DE102019204702A1 - Verfahren und Vorrichtung zum situationsadaptiven Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum situationsadaptiven Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs (20a, 20b), umfassen die Schritte:Bereitstellen (S10) von Messdaten (DM) mindestens eines Kommunikationskanals, umfassend eine Empfangsqualität und Charakterisierungsdaten, durch mindestens ein Fahrzeug (20a, 20b) an eine externe Steuervorrichtung (10), wobei sich die Charakterisierungsdaten auf Daten beziehen, die Einfluss auf die Empfangsqualität haben können;Bereitstellen (S20) von Anwendungsanforderungen (A) einzelner Anwendungen des mindestens eines Fahrzeugs (20a, 20b) durch das mindestens ein Fahrzeug (20a, 20b) an die externe Steuervorrichtung (10);Bestimmen (S30) von Empfangsqualitätsdaten (DQ) abhängig von den bereitgestellten Messdaten (DM) und den bereitgestellten Anwendungsanforderungen (A) durch die externe Steuervorrichtung (10), wobei die Empfangsqualitätsdaten (DQ) die Empfangsqualität des jeweiligen Kommunikationskanals für eine bestimmte zukünftige Zeit und/oder eine bestimmte zukünftige Fahrzeugposition abbilden; undAnpassen (S40) einer Steuerung der jeweiligen Anwendungen abhängig von den bestimmten Empfangsqualitätsdaten durch das jeweilige Fahrzeug (20a, 20b).

