfiguriert werden.
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Die Festlegung und/oder die Konfiguration erfolgt vorzugsweise statisch in einem Setup-Vorgang. Der Setup-Vorgang kann beispielsweise am bzw. gegen Ende eines Montagevorgangs des Kraftfahrzeugs stattfinden. Bereits durch ein aufeinander abgestimmtes statisches Setup der dauerhaft bei dem Kraftfahrzeug angeordneten, ggf. auch nur potenziellen, Teilnehmer an WLAN- und Bluetooth-Verbindungen kann eine störungsfreie Koexistenz erreicht werden für alle drahtlosen Verbindungen, an denen zumindest ein dauerhaft bei dem Kraftfahrzeug angeordneter Teilnehmer beteiligt ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Festlegung und/oder die Konfiguration dynamisch im Betrieb erfolgen. Eine dynamische Festlegung und/oder Konfiguration im Betrieb erlaubt insbesondere eine geeignete Reaktion auf veränderte Rahmenbedingungen, die insbesondere verursacht sein können durch Geräte bzw. Strahler, die nur vorübergehend in die Fahrgastzelle eingebracht werden und dort fahrzeugunabhängige Verbindungen aufbauen oder unterhalten, oder auch durch Geräte bzw. Strahler, die von außerhalb des Fahrzeugs in die Fahrgastzelle einstrahlen.
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Werden, ausgehend von WLAN-Verbindungen nach der IEEE Norm 802.11g, die WLAN-Kanäle der Teilnehmer derart festgelegt werden, dass insgesamt genau zwei WLAN-Kanäle innerhalb des Frequenzbands von den Teilnehmern genutzt werden, wird mehr Bandbreite für WLAN-Verbindungen geopfert und dennoch eine störungsfreie Bluetooth-Kommunikation ermöglicht. Werden, noch immer ausgehend von WLAN-Verbindungen nach der IEEE Norm 802.11g, die WLAN-Kanäle der Teilnehmer hingegen derart festgelegt werden, dass insgesamt genau ein WLAN-Kanal innerhalb des Frequenzbands von den Teilnehmern genutzt wird, so steht mehr Bandbreite für Bluetooth-Kommunikation zur Verfügung.
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Die Erfindung beruht auf den nachfolgend dargelegten Überlegungen, welche speziell WLAN-Verbindungen nach der IEEE Norm 802.11g und deren störungsfreie Koexistenz mit Bluetooth-Verbindungen betreffen:
Für WLAN Verbindungen nach IEEE 802.11g wird das ISM Band bei 2.4 GHz (2400 bis 2483,5 MHz) genutzt. Dabei sind für WLAN drei überlappungsfreie Kanäle zwischen 2400 und 2483,5 MHz darstellbar. Dies sind die Kanäle 1, 6, 11, vgl. 1.
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Bluetooth teilt sich das gleiche Frequenzband in 79 Kanäle mit je 1 MHz auf. Um eine robuste Übertragung zu gewährleisten, wechselt Bluetooth 1600 Mal pro Sekunde den Kanal entsprechend einer vom jeweiligen Bluetooth-Master vorgegebenen Sprungsequenz.
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Die benötigte Minimalzahl verfügbarer Sprungfrequenzen für eine Übertragung wird von zwei Organisationen verschieden festgelegt: Laut Federal Communications Commission (FCC) reichen 15 Kanäle für die Übertragung aus, vom European Telecommunications Standards Institute (ETSI) werden hingegen mindestens 20 Kanäle gefordert.
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Wenn gleichzeitig in enger Nähe zueinander über zumindest eine Bluetooth-Verbindung und zumindest eine WLAN-Verbindung im ISM Band bei 2.4 GHz (2400 bis 2483,5 MHz) drahtlos kommuniziert wird, kann es zu Störungen kommen. Dies wird umso kritischer, je mehr Bluetooth- und WLAN-Verbindungen gleichzeitig bestehen.
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Diese Problematik kann insbesondere in einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs auftreten, wenn das jeweilige Kraftfahrzeug entsprechende Signalquellen besitzt, beispielsweise wenn das jeweilige Kraftfahrzeug mit einem oder mehreren WLAN Access Point und mit einer oder mehreren Bluetooth-Schnittstelle für Telefonie und/oder Audiostreaming ausgerüstet ist.
