DE102020005338A1 - Method for operating a mobile network for a terminal using a network system, and network system - Google Patents

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DE102020005338A1
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Christian Geiss
Susanne Hahn
Marcus Hammes
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Netzwerks (24) für ein Endgerät (26) mittels eines Netzwerksystems (10), bei welchem von einer fixierten Basisstation (12) des Netzwerksystems (10) das mobile Netzwerk (24) in eine Umgebung (28) der Basisstation (12) ausgesendet wird und bei welchem mittels eines Relaisknotens (14) des Netzwerksystems (10) das ausgesendete mobile Netzwerk (24) erweitert wird, wobei sich der Relaisknoten (14) in der Umgebung (28) befindet, wobei der Relaisknoten (14) in einem Kraftfahrzeug (16) in der Umgebung (28) bereitgestellt wird und mittels des Kraftfahrzeugs (16) mobil das mobile Netzwerk (24) erweitert wird, wobei das Endgerät (26) über den mobilen Relaisknoten (14) mit dem mobilen Netzwerk (24) verbunden wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Netzwerksystem (10).The invention relates to a method for operating a mobile network (24) for a terminal (26) by means of a network system (10), in which the mobile network (24) is transferred from a fixed base station (12) of the network system (10) to an environment ( 28) of the base station (12) and in which the transmitted mobile network (24) is expanded by means of a relay node (14) of the network system (10), the relay node (14) being located in the vicinity (28), the Relay node (14) is provided in a motor vehicle (16) in the area (28) and the mobile network (24) is expanded by means of the motor vehicle (16), the terminal device (26) being connected via the mobile relay node (14) to the mobile network (24) is connected. The invention also relates to a network system (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Netzwerks für ein Endgerät mittels eines Netzwerksystems gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Netzwerksystem.The invention relates to a method for operating a mobile network for a terminal device using a network system according to the preamble of patent claim 1. The invention also relates to a network system.

Im derzeitigen Ausbaustand der derzeitigen Mobilfunknetze ist keine lückenlose Mobilfunkversorgung flächendeckend gegeben. Bekannt und verbreitet ist die herkömmliche Mobilfunktechnik, wie beispielsweise GSM, QMTS, LTE oder weitere, mit ortsfesten Zugangspunkten. Hierbei sind die Sende- und Empfangseinheiten, welche das Mobilfunknetz für Endgeräte bereitstellen, sogenannte Basisstationen, an festen Orten angebracht, typischerweise an Funkmasten oder auf Gebäudedächern. Darüber hinaus ist bekannt, dass zusätzliche Sende- und Empfangseinheiten, sogenannte Relais-Nodes, ortsfest im Abdeckungsgebiet der Basisstationen installiert werden, in ihrem Netz angemeldet sind und anschließend selbst als Zugangspunkt für dieses Mobilfunknetz fungieren. Diese Methoden sind bereits im 3GPP-Standard verankert. Im Unterschied zu den Basisstationen sind Relais-Nodes nicht direkt mit dem Kernnetz des Mobilfunkbetreibers verbunden.In the current development status of the current mobile phone networks, there is no gapless mobile phone coverage across the board. Conventional mobile radio technology, such as GSM, QMTS, LTE or others, with fixed access points is well known and widespread. In this case, the transmitting and receiving units that provide the mobile radio network for end devices, so-called base stations, are installed at fixed locations, typically on radio masts or on the roofs of buildings. It is also known that additional transmitting and receiving units, so-called relay nodes, are installed in the coverage area of the base stations, are registered in their network and then themselves act as access points for this mobile network. These methods are already anchored in the 3GPP standard. Unlike base stations, relay nodes are not directly connected to the mobile operator's core network.

