DE102016124007A1 - Method for transmitting a message - Google Patents
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Abstract
Der Erfindung, welche ein Verfahren zur Übertragung einer Nachricht betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung einer Nachricht anzugeben, mit welchem ein lokaler Empfang von standortbezogenen dynamischen Informationen mittels eines mobilen Endgeräts erreicht wird. Außerdem sollen die Kosten für den Nutzer gesenkt, die Privatsphäre geschützt, vorhandene Mobilfunknetze entlastet und ein Komfort- und Zeitgewinn für den Nutzer erzielt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Übertragung einer Nachricht, bei welchem eine Übertragung der Nachricht (1) von einem Sender zu einem Empfänger mittels eines Bluetooth Niedrigenergie Verfahrens (BLE) erfolgt, wobei die Nachricht (1) vor dem Senden auf mehrere Segmente (2) aufgeteilt wird und wobei jedes Segment (2) einen dem Segment (2) vorangestellten Header (3) aufweist und jeder Header (3) mindestens eine Angabe zu einer Segment-ID (5) aufweist, wird bei einem Zusammenfügen der aufgeteilten Nachricht (1) die Reihenfolge der Segmente (2) festlegt.The invention, which relates to a method for transmitting a message, has the object of specifying a method for transmitting a message, with which a local reception of location-based dynamic information is achieved by means of a mobile terminal. In addition, the costs for the user are lowered, the privacy protected, relieves existing mobile networks and a comfort and time savings for the user. In the method according to the invention for transmitting a message, in which a transmission of the message (1) from a transmitter to a receiver by means of a Bluetooth low energy method (BLE), wherein the message (1) before sending on several segments (2) where each segment (2) has a header (3) preceding the segment (2) and each header (3) has at least one indication of a segment ID (5), when the divided message (1) is assembled, the Determines the order of segments (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung einer Nachricht, bei welchem eine Übertragung der Nachricht von einem Sender zu einem Empfänger mittels eines Bluetooth Niedrigenergie Verfahrens (BLE) erfolgt, wobei die Nachricht vor dem Senden auf mehrere Segmente aufgeteilt wird und wobei jedes Segment einen dem Segment vorangestellten Header aufweist.The invention relates to a method for transmitting a message, in which a transmission of the message from a transmitter to a receiver by means of a Bluetooth low energy method (BLE), wherein the message is divided into several segments before sending and wherein each segment one the segment prefixed header.
Dieses Dokument beschreibt ein Verfahren zur Übertragung von Nachrichten oder sogenannten Kurznachrichten mittels Bluetooth Niedrigenergie („Bluetooth low energy“/BLE) unter Verwendung sogenannter Anzeigepakete („advertising packets“) im Rundfunk Modus („broadcasting“).This document describes a method for the transmission of messages or so-called short messages by means of Bluetooth low energy (BLE) using so-called "advertising packets" in the broadcasting mode.
Der in dieser Beschreibung genutzte Begriff einer „Kurznachricht“ ist eher allgemein gehalten und weist darauf hin, dass die damit zu übertragenden Informationen von begrenzter Länge sein sollten, in etwa vergleichbar mit einer SMS („Short Message Service“).The term "short message" used in this description is rather general and indicates that the information to be transmitted should be of limited length, similar to a short message service (SMS).
Die Art der Nachrichten oder Informationen, bei welchen sich das Verfahren am sinnvollsten einsetzen lässt, sind standortbezogene, dynamische Informationen. Standortbezogene, dynamische Informationen sind dadurch charakterisiert, dass sie nur an einem bestimmten Ort bzw. einem begrenzten Umkreis und für begrenzte Zeit von Bedeutung sind. Solche Informationen sind beispielsweise daran zu erkennen, dass sie am Ort Ihrer Bedeutung per optischer Anzeige oder auch via akustischer Durchsage übermittelt werden. Dies bedeutet jedoch nicht, dass standortbezogene, dynamische Informationen grundsätzlich an bestehende optische oder akustische Übermittlung gebunden sind. Nachfolgend werden einige Beispiele für derartige standortbezogene, dynamische Informationen beschrieben.The type of news or information that makes the most sense for the process is location-based, dynamic information. Location-based, dynamic information is characterized by being relevant only to a particular location or a limited perimeter and for a limited time. Such information can be recognized, for example, by the fact that they are transmitted at the location of their meaning by optical display or also via acoustic announcement. However, this does not mean that location-based, dynamic information is basically bound to existing optical or acoustic transmission. Some examples of such location-based, dynamic information are described below.
Im Bereich des öffentlichen Personenverkehrs können diese standortbezogenen Informationen beispielsweise geplante und/oder tatsächliche Abfahrts- und/oder Ankunftszeiten, Liniennummern, eine Fahrtrichtung oder ein Fahrtziel, eine Abteil- oder Platzauslastung in einem Verkehrsmittel, eine geplante oder stattfindende Zugeinfahrt, ein aktueller Stand der Abfertigung („Nicht mehr einsteigen“), eine Ausstiegsseite eines Verkehrsmittels, die nächsten Haltestellen, Anschlussmöglichkeiten, eine Anschlusssicherung, eventuell zu erwartende Verkehrsbehinderungen, Lauftext und anderes mehr sein.In the field of public passenger transport, this location-based information, for example, planned and / or actual departure and / or arrival times, line numbers, a direction or a destination, a compartment or space utilization in a means of transport, a planned or held train entrance, a current state of clearance ("No more boarding"), an exit side of a means of transport, the next stops, connection options, connection security, possibly expected traffic delays, scrolling text and more.
In einem Flughafen können derartige standortbezogene Informationen beispielsweise Informationen über einen Abflugplan, einen Boardingstatus, eine Zuordnung der Gates zu den Flugnummern, einen Ankunftsplan mit geplanten und tatsächlichen Zeiten sein.In an airport, such location-related information may be, for example, information about a departure schedule, a boarding status, an assignment of the gates to the flight numbers, an arrival schedule with planned and actual times.
Im Bereich des Handels können Sonderangebote, ein Gutschein/Voucher, eine Speisekarte, Preisanzeigen (z.B. Tankstelle), Kurstafeln (z.B. Börse) und andere Informationen zur Verfügung gestellt werden.In the area of trade, special offers, a voucher / voucher, a menu, price indications (e.g., petrol station), health charts (e.g., stock exchange), and other information may be provided.
Für Nutzer des öffentlichen Verkehrsraums können beispielsweise Staumeldungen, Umleitungsempfehlungen oder eine Verfügbarkeit von Parkplätzen bereitgestellt werden.For users of the public traffic area, for example, traffic jam messages, detour recommendations or the availability of parking spaces can be provided.
Bezüglich lokaler geplanter Veranstaltungen können Interessenten Informationen über Zeitpläne, einen Programmablauf sowie eine aktuelle Auslastung oder Raumbelegung bereitgestellt werden. Bei einer Teilnahme an einer Veranstaltung können Informationen über die aktuell laufende Veranstaltung sowie über die Vortragenden oder Künstler nützlich sein.Concerning local planned events, interested parties can be provided with information about schedules, a program schedule as well as a current occupancy or room occupancy. When participating in an event, information about the current event as well as about the speakers or artists may be useful.
Bei Sportveranstaltungen können Informationen zu einer Mannschaftsaufstellung, Spielergebnisse parallel stattfindender Spiele, Zwischenzeiten sowie Wettkampfergebnisse bereitgestellt werden.At sporting events, information about a team line-up, matches of parallel games, split times and competition results can be provided.
Darüber hinaus können beispielsweise in Warteräumen von Behörden Informationen zu aktuell aufgerufenen Nummern oder Marken einer Warteliste mit oder ohne Informationen zum Weg, um den Schalter oder Raum zu erreichen, bereitgestellt werden. Auch Daten zum aktuellen Wetter, umfassend eine Temperatur, eine Windrichtung oder Windstärke sowie einen Luftdruck können von Interesse sein.In addition, for example, information about currently called numbers or tokens of a waiting list, with or without information about the route to reach the counter or room, may be provided in public authority waiting rooms. Also, data on the current weather, including a temperature, a wind direction or wind force and an air pressure may be of interest.
Zur Ermittlung und Auswertung standortrelevanter Informationen stehen heutzutage mobile Endgeräte, wie beispielsweise Smartphones, Laptops und Tablets mit entsprechenden Applikationen zur Verfügung. Diese ermöglichen es, einem Nutzer auf Fragen wie z.B. „Wo befindet sich das meinem Standort nächstgelegene Restaurant?“, „Wo befindet sich die nächste Haltestelle?“, „Wie komme ich dort hin?“, „Wann fährt von dort der gewünschte Bus?“ usw. Antworten zu erhalten.For the determination and evaluation of location-relevant information, mobile terminals such as smartphones, laptops and tablets with corresponding applications are nowadays available. These enable a user to answer questions such as "Where is the closest restaurant to my location?", "Where is the nearest stop?", "How do I get there?", "When does the bus you want to take from there?" Etc. to get answers.
Voraussetzungen für diesen Service sind üblicherweise ein Einsatz eines Ortungsdienstes wie des globalen Positionsbestimmungssystems GPS oder anderer derartiger Systeme durch das Smartphone des Nutzers sowie eine Datenverbindung zum Internet. Die dauerhafte Aktivierung von Ortungsdiensten wird von vielen Nutzern mobiler Endgeräte als problematisch hinsichtlich ihrer Privatsphäre empfunden. Außerdem führen dauerhaft aktivierte Ortungsdienste aufgrund Ihres erhöhten Energiebedarfes zu kürzeren Akkulaufzeiten. Um beiden Problemen vorzubeugen, können Nutzer Ortungsdienste wahlweise nur dann aktivieren, wenn sie tatsächlich benötigt werden.Requirements for this service are usually a use of a location service such as the global positioning system GPS or other such systems by the user's smartphone and a data connection to the Internet. The permanent activation of location services is perceived by many users of mobile devices as problematic in terms of their privacy. In addition, permanently activated location services lead to shorter battery life due to your increased energy requirements. To prevent both problems, users can locate services optionally only activate when they are actually needed.
Die Aktivierung und Deaktivierung von Ortungsdiensten ist je nach Betriebssystem und Einstellungen mit verschiedenen Hürden und Unbequemlichkeiten verbunden. In einigen Betriebssystemen, wie beispielsweise dem Android 4.4.2 Betriebssystem, kann die Aktivierung und Deaktivierung von Ortungsdiensten über ein Schnellmenü zügig und komfortabel bewerkstelligt werden. Hierfür sind lediglich eine sogenannte Streich- sowie eine Tipp- oder Klickbewegung erforderlich.The activation and deactivation of location services is associated with various hurdles and inconveniences, depending on the operating system and settings. In some operating systems, such as the Android 4.4.2 operating system, the activation and deactivation of location services via a quick menu can be done quickly and easily. For this purpose, only a so-called stroking and a typing or clicking movement are required.
