DE102017108428A1

DE102017108428A1 - System, Mobilkommunikationssystem, Vorrichtungen, Verfahren und Computerprogramme zur Planung einer Ressourcenvergabe in einem Mobilkommunikationssystem

Info

Publication number: DE102017108428A1
Application number: DE102017108428.2A
Authority: DE
Inventors: Christian Lottermann; Robert Müllner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Telefonica Germany GmbH and Co OHG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Telefonica Germany GmbH and Co OHG
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Ausführungsbeispiele befassen sich mit einem System, einem Mobilkommunikationssystem (100), Vorrichtungen (10; 20), Verfahren (30; 40; 50) und Computerprogrammen. Eine Vorrichtung (10) ist ausgebildet zur Planung einer Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems (100) entlang einer Route eines mobilen Sendeempfängers (200) basierend auf Information über die Route des mobilen Sendeempfängers (200).

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsbeispiele befassen sich mit einem System, einem Mobilkommunikationssystem, Vorrichtungen, Verfahren, und Computerprogrammen, genauer, aber nicht ausschließlich, mit einer Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems basierend auf Information über eine Route eines mobilen Sendeempfängers.
Hintergrund
Long Term Evolution (LTE, deutsch etwa Langzeitentwicklung) ist ein Standard für Mobilfunksysteme, die eine Übertragung mit hohen Datenraten erlauben, der von 3GPP (von engl. 3rd Generation Partnership Project) standardisiert wird. Im Vergleich zu anderen oder vorherigen 3GPP Standards, wie beispielsweise dem „Global System for Mobile Communications (GSM)“ oder dem „Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)“ sind auch kürzere Latenzzeiten und Übertragungszeiten möglich, was durch die flachere Architektur ermöglicht wird. Zudem können höhere Datenraten mehreren Teilnehmern einer Zelle gleichzeitig zur Verfügung gestellt werden. Diese Charakteristiken machen LTE und seine Nachfolgesysteme, wie beispielsweise LTE-A (von engl. Advanced, weiterentwickelt) und 3GPP Systeme der fünften Generation (5G) auch interessant für fahrzeugspezifische Dienste. Das breite Spektrum an Applikationen umfasst nicht nur Komfort- und Unterhaltungsdienste, sondern auch Dienste, die die Sicherheit im Verkehr oder des Fahrzeugs positiv beeinflussen können. Für Datenübertragungen oder Datenkommunikation von einem Fahrzeug zur Infrastruktur (auch engl. Vehicle-to-Infrastructure (V2I)) oder von Fahrzeug zu Fahrzeug (auch engl. Vehicle-to-Vehicle (V2V)), stellen öffentlich verfügbare LTE (V2I), LTE-A (V2I und V2V) oder 5G Netze (V2I und V2V) eine interessante Möglichkeit dar.
Es besteht der Bedarf nach einem verbesserten Konzept für eine Kommunikation von sich bewegenden mobilen Sendeempfängern, etwa Fahrzeugen, in Mobilkommunikationssystemen.
Diesem Bedarf wird durch die unabhängigen Ansprüche Rechnung getragen.
Zusammenfassung
Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Vorrichtungen, Verfahren, Computerprogramme, ein System und ein Mobilkommunikationssystem zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems. Eine Vorrichtung zur Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems ist ausgebildet, basierend auf einer Route eines mobilen Sendempfängers (etwa eines zumindest teilweise autonom fahrenden Fahrzeugs), die Planung der Ressourcenvergabe vorzunehmen bzw. zu beeinflussen. Dadurch, dass die Route a priori bekannt ist, kann für die Bewegung des mobilen Sendeempfängers durch den Abdeckungsbereich das Mobilkommunikationssystem vorbereitet werden, etwa um zu ermöglichen, dass dem mobilen Sendeempfänger auf der Route ausreichend Ressourcen zur Verfügung stehen werden. Um dem mobilen Sendeempfänger ausreichend Ressourcen bereitstellen zu können, können beispielsweise entlang der Route a priori Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger reserviert werden. Ferner kann eine Übergabe (auch engl. Handover) des mobilen Sendeempfängers zwischen zwei Zellen schon vor Eintreffen des mobilen Sendeempfängers an einem berechneten Übergabepunkt vorbereitet werden, um Kommunikationsaussetzer zu reduzieren oder eliminieren. Dies kann es im Fall des Fahrzeugs ermöglichen, dass dieses über das Mobilkommunikationssystem gesteuert oder koordiniert werden kann.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems entlang einer Route eines mobilen Sendeempfängers basierend auf Information über die Route des mobilen Sendeempfängers.
Dadurch, dass der Vorrichtung die (voraussichtliche) Route des mobilen Sendeempfängers bekannt ist, kann die Planung der Ressourcenvergabe verbessert werden, da es möglich ist, etwa eine Übergabe (auch engl. Handover), eine Auswahl von Mobilkommunikations-Zellen für die Übergabe und eine Reservierung von Ressourcen innerhalb von Mobilkommunikations-Zellen basierend auf der Information über die Route schon vor Eintreffen des mobilen Sendeempfängers an den Zellgrenzen der jeweiligen Mobilkommunikations-Zellen durchzuführen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um dem mobilen Sendeempfänger Kommunikationsparameter für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe bereitzustellen. So können beispielsweise Übergabe-Prozeduren beschleunigt werden und eine verzögerungsärmere Übergabe ermöglicht werden.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers von einer ersten Mobilkommunikations-Zelle zu einer zweiten Mobilkommunikations-Zelle basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers vorzubereiten. Durch die Kenntnis der Route kann beispielsweise schon vor Eintreffen des mobilen Sendeempfängers bestimmt werden, in welche Mobilkommunikations-Zelle der mobile Sendeempfänger übergeben werden soll und welche Kommunikationsparameter dieser dafür benötigt.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um zumindest eine Prozedur aus der Gruppe von einer Standort-Aktualisierungs-Prozedur, einer Mobilitäts-Management-Prozedur und einer Verbindungsaufbau-Prozedur vor einem Initiieren der Übergabe durchzuführen. Dies kann beispielsweise eine Verzögerung einer Kommunikation (etwa durch eine zeitweilige Erhöhung der Latenz) durch die Übergabe reduzieren.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um zumindest eine virtuelle Zelle über eine Mehrzahl von Basisstationen des Mobilkommunikationssystems entlang der Route des mobilen Sendeempfängers basierend auf der Information über die Route für den mobilen Sendeempfänger aufzuspannen. Durch die zumindest eine virtuelle Zelle kann beispielsweise ein Aussetzen der Kommunikation bei einem Übergang des mobilen Sendeempfängers zwischen der Mehrzahl von Basisstationen verhindert oder reduziert werden.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um für die Planung der Ressourcenvergabe eine Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems entlang der Route für eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers zwischen der Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen auszuwählen. So kann beispielsweise eine Anzahl von Übergaben reduziert werden und der mobile Sendeempfänger länger in der gleichen Zelle verbleiben.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um Ressourcen in einer oder mehreren Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems basierend auf einem Fortschritt des mobilen Sendeempfängers auf der Route für den mobilen Sendeempfänger zu reservieren. Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um Ressourcen von weiteren Sendeempfängern zu reduzieren (auch engl. Downgrading), um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um eine Kommunikation von weiteren Sendeempfängern zu verzögern, um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger zu ermöglichen. So kann beispielsweise ermöglicht werden, dass von dem mobilen Sendeempfänger benötigte Ressourcen bereits bei Eintreffen des mobilen Sendeempfängers in den Mobilkommunikations-Zellen zur Verfügung stehen.
Beispielsweise kann die Information über die Route Information über ein Ziel der Route umfassen. Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um die Route des mobilen Sendeempfängers basierend auf der Information über das Ziel zu berechnen. Eine Berechnung der Route durch die Vorrichtung kann sowohl die Planung der Route basierend auf den verfügbaren Ressourcen als auch die Planung der Ressourcenvergabe durch die gewählte Route ermöglichen. Beispielsweise kann die Vorrichtung ferner ausgebildet sein, um die berechnete Route dem mobilen Sendeempfänger bereitzustellen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um die Route basierend auf einem aktuellen Fortschritt des mobilen Sendeempfängers auf der Route so zu berechnen, dass voraussichtlich für den mobilen Sendeempfänger verfügbare Ressourcen entlang der Route einem Qualitätskriterium einer Kommunikation des mobilen Sendeempfängers genügen. So kann beispielsweise eine aktuelle Last innerhalb des Mobilkommunikationssystems für die Routenplanung berücksichtigt werden.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein zum Erhalten von Information über einen (aktuellen) Fortschritt des mobilen Sendeempfängers auf der Route. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Planung der Ressourcenvergabe basierend auf der Information über den Fortschritt anzupassen. So kann beispielsweise die Vorrichtung ausgebildet sein, um die Ressourcenplanung so durchzuführen, dass die Ressourcen gerade rechtzeitig für den mobilen Sendeempfänger reserviert werden und diesem beim Eintreffen zur Verfügung stehen.
Auch kann so ein Zeitpunkt einer Übergabe zwischen Zellen vorhergesagt werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um die Planung der Ressourcenvergabe basierend auf einer voraussichtlichen Last in einer Mobilkommunikations-Zelle des Mobilkommunikationssystems bei dem vorhergesagten Übergabe-Zeitpunkt zu bestimmen.
Beispielsweise kann der mobile Sendeempfänger ein Fahrzeug sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um das Fahrzeug basierend auf der Route zu steuern. So kann beispielsweise das Fahrzeug so gesteuert werden, dass die verfügbaren Ressourcen für die Steuerung und/oder eine Überwachung des Fahrzeugs ausreichen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um dem Fahrzeug Fahranweisungen für einen nächsten Fahrabschnitt basierend auf der Route bereitzustellen. So kann eine Autonomie des Fahrzeugs erhöht werden und etwa kleinere Verbindungsaussetzer einer Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem durch fahrzeuglokale Informationen, die z.B. durch Steuergeräte innerhalb des Fahrzeug bestimmt werden können, kompensiert werden.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um eine Aktivierung oder Deaktivierung von Basisstationen und/oder von Sende-Empfangseinheiten des Mobilkommunikationssystems basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe zu steuern. So können beispielsweise basierend auf einem Ressourcenbedarf des mobilen Sendeempfängers Basisstationen und/oder Sende-Empfangseinheiten des Mobilkommunikationssystems aktiviert werden, etwa um zusätzliche Ressourcen verfügbar zu machen.
Die Vorrichtung kann beispielsweise außerhalb des mobilen Sendeempfängers angeordnet sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung Teil des Mobilkommunikationssystems sein. Ausführungsbeispiele schaffen ferner das Mobilkommunikationssystem mit der Vorrichtung. Ist die Vorrichtung im Mobilkommunikationssystem angeordnet, so hat sie beispielsweise einen erleichterten Zugriff auf eine aktuelle Ressourcenbelegung des Mobilkommunikationssystems und kann die Planung der Ressourcenvergabe basierend auf der aktuellen Ressourcenbelegung berechnen.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung für einen mobilen Sendeempfänger. Die Vorrichtung ist ausgebildet zum Bereitstellen von Information über eine Route des mobilen Sendeempfängers für eine Vorrichtung zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems. Die Vorrichtung ist ferner ausgebildet zum Empfangen von Kommunikationsparametern für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem. Die Kommunikationsparameter basieren auf der Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers.
Durch das Bereitstellen der Information über die Route wird die Planung der Ressourcenvergabe durch die Vorrichtung für die Planung der Ressourcenvergabe ermöglicht. Durch das Empfangen der Kommunikationsparameter kann der mobile Sendeempfänger seine Kommunikation beispielsweise so anpassen, dass Kommunikationsunterbrechungen, etwa durch eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers, reduziert oder minimiert werden.
Beispielsweise kann die Vorrichtung für den mobilen Sendeempfänger ausgebildet sein, um Information über eine voraussichtliche nächste Mobilkommunikations-Zelle und/oder Information über eine voraussichtliche nächste Zelltechnologie für eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers im Mobilkommunikationssystem von der Vorrichtung zur Planung zu erhalten. Beispielsweise kann die Vorrichtung für den mobilen Sendeempfänger ausgebildet sein, um Eigenschaften eines Signals zu (lediglich) der voraussichtlichen nächsten Zelle und/oder zu (lediglich) der voraussichtlichen nächsten Zelltechnologie des Mobilkommunikationssystems zu messen und um Information über die Eigenschaften des Signals der Vorrichtung zur Planung bereitzustellen. So kann beispielsweise ein Messvorgang des mobilen Sendeempfängers vor einer Übergabe verkürzt werden, da das Signal (nur) zu (genau) einer Zelle oder Zelltechnologie gemessen werden muss.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein System mit einer Vorrichtung zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems und mit einer Vorrichtung für einen mobilen Sendeempfänger.
Durch das Bereitstellen der Information über die Route wird die Planung der Ressourcenvergabe durch die Vorrichtung für die Planung der Ressourcenvergabe ermöglicht. Durch das Empfangen der Kommunikationsparameter kann der mobile Sendeempfänger seine Kommunikation beispielsweise so anpassen, dass Kommunikationsunterbrechungen, etwa durch eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers, reduziert oder minimiert werden.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Verfahren zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems. Das Verfahren umfasst Erhalten von Information über eine Route eines mobilen Sendeempfängers. Das Verfahren umfasst ferner Planen der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems entlang der Route des mobilen Sendeempfängers basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Verfahren für einen mobilen Sendeempfänger. Das Verfahren umfasst Bereitstellen von Information über eine Route des mobilen Sendeempfängers. Das Verfahren umfasst ferner Empfangen von Kommunikationsparametern für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem. Die Kommunikationsparameter basieren auf einer Planung einer Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Verfahren für ein System mit einem mobilen Sendeempfänger und einer Vorrichtung zur Planung einer Ressourcenvergabe in einem Mobilkommunikationssystem. Das Verfahren umfasst Bereitstellen von Information über eine Route durch einen mobilen Sendeempfänger. Das Verfahren umfasst ferner Erhalten der Information über die Route von dem mobilen Sendeempfänger. Das Verfahren umfasst ferner Planen der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems entlang der Route des mobilen Sendeempfängers basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers. Das Verfahren umfasst ferner Bereitstellen von Kommunikationsparametern für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem für den mobilen Sendeempfänger basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Programm mit einem Programmcode zum Durchführen zumindest eines der Verfahren, wenn der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor, einem Kontrollmodul oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1a zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems;
1b zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems;
1c zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung für einen mobilen Sendeempfänger und eines Systems aus der Vorrichtung für den mobilen Sendeempfänger und einer Vorrichtung zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems;
1d zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens für einen mobilen Sendeempfänger;
1e zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens für ein System;
2a zeigt ein Diagramm eines eine Fahrroute versorgenden Mobilkommunikationssystems;
2b zeigt ein weiteres Diagramm des die Fahrroute versorgenden Mobilkommunikationssystems;
2c zeigt ein Diagramm einer alternativen Fahrroute anhand der technischen Versorgungsmöglichkeiten eines Mobilkommunikationssystems;
3 zeigt ein Blockdiagramm von Netzelementen und Prozeduren für verbesserte Interaktionen zwischen Verkehrsinfrastruktur und Mobilkommunikationssystemen;
4 zeigt ein Beispiel für die Bewertung von Fahrrouten anhand von Kostenfunktionen;
5 zeigt ein Beispiel für eine Ressourcenzuweisung in einem LTE-Netz;
6 zeigt ein Beispiel für eine a priori Ressourcenzuweisung in einem LTE-Netz; und
7 zeigt ein Flussdiagramm einer Handover-Vorbereitungsprozedur und einer a priori ZielzellenAuswahl mit vorgezogener Handover-Prozedur als Vorbereitung für den Zellwechsel.