Die DE 2014 221 956 A1 offenbart eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Computerprogramm für einen Relais-Sensorempfänger in einem Mobilfunkkommunikationssystem, einen Relais-Sendeempfänger, ein Mobilfunkkommunikationssystem und eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Computerprogramm für eine Netzwerkkomponente. Das Mobilkommunikationssystem weist weiterhin einen Basisstation-Sendeempfänger auf. Die Vorrichtung umfasst ein Sendeempfängermodul, das ausgebildet ist, um mit zumindest einem mobilen Sendeempfänger und dem Basisstation-Sendeempfänger zu kommunizieren und ein Kontrollmodul, das ausgebildet ist, um basierend auf einem von dem zumindest einen mobilen Sendeempfänger empfangenen Datenpaket, Informationen über ein Qualitätskriterium eines mit dem Datenpaket zusammenhängenden Dienstes zu bestimmen und um basierend auf der Information über das Qualitätskriterium eine Datenverbindung mit der Paketdatennetzwerk-Schnittstelle über den Basisstation-Sendeempfänger herzustellen.the DE 2014 221 956 A1 discloses an apparatus, method and computer program for a relay sensor receiver in a cellular communication system, a relay transceiver, a cellular communication system and an apparatus, method and computer program for a network component. The mobile communication system further includes a base station transceiver. The device comprises a transceiver module that is designed to communicate with at least one mobile transceiver and the base station transceiver and a control module that is designed to, based on a data packet received from the at least one mobile transceiver, information about a quality criterion of a with to determine the service associated with the data packet and to establish a data connection with the packet data network interface via the base station transceiver based on the information about the quality criterion.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Netzwerksystem zu schaffen, mittels welchen eine verbesserte Abdeckung eines mobilen Netzwerks realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a method and a network system by means of which improved coverage of a mobile network can be implemented.

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 patent claims. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Netzwerks für ein Endgerät mittels eines Netzwerksystems, bei welchem von einer fixierten Basisstation des Netzwerksystems das mobile Netzwerk in eine Umgebung der Basisstation ausgesendet wird und bei welchem mittels eines Relaisknotens des Netzwerksystems das ausgesendete mobile Netzwerk erweitert wird, wobei sich der Relaisknoten in der Umgebung befindet.One aspect of the invention relates to a method for operating a mobile network for a terminal device by means of a network system, in which the mobile network is transmitted from a fixed base station of the network system to an area surrounding the base station and in which the transmitted mobile network is expanded by means of a relay node of the network system with the relay node being in the vicinity.

Es ist vorgesehen, dass der Relaisknoten in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt wird und mittels des Kraftfahrzeugs mobil das mobile Netzwerk erweitert wird, wobei das Endgerät über den mobilen Relaisknoten mit dem mobilen Netzwerk verbunden wird.Provision is made for the relay node to be provided in a motor vehicle and for the mobile network to be expanded by means of the motor vehicle, with the end device being connected to the mobile network via the mobile relay node.

Dabei ist eine flächendeckende Abdeckung des mobilen Netzwerks ermöglicht. Insbesondere wird somit das mobile Netzwerk durch die Nutzung des Kraftfahrzeugs als mobiler Relaisknoten erweitert, so dass Versorgungslücken kurzzeitig geschlossen werden können. Somit können Abdeckungs-Lücken in Mobilfunknetzen geschlossen werden. Des Weiteren können Qualitätsprobleme in den Mobilfunknetzen verhindert werden. Ferner können lokale Lastprobleme in den Mobilfunknetzen sowie hohe Aufwendungen zur manuellen Optimierung von den Mobilfunknetzen verhindert werden.Comprehensive coverage of the mobile network is made possible. In particular, the mobile network is thus expanded through the use of the motor vehicle as a mobile relay node, so that gaps in supply can be closed for a short time. In this way, gaps in coverage in mobile phone networks can be closed. Furthermore, quality problems in the mobile phone networks can be prevented. Furthermore, local load problems in the mobile radio networks and high expenses for manual optimization of the mobile radio networks can be prevented.