Hingegen fallen bei iOS 9.1 fünf Schritte zur Aktivierung von Ortungsdiensten an, bestehend aus einer Klickbewegung, einer Streichbewegung und drei weiteren Klickbewegungen. Bei einer gewünschten Deaktivierung von Ortungsdiensten kommt beim iOS 9.1-Betriebssystem noch ein extra Bestätigungsklick hinzu. Wenn zwischenzeitlich andere Einstellungen geändert wurden, und wenn der Pfad zur Deaktivierung vom Startbildschirm über das Einstellungsmenü führt, dann sind bei iOS 9.1 sechs Schritte zur Deaktivierung erforderlich.On the other hand, with iOS 9.1 there are five steps to activate location services, consisting of a click action, a swipe, and three more clicks. If you want to disable location services, the iOS 9.1 OS adds an extra confirmation click. If other settings have been changed in the meantime, and if the path to deactivate leads from the start screen via the settings menu, iOS 9.1 requires six steps to deactivate it.
Wurde das Positionsbestimmungssystem GPS über längere Zeit nicht aktiviert und stehen keine alternativen Ortungsinformationen, wie beispielsweise mittels Informationen durch GSM-Basisstation und/oder WLAN-Zugangspunkte, zur Verfügung, oder sind diese deaktiviert, dann kann es bis zu mehreren Minuten dauern, bis der aktuelle Standort hinreichend präzise ermittelt wurde.If the positioning system GPS has not been activated for a long time and no alternative location information is available, such as information provided by the GSM base station and / or WLAN access points, or disabled, then it may take up to several minutes to complete the current one Location was determined with sufficient accuracy.
Eine mobile Datenverbindung zum Internet ist heutzutage für die meisten Nutzer Realität. Hierbei erfolgt aber oft eine Limitierung auf ein bestimmtes monatliches Datenvolumen, was üblicherweise im Mobilfunkvertrag festgeschrieben ist. Prinzipiell ist aber die Möglichkeit einer mobilen Datenverbindung als Voraussetzung für diese und weitere Anwendungen heutzutage unproblematisch.A mobile data connection to the Internet is a reality for most users today. However, this is often limited to a specific monthly data volume, which is usually fixed in the mobile phone contract. In principle, however, the possibility of a mobile data connection as a prerequisite for these and other applications is unproblematic today.
Die Einschränkung auf ein limitiertes Datenvolumen vermitteln dem Nutzer am Anfang eines Monats das Gefühl, sich zunächst keine großen Sorgen über die Datenverbindungen machen zu müssen. Ist das Volumen vorzeitig aufgebraucht, so muss der Nutzer mit stark reduzierter Datenrate auskommen oder die Kosten für ein weiteres Datenvolumen tragen. Sofern die Möglichkeit besteht, könnte sich der Nutzer unterwegs zur Schonung des mobilen Datenvolumens in öffentliche WLAN-Zugangspunkte einbuchen, um eine Datenverbindung zum Internet herzustellen. Dies ist aber häufig mit einer Zeit beanspruchenden Auswahl von Zugangspunkten, Akzeptierung von AGBs, evtl. Eingabe von Zugangscodes und ähnlichen unbequemen Hürden verbunden.The limitation to a limited volume of data gives the user the feeling at the beginning of a month that they do not have to worry about the data connections at first. If the volume is used up prematurely, the user has to make do with a greatly reduced data rate or bear the costs of another data volume. If possible, the user could log in to protect the mobile data volume on public Wi-Fi access points to establish a data connection to the Internet. However, this is often associated with a time-consuming selection of access points, acceptance of terms and conditions, possibly entry of access codes and similar inconvenient hurdles.
Insofern ist es wünschenswert, dass Nutzer Anwendungen zur Verfügung gestellt werden, welche bereits ohne mobile Datenverbindung einen Informationsmehrwert bieten.In this respect, it is desirable for users to be provided with applications which already offer an added value of information without a mobile data connection.
Ebenso wäre es vorteilhaft, wenn der Nutzer weiß, dass die Nutzung einer bestimmten Applikation keinerlei Risiko im Hinblick auf Datenvolumenverbrauch oder weiteren Kosten beinhaltet. Eine hohe Akzeptanz und eine weite Verbreitung derartiger Anwendungen wäre die Folge.It would also be advantageous if the user knows that the use of a particular application does not involve any risk in terms of data volume consumption or other costs. A high acceptance and widespread use of such applications would be the result.
In einem Fall eines Daten-Roamings, bei welchem der Nutzer eine mobile Datenverbindung im Ausland benötigt, spielt der Kostenfaktor eine noch entscheidendere Rolle. Schnell können hierbei unerwartet hohe Kosten entstehen. Dies gilt insbesondere dann, wenn Daten unbemerkt im Hintergrund, also ohne direkte Kenntnis oder Zustimmung eines Nutzers, übertragen werden. Vorsichtige Nutzer deaktivieren deshalb das Daten-Roaming vor einer Auslandsreise. Somit steht keine mobile Datenverbindung zum Internet zur Übermittlung von Daten entsprechender Dienste zur Verfügung.In a case of data roaming in which the user requires a mobile data connection abroad, the cost factor plays an even more crucial role. This can quickly result in unexpectedly high costs. This applies in particular if data is transferred unnoticed in the background, ie without direct knowledge or consent of a user. Careful users therefore disable data roaming before traveling abroad. Thus, no mobile data connection to the Internet for the transmission of data corresponding services is available.
Gerade auf Auslandsreisen ist jedoch der Bedarf an räumlicher Orientierung aufgrund mangelnder Ortskenntnis besonders hoch. Mobile Endgeräte könnten hierbei eine wertvolle Hilfe leisten, wenn sie lokal übermittelte, ortsrelevante Informationen empfangen und anzeigen bzw. weiterverarbeiten könnten, ohne auf eine Internetverbindung angewiesen zu sein.Especially on trips abroad, however, the need for spatial orientation due to lack of local knowledge is particularly high. Mobile devices could provide a valuable help in this case, if they could receive locally transmitted, location-relevant information and display or further processed without being dependent on an Internet connection.
Darüber hinaus könnten entsprechend ausgestattete Applikationen gleich noch die Übersetzungsfunktion abdecken, beispielsweise im öffentlichen Personenverkehr, Namen von Straßen und Plätzen oder auch Verkehrslinien übersetzen, insbesondere dann, wenn es sich um für den Reisenden nicht lesbare Schrift handelt (beispielsweise kyrillisch, chinesisch, japanisch, arabisch u.a.).In addition, suitably equipped applications could equally cover the translation function, for example, translate in public transport, names of streets and squares or traffic lines, especially if it is unreadable for the traveler writing (for example, Cyrillic, Chinese, Japanese, Arabic etc.).
Derartige Anwendungen sind nicht nur bei einer Reise ins Ausland von Interesse. An Orten wie Bahnhöfen, Flugplätzen und ähnlichen, an denen ausländische Reisende die gleichen Orientierungsprobleme haben, ist eine derartige Unterstützung durch standortbezogene dynamische Informationen nutzbringend.Such applications are not only of interest when traveling abroad. In locations such as train stations, airfields and similar, where foreign travelers face the same orientation problems, such support through location-based dynamic information is beneficial.
Ein weiterer Aspekt, völlig unabhängig von einem Aufenthalt im Ausland oder Inland, besteht darin, dass WLAN oder mobile Datenverbindungen zur Übertragung von Daten über das Internet immer auch einen Angriffspunkt für Überwachung der Nutzer bieten. Im Hinblick auf den Schutz der Privatsphäre der Nutzer wäre es aus diesem Gesichtspunkt ebenfalls wünschenswert, wenn in bestimmten Anwendungsfällen Alternativmöglichkeiten existieren, bei welchen auf eine Internetverbindung verzichtet werden kann.Another aspect, regardless of whether you are living abroad or abroad, is that Wi-Fi or mobile data connections to transfer data over the Internet always provide a point of contact for user monitoring. From the point of view of protecting the privacy of users, it would also be desirable, if in certain respects Applications Alternative options exist in which an Internet connection can be dispensed with.
In Fällen, bei denen eine große Anzahl von Nutzern aufgrund Ihres gemeinsamen Aufenthaltsortes oder ihres gemeinsamen Kontextes, beispielsweise bei einer Großveranstaltung, bei einem Sportereignis, in einem Flughafengebäude oder ähnlichem, identische standortbezogene, dynamische Informationen per mobiler Datenverbindung abruft, entstehen hohe Belastungen für das vorhandene Mobilfunknetz. Eine oder wenige Basisstationen müssen die hohe Anzahl von Datenanfragen verarbeiten. Die begrenzte Bandbreite der mobilen Datenverbindung führt zu verringertem Datendurchsatz und zu Wartezeiten für den einzelnen Nutzer. Die Tatsache, dass von vielen Nutzern die gleichen Informationen zur gleichen Zeit angefragt werden, stellt darüber hinaus eine ineffiziente Belastung des Mobilfunknetzes durch hohe Datenredundanz dar. Diese Situation könnte vermieden werden, wenn die gefragten Informationen lokal vor Ort per Funk, für jeden mittels eines mobilen Endgeräts wie einem Smartphone empfangbar, ausgesendet würden. Damit ginge eine Entlastung des Mobilfunknetzes einher.In cases where a large number of users retrieve identical location-based, dynamic information via a mobile data connection because of their common location or context, for example at a major event, sports event, airport terminal or the like, high burdens on the existing one arise mobile network. One or a few base stations have to handle the high number of data requests. The limited bandwidth of the mobile data connection leads to reduced data throughput and waiting times for the individual user. The fact that the same information is requested by many users at the same time also represents an inefficient load on the mobile network due to high data redundancy. This situation could be avoided if the requested information is transmitted locally locally by radio, for each by means of a mobile Endgerät as a smartphone receivable, would be sent out. This would be accompanied by a reduction in the mobile network.
Die Übertragung von Kurznachrichten per Bluetooth Low Energy (BLE) Broadcasting könnte hier Abhilfe schaffen. Aufgrund der vergleichsweise geringen Datenrate des BLE-Broadcasting-Verfahrens im Vergleich zu gängigen mobilen Datenverbindungen, müsste jedoch noch erforscht werden, unter welchen Rahmenbedingungen (z.B. Art von Informationen) und ab welchen quantitativen Randbedingungen die Vorteile des Broadcasting-Verfahrens zum Tragen kämen.The transmission of short messages via Bluetooth Low Energy (BLE) Broadcasting could help here. However, due to the comparatively low data rate of the BLE broadcasting method compared to common mobile data connections, it would still be necessary to investigate under which framework conditions (for example type of information) and from which quantitative boundary conditions the advantages of the broadcasting method would come into play.
