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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Adaptieren eines Datentransfers eines Kraftfahrzeugs zu und/oder von einer externen Speichereinheit. Die Erfindung umfasst eine Steuereinheit für ein Kraftfahrzeug zum Adaptieren eines Datentransfers des Kraftfahrzeugs zu und/oder von einer externen Speichereinheit. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit dieser Steuereinheit.
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Bei modernen Kraftfahrzeugen spielt das Thema Datenkonnektivität eine immer größere Rolle. Dies gilt sowohl für Fahrerassistenzsysteme, wie zum Beispiel eine Navigationsfunktion, als auch für Unterhaltungsangebote im Kraftfahrzeug. Mit Einführung des neuen Funkstandards 5G eröffnen sich neue Möglichkeiten für zusätzliche oder verbesserte Applikationen. Beispielsweise kann eine Assistenz per Videotelefonie oder eine Fahrzeugfernsteuerung ermöglicht werden. Insbesondere vollautonom fahrende Fahrzeuge wie Robotaxis sollen dank des neuen Funkstandards 5G zum einen selbständig fahren können und zum anderen weitere Applikationen ermöglichen. Beispielsweise kann ein Insasse in einem Robotaxi ein Videotelefonat führen.
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Viele dieser geplanten Anwendungen oder Applikationen hängen stark von der Verfügbarkeit des neuen Funkstandards 5G ab. Es ist damit zu rechnen, dass nicht überall eine entsprechende Funkabdeckung vorhanden ist. In diesem Fall kann es notwendig sein, einen Datentransfer einzuschränken oder sogar einzustellen. Jedoch kann eine dauerhafte Überprüfung einer Datenverbindung oder der Verfügbarkeit des 5G-Netzes einen höheren Energieverbrauch nach sich ziehen.
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Autonomes Fahren unter Verwendung der 5G-Kommunikation wird beispielsweise in der
CN 211427486 U erwähnt. Diese chinesische Druckschrift beschreibt ein unbemanntes Aufnahme- beziehungsweise Förderfahrzeug, welches einen Fahrzeugaufbau umfasst. Das Förderfahrzeug weist ein automatisches Fahrsystem, ein Energieversorgungssystem und ein intelligentes Fahrzeugterminal auf. Das intelligente Fahrzeugterminal umfasst ein Fahrzeugnavigationsmodul, eine Fahrzeugsteuerung und ein drahtloses Kommunikationsgerät zum Empfangen von Cloud-Serveranweisungen. Es wird eine dynamische Überwachung des Fahrzeugbetriebs beschrieben.
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Eine Verfügbarkeit des 5G-Netzes kann insbesondere von Verkehrssituationen oder einer Umgebung eines fahrenden Kraftfahrzeugs abhängig sein. Diese Umgebungsbedingungen können trotz verfügbarem 5G-Netz die Verfügbarkeit temporär beeinträchtigen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Kraftfahrzeug in ein Gebäude, wie zum Beispiel eine Tiefgarage fährt. In solchen Fällen kann eine entsprechende Anpassung des Datenverkehrs ausgehend vom Kraftfahrzeug oder zu dem Kraftfahrzeug erforderlich werden. Zugleich ist es jedoch uneffektiv, permanent eine Qualität oder Verfügbarkeit des Funknetzes oder des Datentransfers zu überwachen.
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Eine Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, einen Datentransfer von einem Kraftfahrzeug und/oder zu einem Kraftfahrzeug effizienter anzupassen oder zu adaptieren.
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Diese Aufgabe wird mittels der unabhängigen Patentansprüche dieser Anmeldung gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen und alternative vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die Unteransprüche, die Beschreibung sowie die Figuren angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung schlägt ein Verfahren zum Adaptieren eines Datentransfers eines Kraftfahrzeugs zu einer externen Speichereinheit und/oder von einer externen Speichereinheit vor. Dazu werden insbesondere Umgebungsinformationen von einem vorgegebenen Bereich um das Kraftfahrzeug mittels eines Sensors für eine dynamische Umgebungserkennung erfasst oder bereitgestellt. Die Umgebungsinformationen können extern bezogen werden. Zum Beispiel können vorausfahrende Kraftfahrzeuge ihre jeweiligen Sensordaten dem Kraftfahrzeug übermitteln. Dazu kann das Kraftfahrzeug eine Schnittstelle zum Empfangen und/oder Senden für Umgebungsinformationen aufweisen.
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Der vorgegebene Bereich um das Kraftfahrzeug kann ein Umkreis um das Kraftfahrzeug mit vorgegebenem Radius oder eine Route des Kraftfahrzeugs sein. Bei der Route des Kraftfahrzeugs ist bevorzugt ein Ziel im Rahmen einer Navigation vorgegeben. Anhand einer momentanen Position des Kraftfahrzeugs sowie des Ziels kann eine Route abgeleitet werden. Diese Route kann dem vorgegebenen Bereich entsprechen. Entlang dieser Route können somit Umgebungsinformationen mittels des Sensors erfasst werden. Anstelle des einen Sensors können mehrere Sensoren eingesetzt werden. Ebenso können mehrere unterschiedliche Sensoren eingesetzt werden. Bevorzugt wird eine Kamera, insbesondere eine Frontkamera, für die dynamische Umgebungserkennung eingesetzt. Die dynamische Umgebungserkennung erfolgt somit bevorzugt anhand einer Bilderkennung mittels mehrerer durch eine Kamera aufgenommene Bilder.
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Das Erfassen von Umgebungsinformationen kann eine Objekterkennung beinhalten. Im Rahmen der Objekterkennung können mehrere Bilder einer Bildanalyse unterzogen werden. Beispielsweise kann mittels einer Konturenerkennung ein vorgegebenes Objekt erkannt werden. So können beispielsweise Verkehrsschilder, Bäume, Fußgänger, andere Kraftfahrzeuge, ein Straßenverlauf, eine Tunneleinfahrt, eine Brücke etc. erkannt werden.
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In einem weiteren Schritt kann ein Wahrscheinlichkeitswert betreffend eine Änderung einer Qualität und/oder einer Quantität des Datentransfers um ein vorgegebenes Niveau in Abhängigkeit von den Umgebungsinformationen ermittelt werden. Der Wahrscheinlichkeitswert gibt insbesondere an, wie wahrscheinlich es ist, dass sich eine Qualität und/oder eine Quantität des Datentransfers signifikant ändert. Dies bedeutet, es sollen keine geringfügigen Schwankungen, sondern lediglich signifikante Änderungen im Datentransfer angesprochen sein. Mit Hilfe der Umgebungsinformationen sollen insbesondere jene Verkehrssituationen erkannt werden, welche die Qualität und/oder Quantität des Datentransfers um ein vorgegebenes Niveau ändern beziehungsweise beeinträchtigen. Die Änderung des Datentransfers kann sowohl eine Verbesserung als auch eine Verschlechterung beinhalten. Die Quantität des Datentransfers kann beispielsweise mittels einer Datenrate und/oder einer Latenzzeit gemessen und/oder bewertet werden. Die Qualität des Datentransfers kann beispielsweise mittels einer Fehlerrate und/oder einer Auslastung des Datentransfers gemessen und/oder bewertet werden. Das vorgegebene Niveau kann beispielsweise eine Änderung um einen Faktor 10 bedeuten. Bei einer Verschlechterung des Datentransfers würde dies beispielsweise eine Reduzierung der Bandbreite um 90% bedeuten. Im umgekehrten Fall, bei einer Verbesserung des Datentransfers, würde sich die Bandbreite um den Faktor 10 erhöhen. Das vorgegebene Niveau kann in Abhängigkeit von einer Position des Kraftfahrzeugs und/oder einem Telekommunikationsanbieter definiert werden.
