DE102017202411A1 - Method and system for optimizing network parameters for the communication of vehicles in a mobile radio network - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs in einem Mobilfunknetz, wobei das Fahrzeug ein Endgerät zur Kommunikation über das Mobilfunknetz aufweist. Das Verfahren umfasst eine Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug und eine Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten. The present invention comprises a method for optimizing network parameters for the communication of a vehicle in a mobile radio network, wherein the vehicle has a terminal for communication via the mobile radio network. The method comprises an assignment of the terminal to the vehicle and an adaptation of the network parameters to vehicle-specific circumstances.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur dynamischen Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation von Fahrzeugen in einem Mobilfunknetz.The present invention relates to a method and system for the dynamic optimization of network parameters for the communication of vehicles in a mobile radio network.
Heutige Mobilfunknetze implementieren eine Vielzahl an selbstoptimierenden Funktionen, um Netzwerkparameter und/oder die Netzwerkkonfiguration der Mobilfunknetze anzupassen bzw. zu optimieren. Solche Netzwerke mit selbstoptimierenden Funktionen werden auch selbstoptimierende (Mobilfunk-) Netzwerke bzw. Self-Organizing Networks (SONs) genannt. Ein Beispiel solcher selbstoptimierender Funktionen ist ein selbst-optimierendes Handover bzw. Handoff im Mobilfunknetz. Beim Handover handelt es sich um einen Vorgang in einem Mobilfunknetz, bei dem das mobile Endgerät während eines Gesprächs oder einer Datenverbindung ohne Unterbrechung dieser Verbindung von einer Funkzelle an die andere wechselt. Das Problem beim Handover ist, dass die Parameteroptimierung auf spezielle Gegebenheiten von Endgeräten im Fahrzeug keine Rücksicht nimmt. Bei Endgeräten im Fahrzeug kann es sich um mobile Endgeräte handeln, die ein Fahrer oder Mitfahrer im Fahrzeug verwendet. Bei diesem Anwendungsfall bleiben bessere Fahrzeugantennen ungenutzt. Auch das Signal dieser mobilen Endgeräte kann durch die Karosserie des Fahrzeugs kontinuierlich gestört werden. Darüber hinaus kann es sich bei mobilen Endgeräten im Fahrzeug um im Fahrzeug integrierte Telematik-Module bzw. Telematik-Einheiten zur Bereitstellung mobiler Dienste im Fahrzeug handeln. Gerade bei Mobilfunkverbindungen bzw. mobilem Datenaustausch über ein Mobilfunknetz über Telematik-Einheiten in Fahrzeugen kommt es aufgrund der hohen Fortbewegungsdynamik im Mobilfunknetz sowie der Nutzung der mit Bezug auf mobile Endgeräte bessere Fahrzeug-Außen-Antennen immer wieder zu einem verspätet durchgeführten Handover. Dies kann zu einem Verbindungsabbruch und somit zu einer schlechten Verbindungsqualität für den Nutzer des Endgeräts im Fahrzeug führen. Darüber hinaus kann es bei einem verspäteten Handover zu einer Beeinträchtigung des Funknetzes aufgrund des so genannten Cell-Draggings kommen, was die Verbindungsqualität weiterer, unbeteiligter mobiler Endgeräte negativ beeinflusst. Cell-Dragging ist die Erhöhung bzw. Verstärkung einer Interferenz der benachbarten zweiten Zelle, wenn ein mobiles Endgerät aufgrund eines verspäteten Handovers zu lange in der ersten Zelle verbleibt.Today's mobile radio networks implement a multiplicity of self-optimizing functions in order to adapt or optimize network parameters and / or the network configuration of the mobile radio networks. Such networks with self-optimizing functions are also called self-optimizing (mobile) networks or self-organizing networks (SONs). An example of such self-optimizing functions is a self-optimizing handover or handoff in the mobile network. The handover is a process in a mobile network in which the mobile terminal switches from one radio cell to the other during a call or a data connection without interrupting this connection. The problem with the handover is that the parameter optimization does not take into account special conditions of terminal devices in the vehicle. Terminal devices in the vehicle may be mobile terminals used by a driver or passenger in the vehicle. In this application, better vehicle antennas remain unused. The signal of these mobile terminals can be disturbed continuously by the body of the vehicle. In addition, mobile terminals in the vehicle may be integrated in the vehicle telematics modules or telematics units for providing mobile services in the vehicle. Especially in mobile communications or mobile data exchange via a mobile network via telematics units in vehicles due to the high mobility dynamics in the mobile network and the use of better with respect to mobile devices external vehicle antennas always come back to a delayed handover. This can lead to a connection termination and thus to poor connection quality for the user of the terminal in the vehicle. In addition, in the case of a delayed handover, the radio network may be impaired due to the so-called cell dragging, which adversely affects the connection quality of further, uninvolved mobile terminals. Cell dragging is the enhancement of interference of the adjacent second cell when a mobile terminal remains in the first cell too long due to a late handover.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und eine Lösung zu schaffen, die eine Optimierung von Netzwerkparametern bei der mobilen Kommunikation von Fahrzeugen in einem Mobilfunknetz ermöglicht.The object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages and to provide a solution which enables an optimization of network parameters in the mobile communication of vehicles in a mobile radio network.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the features of the independent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs in einem Mobilfunknetz bereitgestellt, wobei das Fahrzeug zumindest ein Endgerät zur Kommunikation über das Mobilfunknetz aufweist, umfassend:
- Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug; und
- Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten.
- Assignment of the terminal to the vehicle; and
- Adaptation of network parameters to vehicle-specific conditions.