Seit mehreren Jahren ermöglichen vielfältige Applikationen für mobile Endgeräte die Verkehrsauskunft und Reiseplanung im Bereich des öffentlichen Personenverkehrs. Im Zuge des Ausbaus und der Modernisierung rechnerischer Betriebsleitsysteme (RBL) lokaler Verkehrsunternehmen sind sogenannte „Datendrehscheiben“ entstanden, welche Fahrpläne und Echtzeitinformationen (z.B. Standort) von Fahrzeugen (z.B. Bus, Tram, Zug, U-Bahn) an zentraler Stelle bündeln und über Internet zur Verfügung stellen. Dies wiederum ermöglicht die Anzeige von Echtzeitinformationen (z.B. Ist-Abfahrt/Verspätungen vs. geplanter Abfahrt, Anschlusssicherung, Verkehrsbehinderung) sowohl auf mobilen Endgeräten (Smartphones) mit (mobiler) Internetverbindung, als auch auf Fahrgastinformationsdisplays an Haltestellen und in Verkehrsmitteln (ebenfalls mobiler Internetzugang vorausgesetzt). Die zunehmende Online-Verfügbarkeit von Echtzeitdaten auch anderer Verkehrsmittel, also z.B. Car-Sharing, Mietfahrrad oder Taxi, führte zum Trend der multimodalen Routenplanung, also einer Reiseplanung von A nach B, bei welcher verschiedene Verkehrsmittel genutzt werden. Mit welcher Dynamik sich dieser Trend fortsetzt, wird sich zeigen.For several years, a wide variety of applications for mobile devices have enabled traffic information and travel planning in the public transport sector. As part of the expansion and modernization of computational operations control systems (RBL) local transport companies so-called "data turntables" have emerged, the timetables and real-time information (eg location) of vehicles (eg bus, tram, train, subway) at a central location and bundle over the Internet provide. This in turn allows the display of real-time information (eg departure / delays vs. planned departure, connection security, traffic obstruction) both on mobile devices (smartphones) with (mobile) Internet connection, as well as on passenger information displays at stops and in means of transport (also mobile Internet access required ). The increasing online availability of real-time data of other means of transport, e.g. Car sharing, rental bike or taxi, led to the trend of multimodal route planning, so a travel planning from A to B, in which various means of transport are used. The dynamics of this trend will be shown.
Applikationen zur Reisplanung von A nach B sind recht hilfreich für unregelmäßig genutzte Verkehrsverbindungen und für anfangs unbekannte Reiserouten. Außerdem ist eine mobile Internetverbindung notwendig, um mögliche Updates der Route, beispielsweise wegen Verspätung, nicht erreichten Anschluss usw., unterwegs empfangen zu können.Applications for rice planning from A to B are quite helpful for irregularly used traffic connections and for initially unknown travel routes. In addition, a mobile Internet connection is necessary in order to be able to receive possible route updates, for example because of delays, missed connections etc., on the way.
Bei regelmäßiger Nutzung gleicher Verkehrsverbindungen, z.B. als Berufspendler, sind Umsteigewege und Verbindungsoptionen bereits bekannt. Es ist unwahrscheinlich, dass ein Pendler jeden Tag seine identische und komplette Reiseplanung per Smartphone abfragt, dabei jedes Mal wertvolle Zeit für die Bedienung der Applikation aufwendet, wenn bereits bekannt ist, wo sich die nächste Haltestelle befindet und wie sie erreichbar ist. Vielmehr wäre ein Pendler daran interessiert, bei Erreichen einer Haltestelle, die geplante, oder besser noch die tatsächliche Abfahrtzeit ohne großen Aufwand bestätigt zu bekommen. Dies wird heutzutage entweder durch Aushangfahrpläne oder durch optische Abfahrtsanzeigen ermöglicht. Insbesondere das Angebot an optische Anzeigetafeln wurde in den letzten 10 bis 15 Jahren vor allem im städtischen Bereich deutlich ausgebaut.With regular use of the same traffic connections, e.g. as a commuter, transfer routes and connection options are already known. It is unlikely that a commuter will ask for his or her identical and complete travel planning on a smartphone every day, spending valuable time on the operation of the application each time, knowing where the next stop is and how to reach it. Rather, a commuter would be interested in getting a stop, the planned, or better yet to get the actual departure time without much effort. This is made possible today either by notice schedules or optical departure displays. In particular, the range of optical scoreboards has been significantly expanded in the last 10 to 15 years, especially in the urban area.
Beispielsweise im Eingangsbereich eines Flughafens befindet sich häufig eine große Anzeigetafel zur Anzeige geplanter Abflüge. Üblicherweise sind darin enthalten: Abflugzeit, Flugnummer, Zielort, Gepäckaufgabeschalter und Statusinformation. Die erste Herausforderung für den Fluggast ist das Finden seines Fluges in einer langen Liste. Mit Hilfe von Referenzinformation wie der geplanten Abflugzeit, dem Zielort oder auch einer Flugnummer ermittelt der Fluggast die korrekte Zeile, um anschließend Statusinformation und Gepäckaufgabeschalter für seinen Flug zu identifizieren.For example, in the entrance area of an airport, there is often a large scoreboard to display scheduled departures. Usually these include: departure time, flight number, destination, baggage claim counter and status information. The first challenge for the passenger is finding his flight in a long list. With the help of reference information such as the planned departure time, the destination or even a flight number, the passenger determines the correct line to subsequently identify status information and baggage drop-off for his flight.
Im Wartebereich befinden sich ebenfalls Informationsdisplays. Sie zeigen die für den Fluggast wichtige Information wie beispielsweise eine Gate-Nummer an oder ob das Gate bereits geöffnet oder noch geschlossen ist.In the waiting area are also information displays. They indicate the passenger's important information such as a gate number or whether the gate is already open or closed.
Der Fluggast ist hierbei folgendermaßen gefordert:
- 1. Identifizierung (Filterung) der korrekten Zeile anhand von Referenzinformationen (Zeit/Ziel/Flugnummer)
- 2. Ablesen von Status und Gate
- 3.
Prozedur bestehend aus 1.und 2. muss regelmäßig wiederholt werden („Polling“), um eine Änderung seines Flugstatus zu erkennen und darauf reagieren zu können.
- 1. Identification (filtering) of the correct line based on reference information (time / destination / flight number)
- 2. Reading status and gate
- 3. Procedures consisting of 1st and 2nd must be repeated regularly ("polling") in order to be able to recognize a change in their flight status and be able to react to it.
Erschwerend kommen in einigen Fällen eine kleine Schriftgröße hinzu sowie die Tatsache, dass sich die absolute Zeile des eigenen Fluges entsprechend abgefertigter Flüge dynamisch ändern kann. To make matters worse in some cases added a small font size and the fact that the absolute line of your own flight according to flights handled can change dynamically.
Während der Aufenthaltszeit im Wartebereich, welche typischerweise in einem Bereich zwischen 30 und 90 Minuten liegt, stellt die regelmäßige Abfragepflicht einen Stressfaktor für den Fluggast dar. Es beschleicht einen das ungute Gefühl, man könne den Flug verpassen, wenn man die Abfrageprozedur zu selten durchführt. Dies zeigt sich daran, dass Sitzplätze mit bequemer Sicht auf ein Informationsdisplay stets zuerst gefüllt sind. Die Angst, Statusänderungen seines Fluges zu verpassen und damit in eine Stresssituation zu geraten, beeinträchtigt die Konsumbereitschaft wartender Fluggäste.During the stay in the waiting area, which is typically in a range between 30 and 90 minutes, the regular query duty is a stress factor for the passenger dar. It makes you feel uncomfortable, you could miss the flight, if you do the polling procedure too rarely. This is reflected in the fact that seats with a comfortable view of an information display are always filled first. The fear of missing status changes in his flight and thus getting into a stress situation affects the willingness to pay of waiting passengers.
Das in der Bluetooth 4.0 Spezifikation beschriebene Advertising im Broadcast Modus ist dafür ausgelegt, Informationen z.B. über das sendende Gerät, dessen Services, Namen etc. auszusenden, ohne eine Rückmeldung vom Empfänger zu erhalten. Ein Advertising Paket muss jedoch nicht zwangsläufig derartige Informationen beinhalten. Die genannte Spezifikation definiert weiterhin die Verwendung herstellerspezifischer Daten (AD-Type = "manufacturer-specific", 0xFF) innerhalb der Advertising Pakete, welche in diesem Verfahren ebenfalls genutzt werden.The broadcast mode advertising described in the Bluetooth 4.0 specification is designed to provide information e.g. via the sending device, its services, name, etc., without receiving any feedback from the recipient. However, an advertising package does not necessarily have to contain such information. The specification also defines the use of manufacturer-specific data (AD-Type = "manufacturer-specific", 0xFF) within the advertising packets, which are also used in this method.
Ein Advertising Paket besteht aus maximal 31 Bytes bzw. Octets. Innerhalb eines Advertising-Paketes reihen sich mehrere Advertising-Data-Strukturen („AD-Strukturen“) aneinander. Das erste Octet einer AD-Struktur gibt die Anzahl der nachfolgenden Octets derselben AD-Struktur an, ohne sich selbst mitzuzählen. Das zweite Octet einer AD-Struktur beschreibt den AD-Typ. Die Definition des AD-Typs kann auf www.bluetooth.org → Specification → Assigned Numbers → Generic Access Profile nachgeschlagen werden. Die verbleibenden Octets einer AD-Struktur bilden die AD-Daten. Die Interpretation der AD-Daten ist über die von BT-SIG spezifizierten AD-Typen möglich.An advertising package consists of a maximum of 31 bytes or octets. Within an advertising package, several advertising data structures ("AD structures") line up. The first octet of an AD structure specifies the number of subsequent octets of the same AD structure without counting itself. The second octet of an AD structure describes the AD type. The definition of the AD type can be found at www.bluetooth.org → Specification → Assigned Numbers → Generic Access Profile. The remaining octets of an AD structure are the AD data. The interpretation of the AD data is possible via the AD types specified by BT-SIG.
Der AD-Typ 0xFF „Manufacturer Specific Data“ (herstellerspezifisch) bildet eine Besonderheit. Bei diesem Typ folgen zunächst zwei Octets, welche den Hersteller (manufacturer) identifizieren. Zugewiesene „Company Identifiers“ können nachgeschlagen werden unter: www.bluetooth.org → Specification → Assigned Numbers → Company Identifiers. Die Bedeutung der AD-Daten einer Manufacturer Specific AD-Struktur sollte vom jeweiligen Hersteller definiert werden. Das im Folgenden beschriebene Verfahren bezieht sich auf derartige herstellerspezifische AD-Daten.The AD-Type 0xFF "Manufacturer Specific Data" (manufacturer-specific) is a special feature. This type is followed by two octets, which identify the manufacturer. Assigned "Company Identifiers" can be consulted at: www.bluetooth.org → Specification → Assigned Numbers → Company Identifiers. The meaning of the AD data of a Manufacturer Specific AD structure should be defined by the respective manufacturer. The method described below relates to such manufacturer-specific AD data.
