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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Planung einer Datenübertragung zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Mobilfunknetz, wobei eine voraussichtliche Fahrstecke mittels eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs bestimmt wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Kommunikationssystem.
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Die Nutzung von mobilem Internet in Kraftfahrzeugen nimmt kontinuierlich zu. Insbesondere im Kontext des teilweise automatischen oder vollautomatischen Fahrens können internetbasierte Anwendungen durch Benutzer des Kraftfahrzeugs fahrtbegleitend genutzt werden.
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Die Reichweite von Mobilfunksendetürmen ist jedoch begrenzt. Insbesondere ist die Reichweite von Sendemasten für die Mobilfunkgeneration 5G im Vergleich zu vorherigen Generationen kleiner. Beispielsweise bei schnellen Autobahnfahrten kann die dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Bandbreite daher stark schwanken, was für den gleichmäßigen Betrieb verschiedener datenbasierter Anwendungen problematisch ist.
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Wechselnde Bandbreiten gegebenenfalls verbunden mit Funklücken auf der Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs können insbesondere dazu führen, dass nicht alle Anwendungen, die auf eine Datenverbindung angewiesen sind, wie gewünscht ausgeführt werden können.
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Im Dokument
DE 10 2010 028 859 A1 wird ein Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationseinheit eines Kraftfahrzeugs beschrieben, bei der ein Übertragungskanal vorgegeben ist. Abhängig von einer prognostizierten Fahrroute des Kraftfahrzeugs und abhängig von einer Kenngröße des Übertragungskanals werden Routenkenngrößen entlang der prognostizierten Fahrtroute ermittelt. Abhängig davon können beispielsweise Daten vorab heruntergeladen werden und zwischengespeichert werden.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur Planung der Datenübertragung zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Mobilfunknetz anzugeben, welches die gleichzeitige Nutzung verschiedener Anwendungen, welche auf Daten aus dem Mobilfunknetz zugreifen, mit höherer Übereinstimmung mit den Bedürfnissen eines oder mehrerer Nutzer der Anwendungen ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, die voraussichtliche Aufenthaltsdauer des Kraftfahrzeugs in einzelnen Streckenabschnitten einer voraussichtlichen Fahrstecke des Kraftfahrzeugs zu bestimmen und wenigstens zwei Anwendungen basierend darauf für jeden Streckenabschnitt eine entsprechende Anwendungsbandbreite zuzuweisen.
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Gemäß einem unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zur Planung einer Datenübertragung zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Mobilfunknetz angegeben, wobei eine voraussichtliche Fahrstecke des Kraftfahrzeugs mittels eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs bestimmt wird. Mittels einer Kommunikationsschnittstelle des Kraftfahrzeugs werden für wenigstens zwei Streckenabschnitte der voraussichtlichen Fahrstecke jeweils Verkehrsflussdaten von einer externen Datenbank empfangen. Mittels einer Recheneinheit des Kraftfahrzeugs wird für jeden der Streckenabschnitte eine voraussichtlich zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite des Mobilfunknetzes abhängig von vorgegebenen Netzdaten bestimmt. Mittels der Recheneinheit wird für jeden der Streckenabschnitte abhängig von den jeweiligen Verkehrsflussdaten eine voraussichtliche Aufenthaltsdauer des Kraftfahrzeugs in dem Streckenabschnitt bestimmt. Mittels der Recheneinheit wird für jeden der Streckenabschnitte abhängig von der jeweiligen Aufenthaltsdauer und der jeweiligen Gesamtbandbreite ein maximal übertragbares Datenvolumen bestimmt. Mittels der Recheneinheit wird jeder von wenigstens zwei Anwendungen abhängig von den maximal übertragbaren Datenvolumina aller Streckenabschnitte der wenigstens zwei Streckenabschnitte für jeden der Streckenabschnitte eine Anwendungsbandbreite zugewiesen.
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Unter der Bandbreite kann hier und im Folgenden ein Frequenzbereich einer oder mehrerer Übertragungskanäle des Mobilfunknetzes verstanden werden. Die Bandbreite ist daher eindeutig mit einer Datenübertragungsrate zur Datenübertragung mittels des Mobilfunknetzes verknüpft. Insbesondere ist die Datenübertragungsrate durch die Bandbreite und die entsprechende Codierung des Übertragungskanals vorgegeben. Dementsprechend kann hier und im Folgenden der Begriff „Bandbreite“ auch als Maß für eine Datenübertragungsrate verstanden werden.