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Ein zukünftiger Zeitpunkt und/oder ein zukünftiges Zeitintervall der Änderung wird insbesondere ermittelt, wenn der Wahrscheinlichkeitswert einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Zeigen die Umgebungsinformationen beispielsweise eine Tunneleinfahrt, so kann auf eine demnächst eintretende Reduzierung der Bandbreite des Datentransfers geschlossen werden. Das zukünftige Zeitintervall kann als Zeitraum oder Zeitspanne verstanden werden, innerhalb dessen die Änderung gemäß dem Wahrscheinlichkeitswert eintritt. Die Änderung des Datentransfers kann auch dann eingeleitet werden, wenn die Änderung nicht zum ermittelten Zeitpunkt eintritt, jedoch innerhalb des ermittelten Zeitintervalls.
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Beispielsweise können verschiedene Objekte unterschiedlichen Wahrscheinlichkeitswerten zugeordnet sein. Ebenfalls kann der Wahrscheinlichkeitswert anhand einer Art des Objekts, einer Position des Objekts und/oder einer Geschwindigkeit des Objekts abgeleitet werden. Somit können unterschiedliche Verkehrssituationen, die durch die Umgebungsinformationen erkannt werden können, jeweils einem Wahrscheinlichkeitswert zugeordnet sein. Diese Zuordnung kann beispielsweise in Form einer Tabelle erfolgen. Diese Tabelle kann Informationen beinhalten, welche einen Objekttyp einem Wahrscheinlichkeitswert zuordnen. So kann beispielsweise mittels der Tabelle der Wahrscheinlichkeitswert anhand der Objekterkennung bestimmt werden. Der zukünftige Zeitpunkt und/oder das zukünftige Zeitintervall bezüglich der Änderung der Qualität und/oder der Quantität des Datentransfers wird bevorzugt nur dann ermittelt, wenn der Wahrscheinlichkeitswert den vorgegebenen Grenzwert übersteigt oder überschreitet. Werden kein Zeitpunkt und auch kein Zeitintervall ermittelt, so ist insbesondere vorgesehen, keine Adaptierung an dem Datentransfer vorzunehmen, also das Verfahren nicht auszuführen. Wird der zukünftige Zeitpunkt oder das zukünftige Zeitintervall ermittelt, so wird das Verfahren bevorzugt fortgesetzt.
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Zusätzlich zu dem zukünftigen Zeitpunkt oder dem zukünftigen Zeitintervall kann eine Zeitdauer ermittelt werden, welche angibt, wie lange die Änderung des Datentransfers andauert. Beispielsweise kann anhand einer Tunnellänge und einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf die Zeitdauer einer Nichtverfügbarkeit des zweiten Spektrums geschlossen werden. Die Zeitdauer gibt insbesondere an, wie lange das momentane Spektrum, meistens das zweite Spektrum, nicht verfügbar sein wird. Eine Adaption des Datentransfers ist bevorzugt nur dann vorgesehen, wenn diese Zeitdauer eine vorgegebenen kritischen Wert überschreitet. Somit kann das Verfahren ein weiteres zu erfüllendes Kriterium aufweisen, um den Datentransfer anzupassen. Eine Anpassung des Datentransfers erfolgt bevorzugt nur dann, wenn eine Zeitdauer der Änderung des Datentransfers und/oder einer signifikanten Beeinträchtigung des zweiten Spektrums mindestens den kritischen Wert beträgt. Ist dies nicht der Fall, wie zum Beispiel bei einem 50 Meter langen Tunnel, so wird das Adaptieren des Datentransfers bevorzugt nicht ausgeführt oder fortgesetzt.
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In einem weiteren Schritt wird bevorzugt eine Bandbreite und/oder eine Latenzzeit des Datentransfers gemessen, wenn der zukünftige Zeitpunkt und/oder das zukünftige Zeitintervall eintritt und/oder ermittelt wird. Durch das Ermitteln des Zeitpunkts oder des Zeitintervalls kann sichergestellt werden, dass die Bandbreite und/oder die Latenzzeit des Datentransfers situationsangepasst gemessen wird. Ein Messen dieser Größen „ins Blaue hinein“ kann somit verhindert werden. Ein unnötiger Daten- oder Energieverbrauch kann somit vermieden werden.
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Bei einem weiteren Schritt wird insbesondere die gemessene Bandbreite und/oder die gemessene Latenzzeit mit einem ersten Schwellenwert für ein erstes Spektrum des Datentransfers und/oder einem zweiten Schwellenwert für ein zweites Spektrum des Datentransfers verglichen. Der Begriff „Spektrum“ kann insbesondere ein Frequenzspektrum bedeuten. Der Begriff „Spektrum“ kann somit die Bedeutung von Frequenzspektren oder Frequenzbändern haben. Beispielsweise verwendet die Deutsche Telekom zwei 5G-Frequenzbänder. Eines dieser Bänder liegt in dem Bereich von 3,6 GHz, das andere im Bereich von 2,1 GHz. In diesem Fall würde das zweite Spektrum von 2,1 GHz bis 3,6 GHz reichen. Das zweite Spektrum ist im Rahmen dieser Anmeldung bevorzugt jenes Spektrum, welches eine höhere Bandbreite aufweist und somit tendenziell dem 5G-Netz entspricht. Das erste Spektrum repräsentiert insbesondere ein mMTC-Netz an. „mMTC“ steht für „Massive Machine-Type Communication“. Das mMTC-Netz wird beispielsweise in Umgebungen wie Tunneln oder Parkhäusern eingesetzt, um dennoch eine Fahrzeugkommunikation oder einen entsprechenden Datentransfer zu ermöglichen. Das 5G-Netz wird häufig auch als eMBB-Netz bezeichnet. „eMBB“ steht für „Enhanced Mobile Broadband“. Das erste Spektrum zeichnet sich in der Regel durch einen geringeren Energieverbrauch, jedoch zugleich mit einer geringen Bandbreite aus. Das zweite Spektrum weist dagegen meist eine höhere Datenrate und einen höheren Energieverbrauch auf.
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Bevorzugt ist der erste Schwellenwert so definiert, dass bei Unterschreiten des ersten Schwellenwerts das zweite Spektrum als nicht verfügbar einzustufen ist. Entsprechendes gilt bevorzugt für den zweiten Schwellenwert.
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Die Bandbreite und/oder die Latenzzeit können jeweils mit einer historischen Bandbreite und/oder historischen Latenzzeit verglichen werden. Die historische Bandbreite bezieht sich bevorzugt auf einen historischen Zeitpunkt oder ein historisches Zeitintervall, welche dem zukünftigen Zeitpunkt oder dem zukünftigen Zeitintervall zeitlich vorgelagert ist. Es ist möglich einen zeitlichen Verlauf der Bandbreite mit einem historischen zeitlichen Verlauf der Bandbreite zu vergleichen. In diesem Fall kann mittels einer Ähnlichkeitsanalyse ein Korrelationskoeffizient ermittelt werden. In Abhängigkeit von dem Korrelationskoeffizienten kann ein Grad an Abweichung zwischen der historischen Bandbreite mit der gemessenen Bandbreite ermittelt werden. Alternativ kann mittels der Ähnlichkeitsanalyse und/oder dem Korrelationskoeffizienten ermittelt werden, ob die Bandbreite den ersten und/oder zweiten Schwellenwert überschreitet oder unterschreitet. Entsprechendes gilt insbesondere auch für die Latenzzeit.