Das Problem von BT4.0 Advertising/Broadcasting zur Nutzung für Kurznachrichten besteht in der begrenzten Nutzdatenlänge von 31 Bytes pro rohem Advertising packet. Unter Berücksichtigung der Mindestinformationen für die BT-Spezifikation sowie einen „Manufacturer specific header“, bleiben 24 Bytes für die zu übertragenden Nutzdaten übrig. Dies wird als nicht ausreichend für Kurznachrichten erachtet.The problem of BT4.0 Advertising / Broadcasting to use for short messages is the limited user data length of 31 bytes per raw advertising packet. Taking into account the minimum information for the BT specification as well as a "manufacturer specific header", 24 bytes remain for the payload data to be transmitted. This is considered insufficient for short messages.
Bluetooth low energy Beacons (BLE Beacons), auch als Signalfeuer bezeichnet, nutzen bereits heute den Advertising Modus. Üblicherweise werden BLE Beacons im Broadcasting Modus verwendet, d.h. ohne Möglichkeit eines Verbindungsaufbaus von einem Gerät zu dem das Beaconsignal aussendenden Gerät. BLE Beacons senden einen langen, eindeutigen Code (UUID) regelmäßig, ohne dass sich diese UUID ändert, also statisch. Kommt ein mobiles Gerät, wie beispielsweise ein Smartphone, in den Sendebereich eines Beacons, empfängt das mobile Gerät die UUID. Erkennt eine auf dem mobilen Gerät laufende Applikation (App) diese UUID, so können dadurch bestimmte Aktionen innerhalb der Applikation gestartet und/oder Schlüsse über den Standort des Nutzers abgeleitet werden. Aus dem Beacon-Signal abgeleitete Standortinformationen können wiederum als Basis für auf dem Mobilgerät anzuzeigende standortbezogene Informationen oder für anderweitige Datenverarbeitung genutzt werden.Bluetooth low energy beacons (BLE beacons), also known as signal beacons, already use the Advertising mode today. Typically, BLE beacons are used in Broadcasting mode, i. without the possibility of establishing a connection from a device to the device emitting the beacon signal. BLE beacons send a long, unique code (UUID) regularly without this UUID changing, that is static. When a mobile device, such as a smartphone, enters the coverage area of a beacon, the mobile device receives the UUID. If an application (app) running on the mobile device recognizes this UUID, then specific actions within the application can be started and / or conclusions about the location of the user can be derived. Location information derived from the beacon signal may in turn be used as the basis for location-related information to be displayed on the mobile device or for other data processing.
Voraussetzung ist, dass die Applikation die empfangene UUID mit Hilfe einer Datenbasis einem Standort oder einer Einrichtung wie beispielsweise einem Geschäft, Restaurant, Veranstaltungsort, Bahnhof, Verkehrsmittel etc. zuordnen kann. Diese Datenbasis kann entweder in der Applikation hinterlegt sein, oder sie ist online über Internetverbindung abrufbar.The prerequisite is that the application can assign the received UUID with the aid of a database to a location or a facility such as a shop, restaurant, venue, station, means of transport, etc. This database can either be stored in the application, or it can be accessed online via the Internet.
Dies bedeutet, dass BLE Beacons lediglich eine Referenzinformation bereitstellen, nicht jedoch die eigentliche Information, welche dem Nutzer einen tatsächlichen Mehrwert bietet.This means that BLE beacons only provide reference information, but not the actual information that provides the user with real added value.
Zur Erlangung der eigentlichen Mehrwertinformation ist eine Applikation erforderlich, welche die Datenbasis entweder komplett selbst enthält, auf eine zentrale Datenbasis über Internetverbindung zugreift, oder die im Mobilgerät vorgehaltene Datenbasis unter bestimmten Randbedingungen ergänzt oder auf den neuesten Stand bringt. Derartige Randbedingungen können beispielsweise das Vorhandensein einer Internetverbindung oder der aktuelle oder zukünftig erwartete Aufenthaltsort sein.In order to obtain the actual value-added information, an application is required which either completely contains the database itself, accesses a central database via the Internet connection, or supplements or updates the database held in the mobile device under certain boundary conditions. Such boundary conditions may be, for example, the presence of an Internet connection or the current or future expected whereabouts.
Je größer der dynamische Charakter der mehrwertbietenden Informationen ist, also die Häufigkeit des Auftretens der Informationen und ihre Änderungen oder Veränderungen, umso wichtiger ist eine bestehende Internetverbindung des Mobilgerätes in Zusammenhang mit empfangenen BLE Beaconsignalen.The greater the dynamic nature of the bidding information, that is the frequency of occurrence of the information and its Changes or changes, the more important an existing Internet connection of the mobile device in connection with received BLE Beaconsignalen.
Ein Beispiel für eine Aktion innerhalb einer App ist die automatische Anzeige von Restaurant-Speisekarten auf dem Smartphone des Nutzers, sobald dieser in die Nähe des Restaurants kommt. Ebenso kann eine Anzeige von Sonderangeboten und Gutscheinen erfolgen, sobald der Nutzer in die Nähe des entsprechenden Geschäfts kommt. Auch innerhalb eines Geschäfts können durch mehrere entsprechend positionierte BLE Beacons, abteilungsspezifische Sonderangebote oder Produktinformationen auf dem Smartphone angezeigt werden.An example of an action within an app is the automatic display of restaurant menus on the user's smartphone as soon as it comes near the restaurant. Likewise, advertisements and coupons can be displayed as soon as the user comes close to the relevant store. Even within a store, several appropriately positioned BLE beacons, department-specific special offers or product information can be displayed on the smartphone.
Im Gegensatz zu statischen BLE Beacons, welche fortwährend ihre konstante UUID aussenden, existieren auch Anwendungen, welche herstellerspezifische Informationen mittels BLE Advertising senden, deren Inhalt sich je nach Gegebenheit ändert. Beispiele hierfür sind Sensoren für physikalische Größen wie Temperatur, Druck, Helligkeit usw.In contrast to static BLE beacons, which continuously send out their constant UUID, there are also applications which send manufacturer-specific information via BLE Advertising, the content of which changes according to circumstances. Examples include sensors for physical quantities such as temperature, pressure, brightness, etc.
Es ist weiterhin eine Anwendung im öffentlichen Personennahverkehr bekannt, welche BLE Advertising nutzt, um die nächste Bushaltestelle anzuzeigen. Der Sender ist dabei im Bus installiert und sendet fortwährend ein konstantes, kodiertes Advertising Packet, welches der kommenden Haltestelle zugeordnet ist. Sobald auf dem Fahrgastinformationsdisplay und/oder per akustischer Ansage die nächste Haltestelle angekündigt wird, ändert sich auch der Inhalt des fortwährend wiederholten advertising packets (dynamische Information). Die entsprechende Smartphone Applikation kann die kodierten Advertising Pakete empfangen und dekodieren. Dementsprechend wird die kommende Haltestelle nahezu synchron mit Fahrgastinformationsdisplay und akustischer Ansage zusätzlich auf dem Smartphone des Nutzers angezeigt. Als Zusatzfunktion ermöglicht es die Applikation per Button, den Haltewunsch an den Fahrer zu übermitteln. Dies ist gleichwertig mit dem Drücken eines im Bus installierten Haltewunschtasters.There is also a known public transport application that uses BLE Advertising to indicate the nearest bus stop. The transmitter is installed in the bus and constantly sends a constant, coded advertising packet, which is assigned to the next station. As soon as the next stop is announced on the passenger information display and / or by an acoustic announcement, the content of the continuously repeated advertising packets (dynamic information) also changes. The corresponding smartphone application can receive and decode the coded advertising packets. Accordingly, the next stop is displayed in sync with the passenger information display and acoustic announcement in addition to the smartphone of the user. As an additional function, the application allows to send the stop request to the driver via button. This is equivalent to pressing a stop request button installed in the bus.
Auf BLE Ebene wird hierbei kurzzeitig eine Verbindung von Smartphone zum BLE-Sender aufgebaut. Daraus folgt, dass die genutzten Advertising Pakete das entsprechende Flag gesetzt haben, welches einen Verbindungsaufbau erlaubt. In diesem Fall liegt kein reines Broadcasting vor. Da sich die BLE Funkwellen nicht nur im Bus, sondern auch außerhalb ausbreiten, ergibt sich die Möglichkeit, einen Haltewunsch auch von außerhalb, beispielsweise durch an der Haltestelle wartende Fahrgäste, auszulösen. Als Reichweite werden ca. 30 bis 50 Meter beobachtet.At the BLE level, a connection between the smartphone and the BLE transmitter is set up for a short time. It follows that the used advertising packets have set the appropriate flag, which allows a connection. In this case, there is no pure broadcasting. Since the BLE radio waves propagate not only in the bus, but also outside, there is the possibility to trigger a stop request from outside, for example, by waiting at the stop passengers. As range, about 30 to 50 meters are observed.
Eine Eigenschaft des BLE Advertising Modus, welche besonders bei einem dynamischen Informationsgehalt in den Vordergrund tritt, ist eine fehlende Authentifizierung. Prinzipiell ist es einem Angreifer leicht möglich, früher empfangene Advertising Pakete einfach selbst zu senden („Replay Attacke“). Dagegen können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, z.B. diverse Prüfsummen, im Sensor hinterlegte Schlüssel oder auch die Plausibilitätsprüfung des Empfangsortes von Beacon-Signalen. Für letzteres müssten die Ortungsdienste des Mobilgerätes aktiviert werden. Dies stellt aber einen Nachteil für die Privatsphäre des Nutzers dar.A characteristic of the BLE advertising mode, which comes to the fore particularly with a dynamic information content, is a lack of authentication. In principle, it is easily possible for an attacker to simply send previously received advertising packets themselves ("replay attack"). On the other hand, various measures can be taken, e.g. various checksums, keys stored in the sensor or also the plausibility check of the reception location of beacon signals. For the latter, the location services of the mobile device would have to be activated. However, this is a disadvantage for the privacy of the user.
Für die Authentifizierung anhand von Prüfsummen und/oder hinterlegten, konstanten Schlüsseln gilt, dass diese nur so lange sicher sind, bis sie entschlüsselt oder geknackt wurden. Dagegen helfen würde eine dynamische Änderung von Schlüsseln in regelmäßigen Abständen. Dies wiederum würde einen abgesicherten Kanal, welcher verschlüsselt und beidseitig authentifiziert ist, vom Ort der Schlüsselgenerierung bis hin zum Sensor erfordern, welcher zumindest temporär für diesen Zweck verfügbar sein müsste.Authentication using checksums and / or stored, constant keys means that they are only secure until they have been decrypted or cracked. In contrast, dynamic change of keys would help at regular intervals. This, in turn, would require a secure channel which is encrypted and authenticated on both sides, from the location of the key generation to the sensor, which at least temporarily would have to be available for this purpose.
