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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kommunikation mit einer weiteren Vorrichtung, die beispielweise Teil eines Kraftfahrzeugs ist.
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Im Fahrzeugbereich wird zur Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem mobilen Gerät eines Benutzers, wie beispielsweise einem Smartphone, häufig eine Bluetooth-Low-Energy-Verbindung (BLE-Verbindung) verwendet. Je nach Art der Anwendung, die eine solche Kommunikation benötigt, ist eine bidirektionale Datenübertragung mit üblicherweise bis zu 4 kByte erforderlich. Die BLE-Verbindung weist eine Transport-Schicht L2CAP auf, allerdings kann auf diese durch die üblichen Betriebssysteme der mobilen Geräte nicht zugegriffen werden. Das bedeutet, dass eine bidirektionale Datenübertragung mit bis zu 4 kByte nicht über die Transport-Schicht L2CAP durchgeführt werden kann. Lediglich die GATT-Transportschicht der BLE-Verbindung kann durch die üblichen Betriebssysteme verwendet werden. Allerdings hat diese GATT-Transportschicht nur die Möglichkeit, eine sehr eingeschränkte Datenmenge zu übertragen, nämlich üblicherweise nicht mehr als 21 Byte pro Datenpaket. Gerade zur Kommunikation zwischen Fahrzeug und mobilem Gerät, beispielsweise zur Übertragung von Daten zur Authentifizierung des Benutzers, ist es erforderlich, größere Datenmengen als die durch die GATT-Transportschicht möglichen 21 Byte zu übertragen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kommunikation zwischen Vorrichtungen über die GATT-Transportschicht mit einer größeren Datenmenge zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Kommunikation mit einer weiteren Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Die Vorrichtung weist eine Übertragungseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, Nachrichten über eine BLE-Verbindung (Bluetooth-Low-Energy) an eine Übertragungseinheit der weiteren Vorrichtung zu übertragen, wobei die BLE-Verbindung eine GATT-Transportschicht aufweist. Die Übertragungseinheiten können als Sende-Empfangseinheiten ausgebildet sein, die sowohl Nachrichten aussenden als auch empfangen können. Die Übertragungseinheiten kommunizieren dabei über eine Funkverbindung, nämlich die BLE-Verbindung. Zum Austausch von Datenpaketen wird hierbei die GATT-Transportschicht der BLE-Verbindung verwendet.
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Da die GATT-Transportschicht nur Datenpakete von weniger als 21 Byte übertragen kann, weist die Vorrichtung eine Verarbeitungseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, eine Größe einer zu übertragenden Nachricht zu bestimmen und basierend auf der Größe die Nachricht auf einen oder mehrere Nachrichtenblöcke aufzuteilen. Nach dem Aufteilen der Nachricht auf einen oder mehrere Nachrichtenblöcke ist die Übertragungseinheit des Weiteren dazu eingerichtet, den einen oder die mehreren Nachrichtenblöcke über die GATT-Transportschicht an die weitere Vorrichtung zu übertragen.