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft das situationsadaptive Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs
• Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum situationsadaptiven Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs.
• Technischer Hintergrund
• Für die heutigen und vor allem die zukünftigen Fahrzeuge ist eine ständige Verbindung zum Internet nicht mehr wegzudenken.
• Mobilfunk und andere drahtlose Kommunikationssysteme wie Wi-Fi und Satellitenfunk stellen Internetverbindungen fürs Fahrzeug bereit.
• Es gibt im Straßennetz unterschiedliche Einschränkungen für die Kommunikationssysteme. Beispielsweise steht kein Mobilfunksignal des Anbieters zur Verfügung, bei dem der Fahrer bzw. das Fahrzeug unter Vertrag steht, oder die momentan verfügbare Bandbreite liegt unterhalb des Bedarfs der aktuell laufenden Anwendungen.
• Mit den heutigen Fahrzeugsystemen erfährt man solche Einschränkungen erst dann, wenn das Fahrzeug schon vor Ort ist. Daraufhin gehen die Funktionalitäten der Fahrzeuganwendungen wegen unterbrochenen bzw. eingeschränkten Verbindungen komplett bzw. teilweise verloren.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte, insbesondere situationsadaptive, Steuerung einer Internetverbindung eines Fahrzeugs zu ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
• Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum situationsadaptiven Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs, umfassen den Schritt Bereitstellen von Messdaten mindestens eines Kommunikationskanals, umfassend eine Empfangsqualität des Kommunikationskanals und Charakterisierungsdaten, durch mindestens ein Fahrzeug an eine externe Steuervorrichtung, wobei sich die Charakterisierungsdaten auf Daten beziehen, die Einfluss auf die Empfangsqualität haben können. Weiter umfasst das Verfahren die Schritte Bereitstellen von Anwendungsanforderungen einzelner Anwendungen des mindestens eines Fahrzeugs durch das mindestens ein Fahrzeug an die externe Steuervorrichtung und Bestimmen von Empfangsqualitätsdaten abhängig von den bereitgestellten Messdaten und den bereitgestellten Anwendungsanforderungen durch die externe Steuervorrichtung, wobei die Empfangsqualitätsdaten die Empfangsqualität des jeweiligen Kommunikationskanals für eine bestimmte zukünftige Zeit und/oder eine bestimmte zukünftige Fahrzeugposition abbilden. Außerdem umfasst das Verfahren den Schritt Anpassen einer Steuerung der jeweiligen Anwendungen abhängig von den bestimmten Empfangsqualitätsdaten durch das jeweilige Fahrzeug.
• Der Begriff „Empfangsqualität“, wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf messbare Größen des Kommunikationskanals hinsichtlich der Qualität des Internetempfangs des Kommunikationskanals. Vorzugsweise umfasst die Empfangsqualität eine Empfangsleistung des Kommunikationskanals, eine Bandbreite des Kommunikationskanals, eine Bitfehlerrate des Kommunikationskanals und/oder eine Latenz des Kommunikationskanals.
• Eine ständige Internetverbindung wird vorzugsweise als „Always-On“ bezeichnet.
• Der Begriff „Anwendung“, wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf On-Board Internetanwendungen eines Fahrzeugs, beispielsweise einen Videoplayer, einen Musikplayer und/oder einen Routenplaner.
• Vorzugsweise umfassen die Empfangsqualitätsdaten eine Abschätzung, insbesondere Vorhersage, wie sich eine zukünftige Empfangsqualität der jeweiligen Kommunikationskanäle entwickelt und/oder eine Abschätzung, insbesondere Vorhersage, über eine zukünftige Position der jeweiligen Fahrzeuge.
• Vorzugsweise werden die Messdaten während der Fahrt des Fahrzeugs, insbesondere parallel zur normalen Benutzung des Fahrzeugs gemessen. Somit können die Empfangsqualität und/oder die Charakterisierungsdaten eines Kommunikationskanals entlang einer Fahrstrecke des Fahrzeugs gemessen werden.
• Die externe Steuervorrichtung wird vorzugsweise als „Backend“, weiter vorzugsweise als Always-On-Manager bezeichnet.
• Vorzugsweise beziehen sich die Empfangsqualitätsdaten auf ein Gesamtbild der Empfangsqualität der jeweiligen Kommunikationskanäle hinsichtlich der jeweiligen Anwendungen.
• Die geschätzte Empfangsqualität eines Kommunikationskanals ist vorzugsweise abhängig von der Zeit definiert, wobei die Empfangsqualität für eine bestimmte zukünftige Zeit bestimmt wird. Weiter vorzugsweise ist die Empfangsqualität eines Kommunikationskanals abhängig von einer zukünftigen Fahrzeugposition des Fahrzeugs definiert, wobei die zukünftige Fahrzeugposition eine bestimmte Entfernung von der aktuellen Fahrzeugposition entfernt ist.
