DE102013215728A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Auswahl eines Funkübertragungskanals in einem Funksystem - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Auswahl eines Funkübertragungskanals in einem Funksystem Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird die Auswahl eines Funkübertragungskanals aus einer Gruppe von Funkübertragungskanälen, die jeweils unterschiedlichen Übertragungstechnologien entsprechen und/oder verschiedene Infrastruktur-Komponenten nutzen und über die eine Datenverbindung zwischen einer mobilen Einheit (7, 17) und einer Zentraleinheit (6) herstellbar ist. Dabei ist die Zentraleinheit (6) mit einer ersten lokalen Einheit (2a, 2b, 3a, 4a) verbindbar, die in einem örtlichen Bereich (A, B) angeordnet ist und über die eine Datenübertragungsverbindung zu der mobilen Einheit (7, 17) mittels eines ersten Funkübertragungskanals herstellbar ist, der einer ersten Übertragungstechnologie der unterschiedlichen Übertragungstechnologien entspricht und/oder eine erste Infrastruktur-Komponente nutzt. Die Zentraleinheit (6) ist mit einer zweiten lokalen Einheit (2a, 2b, 3a, 4a) verbindbar, die in dem örtlichen Bereich (A, B) angeordnet ist und über die eine Verbindung zu der mobilen Einheit (7, 17) mittels eines zweiten Funkübertragungskanals herstellbar ist, der einer zweiten Übertragungstechnologie der unterschiedlichen Übertragungstechnologien entspricht und/oder eine zweite Infrastruktur-Komponente nutzt. Die mobile Einheit (7, 17) weist mindestens zwei Funkeinheiten (9, 10, 11) auf, die jeweils für eine Datenübertragung über einen der beiden Funkübertragungskanäle ausgebildet sind. Zur Auswahl des Funkübertragungskanals aus der Gruppe von Funkübertragungskanälen werden Daten zu mindestens einer früheren Funkverbindung, so genannte historische Daten, zu mindestens einem der Funkübertragungskanäle in dem örtlichen Bereich (A, B) verwendet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswahl eines Funkübertragungskanals in einer Netzwerk-Funkverbindung. Die Erfindung betrifft insbesondere die Auswahl eines Funkübertragungskanals aus mehreren Funkübertragungskanälen, die jeweils unterschiedliche Übertragungstechnologien aufweisen.
  • Mobile Endgeräte wie zum Beispiel Mobiltelefone, Smart Phones, Tablet-PCs oder Laptops sind oftmals in der Lage, drahtlos über Funkkanäle verschiedener Übertragungstechnologien zu kommunizieren und weisen dazu der jeweiligen Technologie entsprechende elektronische Komponenten auf. Eine erste solche Übertragungstechnologie ist beispielsweise eine Mobilfunk-Technologie zur Datenübertragung in einem Mobilfunknetz auf Basis entsprechender Mobilfunk-Standards wie zum Beispiel Global System for Mobile Communications (GSM), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) bzw. GSM 3G oder Long Term Evolution (LTE) bzw. GSM 4G. Es gibt weitere drahtlose Übertragungstechnologien, beispielsweise zum Betrieb eines Computernetzwerks die Wireless Local Network (WLAN) Technologie entsprechend der Gruppe von IEEE 802.11x Standards. Eine weitere drahtlose Übertragungstechnologie für mobile Endgeräte ist zum Beispiel die Bluetooth-Technologie entsprechend dem Technologiestandard IEEE 802.15.1. Verschiedene Übertragungstechnologien können sich beispielsweise hinsichtlich ihrer Übertragungsfrequenzen, in ihrer Übertragungsschichtstruktur und/oder in ihren Übertragungsprotokollen unterscheiden. Zur Steuerung der jeweiligen Datenübertragung ist zu den Übertragungstechnologien jeweils ein entsprechendes, standardisiertes Übertragungsprotokoll vorgesehen, wobei jeweils verschiedene Versionen des Standards vorgesehen sein können wie z. B. GSM 2G/3G oder IEEE 802.11a/b/n, die sich untereinander jeweils in Details für die jeweiligen Implementierungen unterscheiden.
  • Bei der Auswahl des Funkübertragungskanals bzw. des Verbindungsnetzes in einem Mobilfunknetz wird regelmäßig entschieden, mit welcher stationären Basisstation ein Mobilfunkgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon, zur Datenübertragung kommuniziert. Ein Wechsel des Übertragungskanals kann beispielsweise notwendig werden, wenn sich das Mobilfunkgerät in einem Bereich befindet, in dem Signale zweier Basisstationen empfangen werden können. Insbesondere ist dies beispielsweise notwendig, wenn sich das Mobilfunkgerät vom Sende/Empfangsbereich, d. h. der Mobilfunkzelle der ersten Basisstation in den Sende/Empfangsbereich der zweiten Basisstation bewegt, beispielsweise bei einer Autofahrt. Der Wechsel der Kommunikation des Mobilfunkgeräts vom Übertragungskanal mit der ersten Basisstation zum Übertragungskanal mit der zweiten Basisstation und/oder zwischen gleichartigen Mobilfunknetzen bzw. Übertragungskanälen wird auch als horizontaler Handover-Prozess bezeichnet.
  • In so genannten hybriden Kommunikationsnetzwerken kann eine drahtlose Datenverbindung über Funkübertragungskanäle verschiedener Übertragungstechnologien erfolgen und/oder über verschiedene Verbindungs-Infrastrukturkomponenten.
  • In hybriden Kommunikationsnetzwerken ist es mitunter vorteilhaft oder sogar notwendig, die drahtlose Datenverbindung zwischen Endgeräten, Basisstationen, Vermittlungsstellen und/oder zentralen Datenquellen wahlweise und/oder parallel, ganz oder teilweise sowie dauerhaft oder temporär zwischen Funkkanälen verschiedener Übertragungstechnologien umzuschalten. Um derartige, so genannte vertikale Handover-Prozesse automatisch steuern zu können und die dazugehörigen Entscheidungen in hybriden Kommunikationsnetzwerken vorteilhaft zu treffen, werden geeignete Entscheidungskriterien bzw. Algorithmen benötigt. In hybriden Kommunikationsnetzwerken ist es ist es mitunter auch vorteilhaft oder sogar notwendig, die drahtlose Datenverbindung zwischen Endgeräten, Basisstationen, Vermittlungsstellen und/oder zentralen Datenquellen wahlweise und/oder parallel, ganz oder teilweise sowie dauerhaft oder temporär zwischen Funkkanälen verschiedener Verbindungs-Infrastruktur derselben Übertragungstechnologie umzuschalten, beispielsweise zwischen Infrastruktur-Komponenten verschiedener Mobilfunkanbieter oder zwischen Basisstationen verschiedener Mobilfunkzellen. Um derartige horizontale Handover-Prozesse automatisch steuern zu können und die dazu gehörenden Entscheidungen in hybriden Kommunikationsnetzwerken vorteilhaft zu treffen, werden ebenfalls geeignete Entscheidungskriterien bzw. Algorithmen benötigt.
  • Durch die immer weiter verbreitete, parallele Verfügbarkeit von statischen oder mobilen Netzwerkelementen verschiedener Verbindungstechnologien wie z. B. WLAN Elementen, beispielsweise nach den Standards IEEE 802.11x oder ETSI ITS G5 oder Mobilfunknetzen mit Mehrantennenfunk wie z. B. nach dem Standard 3GPP LTE, ergeben sich immer mehr Vernetzungsmöglichkeiten für die Anbindung des mobilen Endgeräts an ein zentrales Gerät wie beispielsweise einem zentralen Computer bzw. Server.
