DE102015213313B4 - Vorrichtung zur mobilen anwendung - Google Patents

Abstract

Vorrichtung (101, 301, 401) zur mobilen Anwendung, aufweisendeinen Frequenzspektrumerzeuger (102, 302) zum Erzeugen eines Frequenzspektrums von an einem momentanen Aufenthaltsort der Vorrichtung (101, 301, 401) vorhandenen Funkwellen,wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) ausgebildet ist, um anhand des durch Auswertung von vorhandenen Funkdiensten und/oder Störungen erzeugten Frequenzspektrums den momentanen Aufenthaltsort und/oder die Art der Umgebung abzuschätzen, undeinen Klassifikator (103, 303) zum Klassifizieren des Frequenzspektrums derart, dass das Frequenzspektrum einer von mindestens zwei Klassen (106, 107; 306, 307) zugewiesen wird, wobei eine Klasse (106, 107; 306, 307) einen Aufenthaltsort repräsentiert, undwobei die Vorrichtung (101, 301, 401) ferner ausgebildet ist, um die Information betreffend den momentanen Aufenthaltsort und/oder die Art der Umgebung dazu zu nutzen, um mindestens eine Komponente (310) in einem Mobilgerät (309) bedarfsgerecht und/oder umgebungsabhängig in einen ausgewählten Betriebszustand zu versetzen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mobilen Anwendung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur mobilen Anwendung gemäß Anspruch 23 und ein Computerprogramm zum Ausführen dieses Verfahrens gemäß Anspruch 24.
• Vorrichtungen zur mobilen Anwendung haben den Vorteil, dass sie mit geringem Aufwand von einem Ort zu einem anderen Ort bewegbar beziehungsweise transportierbar sind. Erleichtert wird diese Mobilität außerdem dadurch, dass derartige Vorrichtungen in der Regel portabel beziehungsweise tragbar sind, und dass sie eine entsprechend kleine Größe und ein entsprechend geringes Gewicht aufweisen.
• Aufgrund ihrer Mobilitäts-Vorteile sind derartige Vorrichtungen zur mobilen Anwendung heutzutage weit verbreitet. Solche Vorrichtungen sind außerdem häufig mit einer Vielzahl von Funktionen in Form von Hardware- und/oder Softwarekomponenten ausgestattet. So weisen Vorrichtungen zur mobilen Anwendung häufig Funkmodule mit WLAN-, Bluetooth- und GPS-Funktionalität, aktive oder passive RFID - (Radio Frequency Identification) - Komponenten sowie viele weitere Schnittstellen auf.
• Bekannte Vorrichtungen zur mobilen Anwendung sind beispielsweise Mobilgeräte wie Handys, Tablets, Notebooks und dergleichen. Andere bekannte Vorrichtungen zur mobilen Anwendung sind sogenannte Tags, wie zum Beispiel RFID-Tags, und entsprechende Lesegeräte zum Auslesen dieser Tags. Solche Tags sind Kennzeichen, insbesondere Identifizierungskennzeichen, beispielsweise in Form von Marken, Anhängern, Aufklebern und dergleichen. Diese Tags können wahlweise an verschiedenen Gegenständen angebracht werden, um die so markierten Gegenstände beispielsweise eindeutig identifizieren zu können.
• Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der US 2009 / 0258597 A1 beschrieben. Weitere derartige Vorrichtungen sind in den Druckschriften US 2014 / 0378079 A1 sowie US 2005 / 0285790 A1 beschrieben.
• Vorrichtungen zur mobilen Anwendung können auch in Mobilen, z.B. in Automobilen oder anderen Fahrzeugen, vorgesehen sein. So ist zum Beispiel ein Autoradio, das an unterschiedlichen Aufenthaltsorten unterschiedliche Radiosender empfangen kann, eine Vorrichtung zur mobilen Anwendung.
• Vorrichtungen zur mobilen Anwendung weisen den Vorteil auf, dass sie aufgrund ihrer einfachen Transportierbarkeit an unterschiedlichen Orten betreibbar sind. Vorteilhafter Weise stellen diese Vorrichtungen an all diesen Orten sämtliche Funktionen bereit. An einigen bestimmten Orten können diese Vorrichtungen ihre Funktionen jedoch nur in begrenzter Form, oder möglicher Weise auch gar nicht, bereitstellen, wie beispielsweise den Mobilfunkempfang eines Mobiltelefons in einer Tiefgarage. Andererseits kann eine Funktion, trotz Bereitstellung, in einer bestimmten Situation oder an einem bestimmten Ort nicht gewünscht sein, wie beispielsweise ein lauter Klingelton bei einem Meeting.
• Deshalb wäre es wünschenswert, Vorrichtungen zur mobilen Anwendung bereitzustellen bzw. dahingehend zu verbessern, dass diese Vorrichtungen spezifisch, zum Beispiel orts- und/oder situationsspezifisch, betreibbar sind.
• Dies wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, mit einem Verfahren gemäß Anspruch 23 sowie mit einem Computerprogramm gemäß Anspruch 24 erreicht.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung bewerkstelligt dies, indem Umgebungsbedingungen abgeschätzt und klassifiziert werden. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur mobilen Anwendung detektiert der Frequenzspektrumerzeuger zumindest einen gewissen Teil von an einem momentanen Aufenthaltsort vorhandenen Funkwellen, wie zum Beispiel Funkwellen von Funkdiensten oder Funksendern und/oder Störungen, die an diesem Aufenthaltsort empfangbar sind. Aus den empfangenen beziehungsweise detektierten Funkwellen unterschiedlicher Frequenzen erzeugt der Frequenzspektrumerzeuger dann ein Frequenzspektrum, in dem die einzelnen Frequenzen der detektierten Funkwellen bestimmt werden. Die so bestimmten Frequenzen können in einem Spektrogramm abgebildet werden. Der Klassifikator klassifiziert dieses Frequenzspektrum, d.h. er teilt dieses Frequenzspektrum in eine bestimmte Klasse ein. Dabei teilt der Klassifikator das Frequenzspektrum wahlweise in eine von mindestens zwei unterschiedlichen Klassen ein. Häufig weist ein an einem bestimmten Aufenthaltsort erzeugtes Frequenzspektrum ein oder mehrere für diesen Ort, bzw. an dieser Position, charakteristische Merkmale auf, wie zum Beispiel einen Signalempfangspegel einer Frequenz eines lokalen Radiosenders. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erkennt diese charakteristischen Merkmale in dem erzeugten Frequenzspektrum und der Klassifikator teilt dieses Frequenzspektrum daraufhin in eine bestimmte Klasse ein. Dabei können unterschiedliche Klassen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen bzw. repräsentieren. Zum Beispiel teilt der Klassifikator das an dem zuvor erwähnten bestimmten Aufenthaltsort erzeugte Frequenzspektrum in eine diesen Aufenthaltsort repräsentierende Klasse (z.B. eine Region) ein, in der dieser empfangene regionale Radiosender mit der detektierten Frequenz ausgestrahlt wird. Die Klassen können beispielsweise auch dahingehend unterscheidbar sein, ob der Aufenthaltsort der Vorrichtung, an dem das Frequenzspektrum erzeugt wurde, innerhalb eines Gebäudes oder auf einer Freifläche liegt. In anderen Worten kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise einen bestimmten Aufenthaltsort anhand des dort erzeugten charakteristischen Frequenzspektrums identifizieren. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung ausgebildet, um die Information betreffend den momentanen Aufenthaltsort und/oder die Art der Umgebung dazu zu nutzen, um mindestens eine Komponente in einem Mobilgerät bedarfsgerecht und/oder umgebungsabhängig in einen ausgewählten Betriebszustand zu versetzen
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist, basierend auf der Erzeugung des an einem Aufenthaltsort erzeugten Frequenzspektrums und der Einteilung in Klassen, ein für die jeweilige Klasse charakteristisches Verhalten auf. Es ist denkbar, dass die Vorrichtung, in Abhängigkeit von der Klasse, interne oder externe Signale empfängt oder sendet, d.h. die Vorrichtung kann beispielsweise Geräte ansteuern, Daten in einem Speicher ablegen oder aus einem Speicher lesen, und dergleichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist also auf Grundlage eines an einem bestimmten Ort erzeugten Frequenzspektrums klassenspezifisch, d.h. bedarfs- oder situationsabhängig betreibbar beziehungsweise nutzbar.
• Die Klassen können möglicher Weise auch eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung repräsentieren.
• Der Klassifikator kann ein interner oder ein externer Klassifikator sein. Ein interner Klassifikator ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden. Ein interner Klassifikator kann beispielsweise in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbaut beziehungsweise implementiert sein. Ein externer Klassifikator ist als eine von der erfindungsgemäßen Vorrichtung eigenständige Einheit ausgebildet, d.h. ein externer Klassifikator kann beispielsweise in einem von der erfindungsgemäßen Vorrichtung externen, d.h. separaten Gerät verbaut beziehungsweise implementiert sein. Der externe Klassifikator kann beispielsweise in einem Lesegerät zum Auslesen von Daten der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbaut beziehungsweise implementiert sein. Der externe Klassifikator kann beispielsweise auch in einem Computer verbaut beziehungsweise implementiert sein. Ein externer Klassifikator ist nicht mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden, kann aber mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbindbar sein. Erfindungsgemäß ist der Klassifikator, unabhängig davon ob es sich um einen internen oder um einen externen Klassifikator handelt, zum Klassifizieren des Frequenzspektrums vorgesehen, und zwar derart, dass das Frequenzspektrum einer von mindestens zwei Klassen zugewiesen wird.
• Es ist denkbar, dass der Frequenzspektrumerzeuger ausgebildet ist, um Frequenzspektren in einem Frequenzband zwischen 30 kHz und 30 GHz, vorzugsweise zwischen 30 MHz und 30 GHz, mehr bevorzugt zwischen 30 MHz und 5 GHz und besonders bevorzugt zwischen 80 MHz und 1 GHz zu erzeugen. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung Funkwellen ausgewählter Frequenzen detektieren, während hingegen Funkwellen mit Frequenzen außerhalb des jeweiligen Frequenzbands nicht detektiert werden. Die Vorrichtung kann somit einfach und schnell auf vorherrschende Bedingungen einstellbar sein. Außerdem können durch eine geschickte Auswahl des Frequenzbands die zur Erzeugung des Frequenzspektrums gewünschten Frequenzen festgelegt werden, so dass die Erzeugung des Frequenzspektrums präzise und mit einer guten Verarbeitungsgeschwindigkeit erfolgt.
• Der Frequenzspektrumerzeuger kann als ein Funkempfänger mit einem verstimmbaren Lokaloszillator oder als ein Funkempfänger mit einem verstimmbaren Empfängerschwingkreis ausgebildet sein. Mit einem solchen verstimmbaren bzw. durchstimmbaren Funkempfänger kann ein einfacher und guter Empfang von Funkwellen unterschiedlicher Frequenzen realisiert werden.
• Der Frequenzspektrumerzeuger kann ausgebildet sein, um intermittierend das Frequenzspektrum zu erfassen. So können Frequenzspektren zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden, wobei die Zeitpunkte beliebig gewählt und beispielsweise derart angepasst sein können, dass die Frequenzspektren häufig erfasst werden, wobei die Erfassung mit einer hohen Genauigkeit erfolgen kann, oder dass die Frequenzspektren weniger häufig erfasst werden, so dass die Erfassung energiesparend erfolgen kann.