Somit kann durch die Erweiterung von dem Relaisknoten in dem Kraftfahrzeug der mobile Relaisknoten bereitgestellt werden, wodurch die bisherige Ortsfestigkeit relativiert wird. Die Kraftfahrzeuge einer Flotte oder ein Teil davon wird mit den entsprechenden Sende- und Empfangseinheiten, welche dem Relaisknoten entsprechen, und mit zugehörigen Recheneinrichtungen ausgerüstet, die darauf ausgelegt sind, als Relaisknoten für das mobile Netzwerk zu fungieren. Auf der elektronischen Recheneinrichtung ist eine Software installiert, welche es ermöglicht, mit Betreibern von Mobilfunknetzen zu kommunizieren und sich unter anderem als Relaisknoten im Mobilfunknetz bereitzustellen. Auf der elektronischen Recheneinrichtung ist eine Software installiert, welche es ermöglicht, mit Betreibern von Mobilfunknetzen zu kommunizieren und sich unter anderem als Relaisknoten im Mobilfunknetz zu registrieren, um die Nutzung der im Kraftfahrzeug vorhandenen Sende- und Empfangseinheit als Relaisknoten für das Mobilfunknetz des Betreibers für einen bestimmten Zeitraum zu vereinbaren.The mobile relay node can thus be made available by expanding the relay node in the motor vehicle, which puts the previous stationary position into perspective. The motor vehicles of a fleet, or a part thereof, are equipped with the appropriate transmitting and receiving units, which correspond to the relay node, and with associated computing devices which are designed to act as a relay node for the mobile network. Software is installed on the electronic computing device, which makes it possible to communicate with operators of mobile radio networks and, among other things, to be available as a relay node in the mobile radio network. Software is installed on the electronic computing device, which makes it possible to communicate with operators of mobile radio networks and, among other things, to register as a relay node in the mobile radio network in order to use the transmitter and receiver unit in the motor vehicle as a relay node for the operator's mobile radio network for one to agree on a certain period of time.

Durch die beschriebene Nutzung des Kraftfahrzeugs als Relaisknoten zu den bestehenden Netzwerken werden Versorgungslücken geschlossen. Dabei sorgen insbesondere intelligente Algorithmen dafür, dass die Zuweisung zur Nutzung von den Relaisknoten stets intelligent erfolgt und an die Mobilfunknetzsituation angepasst ist. Durch das Verfahren können Mobilfunknetze entlastet und virtuell erweitert werden.Through the described use of the motor vehicle as a relay node to the existing ones Gaps in supply are closed in networks. Intelligent algorithms in particular ensure that the relay nodes are always assigned intelligently and adapted to the mobile network situation. The process can relieve mobile phone networks and expand them virtually.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels einer zentralen elektronischen Recheneinrichtung des Netzwerksystems in Abhängigkeit eines Netzwerkkriteriums entschieden, ob der Relaisknoten in dem Kraftfahrzeug zur Erweiterung des mobilen Netzwerks genutzt wird.According to an advantageous embodiment, a central electronic computing device of the network system is used to decide, depending on a network criterion, whether the relay node in the motor vehicle is used to expand the mobile network.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs und/oder einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs und/oder der zukünftigen Position des Kraftfahrzeugs mittels einer zentralen elektronischen Recheneinrichtung des Netzwerksystem entschieden wird, ob der Relaisknoten in dem Kraftfahrzeug zur Erweiterung des mobilen Netzwerks genutzt wird.It is also advantageous if, depending on an operating state of the motor vehicle and/or a current position of the motor vehicle and/or the future position of the motor vehicle, a central electronic computing device of the network system is used to decide whether the relay node in the motor vehicle is to be used to expand the mobile network .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird eine teilweise Steuerung des Relaisknotens mittels einer kraftfahrzeuginternen elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt.In a further advantageous embodiment, the relay node is partially controlled by means of an electronic computing device inside the vehicle.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Netzwerksystem zum Betreiben eines mobilen Netzwerks mit zumindest einer Basisstation und mit einem Relaisknoten, welcher in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist, wobei das Netzwerksystem zum Durchführen eines Verfahrens 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 mobile network with at least one base station and with a relay node, which is embodied in a motor vehicle, the network system being embodied for carrying out a method according to the preceding aspect. In particular, the method is carried out using 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 und eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.Advantageous configurations of the method are to be regarded as advantageous configurations of the network system. For this purpose, the network system has specific features which enable the method to be carried out and an advantageous embodiment thereof.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur 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 result from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the single figure can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without the frame to abandon the invention.

Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Netzwerksystems.The only figure shows a schematic side view of an embodiment of a network system.

In der Figur sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figure.