Das Mobilfunknetz kann den Long Term Evolution (LTE)-Mobilfunkstandard umfassen bzw. diesem entsprechen. Der LTE-Mobilfunkstandard umfasst bzw. implementiert Evolved Packet Systems (EPS). Dabei ist die Implementierung des LTE-Mobilfunkstandards nur beispielhaft, d.h. dass das Mobilfunknetz kann jeden andere bekannten und/oder künftige Mobilfunkstandard sowie jede beliebige Kombination bekannter und/oder künftiger Mobilfunkstandards umfassen.The mobile network may include or conform to the Long Term Evolution (LTE) mobile standard. The LTE wireless standard includes or implements Evolved Packet Systems (EPS). The implementation of the LTE mobile radio standard is exemplary only, i. the mobile radio network may comprise any other known and / or future mobile radio standard as well as any combination of known and / or future mobile radio standards.
Mit der Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug kann vorteilhafter Weise erkannt werden, dass dem mobilen Endgerät fahrzeugspezifische Gegebenheiten zukommen. Beispielsweise kann es sich bei den fahrzeugspezifischen Gegebenheiten handeln um:
- - eine erhöhte Geschwindigkeit, mit der sich das Endgerät durch das Mobilfunknetz bewegt;
- - eine deutlich verbesserte Sende- und Empfangssignalstärke auf Grund der besseren Fahrzeugantennen gegenüber handelsüblichen mobilen Endgeräten bzw. CE Geräten bzw. Mobilfunktelefonen; und/oder
- an increased speed with which the terminal moves through the mobile radio network;
- a significantly improved transmit and receive signal strength due to the better vehicle antennas compared to commercially available mobile devices or CE devices or mobile phones; and or
Bewegungsmuster beschränkt auf Straßen was im Vergleich zu sonstigen Mobilfunkteilnehmern die geographischen Punkte für einen Zellenwechsel deutlich einschränkt.Movement pattern limited to roads which significantly limits the geographical points for a cell change compared to other mobile subscribers.
Schließlich kann eine Anpassung der Netzwerkparameter an die ermittelten ein oder mehreren fahrzeugspezifischen Gegebenheiten stattfinden. Durch die Anpassung an die erhöhte Geschwindigkeit, mit der sich das Endgerät durch das Mobilfunknetz bewegt, kann vorteilhafter Weise das Cell-Dragging vermieden werden, da die Handover-Parameter an die erhöhte Geschwindigkeit bzw. Bewegungsdynamik im Mobilfunknetz (verglichen z.B. zu einem telefonierenden Fußgänger) angepasst werden. Darüber hinaus kann die Geschwindigkeit der Endgeräte, die einem Fahrzeug zugeordnet sind, bei einer Ressourcenallokation vorausschauend berücksichtigt werden (anstelle von ad-hoc-Adaption konventioneller SONs). Dadurch kann eine vorteilhafter Weise eine genauere Ressourcenallokation im Mobilfunknetz (im Folgenden auch Netzwerk genannt) und somit eine erhöhte Verbindungsqualität aller betroffenen Mobilfunkteilnehmer erreicht werdenFinally, an adaptation of the network parameters to the determined one or more vehicle-specific circumstances can take place. By adapting to the increased speed with which the terminal moves through the mobile network, the cell dragging can be advantageously avoided, since the handover parameters to the increased speed or dynamic movement in the mobile network (compared for example to a pedestrian calling) be adjusted. In addition, the speed of the terminals associated with a vehicle can be anticipatory in resource allocation (instead of ad hoc adaptation of conventional SONs). As a result, a more accurate resource allocation in the mobile radio network (also referred to below as the network) and thus an increased connection quality of all the mobile subscriber subscribers concerned can advantageously be achieved
Vorzugsweise handelt es sich bei dem zumindest einen Endgerät um ein einem Fahrer oder Mitfahrer des Fahrzeugs zugeordnetes mobiles Endgerät und/oder um eine fest im Fahrzeug integrierte Telematik-Einheit.Preferably, the at least one terminal is a mobile terminal assigned to a driver or passenger of the vehicle and / or a telematics unit permanently integrated in the vehicle.
Bei den Endgeräten kann es sich um Endgeräte handeln, die fest im Fahrzeug integriert sind, z.B. integrierte Telematik-Einheiten bzw. Telematik-Module zur Bereitstellung einer Vielzahl mobiler Dienste im Fahrzeug. Es kann sich aber auch um ein mobiles Endgerät handeln, welches dem Fahrer (oder einem Mitfahrer) des Fahrzeugs zugeordnet ist. Optional kann das mobile Endgerät über eine so genannte Nomadic Node oder einen Snap-In-Adapter ins Fahrzeug integriert sein. Eine Nomadic Node ist eine Funkzelle mit minimaler räumlicher Ausdehnung, die in einem verhältnismäßig kleinen Bereich, in diesem Fall einem Fahrzeug, als kleine Sende- und Empfangsstation für das mobile Endgerät fungiert. Ein Snap-In-Adapter ist ein Dockingsystem, bei dem ein mobiles Endgerät für eine optimale Netzanbindung mit der besseren Außenantenne des Fahrzeugs verbunden ist. Durch die Integration mobiler Endgeräte über eine Nomadic Node bzw. einen Snap-In-Adapter im Fahrzeug kann das mobile Endgerät die stärkeren Antennen des Fahrzeugs zur Kommunikation mit dem Mobilfunknetz nutzen und auch die Signalstörung des mobilen Endgeräts durch die Karosserie des Fahrzeugs wird vermieden.The terminals may be terminals that are firmly integrated in the vehicle, e.g. Integrated telematics units or telematics modules to provide a variety of mobile services in the vehicle. It may also be a mobile terminal, which is assigned to the driver (or a passenger) of the vehicle. Optionally, the mobile terminal can be integrated into the vehicle via a so-called nomadic node or a snap-in adapter. A nomadic node is a minimum spatial extent radio cell that acts as a small transceiver station for the mobile terminal in a relatively small area, in this case a vehicle. A snap-in adapter is a docking system in which a mobile device is connected to the vehicle's better external antenna for optimal network connectivity. Through the integration of mobile devices via a nomadic node or a snap-in adapter in the vehicle, the mobile device can use the stronger antennas of the vehicle to communicate with the mobile network and also the signal interference of the mobile terminal through the body of the vehicle is avoided.