  • In der US 2009/0059861A1 sind verschiedene Verfahren zur Steuerung eines Handover-Prozesses eines zellenbasierten Übertragungssystems mit einem Wechsel zwischen zwei Übertragungsfrequenzen beschrieben. In einem ersten Verfahren wird die Signalstärke auf der jeweiligen Übertragungsfrequenz am Mobilfunkgerät ermittelt und die Verbindung über diejenige Frequenz aufgebaut, die die größere Signalstärke aufweist. In einem zweiten Verfahren wird die Signalqualität der jeweiligen Übertragungsfrequenz am Mobilfunkgerät ermittelt und die Verbindung über die Übertragungsfrequenz mit der besseren Signalqualität aufgebaut.
  • In der US 2011/0267969 A1 ist ebenfalls ein Handover-Prozess zwischen Mobilfunkzellen beschrieben, bei dem eine Reihe von Empfangssignal-Parametern zur Steuerung des Prozesses wie z. B. die Signalstärke und das Signal-zu-Rausch-Verhältnis berücksichtigt werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, in einem Kommunikationsnetzwerk, das eine drahtlose Datenverbindung über Funkübertragungskanäle verschiedener Übertragungstechnologien und/oder verschiedener Infrastruktur-Komponenten ermöglicht, eine hohe Verbindungsqualität zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß erfolgt eine Auswahl eines Funkübertragungskanals aus einer Gruppe von Funkübertragungskanälen, die jeweils unterschiedlichen Übertragungstechnologien entsprechen und/oder verschiedene Infrastruktur-Komponenten nutzen, zur Herstellung einer Datenverbindung zwischen einer mobilen Einheit und einer Zentraleinheit. Dabei ist die Zentraleinheit mit einer ersten lokalen Einheit verbindbar und insbesondere verbunden, die in einem örtlichen Bereich angeordnet ist und über die eine Datenübertragungsverbindung zu der mobilen Einheit mittels eines ersten Funkübertragungskanals herstellbar ist, der einer ersten Übertragungstechnologie der unterschiedlichen Übertragungstechnologien entspricht und/oder eine erste Infrastruktur-Komponente nutzt. Die Zentraleinheit ist weiterhin mit einer zweiten lokalen Einheit verbindbar und insbesondere verbunden, die in dem örtlichen Bereich angeordnet ist und über die eine Verbindung zu der mobilen Einheit mittels eines zweiten Funkübertragungskanals herstellbar ist, der einer zweiten Übertragungstechnologie der unterschiedlichen Übertragungstechnologien entspricht und/oder eine zweite Infrastruktur-Komponente nutzt. Die mobile Einheit weist mindestens zwei Funkeinheiten auf, die jeweils für eine Datenübertragung über einen der beiden Funkübertragungskanäle ausgebildet sind. Für die Auswahl des Funkübertragungskanals aus der Gruppe von Funkübertragungskanälen werden Daten zu mindestens einer früheren Funkverbindung, so genannte historische Daten, zu mindestens einem der Funkübertragungskanäle in dem örtlichen Bereich verwendet. Zwischen der mobilen Einheit und der Zentraleinheit kann dann die Datenverbindung über den ausgewählten Funkübertragungskanal hergestellt werden.
  • Die Auswahl des Funkübertragungskanals erfolgt insbesondere in einem Kommunikationsnetzwerk, in dem die Datenverbindung hergestellt wird. Die Auswahl kann in der mobilen Einheit erfolgen und insbesondere, wenn sich die mobile Einheit in dem örtlichen Bereich befindet oder sich auf diesen Bereich zubewegt, in welchem mittels ihrer mindestens zwei Funkeinheiten sowohl eine Verbindung zur ersten lokalen Einheit als auch zur zweiten lokalen Einheit herstellbar ist. Die Auswahl kann insbesondere im Zuge des Wechsels von einem ersten örtlichen Bereich in einen zweiten örtlichen Bereich erfolgen, wobei der Funkübertragungskanal in der mobilen Einheit je nach Auswahl geändert bzw. umgeschaltet werden kann. Auf Basis der Auswahl kann ein horizontaler und/oder ein vertikaler Handover-Prozess des Funkübertragungskanals erfolgen. Die Funkeinheiten können dazu jeweils entsprechend ausgebildet sein, beispielsweise durch eine Sende- und/oder Empfangseinheit, die einer jeweiligen Funkübertragungstechnologie entspricht und/oder durch eine elektronische und/oder programmtechnische Komponente, mit der eine Kopplung mit einer Infrastruktur-Komponente des Kommunikationsnetzwerk erfolgen kann, beispielsweise eine SIM-Mobilfunkkarte.
  • Die historischen Daten können insbesondere empirisch gewonnen und/oder mit Zeitstempeln versehene und/oder gespeicherte Daten sein. Die historischen Daten können insbesondere in der mobilen Einheit, in mindestens einer der lokalen Einheiten, in der Zentraleinheit und/oder in einer weiteren Datenquelle, beispielsweise in einem mit dem Kommunikationsnetzwerk verbindbaren Backend-Server erfasst, bereit gestellt und/oder gespeichert werden und insbesondere dort jeweils verfügbar sein. Die historischen Daten können insbesondere zwischen einer oder mehreren dieser Einheiten ausgetauscht werden. Die mobile Einheit ist beweglich und bewegt sich insbesondere in dem örtlichen Bereich.
  • Die Infrastruktur-Komponente kann beispielsweise eine Mobilfunk-Basisstation, eine Zentraleinheit eines Netzwerkbetreibers oder eine Steuerungskomponente des jeweiligen Kommunikationsnetzes, insbesondere des Mobilfunknetzes des Netzwerkbetreibers sein. Die Infrastruktur-Komponente kann auch eine entsprechende Komponente für einen Funkübertragungskanal einer anderen Übertragungstechnologie sein, beispielsweise ein Access Point für ein WLAN-Netzwerk.
  • Die Auswahl des Funkübertragungskanals aus der Gruppe von Funkübertragungskanälen kann ganz oder teilweise automatisch erfolgen. Sie kann beispielsweise ganz oder teilweise durch ein Computerprogramm gesteuert werden, das mittels eines innerhalb der mobilen Einheit vorgesehenen Prozessors ausgeführt wird. Die Steuerung der Auswahl kann auch durch geeignete andere elektronische und insbesondere digitale Steuerungskomponenten erfolgen.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Auswahlprozess für einen Funkübertragungskanal in einem örtlichen Bereich wesentlich einfacher und genauer gesteuert werden kann, wenn die historischen Daten zu mindestens einem der Funkübertragungskanäle in dem örtlichen Bereich verfügbar sind und verwendet werden. Die Auswahlentscheidung kann dann nämlich auf Basis der Ergebnisse bzw. Daten früherer Auswahlprozesse getroffen werden. Dies kann insbesondere bei Auswahlentscheidungen für vertikale und/oder horizontale Handover in hybriden Netzwerken zu einer Reihe von Vorteilen führen:
    • – Hohe Verbindungsqualität, insbesondere, wenn historische Verbindungsqualitätsdaten zu mehreren Funkübertragungskanälen zur Steuerung der Kanalwahl verwendet werden. Die Verbindungsqualität kann sich beispielsweise als Ausfallsicherheit der Funkverbindung, als schneller Verbindungsaufbau und/oder als kostengünstige Verbindung auswirken.