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Bei einem weiteren Schritt wird der Datentransfer insbesondere in dem ersten Spektrum betrieben, wenn der erste Schwellenwert unterschritten wird und der zukünftige Zeitpunkt oder das zukünftige Zeitintervall bestimmt ist. Das Betreiben des Datentransfers erfolgt somit bevorzugt in Abhängigkeit von zwei Bedingungen. Zum einen wird insbesondere eine entsprechende Änderung der Qualität und/oder Quantität des Datentransfers bestimmt. Dies geschieht bevorzugt durch das Ermitteln des zukünftigen Zeitpunkts oder des zukünftigen Zeitintervalls. Zum anderen wird bevorzugt überprüft, ob der erste Schwellenwert unterschritten wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Nichtverfügbarkeit des zweiten Spektrums in kausalem Zusammenhang mit der Umgebung des Kraftfahrzeugs steht. Im Falle eines kurzzeitigen Netzausfalls, der beispielsweise nur durch einen Telekommunikationsanbieter verursacht werden könnte, würde noch nicht zu einem Adaptieren des Datentransfers führen. Bevorzugt erfolgt eine Adaption oder Anpassung des Datentransfers bei einem Betreiben des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs.
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Alternativ kann der Datentransfer in dem zweiten Spektrum betrieben werden, wenn der zweite Schwellenwert überschritten wird und der zukünftige Zeitpunkt oder das zukünftige Zeitintervall bestimmt ist. In diesem Fall kann ein Wechsel von dem ersten Spektrum in das zweite Spektrum erfolgen. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn das Kraftfahrzeug aus einem Tunnel herausfährt und somit das zweite Spektrum erneut verfügbar wird. In diesem Fall steigt insbesondere eine Bandbreite des Datentransfers. Im Vorfeld wird bereits mittels der dynamischen Umgebungserkennung eine entsprechende Tunnelausfahrt detektiert. Somit kann in diesem Beispiel die detektierte Tunnelausfahrt in Kombination mit dem zukünftigen Zeitpunkt der Tunnelausfahrt zu einem Betreiben des Datentransfers in dem zweiten Spektrum führen. Bei der Tunneleinfahrt würde gemäß diesem Beispiel auf analoge Weise ein Wechsel des Datentransfers in das erste Spektrum erfolgen. Die Tunneleinfahrt würde mittels des Wahrscheinlichkeitswerts erkannt werden, und ebenfalls würde der zukünftige Zeitpunkt für ein Einfahren in den Tunnel ermittelt werden. Die Erkennung des Tunnels sowie der dazugehörige Zeitpunkt würden das Adaptieren des Datentransfers veranlassen, indem der Datentransfer in dem ersten Spektrum betrieben wird. Das Ermitteln des zukünftigen Zeitpunkts kann als Indikator oder Indiz betrachtet werden, dass eine Änderung des Datentransfers ansteht. In diesem Fall überschreitet bevorzugt der ermittelte Wahrscheinlichkeitswert betreffend die Änderung einen vorgegebenen Ereignisschwellenwert. Das Ermitteln des zukünftigen Zeitpunkts oder des zukünftigen Zeitintervalls durch eine Steuereinheit kann eine Adaption oder Anpassung des Datentransfers veranlassen. Ob im weiteren Verlauf der Datentransfer tatsächlich angepasst wird, also ein Wechsel in ein anderes Spektrum erfolgt, hängt bevorzugt von dem Vergleichen der Bandbreite und/oder Latenzzeit mit dem ersten und/oder zweiten Schwellenwert ab. Die Begriffe „erstes Spektrum“ und „zweites Spektrum“ repräsentieren insbesondere einen Mobilfunkstandard, ein Frequenzband und/oder eine Verteilung verfügbarer Frequenzen, welche für den Datentransfer genutzt werden können.
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Die Sensordaten können mittels eines oder mehrerer Sensoren gemessen oder erfasst werden. Zu diesen Sensoren gehören insbesondere eine Kamera, vor allem eine Frontkamera. Die Sensoren können ebenfalls einen Lidar-Sensor, einen Radarsensor und/oder einen Ultraschallsensor aufweisen. Durch das Betreiben des Datentransfers im ersten oder zweiten Spektrum anhand der zuvor genannten beiden Kriterien, nämlich das Ermitteln des zukünftigen Zeitpunkts und dem Vergleichen der Bandbreite beziehungsweise der Latenzzeit mit den jeweiligen Schwellenwert, kann ein effizientes Umschalten zwischen den beiden Spektren erfolgen.
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Für den Fall, dass die gemessene Bandbreite und/oder die gemessene Latenzzeit zwischen dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert liegt, sieht das Verfahren bevorzugt keine Anpassung oder Veränderung hinsichtlich des Datentransfers vor. Bevorzugt erfolgt ein entsprechendes Betreiben des Datentransfers in dem jeweiligen Spektrum beziehungsweise ein Umschalten nur dann, wenn der erste Schwellenwert unterschritten wird oder der zweite Schwellenwert überschritten wird. In beiden Fällen wird jeweils der zukünftige Zeitpunkt oder das zukünftige Zeitintervall berücksichtigt. Ein ineffektives oder unnötiges Hin- und Herschalten zwischen den jeweiligen Spektren kann so vermieden werden. Somit kann sichergestellt werden, dass ein Wechsel der Spektren nur dann erfolgt, wenn dies aufgrund der Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs tatsächlich nötig ist.
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Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass ein Ladezustand eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Dabei wird bevorzugt der erste Schwellenwert und/oder der zweite Schwellenwert in Abhängigkeit von dem Ladezustand festgelegt. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen stellt ein elektrischer Energiespeicher die wichtigste Energiequelle dar. Ist der Ladezustand des Energiespeichers zu gering, so kann dies mehrere Funktionen des Fahrzeugs beeinträchtigen. Beispielsweise kann ein Infotainmentsystem nur noch eingeschränkt weiter betrieben werden, um ein vorgegebenes Ziel, wie zum Beispiel eine Ladesäule zum Aufladen, zu erreichen. Bei einem sehr geringen Ladezustand können beispielsweise die beiden Schwellenwerte derart festgelegt sein, dass der Datentransfer stets in dem ersten Spektrum (mMTC) betrieben wird. Das erste Spektrum zeichnet sich bevorzugt durch einen geringeren Energieverbrauch aus. Andererseits ermöglicht das erste Spektrum insbesondere eine größere Reichweite bei einer Datenübertragung. Das zweite Spektrum (5G) ermöglicht insbesondere im Vergleich zum ersten Spektrum eine geringere Reichweite bei der Datenübertragung und kann einen höheren Energieverbrauch zur Folge haben. Dafür jedoch kann mittels es zweiten Spektrums eine höhere Bandbreite und/oder eine geringere Latenzzeit ermöglicht werden. Aufgrund eines höheren Energieverbrauchs beim Betreiben des Datentransfers im zweiten Spektrum kann der Ladezustand des Energiespeichers noch schneller abnehmen und somit weitere kritische Funktionen des Kraftfahrzeugs beeinträchtigen. Daher sieht diese Ausführungsform bevorzugt vor, dass die beiden Schwellenwerte angepasst werden, wenn der Ladezustand des Energiespeichers einen kritischen Wert unterschreitet. Unterschreitet der Ladezustand den kritischen Wert, beispielsweise 15 % der Maximalkapazität einer Fahrzeugbatterie, so wird bevorzugt der erste Schwellenwert so weit erhöht, dass das Betreiben des Datentransfers nur noch in dem ersten Spektrum erfolgt. Dadurch kann ein weiteres oder zu schnelles Entladen des Energiespeichers vermieden werden.