Die Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug kann zumindest teilweise davon abhängig sein, um was für eine Art von Endgerät es sich handelt. Beispielsweise spielt ein grundsätzlich schlechteres Signal des Endgerätes durch die Störung des Signals durch die Karosserie des Fahrzeugs nur bei mobilen Endgeräten eine Rolle, die nicht über eine Nomadic Node bzw. einen Snap-In-Adapter ins Fahrzeug integriert sind, da die Telematik-Einheiten und die über eine Nomadic Node bzw. einen Snap-In-Adapter ins Fahrzeug integrierten mobilen Endgeräte die besseren Außenantennen des Fahrzeugs und die somit bessere Signalstärke nutzen können. Mit anderen Worten findet eine dem Endgerät angemessene Zuordnung zum Fahrzeug statt.The assignment of the terminal to the vehicle may be at least partially dependent on what type of terminal it is. For example, plays a fundamentally worse signal of the terminal by the interference of the signal through the body of the vehicle only in mobile devices a role that are not integrated via a nomadic node or a snap-in adapter into the vehicle, as the telematics units and the mobile devices integrated into the vehicle via a nomadic node or a snap-in adapter can use the better external antennas of the vehicle and thus the better signal strength. In other words, an appropriate assignment to the vehicle takes place to the terminal.
Vorzugsweise ist die Telematik-Einheit direkt an zumindest eine Fahrzeugantenne angeschlossen oder mit zumindest einem Koaxial-Kabel an zumindest eine Fahrzeugantenne angeschlossen.Preferably, the telematics unit is connected directly to at least one vehicle antenna or connected to at least one coaxial cable to at least one vehicle antenna.
Das Fahrzeug kann zumindest eine so genannte Smart-Antenne umfassen, bei der die Telematik-Einheit ohne Verkabelung direkt an zumindest eine Fahrzeug-Antenne angeschlossen ist. Smart-Antennen weisen eine hohe Signalqualität bzw. Mobilfunkperformance auf. In einem anderen Beispiel umfasst das Fahrzeug so genannte verteilte Antennen, bei denen die Telematik-Einheit mittels Koaxial-Kabeln, die mehrere Meter lang sein können, an zumindest einen Fahrzeugantenne angeschlossen ist. Verteilte Antennen weisen eine geringere Mobilfunkperformance auf.The vehicle may comprise at least one so-called smart antenna, in which the telematics unit is connected directly to at least one vehicle antenna without cabling. Smart antennas have a high signal quality or mobile radio performance. In another example, the vehicle comprises so-called distributed antennas, in which the telematics unit is connected to at least one vehicle antenna by means of coaxial cables, which may be several meters long. Distributed antennas have a lower mobile radio performance.
Vorzugsweise umfasst die Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug:
- - Erfassung von Positionsdaten des Endgeräts;
- - Ermittlung eines Bewegungsmusters aus den erfassten Positionsdaten; und/oder
- - Erfassung von Messdaten zur Signalqualität.
- - detection of position data of the terminal;
- Determination of a movement pattern from the acquired position data; and or
- - Acquisition of measurement data for signal quality.
Um eine Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug im Mobilfunknetz, welches kompatibel mit dem 3rd Generation Partnership Project (3GPP) - Standard ist, zu ermöglichen, kann beispielsweise in das Mobilfunknetz zudem eine Recheneinheit (z.B. realisiert als Backend-Server) integriert werden.In order to enable an assignment of the terminal to the vehicle in the mobile radio network, which is compatible with the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) standard, it is also possible, for example, to integrate into the mobile radio network a computing unit (for example implemented as a backend server).
Konventionell wird beim Einbuchen eines Endgeräts in das Mobilfunknetz zumindest eine Messung zwischen dem Endgerät und dem Netz durchgeführt. Die Endgeräte unterscheiden sich bei diesen Messungen in ein oder mehreren Eigenschaften, z.B. Signalstärke und/oder Position bzw. Positionsänderungen. Die zumindest eine Messung umfasst Signalpegelmessungen. Signalpegelmessungen umfassen Messungen der Reference Signal Received Power (RSRP) und Reference Signal Received Quality (RSRQ).Conventionally, when registering a terminal in the mobile network, at least one measurement is performed between the terminal and the network. The terminals differ in these measurements into one or more properties, e.g. Signal strength and / or position or position changes. The at least one measurement comprises signal level measurements. Signal level measurements include Reference Signal Received Power (RSRP) and Reference Signal Received Quality (RSRQ) measurements.
Diese Messungen bzw. Messdaten können nun zumindest teilweise an die Recheneinheit übermittelt werden. Die Recheneinheit kann aus diesen Messdaten mit Hilfe von ein- oder mehreren Machine-Learning und/oder Big Data Analytic-Algorithmen die eine Klassifizierung der Endgeräte durchführen. Dazu können alle gängigen und künftigen geeigneten Algorithmen wie z.B. Pattern-Recognition (Bayesian Learning, Decision Trees, etc.), Supervised Learning Support Vector Machines, Neuronale Netze, etc. Anwendung finden.These measurements or measurement data can now be transmitted at least partially to the arithmetic unit. The arithmetic unit can perform a classification of the terminals from these measurement data with the aid of one or more machine-learning and / or big-data analytic algorithms. For this purpose, all current and future suitable algorithms such. Pattern Recognition (Bayesian Learning, Decision Trees, etc.), Supervised Learning Support Vector Machines, Neural Networks, etc. find application.