    • – Hohe Empfangsstärke, insbesondere, wenn historische Daten zur Empfangsstärke mehrerer Funkübertragungskanäle zur Steuerung der Kanalwahl verwendet werden.
    • – Keine bzw. weniger Verbindungsunterbrechungen sowie relativ wenige vertikale Handover-Ereignisse und somit eine robustere Kommunikation. Dies ist insbesondere dann von hoher Bedeutung, wenn die mobile Einheit bewegt wird, beispielsweise als Smart Phone mit einem Fahrzeug und insbesondere in Form eines Fahrzeugs, wenn beispielsweise eine Mobilfunkkarte fest in das Fahrzeug integriert ist.
    • – Kurze Verbindungszeit (sog. Air Time) zwischen der mobilen Einheit und der lokalen Einheit. Dadurch können eine effizientere Nutzung des Funkübertragungskanals erfolgen, unnötiger Protokoll-Overhead bei deren Kommunikation vermieden werden und Ressourcen der Funkschnittstelle optimiert werden.
  • Weiterhin kann insbesondere vorgesehen sein, dass in mindestens einer der Einheiten, vorzugsweise in der mobilen Einheit, mindestens ein Sensor vorgesehen ist, mit dem für die Qualität der Funkübertragung maßgebliche Messwerte des jeweiligen Funkübertragungskanals erfasst werden und diese ebenfalls zur Auswahl des Funkübertragungskanals verwendet werden. Mit dem bzw. den Sensoren können beispielsweise folgende Messgrößen erfasst werden:
    • – Passiv messbare Netzwerk-Parameter wie Leistungskenngrößen, die Empfangsstärke, das Signal-zu-Rausch-Verhältnis, die Kanallast, das Interferenzverhalten usw.
    • – aktiv messbare Netzwerk-Parameter wie die Latenz, die Paket-Fehlerrate oder die maximale oder durchschnittliche Datenübertragungsrate.
  • Der Sensor kann insbesondere in das Mobilfunk-Modem integriert sein bzw. das Mobilfunk-Modem selbst der Sensor sein.
  • Es können insbesondere in der mobilen Einheit weitere lokale Messgrößen, die insbesondere nicht netzwerkspezifisch bzw. nicht spezifisch für den Funkübertragungskanal sind und/oder von einer Fahrzeug-Sensorik aufgenommen werden, erfasst und für die Auswahl verwendet werden, beispielsweise mittels Positions-, Richtungs-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungssensorik, Drehraten-Sensorik, Richtungs-Sensorik, bildgebende Sensorik, Wettersensorik, insbesondere Niederschlags-Sensorik, usw.
  • Kriterien für die Auswahl des Funkübertragungskanals bzw. damit verbundenen Datenübertragungs-Netzes und/oder einer Netzwerk-Infrastruktur-Komponente können sowohl lokal in der mobilen Einheit aufgrund messtechnisch ermittelter und/oder gescannter Werte bestimmt werden als auch kooperativ. Bei einer kooperativen Bestimmung können Daten über Funkübertragungskanäle auch aus anderen Datenquellen wie zum Beispiel den lokalen Einheiten oder von einem zentralen Datendienst, insbesondere von der Zentraleinheit, empfangen und verwendet werden. Historische Daten und/oder aktuelle Daten zu den jeweiligen Datenübertragungs-Netzen und/oder -Technologien können als sogenannte Verfügbarkeitskarte bereit gestellt werden, die mehrere lokale Bereiche umfasst, zeitreferenziert ist und/oder seitens der mobilen Einheit oder einer externen Datenquelle des Netzwerkproviders oder anderen Dienstleisters erstelltwird. Zudem kann insbesondere von einem Netzwerk-Betreiber eine Netzauslastungskarte bereit gestellt werden, die die aktuelle Auslastung des jweiligen Netzes bzw. der jeweiligen Funkübertragungstechnologie darstellt. Auf Basis der Verfügbarkeitskarte und/oder der Netzauslastungskarte kann eine Erfahrungskarte erstellt werden, die zusätzliche Daten, Erfahrungswerte und/oder Bewertungen und insbesondere historische Daten umfasst. Die entsprechenden historischen Daten beruhen jeweils auf einer Vielzahl empirisch und insbesondere messtechnisch ermittelter Daten beispielsweise zur Netzverfügbarkeit, zur Verfügbarkeit der jeweiligen Übertragungstechnologie und/oder zur jeweiligen Signalstärke. Daten der Verfügbarkeitskarte, der Netzauslastungskarte und/oder der Erfahrungskarte können zur Auswahl des Funkübertragungskanals und/oder einer Netzwerk-Infrastruktur-Komponente verwendet werden. Die Positions-Sensorik kann beispielsweise eine auf dem Global Positioning System (GPS) beruhende, geodatenreferenzierende Sensorik sein.
  • Die mobile Einheit kann insbesondere ein Fahrzeug sein, Fahrzeug im Sinne der vorliegenden Erfindung kann jede Art von Fahrzeug sein, beispielsweise ein Fahrrad, ein Kraftfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Zug, ein Schiff usw. Die mobile Einheit kann auch ein Mobilfunkgerät wie zum Beispiel ein Smart Phone sein oder eine andere Einheit, die mindestens ein elektronisches Kommunikationsmodul umfasst.
  • Die genannten Messgrößen können insbesondere dann vorteilhaft verwendet werden, wenn die mobile Einheit ein Fahrzeug ist oder im Zuge einer Fortbewegung mit einem Fahrzeug benutzt wird. Dabei können lokale Fahrzeug-Parameter als Messgrößen erfasst und zur Auswahl des Funkübertragungskanals verwendet werden.
  • Die Verwendung von aktuellen Messgrößen der Fahrzeug-Sensorik und/oder entsprechenden aktuellen Daten aus anderen Quellen zur Auswahl des Funkübertragungskanals ermöglicht eine verbesserte Vorkonditionierung insbesondere bei vertikalen und/oder horizontalen Handover-Entscheidungen, bei Wettereinflüssen wie zum Beispiel Schneefall oder starker Regen oder bei hohen Straßenverkehrsaufkommen. Durch eine derartige Vorkonditionierung können insbesondere vertikale und/oder horizontale Handover-Entscheidung verbessert werden, die für eine sich bewegende mobile Einheit im Zuge eines Übergangs zwischen zwei Mobilfunkzellen erfolgen.
  • In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Auswahl des Funkübertragungskanals aus der Gruppe von Funkübertragungskanälen mittels Steuerungs-Daten, die außerhalb der mobilen Einheit erzeugt und/oder gespeichert werden. Solche Steuerungs-Daten können auch als externe Steuerungs-Daten bezeichnet werden. Der Auswahlprozess für einen Funkübertragungskanal in einem örtlichen Bereich kann insbesondere dann wesentlich einfacher und genauer gesteuert werden, wenn zu mindestens einem der Funkübertragungskanäle in dem örtlichen Bereich solche externe Steuerungs-Daten verfügbar sind und verwendet werden.
  • Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die historischen Daten und/oder die externen Steuerungs-Daten geodatenreferenziert und die Auswahl des Funkübertragungskanals erfolgt anhand einer Positionsbestimmung der mobilen Einheit und der geodatenreferenzierten historischen Daten. Dabei kann weiterhin vorteilhaft eine Positionsbestimmung der mobilen Einheit mittels eines Navigationssystems erfolgen und anhand einer im Navigationssystem gespeicherten Route, entlang der sich die mobile Einheit bewegt und der geodatenreferenzierten historischen Daten eine Vorkonditionierung des jeweiligen Auswahlprozesses des Funkübertragungskanals für Streckenabschnitte entlang der Route erfolgen. Die historischen Daten können auch zeitreferenziert sein und die Auswahl anhand einer Zeitbestimmung und der zeitreferenzierten historischen Daten erfolgen.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wirken zur Auswahl des Funkübertragungskanals eine in der mobilen Einheit vorgesehene Steuerung, eine in der Zentraleinheit vorgesehene und/oder eine in einer der lokalen Einheiten vorgesehene Steuerung zusammen.
