DE102019002165A1 - Method for operating a network system with a local network and network system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Netzwerksystems (30) mit einem lokalen Netzwerk (32) mit einem ersten und mit einem zweiten Kraftfahrzeug (10, 22), wobei von einem der Kraftfahrzeuge (10, 22, 24) das lokale Netzwerk (32) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12) erzeugt wird, wobei das andere Kraftfahrzeug (10, 22, 24) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (12) dieses Kraftfahrzeugs (10, 22, 24) in das lokale Netzwerk (32) eingewählt wird, wobei von einer kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung (28) der Basisstation (20) in Abhängigkeit eines Entscheidungskriteriums bestimmt wird, welches der Kraftfahrzeuge (10, 22, 24) in das lokale Netzwerk (32) eingewählt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Netzwerksystem (30).The invention relates to a method for operating a network system (30) with a local network (32) with a first and with a second motor vehicle (10, 22), with the local network (32.) of one of the motor vehicles (10, 22, 24) ) is generated by means of the electronic computing device (12), the other motor vehicle (10, 22, 24) being dialed into the local network (32) by means of an electronic computing device (12) of this motor vehicle (10, 22, 24), whereby from a motor vehicle-external, central electronic computing device (28) of the base station (20) is determined depending on a decision criterion which of the motor vehicles (10, 22, 24) is dialed into the local network (32). The invention also relates to a network system (30).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Netzwerksystems mit einem lokalen Netzwerk mit einem ersten Kraftfahrzeug und mit zumindest einem zweiten Kraftfahrzeug. Es wird zumindest von einem der Kraftfahrzeuge das lokale Netzwerk mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Netzwerksystems erzeugt, wobei das andere Kraftfahrzeug mittels einer Übertragungstechnologie mittels einer elektronischen Recheneinrichtung dieses Kraftfahrzeugs in das lokale Netzwerk eingewählt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Netzwerksystem.The invention relates to a method for operating a network system with a local network with a first motor vehicle and with at least one second motor vehicle. The local network is generated by at least one of the motor vehicles by means of an electronic computing device of the network system, the other motor vehicle being dialed into the local network by means of a transmission technology using an electronic computing device of this motor vehicle. The invention also relates to a network system.
Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Übertragungstechnologien wie zum Beispiel Mobilfunktechnik oder weitere Funktechnik wie beispielsweise WLAN oder Bluetooth bekannt. Durch die begrenzte Anzahl von Basisstationen oder anderen Zugangspunkten kommt es zu Versorgungslücken, Kapazitätsengpässen und hohe Latenzen durch die zentrale Verarbeitung.Different transmission technologies such as mobile radio technology or other radio technology such as WLAN or Bluetooth are already known from the prior art. Due to the limited number of base stations or other access points, there are supply gaps, capacity bottlenecks and high latencies due to the central processing.
Die
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass jeweils nur eine Verbindung für die Datenübertragung von Fahrzeugen beziehungsweise für die Bereitstellung von Datenübertragungsdiensten verwendet wird. Herkömmliche Übertragungsdienste, wie beispielsweise GSM, 3G, LTE, WLAN bieten eine geringe Flexibilität bei der Übertragungsqualität. Die Übertragungsqualität kann insbesondere durch den Datendurchsatz, die Latenz und die Verfügbarkeit definiert werden. Ferner sind die Kosten insbesondere beim Mobilfunk sehr hoch.It is also known from the prior art that only one connection is used for the data transmission from vehicles or for the provision of data transmission services. Conventional transmission services such as GSM, 3G, LTE, WLAN offer little flexibility in terms of transmission quality. The transmission quality can be defined in particular by the data throughput, the latency and the availability. Furthermore, the costs are very high, especially for mobile communications.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Netzwerksystem zu schaffen, mittels welchen die Qualität einer Datenübertragung bei der Kommunikation verbessert werden kann.The object of the present invention is to create a method and a network system by means of which the quality of data transmission during communication can be improved.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein Netzwerksystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method and by a network system according to the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Netzwerksystems mit einem lokalen Netzwerk, mit einem ersten Kraftfahrzeug und mit zumindest einem zweiten Kraftfahrzeug. Es wird zumindest von einem der Kraftfahrzeuge das lokale Netzwerk mittels der elektronischen Recheneinrichtung des jeweiligen Kraftfahrzeugs erzeugt. Das andere Kraftfahrzeug wird mittels einer Übertragungstechnologie mittels einer elektronischen Recheneinrichtung dieses Kraftfahrzeugs in das lokale Netzwerk eingewählt.One aspect of the invention relates to a method for operating a network system with a local network, with a first motor vehicle and with at least one second motor vehicle. The local network is generated by at least one of the motor vehicles by means of the electronic computing device of the respective motor vehicle. The other motor vehicle is dialed into the local network by means of a transmission technology using an electronic computing device of this motor vehicle.
Es ist vorgesehen, dass von einer kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit eines Entscheidungskriteriums bestimmt wird, welches der Kraftfahrzeuge in das lokale Netzwerk eingewählt wird.It is provided that a central electronic computing device external to the vehicle determines which of the vehicles is dialed into the local network as a function of a decision criterion.
Insbesondere kann die Qualität der Datenübertragung besser auf die bestehenden Anforderungen des betreffenden Datenstroms abgestimmt werden.In particular, the quality of the data transmission can be better matched to the existing requirements of the data stream in question.