• Der Frequenzspektrumerzeuger kann ausgebildet sein, um das Frequenzspektrum an diskreten Frequenzen eines Frequenzrasters seriell abzutasten. So kann eine einfache, ressourcenschonende und schnelle Signalverarbeitung mit diskreten Werten realisiert werden.
• Die Reihenfolge der Abtastung der diskreten Frequenzen zwischen einem ersten und einem zweiten Abtastvorgang kann variieren. Beispielsweise kann die Abtastreihenfolge paarweise oder nach einem vorgegebenen nichtlinearen Schema bzw. Muster erfolgen. So können Aliasing-Effekte bei der Erzeugung des Frequenzspektrums vorteilhaft reduziert werden.
• Es ist denkbar, dass die Reihenfolge der Abtastung der diskreten Frequenzen zufällig gewählt ist. So kann das Auftreten von Aliasing-Effekten bei der Erzeugung des Frequenzspektrums weiterhin vorteilhaft reduziert werden.
• Der Klassifikator kann die Klassifikation anhand von Signalpegeln der Frequenzen innerhalb des Frequenzspektrums durchführen. Anhand der Signalpegel kann die Empfangsstärke eines Signals einer bestimmten Frequenz innerhalb des erzeugten Frequenzspektrums bestimmt werden. So kann die Klassifikation einfach und schnell erfolgen, wobei rasch auf sich ändernde Signalpegel reagiert werden kann, zum Beispiel wenn der Aufenthaltsort der Vorrichtung von einer Freifläche zu einem Innenraum eines Gebäudes verändert wird.
• Es ist außerdem vorstellbar, dass der Klassifikator die Klassifikation anhand der zeitlichen Änderung der Frequenzen innerhalb des Frequenzspektrums durchführt. Es können sich in einem bestimmten Zeitintervall, beispielsweise in der Zeit zwischen der Erzeugung zweier Frequenzspektren, die in den Frequenzspektren auftretenden Frequenzen bzw. Frequenzanteile oder deren jeweilige Signalpegel ändern. Dementsprechend kann beispielsweise auch das Verhalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung angepasst werden. Bei ausgeprägten Änderungen innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls kann beispielsweise die Häufigkeit der Erzeugung von Frequenzspektren erhöht werden. Treten in einem bestimmten Zeitintervall hingegen nur wenige oder gar keine Änderungen auf, so kann beispielsweise die Häufigkeit der Erzeugung von Frequenzspektren reduziert werden. Außerdem kann über die zeitlichen Änderungen die Geschwindigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschätzt werden.
• Die Vorrichtung kann eine Vorauswahl (Preset) von mindestens einem vorab klassifizierten Frequenzspektrum aufweisen. Eine Vorauswahl vorab klassifizierter Frequenzspektren kann als Referenz für die Klassifikation von nachfolgend erzeugten Frequenzspektren dienen. Wenn die vorab klassifizierten Frequenzspektren unter sehr guten Bedingen, d.h. ohne signifikante Störungen, erzeugt worden sind, können diese eine hohe Qualität aufweisen. Beispielsweise kann die Vorrichtung eine Vorauswahl verschiedener Frequenzspektren aufweisen, die für bestimmte Aufenthaltsorte charakteristische Merkmale, wie zum Beispiel einen deutlichen Empfangspegel einer Frequenz eines lokalen Radiosenders, aufweisen.
• Es ist denkbar, dass die Vorrichtung ausgebildet ist, um ein an einem Aufenthaltsort der Vorrichtung erzeugtes Frequenzspektrum mit dem mindestens einem vorab klassifizierten Frequenzspektrum zu vergleichen. Eine solche Vorauswahl vorab klassifizierter Frequenzspektren ist vorzugsweise in einem Speicher der Vorrichtung abgelegt. Ein an einem bestimmten Aufenthaltsort erzeugtes Frequenzspektrum kann so mit der im Speicher hinterlegten Vorauswahl vorab klassifizierter Frequenzspektren verglichen werden. Bei einer Übereinstimmung des erzeugten Frequenzspektrums mit einem im Speicher hinterlegten vorab klassifizierten Frequenzspektrum wird das erzeugte Frequenzspektrum in ebendiese Klasse eingeteilt. Der Abgleich eines zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. an einem bestimmten Ort erzeugten Frequenzspektrums mit einer Vorauswahl von vorab klassifizierten Frequenzspektren beschleunigt und erleichtert die vom Klassifikator durchzuführende Zuweisung des erzeugten Frequenzspektrums in eine bestimmte Klasse. Eine Vorauswahl eines vorab klassifizierten Frequenzspektrums kann zum Beispiel unterschiedliche Signalpegel eines bestimmten Radiosenders enthalten, wobei die Signalpegel in Abhängigkeit von der Entfernung des Empfängers zum Radiosender abnehmen. Eine solche Vorauswahl beinhaltet den zu einem bestimmten Signalpegel gehörigen Abstand vom Radiosender.
• Sobald die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Frequenzspektrum erzeugt, in dem einer der vorab klassifizierten Signalpegel des Radiosenders vorkommt, erkennt der Frequenzspektrumerzeuger dies durch einen Vergleich mit der zuvor erwähnten Vorauswahl und teilt dieses Frequenzspektrum, bei Übereinstimmung mit einem vorab klassifizierten Frequenzspektrum, in ebendiese Klasse ein.
• Eine vom Klassifikator bestimmte Klasse kann einen Aufenthaltsort der Vorrichtung repräsentieren und die Vorrichtung kann eine Schnittstelle zur Anzeige dieses Aufenthaltsortes aufweisen. So kann einem Nutzer angezeigt werden, in welche Klasse ein bestimmtes Frequenzspektrum eingeordnet wurde und welchem Aufenthaltsort dies entspricht. Eine Interaktion mit dem Nutzer kann ebenfalls möglich sein.
• Möglicherweise kann die Vorrichtung eine Benutzerschnittstelle aufweisen, die ausgebildet ist, um ein an einem Aufenthaltsort des Mobilgeräts erzeugtes Frequenzspektrum einem Benutzer anzuzeigen. Der Benutzer erhält somit die Möglichkeit, ein erzeugtes Frequenzspektrum anzusehen. Dabei kann es sich um das aktuell am derzeitigen Standort erzeugte Frequenzspektrum handeln. Es kann sich hierbei auch um ein Frequenzspektrum handeln, das zu einem früheren Zeitpunkt und/oder an einem anderen Standort erzeugt wurde und in einem Speicher der Vorrichtung abgelegt wurde. So kann sich ein Nutzer ein aktuelles, oder möglicher Weise ein bereits zu einem früheren Zeitpunkt erzeugtes Frequenzspektrum anzeigen lassen. Hierfür ist beispielsweise die Darstellung des erzeugten Frequenzspektrums in einem Spektrogramm gut geeignet.
• Die Vorrichtung kann ferner eine Benutzerschnittstelle aufweisen, die ausgebildet ist, um basierend auf einer Eingabe eines Nutzers, ein Frequenzspektrum zu klassifizieren. Der Nutzer kann so beispielsweise bestimmte Klassifizierungen derart vornehmen, dass er ein aktuell erzeugtes Frequenzspektrum, oder ein zu einem möglicherweise früheren Zeitpunkt aufgenommenes Frequenzspektrum, einer Klasse, wie z.B. einem bestimmten Ort, zuweist. Der Nutzer kann außerdem eine vom Klassifikator bereits vorgenommene Klassifizierung ändern bzw. überschreiben. Der Nutzer kann beispielsweise ein zu Hause erzeugtes Frequenzspektrum als Klasse „Homezone“ klassifizieren. In der Klasse „Homezone“ kann die Vorrichtung unterschiedliche Aktionen ausführen oder verschiedene Einstellungen aufweisen. Diese Einstellungen können mit der Klasse „Homezone“ verknüpft sein. Bei erneutem Erzeugen dieses Frequenzspektrums, beispielsweise wenn der Nutzer mit der Vorrichtung nach dem Verlassen wieder seine „Homezone“ betritt, erkennt die Vorrichtung dieses neu erzeugte Frequenzspektrum wieder als Klasse „Homezone“. Die Vorrichtung kann dann die vorherigen Einstellungen, z.B. Betriebszustände, wiederherstellen. In anderen Worten wählt der Nutzer ein aktuell oder ein zu einem früheren Zeitpunkt erzeugtes Frequenzspektrum, beispielsweise in Form eines Spektrogramms, aus. Über die Benutzerschnittstelle kann der Benutzer den Klassifikator ansteuern und das ausgewählte Frequenzspektrum klassifizieren. Die Vorrichtung wird also an verschiedenen Standorten durch den Benutzer angelernt. Alternativ werden die bestehenden Funk- und Lokalisierungsdienste ggf. mit einbezogen zur Erhöhung der Ortsgenauigkeit. Derartige selbstlernende Methoden können die Klassifikation sukzessive verfeinern.
• Es ist vorstellbar, dass die Vorrichtung einen Berechner zum Berechnen einer Fortbewegungsgeschwindigkeit der Vorrichtung auf Basis einer Stärke des Frequenzspektrums an zumindest einer vorhandenen Frequenz zu aufeinanderfolgenden Erfassungszeitpunkten aufweist. Das Pulsieren von Spektrallinien fester Frequenz (z.B. beim in Deutschland gut ausgebauten TETRA-BOS-Funksystem 380 MHz ... 395 MHz) kann z.B. im urbanen Bereich, wo reflektierende oder absorbierende Objekte (Häuser, Laternen, Ampeln, LKWs, Container, etc.) vorhanden sind, zur Schätzung der Geschwindigkeit verwendet werden. Durch die teilweise Auslöschung bei Multipath-Fading von ankommenden und reflektierten Funkwellen bei einer Frequenz f_RX kann ausgehend von der zeitlichen Periode Δt zwischen zwei benachbarten Minima die Geschwindigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgeschätzt werden. Die Klassifikation des jeweils erzeugten Frequenzspektrums kann in einem solchen Fall als „in Bewegung“ oder „nicht in Bewegung“ erfolgen. Der Klassifikator kann die Frequenzspektren aber auch in Geschwindigkeitsklassen, die unterschiedliche Fortbewegungsgeschwindigkeiten der Vorrichtung repräsentieren, einteilen.
• Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle, insbesondere eine drahtlose Schnittstelle, zum Verbinden und Kommunizieren mit einem externen Gerät aufweisen. Hierüber kann die Vorrichtung Informationen, zum Beispiel Informationen über klassifizierte oder nicht klassifizierbare Frequenzspektren, mit einem Gerät, wie z.B. einem Lesegerät, austauschen.
• Die Vorrichtung kann alternativ oder zusätzlich eine Schnittstelle zum Verbinden und Kommunizieren mit einem Mobilgerät mit mindestens einer in einem ersten und in einem zweiten Betriebszustand betreibbaren Komponente aufweisen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um das Mobilgerät derart anzusteuern, dass die mindestens eine Komponente in Abhängigkeit von der zugewiesenen Klasse wahlweise in dem ersten oder in dem zweiten Betriebszustand betrieben wird. So kann die mindestens eine Komponente im Mobilgerät in Abhängigkeit von der jeweiligen Klasse, d.h. zum Beispiel bedarfs- und/oder umgebungsabhängig, in einen ausgewählten Betriebszustand versetzt werden. Die mindestens eine Komponente kann zum Beispiel in einen Sleep-Modus mit geringerem Energieverbrauch versetzt werden, oder die mindestens eine Komponente kann ein- bzw. ausgeschaltet werden, wenn sie nicht benutzt wird oder nicht benutzbar sein sollte, wie zum Beispiel ein Mobilfunkdienst bzw. ein Mobilfunkmodem in einer Tiefgarage, in der keine oder nur unzureichende Mobilfunksignale empfangbar sind.