Beschreibung
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Figurenbeschreibung gleiche oder ähnliche Elemente.
Man beachte, dass ein Element, das als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „verkoppelt“ bezeichnet wird, mit dem anderen Element direkt verbunden oder verkoppelt sein kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können.
Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „einer“, „eine“, „eines“ und „der, die, das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B. „beinhaltet“, „beinhaltend“, „aufweist“ und/oder „aufweisend“, wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
Solange nichts anderes definiert ist, haben sämtliche hierin verwendeten Begriffe (einschließlich von technischen und wissenschaftlichen Begriffen) die gleiche Bedeutung, die ihnen ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, beimisst. Ferner sei klargestellt, dass Ausdrücke, z.B. diejenigen, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, als hätten sie die Bedeutung, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, solange dies hierin nicht ausdrücklich anders definiert ist.
Autonome Fahrzeuge nehmen über Sensoren ihre Umgebung wahr und können aus den gewonnen Informationen ihre Position, Ausrichtung und Geschwindigkeit und die anderer Verkehrsteilnehmer bestimmen. In Zusammenarbeit mit der Navigationssoftware können sie ein Fahrziel ansteuern und Kollisionen vermeiden. Moderne Fahrzeuge werden dazu in einer Vorstufe immer stärker mit Assistenzsystemen (auch engl. Advanced Driver Assistance Services, ADAS) ausgestattet, die Daten aus einer Vielzahl unterschiedlicher Sensoren auswerten können. Um die Assistenzsysteme weiter zu verbessern, werden die Sensoren fortlaufend erweitert und es werden weitere Informationen von außen mit einbezogen, die einem nur mit internen Sensoren ausgestattetem Fahrzeug nicht zur Verfügung stehen würden. Diese Informationen werden häufig durch eine Mobilkommunikation zwischen den Fahrzeugen (auch engl. vehicle-to-vehicle, V2V) oder zwischen den Fahrzeugen und einer Infrastruktur (auch engl. vehicle-to-infrastructure (V2I) bzw. infrastructure-to-vehicle (I2V) oder allgemein vehicle-to-X (V2X)) übertragen. Für die Kommunikation mit der Infrastruktur oder für die Kommunikation zwischen Fahrzeugen über diese Infrastruktur werden beispielsweise die vom 3^rd Generation Partnership Project (3GPP) standardisierten und weltweit verbreiteten Mobilkommunikationssysteme „Global System for Mobile Communications (GSM)“, „Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)“, „Long Term Evolution (LTE)“, LTE-A (von engl. Advanced, weiterentwickelt) oder 3GPP Systeme der fünften Generation (5G) verwendet.
Die Begriffe „autonomes Fahren“, „selbstfahrende Autos“, „autonome Fahrzeuge“, „zumindest teilweise autonom fahrende Fahrzeuge“, „pilotiertes Fahren“, „automatisiertes Fahren“ beziehen sich in zumindest einigen Ausführungsbeispielen auf ein eigenständiges Bewegen von Fahrzeugen aller Art ohne aktiven Eingriff eines Fahrers. Es beinhaltet, ist aber nicht eingeschränkt auf das Beschleunigen und Lenken von Fahrzeugen (Längs- und Querführung von Fahrzeugen), das Einhalten der gewünschten Spur, die Kommunikation mit anderen Fahrzeugen über ein Mobilkommunikationssystem, die Gewährleistung von Sicherheitsmaßnahmen für das Fahren, das Abbremsen und schließlich das Einparken und Abstellen des Fahrzeuges am Zielort. Diese Maßnahmen können dabei zumindest teilweise automatisiert ausgeführt werden. Ein eventuell vorhandener (passiver) Fahrer oder fernsteuernder (teleoperierender) Fahrer kann jedoch eingreifen, falls es erforderlich oder gewünscht wäre. In einem weiteren Schritt des autonomen Fahrens bewegen sich die Fahrzeuge komplett autonom und ein (passiver) Fahrer ist im Fahrzeug nicht mehr vorhanden. Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen beziehen sich somit auf alle Stufen des autonomen Fahrens, deren Klassifizierung in Europa und den USA in sechs Stufen vorgenommen wird, von Level 0 bis Level 5.
Der Begriff „Fahrzeuge“ bezieht sich auf alle Arten von Fortbewegungsmitteln, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge (Kfz), Lastkraftwagen (Lkw), landwirtschaftliche Zugmaschinen, Motorräder, Fahrräder, Züge, Flugzeuge, Schiffe und sämtliche Luft-, Land-, und Wasserfortbewegungsmittel. Auch fern- oder robotergesteuerte bewegliche Teile innerhalb oder außerhalb einer Fabrik sind Ziel zumindest mancher Ausführungsbeispiele, so wie sie beispielsweise für Industrie 4.0, also der digitalisierten vernetzten Produktion, zu erwarten sind. Eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen sowie zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur mittels eines Mobilkommunikationssystems ist dabei notwendig, um das Fahrzeug sicher zu steuern und um Unfälle zu vermeiden.
V2I-Kommunikation findet in manchen Systemen über Mobilkommunikationssysteme statt. Mobiler Sprach- oder Datenverkehr in heutigen Mobilkommunikationssystemen sind ein typischer Anwendungsfall, jedoch sind die Mobilkommunikationssysteme häufig nicht in der Lage, sich den Anforderungen von autonomem Fahren in ausreichendem Maße dynamisch anzupassen. Ähnlich wie ein Zusammenwachsen zwischen dem, zunächst vorrangig für Sprachdienste entworfenen 3GPP Mobilkommunikationssystem der zweiten Generation, mit den Internet-Protokollen für den in heutigen Mobilkommunikationsnetzen dominierenden Datenverkehr in einzelnen Schritten erfolgte, können auch die V2I-Kommunikationsmöglichkeiten für autonome Fahrzeuge eine feinere Abstimmung mit der Mobilkommunikationsinfrastruktur erfordern, um hohe Verkehrsdichten auf den Straßen zu ermöglichen. Zumindest manche Ausführungsbeispiele können die Anforderungen der Kommunikationsmöglichkeiten für autonomes Fahren mit der Mobilkommunikationsinfrastruktur zusammenführen und Mechanismen einführen, die die Mobilkommunikationssysteme in die Lage bringen, sich dynamisch diesen Anforderungen anzupassen. Ebenso können manche Ausführungsbeispiele in der umgekehrten Richtung wirken, d.h. die Fahrroute für autonomes Fahren kann anhand der technischen Möglichkeiten, die die Mobilkommunikationsinfrastruktur in bestimmten geographischen Gebieten bieten kann, angepasst werden. Ein übergeordnetes Ziel kann sein, das autonome Fahren sicherer zu machen, speziell dann, wenn die Dichte an selbstfahrenden Autos sehr hoch wird.
In zumindest manchen Mobilkommunikationssystemen wird der durch V2I generierte Datenverkehr gemäß seiner Quality of Service (QoS, Dienstqualität) Anforderungen behandelt. Der 3GPP Standard definiert QoS-Attribute, die sowohl eine servicespezifische, als auch eine teilnehmerspezifische Unterscheidung ermöglichen und diese Attribute können in Mobilkommunikationssystemen verwendet werden, um Zugangsentscheidungen (auch engl. admission control) für einen Verbindungswunsch zu treffen und dieser Verbindung bestimmte Ressourcen zuzuteilen um beispielsweise eine garantierte Bitrate erreichen zu können. Für GSM und UMTS sind diese Attribute in 3GPP TS 23.107 spezifiziert.
Für LTE und LTE-A spezifiziert der 3GPP Standard ebenfalls servicebezogene Attribute wie den „Quality of Service Class Identifier“ (QCI, Dienstqualitätsklassen-Bezeichner) und teilnehmerspezifische Attribute wie die „Allocation and Retention Priority“ (ARP, Zuweisungs- und Beibehaltungs-Vorgaben). Diese Attribute werden in den in der LTE-Basisstation (engl. evolved NodeB, eNodeB) durchgeführten Funkressourcen-Zuteilungsprozeduren (auch engl. Radio Resource Management (RRM) procedures) verwendet, um zwischen mehr oder weniger zeitkritischen Diensten zu unterscheiden und die Ressourcenzuteilung differenziert durchzuführen. Im LTE Standard können die unterschiedlichen QoS-Anforderungen für multiple Dienste (engl. multiple services) dadurch erfüllt werden, dass verschiedene Kanäle (auch engl. bearers) innerhalb des Paketdatennetzes (bei LTE Evolved Packet System, EPS) verwendet werden. Ein EPS-Kanal wird dabei als virtuelle Verbindung zwischen der Mobilstation und dem Paketdatenknoten (auch engl. PDN gateway) definiert. Jeder EPS-Kanal wird dabei mit bestimmten QoS-Werten assoziiert, die durch QCI und ARP festgelegt werden. Eine QCI-Klasse wird durch ihre Priorität, Verzögerungstoleranz (auch engl. packet delay budget), akzeptierbare Paketverlustrate und Ressourcentyp charakterisiert. Die Prioritäten, Verzögerungstoleranzen und Paketverlustraten bestimmen, wie dieser EPS-Kanal in den Ressourcenzuteilungsstrategien, Warteschlagen-Management und Ratenzuweisungsstrategien behandelt wird. Der Ressourcentyp kann dabei in zwei Gruppen unterteilt werden, in Dienste mit garantierter Bitrate (auch engl. guaranteed bitrate, GBR) und Dienste mit nicht-garantierter Bitrate (auch engl. non-guaranteed bitrate, non-GBR). Garantierte Bitraten werden etwa Diensten zugewiesen, die eine bestimmte minimale Bitrate benötigen. Dies wird erreicht, indem diesem Dienst Ressourcen mit einer dedizierten Bandbreite dauerhaft zugeteilt werden. Höhere Bitraten werden nur dann erreicht, wenn entsprechend viele Ressourcen verfügbar sind. Beispiele dieser Gruppe sind Konversationsdienste wie Voice-over-IP (VoIP) oder Video-Telefonie. Diensten mit nicht-garantierter Bitrate wird keine bestimmte Bitrate zugeteilt, d.h. eine dauerhafte Allokation von Ressourcen einer bestimmten Bandbreite findet nicht statt. Dies ist beispielsweise für Webbrowsing-Applikationen oder File Transfer Protocol (FTP, Datenübertragungsprotokoll) Dienste der Fall. In 3GPP TS 23.203 sind neun verschiedene QCI-Klassen standardisiert. Darüber hinaus können zusätzliche Klassen definiert werden.
Autonomes Fahren und der Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen bzw. mit der Infrastruktur unterliegen meist hohen Anforderungen, insbesondere bzgl. der tolerierbaren Verzögerungszeit. Zudem werden für manche Anwendungen hohe Datendurchsatzanforderungen gestellt. In manchen Mobilkommunikationssystemen werden Verbindungen im Mobilkommunikationssystem zu dem Zeitpunkt aufgebaut, ab dem die Dienstanforderung vorliegt. Dienstkontinuität wird in zellularen Netzen häufig dadurch erreicht, dass die Verbindung zwischen der Mobilstation und dem Mobilkommunikationsnetz bei einem Zellwechsel aufrecht erhalten bleibt. Dabei findet netzseitig ein Wechsel von einer ersten Basisstation hin zu einer zweiten Basisstation statt, wobei fortan letztere anstelle der ersten Basisstation die Verbindung zur Mobilstation hält. Der Kanalaufbau und Wechsel zu dieser zweiten Basisstation erfolgt anhand unterschiedlicher Auslösekriterien, er findet etwa immer erst dann statt, wenn die Mobilstation das durch die zweite Basisstation versorgende Gebiet erreicht hat.
In Code Division Multiple Access (CDMA) und Wideband-CDMA (W-CDMA) Systemen wie UMTS (Mobilkommunikationssystemen, in denen Nutzer basierend auf orthogonalen Kodes unterschieden werden) kann neben einem sogenannten Hard-Handover, bei der bei einem Zellwechsel die Dienstversorgung durch die erste Basisstation beendet wird und nach einer kurzen Unterbrechung von der zweiten Basisstation fortgeführt wird, auch ein sogenannter Soft-Handover stattfinden. Dazu werden vor Beenden der Dienstversorgung zu der ersten Basisstation bereits Ressourcen in der zweiten Basisstation allokiert und die Mobilstation wird kurzzeitig von beiden Basisstationen bedient, bevor sie den Handover hin zur zweiten Basisstation abschließt und fortan nur mehr durch diese zweite Basisstation versorgt wird. Findet der Wechsel zwischen zwei Zellen derselben Basisstation statt, so spricht man von einem Softer-Handover.
Zumindest manche Ausführungsbeispiele können darauf basieren, aufgrund der Kenntnis einer bevorstehenden Dienstanforderung die Verbindungsaufbau-Prozeduren (auch engl. setup procedures) und die Mobilitäts-Management Prozeduren (auch engl. mobility management (MM) procedures) wie Location-Update (Standort-Aktualisierung), Identifizierung, Authentifizierung und die Aktivierung des Verschlüsselungsmodus (auch engl. cipher mode) a priori durchzuführen, d.h. durch virtuelle Prozeduren bereits bevor die eigentlichen Verbindungsaufbau- und Mobilitäts-Management Prozeduren ausgeführt werden würden. Aufgrund der Kenntnis eines bevorstehenden Zellwechsels können auch die Funkressourcen-Zuteilungsprozeduren (auch engl. radio resource management procedures) a priori durchgeführt werden. Dazu können für zeitkritischen Dienste die Ressourcenumverteilungsprozeduren wie das Reduzieren an Übertragungsressourcen, die von anderen Verbindungen belegt sind (auch engl. Downgrading) bereits vor bzw. während des Zellwechsels erfolgen und Übertragungskapazitäten im Voraus reserviert und allokiert werden. Messungen der Umlaufzeit (auch engl. round trip times) in heutigen Mobilkommunikationssystemen des LTE-Standards zeigen, dass der jeweils erste Messwert etwa um den Faktor vier höher ist als die kurz darauffolgenden. Ist der Kanal erst einmal aufgebaut, so lassen sich Umlaufzeiten erreichen, die viele neue Dienste ermöglichen. Insbesondere nach einem Wechsel der Mobilkommunikationstechnologie als Folge eines Handovers treten lange Umlaufzeiten auf, die dadurch bedingt sind, dass der Kanal erst einmal aufgebaut werden muss. Zumindest manche Ausführungsbeispiele können diese Verzögerungen reduzieren.
Gemäß Stand der Technik werden die QoS-Anforderungen für die RRM-Prozeduren wie Zugangskontrolle (auch engl. admission control), Überlastkontrolle (auch engl. congestion control) oder Ressourcen-Zuteilung (auch engl. resource assignment und scheduling) zum Zeitpunkt des Verbindungsaufbaus berücksichtigt, aber es findet kein Abgleich zwischen der Route eines sich autonom bewegenden Fahrzeuges und der Mobilkommunikationsinfrastruktur statt. Die Grundidee zumindest mancher Ausführungsbeispiele ist nun, die Information über die (geplante) Route in den RRM-Prozeduren des Mobilkommunikationssystems zu nutzen und die Information über die (geplante) Route von dem autonomen, oder der die Routenplanung für das autonome Fahrzeug übernehmenden Einheit, an die Mobilkommunikations-Infrastruktur zu übertragen und dem Mobilkommunikationssystem bereitzustellen. Die Kenntnis, dass sich Teilnehmer einer bestimmten Zelle nähern werden, noch bevor sie das Versorgungsgebiet der Zelle erreicht haben, kann für Handover- und RRM-Prozeduren verwendet werden. Zudem kann aus der Kenntnis der geplanten Route und einem Abgleich der Versorgungsbereiche durch unterschiedliche Mobilkommunikationstechnologien auch eine Anpassung der geplanten Route autonomer Fahrzeuge vorgenommen werden, um diese anhand der Versorgungsfähigkeiten des Netzes so zu optimieren, dass beste Qualität und Versorgungssicherheit bereitgestellt werden können.
Zumindest manche Ausführungsbeispiele beziehen sich auf autonomes Fahren, sind aber auf diesen Anwendungsfall nicht eingeschränkt. Sie sind anwendbar auf alle Arten sich bewegender Gegenstände, die eine Verbindung zu einem Mobilkommunikationssystem führen, z.B. Roboter oder die in einer Produktionshalle weitergereichten Produktionsgegenstände im Sinne von Industrie 4.0 bzw. dem Internet der Dinge (auch engl. Internet of Things, IoT). Um die Verständlichkeit zu verbessern, wird im Folgenden hauptsächlich der Anwendungsfall des autonomen Fahrens beschrieben. Die Anforderungen für autonomes Fahren an das Mobilkommunikationsnetz sind in vielen Fällen:

• Anforderung 1: Hohe Verfügbarkeit der Kommunikationsinfrastruktur (Ausfallsicherheit, flächendeckende Versorgung).
• Anforderung 2: Hohe Zugriffsmöglichkeiten (auch engl. accessibility), d.h. geringe Blockierungswahrscheinlichkeit.
• Anforderung 3: Hohe Beständigkeit (auch engl. retainability), d.h. geringes Auftreten eines Verbindungsabbruchs.
• Anforderung 4: Hohe Zuverlässigkeit (auch engl. reliability) und Qualität, d.h. kurze Verzögerungszeiten und hoher Datendurchsatz. Hierzu zählen im Speziellen die Anforderungen an die Kommunikationsschnittstelle für das teleoperierte Fahren (ferngesteuertes Fahren durch einen Teleoperator). Hierbei werden in der Aufwärtsrichtung (auch engl. uplink) Videodaten vom Fahrzeug zum Teleoperator und in der Abwärtsrichtung (auch engl. downlink) Regeldaten für die Aktuatorik übertragen. Die Anforderungen hierfür sind sehr geringe Latenzzeiten in der Abwärtsrichtung bei geringen Bandbreitenanforderungen, während in der Aufwärtsrichtung hohe Bandbreitenanforderungen bei geringer Ende-zu-Ende Verzögerung bestehen.

Zumindest manche Ausführungsbeispiele schaffen Vorrichtungen, Verfahren und Computerprogramme zur Verbesserung der Interaktionen zwischen autonomen Fahrzeugen und Mobilkommunikationssystemen. Zumindest manche Ausführungsbeispiele schaffen ein a priori Radio Ressourcen Management in Mobilkommunikationsnetzen. Zumindest manche Ausführungsbeispiele ermöglichen a priori Entscheidungen für Ressourcenzuweisungen in Mobilkommunikationssystemen anhand der Fahrroute autonomer Fahrzeuge. Zumindest manche Ausführungsbeispiele basieren auf einer Nutzung von a priori Informationen der Fahrroute für das verbesserte Zusammenspiel zwischen autonomem Fahren und Mobilkommunikationssystemen.
Zumindest manche Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Vorrichtungen, Verfahren und Computerprogramme für eine Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems (etwa in einem Basisstations-Sendeempfänger und für einen mobilen Sendeempfänger, insbesondere auf ein Konzept zur Verbesserung der Interaktionen zwischen autonomen Fahrzeugen und einem zur Kommunikation verwendeten Mobilkommunikationssystem. Dabei werden aufgrund der Kenntnis der Fahrroute a priori beispielsweise Entscheidungen für bevorstehende Zellwechsel und die Ressourcenzuteilung in zellularen Mobilkommunikationssystemen getroffen. Dies betrifft die Beeinflussung der Mobilkommunikationssysteme durch autonome Fahrzeuge. Zumindest manche Ausführungsbeispiele beschreiben ebenso für die Gegenrichtung Möglichkeiten zur Einflussnahme der Mobilkommunikationssysteme auf die Fahrroute autonomer Fahrzeuge, da technologiebedingt die Mobilkommunikationssysteme in einer typisch heterogenen Mobilkommunikationsinfrastruktur unterschiedlich geeignet sind für die Kommunikationsanforderungen zwischen autonomen Fahrzeugen und der Infrastruktur.
1a zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 10 zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems 100 entlang einer Route eines mobilen Sendeempfängers 200 basierend auf Information über die Route des mobilen Sendeempfängers 200. 1a zeigt ferner das Mobilkommunikationssystem 100 umfassend die Vorrichtung 10 zur Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 Teil des Mobilkommunikationssystems 100 sein, etwa Teil des Kern-Netzwerks (auch engl. Core Network) des Mobilkommunikationssystems 100 oder Teil des Radio-Zugriffs-Netzwerks (auch engl. Radio Access Network) des Mobilkommunikationssystems 100. Alternativ kann die Vorrichtung 10 außerhalb des Mobilkommunikationssystems 100 angeordnet sein, etwa bei einem Hersteller des mobilen Sendeempfängers 200, bei einem Betreiber des mobilen Sendeempfängers 200, bei einem Straßenbetreiber oder als Teil des mobilen Sendempfängers 200.
Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise, wie in 1a als gestrichelte Kästen gezeichnet, zumindest eine Schnittstelle 12 und ein Kontrollmodul 14 umfassen. Die zumindest eine Schnittstelle 12 kann beispielsweise ausgebildet sein, um mit dem mobilen Sendeempfänger über das Mobilkommunikationssystem 100 zu kommunizieren. Die zumindest eine Schnittstelle kann ferner ausgebildet sein, um mit weiteren Komponenten, etwa Basisstationen und/oder Verwaltungseinheiten des Mobilkommunikationssystems 100 zu kommunizieren. Das Kontrollmodul 14 kann ausgebildet sein zum Planen der Ressourcenvergabe und der Ausführung weiterer Schritte wie in der Folge beschrieben.
1b zeigt ein Flussdiagramm eines entsprechenden Verfahrens 30 zur Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100. Das Verfahren 30 umfasst Erhalten 32 von Information über eine Route eines mobilen Sendeempfängers 200. Das Verfahren 30 umfasst ferner Planen 34 der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route des mobilen Sendeempfängers 200 basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers 200.
Die folgende Beschreibung bezieht sich sowohl auf die Vorrichtung 10 von 1a, als auch auf das Verfahren 30 von 1b.
Beispielsweise kann die Planung der Ressourcenvergabe eine Planung für zumindest ein Element der Gruppe von Frequenzressourcen, Zeitressourcen, örtlichen Ressourcen (etwa für örtliches Multiplexing, auch engl. space-division multiple access), Kode-Ressourcen (etwa von orthogonalen Kodes), Rechenressourcen, eine Nutzung von Technologien (etwa Funktechnologien von Basisstationen des Mobilkommunikationssystems 100) und eine Zuweisung von Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 umfassen. Die Ressourcen des Mobilkommunikationssystems 100 können beispielsweise zumindest ein Element der Gruppe von Frequenzressourcen, Zeitressourcen, örtlichen Ressourcen, Kode-Ressourcen, Rechenressourcen, Zell-Technologien und Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 umfassen.
Beispielsweise kann die Route des mobilen Sendeempfängers 200 einer voraussichtlichen oder geplanten Route des mobilen Sendempfängers 200 entsprechen. Beispielsweise kann die Route des mobilen Sendempfängers 200 einem Teil einer übergreifenden Route des mobilen Sendeempfängers entsprechen, wobei der Teil in einem Abdeckungsbereich des Mobilkommunikationssystems 100 liegt.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein zum Ausführen oder Initiieren von im Mobilkommunikationsnetz durchzuführenden Prozeduren aufgrund der Vorabkenntnis von im Versorgungsgebiet eintreffender autonomer Fahrzeuge. Auf Basis der vorhergesagten autonomen Fahrzeuge, die das Versorgungsgebiet der Zelle in Kürze erreichen werden, können präventiv folgende Maßnahmen durch das Mobilkommunikationssystem (etwa durch die Vorrichtung 10) durchgeführt werden.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems (oder anderer Mobilkommunikationssysteme) entlang der Route des mobilen Sendeempfängers 200 für die Planung der Ressourcenvergabe auszuwählen. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um basierend auf der Information über die Route die Route des mobilen Sendeempfängers derart zu bestimmen oder anzupassen, dass die Route des mobilen Sendeempfängers in einem Abdeckungsbereich des Mobilkommunikationssystems 100 (oder anderer Mobilkommunikationssysteme) verläuft, etwa in einem Abdeckungsbereich von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 (oder anderer Mobilkommunikationssysteme) mit einer vordefinierten Zelltechnologie oder in einem Abdeckungsbereich von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 (oder anderer Mobilkommunikationssysteme) mit einer Mindestmenge an verfügbaren Ressourcen.
Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein (etwa basierend auf den vorhergesagten mobilen Sendeempfängern/autonomen Fahrzeugen, die das Versorgungsgebiet der Zelle in Kürze erreichen werden), (präventiv/a priori) die am besten geeigneten Netztechnologie in dem Bereich auszuwählen, zu dem sich das Fahrzeug hinbewegt. In manchen Systemen werden signalpegel- und signalqualitätsbezogene Schwellwerte und Hysteresen festgelegt, um einen Wechsel aus einer ersten Netztechnologie in eine zweite Netztechnologie zu steuern. Dieser RAT-Wechsel (RAT, auch englisch radio access technology) kann erfolgen, wenn die gemessenen Werte diese Pegelwerte und evtl. Hysteresen überschreiten. In manchen Systemen erfolgt dies starr ohne Vorkenntnis des Bewegungsprofils des Teilnehmers. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann das anhand der Berechnung der Fahrroute erstellte Bewegungsprofil und dessen Abgleich mit Funknetzplanungsprogrammen verwendet werden, um die für den Weg des Fahrzeugs am besten geeignete Netztechnologie auszuwählen und den Zellwechsel in diese Technologie anzustoßen. Dabei kann etwa nicht zwangsweise die neueste Technologie bevorzugt werden, sondern die Technologie anhand der unter der aktuellen Auslastung für diese Technologie zu erwartenden Qualität besser ist. Dies erfolgt etwa mit Hilfe von Kostenfunktionen. Der Wechsel in eine andere Netztechnologie oder für diese Fahrroute besser geeignete Zelle kann auch netzbetreiberübergreifend erfolgen, so wie dies beispielsweise mit der Einführung der fest in der Mobilstation integrierten SIM-Karte (engl. embedded Subscriber Identity Module, eSIM) möglich wird.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein zum Erhalten von Information über einen (aktuellen oder prognostizierten) Fortschritt des mobilen Sendeempfängers 200 auf der Route (etwa über die zumindest eine Schnittstelle 12). Die Information über den Fortschritt des mobilen Sendeempfängers kann beispielsweise Information über zumindest ein Element der Gruppe von einer (aktuellen) Position des mobilen Sendeempfängers 200, einer aktuellen Geschwindigkeit des mobilen Sendeempfängers 200, einem von dem mobilen Sendeempfänger 200 passierten Streckenabschnitt auf der Route und einer von dem mobilen Sendeempfänger 200 aufgenommen Landmarke auf der Route umfassen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Planung der Ressourcenvergabe basierend auf der Information über den Fortschritt anzupassen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um eine Reservierung von Ressourcen basierend auf der Information über den Fortschritt einzuleiten. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Planung basierend auf voraussichtlich verfügbaren Ressourcen in Mobilkommunikations-Zellen entlang der Route zu einem voraussichtlichen Zeitpunkt eines Eintreffens des mobilen Sendeempfängers 200 in diesen Zellen (basierend auf der Information über den Fortschritt) durchzuführen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100 basierend auf einer Anzahl von (weiteren) mobilen Sendeempfängern (etwa einer Anzahl von autonomen Fahrzeugen) in Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route durchzuführen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um zumindest einen der (weiteren) mobilen Sendempfänger in Mobilkommunikations-Zellen abseits der Route zu übergeben oder um die Route so anzupassen, dass eine Höchstzahl an mobilen Sendeempfängern in den Zellen des Mobilkommunikationssystem nicht überschritten wird. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Planung der Ressourcenvergabe basierend auf zumindest einem Element der Gruppe von einer Abdeckung der Route mit Zellen des Mobilkommunikationssystems 100, einer Auslastung von Zellen des Mobilkommunikationssystems 100, verfügbaren Ressourcen des Mobilkommunikationssystems 100 und unterstützten Funktechnologien von Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 zu bestimmen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um basierend auf zumindest einem Element der Gruppe die Planung der Ressourcenvergabe so zu bestimmen, dass die dem mobilen Sendeempfänger 200 zugewiesenen Ressourcen einem Qualitätskriterium einer Kommunikation des mobilen Sendeempfängers (voraussichtlich) genügen.
Nach dem Erhalten der Information über die Route kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein zur Korrelation von Fahrroute (Route) und der zugehörigen Zeit mit den Daten aus Netzplanungs- und Funknetzplanungsprogrammen (der Planung der Ressourcenvergabe) des Mobilkommunikationssystems.
Die Route kann nun mit Daten aus Netzplanungs- und Funknetzplanungsprogrammen abgeglichen werden. Funknetzplanungsprogramme berechnen den Abdeckungsbereich eines zellularen Netzes, indem sie den Standort von Basisstationen und das zugrundeliegende Link-Budget verwenden und mit Hilfe von Ausbreitungsmodellen den Versorgungsbereich für jede Funkzelle bestimmen. Das Link-Budget beschreibt die gesamte Kette des Signalpegels, d.h. von der Sendeleistung der Basisstation werden Dämpfungen durch Kabel und Combiner (Kombinierer) abgezogen, Antennengewinne hinzuaddiert, und Pfadverluste bei der Übertragung über die Luftschnittstelle sowie mögliche Verluste im Empfangspfad subtrahiert. Eine Mobilkommunikationsversorgung ist für diejenigen geographischen Bereiche gegeben, für die der daraus resultierende Wert höher als die Empfängerempfindlichkeit ist. Die Berechnung erfolgt beispielsweise für sogenannte Cluster (Verbünde), deren Größe durch die Auflösung des geographischen Gebietes bestimmt ist, z.B. 50 m × 50 m oder geringer. Innerhalb eines solchen Clusters werden einheitliche Dämpfungswerte angenommen. Aus diesen (Funk-)Netzplanungsprogrammen kann abhängig von der Mobilkommunikationstechnologie berechnet werden, ob und mit welchem Signalpegel eine Versorgung für jedes einzelne Cluster gegeben ist.
Berücksichtigt man auch die verfügbare Bandbreite, die möglichen Modulations- und Kodierschemas (auch engl. modulation and coding schemes, MCS) und die Interferenz aus den Nachbarzellen, so können auch Prognosen über die an einer bestimmten geographischen Position erzielbaren Datendurchsatzraten z.B. für LTE erstellt werden. Diese Informationen können ergänzt werden durch Ergebnisse aus Netzüberwachungsprogrammen (etwa Performance Monitoring Tools (Leistungsüberwachungswerkzeuge) zur Analyse der Performance Counter (Leistungszähler)) und der Berücksichtigung der vorherrschenden Verkehrslast, um Rückschlüsse auf die, in einem bestimmten Gebiet entlang der Fahrroute zu erwartenden Qualität des Mobilkommunikationssystems, zu erhalten.
Navigationsgeräte können eine Korrelation aus der verbleibenden Wegstrecke und der prognostizierten Ankunftszeit erlauben. Diese Korrelation aus der Fahrroute und des Eintreffzeitpunkts an einem bestimmten Punkt kann in zumindest manchen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um einen Abgleich aus der Fahrroute mit der prognostizierten Zeit und dem Versorgungsbereich des Mobilkommunikationsnetzes herzustellen. Daraus kann bekannt werden, zu welchem prognostizierten Zeitpunkt das autonome Fahrzeug (der mobile Sendempfänger 200) den Versorgungsbereich einer bestimmten Zelle erreichen wird und das Netzelemente und die entsprechende Mobilkommunikationstechnologie können identifiziert werden. Die zeitlichen Prognosen können kontinuierlich aktualisiert werden (und als Information über den Fortschritt bereitgestellt werden), so dass für kurze Distanzen das bevorstehende Erreichen einer Zellgrenze und die Notwendigkeit eines Handovers relativ genau vorausgesagt werden können. Der wesentliche Schritt der hiermit erreicht werden kann ist die Korrelation der geographischen Position mit dem Eintreffzeitpunkt des Fahrzeuges und dem Netzelement des Mobilkommunikationssystems .
Aus dieser Prozedur werden beispielsweise folgende Ergebnisse gewonnen:

• Das Mobilkommunikationssystem erhält beispielsweise Informationen bereits vor Eintreffen der Teilnehmer in der jeweiligen Zelle, welche autonomen Fahrzeuge (mobile Sendeempfänger) zu welchem Zeitpunkt den Versorgungsbereich der Zelle erreichen werden, insbesondere die Information, wie viele autonome Fahrzeuge in Kürze den Versorgungsbereich erreichen werden.
• Für die in Zukunft zu erwartende hohe Anzahl an autonomen Fahrzeugen (mobilen Sendeempfänger), die gleichzeitig in einem flächenmäßig kleinen Bereich unterwegs sein können, kann das Netz mit dieser a priori Information Berechnungen durchführen über die Menge an Daten, die in den relevanten Zellen übertragen werden müssen und notwendige Vorkehrungen treffen, um die erwartete Qualität für diese Dienste bereitzustellen.
• Das Mobilkommunikationssystem kann die im Gesamtgebiet der berechneten Fahrroute (Route) verfügbaren Funktechnologien (auch engl. radio access technology, RAT) identifizieren.
• Das kann beispielsweise die Basis für netzseitige Vorschläge zur Änderungen der Fahrroute sein, um diese in Bezug auf die verfügbaren Funktechnologien zu verbessern und damit aus Sicht des Mobilkommunikationsnetzes eine möglichst hohe Qualität für die Dienste des autonomen Fahrens bereitstellen zu können.

Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um eine Aktivierung oder Deaktivierung von Basisstationen und/oder von Sende-Empfangseinheiten des Mobilkommunikationssystems 100 basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe zu steuern, etwa durch Bereitstellen eines Steuersignals über die Schnittstelle 12. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um eine Basisstation und/oder eine Sende-Empfangseinheit des Mobilkommunikationssystems 100 zu aktivieren, falls die Planung der Ressourcenvergabe ergibt, dass eine weitere Basisstation und/oder eine weitere Sende-Empfangseinheit entlang der Route benötigt wird. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um eine Basisstation und/oder eine Sende-Empfangseinheit des Mobilkommunikationssystems 100 zu deaktivieren, falls die Planung der Ressourcenvergabe ergibt, dass eine Basisstation und/oder eine Sende-Empfangseinheit weniger entlang der Route benötigt wird. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um Sende-Empfangseinheiten einer Basisstation des Mobilkommunikationssystem 100 separat basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Falls anhand des Abgleichs der Fahrroute mit den Funknetzplanungsprogrammen ein in Kürze eintreffender Verkehr ansteht, können temporär deaktivierte Sende- und Empfangseinheiten (auch engl. transceiver bzw. carrier) wieder aktiviert werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die für das lastabhängige Hochfahren einzelner Sende- und Empfangseinheiten erforderlichen Zeiten keine negativen Auswirkungen auf die Versorgungsqualität für autonomes Fahren haben, denn zum Zeitpunkt des Eintreffens des autonomen Fahrzeugs im Versorgungsbereich der Zelle kann die vorübergehend in den Leerlauf (auch engl. idle mode) überführte Hardwareeinheit bereits wieder in den aktiven Zustand gebracht worden sein.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um dem mobilen Sendeempfänger 200 Kommunikationsparameter für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem 100 basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe bereitzustellen. Beispielsweise können die Kommunikationsparameter Information über zumindest ein Element der Gruppe von Frequenzressourcen, Zeitressourcen, Kode-Ressourcen, Strahlformungs-Parameter (auch engl. Beamforming), Information über eine voraussichtliche nächste Zelle für eine Übergabe und Information über einen Übergabezeitpunkt umfassen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um für die Planung der Ressourcenvergabe eine Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route für eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers 200 zwischen der Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen auszuwählen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um für die Planung der Ressourcenvergabe bestimmte Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route für eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers 200 zwischen den bestimmten Mobilkommunikations-Zellen auszuwählen. Beispielsweise können die bestimmten Mobilkommunikations-Zellen basierend darauf ausgewählt werden, dass sie entlang der Route angeordnet sind und eine Anzahl von Übergaben (etwa gegenüber rein Messungs-basierten Systemen) reduzieren. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route so auszuwählen, dass eine Anzahl von Übergaben zwischen der Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen (gegenüber einer weiteren Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen, die durch Übergaben basierend auf Signalmessungen zu benachbarten Zellen entsteht) reduziert wird. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route so auszuwählen, dass eine vordefinierte Übertragungskapazität für den mobilen Sendeempfänger 200 (bei Eintreffen des mobilen Sendempfängers 200) innerhalb der Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen (voraussichtlich) nicht unterschritten wird. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route so auszuwählen, dass eine vordefinierte (mittlere/maximale) Übertragungs-Latenz für den mobilen Sendeempfänger 200 (bei Eintreffen des mobilen Sendempfängers 200) innerhalb der Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen (voraussichtlich) nicht überschritten wird.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um dem mobilen Sendeempfänger 200 Information über eine voraussichtliche nächste Mobilkommunikations-Zelle und/oder Information über eine voraussichtliche nächste Zelltechnologie für eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers 200 im Mobilkommunikationssystem 100 bereitzustellen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um den mobilen Sendeempfänger 200 anzuweisen, um Eigenschaften eines Signals zu (nur) der voraussichtlich nächsten Mobilkommunikations-Zelle und/oder zu (nur) der voraussichtlich nächsten Zelltechnologie zu messen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um Information über die Eigenschaften des Signals von dem mobilen Sendeempfänger 200 zu erhalten. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Planung der Ressourcenvergabe basierend auf der Information über die Eigenschaften des Signals anzupassen, beispielsweise um einen Zeitpunkt einer Übergabe zu der voraussichtlich nächsten Mobilkommunikations-Zelle und/oder zu der voraussichtlich nächsten Zelltechnologie festzulegen oder anzupassen.
Beispielsweise kann dazu der Dedizierte Modus (Dedicated Mode) von LTE genutzt werden. Im Dedicated Mode (wenn die Verbindung aktiv ist) kann die Mobilstation (etwa der mobile Sendempfänger) vom eNodeB eine Dedicated Measurement Configuration (dedizierte Messkonfiguration) zugeschickt bekommen. Dabei kann beispielsweise ausgewählt sein, dass z.B. nur LTE-Nachbarzellen gemessen werden sollen.
Um eine Mobilstation über die Nachbarschaftszellen zu informieren, die von ihr gemessen und an das Netz reportet werden sollen, kann das Netz (etwa die Vorrichtung 10) der Mobilstation ein Set von Measurement Configurations (Messkonfigurationen) zuschicken. Diese umfassen u.a. die Information über die Radio Access Technology (RAT), Frequenzen und Physical Identifiers (wie BSIC (Basestation Identification Code, Basisstationsidentifizierungskode) bei GSM, Scrambling Code (Verwürfelungskode) bei UMTS oder den PCI (Physical Cell Identification, Identität der Physikalischen Zelle) bei LTE) dieser Nachbarschaftszellen. Darüber hinaus kann eine Measurement Configuration auch Bedingungen enthalten, wie z.B. Signal Level und/oder Quality, die eine Nachbarzelle erfüllen muss, damit die Mobilstation diese Zielzelle in den Measurement Report aufnimmt, den sie dann an das Netz schickt.
Wenn die Reduzierung auf eine bestimmte Zielzelle einer einzigen Technologie individuell für eine bestimmte Mobilstation durchgeführt werden soll, kann dies über die QCI (Quality of Service Class Identifier, Dienstqualitätsklassen-Bezeichner) Based Measurement Configuration erfolgen. Bei der Attach-Prozedur bekommt die Mobilstation ein QCI zugeteilt. Die Measurement Configuration ist beispielsweise mit einem QCI-Wert verknüpft, damit kann eine Measurement Configuration individuell für die Mobilstation zugeteilt werden. In manchen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung 10 für den bevorstehenden Handover aus der ersten LTE-Zelle heraus der Mobilstation im autonomen Fahrzeug mitteilen, dass es die Nachbarschaftsmessungen nur für die LTE-Zielzelle B durchführen soll, weil anhand der Fahrroute dem Mobilfunknetz (der Vorrichtung 10) bekannt ist, dass der Handover in die zweite Mobilkommunikations-Zelle erfolgen soll.
Um dies technisch zu realisieren kann etwa ein Mapping (eine Zuweisung) von bestimmten Teilnehmergruppen oder einzelnen Teilnehmern auf bestimmte QCI-Werte in der MME durchgeführt werden (der eNodeB versteht gegebenenfalls nur das QCI, also den QoS-Identifier). Mit diesem Mapping kann der eNodeB die Handover-Parametrisierung entsprechend durchführen. Als QCIs stehen hierfür die Operator-Defined (HSS-based) (Betreiber-vorgegebene (Home Subscriber Server-basierte)) QCIs zur Verfügung.
Im Idle-Mode (keine aktive Verbindung) wird das Cell Re-selection (Neuauswahl der Zelle) Verhalten in LTE und 2G/3G über einen RFSP-Index (Radio Access Technology/Frequency Selection Priority-Index) durchgeführt, der vom HSS kommt. Im HSS oder MME kann dann das Zuteilen bestimmter Teilnehmer oder Teilnehmergruppen auf den RFSP-Index erfolgen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers 200 von einer ersten Mobilkommunikations-Zelle zu einer zweiten Mobilkommunikations-Zelle basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers 200 vorzubereiten. Beispielsweise können die erste Mobilkommunikations-Zelle und die zweite Mobilkommunikations-Zelle Teil des Mobilkommunikationssystems 100 sein. Alternativ kann eine Mobilkommunikations-Zelle der Gruppe von der ersten Mobilkommunikations-Zelle und der zweiten Mobilkommunikations-Zelle Teil eines weiteren Mobilkommunikationssystems sein, und die andere Zelle der Gruppe Teil des Mobilkommunikationssystem 100 sein.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Übergabe des mobilen Sendeempfängers 200 durch Bereitstellen von Kommunikationsparametern der zweiten Mobilkommunikations-Zelle für den mobilen Sendeempfänger 200 vor einem Initiieren der Übergabe vorzubereiten. Beispielsweise können die Kommunikationsparameter Information über zumindest ein Element der Gruppe von Frequenzressourcen der zweiten Zelle, Zeitressourcen der zweiten Zelle, Kode-Ressourcen der zweiten Zelle, Strahlformungs-Parameter der zweiten Zelle, und Information über einen Übergabezeitpunkt zu der zweiten Zelle umfassen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um zumindest eine Prozedur aus der Gruppe von einer Standort-Aktualisierungs-Prozedur, einer Mobilitäts-Management-Prozedur, einer Verbindungsaufbau-Prozedur, einer Identifizierungs-Prozedur, einer Authentifizierungs-Prozedur, und einer Aktivierung eines Verschlüsselungsmodus vor einem Initiieren der Übergabe durchzuführen / vorzuziehen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um zumindest eine Prozedur aus der Gruppe von der Standort-Aktualisierungs-Prozedur, der Mobilitäts-Management-Prozedur, der Verbindungsaufbau-Prozedur durchzuführen, der Identifizierungs-Prozedur, der Authentifizierungs-Prozedur, und der Aktivierung eines Verschlüsselungsmodus ohne von dem mobilen Sendeempfänger 200 einen (Handover) Measurement-Report (Messergebnisse von Signalen von anderen Mobilkommunikations-Zellen) von dem mobilen Sendeempfänger 200 erhalten zu haben. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um basierend auf der Information über die Route einen Zeitpunkt für die Übergabe des mobilen Sendeempfängers 200 von der ersten Mobilkommunikations-Zelle zu der zweiten Mobilkommunikations-Zelle zu berechnen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um ein Puffern von Daten durch eine Basisstation für die erste Mobilkommunikations-Zelle und eine Basisstation für die zweite Mobilkommunikations-Zelle basierend auf dem berechneten Zeitpunkt für die Übergabe zu steuern. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um zumindest eine Prozedur aus der Gruppe von einer Standort-Aktualisierungs-Prozedur, einer Mobilitäts-Management-Prozedur und einer Verbindungsaufbau-Prozedur basierend auf dem berechneten Zeitpunkt für die Übergabe durchzuführen.
Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein (etwa basierend auf den vorhergesagten mobilen Sendeempfängern/autonomen Fahrzeugen, die das Versorgungsgebiet der Zelle in Kürze erreichen werden), die Erfolgsrate für einen Zellwechsel zu verbessern, indem die Information über die RAT- und Frequenzkombination aufgrund der Kenntnis der Fahrroute des mobilen Sendeempfängers schon vor Beginn der Handover-Vorbereitung zugeschickt werden kann und damit zu Beginn der Handover-Vorbereitungsprozeduren bereits vorliegt. In manchen Systemen werden Datenbanken geführt, in der Statistiken über Nachbarschaftsbeziehungen von erfolgreich durchgeführten Zellwechsel-Prozeduren hinterlegt sind. Bei einem bevorstehenden Zellwechsel können bei den von der Mobilstation durchzuführenden Messungen der Signalstärke und -qualität bevorzugt auf den in diesen Nachbarzellen verwendeten Frequenzen durchgeführt werden. Mit der in Ausführungsbeispielen genutzten a priori Information über die aus der Analyse der Fahrroute und dem Abgleich mit dem Funknetzplanungsprogramm gewonnenen Kenntnis der nächsten Nachbarzelle, soll die am besten geeignete Zelle anhand der Planung des Mobilkommunikationsnetzes ausgewählt werden.
Durch die zumindest manchen Ausführungsbeispielen zugrunde liegenden a priori Information der Fahrroute kann nach Abgleich mit Funknetzplanungsprogrammen die für den weiteren Ablauf der Fahrroute am besten geeignete Zielzelle für einen Zellwechsel (etwa eine Übergabe) identifiziert werden. Die in dieser Zielzelle verwendete Technologie (RAT) und die dort verwendeten Frequenzen können dem mobilen Sendeempfänger mitgeteilt werden, um Signalpegel- und Signalqualitätsmessungen für die Bewertung der Nachbarzellen bevorzugt auf dieser RAT-Frequenzkombination durchzuführen.
Diese Maßnahmen können die Unterbrechungszeit beim Zellwechsel reduzieren und Abbrüche der Verbindung verhindern, die entstehen können, wenn ein Wechsel in die falsche Nachbarzelle erfolgt. Dieser Fall tritt beispielsweise auf, wenn sich ein Fahrzeug auf einer Autobahn bewegt und in den Versorgungsbereich einer nahe der Autobahn gelegenen Ortschaft kommt. Wird der Zellwechsel in diese Zelle durchgeführt und wird ein Timer aufgezogen, der einen folgenden weiteren Zellwechsel unterbindet, um beispielsweise Ping-Pong Handover zu vermeiden, kann der starke Abfall des Signalpegels und der Signalqualität aus dieser Zelle zu dem sich auf der Autobahn fortbewegenden Fahrzeug zu einem Abbruch der Verbindung führen. Um dies zu vermeiden, kann die a priori Information über die Fahrstrecke verwendet werden, und von Seiten des Mobilkommunikationsnetzes die korrekte Zielzelle vorgegeben werden.
Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein (etwa basierend auf den vorhergesagten mobilen Sendeempfängern/autonomen Fahrzeugen, die das Versorgungsgebiet der Zelle in Kürze erreichen werden), (a priori) die Location Update und Mobilitäts-Management Prozeduren (auch engl. mobility management procedures) durchzuführen: Eine Mobilitäts-Management Prozedur kann durchgeführt werden, nachdem eine Mobilstation in der aktuellen Location Area eine Location Update Prozedur erfolgreich durchgeführt hat. Zu den Mobilitäts-Management Signalisierungsprozeduren gehören die Identifizierung, Authentifizierung und die Aktivierung des Verschlüsselungsmodus (auch engl. cipher mode). Aufgrund der Kenntnis der Fahrroute und der Mobilkommunikationsnetzelemente, die eine bestimmte Location Area bilden, können diese Prozeduren vorab durchgeführt werden. Diese a priori Durchführung in der ursprünglichen Zelle vor einem Zellwechsel in die neue Location Area ist genauer in der Beschreibung zu 6 spezifiziert. Die Verbindung zur LTE-Basisstation in der neuen Location Area kann dabei über die X2-Schnittstelle hergestellt werden.
Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein (etwa basierend auf den vorhergesagten mobilen Sendeempfängern/autonomen Fahrzeugen, die das Versorgungsgebiet der Zelle in Kürze erreichen werden), (a priori) die Verbindungsaufbau-Prozeduren (auch engl. setup procedures) durchzuführen: Aufgrund der Vorabkenntnis der Fahrroute und der diese Route versorgenden Mobilkommunikationsnetzelemente können die Verbindungsaufbau-Prozeduren (etwa die Attach-Prozedur und die Aktivierung des PDP-Kontexts) vorab durchgeführt werden.
Über eine Schnittstelle kann die aus der Verkehrsinfrastruktur kommende Information über die Fahrroute bzw. über den Start- und Zielpunkt der Mobilkommunikationsinfrastruktur zugänglich gemacht werden. Dazu kann etwa eine Navigationsplattform (NAV) benutzt werden, die in zumindest einigen Ausführungsbeispielen die Routeninformation direkt von der Verkehrsinfrastruktur erhält, z.B. aus den Kontrollzentren für autonomen Straßenverkehr oder Schienenverkehr. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen wird diese Information von den autonomen Fahrzeugen über die Luftschnittstelle an die Mobilkommunikationsinfrastruktur übertragen. Diese Navigationsplattform (NAV) kann über eine weitere Schnittstelle mit einer Plattform für Netzplanungsprogramme (NP) verbunden sein, um einen Abgleich der Fahrroute mit den Versorgungsgebieten der Basisstationen durchführen zu können. Über eine weitere logische Schnittstelle kann eine Netzwerk-Monitoring-Einheit (NM) angebunden sein, über die beispielsweise Daten über die aktuelle Last der Mobilkommunikationselemente verfügbar gemacht werden.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Übergabe so durchzuführen, dass der mobile Sendeempfänger 200 in der ersten Mobilkommunikations-Zelle und in der zweiten Mobilkommunikations-Zelle zumindest teilweise die gleichen Ressourcen (etwa gleiche Frequenz-Ressourcen, Zeit-Ressourcen, Kode-Ressourcen oder die gleiche Zelltechnologie) verwendet. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um basierend auf der Information über die Route einen Soft-Handover oder einen Softer-Handover für den mobilen Sendeempfänger zwischen der ersten Mobilkommunikations-Zelle und der zweiten Mobilkommunikations-Zelle durchzuführen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein um zumindest eine virtuelle Zelle über eine Mehrzahl von Basisstationen des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route des mobilen Sendeempfängers 200 basierend auf der Information über die Route für den mobilen Sendeempfänger 200 aufzuspannen. Beispielsweise kann die virtuelle Zelle dem mobilen Sendeempfänger 200 über die Mehrzahl von Basisstationen hinweg suggerieren, dass er sich innerhalb der gleichen Zelle bewegt (und daher etwa keine Übergabe durchführt). Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein, um die Mehrzahl von Basisstationen so zu steuern, dass die Mehrzahl von Basisstationen dem mobilen Sendeempfänger 200 die gleiche (virtuelle) Zell-Identifikation signalisieren, um dem mobilen Sendeempfänger 200 zu suggerieren, dass er sich innerhalb der gleichen (virtuellen) Zelle befindet oder bewegt. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, die virtuelle Zelle (nur) für den mobilen Sendeempfänger aufzuspannen. Alternativ kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die virtuelle Zelle für (alle oder eine Gruppe von) mobile(n) Sendeempfänger(n) auf zumindest einem Teilstück der Route aufzuspannen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die zumindest eine virtuelle Zelle basierend auf einem Fortschritt des mobilen Sendeempfängers 200 entlang der Mehrzahl von Basisstationen zu verschieben. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, Basisstationen für die Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route für die zumindest eine virtuelle Zelle auszuwählen.
Das Prinzip der hier beschrieben Funktionalität ist insbesondere auch für den Wechsel (Übergabe) der Mobilstation zwischen verschiedenen Mobilkommunikationsnetzen von unterschiedlichen Mobilfunkbetreibern, dem sogenannten National Roaming, anwendbar. Ein Wechsel aus dem Versorgungsgebiet eines ersten Mobilfunkbetreibers in das Versorgungsgebiet eines zweiten Mobilfunkbetreibers wird beispielsweise mit der Einführung der fest in der Mobilstation eingebauten SIM-Karte (auch engl. embedded Subscriber Identity Module, eSIM) häufiger durchgeführt werden. Die embedded SIM (eSIM) kann etwa die klassische SIM-Karte ersetzen. Sie ist im Gegensatz zu dieser kleiner, direkt verbaut und deshalb nicht auswechselbar. Die eSIM ist elektrisch völlig kompatibel mit 2FF- und 3FF-Karten, verwendet das SON-8-Format und ist für M2M-Anwendungen konzipiert. Die beim Einbuchen in das zweite Mobilkommunikationsnetz zu durchlaufenden Authentifizierungsprozeduren etc. können, unter Vorabkenntnis der Fahrroute (der Route des mobilen Sendeempfängers) und damit der kommenden Zielzelle (der zweiten Mobilkommunikations-Zelle), mit dem dazugehörigen Mobilkommunikationsbetreiber vorab durchgeführt werden, d.h. bereits in der ursprünglichen Zelle. Diese Information kann dem zweiten Mobilkommunikationsnetz über die terrestrischen Schnittstellen mitgeteilt werden. In manchen Ausführungsbeispielen kann anstelle der über die terrestrischen Schnittstellen geführten Nachrichten eine am Zellrand aufgestellte Mobilstation verwendet werden oder, im Falle von Ad-hoc Netzen, die Mobilstation eines am Zellrand befindlichen Teilnehmers verwendet werden, um schnurlos die Nachrichten zwischen beiden Zellen bzw. beiden Netzen auszutauschen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um Ressourcen (etwa Frequenz-, Zeit- oder Kode-Ressourcen) in einer oder mehreren Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 basierend auf einem Fortschritt des mobilen Sendeempfängers 200 auf der Route für den mobilen Sendeempfänger 200 zu reservieren. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um Ressourcen in einer Mobilkommunikations-Zelle des Mobilkommunikationssystems 100 basierend auf dem Fortschritt des mobilen Sendeempfängers 200 auf der Route vor einem Initiieren einer Übergabe des mobilen Sendeempfängers 200 in die Mobilkommunikations-Zelle zu reservieren. Beispielsweise kann ein Zeitpunkt für das Reservieren der Ressourcen auf dem Fortschritt des mobilen Sendeempfängers auf der Route basieren. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Ressourcen basierend auf dem Fortschritt progressiv (nach und nach) entlang der Route zu reservieren.
Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein (etwa basierend auf den vorhergesagten mobilen Sendeempfängern/autonomen Fahrzeugen, die das Versorgungsgebiet der Zelle in Kürze erreichen werden), (a priori) Ressourcen für den erwarteten Verkehr durch autonome Fahrzeuge zu reservieren (etwa basierend auf der Information über die Route).
In Mobilkommunikationssystemen, wie beispielsweise LTE, erfolgt beispielsweise permanent eine Erhöhung oder Reduzierung der einem Teilnehmer zugeteilten Ressourcen. Dies kann in Perioden von 1 ms erfolgen, was in LTE die kleinste Zeitdauer ist, um einem Teilnehmer physikalische Ressourcen in Form eines Ressourcenblocks zuzuteilen.
Für 3GPP-Netze der fünften Generation (auch engl. fifth generation, 5G) werden noch kürzere Zuweisungszeiten erwartet, um auch kürzere Umlaufzeiten (auch engl. round trip times) erreichen zu können.
Als Teilnehmeridentifizierung für die zu reservierenden Ressourcen kann die IMSI, die IP-Adresse oder temporär auch die TMSI benutzt werden, die dem Mobilkommunikationsnetz bekannt ist, sobald sich der Teilnehmer mit der ersten Dienstanforderung angemeldet hat. Um Paketdatendienste in 3GPP Netzen nutzen zu können, muss sich der Teilnehmer über seine Mobilstation im Netz registrieren. Der erste Schritt dazu ist die sogenannte Attach-Prozedur (Registrierungs-Prozedur). Hier teilt die Mobilstation ihre Identität dem Netz mit. In 2G und 3G Netzen wird dazu eine ATTACH REQUEST (Registrierungs-Anfrage) Nachricht von der Mobilstation an den bedienenden Paketdatenknoten (engl. serving GPRS support node, SGSN) geschickt. Anschließend erfolgen die Authentifikations- und Identifikations-Prozeduren. Nach erfolgreicher Durchführung schickt das Netz eine ATTACH ACCEPT (Registrierung akzeptiert) Nachricht an die Mobilstation, die diese mit einer ATTACH COM-PLETE (Registrierung fertiggestellt) Nachricht an das Netz beantwortet. Schlagen diese Prozeduren fehl oder läuft ein Timer ab bevor die Attach-Prozedur durchgeführt ist, schickt das Mobilkommunikationsnetz eine ATTACH REJECT (Registrierung abgelehnt) Nachricht. Um Datenpakete mit dem Paketdatennetz auszutauschen, fragt die Mobilstation nach erfolgter Attach-Prozedur eine Internet Protokoll (IP) Adresse an. Die Mobilstation schickt dazu eine ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST (Anfrage zur Aktivierung eines Paketdatenprotokoll-Kontexts) Nachricht an den SGSN. Anschließend erfolgen die Authentifikations- und Identifikationsprozeduren und die Access Point Name (APN) Auswahl wird ausgeführt. Nach erfolgreichem Abschluss dieser Prozeduren schickt der SGSN eine CREATE PDP CONTEXT REQUEST (Erstelle eine Paketdatenprotokoll-Kontext-Anfrage) Nachricht zum Gateway GPRS support node (GGSN), der den angefragten APN bedient. Akzeptiert der GGSN den PDP Context, dann schickt er eine CREATE PDP CONTEXT RESPONSE (Erstelle eine Paketdatenprotokoll-Kontext-Antwort) Nachricht zurück, die die IP-Adresse beinhaltet. Die Mobilstation wird darüber vom SGSN über eine ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT (Aktivierung des Paketdatenprotokoll-Kontext akzeptiert) Nachricht informiert, in der die IP-Adresse enthalten ist. Im Falle eines Fehlschlagens dieser Prozeduren oder Ablauf eines Timers vor Ende der PDP Context Activation Prozedur sendet das Mobilkommunikationsnetz eine ACTIVATE PDP CONTEXT REJECT (Aktivierung des Paketdatenprotokoll-Kontext abgelehnt) Nachricht an die Mobilstation. Ähnliche Prozeduren werden in Mobilkommunikationsnetzen des LTE-Standards ausgeführt. Die Temporäre Mobilfunk-Teilnehmerkennung (auch engl. Temporary Mobile Subscriber Identity, TMSI) ist die lokale und zeitlich begrenzte Rufnummer eines Teilnehmers innerhalb einer Location Area, die statt der IMSI für den Verbindungsaufbau verwendet wird. Diese Maßnahme wurde eingeführt um das Erstellen von Bewegungsprofilen zu erschweren, und schützt somit die Anonymität der Teilnehmer. Die TMSI wird beispielsweise verschlüsselt und ein Wechsel während der Verbindung ist zusätzlich möglich (ID hopping, schneller Bezeichner-Wechsel).
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um Ressourcen (etwa Frequenz-, Zeit- oder Kode-Ressourcen) von weiteren Sendeempfängern zu reduzieren, um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger 200 zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um Ressourcen von weiteren Sendeempfängern zu entziehen (auch engl. Downgrading) um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger 200 zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um den weiteren Sendeempfängern alle Ressourcen zu entziehen, oder die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein, um den weiteren Sendeempfängern einen Teil der ihnen zugewiesenen Ressourcen zu entziehen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um eine Kommunikation von weiteren Sendeempfängern zu verzögern, um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger 200 zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die weiteren Sendeempfänger basierend auf Mindestanforderungen der weiteren Sendeempfänger an das Mobilkommunikationssystem auszuwählen. Die weiteren Sendeempfänger können weniger strenge Mindestanforderungen an das Mobilkommunikationssystem haben als der mobile Sendeempfänger 200. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet ist, um eine Übergabe der weiteren Sendeempfänger zu einer benachbarten Zelle des Mobilkommunikationssystems 100 durchzuführen.
Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein (etwa basierend auf den vorhergesagten mobilen Sendeempfängern/autonomen Fahrzeugen, die das Versorgungsgebiet der Zelle in Kürze erreichen werden), (präventiv/proaktiv) eine Verschiebung von weniger zeitkritischen Diensten auf benachbarte Zellen durchzuführen, falls die Last in der betrachteten Zelle einen bestimmten lastabhängigen Schwellwert überschreitet und nicht genügen Ressourcen zur Verfügung stehen, um die durch das erwartete autonome Fahrzeug geführten mobilen Dienste gemäß dessen QoS Anforderungen bedienen zu können. Zu den zu verschiebenden Diensten zählen beispielsweise Services, die nicht dem autonomen Fahren zugeordnet werden und anhand ihres QoS-Profils geringeren Prioritäten entsprechen.
Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein zum (netzgesteuerten) Initiieren von Handover oder anderen Zellwechselprozeduren, um zeitunkritische, ressourcenbelegende Dienste in andere Zellen zu verschieben. Autonomes Fahren und sicherheitsrelevante Dienste haben strenge Anforderungen in Bezug auf die maximal tolerierbare Verzögerungszeit und Unterbrechungszeit bei einem Zellwechsel. Diese können etwa verkürzt werden, falls bestehender Verkehr nicht erst beim Eintreffen dieser zeitkritischen Dienste abgebaut und in eine andere Zelle verschoben werden muss, um den neuen Verkehr zu bedienen, sondern schon kurz zuvor.
Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein (etwa basierend auf den vorhergesagten mobilen Sendeempfängern/autonomen Fahrzeugen, die das Versorgungsgebiet der Zelle in Kürze erreichen werden), (präventiv/proaktiv) Ressourcen von Anwendungen, die weniger zeitkritisch sind, z.B. nicht-verkehrstechnische Dienste zu reduzieren (auch engl. downgrading), falls nicht ausreichend viele Ressourcen zur Verfügung stehen.
In anderen Systemen kann eine Ressourcenreduzierung anhand von QoS-Kriterien erst dann initiiert werden, wenn eine neue Dienstanforderung, z.B. durch einen neu hinzukommenden Teilnehmer vorliegt, d.h. der neue Teilnehmer den Versorgungsbereich der Zelle bereits erreicht hat. Diese Dienstanforderung kann für einen Sprachdienst oder jede Art von Datendiensten gelten.
Im Gegensatz zu Prozeduren anderer Systeme kann die Ressourcenreduzierung gemäß zumindest manchen Ausführungsbeispielen zu einem Zeitpunkt initiiert werden, der noch vor Erreichen des Versorgungsgebiets liegt und bevor die sich der Zelle nähernde Mobilstation eine Dienstanfrage (auch engl. service request) geschickt hat. Diese Möglichkeit kann durch Analyse der definierten Fahrroute und Abgleich mit Netzplanungsprogrammen des Mobilkommunikationsnetzes möglich werden.
Ressourcenreduzierung bedeutet hierbei beispielsweise das Verringern der dem Teilnehmer zugeteilten physikalischen Ressourceneinheiten auf der Luftschnittstelle, Prozessorkapazitäten der Netzelemente oder Übertragungsanteilen auf den Übertragungsstrecken und wird hier als harte Ressourcenreduzierung bezeichnet. Ebenso kann eine sanfte Ressourcenreduzierung stattfinden, in der die Menge der physikalischen Ressourcen zwar erhalten bleibt, die Ressourcen aber anders belegt werden, so dass die Interferenz auf den zugeteilten Ressourcen erhöht wird und damit die Qualität schlechter wird. Zugleich wird die Interferenz auf andere Ressourcen, die z.B. bevorzugt Diensten des autonomen Fahrens zugeteilt werden, reduziert und damit die Qualität für Kommunikationsverbindungen zu und von autonomen Fahrzeugen verbessert. Der Begriff Qualität bezieht sich hier auf Datendurchsatz, erforderliche Anzahl an Wiederholungen und Sprachqualität bzgl. des einsetzbaren Sprachcodecs und der Fehlerrate. Eine für die hier als sanfte Reduzierung beschriebene mögliche Methode ist die Inter-Zell Interferenz-Koordinierung (auch engl. inter-cell interference coordination, ICIC), die in heutigen LTE-Netzen angewandt wird. Zumindest manche Ausführungsbeispiele können von dieser Methode Gebrauch machen und anhand der Vorkenntnis der im Versorgungsgebiet der Zelle eintreffenden Fahrzeuge, die für eine Frequenzgruppe mit geringer Interferenz geplanten Ressourcen freimachen.
Bestehende Dienste für nicht-verkehrsbezogene Anwendungen oder Dienste geringerer Priorität können auf Ressourcen verschoben werden, die einer anderen Frequenzgruppe mit höherer Interferenz zugewiesen sind.
Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein (etwa basierend auf den vorhergesagten mobilen Sendeempfängern/autonomen Fahrzeugen, die das Versorgungsgebiet der Zelle in Kürze erreichen werden), (präventiv/a priori) eine Koordinierung der Übertragung von nicht-zeitkritischen Datendiensten, z.B. von Übertragungen zwischen Geräten (auch engl. Machine-to-Machine, M2M) durchzuführen.
In Mobilkommunikationssystemen kann M2M-Verkehr eingesetzt werden, z.B. um Füllstandanzeigen von Getränkeautomaten zu übermitteln. Mögliche Anwendungen für autonomes Fahren sind das Übertragen von Ölstandanzeigen an eine Werkstatt.
Auch wenn das Datenvolumen heutiger M2M-Kommunikation noch gering ist, so stellt die mit der Einführung von Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge (auch engl. Internet of Things, IoT) und deren Anwachsen zu einem Massenmarkt erwartete Menge an M2M-Nachrichten ein insgesamt hohes zusätzliches Datenaufkommen dar. Ziel von zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann es sein, das Versenden dieser Nachrichten mit der a priori Information über eintreffende autonome Fahrzeuge zu koordinieren und den weniger zeitkritischen M2M-Verkehr vorübergehend zu puffern und bevorzugt dann zu übertragen, wenn kein oder nur eine geringe Menge an zeitkritischen Daten, z.B. von autonomen Fahrzeugen, zu bedienen ist. Dies kann lastabhängig gesteuert werden, wobei sowohl innerhalb des von autonomen Fahrzeugen generierten Verkehrs, als auch innerhalb des M2M-Verkehrs und wiederum übergreifend zwischen beiden Bereichen eine Priorisierung durchgeführt werden soll.
Zumindest manche Ausführungsbeispiele sehen deshalb vor, dass das Übertragen von nicht zeitkritischem Datenverkehr aus dem M2M-Bereich zugunsten des erwarteten Datenverkehrs durch autonomes Fahren verzögert wird, falls die Qualitätsanforderungen für Daten aus dem Bereich des autonomen Fahrens sonst nicht erfüllt werden können. In LTE/LTE-A Systemen werden die Funkressourcen-Zuteilungsprozeduren (RRM) im eNodeB (auch engl. evolved NodeB, eNodeB) durchgeführt. Der weniger zeitkritische Datenverkehr kann dabei schwellwertgesteuert im Datenpuffer des eNodeBs vorübergehend zwischengespeichert werden, bis die durch autonomes Fahren belegten Ressourcen einen weiteren Schwellwert unterschreiten.
Der eNodeB übernimmt hiermit eine koordinierende Aufgabe und verzögert die Übertragung für weniger zeitkritische Dienste, um ein schnelleres Zuweisen von Ressourcen an den vorhergesagten Verkehr aus dem Bereich des autonomen Fahrens gemäß seiner Qualitätsanforderungen ermöglichen zu können.
Eine Herausforderung für fahrzeugspezifische Sicherheitsdienste ist die hohe Anzahl an Nachrichten, die von Fahrzeugen ausgesandt werden, darunter Wahrnehmungsnachrichten (auch engl. Cooperative Awareness Messages, CAMs) und Umgebungsbenachrichtigungen (auch engl. Decentralized Environmental Notification Messages, DENMs). CAMs sind Kurznachrichten, die von Fahrzeugen periodisch ausgesandt werden, um Statusmitteilungen an die benachbarten Fahrzeuge zu senden. Bei DENMs handelt es sich um ereignisbasierte Kurznachrichten, die als Broadcast-Nachrichten ausgesandt werden, um andere Fahrzeuge z.B. vor Gefahren auf der Straße zu warnen Die Vielzahl dieser über das Mobilkommunikationsnetz verschickten Meldungen, vor allem der periodischen CAMs, aber auch in speziellen Situationen der DENMs, führt zu einer hohen Ressourcenbelegung in Mobilkommunikationsnetzen, was letztendlich zu geringeren Datendurchsätzen für andere Dienste führen kann und auch zu höheren Verzögerungszeiten. Durch die Kenntnis der Fahrstrecke (der Route des mobilen Sendeempfängers 200) und den Abgleich mit der Mobilkommunikationsnetzplanung kann vom Mobilkommunikationsnetz entschieden werden, welche Nachrichten weitergeleitet werden oder auch den autonomen Fahrzeugen mitgeteilt werden, welches eine DENM-Nachricht über ein sich auf der Straße befindliches Hindernis als Broadcast-Nachricht versendet, damit diese Nachricht nur einmal und nicht von allen Fahrzeugen, die diese Stelle passieren, geschickt werden muss. Diese Maßnahme ermöglicht eine Lösung für das durch CAMs und DENMs verursachte Überlastproblem. Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein, um die Nachrichten, die von Fahrzeugen ausgesandt werden, zu koordinieren (etwa durch selektives weiterleiten/broadcasten).
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um eine Umkonfiguration (Rekonfiguration) von Kanälen von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems 100 durchzuführen, um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger 200 zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um Ressourcen für eine Abwärtsrichtung (auch engl. Downlink) in Ressourcen für eine Aufwärtsrichtung (auch engl. Uplink) umzukonfigurieren (und umgekehrt). Gemäß des 3GPP-Standards gibt es mehrere Konfigurationen, die sich in der Aufteilung der Gesamtbandbreite auf die der Uplink-Richtung und der Downlink-Richtung zugeteilten Bandbreiten unterscheiden. Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein, um zwischen Konfigurationen, die sich in der Aufteilung der Gesamtbandbreite auf die der Uplink-Richtung und der Downlink-Richtung zugeteilten Bandbreiten unterscheiden, umzuschalten, um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger 200 zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um Ressourcen für Steuer-Nachrichten in Ressourcen für Nutzdaten umzukonfigurieren (und umgekehrt).
Aufgrund der Vorab-Kenntnis des eintreffenden Verkehrs kann beispielsweise (etwa durch die Vorrichtung 10) eine dynamische Umkonfiguration von Kanälen auf der Luftschnittstelle durchgeführt werden, z.B. zwischen Verkehrskanälen und Kontrollkanälen.
Beispiel für LTE:

• Abwärtsrichtung: Umwandlung von Traffic Channels (Physical Downlink Shared Channels, PDSCH) zu Physical Downlink Control Channels (PDCCH) oder umgekehrt.
• Aufwärtsrichtung: Umwandlung zwischen Physical Uplink Shared Channels (PUSCH) und Physical Uplink Control Channels (PUCCH).

Dazu kann von der LTE-Basisstation (eNodeB) (oder der Vorrichtung 10) der in Kürze eintreffende Verkehr für die Berechnung der Last auf den Kanälen mit eingerechnet werden und eine Rekonfiguration der Kanäle durchgeführt werden, falls die prognostizierte Last auf den Kanälen einen bestimmten Schwellwert über- bzw. unterschreitet.
In einem (ersten) Schritt der Interaktion zwischen mobilen Sendeempfängern (etwa autonomen Fahrzeugen) und Mobilkommunikationssystemen (etwa vor der Planung der Ressourcenvergabe) kann die geplante Fahrroute des mobilen Sendeempfängers an die Mobilkommunikations-Infrastruktur übermittelt werden.
Startposition: Zumindest manche Ausführungsbeispiele verwenden die aktuelle geographische Position bzw. Startposition des mobilen Sendempfängers 200 (etwa des autonomen Fahrzeuges/zumindest teilweise autonom fahrenden Fahrzeugs) und den Zielort. Die aktuelle Position kann über das Globale Positionierungssystem (auch engl. Global Positioning System, GPS) bestimmt werden oder über eine vergleichbare Technologie. Eine weitere Möglichkeit zur Positionierung bietet auch die Positionierung mittels (visuellen) Landmarken, die durch Sensoren erfasst werden können. Dabei werden etwa die Unterschiede der Signallaufzeiten zwischen Satelliten und einer Empfangsstation ermittelt und mittels Triangulation die Position der Mobilstation bestimmt. Eine weitere Möglichkeit der Positionsbestimmung mittels Triangulation besteht in der Bestimmung der Signallaufzeitunterschiede zwischen einer Mobilstation und mehreren Basisstationen mit bekannten Ortskoordinaten.
Alternative Möglichkeiten zur Definition der Start- und Zielposition sind das Eingeben oder Einlesen von geographischen Koordinaten oder die Eingabe von Orts- und Straßennamen in eine Maschine, z.B. einen Computer oder das Navigationssystem des Fahrzeuges. Diese Eingabe muss nicht lokal im mobilen Sendempfänger 200 erfolgen, sondern kann auch ferngesteuert erfolgen, z.B. von einem Kontrollzentrum aus.
Zielposition: Falls ein Mensch den mobilen Sendeempfänger 200 bedient (ein (passiver) Fahrer im Fahrzeug anwesend ist), kann das Ziel (etwa die Zieladresse) unter anderem folgendermaßen festgelegt werden:

• Durch manuelle Eingabe in das Navigationssystem des mobilen Sendempfängers 200.
• Nach Empfang einer akustischen Schallwelle, z.B. als Sprache des Bedieners ((passiven) Fahrers oder eines Beifahrers) oder ein über einen Lautsprecher abgesandtes akustisches Signal und Umwandlung in ein digitales Signal mittels Spracherkennung.
• Durch Analyse der Blickrichtung des Bedieners (etwa eines (passiven) Fahrers oder eines berechtigten Beifahrers) auf einen bestimmten Punkt einer an einem Display angezeigten Karte.
• Zukünftig auch durch Auslesen der Gendanken eines Bedieners (etwa eines (passiven) Fahrers oder berechtigten Beifahrers).

Falls kein Bediener aktiv ist (etwa sich kein (passiver) Fahrer oder keine berechtigte Person im Fahrzeug befindet), kann die Zieladresse unter anderem folgendermaßen festgelegt werden:

• Übertragung von einem entfernten Ort, z.B. aus dem Kontrollraum eines Transportunternehmens, einer Fabrikhalle, dem Steuerzentrum einer Eisenbahngesellschaft für selbstfahrende Züge oder dem Steuerzentrum für autonomen Flugverkehr.
• Über eine mobile Applikation (auch engl. mobile application, APP), die auf einem Computer, Tablet, Smartphone, Navigationsgerät oder einem anderen Kommunikationsgerät installiert ist.
• Komplett ferngesteuert, d.h. der mobile Sendempfänger 200 (etwa das Fahrzeug) führt nur Befehle aus, die es zu einer bestimmten Zieladresse führen.