• Vorzugsweise werden die Messdaten und/oder die Anwendungsanforderungen direkt vom Fahrzeug der externen Steuervorrichtung bereitgestellt. Alternativ weist jedes Fahrzeug eine lokale Datenbank für die Messdaten auf. So können die Messdaten, die an die externe Steuervorrichtung bereitgestellt werden sollen, temporär im Fahrzeug gespeichert werden und erst dann hochgeladen werden, wenn eine stabile Internetverbindung zwischen dem Fahrzeug und der externen Steuervorrichtung besteht.
• Vorzugsweise umfassen die Anwendungsanforderungen eine Minimalanforderung der Anwendung im Hinblick auf die Empfangsqualität der Internetverbindung, um stabil ausgeführt zu werden.
• Die Datenmenge der lokalen Datenbank ist vorzugsweise nach der Kapazität des Fahrzeugs eingeschränkt, beispielsweise auf 500 MB.
• Vorzugsweise wird die lokale Datenbank mit der externen Steuervorrichtung synchronisiert. Die Synchronisation ist vorzugsweise bilateral. Auf diese Weise werden auch neu im Fahrzeug gemessene Messdaten an die externe Steuervorrichtung übertragen.
• Vorzugsweise wird ein Teil der lokalen Datenbank, beispielsweise 100 MB, temporär ins RAM des Fahrzeugs kopieren. Ein solcher Kopiervorgang wird vorzugsweise wiederholt durchgeführt, insbesondere je nach Position und/oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
• Vorzugsweise werden die Empfangsqualitätsdaten allen in einem Bereich befindlichen Fahrzeugen zur Verfügung gestellt.
• Das Anpassen der Steuerung der jeweiligen Anwendung umfasst vorzugsweise ein Herunterladen von in der Zukunft gebrauchten Daten möglichst im Voraus, wenn abhängig von den Empfangsqualitätsdaten eine Einschränkung beziehungsweise ein Verlust der Internetverbindung eines Kommunikationskanals vorhergesagt wird.
• Somit werden den Anwendungen im Fahrzeug, die Zugang zum Internet brauchen, vorausschauend Informationen über die Empfangsqualität der vorhandenen Kommunikationskanäle auf den Fahrstrecken gegeben, sodass die Anwendungen sich jederzeit, auch prädikativ, an die Verfügbarkeit und Empfangsqualität der Internetverbindung anpassen können.
• Auf diese Weise kann auf Grundlage der von Fahrzeugen geloggten und an die externe Steuervorrichtung gemeldeten Messdaten die Empfangsqualität der einzelnen Kommunikationskanäle durch die externe Steuervorrichtung bestimmt werden. Auf diese Weise können über Schwarmintelligenz die Messdaten aus den realen Fahrten Anbieter, Strecken- und/oder Zeitbezogen überarbeitet werden und zu einem Gesamtbild des Straßennetzwerkes aggregiert werden.
• Auf diese Weise kann eine verbesserte situationsadaptive Steuerung der Internetverbindung eines Fahrzeugs bereitgestellt werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Charakterisierungsdaten eine aktuelle Fahrzeugposition eine aktuelle Uhrzeit, eine aktuelle Jahreszeit, eine aktuelle Verkehrssituation, einen Kommunikationsprovider des jeweiligen Kommunikationskanals und/oder einen Fahrzeugtyp.
• Vorzugsweise wird die Empfangsqualität zeitlich gemeinsam mit den Charakterisierungsdaten gemessen. Beispielsweise wird die Empfangsqualität mit der aktuellen Uhrzeit, insbesondere in Form eines Zeitstempels, und/oder der aktuellen Fahrzeugposition gemessen.
• Somit kann aus den von vielen Fahrzeugen individuell an die externe Steuervorrichtung geschickten Messdaten das Gesamtbild der Empfangsqualität für ein oder mehrere Kommunikationskanäle, insbesondere auf einem bestimmten Straßennetz, bestimmt werden.
• Auf diese Weise kann eine verbesserte situationsadaptive Steuerung der Internetverbindung eines Fahrzeugs bereitgestellt werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kommunikationskanal als Mobilfunk, W-LAN und/oder Satellitenfunk ausgebildet.
• In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt Gewichten der Charakterisierungsdaten im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Empfangsqualität des mindestens einen Kommunikationskanals.
• Auf diese Weise können die unterschiedlich starken Einflüsse der Charakterisierungsdaten auf die Empfangsqualität des jeweiligen Kommunikationskanals abgebildet werden.
• Vorzugsweise werden die Charakterisierungsdaten gemäß der Gauß-Verteilung gewichtet. Für jede Fahrzeugposition, Länge x und Breite y, auf der Fahrstrecke wird eine Abfrage an die lokale Datenbank nach der Empfangsqualität gestellt. Diese liefert als Ergebnis die Messwerte um diese Position. Die Werte aus der lokalen Datenbank können nach der zweidimensionalen Gauß-Verteilung berechnet werden, wobei x und y als voneinander unabhängige Zufallsgrößen angenommen sind. Die Werte σx und σy werden als gleich angenommen. $$p_c\left(x,y\right)=\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_x}\text{exp}{\left(-\frac{{\left(x-x_0\right)}^2}{{{\displaystyle 2\sigma }}_x^2}\right)}^{\ast }\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_y}\text{exp}\left(-\frac{{\left(y-y_0\right)}^2}{{{\displaystyle 2\sigma }}_y^2}\right)$$

