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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Empfangssystems, wobei mit dem Empfangssystem verschiedene von stationären Sendern ausgestrahlte Programme empfangen und wiedergegeben werden, das heisst es betrifft mit anderen Worten ein Verfahren, bei dem die Empfangbarkeit von Broadcast-Services abhängig dem Standort in einer Datenbank gespeichert wird. Um angemessen auf Änderungen in der Senderlandschaft reagieren zu können, gibt es einen Mechanismus zum Lernen und Verlernen der Einträge der Datenbank.
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Solche mobilen Empfangssysteme, zum Beispiel eingebaut in Fahrzeuge, sind grundsätzlich bekannt. Sie weisen zumindest eine Antenne, oftmals mehrere Antennen, zum Empfangen hochfrequenter Signale auf. Die empfangenen hochfrequenten Signale werden umgesetzt, um dementsprechend Bilder bzw. Töne wiedergeben zu können. Die hochfrequenten Signale werden von stationären Sendern ausgestrahlt. Dies erfolgt im Regelfall auf unterschiedlichen Frequenzbändern bzw. Frequenzen, sodass ein solcher stationärer Sender mehrere Programme auf jeweils zugeordneten Frequenzen ausstrahlt. Bei den Programmen handelt es sich um Hörfunkprogramme und/oder Fernsehprogramme, die auch als Dienste oder Services bezeichnet werden. Ein von einem stationären Sender ausgestrahltes Programm wird somit auf einer bestimmten Frequenz ausgestrahlt und kann von dem mobilen Empfangssystem, wenn es sich in Reichweite des stationären Senders befindet, empfangen werden.
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Das mobile Empfangssystem nähert sich immer wieder aufgrund seiner eigenen Bewegung einem jeweiligen stationären Sender, sodass es irgendwann in den Ausstrahlungsbereich der Programme eintritt, wobei in diesem Ausstrahlungsbereich ein Empfang der ausgestrahlten Programme mittels des mobilen Empfangssystems möglich ist. Verlässt das mobile Empfangssystem aufgrund seiner Bewegung diesen Ausstrahlungsbereich des stationären Senders wieder, ist es erforderlich, dass von dem mobilen Empfangssystem Programme, die von einem anderen stationären Sender, der dann näher sich im Empfangsbereich des mobilen Empfangssystems befindet, empfangen werden.
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Im Regelfall stellt es kein Problem dar, die Programme, die von einem stationären Sender ausgestrahlt werden, während der Bewegung des mobilen Empfangssystems zu empfangen. Verlässt jedoch das mobile Empfangssystem den Bereich des einen stationären Senders ist eine aufwendige Suche nach weiteren, von anderen stationären Sendern ausgestrahlten Programmen erforderlich, die aufgrund der Bewegung des mobilen Empfangssystems, insbesondere während der Fahrt mit einem Fahrzeug, unter Umständen sehr lange dauert und somit Aussetzer bei der Wiedergabe des Hörfunk- und/oder Fernsehprogramms erfolgen, zumal auch das mobile Empfangssystem eine gewisse Zeit benötigt, um von dem bisher empfangenen Programm des einen stationären Senders auf das gleiche Programm umzuschalten, welches dann von einem anderen stationären Sender ausgestrahlt wird. Das bedeutet, dass beim Übertritt des mobilen Empfangssystems von einem Ausstrahlungsbereich von Programmen eines ersten stationären Senders in den Ausstrahlungsbereich von Programmen eines weiteren stationären Senders in nachteiliger Weise Aussetzer bei der Wiedergabe der Programme erfolgen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Empfangssystems dahingehend zu verbessern, dass ein schnelles Umschalten von einem empfangbaren Programm eines Ausstrahlungsbereiches in das gleiche empfangbare Programm eines weiteren Ausstrahlungsbereiches eines stationären Senders verkürzt wird und Aussetzer bei der Wiedergabe der empfangenen Programme weitestgehend oder vollständig vermieden werden.
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Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einer Datenbank empfangbare Programme, denen ein Standort und ein örtlicher Bereich um diesen Standort herum jeweils eines Senders zugeordnet wird, abgespeichert werden und abhängig von dem Standort des mobilen Empfangssystems in Bezug zu dem örtlichen Bereich um diesen Standort herum jeweils eines Senders ein Programm aus der Datenbank ausgewählt und wiedergegeben wird. Durch die geographische Verknüpfung von Ausstrahlungsbereichen von Sendern und dem jeweiligen Standort des mobilen Empfangssystems kann somit in vorteilhafter Weise sehr schnell aufgrund der Standortbestimmung des mobilen Empfangssystems der nächstgelegene Standort des Senders bestimmt werden und die Programme, die von diesem Sender ausgestrahlt werden, in einer Datenbank gespeichert und direkt ausgewählt werden.