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Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfasst wird, mittels der Geschwindigkeit der zukünftige Zeitpunkt und/oder das zukünftige Zeitintervall ermittelt wird und zum ermittelten Zeitpunkt und/oder ermittelten Zeitintervall die Bandbreite und/oder die Latenzzeit für das Vergleichen gemessen wird. Das Eintreten einer Änderung des Datentransfers hinsichtlich der Qualität und/oder Quantität hängt insbesondere von einem Erreichen des Kraftfahrzeugs an bestimmten Positionen ab. In der Regel sind diese bestimmten Positionen durch Objekte bestimmt, welche den Datentransfer oder die Datenübertragung beeinträchtigen können. Zum Beispiel kann das Einfahren in einen Tunnel den Datentransfer beeinträchtigen. Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist ein wichtiger Parameter, der das Erreichen des Kraftfahrzeugs an einer Tunneleinfahrt beeinflusst. Somit beeinflusst die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs den Zeitpunkt oder das Zeitintervall. Diese Zeitangaben können darüber hinaus bevorzugt festlegen, wann die Messungen der Bandbreite und/oder Latenzzeit erfolgen. Somit kann präziser ermittelt werden, wann das Messen der Bandbreite und/oder der Latenzzeit des Datentransfers erfolgen wird.
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Der erste und/oder zweite Schwellenwert können in Abhängigkeit von vorgegebenen ersten, zweiten Bandbreiten definiert werden. Die beiden Schwellenwerte können zusätzlich in Abhängigkeit von einer Anzahl von Insassen im Kraftfahrzeug, einer Art des Kraftfahrzeugs und/oder von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt sein. Dabei ist die erste Soll-Bandbreite bevorzugt dem ersten Spektrum zugeordnet, und die zweite Soll-Bandbreite ist bevorzugt dem zweiten Spektrum zugeordnet. Der erste Schwellenwert ist bevorzugt größer als eine maximale Bandbreite des ersten Spektrums, wobei der erste Schwellenwert die maximale Bandbreite nur um ein vorgegebenes Maß überschreitet. Entsprechend analog kann der zweite Schwellenwert geringer sein als die kleinste Bandbreite im zweiten Spektrum, wobei eine Differenz zwischen dem zweiten Schwellenwert und dem geringsten Wert der Bandbreite aus dem gleichen Spektrum ein vorgegebenes Maß nicht überschreitet. Idealerweise sind die jeweiligen Schwellenwerte so definiert, dass im Falle eines Erreichens dieser Schwellenwerte eindeutig von einer Nichtverfügbarkeit des jeweiligen Spektrums ausgegangen werden kann. Wird beispielsweise der erste Schwellenwert unterschritten, so stellt dies insbesondere einen Hinweis dar, dass das zweite Spektrum nicht mehr verfügbar ist. Dies gilt zumindest für einen temporären Zeitraum.
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Das Anpassen des Datentransfers kann von mehreren Kriterien abhängig sein. Ein erstes Kriterium kann das Ermitteln des Wahrscheinlichkeitswertes sein, der über einen Schwellenwert liegen soll. Das Ermitteln des Wahrscheinlichkeitswertes kann von einer Situationserkennung, insbesondere von einer Objekterkennung anhand von Kameradaten abhängig sein. Der erste und/oder zweite Schwellenwert kann von momentanen Spektrum, einer Bandbreite, einer Latenzzeit, einer Fehlerrate und/oder einer Auslastung abhängig sein. Zusätzlich kann das erste Kriterium das Ermitteln des zukünftigen Zeitpunkts oder des zukünftigen Zeitintervalls beinhalten.
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Ein zweites Kriterium kann eine Zeitdauer der Änderung des Datentransfers betreffen. Diese Zeitdauer soll bevorzugt einen kritischen Wert übersteigen. Insbesondere kann beim zweiten Kriterium vorgesehen sein, dass die Zeitdauer durchgehend, also am Stück ausgebildet ist. Der kritische Wert kann als weiterer Schwellenwert oder als Umschaltwert verstanden werden. Wird der erste Schwellenwert durchgehend länger als der kritische Wert unterschritten, so kann eine Anpassung des Datentransfers die Folge sein. Umgekehrt kann bei einem Überschreiten des zweiten Schwellenwerts länger als den kritischen Wert ebenfalls eine Anpassung des Datentransfers erfolgen. Der kritische Wert hat insbesondere die Einheit einer Zeit, zum Bespiel Sekunden oder Minuten. Das zweite Kriterium kann mit einem dritten Kriterium kombiniert sein. Das dritte Kriterium kann das zweite Kriterium beinhalten.
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Das dritte Kriterium kann die gemessene Bandbreite und/oder die gemessene Latenzzeit betreffen. Das dritte Kriterium sieht bevorzugt vor, dass die gemessene Bandbreite den ersten Schwellenwert unterschreitet oder den zweiten Schwellenwert überschreitet. Alternativ oder zusätzlich kann hinsichtlich der Latenzzeit kann ein ähnlicher Vergleich mit angepassten Schwellenwerten erfolgen. Das Anpassen des Datentransfers kann insbesondere von allen drei genannten Kriterien abhängig sein. Insbesondere kann das Adaptieren des Datentransfers nur dann erfolgen, wenn alle drei Kriterien erfüllt sind. Alternativ kann auf das zweite Kriterium verzichtet werden.
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Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht eine Steuereinheit oder ein trainiertes neuronales Netz vor, welches ausgebildet ist, anhand mehrerer Umgebungsbilder von dem Kraftfahrzeug ein vorgegebenes Objekt zu erkennen. Das vorgegebene Objekt kann ein dem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung vorausliegender Tunnel, eine Gebäudeeinfahrt, ein Wald, ein Verkehrszeichen und/oder ein externes Notfallfahrzeug sein. Im Falle eines externen Notfallfahrzeugs kann es erforderlich sein, bestimmte Spektren freizuhalten oder zu verlassen, um Rettungseinsätze zu erleichtern. Bevorzugt werden jene Objekte erkannt, welche einen Einfluss auf den Datentransfer haben können und ein Adaptieren des Datentransfers erforderlich ist oder zumindest wahrscheinlich erscheinen lassen.