  
• Der Mittelwert wird dann abgeschätzt als eine gewichtete Summe über alle vorhandenen Daten der Abfrage der lokalen Datenbank. Beispielsweise entwickelt sich die Formel mit normierten n Messwerten Bi folgendermaßen. $$B\left(x_0,y_0\right)=\left({\displaystyle \sum _{i=1}^n{p}_c\left(x_i,y_i\right)\ast B_i}\right)\text{/}\left({\displaystyle \sum _{i=1}^n{p}_c\left(x_i,y_l\right)}\right)$$

  
• Vorzugsweise werden die Charakterisierungsdaten gemäß der Cauchy-Lorentz Verteilung gewichtet. Es handelt sich hierbei um eine andere Art der Gewichtung, die auf dem radialen Abstand r basiert. Die aus einer Abfrage der lokalen Datenbank erhaltenen Messwerte werden nach folgender Formal gemäß deren Entfernung, den radialen Abständen r, zur Fahrzeugposition gewichtet. $$\frac{1}{1+c{r}^n},n>=\mathrm{2,}nistgerade,\text{ c>0}\text{.}$$

  
• Für n=2 ist diese Verteilung als Cauchy Verteilung bekannt, die in der Physik auch als Lorentz-Verteilung bezeichnet wird.
• Vorzugsweise werden die Charakterisierungsdaten gemäß einer multi-dimensionalen Gewichtung gewichtet.
• Als Verallgemeinerung kann die Gewichtungsberechnung auch für mehrere Dimensionen durchgeführt werden, zum Beispiel nicht nur für die geografischen Positionen, sondern auch für die Fahrgeschwindigkeit. Man kann also eine Menge von zum Beispiel p Attributen der Eintragung der lokalen Datenbank berücksichtigen. Dann bilden diese Attribute einen p-dimensionalen Raum Rp, und jeder Messwert ist dann ein Punkt in diesem Raum. Bezugspunkt einer solchen Abfrage ist ein zugehöriger Punkt in diesem Raum: $$\overrightarrow{X_0}=\left(x_{01},x_{02},\mathrm{...},x_{0p}\right)\in R^p$$

  

  Alle aus der Abfrage der lokalen Datenbank erhaltenen Messwerte können als Punkte des p-dimensionalen Raumen dargestellt werden. $$\overrightarrow{X}=\left(x_1,x_2,\mathrm{...},x_p\right)\in R^p$$

  