Insbesondere kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Entscheidung über die Netzstruktur von einer kraftfahrzeugexternen zentralen Recheneinrichtung oder von einer dezentralen elektronischen Recheneinrichtung beispielsweise unter den Kraftfahrzeugen ausgehandelt wird. Ferner ist auch eine Mischung daraus möglich. Insbesondere kann ferner in Abhängigkeit des einen oder einer Vielzahl, insbesondere mehr als eins, Entscheidungskriterien die Entscheidung getroffen werden.In particular, it can be provided according to the invention that the decision about the network structure is negotiated by a central computing device external to the vehicle or by a decentralized electronic computing device, for example among the motor vehicles. A mixture of these is also possible. In particular, the decision can also be made as a function of one or a plurality, in particular more than one, of decision criteria.
Somit kann zwischen den Kraftfahrzeugen das lokale Netzwerk ausgebildet werden. Datenpakete können somit zwischen den Kraftfahrzeugen übertragen werden.The local network can thus be established between the motor vehicles. Data packets can thus be transmitted between the motor vehicles.
Zwischen dem Kraftfahrzeug, welches das lokale Netzwerk bereitstellt, kann ferner mittels einer weiteren Übertragungstechnologie ein erstes Netzwerk bereitgestellt werden. Nachfolgend wird die Übertragungstechnologie zwischen einer Basisstation und dem Kraftfahrzeug, mittels welcher das erste Netzwerk aufgebaut werden kann, auch als erste Übertragungstechnologie bezeichnet. Die Übertragungstechnologie zwischen den beiden Kraftfahrzeugen, also für das lokale Netzwerk, wird nachfolgend auch als zweite Übertragungstechnologie bezeichnet.Between the motor vehicle that provides the local network, a first Network. The transmission technology between a base station and the motor vehicle, by means of which the first network can be set up, is also referred to below as first transmission technology. The transmission technology between the two motor vehicles, that is to say for the local network, is also referred to below as the second transmission technology.
Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass eine Datenverbindung zwischen den zwei Kraftfahrzeugen beispielsweise über WLAN oder DSRC hergestellt wird. Zwischen einem der beiden Kraftfahrzeuge wird insbesondere ein feststehendes erstes Netzwerk mit der Basisstation als Kommunikationsinfrastruktur beispielsweise über Mobilfunk oder ebenfalls über WLAN hergestellt. Mit anderen Worten ist insbesondere vorgesehen, dass die erste Übertragungstechnologie beispielsweise Mobilfunk oder WLAN sein kann, während die zweite Übertragungstechnologie insbesondere WLAN oder DSRC ist. Mit anderen Worten kann die erste Übertragungstechnologie unterschiedlich von der zweiten Übertragungstechnologie sein. Es ist ebenfalls möglich, dass die erste Übertragungstechnologie gleich der zweiten Übertragungstechnologie ausgebildet ist.In other words, it can be provided that a data connection is established between the two motor vehicles, for example via WLAN or DSRC. In particular, a fixed first network with the base station as the communication infrastructure is established between one of the two motor vehicles, for example via mobile radio or likewise via WLAN. In other words, it is provided in particular that the first transmission technology can be, for example, cellular radio or WLAN, while the second transmission technology is, in particular, WLAN or DSRC. In other words, the first transmission technology can be different from the second transmission technology. It is also possible for the first transmission technology to be designed in the same way as the second transmission technology.
Beim DSRC-Modul handelt es sich um eine Kommunikationsart, mit anderen Worten eine Übertragungstechnologie, mittels welcher die Kommunikation über eine kurze Distanz durchgeführt werden kann. Insbesondere handelt es sich bei dem DSRC (Dedicated Short Range Communication)-Modul um eine Übertragungstechnologie, mittels welcher eine semi-passive Transpondertechnik mit sehr kleinen Kommunikationszonen errichtet wird. Unter DSRC kann beispielsweise die CEN- und die ETSI-Kommunikation angesehen werden. Ferner kann die Wave-Kommunikation als DSRC-Kommunikation angesehen werden. Insbesondere findet die DSRC-Kommunikation zwischen Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation, welche auch als V2V-Kommunikation bezeichnet werden kann, zur Kollisionsverhütung statt. Insbesondere können beispielsweise Staumeldungen entsprechend über dieses Verfahren zwischen den Kraftfahrzeugen ausgetauscht werden. Bei dem DSRC-Verfahren kann beispielsweise ein IEEE-802.11p-Netz aufgebaut werden. Beim WLAN handelt es sich um ein drahtloses lokales Netzwerk (Wireless Local Area Network). Es bezeichnet ein lokales Funknetz, wobei meist der Standard IEEE-802.11-Familie verwendet wird. Mittels des Mobilfunkmoduls kann beispielsweise ein GSM, ein UMTS, ein LTE, ein 5G, ein C-V2X/Sidelink als Mobilfunk bereitgestellt werden. Ferner kann auch ZigBee nach dem Standard IEEE-802.15.4 verwendet werden. Ebenfalls möglich ist, dass das mm-Wave nach dem Standard IEEE-802.11ad verwendet wird. Ferner kann beispielsweise auch mittels Bluetooth die Kommunikation durchgeführt werden.The DSRC module is a type of communication, in other words a transmission technology, by means of which communication can be carried out over a short distance. In particular, the DSRC (Dedicated Short Range Communication) module is a transmission technology by means of which a semi-passive transponder technology with very small communication zones is established. For example, the CEN and ETSI communication can be viewed under DSRC. Furthermore, the wave communication can be viewed as a DSRC communication. In particular, the DSRC communication between vehicle-to-vehicle communication, which can also be referred to as V2V communication, takes place to prevent collisions. In particular, traffic jam reports can be exchanged between the motor vehicles using this method. With the DSRC method, for example, an IEEE 802.11p network can be set up. The WLAN is a wireless local area network. It describes a local radio network, mostly using the IEEE 802.11 family standard. A GSM, a UMTS, an LTE, a 5G, a C-V2X / Sidelink, for example, can be provided as a mobile radio using the mobile radio module. ZigBee according to the IEEE-802.15.4 standard can also be used. It is also possible that the mm-Wave is used according to the IEEE-802.11ad standard. Furthermore, communication can also be carried out using Bluetooth, for example.