  • Die historischen Daten und/oder die externen Steuerungs-Daten können insbesondere ganz oder teilweise in einer der Steuerungen gespeichert werden. Sie können von dieser Steuerung an eine andere Steuerung im Laufe des Auswahlprozesses für den Funkübertragungskanal übertragen werden.
  • In der mobilen Einheit kann vorzugsweise eine erste Steuerungskomponente zur Steuerung der Funkverbindung der ersten Funktechnologie und/oder für die Nutzung der ersten Infrastruktur-Komponente vorgesehen sein und eine zweite Steuerungskomponente zur Steuerung der Funkverbindung der zweiten Funktechnologie und/oder für die Nutzung der zweiten Infrastruktur-Komponente. Die beiden Steuerungskomponenten können zur Auswahl der Funkübertragungsstrecke steuerungstechnisch zusammen wirken. Die historischen Daten werden insbesondere in der mobilen Einheit gespeichert. Diese gespeicherten Daten werden insbesondere zur Auswahl des Funkübertragungskanals herangezogen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Auswahl des Funkübertragungskanals zusätzlich in Abhängigkeit mindestens einer computergesteuerten Anwendung, die auf einem Prozessor abläuft, der mit der mobilen Einheit steuerungstechnisch verbunden ist und insbesondere in die mobile Einheit integriert ist. Diese Ausführungsform ist beispielsweise dann besonders vorteilhaft anwendbar, wenn die mobile Einheit ein Fahrzeug ist. Je nach Art der mindestens einen Anwendung kann dann mindestens einer der Funkübertragungskanäle in der Auswahl bevorzugt werden. Dadurch kann eine Optimierung der jeweiligen Verbindungstechnologie und/oder Infrastruktur-Komponenten hinsichtlich der jeweiligen Anwendung erfolgen und somit die Qualität des jeweiligen von der Anwendung bereit gestellten Services optimiert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass für eine Entertainment-Anwendung ein Funkübertragungskanal bevorzugt wird, über den eine hohe Datenrate übertragbar ist, z. B. ein WLAN-Kanal, während beispielsweise für eine sicherheitsrelevante Anwendung wie eine Notruf-Funktion ein möglichst Signalstarker Funkkanal bevorzugt wird, z. B. ein GSM-Kanal. Für den Grad der Bevorzugung kann beispielsweise ein Parameter in entsprechenden Entscheidungs-Algorithmen zur Auswahl des Funkübertragungskanals vorgesehen sein. Die jeweiligen Anwendungen können für die Auswahl auch hinsichtlich einer Priorität eingeteilt werden. Dazu können beispielsweise die Notruf-Funktion sowie Funktionen von Fahrerassistenzsystemen, mit denen verkehrsflussrelevante Daten wie Stauende-Daten oder Querverkehr-Daten übermittelt werden, mit einer hoher Priorität eingestuft sein, Internet- und Multimedia-Funktionen mit einer mittleren Priorität und Auskunftsdienste mit geringer Priorität.
  • Die anwendungsbezogene Optimierung bei der Auswahl des Funkübertragungskanals kann anhand von lokal erfassten und gespeicherten Daten innerhalb der mobilen Einheit erfolgen und/oder anhand von Daten, die von der Zentraleinheit bereit gestellt und/oder an die mobile Einheit übertragen werden. Die Daten können dabei historischen Daten und/oder weitere Steuerungsdaten umfassen. Als Entscheidungsparameter bzw. Optimierungsziele für die Auswahl des Funkübertragungskanals können beispielsweise herangezogen werden die maximale Datenrate, eine minimale Übertragungszeit, minimale Übertragungskosten oder eine maximale Robustheit des jeweiligen Datendienstes.
  • Mit der Erfindung kann vorteilhaft auch für einen örtlichen Bereich die Auslastung bzw. Skalierung der verschiedenen Funkübertragungskanäle optimiert werden, beispielsweise, wenn anhand der historischen Daten erkennbar ist, dass in dem örtlichen Bereich täglich zu einer bestimmten Uhrzeit wie zum Beispiel während der sogenannten Rush Hour im Berufsverkehr, ein bestimmter Funkübertragungskanal aufgrund der Vielzahl paralleler Teilnehmer überlastet und ein anderer Funkübertragungskanal nur wenig ausgelastet sind. In dieser Situation kann anhand der historischen Daten gezielt der wenig ausgelastete Funkübertragungskanal ausgewählt werden, d. h. in dem örtlichen Bereich kann eine Last-Balancierung zwischen den verschiedenen Funkübertragungskanälen wie z. B. einem GSM-Mobilfunkübertragungskanal und einem WLAN-Funkübertragungskanal erfolgen. Dadurch kann die spektrale Effizienz der Funkübertragungskanäle in diesem Bereich erhöht werden. Aktuelle Daten zu Rush Hours oder zu sonstwie verursachten Verkehrsverdichtungen bzw. Staus können auch aktuell über die Zentraleinheit und/oder externe Datenquellen bereitgestellt und zur Auswahl des Funkverbindungskanals verwendet werden. Zur Bereitstellung entsprechender Daten können auch sog. Crowd-Sourcing-Methoden angewandt werden, wobei Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugen, die sich im selben örtlichen Bereich befinden oder vor kurzem befanden, über eine zentrale Datenquelle wie z. B. einem so genannten Backend-Server oder auch direkt von Fahrzeug-zu-Fahrzeug an die jeweilige mobile Einheit übertragen werden, in der die Auswahl des Funkübertragungskanals erfolgen soll.
  • Steuerungs-Daten und/oder historische Daten können auch direkt von einem ersten, insbesondere aus dem örtlichen Bereich ausfahrenden Fahrzeug zu einem zweiten, insbesondere in den örtlichen Bereich einfahrenden Fahrzeug übertragen, beispielsweise drahtlos in Form einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug (Car-to-Car) Kommunikation. Diese hochaktuellen Daten können dann von dem zweiten Fahrzeug für die Auswahl des Funkübertragungskanals verwendet werden.
  • Wenn über einen Funkübertragungskanal parallel eine Vielzahl von Datenübertragungen erfolgt, ist es zudem vorteilhaft, eine zentrale, die jeweiligen Daten übertragenden Anwendungen berücksichtigende Steuerung vorzusehen. Diese Steuerung kann ganz oder teilweise in der mobilen Einheit, in der lokalen Einheit und/oder in der Zentraleinheit vorgesehen sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn lokal mit der mobilen Einheit oder der lokalen Einheit ermittelte Messgrößen über geeignete Schnittstellen, beispielsweise über einen oder mehrere der Funkübertragungskanäle für die jeweiligen anderen Einheiten verfügbar gemacht werden.
  • In den Fällen, in denen die mobile Einheit ein Fahrzeug ist, ist die Erfindung auch dadurch besonders vorteilhaft anwendbar, dass sie über die Funkübertragungskanäle und die Zentraleinheit mit einem Backend-Server verbindbar ist und über diesen Server wiederum mit einer Vielzahl anderer Fahrzeuge datentechnisch verbindbar ist. Sie kann damit eine Vielzahl historischer Daten erfassen und speichern, die ihr von den jeweiligen Fahrzeugen aus den jeweiligen örtlichen Bereichen, beispielsweise zu den dortigen Funkübertragungskanälen übermittelt werden. Die übermittelten Daten können dabei insbesondere georeferenziert sein oder im Zuge der Speicherung im Backend-Server georeferenziert werden.