Die Figur zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform eines Netzwerksystems 10. Das Netzwerksystem 10 weist zumindest eine Basisstation 12 auf, welche fixiert ist und vorliegend insbesondere als Funkturm dargestellt ist. Ferner weist das Netzwerksystem 10 einen Relaisknoten 14 auf, welcher vorliegend in einem Kraftfahrzeug 16 ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Netzwerksystem 10 ferner eine zentrale elektronische Recheneinrichtung 18 auf. Des Weiteren sind weitere Kraftfahrzeuge 20, 22, welche optional ebenfalls mit einem Relaisknoten bereitgestellt werden können, gezeigt.The figure shows an embodiment of a network system 10 in a schematic side view. The network system 10 has at least one base station 12, which is fixed and is shown here in particular as a radio tower. Furthermore, the network system 10 has a relay node 14 which is embodied in a motor vehicle 16 in the present case. In the exemplary embodiment shown, the network system 10 also has a central electronic computing device 18 . Furthermore, other motor vehicles 20, 22, which can optionally also be provided with a relay node, are shown.

Beim Verfahren zum Betreiben eines mobilen Netzwerks 24 für ein Endgerät 26, welches vorliegend als intelligentes Telefon dargestellt ist und sich rein beispielhaft im weiteren Kraftfahrzeug 20 befindet, wird mittels des Netzwerksystems 10 von der fixierten Basisstation 12 das mobile Netzwerk 24 in eine Umgebung 28 der Basisstation 12 ausgesendet, und es wird mittels des Relaisknotens 14 des Netzwerksystems 10 das ausgesendete mobile Netzwerk 24 erweitert, wobei sich der Relaisknoten 14 in der Umgebung 28 befindet.In the method for operating a mobile network 24 for a terminal 26, which is shown here as an intelligent telephone and is located purely by way of example in the other motor vehicle 20, the mobile network 24 is transferred from the fixed base station 12 to an environment 28 of the base station by means of the network system 10 12 is sent out, and the mobile network 24 sent out is expanded by means of the relay node 14 of the network system 10, the relay node 14 being located in the area 28.

Der Relaisknoten 14 ist in dem Kraftfahrzeug 16 bereitgestellt, und mittels des Kraftfahrzeugs 16 wird mobil das mobile Netzwerk 24 erweitert, wobei das Endgerät 26 über den mobilen Relaisknoten 14 mit dem mobilen Netzwerk 24 verbunden wird.The relay node 14 is provided in the motor vehicle 16 , and the mobile network 24 is expanded by the motor vehicle 16 , the terminal device 26 being connected to the mobile network 24 via the mobile relay node 14 .

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung 18 des Netzwerksystems 10 in Abhängigkeit eines Netzwerkkriteriums entschieden wird, ob der Relaisknoten 14 in dem Kraftfahrzeug 16 zur Erweiterung des mobilen Netzwerks 24 genutzt wird. Ferner kann in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs 16 und/oder einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs 16 und/oder einer zukünftigen Position des Kraftfahrzeugs 16 mittels der zentralen elektronische Recheneinrichtung 18 des Netzwerksystems 10 entschieden werden, ob der Relaisknoten 14 in dem Kraftfahrzeug 16 zur Erweiterung des mobilen Netzwerks 24 genutzt wird.In particular, it can be provided that the central electronic computing device 18 of the network system 10 decides, depending on a network criterion, whether the relay node 14 in the motor vehicle 16 is used to expand the mobile network 24 . Furthermore, as a function of an operating state of motor vehicle 16 and/or a current position of motor vehicle 16 and/or a future position of motor vehicle 16, central electronic computing device 18 of network system 10 can be used to decide whether relay node 14 in motor vehicle 16 is used to expand the mobile network 24 is used.

Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass zumindest eine teilweise Steuerung des Relaisknotens 14 mittels einer kraftfahrzeuginternen elektronischen Recheneinrichtung 30 durchgeführt wird.It can also be provided that at least a partial control of the relay node 14 is carried out by means of an electronic computing device 30 inside the motor vehicle.