Die kraftfahrzeugexterne, zentrale elektronische Recheneinrichtung fungiert in diesem Fall insbesondere als Steuerungseinheit. Das Kraftfahrzeug, mittels welchem das lokale Netzwerk und insbesondere auch das erste Netzwerk hergestellt wird, kann insbesondere als Access-Point (Zugangspunkt) bezeichnet werden, während das Kraftfahrzeug, welches in das lokale Netzwerk eingewählt wird, als Client (Klient) bezeichnet werden kann. Insbesondere kann dadurch eine hierarchische Struktur mittels der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung bestimmt und hergestellt werden, wobei die hierarchische Struktur von der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung gesteuert wird.The central electronic computing device external to the vehicle functions in this case in particular as a control unit. The motor vehicle, by means of which the local network and in particular also the first network is established, can in particular be referred to as an access point, while the motor vehicle which is dialed into the local network can be referred to as a client. In particular, a hierarchical structure can thereby be determined and produced by means of the central electronic computing device external to the vehicle, the hierarchical structure being controlled by the central electronic computing device external to the vehicle.
Dadurch ist es ermöglicht, dass die Qualität der Datenübertragung zwischen dem Kraftfahrzeug, insbesondere zwischen den Kraftfahrzeugen, und der Basisstation verbessert werden kann.This enables the quality of the data transmission between the motor vehicle, in particular between the motor vehicles, and the base station to be improved.
Insbesondere bietet sich dies an, da WLAN-Netzwerke im Infrastruktur-Modus hierarchisch aufgebaut sind. Ein solches lokales Netzwerk besteht aus einem zentralen Teilnehmer, dem sogenannten Access-Point, der als Organisator des Netzwerks agiert und den Funkverkehr zwischen allen im Netzwerk eingewählten Knoten koordiniert. Mit anderen Worten ist der Organisator dasjenige Kraftfahrzeug, zwischen welchem das erste Netzwerk und der Basisstation hergestellt ist. Die anderen Netzwerkknoten ordnen sich der Koordination des Access-Points unter und werden insbesondere Clients genannt. This is particularly useful because WLAN networks are structured hierarchically in infrastructure mode. Such a local network consists of a central participant, the so-called access point, which acts as the organizer of the network and coordinates the radio traffic between all nodes dialed into the network. In other words, the organizer is the motor vehicle between which the first network and the base station is established. The other network nodes are subordinate to the coordination of the access point and are called clients in particular.
Somit ergibt sich in jedem Netzwerk eine Hierarchie von einem koordinierenden Access-Point und mehreren teilnehmenden Clients.This results in a hierarchy of a coordinating access point and several participating clients in every network.
Da sich in einem lokalen Netzwerk aus mobilen Sendern, insbesondere den Kraftfahrzeugen und Empfängern, insbesondere den Kraftfahrzeugen, die Position der Teilnehmer und somit die Netztopologie ständig verändert, ist es unvermeidlich, dass bestehende hierarchische Funknetze häufig zusammenbrechen, weil die Kraftfahrzeuge, die als Client fungieren, die Funkverbindung zu dem Access-Point ihres aktuellen Netzwerks verlieren.Since the position of the participants and thus the network topology are constantly changing in a local network made up of mobile transmitters, especially motor vehicles and receivers, especially motor vehicles, it is inevitable that existing hierarchical radio networks will often collapse because the motor vehicles that act as clients , lose the radio connection to the access point of your current network.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass ein zentral ablaufender Algorithmus in regelmäßigen Zeitabschnitten einem Knoten die Access-Point-Rolle zuteilt und allen anderen Knoten in der nahen Umgebung die Client-Rolle zuteilt. Auf Basis dieser Zuteilung bauen die Access-Points für den jeweiligen Zeitabschnitt ein Netzwerk auf, in das sich umliegende Clients einwählen können. Insbesondere werden die Clients eingewählt. Dieser Prozess wird für jeden Zeitabschnitt wiederholt, sodass sich die Netzwerk-Hierarchie für jeden Zeitabschnitt neu ergibt.According to the invention it is now provided that a centrally running algorithm assigns the access point role to a node at regular intervals and assigns the client role to all other nodes in the immediate vicinity. On the basis of this allocation, the access points build a network for the respective time period into which surrounding clients can dial. In particular, the clients are dialed in. This process will be for everyone Repeated time segment so that the network hierarchy is new for each time segment.