  • Für die Auswahl des Funkübertragungskanals können unterschiedliche Algorithmen realisiert werden, die die historischen Daten und gegebenenfalls weiteren Daten bzw. Parameter sowie deren Klassifizierung, Gewichtung und Verknüpfung verwenden. Für entsprechende Entscheidungen innerhalb des Auswahlprozesses können beispielsweise schwellwertbasierte Regeln Anwendung finden, auf Fuzzylogik basierende Algorithmen und/oder Algorithmen, die auf der Methode des Analytischen-Hierarchie-Prozesses (AHP) beruhen.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zu mindestens einem Datenübertragungsvorgang über einen der Funkübertragungskanäle in dem örtlichen Bereich und außerhalb der mobilen Einheit Kanalverbindungsdaten, so genannte externe Kanalverbindungsdaten, erzeugt. Die Auswahl des Funkübertragungskanals aus der Gruppe von Funkübertragungskanälen kann dann mittels der externen Kanalverbindungsdaten erfolgen. Die Auswahl des Funkübertragungskanals kann weiterhin insbesondere in der mobilen Einheit erfolgen.
  • Eine Übertragungstechnologie im Sinne der vorliegenden Erfindung kann insbesondere ein zellulares Netzwerk vorsehen, mindestens einen Access Points und/oder mindestens ein ad hoc Funknetzwerk. Die Übertragungstechnologie kann einem Technologiestandard zur Datenübertragung entsprechen, beispielsweise einem der Standards
    • – Global System for Mobile Communications (GSM), GSM2, GSM3 (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS), GSM4 (Long Term Evolution, LTE, LTE-A),
    • – Wireless Local Area Network (WLAN) gemäß der Gruppe der Standards IEEE 802.11x,
    • – dem Standard European Telecommunications Standards Institute Intelligent Transport System ETSI ITS G5, oder
    • – dem Standard Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), und ggf. davon wiederum einer bestimmten Version sowie davon abgeleiteter Standards, oder
    • – einem anderen Datenübertragungsstandard.
  • Zusammenfassend kann mit der Erfindung vorteilhaft eine steuerungstechnische Koordination zwischen Steuergeräten verschiedener Funkübertragungskanäle bzw. Kommunikationstechnologien und/oder zur Nutzung verschiedener Infrastruktur-Komponenten für die Funkübertragungskanäle erfolgen. Durch das erfindungsgemäße Auswahlverfahren für einen Funkübertragungskanal können insbesondere seitens der mobilen Einheit ein aktives Ressourcen-Management und ein aktives Verbindungsmanagement für die jeweiligen Funkübertragungskanäle erfolgen. Diese können insbesondere anwendungsbezogen sein. Sie können zentral gesteuert werden. Mittels einer spezifischen Kostenfunktion lassen sich zudem vorteilhaft ein optimierter Umgang mit den verfügbaren Freiheitsgraden in einem hybriden Netzwerk und damit eine Verbesserung der Funktionsqualität bei dessen Nutzung erreichen. Durch die gezielte Auswahl des Funkübertragungskanals kann auch die Energieeffizienz der mobilen Einheit verbessert werden, indem zum Beispiel für den Funkübertragungskanal eine reduzierte Sende-Leistung eingestellt werden kann oder ein Funkübertragungskanal mit weniger komplexem Signalverarbeitungsaufwand ausgewählt wird.
  • Mit der Erfindung kann auch erreicht werden, dass Verbindungsgebühren für die Datenverbindung zwischen der mobilen Einheit und der Zentraleinheit eingespart werden, wenn die externen Daten einen Gebühren-Parameter enthalten, der den jeweils in dem örtlichen Bereich und/oder der Uhrzeit zugeordneten Gebührentarifen der jeweiligen Funkübertragungskanäle entspricht. Die Auswahl des Funkübertragungskanals kann dann auch unter Berücksichtigung des Gebühren-Parameters erfolgen.
  • Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 schematisch die Durchfahrt eines Kraftfahrzeugs durch zwei örtliche Bereiche,
  • 2 eine Datenübertragung für historische Daten,
  • 3 ein Ablaufdiagramm zur Auswahl eines Funkübertragungskanals und
  • 4 ein Strukturdiagramm für die Auswahl eines Funkübertragungskanals.
  • In 1 ist eine hybride Netzwerk-Infrastruktur 1 gezeigt, die in diesem Beispiel ein GSM 3G-Mobilfunknetz 2, ein WLAN-Netzwerk 3 und ein ETSI ITS G5-Mobilfunknetz 4 umfasst. Die Netzwerk-Infrastruktur 1 kann auch andere Übertragungstechnologien umfassen. Es kann auch eine entsprechende zweite Netzwerk-Infrastruktur vorgesehen sein, die ganz oder teilweise unabhängig von der ersten Netzwerk-Infrastruktur ist und beispielsweise von einem anderen Netzwerkbetreiber betrieben wird. Die beiden Netzwerk-Infrastrukturen können ggf. ganz oder teilweise dieselben Komponenten verwenden und/oder gleiche Übertragungstechnologien aufweisen, beispielsweise gemeinsam eine Basisstation verwenden, aber steuerungstechnisch unterschiedlich eingerichtet sein. Das GSM 3G-Mobilfunknetz 2 erstreckt sich flächendeckend über zwei örtliche Bereiche A, B, wobei in der 1 symbolisch zwei aneinander grenzenden Mobilfunkzellen 2c, 2d angedeutet sind und die angedeutete Trennlinie 12 die örtlichen Bereiche A, B trennt. Örtliche Bereiche können auch als Gebiete oder als Zonen bezeichnet werden bzw. solche repräsentieren bzw. Teile solcher sein. Sie können innerhalb einer Landkarte prinzipiell beliebig eingeteilt bzw. zueinander abgegrenzt sein. Örtliche Bereiche können, müssen aber nicht nahtlos aneinander grenzen. Sie können zum Beispiel überlappen. Grenzen örtlicher Bereiche können beispielweise durch Grenzen von Funknetzzellen eines Mobilfunknetzes festgelegt sein.
  • Zu dem GSM 3G-Mobilfunknetz 2 der Netzwerk-Infrastruktur 1 sind im örtlichen Bereich A zwei lokale Einheiten in Form von Mobilfunk-Basisstationen 2a und 2b eingezeichnet, die jeweils mindestens eine Mobilfunkantenne aufweisen, sowie eine vom Netzwerkbetreiber des Mobilfunknetzes betriebenen Mobilfunk-Netzwerksteuerung 5, über die unter anderem die entsprechenden Mobilfunkdaten kommuniziert werden. Die Mobilfunk-Netzwerksteuerung 5 ist wiederum mit einer Zentraleinheit 6 verbunden, die auch Daten mit den beiden anderen Netzwerken 3 (WLAN), 4 (ETSI ITS 5) austauschen kann. Diese Verbindung kann zumindest teilweise kabelgebunden sein. In dem WLAN-Netzwerk 3 sind weiterhin eine im örtlichen Bereich B vorgesehene lokale Einheit in Form einer WLAN-Basisstation 3a, die eine WLAN-Antenne umfasst, und eine WLAN-Netzwerksteuerung 13 vorgesehen. In dem ETSI ITS G5-Mobilfunknetz 4 sind entsprechend eine lokale Einheit in Form einer ETSI ITS 5-Basistation 4a, die mindestens eine ETSI ITS 5-Antenne umfasst und eine ETSI ITS 5-Netzwerksteuerung 14 vorgesehen. Das WLAN-Netzwerk 3 umfasst im örtlichen Bereich B eine WLAN-Funkzelle 3a, innerhalb der eine drahtlose Kommunikation mit einer mobilen Einheit auf Basis der WLAN-Übertragungstechnologie möglich ist. Das ETSI ITS G5-Mobilfunknetz 4 umfasst im örtlichen Bereich B eine ITS-Funkzelle 4b, innerhalb der eine drahtlose Kommunikation mit einer mobilen Einheit auf Basis der ETSI ITS G5-Übertragungstechnologie möglich ist.