  Nun können alle diese Punkte mit einer p-dimensionalen Gauß-Verteilung ohne Korrelation gewichtet werden. Auch die Cauchy-Verteilung kann auf den p-dimensionalen Fall erweitert werden. Dies geschieht mit einer Definition des Abstandes gemäß $$r=\Vert \overrightarrow{X}-{\overrightarrow{X}}_0\Vert$$

  

  wobei $$\Vert \mathrm{...}\Vert$$

  

  die Euklidische Norm im Raum Rp ist. Zudem kann in jeder Dimension ein Skalierungsfaktor verwendet werden, um den unterschiedlichen Größenordnungen und Streuungen der Komponenten des Vektors gerecht zu werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestimmen von Empfangsqualitätsdaten, ein Zuordnen der einzelnen Kommunikationskanäle zu den jeweiligen Fahrzeugen abhängig von den bereitgestellten Messdaten und den bereitgestellten Anwendungsanforderungen.
• Auf diese Weise kann einer Anwendung, die eine vergleichsweise hohe Anwendungsanforderung aufweist, ein Kommunikationskanal mit einer relativ guten Empfangsqualität zugeordnet werden und einer Anwendung, welche eine vergleichsweise niedrige Anwendungsanforderung aufweist, ein Kommunikationskanal mit einer relativ schlechten Empfangsqualität zugeordnet werden.
• Auf diese Weise kann eine verbesserte situationsadaptive Steuerung der Internetverbindung eines Fahrzeugs bereitgestellt werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt periodisches Synchronisieren und/oder ereignisgetriebenes Synchronisieren der Messdaten des Fahrzeugs mit der externen Steuervorrichtung.
• Vorzugsweise wird die Synchronisierung mit Filtern durchgeführt, umfassend vorzugsweise Netzwerktyp, Wochentag, Uhrzeit und/oder Fahrgeschwindigkeit.
• Vorzugsweise ist die externe Steuervorrichtung eingerichtet, jederzeit eine Abfrage an die lokale Datenbank zu schicken um eine Position und eine festgelegte Maximalanzahl für die Messergebnisse beinhaltet. Die lokale Datenbank führt daraufhin vorzugsweise in einem Kreis um die angegebene Position des Fahrzeugs, insbesondere mit stufenweise ansteigenden Durchmessern, eine Suche durch. Die Suche endet, wenn die gewünschte Maximalanzahl von Ergebnissen gefunden ist. Die Messergebnisse werden dann der externen Steuervorrichtung bereitgestellt.
• Vorzugsweise kann auch eine Anwendung eine vollständige Abfrage mit jedem verfügbaren Filter durchführen.
• Auf diese Weise kann eine verbesserte situationsadaptive Steuerung der Internetverbindung eines Fahrzeugs bereitgestellt werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform, beziehen sich die Empfangsqualitätsdaten darauf, ob die Anwendungsanforderung der jeweiligen Anwendungen erfüllt werden, wie lange die Anwendungsanforderung der jeweiligen Anwendungen noch erfüllt werden und/oder wann die Anwendungsanforderung der jeweiligen Anwendungen wieder erfüllt werden.
• Vorzugsweise sind die Empfangsqualitätsdaten derart strukturiert, insbesondere durch Message Queuing Telemetry Transport, dass sie ein Topic, beispielsweise „Empfangsqualität“, ein Subtopic, beispielsweise „Anwendungskennung“ und eine Payload aufweisen. Weiter vorzugsweise ist die Payload eine ganze Zahl. Beispielsweise steht „+“ für „ist erfüllt“ und „-“ für „ist nicht erfüllt“. Ein Wert der Payload steht beispielsweise für eine Dauer in Sekunden. In anderen Worten bedeutet beispielsweise eine Payload „+5“ für die Erfüllung der Anwendungsanforderung für die nächsten Sekunden.
• Auf diese Weise kann eine verbesserte situationsadaptive Steuerung der Internetverbindung eines Fahrzeugs bereitgestellt werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt Schätzen einer zukünftigen Fahrzeugposition des mindestens einen Fahrzeugs vorzugsweise abhängig von einer aktuellen Navigationsroute des Fahrzeugs und/oder abhängig von der aktuellen Fahrzeugposition.
• Vorzugsweise wird die zukünftige Fahrzeugposition abhängig von einer vergangenen Fahrposition des Fahrzeugs, einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs bestimmt.
• Auf diese Weise kann eine verbesserte situationsadaptive Steuerung der Internetverbindung eines Fahrzeugs bereitgestellt werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt Validieren der Empfangsqualitätsdaten abhängig von einer Verfügbarkeit der Anwendungsanforderung der jeweiligen Anwendungen.
• Nachdem die Empfangsqualitätsdaten Aussagen über eine zukünftige Empfangsqualität einzelner Kommunikationskanäle treffen, können die Empfangsqualitätsdaten anhand der realen Verfügbarkeit zu diesem Zeitpunkt und/oder diesem Ort validiert werden. In anderen Worten wird die Abschätzung der Empfangsqualität einzelner Kommunikationskanäle mit der tatsächlichen Empfangsqualität verglichen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt Anpassen der externen Steuervorrichtung abhängig von der Validierung der Empfangsqualitätsdaten.
• Vorzugsweise umfasst die externe Steuervorrichtung eine Machine-learning-Einheit, die mit Validierungsdaten, die bei der Validierung der Empfangsqualitätsdaten bestimmt werden, versorgt wird. Die Machine-learning-Einheit kann folglich abhängig von den Validierungsdaten ein Lernverfahren durchführen und somit das Bestimmen der Empfangsqualitätsdaten durch die externe Steuervorrichtung verbessern.