• Es ist denkbar, dass die mindestens eine Komponente ein energiebetriebenes Bauteil ist, das in dem ersten Betriebszustand einen höheren Energieverbrauch aufweist als in dem zweiten Betriebszustand. So kann der Betriebszustand der mindestens einen Komponente umgebungs- und/oder bedarfsgerecht gesteuert werden. Beispielsweise kann die Leistung eines WLAN-Moduls eines sich in einem Kellerraum befindlichen Mobilgeräts reduziert werden, wenn dort keine oder nur unzureichende WLAN-Signale empfangbar sind.
• Es ist denkbar, dass das energiebetriebene Bauteil in dem zweiten Betriebszustand deaktiviert ist. So kann beispielsweise der Betriebszustand eines WLAN-Moduls derart gesteuert werden, dass dieses an einem Ort mit schlechter oder gar keiner WLAN-Netzabdeckung, deaktiviert wird.
• Es ist vorstellbar, dass die mindestens eine Komponente ein Dienst ist, der eine Funktion des Mobilgeräts bereitstellt, und der Dienst in dem ersten Betriebszustand aktiv und in dem zweiten Betriebszustand inaktiv ist. Ein derartiger Dienst ist eine von dem Mobilgerät bereitgestellte Funktionalität. Ein Dienst kann beispielsweise ein Funkdienst, eine softwareimplementierte Steuerung eines Bauteils, wie z.B. eines Displays, ein bestimmtes Nutzerprofil, ein Klingelton und dergleichen sein. Diese Dienste können in Abhängigkeit von der zugeteilten Klasse in einem ersten oder einem zweiten Betriebszustand betrieben werden. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise ein Mobiltelefon derart ansteuern, dass in einem Kinosaal Dienste wie der GPS-Empfang deaktiviert, die Displayhelligkeit heruntergeregelt und die Klingelton-Profile auf lautlos gestellt werden.
• Das Mobilgerät kann ein Handy, ein Smartphone, ein Tablet, ein Notebook oder dergleichen sein. Derartige Mobilgeräte sind heutzutage für Nutzer gut zugänglich und einfach bedienbar. Diese Mobilgeräte sind daher besonders gut für den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur mobilen Anwendung geeignet.
• Innerhalb der vorliegenden Offenbarung wird ferner ein rein beispielhaftes System beschrieben, aufweisend ein Tag mit einem Frequenzspektrumerzeuger zum Erzeugen eines Frequenzspektrums von an einem momentanen Aufenthaltsort der Vorrichtung vorhandenen Funkwellen, einem Speicher zum Speichern des Frequenzspektrums zu unterschiedlichen Erzeugungszeitpunkten, und einem Tag-Ausleser zum Auslesen des Speichers des Tags und Ableiten einer Aufenthaltsinformation des Tags zu einer Zeit an oder zwischen den Erzeugungszeitpunkten. Ein solches Tag kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten die an einem jeweiligen Aufenthaltsort vorhandenen Funkwellen detektieren und ein die jeweiligen Frequenzen aufweisendes Frequenzspektrum erzeugen. Diese Frequenzspektren können gespeichert werden. Der Speicher kann von einem externen Lesegerät ausgelesen werden. Die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugten Frequenzspektren weisen in der Regel ein oder mehrere zum jeweiligen Erzeugungszeitpunkt an diesem Ort vorherrschende charakteristische Merkmale auf. So kann anhand der Auswertung dieser erzeugten Frequenzspektren beispielsweise der Aufenthaltsort des Tags zum Erzeugungszeitpunkt des jeweiligen Frequenzspektrums ermittelt werden. Aus einer solchen Aufenthaltsinformation kann aber auch, beispielsweise durch Auswertung des zeitlichen Verlaufs mehrerer aufeinanderfolgend erzeugter Frequenzspektren, eine Fortbewegungsgeschwindigkeit des Tags abgeleitet werden. Mit einem derartigen System kann die Historie eines Tags sowie einer zuvor diskutierten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur mobilen Anwendung bestimmt werden, indem die zu unterschiedlichen Zeitpunkten und/oder an unterschiedlichen Aufenthaltsorten erzeugten Frequenzspektren aus dem Speicher ausgelesen werden.
• Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur mobilen Anwendung vorgeschlagen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen eines Frequenzspektrums von an einem momentanen Aufenthaltsort der Vorrichtung vorhandenen Funkwellen, Abschätzen des momentanen Aufenthaltsortes und/oder der Art der Umgebung anhand des durch Auswertung von vorhandenen Funkdiensten und/oder Störungen erzeugten Frequenzspektrums, Klassifizieren des Frequenzspektrums derart, dass das Frequenzspektrum einer von mindestens zwei Klassen zugewiesen wird, wobei eine Klasse einen Aufenthaltsort repräsentiert, und Versetzen mindestens einer Komponente in einem Mobilgerät bedarfsgerecht und/oder umgebungsabhängig in einen ausgewählten Betriebszustand. Mit diesem Verfahren ergeben sich die oben genannten Vorteile und die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit diesem Verfahren gelöst.
• Zur Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems wird ferner ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen.
• Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Benutzerschnittstelle zum Einstellen der Betriebszustände der Komponenten in dem Mobilgerät auf. Über diese Schnittstelle kann der Nutzer mit der Vorrichtung derart interagieren, dass er zunächst ein Frequenzspektrum auswählen kann. Der Nutzer kann dann Betriebszustände der Komponenten des Mobilgeräts auswählen und diese Betriebszustände dem erzeugten Frequenzspektrum zuweisen. Demnach kann jedem Frequenzspektrum ein bestimmter Betriebszustand einer Komponente im Mobilgerät zugewiesen werden. Die Betriebszustände können auch herstellerseitig voreingestellt sein.
• Eine Vorauswahl vorab klassifizierter Frequenzspektren und entsprechend zugeordneter Betriebszustände wird auch als Spektrogramm-Fingerprint bezeichnet. Anhand bekannter gespeicherter Spektrogramm-Fingerprints ist es somit möglich, bestimmte Orte wie zum Beispiel die Wohnung, die Arbeitsstätte, Bahnhöfe, Flughafen, etc. sicher zu erkennen, was wiederum dazu genutzt werden kann, die jeweiligen Komponenten des Mobilgeräts in den dafür geeigneten Betriebszustand zu schalten.
• Die in einer Vorauswahl (Preset) enthaltene Anzahl vorab klassifizierter Frequenzspektren kann herstellerseitig festgelegt sein und/oder von einem Nutzer festgelegt oder erweitert werden. Der Grad der Übereinstimmung eines aktuellen Frequenzspektrums mit einem vorab klassifizierten Frequenzspektrum kann einstellbar sein und von 50% bis 100% Übereinstimmung reichen. Zuverlässige Klassifizierungen werden mit einer Übereinstimmung von 75% und mehr erreicht.
• Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, um verschiedene Frequenzspektren verschiedenen Orten zuzuweisen. Diese Orte können wiederum mit relativen Abständen zueinander angeordnet und auf einer Karte aufgetragen werden. So kann anhand dieser Daten, beziehungsweise bei erneutem Erfassen desselben Frequenzspektrums, die ungefähre Position bestimmt werden. Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung ausgebildet ist, um ein an einem bestimmten Ort erzeugtes Frequenzspektrum zusammen mit Geodaten, wie zum Beispiel GPS-Koordinaten, dieses Ortes zu speichern.
• Die Datenmenge eines Spektrogramms, das heißt die Anzahl der Abtastwerte multipliziert mit der Anzahl der diskreten Frequenzen eines erfassten Frequenzspektrums, ist kleiner als 10000 und vorzugsweise kleiner als 1000. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, dass N die Anzahl diskreter Frequenzen in dem Frequenzspektrum ist, und wobei M die Anzahl der Abtastwerte an den diskreten Frequenzen ist, so dass sich N*M < 10000 und vorzugsweise N*M < 1000 ergibt. Aufgrund der niedrigen Datenmenge (z.B. < 10000 Bits bzw. < 1000 Bits) können die Spektrogramme durch einfache Algorithmen stromsparend ausgewertet werden, ohne dass komplexe Rechenwerke wie in digitalen Signalprozessoren erforderlich sind.
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:
• 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur mobilen Anwendung,
• 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Vorrichtung zur mobilen Anwendung,
• 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die mit einem Mobilgerät verbunden ist,
• 4 ein Blockschaltbild eines hier rein beispielhaft beschriebenen Systems mit einem Tag, einem Speicher und einem Tag-Auslesegerät,
• 5 ein Beispiel für ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugtes kontinuierliches Frequenzspektrum,
• 6 ein diskretisiertes Frequenzspektrum am Beispiel eines für eine Freifläche charakteristischen Frequenzspektrums,
• 7 ein diskretisiertes Frequenzspektrum am Beispiel eines für einen Innenraum charakteristischen Frequenzspektrums,
• 8 ein diskretisiertes Frequenzspektrum am Beispiel eines für ein Dachgeschoss charakteristischen Frequenzspektrums,
• 9 ein diskretisiertes Frequenzspektrum am Beispiel eines für eine Tiefgarage charakteristischen Frequenzspektrums,
• 10 ein diskretisiertes Frequenzspektrum am Beispiel eines für einen Fahrzeuginnenraum charakteristischen Frequenzspektrums,
• 11 eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• 12 ein während einer Bewegung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgezeichnetes Frequenzspektrum, und
• 13 ein Blockschaltbild eines hier rein beispielhaft beschriebenen Systems mit einem Tag, einem Speicher und einer Schnittstelle zu einem Tag-Auslesegerät.
• 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 101 zur mobilen Anwendung. Die Vorrichtung 101 weist einen Frequenzspektrumerzeuger 102 und einen Klassifikator 103 auf.
• Der Frequenzspektrumerzeuger 102 ist ausgebildet, um die an einem momentanen Aufenthaltsort der Vorrichtung 101 vorhandenen Funkwellen, beziehungsweise zumindest einen Teil der dort vorhandenen Funkwellen, zu empfangen.
• Der Frequenzspektrumerzeuger 102 erkennt die jeweiligen Frequenzen beziehungsweise Frequenzanteile der empfangenen Funkwellen und erzeugt daraus ein Frequenzspektrum, in dem zumindest eine dieser Frequenzen beziehungsweise Frequenzanteile vorhanden ist. Der Frequenzspektrumerzeuger 102 erzeugt also ein Aufenthaltsort-spezifisches Frequenzspektrum, das die Frequenzen von dort empfangenen Signalen aufweist.