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Das Ermitteln des Wahrscheinlichkeitswerts erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit von dem erkannten Objekt. Insbesondere kann beim Ermitteln des Wahrscheinlichkeitswerts eine Gewichtung basierend auf dem erkannten Objekt erfolgen. Die Gewichtung hängt bevorzugt davon ab, wie stark ein Potential des Objekts ist, den Datentransfer zu beeinflussen. Beispielsweise hat ein Tunnel einen deutlich größeren Einfluss auf den Datentransfer als beispielsweise ein einzelner Baum. Demzufolge kann dem Objekt „Tunnel“ ein größerer Gewichtungsfaktor zugewiesen werden als dem Objekt „einzelner Baum“. Mit Hilfe einer angepassten Gewichtung in Form von Gewichtungsfaktoren kann der Wahrscheinlichkeitswert effizienter ermittelt werden. Die Gewichtung kann zusätzlich eine Zeitdauer der Änderung des Datentransfers berücksichtigen. Beispielsweise hat eine Brücke einen geringeren Einfluss auf den Datentransfer als ein Tunnel, der einen Kilometer lang ist. Im Falle eines langen Tunnels ist mit einer entsprechend längeren Zeitdauer bei der Änderung des Datentransfers zu rechnen. Diese Beispiele zeigen, dass mittels der Objekterkennung sowie einer entsprechenden Gewichtung in Form von Gewichtungsfaktoren der Wahrscheinlichkeitswert zielgerichtet und effizient berechnet werden kann.
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Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Wahrscheinlichkeitswert basierend auf digitalen Routendaten für eine vorgegebene Route des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Häufig verwenden Kraftfahrzeuge eine Navigationsfunktion, um ein Ziel zu erreichen. In diesem Fall ist eine Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs im Vorfeld bekannt. Neben der reinen Fahrstrecke können ebenfalls Informationen zu Objekten entlang dieser Route vorliegen, welche den Datentransfer beeinträchtigen können. Diese Objekte können beispielsweise Tunnel, Brücken, Unterführungen, Wolkenkratzer etc. sein. Ebenfalls kann eine Information hinsichtlich einer Netzabdeckung eines jeweiligen Spektrums entlang dieser Route als Information vorliegen und entsprechend bei der Ermittlung des Wahrscheinlichkeitswerts berücksichtigt werden. Dadurch können notwendige Umschaltungen zwischen den jeweiligen Spektren im Vorfeld eingeplant werden. Entsprechende Fahrzeugapplikationen können somit im Vorfeld hinsichtlich einer Applikation des Datentransfers angepasst oder eingestellt werden.
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Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass beim Betreiben des Datentransfers im ersten Spektrum ein Steuersignal für fahrzeuginterne Applikationen erzeugt wird, welches bewirkt, dass eine Datenrate der jeweiligen fahrzeuginternen Applikation reduziert wird. Die Datenrate wird dabei bevorzugt dem ersten Spektrum angepasst. Die Datenrate kann beispielsweise auf 100 Kilobit pro Sekunde begrenzt werden. Dadurch können fahrzeuginterne Applikationen auch ohne zweites Spektrum, wenn auch eingeschränkt, weiterhin genutzt werden. Bevorzugt werden die Applikationen in dem mMTC-Netz (erstes Spektrum) weiter betrieben, wenn das zweite Spektrum (5G-Netz) temporär aufgrund der Umgebung des Kraftfahrzeugs temporär nicht nutzbar ist. Das Steuersignal für die fahrzeuginternen Applikationen kann so konzipiert sein, dass die entsprechenden Applikationen einen temporären Ausfall des zweiten Spektrums verkraften können. So können beispielsweise bereits im Vorfeld, also beim Datentransfer in dem zweiten Spektrum, entsprechende Informationen oder Daten vorgeladen werden, um während des Datentransfers im ersten Spektrum auf die vorgeladenen Daten zurückgreifen zu können. Des Weiteren kann eine Größe von Datenpaketen bei dem Datentransfer begrenzt werden. Optional oder zusätzlich kann ein Zeitabstand zwischen diesen Datenpakten im ersten Spektrum gegenüber dem zweiten Spektrum vergrößert sein. Das Steuersignal kann somit die Datenrate, eine Größe der Datenpakete und/oder einen Zeitabstand zwischen den Datenpaketen beeinflussen.
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Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine erste Datenrate für das erste Spektrum geringer ist als eine zweite Datenrate für das zweite Spektrum und beim Datentransfer im ersten Spektrum die erste Datenrate auf maximal 100 Kilobit pro Sekunde begrenzt wird. In diesem Fall wird nicht nur eine Datenrate für eine bestimmte Applikation herabgesetzt, sondern die Datenrate wird für alle fahrzeuginternen Applikationen grundsätzlich reduziert. Die erste Datenrate kann somit als eine globale Datenrate für das Kraftfahrzeug betrachtet werden. Die zuvor genannten Vorteile und Beispiele können sinngemäß und analog auf diese Ausführungsform übertragen werden.
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Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Betreiben des Datentransfers in dem ersten Spektrum nur dann erfolgt, wenn ein zeitlicher Verlauf der gemessenen Bandbreite und/oder der Latenzzeit den ersten Schwellenwert für eine vorgegebene Zeitspanne durchgehend unterschreitet. Alternativ kann das Betreiben des Datentransfers in dem zweiten Spektrum nur dann erfolgen, wenn ein zeitlicher Verlauf der gemessenen Bandbreite und/oder der Latenzzeit den zweiten Schwellenwert für eine vorgegebene Zeitspanne durchgehend überschreitet. Die vorgegebene Zeitspanne kann hinsichtlich des zweiten Schwellenwerts unterschiedlich zur Zeitspanne hinsichtlich des zweiten Schwellenwerts sein. Somit können zwei unterschiedliche Zeitspannen für die beiden Schwellenwerte definiert werden. Bei dieser Ausführungsform wird ein weiteres Kriterium für das Adaptieren des Datentransfers berücksichtigt. Zusätzlich muss das Unterschreiten des ersten Schwellenwerts oder das Überschreiten des zweiten Schwellenwerts durchgehend für mindestens die vorgegebene Zeitspanne erfolgen. Ein kurzzeitiger Verbindungsabbruch oder eine kurzzeitige Beeinträchtigung der Bandbreite und/oder der Latenzzeit würde somit nicht zu einer Adaption des Datentransfers führen. Somit kann ein unnötiges Umschalten oder Wechseln des Frequenzbands unterbleiben, wenn der Datentransfer nur kurzzeitig beeinträchtigt ist. Beispielsweise kann der Datentransfer aufgrund eines oder mehrerer Gebäude kurzzeitig beeinträchtigt sein. Da das Verfahren bevorzugt in Kombination mit einem betriebenen Kraftfahrzeug eingesetzt wird, würden die Gebäude nur eine temporäre kurzzeitige Beeinträchtigung darstellen. In diesem Fall wäre es nicht sinnvoll, den Datentransfer unnötig zu adaptieren. Hier erscheint es sinnvoller, eine kurzzeitige temporäre Nichtverfügbarkeit des zweiten Spektrums auszusitzen oder abzuwarten. Mit Hilfe dieser Ausführungsform kann eine Zeitspanne der Änderung der Qualität und/oder der Quantität des Datentransfers für das Anpassen des Datentransfers berücksichtigt werden. Ein Wechsel zwischen den jeweiligen Spektren kann somit auf notwendige, längere Nichtverfügbarkeiten der entsprechenden Spektren begrenzt werden.