Die Netzwerk-Hierarchie kann insbesondere ferner auch in Abhängigkeit des Datenübertragungsbedarfs der einzelnen Knoten/Kraftfahrzeuge optimiert werden. Mit anderen Worten kann als Entscheidungskriterium ein Datenübertragungsbedarf angesehen werden.The network hierarchy can in particular also be optimized as a function of the data transmission requirements of the individual nodes / motor vehicles. In other words, a data transmission requirement can be viewed as a decision criterion.
Ferner können, je nach Datenbedarf auch beispielsweise parkende Kraftfahrzeuge gezielt „aufgeweckt“ werden.Furthermore, depending on the data requirement, parked vehicles, for example, can also be “woken up” in a targeted manner.
Sollte beispielsweise ein Datenübertragungsbedarf an einem bestimmten Ort beziehungsweise in einer bestimmten Region nicht gedeckt werden können, könnten Kraftfahrzeuge dort hingeleitet werden, um eine entsprechend verbesserte Netzwerk-Hierarchie herzustellen. Beispielsweise kann hierzu eine Routenführung im Kraftfahrzeug gezielt geändert werden oder es könnte beispielsweise ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug dort hingeführt werden.If, for example, a data transmission requirement at a certain location or in a certain region cannot be met, motor vehicles could be directed there in order to establish a correspondingly improved network hierarchy. For example, route guidance in the motor vehicle can be specifically changed for this purpose, or an autonomously driving motor vehicle could be guided there, for example.
Insbesondere existiert über einen geographischen Raum eine Vielzahl von lokalen Netzwerken, welche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens optimiert werden. In particular, there is a large number of local networks over a geographical area, which are optimized using the method according to the invention.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich das Kraftfahrzeug beziehungsweise eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen, welche eine jeweilige elektronische Recheneinrichtung aufweisen, sich ergänzend unterstützen durch die intelligente Sende- und Empfangseinheit innerhalb der elektronischen Recheneinrichtungen, wodurch eine verbesserte Kommunikationsinfrastruktur bei der Datenübertragung geschaffen werden kann. Die Kraftfahrzeuge fungieren als mobile Sendemasten. Es können Signale von herkömmlichen feststehenden Sendemasten oder anderen Zugangspunkten wie zum Beispiel WLAN über ein oder mehrere Kraftfahrzeuge weitergegeben werden. Dabei werden unterschiedliche Zeit, Frequenzplätze oder Antennen oder eine Kombination daraus verwendet. Es werden sowohl unterschiedliche Technologien für verschiedene Datenströme, beispielsweise eine Kanalbündelung, als auch kooperative Übertragungsverfahren, wie die Anwendung von MIMO, Relaying, Distributed Antenna Systems für Kraftfahrzeuge zwischen den Kraftfahrzeugen und dem Mobilfunknetz und anderen Zugangspunkten verwendet. Bei der Übertragung von Daten von einem Kraftfahrzeug zum nächsten wird der direkte Übertragungsweg genutzt, solange die Verbindung besteht.In particular, it can be provided that the motor vehicle or a large number of motor vehicles that have a respective electronic computing device support each other in addition through the intelligent transmitting and receiving unit within the electronic computing devices, whereby an improved communication infrastructure can be created for the data transmission. The motor vehicles act as mobile transmission masts. Signals from conventional fixed transmission masts or other access points such as WLAN can be passed on via one or more motor vehicles. Different times, frequency positions or antennas or a combination thereof are used. Different technologies are used for different data streams, for example channel bundling, as well as cooperative transmission methods such as the application of MIMO, relaying, distributed antenna systems for motor vehicles between the motor vehicles and the cellular network and other access points. When transmitting data from one vehicle to the next, the direct transmission path is used as long as the connection exists.
Insbesondere durch die Ausrüstung von Kraftfahrzeugen mit entsprechender Hard- und Software, also gegenständlicher Komponenten und Computerprogrammprodukten, werden diese zu mobilen Sendemasten, die im Zusammenspiel mit der vorhandenen Infrastruktur und miteinander ein Funknetz aufbauen, die die mit dem Funknetz versorgte Fläche deutlich erweitert. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Kraftfahrzeug jeweils mit dem LTE-Modem und beispielsweise zwei WLAN-Modulen pro Kraftfahrzeug ausgestattet wird. Auf diese Weise kann jedes Kraftfahrzeug per Mobilfunk eine Verbindung mittels des LTE-Modems zum Internet aufbauen, sofern Mobilfunknetz verfügbar ist. Sollte nur ein Bruchteil der Kraftfahrzeuge Zugang zum Mobilfunknetz haben, können die Kraftfahrzeuge untereinander über WLAN-Verbindungen kommunizieren und somit eine Verbindungsbrücke zum Mobilfunknetz herstellen. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Netzwerkknoten mit Internetzugang versorgt werden, obwohl nur einer von ihnen mit Mobilfunknetz versorgt ist. Jedes teilnehmende Kraftfahrzeug kann somit nicht nur als Nutzer, sondern gleichzeitig auch als Bestandteil der Netzinfrastruktur dienen.In particular, by equipping motor vehicles with the appropriate hardware and software, i.e. physical components and computer program products, these become mobile transmission masts that, in cooperation with the existing infrastructure and with each other, build a radio network that significantly expands the area covered by the radio network. For example, it can be provided that a motor vehicle is equipped with the LTE modem and, for example, two WLAN modules per motor vehicle. In this way, every motor vehicle can establish a connection to the Internet using the LTE modem, provided the cellular network is available. If only a fraction of the vehicles have access to the cellular network, the vehicles can communicate with each other via WLAN connections and thus establish a connection bridge to the cellular network. In this way, a large number of network nodes can be supplied with Internet access, although only one of them is supplied with a cellular network. Each participating motor vehicle can therefore not only serve as a user, but at the same time also as part of the network infrastructure.