• Der Klassifikator 103 klassifiziert das erzeugte Frequenzspektrum. Hierfür analysiert der Klassifikator 103 das Frequenzspektrum hinsichtlich der Signalcharakteristik, zum Beispiel hinsichtlich eines Empfangs von Funkwellen bestimmter Frequenzen und/oder bestimmter Signalstärke. In anderen Worten ist der Klassifikator 103 dazu ausgebildet, um ein erzeugtes Frequenzspektrum dahingehend zu analysieren, ob und gegebenenfalls mit welcher Intensität in diesem erzeugten Frequenzspektrum bestimmte Frequenzen auftreten.
• Der Klassifikator 103 teilt ein erzeugtes Frequenzspektrum in eine von mindestens zwei unterschiedlichen Klassen 106, 107 ein. Die Klassifikation, das heißt die Einteilung beziehungsweise Zuordnung eines Frequenzspektrums in eine bestimmte Klasse 106, 107, erfolgt in Abhängigkeit von der zuvor beschriebenen analysierten Signalcharakteristik.
• 2 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung 101 zur mobilen Anwendung. In Block 201 werden zunächst die an einem Aufenthaltsort vorhandenen Funkwellen, beziehungsweise zumindest ein Teil der dort vorhandenen Funkwellen, empfangen.
• Gemäß Block 202 wird daraus ein Frequenzspektrum erzeugt. Dieses Frequenzspektrum enthält zumindest eine der Frequenzen der empfangenen Funkwellen.
• Das Frequenzspektrum wird in Block 203 klassifiziert. Das Ausführungsbeispiel in 2 weist zwei Klassen A und B auf. In dem Pfad 204 wird das Frequenzspektrum in die Klasse A eingeteilt. Gemäß Block 206 findet in diesem Fall also eine Zuweisung des erzeugten Frequenzspektrums in die Klasse A statt.
• In dem Pfad 205 wird das Frequenzspektrum in die Klasse B eingeteilt. Gemäß Block 207 findet in diesem Fall also eine Zuweisung des erzeugten Frequenzspektrums in die Klasse B statt.
• 3 zeigt ein Mobilgerät 309 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 301 zur mobilen Anwendung. Die Vorrichtung 301 ist über eine Schnittstelle 308 mit dem Mobilgerät 309 verbunden. Das Mobilgerät 309 weist mindestens eine Komponente 310 auf. Die Komponente 310 kann in einem ersten und einem zweiten Betriebszustand betreibbar sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 ist ausgebildet, um die mindestens eine Komponente 310 anzusteuern beziehungsweise um das Mobilgerät 309 anzusteuern, das wiederum die Komponente 310 ansteuert.
• Die Vorrichtung 301 weist einen Frequenzspektrumerzeuger 302 auf, der bezüglich Aufbau und Funktion im Wesentlichen dem zuvor mit Bezug auf 1 beschriebenen Frequenzspektrumerzeuger 102 entspricht.
• Die Vorrichtung 301 weist ferner einen Klassifikator 303 auf, der ebenfalls im Wesentlichen dem zuvor mit Bezug auf 1 beschriebenen Klassifikator 103 entspricht. Der Klassifikator 303 ist ausgebildet, um ein erzeugtes Frequenzspektrum zu klassifizieren, wobei der Klassifikator 303 das Frequenzspektrum in eine der beiden Klassen A 306 oder B 307 einordnet.
• Abhängig davon, in welche Klasse 306, 307 der Klassifikator 303 das Frequenzspektrum eingeordnet hat, steuert die Vorrichtung 301 das Mobilgerät 309 erfindungsgemäß derart an, dass die Komponente 310 in dem ersten oder in dem zweiten Betriebszustand betrieben wird.
• 4 zeigt ein hier rein beispielhaft beschriebenes System 400 mit einem Tag 401. Das Tag 401 weist einen Frequenzspektrumerzeuger 402 auf, der bezüglich Aufbau und Funktion im Wesentlichen dem zuvor mit Bezug auf 1 beschriebenen Frequenzspektrumerzeuger 102 entspricht.
• Das System 400 weist einen Speicher 404 zum Speichern eines Frequenzspektrums auf. Der Speicher 404 kann mehrere, zu unterschiedlichen Erzeugungszeitpunkten erzeugte, Frequenzspektren speichern.
• Das System 400 weist einen Tag-Ausleser 405, auch Tag-Auslesegerät, Lesegerät oder Reader genannt, auf. Der Tag-Ausleser 405 ist ausgebildet, um das Tag 401 beziehungsweise den Speicher 404 des Tags 401 auszulesen.
• Der Tag-Ausleser 405 ist ferner ausgebildet, um eine Aufenthaltsinformation des Tags 401 zu einer Zeit an oder zwischen den Erzeugungszeitpunkten eines Frequenzspektrums abzuleiten. Hierfür analysiert der Tag-Ausleser 405 das erzeugte beziehungsweise die erzeugten und aus dem Speicher ausgelesenen Frequenzspektren anhand der Signalcharakteristik, zum Beispiel anhand von einem Empfang von Funkwellen bestimmter Frequenzen und/oder mit bestimmter Signalstärke. In anderen Worten untersucht der Tag-Ausleser 405 ein erzeugtes Frequenzspektrum dahingehend, ob und gegebenenfalls mit welcher Intensität in diesem erzeugten Frequenzspektrum zum Zeitpunkt der Erzeugung bestimmte Frequenzen aufgetreten sind.
• Der Tag-Ausleser 405 kann die Aufenthaltsinformation aus den einzelnen Frequenzspektren ableiten, d.h. jedem zu einem bestimmten Zeitpunkt erzeugtem Frequenzspektrum kann eine Aufenthaltsinformation zugeordnet werden. Der Tag-Ausleser 405 kann eine Aufenthaltsinformation auch aus einem zwischen zwei Erzeugungszeitpunkten liegenden Zeitraum ableiten. Eine derartige Aufenthaltsinformation kann in diesem Fall auch eine Abschätzung der Geschwindigkeit beinhalten, mit der sich das Tag 401 zwischen zwei betrachteten Erzeugungszeitpunkten fortbewegt hat.
• Das Tag 401 ist portabel und zur Anwendung, z.B. zur Identifikation von Gegenständen, an diesen Gegenständen anbringbar. Ein Tag 401 ist eine Vorrichtung zur mobilen Anwendung.
• Gemäß des in 4 dargestellten Beispiels ist der Tag-Ausleser 405 innerhalb des Systems 400 als eine von dem Tag 401 separate Einheit ausgebildet. Der Tag-Ausleser 405 kann einen Klassifikator zum Einteilen der aus dem Speicher 404 des Tags 401 ausgelesenen Daten in unterschiedliche Klassen enthalten. Ein solcher Klassifikator wäre ein, wie zuvor beschriebener, externer Klassifikator.
• Der Tag-Ausleser 405 wird über eine Schnittstelle 406 mit dem Tag 401 verbunden. Die Schnittstelle 406 kann eine drahtlose Schnittstelle sein. Über die Schnittstelle 406 kann der Tag-Ausleser 405 mit dem Tag 401 kommunizieren, das heißt Daten, wie zum Beispiel Daten betreffend die im Speicher 404 hinterlegten Frequenzspektren, können über die Schnittstelle 406 uni- oder bidirektional zwischen Tag 401 und Tag-Ausleser 405 ausgetauscht werden.
• Der Tag-Ausleser 405 kann eine Anzeigevorrichtung 407 aufweisen. Über diese Anzeigevorrichtung 407 können dem Nutzer ausgelesene Daten, unter anderem die erzeugten und gespeicherten Frequenzspektren, angezeigt werden.
• Im Folgenden soll die Funktionsweise anhand einiger in den 5 bis 13 abgebildeter Beispiele näher erläutert werden.
• 5 zeigt beispielhaft ein Diagramm 50 eines kontinuierlichen Frequenzspektrums, wie es mit einem Frequenzspektrumerzeuger 102 erzeugbar ist. Der Frequenzspektrumerzeuger 102 ist hierfür unter anderem als ein breitbandiger Funkempfänger, z.B. als ein Funkscanner ausgebildet. Auf der Abszisse 51 des Diagramms 50 ist beispielhaft ein Frequenzband mit Frequenzen von 300 MHz bis 1000 MHz aufgetragen. Auf der Ordinate 52 sind beispielhaft Signalpegel von 0 bis 90 dBµV aufgetragen.
• Zur Erzeugung des kontinuierlichen Frequenzspektrums wird mindestens ein Frequenzsweep 58 durchgeführt, wobei an dem momentanen Aufenthaltsort der erfindungsgemäßen Vorrichtung 101 nach dort vorhandenen Funkwellen bzw. Funksignalen innerhalb des Frequenzbands (hier: 300 MHz bis 1000 MHz) gescannt wird. Der Frequenzsweep 58 erfolgt von niedrigen zu hohen Frequenzen, dargestellt durch die Richtungspfeile 57.
• Die Erfassung des Frequenzspektrums von tatsächlich vorhandenen Funkwellen kann kontinuierlich erfolgen, wobei der als Funkscanner arbeitende Frequenzspektrumerzeuger 102 den Aufenthaltsort der Vorrichtung 101 entweder kontinuierlich oder intermittierend nach Funkwellen scannt. In letzterem Fall scannt der Frequenzspektrumerzeuger 102 das Frequenzspektrum mehrmals in bestimmten zeitlichen Abständen, die variieren können.
• Der als Funkscanner ausgebildete Frequenzspektrumerzeuger 102 ist vorzugsweise ein sehr energiesparender Funkscanner. Der Frequenzspektrumerzeuger 102 kann beispielsweise als ein abtastender Superheterodynempfänger mit einem verstimmbaren Lokaloszillator zur Durchführung eines Frequenz-Sweeps ausgebildet sein.
• Die Einschaltdauer des Frequenzspektrumerzeugers 102 ist vorzugsweise einige Größenordnungen kürzer als die Abtastperiode. Zum Beispiel kann die Einschaltdauer etwa 100 ns und die Abtastperiode etwa 100 µs betragen. Bei einem ON-Strom von 10 mA ergibt sich so eine mittlere Abtastempfängerstromaufnahme von 10 µA, berechnet aus ON-Strom mal Einschaltdauer geteilt durch Abtastperiode $\left(\frac{100mA\cdot 100ns}{100\mu s}=10\mu A\right).$

  
• Der als Funkscanner ausgebildete Frequenzspektrumerzeuger 102 kann auch als ein Superregenerativempfänger mit verstimmbarem Empfängerschwingkreis zur Durchführung eines Frequenz-Sweeps ausgebildet sein. Ein derartiger Frequenzspektrumerzeuger 102, beziehungsweise Funkempfänger, kann mit Stromaufnahmen unter 400 µA arbeiten.
• Der als Funkscanner ausgebildete Frequenzspektrumerzeuger 102 bietet bei Bedarf eine hohe Aktualisierungsrate, z.B. alle 10 ms (bis zu 100 Mal/Sekunde). Die Aktualisierungsrate kann variabel gewählt werden.
• Der als Funkscanner ausgebildete Frequenzspektrumerzeuger 102 ermöglicht neben der Speicherung von Rohdaten auch die Speicherung von statistisch bearbeiteten Daten mit größerer Gedächtnislänge (z.B. 10 Sekunden, 10 Minuten oder 1 Stunde).