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Ein zweiter Aspekt dieser Erfindung sieht eine Steuereinheit für ein Kraftfahrzeug zum Adaptieren eines Datentransfers des Kraftfahrzeugs zu und/oder von einer externen Speichereinheit vor. Dabei ist die Steuereinheit insbesondere ausgebildet, Umgebungsinformationen in einem vorgegebenen Bereich um das Kraftfahrzeug mittels eines oder mehrerer Sensoren für eine dynamische Umgebungserkennung zu erfassen. Anhand der Umgebungsinformationen kann die Steuereinheit einen Wahrscheinlichkeitswert betreffend eine Änderung einer Qualität und/oder Quantität des Datentransfers um ein vorgegebenes Niveau ermitteln. Zusätzlich kann die Steuereinheit anhand der Umgebungsinformationen einen zukünftigen Zeitpunkt und/oder ein zukünftiges Zeitintervall der Änderung ermitteln, wenn der Wahrscheinlichkeitswert einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Die Steuereinheit ist in der Lage, eine Bandbreite und/oder eine Latenzzeit des Datentransfers zu messen, wenn der zukünftige Zeitpunkt und/oder das zukünftige Zeitintervall eintritt und/oder ermittelt wird.
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Die Steuereinheit ist insbesondere eingerichtet, die gemessene Bandbreite und/oder die gemessene Latenzzeit mit einem ersten Schwellenwert für ein erstes Spektrum des Datentransfers und/oder einen zweiten Schwellenwert für ein zweites Spektrum des Datentransfers zu vergleichen. Die Steuereinheit ist bevorzugt ausgebildet, den Datentransfer in dem ersten Spektrum zu betreiben, wenn der erste Schwellenwert unterschritten wird und der zukünftige Zeitpunkt oder das zukünftige Zeitintervall eintritt und/oder ermittelt wird. Ist der zukünftige Zeitpunkt bestimmt, so kann dies als Ermitteln des zukünftigen Zeitpunkts angesehen werden. Alternativ kann die Steuereinheit den Datentransfer in einem zweiten Spektrum betreiben, wenn der zweite Schwellenwert überschritten wird und der zukünftige Zeitpunkt und/oder das zukünftige Zeitintervall bestimmt, ermittelt ist und/oder eintritt. Die im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsformen genannten Merkmale des ersten Aspekts können auf den zweiten Aspekt übertragen werden und umgekehrt.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Kraftfahrzeug mit einer Steuereinheit und wenigstens einem Sensor. Der Sensor kann eine Kamera, ein Lidar-Sensor, ein Radarsensor und/oder ein Ultraschallsensor sein. Bevorzugt ist der Sensor als Kamera, insbesondere als eine Frontkamera ausgebildet. Die Kamera weist bevorzugt eine Mindestauflösung von 2 Megapixeln auf. Das Kraftfahrzeug weist bevorzugt die Steuereinheit auf. Die Steuereinheit kann eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform eines Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu mindestens einen Mikroprozessor, zumindest einen Mikrocontroller, zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array), zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) und/oder ein neuronales Netz aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung einen Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, beim Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Steuereinheit kann eine interne oder externe Speichereinheit umfassen. Die externe Speichereinheit kann als Cloud-Einheit ausgebildet sein.
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Die in dem Zusammenhang mit dem Verfahren zum Adaptieren des Datentransfers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgestellten Merkmale, Vorteile und Beispiele gelten entsprechend für die Steuereinheit gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sowie für das Kraftfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung und jeweils umgekehrt. Somit können Verfahrensmerkmale als Vorrichtungsmerkmale der Steuereinheit sowie des Kraftfahrzeugs angesehen werden. Ebenfalls können Vorrichtungsmerkmale der Steuereinheit sowie des Kraftfahrzeugs als Verfahrensmerkmale interpretiert werden.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren bevorzugte mögliche Ausführungsbeispiele darstellen. Die Figuren sind jedoch nicht dahingehend zu interpretieren, dass dadurch die Erfindung eingeschränkt wird.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal besch rieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Insassen;
- 2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs vor einer Tunneleinfahrt, welches in einer Datenverbindung mit einer externen Speichereinheit steht;
- 3 schematischer zeitlicher Verlauf einer Bandbreite in Bezug auf das Objekt;
- 4 ein schematisches Diagramm für ein mögliches Verfahren zur Adaption des Datentransfers;
- 5 eine schematische Darstellung von fahrzeuginternen Applikationen eines Kraftfahrzeugs.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten 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 Ausführungsbeispiele 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 beispielhaft ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Insassen oder Insassin 6 gezeigt. Der Insasse 6 kann ein Fahrer oder eine Fahrerin sein. 1 zeigt eine Fahrtrichtung x sowie eine dazu senkrecht angeordnete Vertikalrichtung z. Das Kraftfahrzeug 1 fährt bevorzugt in x-Richtung. Im Frontbereich des Kraftfahrzeugs 1 sind zwei Sensoren 2 angedeutet. Diese Sensoren 2 sind bevorzugt als Kameras oder Frontkameras ausgebildet. Bevorzugt ermöglichen diese Kameras 2 eine Mindestauflösung von 2 Megapixeln. Bei einer Auflösung von mehr als zwei Megapixeln können Objekte auch noch größerer Entfernung zuverlässig erkannt werden. Bevorzugt ermöglichen die Kameras 2 eine Mindestfrequenz von 30 Frames pro Sekunde, um ein flüssiges Erfassen der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 zu ermöglichen.
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Die Sensoren 2 können Informationen zu einer Steuereinheit 3 übertragen. Im Fall von Kameras 2 können Bilder an die Steuereinheit 3 übermittelt werden. Die Bilder können in digitaler Form erfasst und übermittelt werden. Die Steuereinheit 3 kann die Informationen von den Sensoren analysieren, auswerten und/oder bewerten. Die Informationen können analog und/oder digital sein. Das Berechnen und/oder Ermitteln eines Wahrscheinlichkeitswerts hinsichtlich einer Änderung des Datentransfers erfolgt insbesondere durch die Steuereinheit 3. Wird ein Objekt 9 erkannt, welches dem Kraftfahrzeug in x-Richtung vorausliegt und welches aufgrund einer Bewegung der Steuereinheit 3 oder des Kraftfahrzeugs 1 relativ zu dem Objekt 9 das Potenzial hat, den Datentransfer wahrscheinlich zu beeinflussen, so kann die Steuereinheit 3 einen zukünftigen Zeitpunkt t ermitteln, an dem diese Änderung eintritt. Zusätzlich kann die Steuereinheit 3 anhand der übermittelten Informationen ermitteln, wie lange die Änderung andauern wird. Hierzu kann die Steuereinheit 3 ein Zeitintervall dt ermitteln oder bestimmen. Beim Ermitteln des Zeitintervalls dt kann die Steuereinheit 3 eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 berücksichtigen. Wird dieser Zeitpunkt t erreicht, so kann die Steuereinheit 3 eine Bandbreite B und/oder eine Latenzzeit L bezüglich des Datentransfers messen.