  • In 1 ist weiterhin schematisch ein Kraftfahrzeug 7 eingezeichnet, wobei insbesondere dessen Abmessungen im Vergleich zur Größe der Mobilfunkzelle 2c nicht maßstabstreu sind. Im vorliegenden Beispiel umfasst das Fahrzeug 7 mehrere Komponenten für funkbasierte Datenübertragungen. Eine Kommunikationssteuerung 8 ermöglicht dabei für eine drahtlose Kommunikation eine Auswahl der Funkübertragungstechnologie auf Basis der drei oben genannten Funkübertragungstechnologien. Die Datenübertragung erfolgt dann über ein GSM-Kommunikationsmodul 9, das die GSM3-Übertragungstechnologie unterstützt, über ein WLAN-Kommunikationsmodul 10, das die WLAN-Übertragungstechnologie unterstützt oder über ein Kommunikationsmodul 11, das die ETSI ITS G5-Übertragungstechnologie unterstützt. In der Kommunikationssteuerung 8 wird dazu jeweils ausgewählt, über welches der Module 9, 10, 11, d. h. über welchen Funkübertragungskanal eine Datenverbindung zwischen dem Fahrzeug 7 und der Zentraleinheit 6 hergestellt wird. Die Auswahl (vertikales Handover) erfolgt insbesondere dann erneut, wenn das Kraftfahrzeug 7 durch seine Bewegung in Richtung C von dem vorgegebenen örtlichen Bereich A den vorgegebenen örtlichen Bereich B erreicht hat.
  • In 2 ist das Kraftfahrzeug 7 im örtlichen Bereich A nochmals gezeigt, wobei hier ergänzend zu den Funkübertragungsmodulen 7, 8, 9, 10, 11 noch Sensoren 16a gezeigt sind, mit denen Funkübertragungsparameter der jeweiligen Funkübertragungskanäle erfassbar sind wie z. B. die jeweilige Signalstärke. Die gemessenen Werte der Funkübertragungsparameter können dann für die Auswahl bzw. das vertikale Handover verwendet werden. Weiterhin sind in dem Kraftfahrzeug 7 eine zentrale Fahrzeugsteuerung 19a vorgesehen, die zum Austausch von Daten mit der Kommunikationssteuerung 8 für die Steuerung der Funkübertragung verbunden ist. Die Fahrzeugsteuerung 19a erhält Messdaten von fahrzeuginternen Sensoren 18a wie zum Beispiel Geschwindigkeitssensoren, Positionssensoren, Beschleunigungssensoren usw. Diese lokal in der mobilen Einheit bzw. im Kraftfahrzeug 7 erfassten Daten können in der Kommunikationssteuerung 8 für die Auswahl des Funkübertragungskanals verwendet werden. In der Kommunikationssteuerung 8 können weiterhin historische, georeferenzierte Daten gespeichert sein, die mit den im Kraftfahrzeug 7 befindlichen Sensoren bei früheren Fahrten durch den örtlichen Bereich A erfasst wurden. Auch diese Daten können für die Auswahl des Funkübertragungskanals im örtlichen Bereich A verwendet werden. Weiterhin kann die Steuerung 8 von einem Datenspeicher 15 der Zentraleinheit 6 über eine aktuell bestehende Funkverbindung historische Daten abrufen, anhand derer die Auswahl des Funkübertragungskanals gesteuert wird. Diese historischen Daten können ebenfalls zu dem örtlichen Bereich A anhand von Positionskoordinaten georeferenziert sein. Die Zentraleinheit 6 kann zudem Daten von weiteren Quellen 6a abrufen und für die Kommunikationssteuerung 8 bereit stellen bzw. sie an diese Steuerung senden, die sie dann zur Auswahl des Funkübertragungskanals verwenden kann. Beispielsweise kann eine weitere Datenquelle 6a von einem Netzbetreiber eines Mobilfunknetzes bereitgestellt werden, über die der Netzbetreiber aktuell über Störungen informiert. Derartige aktuelle oder historische Daten der Netzbetreiber können zeitbezogen und/oder georeferenziert sein.
  • In 2 befindet sich im lokalen örtlichen Bereich B ein Fahrzeug 17, das die oben zu Fahrzeug 7 beschriebenen Komponenten ebenfalls aufweist. Das Fahrzeug 17 ist jedoch in seiner Fahrtrichtung D gerade dabei, den örtlichen Bereich B zu verlassen. Die Kommunikationssteuerung 8a der mobilen Einheit bzw. des Fahrzeugs 17 übermittelt dabei im Fahrzeug 17 bei dessen Aufenthalt im örtlichen Bereich B erfasste Daten zu Funkübertragungskanälen an die Zentraleinheit, die diese als historische Daten abspeichert, wobei ein Zeitstempel für den Eingang der Daten vergeben werden kann um deren Aktualität bei einer späteren Weiterleitung an andere Fahrzeuge zu berücksichtigen. Die erfassten Daten können Messwerte der Funk-Sensoren 16b und/oder der Fahrzeugsensoren 18b sein, es können aber auch Störungs- bzw. Fehlermeldungen der jeweiligen Funkübertragungsmodule 9a, 10a, 11a und/oder der Kommunikationssteuerung 8a sein oder sonstige in der Kommunikationssteuerung 8a gespeicherte, bereits früher erfasste historische Daten bzw. Erfahrungskarten.
  • In 3 ist ein Ablaufdiagramm zur Auswahl eines Funkübertragungskanals, auch Übertragungskanalwahl genannt, dargestellt. In einer ersten Phase 20 erfolgt dabei eine Vorbereitung der Entscheidung, in einer zweiten Phase 21 wird die Entscheidung anhand von Informationen aus Schritt 20 und mittels vorgegebener Regeln getroffen, welcher Übertragungskanal ausgewählt wird und in einer dritten Phase 22 wird der Empfänger entsprechend eingestellt um die Datenübertragung über den ausgewählten Übertragungskanal zu bewirken. Die Phasen 20, 21, 22 zur Übertragungskanalwahl werden dabei in regelmäßigen Zeitabständen neu durchlaufen um eine möglichst ununterbrochene Datenübertragung mit einer möglichst hohen Datenübertragungsrate zu ermöglichen, auch wenn sich das mobile Endgerät bewegt. Das Durchlaufen der Phasen kann auch mittels Positionsinformationen erfolgen, wobei bei Erreichen vorgegebener örtlicher Bereiche ein neuer Durchlauf erfolgt. Dabei kann weiterhin anhand einer Straßenkarte und aktueller Sensordaten eines Fahrzeugs wie dessen Geschwindigkeit, Lenkeinschlagwinkel etc. prognostiziert werden, wann sich das mobile Endgerät bzw. Fahrzeug innerhalb eines vorgegebenen Bereichs befindet. Dabei können insbesondere auch Daten einer in einem Navigationssystem einprogrammierten Fahrtroute herangezogen werden, auf der sich das Fahrzeug befindet. Anhand dieser Informationen und weiterer zuvor oder im Anschluss beschriebenen Informationen, beispielsweis zu verfügbaren Funkübertragungskanälen, können dann bereits proaktiv zumindest Entscheidungskriterien und insbesondere bereits Vorentscheidungen oder die feste Entscheidung für die Auswahl eines Funkübertragungskanals in einem örtlichen Bereich bereit gestellt bzw. getroffen werden, den die mobile Einheit bzw. das Fahrzeug erst zu einem späteren Zeitpunkt erreicht. Dadurch kann bei Ankunft in dem Bereich ein etwaiger Handover-Prozess rasch, effizient und störungsfrei, insbesondere unterbrechungsfrei, durchgeführt werden.