Die Einheit, in der Informationen über die Zieladresse aus unterschiedlichen Quellen zusammenlaufen, kann ein im Fahrzeug installiertes Navigationssystem sein oder ein ähnliches Gerät, das die Zieladresse auswertet und/oder die dafür erforderlichen Informationen an ein weiteres Gerät überträgt, in dem die Berechnung stattfindet.
Berechnung der Fahrroute und Übermittlung an das Mobilkommunikationssystem: Aus der Festlegung der Startposition und der Zieladresse kann die Route berechnet werden. Diese Information kann nun an das Mobilkommunikationssystem übermittelt werden (etwa an die Vorrichtung 10, oder direkt von der Vorrichtung 10 berechnet werden), um die Verknüpfung zwischen der Route (etwa des autonomen Fahrens) und der Mobilkommunikations-Infrastruktur als Basis für die anschließenden Prozeduren, herzustellen.
In einigen Ausführungsbeispielen wird nur die Startposition und die Zielposition an das Mobilkommunikationsnetz (etwa an die Vorrichtung 10) übermittelt. Dies erfolgt entweder als Übertragung der geographischen Positionen oder durch Übertragung von Orts-, Straßen- und Hausnummern. In zumindest diesen Ausführungsbeispielen kann die Route dann in einem Netzelement des Mobilkommunikationsnetzes oder einem mit der Mobilkommunikationsinfrastruktur verbundenen Server berechnet und dem Fahrzeug mitgeteilt werden.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen wird die Route im Fahrzeug berechnet, beispielsweise in dessen Navigationsgerät und an das Mobilkommunikationssystem (etwa die Vorrichtung 10) übermittelt. Dabei spielt es keine Rolle, ob die komplette Route vor Beginn der Fahrt berechnet wird oder inkrementell anhand der Verkehrssituation auf den Straßen, im Schienenverkehr oder Luftverkehr, angepasst wird.
Zusätzlich zu den routenspezifischen Informationen kann das Fahrzeug auch seine Mobilfunkkennung an das Netz übermitteln. Dies erfolgt etwa beim Aufbau der Verbindung. Für zumindest einige Ausführungsbeispiele ist eine Verknüpfung der Route mit der Kennung der Mobilstation des Fahrzeuges erforderlich, z.B. seiner IP-Adresse oder der International Mobile Subscriber Identity (IMSI, Internationale Mobilteilnehmer-Identität). Die International Mobile Subscriber Identity (IMSI) wird etwa dem Netz bekannt gegeben, wenn die Mobilstation Zugang zum Netz haben möchte, sie wird aber nicht immer direkt übertragen. Ein gewisser Schutz wird durch die Verwendung eines Identifier-Alias erreicht, die TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity, einer Temporären Mobilteilnehmer-Identität), die falls möglich, anstelle der IMSI übertragen wird. Dies erlaubt dem Mobilkommunikationssystem dann die erfinderische Reservierung von Ressourcen für diesen Teilnehmer.
Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Information über die Route von dem mobilen Sendeempfänger 200 zu erhalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung 10 beispielsweise ausgebildet sein, um die Information über die Route von einem Steuermodul für den mobilen Sendeempfänger 200 zu erhalten. Beispielsweise kann der mobile Sendeempfänger ein (zumindest teilweise autonom fahrendes) Fahrzeug sein. Beispielsweise kann das Steuermodul eine zentrale Steuereinrichtung für (zumindest teilweise autonom fahrende) Fahrzeuge sein.
Beispielsweise kann die Information über die Route Information über ein Ziel der Route umfassen, etwa Information über eine Zielposition/Zielkoordinate, Information über eine Zieladresse, Information über einen Übergabepunkt zu einer weiteren Steuereinrichtung oder Information über eine Ziel-Teilstrecke der Route. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Route des mobilen Sendeempfängers 200 basierend auf der Information über das Ziel zu berechnen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 als Teil des Mobilkommunikationssystems 100 ausgebildet sein, um die Route des mobilen Sendeempfängers 200 zu berechnen. Alternativ kann die Vorrichtung 10 außerhalb des Mobilkommunikationssystems 100 und außerhalb des mobilen Sendeempfängers 200 angeordnet sein, etwa als Teil einer Steuereinrichtung für (zumindest teilweise autonom fahrende) Fahrzeuge. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100 über eine Schnittstelle des Mobilkommunikationssystems 100 von außerhalb des Mobilkommunikationssystems 100 basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe zu steuern.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Route als Teil der Information über die Route zu erhalten (etwa von dem mobilen Sendeempfänger 200 oder von einem Steuermodul für den mobilen Sendeempfänger) und die Route basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe oder zusammen mit der Planung der Ressourcenvergabe anzupassen.
Die Vorrichtung 10 kann beispielsweis ausgebildet sein, um die Route basierend auf zumindest einem Element der Gruppe von einer Abdeckung der Route mit Zellen des Mobilkommunikationssystems 100, einer Auslastung von Zellen des Mobilkommunikationssystems 100, einer (durchschnittlichen) Anzahl von Verbindungsabbrüchen in Zellen des Mobilkommunikationssystems, verfügbaren Ressourcen des Mobilkommunikationssystems 100 und unterstützten Funktechnologien von Zellen (Zell-Technologien) des Mobilkommunikationssystems 100 zu berechnen oder anzupassen. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweis ausgebildet sein, um die Route basierend auf einer Kostenfunktion zu berechnen oder anzupassen. Die unterstützten Funktechnologien können beispielsweise Funktechnologien der Gruppe von Global System for Mobile Communications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), Long Term Evolution, und einem Mobilfunksystem der 5. Generation (5G) entsprechen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Route so zu berechnen, dass voraussichtlich für den mobilen Sendeempfänger 200 verfügbare Ressourcen entlang der Route einem Qualitätskriterium einer Kommunikation des mobilen Sendeempfängers 200 genügen, beispielsweise einem Qualitätskriterium für eine Unterstützung eines autonomen Fahrens des mobilen Sendeempfängers 200. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Route basierend auf einem aktuellen Fortschritt des mobilen Sendeempfängers 200 auf der Route so zu berechnen, dass voraussichtlich für den mobilen Sendeempfänger 200 verfügbare Ressourcen entlang der Route dem Qualitätskriterium der Kommunikation des mobilen Sendeempfängers 200 genügen. Das Qualitätskriterium kann sich beispielsweise auf eine verfügbare Übertragungskapazität (maximale, durchschnittliche oder minimale Datenrate) oder eine (mittlere/maximale) Übertragungs-Latenz beziehen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Route so zu berechnen, dass eine voraussichtlich für den mobilen Sendeempfänger 200 verfügbare Übertragungskapazität entlang der Route oberhalb einer vordefinierten Übertragungskapazität liegt. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die Route so zu berechnen, dass eine vordefinierte (mittlere/maximale) Übertragungs-Latenz für den mobilen Sendeempfänger 200 entlang der Route (voraussichtlich) nicht überschritten wird oder nur kurzzeitig überschritten wird.
Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Route basierend auf voraussichtlichen Rastpunkten entlang der Route zu berechnen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die voraussichtlichen Rastpunkte, etwa zum Nachfüllen eines Betriebsmittels (etwa Benzin, Diesel, Wasserstoff oder elektrische Energie) des mobilen Sendeempfängers, bei dem Berechnen oder Anpassen der Route und/oder bei dem Planen der Ressourcenvergabe einzubeziehen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um die voraussichtlichen Rastpunkte basierend auf verbleibenden Betriebsmitteln des mobilen Sendeempfängers und basierend auf der Ressourcenvergabe zu berechnen, etwa um ein Nachfüllen der Betriebsmittel mit einer hohen Last im Mobilkommunikationssystem 100 zu koordinieren. Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein, um Information über einen Betriebsmittelfüllstand des mobilen Sendeempfängers von dem mobilen Sendeempfänger 200 zu erhalten.
Ausführungsbeispiele können beispielsweise durch das Mobilkommunikationsnetz gesteuerte Eingriffe in die Steuereinheit des autonomen Fahrzeugs umfassen.
Die in der netzseitigen Navigationseinheit (NAV) (etwa der Vorrichtung 10) zusammenlaufenden Informationen über (a) die geplante Fahrroute und (b) die Mobilkommunikationsversorgung der geplanten Fahrroute, können (von der Vorrichtung 10) verwendet werden, um die Fahrroute (etwa die berechnete Route oder die angepasste Route) dahingehend zu verbessern, dass eine hinreichend hohe Qualität für die Mobilkommunikation bereitgestellt werden kann. In einem Optimierungsprozess können dazu die Fahrroute der bisher geplanten Strecke mit einer oder mehreren alternativen Routen verglichen werden. Über Kostenfunktionen können dazu unterschiedliche Bewertungskriterien auf eine gemeinsame Größe bezogen werden, die sogenannten „Kosten“ für diese Route.

• Ein Bewertungskriterium ist die für die Route prognostizierte Zeitdauer.
• Eine weitere Bewertungsgröße ist die Wegstrecke und der damit verbundene Energieverbrauch.

Diese mögen für verschiedene Anwendungsfälle eine unterschiedliche Wichtigkeit haben. Dies kann beim Abbilden auf die gemeinsame Größe „Kosten“ über Gewichtungsfaktoren gesteuert werden. 4 zeigt beispielhaft eine Kostenfunktion für eine Routenberechnung.
Zu diesen in manchen Navigationsgeräten bereits verwendeten Bewertungsgrößen können nun Bewertungsgrößen der Mobilkommunikation hinzugefügt werden.

• Eine dieser Bewertungsgrößen ist die Mobilkommunikationstechnologie (RAT), welche die Fahrroute versorgt. Diese hat Einfluss auf die systembedingten Verzögerungszeiten und den maximal erzielbaren Durchsatz. Herrscht beispielweise an der initial berechneten Fahrroute zu 95% GSM-Versorgung und nur zu 5% LTE/LTE-A-Versorgung, so kann dies „höhere Kosten“ verursachen, als eine aus Sicht optimaler Mobilkommunikationsversorgung gewählte alternative Route, die ausschließlich über LTE/LTE-A-Versorgung verfügt. Durch die „niedrigeren Kosten“ für die alternative Route kann diese in der Gesamtwebwertung besser gestellt werden.
• Die Mobilkommunikationstechnologie dient in erster Näherung als Kriterium für die zu erwartende Verzögerungszeit, zumindest für deren typischen Verteilungsbereich (10%-Quantil bis 90%-Quantil). Sie kann damit die Einsatzmöglichkeiten und die Qualität für unterschiedliche verkehrsbezogene Dienste bestimmen. So sind beispielsweise die in derzeitigen LTE-Netzen vorherrschenden Rundlaufzeiten (Hin- plus Rückweg) von typischerweise 15 ms bis 60 ms hinreichend kurz, um Dienste aus den Bereichen Infotainment (Information und Unterhaltung), Comfort (Komfort) und Traffic Efficiency (Verkehrseffizienz) bei hoher Qualität durchzuführen, aber nicht kurz genug, um die für Safety-Services (Sicherheitsdienste) vorherrschenden Anforderungen zu erfüllen.
• Die daraus berechneten Kosten können verglichen werden mit den Kosten für die Bewertungskriterien „Zeit“ und „Wegstrecke“ und in einer Gesamtbewertung kann diejenige Fahrroute vorgeschlagen werden, die die geringsten Gesamtkosten verursacht.

Weitere mögliche Bewertungsgrößen aus Sicht der Mobilkommunikation sind beispielsweise:

• Die in der Zelle vorherrschende Last und daraus der unter Berücksichtigung der Mobilkommunikationstechnologie und des QoS-Profils prognostizierte Datendurchsatz: Dies kann die aktuell vorherrschende Last sein oder die in der Vergangenheit an diesem Netzelement und in dieser Zelle vorherrschende Last. Durch zeitliche und örtliche Verkehrsfluktuationen herrschen in Mobilkommunikationszellen häufig stark schwankende Verkehrsbedingungen vor. Da anhand dieses Bewertungskriteriums eine Änderung der Fahrroute möglich gemacht werden soll, das autonome Fahrzeug aber nicht sofort an diesem Ort eintreffen wird, ist die in der Vergangenheit vorherrschende Last oftmals ein besser geeignetes Bewertungskriterium, als die momentan vorherrschende Last. Gute Last-Prognosen lassen sich für vergleichbare Wochentage ziehen, z.B. derselbe Wochentag vor einer Woche und dieselbe Stunde.
• Statistiken über Verbindungsabbrüche: Aufgrund der Topologie der Zelle und deren Nachbarschaftsbeziehungen treten Verbindungsabbrüche in einzelnen Zellen unterschiedlich häufig auf. Zum Verbindungsabbruch kommt es dann, wenn die Signalisierungsnachrichten beim Empfänger über einen bestimmten Zeitraum nicht korrekt decodiert werden konnten. Auch aufgrund der unterschiedlichen Vegetation und des unterschiedlichen Teilnehmerverhaltens kann das Aufkommen von Verbindungsabbrüchen jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen sein. Da die Beugung elektromagnetischer Wellen und damit die Dämpfung des Sendesignals frequenzabhängig ist, kann die die Wegstrecke versorgende Mobilkommunikationstechnologie eine Rolle spielen. Für GSM wird in Europa meist das 900 MHz und 1800 MHz Band verwendet, während für LTE auch höhere Frequenzbänder verwendet werden und für die aufkommende 5G-Technologie noch höhere Frequenzbänder vorgesehen sind. Da eine unterbrechungsfreie Verbindung vor allem für Sicherheitsdienste (auch engl. safety services) ein wichtiges Kriterium ist, kann etwa der Gewichtungsfaktor für das Bewertungskriterium „Verbindungsabbrüche“ hoch angesetzt werden. Dadurch kann eine alternative Fahrroute, die zwar eine längere Wegstrecke beinhaltet, dafür aber eine geringere Wahrscheinlichkeit für Verbindungsabbrüche hat, geringere Gesamtkosten verursachen und damit bevorzugt werden gegenüber der zunächst ohne Betrachtung der mobilkommunikationsspezifischen Bewertungskriterien gewählten Route.

Für jede Fahrroute können die gewichteten Kosten aller herangezogenen Bewertungskriterien aufsummiert werden. Letztendlich kann diejenige Fahrroute (von der Vorrichtung 10 für die berechnete/angepasste Route) ausgewählt werden, die die geringsten Gesamtkosten verursacht. Dies wird etwa in der Beschreibung zu 4 erläutert.
Die Navigationseinheit kann dazu den Aufbau einer Datenverbindung zwischen dem Mobilkommunikationssystem und der Mobilstation des autonomen Fahrzeugs anstoßen oder eine bereits aufgebaute Verbindung nutzen und die Information über die neu gewählte Route an das autonome Fahrzeug kommunizieren. Im Fahrzeug kann diese Information dann an das fahrzeuginterne Navigationsgerät oder an die Steuereinheit weitergeleitet werden, die letztendlich dafür verantwortlich ist, dass das Fahrzeug einen bestimmten Weg einschlägt.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ferner ausgebildet sein, um die berechnete Route oder die angepasste Route dem mobilen Sendeempfänger 200 bereitzustellen. Beispielsweise kann der mobile Sendeempfänger ein (zumindest teilweise autonom fahrendes) Fahrzeug sein. Die Vorrichtung 10 kann ausgebildet sein, um dem (zumindest teilweise autonom fahrenden) Fahrzeug Fahranweisungen für einen nächsten Fahrabschnitt basierend auf der Route bereitzustellen. Beispielsweise können die Fahranweisungen Steuerinformationen über den nächsten Fahrabschnitt umfassen. Beispielsweise können die Fahranweisungen eine Streckenfreigabe für ein (zumindest teilweise autonomes) Fahren für den nächsten Fahrabschnitt umfassen. Alternativ kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um das Fahrzeug basierend auf der Route zu steuern. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise ausgebildet sein, um das (zumindest teilweise autonom fahrende) Fahrzeug ferner basierend auf einer Mehrzahl von weiteren Routen einer Mehrzahl von weiteren (zumindest teilweise autonom fahrenden) Fahrzeugen zu steuern. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um das (zumindest teilweise autonom fahrende) Fahrzeug basierend auf der Route des Fahrzeugs und basierend auf der Mehrzahl von weiteren Routen mit den weiteren Fahrzeugen zu koordinieren.
Die Information über die Route kann beispielsweise Information über einen Startpunkt der Route (etwa eine aktuelle Position oder eine Startposition des mobilen Sendeempfängers 200) und/oder Information über eine (Zwischen-)Zielposition des mobilen Sendeempfängers 200 umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Information über die Route Information über eine oder mehrere Teilstrecken (etwa Straßenbezeichnungen oder Teilstreckenvektoren) der Route umfassen. Beispielsweise kann die Information über die Route Information über eine Mehrzahl von Wegpunkten auf der Route umfassen.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um eine Entscheidung über die Streckenfreigabe anhand der aktuell vorherrschenden und prognostizierten Auslastung und Qualität des Mobilkommunikationsnetzes zu treffen.
Durch die Vorabkenntnis der Fahrroute können Prognosen des Verkehrsaufkommens und der damit verbundenen Qualität eines Abschnittes des Mobilkommunikationsnetzes möglich werden. Die aktuelle Last und Qualität, sowie die für das Eintreffen des Fahrzeugs in diesen Abschnitt prognostizierten Veränderungen können verwendet werden, um Entscheidungen über eine Streckenfreigabe zu beeinflussen. Eine Streckenfreigabe ist etwa eine vom Flottenbetreiber ausgestellte Freigabe zum autonomen Fahren in dem definierten Streckenabschnitt. Die Streckenfreigabe kann die Erfüllung von Mindestanforderungen der für das autonome Fahren benötigten Dienste an das Mobilkommunikationssystem erfordern. Als Beispiel kann die Übernahmezeit für den Fahrer bei Entzug einer zuvor erteilten Streckenfreigabe durch den Flottenbetreiber reduziert werden. Diese Reduzierung kann aus einer identifizierten oder prognostizierten Nichterfüllung der Mindestkriterien erfolgen. Die Übernahmezeit definiert die Dauer im autonomen Fahrbetrieb, nach der der Fahrer die Fahraufgabe wieder manuell übernimmt. Die in zumindest manchen Ausführungsbeispielen kombinierten Daten aus der Mobilkommunikationsinfrastruktur und des geplanten Streckenverlaufs (etwa die Planung der Ressourcenvergabe) bilden in zumindest manchen Ausführungsbeispielen die Basis für die Entscheidung zur Streckenfreigabe.
Das Mobilkommunikationssystem 100 kann beispielsweise einem Mobilfunksystem der Gruppe von Global System for Mobile Communications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), Long Term Evolution (LTE), Long Term Evolution Advanced (LTE-A) und einem Mobilfunksystem der 5. Generation (5G) entsprechen oder zumindest ein Mobilfunksystem der Gruppe von Global System for Mobile Communications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), Long Term Evolution, und ein Mobilfunksystem der 5. Generation (5G) umfassen. Das Mobilkommunikationssystem 100 kann beispielsweise eine Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen umfassen. Das Mobilkommunikationssystem 100 kann beispielsweise eine Mehrzahl von Basisstationen und/oder eine Mehrzahl von Sende-Empfangseinheiten umfassen. Beispielsweise kann das Mobilkommunikationssystem eine Mehrzahl von Zell-Technologien für die Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen umfassen.
Die zumindest eine Schnittstelle 12 kann beispielsweise einem oder mehreren Eingängen und/oder einem oder mehreren Ausgängen zum Empfangen und/oder Übertragen von Informationen entsprechen, etwa in digitalen Bitwerten, basierend auf einem Code, innerhalb eines Moduls, zwischen Modulen, oder zwischen Modulen verschiedener Entitäten.
In Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul 14 einem beliebigen Controller oder Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente entsprechen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 auch als Software realisiert sein, die für eine entsprechende Hardwarekomponente programmiert ist. Insofern kann das Kontrollmodul 14 als programmierbare Hardware mit entsprechend angepasster Software implementiert sein. Dabei können beliebige Prozessoren, wie Digitale Signalprozessoren (DSPs) zum Einsatz kommen. Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf einen bestimmten Typ von Prozessoren eingeschränkt. Es sind beliebige Prozessoren oder auch mehrere Prozessoren zur Implementierung des Kontrollmoduls 14 denkbar.
1c zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 20 für einen mobilen Sendeempfänger 200. Die Vorrichtung 20 ist ausgebildet zum Bereitstellen von Information über eine Route des mobilen Sendeempfängers 200 für eine Vorrichtung 10 zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems 100. Die Vorrichtung 20 ist ferner ausgebildet zum Empfangen von Kommunikationsparametern für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem 100. Die Kommunikationsparameter basieren auf der Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100 basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers 200. In manchen Ausführungsbeispielen, in denen die Information über die Route der Vorrichtung 10 von anderen Entitäten bereitgestellt wird, kann die Vorrichtung 20 auch ausgebildet sein, um die Kommunikationsparameter zu empfangen, ohne die Information über die Route bereitgestellt zu haben. Die Vorrichtung 10 zur Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystem 100 und das Mobilkommunikationssystem 100 können ähnlich implementiert sein (oder diesen entsprechen) wie die Vorrichtung 10 zur Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100 und das Mobilkommunikationssystem 100 der 1a. 1c zeigt ferner den mobilen Sendempfänger 200 mit der Vorrichtung 20 für den mobilen Sendeempfänger.
1d zeigt ein Flussdiagramm eines entsprechenden Verfahrens 40 für den mobilen Sendeempfänger 200. Das Verfahren 40 umfasst Bereitstellen 42 der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers 200. Das Verfahren 40 umfasst ferner Empfangen 44 von Kommunikationsparametern für die Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem 100. Die Kommunikationsparameter basieren auf der Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100 basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers 200.
Die Vorrichtung 20 kann beispielsweise, wie in 1c als gestrichelte Kästen gezeichnet, zumindest ein Sendeempfänger-Modul 22 und ein Kontrollmodul 24 umfassen. Das Sendeempfänger-Modul 22 kann beispielsweise ausgebildet sein zum Kommunizieren über das Mobilkommunikationssystem 100. Das Kontrollmodul 24 kann ausgebildet sein zum Bereitstellen der Information über die Route, zum Empfangen der Kommunikationsparameter (jeweils über das Sendeempfänger-Modul 22) und der Ausführung weiterer Schritte wie in der Folge beschrieben. In Ausführungsbeispielen kann das Sendeempfänger-Modul 22 typische Sender- bzw. Empfängerkomponenten enthalten. Darunter können beispielsweise ein oder mehrere Antennen, ein oder mehrere Filter, ein oder mehrere Mischer, ein oder mehrere Verstärker, ein oder mehrere Diplexer, ein oder mehrere Duplexer, usw. fallen. Das Kontrollmodul 24 kann ähnlich implementiert sein wie das Kontrollmodul 14 aus 1a.
Die folgende Beschreibung bezieht sich sowohl auf die Vorrichtung 20 von 1c, als auch auf das Verfahren 40 von 1d.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 20 ausgebildet sein, um basierend auf den Kommunikationsparametern über das Mobilkommunikationssystem 100 zu kommunizieren und/oder um die Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem 100 basierend auf den Kommunikationsparametern anzupassen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 20 ausgebildet sein, um basierend auf den Kommunikationsparametern eine Übergabe von einer ersten Mobilkommunikations-Zelle zu einer zweiten Mobilkommunikations-Zelle durchzuführen. Beispielsweise können die Kommunikationsparameter Kommunikationsparameter für die Übergabe zu der zweiten Mobilkommunikations-Zelle umfassen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 20 ferner ausgebildet sein, um Information über eine voraussichtliche nächste Mobilkommunikations-Zelle (etwa die zweite Mobilkommunikations-Zelle) und/oder Information über eine voraussichtliche nächste Zelltechnologie (etwa der zweiten Mobilkommunikations-Zelle) für eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers 200 im Mobilkommunikationssystem 100 von der Vorrichtung 10 zur Planung zu erhalten. Die Vorrichtung 20 für den mobilen Sendeempfänger 200 kann ferner ausgebildet sein, um Eigenschaften eines Signals zu (lediglich) der voraussichtlichen (einen) nächsten Zelle und/oder zu (lediglich) der (einen) voraussichtlichen nächsten Zelltechnologie des Mobilkommunikationssystems 100 zu messen. Die Vorrichtung 20 kann ausgebildet sein, um Information über die Eigenschaften des Signals der Vorrichtung 10 zur Planung bereitzustellen.
Die Vorrichtung 20 kann beispielsweise ferner ausgebildet sein, um einen Fortschritt des mobilen Sendeempfängers 200 auf der Route zu bestimmen. Die Vorrichtung 20 kann ausgebildet sein, um Information über den Fortschritt des mobilen Sendeempfängers 200 der Vorrichtung 10 zur Planung der Ressourcenvergabe bereitzustellen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 20 ausgebildet sein, um die Route von der Vorrichtung 10 für die Planung der Ressourcenvergabe zu empfangen. Beispielsweise kann der mobile Sendeempfänger einem (zumindest teilweise autonom fahrenden) Fahrzeug oder einem Navigationssystem entsprechen. Die Vorrichtung 20 kann ausgebildet sein, um das zumindest teilweise autonom fahrende Fahrzeug und/oder das Navigationssystem basierend auf der empfangenen Route zu steuern.
Die Vorrichtung 20 kann beispielsweise ausgebildet sein, um das (zumindest teilweise autonom fahrende) Fahrzeug basierend auf einem Steuersignal der Vorrichtung 10 zu steuern oder eine Steuerung des (zumindest teilweise autonom fahrenden) Fahrzeugs durch die Vorrichtung 10 zu empfangen und an das Fahrzeug weiterzugeben. Beispielsweise kann die Vorrichtung 20 ausgebildet sein, um Fahranweisungen für einen nächsten Fahrabschnitt von der Vorrichtung 10 zu empfangen, und das (zumindest teilweise autonom fahrende) Fahrzeug basierend auf den Fahranweisungen zu steuern. Beispielsweise kann die Vorrichtung 20 ausgebildet sein, um eine Streckenfreigabe für den nächsten Fahrabschnitt von der Vorrichtung 10 zu erhalten und das (zumindest teilweise autonom fahrende) Fahrzeug basierend auf der Streckenfreigabe zu steuern.
Beispielsweise kann der mobile Sendeempfänger 200 einem Element der Gruppe von einem Fahrzeug, einem zumindest teilweise autonom fahrenden Fahrzeug, einem Navigationssystem, einem Mobiltelefon, einem programmierbaren Mobiltelefon, einem Tablet-Computer oder einer programmierbaren Uhr entsprechen.
1c zeigt ferner ein Blockdiagramm eines Systems mit einer Vorrichtung 10 zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems 100 und mit einer Vorrichtung 20 für einen mobilen Sendeempfänger 200. Die Vorrichtung 10 und/oder das Mobilkommunikationssystem 100 können ähnlich implementiert sein wie die Vorrichtung 10 und/oder das Mobilkommunikationssystem 100 gemäß 1a.
Fig. le zeigt ein Flussdiagramm eines entsprechenden Verfahrens 50 für das System mit dem mobilen Sendeempfänger 200 und der Vorrichtung 10 zur Planung der Ressourcenvergabe in dem Mobilkommunikationssystem 100. Das Verfahren 50 umfasst Bereitstellen 52 von Information über eine Route durch einen mobilen Sendeempfänger 200. Das Bereitstellen 52 kann beispielsweise einem Bereitstellen 42 der Information über eine Route von 1d entsprechen. Das Verfahren 50 umfasst ferner Erhalten 54 der Information über die Route von dem mobilen Sendeempfänger 200. Das Erhalten 54 kann beispielsweise einem Erhalten 32 von Information über eine Route von 1b entsprechen. Das Verfahren 50 umfasst ferner Planen 56 der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100 entlang der Route des mobilen Sendeempfängers 200 basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers 200. Das Planen 56 der Ressourcenvergabe kann beispielsweise einem Planen 34 einer Ressourcenvergabe von 1b entsprechen. Das Verfahren 50 umfasst ferner ein Bereitstellen 58 von Kommunikationsparametern für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem 100 für den mobilen Sendeempfänger 200 basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe.
Mehr Details und Aspekte des Systems, des Verfahrens 50, der Vorrichtung 20 und/oder des Verfahrens 40 werden in Verbindung mit dem Konzept oder Beispielen genannt, die vorher (z.B. 1a und 1b) beschrieben wurden. Das System, das Verfahren 50, die Vorrichtung 20 und/oder das Verfahren 40 können ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder der beschriebenen Beispiele entsprechen, wie sie vorher oder nachher beschrieben wurden.
Zumindest manche Ausführungsbeispiele sind ein Schritt zur Integration der speziellen Anforderungen für die Kommunikation von autonomen Fahrzeugen über ein 3GPP Mobilkommunikationsnetz. Sie adressieren vor allem die Verfügbarkeit des Mobilkommunikationsnetzes, die für spezielle Anwendungen des autonomen Fahrens erforderlichen kurzen Verzögerungszeiten, sowie hohen Datenraten.
Dabei kann die Kenntnis der Fahrroute (die der Route des mobilen Sendeempfängers entsprechen kann) mit den Netzplanungsdaten (etwa der Planung der Ressourcenvergabe) des Mobilkommunikationsnetzes kombiniert werden. Dies ermöglicht einerseits, die Fahrroute in Hinsicht auf eine ausreichend gute Mobilkommunikationsversorgung zu optimieren und andererseits ein frühzeitiges Durchführen von Ressourcenzuteilungsverfahren in den Netzelementen, um die Unterbrechungszeiten beim Zellwechsel zu reduzieren.
Das Wesentliche in zumindest manchen Ausführungsbeispielen ist der Sicherheitsaspekt und dazu kann es erforderlich sein, dass das Mobilkommunikationssystem flexibel auf die hohen Anforderungen für autonomes Fahren reagieren kann. Messdauern für Handover sind in anderen Systemen oft sehr lange und speziell bei schnell bewegenden Fahrzeugen kann eine zu lange Zellsuche oder auch der Wechsel zu einer falschen Zelle zu einem Abbruch der Verbindung führen. Ebenso ermöglichen zumindest manche Ausführungsbeispiele ein flexibles Reagieren der autonomen Fahrzeuge für den Fall, dass die Mobilkommunikationsinfrastruktur diese Anforderungen nicht erfüllen kann, indem eine vom Mobilkommunikationssystem optimierten Fahrroute übernommen wird.
Ausführungsbeispiele des Systems von 1c, der Vorrichtung 10 von 1a und/oder der Vorrichtung 20 von 1c können beispielsweise ausgebildet sein, um (zumindest einen Teil der) folgende(n) Schritte auszuführen:

1. Abgleich der Fahrroute (etwa die Route) eines autonomen Fahrzeuges (etwa der mobile Sendeempfänger 200) und dessen zeitliche Korrelation mit dem Versorgungsgebiet eines Mobilkommunikationsnetzes, insbesondere mit den, die jeweiligen Teilstücke versorgenden Basisstationen. Damit ist beispielsweise bekannt, zu welchem Zeitpunkt das autonome Fahrzeug von welcher Mobilkommunikationsbasisstation bedient werden wird.
2. Einführung einer Navigationsplattform, in der die Daten der Fahrstrecke mit den Daten der Netzplanung sowie qualitätsbezogene Daten des Mobilkommunikationsnetzes analysiert und abgeglichen werden.
3. Aus der Kenntnis des in Kürze eintreffenden (autonomen) Fahrzeuges in den Versorgungsbereich einer bestimmten Basisstation können Prozeduren zeitlich vorgezogen werden, die bisher erst zum Zeitpunkt des Eintreffens durchgeführt werden:
1. a. Verbindungsaufbauprozeduren.
2. b. Mobilitätsmanagement-Prozeduren wie Location Update, Identifizierung, Authentifizierung und die Aktivierung des Verschlüsselungs-Modus.
3. c. Zellwechsel-Prozeduren.
4. d. Funkressourcen-Zuteilungsprozeduren wie Zugangskontrolle, Lastverteilung und Verschieben von Teilnehmern.
5. e. Netzseitige Koordinierung von CAMs und DENMs.
Das Ziel ist eine schnellere Verfügbarkeit, kürzere Unterbrechungsdauern und höhere Versorgungssicherheit für die Kommunikation zwischen einem autonomen Fahrzeug und einer Mobilkommunikationsinfrastruktur.
4. Aufgrund der Kenntnis der Fahrroute kann die Zielzellenauswahl bei einem Zellwechsel nicht auf Basis der benachbarten und von der Mobilstation gemessenen Zellen durchgeführt werden, sondern es kann vom Mobilkommunikationsnetz die aufgrund der Netzplanung für diese Fahrroute am besten geeignete Zielzelle vorgegeben werden.
5. Einführung eines schwellwertgesteuerten Verfahrens zur Bevorzugung der netzseitig vorgeschlagenen Zielzelle.
6. Auswerten von qualitätsbezogenen Kriterien des Mobilkommunikationssystems unter Hinzunahme der prognostizierten Änderungen aufgrund des zu erwartenden Mobilitätsverhaltens der Teilnehmer durch den Flottenbetreiber und Vergleich mit Mindestanforderungen, z.B. für Durchsatz und Verzögerung. Bei Nichteinhaltung dieser Anforderungen kann die Streckenfreigabe für diese Teilstrecke beeinflusst werden oder eine bereits erteilte Streckenfreigabe wieder entzogen werden.
7. Bewertung der vorgesehenen Fahrroute anhand der vom Mobilkommunikationsnetz bereitstehenden Versorgungsqualität und Vergleich mit fahrstreckenbezogenen Kriterien auf Basis von Kostenfunktion.
1. a. Hinzunahme alternativer Fahrrouten aus Sicht einer optimierten Mobilkommunikationsversorgung.
2. b. Erstellen eines flexiblen Verfahrens zur Bewertung aller Kriterien und automatisierter Auswahl der Fahrroute anhand der geringsten Gesamtkosten.
3. c. Übertragen der Informationen über die geänderte Fahrroute vom Mobilkommunikationsnetz an das autonome Fahrzeug und Durchführung der Routenänderung.
4. d. Anwendung dieses Verfahrens über mehrere Mobilkommunikationsnetze unterschiedlicher Netzbetreiber zur verbesserten Kommunikationsversorgung autonomer Fahrzeuge mit eSIM-Karten.

Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsbeispiele mit einem (zumindest teilweise autonom fahrenden) Fahrzeug als mobilem Sendeempfänger beschrieben. Aspekte und Konzepte der beispielhaften Ausführungsbeispiele können auch auf andere Ausführungsbeispiele, etwa für andere Arten von mobilen Sendeempfängern übertragen werden.
2a zeigt einen Abschnitt 1000a einer Fahrroute, die durch das Versorgungsgebiet eines zellularen Mobilkommunikationssystems 2000 (das etwa dem Mobilkommunikationssystem 100 der Fign la-le entsprechen kann) verläuft. Auf dieser Fahrroute 1000a befindet sich ein autonomes Fahrzeug 110 (das etwa dem mobilen Sendeempfänger 200 der Fign la-le entsprechen kann) mit einer Mobilstation 120 (die etwa der Vorrichtung 20 für den mobilen Sendeempfänger der Fign la-le entsprechen kann), die über die Luftschnittstelle 130 mit dem Mobilkommunikationsnetz 2000 verbunden ist.
Das Mobilkommunikationsnetz 2000 verfügt über drei verschiedene Netztechnologien (RATs). Die GSM-Basisstation 210 (auch engl. Base Transceiver Station, BTS) versorgt drei GSM-Zellen 220, 230 und 240. Eine zweite Mobilkommunikationstechnologie UMTS sendet und empfängt in zumindest diesem Ausführungsbeispiel in einem höheren Frequenzbereich, als das GSM-System und die dadurch bedingte stärkere Signaldämpfung ist durch einen geringeren Versorgungsbereich symbolisiert. Die UMTS-Basisstation 250 (auch engl. NodeB) und die drei UMTS-Zellen 260, 270 und 280 sind gestrichelt eingetragen. Weitere GSM-Basisstationen 212 und UMTS-Basisstationen 252, 254 und Zellen sind dargestellt. Eine dritte Mobilkommunikationstechnologie LTE wird durch die LTE-Basisstation 290 (auch engl. evolved NodeB, eNodeB) und die von dieser Basisstation versorgten Zellen 300 und 310 repräsentiert. Dargestellt sind diese durch die mit Punkten gefüllten Elemente. Für GSM und LTE wurden ähnliche Frequenzbänder und Sendeleistungen angenommen, so dass die jeweiligen Versorgungsgebiete gleichgroße Flächen abdecken. Eine in 2a dargestellte heterogene Abdeckung eines geographischen Gebiets durch unterschiedliche Mobilkommunikationstechnologien ist ein typischer Fall für in sich wachsende Mobilkommunikationsnetze.
Die drei Basisstationen 210, 250 und 290 (zusammen mit den Basisstationen 212, 252 und 320) sind in noch einmal dargestellt in einem Gesamtschnittstellenbild mit den weiteren Netzelementen des Mobilkommunikationssystems.
Die GSM-Basisstation 210 ist über die Abis-Schnittstelle 400 mit der Basisstations-Steuereinrichtung (auch engl. Base Station Controller, BSC) 410 verbunden. Diese wiederum ist über die Ater-Schnittstelle 420 mit der Transcodierungseinheit (auch engl. Transcoder and Rate Adaptation Unit, TRAU) 430 verbunden. Über die A-Schnittstelle 440 erfolgt der Übergang zur Vermittlungsstelle (auch engl. Mobile-services Switching Centre, MSC) 450. Letztere ist über eine SS7-Schnittstelle 460 mit dem Festnetz (auch engl. Public Switched Telephone Network, PSTN) 470 verbunden. Die Anbindung der Basisstations-Steuereinrichtung 410 an die Domäne für paketorientierte Dienste (auch engl. Packet-Switched, PS) erfolgt über die Gb-Schnittstelle 480 und dem Serving GPRS Support Node (SGSN) 570 für den General Packet Radio Service (GPRS) und dem Gateway GPRS Support Node (GGSN) 590.
Die UMTS-Basisstation 250 ist über die Iub-Schnittstelle 500 mit der Funknetzwerk-Steuereinrichtung 510 (auch engl. Radio Network Controller, RNC) verbunden. An diesem Netzelement findet die Aufteilung bzw. das Zusammenführen der beiden Domänen für leitungsgebundenen Dienste (auch engl. Circuit-Switched, CS) und paketorientierten Dienste (auch engl. Packet-Switched, PS), statt. CS-Dienste sind über die Iu-CS-Schnittstelle 520 mit der Vermittlungsstelle des Kernnetzwerks 540 (auch engl. Core Network) verbunden, das aus dem Media Gateway Server (MGW) und dem Mobile Switching Center Server (MSC Server) besteht. Die Vermittlungsstelle 540 ist über eine SS7-Schnittstelle 550 mit dem Festnetz (auch engl. Public Switched Telephone Network, PSTN) 560 verbunden. Das Festnetz 560 ist identisch mit dem Festnetz 470 und wurde nur zur deutlicheren Darstellung in zweimal dargestellt.
In der PS-Domäne ist die Funknetzwerk-Steuereinrichtung 510 (auch engl. Radio Network Controller, RNC) über die Iu-PS Schnittstelle 530 mit dem Serving GPRS Support Node (SGSN) 570 für den General Packet Radio Service (GPRS) verbunden. Der SGSN ist über die Gn-Schnittstelle 580 mit dem Gateway GPRS Support Node (GGSN) 590 verbunden. Über den GGSN und die Gi-Schnittstelle 600 werden die Pakete des Internet Protokolls (IP-Pakete) mit externen Netzen, wie dem Internet, ausgetauscht. Hierzu ist der Server 610 dargestellt. Zudem hat der SGSN 570 über die S3-Schnittstelle 620 eine Verbindung zur Mobility Management Entity (MME) 770.
Die LTE Basisstation 290 ist über die S1-Schnittstelle 700 mit dem Serving Gateway (SGW) 710 verbunden. Über die S5-Schnittstelle 720 erfolgt die Anbindung des SGW 710 an den Packet Data Network (PDN) Gateway (PDN-GW) 730. Dieser ist über die SGi-Schnittstelle 740 mit einem Server 750 im Internet verbunden. Über die S11-Schnittstelle 760 erfolgt die Anbindung des SGW 710 an die Mobility Management Entity (MME) 770.
2b zeigt weiter eine zweite LTE-Basisstation 320, die über die X2-Schnittstelle 330 mit der ersten LTE-Basisstation 290 verbunden ist. Jede dieser LTE-Basisstationen ist über die S1-Schnittstelle 700 am SGW 710 angebunden. Die Durchführung einer vorgezogenen Handover-Prozedur in der alten Zelle und Weiterreichen dieser Information über die X2-Schnittstelle 330 kann ein zentraler Bestandteil von zumindest manchen Ausführungsbeispielen sein.
Die im Folgenden beschriebenen Funktionalitäten verbinden Netzelemente miteinander über teilweise existierende oder neu zu schaffende Schnittstellen und fügen neue Prozeduren hinzu, die in zumindest manchen Ausführungsbeispielen über die in manchen Systemen verwendeten Funktionalitäten hinausgehen.
Ein Bestandteil von in zumindest manchen Ausführungsbeispielen definierten Prozeduren ist die Navigationsplattform (NAV) 800 (etwa die Vorrichtung 10 für die Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems 100), die über die neu benannte N1-Schnittstelle 810 navigationsrelevante Daten mit einem Server 820 im Internet austauschen kann. Dieser Server umfasst beispielsweise die Navigationsdaten einer Fahrzeugflotte einer Spedition oder tauscht Daten mit einer Steuerzentrale für autonome Roboter einer Fabrikhalle aus. Die Navigationsplattform (NAV) 800 ist über die neu benannte N2-Schnittstelle 830 mit einer Netzplanungsplattform (NP) 840 des Mobilkommunikationssystems verbunden. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise die Navigationsplattform 800 und/oder die Netzplanungsplattform 840 umfassen. Auf diesem Netzelement laufen beispielsweise Programme zur Funknetzplanung und Transportnetzplanung oder es werden Ergebnisse dieser Programme dort abgelegt. Im Weiteren existiert über die neu benannte N3-Schnittstelle 850 eine Verbindung zu einer Netzwerk-Monitoring-Einheit (NM) 860.
Über die N2-Schnittstelle 830 und N3-Schnittstelle 850 werden der Navigationsplattform (NAV) 800 etwa Performance-Daten des Netzes zur Verfügung gestellt. Dies beinhaltet, ist aber nicht eingeschränkt auf die aktuelle Verkehrslast, Fehlerraten oder Häufigkeiten der Verwendung einzelner Modulations- und Kodierschemas (auch engl. Modulation and Coding Schemes, MCS). Diese Daten werden etwa von den Netzelementen des Mobilkommunikationsnetzes an die Netzwerk-Monitoring-Einheit (NM) 860 übertragen. Die dazu verwendete Schnittstelle wird in 2b als Nm-Schnittstelle 910 bezeichnet. Aus Gründen der Übersicht wurde diese Schnittstelle nur zu den Netzelementen SGW 710 und eNodeB 290, und über den SGW 710 zu den Netzelementen RNC 510 und BSC 410 eingezeichnet. In manchen Mobilkommunikationsnetzen werden aber auch Performance-Daten beispielsweise aus der MSC 450 oder dem GGSN 590 an die Netzwerk-Monitoring-Einheit (NM) 860 weitergeleitet. Diese Daten können verwendet werden, um gemeinsam mit weiteren Daten, z.B. aus Netzplanungsprogrammen, Prognosen über die Qualität der Mobilkommunikation entlang der Fahrroute durchführen zu können.
Ein wesentlicher Bestandteil von zumindest manchen Ausführungsbeispielen ist die über die N6-Schnittstelle 900 realisierte logische Verbindung zwischen der zentralen Navigationsplattform (NAV) 800 und den Steuereinheiten der Radionetzelemente des Mobilkommunikationssystems, dem eNodeB 290 für LTE, dem RNC 510 für UMTS und dem BSC 410 für das GSM-System. Über diese N6-Schnittstelle 900 und die Luftschnittstellen 130 wird eine über die Navigationsplattform (NAV) 800 berechnete alternative Fahrroute an die Mobilstation 120 des autonomen Fahrzeugs 110 kommuniziert. Die Luftschnittstellen 130 sind in manchen Fällen getrennt für die unterschiedlichen RATs, erhalten aber hier nur eine Bezeichnung.
Die N6-Schnittstelle kann physikalisch und/oder logisch als die in neu bezeichnete N7-Schnittstelle 920 realisiert werden. Beispielsweise werden die in der Navigationsplattform (NAV) 800 für die alternative Fahrroute berechneten Daten über einen Server 750 und über den PDN-GW 730 für LTE bzw. über den GGSN 590 an das Mobilkommunikationsnetz übermittelt und von dort über die Luftschnittstelle 130 und die Mobilstation 120 an das autonome Fahrzeug 110 geschickt.
2c zeigt das zellulare Multi-RAT Mobilkommunikationsnetz 2000, bestehend aus der GSM-Basisstation 210, UMTS-Basisstation 250 und den LTE-Basisstationen 290 und 320. Zur Vereinfachung der Darstellung sind nur ein paar der zugehörigen Zellen nummeriert, die GSM-Zellen 220, 230 und 240, die UMTS-Zellen 260, 270 und 280, sowie die LTE-Zellen 300, 310 und 340. Zur weiteren Vereinfachung wurde auf der rechten Seite ein flächendeckendes LTE-Netz eingezeichnet und alle weiteren in 2c dargestellten LTE-Basisstationen nicht bezeichnet. Flächendeckend oder nur teilweise überlagernd können sich ebenso weitere Netztechnologien befinden, wie GSM, UMTS oder die aufkommende fünfte 3GPP Generation.
Auf der Straße 1000a befindet sich ein erstes autonomes Fahrzeug 110, das über die im Fahrzeug fest oder lose integrierte Mobilstation 120 über eine Funkverbindung 130 mit der Basisstationen 210 des Mobilkommunikationsnetzes 2000 kommuniziert.
2c zeigt eine weitere Straße 1000b mit einem sich dort befindlichen zweiten autonomen Fahrzeug 1010 (etwa der mobile Sendempfänger 200), das über die Mobilstation 1020 (etwa die Vorrichtung 20) und die Luftschnittstelle 1030 mit einer ersten LTE-Basisstationen 290 kommuniziert. Das Fahrzeug 1010 befindet sich momentan im Versorgungsbereich der LTE-Zelle 310 und bewegt sich in der mit dem Pfeil 350 markierten östlichen Richtung fort. Gemäß der geplanten Fahrroute kann das autonome Fahrzeug 1010 demnächst das Versorgungsgebiet der zweiten LTE-Basisstation 320 erreichen und einen Handover zur LTE-Zelle 340 durchführen.
Die Straße 1000a beschreibt eine gemäß anderen Systemen definierte Fahrroute. Die zweite Straße 1000b stellt die über die Berechnung der Kostenfunktionen vom Mobilkommunikationsnetz ausgewählte alternative Fahrroute (etwa eine durch die Vorrichtung 10 der 1a-1e berechnete Route) von zumindest manchen Ausführungsbeispielen dar. Sie ist in diesem Abschnitt zwar länger, als die erste Fahrroute, verfügt aber über eine flächendeckende LTE-Versorgung, während die erste Fahrroute 1000a in diesem Abschnitt Gebiete durchquert, die nicht durch LTE, sondern durch UMTS oder GSM versorgt sind.
3 zeigt die Navigationseinheit (NAV) 800 (die etwa der Vorrichtung 10 zur Planung der Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems 100 der 1a-1e entsprechen kann) als zentrales Netzelement von zumindest manchen Ausführungsbeispielen. Die wesentlichen Algorithmen und Verfahren von zumindest manchen Ausführungsbeispielen laufen (bevorzugt) in diesem Netzelement ab. In manchen Ausführungsbeispielen können die für dieses Netzelement beschriebenen Prozeduren und Verfahren aber auch in anderen Netzelementen durchgeführt werden. Die Navigationseinheit (NAV) 800 kann beispielsweise die zentrale Einheit sein, in der die Positionsdaten für die Fahrroute zusammenlaufen und in der der Abgleich mit den Netzplanungsprogrammen (NP) 840 und Netzmonitoring-Informationen (NM) 860 des Mobilkommunikationssystems stattfindet.
Wird die Fahrroute im Fahrzeug berechnet, so werden die Daten beispielsweise über die Mobilstation des Fahrzeugs (das etwa dem mobilen Sendeempfänger 200 entsprechen kann) und die Luftschnittstelle des Mobilkommunikationsnetzes je nach der, das Fahrzeug aktuell versorgenden Technologie, an die GSM-Basisstation (BTS) 210, UMTS-Basisstation (NodeB) 250 oder LTE-Basisstation (eNodeB) 290 geschickt. Dazu kann eine Datenverbindung zwischen der Navigationseinheit (NAV) 800 des Mobilkommunikationssystems und der Mobilstation des autonomen Fahrzeuges aufgebaut werden. Von der Basisstation werden die Daten über die N6-Schnittstelle 900 an die Navigationseinheit (NAV) 800 übertragen, d.h. über die N6G-Schnittstelle 930 für die Kommunikation zwischen der GSM-Basisstation 210 und der Navigationseinheit (NAV) 800, über die N6U-Schnittstelle 940 für die Kommunikation zwischen der UMTS-Basisstation 250 und der Navigationseinheit (NAV) 800 oder über die N6L-Schnittstelle 950 für die Kommunikation zwischen der LTE-Basisstation 290 und der Navigationseinheit (NAV) 800. Da Ausführungsbeispiele nicht auf diese drei Technologien beschränkt sind, ist die Erweiterung der N6-Schnittstelle auf weitere Netztechnologien vorgesehen.
Wird die Fahrroute außerhalb des Fahrzeugs berechnet, beispielsweise in der Steuerzentrale für selbstfahrende Transporter (etwa durch ein Steuermodul), so werden diese Daten beispielsweise über einen Server im Internet 820 über die N1-Schnittstelle 810 an die Navigationseinheit (NAV) 800 übertragen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Fahrroute in der Navigationseinheit (NAV) 800 des Mobilkommunikationssystems berechnet wird und dazu lediglich die Startposition bzw. die aktuelle Position des Fahrzeuges und die Zielposition an die Navigationseinheit (NAV) 800 übertragen werden. Je nachdem, an welcher Stelle diese Positionen festgelegt werden, erfolgt die Übermittlung der Daten zur Navigationseinheit (NAV) 800 entweder über die Luftschnittstelle, die Basisstation und die entsprechende N6-Schnittstelle, oder über den Server 820 und die N1-Schnittstelle 810. Die Fahrroute wird dann beispielsweise innerhalb des Mobilkommunikationssystems und hier bevorzugt in der Navigationseinheit (NAV) 800 berechnet und die für die Fahrroute erforderlichen Daten werden dem Fahrzeug in Abwärtsrichtung (auch engl. downlink) übertragen.
Die N2-Schnittstelle 830 dient dazu, Daten über die an unterschiedlichen geographischen Orten vorherrschende Mobilkommunikationsversorgung mit der Fahrroute abzugleichen. Dazu werden die in den heutigen Mobilkommunikationsnetzen über Wellenausbreitungsmodelle berechneten Vorhersagen über Signalpegel und Signalqualität, sowie Vorhersagen über den an der jeweiligen Position maximal erreichbaren Datendurchsatz von der Netzplanungs-Plattform (NP) 840 an die Navigationseinheit (NAV) 800 übertragen. Diese Daten werden typischerweise ohne Betrachtung der aktuellen Last in der Zelle berechnet. Deshalb müssen sie nicht kontinuierlich aktualisiert werden, sondern können, sobald sie einmal an die Navigationseinheit (NAV) 800 übertragen wurden, bei Änderung des Netzes, z.B. der Installation oder Veränderung einer Basisstation oder bei Änderungen bzgl. der für das Ausbreitungsmodell zugrunde liegenden Eingangsdaten, partiell aktualisiert werden.
Zur Berücksichtigen aktueller oder auch über bestimmte Zeiträume gefilterte und einer Mittelung unterzogenen Performance-Daten zur Abschätzung von Datendurchsatzraten oder Blockierungswahrscheinlichkeiten bzw. Verbindungsabbruchwahrscheinlichkeiten, können die in heutigen Mobilkommunikationsnetzen aufgezeichneten Netzmonitoring-Daten von der dafür verwendeten NM-Plattform 860 über die N3-Schnittstelle 850 der Navigationseinheit (NAV) 800 zur Verfügung gestellt werden. Die Aktualisierung kann in dazu definierten Zyklen erfolgen, typischerweise in Abständen von einer Stunde. In der Navigationseinheit (NAV) 800 kann ein Verfahren implementiert werden, das folgende Schritte beinhaltet:

a) Unterteilen der geplanten Fahrroute in kleine Abschnitte, deren Fläche mit den bei den Netzplanungsprogrammen (NP) 840 verwendeten Cluster-Größen übereinstimmt. Das sind typischerweise Cluster von 50 m x 50 m oder kleiner.
b) Identifizieren derjenigen Cluster, die von der geplanten Fahrroute durchquert werden.
c) Für jedes dieser Cluster kann die Signalstärke und die Signalqualität für jede, der im Netz verfügbaren RAT, identifiziert werden. Dazu können für das jeweilige Cluster die aus den Netzplanungsprogrammen für jede Technologie prognostizierten Werte ausgelesen werden. Unter Berücksichtigung der im Netz verwendeten Hysterese und Offset-Werte für die Zuweisung einer bestimmten RAT kann die in jedem dieser Cluster am besten geeignete RAT identifiziert werden.
d) Durchführen eines Abgleichs mit der in der Vergangenheit an fahrenden Teilnehmern zugewiesenen RAT unter Berücksichtigung möglicher Einschränkungen der RATs, die die jeweilige Mobilstation unterstützt. Hierzu können Statistiken erstellt werden, die beispielsweise hinterlegen, ob Mobilstationen, die sich auf dieser Teilstrecke in diesem Cluster befanden, im LTE-Netz bedient bzw. registriert wurden. Da für einen Wechsel der RAT auch Timer verwendet werden können, die einen unerwünscht häufigen RAT-Wechsel unterbinden, kann anhand dieser Statistiken überprüft werden, ob eine entsprechende RAT in diesem Cluster in der näheren Vergangenheit tatsächlich zugewiesen wurde.
e) Unter Hinzunahme der aktuellen Last und unter Berücksichtigung der im Mobilkommunikationsnetz verwendeten Parametereinstellungen kann eine Prognose erstellt werden, ob ein neuer Teilnehmer aus Lastgründen in der vorgesehenen RAT allokiert werden wird oder ob eine lastbedingte Verschiebung auf andere RATs wahrscheinlich ist.
f) Aus den in den Schritten a) bis e) beschriebenen Prozeduren erfolgt die Identifizierung aller die geplante Fahrroute versorgenden Mobilkommunikationsnetzelemente und eine Abschätzung des zu erwartenden Datendurchsatzes unter Zuhilfenahme der Daten aus der NP-Plattform 840 und der NM-Plattform 860.

Ausführungsbeispiele schaffen beispielsweise eine a priori Durchführung von MM- und RRM-Maßnahmen des Mobilkommunikationssystems aufgrund des bevorstehenden Eintreffens von autonomen Fahrzeugen im Versorgungsgebiet der Zelle und/oder eine Änderung der Fahrroute durch die Berücksichtigung von Versorgungsaspekten der Kommunikationsverbindung.
Änderung der Fahrroute durch externe Dienste können beispielsweise an die Navigationseinheit (NAV) 800 übermittelt werden, die diese dann über die N6-Schnittstellen 900 an die für die Ressourcenzuteilung verantwortlichen Netzelemente des Mobilkommunikationssystems weiterleitet, d.h. über die N6G-Schnittstelle 930 an den BSC 410 (und über den BSC 410 und die Abis-Schnittstelle 400 an die BTS 210), über die N6U-Schnittstelle 940 an den RNC 510 (und über den RNC 510 und die Iub-Schnittstelle 500 an den NodeB 250) oder über die N6L-Schnittstelle 950 an den eNodeB 290. Dies sind logische Schnittstellen, physikalisch und in einer weiteren Ausführungsform auch logisch kann die Information über die zu ändernde Fahrroute auch über die N7-Schnittstelle 920 erfolgen. In diesem Fall kann die zu übertragende Information wie ein neuer Dienst betrachtet werden, der über den Server 750 im Internet und den PDN-GW 730 für LTE bzw. den GGSN 590 für UMTS und GSM an die Mobilstation adressiert wird.
4 zeigt ein Beispiel für die Bewertung der Fahrrouten über Kostenfunktionen. Dazu werden die mit der fortlaufenden Variablen i 1100 durchnummerierten Kostenarten 1110 und deren Gewichtungsfaktoren 1140 definiert. Die Kostenarten 1110 sind unterteilt in die verwendeten Bewertungskriterien für die fahrstreckenbezogenen Kosten 1120 und mobilkommunikationssystemspezifischen Kosten 1130. Bei manchen Navigationsgeräten kann beispielsweise ausgewählt werden, ob die örtlich oder zeitlich kürzeste Strecke angezeigt werden kann und dementsprechend z.B. eine streckenmäßig kürzere Landstraße einer längeren Autobahnstrecke bevorzugt werden soll.
In zumindest einigen Ausführungsbeispielen kommen die mobilkommunikationssystemspezifischen Kriterien für die Gesamtbewertung der Fahrroute hinzu. Diese mobilkommunikationssystemspezifischen Kosten 1130 beinhalten unter anderem Kosten für eine Versorgungslücke. Die zu bewertende Fahrroute wird dazu beispielsweise, wie zuvor beschrieben, in einzelne Cluster unterteilt, deren Größen der Auflösung des Netzplanungsprogramms entsprechen, z.B. 50 m x 50 m. Besteht für eines dieser Cluster eine Versorgungslücke, d.h. liegt der Signalpegel- und/oder die Signalqualität für jede Mobilkommunikationstechnologie unterhalb der für jede Technologie separat festzulegenden Schwellwerte minLev bzw. minQual, so kann dieses Cluster mit den über den Parameter „kostenVersorgungsluecke“ definierten Kosten belegt werden.
Der Term Kosten ist eine dimensionslose Größe und kann als eine Art Strafterm betrachtet werden. Die für jede zu bewertende Fahrroute entstehenden und gewichteten Kosten werden beispielsweise aufsummiert und letztendlich diejenige Fahrroute ausgewählt, die die geringsten Gesamtkosten verursacht.
In dem in 4 beschriebenen Beispiel wurde die Kostenart „kostenVersorgungsluecke“ mit dem Kostenwert 10 definiert. Wie bedeutend die jeweilige Kostenart ist, kann durch den für diese Kostenart definierten Gewichtungsfaktor „gewichtungLueckenloseMobilfunkabdeckung“ festgelegt werden. Zu jeder Kostenart sind die Gewichtungsfaktoren 1140 zu definieren. Diese sind wiederum unterteilt in fahrstreckenbezogene Faktoren 1150 und mobilkommunikationssystemspezifische Faktoren 1160.
Die Gesamtkosten 1180 der zu bewertenden Fahrroute k 1170 werden etwa durch Aufsummieren der Produkte aus der für jede Kostenart i definierten Kosten, deren Häufigkeit und Gewichtungsfaktor berechnet. Beinhaltet beispielsweise die zu bewertende Fahrroute zwei Cluster, in denen eine Versorgungslücke vorherrscht, so hat das für das Bewertungskriterium „Lueckenlose Mobilfunkabdeckung“ (i = 3) zu berechnende Produkt aus Kostenart, Häufigkeit und Gewichtungsfaktor mit den in beschriebenen Parametern den Wert 10 · 2 · 1 = 20.
Das für i = 4 definierte Bewertungskriterium „kostenMobilfunktechnologie“ definiert in diesem Beispiel die Kosten 0 für LTE, 2 für UMTS und 3 für GSM. Die Kosten für das Cluster können jeweils durch den für die höchste Technologie definierten Wert belegt werden, wobei die Reihenfolge der Technologien festgelegt werden kann, beispielsweise für die 3GPP Technologien kann gelten: 5G > LTE/LTE-A > UMTS (3G) > GSM (2G). Diese Kosten können separat für jedes Cluster berechnet werden. Die in diesem Beispiel gewählten Werte erzeugen um den Wert 2 höhere Kosten, falls nicht LTE vorherrscht, sondern die Technologie UMTS. Wird das Cluster ausschließlich durch GSM versorgt, so liegen die Kosten bei dem Wert 3.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das für i = 4 definierte Bewertungskriterium „kostenMobilfunktechnologie“ stellvertretend für die Bewertungskriterien „kosten Verzoegerungszeit“ (i = 5) und „kostenDatendurchsatz“ (i = 6) verwendet werden, wobei auch die beiden letztgenannten Bewertungskriterien lastabhängig sein können. Unterschiedliche Technologien weisen unterschiedliche Verteilungen der Verzögerungszeiten auf, die Umlaufzeiten (auch engl. round trip times), hängen aber u.a. auch von der Last in weiteren Netzknoten ab, z.B. den in 2b dargestellten SGSN 570. Der Datendurchsatz ist nicht nur lastabhängig, sondern auch abhängig von der Art des Datenverkehrs. Hier spielt der TCP/IP Slow-Start (Transmission Control Protocol, zu Deutsch Übertragungssteuerungsprotokoll / Internet-Protokoll, Mechanismus zum langsamem Beginn von Datenübertragungen) eine entscheidende Rolle. Der erzielbare Datendurchsatz hängt auch von der zur Verfügung stehenden Bandbreite ab. Aufgrund der gegenseitigen Störungen, der sogenannten Interferenz, werden die über die Luftschnittstelle zu übertragenden Daten unterschiedlich robust kodiert. Bei LTE wird die Interferenz beispielsweise durch die gleichzeitige Verwendung derselben Frequenz in den Nachbarzellen erzeugt (Gleichkanal-Interferenz). Mobilkommunikationsnetze des LTE-Standards werden typischerweise mit einem Frequenzwiederverwendungsfaktor 1 geplant. Mit steigender Last in den Zellen kommt es dann zu einem Anstieg an Gleichkanalstörungen, also zu Kollisionen bei denen zur selben Zeit dieselbe Frequenz für mehrere Verbindungen verwendet wird. Für Mobilstationen am Zellrand treten diese störenden Einflüsse in der Regel stärker in Erscheinung als für Verbindungen, deren Mobilstation sich nahe an der versorgenden Basisstation befindet. Zudem kommt es zu Nachbarkanalstörungen, weil die Filterflanken nicht unendlich steil sind und somit Signale von benachbarten Frequenzen nicht komplett unterdrückt werden können.
Die sich auf den Datendurchsatz auswirkenden Einflüsse können durch Berechnungen aus den Netzplanungsprogrammen (NP) und der Last berücksichtigt werden. Beispielsweise kann dazu die momentane Last aus den ressourcenverwaltenden Netzelementen BSC 410, RNC 510 oder eNodeB 290 über die entsprechenden N6-Schnittstellen, N6G 930, N6U 940 bzw. N6L 950, an die Navigationseinheit (NAV) 800 übertragen werden. Alternativ kann die gefilterte und einer Mittelung unterzogene Last aus den Netzmonitoringprogrammen (NM) 860 verwendet werden und über die N3-Schnittstelle 850 der Navigationseinheit (NAV) 800 mitgeteilt werden.
Die in für i = 5 und i = 6 beschriebenen Bewertungskriterien Verzoegerungszeit und Datendurchsatz können clusterspezifisch über, in der Vergangenheit gemessene Werte definiert werden, die aus den Netzmonitoringprogrammen (NM) 860 über die N3-Schnittstelle 850 der Navigationseinheit (NAV) 800 zur Verfügung gestellt werden oder unter zusätzlicher Verwendung der für dieses Cluster über Netzplanungsprogramme (NP) 840 berechneten und über die N2-Schnittstelle 830 übermittelten Daten. In einigen Ausführungsbeispielen können sie global für die gesamte Stecke anhand der dort verfügbaren Netztechnologie und der Last gesetzt werden.
Die für i = 7 und i = 8 definierten Kosten für Blockierung (i = 7), also einer Abweisung eines Verbindungswunsches, oder eines Abbruches (i = 8), d.h. der ungewollten Beendigung einer Verbindung, können auf Basis eines Clusters definiert werden. Daten über Blockierungen und Abbrüche liegen aber in der Regel nur auf Zellbasis vor und eine Funkzelle versorgt typischerweise mehrere Cluster. Da diese Performance-Indikatoren aber üblicherweise als relative Werte zur Gesamtzahl der Verbindungsversuche (Blockierung) bzw. erfolgreich aufgebauten Verbindungen (Abbrüche) berechnet werden, können diese prozentualen Werte in erster Näherung für das betrachtete Cluster verwendet werden.
5 zeigt für die Aufwärtsrichtung ein Beispiel für eine Ressourcenbelegung bei LTE-Systemen. Für die Aufwärtsrichtung wurde in diesem Beispiel ein Spektrum von 10 MHz im Frequenzbereichsduplexmodus (auch engl. Frequency Division Duplexing (FDD) modus) angenommen. Dies entspricht etwa auf der Frequenzachse 1200 einer Anzahl von 50 Frequenzen (f0 bis f49) mit einer Bandbreite von jeweils 180 kHz und einem Abschottungs-Band (auch engl. Guard-Band) von jeweils 500 kHz an den beiden Rändern des Spektrums. Ein Kästchen repräsentiert einen Ressourcenblock (RB) 1210, der eine Bandbreite von 180 kHz über die Dauer eines Übertragungsintervalls (auch engl. Transmission Time Interval, TTI) von 1 ms belegt. Die verfügbaren Ressourcenblöcke werden den unterschiedlichen Mobilstationen zugeteilt.
In Aufwärtsrichtung kann ein Teil der Ressourcenblöcke für Signalisierung über den Signalisierungskanal (engl. Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 1230 verwendet werden, der typischerweise am Rande des Spektrums vor dem Guard-Band allokiert wird. Diese Ressourcenblöcke sind in 5 durch die Beschriftung „PUCCH“ markiert. Die restlichen Ressourcenblöcke können als Nutzdatenkanäle (engl. Physical Uplink Shared Channels, PUSCH) verwendet werden. Die in diesem Beispiel dargestellten verfügbaren Ressourcen werden von acht Mobilstationen genutzt, MS 1 - MS 8 (1250). Die Abszisse 1220 repräsentiert die Zeitachse in TTI-Intervallen, die Frequenzen f0 - f49 sind auf der Ordinate 1200 aufgetragen. LTE verwendet in Aufwärtsrichtung aufgrund des geringen Verhältnisses von Spitzenleistung zu mittlerer Leistung (auch engl. Peak-to-Average Power Ratio, PAPR) das sogenannte Single-Carrier Frequenzbereichsvielfachzugriffsverfahren (auch engl. Single Carrier Frequency Division Multiple, SC-FDMA) und auf der Frequenzachse werden dazu einer Mobilstation jeweils benachbarte Ressourcenblöcke zugeteilt.
Es sei nun die Mobilstation MS 8 (etwa die Vorrichtung 20) eines autonomen Fahrzeugs (etwa der mobile Sendeempfänger 200) näher betrachtet, die das Versorgungsgebiet der betrachteten Zelle erreicht und einen Zellwechsel (Handover) durchführt. Gemäß der 3GPP Spezifikation TS 36.300 werden für den Handover folgende Prozeduren durchlaufen: Nach einer Handoveranforderungsnachricht (auch engl. handover request message) erfolgt die Zugangskontrollprozedur (auch engl. admission control procedure). Anschließend erfolgt eine Bestätigung der Handoveranforderungsnachricht (auch engl. handover request acknowledge) und es werden Radioressourcen-Kontrollnachrichten (auch engl. Radio Resource Control (RRC) messages) ausgetauscht, darunter auch die Verbindungs-Rekonfigurationsnachricht (auch engl. RRC connection reconfiguration message) die notwendige Parameter enthält wie die neuen temporären Funknetz-Identifikatoren (auch engl. Cell Radio Network Temporary Identifier, C-RNTI), den Ziel-eNodeB, die für die Sicherheits-Algorithmen verwendeten Identifikatoren (auch engl. security algorithm identifiers), optional die Anfangskennung für den zugeordneten Random Access Kanal (auch engl. dedicated Random Access Channel (RACH) preamble), sowie System-Informationsblöcke (auch engl. System Information Block, SIBs) des Ziel-eNodeBs etc.. Der urspüngliche eNodeB schickt die Sequence Number (SN) Status Transfer Nachricht an den Ziel-eNodeB, um für die Aufwärtsrichtung den Empfängerstatus (engl. uplink Packet Data Convergence Protocol (PDCP) SN receiver status) und für die Abwärtsrichtung den Senderstatus (engl. downlink PDCP SN transmitter status) des E-RABs (engl. evolved UMTS Terrestrial Radio Access (EUTRAN) Radio access bearers, E-RAB) zu übertragen, für welche der Erhalt des PDCP-Status zutrifft.
Nach Erhalt der RRC Connection Reconfiguration Nachricht, die die Mobilitäts-Kontrollinformation (auch engl. mobility control information) enthält, synchronisiert sich die Mobilstation auf den Ziel-eNodeB auf und greift über den RACH auf die neue Zelle zu. Der Ziel-eNodeB antwortet daraufhin mit einer Zuweisung in der Aufwärtsrichtung und dem Timing Advance. Die Mobilstation sendet daraufhin die RRC Connection Reconfiguration Complete Nachricht (C-RNTI) um den Handover zum Ziel-eNodeB zu bestätigen und zu signalisieren, dass die Handover-Prozedur für die Mobilstation nun abgeschlossen ist. Die von der Mobilstation in der RRC Connection Reconfiguration Complete Nachricht gesendete C-RNTI kann dann noch vom Ziel-eNodeB überprüft werden und dieser kann anschließend Nutzdaten an die Mobilstation senden oder von ihr empfangen.
Der Ziel-eNodeB sendet dann eine Path-Switch Nachricht an die MME 770, um diese über den Zellwechsel der Mobilstation zu informieren. Die MME 770 schickt daraufhin eine Update User-Plane Request (Anfrage über eine Aktualisierung der User Plane (Nutzerebene)) Nachricht an den Serving Gateway (SGW) 710. Der SGW 710 schaltet dann in Abwärtsrichtung den Datenpfad (engl. downlink data path) in die Richtung des neuen Ziel-eNodeBs. Der SGW 710 schickt ein oder mehrere End-Marker-Pakete über den vorherigen Pfad zum ursprünglichen eNodeB und trennt dann alle User-Plane/Transportnetz Ressourcen (auch engl. Transport Network Layer, TNL) zum ursprünglichen eNodeB. Anschließend schickt der SGW 710 eine Update User-Plane Response (Antwort auf die Anfrage über die Aktualisierung der User Plane) Nachricht an die MME 770. Die MME 770 wiederum bestätigt die Path-Switch Nachricht (Pfadwechsel-Nachricht) durch eine Path-Switch Acknowledge (Pfadwechsel-Bestätigung) Nachricht. Mit dem Senden des UE (ein mobiler Sendeempfänger kann auch als engl. „User Equipment (UE)“ im Einklang mit der 3GPP-Terminologie bezeichnet werden) Context Release (Kontext-Freigabe) informiert der Ziel-eNodeB den ursprünglichen eNodeB über den erfolgreich durchgeführten Handover und initiiert das Trennen der Ressourcen durch den ursprünglichen eNodeB. Diese Nachricht kann vom Ziel-eNodeB nach Erhalt der von der MME 770 geschickten Path-Switch Acknowledge Nachricht geschickt werden. Mit dem Erhalt der UE Context Release Nachricht kann der ursprüngliche eNodeB dann letztendlich auch die der Mobilstation zugewiesenen Control Plane (Kontrollebene) Ressourcen trennen.
6 zeigt für das in 5 dargestellte Ressourcenzuweisungsbeispiel den in zumindest manchen Ausführungsbeispielen beschrieben Fall der a priori Ressourcenzuweisung beim LTE-Handover. Beispielsweise können aufgrund der Vorabkenntnis des Eintreffens eines autonomen Fahrzeugs die für 5 beschriebenen Prozeduren bereits vor Erreichen des Versorgungsgebiets der betrachteten Zielzelle durchgeführt werden. Über die Kenntnis des bevorstehenden Zellwechsels (aufgrund des Abgleichs der Fahrroute mit den Netzplanungsprogrammen) und der Zielzelle, kann noch in der ursprünglichen Zelle eine virtuelle Handover-Prozedur durchgeführt werden. Dabei erfolgt der Austausch der Nachrichten zwischen der Mobilstation und dem Ziel-eNodeB über die Luftschnittstelle zum ursprünglichen eNodeB. Die Nachrichten werden von diesem an den Ziel-eNodeB über die in 2b-2c beschriebene X2-Schnittstelle 330 weitergeleitet. Für LTE-Netze, die über keine X2-Schnittstelle verfügen, kann der Austausch der Nachrichten über den SGW 710 erfolgen, d.h. eine Nachricht von der Mobilstation an den Ziel-eNodeB erfolgt von der Mobilstation über die noch zum ursprünglichen eNodeB bestehende Luftschnittstelle und vom ursprünglichen eNodeB über den SGW an den Ziel-eNodeB bzw. in die umgekehrte Richtung. Dies wird in der Beschreibung zu 7 genauer betrachtet.
Zusätzlich können vom eNodeB Ressourcen für die eintreffende Mobilstation 8 reserviert werden. Da der Eintreffzeitpunkt des autonomen Fahrzeuges nicht exakt vorausgesagt werden kann, dient die Reservierung der Ressourcen dazu, dass die Radio Ressource Management Prozeduren des eNodeBs wie die Zugangskontrolle, ein evtl. erforderliches Verschieben von anderen Teilnehmern auf benachbarte Zellen, ein Reduzieren von Ressourcen für Dienste geringerer Priorität etc. nicht erst nach Eintreffen des mit einer hohen Priorität versehenen autonomen Fahrzeuges durchgeführt werden müssen, sondern vorab, so dass die Unterbrechung während des Zellwechsels auf ein Minimum reduziert werden kann. Im konkreten Fall werden dazu in 6 zum Zeitpunkt t-4 Ressourcenblöcke für die Mobilstation 8 reserviert (1260). Zum diesem Zeitpunkt t-4 werden der Mobilstation 3 die in 5 zugeteilten 14 Ressourcenblöcke um 8 auf 6 reduziert und von den freiwerdenden Ressourcenblöcken werden 6 Ressourcenblöcke für die Mobilstation 8 reserviert. Die in 5 der Mobilstation 1 zugewiesenen 4 Ressourcenblöcke werden in diesem Beispiel in 6 auf die Zahl 6 erhöht, da jeder Mobilstation und damit auch der Mobilstation 3 in Aufwärtsrichtung nur benachbarte Ressourcenblöcke zugewiesen werden können. Zum Zeitpunkt t-3 werden lediglich ungenutzte Ressourcenblöcke für die Mobilstation 8 reserviert, während zum Zeitpunkt t-2 erneut die der Mobilstation 3 zugedachten Ressourcen reduziert werden. Mit dieser RRM-Prozedur werden der Mobilstation 7 zusätzliche zwei Ressourcenblöcke in Aufwärtsrichtung zugeteilt. Zum Zeitpunkt t-1 werden für die Freihaltung der Ressourcen für die Mobilstation 8 wiederum nur nicht benutzte Ressourcenblöcke belegt. Zum Zeitpunkt t werden dann erstmals Nutzdaten der Mobilstation 8 an den eNodeB übertragen.
Da der Zeitpunkt des Eintreffens des autonomen Fahrzeuges nicht exakt vorausgesagt werden kann, dient die a priori Ressourcenzuweisung, aber vor allem das a priori Durchlaufen der Handover- und RRM-Prozeduren, einer höheren Versorgungssicherheit des autonomen Fahrzeugs bzw. Teilnehmers.
7 zeigt ein Flussdiagramm zum Vergleich einer Handover-Vorbereitungsprozedur gemäß anderen Systemen und der a priori Zielzellen-Auswahl mit virtueller Handover-Prozedur als Vorbereitung für den Zellwechsel.
Dabei sei in dem mit 1300 bezeichneten Schritt eine Mobilstation eines autonomen Fahrzeugs betrachtet (etwa der mobile Sendeempfänger 200 der Fig. la-le), das eine Datenverbindung mit dem Mobilkommunikationssystem (etwa dem Mobilkommunikationssystem 100 der Fig. la-le) führt und sich der Zellgrenze nähert. In Schritt 1310 erfolgt die Abfrage, ob die Zielzelle aufgrund der Vorabkenntnis der Fahrroute und des Abgleichs mit Netzplanungsprogrammen bekannt ist. Dies ist beispielsweise der Fall für ein autonomes Fahrzeug, dessen Fahrroute einen Autobahnabschnitt umfasst, der zunächst von der Zelle A des Mobilkommunikationssystems versorgt wird und ab einer bekannten Zellgrenze durch die Zelle B. Für die UMTS-Technologie kann dabei der vor allem in CDMA-Systemen bestehende, lastabhängige Zellatmungseffekt (auch engl. cell breathing effect), berücksichtigt werden.
Zunächst sei der Fall betrachtet, dass die Zielzelle nicht bekannt ist. Dabei sendet das Mobilkommunikationsnetz sogenannte Messkonfigurationen (auch engl. measurement configurations) an die Mobilstation, um sie über die zu messenden Nachbarzellen zu informieren. Diese in Schritt 1320 dargestellten Messkonfigurationen beinhalten u.a. Informationen über die Netztechnologie (RAT), Frequenzen und Zell-Identifikationen, wie beispielsweise bei LTE die physikalische Zell-Identität (auch engl. Physical Cell Identity, PCI).
Die Mobilstation führt etwa in Schritt 1330 gemäß der 3GPP Standardprozedur Messungen des Empfangspegels und der Empfangsqualität von Signalen aus diesen in der Messkonfiguration beschriebenen Nachbarzellen und der entsprechenden Netztechnologie und Frequenzen durch. Der sogenannte Messbericht (auch engl. measurement report) mit der Information über die detektierten Nachbarzellen als Ergebnis dieser Messungen kann dann von der Mobilstation an die Basisstation geschickt werden (Schritt 1340), siehe dazu 3GPP TS 36.300.
Für ereignisgesteuerte Handover-Prozeduren kann das jeweilige Ereigniskriterium ausgewertet werden, sobald eine neue gemittelte Messprobe verfügbar ist. Beispielweise für einen Empfangspegelwert kann dann noch die konfigurierte Hysterese berücksichtigt werden und die daraus resultierende Bedingung kann für eine bestimmte Zeitdauer aufrecht erhalten bleiben. Nach dieser Zeit kann dann das entsprechende Ereignis ausgelöst werden, d.h. die Mobilstation erstellt beispielsweise einen Messbericht und sendet ihn mittels einer RRC-Nachricht an den sie bedienenden eNodeB. Der Messbericht beinhaltet die Messergebnisse zumindest der bedienenden Zelle und ist erweiterbar mit Messergebnissen der Nachbarzellen. Der eNodeB entscheidet dann in Schritt 1350, ob ein Handover erforderlich ist.
Gegenstand von zumindest manchen Ausführungsbeispielen ist die Verwertung der Vorabkenntnis der Fahrroute des autonomen Fahrzeugs und der Abgleich mit den Netzplanungsinformationen. Ist anhand der Fahrroute beispielsweise bekannt, dass sich das autonome Fahrzeug auf einer Autobahn befindet und ist aufgrund des Abgleichs mit den Netzplanungsdaten bekannt, dass anhand der geplanten Zellgrenzen das Fahrzeug sich aus dem Versorgungsbereich der ersten Zelle hin zum Versorgungsbereich einer zweiten Zelle bewegt, so kann der Handover auch bevorzugt in diese Zielzelle durchgeführt werden. Damit kann beispielsweise vermieden werden, dass aufgrund eines kurzzeitig starken Signals einer an der Autobahn gelegenen Nachbarzelle, die eine angrenzende Ortschaft versorgt, ein Handover in diese Zelle führt und kurz darauf die Verbindung zu dem sich auf der Autobahn fortbewegenden Fahrzeug abbricht. Wurde ein Handover in eine Zelle ausgeführt, so kann ein erneuter kurzzeitig darauffolgender Handover durch eine Mindestverweildauer unterbunden werden, in der die Mobilstation in der aktuellen Zelle verweilen muss, bevor ein weiterer Handover möglich ist. Dieser Mechanismus vermeidet zwar das Auftreten von sogenannten Ping-Pong Handovern, kann aber in dem beschriebenen Fall dazu führen, dass das autonome Fahrzeug von einer Basisstation bedient wird, die für die Versorgung der Ortschaft geplant ist und das Empfangssignal und die -qualität mit fortschreitender Entfernung des Fahrzeuges auf der Autobahn immer schwächer werden und die Verbindung letztendlich abbricht, bevor ein erneuter Handover zu einer besser geeigneten Autobahnzelle stattfinden kann.
Ist das Ergebnis der Abfrage 1310 positiv, d.h. kann die für die Fahrroute am besten geeignete Zielzelle anhand des Abgleichs mit den Netzplanungsinformationen vorausgesagt werden, so kann diese in der in Schritt 1360 beschriebenen Messkonfiguration, die der eNodeB an die Mobilstation schickt, entsprechend gekennzeichnet werden. Gekennzeichnet bedeutet, dass es sich hierbei um eine vom Mobilkommunikationsnetz direkt definierte Zielzelle handelt und dass die Messkonfiguration entweder nur Messungen der Signalstärke und -qualität für diese Zielzelle fordert oder dass sie der Mobilstation mitteilt, dass es sich hierbei um eine vom Netz bevorzugte Zielzelle handelt, oder dass ein ereignisbasierter Wechsel in diese Zielzelle durch einen besonderen Offset oder Hysteresewert bevorzugt werden soll.
In Schritt 1370 werden von der Mobilstation die Nachbarschaftsmessungen durchgeführt. In Schritt 1380 erfolgt dann die Abfrage, ob für die in Schritt 1360 markierte oder eine weitere Zielzelle ein Mindestpegel und/oder eine Mindestqualität erfüllt sind. Diese Abfrage kann zunächst für die markierte Zielzelle mit den dafür separat festgelegten Schwellwerten durchgeführt werden und erst im zweiten Schritt auf die weiteren Zielzellen ausgeweitet werden. Die Schwellwerte werden für die markierte Zielzelle bevorzugt so definiert, dass der Handover eher in diese Zelle als in eine andere Zielzelle durchgeführt wird.
Die für die Standardhandover-Prozedur verwendeten Schwellwerte und entsprechende Offset- bzw. Hysteresewerte können herangezogen werden und mit den für die Zielzelle gemessenen Empfangspegel bzw. -qualität verglichen werden. In zumindest einigen Ausführungsbeispielen können separate Schwellwerte und/oder separate Offset- bzw. Hysteresenwerte definiert werden und diese der Mobilstation über System Information Broadcast oder über dedizierte Signalisierung mitgeteilt werden. Der wesentliche Aspekt ist, dass die von dem Mobilkommunikationsnetz aufgrund des Abgleichs der Fahrroute mit der Netzplanung identifizierte Zielzelle der Mobilstation direkt mitgeteilt wird, die Mobilstation nur für diese eine ausgewählte Nachbarzelle Messungen durchführt oder für mehrere in der Messkonfiguration definierte Nachbarzellen, in der diese eine markiert ist und im letzten Fall die Messprozedur abbricht, sobald die Mindestkriterien für diese eine markierte Zelle erfüllt sind. Sind diese Mindestkriterien dagegen nicht erfüllt, so können Messungen weiterer Nachbarzellen durchgeführt werden.
Die Ergebnisse können dem eNodeB in Form des Messberichts in Schritt 1390 mitgeteilt werden. Dies kann gemäß der 3GPP Standardprozedur erfolgen.
Im Schritt 1400 wird dann die Handover-Prozedur auf Basis dieser einen vom Mobilkommunikationsnetz aufgrund der Kenntnis der Fahrroute und des erfolgten Abgleichs mit der Netzplanung definierten Zielzelle oder weiterer Zielzellen vorbereitet. Die in 5 beschriebenen Prozeduren werden auf Basis dieser zumindest für die markierte Zielzelle erfüllten Kriterien in der ursprünglichen Zelle durchgeführt. Die Nachrichten zwischen der Mobilstation und dem eNodeB können direkt nach Erfüllen dieser Mindestkriterien ausgetauscht werden. In Schritt 1410 erfolgt dann der Abschluss der Handover-Prozedur. Das Verfahren der 7 oder Teile des Verfahrens kann/können beispielsweise Teil zumindest eines der Verfahren 30; 40; 50 der 1b, 1d und/oder Fig. le sein.
Mehr Details und Aspekte der genannten Elemente, insbesondere der Navigationsplattform 800 werden in Verbindung mit dem Konzept oder Beispielen genannt, die vorher (z.B. Fig. la bis le) beschrieben wurden. Die genannten Elemente können ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die ein oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder der beschriebenen Beispiele entsprechen, wie sie vorher oder nachher beschrieben wurden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird.
Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen.
Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hinein schreibt, wodurch gegebenenfalls Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstärkerstrukturen oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteilen hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch ein Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und Komponenten ansteuern.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung zur Planung einer Ressourcenvergabe
12: Zumindest eine Schnittstelle
14: Kontrollmodul
20: Vorrichtung für einen mobilen Sendempfänger
22: Sende-Empfängermodul
24: Kontrollmodul
30: Verfahren zur Planung einer Ressourcenvergabe
32: Erhalten von Information über eine Route eines mobilen Sendeempfängers
34: Planen einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems
40: Verfahren für ein Mobilgerät
42: Bereitstellen von Information über Route eines mobilen Sendeempfängers
44: Empfangen von Kommunikationsparametern
50: Verfahren für ein System
52: Bereitstellen von Information über Route eines mobilen Sendeempfängers
54: Erhalten der Information über eine Route eines mobilen Sendeempfängers
56: Planen einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems
58: Bereitstellen von Kommunikationsparametern
100: Mobilkommunikationssystem
110: Autonomes Fahrzeug
120: Mobilstation
130: Luftschnittstelle
200: Mobiler Sendeempfänger
210, 212: GSM-Basisstationen
220, 230, 240: GSM-Zellen
250, 252, 254: UMTS-Basisstationen
260, 270, 280: UMTS-Zellen
290: LTE-Basisstation
300, 310, 340: LTE-Zellen
320: LTE-Basisstation
330: X2-Schnittstelle
350: Pfeil
400: Abis-Schnittstelle
410: Basisstations-Steuereinrichtung
420: Ater-Schnittstelle
430: Transcodierungseinheit
440: A-Schnittstelle
450: Vermittlungsstelle
460: SS7-Schnittstelle
470: Festnetz
480: Gb-Schnittstelle
500: Iub-Schnittstelle
510: Funknetzwerk-Steuereinrichtung
520: Iu-CS-Schnittstelle
530: Iu-PS-Schnittstelle
540: Kernnetzwerk
550: SS7-Schnittstelle
560: Festnetz
570: Serving GPRS Support Node
580: Gn-Schnittstelle
590: Gateway GPRS Support Node
600: Gi-Schnittstelle
610: Server
620: S3-Schnittstelle
700: S1-Schnittstelle
710: Serving Gateway
720: S5-Schnittstelle
730: Packet Data Network Gateway
740: SGi-Schnittstelle
750: Server
760: S11-Schnittstelle
770: Mobility Management Unit
800: Navigationsplattform
810: N1-Schnittstelle
820: Server
830: N2-Schnittstelle
840: Netzplanungsplattform
850: N3-Schnittstelle
860: Netzwerk-Monitoring-Einheit
900: N6-Schnittstelle
910: Nm-Schnittstelle
920: N7-Schnittstelle
930: N6G-Schnittstelle
940: N6U-Schnittstelle
950: N6L-Schnittstelle
1000a: Fahrroute
1000b: Alternative Fahrroute
1010: Zweites autonomes Fahrzeug
1020: Mobilstation
1030: Luftschnittstelle
1100: Variable i
1110: Kostenarten
1120: Fahrstreckenbezogene Kosten
1130: Mobilkommunikationssystemspezifische Kosten
1140: Gewichtungsfaktoren
1150: Fahrstreckenbezogene Faktoren
1160: Mobilkommunikationssystemspezifische Faktoren
1170: Zu bewertende Fahrroute k
1180: Gesamtkosten
1200: Frequenzachse
1210: Ressourcenblock
1220: Abszisse
1230: Signalisierungskanal
1240: Nutzdatenkanäle
1250: Mobilstationen MS1-MS8
1260: Ressourcenblöcke, für MS8 reserviert
1300: Mobilstation eines autonomen Fahrzeugs nähert sich einer Zellgrenze
1310: Abfrage, ob Zielzelle bekannt
1320: Definiere Messkonfigurationen
1330: Führe Nachbarschaftsmessungen durch
1340: Sende Messbericht
1350: Handover-Entscheidung gemäß Standard
1360: Markiere diese Zelle in der Messkonfiguration
1370: Führe Nachbarschaftsmessungen durch
1380: Sind Mindestpegel und/oder Mindestqualität für die markierte oder eine weitere Zielzelle erfüllt?
1390: Sende Messbericht
1400: Bereite Handover vor
1410: Schließe Handover-Prozedur ab
2000: Mobilkommunikationssystem