Die typischen Anwendungsfälle („use-cases“) der BT-SIG sehen den Aufbau einer Verbindung zwischen Sensor („Peripheral role“) und Mobilgerät („Central role“) zur Übertragung dynamischer Daten vor. Sobald eine Verbindung aufgebaut ist, stehen von Seiten der Bluetooth Spezifikation entsprechende Sicherheitsmaßnahmen für Authentifizierung, Verschlüsselung usw. zur Verfügung, nicht jedoch für den verbindungslosen Advertising/Broadcasting-Modus.BT-SIG's typical use case calls for a connection between the sensor (peripheral role) and the mobile device (central role) to transmit dynamic data. Once a connection has been established, the Bluetooth specification provides appropriate security measures for authentication, encryption, etc., but not for the connectionless Advertising / Broadcasting mode.
Inwiefern Sicherungsmaßnahmen hinsichtlich Authentifizierung bei BLE Advertising mit dynamischen Informationen heutzutage implementiert sind, lässt sich schwer beurteilen, da es sich, sofern diese Maßnahmen existieren, meist um proprietäre Lösungen handelt. Es liegt nahe, dass die begrenzte Kapazität von Advertising Paketen (max. 31 Bytes), in welche sowohl Protokollinformationen, Sensordaten bzw. dynamische Advertising Informationen sowie Authentifizierungsdaten untergebracht werden müssten, eine Hürde für die Authentifizierung darstellt.The extent to which authentication measures in BLE Advertising with dynamic information are implemented today is difficult to assess, since, if these measures exist, they are mostly proprietary solutions. It stands to reason that the limited capacity of advertising packets (up to 31 bytes), in which both protocol information, sensor data or dynamic advertising information and authentication data would have to be accommodated, represents a hurdle for the authentication.
Gängige Verfahren zur Absicherung der Authentizität und Integrität bilden zunächst eine Prüfsumme der Nachricht, wobei eine derartige Prüfsumme auch als „Hash“ bezeichnet wird. Nachfolgend signieren diese Verfahren die Prüfsumme mittels privatem Schlüssel und hängen schließlich das Ergebnis, also die Signatur, an die Nachricht an. Wird beispielsweise der
Der bekannte Stand der Technik weist mehrere Nachteile auf, welche nachfolgend beschrieben werden.The known prior art has several disadvantages, which are described below.
Zur Ermittlung und zur Anzeige standortbezogener Informationen ist eine mobile Datenverbindung in vielen Fällen nahezu unverzichtbar. Die hierdurch versursachten Kosten sind vor allem bei der Notwendigkeit eines Daten-Roamings, bei welchem ein Mobilfunknetz-Teilnehmers in einem fremden Netzwerk aktiv wird, nicht zu vernachlässigen.In many cases, a mobile data connection is almost indispensable for determining and displaying location-related information. The costs thus incurred are not negligible, especially in the case of data roaming, in which a mobile network subscriber is active in a foreign network.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die über das Internet übertragenen Daten grundsätzlich überwachungsanfällig sind, was dem Bedürfnis nach Privatsphäre widerspricht.A further disadvantage is that the data transmitted via the Internet is fundamentally susceptible to surveillance, which contradicts the need for privacy.
Zur Standortermittlung werden zusätzliche Ortungsdienste wie GPS (Globales Positionsbestimmungssystem) benötigt. Wünschenswert wäre es, wenn eine Standortermittlung wie auch eine Internetverbindung für das Verfahren nicht benötigt werden. Derartige standortbezogene Informationen könnten direkt durch die tatsächliche Anwesenheit vor Ort anonym empfangen werden.Location tracking requires additional location services such as GPS (Global Positioning System). It would be desirable if a location as well as an Internet connection for the process are not needed. Such location-based information could be received anonymously directly by the actual on-site presence.
Die Ermittlung und Anzeige standortbezogener, dynamischer Informationen erfolgt indirekt über primärere Referenzinformationen (Ortsermittlung / BLE Beacon). Die sekundäre, den Mehrwert enthaltende Information wird über eine Internetverbindung abgerufen und angezeigt. Für derartige Mehrwertinformationen geringer Datengröße wäre die Übermittlung von einem Sender am lokalen Standort mit begrenzter Reichweite direkt zum Empfangsgerät wünschenswert. Derart könnte die Effizienz des Verfahrens gesteigert werden und eine Unabhängigkeit von Ortungsdiensten und mobilen Internetverbindungen erreicht werden. Zusätzlich könnte das Mobilfunknetz entlastet werden.The determination and display of location-related, dynamic information takes place indirectly via primary reference information (location determination / BLE Beacon). The secondary information containing the added value is retrieved and displayed via an Internet connection. For such value-added information of small data size, it would be desirable to transmit from a local-site transmitter with limited range directly to the receiving device. In this way, the efficiency of the process could be increased and independence of location services and mobile Internet connections could be achieved. In addition, the mobile network could be relieved.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein Verfahren zur Übertragung einer Nachricht anzugeben, mit welchem ein lokaler Empfang von standortbezogenen dynamischen Informationen mittels eines mobilen Endgeräts erreicht wird. Außerdem sollen die Kosten für den Nutzer gesenkt, die Privatsphäre geschützt, vorhandene Mobilfunknetze entlastet und ein Komfort- und Zeitgewinn für den Nutzer erzielt werden.The object of the invention is now to provide a method for transmitting a message, with which a local reception of location-based dynamic information is achieved by means of a mobile terminal. In addition, the costs for the user are lowered, the privacy protected, relieves existing mobile networks and a comfort and time savings for the user.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 angegeben.The object is achieved by a method having the features according to
Die Nutzung von Bluetooth low energy (BLE) Advertising Datenpaketen zur verbindungslosen Übertragung standortbezogener, dynamischer Informationen oder sogenannten Kurz-Nachrichten, erscheint aufgrund der auf 24 Bytes begrenzten Nutzdatenlänge, als sogenannte „manufacturer specific data“ zunächst wenig sinnvoll.The use of Bluetooth low energy (BLE) advertising data packets for the connectionless transmission of location-related, dynamic information or so-called short messages, appears due to the limited to 24 bytes payload length, as so-called "manufacturer specific data" initially makes little sense.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, eine zu übertragende Nachricht in mehrere Segmente aufzuteilen und zu übertragen. Zu diesem Zweck wird jedes Segment mit spezifischen Headerinformationen versehen, welche es dem Empfänger ermöglichen, ein Segment eindeutig zu identifizieren sowie festzustellen, wann eine Nachricht, also alle zu einer Nachricht zugehörigen Segmente komplett empfangen wurden. Anhand dieser spezifischen Headerinformationen ist das Reproduzieren der Originalnachricht im Empfänger möglich. Da der Sender keine Rückmeldung von den Empfängern über den Empfang von Segmenten sowie deren Vollständigkeit erhält, wird das Senden der Segmente nach einem bestimmten Muster fortwährend wiederholt.The inventive method provides to divide a message to be transmitted in several segments and to transfer. For this purpose, each segment is provided with specific header information which enables the receiver to uniquely identify a segment and determine when a message, ie all segments belonging to a message, have been completely received. Based on this specific header information, it is possible to reproduce the original message in the receiver. Since the transmitter receives no feedback from the receivers about the receipt of segments and their completeness, the transmission of the segments is repeated continuously according to a specific pattern.
Der wesentliche Ansatz der vorliegenden Erfindung besteht somit in einer Aufteilung einer Nachricht in mehrere Segmente entsprechend der maximalen zur Verfügung stehenden Größe von ca. 19 bis 21 Bytes je Segment. Weiterhin erfolgt ein Hinzufügen eines Segmentheaders bzw. Protokolls und eine fortwährende Wiederholung des Sendevorgangs der Segmente nach einem bestimmten Muster, um den Empfang der Segmente bei den Empfängern sicherzustellen.The essential approach of the present invention thus consists in a division of a message into several segments corresponding to the maximum available size of about 19 to 21 bytes per segment. Furthermore, adding a segment header or protocol and continuously repeating the transmission of the segments is done according to a specific pattern to ensure reception of the segments at the receivers.
Die Übertragung von Kurznachrichten, insbesondere standortbezogener, dynamischer Informationen, von einem BLE Sender direkt auf mobile Endgeräte in lokalem Umkreis bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik.The transmission of short messages, in particular location-based, dynamic information, from a BLE transmitter directly to mobile terminals in a local area offers a number of advantages over the prior art.
Für den Nutzer kann eine Kostensenkung durch die Unabhängigkeit von mobiler Datenverbindung erreicht werden.For the user, a cost reduction through the independence of mobile data connection can be achieved.
Der Schutz der Privatsphäre des Nutzers wird verbessert. Dies ist möglich durch den Einsatz von „Privacy by design“ im BLE-Broadcast-Modus, da in dieser Betriebsart keine Möglichkeit zum Aufbau einer Verbindung zwischen dem Sender und dem Empfänger vorgesehen ist. Somit kann der Empfang von Nachrichten durch den Sender technisch auch nicht festgestellt werden.The privacy of the user is improved. This is possible through the use of "privacy by design" in BLE broadcast mode, since in this mode of operation there is no possibility to establish a connection between the transmitter and the receiver. Thus, the reception of messages by the transmitter technically can not be determined.
Das Verfahren arbeitet völlig unabhängig von Ortungsdiensten wie beispielsweise GPS.The method works completely independently of location services such as GPS.
Außerdem werden keine überwachungsanfälligen Daten über das Internet übertragen.In addition, no sensitive data will be transmitted over the Internet.
Das Verfahren ermöglicht außerdem einen Komfort- und Zeitgewinn durch eine Selektion standortrelevanter Daten durch den konkreten Empfangsort anstatt durch zeitaufwändige Bedienung einer zusätzlichen, anderen Applikation auf dem Endgerät des Nutzers. The method also allows a comfort and time savings by selecting location-relevant data through the specific destination instead of time-consuming operation of an additional, different application on the user's terminal.
Außerdem erfolgt eine direkte Übertragung mehrwerthaltiger Informationen, ohne einen Umweg über primäre Referenzdaten (BLE Beacon UUID / Standortermittlung) und sekundäre Datenverbindungen.There is also a direct transfer of multivalued information, without a detour via primary reference data (BLE beacon UUID / location) and secondary data connections.
Das Verfahren ermöglicht eine optionale Filterung von Daten aus einer Vielzahl angebotener Daten. Somit werden nur die für den Nutzer interessierenden Informationen auf seinem Endgerät wie einem Smartphone angezeigt und/oder weiterverarbeitet.The method allows optional filtering of data from a variety of offered data. Thus, only the information of interest to the user is displayed and / or further processed on his terminal like a smartphone.
Aus technischen Gesichtspunkten liegen Vorteile in der Schaffung von Kapazitäten für Nachricht plus Signatur zur Implementierung gängiger Authentifizierungsverfahren. Zusätzlich wird eine Senkung des empfängerseitigen Energiebedarfs durch eine Optimierung der Scanrate, einer Filterung der Daten nach Nachrichtenklassen oder Nachrichtentypen sowie durch eine Nutzung einer Nachrichten-ID erreicht.From a technical point of view, there are advantages in creating message and signature capabilities for implementing common authentication methods. In addition, a reduction of the receiver-side energy requirement is achieved by optimizing the scan rate, filtering the data according to message classes or message types, and by using a message ID.