  • Die Phase 20 ist in vier Schritte gegliedert. Im Schritt 20a können Kriterien jeweils sowohl empfängerseitig lokal aufgrund unmittelbar messtechnisch ermittelter bzw. gescannter Werte bestimmt werden als auch kooperativ. Bei einer kooperativen Bestimmung können Daten über aktuell und/oder bald verfügbare Netze auch aus anderen Datenquellen wie von einem zentralen Datendienst bereit gestellten Verfügbarkeitskarte oder einer empfängerseitig im Laufe der Zeit erstellten Erfahrungskarte bestimmt werden, die jeweils auf einer Vielzahl empirisch ermittelter Daten beruhen. Im Schritt 20b erfolgt eine regelbasierte Vorauswahl von Übertragungskanälen, wobei diese ebenfalls lokal, kooperativ oder kombiniert lokal und kooperativ erfolgen kann. Lokal kann beispielsweise anhand einer unteren Geschwindigkeitsgrenze der Datenübertragung oder anhand einer unteren Funkleistungsgrenze ein Übertragungskanal ausgeschlossen werden. Kooperativ kann beispielsweise ein zentraler Datendienst von der Nutzung eines Netzdienstes abraten und deshalb ein diesen Netzdienst nutzender Übertragungskanal ausgeschlossen werden. Beispielsweise kann vom Netzbetreiber eine Information bereit gestellt werden, dass in dem relevanten örtlichen Bereich ein bestimmtes Netz bzw. ein bestimmter Funkübertragungskanal ausgelastet ist. Aufgrund dieser Information kann der betreffende Funkübertragungskanal von der Auswahl ausgeschlossen werden.
  • Im Schritt 20c werden die vorgegebenen, entscheidungserhebliche Leistungsindikatoren (KPI) bewertet und daraus für jeden Übertragungskanal ein Gütewert abgeleitet. Dabei können kanalweise lokal verschiedene Leistungswerte wie zum Beispiel die Datenübertragungsrate, die Funkstärke, die spektrale Effizienz, der Energieverbrauch seitens des Empfängers, Datenübertragungs-Zeitverzögerungen, ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis, Signalabbrüche, lokale Präferenzeinstellungen usw. anhand von Bewertungsregeln bewertet werden. Dazu können beispielsweise auch Präambeldaten von Übertragungsprotokolldaten verwendet werden und/oder gemessene Werte zeitlich integriert werden. Die Leistungsindikatoren können auch weitere Informationen wie Tarifinformationen oder Präferenz-Informationen zu den jeweiligen Funkübertragungskanälen umfassen. Auch im Schritt 20c kann eine lokale Bewertung und/oder eine kooperative Bewertung erfolgen. Im Schritt 20d erfolgt eine Bewertung der verfügbaren Funkübertragungskanäle, wobei auch eine Reihenfolge nach einer vorgegebenen Regel gebildet werden kann.
  • In der 4 ist ein Strukturdiagramm für einen Prozess zur Auswahl eines Funkübertragungskanals aus einer Gruppe verschiedener Funkübertragungskanäle in einer mobilen Einheit veranschaulicht, das für die oben beschriebenen Prozessvarianten eingesetzt werden kann. Dazu ist in der mobilen Einheit, beispielsweise in der in 1 gezeigten Kommunikationssteuerung 8, ein Prozessor 25 vorgesehen, der ein entsprechendes, das Auswahlverfahren bewirkende Computerprogramm ausführt. Zur Steuerung des Auswahlverfahrens werden zudem diverse Daten in den Prozessor 25 geladen. Es werden insbesondere Steuerungsparameter 31 in den Prozessor 25 geladen, so genannte intelligente Datenplanungsparameter (IDP-Parameter), durch die beispielsweise ein bestimmter von verschiedenen durch das Computerprogramm unterstützten Auswahlalgorithmen für das Auswahlverfahren angewandt wird. Weiterhin werden zu den einzelnen, in der Gruppe verfügbaren Funkübertragungskanälen entsprechende, insbesondere von der Zentraleinheit, den lokalen Einheiten und/oder der mobilen Einheit bereit gestellte Netzwerk-Parameter 26 in den Prozessor 25 geladen. Weiterhin werden Sensorik-Daten 27, die insbesondere in der mobilen Einheit erfasst werden, in den Prozessor 25 geladen. Dies können beispielsweise Daten einer funkspezifischen Sensorik oder Daten einer fahrzeugspezifischen Sensorik sein. Zudem können Straßenkarten-Daten 28 in den Prozessor 25 geladen werden, beispielsweise zur Topologie des Gebiets, in dem sich die mobile Einheit aktuell befindet oder das es aufgrund einer in einem Navigationssystem geladenen Fahrtroute erreichen wird, sowie entsprechende Sensor-Daten zum aktuellen Aufenthaltsort wie Global Positioning System (GPS) Daten oder davon abgeleitete Daten wie Geschwindigkeitsdaten. Weiterhin können in den Prozessor 25 externe Daten 29 geladen werden, die von einer bezüglich der mobilen Einheit externen Datenquelle wie beispielsweise der Zentraleinheit bereitgestellt und von dort abgerufen werden.
  • Sowohl die externen Daten als auch die lokalen Daten können historische Daten sein, wobei sie insbesondere bei früheren Funkverbindungen in demselben örtlichen Bereich, in dem sich die mobile Einheit aktuell befindet, zu denselben Funkübertragungskanälen erfasst und dann abgespeichert wurden. Die historischen Daten können aber auch auf anderen Randbedingungen aufbauen, beispielsweise auf eine Zeitangabe, wonach beispielsweise ein bestimmter Funkübertragungskanal in einem bestimmten Zeitraum stark ausgelastet und dann relativ schlecht verfügbar ist. Eine entsprechende Datensammlung, in der historische Daten zu einer Vielzahl von örtlichen Bereichen bzw. Gebieten gespeichert ist, kann als Erfahrungskarte bereit gestellt werden. Entsprechende historische Daten, die in der mobilen Einheit gespeichert sind und insbesondere aus Messwerten gebildet wurden, die durch Sensoren der mobilen Einheit erfasst wurden, können ebenfalls als lokale historische Daten 30 in den Prozessor 25 geladen werden.
  • Wenn das im Prozessor 25 ausgeführte Computerprogramm die jeweiligen geladenen Daten verarbeitet hat, wird zumindest ein Datensatz oder ein Steuerungswert 32 ausgegeben, mit dem in der mobilen Einheit die Auswahl eines Funkübertragungskanals aus der Gruppe der zur Verfügung stehenden Funkübertragungskanäle erfolgt, insbesondere durch Umschalten der mobilen Einheit auf das jeweilige Kommunikationsmodul des jeweiligen Funkübertragungskanals.