Mittels des in der Figur dargestellten Netzwerksystems 10 kann auch in einem Gebiet mit nur einem schwachen Mobilfunk eine begrenzte Anzahl von entsprechend ausgerüsteten Fahrzeugen beispielsweise im Stau mit dem mobilen Netzwerk 24 die beschriebene Sende- und Empfangseinheit des Kraftfahrzeugs 10 als Relaisknoten 14 vereinbaren. Die weiteren Kraftfahrzeuge 20, 22 beziehungsweise die Endgeräte 26 stellen anschließend über ihre - im Vergleich mit mobilen Endgeräten 26 - deutlich besser angepassten Mobilfunkantennen eine Verbindung zu dem bestehenden Zugangspunkt des Mobilfunknetzes, insbesondere der Basisstation 12, her. Gemäß der mit dem Netzwerkbetreiber vereinbarten Konfiguration, beispielsweise Nutzung von Frequenz- und/oder Zeitslots aus dem lizensierten Spektrum des Netzbetreibers beziehungsweise einer vereinbarten Sendeleistung, strahlt die Sende- und Empfangseinheit, mit anderen Worten der Relaisknoten 14, das mobile Netzwerk 24 in die Umgebung 28 aus. Das mobile Netzwerk 24 ist insbesondere ein Mobilfunknetzwerk. Auf diese Weise entsteht für alle Mobilfunkteilnehmer in der Nähe des Kraftfahrzeugs 16 eine spürbar bessere Mobilfunkversorgung, über die eine hohe Kommunikationsnachfrage besser bedient werden kann. Des Weiteren werden Versorgungslücken durch Überbrückung und Weiterleitung zwischen den Kraftfahrzeugen 16, 20, 22 als Relaisknoten 14 kurzzeitig geschlossen.Using the network system 10 shown in the figure, a limited number of appropriately equipped vehicles, for example in a traffic jam, can agree on the described transmitting and receiving unit of the motor vehicle 10 as a relay node 14 with the mobile network 24 even in an area with only weak mobile communications. The other motor vehicles 20, 22 or the terminals 26 then establish a connection to the existing access point of the cellular network, in particular the base station 12, via their mobile radio antennas, which are significantly better adapted than mobile terminals 26. According to the configuration agreed with the network operator, for example the use of frequency and/or time slots from the network operator’s licensed spectrum or an agreed transmission power, the transmitting and receiving unit, in other words the relay node 14, radiates the mobile network 24 into the environment 28 the end. The mobile network 24 is in particular a cellular network. In this way, a noticeably better mobile radio coverage is created for all mobile radio subscribers in the vicinity of the motor vehicle 16, via which a high communication demand can be better served. Furthermore, gaps in supply are closed briefly by bridging and forwarding between the motor vehicles 16, 20, 22 as a relay node 14.

Eine solche zeitlich und örtlich flexible und jederzeit anpassbare Vereinbarung der Nutzung von fahrzeuggebundenen Sende- und Empfangseinheiten als Relaisknoten 14 erfordert hierzu ein Verfahren, um Störungen mit anderen Zugangspunkten oder Netzen, zum Beispiel von Funkinterferenzen, auszuschließen und somit einen regulatorisch einwandfreien, funktional reibungsfreien und wirtschaftlich gewinnbringenden Betrieb des mobilen Netzwerks 24 zu realisieren. Dies gilt insbesondere, wenn die als Relaisknoten 14 genutzten Kraftfahrzeuge 16 nicht still stehen, sondern sich bewegen und somit permanent ihren Standort und dabei ihr Abdeckungsgebiet verändern. Beispielsweise können hierzu ein Verfahren und ein Protokoll zum Austausch von Statusinformationen und zur Vereinbarung von Kooperationen zwischen dem potentiellen Relaisknoten 14 und der Basisstation 12 beim Netzwerkanbieter durchgeführt werden. Es kann ein Algorithmus zur Entscheidung über die Zuschaltung von dem Relaisknoten 14 in ein bestehendes Mobilfunknetz bereitgestellt werden. Entscheidungsparameter können beispielsweise der aktuelle Standort des Relaisknotens 14, der zukünftige Standort des Relaisknotens 14, die Kosten der Zuschaltung der Relaisknoten 14, die bestehende Netztopologie, beispielsweise Standorte, Frequenzbänder und Sendeleistung bestehender Zugangspunkte, die Daten über die bestehende und zukünftige erweiterte Nachfrage und Auslastung im Mobilnetzwerk sowie Bewertungsparameter zur Entscheidung über die Zuschaltung von dem Relaisknoten 14 unter Berücksichtigung der damit verbundenen Kosten sein. Ausgangsparameter können dann eine Liste der zu aktivierenden Relaisknoten 14 sowie eine Routing-Tabelle zur Verkettung der Relaisknoten 14 sein.Such an agreement on the use of vehicle-bound transmitting and receiving units as relay nodes 14, which is flexible in terms of time and location and can be adapted at any time, requires a method to rule out interference with other access points or networks, for example radio interference, and thus a regulatory flawless, functionally smooth and economical to realize profitable operation of the mobile network 24. This applies in particular if the motor vehicles 16 used as a relay node 14 are not standing still but are moving and thus permanently changing their location and their coverage area. For example, a method and a protocol for exchanging status information and for agreeing cooperation between the potential relay node 14 and the base station 12 can be carried out at the network provider. An algorithm for deciding whether to connect the relay node 14 to an existing mobile radio network can be provided. Decision parameters can be, for example, the current location of the relay node 14, the future location of the relay node 14, the costs of connecting the relay node 14, the existing network topology, for example locations, frequency bands and transmission power of existing access points, the data on the existing and future expanded demand and utilization in the Mobile network and evaluation parameters to decide on the connection of the relay node 14 taking into account the costs involved. Output parameters can then be a list of the relay nodes 14 to be activated and a routing table for linking the relay nodes 14 together.