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Unter der Zuweisung einer Anwendungsbandbreite an die wenigstens zwei Anwendungen kann daher verstanden werden, dass den wenigstens zwei Anwendungen jeweils eine maximale Anwendungsdatenübertragungsrate zugewiesen wird, mit der die Anwendung während des entsprechenden Streckenabschnitts Daten von dem oder in das Mobilfunknetz übertragen kann.
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Unter der Planung der Datenübertragung kann insbesondere die Planung der Bandbreitenverteilung, also eine Bandbreitenplanung, verstanden werden, bei der die je nach Streckenabschnitt verfügbare Bandbreite oder Kanalkapazität aller Übertragungskanäle des Mobilfunknetzes zumindest teilweise auf die wenigstens zwei Anwendungen verteilt wird.
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Die voraussichtliche Fahrstrecke kann beispielsweise aus den wenigstens zwei Streckenabschnitten bestehen.
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Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs kann die voraussichtliche Fahrstrecke beziehungsweise können die wenigstens zwei Streckenabschnitte basierend auf einer aktuell vorliegenden Verkehrssituation oder aufgrund individuellen Fahrverhaltens eines Fahrers angepasst werden.
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Bei den vorgegebenen Netzdaten handelt es sich insbesondere um Netzdaten betreffend das Mobilfunknetz, welche insbesondere Standorte, jeweilige Reichweiten und/oder jeweilige minimale oder maximale Bandbreiten von Sendemasten des Mobilfunknetzes entlang der Fahrstrecke beinhalten. Die Netzdaten sind insbesondere vorgegeben, indem sie auf einem externen Servercomputer, einer Cloud oder lokal in dem Kraftfahrzeug, beispielsweise auf einer Datenbank oder in einer digitalen Karte des Kraftfahrzeugs, gespeichert sind.
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Bei der externen Datenbank handelt es sich insbesondere um eine Datenbank, die nicht Teil des Kraftfahrzeugs ist, sondern die auf einem externen Computersystem oder in einer Cloud gespeichert ist.
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Die Verkehrsflussdaten können beispielsweise Informationen dahingehend beinhalten, wie hoch ein Verkehrsaufkommen in dem jeweiligen Streckenabschnitt voraussichtlich sein werden, welche Standzeiten während des jeweiligen Streckenabschnitts voraussichtlich zu erwarten sind, welche durchschnittlichen, minimalen oder maximalen Fahrgeschwindigkeiten in dem entsprechenden Streckenabschnitt möglich oder zu erwarten sind und so weiter. Die Verkehrsflussdaten können beispielsweise aus aktuellen Mess- oder Überwachungsdaten bestimmt werden, also insbesondere in Echtzeit. Alternativ oder zusätzlich können historische Verkehrsflussdaten verwendet werden, um die Verkehrsflussdaten für die jeweiligen Streckenabschnitte zu prognostizieren.
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Zusätzlich zu den Verkehrsflussdaten kann in verschiedenen Ausführungsformen ein historisches Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs oder eines Fahrers des Kraftfahrzeugs herangezogen werden, um die jeweilige Aufenthaltsdauer für die Streckenabschnitte zu bestimmen.
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Die Kommunikationsschnittstelle kann insbesondere eine oder mehrere Komponenten zur Kommunikation zwischen der Kommunikationsschnittstelle und dem Mobilfunknetz beziehungsweise zur Kommunikation der Kommunikationsschnittstelle mit einem oder mehreren der Endgeräte oder mit der Recheneinheit aufweisen.
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Das maximal übertragbare Datenvolumen für einen der Streckenabschnitte ergibt sich insbesondere als Produkt aus der entsprechenden Aufenthaltsdauer und einer der Gesamtbandbreite in diesem Streckenabschnitt entsprechenden Datenübertragungsrate. Beispielsweise kann die Recheneinheit die Datenübertragungsrate basierend auf der jeweiligen Gesamtbandbreite und einer oder mehrerer Codierungen des Mobilfunknetzes, insbesondere eines oder mehrerer Übertragungskanäle des Mobilfunknetzes, bestimmen.
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Bei der Anwendungsbandbreite handelt es sich insbesondere um eine Bandbreite, die der jeweiligen Anwendung in diesem entsprechenden Streckenabschnitt maximal zur Verfügung gestellt wird.