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Ein vergleichbarer Zustand (wie oben für das ISM Band bei 2,4 GHz dargelegt) kann sich zukünftig insbesondere auch im ISM Band bei 5,8 GHz einstellen.
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Als Abhilfe wird (bezogen auf WLAN Verbindungen nach IEEE 802.11g) vorgeschlagen, dass maximal 2 WLAN Kanäle im ISM Band bei 2,4 GHz zugelassen werden und die restliche Bandbreite für Bluetooth freigehalten wird.
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Durch das vorgeschlagene Koexistenzmanagement kann eine hohe Qualität der in erster Linie kritischen Bluetooth-Audioübertragungen gewährleistet werden.
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Für die Vermeidung von Störungen bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere in der Fahrgastzelle, kann das vorgeschlagene Koexistenzmanagement zunächst beispielsweise durch eine statische Festlegung („Setup“) erreicht werden, in welcher die WLAN-Kanäle und Bluetooth-Kanäle den jeweiligen Verbindungen bzw. den bei dem Fahrzeug angeordneten Verbindungsteilnehmern zugewiesen werden.
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Alternativ bzw. nachfolgend im Betrieb kann das vorgeschlagene Koexistenzmanagement auch dynamisch aktiv durchgeführt. So kann insbesondere die Vermeidung von Störungen von außen oder durch fahrzeugunabhängige Direktverbindungen zwischen nur vorübergehend ins Fahrzeug eingebrachten Geräten gewährleistet werden.
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Die vorgeschlagene Vorgehensweise kann sinngemäß auch auf das ISM Band bei 5,8 GHz übertragen werden bzw. auf eine Kombination der ISM Bänder bei 2,4 GHz und bei 5,8 GHz (vgl. IEEE 802.11n).
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Werden die erfindungsgemäßen Festlegungen eingehalten, treten keine (durch WLAN Signalquellen verursachten) Audiostörungen bei der Bluetooth-Telefonie und beim Bluetooth-Audiostreaming auf. Umgekehrt werden WLAN Verbindungen nicht durch Bluetooth-Signale gestört. Insgesamt lässt sich durch das vorgeschlagene Vorgehen mit geringem Aufwand eine gute Koexistenz zwischen BT und WLAN erreichen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Störungen, die über Fahrzeuge hinweg auftreten. Bluetooth als Störer über Fahrzeuggrenzen hinweg kann in der Regel vernachlässigt werden, wenn die zugehörigen WLAN/Bluetooth-Antennen im Fahrzeug so verbaut sind, dass ein Übersprechen von einem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug minimiert wird. Dazu müssen die WLAN/Bluetooth-Antennen im Fahrzeug sehr tief unten in der Fahrgastzelle angeordnet sein oder es muss eine Feldformung stattfinden, die die Abstrahlung durch die Scheiben in den Außenraum minimiert.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die aktive und dynamische Reaktion auf ein „fremdes“ WLAN-System. Wird Bluetooth als Störer über Fahrzeuggrenzen hinweg vernachlässigt, muss nur auf „fremde“ WLAN-Signalquellen bzw. auf dadurch verursachte Störungen aktiv reagiert werden. Letztere können insbesondere entstehen durch einen oder mehrere von außen in die Fahrgastzelle einstrahlende WLAN-Strahler oder durch Geräten, die nur vorübergehend ins Fahrzeug eingebracht sind und dort fahrzeugunabhängige Direktverbindungen aufbauen oder unterhalten. Zur Vermeidung von Störungen durch solche „fremde“ WLAN-Signalquellen können entweder die „eigenen“ WLAN-Kanäle gebündelt werden oder es wird das eigene WLAN mit der niedrigsten Datenrate mit dem fremden WLAN auf dessen Kanal gebündelt und Bluetooth auf die damit frei werdende Bandbreite verschoben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEEE Norm 802.11g [0008]
- IEEE Norm 802.11g [0008]
- IEEE Norm 802.11n [0009]
- IEEE 802.11n [0009]
- IEEE Norm 802.11g [0009]
- IEEE Norm 802.11n [0009]
- IEEE Norm 802.11g [0012]
- IEEE Norm 802.11g [0012]
- IEEE Norm 802.11g [0013]
- IEEE 802.11g [0013]
- IEEE 802.11g [0019]
- IEEE 802.11n [0023]