Claims

Vorrichtung (10) zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems (100) entlang einer Route eines mobilen Sendeempfängers (200) basierend auf Information über die Route des mobilen Sendeempfängers (200).
Die Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Planung der Ressourcenvergabe eine Planung für zumindest ein Element der Gruppe von Frequenzressourcen, Zeitressourcen, örtlichen Ressourcen, Kode-Ressourcen, Rechenressourcen, eine Nutzung von Technologien und eine Zuweisung von Zellen des Mobilkommunikationssystems (100) umfasst.
Die Vorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um dem mobilen Sendeempfänger (200) Kommunikationsparameter für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem (100) basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe bereitzustellen.
Die Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um dem mobilen Sendeempfänger (200) Information über eine voraussichtliche nächste Mobilkommunikations-Zelle und/oder Information über eine voraussichtliche nächste Zelltechnologie für eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers (200) im Mobilkommunikationssystem (100) bereitzustellen.
Die Vorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers (200) von einer ersten Mobilkommunikations-Zelle zu einer zweiten Mobilkommunikations-Zelle basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers (200) vorzubereiten.
Die Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um die Übergabe des mobilen Sendeempfängers (200) durch Bereitstellen von Kommunikationsparametern der zweiten Mobilkommunikations-Zelle für den mobilen Sendeempfänger (200) vor einem Initiieren der Übergabe vorzubereiten, und/oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, die Übergabe so durchzuführen, dass der mobile Sendeempfänger (200) in der ersten Mobilkommunikations-Zelle und in der zweiten Mobilkommunikations-Zelle zumindest teilweise die gleichen Ressourcen verwendet und/oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist zumindest eine Prozedur aus der Gruppe von einer Standort-Aktualisierungs-Prozedur, einer Mobilitäts-Management-Prozedur und einer Verbindungsaufbau-Prozedur vor einem Initiieren der Übergabe durchzuführen.
Die Vorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um zumindest eine virtuelle Zelle über eine Mehrzahl von Basisstationen des Mobilkommunikationssystems (100) entlang der Route des mobilen Sendeempfängers (200) basierend auf der Information über die Route für den mobilen Sendeempfänger (200) aufzuspannen.
Die Vorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, für die Planung der Ressourcenvergabe eine Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems (100) entlang der Route für eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers (200) zwischen der Mehrzahl von Mobilkommunikations-Zellen auszuwählen, und/oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um eine Aktivierung oder Deaktivierung von Basisstationen und/oder von Sende-Empfangseinheiten des Mobilkommunikationssystems (100) basierend auf der Planung der Ressourcenvergabe zu steuern.
Die Vorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, Ressourcen in einer oder mehreren Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems (100) basierend auf einem Fortschritt des mobilen Sendeempfängers (200) auf der Route für den mobilen Sendeempfänger (200) zu reservieren.
Die Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 9, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, Ressourcen von weiteren Sendeempfängern zu reduzieren, um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger (200) zu ermöglichen, und/oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um eine Umkonfiguration von Kanälen von Mobilkommunikations-Zellen des Mobilkommunikationssystems (100) durchzuführen, um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger (200) zu ermöglichen, und/oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, eine Kommunikation von weiteren Sendeempfängern zu verzögern, um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger (200) zu ermöglichen, und/oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um Ressourcen von weiteren Sendeempfängern zu entziehen um das Reservieren der Ressourcen für den mobilen Sendeempfänger (200) zu ermöglichen, wobei die weiteren Sendeempfänger weniger strenge Mindestanforderungen an das Mobilkommunikationssystem haben als der mobile Sendeempfänger (200), und/oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um eine Übergabe der weiteren Sendeempfänger zu einer benachbarten Zelle des Mobilkommunikationssystems (100) durchzuführen.
Die Vorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Information über die Route Information über ein Ziel der Route umfasst, und wobei die Vorrichtung (10) ferner ausgebildet ist, um die Route des mobilen Sendeempfängers (200) basierend auf der Information über das Ziel zu berechnen.
Die Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 11, wobei die Vorrichtung (10) ferner ausgebildet ist, um die berechnete Route dem mobilen Sendeempfänger (200) bereitzustellen, und/oder wobei die Vorrichtung (10) ferner ausgebildet ist, um die Route basierend auf zumindest einem Element der Gruppe von einer Abdeckung der Route mit Zellen des Mobilkommunikationssystems (100), einer Auslastung von Zellen des Mobilkommunikationssystems (100), verfügbaren Ressourcen des Mobilkommunikationssystems (100) und unterstützten Funktechnologien von Zellen des Mobilkommunikationssystems (100) zu berechnen, und/oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um die Route so zu berechnen, dass voraussichtlich für den mobilen Sendeempfänger (200) verfügbare Ressourcen entlang der Route einem Qualitätskriterium einer Kommunikation des mobilen Sendeempfängers (200) genügen, und/oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um die Route basierend auf einem aktuellen Fortschritt des mobilen Sendeempfängers (200) auf der Route so zu berechnen, dass voraussichtlich für den mobilen Sendeempfänger (200) verfügbare Ressourcen entlang der Route einem Qualitätskriterium einer Kommunikation des mobilen Sendeempfängers (200) genügen.
Die Vorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der mobile Sendeempfänger (200) ein Fahrzeug ist, und wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um das Fahrzeug basierend auf der Route zu steuern, oder wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um dem Fahrzeug Fahranweisungen für einen nächsten Fahrabschnitt basierend auf der Route bereitzustellen.
Die Vorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist zum Erhalten von Information über einen Fortschritt des mobilen Sendeempfängers (200) auf der Route, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um die Planung der Ressourcenvergabe basierend auf der Information über den Fortschritt anzupassen.
Mobilkommunikationssystem (100) mit einer Vorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Vorrichtung (20) für einen mobilen Sendeempfänger (200), ausgebildet zum: Bereitstellen von Information über eine Route des mobilen Sendeempfängers (200) für eine Vorrichtung (10) zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems (100); und Empfangen von Kommunikationsparametern für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem (100), wobei die Kommunikationsparameter auf der Planung der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems (100) basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers (200) basieren.
Die Vorrichtung (20) für den mobilen Sendeempfänger (200) gemäß Anspruch 16, wobei die Vorrichtung (20) für den mobilen Sendeempfänger (200) ferner ausgebildet ist, um Information über eine voraussichtliche nächste Mobilkommunikations-Zelle und/oder Information über eine voraussichtliche nächste Zelltechnologie für eine Übergabe des mobilen Sendeempfängers (200) im Mobilkommunikationssystem (100) von der Vorrichtung (10) zur Planung zu erhalten, und wobei die Vorrichtung (20) für den mobilen Sendeempfänger (200) ferner ausgebildet ist, Eigenschaften eines Signals zu der voraussichtlichen nächsten Zelle und/oder zu der voraussichtlichen nächsten Zelltechnologie des Mobilkommunikationssystems (100) zu messen und um Information über die Eigenschaften des Signals der Vorrichtung (10) zur Planung bereitzustellen.
Verfahren (30) zur Planung einer Ressourcenvergabe eines Mobilkommunikationssystems (100), umfassend: Erhalten (32) von Information über eine Route eines mobilen Sendeempfängers (200); und Planen (34) der Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems (100) entlang der Route des mobilen Sendeempfängers (200) basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers (200).
Verfahren (40) für einen mobilen Sendeempfänger (200), umfassend: Bereitstellen (42) von Information über eine Route des mobilen Sendeempfängers (200); Empfangen (44) von Kommunikationsparametern für eine Kommunikation über das Mobilkommunikationssystem (100), wobei die Kommunikationsparameter auf einer Planung einer Ressourcenvergabe des Mobilkommunikationssystems (100) basierend auf der Information über die Route des mobilen Sendeempfängers (200) basieren.
Programm mit einem Programmcode zum Durchführen zumindest eines der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 oder 19, wenn der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor, einem Kontrollmodul oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.