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Bei den wenigstens zwei Anwendungen handelt es sich insbesondere um Anwendungsprogramme, also Software- oder Computerprogramme, die auf einem Endgerät des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem Multimediagerät des Kraftfahrzeugs, oder auf einem Endgerät eines Fahrgasts des Kraftfahrzeugs ausgeführt werden. Die Anwendungsprogramme nutzen Daten aus dem Mobilfunknetz, also Daten, die über das Mobilfunknetz auf eine Speichereinheit des Kraftfahrzeugs, der Recheneinheit oder des Endgeräts geladen werden. Diese Daten können dabei in Echtzeit oder näherungsweise in Echtzeit geladen, also gestreamt, werden und/oder können teilweise oder vollständig vorgeladen also gepuffert werden.
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Das Endgerät nutzt zum Ausführen der jeweiligen Anwendung beispielsweise die Kommunikationsschnittstelle des Kraftfahrzeugs zur Datenübertragung mit dem Mobilfunknetz.
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Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle als mobiler Hotspot angesehen werden oder einen mobilen Hotspot zur Verfügung stellen.
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Die Kommunikation zwischen der Kommunikationsschnittstelle und einem Endgerät kann jedoch auch drahtgebunden erfolgen, insbesondere, wenn es sich bei dem Endgerät um ein Endgerät des Kraftfahrzeugs handelt.
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Dass den wenigstens zwei Anwendungen abhängig von den maximal übertragbaren Datenvolumina aller Streckenabschnitte die Anwendungsbandbreiten für jeden Streckenabschnitt zugewiesen werden, bedeutet insbesondere, dass bei der Zuweisung der Anwendungsbandbreite zu einer Anwendung nicht nur die maximal übertragbaren Datenvolumina derjenigen Streckenabschnitte berücksichtigt werden, zu denen diese Anwendung voraussichtlich ausgeführt wird, sondern insbesondere auch solcher Streckenabschnitte, zu denen die Anwendung voraussichtlich noch nicht ausgeführt wird. Dadurch wird eine optimale Planung dahingehend möglich, ob, wann und in welchem Umfang jeweils Daten aus dem Mobilfunknetz vorgeladen werden müssen, um einen gleichmäßigen Betrieb aller Anwendungen wie gewünscht zu ermöglichen.
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Durch die streckenabschnittsweise Zuweisung der Anwendungsbandbreiten abhängig von den maximal übertragbaren Datenvolumina aller Streckenabschnitte erlaubt das verbesserte Konzept eine vorausschauende Bandbreitenplanung, um einen möglichst optimalen Betrieb der Anwendungen zu gewährleisten, indem insbesondere die jeweils streckenabschnittsabhängig zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite des Mobilfunknetzes entsprechend aufgeteilt wird. Dabei können die verschiedenen Anwendungen auch priorisiert werden und es kann eine detaillierte Abstimmung zwischen den einzelnen Anwendungen erfolgen.
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Bei dem Mobilfunknetz kann es sich insbesondere um ein Mobilfunknetz nach dem 5G-Standard handeln.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Planung einer Datenübertragung wird mittels der Recheneinheit für jede der Anwendungen ein voraussichtlich erforderliches Gesamtdatenvolumen bestimmt wird. Mittels der Recheneinheit werden die jeweiligen Anwendungsbandbreiten den Anwendungen abhängig von den Gesamtdatenvolumina aller Anwendungen zugewiesen.
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Das Gesamtdatenvolumen einer Anwendung entspricht einem Datenvolumen, welches die Anwendung diese während der gesamten Fahrstrecke benötigt.
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Insbesondere kann das erforderliche Gesamtdatenvolumen der Recheneinheit für jede der Anwendungen von dem entsprechenden Endgerät zur Verfügung gestellt werden, auf dem die jeweilige Anwendung ausgeführt werden soll, beispielsweise mittels der Kommunikationsschnittstelle.