  • Folgende Kategorien von Informationen können für die Auswahl des Funkübertragungskanals jeweils einzeln oder in Kombination herangezogen werden:
    • – Verkehrsinformation
    • – Netzauslastung
    • – Verfügbarkeitskarte
    • – Erfahrungskarte und/oder
    • – Straßenkarte.
  • Die jeweiligen Informationen können georeferenziert sein, so dass insgesamt eine komplexe, mehrschichtige Informationslandschaft bzw. Kartenlandschaft erstellt werden kann. Die jeweiligen Informationen können aktuelle Daten und/oder historische Daten umfassen.
  • Die beschriebenen Geräte und Systemkomponenten werden insbesondere mit Computerprogrammen gesteuert und können dazu weitere, an sich bekannte Elemente von Computern und digitalen Steuerungseinrichtungen wie einen Mikroprozessor, flüchtige und nicht flüchtige Speicher, Schnittstellen usw. aufweisen. Die Erfindung kann deshalb auch ganz oder teilweise in Form eines Computerprogrammprodukts realisiert werden, das beim Laden und Ausführen auf einem Computer einen erfindungsgemäßen Ablauf ganz oder teilweise bewirkt. Es kann beispielsweise in Form eines elektronisch lesbaren Datenträgers bereit gestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2009/0059861 A1 [0007]
    • US 2011/0267969 A1 [0008]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE 802.11x Standards [0002]
    • IEEE 802.15.1 [0002]
    • IEEE 802.11a/b/n [0002]
    • IEEE 802.11x [0006]
    • ETSI ITS G5 [0006]
    • Standard 3GPP LTE [0006]
    • IEEE 802.11x [0037]
    • ETSI ITS G5 [0037]
    • ETSI ITS 5 [0046]

Claims (13)

  1. Verfahren zur Auswahl eines Funkübertragungskanals aus einer Gruppe von Funkübertragungskanälen, die jeweils unterschiedlichen Übertragungstechnologien entsprechen und/oder verschiedene Infrastruktur-Komponenten nutzen, zur Herstellung einer Datenverbindung zwischen einer mobilen Einheit (7, 17) und einer Zentraleinheit (6), wobei – die Zentraleinheit (6) mit einer ersten in einem örtlichen Bereich (A, B) angeordneten lokalen Einheit (2a, 2b, 3a, 4a) verbindbar ist, über die eine Datenübertragungsverbindung zu der mobilen Einheit (7, 17) mittels eines ersten Funkübertragungskanals herstellbar ist, der einer ersten Übertragungstechnologie der unterschiedlichen Übertragungstechnologien entspricht und/oder eine erste Infrastruktur-Komponente nutzt, – die Zentraleinheit (6) mit einer zweiten, in dem örtlichen Bereich (A, B) angeordneten lokalen Einheit (2a, 2b, 3a, 4a) verbindbar ist, über die eine Verbindung zu der mobilen Einheit (7, 17) mittels eines zweiten Funkübertragungskanals herstellbar ist, der einer zweiten Übertragungstechnologie der unterschiedlichen Übertragungstechnologien entspricht und/oder eine zweite Infrastruktur-Komponente nutzt, – wobei die mobile Einheit (7, 17) mindestens zwei Funkeinheiten (9, 10, 11) aufweist, die jeweils für eine Datenübertragung über einen der beiden Funkübertragungskanäle ausgebildet sind, und – wobei für die Auswahl des Funkübertragungskanals aus der Gruppe von Funkübertragungskanälen Daten zu mindestens einer früheren Funkverbindung, so genannte historische Daten, zu mindestens einem der Funkübertragungskanäle in dem örtlichen Bereich (A, B) verwendet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die historischen Daten in der mobilen Einheit (7, 17), in der lokalen Einheit (2a, 2b, 3a, 4a), in der Zentraleinheit (6) und/oder in einer weiteren Datenquelle erfasst, bereit gestellt und/oder gespeichert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die historischen Daten geodatenreferenziert sind, wobei die Auswahl anhand einer Positionsbestimmung der mobilen Einheit (7, 17) und der geodatenreferenzierten historischen Daten erfolgt und/oder dass die historischen Daten zeitreferenziert sind, wobei die Auswahl anhand einer Zeitbestimmung und der zeitreferenzierten historischen Daten erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsbestimmung der mobilen Einheit (7, 17) mittels eines Navigationssystems erfolgt und dass anhand einer im Navigationssystem gespeicherten Route, entlang der sich die mobile Einheit bewegt und anhand der geodatenreferenzierten historischen Daten eine Vorkonditionierung des jeweiligen Auswahlprozesses des Funkübertragungskanals für Streckenabschnitte entlang der Route erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswahl des Funkübertragungskanals eine in der mobilen Einheit (7, 17) vorgesehene Steuerung, eine in der Zentraleinheit (6) vorgesehene und/oder eine in einer der lokalen Einheiten (2a, 2b, 3a, 4a) vorgesehene Steuerung zusammen wirken.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Funkübertragungskanals aus der Gruppe von Funkübertragungskanälen mittels Steuerungs-Daten erfolgt, die außerhalb der mobilen Einheit (7, 17) erzeugt und/oder gespeichert werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Einheit (7, 17) ein Fahrzeug ist.
  8. Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der mobilen Einheit (7, 17) eine erste Steuerung (9, 10, 11) zur Steuerung der Funkverbindung der ersten Funktechnologie und/oder ersten Infrastruktur-Komponente vorgesehen ist und eine zweite Steuerung (9, 10, 11) zur Steuerung der Funkverbindung der zweiten Funktechnologie und/oder zweiten Infrastruktur-Komponente.
  9. Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der mobilen Einheit (7, 17) und insbesondere in mindestens einer Steuerungen der mobilen Einheit (7, 17) mindestens ein Sensor (16a) vorgesehen ist, mit dem für die Qualität der Funkübertragung maßgebliche Messwerte erfasst werden und zur Auswahl der Funkübertragungsstrecke verwendet werden.
  10. Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Funkübertragungskanals zusätzlich in Abhängigkeit mindestens einer computergesteuerten Anwendung erfolgt, die auf einem Prozessor abläuft, der mit der mobilen Einheit (7, 17) steuerungstechnisch verbunden ist.
  11. Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungstechnologien der Funkübertragungskanäle jeweils aus der folgenden Gruppe standardisierter Technologien ausgewählt sind: GSM, GSM2, GSM3, GSM4, LTE, LTE-A, UMTS, WLAN, WiMAX, ETSI ITS G5.
  12. Vorrichtung zur Auswahl eines Funkübertragungskanals aus einer Gruppe von Funkübertragungskanälen, die jeweils unterschiedlichen Übertragungstechnologien entsprechen und/oder verschiedene Infrastruktur-Komponenten nutzen und mit denen eine Datenverbindung zwischen einer mobilen Einheit (7, 17) und einer Zentraleinheit (6) herstellbar ist, umfassend Mittel zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
  13. Computerprogrammprodukt zur Auswahl eines Funkübertragungskanals aus einer Gruppe von Funkübertragungskanälen, die jeweils unterschiedlichen Übertragungstechnologien entsprechen und/oder verschiedene Infrastruktur-Komponenten nutzen, zur Herstellung einer Datenverbindung zwischen einer mobilen Einheit (7, 17) und einer Zentraleinheit (6), das beim Laden und Ausführen auf einem Computer ein Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 bewirkt.
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