Ferner können dann ein Verfahren und ein Protokoll zur initialen Konfiguration und zur dynamischen Konfigurationsanpassung von dem Relaisknoten 14 durch die Zugangspunkt-Verwaltung beim Netzbetreiber vorgesehen sein. Zur Konfiguration können insbesondere die Aspekte einer Zuordnung der Relaisknoten 14 zu einer oder mehreren bestehenden Zugangspunkten, ein Funkkanal zur Kommunikation zwischen Zugangspunkt und Relaisknoten 14, ein Funkkanal zur Kommunikation zwischen dem Relaisknoten 14 und dem Endgerät 26, Parameter zur räumlichen Ausrichtung und zur Sendeleistung des Relaisknotens 14 sowie die räumliche Einschränkung der Aktivität des Relaisknotens 14 angesehen werden.Furthermore, a method and a protocol for the initial configuration and for the dynamic configuration adjustment of the relay node 14 can then be provided by the access point administration at the network operator. For configuration, in particular, the aspects of an assignment of the relay node 14 to one or more existing access points, a radio channel for communication between the access point and relay node 14, a radio channel for communication between the relay node 14 and the terminal 26, parameters for the spatial orientation and the transmission power of the relay node 14 and the spatial limitation of relay node 14 activity.

Die laufende Anpassung erfolgt durch die Prädiktion des zukünftig erwarteten Standorts des Relaisknotens 14 und der entsprechenden Neuberechnung der durch den Relaisknoten 14 gewonnenen Netzabdeckung und ihrer Wirtschaftlichkeit sowie der möglichen Störungen anderer Netze oder Netzbestandteile. Diese Neuberechnung wird regelmäßig, in kurzen Zeitintervallen von einigen Sekunden ausgeführt, um für entsprechend kurze Zeitabschnitte optimierte Netztopologien zu erhalten. Insbesondere kann hierbei ein sogenanntes Handover von dem Relaisknoten 14 und von der Basisstation 12 entstehen, also die Übergabe von dem Relaisknoten 14 von einer Menge von Basisstationen 12 an eine andere Menge von Basisstationen 12 zur Abwicklung des Funkverkehrs zwischen den Basisstationen 12 und den Relaisknoten 14.The ongoing adaptation is carried out by predicting the expected future location of the relay node 14 and the corresponding recalculation of the network coverage gained by the relay node 14 and its economic efficiency as well as the possible disruptions to other networks or network components. This recalculation is carried out regularly, at short time intervals of a few seconds, in order to obtain optimized network topologies for correspondingly short time periods. In particular, a so-called handover can occur from the relay node 14 and from the base station 12, i.e. the transfer from the relay node 14 from one set of base stations 12 to another set of base stations 12 for handling the radio traffic between the base stations 12 and the relay nodes 14.