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Durch die Berücksichtigung der Gesamtdatenvolumina aller Anwendungen kann die Zuweisung der jeweiligen Anwendungsbandbreiten genauer an die jeweiligen Anforderungen der wenigstens zwei Anwendungen angepasst werden oder somit kann eine bessere Optimierung, Planung und/oder Priorisierung der Datenübertragung während der Fahrstecke ermöglicht werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform erhält die Recheneinheit von demjenigen Endgerät, auf dem die jeweilige Anwendung ausgeführt werden soll, das voraussichtlich erforderliche Gesamtdatenvolumen dieser Anwendung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden einer oder mehrere Fahrgäste des Kraftfahrzeugs beispielsweise mittels der Recheneinheit und/oder mittels der Kommunikationsschnittstelle identifiziert, beispielsweise anhand eines jeweiligen Endgeräts. Das voraussichtliche Gesamtdatenvolumen wird mittels der Recheneinheit insbesondere abhängig von benutzerspezifischen Informationen, insbesondere historischen benutzerspezifischen Informationen, hinsichtlich der Datennutzung des jeweiligen Fahrgasts bestimmt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mittels des Endgeräts Kalenderdaten eines digitalen Kalenders eines Fahrgasts an die Recheneinheit übertragen und die Recheneinheit bestimmt das voraussichtlich erforderliche Gesamtdatenvolumen der jeweiligen Anwendung abhängig von den Kalenderdaten.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Recheneinheit für jede der Anwendungen wenigstens ein Aktivitätsabschnitt des wenigstens einen Streckenabschnitts bestimmt wird, in welchem die jeweilige Anwendung voraussichtlich aktiv sein wird. Mittels der Recheneinheit werden die jeweiligen Anwendungsbandbreiten den Anwendungen abhängig von den Aktivitätsabschnitten aller Anwendungen zugewiesen.
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Insbesondere erfolgt die Zuweisung der Anwendungsbandbreiten abhängig von den Aktivitätsabschnitten aller Anwendungen und dem Gesamtdatenvolumina aller Anwendungen.
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Dass die jeweilige Anwendung aktiv ist bedeutet insbesondere, dass die Anwendung zu einem entsprechenden Zeitpunkt Daten aus dem Mobilfunknetz in Echtzeit oder vorgeladene Daten nutzt.
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Die Aktivitätsabschnitte für eine Anwendung kann die Recheneinheit beispielsweise von dem jeweiligen Endgerät erhalten.
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Durch die Identifizierung und Berücksichtigung der Aktivitätsabschnitte kann eine zielgenaue Planung der Bandbreitenverteilung und damit eine verbesserte und optimierte Planung oder Priorisierung der Datenübertragung entlang der Fahrstecke erfolgen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform bestimmt die Recheneinheit oder das jeweilige Endgerät den wenigstens einen Aktivitätsabschnitt einer entsprechenden Anwendung basierend auf den personenspezifischen Daten oder den Kalenderdaten.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Recheneinheit für jede der Anwendungen eine erforderliche Mindestbandbreite oder Mindestdatenübertragungsrate bestimmt. Die jeweiligen Anwendungsbandbreiten werden den Anwendungen abhängig von den Mindestbandbreiten aller Anwendungen oder den Mindestdatenübertragungsraten aller Anwendungen zugewiesen.
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Die erforderliche Mindestbandbreite wird der Recheneinheit insbesondere von dem jeweiligen Endgerät zur Verfügung gestellt.
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Falls die Kanalkapazität des Mobilfunknetzes beziehungsweise das maximal übertragbare Datenvolumen eines der Streckenabschnitte gemäß der Planung voll ausgenutzt werden muss, kann die Anwendung beispielsweise mit der Mindestbandbreite betrieben werden, um eine gleichzeitige Verwendung mehrerer Anwendungen zu ermöglichen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Recheneinheit für jede der Anwendungen eine optimale Bandbreite bestimmt. Mittels der Recheneinheit werden die jeweiligen Anwendungsbandbreiten den Anwendungen abhängig von den optimalen Bandbreiten aller Anwendungen zugewiesen.
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Die Recheneinheit erhält die optimale Bandbreite für eine Anwendung insbesondere von dem jeweiligen Endgerät.
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Falls die jeweilige Kanalkapazität beziehungsweise maximal übertragbares Datenvolumen in einem Streckenabschnitt nicht voll ausgenutzt wird, kann die jeweilige Anwendung beispielsweise mit der optimalen Bandbreite betrieben werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Recheneinheit für jede der Anwendungen eine Priorität bestimmt. Mittels der Recheneinheit werden die jeweiligen Anwendungsbandbreiten den Anwendungen abhängig von den Prioritäten aller Anwendungen zugewiesen.