Die Klassifizierung der Endgeräte kann zumindest folgende Klassen umfassen:
- Klasse 1a
- Fahrzeug Mobil: mobiles Endgerät im Fahrzeug ohne Integration ins Fahrzeug (d.h. ohne Telematik-Einheit, keine Einbindung über Nomadic Node bzw. Snap-In-Adapter), welches sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten von > 20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit grundsätzlich schwächerem Signal aufgrund von Störungen durch Fahrzeugkarosserie;
- Klasse 1b
- Fahrzeug Integriert: Endgerät, welches sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten von > 20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, wobei das Endgerät fest ins Fahrzeug integriert ist (z.B. Telematik-Einheit und/oder mobiles Endgerät über Nomadic Node bzw. Snap-In-Adapter), d.h. potentiell hervorragende Signalqualität aufgrund Nutzung der besseren Fahrzeugantennen;
- Klasse 2a
- Person mobil: mobiles Endgerät, dass sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten zwischen 5-20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit mittlerer Signalqualität (d.h. bessere Signalqualität als Klasse 1a, schlechtere Signalqualität als klasse 1b);
- Klasse 2b
- Person statisch: mobiles Endgerät, dass sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten < 5km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit mittlerer Signalqualität (d.h. bessere Signalqualität als Klasse 1a, schlechtere Signalqualität als klasse 1b); etc.
- Class 1a
- Vehicle Mobile: mobile terminal in the vehicle without integration into the vehicle (ie without telematics unit, no integration via nomadic node or snap-in) Adapter), which moves at average speeds of> 20 km / h through the mobile network, with generally weaker signal due to disturbances by vehicle body;
- Class 1b
- Vehicle Integrated: Terminal device that moves through the mobile network at average speeds of> 20 km / h, whereby the terminal is firmly integrated into the vehicle (eg telematics unit and / or mobile terminal via nomadic node or snap-in adapter) ie potentially excellent signal quality due to use of the better vehicle antennas;
- Class 2a
- Person mobile: mobile terminal moving through the mobile network at average speeds between 5-20 km / h, with medium signal quality (ie better signal quality than class 1a, poorer signal quality than class 1b);
- Class 2b
- Static person: mobile device traveling through the mobile network at average speeds <5km / h, with medium signal quality (ie better signal quality than class 1a, poorer signal quality than class 1b); Etc.
Die obigen Klassifizierungen sind lediglich beispielhaft. Eine Klassifizierung der Endgeräte kann auf jede andere geeignete Weise erfolgen.The above classifications are merely exemplary. Classification of the terminals may be done in any other suitable way.
Insbesondere kann auch die Signalqualität bzw. Mobilfunkperformance sowie die Leistung bzw. Leistungsperformance der Fahrzeugantennen kann bei der Klasseneinteilung bzw. Klassifizierung der Endgeräte berücksichtigt werden. Die Antennen- und Leistungsperformance können beispielsweise durch den Antennengewinn bzw. die Leitungsverluste durch Anbindung der Telematik-Einheiten mittels Koaxial-Kabeln an die Fahrzeugantennen (siehe unten) parametrisiert werden.In particular, the signal quality or mobile radio performance as well as the performance or performance of the vehicle antennas can be taken into account when classifying or classifying the terminals. The antenna and power performance can be parameterized for example by the antenna gain or the line losses by connecting the telematics units by means of coaxial cables to the vehicle antennas (see below).
Die Klassifizierung kann beispielsweise zusätzlich zur Einteilung eingeloggter UEs in Kategorien erfolgen. Gemäß 3GPP werden technische Parameter mit Bezug auf technische Fähigkeiten der entsprechenden Endgeräte (z.B. „Radio Access Capability Parameters“ und/oder „Minimum Capabilities for Multimedia Broadcast Multicast Services“) beispielsweise beim Anmelden in das Mobilfunknetz übertragen.The classification can be done, for example, in addition to the classification of logged-UEs in categories. According to 3GPP, technical parameters related to technical capabilities of the respective terminals (e.g., "Radio Access Capability Parameters" and / or "Minimum Capabilities for Multimedia Broadcast Multicast Services") are transmitted, for example, upon logging in to the cellular network.
Auch kann einer Änderung der Klasseneinteilung erfolgen. Dies kann der Fall sein, wenn z.B. ein Fahrer sich zunächst mit seinem mobilen Endgerät im Büro aufhält (Klasse 2b) oder durch die Innenstadt geht (Klasse 2a) und sich dann mit dem mobilen Endgerät ins Auto setzt (Klasse 1a oder Klasse 1b). Die Änderung der Klasse kann beispielsweise über eine Anomalie-Detektion durch geeignete Machine-Learning-Algorithmen (z.B. in einem Backend-Server) erfolgen. Bei der Anomalie-Detektion könnte beispielsweise festgestellt werden, dass sich die Mobilitätseigenschaften und/oder die Signalqualität des mobilen Endgeräts schlagartig ändern. In einem anderen Beispiel könnte eine Einbindung ins Fahrzeug, beispielsweise über die Herstellung einer Bluetooth-Verbindung mit dem Fahrzeug, festgestellt werden und die Klassenänderung könnte vom Fahrzeug übermittelt werden.Also a change of the class division can take place. This may be the case if e.g. a driver initially enters the office with his mobile device (class 2b) or walks through the city center (class 2a) and then gets into the car with the mobile device (class 1a or class 1b). For example, the class may be changed via anomaly detection by appropriate machine learning algorithms (e.g., in a backend server). In the case of the anomaly detection, for example, it could be determined that the mobility properties and / or the signal quality of the mobile terminal suddenly change. In another example, an involvement in the vehicle could be detected, for example, via the establishment of a Bluetooth connection with the vehicle, and the class change could be transmitted by the vehicle.