Dabei entsteht ein Netzwerksystem 10 zur dynamischen Optimierung von Mobilfunknetzen, das von einer Vielzahl von Netzwerkbetreibern und Kraftfahrzeugen 16, 20, 22 zur gleichen Zeit genutzt werden kann. Insbesondere ist es möglich, dass ein Kraftfahrzeug 16 zeitlich versetzt oder auch gleichzeitig als Relaisknoten 14 für mehrere Mobilfunknetze fungiert. Auf diese Weise entsteht eine neue Möglichkeit zur flexiblen und bedarfsorientierten und somit wirtschaftlichen Anpassung der Mobilfunk-Abdeckung, welche betriebs- und volkswirtschaftlich hohe Effizienzgewinne mit sich bringt.This creates a network system 10 for the dynamic optimization of mobile radio networks, which can be used by a large number of network operators and motor vehicles 16, 20, 22 at the same time. In particular, it is possible for a motor vehicle 16 to act as a relay node 14 for a number of mobile radio networks at different times or at the same time. This creates a new possibility for flexible and demand-oriented and thus economical adjustment of mobile phone coverage, which brings with it high efficiency gains from a business and economic point of view.

Die Figur zeigt insbesondere ein Ausführungsbeispiel, bei welchem sich beispielsweise das weitere Kraftfahrzeug 22 in einer Versorgungslücke befinden kann. Dies kann durch ein eingebautes System des weiteren Kraftfahrzeugs 22 erkannt werden. Befinden sich weitere Kraftfahrzeuge 20, 22 mit derselben Technologie in der Umgebung 28 in Reichweite, wird eine automatische Verbindung 32 zu dem nächsten Kraftfahrzeug 16, 20, 22, vorliegend dem weiteren Kraftfahrzeug 20, hergestellt. Dies wird solange fortgesetzt bis eines der Kraftfahrzeuge 16, 20, 22 in Mobilfunkreichweite des mobilen Netzwerks 24 ist. Vorliegend wird somit die Verbindung 32 zwischen dem weiteren Kraftfahrzeug 20 und 22 hergestellt sowie zwischen dem weiteren Kraftfahrzeug 20 und dem Kraftfahrzeug 16. Dadurch wird der Link zum Mobilfunknetz über bewegbare Relaisknoten 14 erzeugt, und die Versorgung aller sich in der Kette befindlichen Kraftfahrzeuge 16, 20, 22 ist gewährleistet.The figure shows in particular an exemplary embodiment in which, for example, the additional motor vehicle 22 can be located in a supply gap. This can be recognized by an installed system of the other motor vehicle 22 the. If there are other motor vehicles 20, 22 with the same technology in the area 28 within range, an automatic connection 32 to the next motor vehicle 16, 20, 22, in this case the other motor vehicle 20, is established. This continues until one of the motor vehicles 16 , 20 , 22 is within mobile range of the mobile network 24 . In the present case, the connection 32 is thus established between the other motor vehicles 20 and 22 and between the other motor vehicle 20 and the motor vehicle 16. This creates the link to the mobile radio network via movable relay nodes 14, and the supply of all motor vehicles 16, 20 in the chain , 22 is guaranteed.

Ein Kraftfahrzeug 16, 20, 22, welches sich in einer Straßenschlucht befindet, die durch eine Mobilfunkstation oberhalb der Häuserkante von Richtung einer Straßenseite versorgt wird, kann ebenfalls verbessert werden. Die unteren Gebäudegeschosse sind abgeschottet und haben keine oder eine schlechte Mobilfunkversorgung. Das Kraftfahrzeug 16, 20, 22 auf der Straße hat eine ausreichende Mobilfunkversorgung, um eine Verbindung zur Basisstation 12 aufrechtzuerhalten und kann so als Relaisknoten 14 die Mobilfunkversorgung im abgeschotteten Bereich verbessern.A motor vehicle 16, 20, 22 located in a street canyon served by a mobile station above the house edge from a street side direction can also be improved. The lower floors of the building are isolated and have no or poor mobile phone coverage. The motor vehicle 16, 20, 22 on the street has sufficient mobile phone coverage to maintain a connection to the base station 12 and can thus, as a relay node 14, improve the mobile phone coverage in the isolated area.