Weiterhin wird eine Entlastung des Mobilfunknetzes durch eine Vermeidung von zeitgleichen, redundanten Datenabfragen erreicht.Furthermore, a relief of the mobile network is achieved by avoiding simultaneous, redundant data requests.
In der erfindungsgemäßen Lösung wird der bereits beschriebene Ansatz verfolgt, eine Nachricht in mehrere Segmente aufzuteilen und diese sequentiell, fortwährend per BLE Advertising zu senden. Nachfolgend werden die Unterschiede und Vorteile der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit dem aus der
Ein aus dem Stand der Technik bekannter Segmentheader, insbesondere nach der
- 1. Verschiedene Nachrichten lassen sich nicht eindeutig voneinander unterscheiden.
- 2. Die steigende Ineffizienz des Verfahrens bei zunehmender Nachrichtenlänge wird nicht adressiert.
- 3. Das Verfahren liefert dem Empfänger keine Anhaltspunkte zur Optimierung seiner energieintensiven Scanoperationen.
- 4. Fehlende Nachrichtenklassifizierung erschwert Filterung, Erweiterbarkeit und Flexibilität.
- 1. Different messages can not be clearly distinguished.
- 2. The increasing inefficiency of the method with increasing message length is not addressed.
- 3. The method provides the receiver with no evidence to optimize his energy-intensive scanning operations.
- 4. Missing message classification makes filtering, extensibility and flexibility difficult.
Zur Unterscheidung verschiedener aufeinanderfolgender Nachrichten
Zur Lösung der Unzulänglichkeiten in den Punkten 1 bis 3 ist ein zusätzliches Feld im Segmentheader
- • Eindeutige
Unterscheidung verschiedener Nachrichten 1 - • Die Möglichkeit der
Aufteilung langer Nachrichten 1 in Teilnachrichten erlaubt eine Effizienzsteigerung - • Der Empfänger kann energieintensive Scanoperationen pausieren, sobald er alle momentan gesendeten Nachrichten
1 vollständig empfangen hat.
- • Unique distinction of
different messages 1 - • The possibility of splitting
long messages 1 in sub-messages allows an increase in efficiency - • The receiver can pause energy-intensive scan operations as soon as it receives all messages currently being sent
1 has received completely.
Zur Detektion einer neuen Nachricht
Zur Lösung der Unzulänglichkeiten in den Punkten 3 und 4 ist die Aufnahme eines weiteren Feldes in den Segmentheader
Die zuvor erläuterten Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, welche zeigen: The foregoing features and advantages of this invention should be better understood and appreciated after a thorough study of the following detailed description of the preferred non-limiting example embodiments of the invention herein, together with the accompanying drawings, in which:
Unter dem Begriff einer Kurznachricht wird im Sinne des hier beschriebenen Verfahrens eine Nachricht, also ein Datensatz, mit einer Länge von bis zu maximal 200...250 Bytes betrachtet. Längere Nachrichten können verfahrensgemäß auch übertragen werden, allerdings nimmt die Effizienz des beschriebenen Verfahrens mit der Länge einer Nachricht
Verfahrensgemäß soll die Nachrichtenlänge einer zu übertragenden Nachricht
Gemäß der Erfindung erfolgt eine Aufteilung der Nachricht
In der
Im Header
- 1. Nachrichten-ID
4 : ermöglicht Unterscheidung verschiedener Nachrichten - 2. Segment ID
5 : dient der eindeutigen Segment-Identifizierung - 3. Segmentanzahl
6 (Anzahl Segmente der Nachricht1 ): ermöglicht Feststellung der Vollständigkeit im Empfänger - 4. Nachrichtentyp
7 : Klassifizierung des Nachrichteninhaltes, Kennzeichnung eines speziellen Anwendungsfalles, Services, Produkt oder Herstellers, Hinweis auf Nachrichtenformat oder auf weitere Formatangaben innerhalb derNachricht 1 .
- 1. Message ID
4 : allows differentiation of different messages - 2nd segment ID
5 : is used for unique segment identification - 3. Segment number
6 (Number of segments of the message1 ): allows to determine completeness in the recipient - 4. message type
7 : Classification of the message content, identification of a specific use case, services, product or manufacturer, indication of message format or further format information within themessage 1 ,
Im Header
- 1. Nachrichten-ID
4 : ermöglicht Unterscheidung verschiedener Nachrichten - 2. Segment ID
5 : dient der eindeutigen Segment-Identifizierung - 3. Segmentanzahl
6 (Anzahl Segmente der Nachricht): ermöglicht Feststellung der Vollständigkeit im Empfänger - 4. ein der Nachrichten-
ID 4 vorangestellter Segmentheader-Typ
- 1. Message ID
4 : allows differentiation of different messages - 2nd segment ID
5 : is used for unique segment identification - 3. Segment number
6 (Number of segments of the message): allows determination of completeness in the recipient - 4. one of the
message ID 4 prefixed segment header type
In der
Die einzige Unterscheidungsmöglichkeit wäre in solch einem Fall nur noch ein abweichender Company Identifier im advertising paket. Daraus resultiert, dass verschiedene Hersteller abweichende Headerformate verwenden können.The only differentiation would be in such a case only a different company identifier in the advertising package. As a result, different manufacturers can use different header formats.
In den
Für einen Wert von Segmentheadertyp==0 wird eine Segmentheaderlänge von zwei Byte definiert. Wie in
Für einen Wert von Segmentheadertyp==1 wird eine Segmentheaderlänge von drei Bytes definiert. Wie in
Der Nachrichtentyp
Wie in der
Der Nachrichtentyp
Diese Tatsache ermöglicht dem Empfänger eine Filterung nach gewünschten Parametern oder Inhalten. Falls Nachrichtensegmente eines Nachrichtentyps
In einer besonderen Ausgestaltung kann der Nachrichtentyp
Das Verfahren sieht optional die Möglichkeiten einer (authentifizierten) Signatur und/oder Verschlüsselung der Nachricht
Mittels der im Header
Die in einem Sender vorliegende Originalnachricht
Darüber hinaus besteht die Forderung, dass die Nachricht
Unter Laborbedingungen wurde ein Muster ermittelt, welches sowohl jedes Segment
Beispielsweise wird in einem Zeitraster von 100 ms jedes Segment
In der
Es versteht sich, dass ein derartiger Ablauf eines Sendevorgangs nur eine mögliche vorteilhafte Ausführungsform ist. Das beschriebene Verfahren könnte aber auch ohne eine Wiederholung eines Segments
Als eine sinnvolle Alternative erweist sich auch das Multiplexing mindestens zweier verschiedener Nachrichten
In der
Besonders im Hinblick auf eine sinkende Effizienz des Verfahrens bei hoher Nachrichtenlänge, z.B. im Fall langer Listen auf Anzeigetafeln an Flughäfen (Abflug/Landung/Abfertigung), oder im Fall zentraler Abfahrts- oder Ankunftsanzeigen auf Bahnhöfen (Zug/Bus/Straßenbahn), ist das Multiplexing verschiedener Nachrichten
In einem praktischen Test wurden mit den beschriebenen Mustern der
Die unter Laborbedingungen ermittelten Parameter wie Zeitraster, Anzahl der Segmentwiederholungen und Multiplexformen sind nicht als konstant zu verstehen und können an bestimmte Anwendungsfälle oder an praktische Erfordernisse angepasst werden.The parameters determined under laboratory conditions, such as time grid, number of segment repetitions and multiplex forms, are not to be understood as constant and can be adapted to specific applications or to practical requirements.
Vorgesehen ist es, dass eine Nachricht
Um sicherzustellen, dass der Empfänger Advertising Pakete empfangen kann, muss der Empfänger in einem sogenannten Scanmodus arbeiten, in welchem er alle BLE Advertising Pakete von Sendern bzw. Geräten aus seiner Umgebung empfängt. Die empfangenen Pakete werden nach Advertising-Data-Strukturen vom Typ 'manufacturer specific data' durchsucht. Werden entsprechende AD-Strukturen gefunden, und stimmt der Company Identifier mit dem gesuchten Wert (anwendungsspezifisch) überein, so werden diese Daten in einer im Empfänger angeordneten Einheit entsprechend weiterverarbeitet.To ensure that the recipient can receive advertising packets, the receiver must operate in a so-called scan mode in which he receives all BLE advertising packets from transmitters or devices from his environment. The received packets are searched for advertising data structures of the type 'manufacturer specific data'. If corresponding AD structures are found, and if the company identifier matches the sought-after value (application-specific), then these data are processed accordingly in a unit arranged in the receiver.
Als optionaler Schritt wird nun noch anhand des Nachrichtentyps
Die
Zunächst wird anhand der Nachrichten-ID
Im Schritt
Danach prüft der Empfänger im Schritt
Sofern die empfangene Nachricht eine (authentifizierte) Signatur enthält, erfolgt deren Überprüfung ebenfalls nach Feststellung der Vollständigkeit einer Nachricht, also nach Schritt
Das Ergebnis der Signaturprüfung sollte einer höheren Softwareschicht ebenfalls übermittelt werden. Alternativ kann die höhere Softwareschicht den Empfangsalgorithmus anweisen, nur erfolgreich überprüfte Nachrichten an die höhere Softwareschicht zu melden.The result of the signature check should also be transmitted to a higher software layer. Alternatively, the higher software layer may instruct the receiving algorithm to report only successfully verified messages to the higher software layer.
Sofern eine empfangene Nachricht verschlüsselt ist, erfolgt die Entschlüsselung nach der Feststellung der Vollständigkeit einer Nachricht, also nach Schritt
Nachdem der Inhalt der kompletten Nachricht
Die Weiterverarbeitung der empfangenen Nachricht
Der Nachrichtentyp
Wie in der
Wird im Schritt
Nachfolgend wird ein weiterer Aspekt bezüglich des in der Erfindung genutzten Nachrichtenformats einer Nachricht
Eine Nachricht
Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in der
Diese Flags
Das Formatfeld
Das Signaturfeld
Eine im Signaturfeld
Bei der Darstellung in der
Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass das Nachrichtenformat komplett über den Nachrichtentyp
Nachrichten
Informationen bezüglich des Zeichensatzes sind im Nachrichtenheader
Eine solche Kodierung einer Nachricht
Ein Problem des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass der Empfänger die Authentizität und Integrität einer empfangenen Nachricht
Diesem Szenario kann mit einem asymmetrischen Schlüsselpaar, bestehend aus einem privaten und einem öffentlichen Schlüssel, begegnet werden. Der private Schlüssel ist geheim zu halten und liegt im Sender vor. Der öffentliche Schlüssel ist nicht geheim zu halten und liegt im Empfänger vor. Solch ein Schlüsselpaar dient sowohl der Verschlüsselung einer Nachricht
Im Anwendungsfall der Verschlüsselung dient der öffentlicher Schlüssel der Verschlüsselung und der private Schlüssel der Entschlüsselung. Im Anwendungsfall der Authentifizierung wird der private Schlüssel zur Erstellung einer authentifizierten Signatur im Sender verwendet. Der öffentliche Schlüssel ermöglicht hingegen die Überprüfung einer authentifizierten Signatur im Empfänger.In the case of encryption, the public key is used for encryption and the private key for decryption. In the authentication use case, the private key is used to create an authenticated signature in the sender. The public key, however, allows verification of an authenticated signature in the recipient.