Vorzugsweise umfasst die Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten:
- die Anpassung der Handover-Parameter an das aus den erfassten Positionsdaten ermittelte Bewegungsmuster; und/oder
- die Anpassung der Handover-Parameter an die erfassten Messungen zur Signalqualität.
- the adaptation of the handover parameters to the movement pattern determined from the acquired position data; and or
- the adaptation of the handover parameters to the acquired signal quality measurements.
Die Anpassung der Netzwerkparameter an die fahrzeugspezifischen Gegebenheiten kann die Anpassung von Handover-Parametern an das aus den Positionsdaten ermittelte Bewegungsmuster umfassen. Die Recheneinheit 130 kann für jede ermittelte Fahrzeugklasse spezifische Übertragungsstrategien für das Handover festlegen. Beispielsweise kann für Endgeräte der Klassen 1a und 1b festgelegt werden, dass eine geringere oder keine Verzögerung des Handovers (Time-to-Trigger, TTT) in eine benachbarte Zelle stattfindet. Vorteilhafter Weise kann dadurch das Cell-Dragging vermieden werden. Alternativ kann auch die Hysterese bzw. Hysteresis verkleinert bzw. verringert werden, sodass die Time-to-Trigger bereits früher startet. Mit anderen Worten kann der Hysterese ein geringerer Wert zugeordnet werden, um zur nächsten Basisstation bzw. Base Station zu wechseln.The adaptation of the network parameters to the vehicle-specific circumstances may include the adaptation of handover parameters to the movement pattern determined from the position data. The
Die o.g. Maßnahmen eignen sich nur bedingt für Klasse 1a, da Signale unterschiedlicher Basisstationen - vorausgesetzt die Nutzung gleicher Frequenzen - durch die Fahrzeugkarosserie gleichermaßen gedämpft. In diesem Fall kann als Strategie eine Ressourcenallokation und/oder eine Anpassung des Modulation and Coding Scheme (MCS) angewandt werden, wie weiter unten beschrieben.The o.g. Measures are only conditionally suitable for class 1a, since signals from different base stations - assuming the use of the same frequencies - equally damped by the vehicle body. In this case, as a strategy, resource allocation and / or adaptation of the Modulation and Coding Scheme (MCS) may be applied, as described below.
Bei der Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten kann ferner berücksichtigt werden, dass sich Fahrzeug-Derivate in der Signalqualität bzw. Mobilfunkperformance unterscheiden können. Beispielsweise weisen Fahrzeuge mit so genannten Smart-Antennen, bei denen die Telematik-Einheiten ohne Verkabelung direkt an die Fahrzeug-Antennen angeschlossen sind, eine hohe Mobilfunkperformance auf. Fahrzeuge hingegen mit verteilten Antennen, bei denen die Telematik-Einheiten mittels Koaxial-Kabeln, die mehrere Meter lang sein können, an die Fahrzeugantennen angeschlossen sind, weisen eine niedrigere Mobilfunkperformance auf. When adapting the network parameters to vehicle-specific circumstances, it can further be taken into account that vehicle derivatives can differ in signal quality or mobile radio performance. For example, vehicles with so-called smart antennas, in which the telematics units are connected directly to the vehicle antennas without wiring, have a high mobile radio performance. Vehicles, however, with distributed antennas, in which the telematics units are connected to the vehicle antennas by means of coaxial cables, which can be several meters long, have a lower mobile radio performance.
Es können darüber hinaus auch Strategien für andere Bereiche aus den Fahrzeugklassen abgeleitet werden. Beispielsweise kann die Recheneinheit aus dem ermittelten Bewegungsprofil der Endgeräte im Fahrzeug über geeignete Algorithmen eine Anzahl an Fahrzeugen, die sich auf einer Autobahn fortbewegen sowie eine Durchschnittsgeschwindigkeit dieser Fahrzeuge ermittelt werden. Die Ressourcenallokation des Mobilfunknetzes kann die so ermittelten Eigenschaften vorausschauend berücksichtigen. Somit verbessert sich die Qualität des Mobilfunknetzes durch die genauere Ressourcenallokation.In addition, strategies for other areas from the vehicle classes can be derived. For example, the arithmetic unit from the determined motion profile of the terminals in the vehicle via suitable algorithms, a number of vehicles traveling on a highway and an average speed of these vehicles are determined. The resource allocation of the mobile network can anticipate the properties thus determined. Thus, the quality of the mobile network improves by the more accurate resource allocation.
Vorzugsweise umfasst die Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug die Übertragung einer Endgeräteklasse an eine Basisstation, BS, des Mobilfunknetzes.The assignment of the terminal to the vehicle preferably comprises the transmission of a terminal class to a base station, BS, of the mobile radio network.
In einem anderen Beispiel kann die Zuordnung des Endgerätes zum Fahrzeug statt über die Recheneinheit durch eine Übertragung einer Endgeräteklasse an eine Basisstation bzw. Base Station (BS) beim Einbuchen des Endgeräts in das Mobilfunknetz (z.B. Endgerät wird eingeschaltet). Die Klassifizierung kann beispielsweise gleichzeitig zu der Einteilung der UEs in Kategorien gemäß 3GPP erfolgen. Gemäß 3GPP werden technische Parameter mit Bezug auf technische Fähigkeiten der entsprechenden Endgeräte (z.B. „Radio Access Capability Parameters“ und/oder „Minimum Capabilities for Multimedia Broadcast Multicast Services“) beispielsweise beim Anmelden in das Mobilfunknetz übertragen.In another example, the assignment of the terminal to the vehicle, rather than the arithmetic unit, may be by transmitting a terminal class to a base station (BS) upon registering the terminal with the mobile network (e.g., terminal is turned on). The classification can, for example, take place simultaneously with the classification of the UEs into categories according to 3GPP. According to 3GPP, technical parameters related to technical capabilities of the respective terminals (e.g., "Radio Access Capability Parameters" and / or "Minimum Capabilities for Multimedia Broadcast Multicast Services") are transmitted, for example, upon logging in to the cellular network.
Die Klassifizierung der Endgeräte kann zumindest folgende Klassen umfassen:
- Klasse 1a
- Fahrzeug Mobil: mobiles Endgerät im Fahrzeug ohne Integration ins Fahrzeug (d.h. ohne Telematik-Einheit, keine Einbindung über Nomadic Node bzw. Snap-In-Adapter), welches sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten von > 20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit grundsätzlich schwächerem Signal aufgrund von Störungen durch Fahrzeugkarosserie;
- Klasse 1b
- Fahrzeug Integriert: Endgerät, welches sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten von > 20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, wobei das Endgerät fest ins Fahrzeug integriert ist (z.B. Telematik-Einheit und/oder mobiles Endgerät über Nomadic Node bzw. Snap-In-Adapter), d.h. potentiell hervorragende Signalqualität aufgrund Nutzung der besseren Fahrzeugantennen;
- Klasse 2a
- Person mobil: mobiles Endgerät, dass sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten zwischen 5-20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt mit mittlerer Signalqualität (d.h. bessere Signalqualität als Klasse 1a, schlechtere Signalqualität als klasse 1b);
- Klasse 2b
- Person statisch: mobiles Endgerät, dass sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten < 5km/h durch das Mobilfunknetz bewegt mit mittlerer Signalqualität (d.h. bessere Signalqualität als Klasse 1a, schlechtere Signalqualität als klasse 1b); etc.
- Class 1a
- Vehicle Mobile: Mobile terminal in the vehicle without integration into the vehicle (ie without telematics unit, no integration via nomadic node or snap-in adapter), which moves at average speeds of> 20 km / h through the mobile network, with basically weaker signal due to disturbances by vehicle body;
- Class 1b
- Vehicle Integrated: Terminal device that moves through the mobile network at average speeds of> 20 km / h, whereby the terminal is firmly integrated into the vehicle (eg telematics unit and / or mobile terminal via nomadic node or snap-in adapter) ie potentially excellent signal quality due to use of the better vehicle antennas;
- Class 2a
- Person mobile: mobile terminal moving through the mobile network at medium speeds between 5-20 km / h with medium signal quality (ie better signal quality than class 1a, poorer signal quality than class 1b);
- Class 2b
- Person static: mobile device that moves at average speeds <5km / h through the mobile network with medium signal quality (ie better signal quality than class 1a, poorer signal quality than class 1b); Etc.
Die obigen Klassifizierungen sind lediglich beispielhaft. Eine Klassifizierung der Endgeräte kann auf jede andere geeignete Weise erfolgen. Insbesondere kann auch die Signalqualität bzw. Mobilfunkperformance sowie die Leistung bzw. Leistungsperformance der Fahrzeugantennen kann bei der Klasseneinteilung bzw. Klassifizierung der Endgeräte berücksichtigt werden. Die Antennen- und Leistungsperformance können beispielsweise durch den Antennengewinn bzw. die Leitungsverluste durch Anbindung der Telematik-Einheiten mittels Koaxial-Kabeln an die Fahrzeugantennen (siehe unten) parametrisiert werden.The above classifications are merely exemplary. Classification of the terminals may be done in any other suitable way. In particular, the signal quality or mobile radio performance as well as the performance or performance of the vehicle antennas can be taken into account when classifying or classifying the terminals. The antenna and power performance can be parameterized for example by the antenna gain or the line losses by connecting the telematics units by means of coaxial cables to the vehicle antennas (see below).
Vorzugsweise umfasst die Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten eine Anpassung der Handover-Parameter an die Endgeräteklasse.The adaptation of the network parameters to vehicle-specific conditions preferably includes an adaptation of the handover parameters to the terminal class.
Die Anpassung der Netzwerkparameter an die fahrzeugspezifischen Gegebenheiten kann die Anpassung von Handover-Parametern an die durch das Endgerät übertragene Endgeräteklasse umfassen. Für jede Fahrzeugklasse können spezifische Übertragungsstrategien für das Handover festgelegt sein. Beispielsweise kann für Endgeräte der Klassen 1a und 1b festgelegt sein, dass keine Verzögerung des Handovers in eine benachbarte Zelle stattfindet. Vorteilhafter Weise kann dadurch das Cell-Dragging vermieden werden.The adaptation of the network parameters to the vehicle-specific circumstances may include the adaptation of handover parameters to the terminal class transmitted by the terminal. For each vehicle class specific transfer strategies for the handover can be defined. For example, for terminals of classes 1a and 1b, it may be specified that there is no delay the handover takes place in an adjacent cell. Advantageously, the cell dragging can thereby be avoided.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die zugrunde liegende Aufgabe durch ein System zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs in einem Mobilfunknetz gelöst, in dem ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt wird.According to a second aspect of the present invention, the underlying object is achieved by a system for optimizing network parameters for the communication of a vehicle in a mobile radio network, in which a method according to one of
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Figuren verdeutlicht. Es ist ersichtlich, dass - obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden - einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
-
1 zeigt ein beispielhaftes System zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs in einem Mobilfunknetz; -
2A zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs in einem Mobilfunknetz; -
2B zeigt ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs in einem Mobilfunknetz.
-
1 shows an exemplary system for optimizing network parameters for the communication of a vehicle in a mobile radio network; -
2A shows an exemplary method for optimizing network parameters for the communication of a vehicle in a mobile radio network; -
2 B shows another exemplary method for optimizing network parameters for the communication of a vehicle in a mobile network.
Jedes Fahrzeug
Mit anderen Worten kann es sich bei dem zumindest einem Endgerät um ein UE handeln, das fest im Fahrzeug
Die Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug
Mit der Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug
- - eine erhöhte Geschwindigkeit, mit der sich das Endgerät (im bzw. mit dem Fahrzeug) durch
das Mobilfunknetz 120 bewegt; - - eine deutlich verbesserte Sende- und Empfangssignalstärke auf Grund der besseren Fahrzeugantennen gegenüber handelsüblichen mobilen Endgeräten bzw. CE Geräten bzw. (Mobilfunktelefonen); und/oder
- - Bewegungsmuster beschränkt auf Straßen, was im Vergleich zu sonstigen Mobilfunkteilnehmern die geographischen Punkte für einen Zellenwechsel deutlich einschränkt.
- - An increased speed with which the terminal (in or with the vehicle) through the
mobile network 120 emotional; - - A significantly improved transmission and reception signal strength due to the better vehicle antennas compared to standard mobile devices or CE devices or (mobile phones); and or
- - Movement pattern limited to roads, which significantly limits the geographical points for a cell change compared to other mobile subscribers.
Schließlich kann eine Anpassung der Netzwerkparameter an die ermittelten ein oder mehreren fahrzeugspezifischen Gegebenheiten stattfinden. Durch die Anpassung an die erhöhte Geschwindigkeit, mit der sich das Endgerät durch das Mobilfunknetz
Es kann zunächst zu einer Erfassung
Dazu kann beispielsweise in das Mobilfunknetz
Diese Messungen bzw. Messdaten können nun zumindest teilweise an die Recheneinheit
In einem nächsten Schritt erfolgt die Ermittlung
Die Recheneinheit
Die Klassifizierung von Endgeräten basierend auf dem Bewegungsmuster kann beispielsweise zumindest folgende Klassen umfassen:
- Klasse 1a
- Fahrzeug Mobil: mobiles Endgerät im Fahrzeug ohne Integration ins Fahrzeug (d.h. ohne Telematik-Einheit, keine Einbindung über Nomadic Node bzw. Snap-In-Adapter), welches sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten von > 20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit grundsätzlich schwächerem Signal aufgrund von Störungen durch Fahrzeugkarosserie;
- Klasse 1b
- Fahrzeug Integriert: Endgerät, welches sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten von > 20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, wobei das Endgerät fest ins Fahrzeug integriert ist (z.B. Telematik-Einheit und/oder mobiles Endgerät über Nomadic Node bzw. Snap-In-Adapter), d.h. potentiell hervorragende Signalqualität aufgrund Nutzung der besseren Fahrzeugantennen;
- Klasse 2a
- Person mobil: mobiles Endgerät, dass sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten zwischen 5-20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit mittlerer Signalqualität (d.h. bessere Signalqualität als Klasse
1a , schlechtere Signalqualität als klasse 1b);
- Klasse 2b
- Person statisch: mobiles Endgerät, dass sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten < 5km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit mittlerer Signalqualität (d.h. bessere Signalqualität als Klasse
1a , schlechtere Signalqualität als klasse 1b); etc.
- Class 1a
- Vehicle Mobile: Mobile terminal in the vehicle without integration into the vehicle (ie without telematics unit, no integration via nomadic node or snap-in adapter), which moves at average speeds of> 20 km / h through the mobile network, with generally weaker signal due to disturbances by vehicle body;
- Class 1b
- Vehicle Integrated: Terminal device that moves through the mobile network at average speeds of> 20 km / h, whereby the terminal is firmly integrated into the vehicle (eg telematics unit and / or mobile terminal via nomadic node or snap-in adapter) ie potentially excellent signal quality due to use of the better vehicle antennas;
- Class 2a
- Person mobile: mobile device that moves through the mobile network at average speeds between 5-20 km / h, with medium signal quality (ie better signal quality than class
1a , poorer signal quality than class 1b);
- Class 2b
- Static person: mobile device that moves through the mobile network at average speeds <5km / h, with medium signal quality (ie better signal quality than class
1a , poorer signal quality than class 1b); Etc.
Die obigen Klassifizierungen sind lediglich beispielhaft. Eine Klassifizierung von Endgeräten basierend auf dem durch die Recheneinheit
Insbesondere kann auch die Signalqualität bzw. Mobilfunkperformance sowie die Leistung bzw. Leistungsperformance der Fahrzeugantennen kann bei der Klasseneinteilung bzw. Klassifizierung der Endgeräte berücksichtigt werden. Die Antennen- und Leistungsperformance können beispielsweise durch den Antennengewinn bzw. die Leitungsverluste durch Anbindung der Telematik-Einheiten mittels Koaxial-Kabeln an die Fahrzeugantennen (siehe unten) parametrisiert werden.In particular, the signal quality or mobile radio performance as well as the performance or performance of the vehicle antennas can be taken into account when classifying or classifying the terminals. The antenna and power performance can be parameterized for example by the antenna gain or the line losses by connecting the telematics units by means of coaxial cables to the vehicle antennas (see below).
Die Klassifizierung kann beispielsweise zusätzlich zur Einteilung eingeloggter UEs in Kategorien gemäß 3GPP erfolgen.For example, the classification may be in addition to the classification of logged in UEs into categories according to 3GPP.
Auch kann einer Änderung der Klasseneinteilung erfolgen. Dies kann der Fall sein, wenn z.B. ein Fahrer sich zunächst mit seinem mobilen Endgerät im Büro aufhält (Klasse
Die Anpassung
Die Recheneinheit
Die o.g. Maßnahmen eignen sich nur bedingt für Klasse
Bei der Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten kann ferner berücksichtigt werden, dass sich Fahrzeug-Derivate in der Signalqualität bzw. Mobilfunkperformance unterscheiden können. Beispielsweise weisen Fahrzeuge mit so genannten Smart-Antennen, bei denen die Telematik-Einheiten ohne Verkabelung direkt an die Fahrzeug-Antennen angeschlossen sind, eine hohe Mobilfunkperformance auf. Fahrzeuge hingegen mit verteilten Antennen, bei denen die Telematik-Einheiten mittels Koaxial-Kabeln, die mehrere Meter lang sein können, an die Fahrzeugantennen angeschlossen sind, weisen eine niedrigere Mobilfunkperformance auf.When adapting the network parameters to vehicle-specific circumstances, it can further be taken into account that vehicle derivatives can differ in signal quality or mobile radio performance. For example, vehicles with so-called smart antennas, in which the telematics units are connected directly to the vehicle antennas without wiring, have a high mobile radio performance. Vehicles, however, with distributed antennas, in which the telematics units are connected to the vehicle antennas by means of coaxial cables, which can be several meters long, have a lower mobile radio performance.
Es können darüber hinaus auch Parameteranpassungen an fahrzeugspezifische Gegebenheiten für andere Bereiche (außer Handover-Parameter) aus den Fahrzeugklassen abgeleitet werden. Beispielsweise kann die Recheneinheit
In diesem Beispiel umfasst Zuordnung
Auch kann einer Änderung der Klasseneinteilung erfolgen. Dies kann der Fall sein, wenn z.B. ein Fahrer sich zunächst mit seinem mobilen Endgerät im Büro aufhält (Klasse
Die vordefinierte Klassifizierung der Endgeräte kann zumindest folgende Klassen umfassen:
- Klasse 1a
- Fahrzeug Mobil: mobiles Endgerät im Fahrzeug ohne Integration ins Fahrzeug (d.h. ohne Telematik-Einheit, keine Einbindung über Nomadic Node bzw. Snap-In-Adapter), welches sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten von > 20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit grundsätzlich schwächerem Signal aufgrund von Störungen durch Fahrzeugkarosserie;
- Klasse 1b
- Fahrzeug Integriert: Endgerät, welches sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten von > 20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, wobei das Endgerät fest ins Fahrzeug integriert ist (z.B. Telematik-Einheit und/oder mobiles Endgerät über Nomadic Node bzw. Snap-In-Adapter), d.h. potentiell hervorragende Signalqualität aufgrund Nutzung der besseren Fahrzeugantennen;
- Klasse 2a
- Person mobil: mobiles Endgerät, dass sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten zwischen 5-20 km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit mittlerer Signalqualität (d.h. bessere Signalqualität als Klasse
1a , schlechtere Signalqualität als klasse 1b); - Klasse 2b
- Person statisch: mobiles Endgerät, dass sich mit durchschnittlichen Geschwindigkeiten < 5km/h durch das Mobilfunknetz bewegt, mit mittlerer Signalqualität (d.h. bessere Signalqualität als Klasse
1a , schlechtere Signalqualität als klasse 1b); etc.
- Class 1a
- Vehicle Mobile: Mobile terminal in the vehicle without integration into the vehicle (ie without telematics unit, no integration via nomadic node or snap-in adapter), which moves at average speeds of> 20 km / h through the mobile network, with basically weaker signal due to disturbances by vehicle body;
- Class 1b
- Vehicle Integrated: Terminal device that moves through the mobile network at average speeds of> 20 km / h, whereby the terminal is firmly integrated into the vehicle (eg telematics unit and / or mobile terminal via nomadic node or snap-in adapter) ie potentially excellent signal quality due to use of the better vehicle antennas;
- Class 2a
- Person mobile: mobile device that moves through the mobile network at average speeds between 5-20 km / h, with medium signal quality (ie better signal quality than class
1a , poorer signal quality than class 1b); - Class 2b
- Static person: mobile device that moves through the mobile network at average speeds <5km / h, with medium signal quality (ie better signal quality than class
1a , poorer signal quality than class 1b); Etc.
Die obigen Klassifizierungen sind lediglich beispielhaft. Eine Klassifizierung der Endgeräte kann auf jede andere geeignete Weise erfolgen. Insbesondere kann auch die Signalqualität bzw. Mobilfunkperformance sowie die Leistung bzw. Leistungsperformance der Fahrzeugantennen kann bei der Klasseneinteilung bzw. Klassifizierung der Endgeräte berücksichtigt werden. Die Antennen- und Leistungsperformance können beispielsweise durch den Antennengewinn bzw. die Leitungsverluste durch Anbindung der Telematik-Einheiten mittels Koaxial-Kabeln an die Fahrzeugantennen (siehe unten) parametrisiert werden.The above classifications are merely exemplary. Classification of the terminals may be done in any other suitable way. In particular, the signal quality or mobile radio performance as well as the performance or performance of the vehicle antennas can be taken into account when classifying or classifying the terminals. The antenna and power performance can be parameterized for example by the antenna gain or the line losses by connecting the telematics units by means of coaxial cables to the vehicle antennas (see below).
Die Anpassung
Es können darüber hinaus auch Strategien für andere Bereiche aus den Fahrzeugklassen abgeleitet werden. Beispielsweise kann über eine Recheneinheit
Claims (8)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017202411.9A DE102017202411B4 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Method and system for optimizing network parameters for communication between vehicles in a cellular network |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102017202411.9A DE102017202411B4 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Method and system for optimizing network parameters for communication between vehicles in a cellular network |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE102017202411A1 true DE102017202411A1 (en) | 2018-08-16 |
DE102017202411B4 DE102017202411B4 (en) | 2022-12-01 |
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ID=62982407
Family Applications (1)
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DE102017202411.9A Active DE102017202411B4 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Method and system for optimizing network parameters for communication between vehicles in a cellular network |
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DE (1) | DE102017202411B4 (en) |
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DE102013211130A1 (en) | 2013-06-14 | 2014-12-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for calculating transmission parameters for a communication device, method for communication and communication device therefor |
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- 2017-02-15 DE DE102017202411.9A patent/DE102017202411B4/en active Active
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Legal Events
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