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Die jeweilige Priorität einer Anwendung erhält die Recheneinheit insbesondere von dem entsprechenden Endgerät oder die Recheneinheit weist der Anwendung die Priorität zu.
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Dadurch wird eine verbesserte Planung der Datenübertragung ermöglicht.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mittels der Kommunikationsschnittstelle Planungsinformationen betreffend eine Datenübertragung zwischen wenigstens einem weiteren Kraftfahrzeug und dem Mobilfunknetz empfangen. Mittels der Recheneinheit werden die jeweiligen Anwendungsbandbreiten den Anwendungen abhängig von den Planungsinformationen zugewiesen.
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Die Kommunikationsschnittstelle kann insbesondere als Fahrzeug-zu-Fahrzeug, V2V-Schnittstelle und/oder als Fahrzeug-zu-Infrastruktur, V2X, Schnittstelle ausgestaltet sein, um die Planungsinformationen zu erhalten.
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Insbesondere kann die Kommunikationsschnittstelle die Planungsinformationen via V2V von dem wenigstens einen weiteren Kraftfahrzeug direkt erhalten oder von einem zentralen Dienst oder einer Infrastruktureinrichtung, wie beispielsweise einem Servercomputersystem, via V2X.
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Die Planungsinformationen können beispielsweise Informationen dahingehend enthalten, welchen Bedarf zur Datenübertragung das wenigstens eine Kraftfahrzeug auf einem oder mehreren der Streckenabschnitte hat. Alternativ oder zusätzlich können die Planungsinformationen entsprechende Prioritäten, minimale oder maximale Bandbreiten, Aktivitätsabschnitte, Gesamtdatenvolumina und so weiter von weiteren Anwendungen, die von dem wenigstens einen weiteren Kraftfahrzeug oder dessen Insassen voraussichtlich ausgeführt werden, beinhalten.
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In solchen Ausführungsformen ermöglicht das verbesserte Konzept eine Abstimmung und Planung der Datenübertragung für eine gesamte Fahrzeugflotte und somit eine möglichst optimale Verteilung und Nutzung der zur Verfügung stehenden Kapazität des Mobilfunknetzes.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden abhängig von den maximal übertragbaren Datenvolumina aller Streckenabschnitte Daten zur Verwendung durch die wenigstens zwei Anwendungen vorgeladen.
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Das Vorladen kann dabei auch als Puffern oder Zwischenspeichern bezeichnet werden und erfolgt insbesondere vor dem jeweiligen Aktivitätsabschnitt der entsprechenden Anwendung. Die vorgeladenen Daten werden lokal auf dem Endgerät oder dem Kraftfahrzeug gespeichert.
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Die Daten können insbesondere mittels des Endgeräts vorgeladen werden und/oder mittels der Kommunikationsschnittstelle und der Recheneinheit.
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Durch die Option des Vorladens kann die verfügbare Bandbreite dann ausgenutzt werden, wenn sie tatsächlich zur Verfügung steht, sodass bessere Planungsergebnisse erzielbar sind.
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Das Vorladen kann insbesondere abhängig von den Planungsinformationen und/oder den Prioritäten der wenigstens zwei Anwendungen und/oder den Mindestbandbreiten und/oder optimalen Bandbreiten der wenigstens zwei Anwendungen, der Aktivitätsabschnitte der wenigstens zwei Anwendungen und/oder der voraussichtlich erforderlichen Gesamtdatenvolumina der wenigstens zwei Anwendungen erfolgen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die wenigstens zwei Anwendungen wenigstens teilweise während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs, insbesondere entlang der Fahrstecke, entsprechend der ihnen jeweils zugewiesenen Anwendungsbandbreiten ausgeführt.
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Die Ausführung der wenigstens zwei Anwendungen kann dabei insbesondere entsprechend der jeweiligen minimalen und/oder optimalen Bandbreite durchgeführt werden. Zum Durchführen der wenigstens zwei Anwendungen kann auf die vorgeladenen Daten zugegriffen werden und/oder es können in Echtzeit Daten über das Mobilfunknetz geladen werden.