• Der Frequenzspektrumerzeuger 102 ist ferner dazu ausgebildet, um das in 5 dargestellte kontinuierliche Frequenzspektrum zu diskretisieren und zu quantisieren. 6 zeigt beispielhaft ein, in einem Spektrogramm 60 dargestelltes, diskretisiertes Frequenzspektrum. Zur Diskretisierung wird ein kontinuierliches Frequenzspektrum, wie mit Bezug auf 5 erläutert, intermittierend oder kontinuierlich erfasst und mit einem bestimmten Frequenzraster und einer bestimmten Amplitudenauflösung quantisiert und so durch eine endliche Anzahl von Punkten, z.B. in einem in 6 dargestellten diskretisierten Spektrogramm 60, abgebildet. Die Bandbreite pro Frequenzpunkt kann variabel gestaltet werden.
• Die 6 bis 10 zeigen unterschiedliche diskretisierte Frequenzspektren, dargestellt in jeweils einem Spektrogramm, innerhalb eines Frequenzbands zwischen 300 MHz und 1100 MHz. Auf der Abszisse des jeweiligen Spektrogramms sind die Werte der diskreten Frequenzen aufgetragen. Auf der Ordinate des jeweiligen Spektrogramms sind die Werte der Amplitude beziehungsweise die Signalpegel beispielhaft in einem Bereich von 1 bis 6 aufgetragen.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung 101 ordnet jedes der in den 6 bis 10 beispielhaft erläuterten Frequenzspektren in eine bestimmte Klasse ein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Klasse, auf semantischer Ebene, ein bestimmter Ort, im Folgenden auch Szenario genannt.
• Das in 6 abgebildete Spektrogramm 60 zeigt ein Frequenzspektrum mit einer Verteilung von diskreten Frequenzen wie sie für eine Freifläche im Außenbereich charakteristisch sein kann.
• Das in 7 abgebildete Spektrogramm zeigt ein Frequenzspektrum mit einer Verteilung von diskreten Frequenzen wie sie für einen Innenraum eines Gebäudes charakteristisch sein kann.
• Der Klassifikator 103 der Vorrichtung 101 ordnet das in 6 abgebildete Frequenzspektrum in die Klasse „Outdoor“, und das in 7 abgebildete Frequenzspektrum in die Klasse „Indoor“ ein.
• Ändert die erfindungsgemäße Vorrichtung 101 ihre Position, zum Beispiel vom Außenbereich in das Innere eines Gebäudes, so ändert sich in der Regel auch das dort jeweils gemessene Frequenzspektrum dementsprechend. In diesem Fall wird erwartet, dass die Pegel im Allgemeinen kleiner werden. Einzelne Pegel, wie zum Beispiel WLAN, können aber auch größer werden.
• Weiterhin mit Bezug auf die 6 und 7 sollen diese Änderungen der Pegel der diskreten Frequenzen verdeutlicht werden. Eine diskrete Frequenz 10 mit einem Wert von etwa 930 MHz sowie eine diskrete Frequenz 11 mit einem Wert von etwa 950 MHz weisen im Außenbereich, gemäß 6, beide einen Signalpegel der Stärke 5 auf der Ordinate 61 auf. Im Innenbereich, gemäß 7, fallen die jeweiligen Pegel der diskreten Frequenzen 10, 11 um eine ganze Einheit, das heißt auf einen Wert der Stärke 4 ab.
• Eine diskrete Frequenz 12 mit einem Wert von etwa 900 MHz weist im Außenbereich, gemäß 6, einen Signalpegel der Stärke 2 auf der Ordinate auf. Im Innenbereich, gemäß 7, fällt der Pegel der diskreten Frequenz 12 um zwei Einheiten, das heißt auf einen Wert der Stärke 0 ab.
• Eine diskrete Frequenz 13 mit einem Wert von etwa 630 MHz weist im Außenbereich, gemäß 6, einen Signalpegel der Stärke 1 auf der Ordinate 61 auf. Im Innenbereich, gemäß 7, bleibt dieser Pegel der diskreten Frequenz 13 unverändert.
• Eine diskrete Frequenz 14 mit einem Wert von etwa 870 MHz weist im Außenbereich, gemäß 6, einen Signalpegel der Stärke 0 auf der Ordinate 61 auf. Im Innenbereich, gemäß 7, steigt der Pegel der diskreten Frequenz 14 um zwei Einheiten, das heißt auf einen Wert der Stärke 2 an.
• 8 zeigt ein weiteres Spektrogramm 80 eines erzeugten Frequenzspektrums, welches charakteristisch für höhere Lagen sein kann, wie zum Beispiel in einem höheren Stockwerk, im Dachgeschoß oder auf dem Dachboden eines Gebäudes. Der Klassifikator 103 der Vorrichtung 101 teilt dieses Frequenzspektrum beispielsweise in die Klasse „Dach“ ein. Aufgrund der allgemein günstigeren Empfangssituation an solch höher gelegenen Orten liegen die jeweiligen Pegel der diskreten Frequenzen in 8 zu einem Großteil höher als die in 6 abgebildeten Pegel, die auf eine niedriger gelegene Freifläche hindeuten.
• 9 zeigt ein weiteres Spektrogramm eines Frequenzspektrums, welches charakteristisch für Orte mit schlechter Netzabdeckung, wie zum Beispiel ein Kellerraum oder eine Tiefgarage eines Gebäudes, sein kann. Der Klassifikator 103 der Vorrichtung 101 teilt dieses Frequenzspektrum beispielsweise in die Klasse „Tiefgarage“ ein. Die jeweiligen Pegel der diskreten Frequenzen in 9 liegen zu einem Großteil niedriger als die in den 6, 7 und 8 abgebildeten Pegel, die auf bessere Empfangssituationen hinweisen.
• In speziellen Umgebungen können auch charakteristische Störer ausgenutzt werden, um die Frequenzspektren zu klassifizieren. In 10 ist beispielhaft ein Frequenzspektrum in einem Spektrogramm 1000 abgebildet, das charakteristisch für einen Hochgeschwindigkeitszug sein kann. Hierbei auftretende charakteristische Störungen können neben dem zeitlichen Verlauf des Spektrums dazu genutzt werden, um derartige Umgebungen zu klassifizieren. Charakteristische Störer, die charakteristisch für den Aufenthalt in einem Zug sein können, sind beispielsweise die in dem in 10 abgebildeten Spektrogramm 1000 auftretenden Peaks der diskreten Frequenzen im Bereich zwischen 300 MHz und 500 MHz. Der Klassifikator 103 der Vorrichtung 101 teilt dieses Frequenzspektrum beispielsweise in die Klasse „Zug“ ein.
• Wie in den 6 bis 10 gezeigt, kann das Frequenzraster äquidistant sein. Zum Zwecke des erfindungsgemäßen Verfahrens muss das Frequenzraster jedoch nicht äquidistant sein. Es kann lückenhaft sein und muss nicht zusammenhängend oder linear gesweept sein, sondern kann auch zufällig erfolgen.
• Die Reihenfolge der Abtastung der diskreten Frequenzen 10, 11, 12, 13, 14 zwischen einem ersten und einem zweiten Abtastvorgang kann variieren, das heißt die Abtastung muss nicht linear von niedrigen zu hohen Frequenzen, oder umgekehrt, erfolgen. Es kann beispielsweise eine Abtastung innerhalb des Frequenzbands von außen nach innen, das heißt ausgehend von den linken und rechten Grenzwerten des Frequenzbands in äquidistanten oder variierenden Schritten nach innen zu einem Mittelwert des Frequenzbands hin erfolgen. Eine Abtastung kann auch in umgekehrter Richtung, das heißt von innen nach außen erfolgen. Wie bereits erwähnt, kann die Abtastreihenfolge auch zufällig gewählt sein. Derartige nicht-lineare bzw. nicht-äquidistante Abtastreihenfolgen sind dahingehend vorteilhaft, dass Aliasing-Effekte bei der Gewinnung des Spektrogramms unterdrückt werden können.
• Die Einteilung der erfassten Frequenzspektren in die jeweiligen Klassen und die damit verbundene Einteilung in verschiedene Szenarien kann unterschiedlich erfolgen. In einer Ausführungsform führt der Klassifikator 103 die Klassifikation anhand der Signalpegel und einer einfachen Pegelschwelle durch. Wie mit Bezug auf die 6 bis 10 erwähnt, weist jede diskrete Frequenz einen bestimmten Pegelwert zwischen 0 und 6 auf. Ist beispielsweise für die oben erwähnten diskreten Frequenzen 10, 11, 12 eine Pegelschwelle vom Wert 1,50 festgelegt, so überschreiten die Pegel der diskreten Frequenzen 10, 11, 12 diesen Schwellenwert in dem in 6 gezeigten Spektrogramm 60. Dementsprechend teilt der Klassifikator 103 dieses Frequenzspektrum in die Klasse „Outdoor“ ein.
• In 9 hingegen unterschreiten die Pegel der diskreten Frequenzen 10, 11, 12 den zuvor definierten Schwellenwert von 1,50. Dementsprechend teilt der Klassifikator 103 dieses Frequenzspektrum in die Klasse „Tiefgarage“ ein.
• Es wäre auch möglich, akkumulierte Pegel zur Einteilung in unterschiedliche Klassen zu nutzen. So kann beispielsweise festgelegt werden, dass ein Frequenzspektrum genau dann einer bestimmten Klasse zugewiesen wird, wenn eine Auswahl einer bestimmten Anzahl diskreter Frequenzen einen definierten Empfangspegel erreicht oder überschritten hat, z.B. wenn mindestens 20 von 50 Frequenzpunkten einen definierten Empfangspegel von mindestens -50 dBm aufweisen.
• Es kann aber auch eine Pegelschwelle für fest definierte Frequenzen zur Klassifizierung herangezogen werden. So kann beispielsweise festgelegt sein, dass ein Frequenzspektrum genau dann einer bestimmten Klasse zugewiesen wird, wenn eine Empfangspegelschwelle eines bestimmten Rundfunksenders für Radio und Fernsehen, von bestimmten BOS Funkdiensten, Betriebsfunkdiensten, Flugfunk oder dergleichen erreicht beziehungsweise unter- oder überschritten wird.
• Für eine energiesparende statistische Bearbeitung der Daten eignen sich beispielsweise Minimal-, Maximal-, Mittelwerte über einen definierten Zeitraum. Auch die Varianz vom Mittelwert eignet sich für die Datenbearbeitung. Durch das Ablegen der statistisch bearbeiteten Werte (und evtl. einzelnen interessanten Frequenzwerten) anstatt aller gemessener Frequenzpunkte lässt sich die zu speichernde Datenmenge signifikant, d.h. um mehrere Größenordnungen reduzieren.
• 11 zeigt zusammenfassend den Aufbau sowie die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Ein als Funkscanner ausgebildeter Frequenzspektrumerzeuger 102 scannt bzw. sucht nach an einem momentanen Aufenthaltsort vorhandenen Funkwellen. In anderen Worten ausgedrückt scannt der Frequenzspektrumerzeuger 102 in einem begrenzten Umfeld und innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbands den Aufenthaltsort nach entsprechenden Funkwellen, um so die Präsenz von Funkdiensten, wie in Schritt 89 gezeigt, zu detektieren.
• Der Frequenzspektrumerzeuger 102 kann hierfür eine Antenne 91 nutzen. Die Antenne 91 kann mit dem Frequenzspektrumerzeuger 102 verbunden sein. Falls die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Mobilgerät verbunden sein sollte, kann der Frequenzspektrumerzeuger 102 die in dem Mobilgerät verbaute Antenne 91 nutzen.