Insgesamt zeigt die Erfindung einen mobilen Relaisknoten 14.Overall, the invention shows a mobile relay node 14.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Netzwerksystemnetwork system
1212
Basisstationbase station
1414
Relaisknotenrelay node
1616
Kraftfahrzeugmotor vehicle
1818
zentrale elektronische Recheneinrichtungcentral electronic computing facility
2020
weiteres Kraftfahrzeuganother motor vehicle
2222
weiteres Kraftfahrzeuganother motor vehicle
2424
mobiles Netzwerkmobile network
2626
Endgerätend device
2828
UmgebungSurroundings
3030
kraftfahrzeuginterne elektronische Recheneinrichtungvehicle-internal electronic computing device
3232
Verbindunglink

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 2014221956 A1 [0003]DE 2014221956 A1 [0003]

Claims (5)

Verfahren zum Betreiben eines mobilen Netzwerks (24) für ein Endgerät (26) mittels eines Netzwerksystems (10), bei welchem von einer fixierten Basisstation (12) des Netzwerksystems (10) das mobile Netzwerk (24) in eine Umgebung (28) der Basisstation (12) ausgesendet wird und bei welchem mittels eines Relaisknotens (14) des Netzwerksystems (10) das ausgesendete mobile Netzwerk (24) erweitert wird, wobei sich der Relaisknoten (14) in der Umgebung (28) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Relaisknoten (14) in einem Kraftfahrzeug (16) in der Umgebung (28) bereitgestellt wird und mittels des Kraftfahrzeugs (16) mobil das mobile Netzwerk (24) erweitert wird, wobei das Endgerät (26) über den mobilen Relaisknoten (14) mit dem mobilen Netzwerk (24) verbunden wird.Method for operating a mobile network (24) for a terminal (26) by means of a network system (10), in which from a fixed base station (12) of the network system (10) the mobile network (24) in an environment (28) of the base station (12) is transmitted and in which the transmitted mobile network (24) is expanded by means of a relay node (14) of the network system (10), the relay node (14) being located in the area (28), characterized in that the relay node (14) is provided in a motor vehicle (16) in the area (28) and by means of the motor vehicle (16) mobile the mobile network (24) is expanded, the terminal (26) via the mobile relay node (14) with the mobile Network (24) is connected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer zentralen elektronischen Recheneinrichtung (18) des Netzwerksystems (10) in Abhängigkeit eines Netzwerkkriteriums entschieden wird, ob der Relaisknoten (14) in dem Kraftfahrzeug (16) zur Erweiterung des mobilen Netzwerks (24) genutzt wird.procedure after claim 1 , characterized in that a central electronic computing device (18) of the network system (10) is used as a function of a network criterion to decide whether the relay node (14) in the motor vehicle (16) is used to expand the mobile network (24). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs (16) und/oder einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs (16) und/oder einer zukünftigen Position des Kraftfahrzeugs (16) mittels einer zentralen elektronischen Recheneinrichtung (18) des Netzwerksystems (10) entschieden wird, ob der Relaisknoten (14) in dem Kraftfahrzeug (16) zur Erweiterung des mobilen Netzwerks (10) genutzt wird.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that depending on an operating state of the motor vehicle (16) and / or a current position of the motor vehicle (16) and / or a future position of the motor vehicle (16) by means of a central electronic computing device (18) of the network system (10) decided whether the relay node (14) in the motor vehicle (16) is used to extend the mobile network (10). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine teilweise Steuerung des Relaisknotens (14) mittels einer kraftfahrzeuginternen elektronischen Recheneinrichtung (30) durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a partial control of the relay node (14) is carried out by means of an electronic computing device (30) inside the motor vehicle. Netzwerksystem (10) zum Betreiben eines mobilen Netzwerks (24), mit zumindest einer Basisstation (12) und mit einem Relaisknoten (14), welcher in einem Kraftfahrzeug (16) ausgebildet ist, wobei das Netzwerksystem (10) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist.Network system (10) for operating a mobile network (24), with at least one base station (12) and with a relay node (14), which is embodied in a motor vehicle (16), the network system (10) for carrying out a method according to one the Claims 1 until 4 is trained.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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