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Im Regelbetrieb bedeutet dies, dass in einer Datenbank des Empfangssystems Standorte von Sendern, die Programme ausstrahlen, abgespeichert sind und ein Programm, welches ausgewählt wurde und wiedergegeben werden soll, mit seinen zugehörigen Parametern aus der Datenbank aufgerufen werden kann. Das bedeutet, dass dann, wenn sich das mobile Empfangssystem in Richtung eines Ausstrahlungsbereiches eines Senders bewegt bzw. in diesen eintritt, dem mobilen Empfangssystem schon bekannt ist, dass in diesem Ausstrahlungsbereich bestimmte Programme empfangen werden können. Ist das ausgewählte Programm in der Liste der empfangbaren Programme dieses gerade verfügbaren Senders enthalten, kann das Empfangssystem auf dieses Programm des gerade empfangbaren Senders umschalten. Dadurch kann in vorteilhafter Weise von dem bisher wiedergegeben Programm eines Senders auf ein ausgestrahltes Programm eines anderen Senders umgeschaltet werden, wenn sich das mobile Empfangssystem im Übergang von dem einen Ausstrahlungsbereich in den anderen Ausstrahlungsbereich hinein befindet.
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Bei diesem Regelbetrieb wird davon ausgegangen, dass sich das mobile Empfangssystem in dem Ausstrahlungsbereich eines stationären Senders befindet und die von diesem Sender ausgestrahlten Programme in der Datenbank abgelegt sind, sodass sie dort ausgewählt werden können.
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Für den Fall, dass die Datenbank noch keine Programme enthält, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass dann die an den Standort des mobilen Empfangssystems empfangbaren Programme in der Datenbank abgespeichert werden. Dies erfolgt zum einen dann, wenn das mobile Empfangssystem erstmalig in Betrieb genommen wird und folglich die Datenbank leer ist. Bei der erstmaligen Inbetriebnahme kann auch daran gedacht werden, in der Datenbank diejenigen Programme abzulegen, die an demjenigen Standort eines Senders ausgestrahlt werden, an dem das mobile Empfangssystem das erste Mal in Betrieb genommen wird. Dies setzt voraus, dass der Standort der erstmaligen Inbetriebnahme des Empfangsystems bekannt ist. Ist dieser Standort jedoch nicht bekannt, werden von dem Empfangssystem die an dem Standort der erstmaligen Inbetriebnahme empfangbaren Programme in der Datenbank abgelegt und diesen empfangbaren und in der Datenbank abgelegten Programme ein Standort und ein örtlicher Bereich um diesen Standort herum jeweils eines Senders zugeordnet. Damit ist es nach der erstmaligen Inbetriebnahme möglich, mit dem mobilen Empfangssystem Programme zu empfangen und wiederzugeben. Setzt sich nun das mobile Empfangssystem in Bewegung und verlässt den Ausstrahlungsbereich dieses Senders, dessen Programme in der Datenbank abgelegt worden sind, und erreicht den Ausstrahlungsbereich eines weiteren stationären Senders, kann entsprechend verfahren werden. Das bedeutet, dass sich in Folge der Bewegung des mobilen Empfangssystems und seines Wechsels zwischen Ausstrahlungsbereichen von Sendern die Datenbank nach und nach mit Programmen füllt, denen der Standort jeweils eines Senders und ein örtlicher Bereich um diesen Standort herum zugeordnet sind. Bewegt sich das mobile Empfangssystem wieder in einen Ausstrahlungsbereich eines Senders, dessen Programme schon einmal empfangen und mit dem Standort einschließlich örtlichem Bereich herum in der Datenbank abgelegt worden sind, kann ein schnelles Umschalten von dem Programm des einen Ausstrahlungsbereiches auf das vergleichbare Programm des weiteren Ausstrahlungsbereiches eines anderen stationären Senders erfolgen.
