DE102017202411B4 - Method and system for optimizing network parameters for communication between vehicles in a cellular network - Google Patents

Method and system for optimizing network parameters for communication between vehicles in a cellular network Download PDF

Info

Publication number
DE102017202411B4
DE102017202411B4 DE102017202411.9A DE102017202411A DE102017202411B4 DE 102017202411 B4 DE102017202411 B4 DE 102017202411B4 DE 102017202411 A DE102017202411 A DE 102017202411A DE 102017202411 B4 DE102017202411 B4 DE 102017202411B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
mobile
network
parameters
class
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102017202411.9A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102017202411A1 (en
Inventor
David Gozalvez Serrano
Emmanuel Pollakis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102017202411.9A priority Critical patent/DE102017202411B4/en
Publication of DE102017202411A1 publication Critical patent/DE102017202411A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102017202411B4 publication Critical patent/DE102017202411B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0083—Determination of parameters used for hand-off, e.g. generation or modification of neighbour cell lists
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/22—Processing or transfer of terminal data, e.g. status or physical capabilities

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Verfahren (200, 250) zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs (110) in einem Mobilfunknetz (120), wobei das Fahrzeug (110) zumindest ein Endgerät zur Kommunikation über das Mobilfunknetz (120) aufweist, umfassend:
Zuordnung (210, 260) des Endgeräts zum Fahrzeug (110), wobei die Zuordnung (210) des Endgeräts zum Fahrzeug (110) umfasst:
- Erfassen (212), an einer mobilfunknetzseitigen Recheneinheit (130), von Positionsdaten des Endgeräts;
- Ermitteln (214), durch die Recheneinheit (130), eines Bewegungsmusters aus den erfassten Positionsdaten; und/oder
- Empfangen (216), an der Recheneinheit (130), von Messungen zur Signalqualität; und Anpassung (220, 270) der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten, wobei die Anpassung (220) der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten umfasst:
- Anpassen, durch die Recheneinheit (130), der Handover-Parameter an das aus den erfassten Positionsdaten ermittelte Bewegungsmuster; und/oder
- Anpassen, durch die Recheneinheit (130), der Handover-Parameter an die erfassten Messungen zur Signalqualität.

Figure DE102017202411B4_0000
Method (200, 250) for optimizing network parameters for the communication of a vehicle (110) in a mobile radio network (120), the vehicle (110) having at least one terminal for communication via the mobile radio network (120), comprising:
Assignment (210, 260) of the terminal device to the vehicle (110), wherein the assignment (210) of the terminal device to the vehicle (110) comprises:
- detecting (212) at a computing unit (130) on the mobile network side position data of the terminal device;
- Determining (214), by the computing unit (130), a movement pattern from the detected position data; and or
- receiving (216), at the computing unit (130), measurements of signal quality; and adaptation (220, 270) of the network parameters to vehicle-specific circumstances, wherein the adaptation (220) of the network parameters to vehicle-specific circumstances comprises:
- Adaptation, by the arithmetic unit (130), of the handover parameters to the movement pattern determined from the detected position data; and or
- Adaptation, by the arithmetic unit (130), of the handover parameters to the acquired measurements of the signal quality.
Figure DE102017202411B4_0000

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 communication between 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 selbst-optimierende (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 large number 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 (cellular) networks or self-organizing networks (SONs). An example of such self-optimizing functions is a self-optimizing handover or handoff in the mobile radio network. A handover is a process in a mobile radio network in which the mobile device switches from one radio cell to the other during a call or data connection without interrupting this connection. The problem with handover is that the parameter optimization does not take into account the special conditions of end devices in the vehicle. Terminals in the vehicle can be mobile terminals that a driver or passenger uses in the vehicle. In this application, better vehicle antennas remain unused. The signal from these mobile end devices can also be continuously disrupted by the vehicle body. Mobile terminals in the vehicle can also be telematics modules or telematics units integrated in the vehicle for providing mobile services in the vehicle. Particularly in the case of cellular connections or mobile data exchange via a cellular network via telematics units in vehicles, handovers are often delayed due to the high movement dynamics in the cellular network and the use of better vehicle external antennas with regard to mobile end devices. This can lead to the connection being broken and thus to poor connection quality for the user of the terminal device in the vehicle. In addition, a delayed handover can impair the radio network due to so-called cell dragging, which has a negative impact on the connection quality of other, uninvolved mobile devices. Cell dragging is the increase or amplification of interference in the neighboring second cell if a mobile device remains in the first cell for too long due to a delayed handover.

Druckschrift DE 102 22 583 A1 offenbart ein Verfahren zur Mobilitätssteuerung in einem Kommunikationssystem. Zur besseren Verwaltung der Netzressourcen wird vorgeschlagen, über eine Verbindung zwischen zumindest einer ersten, teilnehmerseitigen Station und zumindest einer zweiten netzseitigen Zugangsstation eine Mobilitätsinformation bezüglich der tatsächlichen oder maximal möglichen Mobilität der ersten Station zu übertragen. Als die Mobilitätsinformation wird insbesondere eine Information über eine zulässige und/oder tatsächliche räumliche Begrenzung der Mobilität der ersten Station übertragen, insbesondere eine Information über eine Begrenzung auf einen ortsfesten Betrieb. Alternativ oder zusätzlich wird als die Mobilitätsinformation eine Information über eine Begrenzung des zulässigen und/oder tatsächlichen Geschwindigkeitsbereichs für Bewegungen der ersten Station, insbesondere eine Begrenzung auf deren Stillstand, übertragen.pamphlet DE 102 22 583 A1 discloses a method for mobility control in a communication system. For better management of the network resources, it is proposed to transmit mobility information relating to the actual or maximum possible mobility of the first station via a connection between at least one first subscriber-side station and at least one second network-side access station. In particular, information about a permissible and/or actual spatial limitation of the mobility of the first station is transmitted as the mobility information, in particular information about a limitation to stationary operation. Alternatively or additionally, information about a limitation of the permissible and/or actual speed range for movements of the first station, in particular a limitation of its standstill, is transmitted as the mobility information.

Druckschrift WO 2008 / 000 368 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswahl eines Funkträgers aus einer Anzahl von verfügbaren Funkträgern bei Funkübertragungssystemen. Seitens einer mobilen Einheit erfolgt eine Auswahl des jeweils besten Funkträgers in Abhängigkeit des Aufenthaltsortes der mobilen Einheit, wobei die Auswahl anhand von der mobilen Einheit aktuell ermittelten und bereits vorhandenen Informationen über die Qualität der verfügbaren Funkträger durchgeführt wird.pamphlet WO 2008 / 000 368 A1 discloses a method and apparatus for selecting a radio bearer from a number of available radio bearers in radio transmission systems. A mobile unit selects the best radio carrier in each case depending on the location of the mobile unit, with the selection being made using information about the quality of the available radio carriers that is currently determined by the mobile unit and is already available.