• Mit Hilfe der Antenne 91 scannt der Frequenzspektrumerzeuger 102 kontinuierlich oder intermittierend ein vorgegebenes Frequenzband, um so die Präsenz von an dem momentanen Aufenthaltsort vorhandenen Funkwellen zu detektieren. Es wird also die Präsenz von an diesem Aufenthaltsort vorhandenen Funkdiensten 89 detektiert. So scannt der Frequenzspektrumerzeuger 102 beispielsweise nach bestimmten Radio-Funksignalen 92, TV-Funksignalen 93, behördlichen Funksignalen (BOS/PMR) 94, Satelliten-Funksignalen (SAT) 95, Mobilfunk-Signalen 96, Funksignalen in ISM-Bändern 97, wie z.B. Funkthermometer, Signalen charakteristischer Störer 98, wie z.B. in einem Zug, WLAN oder Bluetooth 99, sowie nach möglichen weiteren vorhandenen Funksignalen anderer Frequenzen 90.
• Der Frequenzspektrumerzeuger 102 kann mehrere aufeinander folgende Frequenzspektren kontinuierlich oder intermittierend erzeugen. Bei einer intermittierenden Erzeugung von Frequenzspektren, werden diese in bestimmten Zeitintervallen erzeugt. Die intermittierend oder kontinuierlich gemessenen bzw. erzeugten Frequenzspektren 50, die beispielsweise in Form von diskretisierten Frequenzen in Spektrogrammen 60 abgebildet werden können, werden auf die Präsenz von Funkdiensten und charakteristischen Störern hin ausgewertet, z.B. anhand der Pegelstärke einer bestimmten detektierten Frequenz.
• Der Frequenzspektrumerzeuger 102 erzeugt zunächst ein kontinuierliches Frequenzspektrum 30, wie es auch in 3 gezeigt ist. Der Frequenzspektrumerzeuger 102 erzeugt dann ein diskretisiertes Frequenzspektrum 60, wie es mit Bezug auf die 6 bis 10 diskutiert wurde.
• Im folgenden Schritt 88 werden die vom Frequenzspektrumerzeuger 102 erzeugten Frequenzspektren vom Klassifikator 103 klassifiziert, das heißt sie werden in unterschiedliche Klassen oder Szenarien eingeteilt.
• Erfindungsgemäß wird in einem weiteren Schritt 87 ein Mobilgerät 309 derart angesteuert, dass darin vorhandene Komponenten 310 in Abhängigkeit von der gewählten Klasse in einem ersten oder in einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden.
• Ein solches Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 3 näher erläutert. Hier ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 zur mobilen Anwendung mit einem Mobilgerät 309 verbunden. In Abhängigkeit von der jeweils zugewiesenen Klasse steuert die Vorrichtung 301 das Mobilgerät 309 derart an, dass die mindestens eine Komponente 310, wie z.B. ein WLAN-Modul, in einem ersten oder in einem zweiten Betriebszustand betrieben wird.
• In manchen Umgebungen bzw. Situationen kann es vorkommen, dass bestimmte Funktionen des Mobilgeräts 309 nicht oder nur eingeschränkt nutzbar sind. Wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung 301 beispielsweise ein Frequenzspektrum erzeugt, das vergleichbar zu dem in 9 abgebildeten Frequenzspektrum („Tiefgarage“) ist, ist dort oft keine oder zumindest nur eine eingeschränkte Mobilkommunikation möglich. Deshalb kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 das Mobilgerät 309 derart ansteuern, dass das Mobilfunkmodem abgeschaltet wird. Sobald der Frequenzspektrumerzeuger 102 jedoch wieder eine andere Umgebung, das heißt ein anderes charakteristisches Frequenzspektrum, wie beispielsweise in den 6, 7 und 8 abgebildet, feststellt, wird das Mobilfunkmodem wieder eingeschaltet. Dies wäre zum Beispiel dann der Fall, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 die Tiefgarage wieder verlässt.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren werden also demnach dazu genutzt, um in einem Mobilgerät 309 anhand des durch Auswertung der vorhandenen Funkdienste und/oder Störungen gemessenen bzw. erzeugten Frequenzspektrums beispielsweise den momentanen Aufenthaltsort beziehungsweise die Art der Umgebung abzuschätzen. Diese Information wird dann dazu genutzt, um mindestens eine Komponente 310 in dem Mobilgerät 309 bedarfsgerecht und/oder umgebungsabhängig in einen ausgewählten Betriebszustand zu versetzen.
• Ein ausgewählter Betriebszustand kann also eine bedarfs- und/oder umgebungsgerechte Auswahl eines bestimmten Betriebszustands einer Komponente 310, wie z.B. eines Funkmoduls sein. Wenn beispielsweise die an einem Ort vorherrschende Netzabdeckung nicht ausreichend hoch ist, um den jeweiligen Funkdienst nutzen zu können, kann dieser Funkdienst, wie eingangs erwähnt, abgeschaltet werden oder das jeweilige Funkmodul kann in einen Energiesparmodus versetzt oder deaktiviert werden.
• Die Vorrichtung 301 kann hierfür mit dem Energie- und Ressourcenmanagement des Mobilgeräts 309 interagieren, oder durch nutzerspezifische Auswahl eine Komponente 310 in einen Betriebszustand mit geringem Energieverbrauch versetzen, beziehungsweise die Komponente 310 Ein- bzw. Auszuschalten.
• Dies bietet die Möglichkeit einer Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 301 mit geringem Energieverbrauch. Eine solche Realisierung kann vorteilhafter Weise derart erfolgen, dass der gesamte Energieverbrauch der Vorrichtung 301 niedriger ist als der Energieverbrauch der mindestens einen Komponente 310 in einem nicht-klassenbezogenen Betrieb. In anderen Worten wird durch die so gestaltete bedarfsgerechte Ansteuerung der mindestens einen Komponente 310 des Mobilgeräts 309 mehr Energie eingespart als von der erfindungsgemäßen Vorrichtung 301 selbst verbraucht wird. Dies bedeutet, dass, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 mit einem Mobilgerät 309 verbunden ist, die Energieeinsparung durch klassenspezifische Ansteuerung (z.B. selektives Ein-/Ausschalten) der Komponente 310 höher ist als der Energieverbrauch der mit dem Mobilgerät 309 verbundenen erfindungsgemäßen Vorrichtung 301. Zur Spannungsversorgung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 auf den Akkumulator des Mobilgeräts 309 zurückgreifen. Trotz der Spannungsversorgung der Vorrichtung 301 hält der Akkumulator des Mobilgeräts 309 länger, da die Energieeinsparung durch die erfindungsgemäße klassenspezifische Ansteuerung der Komponente 310 höher ist als der Stromverbrauch bei durchgehendem Betrieb der Komponente 310.
• Wie bereits erwähnt, kann eine bestimmte Klasse beziehungsweise ein bestimmtes Szenario einen Aufenthaltsort repräsentieren. Dies soll am Beispiel des Szenarios „Homezone“ näher beschrieben werden, bei dem der Benutzer eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 301 verbundenen Mobilgeräts 309 sein zu Hause betritt.
• Der Benutzer des Mobilgeräts 309 befindet sich zunächst auf der Straße vor seinem Haus. Das dort vorherrschende Frequenzspektrum wird von dem Frequenzspektrumerzeuger 302 erfasst und beispielsweise als Klasse „Outdoor“ klassifiziert. Betritt der Nutzer nun sein Haus, erkennt dies die Vorrichtung 301 wie folgt.
• Der Frequenzspektrumerzeuger 302 erfasst zunächst das im Haus vorherrschende Frequenzspektrum. Das Frequenzspektrum weist Eigenschaften auf, die charakteristisch für den Aufenthaltsort „zu Hause“ sind. Beispielsweise werden WLAN-Netzwerke, Funkthermometer-Signale und weitere Signale von den „zu Hause“ befindlichen Funk-Geräten empfangen. Anhand der bereits zuvor beschriebenen Klassifizierungsverfahren (Signalpegel, Pegelschwelle, etc.) wird dieses charakteristische Frequenzspektrum in die Klasse „Homezone“ eingeteilt. Die Vorrichtung 301 „erkennt“ somit den aktuellen Aufenthaltsort als das zu Hause des Benutzers.
• Die Vorrichtung 301 steuert das Mobilgerät 309 derart an, dass die in dem Mobilgerät 309 vorhandenen Komponenten 310 in einem klassenabhängigen Betriebszustand betrieben werden. So können in der Klasse „Homezone“ zum Beispiel zuvor aktivierte Komponenten 310 wie der GPS-Empfänger und das Navigationssystem ausgeschaltet und andere zuvor deaktivierte Komponenten 310, wie das WLAN-Modul, eingeschaltet werden. Die Komponenten 310 können aber auch in demselben Betriebszustand bleiben, beispielsweise ein Bluetooth-Modul, das sowohl innerhalb als auch außerhalb der „Homezone“ nutzbar ist.
• Vorteilhafter Weise weist die Vorrichtung 301 eine Schnittstelle 311 zu einer Anzeigevorrichtung 304 auf. Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 das Display des Mobilgeräts 309 zur Anzeige von Informationen nutzen.
• Über die Anzeigevorrichtung 304 kann dem Nutzer ein zu einem aktuellen oder zu einem früheren Zeitpunkt erzeugtes Frequenzspektrum angezeigt werden. Falls ein Frequenzspektrum bereits von dem Klassifikator 303 klassifiziert wurde, kann die jeweilige Klasse an der Anzeigevorrichtung 304 ausgegeben werden.
• Die Vorrichtung 301 kann außerdem eine Eingabeschnittstelle 312 zum Verbinden mit einer Eingabevorrichtung 313 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 die Eingabevorrichtung, wie z.B. eine Touchscreen-Einheit, am Mobilgerät 309 verwenden. Über diese Eingabevorrichtung 313 kann der Nutzer ein erzeugtes Frequenzspektrum selbst klassifizieren. So kann der Nutzer beispielsweise ein zu Hause erzeugtes Frequenzspektrum in eine Klasse „Homezone“, ein an einem Flughafen erzeugtes Frequenzspektrum in eine Klasse „Airport“, usw. einteilen.
• Generell können unterschiedliche szenarienabhängige Aktionen am Mobilgerät 309 ausgeführt werden. In Abhängigkeit von der jeweiligen Klasse, die das jeweilige Szenario bestimmt, können Funkdienste, wie zum Beispiel GPS/GNSS an- und abgeschaltet werden. Die Displayhelligkeit kann angepasst werden, so dass z.B. in einem Wohnraum die Helligkeit reduziert wird, während hingegen in einer Tiefgarage die Helligkeit erhöht wird. Ein längerer Aufenthalt in der Tiefgarage wird anhand des zeitlichen Verlaufs des Frequenzspektrums detektiert, und die Helligkeit des Displays kann wieder verringert werden. Auch Telefonprofile können in Abhängigkeit von der Klasse angepasst werden, so dass beispielsweise alle Klingeltöne bei Betreten eines Kinosaals auf lautlos gestellt werden.
• In einem weiteren Ausführungsbeispiel können Rundfunk-Signale dazu verwendet werden, um auf die Region zu schließen, in der sich die Vorrichtung 301 aktuell befindet. Verschiedene Regionen haben in der Regel unterschiedliche Frequenzbelegungsschemata. So unterscheidet sich die Senderbelegung des Rundfunkbands im Großraum München von der Senderbelegung im Großraum Nürnberg.