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Beispielsweise sind sowohl auf der Vorrichtung als auch auf der weiteren Vorrichtung Anwendungen vorhanden, die Daten austauschen müssen. Um diese auszutauschenden Nachrichten über die BLE-Verbindung ohne Verwendung der L2CAP-Transportschicht übertragen zu können, wird die GATT-Transportschicht, die bereits vorhanden ist, als BLE-Transportschicht verwendet. Da die auf den Vorrichtungen vorhandenen Anwendungen gegebenenfalls Nachrichten austauschen müssen, die größer als die in der GATT-Transportschicht derzeit möglichen 21 Byte pro Datenpaket sind, teilt die Verarbeitungseinheit, wenn erforderlich, die Nachricht auf einen oder mehrere Nachrichtenblöcke auf. Diese Nachrichtenblöcke können daher die Anforderungen an die Größe der zu übertragenen Datenpakete über die GATT-Transportschicht, erfüllen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Übertragungseinheit dazu eingerichtet, die Nachricht auf mehrere Nachrichtenblöcke aufzuteilen, wenn die Größe der Nachricht einen vordefinierten Schwellwert überschreitet. Derzeit ist es möglich bis zu 21 Byte pro Datenpaket in der GATT-Transportschicht zu übertragen. Sofern die Nachricht die für die GATT-Transportschicht erlaubte Größe eines Datenpakets nicht überschreitet, ist eine Aufteilung der Nachricht auf mehrere Nachrichtenblöcke nicht erforderlich. Wenn die Nachricht jedoch größer als die erlaubte Größe eines Datenpakets ist, d. h. einen vordefinierten Schwellwert, der der erlaubten Größe eines Datenpakets in der GATT-Transportschicht entspricht, überschreitet, wird die Nachricht entsprechend auf mehrere Nachrichtenblöcke aufgeteilt. Hierbei kann die Nachricht beispielsweise gleichmäßig auf mehrere Nachrichtenblöcke aufgeteilt werden. Alternativ kann die Nachricht derart aufgeteilt werden, dass die mögliche Größe der Nachrichtenblöcke zunächst vollständig ausgeschöpft wird, und lediglich der letzte Nachrichtenblock eine etwas kleinere Größe hat.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Übertragungseinheit dazu eingerichtet, den einen oder die mehreren Nachrichtenblöcke als Frames in der GATT-Transportschicht zu übertragen. Hierbei werden einzelne, sogenannte Single Frames, verwendet, um kleinere Datenpakete zu übertragen, bei denen die Größe der Nachricht den vordefinierten Schwellwert nicht überschreitet. Überschreitet die Größe der Nachricht den vordefinierten Schwellwert, wird ein erster Frame, oder First Frame, zur Übertragung von größeren Nachrichten in Kombination mit nachfolgenden Frames, sogenannten Consecutive Frames, verwendet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform definiert der erste Frame die Anzahl der Nachrichtenblöcke. Der erste Frame kann also eine Information darüber enthalten, wie viele Nachrichtenblöcke noch folgen, bzw. auf wie viele Nachrichtenblöcke die entsprechende Nachricht aufgeteilt ist.
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Der erste Frame kann eine Prüfsumme für den einen oder die mehreren Nachrichtenblöcke enthalten. Durch eine solche Prüfsumme ist es möglich, beim Empfang der mehreren Nachrichtenblöcke bzw. der entsprechenden Frames zu überprüfen, ob alle Bestandteile der Nachricht, d. h. alle Nachrichtenblöcke bzw. Frames, korrekt empfangen wurden. Hierzu können bekannte Verfahren, wie beispielsweise Hashsummen etc. verwendet werden.
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Die Übertragungseinheit kann des Weiteren dazu eingerichtet sein, eine Flusskontrolle der Nachrichtenblöcke durchzuführen. Hierzu können sogenannte Flow Control Frames verwendet werden, die dazu dienen, den Empfangsbuffer zu steuern und eine Fehlerbehandlung durchzuführen. Durch die Flow Control Frames kann der Empfänger, d. h. die weitere Vorrichtung, festlegen, wie die Frames übertragen werden sollen. Beispielsweise kann der Flow Control Frame definieren, wie viele Frames direkt aufeinanderfolgend empfangen werden können und in welchen zeitlichen Abständen diese Frames gesendet werden müssen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält die Nachricht eine Authentifizierungsinformation der Vorrichtung. Diese Authentifizierungsinformation kann dazu dienen, Einstellungen an der weiteren Vorrichtung durchzuführen. Bei der Authentifizierungsinformation kann es sich beispielsweise um einen kryptographischen Schlüssel handeln.