• Gemäß eines weiteren Aspekts ist eine Vorrichtung zum situationsadaptiven Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs vorgesehen, die eingerichtet ist, Messdaten mindestens eines Kommunikationskanals, umfassend eine Empfangsqualität und Charakterisierungsdaten, zu empfangen, die durch mindestens ein Fahrzeug bereitgestellt werden, wobei sich die Charakterisierungsdaten auf Daten beziehen, die Einfluss auf die Empfangsqualität haben können, Anwendungsanforderungen einzelner Anwendungen des mindestens eines Fahrzeugs zu empfangen, die durch das mindestens ein Fahrzeug bereitgestellt werden und Empfangsqualitätsdaten abhängig von den bereitgestellten Messdaten und den bereitgestellten Anwendungsanforderungen zu bestimmen, wobei die Empfangsqualitätsdaten die Empfangsqualität des jeweiligen Kommunikationskanals für eine bestimmte zukünftige Zeit und/oder einer bestimmte zukünftige Fahrzeugposition abbilden. Die Vorrichtung ist weiter eingerichtet, eine Steuerung der jeweiligen Anwendungen abhängig von den bestimmten Empfangsqualitätsdaten durch das jeweilige Fahrzeug anzupassen
• Gemäß eines weiteren Aspekts ist ein Computerprogramm vorgesehen, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die Schritte des Verfahrens, wie es hier beschrieben ist, auszuführen.
• Gemäß eines weiteren Aspekts ist ein computerlesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem ein Computerprogramm, wie es hier beschrieben ist, gespeichert ist.
• Kurze Beschreibung der Figuren
• Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der Erfindung.
• Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
• Es zeigen:
• 1: eine schematische Darstellung der externen Steuervorrichtung mit zwei Fahrzeugen; und
• 2: eine schematische Darstellung des Verfahrens zum situationsadaptiven Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs.
• Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
• 1 zeigt zwei Fahrzeuge 20a, 20b, die mit einer externen Steuervorrichtung 10, wahlweise über einen drahtlosen Kommunikationskanal, verbunden sind. Die zwei Fahrzeuge 20a, 20b unterstützen verschiedene Anwendungen. Beispielsweise unterstützt das erste Fahrzeug 20a eine Videoanwendung zum Abspielen von HD-Videos und das zweite Fahrzeug 20b eine Navigationsanwendung zum Navigieren des zweiten Fahrzeugs 20b.
• Vorteilhafterweise sind das erste Fahrzeug 20a und das zweite Fahrzeug 20b durchgängig mit dem Internet verbunden, um die jeweiligen Anwendungen uneingeschränkt nutzen zu können.
• Im vorliegenden Fall bewegen sich jedoch beide Fahrzeuge 20a, 20b auf einen längeren Tunnel zu. Im Tunnel wird voraussichtlich die Internetverbindung für beide Fahrzeuge 20a, 20b nicht mehr genügen, um die jeweiligen Anwendungen uneingeschränkt nutzen zu können. Beispielsweise wird im ersten Fahrzeug 20a das Abspielen von HD-Videos nicht mehr möglich sein und im zweiten Fahrzeug 20b benötigte aktuelle Verkehrsdaten zur Navigation nicht zur Verfügung stehen.
• Das erste Fahrzeug 20a umfasst eine erste Messeinheit 20a, die eingerichtet ist, für jeden zur Verfügung stehenden Kommunikationskanal eine aktuelle Empfangsqualität zu messen. Für das erste Fahrzeug 20a steht zumindest die Möglichkeit einer Internetverbindung über das 3G-Netzwerk und das LTE-Netzwerk zur Verfügung. Für diese beiden Kommunikationskanäle kann folglich die erste Messeinheit 21a die aktuelle Empfangsqualität messen.
• Außerdem umfasst das erste Fahrzeug 20a eine erste Steuereinheit 22a, die eingerichtet ist, Anwendungsanforderungen A bereitzustellen. Beispielsweise benötigt die Videoanwendung des ersten Fahrzeugs 20a eine relativ hohe Bandbreite, um das Abspielen von HD-Videos zu ermöglichen.
• Das zweite Fahrzeug 20b umfasst eine zweite Messeinheit 20b, die eingerichtet ist, für jeden zur Verfügung stehenden Kommunikationskanal eine aktuelle Empfangsqualität zu messen. Für das zweite Fahrzeug 20b steht ebenfalls zumindest die Möglichkeit einer Internetverbindung über das 3G-Netzwerk und das LTE-Netzwerk zur Verfügung. Für diese beiden Kommunikationskanäle kann folglich die zweite Messeinheit 21b die aktuelle Empfangsqualität messen.
• Außerdem umfasst das zweite Fahrzeug 20b eine zweite Steuereinheit 22b, die eingerichtet ist, Anwendungsanforderungen A bereitzustellen. Beispielsweise benötigt die Navigationsanwendung des zweiten Fahrzeugs 20b eine relativ niedrige Bandbreite, um aktuelle Verkehrsdaten zur Navigation des zweiten Fahrzeugs 20b zur Verfügung zu haben.
• Die externe Steuervorrichtung 10 ist beispielweise ein zentrales Backend, das mit einer Vielzahl von Fahrzeugen 20a, 20b verbunden ist. Die externe Steuervorrichtung 10 umfasst eine Managereinheit 11 und eine Machine-learning-Einheit 12. Die Managereinheit 11 erhält von jedem Fahrzeug 20a, 20b aktuelle Messdaten DM und Anwendungsanforderungen A. Somit erhält die Managereinheit 11 von der ersten Messeinheit 21a und der zweiten Messeinheit 21b aktuelle Messdaten DM und von der ersten Steuereinheit 22a und der zweiten Steuereinheit 22b Anwendungsanforderungen A.