• Generell lässt sich also mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 101, 301 durch eine spektrale Auswertung der Messdaten bzw. Spektrogramme eine Umgebungsklasse abschätzen. Durch einen Vergleich mit definierten Szenarienmustern lässt sich die Umgebungsklasse schätzen. Mögliche Umgebungsklassen sind beispielsweise:
• • Indoor (z.B. „Homezone“)
• • Outdoor (weiter unterscheidbar in ländliche oder urbane Umgebung)
• • Im Auto
• • In der U-Bahn
• • Im Zug
• • Im Flugzeug
• • Am Flughafen (z.B. „Airport“)
• Diese Unterscheidung kann auch auf einfachen Regeln basieren, z.B. Pegelschwellen, Frequenzintervalle etc. Die Auswertung kann auch auf Basis von statistisch bearbeiten Daten erfolgen.
• Neben der zuvor beschriebenen Einteilung in Klassen, die einen Ort repräsentieren, können solche Klassen auch eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der Vorrichtung 101 repräsentieren.
• Durch Auswertung des zeitlichen Verlaufs der erzeugten Frequenzspektren bzw. Spektrogramme kann z.B. Fading oder Abschattung geschickt ausgenutzt werden, um auf bestimmte Umgebungs- und Bewegungsszenarien, wie z.B. Betreten eines Hochhauses, Fahren mit dem Fahrstuhl und dergleichen zu reagieren, und dabei Geschwindigkeiten von beweglichen Sendern oder vom Träger eines Senders zur erfindungsgemäßen Vorrichtung 101 zu ermitteln. Aus den erfassten Frequenzspektren kann also, wie nachfolgend näher beschrieben, eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 101 geschätzt werden.
• 12 zeigt ein zu diesem Zweck mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 101 kontinuierlich erzeugtes Frequenzspektrum 1200 bei einer betrachteten Frequenz von 182,198 MHz. Auf der Abszisse 1204 ist der Zeitverlauf in Sekunden aufgetragen. Auf der Ordinate 1205 ist der Empfangspegel in dBm aufgetragen.
• Das Frequenzspektrum 1200 weist einen ersten Abschnitt 1202 und einen daran anschließenden zweiten Abschnitt 1203 auf. Der zweite Abschnitt 1203 beginnt ab dem Zeitpunkt 1201, zu dem eine Bewegung der Vorrichtung 101 stattfindet.
• In dem ersten Abschnitt 1202 liegt die Signalstärke bzw. der Pegel des empfangenen Signals bei einem etwa konstanten (d.h. mit einem leichten Grundrauschen aufweisenden) Wert von -38 dBm. In dem zweiten Abschnitt 1203 schwankt der empfangene Pegel mit einem gleichmäßigen Abstand 1206 von etwa 0,95 s zwischen etwa -30 dBm und etwa -46 dBm. Der Abstand 1206 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als der zeitliche Abstand zwischen den beiden Maxima 1207 und 1208 zu verstehen. Dieses Schwanken der empfangenen Pegel wird auch als Pulsieren bezeichnet.
• Das Pulsieren von Spektrallinien fester Frequenz (z.B. beim in Deutschland gut ausgebauten TETRA-BOS-Funksystem bei 380 MHz bis 395 MHz) kann z.B. im urbanen Bereich, wo reflektierende oder absorbierende Objekte (Häuser, Laternen, Ampeln, LKWs, Container, etc.) vorhanden sind, zur Schätzung der Geschwindigkeit verwendet werden. Durch die teilweise Auslöschung bei Multipath-Fading von ankommenden und reflektierten Funkwellen bei einer Frequenz f_RX kann ausgehend von der zeitlichen Periode Δt zwischen zwei benachbarten Referenzpunkten (Minima, Maxima, Nulldurchgänge, etc.) die Geschwindigkeit des Empfängers abgeschätzt werden. Unter der Annahme, dass die Referenzpunkte immer im Abstand $\frac{Wellenl\ddot{a}nge}{2}\left(\frac{\lambda }{2}\right)$

  

  angeordnet sind, gilt mit $$\mathrm{\Delta }s=\frac{\lambda }{2}\text{ sowie }c=\lambda \cdot f_{RX}$$

  

  für die Geschwindigkeit $$v=\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{\lambda }{2\cdot \Delta t}=\frac{c}{2\cdot \Delta t\cdot f_{RX}}$$

  
• 12 zeigt diesbezüglich einen gemessenen Empfangspegelverlauf (in dBm) eines öffentlichen Rundfunksignals bei etwa 182 MHz vor einem dreistöckigen Bürogebäude. Der Frequenzspektrumerzeuger, beziehungsweise das verwendete als Funkempfänger arbeitende Messgerät (Spektrumanalysator mit Aufzeichnung im Zeitbereich) wurde ab t = 5 s (dargestellt durch den Punkt 1201) mit konstanter Geschwindigkeit 15 m gehend bewegt. Durch Anwendung von Formel [a] lässt sich so eine Geschwindigkeit von etwa 0,9 m/s ermitteln.
• Die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Vorrichtung 101, 301, 401 wird in diesem Ausführungsbeispiel also gemäß Formel [a] auf Basis der Signalstärke des Frequenzspektrums 1200 an zumindest der einen erwähnten Frequenz von 182,198 MHz zu aufeinanderfolgenden Erfassungszeitpunkten berechnet. Zum Ausführen dieser Berechnung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 101, 301, 401 einen Berechner auf.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 anhand der beschriebenen Auswertung bzw. Berechnung von Frequenzspektren eine Bewegung eines sich z.B. mit 30 km/h fortbewegenden Kfz detektieren, in dem sich die Vorrichtung 301 befindet. Der Klassifikator 303 der Vorrichtung 301 teilt demnach ein im Fahrzeug aufgenommenes Frequenzspektrum in die Klasse „Fahrzeug“ ein.
• Sofern die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 mit einem Mobilgerät 309 verbunden ist, kann sie entsprechend agieren und beispielsweise das Mobilgerät 309 entsprechend der Klasse „Fahrzeug“ ansteuern. Beispielsweise können die Bedienmöglichkeiten des Mobilgeräts 309 während der Fahrt eingeschränkt oder deaktiviert werden, und eine Sprachsteuerung oder eine Freisprechfunktion kann aktiviert werden. Das Mobilgerät 309 wird somit bedarfs- und umgebungsabhängig angesteuert, was in diesem Fall zur Erhöhung der Fahrsicherheit beitragen kann.
• In einem Ausführungsbeispiel kann die erkannte Geschwindigkeit dazu beitragen, die Umgebung bzw. den Aufenthaltsort (z.B. „Fahrzeug“) einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 101 abzuschätzen. Eine Kombination mit gegebenenfalls vorhandener Sensorik, wie beispielsweise mit einem GPS-Modul, zur Verfeinerung der Ortsschätzung ist ebenfalls denkbar.
• Sowohl die oben beschriebene Auswertung von Frequenzspektren gemäß Formal [a] sowie allgemeine zeitliche Änderungen in erzeugten Frequenzspektren können zur Erkennung von Geschwindigkeiten und/oder verschiedenen Umgebungen genutzt werden. Zeitliche Änderungen bestimmter diskreter Frequenzen, bzw. von deren Signalstärke, können darauf hindeuten, dass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung 101 zwischen zwei bestimmten Orten bewegt. Ein Tracking, d.h. die Nachverfolgung einer zurückgelegten Strecke der Vorrichtung 101, ist somit möglich.
• Ein derartiges Tracking kann vorteilhaft mit dem hier rein beispielhaft beschriebenen System 400 realisiert werden. Ein entsprechendes Beispiel wird nachfolgend, mit Bezug auf 4, beschrieben.
• Das System 400 weist ein Tag 401 auf. Das Tag 401 weist einen Frequenzspektrumerzeuger 402 auf. Der Frequenzspektrumerzeuger 402 erzeugt zu unterschiedlichen Zeitpunkten ein zu dem jeweiligen Erzeugungszeitpunkt vorherrschendes Frequenzspektrum.
• Das Tag 401 weist einen Speicher 404 auf. In dem Speicher 404 können die jeweiligen, d.h. zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugten, Frequenzspektren gespeichert werden.
• Das Tag 401, beziehungsweise der Speicher 404 des Tags 401, kann über eine Schnittstelle 406, wie z.B. eine Drahtlosschnittstelle, am Zielort mit Hilfe eines Tag-Auslesers 405 ausgelesen werden. Durch eine offline-Auswertung der Daten (z.B. Frequenzspektren mit Zeitstempel) können Aufenthaltsinformationen des Tags 401 abgeleitet werden. So können wichtige Aussagen über die Aufenthaltsorte und Aufenthaltszeiten des Tags 401 getroffen werden. Anwendung findet das erfindungsgemäße System 400 unter anderem in der Logistikwirtschaft zur Optimierung von Logistikprozessen.
• Wird zum Beispiel ein Container auf einem Frachtschiff mit einem derartigen Tag 401 auf jedem Stückgut eingesetzt, so wird im Start-Hafen (z.B. New York) ein anderes charakteristisches Frequenzspektrum detektiert als auf hoher See (Spektrum enthält fast keine Signalanteile, evtl. nur schiffseigene Kommunikation). Bei der Ankunft im Ziel-Hafen (z.B. Hamburg) wird das Tag 401 das charakteristische Spektrum, welches in Hamburg vorliegt, erfassen und ein entsprechendes Frequenzspektrum bzw. Spektrogramm erzeugen: beispielsweise DAB- bzw. DVB-T-Rundfunksignale 90, 92, 93, TETRA-Signale (BOS) 94, GSM900 96.
• Sollte ein mit einem Tag 401 versehener Container in der Mitte des Schiffes untergebracht sein, sind die erwarteten Empfangspegel sehr niedrig. Allerdings ist bei Verladung vom Schiff (Löschen) sofort ein Ansteigen der relevanten Signalpegel durch das Tag 401 feststellbar und damit ist die Schätzung der Umgebungsklasse möglich.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Tag 401 an wichtigen sensiblen Geräten angebracht werden, um festzustellen, in welchen Umgebungen das jeweilige mit dem Tag 401 versehene Gerät eingesetzt wurde (z.B. im Freien oder Indoor etc.). So lässt sich beim Auslesen des Tags 401 (z.B. in der Werkstatt) ermitteln, wie, wann und wo das Gerät genutzt wurde. Dadurch kann eine sachgemäße oder eine unsachgemäße Nutzung des Geräts nachgewiesen werden.
• Außerdem ist eine zeitliche Zuordnung im Nachhinein möglich, sofern das Abspeichern der Spektrogramme (oder der statistisch bereinigten Daten) in den Speicher 404 mit Zeitstempel erfolgt. Der Speicher 404 ist vorzugsweise ein nicht-flüchtiger Speicher, wie z.B. ein Flash-EEPROM-Speicher.
• 13 zeigt zusammenfassend ein Blockschaltbild eines beispielhaften Systems 400.