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Dass die wenigstens zwei Anwendungen wenigstens teilweise ausgeführt werden, kann beispielsweise derart verstanden werden, dass, je nach Planungsergebnis und/oder Priorisierung der jeweiligen Anwendungen, Situationen eintreten können, in denen eine oder mehrere der wenigstens zwei Anwendungen während der Fahrstecke nicht oder nicht zu den gewünschten Aktivitätsabschnitten ausgeführt werden können. In einem solchen Fall kann die Recheneinheit beispielsweise eine entsprechende Information an den Fahrgast oder das jeweilige Endgerät ausgeben.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Kommunikationssystem für ein Kraftfahrzeug zur Planung einer Datenübertragung zwischen dem Kraftfahrzeug und einem Mobilfunknetz angegeben. Das Kommunikationssystem weist ein Navigationssystem, eine Kommunikationsschnittstelle und eine Recheneinheit auf. Das Navigationssystem ist dazu eingerichtet, eine voraussichtliche Fahrstecke des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Die Kommunikationsschnittstelle ist dazu eingerichtet, für wenigstens zwei Streckenabschnitte der voraussichtlichen Fahrstecke jeweils Verkehrsflussdaten von einer externen Datenbank zu empfangen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, für jeden der Streckenabschnitte eine voraussichtlich zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite des Mobilfunknetzes abhängig von vorgegebenen Netzdaten zu bestimmen, für jeden der Streckenabschnitte abhängig von den jeweiligen Verkehrsflussdaten eine voraussichtliche Aufenthaltsdauer des Kraftfahrzeugs in dem Streckenabschnitt zu bestimmen und für jeden der Streckenabschnitte abhängig von der jeweiligen Aufenthaltsdauer und der jeweiligen Gesamtbandbreite ein maximal übertragbares Datenvolumen zu bestimmen. Die Recheneinheit ist ferner dazu eingerichtet, jeder von wenigstens zwei Anwendungen abhängig von den maximal übertragbaren Datenvolumina aller Streckenabschnitte für jeden der Streckenabschnitte eine Anwendungsbandbreite zuzuweisen.
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Weitere Ausführungsformen des Kommunikationssystems nach dem verbesserten Konzept ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen des Verfahrens nach dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Insbesondere kann ein Kommunikationssystem nach dem verbesserten Konzept dazu eingerichtet oder programmiert sein, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept auszuführen oder das Kommunikationssystem nach dem verbesserten Konzept führt ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept aus.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Kraftfahrzeug mit einem Kommunikationssystem nach dem verbesserten Konzept angegeben.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems hier nicht noch einmal explizit beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigen:
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einer beispielhaften Ausführungsform eines Kommunikationssystems nach dem verbesserten Konzept; und
- 2 in Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 7 mit einer beispielhaften Ausführungsform eines Kommunikationssystems 11 nach dem verbesserten Konzept dargestellt.
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Das Kommunikationssystem 11 weist ein Navigationssystem 8, eine Kommunikationsschnittstelle 9 und eine mit der Kommunikationsschnittstelle 9 und dem Navigationssystem 8 verbundene Recheneinheit 10 auf.
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Eines oder mehrere Endgeräte 12 sind mit der Recheneinheit 10 drahtlos oder drahtgebunden gekoppelt.
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Bei den Endgeräten 12 kann es sich um Endgeräte des Kraftfahrzeugs 7 und/oder eines oder mehrerer Fahrzeuginsassen des Kraftfahrzeugs 7 handeln.
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Die Endgeräte 12 sind jeweils dazu eingerichtet, entsprechende Anwendungen auszuführen, für die eine Datenübertragung mit einem Mobilfunknetz erforderlich oder möglich ist.
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Die Funktionsweise des Kommunikationssystems 11 nach dem verbesserten Konzept wird im Folgenden anhand eines Verfahrens zur Planung einer Datenübertragung nach dem verbesserten Konzept beschrieben, insbesondere mit Bezug auf 2
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In 2 ist ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept dargestellt.
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In Schritt 1 des Verfahrens bestimmt das Navigationssystem 8, insbesondere vor Beginn einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 7, eine voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs 7. Dazu kann das Navigationssystem 8 beispielsweise Benutzereingaben erfassen, wie beispielsweise eine Zieleingabe und basierend auf der Benutzereingabe und einer digitalen Karte, die auf dem Navigationssystem 8 oder auf einer externen Datenbank gespeichert ist, auf die das Navigationssystem drahtlos, beispielsweise über die Kommunikationsschnittstelle 9 oder eine weitere Kommunikationsschnittstelle (nicht gezeigt) des Navigationssystems 8 zugreifen kann.