In gängigen Authentifizierungsverfahren wird zunächst die Hash-Summe einer Nachricht gebildet, welche anschließend mittels privatem Schlüssel unterschrieben oder signiert wird. Das Ergebnis wird der zu sendenden Nachricht
Im Hinblick auf die Definition einer Kurznachricht mit einer Länge von bis zu 200...250 Byte erscheint eine Kurznachricht geeignet, eine zusätzliche Signatur von 32Bytes mit aufnehmen zu können.With regard to the definition of a short message with a length of up to 200 ... 250 bytes, a short message appears suitable for being able to include an additional signature of 32 bytes.
Für das beschriebene Verfahren der Übertragung von BLE Kurznachrichten wird zunächst der Anwendungsfall Authentifizierung betrachtet. Eine Voraussetzung, damit dieses Verfahren funktionieren kann, ist ein sicherer Kanal vom Ort der Schlüsselerzeugung hin zum Sender, damit der private Schlüssel sicher, das heißt verschlüsselt und gegenseitig authentifiziert, zum Sender gelangen kann, wo er gespeichert wird. Darüber hinaus sind Maßnahmen vorzusehen, welche ein Auslesen des privaten Schlüssels aus dem Sender verhindern. Falls wider Erwarten ein privater Schlüssel bekannt werden sollte, so ist es von Vorteil, wenn der sichere Kanal vom Ort der Schlüsselerzeugung hin zum Sender jederzeit bzw. zeitnah verfügbar ist, um zügig den privaten Schlüssel eines neu generierten Paares zu übertragen und im Sender zu speichern. Somit wird ein ungewollt bekannt gewordener privater Schlüssel durch einen neuen ersetzt, was den Missbrauch des bekannt gewordenen privaten Schlüssels verhindert bzw. das Zeitfenster für eine mögliche missbräuchliche Verwendung minimiert. Falls das ungewollte Bekanntwerden eines privaten Schlüssels nicht oder nur sehr schwierig festgestellt werden kann, so bietet sich die Änderung des Schlüssels in regelmäßigen Zeitintervallen, wie beispielsweise wöchentlich, an.For the described method of transmitting BLE short messages, the application case authentication is considered first. A prerequisite for this method to work is a secure channel from the source of the key to the sender so that the private key can be safely, that is encrypted and mutually authenticated, to the sender where it is stored. In addition, measures must be provided which prevent the private key from being read out of the transmitter. If, contrary to expectations, a private key should become known, it is advantageous for the secure channel to be available at any time from the location of the key generation to the transmitter, in order to quickly transmit the private key of a newly generated pair and store it in the transmitter , Thus, an unintentionally known private key is replaced by a new one, which prevents the misuse of the known private key or minimizes the time window for possible misuse. If the unintentional disclosure of a private key can not be ascertained or can only be determined with great difficulty, then the change of the key can be made at regular time intervals, such as weekly.
Im Anwendungsfall stationärer Informationsanzeigen ist davon auszugehen, dass zumindest temporär eine Datenverbindung besteht, durch welche aktuelle Daten von einem zentralen Datenspeicher hin zur Anzeige übertragen werden. Diese Datenverbindung könnte zusätzlich auch als Kanal für die Übertragung des privaten Schlüssels dienen.In the case of stationary information displays, it can be assumed that at least temporarily there is a data connection through which current data is transferred from a central data memory to the display. This data connection could additionally serve as a channel for the transmission of the private key.
Als Alternative zur Übertragung privater Schlüssel vom Ort der Schlüsselerzeugung hin zum Sender und der damit verbundenen erforderlichen Absicherung des Schlüsselübertragungsweges und der damit verbundenen erforderlichen Maßnahmen gegen Auslesen eines privaten Schlüssels aus dem Sender kann eine Nachricht
Der öffentliche Schlüssel muss vom Ort der Schlüsselerzeugung hin zum BLE-Empfänger übertragen werden. Zwar ist der Schlüssel öffentlich, jedoch muss sich die Quelle des Schlüssels gegenüber dem BLE-Empfänger zur Übermittlung des Schlüssels authentifizieren. Für den Fall, dass der BLE Empfänger ein Smartphone ist, so kann man davon ausgehen, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit zumindest temporär eine Internetverbindung besteht, welche als Kanal für die Übertragung des öffentlichen Schlüssels genutzt werden kann.The public key must be transferred from the place of key generation to the BLE receiver. Although the key is public, the source of the key must authenticate to the BLE receiver to deliver the key. In the event that the BLE receiver is a smartphone, it can be assumed that there is a high probability at least temporarily an Internet connection, which can be used as a channel for the transmission of the public key.
Verschlüsselung ist für den Anwendungsfall öffentlicher Informationsanzeigen zunächst nicht sehr naheliegend, da optisch angezeigte Informationen ebenfalls unverschlüsselt sind. Daher sollten Informationen, welche über BLE Broadcasting ausgesendet werden und welche gleichzeitig für jede Person in Sichtweite optisch lesbar sind, ebenfalls öffentlich, also nicht verschlüsselt, ausgesendet werden.Encryption is initially not very obvious for the application of public information displays, since optically displayed information is also unencrypted. Therefore, information that is sent out via BLE Broadcasting and which at the same time is visually readable by anyone in sight should also be sent out publicly, ie not encrypted.
Trotzdem sind Anwendungsfälle denkbar, in denen der Kreis der Empfangsberechtigten beschränkt werden soll. Beispielsweise, wenn zusätzlich nichtöffentliche Informationen gesendet werden, oder wenn Empfangsberechtigungen nach Gruppen unterschieden werden sollen, oder wenn Kurznachrichten über BLE gesendet werden, ohne das Vorhandensein einer optischen Informationsanzeige oder akustischen Durchsage.Nevertheless, use cases are conceivable in which the circle of recipients is to be limited. For example, if additionally non-public information is sent, or if recipient permissions are to be distinguished by groups, or if short messages are sent via BLE, without the presence of an optical information display or audible announcement.
Das Prinzip der asymmetrischen Verschlüsselung (individuelles Schlüsselpaar je Empfänger) ist für die Anwendung als Broadcasting (ein Sender, Vielzahl von Empfängern – zeitgleich) nicht praktikabel, da der Sender eine Nachricht für jeden Empfänger separat mit dessen öffentlichen Schlüssel verschlüsselt aussenden müsste. Einmal abgesehen vom Aufwand der Schlüsselverwaltung für eine Vielzahl von Empfängern, müsste ein und derselbe Inhalt vielfach wiederholt übertragen werden. Dies widerspricht geradezu dem Broadcasting Prinzip.The principle of asymmetric encryption (individual key pair per receiver) is not practical for the application as broadcasting (one sender, multiple receivers - at the same time), since the sender would have to send a message encrypted separately for each recipient with its public key. Apart from the expense of key management for a large number of recipients, one and the same content would have to be transmitted repeatedly in many cases. This contradicts the broadcasting principle.
Wesentlich praktikabler ist die Anwendung einer symmetrischen Verschlüsselung, also die Verwendung ein und desselben Schlüssels zur Ver- und Entschlüsselung.Much more practical is the application of a symmetric encryption, so the use of the same key for encryption and decryption.
Für die Schlüsselverteilung gilt das gleiche wie im Abschnitt „Authentifizierung durch Signatur“ ausgeführt. Ergänzend kommt hinzu:
- • ein symmetrischer Schlüssel darf nur an berechtigte BLE Empfänger übertragen werden,
- • die Übertragung eines symmetrischen Schlüssels zum BLE Sender darf nur nach gegenseitiger Authentifizierung erfolgen und muss verschlüsselt durchgeführt werden,
- • sowohl für einen im BLE Sender als auch für einen im BLE Empfänger gespeicherten symmetrischen Schlüssel sind Maßnahmen gegen unbefugtes Auslesen vorzusehen.
- • a symmetric key may only be transferred to authorized BLE receivers,
- • the transmission of a symmetric key to the BLE transmitter is only allowed after mutual authentication and must be encrypted,
- • Measures against unauthorized reading must be provided both for a symmetric key stored in the BLE transmitter and for a symmetric key stored in the BLE receiver.
Die Scanate beschreibt, wie häufig sich ein BLE Empfänger pro Zeiteinheit im Scanmodus befindet. Da der Scanmodus mit erhöhtem Energiebedarf verbunden ist, empfiehlt es sich, die Häufigkeit des Scanmodus auf ein notwendiges Minimum zu beschränken.The scan rate describes how often a BLE receiver is in scan mode per unit of time. Since the scanning mode is associated with increased energy requirements, it is recommended to limit the frequency of the scan mode to a necessary minimum.
Während des Empfangs einer BLE Kurznachricht sollte eine hohe bzw. die maximal mögliche Scanrate vorliegen, um die komplette Nachricht möglichst schnell zu empfangen. Anhand verschiedener Faktoren kann nach dem Empfang einer kompletten Nachricht entschieden werden, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, im Augenblick noch weitere, den Nutzer interessierende Nachrichten zu empfangen. Ist diese Wahrscheinlichkeit gering, dann sollte die Scanrate reduziert werden. Wenn sich genannte Faktoren ändern und im Ergebnis eine höhere Wahrscheinlichkeit für interessante Nachrichten vorliegt, dann sollte auch die Scanrate erhöht werden. Sobald ein Segment
Die Faktoren, welche die Wahrscheinlichkeit interessanter Nachrichten
Angenommen, die Ankunftszeiten werden einmal pro Minute aktualisiert. Nach Empfang der ersten interessanten Nachricht bei Eintreffen am Bahnsteig kann die Scanrate auf z.B. 5 Sekunden aller 20 Sekunden reduziert werden. Mit der Aktualisierung der Anzeige ändert sich auch die Nachrichten-ID
Befindet sich der Nutzer schließlich im Zug und ist zu erwarten, dass sich auch innerhalb des Zuges Anzeigen mit BLE-Sendern befinden, dann sollte für ein Zeitfenster nach dem Einstieg (z.B. 1 Minute) zunächst eine erhöhte Scanrate beibehalten werden mit dem Ziel, die Kennung des Zuges als BLE Nachricht zu empfangen, beispielsweise zur Bestätigung, dass der Nutzer sich im richtigen Zug befindet. Danach kann die Scanrate wieder reduziert werden, denn man kann annehmen, dass bis zum nächsten Halt oder bis kurz vor geplantem Ausstieg nur wenige den Nutzer interessierenden Nachrichten (z.B. Liste kommender Haltestellen) zeitnah empfangen werden müssen. Kurz vor geplantem Ausstieg sollte die Scanrate erhöht werden, um den Nutzer rechtzeitig auf den Ausstieg an der kommenden Haltestelle hinzuweisen, sofern er dies wünscht.If the user is finally on the train and it is to be expected that ads with BLE stations are also located within the train, then for a time window after the entry (
Das Interesse des Nutzers lässt sich möglicherweise auch davon ableiten ob sich sein mobiles Endgerät wie ein Smartphone in der Tasche befindet oder in der Hand. Verschiedene Sensoren des Smartphones, z.B. Lichtsensor oder Beschleunigungssensor, können Hinweise darauf geben.The user's interest may also be derived from whether his mobile device is in his pocket like a smartphone or in his hand. Various sensors of the smartphone, e.g. Light sensor or accelerometer, can give clues.