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Steht ein genügend großer und vor allen Dingen auch ein genügend schneller Speicher zur Verfügung, ist es denkbar, dass diesen Speicher mit seiner Datenbank über die Lebensdauer des mobilen Empfangssystems immer wieder mit neu empfangbaren Programmen zu belegen. Allerdings besteht bei zu großen Datenbanken die Gefahr, dass entweder nicht ausreichend Speicherplatz zur Verfügung steht oder die Auslesegeschwindigkeit sinkt. Deshalb kann daran gedacht werden, Kriterien zu definieren, dass einmal empfangene und in der Datenbank abgelegte Programm einschließlich des Senderstandortes und des örtlichen Bereiches um diesen Standort herum aus der Datenbank gelöscht werden. Kriterien für einen solchen Löschvorgang können zum Beispiel sein, dass dann, wenn sich das mobile Empfangssystem für eine gewisse Zeitdauer von diesem einen Standort eines Senders entfernt hat, gelöscht werden. Auch eine minimale Distanz zwischen einem stationären Sender und dem Standort des mobilen Empfangssystems kann dazu führen, dass die zugehörigen Programme dieses Senders aus der Datenbank gelöscht werden. Es könnte auch daran gedacht werden, dass dann, solange sich das mobile Empfangssystem innerhalb eines Landes befindet, die Datenbank beim Wechsel von Ausstrahlungsbereichen mit Programmen gefüllt wird und dann, wenn der Wechsel in ein anderen Land erfolgt, die bisherigen für das erste Land abgespeicherten Programme gelöscht und für das weitere Land die empfangbaren Programme abgespeichert werden.
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Der Ausstrahlungsbereich eines stationären Senders hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab, sodass er deutlich unterschiedlich sein kann zu Ausstrahlungsbereichen anderer stationärer Sender. Daher ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der einem jeweiligen Programm zugeordnete örtliche Bereich in Abhängigkeit der Empfangbarkeit des Programms vergrößert oder verkleinert wird. Das bedeutet, dass das mobile Empfangssystem zunächst einmal bei dem erstmaligen Abspeichern eines Programms und eines stationären Senders diesem einen vorgegebenen ersten örtlichen Bereich um den Standort des Senders herum zuordnet. Dies kann beispielsweise ein runder oder rechteckiger oder anderer flächiger Bereich sein, der anhand geographischer Daten eines GSP-Systems definiert werden kann. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, den örtlichen Bereich der ausgestrahlten Programme eines jeweiligen stationären Senders in der Datenbank abzulegen und dadurch die Grenzen, ab wann ein bestimmtes Programm eines bestimmten stationären Senders empfangen werden kann bzw. ab wann das mobile Empfangssystem diesen Bereich verlässt, den tatsächlichen Gegebenheiten anzupassen. Da somit die Grenzen der Ausstrahlungsbereiche der jeweiligen stationären Sender mittels des Empfangssystems definiert und in der Datenbank den jeweiligen Programmen zugeordnet abgespeichert werden können, kann auch sehr schnell der Umschaltvorgang durchgeführt werden, wenn nämlich festgestellt wird, dass das mobile Empfangssystem den Ausstrahlungsbereich des einen stationären Senders gerade verlässt oder gerade verlassen wird und gleichzeitig bekannt ist, dass es sich in dem Ausstrahlungsbereich eines weiteren stationären Senders befindet, in dem das vergleichbare Programm ausgestrahlt und empfangen werden kann. Außerdem ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass dann, wenn ermittelt wird, dass das mobile Empfangssystem kurz davor steht, den Ausstrahlungsbereich eines stationären Senders zu verlassen, schon mit der Suche nach vergleichbaren Programmen erfolgen kann, die in Ausstrahlungsbereichen von weiteren stationären Sendern zur Verfügung stehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Merkmale weiterer Unteransprüche, aus denen sich entsprechende Vorteile ergeben, mit Bezug auf die Figuren erläutert.
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Die Erfindung ermöglicht ein schnelles Wiederfinden von bekannten Services, ein Erkennen von Empfangsgrenzen, ein rechtzeitiges Vorbereiten der Suche nach Alternativ-Services und ein Speichern der Senderlandschaft zur Nutzung von Seviceverfolgung. Dieses Verfahren kann bei mobilen Broadcast-Empfängern (wie z. B. in Fahrzeugen) angewandt werden. Der Mechanismus erfolgt automatisch ohne einen manuellen Eingriff. Das im folgenden Teil beschriebene Verfahren, kann sowohl für terrestrische Fernsehservices, als auch für Radio-Services angewendet werden.
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Die Einrichtung besteht aus einem Modul „GeoLoc” der im Folgenden und in 1 genauer betrachtet wird.