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Basierend auf der voraussichtlichen Fahrstrecke werden in Schritt 2 des Verfahrens wenigstens zwei Streckenabschnitte der Fahrstecke mittels der Recheneinheit 10 identifiziert. Dabei können die Streckenabschnitte beispielsweise jeweiligen Abdeckungsgebieten unterschiedlicher Sendetürme oder Sendeeinheiten des Mobilfunknetzes entsprechen.
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Mittels der Kommunikationsschnittstelle 9 werden in Schritt 2 des Verfahrens für jeden der Streckenabschnitte Verkehrsflussdaten von einer externen Datenbank, beispielsweise aus einer Cloud oder von einem Servercomputer, empfangen.
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In Schritt 3 des Verfahrens bestimmt die Recheneinheit 10 für jeden der Streckenabschnitte eine voraussichtlich zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite des Mobilfunknetzes abhängig von vorgegebenen Netzdaten. Die Netzdaten können beispielsweise die Standorte von einem oder mehrerer Sendeeinheiten oder Mobilfunkmasten des Mobilfunknetzes beinhalten, historische Daten betreffend die zu früheren Zeitpunkten zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite des Mobilfunknetzes in dem entsprechenden Streckenabschnitt und/oder aktuelle Messdaten des Kraftfahrzeugs, weiterer Kraftfahrzeuge oder von Infrastruktureinrichtungen betreffend die aktuell zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite des Mobilfunknetzes in den entsprechenden Streckenabschnitten.
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In Schritt 4 des Verfahrens bestimmt die Recheneinheit 10 für jeden der Streckenabschnitte abhängig von den jeweiligen Verkehrsflussdaten für den entsprechenden Streckenabschnitt eine voraussichtliche Aufenthaltsdauer des Kraftfahrzeugs 7 in dem jeweiligen Streckenabschnitt. Optional kann die Recheneinheit 10 dazu auch eine eingestellte oder zu erwartende Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 7 auf der Fahrstrecke und/oder Daten zum historischen Fahrverhalten eines Fahrers des Kraftfahrzeugs 7 in den jeweiligen Streckenabschnitten berücksichtigen.
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Damit wird also insbesondere mittels der Recheneinheit 10 bestimmt, welche minimale oder maximale Bandbreite in jedem der Streckenabschnitte zur Verfügung steht.
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In Schritt 5 des Verfahrens bestimmt die Recheneinheit 10 für jeden der Streckenabschnitte abhängig von der jeweiligen Aufenthaltsdauer und der jeweiligen Gesamtbandbreite in dem entsprechenden Streckenabschnitt ein maximal übertragbares Datenvolumen.
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In Schritt 6 des Verfahrens weist die Recheneinheit den Anwendungen, die mittels der Endgeräte 12 ausgeführt werden sollen, abhängig von den maximal übertragbaren Datenvolumina aller Streckenabschnitte für jeden der Streckenabschnitte einen Anwendungsbandbreite zu, die der jeweiligen Anwendung während des entsprechenden Streckenabschnitts zur Verfügung gestellt wird.
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Für die Zuweisung der Anwendungsbandbreiten können optional minimale oder maximale Bandbreiten, die für die Anwendungen nötig sind, berücksichtigt werden. Außerdem kann berücksichtigt werden, welche voraussichtlichen Datenvolumina die einzelnen Anwendungen jeweils während der Fahrstecke benötigen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die einzelnen Anwendungen ihren Datenbedarf selbst bei einem koordinierten Dienst, der von der Recheneinheit 10 ausgeführt wird, anmelden und/oder dass die Recheneinheit 10 aus historischen Daten abschätzt, welche Anwendungen welchen Bedarf haben.
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Hierzu können auch, beispielsweise aus Kalendereinträgen oder historischen Nutzerprofilen, wahrscheinliche Anwendungen ermittelt werden, die während der Fahrstecke wahrscheinlich ausgeführt werden.
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Die Recheneinheit 10 kann anhand entsprechender Anwendungsprofile der Anwendungen, bestimmen, welchen Anwendungen in welchen Streckenabschnitten welche Anwendungsbandbreite zugewiesen wird, um den Gesamtbedarf bestmöglich zu erfüllen.