• Die empfangenen Messdaten DM umfassen die Empfangsqualität der zur Verfügung stehenden Kommunikationsmodule, also des 3G-Netzwerks und des LTE-Netzwerks. Beispielsweise ist die Empfangsqualität sowohl für das 3G-Netzwerk als auch das LTE-Netzwerk in der aktuellen Position überdurchschnittlich gut. Zusätzlich umfassen die Messdaten DM Charakterisierungsdaten. Die Charakterisierungsdaten umfassen beispielsweise den Typ des Fahrzeugs 20a, 20b, wodurch beispielsweise auf den Typ einer zur Verfügung stehenden Antenne für das 3G-Netzwerk und/oder das LTE-Netzwerk Rückschlüsse gezogen werden können. Die Charakterisierungsdaten umfassen beispielsweise ebenfalls Zeitstempel und Ortsinformationen. Somit wird der Managereinheit 11 mitgeteilt welcher Kommunikationskanal welche Empfangsqualität zu welcher Zeit an welchem Ort hat.
• Die Managereinheit 11 zieht aufgrund der zur Verfügung stehenden Daten, insbesondere der Charakterisierungsdaten, Rückschlüsse auf eine zukünftige Position der Fahrzeuge 20a, 20b. Somit stellt die Managereinheit 11 fest, dass sich beide Fahrzeuge 20a, 20b auf dem Weg in den Tunnel befinden. Aus früheren Messdaten DM ist der Managereinheit 11 bekannt, dass die Empfangsqualität für das 3G-Netzwerk und das LTE-Netzwerk in diesem Tunnel besonders stark abfällt. Im Hinblick auf die unterschiedlichen Anwendungsanforderungen der verschiedenen Anwendungen ordnet die Managereinheit 11 den verschiedenen Anwendungen verschiedene Kommunikationskanäle zu. Beispielsweise ordnet die Managereinheit 11 der Videoanwendung des ersten Fahrzeugs 20a das LTE-Netzwerk zu und der Navigationsanwendung des zweiten Fahrzeugs 20b das 3G-Netzwerk zu, da die Videoanwendung eine höhere Anwendungsanforderung A im Hinblick auf die Empfangsqualität des Kommunikationskanals hat. Diese Information wird in den Empfangsqualitätsdaten DQ gebündelt und den Fahrzeugen 20a, 20b verteilt, insbesondere der ersten Steuereinheit 22a und der zweiten Steuereinheit 22b.
• Die Fahrzeuge 20a, 20b können somit die Steuerung der jeweiligen Anwendungen abhängig von den Empfangsqualitätsdaten DQ anpassen. Beispielsweise umfassen die Empfangsqualitätsdaten DQ die Nachricht +30 für die Empfangsqualität des 4G-Netzwerks. Das erste Fahrzeug 20a kann demnach beispielsweise die Videoanwendung derart steuern, dass in den nächsten 30 Sekunden mehr Videodaten als üblich gepuffert werden, um den Bereich mit niedriger Empfangsqualität zu überbrücken und die Videoanwendung stabil weiterzubetreiben.
• Beispielsweise umfassen die Empfangsqualitätsdaten DQ die Nachricht +30 für die Empfangsqualität des 3G-Netzwerks. Das erste zweite Fahrzeug 20b kann demnach beispielsweise benötigte Kartendaten innerhalb der nächsten 30 Sekunden vorladen, oder nochmal die Verkehrsinformationen auf den aktuellen Stand bringen.
• Auf diese Weise wird eine verbesserte situationsadaptive Steuerung einer Internetverbindung eines Fahrzeugs ermöglicht.
• Zusätzlich umfasst die externe Steuervorrichtung 10 eine Machine-learning-Einheit 12. Die Machine-learning-Einheit 12 empfängt von den jeweiligen Fahrzeugen 20a, 20b jeweils eine Verfügbarkeit V der Anwendungsanforderung, also inwieweit die zur Verfügung stehende Empfangsqualität der zur Verfügung stehenden Kommunikationskanäle die Anwendungsanforderung im realen Einsatz erfüllt. Außerdem empfängt die Machine-learning-Einheit 12 die Empfangsqualitätsdaten DQ von der Managereinheit 11. Abhängig von den Empfangsqualitätsdaten DQ und/oder der Verfügbarkeit A der Anwendungsanforderung validiert die Machine-learning-Einheit 12 die Empfangsqualitätsdaten DQ. In anderen Worten überprüft die Machine-learning-Einheit 12, inwieweit die Vorhersagen über die Empfangsqualität der Kommunikationskanäle und die Zuordnungen der Kommunikationskanäle, welche durch die Empfangsqualitätsdaten DQ abgebildet werden, mit der realen Verfügbarkeit A der Anwendungsanforderung der einzelnen Anwendungen übereinstimmen. Das Ergebnis dieser Validierung stellt die Machine-learning-Einheit 12 in Form von Validierungsdaten Val der Managereinheit 11 bereit. Die Validierungsdaten Val werden vorzugsweise durch die Anwendung von Machine-learning-Algorithmen festgelegt, welche durch die Machine-learning-Einheit 12 ausgeführt werden.
• Die Managereinheit 11 kann dann abhängig von den Validierungsdaten Val seine Vorhersagen und/oder Zuordnungen anpassen.
• Auf diese Weise wird die situationsadaptive Steuerung einer Internetverbindung eines Fahrzeugs weiter verbessert.
• 2 zeigt ein Verfahren zum situationsadaptiven Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs. In Schritt S10 werden Messdaten mindestens eines Kommunikationskanals durch mindestens ein Fahrzeug an eine externe Steuervorrichtung bereitgestellt. Die Messdaten umfassend eine Empfangsqualität und Charakterisierungsdaten. Die Charakterisierungsdaten beziehen sich auf Daten, die Einfluss auf die Empfangsqualität haben können. In Schritt S20 werden Anwendungsanforderungen einzelner Anwendungen des mindestens eines Fahrzeugs durch das mindestens ein Fahrzeug an die externe Steuervorrichtung bereitgestellt. In Schritt S30 werden Empfangsqualitätsdaten abhängig von den bereitgestellten Messdaten und den bereitgestellten Anwendungsanforderungen durch die externe Steuervorrichtung bereitgestellt. Sie Empfangsqualitätsdaten bilden die Empfangsqualität des jeweiligen Kommunikationskanals für eine bestimmte zukünftige Zeit und/oder eine bestimmte zukünftige Fahrzeugposition ab. In Schritt S40 wird eine Steuerung der jeweiligen Anwendungen abhängig von den bestimmten Empfangsqualitätsdaten durch das jeweilige Fahrzeug angepasst.
• Bezugszeichenliste