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GeoLoc-Modul. Das GeoLoc-Modul wertet den aktuellen Standort, die Service-Liste (einer Datenbank von momentan oder kürzlich empfangbaren Services) und die Empfangsparameter aus und steuert die Service-Liste und über den Block der „Hintergrundsuche. die Broadcast-Empfänger.
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Das Verfahren, dass auf dieser Erfindung aufbaut, wird hauptsächlich in dem GeoLoc-Modul umgesetzt. Aber erst durch das Zusammenspiel zwischen GeoLoc-Modul, ServiceListe, Hintergrundsuche und eines Position gebenden Verfahrens (z. B. GPS) wird es effektiv
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Im folgenden Teil, wird das Verfahren des GeoLoc-Moduls genauer betrachtet. Exemplarische werden die drei Fälle des Anlernens, des Regelbetriebs und des Verlernens aufgezeigt.
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Teil 1: Grundlagen des Verfahrens
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Dem Verfahren liegt zugrunde, dass einzelne Broadcast-Services nur an bestimmten, örtlich begrenzen Bereichen zu empfangen sind, üblicherweise vom Standort der Sendemasten abhängig. Das GeoLoc-Modul lernt diesen Bereich automatisch an, abhängig vom Standort und erstellt damit eine Empfangslandkarte der verfügbaren Services. Die Empfangslandkarte ist bildet in einer vereinfachten Form die reale Empfangbarkeit der Services ab. Dieses Verfahren ist von der geometrischen Form der Empfangslandkarten unabhängig.
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In der Praxis verdienen jedoch zwei Formen besondere Aufmerksamkeit:
- • Annäherung der Empfangsgegend durch eine Kreisform: Dies ist bei Einzel stehenden Sendertürmen genauer (Rundstrahl-Charakteristik von Antennen)
- • Rechteckige Empfangsgegend: Bei Vorliegen von SFN (Single Frequency Network), wird ein Rechteck die reale Senderlandschaft besser abbilden.
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Je nach Broadcast-Art wird zuvor ein die Form des Empfangsgegend entsprechend gewählt.
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In diesem Dokument wird die Empfangslandkarte exemplarisch als Rechtecke dargestellt.
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In den folgenden Abbildungen gilt die Legende gemäss 2.
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Teil 2: Anlernen des GeoLoc-Moduls:
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Beim Anlernen des Moduls wird zwischen folgenden Fällen unterschieden:
- 1. Erstmaliger Empfang eines Services
- 2. Weitere Empfang eines Services, aber an anderer Position
- 3. Abbruch der Empfangbarkeit.
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Zu 1:
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Sobald ein Service erstmalig empfangen wird, wird eine quadratische Fläche von a x a km um diesen Ort gelegt. (z. B. x = 1 km), siehe 3.
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Dieser Fläche wird im GeoLoc-Modul mit folgenden Parametern gespeichert:
- • Eindeutige Kennung des Services
- • Nördliche Grenze der Ausdehnung der Empfangsgegend
- • Südliche Grenze der Ausdehnung der Empfangsgegend
- • Östliche Grenze der Ausdehnung der Empfangsgegend
- • Westliche Grenze der Ausdehnung der Empfangsgegend
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Die östlichen und westlichen Grenzen verlaufen in diesem Beispiel parallel zu den Längengraden, die nördliche und südliche parallel zu den Breitengraden. Es kann jedoch auch eine andere Definition der Fläche gewählt werden, auch mit weiteren Stützpunkten.
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Ggfs. können noch weitere Parameter abgespeichert werden, wie z. B.
- • Zeitpunkt des letzten Überprüfens.
- • Der letzte Standort, an der eine Überprüfung stattgefunden hat.
- • Der letzte Standort, an der ein Empfang möglich war
- • Empfangsparameter (Trägerfrequenz, Modulation, ...)
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Zu 2:
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Bei jeder weiteren Stelle mit Empfang wird die Fläche weiter aufgezogen (4).
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Bei jedem weiteren Standort mit Empfang wird wieder überprüft, ob das Empfangsgebiet nach 2.) angepasst werden muss (5).
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Zu 3:
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Bricht die Empfangbarkeit des Services ab, dann wird die Fläche nicht weiter vergrößert. Damit ist vorerst die maximale Größe der Senderlandschaft für diesen Service festgelegt. Die Fläche verändert sich nicht mehr (6).
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Diese Verfahren werden für alle empfangbaren Services durchgeführt.