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Beispielsweise können die Anwendungen oder einzelne der Anwendungen dazu ausgelegt sein, von der Recheneinheit 10 eine Rückmeldung zu der zugewiesenen Anwendungsbandbreite zu erhalten.
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Abhängig davon kann das jeweilige Endgerät 12 beziehungsweise die Anwendung selbst Daten, beispielsweise Videos, puffern, um die dafür erforderliche Bandbreite während eines späteren Streckenabschnitts nicht für andere Anwendungen zu blockieren.
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Im Folgenden werden zusätzliche Anwendungsbeispiele erläutert, um die Funktion des Kommunikationssystems beziehungsweise um ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept weiter und detaillierter zu beschreiben.
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In einem ersten Anwendungsbeispiel ist beispielsweise bekannt, dass einer der Fahrgäste während der Fahrt üblicherweise eine bestimmte Multimediaanwendung nutzt, beispielsweise ein Video streamt. In einem Kalender eines Endgeräts 12 eines weiteren Fahrgasts ist beispielsweise ein Termin für eine Videokonferenz während der Fahrstrecke hinterlegt. Die Recheneinheit 10 kann beispielsweise feststellen, dass die zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite in einem Streckenabschnitt, in dem sich das Kraftfahrzeug 7 zum Zeitpunkt der Videokonferenz voraussichtlich befindet, gegebenenfalls nicht dafür ausreicht, die Videokonferenz und die Multimediaanwendung gleichzeitig durchzuführen. Deshalb kann der Multimediaanwendung beispielsweise in den vorherliegenden Streckenabschnitten ausreichend Bandbreite zur Verfügung gestellt werden, um das entsprechende Video teilweise oder komplett vorzuladen. Stellt die Recheneinheit 10 beispielsweise fest, dass die in den vorherigen Streckenabschnitten zur Verfügung stehende Bandbreite nicht ausreicht, um eine ausreichend große Datenmenge für die Multimediaanwendung vorzuladen, um der Videokonferenz genügend Bandbreite für eine hohe Qualität der Videokonferenz zur Verfügung zu stellen, kann die verfügbare Bandbereite so aufgeteilt werden, dass beide Anwendungen gleichzeitig durchgeführt werden können, beispielsweise mit nicht optimaler Qualität.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel beabsichtigen Fahrgäste mehrerer in einem bestimmten Streckenabschnitt fahrender Kraftfahrzeuge, jeweils Videos zu streamen. Aufgrund einer Empfangslücke auf der Fahrstrecke kann es für alle Fahrgäste notwendig sein, einen entsprechenden Videoabschnitt zu puffern. Damit das Mobilfunknetz nicht punktuell überlastet wird, kann über einen externen Server oder direkt zwischen den Kraftfahrzeugen eine Kommunikation zwischen den jeweiligen Recheneinheiten der Kraftfahrzeuge stattfinden, um eine Abstimmung vorzunehmen, zu welchen Streckenabschnitten vor der Funklücke die einzelnen Anwendungen entsprechend Daten vorladen.
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In einem weiteren Anwendungsfall hat die Recheneinheit 10 feststellt, dass eine bestimmte Anwendung aufgrund ihrer spezifischen Anforderungen, beispielsweise einer erforderlichen Mindestbandbreite, einer Latenz aufgrund von Echtzeitbedingungen, in einem bestimmten Streckenabschnitt nicht durchgeführt werden kann. In diesem Fall wird der entsprechende Fahrgast, der die Anwendung nutzen möchte, auf die Art und Dauer des Dienstausfalls hingewiesen.
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Wie beschrieben wurde ermöglicht es das verbesserte Konzept durch vorausschauende Bandbreitenplanung eine optimale Aufteilung zur Verfügung stehender Bandbreiten des Mobilfunknetzes zu erreichen, um unterschiedliche Anwendungen gleichzeitig in optimaler Weise während der Fahrstecke des Kraftfahrzeugs durchführen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verfahrensschritt
- 2
- Verfahrensschritt
- 3
- Verfahrensschritt
- 4
- Verfahrensschritt
- 5
- Verfahrensschritt
- 6
- Verfahrensschritt
- 7
- Kraftfahrzeug
- 8
- Navigationssystem
- 9
- Kommunikationsschnittstelle
- 10
- Recheneinheit
- 11
- Kommunikationssystem
- 12
- Endgerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010028859 A1 [0005]