• Das System 400 weist ein Tag 401 auf. Das Tag 401 weist einen mit einem Mikrocontroller 408 verbundenen Frequenzspektrumerzeuger 402 auf. Der Frequenzspektrumerzeuger 402 ist als ein energiesparendes IC (Integrated Circuit) zur Erfassung von Frequenzspektren ausgebildet. Hierfür ist der Frequenzspektrumerzeuger 402 mit einer Antenne 410 verbunden. Der Frequenzspektrumerzeuger 402 ist außerdem mit einem ausreichend großen Flash-EEPROM-Speicher 404, beispielsweise über den energiesparenden Mikrokontroller 408, verbunden. Das System weist ferner eine Schnittstelle 406 auf. Über diese Schnittstelle 406 kann ein Tag-Ausleser 405 mit dem Tag 401 verbunden werden, um mit diesem zu kommunizieren.
• Dieser in 13 dargestellte Aufbau kann als ein System 400 mit einem Tag 401 zur Erfassung von Ortsinformationen über die Zeit verwendet werden. Als Spannungs- bzw. Stromversorgung 409 ist eine Batterie ebenso denkbar wie Energy-Harvesting-Lösungen. Durch eine energiesparende Auslegung des Tags 401 sind regelmäßige Aufzeichnungen des Spektrums (z.B. alle 5 Sekunden) über einen sehr langen Zeitraum möglich.
• Anhand der regelmäßig aufgezeichneten Spektrogramme ist es möglich
• • Region
• • Kontinent
• • See
• • Hafen (evtl. auch Ort)
• • Ladung bewegt (Fahrt)
• • Ladung wird gelöscht (Verladung)
• • Transportmittel (Flugzeug, Schiff See, Binnenschiff, Güterzug, LKW/PKW, Gabelstapler etc..)
zu erkennen.
• Die hierin beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung weist unter anderem folgende Vorteile auf.
• Aus der Art beziehungsweise aus dem Zeitverlauf der Signale lässt sich mit der vorliegenden Erfindung somit unter anderem die Umgebung, der Funkkanal und die Geschwindigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 301 abschätzen.
• In einigen Ausführungsbeispielen kann dies unter anderem dazu genutzt werden, um mindestens eine Komponente 310 in einem Mobilgerät 309 umgebungs- und bedarfsabhängig in einem bestimmten Betriebszustand zu betreiben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 301 beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren sind außerdem zur Implementierung in einer integrierten Schaltung mit sehr niedrigem Stromverbrauch geeignet.
• Durch die erfindungsgemäße Auswertung der Pegel der verschiedenen Sender (Rundfunk, Mobilfunk, WLAN, DECT, etc.) im Spektrogramm kann auf die Lage bzw. die Kanaleigenschaften an diesem Aufenthaltsort geschlossen werden. Werden keine oder nur sehr wenige Sender erkannt, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit auch keine Mobilkommunikation möglich, daher kann dann auch unter Umständen das Mobilfunkmodem ausgeschalten werden.
• Durch eine geeignete Auswertung der gemessenen Spektren kann die grobe Umgebung, in der sich die erfindungsgemäße Vorrichtung 101 befindet, abgeschätzt werden. Es lässt sich nicht nur daraus ableiten, ob die Vorrichtung 101 in einem Kellerraum, in einer Tiefgarage, im Haus oder im Freien ist, sondern es kann auch auf die Art der Umgebung und die Besiedlungsdichte geschlossen werden.
• Diese Information kann dann beispielsweise wiederum dazu genutzt werden, um mindestens eine Komponente 310 in einem Mobilgerät 309 umgebungsabhängig Ein- bzw. Auszuschalten, um so beispielsweise den Energieverbrauch zu reduzieren. So ist es beispielsweise sinnvoll, im Innenbereich das Satellitennavigationssystem auszuschalten, um Strom zu sparen. Sobald jedoch detektiert wird, dass die Vorrichtung 301 wieder im Freien ist, wird das Navigationssystem automatisch wieder eingeschaltet. Vergleichbares ist mit anderen Energieverbrauchern wie WLAN, Mobilfunkmodem, Bluetooth etc. umsetzbar.
• Die durch eine Auswertung eines Spektrogramms ermittelten Daten können aber nicht nur helfen, das Energiemanagement eines Mobilgeräts 309 zu verbessern. Es ist außerdem möglich, die Sicherheit eines Mobilgeräts 309 zu erhöhen, da manche Dienste wie z.B. WLAN, Bluetooth und dergleichen nur dann eingeschaltet werden, wenn sie aus Nutzersicht gebraucht werden.
• Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
• Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer BluRay Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
• Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
• Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahingehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.
• Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.
• Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist. Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahingehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahingehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.
• Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
• Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Claims (24)

1. Vorrichtung (101, 301, 401) zur mobilen Anwendung, aufweisend einen Frequenzspektrumerzeuger (102, 302) zum Erzeugen eines Frequenzspektrums von an einem momentanen Aufenthaltsort der Vorrichtung (101, 301, 401) vorhandenen Funkwellen, wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) ausgebildet ist, um anhand des durch Auswertung von vorhandenen Funkdiensten und/oder Störungen erzeugten Frequenzspektrums den momentanen Aufenthaltsort und/oder die Art der Umgebung abzuschätzen, und einen Klassifikator (103, 303) zum Klassifizieren des Frequenzspektrums derart, dass das Frequenzspektrum einer von mindestens zwei Klassen (106, 107; 306, 307) zugewiesen wird, wobei eine Klasse (106, 107; 306, 307) einen Aufenthaltsort repräsentiert, und wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) ferner ausgebildet ist, um die Information betreffend den momentanen Aufenthaltsort und/oder die Art der Umgebung dazu zu nutzen, um mindestens eine Komponente (310) in einem Mobilgerät (309) bedarfsgerecht und/oder umgebungsabhängig in einen ausgewählten Betriebszustand zu versetzen.
2. Vorrichtung (101, 301, 401) nach Anspruch 1, wobei der Frequenzspektrumerzeuger (102, 302) ausgebildet ist, um Frequenzspektren in einem Frequenzband zwischen 30 kHz und 30 GHz, vorzugsweise zwischen 30 MHz und 30 GHz, mehr bevorzugt zwischen 30 MHz und 5 GHz und besonders bevorzugt zwischen 80 MHz und 1 GHz zu erzeugen.
3. Vorrichtung (101, 301, 401) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Frequenzspektrumerzeuger (102, 302) als ein Funkempfänger mit einem verstimmbaren Lokaloszillator oder als ein Funkempfänger mit einem verstimmbaren Empfängerschwingkreis ausgebildet ist.
4. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Frequenzspektrumerzeuger (102, 302) ausgebildet ist, um intermittierend das Frequenzspektrum zu erfassen.
5. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Frequenzspektrumerzeuger (102, 302) ausgebildet ist, um das Frequenzspektrum an diskreten Frequenzen (10, 11, 12, 13, 14) eines Frequenzrasters seriell abzutasten.
6. Vorrichtung (101, 301, 401) nach Anspruch 5, wobei die Reihenfolge der Abtastung der diskreten Frequenzen (10, 11, 12, 13, 14) zwischen einem ersten und einem zweiten Abtastvorgang variiert.
7. Vorrichtung (101, 301, 401) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Reihenfolge der Abtastung der diskreten Frequenzen (10, 11, 12, 13, 14) zufällig gewählt ist.
8. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klassifikator (103, 303) die Klassifikation anhand von Signalpegeln der Frequenzen (10, 11, 12, 13, 14) innerhalb des Frequenzspektrums durchführt.
9. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klassifikator (103, 303) die Klassifikation anhand der zeitlichen Änderung der Frequenzen (10, 11, 12, 13, 14) innerhalb des Frequenzspektrums durchführt.
10. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) eine Vorauswahl von mindestens einem vorab klassifizierten Frequenzspektrum aufweist.
11. Vorrichtung (101, 301, 401) nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) ausgebildet ist, um ein an einem Aufenthaltsort der Vorrichtung (101, 301, 401) erzeugtes Frequenzspektrum mit dem mindestens einen vorab klassifizierten Frequenzspektrum zu vergleichen.
12. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine vom Klassifikator (103, 303) bestimmte Klasse (106, 107; 306, 307) einen Aufenthaltsort der Vorrichtung (101, 301, 401) repräsentiert und die Vorrichtung (101, 301, 401) eine Schnittstelle (311) zur Anzeige dieses Aufenthaltsortes aufweist.
13. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) eine Benutzerschnittstelle (311) aufweist, die ausgebildet ist, um ein an einem Aufenthaltsort der Vorrichtung (101, 301, 401) erzeugtes Frequenzspektrum einem Benutzer anzuzeigen.
14. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) eine Benutzerschnittstelle (312) aufweist, die ausgebildet ist, um basierend auf einer Eingabe eines Nutzers, ein Frequenzspektrum zu klassifizieren.
15. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Berechner zur Berechnung einer Fortbewegungsgeschwindigkeit der Vorrichtung (101, 301, 401) auf Basis einer Stärke des Frequenzspektrums an zumindest einer vorhandenen Frequenz zu aufeinanderfolgenden Erfassungszeitpunkten.
16. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) eine Schnittstelle (308), insbesondere eine drahtlose Schnittstelle, zum Verbinden und Kommunizieren mit einem externen Gerät (309) aufweist.
17. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) eine Schnittstelle (308) zum Verbinden und Kommunizieren mit einem Mobilgerät (309) mit mindestens einer in einem ersten und in einem zweiten Betriebszustand betreibbaren Komponente (310) aufweist, wobei die Vorrichtung (101, 301, 401) ausgebildet ist, um das Mobilgerät (309) derart anzusteuern, dass die mindestens eine Komponente (310) in Abhängigkeit von der zugewiesenen Klasse (106, 107; 306, 307) wahlweise in dem ersten oder in dem zweiten Betriebszustand betrieben wird.
18. Vorrichtung (101, 301, 401) nach Anspruch 17, wobei die mindestens eine Komponente (310) ein energiebetriebenes Bauteil ist, das in dem ersten Betriebszustand einen höheren Energieverbrauch aufweist als in dem zweiten Betriebszustand.
19. Vorrichtung (101, 301, 401) nach Anspruch 18, wobei das energiebetriebene Bauteil in dem zweiten Betriebszustand deaktiviert ist.
20. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die mindestens eine Komponente (310) ein Dienst ist, der eine Funktion des Mobilgeräts (309) bereitstellt, und der Dienst in dem ersten Betriebszustand aktiv und in dem zweiten Betriebszustand inaktiv ist.
21. Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei das Mobilgerät (309) ein Handy, ein Smartphone, ein Tablet oder ein Notebook ist.
22. Mobilgerät (309) mit einer Vorrichtung (101, 301, 401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
23. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (101, 301, 401) zur mobilen Anwendung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen (201) eines Frequenzspektrums von an einem momentanen Aufenthaltsort der Vorrichtung (101, 301, 401) vorhandenen Funkwellen, Abschätzen des momentanen Aufenthaltsortes und/oder der Art der Umgebung anhand des durch Auswertung von vorhandenen Funkdiensten und/oder Störungen erzeugten Frequenzspektrums, und Klassifizieren (203, 204, 205) des Frequenzspektrums derart, dass das Frequenzspektrum einer von mindestens zwei Klassen zugewiesen wird (206, 207) wobei eine Klasse (206, 207) einen Aufenthaltsort repräsentiert, und Versetzen mindestens einer Komponente (310) in einem Mobilgerät (309) bedarfsgerecht und/oder umgebungsabhängig in einen ausgewählten Betriebszustand.
24. Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 23.

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