Insbesondere durch die Kombination von verschiedenen Kommunikationskanälen mit unterschiedlichen Übertragungstechnologien für Kraftfahrzeuge kann vorteilhaft die Verbindung zwischen den Kraftfahrzeugen hergestellt werden. Für die unterschiedlichen Anforderungen der Datenübertragung werden die jeweils am besten passenden der vorhandenen Kommunikationstechnologien, mit anderen Worten der Übertragungstechnologien, verwendet. Je nach Länge und Eigenschaft der Übertragungsstrecke können unterschiedliche Übertragungstechnologien verwendet werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass für eine kurze Übertragungsstrecke Funktechnologien verwendet werden, die für den Nahbereichsfunk ausgelegt sind. Für eine lange Übertragungsstrecke hingegen können Funktechnologien eingesetzt werden, die für Kommunikation über größere Distanzen ausgelegt sind.In particular by combining different communication channels with different transmission technologies for motor vehicles, the connection between the motor vehicles can advantageously be established. The most suitable of the existing communication technologies, in other words the transmission technologies, are used for the different data transmission requirements. Different transmission technologies can be used depending on the length and properties of the transmission path. For example, it can be provided that radio technologies that are designed for short-range radio are used for a short transmission path. For a long transmission path, on the other hand, radio technologies can be used that are designed for communication over greater distances.
Daher werden zur Verbesserung der Datenkommunikation die Kraftfahrzeuge mit mehreren Kommunikationstechnologien, mit anderen Worten Übertragungstechnologien, ausgestattet. Durch den Technologiemix kann für jedes Datenpaket beziehungsweise Information die passende Kommunikationstechnologie oder eine Kombination aus dem Technologiemix ausgewählt werden.Therefore, in order to improve the data communication, the motor vehicles are equipped with a plurality of communication technologies, in other words transmission technologies. Thanks to the technology mix, the right communication technology or a combination from the technology mix can be selected for each data package or information.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann von einem der Kraftfahrzeuge mittels einer weiteren Übertragungstechnologie und einer Basisstation des Netzwerksystems ein erstes Netzwerk mittels der elektronischen Recheneinrichtung erzeugt werden und von diesem Kraftfahrzeug das lokale Netzwerk erzeugt werden, wobei zusätzlich in Abhängigkeit eines Entscheidungskriteriums bestimmt wird, mittels welchem der Kraftfahrzeuge das erste Netzwerk erzeugt wird. Unter Basisstation ist insbesondere ein zentraler Server, der beispielsweise als Cloud ausgeführt sein kann, zu verstehen.In an advantageous development, a first network can be generated by means of the electronic computing device from one of the motor vehicles using a further transmission technology and a base station of the network system, and the local network can be generated from this motor vehicle, with which one of the motor vehicles is additionally determined depending on a decision criterion the first network is created. Under base station is in particular one central server, which can be implemented as a cloud, for example.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird ein drittes Kraftfahrzeug mit einer dritten elektronischen Recheneinrichtung in das lokale Netzwerk mittels der zweiten Übertragungstechnologie eingewählt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen, insbesondere mehr als drei Kraftfahrzeuge, in das lokale Netzwerk eingewählt werden. Mit anderen Worten dient das Kraftfahrzeug, zwischen welchem das erste Netzwerk zwischen der Basisstation und diesem Kraftfahrzeug hergestellt worden ist und welches das lokale Netzwerk bereitstellt, als Access-Point, während die weiteren Kraftfahrzeuge, insbesondere die Vielzahl von Kraftfahrzeugen, in das lokale Netzwerk als Clients eingewählt werden können. Somit kann für eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen das lokale Netzwerk bereitgestellt werden. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass die Datenübertragungsqualität zwischen den Kraftfahrzeugen und der Basisstation verbessert werden kann.According to an advantageous embodiment, a third motor vehicle with a third electronic computing device is dialed into the local network by means of the second transmission technology. In particular, it can be provided that a large number of motor vehicles, in particular more than three motor vehicles, are dialed into the local network. In other words, the motor vehicle, between which the first network has been established between the base station and this motor vehicle and which provides the local network, serves as an access point, while the other motor vehicles, in particular the large number of motor vehicles, in the local network as clients can be dialed in. The local network can thus be provided for a large number of motor vehicles. In particular, this enables the data transmission quality between the motor vehicles and the base station to be improved.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Abstands des Kraftfahrzeugs, welches das lokale Netzwerk aufbaut, von den anderen zwei Kraftfahrzeugen als Entscheidungskriterium mittels der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung bestimmt wird, von welchen der beiden verbliebenen Kraftfahrzeuge das lokale Netzwerk erzeugt wird und welches der beiden verbliebenen Kraftfahrzeuge in das lokale Netzwerk eingewählt wird. Mit anderen Worten, sollte sich das Kraftfahrzeug, welches der Access-Point ist, entfernen, so kann von der kraftfahrzeugexternen, elektronischen Recheneinrichtung entschieden werden, welches der übrig gebliebenen Kraftfahrzeuge nun die Rolle des Access-Points übernimmt. Insbesondere wird dies in Abhängigkeit des Entscheidungskriteriums oder mehrerer Entscheidungskriterien, beispielsweise einer Verbindungsqualität des jeweiligen Kraftfahrzeugs zur Basisstation, realisiert. Es wird dann das lokale Netzwerk zwischen den