10

externe Steuervorrichtung

11

Managereinheit

12

Machine-learning-Einheit

20a

erstes Fahrzeug

20b

zweites Fahrzeug

21a

erste Messeinheit

21b

zweite Messeinheit

22a

erste Steuereinheit

22b

zweite Steuereinheit

DQ

Empfangsqualitätsdaten

A

Anwendungsanforderung

DM

Messdaten

V

Verfügbarkeit

Val

Validierungsdaten

S10

Bereitstellen von Messdaten

S20

Bereitstellen von Anwendungsanforderungen

S30

Bestimmen von Empfangsqualitätsdaten

S40

Anpassen einer Steuerung der jeweiligen Anwendung

Claims (13)

1. Verfahren zum situationsadaptiven Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs (20a, 20b), umfassend die Schritte: Bereitstellen (S10) von Messdaten (DM) mindestens eines Kommunikationskanals, umfassend eine Empfangsqualität des Kommunikationskanals und/oder Charakterisierungsdaten, durch mindestens ein Fahrzeug (20a, 20b) an eine externe Steuervorrichtung (10), wobei sich die Charakterisierungsdaten auf Daten beziehen, die Einfluss auf die Empfangsqualität des Kommunikationskanals haben können; Bereitstellen (S20) von Anwendungsanforderungen (A) einzelner Anwendungen des mindestens eines Fahrzeugs (20a, 20b) durch das mindestens ein Fahrzeug (20a, 20b) an die externe Steuervorrichtung (10); Bestimmen (S30) von Empfangsqualitätsdaten (DQ) abhängig von den bereitgestellten Messdaten (DM) und den bereitgestellten Anwendungsanforderungen (A) durch die externe Steuervorrichtung (10), wobei die Empfangsqualitätsdaten (DQ) die Empfangsqualität des jeweiligen Kommunikationskanals für eine bestimmte zukünftige Zeit und/oder eine bestimmte zukünftige Fahrzeugposition abbilden; und Anpassen (S40) einer Steuerung der jeweiligen Anwendungen abhängig von den bestimmten Empfangsqualitätsdaten (DQ) durch das jeweilige Fahrzeug (20a, 20b).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Charakterisierungsdaten eine aktuelle Fahrzeugposition eine aktuelle Uhrzeit, eine aktuelle Jahreszeit, eine aktuelle Verkehrssituation, einen Kommunikationsprovider des jeweiligen Kommunikationskanals und/oder einen Fahrzeugtyp umfassen.
3. Verfahren nach einem der Voranstehenden Ansprüche, wobei der Kommunikationskanal als Mobilfunk, W-LAN und/oder Satellitenfunk ausgebildet ist.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: Gewichten der Charakterisierungsdaten im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Empfangsqualität des mindestens einen Kommunikationskanals.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen von Empfangsqualitätsdaten (DQ), ein Zuordnen der einzelnen Kommunikationskanäle zu den jeweiligen Fahrzeugen (20a, 20b) abhängig von den bereitgestellten Messdaten (DM) und den bereitgestellten Anwendungsanforderungen (A) umfasst.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: periodisches Synchronisieren und/oder ereignisgetriebenes Synchronisieren der Messdaten (DM) des Fahrzeugs (20a, 20b) mit der externen Steuervorrichtung (10).
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei sich die Empfangsqualitätsdaten (DQ) darauf beziehen, ob die Anwendungsanforderung (A) der jeweiligen Anwendungen erfüllt werden, wie lange die Anwendungsanforderung (A) der jeweiligen Anwendungen noch erfüllt werden und/oder wann die Anwendungsanforderung (DA) der jeweiligen Anwendungen wieder erfüllt werden.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: Schätzen der zukünftigen Fahrzeugposition des mindestens einen Fahrzeugs (20a, 20b) vorzugsweise abhängig von einer aktuellen Navigationsroute des Fahrzeugs (20a, 20b) und/oder abhängig von der aktuellen Fahrzeugposition.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: Validieren der Empfangsqualitätsdaten (DQ) abhängig von einer Verfügbarkeit (V) der Anwendungsanforderung (A) der jeweiligen Anwendungen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, umfassend den Schritt: Anpassen der externen Steuervorrichtung (10) abhängig von der Validierung der Empfangsqualitätsdaten (DQ).
11. Vorrichtung zum situationsadaptiven Steuern einer Internetverbindung eines Fahrzeugs (20a, 20b), die eingerichtet ist, Messdaten (DM) mindestens eines Kommunikationskanals, umfassend eine Empfangsqualität des Kommunikationskanals und Charakterisierungsdaten, zu empfangen, die durch mindestens ein Fahrzeug (20a, 20b) bereitgestellt werden, wobei sich die Charakterisierungsdaten auf Daten beziehen, die Einfluss auf die Empfangsqualität des Kommunikationskanals haben können; Anwendungsanforderungen (A) einzelner Anwendungen des mindestens eines Fahrzeugs (20) zu empfangen, die durch das mindestens ein Fahrzeug (20a, 20b) bereitgestellt werden; Empfangsqualitätsdaten (DQ) abhängig von den bereitgestellten Messdaten (DM) und den bereitgestellten Anwendungsanforderungen (A) zu bestimmen, wobei die Empfangsqualitätsdaten (DQ) die Empfangsqualität des jeweiligen Kommunikationskanals für eine bestimmte zukünftige Zeit und/oder eine bestimmte zukünftige Fahrzeugposition abbilden; und eine Steuerung der jeweiligen Anwendungen abhängig von den bestimmten Empfangsqualitätsdaten (DQ) durch das jeweilige Fahrzeug (20a, 20b) anzupassen.
12. Computerprogramm, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
13. Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.

Images