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Wurde beispielsweise der Datentransfer zuvor in einem zweiten Spektrum 5 betrieben, und fällt die Bandbreite B unterhalb eines ersten Schwellenwerts SW1, so erzeugt die Steuereinheit 3 entsprechende Steuersignale 11, welche bei gleichzeitiger Ermittlung des zukünftigen Zeitpunkts t den Datentransfer in einem ersten Spektrum 4 anstelle des zweiten Spektrums 5 betreiben. Mit Hilfe des Steuersignals 11 können zusätzlich fahrzeuginterne Applikationen 10 eingestellt werden. Bei einem Wechsel des Datentransfers von dem zweiten Spektrum 5 in das erste Spektrum 4 wird bevorzugt eine Datenrate auf maximal 100 Kilobit pro Sekunde begrenzt. Zusätzlich können die fahrzeuginternen Applikationen 10 in ihrer Funktionalität eingeschränkt sein. Die jeweiligen Schwellenwerte SW1 und SW2 können von einem Ladezustand eines Energiespeichers 7 des Kraftfahrzeugs 1 abhängig sein.
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In 2 ist schematisch eine Situation gezeigt, in der das Kraftfahrzeug 1 sich vor einer Tunneleinfahrt 9 als Objekt 9 befindet. Im Beispiel von 2 entspricht das Objekt 9 der Tunneleinfahrt 9. Der Datentransfer ist in 2 mit Hilfe eines angedeuteten Funkmastes und dazugehöriger Funkwellen dargestellt. Der Datentransfer kann entweder im ersten Spektrum 4 oder im zweiten Spektrum 5 stattfinden. Die Kamera 2 des Kraftfahrzeugs 1 kann neben der Tunneleinfahrt 9 auch eine Fahrbahn 8 sowie ein Verkehrszeichen 9 erkennen. Insbesondere kann die Steuereinheit 3 eine Bedeutung des Verkehrszeichens erkennen. Das Verkehrszeichen 9 kann zum Beispiel den Tunnel 9 ankündigen, was die Steuereinheit 3 erkennen kann.
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Die Steuereinheit 3 kann ein trainiertes neuronales Netz beinhalten, welches anhand mehrerer Bilder von der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 eine Verkehrssituation erkennen kann. Das Erkennen der Verkehrssituation bezieht sich bevorzugt auf das Erkennen von Objekten 9, welche eine Änderung des Datentransfers um ein signifikantes Niveau wahrscheinlich erscheinen lassen. Das Verkehrszeichen 9 alleine würde die Steuereinheit 3 bevorzugt noch nicht dazu veranlassen, eine Änderung des Datentransfers zu bejahen und den Datentransfer anzupassen. Zusätzlich oder alternativ können für die Änderung des Datentransfers zusätzlich eine Fehlerrate und/oder eine Auslastung des ersten oder zweiten Spektrums berücksichtigt werden. Das Kraftfahrzeug 1 kann Daten von dem externen Speicher 12 empfangen sowie zu dem externen Speicher 12 übertragen. Im Falle des zweiten Spektrums 5 kann eine höhere Bandbreite B möglich sein als im ersten Spektrum 4.
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Das erste Spektrum 4 erfordert in der Regel jedoch einen geringeren Energiebedarf als ein Datentransfer im zweiten Spektrum 5.
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Ein möglicher zeitlicher Verlauf der Bandbreite B und der Latenzzeit L ist in 3 gezeigt. Die y-Achse in 3 repräsentiert die Bandbreite B. Die x-Achse in 3 repräsentiert die Zeit t oder verschiedene Zeitpunkte t. Der erste Schwellenwert SW1 ist in 3 kleiner als der zweite Schwellenwert SW2. Die Bandbreite B nimmt von links nach rechts ab, unterschreitet den zweiten Schwellenwert SW2 und fällt weiter in Richtung des zweiten Schwellenwerts SW1 ab. Im weiteren zeitlichen Verlauf der Bandbreite B unterschreitet die Bandbreite B auch den ersten Schwellenwert SW1. Das Unterschreiten des ersten Schwellenwerts SW1 alleine würde noch keine Adaption des Datentransfers induzieren. Berücksichtigt man jedoch zusätzlich die in 2 dargestellte Situation, in der das Kraftfahrzeug 1 kurz vor der Tunneleinfahrt 9 steht, so ergibt sich eine entsprechend andere Situation. In diesem Fall würde die Steuereinheit 3 den Zeitpunkt t oder das Zeitintervall dt ermitteln, in denen der Datentransfer sich gemäß dem ermittelten Wahrscheinlichkeitswert vermutlich ändern wird. Die von der Steuereinheit 3 ermittelten Zeitangaben repräsentieren insbesondere eine Prognose oder Voraussage.
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In den meisten Fällen ist diese Voraussage auch zutreffend. Es kann jedoch auch der Fall eintreten, in dem dies nicht zutrifft. Dies kann beispielsweise bei einem Tunnel 9 der Fall sein, der mit entsprechender Funktechnik ausgestattet ist. Um in diesem Fall eine unnötige Adaption des Datentransfers zu vermeiden, wird bevorzugt vorgesehen, auch die Bandbreite B oder deren zeitlichen Verlauf für das Adaptieren des Datentransfers zu berücksichtigen. Erst wenn die Bandbreite B den ersten Schwellenwert SW1 zum Zeitpunkt t unterschreitet oder den ersten Schwellenwert SW1 zumindest für die vorgegebene Zeitspanne dt durchgehend unterschreitet, erfolgt ein Betreiben des Datentransfers in dem ersten Spektrum 4. Es ist möglich, dass der von der Steuereinheit 3 ermittelte Zeitpunkt t nicht exakt dem Zeitpunkt entspricht, an dem der erste Schwellenwert SW1 unterschritten wird. Eine gewisse Abweichung ist hier jedoch ohne Relevanz. Es ist ausreichend, wenn innerhalb von 10 bis 30 Sekunden nach dem ermittelten Zeitpunkt t der erste Schwellenwert SW1 unterschritten wird. Auch in diesem Fall würde der Datentransfer adaptiert oder angepasst werden.
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Insbesondere kann die Steuereinheit 3 feststellen, dass die Änderung des Datentransfers eine Zeitdauer ZD andauern wird, welche einen kritischen Wert überschreitet. Dies kann ein weiteres Kriterium für die Anpassung des Datentransfers sein. Wenn die Zeitdauer ZD den kritischen Wert nicht übersteigt, so kann die Steuereinheit 3 eine Anpassung oder Adaption des Datentransfers unterlassen.
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Im weiteren zeitlichen Verlauf steigt die Bandbreite B wieder an. Unter Berücksichtigung der Situation von 2 kann dies aufgrund eines Verlassens des Tunnels 9 der Fall sein. Die Steuereinheit 3 kann mittels der Kamerasensorik eine Ausfahrt des Tunnels 9 erkennen. Zugleich kann die Steuereinheit 3 einen weiteren Zeitpunkt t' ermitteln, an dem der Tunnel 9 verlassen wird. Dabei wird insbesondere eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 berücksichtigt. Tritt der weitere Zeitpunkt t' oder das weitere Zeitintervall dt' ein, so erfolgt erneut eine Messung der Bandbreite B und/oder der Latenzzeit L. Zum Zeitpunkt t' ergibt die Messung durch die Steuereinheit 3, dass die Bandbreite B den zweiten Schwellenwert SW2 überschritten hat. Zusätzlich kann die Steuereinheit 3 feststellen, dass ein zeitlicher Verlauf der Bandbreite B in dem weiteren Zeitintervall dt' ebenfalls durchgehend über dem zweiten Schwellenwert SW2 liegt. Diese Messung im Zusammenhang mit der erkannten Tunnelausfahrt 9 führt zu einer entsprechenden Adaption des Datentransfers. Der Datentransfer wird in diesem Fall nicht länger in dem ersten Spektrum 4, sondern in dem zweiten Spektrum 5 betrieben.