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Teil 3: Anwendung des GeoLoc-Moduls („Regelbetrieb”)
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Der Regelbetrieb ist die Eigentliche Anwendung des GeoLoc-Moduls. Das GeoLoc-Modul überwacht kontinuierlich und zyklisch den Standort und entscheidet dabei folgende Zustände:
- 1. Erstmalige Annäherung
- 2. Innerhalb des Kernbereichs
- 3. Innerhalb des Empfang-Randes
- 4. Wieder im Annäherungsbereich
- 5. Außerhalb des Annäherungsbereichs
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Dabei gelten folgende Begriffe: Annäherungsbereich, Empfangsbereich, Kernbereich (7).
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Zu 1:
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Bei Annäherung (= innerhalb des Annäherungsbereichs, aber außerhalb des Empfangsbereichs) fordert das GeoLoc-Modul von der Hintergrundsuche eine Messung mit den bereits bekannten Empfangsparametern. Das Ziel ist ein schnelles Wiederfinden von Services, die von früher bekannt waren (8).
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Zu 2.:
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Ist der Standort innerhalb des Kernbereichs finden keine besonderen Aktionen statt (9).
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Zu 3.:
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Ist der Standort innerhalb eines Bands am „Empfangsrand” (innerhalb des Empfangsbereiches, aber außerhalb des Kernbereichs), werden Maßnahmen ergriffen, die ein häufigeres Überprüfen des Services zur Folge haben. (z. B. ein häufiges Anwählen der entsprechenden Trägerfrequenzen)
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Das Ziel ist dabei auf den vermutlich unmittelbar bevorstehenden Empfangsabbruch vorbereitet zu sein und Maßnahmen für eine Verbesserung des Empfangs zu treffen, z. B. Hinzuschalten eines weiteren Empfängers („Diversity”) oder Umschalten auf eine Alternativ-Frequenz (10).
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Zu 4.:
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Ist man innerhalb eines Bands außerhalb der „Empfangs-Gegend” (selber Bereich wie bei im Fall 1.), wird der Sender weiterhin in der Senderliste gehalten. Man verhindert somit dass der Sender zu schnell verlernt wird (11).
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Zu 5.:
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Erst bei einem Verlassen dieses Bereichs (Position außerhalb des Annäherungsbereichs) kann ein Service aus der Service-Liste herausgenommen werden. Über den Mechanismus von 1. kann der Service dann wieder schnell gefunden werden (12).
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Teil 4: Reaktion auf Veränderung der Senderlandschaft („Verlernen”)
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Um auf Veränderung der Senderlandschaft reagieren zu können, enthält das GeoLoc-Modul einen Mechanismus, der es erlaubt, bereits erlernte Empfangsbereiche (aus „Teil 2”) wieder zu verlernen. Man verhindert somit, dass womöglich länger veraltete Datenbankeinträge zu falschen Ergebnisse und zu einer unnötigen Suche nach Services führt. Dieses Verfahren halt die Datenbank schlank.
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Hierbei gibt folgende Falle:
- 1. Empfang innerhalb des Empfangsbereiches.
- 2. Kein Empfang
- 3. Löschen des Eintrags
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Zu 1:
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Solange es innerhalb der gelernten Fläche (= Empfangsbereich) Empfang für diesen Service gibt, bleibt die Fläche unverändert (13).
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Zu 2:
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Wenn nach bestimmten Kriterien erkannt wurde, dass ein Service nicht mehr empfangbar ist (z. B. Ablauf einer Zeit t ohne eine erneut Empfangsbestätigung auf dieser Trägerfrequenz) schrumpft die gelernte Fläche (= Empfangsbereich) um einen bestimmten Faktor (z. B. x km in jeder Richtung), 14.
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Zu 3:
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Wird durch wiederholtes Anwender der Regel von 2. der Empfangsbereich kleiner als kleiner als ein festzulegender Flächenwert Amin wird dieser Eintrag komplett aus der Datenbank gelöscht (15).
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Zusammenfassung
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Dieses Verfahren ermöglicht ein schnelles Wiederfinden von bekannten Services, ein Erkennen von Empfangsgrenzen, ein rechtzeitiges Vorbereiten der Suche nach Alternativ-Services und ein Speichern der Senderlandschaft zur Nutzung von Serviceverfolgung. Dieses Verfahren kann bei mobilen Broadcast-Empfängern (wie z. B. in Fahrzeugen) angewandt werden.
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Das hier dargestellte Verfahren kann auf alle analogen und digitalen Standards angewendet werden.