verbliebenen beiden Kraftfahrzeugen aufgebaut, wobei eines der beiden Kraftfahrzeuge dann als Access-Point bereitgestellt wird, während das andere Kraftfahrzeug sich in das lokale Netzwerk einwählt. Insbesondere wird das weitere Kraftfahrzeug in das lokale Netzwerk eingewählt. Somit wird an die aktuelle Situation angepasst von der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung entschieden, welches der beiden verbliebenen Kraftfahrzeuge als Access-Point bereitgestellt wird und welches der beiden verbliebenen Kraftfahrzeuge in das lokale Netzwerk eingewählt wird. Dadurch kann verbessert eine Netzwerkhierarchie bereitgestellt werden. Dadurch kann die Datenübertragungsqualität zwischen den verbliebenen Kraftfahrzeugen beziehungsweise zwischen den Kraftfahrzeugen und der Basisstation verbessert werden.It has also proven to be advantageous if, when a predetermined distance is exceeded by the motor vehicle which sets up the local network, from the other two motor vehicles, as a decision criterion, the central electronic computing device external to the vehicle determines which of the two remaining motor vehicles is the local network is generated and which of the two remaining vehicles is dialed into the local network. In other words, should the motor vehicle, which is the access point, move away, the electronic computing device external to the vehicle can decide which of the remaining motor vehicles will now assume the role of the access point. In particular, this is implemented as a function of the decision criterion or several decision criteria, for example a connection quality of the respective motor vehicle to the base station. The local network is then set up between the two remaining motor vehicles, one of the two motor vehicles then being provided as an access point while the other motor vehicle dials into the local network. In particular, the further motor vehicle is dialed into the local network. The central electronic computing device external to the vehicle therefore decides which of the two remaining vehicles is provided as an access point and which of the two remaining vehicles is dialed into the local network, adapted to the current situation. A network hierarchy can thereby be provided in an improved manner. As a result, the data transmission quality between the remaining motor vehicles or between the motor vehicles and the base station can be improved.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird in Abhängigkeit einer aktuellen potentiellen Verbindungsqualität der Übertragungstechnologie eines jeweiligen Kraftfahrzeugs als Entscheidungskriterium bestimmt, welches der Kraftfahrzeuge in das lokale Netzwerk eingewählt wird. Insbesondere ist die Verbindungsqualität abhängig von einer Position des Kraftfahrzeugs sowohl der aktuellen als auch einer zukünftigen Position des Kraftfahrzeugs sowie einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs als auch einer Empfangsqualität der jeweiligen Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeugs. Insbesondere kann beispielsweise durch sogenannte Heartbeat-Tests die Verbindungsqualität zwischen der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung und den jeweiligen elektronischen Recheneinrichtungen der jeweiligen Kraftfahrzeuge überprüft werden, wodurch die Verbindungsqualität bestimmt werden kann. Insbesondere in Abhängigkeit dieser bestimmten potentiellen Verbindungsqualität kann dann entschieden werden, zwischen welchen der Kraftfahrzeuge das erste Netzwerk erzeugt wird. Dadurch kann verbessert entschieden werden, zwischen welchen der Kraftfahrzeuge das erste Netzwerk erzeugt wird. Dies verbessert die Datenübertragungsqualität zwischen den Kraftfahrzeugen und der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung der Basisstation.In a further advantageous embodiment, depending on a current potential connection quality of the transmission technology of a respective motor vehicle, it is determined as a decision criterion which of the motor vehicles is dialed into the local network. In particular, the connection quality is dependent on a position of the motor vehicle, both the current and a future position of the motor vehicle, as well as a speed of the motor vehicle and a reception quality of the respective transmission device of the motor vehicle. In particular, so-called heartbeat tests can be used to check the connection quality between the central electronic computing device external to the vehicle and the respective electronic computing devices of the respective motor vehicles, whereby the connection quality can be determined. In particular, depending on this specific potential connection quality, it can then be decided between which of the motor vehicles the first network is generated. This makes it possible to better decide between which of the motor vehicles the first network is generated. This improves the data transmission quality between the motor vehicles and the central electronic computing device of the base station external to the vehicle.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn mittels der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung in vorbestimmten Zeitabständen an die aktuelle Situation angepasst bestimmt wird, welches der Kraftfahrzeuge in das lokale Netzwerk eingewählt wird. Mit anderen Worten wird insbesondere in vorbestimmten Zeitabständen die Rolle des Access-Points beziehungsweise des Clients mittels der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung neu zugewiesen. Beispielsweise kann dies auf Basis einer Geschwindigkeit des jeweiligen Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Somit wird zu jedem Zeitabschnitt, insbesondere zu jedem Zeitabstand, die Netzwerk-Hierarchie für einen bestimmten geografischen Bereich neu erzeugt und die entsprechenden Rollen innerhalb des Netzwerks neu vergeben. Damit kann an die aktuelle Situation angepasst die Netzwerk-Hierarchie neu bestimmt werden, sodass an die aktuelle Situation angepasst die Datenübertragungsqualität verbessert werden kann.It is also advantageous if the central electronic computing device external to the vehicle is used to determine which of the vehicles is dialed into the local network in a manner adapted to the current situation at predetermined time intervals. In other words, the role of the access point or the client is reassigned in particular at predetermined time intervals by means of the central electronic computing device external to the vehicle. For example, this can be carried out on the basis of a speed of the respective motor vehicle. The network hierarchy for a specific geographical area is thus generated anew at each time segment, in particular at each time interval, and the corresponding roles within the network are reassigned. In this way, the network hierarchy can be redefined, adapted to the current situation, so that the data transmission quality can be improved in accordance with the current situation.