Druckschrift DE 10 2013 211 130 A1 offenbart ein Verfahren, welches eine möglichst effiziente Berechnung eines Satzes von Übergabeparametern, insbesondere eines TTT-Werts und eines HOM-Werts, für ein Kommunikationsgerät zur Verwendung bei einer Kommunikationsübergabe von einer Ausgangsbasisstation an eine Zielbasisstation, ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches die Schritte umfasst: - Bestimmen/Festlegen von kontextspezifischen Parametern, die mindestens Positionsdaten und Bewegungsdaten des Kommunikationsgerätes umfassen; - Auswahl einer Zielbasisstation aus einer Vielzahl von Basisstationen; - Festlegen eines Kandidatensatzes von Werten für jeden Übergabeparameter aus dem Satz von Übergabeparametern; - Berechnen einer Gesamtausfallwahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung der kontextspezifischen Parameter für eine Vielzahl von Sätzen von Übergabeparametern, wobei die Werte der Übergabeparameter jeweils eine Auswahl aus dem jeweiligen Kandidatensatz sind; - Auswahl des Satzes von Übergabeparametern als Ergebnis, bei dem die Gesamtausfallwahrscheinlichkeit am geringsten ist.pamphlet DE 10 2013 211 130 A1 discloses a method which enables a set of handover parameters, in particular a TTT value and a HOM value, to be calculated as efficiently as possible for a communication device for use in a communication handover from a source base station to a target base station. This object is achieved by a method which comprises the steps: determining/determining context-specific parameters which comprise at least position data and movement data of the communication device; - selecting a target base station from a plurality of base stations; - determining a candidate set of values for each delivery parameter from the set of delivery parameters; - calculating a total failure probability, taking into account the context-specific parameters for a multiplicity of sets of transfer parameters, the values of the transfer parameters each being a selection from the respective candidate set; - Selection of the set of transfer parameters as the result for which the overall probability of failure is lowest.

Druckschrift DE 10 2011 055 397 A1 offenbart ein Verfahren zum Konfigurieren eines Mobil-Kommunikationssystems mit einem Mobil-Kommunikationsnetzwerk und einem mobilen Endgerät weist auf das Ermitteln einer Kommunikationsdienstqualität, die von einer Softwareanwendung benötigt wird, die auf dem mobilen Endgerät abläuft zum Übertragen von Daten, die über eine Kommunikationsverbindung zwischen dem mobilen Kommunikationsnetzwerk und dem mobilen Endgerät übertragen werden sollen; und das Ermitteln einer Basisstation des Mobil-Kommunikationsnetzwerks zum Bereitstellen der Kommunikationsverbindung und/oder eines Funkfrequenzbereichs, der verwendet wird, um die Kommunikationsverbindung bereitzustellen, basierend auf der benötigten Kommunikationsdienstqualität.pamphlet DE 10 2011 055 397 A1 discloses a method for configuring a mobile communication system with a mobile communication network and a mobile terminal comprises determining a communication service quality required by a software application running on the mobile terminal for transmission gene of data to be transmitted via a communication link between the mobile communication network and the mobile terminal; and determining a base station of the mobile communication network for providing the communication link and/or a radio frequency range used to provide the communication link based on the required communication service quality.

Druckschrift US 2015 / 0 208 314 A1 ein Verfahren umfassend ein Schätzen der eigenen Geschwindigkeit mindestens eines drahtlosen Benutzergeräts aus mindestens einem Downlink-Pilotsignal, das von einer beliebigen Basisstation von mehreren unterschiedlichen Basisstationen gesendet wird, und umfasst ferner: - Senden jeder einzelnen der mehreren Basisstationen einen Parameter relativ zu ihrer eigenen Zellengröße; - Durchführen von Zellenauswahlen und -neuauswahlen im Ruhemodus des mindestens einen drahtlosen Benutzergeräts auf der Grundlage der mehreren Basisstations-Zellengrößenparameter, die empfangen wurden, und der geschätzten Geschwindigkeit des mindestens einen drahtlosen Benutzergeräts; und - Melden der geschätzten Geschwindigkeit und der Zellengrößen benachbarter Basisstationen an eine versorgende Basisstation durch das mindestens eine drahtlose Benutzergerät im verbundenen Modus, um Handover basierend auf der gemeldeten geschätzten Geschwindigkeit und den Zellengrößen benachbarter Basisstationen durchzuführen.pamphlet U.S. 2015/0 208 314 A1 a method comprising estimating the own speed of at least one wireless user equipment from at least one downlink pilot signal transmitted by any one of a plurality of different base stations, and further comprising: - transmitting each one of the plurality of base stations a parameter relative to its own cell size; - performing idle mode cell selections and reselections of the at least one wireless user equipment based on the plurality of base station cell size parameters received and the estimated speed of the at least one wireless user equipment; and - the at least one wireless user equipment in connected mode reporting the estimated speed and cell sizes of neighboring base stations to a serving base station to perform handovers based on the reported estimated speed and cell sizes of neighboring base stations.

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 disadvantages mentioned above and to provide a solution that enables network parameters to be optimized 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.According to the invention, 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, wobei die Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug umfasst:
    • - Erfassen, an einer mobilfunknetzseitigen Recheneinheit, von Positionsdaten des Endgeräts;
    • - Ermitteln, durch die Recheneinheit, eines Bewegungsmusters aus den erfassten Positionsdaten; und/oder
    • - Empfangen, an der Recheneinheit, von Messungen zur Signalqualität; und
    Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten, wobei die Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten umfasst:
  • - Anpassen, durch die Recheneinheit, der Handover-Parameter an das aus den erfassten Positionsdaten ermittelte Bewegungsmuster; und/oder
Anpassen, durch die Recheneinheit, der Handover-Parameter an die erfassten Messungen zur Signalqualität.According to a first aspect of the invention, a method for optimizing network parameters for the communication of a vehicle in a cellular network is provided, the vehicle having at least one terminal for communication via the cellular network, comprising:
  • Assignment of the end device to the vehicle, the assignment of the end device to the vehicle comprising:
    • - detecting, at a computing unit on the mobile network side, position data of the terminal device;
    • - determining, by the computing unit, a movement pattern from the detected position data; and or
    • - receiving, at the computing unit, measurements of signal quality; and
    Adaptation of the network parameters to vehicle-specific conditions, the adaptation of the network parameters to vehicle-specific conditions comprising:
  • - Adaptation, by the arithmetic unit, of the handover parameters to the movement pattern determined from the detected position data; and or
Adapting, by the computing unit, the handover parameters to the acquired signal quality measurements.