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Die Übertragungseinheit kann des Weiteren dazu eingerichtet sein, Nachrichten von der weiteren Vorrichtung über die GATT-Transportschicht zu empfangen. Diese Nachrichten können, wie bereits oben beschrieben, auf eine oder mehrere Nachrichtenblöcke aufgeteilt sein, je nach Größe der Nachricht.
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Die empfangenen Nachrichten können ebenfalls eine Authentifizierung der weiteren Vorrichtung enthalten. Insbesondere kann die Vorrichtung dazu eingerichtet sein, Einstellungen basierend auf dieser Authentifizierung vorzunehmen. Durch eine solche Authentifizierung kann eine Personalisierung der weiteren Vorrichtung oder der Vorrichtung durchgeführt werden.
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Die Vorrichtung kann beispielsweise ein mobiles Gerät, wie ein Smartphone oder ähnliches sein, oder die Vorrichtung kann Teil eines mobilen Geräts und/oder eines Kraftfahrzeugs sein. Dies gilt ebenfalls für die weitere Vorrichtung.
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Basierend auf den empfangenen Nachrichten, die eine Authentifizierung der Vorrichtung oder der weiteren Vorrichtung enthalten können, können beispielsweise Einstellungen an einem Fahrzeug durchgeführt werden. Die Nachrichten können dazu dienen, das Fahrzeug auf den Benutzer des mobilen Geräts anzupassen, d. h. zu personalisieren. Beispielsweise können Einstellungen an den Sitzen, der Beleuchtung, dem Navigationsgerät oder ähnlichem durchgeführt werden. Zusätzlich ist es möglich, basierend auf den Authentifizierungsinformationen der Vorrichtung das Kraftfahrzeug zu öffnen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Kommunikation einer Vorrichtung mit einer weiteren Vorrichtung vorgeschlagen. Die Vorrichtungen sind jeweils dazu eingerichtet, Nachrichten über eine BLE-Verbindung auszutauschen, wobei die BLE-Verbindung eine GATT-Transportschicht aufweist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bestimmen der Größe einer zu übertragenden Nachricht, Aufteilen der Nachricht basierend auf der Größe auf einen oder mehrere Nachrichtenblöcke, und Übertragen der einen oder der mehreren Nachrichtenblöcke über die GATT-Transportschicht an die weitere Vorrichtung.
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Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
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Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches einen Programmcode aufweist, der dazu ausgebildet ist, auf einem Computer die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens zu veranlassen.
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Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
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Es zeigen:
- 1: ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Kommunikation mit einer weiteren Vorrichtung; und
- 2: eine schematische Darstellung der BLE-Verbindung zwischen der Vorrichtung und der weiteren Vorrichtung von 1.
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Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt ein System 1 mit einer Vorrichtung 10 und einer weiteren Vorrichtung 20. Die Vorrichtung 10 und die weitere Vorrichtung 20 können beispielsweise mobile Geräte wie Smartphones sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung 10 ein mobiles Gerät, beispielsweise ein Smartphone, und die weitere Vorrichtung 20 ist ein Kraftfahrzeug.