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in Abhängigkeit einer zukünftigen Position der Kraftfahrzeuge als Entscheidungskriterium bestimmt wird, welches der Kraftfahrzeuge in das lokale Netzwerk eingewählt wird. Sollte beispielsweise eines der Kraftfahrzeuge zukünftig in einen Tunnel hineinfahren, so kann beispielsweise bestimmt werden, dass dieses Kraftfahrzeug nicht mehr als Access-Point dient, da eine Funkverbindung zwischen diesem Kraftfahrzeug und der Basisstation eine schlechte Verbindungsqualität aufweisen kann. Insbesondere wird dann bestimmt, dass dieses Kraftfahrzeug sich als Teilnehmer in das lokale Netzwerk einwählt beziehungsweise eingewählt wird. Ein Kraftfahrzeug, welches sich außerhalb dieses Tunnels befindet, kann dann wiederum als Access-Point dienen und somit das Netzwerk, insbesondere das erste Netzwerk, zwischen der Basisstation und dem Kraftfahrzeug, herstellen. Damit können in Abhängigkeit der Positionen der jeweiligen Kraftfahrzeuge die jeweiligen Netzwerke hergestellt werden, wodurch die Datenübertragungsqualität für die Kraftfahrzeuge und die Basisstation verbessert werden kann.Furthermore, it has proven to be advantageous if it is determined as a decision criterion as a decision criterion which of the motor vehicles is dialed into the local network as a function of a future position of the motor vehicles. If, for example, one of the motor vehicles should drive into a tunnel in the future, it can be determined, for example, that this motor vehicle no longer serves as an access point, since a radio connection between this motor vehicle and the base station can have a poor connection quality. In particular, it is then determined that this motor vehicle dials in or is dialed in as a participant in the local network. A motor vehicle that is located outside this tunnel can then in turn serve as an access point and thus establish the network, in particular the first network, between the base station and the motor vehicle. The respective networks can thus be established as a function of the positions of the respective motor vehicles, as a result of which the data transmission quality for the motor vehicles and the base station can be improved.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird in Abhängigkeit einer zukünftigen und/oder vergangenen Konnektivitäts-Information als Entscheidungskriterium bestimmt, welches der Kraftfahrzeuge in das lokale Netzwerk eingewählt wird. Insbesondere findet somit ein Algorithmus zur Zuweisung der Rollen des Access-Points und des Clients statt, der Daten über die aktuelle Position und Konnektivität der mobilen Netzwerkknoten, insbesondere der Kraftfahrzeuge, sowie historische Konnektivitäts-Informationen aus einer Datenbank nutzt, um die Positionen und Konnektivitäten aller Kraftfahrzeuge im kommenden Zeitabschnitt zu prognostizieren. Auf Basis dieser Prognose wird dann mittels der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung eine verbesserte Netzwerk-Topologie bestimmt, wobei auf Basis dieser bestimmten Netzwerk-Topologie einem jeden der Kraftfahrzeuge entweder die Rolle des Access-Points oder des Clients zugewiesen wird. Dadurch ist ein verbesserter Betrieb mit einer verbesserten Datenübertragungsqualität des Netzwerksystems realisiert.In a further advantageous embodiment, depending on future and / or past connectivity information, it is determined as a decision criterion which of the motor vehicles is dialed into the local network. In particular, an algorithm for assigning the roles of the access point and the client takes place, which uses data on the current position and connectivity of the mobile network nodes, in particular the motor vehicles, as well as historical connectivity information from a database to determine the positions and connectivities of all To forecast motor vehicles in the coming period. On the basis of this prognosis, an improved network topology is then determined by means of the central electronic computing device external to the vehicle, with each of the vehicles being assigned either the role of the access point or the client on the basis of this particular network topology. This results in improved operation with improved data transmission quality of the network system.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Abstands des Kraftfahrzeugs, mit welchem das lokale Netzwerk erzeugt wird, von dem anderen Kraftfahrzeug dieses Kraftfahrzeug in ein weiteres lokales Netzwerk eingewählt. Sollte beispielsweise das Kraftfahrzeug, zwischen welchem das erste Netzwerk hergestellt beziehungsweise erzeugt worden ist, schneller sein als das andere Kraftfahrzeug, so entfernt sich dieses Kraftfahrzeug von dem anderen Kraftfahrzeug. Insbesondere kann somit das andere Kraftfahrzeug sich nicht mehr in das lokale Netzwerk des Kraftfahrzeugs mit dem lokalen Netzwerk einwählen. Sollte dann das Kraftfahrzeug, welches das lokale Netzwerk aufgebaut hat, sich anderen, nochmals weiteren Kraftfahrzeugen nähern, wobei zwischen diesen Kraftfahrzeugen bereits ein lokales Netzwerk hergestellt worden ist, so wird das Kraftfahrzeug in dieses lokale Netzwerk der nochmals weiteren Kraftfahrzeuge eingewählt. Somit wird aus dem Kraftfahrzeug, welches vorher als Access-Point gedient hat, ein Client. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass das andere Kraftfahrzeug, welches vorher der Client war, nun zum Access-Point werden kann. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Datenübertragung zwischen den Kraftfahrzeugen und der Basisstation verbessert werden.In a further advantageous embodiment, when the motor vehicle with which the local network is generated exceeds a predetermined distance, this motor vehicle is dialed into a further local network by the other motor vehicle. If, for example, the motor vehicle between which the first network was established or generated is faster than the other motor vehicle, this motor vehicle moves away from the other motor vehicle. In particular, the other motor vehicle can no longer dial into the local network of the motor vehicle with the local network. If the motor vehicle that has set up the local network then approaches other, further motor vehicles, with a local network already being established between these motor vehicles, the motor vehicle is dialed into this local network of the further motor vehicles. Thus, the motor vehicle that previously served as an access point becomes a client. In particular, it can then be provided that the other motor vehicle, which was previously the client, can now become the access point. In this way, the data transmission between the motor vehicles and the base station can be improved in an advantageous manner.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Netzwerksystem zum Betreiben eines lokalen Netzwerks mit einer kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung, mit einer ersten elektronischen Recheneinrichtung eines ersten Kraftfahrzeugs und mit einer zweiten elektronischen Recheneinrichtung eines zweiten Kraftfahrzeugs, wobei das Netzwerksystem zum Durchführen des Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Netzwerksystems durchgeführt.A further aspect of the invention relates to a network system for operating a local network with a central electronic computing device external to the vehicle, with a first electronic computing device of a first motor vehicle and with a second electronic computing device of a second motor vehicle, the network system for performing the method or an advantageous embodiment is designed according to the preceding aspect. In particular, the method is carried out by means of the network system.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Netzwerksystems anzusehen. Das Netzwerksystem weist dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.Advantageous embodiments of the method are to be regarded as advantageous embodiments of the network system. For this purpose, the network system has objective features which enable the method or an advantageous embodiment thereof to be carried out.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without the scope of the Invention to leave.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des Verfahrens; -
2 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens; -
3 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des Verfahrens in einer ersten Situation; -
4 eine weitere schematische Ansicht einer Ausführungsform des Verfahrens in einer zweiten Situation; -
5 eine weitere schematische Ansicht einer Ausführungsform des Verfahrens in einer dritten Situation; -
6 eine weitere schematische Ansicht einer Ausführungsform des Verfahrens in einer vierten Situation; und -
7 eine weitere schematische Ansicht einer Ausführungsform des Verfahrens in einer fünften Situation.
-
1 a schematic view of an embodiment of the method; -
2 a schematic flow diagram of an embodiment of the method; -
3 a schematic view of an embodiment of the method in a first situation; -
4th a further schematic view of an embodiment of the method in a second situation; -
5 a further schematic view of an embodiment of the method in a third situation; -
6th a further schematic view of an embodiment of the method in a fourth situation; and -
7th a further schematic view of an embodiment of the method in a fifth situation.
In den Fig. werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das weitere Kraftfahrzeug
Ferner zeigt
Insbesondere zeigt
Eine Fahrzeugflotte wird beispielsweise mit je einem LTE-Modul und zwei WLAN-Modulen pro Kraftfahrzeug
Zwischen dem Kraftfahrzeug
Bei dem Verfahren zum Betreiben eines Netzwerksystems
Es ist vorgesehen, dass von der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung
Somit kann zwischen den Kraftfahrzeugen
Insbesondere zeigt
Ferner zeigt die
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung
Ferner kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit einer zukünftigen Position der Kraftfahrzeuge
Mit anderen Worten zeigt die
Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Abstands
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass mittels der kraftfahrzeugexternen, zentralen elektronischen Recheneinrichtung
Insbesondere ist somit vorgesehen, dass bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Abstands
Insgesamt zeigt die Erfindung eine laufende Verbesserung der Netzwerk-Hierarchie.Overall, the invention shows a continuous improvement in the network hierarchy.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- erstes Kraftfahrzeugfirst motor vehicle
- 1212th
- elektronische Recheneinrichtungelectronic computing device
- 1414th
- erste Antennefirst antenna
- 1616
- zweite Antennesecond antenna
- 1818th
- dritte Antennethird antenna
- 2020th
- BasisstationBase station
- 2222nd
- zweites Kraftfahrzeugsecond motor vehicle
- 2424
- drittes Kraftfahrzeugthird motor vehicle
- 2626th
- mobiles Endgerätmobile device
- 2828
- kraftfahrzeugexterne, zentrale elektronische RecheneinrichtungCentral electronic computing device external to the vehicle
- 3030th
- NetzwerksystemNetwork system
- 3232
- lokales Netzwerklocal network
- 32'32 '
- lokales Netzwerklocal network
- 32"32 "
- lokales Netzwerklocal network
- 3434
- erstes Netzwerkfirst network
- AA.
- Abstanddistance
- S1S1
- erster Schrittfirst step
- S2S2
- zweiter Schrittsecond step
- S3S3
- dritter SchrittThird step
- S4S4
- vierter Schrittfourth step
- S5S5
- fünfter Schrittfifth step
- S6S6
- sechster Schrittsixth step
- S7S7
- siebter Schrittseventh step
- S8S8
- achter Schritteighth step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2016/0150451 A1 [0003]US 2016/0150451 A1 [0003]
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