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 cellular network can include or correspond to the Long Term Evolution (LTE) cellular standard. The LTE mobile communications standard includes or implements Evolved Packet Systems (EPS). The implementation of the LTE mobile radio standard is only an example, i.e. the mobile radio network can include any other known and/or future mobile radio standard and 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 Bewegungsmuster beschränkt auf Straßen was im Vergleich zu sonstigen Mobilfunkteilnehmern die geographischen Punkte für einen Zellenwechsel deutlich einschränkt.
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 werdenWith the assignment of the terminal device to the vehicle, it can advantageously be recognized that the mobile terminal device has vehicle-specific circumstances. For example, the vehicle-specific conditions can be:
  • - an increased speed at which the terminal device moves through the mobile network;
  • - A significantly improved transmission and reception signal strength due to the better vehicle antennas compared to commercially available mobile devices or CE devices or mobile phones; and/or movement patterns limited to streets, which significantly restricts the geographic points for a cell change compared to other mobile phone subscribers.
Finally, the network parameters can be adapted to the determined one or more vehicle-specific circumstances. By adapting to the increased speed at which the end device moves through the mobile network, cell dragging can advantageously be avoided, since the handover parameters are adapted to the increased speed or movement dynamics in the mobile network (compared, for example, to a pedestrian making a call). be adjusted. About that moreover, the speed of the terminals assigned to a vehicle can be taken into account proactively in a resource allocation (instead of ad hoc adaptation of conventional SONs). As a result, a more precise allocation of resources in the mobile radio network (also referred to below as the network) and thus an increased connection quality for all mobile radio subscribers concerned can be achieved in an advantageous manner

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.The at least one terminal is preferably 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 end devices can be end devices that are permanently integrated in the vehicle, e.g. integrated telematics units or telematics modules for providing a large number of mobile services in the vehicle. However, it can also be a mobile device that is assigned to the driver (or a passenger) of the vehicle. Optionally, the mobile end device can be integrated into the vehicle via a so-called nomadic node or a snap-in adapter. A nomadic node is a radio cell with a minimal spatial extent that functions as a small transmitting and receiving station for the mobile device 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 connection. By integrating mobile end devices via a nomadic node or a snap-in adapter in the vehicle, the mobile end device can use the vehicle's stronger antennas to communicate with the mobile network and the signal interference of the mobile end device by the vehicle body is also 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 device to the vehicle can be at least partially dependent on the type of terminal device involved. For example, a fundamentally poorer signal from the end device due to signal interference from the vehicle body only plays a role in mobile end devices that are not integrated into the vehicle via a nomadic node or snap-in adapter, since 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 assignment to the vehicle that is appropriate for the terminal device takes place.

Vorzugsweise ist die Telematik-Einheit direkt an zumindest eine Fahrzeugantenne angeschlossen oder mit zumindest einem Koaxial-Kabel an zumindest eine Fahrzeugantenne angeschlossen.The telematics unit is preferably connected directly to at least one vehicle antenna or is connected to at least one vehicle antenna with at least one coaxial cable.

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 can include 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 and mobile communications performance. In another example, the vehicle includes so-called distributed antennas, in which the telematics unit is connected to at least one vehicle antenna by means of coaxial cables that can be several meters long. Distributed antennas have a lower mobile communications performance.

Die Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug umfasst:

  • - Erfassung von Positionsdaten des Endgeräts;
  • - Ermittlung eines Bewegungsmusters aus den erfassten Positionsdaten; und/oder
  • - Erfassung von Messdaten zur Signalqualität.
The assignment of the end device to the vehicle includes:
  • - Collection of position data of the end device;
  • - Determination of a movement pattern from the detected position data; and or
  • - Acquisition of signal quality measurement data.

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 the terminal device to be assigned to the vehicle in the mobile network, which is compatible with the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) standard, a computing unit (e.g. implemented as a backend server) can also be integrated into the mobile network, for example.

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 a terminal device logs into the mobile radio network, at least one measurement is carried out between the terminal device and the network. In these measurements, the end devices differ in one or more properties, e.g. signal strength and/or position or changes in position. The at least one measurement includes 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 computing unit. The computing unit can classify the end devices from this measurement data using one or more machine learning and/or big data analytics algorithms. All current and future suitable algorithms such as pattern recognition (Bayesian learning, decision trees, etc.), supervised learning support vector machines, neural networks, etc. can be used for this.

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.
The classification of the end devices can include at least the following classes:
  • Class 1a mobile vehicle: mobile end device in the vehicle without integration into the vehicle (i.e without telematics unit, no integration via nomadic node or snap-in adapter), which moves through the mobile network at average speeds of > 20 km/h, with a fundamentally weaker signal due to interference from the vehicle body;
  • Class 1b Vehicle integrated: End device that moves through the mobile network at average speeds of > 20 km/h, with the end device being firmly integrated into the vehicle (e.g. telematics unit and/or mobile end device via nomadic node or snap-in adapter), ie potentially excellent signal quality due to the use of the better vehicle antennas;
  • Class 2a person mobile: mobile device that moves through the mobile network at average speeds of 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 end device that moves through the mobile network at average speeds of < 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 exemplary only. The terminals can be classified 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 and the power or power performance of the vehicle antennas can also be taken into account when classifying or classifying the terminals. The antenna and power performance can, for example, be parameterized by the antenna gain or the line losses by connecting the telematics units to the vehicle antennas using coaxial cables (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, for example, take place in addition to dividing logged-in UEs into categories. According to 3GPP, technical parameters relating to the technical capabilities of the corresponding end devices (e.g. "Radio Access Capability Parameters" and/or "Minimum Capabilities for Multimedia Broadcast Multicast Services") are transmitted, for example, when logging into the mobile 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.The class division can also be changed. This can be the case, for example, if a driver is first in 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). The class can be changed, for example, by detecting anomalies using suitable machine learning algorithms (e.g. in a backend server). During anomaly detection, it could be determined, for example, that the mobility properties and/or the signal quality of the mobile terminal device change suddenly. In another example, integration into the vehicle could be determined, for example by establishing a Bluetooth connection with the vehicle, and the class change could be transmitted by the vehicle.

Die Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten umfasst:

  • 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 network parameters to vehicle-specific conditions includes:
  • the adaptation of the handover parameters to the movement pattern determined from the recorded position data; and or
  • Matching the handover parameters to the acquired signal quality measurements.

Die Anpassung der Netzwerkparameter an die fahrzeugspezifischen Gegebenheiten umfasst die Anpassung von Handover-Parametern an das aus den Positionsdaten ermittelte Bewegungsmuster. 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 adjustment of the network parameters to the vehicle-specific conditions includes the adjustment of handover parameters to the movement pattern determined from the position data. The processing unit 130 can specify specific transmission strategies for the handover for each determined vehicle class. For example, it can be specified for terminals of classes 1a and 1b that there is little or no delay in the handover (time-to-trigger, TTT) to a neighboring cell. Advantageously, cell dragging can be avoided as a result. Alternatively, the hysteresis or hysteresis can be reduced or decreased so that the time-to-trigger starts earlier. In other words, a lower value can be assigned to the hysteresis in order to switch to the next base station or base station.

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 above measures are only suitable to a limited extent for class 1a, since signals from different base stations - provided the same frequencies are used - are equally damped by the vehicle body. In this case, resource allocation and/or Modulation and Coding Scheme (MCS) adaptation may be used as a strategy, 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 conditions, it can also 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 cabling, have a high mobile radio performance. On the other hand, vehicles with distributed antennas, where the Telema tik units using coaxial cables, which can be several meters long, to which vehicle antennas are connected, have lower cellular 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 can also be derived from the vehicle classes. For example, the computing unit can use suitable algorithms to determine a number of vehicles that are moving on a freeway and an average speed of these vehicles from the motion profile determined for the terminals in the vehicle. The resource allocation of the mobile radio network can take into account the properties determined in this way in a proactive manner. Thus, the quality of the mobile network improves due to the more precise 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 device to the vehicle preferably includes the transmission of a terminal device 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 device to the vehicle can be done by transmitting a terminal device class to a base station or base station (BS) when the terminal device logs into the mobile network (e.g. terminal device is switched on) instead of via the processing unit. The classification can, for example, take place at the same time as the classification of the UEs into categories according to 3GPP. According to 3GPP, technical parameters relating to the technical capabilities of the corresponding end devices (e.g. "Radio Access Capability Parameters" and/or "Minimum Capabilities for Multimedia Broadcast Multicast Services") are transmitted, for example, when logging into the mobile 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.
The classification of the end devices can include at least the following classes:
  • Class 1a mobile vehicle: mobile end device in the vehicle without integration into the vehicle (i.e. without telematics unit, no integration via nomadic node or snap-in adapter), which moves through the mobile network at average speeds of > 20 km/h, with inherently weaker signal due to vehicle body interference;
  • Class 1b Vehicle integrated: End device that moves through the mobile network at average speeds of > 20 km/h, with the end device being firmly integrated into the vehicle (e.g. telematics unit and/or mobile end device via nomadic node or snap-in adapter), ie potentially excellent signal quality due to the use of the better vehicle antennas;
  • Class 2a person mobile: mobile device that moves through the mobile network at average speeds of 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 end device that moves through the mobile network at average speeds < 5 km/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 exemplary only. The terminals can be classified in any other suitable way. In particular, the signal quality or mobile radio performance and the power or power performance of the vehicle antennas can also be taken into account when classifying or classifying the terminals. The antenna and power performance can, for example, be parameterized by the antenna gain or the line losses by connecting the telematics units to the vehicle antennas using coaxial cables (see below).

Vorzugsweise umfasst die Anpassung der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten eine Anpassung der Handover-Parameter an die Endgeräteklasse.The adjustment of the network parameters to vehicle-specific conditions preferably includes an adjustment of the handover parameters to the terminal device 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 conditions can include the adaptation of handover parameters to the terminal device class transmitted by the terminal device. Specific transmission strategies for the handover can be defined for each vehicle class. For example, it can be specified for terminals of classes 1a and 1b that there is no delay in the handover to a neighboring cell. Advantageously, cell dragging can be avoided as a result.

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 5 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 cellular network, in which a method according to one of claims 1 to 5 is carried out.

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.
These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from a study of the following detailed description of preferred embodiments and the accompanying figures. It is evident that - although embodiments are described separately - individual features thereof can be combined to form additional embodiments.
  • 1 shows an exemplary system for optimizing network parameters for the communication of a vehicle in a cellular network;
  • 2A shows an exemplary method for optimizing network parameters for the communication of a vehicle in a cellular network;
  • 2 B shows another exemplary method for optimizing network parameters for the communication of a vehicle in a mobile network.

1 zeigt ein beispielhaftes System 100 zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs 110 in einem Mobilfunknetz 120. Das Mobilfunknetz 120 umfasst eine Vielzahl von Basisstationen bzw. Base Stations (BS) 140 und umfasst bzw. implementiert den Long Term Evolution (LTE)-Mobilfunkstandard gemäß bzw. kompatibel mit dem 3rd Generation Partnership Project (3GPP)-Standard (im Folgenden auch 3GPP genannt). Dabei ist die Implementierung des LTE-Mobilfunkstandards nur beispielhaft, d.h. dass das Mobilfunknetz 120 kann jeden andere bekannten und/oder künftigen Mobilfunkstandard sowie jede beliebige Kombination bekannter und/oder künftiger Mobilfunkstandards umfassen. Der LTE-Mobilfunkstandard beinhaltet Evolved Packet Systems (EPS, nicht gezeigt). EPS umfasst ein Kern-Netz, Evolved Packet Core (EPC) 150, Funknetzwerke (E-UTRAN, nicht gezeigt) sowie die Geräte aller Endteilnehmer (auch mobile Endgeräte oder User Equipment, UE, genannt). Das EPC 150 umfasst zudem ein Serving Gateway (S-GW) 154, welches von einem Packet Data Network (PDN) Gateway (PGW) 156 zumindest logisch getrennt ist. Das S-GW 154 leitet bzw. routet Pakete von einem Netzwerk zum nächsten. Dabei routet das SGW 154 sämtliche Paket-Verbindungen in seinem Einflussbereich. Das PGW 156 bildet eine Schnittstelle zum Datennetzwerk, verwaltet die Kommunikation bei Verbindungen zwischen einer UE zu mehreren Netzwerken und vergibt IP-dressen. Das EPC 150 umfasst zudem eine Mobility Management Entity (MME) 152. Damit ein UE eine Datenverbindung aufbauen kann, muss das UE in der Lage sein, Kommunikationsverbindungen aufzubauen. Die kann über ein „Connected Mode“ des UE erfolgen. Der vorgenannte Modus ist energieintensiv und wirkt sich somit negativ auf die Akkulaufzeit des UE aus. Somit befinden sich die UE in der Regel im „Idie Mode“. Will das UE Daten senden, schaltet es sich selbst in den „Connected Mode“. Bei am UE eingehenden Datenverbindungen hat das S-GW 154 aber keine Möglichkeit, die Pakete an das UE zu senden. Die MME 152 stellt eine „Paging“-Funktion bereit, die in der Lage ist, den „Connected Mode“ bei einem adressierten UE zu aktivieren. Nach Aktivierung kann das S-GW 154 nach vorheriger Zwischenspeicherung die eingehenden Datenpakete an die adressierte UE routen. Bei Einloggen bzw. Anmelden eines UE in das Mobilfunknetz werden Parameter mit Bezug auf technische Fähigkeiten der entsprechenden UEs (z.B. „Radio Access Capability Parameters“ und/oder „Minimum Capabilities for Multimedia Broadcast Multicast Services“). Zumindest ein Teil der erfassten technischen Parameter wird beispielsweise von E-UTRAN zur UE-Konfiguration benötigt. 1 shows an exemplary system 100 for optimizing network parameters for the communication of a vehicle 110 in a cellular network 120. The cellular network 120 includes a plurality of base stations or base stations (BS) 140 and includes or implements the Long Term Evolution (LTE) cellular standard according to or compatible with the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) standard (hereinafter also referred to as 3GPP). The implementation of the LTE mobile radio standard is only exemplary, ie the mobile radio network 120 can include any other known and/or future mobile radio standard and any combination of known and/or future mobile radio standards. The LTE cellular standard includes Evolved Packet Systems (EPS, not shown). EPS comprises a core network, Evolved Packet Core (EPC) 150, radio networks (E-UTRAN, not shown) as well as the devices of all end users (also called mobile terminals or user equipment, UE). The EPC 150 also includes a Serving Gateway (S-GW) 154 which is at least logically separated from a Packet Data Network (PDN) Gateway (PGW) 156 . The S-GW 154 routes packets from one network to the next. The SGW 154 routes all packet connections in its sphere of influence. The PGW 156 forms an interface to the data network, manages communication in connections between a UE and multiple networks, and allocates IP addresses. The EPC 150 also includes a Mobility Management Entity (MME) 152. For a UE to be able to establish a data connection, the UE must be able to establish communication connections. This can be done via a "connected mode" of the UE. The aforementioned mode is energy-intensive and thus has a negative impact on the battery life of the UE. The UEs are therefore usually in "Idie mode". If the UE wants to send data, it switches itself to "connected mode". In the case of data connections arriving at the UE, however, the S-GW 154 has no way of sending the packets to the UE. The MME 152 provides a "paging" function capable of activating the "connected mode" at an addressed UE. After activation, the S-GW 154 can route the incoming data packets to the addressed UE after prior intermediate storage. When a UE logs on or registers in the mobile radio network, parameters relating to the technical capabilities of the corresponding UEs (e.g. "Radio Access Capability Parameters" and/or "Minimum Capabilities for Multimedia Broadcast Multicast Services") are set. At least some of the recorded technical parameters are required by E-UTRAN for UE configuration, for example.

Jedes Fahrzeug 110 umfasst zumindest ein Endgerät (nicht gezeigt) zur Kommunikation über das Mobilfunknetz 120. Endgeräte der Fahrzeuge 110 (im Folgenden auch Endgeräte genannt) bilden somit einen Teil aller UEs. Beispielsweise 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.Each vehicle 110 includes at least one terminal (not shown) for communication via the cellular network 120. Terminals of the vehicles 110 (also referred to below as terminals) thus form part of all UEs. For example, 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.

Mit anderen Worten kann es sich bei dem zumindest einem Endgerät um ein UE handeln, das fest im Fahrzeug 110 integriert ist wie z.B. eine integrierte Telematik-Einheit bzw. ein integriertes Telematik-Modul zur Bereitstellung einer Vielzahl mobiler Dienste im Fahrzeug 110. Es kann sich aber auch um ein mobiles Endgerät, z.B. Smartphone, handeln, welches dem Fahrer (oder einem Mitfahrer) des Fahrzeugs 110 zugeordnet ist bzw. diesem gehört und welches im Fahrzeug 110 verwendet wird. Optional kann das mobile Endgerät über eine so genannte Nomadic Node bzw. einen Snap-In-Adapter ins Fahrzeug 110 integriert sein. Durch die Integration eines mobilen Endgeräts über eine Nomadic Node bzw. einen Snap-In-Adapter im Fahrzeug 110 kann das mobile Endgerät die stärkeren Antennen des Fahrzeugs 110 zur Kommunikation mit dem Mobilfunknetz 120 nutzen. Auch die Signalstörung des mobilen Endgeräts durch die Karosserie des Fahrzeugs 110 wird vermieden.In other words, the at least one terminal can be a UE that is permanently integrated in the vehicle 110, such as an integrated telematics unit or an integrated telematics module for providing a large number of mobile services in the vehicle 110. It can but also a mobile device, e.g. smartphone, which is assigned to the driver (or a passenger) of the vehicle 110 or belongs to him and which is used in the vehicle 110. The mobile end device can optionally be integrated into the vehicle 110 via a so-called nomadic node or a snap-in adapter. The integration of a mobile terminal device via a nomadic node or a snap-in adapter in the vehicle 110 allows the mobile terminal device to use the stronger antennas of the vehicle 110 to communicate with the cellular network 120 . Also the signal interference of the mobile terminal by the body of the vehicle 110 is avoided.

Die Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug 100 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 110 nur bei mobilen Endgeräten eine Rolle, die nicht über eine Nomadic Node bzw. Snap-In-Adapter ins Fahrzeug 110 integriert sind, da die Telematik-Einheiten und die über die Nomadic Node bzw. den Snap-In-Adapter ins Fahrzeug integrierten mobilen Endgeräte die besseren Antennen des Fahrzeugs 110 und die somit bessere Signalstärke nutzen können. Mit anderen Worten findet eine dem Endgerät angemessene Zuordnung zum Fahrzeug 110 statt.The assignment of the end device to the vehicle 100 can depend at least in part on the type of end device involved. For example, a fundamentally poorer signal from the terminal device due to the signal being disrupted by the body of the vehicle 110 only plays a role in mobile terminal devices that are not integrated into the vehicle 110 via a nomadic node or snap-in adapter, since the telematics units and the mobile terminals integrated into the vehicle via the nomadic node or the snap-in adapter can use the better antennas of the vehicle 110 and the therefore better signal strength. In other words, an assignment to vehicle 110 that is appropriate for the terminal device takes place.

Mit der Zuordnung des Endgeräts zum Fahrzeug 110 kann vorteilhafter Weise erkannt werden, dass dem Endgerät fahrzeugspezifische Gegebenheiten zukommen. Beispielsweise kann es sich bei den fahrzeugspezifischen Gegebenheiten handeln um:

  • - 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.
With the assignment of the terminal device to the vehicle 110 it can advantageously be recognized that the terminal device has vehicle-specific data units. For example, the vehicle-specific conditions can be:
  • - an increased speed with which the terminal (in or with the vehicle) moves through the mobile network 120;
  • - A significantly improved transmission and reception signal strength due to the better vehicle antennas compared to commercially available mobile devices or CE devices or (mobile phones); and or
  • - Movement pattern limited to streets, which significantly restricts the geographic 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 120 bewegt, und insbesondere durch die Anpassung der Handover-Parameter an die höhere Signalqualität der Fahrzeugantennen, welche insbesondere das Cell-Dragging verursacht, 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 110 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 werden.Finally, the network parameters can be adapted to the determined one or more vehicle-specific circumstances. By adapting to the increased speed at which the terminal device moves through the mobile network 120, and in particular by adapting the handover parameters to the higher signal quality of the vehicle antennas, which in particular causes cell dragging, cell dragging can advantageously be carried out be avoided, since the handover parameters are adapted to the increased speed or movement dynamics in the mobile network (compared to a pedestrian using the phone, for example). In addition, the speed of the terminals assigned to a vehicle 110 can be taken into account in resource allocation in a proactive manner (instead of ad hoc adaptation of conventional SONs). As a result, a more precise allocation of resources in the mobile radio network (also referred to below as the network) and thus an increased connection quality for all mobile radio subscribers concerned can be achieved in an advantageous manner.

2A zeigt ein beispielhaftes Verfahren 200 zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs in einem Mobilfunknetz, beschrieben mit Bezug auf das System von 1. In diesem Beispiel kann die Zuordnung 210 des Endgeräts zum Fahrzeug auf eine Art und Weise erfolgen, die kompatibel ist mit dem 3GPP - Standard. 2A FIG. 2 shows an exemplary method 200 for optimizing network parameters for communication of a vehicle in a cellular network, described with respect to the system of FIG 1 . In this example, the association 210 of the terminal device with the vehicle can take place in a manner that is compatible with the 3GPP standard.

Es kann zunächst zu einer Erfassung 212 von Positionsdaten des Endgeräts durchgeführt werden.First of all, position data of the terminal device can be detected 212 .

Dazu kann beispielsweise in das Mobilfunknetz 120 eine Recheneinheit 130 (z.B. realisiert als Backend-Server) integriert werden. Konventionell wird bei Einbuchen eines Endgeräts in das Mobilfunknetz 120 zumindest eine Messung zwischen dem Endgerät und dem Mobilfunknetz 120 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). Aus diesen Messungen sowie aus ermittelten Positionsdaten können die Signalstärke und/oder Bewegungsmuster ermittelt werden.For this purpose, a computing unit 130 (e.g. implemented as a backend server) can be integrated into the mobile radio network 120, for example. Conventionally, when a terminal device logs into the mobile radio network 120, at least one measurement is carried out between the terminal device and the mobile radio network 120. In these measurements, the end devices differ in one or more properties, e.g. signal strength and/or position or changes in position. The at least one measurement includes signal level measurements. Signal level measurements include Reference Signal Received Power (RSRP) and Reference Signal Received Quality (RSRQ) measurements. The signal strength and/or movement pattern can be determined from these measurements and from determined position data.

Diese Messungen bzw. Messdaten können nun zumindest teilweise an die Recheneinheit 130 übermittelt werden.These measurements or measurement data can now be transmitted at least partially to the processing unit 130 .

In einem nächsten Schritt erfolgt die Ermittlung 214 eines Bewegungsmusters aus den erfassten Positionsdaten (vgl. 2A).In a next step, a movement pattern is determined 214 from the recorded position data (cf. 2A ).

Die Recheneinheit 130 kann aus diesen Messdaten mit Hilfe von ein- oder mehreren Machine-Learning und/oder Big Data Analytic-Algorithmen ein Bewegungsmuster ermitteln und basierend auf dem Bewegungsmuster eine Klassifizierung des entsprechenden Endgeräts durchführen. Die zumindest eine Messung umfasst Signalpegelmessungen. Signalpegelmessungen umfassen Messungen der Reference Signal Received Power (RSRP) und Reference Signal Received Quality (RSRQ).
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.
The processing unit 130 can determine a movement pattern from this measurement data with the aid of one or more machine learning and/or big data analytics algorithms and can classify the corresponding end device based on the movement pattern. The at least one measurement includes signal level measurements. Signal level measurements include Reference Signal Received Power (RSRP) and Reference Signal Received Quality (RSRQ) measurements.
The classification of end devices based on the movement pattern can include at least the following classes, for example:
  • Class 1a mobile vehicle: mobile end device in the vehicle without integration into the vehicle (i.e. without telematics unit, no integration via nomadic node or snap-in adapter), which moves through the mobile network at average speeds of > 20 km/h, with inherently weaker signal due to vehicle body interference;
  • Class 1b Vehicle integrated: End device that moves through the mobile network at average speeds of > 20 km/h, with the end device being firmly integrated into the vehicle (e.g. telematics unit and/or mobile end device via nomadic node or snap-in adapter), ie potentially excellent signal quality due to the use of the better vehicle antennas;
  • Class 2a person mobile: mobile device that moves through the mobile network at average speeds of 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 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 130 ermittelten Bewegungsprofil kann auf jede andere geeignete Weise erfolgen.The above classifications are exemplary only. Terminals can be classified based on the movement profile determined by the computing unit 130 in any other suitable manner.

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 and the power or power performance of the vehicle antennas can also be taken into account when classifying or classifying the terminals. The antenna and power performance can, for example, be parameterized by the antenna gain or the line losses by connecting the telematics units to the vehicle antennas using coaxial cables (see below).

Die Klassifizierung kann beispielsweise zusätzlich zur Einteilung eingeloggter UEs in Kategorien gemäß 3GPP erfolgen.The classification can, for example, be carried out in addition to dividing 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 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 110, beispielsweise über die Herstellung einer Bluetooth-Verbindung mit dem Fahrzeug 110, festgestellt werden und die Klassenänderung könnte vom Fahrzeug 110 übermittelt werden.The class division can also be changed. This can be the case, for example, if a driver is first in 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). The class can be changed, for example, by detecting anomalies using suitable machine learning algorithms (e.g. in a backend server). During anomaly detection, it could be determined, for example, that the mobility properties and/or the signal quality of the mobile terminal device change suddenly. In another example, an integration into the vehicle 110 could be determined, for example via the establishment of a Bluetooth connection with the vehicle 110 , and the class change could be transmitted by the vehicle 110 .

Die Anpassung 220 der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten kann die Anpassung 222 der Handover-Parameter an das aus den erfassten Positionsdaten ermittelte Bewegungsmuster umfassen. Insbesondere kann die Recheneinheit 130 eine Anpassung der Handover-Parameter basierend auf der Klassifizierung des Endgeräts vornehmen.The adjustment 220 of the network parameters to vehicle-specific conditions can include the adjustment 222 of the handover parameters to the movement pattern determined from the position data recorded. In particular, the processing unit 130 can adapt the handover parameters based on the classification of the terminal device.

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 keine Verzögerung des Handovers (Time-to-Trigger, TTT) in eine benachbarte Zelle stattfindet. Vorteilhafter Weise kann dadurch das Cell-Dragging vermieden werden. Zudem oder alternativ dazu kann auch die Hysterese bzw. Hysteresis verkleinert bzw. verringert werden, so dass die TTT bereits früher startet. Mit anderen Worten kann der Hysterese ein geringerer Wert zugeordnet werden, um zur nächsten Basisstation bzw. Base Station 140 zu wechseln.The processing unit 130 can specify specific transmission strategies for the handover for each determined vehicle class. For example, for terminals in classes 1a and 1b, it can be specified that there is no delay in the handover (time-to-trigger, TTT) into a neighboring cell. Advantageously, cell dragging can be avoided as a result. In addition or as an alternative to this, the hysteresis or hysteresis can also be reduced or reduced, so that the TTT starts earlier. In other words, a lower value can be assigned to the hysteresis in order to switch to the next base station or base station 140 .

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 above measures are only suitable to a limited extent for class 1a, since signals from different base stations - provided the same frequencies are used - are equally damped by the vehicle body. In this case, resource allocation and/or Modulation and Coding Scheme (MCS) adaptation may be used as a strategy, 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. When adapting the network parameters to vehicle-specific conditions, it can also 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 cabling, have a high mobile radio performance.

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.On the other hand, vehicles with distributed antennas, in which the telematics units are connected to the vehicle antennas using coaxial cables that can be several meters long, have a lower mobile communications 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 130 aus dem ermittelten Bewegungsprofil der Endgeräte (bzw. der Klassifizierung der Endgeräte) im Fahrzeug 110 über ein oder mehrere geeignete Algorithmen eine Anzahl an Fahrzeugen 110 (bzw. den Endgeräten), die sich auf einer Autobahn fortbewegen und/oder eine Durchschnittsgeschwindigkeit von Fahrzeugen 110 (bzw. den Endgeräten) ermittelt werden. Die Ressourcenallokation des Mobilfunknetzes 120 gemäß dem 3GPP-Standard kann zusätzlich die so ermittelten Geschwindigkeiten vorausschauend berücksichtigen und die entsprechenden Parameter anpassen. Vorteilhafter Weise verbessert sich die Qualität des Mobilfunknetzes durch die genauere Ressourcenallokation.In addition, parameter adjustments to vehicle-specific conditions for other areas (apart from handover parameters) can also be derived from the vehicle classes. For example, the computing unit 130 from the determined movement profile of the terminals (or the classification of the terminals) in the vehicle 110 via one or more suitable algorithms, a number of vehicles 110 (or the terminals) moving on a highway and / or a Average speed of vehicles 110 (or the terminals) are determined. The resource allocation of the mobile radio network 120 according to the 3GPP standard can additionally take into account the speeds determined in this way in advance and adapt the corresponding parameters. The quality of the mobile radio network is advantageously improved by the more precise resource allocation.

2B zeigt ein weiteres beispielhaftes Verfahren 250 zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs 110 in einem Mobilfunknetz 120, beschrieben mit Bezug auf das System von 1. In diesem Beispiel kann die Zuordnung 260 des Endgeräts zum Fahrzeug auf eine Art und Weise erfolgen, die beispielsweise durch eine entsprechende Anpassung bzw. Erweiterung des 3GPP-Standards realisiert werden kann. Die Verfahren wie mit Bezug auf 2A und 2B beschrieben können optional oder gleichzeitig zur Anpassung von Netzwerkparametern durchgeführt werden. 2 B 12 shows another example method 250 for optimizing network parameters for communication of a vehicle 110 in a cellular network 120, described with respect to the system of FIG 1 . In this example, the assignment 260 of the terminal device to the vehicle can take place in a manner which, for example can be implemented by appropriately adapting or expanding the 3GPP standard. The procedures as with reference to 2A and 2 B described can be carried out optionally or simultaneously to adapt network parameters.

In diesem Beispiel umfasst Zuordnung 260 des Endgeräts zum Fahrzeug 110 die Übertragung 262 einer Endgeräteklasse vom Endgerät an eine Basisstation, BS, 140 des Mobilfunknetzes. Mit anderen Worten kann die Zuordnung des Endgerätes zum Fahrzeug 110 anstelle über die bzw. zusätzlich zur Recheneinheit 130 durch eine Übertragung einer Endgeräteklasse an eine Basisstation bzw. Base Station (BS) 140 beim Einbuchen des Endgeräts in das Mobilfunknetz 120 (z.B. Endgerät wird eingeschaltet) erfolgen. Die Klassifizierung kann beispielsweise gleichzeitig zur 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 this example, assignment 260 of the terminal device to the vehicle 110 includes the transmission 262 of a terminal device class from the terminal device to a base station, BS, 140 of the mobile radio network. In other words, the terminal device can be assigned to the vehicle 110 instead of via or in addition to the processing unit 130 by transmitting a terminal device class to a base station or base station (BS) 140 when the terminal device logs into the mobile radio network 120 (e.g. terminal device is switched on). take place. The classification can, for example, take place at the same time as the classification of the UEs into categories according to 3GPP. According to 3GPP, technical parameters relating to the technical capabilities of the corresponding end devices (e.g. "Radio Access Capability Parameters" and/or "Minimum Capabilities for Multimedia Broadcast Multicast Services") are transmitted, for example, when logging into the mobile 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 110, beispielsweise über die Herstellung einer Bluetooth-Verbindung mit dem Fahrzeug 110, festgestellt werden und die Klassenänderung könnte vom Fahrzeug 110 übermittelt werden. 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.
The class division can also be changed. This can be the case if, for example, a driver is first in 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). The class can be changed, for example, by detecting anomalies using suitable machine learning algorithms (eg in a backend server). During anomaly detection, it could be determined, for example, that the mobility properties and/or the signal quality of the mobile terminal device change suddenly. In another example, an integration into the vehicle 110 could be determined, for example via the establishment of a Bluetooth connection with the vehicle 110 , and the class change could be transmitted by the vehicle 110 . The predefined classification of the terminals can include at least the following classes:
  • Class 1a mobile vehicle: mobile end device in the vehicle without integration into the vehicle (i.e. without telematics unit, no integration via nomadic node or snap-in adapter), which moves through the mobile network at average speeds of > 20 km/h, with inherently weaker signal due to vehicle body interference;
  • Class 1b Vehicle integrated: End device that moves through the mobile network at average speeds of > 20 km/h, with the end device being firmly integrated into the vehicle (e.g. telematics unit and/or mobile end device via nomadic node or snap-in adapter), ie potentially excellent signal quality due to the use of the better vehicle antennas;
  • Class 2a person mobile: mobile device that moves through the mobile network at average speeds of 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 end device that moves through the mobile network at average speeds of < 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 exemplary only. The terminals can be classified in any other suitable way. In particular, the signal quality or mobile radio performance and the power or power performance of the vehicle antennas can also be taken into account when classifying or classifying the terminals. The antenna and power performance can, for example, be parameterized by the antenna gain or the line losses by connecting the telematics units to the vehicle antennas using coaxial cables (see below).

Die Anpassung 270 der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten kann eine Anpassung 272 der Handover-Parameter an die Endgeräteklassifizierung umfassen, beispielsweise wie mit Bezug auf 2A beschrieben.The adaptation 270 of the network parameters to vehicle-specific circumstances can include an adaptation 272 of the handover parameters to the terminal device classification, for example as with reference to FIG 2A described.

Es können darüber hinaus auch Strategien für andere Bereiche aus den Fahrzeugklassen abgeleitet werden. Beispielsweise kann über eine Recheneinheit 130 im Mobilfunknetz ein Bewegungsprofil der Endgeräte im Fahrzeug 110 über geeignete Algorithmen erstellt werden und/oder aus den von den Endgeräten übermittelten Klassen eine Anzahl an Fahrzeugen 110, die sich auf einer Autobahn in einem Mobilfunknetz fortbewegen, ermittelt werden. Auch eine Durchschnittsgeschwindigkeit dieser Fahrzeuge (bzw. deren Endgeräte) kann durch die Recheneinheit 130 über geeignete Algorithmen ermittelt werden. Die Ressourcenallokation des Mobilfunknetzes 120 kann die durch die Recheneinheit ermittelten Werte durch Anpassung entsprechender Parameter vorausschauend berücksichtigen. Somit verbessert sich die Qualität bzw. Quality of Service (QoS) des Mobilfunknetzes durch die genauere Ressourcenallokation.In addition, strategies for other areas can also be derived from the vehicle classes. For example, a processing unit 130 in the cellular network can be used to create a movement profile of the terminals in the vehicle 110 using suitable algorithms and/or a number of vehicles 110 moving on a freeway in a cellular network can be determined from the classes transmitted by the terminals. An average speed of these vehicles (or their terminals) can also be determined by the processing unit 130 using suitable algorithms. The resource allocation of the mobile radio network 120 can anticipate the values determined by the computing unit by adjusting corresponding parameters. This improves the quality or quality of service (QoS) of the mobile network through the more precise resource allocation.

Claims (6)

Verfahren (200, 250) zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs (110) in einem Mobilfunknetz (120), wobei das Fahrzeug (110) zumindest ein Endgerät zur Kommunikation über das Mobilfunknetz (120) aufweist, umfassend: Zuordnung (210, 260) des Endgeräts zum Fahrzeug (110), wobei die Zuordnung (210) des Endgeräts zum Fahrzeug (110) umfasst: - Erfassen (212), an einer mobilfunknetzseitigen Recheneinheit (130), von Positionsdaten des Endgeräts; - Ermitteln (214), durch die Recheneinheit (130), eines Bewegungsmusters aus den erfassten Positionsdaten; und/oder - Empfangen (216), an der Recheneinheit (130), von Messungen zur Signalqualität; und Anpassung (220, 270) der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten, wobei die Anpassung (220) der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten umfasst: - Anpassen, durch die Recheneinheit (130), der Handover-Parameter an das aus den erfassten Positionsdaten ermittelte Bewegungsmuster; und/oder - Anpassen, durch die Recheneinheit (130), der Handover-Parameter an die erfassten Messungen zur Signalqualität.Method (200, 250) for optimizing network parameters for the communication of a vehicle (110) in a mobile radio network (120), the vehicle (110) having at least one terminal for communication via the mobile radio network (120), comprising: Assignment (210, 260) of the terminal device to the vehicle (110), wherein the assignment (210) of the terminal device to the vehicle (110) comprises: - detecting (212) at a computing unit (130) on the mobile network side position data of the terminal device; - Determining (214), by the computing unit (130), a movement pattern from the detected position data; and or - receiving (216), at the computing unit (130), measurements of signal quality; and adaptation (220, 270) of the network parameters to vehicle-specific circumstances, wherein the adaptation (220) of the network parameters to vehicle-specific circumstances comprises: - Adaptation, by the arithmetic unit (130), of the handover parameters to the movement pattern determined from the detected position data; and or - Adaptation, by the arithmetic unit (130), of the handover parameters to the acquired measurements of the signal quality. Verfahren (200, 250) gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem zumindest einen Endgerät um ein einem Fahrer oder Mitfahrer des Fahrzeugs (110) zugeordnetes mobiles Endgerät und/oder um eine fest im Fahrzeug integrierte Telematik-Einheit handelt.Method (200, 250) according to claim 1 , wherein the at least one terminal is a mobile terminal assigned to a driver or passenger of the vehicle (110) and/or a telematics unit permanently integrated in the vehicle. Verfahren (200, 250) gemäß Anspruch 2, wobei die Telematik-Einheit direkt an zumindest eine Fahrzeugantenne angeschlossen ist; oder wobei die Telematik-Einheit mit zumindest einem Koaxial-Kabel an zumindest eine Fahrzeugantenne angeschlossen ist.Method (200, 250) according to claim 2 , wherein the telematics unit is connected directly to at least one vehicle antenna; or wherein the telematics unit is connected to at least one vehicle antenna with at least one coaxial cable. Verfahren (250) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Zuordnung (260) des Endgeräts zum Fahrzeug (110) die Übertragung (262) einer Endgeräteklasse an eine Basisstation, BS, des Mobilfunknetzes (120) umfasst.Method (250) according to any one of Claims 1 or 2 , wherein the assignment (260) of the terminal to the vehicle (110) includes the transmission (262) of a terminal class to a base station, BS, of the mobile network (120). Verfahren (250) gemäß Anspruch 4, wobei die Anpassung (270) der Netzwerkparameter an fahrzeugspezifische Gegebenheiten eine Anpassung (272) der Handover-Parameter an die Endgeräteklasse umfasst.Method (250) according to claim 4 , wherein the adaptation (270) of the network parameters to vehicle-specific conditions includes an adaptation (272) of the handover parameters to the terminal class. System zur Optimierung von Netzwerkparametern für die Kommunikation eines Fahrzeugs (110) in einem Mobilfunknetz (120), in dem ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 durchgeführt wird.System for optimizing network parameters for communication of a vehicle (110) in a mobile network (120), in which a method according to one of Claims 1 until 5 is carried out.
DE102017202411.9A 2017-02-15 2017-02-15 Method and system for optimizing network parameters for communication between vehicles in a cellular network Active DE102017202411B4 (en)

Priority Applications (1)

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)

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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017202411A1 DE102017202411A1 (en) 2018-08-16
DE102017202411B4 true DE102017202411B4 (en) 2022-12-01

Family

ID=62982407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017202411B4 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10222583A1 (en) 2002-05-22 2003-12-24 Siemens Ag Mobility control method for communications system uses transmitted mobility information relating to actual and/or maximum mobility of communication station
WO2008000368A1 (en) 2006-06-28 2008-01-03 T-Mobile International Ag & Co. Kg Method for radio carrier selection in radio transmission systems
DE102011055397A1 (en) 2010-11-15 2012-05-16 Intel Mobile Communications GmbH Method and device for configuring a mobile communication system
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
US20150208314A1 (en) 2012-08-29 2015-07-23 Telefonica, S.A. Method for reducing signaling messages and handovers in wireless networks

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10222583A1 (en) 2002-05-22 2003-12-24 Siemens Ag Mobility control method for communications system uses transmitted mobility information relating to actual and/or maximum mobility of communication station
WO2008000368A1 (en) 2006-06-28 2008-01-03 T-Mobile International Ag & Co. Kg Method for radio carrier selection in radio transmission systems
DE102011055397A1 (en) 2010-11-15 2012-05-16 Intel Mobile Communications GmbH Method and device for configuring a mobile communication system
US20150208314A1 (en) 2012-08-29 2015-07-23 Telefonica, S.A. Method for reducing signaling messages and handovers in wireless networks
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

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017202411A1 (en) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005004744T2 (en) Control device, mobile terminal and communication control method
DE102012216627B4 (en) Method and system for vehicle-based cell decongestion
DE602005000728T2 (en) A method for seamless handoff in a wireless local area network
DE112005002494B4 (en) A system and method for enabling inter-frequency handover of mobile terminals in a wireless communications network
EP2979371B1 (en) Method and device for selecting transmission channels in a network radio connection
DE102016114321A1 (en) System and method for a system with dynamic mobile operator change
DE112013005228B4 (en) Method and apparatus for blocking interfering inter-frequency and inter-system measurement reports
DE20315165U1 (en) WTRU and radio communication system, with controlled peer-to-peer communications from WTRUs
DE112016003238T5 (en) DEMOCRATIZED CELLULAR NETWORK CONNECTIVITY THROUGH SMALL CELLS
DE202006005211U1 (en) Apparatus for selecting a multi-band access point for connection to a multi-band mobile station
DE102012213799A1 (en) Method and system for transmitting information in wireless vehicle networks
DE112005002720T5 (en) System and method for dynamic frequency selection in a wireless multi-hop network
DE102010050273A1 (en) Improved radio link reliability using multi-carrier performance in wideband wireless systems
DE112010004294T5 (en) Communication system; Compact base station and communication method
DE102005042536A1 (en) A method of operating a radio communication in a multi-radio communication system
DE112016006085T5 (en) Terminal equipment, communication system and connection destination selection method
DE112014003704T5 (en) Method for cell selection in a multi-RAT environment
DE102017108428A1 (en) A system, mobile communication system, apparatus, methods and computer programs for scheduling resource allocation in a mobile communication system
CN108260211A (en) A kind of method and apparatus that resource is managed in V2X networks
EP1394977A1 (en) Method and station for data transmission in wireless communication systems
DE60008979T2 (en) Method for maintaining a communication connection in wireless network groups
DE102017202411B4 (en) Method and system for optimizing network parameters for communication between vehicles in a cellular network
DE112004003141B4 (en) Electronic device and wireless network system
DE102008017136B4 (en) Device for providing a service for a mobile terminal via a WLAN connection
DE112013004554B4 (en) Device and method for communication

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final