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Die beiden Vorrichtungen 10, 20 weisen jeweils eine Übertragungseinheit 11, 21 und eine Verarbeitungseinheit 12, 22 auf. Um Daten auszutauschen, sind die beiden Übertragungseinheiten 11, 21 dazu ausgebildet, über eine BLE-Verbindung 2 miteinander zu kommunizieren. Hierbei werden Nachrichten über eine GATT-Transportschicht der BLE-Verbindung 2 übertragen. Da die GATT-Transportschicht lediglich Nachrichten übertragen kann, die einen vordefinierten Schwellwert, beispielsweise 21 Byte, nicht überschreiten, sind die Verarbeitungseinheiten 12, 22 dazu ausgebildet, eine Größe einer zu übertragenden Nachricht zu bestimmen und basierend auf der Größe die Nachricht auf einen oder mehrere Nachrichtenblöcke aufzuteilen. Ist die Nachricht größer als der vordefinierten Schwellwert, teilen die Verarbeitungseinheiten 12, 22 eine solche Nachricht auf mehrere Nachrichtenblöcke auf und übertragen die Nachricht als mehrere Nachrichtenblöcke über die BLE-Verbindung 2 an die jeweils andere Übertragungseinheit 11, 21.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer solchen BLE-Verbindung 2. Die BLE-Verbindung 2 besteht aus einem sogenannten BLE-Stack, der aus drei Schichten 13 - 15, 23 - 25 besteht. Die unterste Schicht 13, 23 ist die sogenannte physikalische Schicht oder Physical Layer, die dazu dient, mechanische, elektrische und weitere funktionale Hilfsmittel zur Verfügung zu stellen, um physische Verbindungen zu aktivieren oder zu deaktivieren. Die zweite Schicht 14, 24 ist die sogenannte L2CAP-Schicht, die dazu dient, logische Kanäle aufzubauen und zu konfigurieren und dient als Sicherungsschicht. Über diese Schicht könnten größere Nachrichten übertragen werden, allerdings ist der Zugriff für die Vorrichtungen 10, 20 auf die Schicht 14, 24 derzeit nicht möglich.
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Um Nachrichten über die BLE-Verbindung 2 übertragen zu können, wird statt der L2CAP-Schicht daher die GATT-Transportschicht verwendet. Diese Schicht hat allerdings eine Einschränkung bezüglich der maximalen Größe der zu übertragenden Daten. Derzeit können über die GATT-Transportschicht 15, 25 lediglich Datenpakete bis 21 Byte übertragen werden. Daher wird durch die Vorrichtung 10 und die Vorrichtung 20 die GATT-Transportschicht als BLE-Transportschicht verwendet, über die eine Nachricht als mehrere Datenpakete bzw. Nachrichtenblöcke übertragen wird. Wie bereits oben beschrieben, sind die Verarbeitungseinheiten 12, 22 daher dazu eingerichtet, eine zu übertragenden Nachricht in Abhängigkeit von der Größe der Nachricht auf einen oder mehrere Nachrichtenblöcke aufzuteilen, und diese kann anschließend durch die Übertragungseinheiten 11, 21 über die GATT-Transportschicht 15, 25 übertragen werden.
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Die Vorrichtungen 10, 20 können somit Nachrichten über die GATT-Transportschicht austauschen, die größer als die derzeit möglichen Datenpakete, die über die GATT-Transportschicht übertragen werden können, sind. Diese Nachrichten können dazu verwendet werden, die Vorrichtung 10 bei der Vorrichtung 20, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, zu authentifizieren. Eine solche Authentifizierung kann beispielsweise verwendet werden, um das Kraftfahrzeug 20 zu öffnen. Alternativ oder zusätzlich können Informationen in den Nachrichten verwendet werden, um eine Personalisierung des Kraftfahrzeugs 20 vorzunehmen. Beispielsweise können Einstellungen an den Sitzen, dem Navigationsgerät, oder sonstige Multimediaeinstellungen vorgenommen werden.
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Durch die hier vorgeschlagene Vorrichtung ist es somit möglich, Nachrichten über eine GATT-Transportschicht einer BLE-Verbindung zu übertragen, auch wenn die Nachricht größer als die maximale Größe eines übertragbaren Datenpakets ist. Dies wird durch Aufteilen der Nachricht auf mehrere Nachrichtenblöcke erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- BLE-Verbindung
- 10
- Vorrichtung
- 11
- Übertragungseinheit
- 12
- Verarbeitungseinheit
- 13
- physikalische Schicht
- 14
- L2CAP-Schicht
- 15
- GATT-Transportschicht
- 20
- weitere Vorrichtung
- 21
- Übertragungseinheit
- 22
- Verarbeitungseinheit
- 23
- physikalische Schicht
- 24
- L2CAP-Schicht
- 25
- GATT-Transportschicht