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In 4 ist beispielhaft ein möglicher Ablauf eines Verfahrens gezeigt. In einem ersten Schritt S1 können Umgebungsinformationen in einem vorgegebenen Bereich um das Kraftfahrzeug 1 mittels des Sensors 2 für eine dynamische Umgebungserkennung erfasst werden. Diese Umgebungsinformationen können für eine Prognose der Netzwerkkonnektivität verwendet werden. Ein Erfassen der Umgebungsinformationen kann eine Navigationsroute, eine Fahrbahnmarkierung, ein Fahrbahnverlauf und/oder die vorgegebenen Objekte 9 im Bereich um das Kraftfahrzeug 1 beinhalten.
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In einem zweiten Schritt S2 kann ein Wahrscheinlichkeitswert betreffend die Änderung einer Qualität und/oder Quantität des Datentransfers um ein vorgegebenes Niveau in Abhängigkeit von den Umgebungsinformationen erfolgen. Zugleich kann in dem zweiten Schritt S2 durch die Steuereinheit 3 ein zukünftiger Zeitpunkt t und/oder das zukünftige Zeitintervall dt ermittelt werden, wenn der Wahrscheinlichkeitswert einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Dies gilt analog für den weiteren Zeitpunkt t' oder das weitere Zeitintervall dt'.
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In einem dritten Schritt S3 wird bevorzugt die Bandbreite B und/oder die Latenzzeit L des Datentransfers gemessen, wenn der zukünftige Zeitpunkt t und/oder das zukünftige Zeitintervall dt eintritt und/oder ermittelt wird. Das Messen kann davon abhängig sein, dass die Zeitdauer ZD der Änderung den kritischen Wert übersteigt.
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In einem vierten Schritt S4 kann die gemessene Bandbreite B und/oder die gemessene Latenzzeit L mit einem ersten Schwellenwert SW1 für das erste Spektrum 4 des Datentransfers verglichen werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Bandbreite B mit dem zweiten Schwellenwert SW2 für das zweite Spektrum des Datentransfers verglichen werden.
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In einem fünften Schritt S5 wird der Datentransfer in dem ersten Spektrum 4 betrieben, wenn der erste Schwellenwert SW1 unterschritten wird und der zukünftige Zeitpunkt t, t' oder das zukünftige Zeitintervall dt, dt' bestimmt ist. Alternativ kann im fünften Schritt S5 vorgesehen sein, dass der Datentransfer in einem zweiten Spektrum 5 betrieben wird, wenn der zweite Schwellenwert SW2 überschritten wird und der zukünftige Zeitpunkt t ,t' oder das zukünftige Zeitintervall dt, dt' bestimmt wird.
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In 5 sind beispielhaft unterschiedliche fahrzeuginterne Applikationen 10 gezeigt. In dem angedeuteten Kraftfahrzeug 1 sind mehrere Sitze, Lautsprecher sowie ein Display angedeutet. Ein Display ist innerhalb des Kraftfahrzeugs 1, das andere außerhalb des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Steuereinheit 3 kann zwei seitlich angeordnete Lautsprecher sowie zwei Bildschirme für eine Videopräsentation ansteuern. Die Steuereinheit 3 kann über ein Borddisplay als fahrzeuginterne Applikation 10 angesprochen werden. Erkennt die Steuereinheit 3, dass eine Adaption des Datentransfers bevorsteht oder nötig wird, so kann die Steuereinheit 3 entsprechende Steuersignale 11 für die fahrzeuginternen Applikationen 10 und/oder übermitteln erzeugen. Diese Steuersignale 11 bereiten insbesondere die fahrzeuginternen Applikationen 10 auf einen Wechsel des Spektrums 4, 5 vor. Die Steuersignale 11 sind insbesondere bei einem Wechsel vom zweiten Spektrum 5 in das erste Spektrum 4 erforderlich. In diesem Fall steht meist eine Reduzierung der Bandbreite B bevor, und die fahrzeuginternen Applikationen 10, wie zum Beispiel ein Video-Streaming, ein Soundsystem mittels mehrerer Lautsprecher oder weitere datenintensive Applikationen 10, können nicht länger wie gewohnt ausgeführt werden.
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Es ist möglich, dass in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 ebenfalls eine oder mehrere Kameras 2 positioniert sind, welche eine Anwesenheit der Insassen 6 feststellen können. Zusätzlich kann die Steuereinheit 3 mithilfe der Innenkameras 2 einen Gesundheitszustand der Insassen ermitteln. Erkennt die Steuereinheit 3 dabei einen kritischen Gesundheitszustand eines der Insassen 6, so kann das Betreiben des Datentransfers in jenem Spektrum vorgesehen sein, welches ein schnelles Absetzen eines Notrufsignals ermöglicht. So kann beispielsweise ein nächstgelegenes Krankenhaus hinsichtlich eines medizinischen Notfalls informiert werden.
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Wird der Datentransfer in dem ersten Spektrum 4 betrieben und steht im weiteren zeitlichen Verlauf später das zweite Spektrum 5 wieder zur Verfügung, so kann die Steuereinheit 3 mittels der Steuersignale 11 die fahrzeuginternen Applikationen 10 entsprechend der Bandbreite B in dem zweiten Spektrum 5 betreiben. In diesem Fall können die fahrzeuginternen Applikationen 10 bestimmungsgemäß ohne Einschränkungen betrieben werden.
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Das Verfahren zum Adaptieren des Datentransfers kann somit auf tatsächlich notwendige sowie dauerhafte Einschränkungen des Datentransfers begrenzt werden. Ein unnötiges Hin- und Herschalten der fahrzeuginternen Applikationen 10 von dem ersten Spektrum 4 in das zweite Spektrum 5 oder umgekehrt kann vermieden werden. Die im Vorfeld erwähnten Kriterien erlauben es, die fahrzeuginternen Applikationen 10 effektiver zu betreiben. Da bei diesem Verfahren mittels des Wahrscheinlichkeitswerts sowie der dynamischen Umgebungserkennung der zukünftige Zeitpunkt t, t' oder das zukünftige Zeitintervall dt berechnet werden kann, können die fahrzeuginternen Applikationen 10 im Vorfeld an die Änderung der Qualität und/oder Quantität des Datentransfers vorbereitet werden. Dadurch können die fahrzeuginternen Applikationen 10 angenehmer sowie effizienter betrieben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Sensor, Kamera
- 3
- Steuereinheit
- 4
- erstes Spektrum, mMTC
- 5
- zweites Spektrum, 5G
- 6
- Insasse, Insassin, Fahrer, Fahrerin
- 7
- Energiespeicher
- 8
- Fahrbahn
- 9
- Objekt, Tunnel, Tunneleinfahrt, Verkehrszeichen
- 10
- Fahrzeuginterne Applikation
- 11
- Steuersignal
- t, t'
- Zeitpunkt, weiterer Zeitpunkt
- dt, dt'
- Zeitintervall, weiteres Zeitintervall
- ZD
- Zeitdauer
- S1
- erster Schritt
- S2
- zweiter Schritt
- S3
- dritter Schritt
- S4
- vierter Schritt
- S5
- fünfter Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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