Zusammenfassend seien ausgewählte Beispielfaktoren genannt, welche zur Optimierung der Scanrate herangezogen werden können:
- • Inhalt und Headerinformationen bisher empfangener BLE-Nachrichten
- • Nachrichten-
ID 4 und/oder Nachrichten-Typ 7 empfangener Segmente von BLE-Nachrichten - • Anwendungskontext (App)
- • Aufenthaltsort des Nutzers
- • Sensoren des Smartphones (Beschleunigungsaufnehmer, Lichtsensor, etc.)
- • Informationen, welche von anderen BLE Beacons stammen.
- • Content and header information of previously received BLE messages
- •
Message ID 4 and / ormessage type 7 received segments of BLE messages - • Application Context (App)
- • Whereabouts of the user
- • sensors of the smartphone (accelerometer, light sensor, etc.)
- • Information that comes from other BLE beacons.
Nachfolgend werden die Möglichkeiten der Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert. Für den Fall eines ortskundigen Reisenden bzw. Pendlers sind die nachfolgenden Informationen vorgesehen: Bestätigung tatsächlicher Abfahrtszeiten bei Erreichen einer Haltestelle, Minimierung von Wartezeiten durch frühzeitige Auswahlmöglichkeit verschiedener Reiseoptionen bereits bei Betreten eines Bahnhofs. Erhält der Reisende die Information, dass die U-Bahn in
Für den Fall eines Nutzers einer Reisplanungs-Applikation ermöglicht die Integration des BLE-Verfahrens in die Applikation ein oder mehrere dynamische Updates durch BLE-Sender an Umsteigepunkten oder in Verkehrsmitteln, entsprechend des tatsächlichen Reiseverlaufes. Beispielsweise, wenn das richtige Verkehrsmittel betreten wurde, erscheint auf dem Smartphone die Meldung „Sie befinden sich im richtigen Zug, S3 Richtung <Ziel>“; oder Hinweise „Ausstieg in <n> Stationen“.In the case of a user of a travel planning application, the integration of the BLE procedure into the application enables one or more dynamic updates by BLE stations at transfer points or in means of transport, corresponding to the actual travel course. For example, when the right mode of transport has been entered, the smartphone will display the message "You are on the right train, S3 direction <Destination>"; or notes "Exit in <n> stations".
Im Personenverkehr ergeben sich weitere Vorteile für Fahrgäste mit Kurzsichtigkeit oder Seheinschränkungen. Solche Nutzergruppen müssen sich nicht mehr bis in unmittelbare Nähe vor eine optische Anzeige begeben, um die angezeigten Daten zu entziffern. Text-to-Speech Funktionen auf Smartphones können die über BLE empfangenen Informationen außerdem akustisch für Sehbehinderte ausgeben.In passenger transport, there are other benefits for passengers with myopia or visual impairments. Such user groups no longer have to go in the immediate vicinity of a visual display to decipher the displayed data. Text-to-speech features on smartphones can also audibly output the information received through BLE to the visually impaired.
Aber auch andere Nutzergruppen profitieren vom frühen Empfang von Fahrgastinformationen per BLE im Vergleich zu Anzeigedisplays: es wird dadurch nicht mehr nötig, sich mit Gepäck, Kind und Kegel durch Menschenmengen, beispielsweise in Wartebereichen oder auf Bahnsteigen, zu kämpfen, um eine Anzeigetafel oder ein Informationsdisplay zu erreichen. Daraus resultieren Zeiteinsparung und Komfortsteigerung. Die gewonnene Zeit kann dazu führen, dass sich der Fahrgast während der Wartezeit Konsumwünsche erfüllt, wie beispielsweise eine Zeitung, einen Snack, einen Kaffee etc. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Applikation den Fahrgast auf entsprechende Überbrückungsmöglichkeiten seiner Wartezeit hinweist, beispielsweise mit über BLE empfangenen Produktinformationen lokaler Händler, wie „Sie haben noch 10 min Zeit bis Ihr Zug fährt. Jetzt bei XYZ im Angebot: ABC für 1,23 €“. Die genaue Kenntnis der verbleibenden Wartezeit lässt sich ebenfalls zur Alarmierung und Aufforderung des Fahrgastes nutzen, sich rechtzeitig auf den richtigen Bahnsteig zu begeben.But other groups of users also benefit from the early arrival of passenger information via BLE compared to display displays: there is no longer any need to struggle with crowds, for example in waiting areas or on platforms, around a display board or an information display to reach. This results in time savings and increased comfort. The time gained can lead to the passenger fulfilling consumer wishes during the waiting period, such as a newspaper, a snack, a coffee, etc. It is also conceivable that the application points out the passenger to appropriate bridging possibilities of his waiting time, for example with BLE received local dealer product information, such as "You have 10 minutes left before your train leaves. Now at XYZ on offer: ABC for € 1.23 ". The exact knowledge of the remaining waiting time can also be used to alert and prompt the passenger to get to the right platform in good time.
Bei dem weiter oben beschriebenen Flughafenszenario können Fluginformationen, die zusätzlich zur optischen Anzeige auch per BLE gesendet werden, den Fluggast mit entsprechender Smartphone Applikation bei den folgenden Aufgaben entlasten:
- • Filterung des eigenen Fluges nach vorher eingegebenen Referenzinformationen (Abflugzeit / Ziel / Flugnummer) oder nach einer Auswahl über per BLE empfangener Liste bei Ankunft am Flughafen. Dadurch erübrigt sich die wiederholte manuelle Suche auf einem vorhandenen Informationsdisplay. Außerdem werden für den Fluggast unwichtigen Informationen anderer Flüge weggelassen.
- • Anzeige von Fluginformationen des selektierten Fluges auf dem Smartphone-Display des Nutzers. Dies erübrigt das regelmäßige Aufsuchen und Ablesen eines Informationsdisplays (Polling).
- • Automatische Abfrage (Polling) im Hintergrund, Erinnerung/Alarmierung des Fluggastes bei Statusänderung, somit erübrigen sich manuelle Abfrage komplett.
- • Filtering your own flight according to previously entered reference information (departure time / destination / flight number) or after selecting via BLE received list on arrival at the airport. This eliminates the need for repeated manual searches on an existing information display. In addition, for the passenger unimportant information of other flights omitted.
- • Display of flight information of the selected flight on the user's smartphone display. This eliminates the need to regularly visit and read an information display (polling).
- • Automatic query (polling) in the background, reminder / alarm of the passenger with status change, so manual query completely unnecessary.
Genannte Entlastungen führen zum Abbau des Stressfaktors, welcher bislang durch regelmäßige Abfragepflicht des Fluggastes bedingt ist. Ein beruhigter Fluggast ist grundsätzlich konsumbereiter als ein beunruhigter. Durch die Kenntnis der bevorstehenden Wartezeit, können dem wartenden Fluggast außerdem passende Produkt-, Service- oder Gastronomieinformationen vorgeschlagen werden, welche ebenfalls als BLE Nachrichten zur Verfügung stehen.Such discharges lead to the reduction of the stress factor, which has so far been conditioned by the passenger's regular duty of inquiry. A reassured passenger is generally more willing to consume than a troubled one. By knowing the upcoming waiting time, the waiting passenger can also be offered suitable product, service or gastronomy information, which is also available as BLE messages.
Die Unabhängigkeit des BLE Verfahrens von einer Datenverbindung gewinnt besonders in einem Flughafen-Szenario an Bedeutung: Hier wäre die Wahrscheinlichkeit hoher Daten-Roaming Gebühren für Fluggäste besonders hoch.The independence of the BLE method from a data connection is becoming increasingly important in an airport scenario: Here, the likelihood of high data roaming charges for passengers would be particularly high.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Nachricht/Originalnachricht Message / original message
- 22
- Segment/Nutzdatensegment Segment / data segment
- 33
- Header/Segmentheader Header / segment header
- 44
- Nachrichten-ID/Message-ID Message ID / message ID
- 55
- Segment-ID Segment ID
- 66
- Segmentanzahl segment number
- 77
- Nachrichtentyp message type
- 88th
- Nachrichtenheader message header
- 99
- Signaturfeld signature field
- 1010
- Formatfeld format field
- 1111
- Flags flags
- 1212
-
Prüfung Nachrichten-ID vorhanden, Schritt
12 Check message ID available,step 12 - 1313
-
Reservierung für Pufferspeicher, Schritt
13 Reservation for cache,step 13 - 1414
-
Prüfung Segment-ID vorhanden, Schritt
14 Check segment ID available,step 14 - 1515
-
Datenpaket im Pufferspeicher speichern, Schritt
15 Save data packet in the buffer,step 15 - 1616
-
Markierung Segment-ID als empfangen, Schritt
16 Mark segment ID as received,step 16 - 1717
-
Datenpaket verwerfen, Schritt
17 Discard data packet,step 17 - 1818
-
Prüfung Nachricht vollständig, Schritt
18 Check message completely,step 18 - 1919
-
Information an höhere Softwareschicht, Schritt
19 Information to higher software layer,step 19 - 2020
-
Scanratenoptimierung (optional), Schritt
20 Scan rate optimization (optional),step 20 - 2121
-
Empfang eines neuen Datenpakets, Schritt
21 Receiving a new data packet,step 21 - 2222
-
Prüfung Nachrichtentyp relevant, Schritt
22 Check message type relevant,step 22 - 2323
-
Prüfung Nachrichten-ID komplett, Schritt
23 Check message ID complete,step 23 - 2424
-
Datenpaket verwerfen, Schritt
24 Discard data packet,step 24 - 2525
-
Alternative Scanratenoptimierung (optional), Schritt
25 Alternative scan rate optimization (optional),step 25 - 2626
-
Empfangsalgorithmus aus
7 , Schritt26 Receive algorithm off7 ,Step 26 - 2727
- Segmentheadertyp Segment Header Type
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2014087192 A [0074, 0075] WO 2014087192 A [0074, 0075]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Standard SHA256 [0053] Standard SHA256 [0053]
- Standard SHA256 [0139] Standard SHA256 [0139]
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- SHA256 [0149] SHA256 [0149]
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-
2016
- 2016-12-11 DE DE102016124007.9A patent/DE102016124007A1/en not_active Withdrawn
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SHA256 |
Standard SHA256 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |