DE112021001750T5

DE112021001750T5 - Steuerungsverfahren und Steuerungsvorrichtung zur Verbindungsumschaltung

Info

Publication number: DE112021001750T5
Application number: DE112021001750.0T
Authority: DE
Inventors: Guotao Chen; Baohong Cheng
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2023-01-12
Also published as: WO2021239881A1; JP2023527445A; US20230170986A1; CN113746525A

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Steuerungsverfahren und eine Steuerungsvorrichtung zur Verbindungsumschaltung, wobei das Steuerungsverfahren umfasst: Empfangen eines aktuellen codierten Signals von einer Hauptdatenverbindung, wobei das aktuelle codierte Signal codierte Anwendungsdaten enthält; Decodieren des aktuellen codierten Signals, um die Signalqualität zu bestimmen; Auswerten eines historischen codierten Signals, das über die Hauptdatenverbindung übertragen wurde; und Bestimmen, auf Basis der Signalqualität und eines Auswertungsergebnisses des historischen codierten Signals, ob auf eine Hilfsdatenverbindung umgeschaltet werden soll, um die Anwendungsdaten zu empfangen.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft die Signalübertragung, insbesondere Technologien zur Umschaltung zwischen mehreren Verbindungen bzw. Verbindungsstrecken (Multi-Link-Switching).
Stand der Technik
Mit der Entwicklung von satellitengestützten Positionsbestimmungstechnologien und dem wachsenden Bedarf für die geografische Positionsbestimmung kommen globale Navigationssatellitensysteme (Global Navigation Satellite Systems, GNSSs) in immer mehr Bereichen zur Anwendung, etwa bei Bodentransport und Navigation. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Positionsbestimmung eines fahrenden Fahrzeugs durch Satelliten. Wie in 1 gezeigt, empfängt das Fahrzeug Satellitensignale von den Positionsbestimmungssatelliten P1, P2 und P3 über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Lp, um dessen aktuellen geografischen Standort zu bestimmen; diese Satellitensignale enthalten Informationen zum jeweiligen Standort dieser Positionsbestimmungssatelliten, zur Signalausbreitungszeit etc. und werden während des Empfangs beispielsweise durch die Ionosphäre und die Troposphäre beeinflusst. Daher wird, um die Genauigkeit der GNSS-Positionsbestimmung zu verbessern, ein geostationärer Satellit, beispielsweise der in der Figur gezeigte Satellit S1, verwendet, um Korrekturdaten-Informationen rundzusenden; Korrekturdaten geben eine Satellitentakt-Differenz, eine Satellitenorbit-Differenz, Parameter in Bezug auf die Ionosphäre und die Troposphäre und andere Parameter an. Somit empfängt das Fahrzeug ferner Korrekturdaten, die von dem geostationären Satellit S1 über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls rundgesendet werden, und verwendet die empfangenen Korrekturdaten, um die Satellitensignale, die von den Positionsbestimmungssatelliten P1, P2 und P3 empfangen werden, zu korrigieren, sodass eine Position des Fahrzeugs genauer berechnet wird. Allerdings ist, aufgrund von Einflüssen der Umgebung, in der sich das Fahrzeug fortbewegt, die Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Satelliten S1 unter Umständen nicht immer gut oder kann sogar unterbrochen werden, was die Wirkung der Positionsbestimmung des Fahrzeugs stark beeinflusst.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Steuerungsverfahren und eine Steuerungsvorrichtung zur Verbindungsumschaltung vor, die die Wirkung der Positionsbestimmung eines Fahrzeugs verbessern können.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerungsverfahren zur Verbindungsumschaltung bereitgestellt, umfassend: Empfangen eines aktuellen codierten Signals von einer Hauptdatenverbindung, wobei das aktuelle codierte Signal codierte Anwendungsdaten enthält; Decodieren des aktuellen codierten Signals, um die Signalqualität zu bestimmen; Auswerten eines historischen codierten Signals, das über die Hauptdatenverbindung übertragen wurde; und Bestimmen, auf Basis der Signalqualität und eines Auswertungsergebnisses des historischen codierten Signals, ob auf eine Hilfsdatenverbindung umgeschaltet werden soll, um die Anwendungsdaten zu empfangen.
Vorzugsweise kann ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ferner Folgendes umfassen: wenn die Signalqualität einen vorbestimmten Standard nicht erreicht hat, falls das Auswertungsergebnis einen vorbestimmten Schwellwert nicht erreicht hat, Umschalten auf die Hilfsdatenverbindung, um die Anwendungsdaten zu empfangen; falls das Auswertungsergebnis den vorbestimmten Schwellwert erreicht hat, Beibehalten der Hauptdatenverbindung und Erhalten eines codierten Signals der nächsten Zeit; wenn die Signalqualität den vorbestimmten Standard erreicht hat, Anwenden der decodierten Anwendungsdaten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuerungsvorrichtung zur Verbindungsumschaltung bereitgestellt, umfassend: einen Empfänger, der dafür ausgelegt ist, ein aktuelles codiertes Signal von einer Hauptdatenverbindung zu empfangen, wobei das aktuelle codierte Signal codierte Anwendungsdaten enthält; eine Netzschnittstelle, die dafür ausgelegt ist, die Anwendungsdaten über eine Hilfsdatenverbindung zu empfangen; und eine Steuerung, die ausgelegt ist zum: Decodieren des aktuellen codierten Signals, um die aktuelle Signalqualität zu bestimmen; Auswerten eines historischen codierten Signals, das über die Hauptdatenverbindung übertragen wurde; und, auf Basis der Signalqualität und des Auswertungsergebnisses, Bestimmen, ob die Hilfsdatenverbindung durch die Netzschnittstelle eingeschaltet werden soll, um die Anwendungsdaten zu empfangen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems nach bisherigem Stand der Technik;
2 zeigt eine schematische Darstellung der Erfassung von satellitengestützten Positionsbestimmungs-Korrekturdaten in einem Anwendungsszenario gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuerungsvorrichtung zur Verbindungsumschaltungssteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verbindungsumschaltungsverfahren, das in einem Positionsbestimmungsprozess gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung implementiert ist.

Spezifische Ausführungsformen
In Verbindung mit den Zeichnungen für die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die technischen Lösungen, die durch die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, nachstehend klar und umfassend beschrieben. Es ist offensichtlich, dass die beschriebenen Ausführungsformen nur zur Erläuterung und nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung gedacht sind. In den nachfolgenden Ausführungsformen wird eine satellitengestützte Positionsbestimmungstechnologie als Beispiel verwendet, um mehrere Implementierungen der vorliegenden Erfindung auszuarbeiten; es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung nicht auf satellitengestützte Positionsbestimmungsszenarien beschränkt ist.
Mit der Entwicklung von drahtlosen Kommunikationstechnologien, insbesondere der zunehmenden Popularität von 4G- und 5G-Netzen sowie Verbesserungen bei Kommunikationstechnologien der nächsten Generation ist die Echtzeitkommunikation mit extrem geringer Latenz inzwischen Wirklichkeit geworden, was technische Garantien für die Implementierung von Anwendungen mit sich bringt, die eine extrem geringe Latenz erfordern, wie etwa das autonome Fahren. Die vorliegende Erfindung verwendet ein drahtloses Kommunikationsnetz als Hilfsdatenverbindung, um dem Einfluss einer schlechten Satellit-zu-Erde-Verbindungskommunikation mit einem Satelliten entgegenzuwirken, sodass für eine genaue Positionsbestimmung erforderliche Daten, in dieser Ausführungsform beispielsweise Korrekturdaten Correction_Data von einem geostationären Satelliten, nach wie rechtzeitig eingehen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Anwendungsszenarios gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in der Figur gezeigt, empfängt die Steuerungsvorrichtung zur Positionsbestimmung, die in dem fahrenden Fahrzeug installiert ist, Korrekturdaten von dem Satelliten S über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls, wobei die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls beispielsweise eine L-Band-Rundsendung sein kann. Zusätzlich kann die Steuerungsvorrichtung ferner dafür ausgelegt sein, über eine drahtlose Kommunikationsnetzverbindung Lw (beispielsweise das Internet) mit einer Basisstation BST zu kommunizieren; allerdings ist zu beachten, dass gemäß dieser Ausführungsform die Drahtlosverbindung zwischen der Steuerungsvorrichtung und der Basisstation BST üblicherweise unterbrochen ist und dass eine Kommunikationsverbindung nur bei Bedarf hergestellt wird, um die Belegung von Drahtlosressourcen zu vermeiden. Wenn sich das Fahrzeug bewegt, kann aufgrund des Einflusses von geografischen und umweltbezogenen Faktoren die Verbindungsqualität der Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls sinken. Daher kann, durch Auswerten von Satellitensignalen, die auf der Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls rundgesendet werden, die Steuerungsvorrichtung in dem Fahrzeug zu der drahtlosen Netzverbindung Lw wechseln und, über das Netzwerk, Korrekturdaten Correction_Data von einem entfernten Server RSV durch die Basisstation BST empfangen. Es sei darauf hingewiesen, dass Korrekturdaten, die von dem geostationären Satelliten S rundgesendet werden, üblicherweise von der Uplink-Station, das heißt dem entfernten Server RSV, kommen. Daher sind die Korrekturdaten, die das Fahrzeug von dem entfernten Server RSV über das drahtlose Netzwerk erhält, und die Korrekturdaten, die von dem Satelliten S rundgesendet werden, identisch.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuerungsvorrichtung zur Verbindungsumschaltungssteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform kann die Steuerungsvorrichtung als eine Positionsbestimmungsvorrichtung auf einem beliebigen Ziel installiert sein, dessen Position bestimmt werden soll, beispielsweise einem Fahrzeug. Es sei darauf hingewiesen, dass, um das Konzept und die Lösungseigenschaften der vorliegenden Erfindung hervorzuheben, nicht alle anderen Komponenten oder Bestandteile der Steuerungsvorrichtung zur Durchführung ihrer Positionsbestimmungsdienste gezeigt werden, aber Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet der Technik können sich andere erforderliche Komponenten oder Bestandteile vorstellen.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Steuerungsvorrichtung einen Empfänger 100, eine Netzschnittstelle 200 und eine Steuerung 300. Der Empfänger 100 ist dafür ausgelegt, Korrekturdaten Correction_Data, die von dem Satelliten S über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls rundgesendet werden, zu empfangen. Es versteht sich, dass die Korrekturdaten Correction_Data üblicherweise über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls in der Form eines codierten Signals rundgesendet werden, welches vorab verschlüsselt wird; um die Beschreibung zu erleichtern, wird ein Rundsendesignal von einem Satelliten nachstehend als „SAT“ bezeichnet. Bei dem Satelliten kann es sich um eines oder mehrere der bekannten Positionsbestimmungssysteme GPS, Beidou, GLONASS und Galileo handeln, und die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls kann das L-Band oder irgendein anderes Band nach Stand der Technik nutzen. Die Netzschnittstelle 200 kann mit einem entfernten Server RSV über eine Basisstation BST durch ein derzeit bekanntes drahtloses Kommunikationsprotokoll kommunizieren. Bei dem Kommunikationsprotokoll kann es sich beispielsweise um das Drahtloskommunikationsprotokoll 4G oder 5G, NB-IOT oder das loT (Internet of Things)-Protokoll LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) handeln.
Gemäß dieser Ausführungsform verwendet die Steuerung 300 die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls als Hauptdatenverbindung und empfängt ein Rundsendesignal SAT von dem Satelliten S durch den Empfänger 100. Die Steuerung 300 decodiert das Rundsendesignal SAT und versucht, die Korrekturdaten Correction_Data wiederherzustellen. Die Steuerung 300 kann die Signalqualität Q des vom Satelliten S empfangenen Rundsendesignals SAT bestimmen, indem bestimmt wird, ob die Korrekturdaten Correction_Data erfolgreich wiederhergestellt wurden. Ein anderes gängiges Verfahren besteht darin, dass die Steuerung 300 auch ein Träger/Rauschen-Verhältnis (Carrier/Noise, C/N) der Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls auf Basis des empfangenen Rundsendesignals SAT berechnen kann, wodurch die Signalqualität Q bestimmt wird. Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann auch irgendein anderer bekannter Algorithmus nach bisherigem Stand der Technik verwendet werden, um die Signalqualität eines Rundsendesignals zu detektieren.
Zusätzlich zum Bestimmen der Signalqualität Q eines aktuell empfangenen Rundsendesignals SAT wertet die Steuerung 300 auch historische Rundsendesignale aus, die in einem vergangenen Zeitraum über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls rundgesendet wurden. Somit kann die Steuerung 300, auf Basis der Signalqualität und eines Auswertungsergebnisses für historische Rundsendesignale (nachstehend angegeben durch das Symbol λ) bestimmen, ob auf eine Hilfsdatenverbindung umgeschaltet werden soll, die von der Basisstation BST bereitgestellt wird, um, durch die Basisstation BST, Korrekturdaten Correction_Data zu empfangen, die von dem entfernen Server RSV bereitgestellt werden. Wie an früherer Stelle erwähnt, werden die Korrekturdaten Correction_Data, die von dem geostationären Satelliten S rundgesendet werden, von dem entfernten Server RSV auch mit dem Satelliten S synchronisiert.
4 zeigt eine spezifische Ausführungsform des Flusses eines Verbindungsumschaltungsverfahrens, das von der Steuerung 300 während des Positionsbestimmungsprozesses implementiert wird. Wie in 4 gezeigt, empfängt die Steuerung 300 in Schritt 410 ein aktuelles Rundsendesignal SAT₀ von der Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls durch den Empfänger 100, wobei das Rundsendesignal SAT₀ die codierten Korrekturdaten Correction_Data enthält. Es sei darauf hingewiesen, dass, da eine Satellit-zu-Erde-Verbindung keinerlei Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl von Empfangsvorrichtungen vorgibt und eine gute Echtzeitleistung bietet, die Steuerung 300 standardmäßig immer die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls als Hauptverbindung zum Empfangen des Rundsendesignals SAT verwendet. In Schritt 412 decodiert die Steuerung 300 das Rundsendesignal SAT₀, um die Signalqualität des aktuellen Rundsendesignals zu bestimmen, wobei die Signalqualität bestimmt werden kann, indem bestimmt wird, ob die wiederhergestellten Korrekturdaten Correction_Data korrekt decodiert wurden, oder auf Basis eines Träger/Rauschen-Verhältnisses (Carrier/Noise, C/N) der Verbindung.
In Schritt 414 wertet die Steuerung 300 ferner die Gesamtqualität historischer Rundsendesignal-Ströme aus, die über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums rundgesendet werden, wobei ein Auswertungsergebnis mit dem Symbol λ dargestellt wird. Beispielsweise sei angenommen, dass die Steuerung 300 in dem gerade abgelaufenen Zeitraum T N-mal Rundsendesignale vom Satelliten S über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls empfangen hat. Jedes Mal, wenn ein Satellitensignal empfangen und korrekt decodiert wird, wird der diesmal empfangenen Signalqualität Q ein Erfolgsindikatorwert, beispielsweise 1, zugewiesen, und für ein Satellitensignal, das nicht korrekt decodiert werden kann, wird der diesmal empfangenen Signalqualität Q ein Fehlerindikatorwert, beispielsweise 0, zugewiesen. Daher kann das Auswertungsergebnis λ für den Empfang von historischen Rundsendesignalen über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls in dem vergangenen Zeitraum T durch die folgende Formel ausgedrückt werden: $λ = \frac{\sum_{i = 1}^{N} Q_{1}}{N}$
Der Wert λ steht für die korrekte Decodierrate des Rundsendesignals SAT, das in dem vorbestimmten Zeitraum T empfangen wird.
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Speicher, wie durch die Bezugsnummer 400 in 3 angegeben, in der Steuerungsvorrichtung angeordnet, um die Signalqualität-Indikatorwerte Q der N-maligen Decodierung innerhalb des Zeitraums T zu speichern.
Somit kann in Schritt S414, beim Auswerten eines historisches Rundsendesignals, die Steuerung 300 ein Auswertungsergebnis λ für das historische Rundsendesignal erhalten, indem die Signalqualitätswerte (Q_N, Q_N-1, ... Q₁) der N-maligen Decodierung im Speicher gelesen werden und eine Berechnung gemäß der vorstehenden Formel (1) durchgeführt wird. Es versteht sich, dass beim kontinuierlichen Empfang des Satelliten-Rundsendesignals SAT die Qualitätsindikatorwerte Q der N-maligen Decodierung, die im Speicher 400 gespeichert sind, ebenfalls kontinuierlich aktualisiert werden. Als weiteres Beispiel kann die Steuerung 300 ferner den Wert eines Auswertungsergebnisses λ auf Basis eines Qualitätsindikatorwertes Q für jede Decodierung direkt berechnen und diesen im Speicher speichern, und somit kann die Steuerung 300 das Auswertungsergebnis λ bei Bedarf direkt auslesen. Allerdings erfolgt dies zu Lasten einer Zunahme der Berechnungskosten; insbesondere wenn die Qualität des Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls gut ist, ist es nicht notwendig, solche Berechnungen ständig durchzuführen. Nach dem Bestimmen der Signalqualität Q₀ des aktuellen decodierten Signals SAT₀ und dem Bestimmen des Auswertungsergebnisses λ für das historische Rundsendesignal kann die Steuerung 300 bestimmen, ob die aktuelle Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls verfügbar bleibt, und, wenn diese nicht mehr verfügbar ist, auf eine Hilfsdatenverbindung Lw umschalten, um Korrekturdaten Correction_Data zu empfangen.
Insbesondere bestimmt die Steuerung 300 in Schritt 416, ob die Signalqualität des aktuellen Rundsendesignals SAT₀ einen vorbestimmten Standard erreicht hat, wobei beispielsweise bestimmt wird, ob die Korrekturdaten Correction_Data erfolgreich aus dem Rundsendesignal SAT₀ decodiert und wiederhergestellt werden können. Falls die Signalqualität einen vorbestimmen Standard erreicht hat, dann wird der Prozess mit Schritt S418 fortgesetzt, in dem die Steuerung 300 entscheidet, weiterhin Korrekturdaten über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls zu beziehen. Dann, in Schritt 420, wendet die Steuerung 300 die in Schritt 412 wiederhergestellten Korrekturdaten Correction_Data an; die Anwendung umfasst das Durchführen einer Korrekturverarbeitung für Satellitensignale, die von Positionsbestimmungssatelliten wie etwa P₁, P₂ und P₃ empfangen werden, beispielsweise das Beziehen genauerer Positionsparameter, die von Positionsbestimmungssatelliten P₁, P₂ und P₃ benötigt werden, um Positionsbestimmungsdienste bereitzustellen, das Extrahieren einer Satellitentakt-Differenz, einer Orbit-Differenz, von Parametern in Bezug auf die atmosphärische Ionosphäre und Troposphäre und anderer Parameter, sodass die Steuerung 300 diese Parameter verwenden kann, um die aktuellen geographischen Positionskoordinaten zu berechnen und dadurch eine genauere Positionsschätzung zu erzielen. Zusätzlich speichert die Steuerung 300 in Schritt 416, im Speicher 400, den Erfolgsindikatorwert Q₀ = 1 der aktuellen Decodierung und löscht die ältesten Daten Q_N, um aktualisierte Daten (Q_N-1, Q_N-2,...Q₁, Q₀) zu bilden. Alternativ werden, in einem anderen Beispiel, die ursprünglich im Speicher 400 gespeicherten N - 1 Indikatorwerte Q_N-1, Q_N-2,...Q₁ und der aktuelle Indikatorwert Q₀ verwendet, um die Verbindungsqualität λ neu zu berechnen und den Speicher 400 auf Basis der Formel (1) zu aktualisieren.
Falls in Schritt 416 die Steuerung 300 bestimmt, dass die Decodierung fehlgeschlagen ist und dass die Signalqualität den vorbestimmten Standard nicht erreicht hat, beispielsweise dass die Positionsbestimmungsdaten Correction_Data nicht erfolgreich aus dem aktuellen Rundsendesignal SAT₀ wiederhergestellt werden konnten, dann wird der Prozess mit Schritt S422 fortgesetzt. In Schritt 422 wird bestimmt, ob das in Schritt 414 bestimmte Auswertungsergebnis λ eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; beispielsweise wird bestimmt, ob λ größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert λTHR ist; der Schwellwert λTHP kann beispielsweise 90 % betragen und kann insbesondere gemäß tatsächlichen Erfordernissen eingestellt sein. Falls λ größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert λTHR ist, dann zeigt dies, dass das Rundsendesignal, welches über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls empfangen wird, noch wenigstens für den vergangenen Zeitraum T zuverlässig und stabil ist und dass das aktuelle Fehlschlagen der Decodierung unter Umständen auf einen zufälligen Faktor zurückzuführen ist; daher wird der Prozess mit Schritt S424 fortgesetzt. In Schritt 424 trifft die Steuerung 300 die Entscheidung, die Korrekturdaten Correction_Data weiterhin über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls zu erhalten, und erhält das von Satellit S rundgesendete Signal SAT zum nächsten Zeitpunkt über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls. Daher kehrt der Prozess zu Schritt 410 zurück, in dem die von Satellit S rundgesendeten Korrekturdaten zum nächsten Zeitpunkt empfangen werden und die vorstehend beschriebene Verarbeitung wiederholt wird.
Falls in Schritt 422 bestimmt wird, dass das Auswertungsergebnis eines historischen Rundsendesignals, welches innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums empfangen wird, eine vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, falls beispielsweise bestimmt wird, dass λ kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert λTHR ist, dann kann gegebenenfalls bestimmt werden, dass die Verbindungsqualität der Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls im aktuellsten Zeitraum T sinken kann, und daher wird entschieden, auf eine Hilfsverbindung Lw umzuschalten, um die Korrekturdaten Correction_Data zu erhalten. Daher wird der Prozess mit Schritt 426 fortgesetzt, in dem die Steuerung 300 eine drahtlose Kommunikationsverbindung Lw zu der Basisstation BST durch die Netzschnittstelle 200 herstellt und die Korrekturdaten Correction_Data von dem entfernten Server RSV durch die Basisstation BST erhält. Dann, in Schritt 420, wendet die Steuerung 300 die Korrekturdaten Correction_Data von der Basisstation an, beispielsweise indem eine positionsbestimmungsbezogene Verarbeitung durchgeführt wird. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass es, auch wenn gemäß der vorliegenden Erfindung die Korrekturdaten Correction_Data über die Hilfsverbindung Lw empfangen werden, nach wie vor erforderlich ist, regelmäßig zu beobachten, ob sich die Verbindungsqualität der Hauptdatenverbindung, das heißt der Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls, verbessert hat und, falls sich diese verbessert hat, wieder zu der Hauptdatenverbindung zurückzuwechseln. Daher umfasst der Prozess, wie in 4 gezeigt, ferner Schritt 428, in dem die Steuerung 300 nach dem Herstellen der Hilfsverbindung Lw zur Basisstation BST das rundgesendete Signal SAT von der Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls weiterhin über den Empfänger 100 empfängt, wobei beispielsweise das aktuelle Rundsendesignal SATj zur j-ten Zeit erhalten wird und beurteilt wird, ob die Signalqualität des Signals SATj einem vorbestimmten Standard entspricht. Falls beispielsweise die Korrekturdaten Correction_Data immer noch nicht korrekt aus dem Signal SATj decodiert werden können, dann empfängt die Steuerung 300 nachfolgende Korrekturdaten Correction_Data von der Basisstation BST weiterhin über die drahtlose Kommunikationsverbindung Lw. Sobald allerdings bestimmt wird, dass die Signalqualität von SATj einem vorbestimmten Standard entspricht, dann entscheidet die Steuerung 300, wieder zu der Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls zurückzuwechseln, empfängt nachfolgende Korrekturdaten Correction_Data über die Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls und fährt mit der Durchführung der Schritte 410 bis 428 fort. Auf diese Weise ist es möglich, eine längere Belegung der drahtlosen Kommunikationsverbindung Lw zu vermeiden, was eine Ressourcenverschwendung verursachen könnte.
In einer anderen Ausführungsform kann in Schritt 428 die Entscheidung, ob wieder zu der Satellit-zu-Erde-Verbindung zurückgewechselt werden soll, auch auf Basis einer Auswertung historischer Rundsendesignale von der Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls getroffen werden. Insbesondere wird ein Qualitätsindikatorwert Qj, beispielsweise 1 oder 0, der aktuellen Decodierung auf Basis der Signalqualität des Signals SATJ zugewiesen; dann werden die aktuellsten N - 1 Elemente von im Speicher 400 gespeicherten historischen Daten gelesen und ein Auswertungsergebnis λ der historischen Rundsendesignale im vergangenen Zeitraum T wird gemäß der Formel (1) bestimmt. Falls ein zu diesem Zeitpunkt bestimmtes Auswertungsergebnis λ größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert λTHR ist, wird wieder zur Satellit-zu-Erde-Verbindung Ls zurückgewechselt; andernfalls wird der Datenempfang über die drahtlose Kommunikationsverbindung Lw fortgesetzt. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Beurteilungsergebnis der Signalqualität für jede in Schritt 428 durchgeführte Decodierung, das heißt ein Qj-Wert oder eine Qualität λ, die auf Basis des Qj-Wertes aktualisiert wird, im Speicher 400 aktualisiert wird, um eine aktualisierte Auswertung der Gesamtqualität historischer Rundsendesignale beizubehalten.
Eine Steuerungsvorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert ist, kann in einem Fahrzeug so ausgestaltet sein, dass zur Positionsbestimmung erforderliche Daten in Echtzeit erhalten werden können. Zusätzlich können eine Steuerungsvorrichtung oder ein Verbindungsumschaltungsverfahren, die gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert sind, auch in ein anderes Endgerät integriert werden, beispielsweise in einen Positionsbestimmungssensor, um eine Umschaltungssteuerung zwischen mehreren Verbindungen zu realisieren.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben worden und es versteht sich, dass die Schritte des Verfahrens sowie die Reihenfolge, in der diese durchgeführt werden, nicht obligatorisch sind, und dass Anpassungen oder sogar Löschungen gemäß den tatsächlichen Anforderungen möglich sind. Beispielsweise kann Schritt S414 mit Schritt 422 kombiniert werden, sodass historische Rundsendesignale zentral in Schritt 422 ausgewertet werden.
Zusätzlich gilt: Auch wenn die vorstehenden Ausführungsformen in Verbindung mit einem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem beschrieben worden sind, wird nach dem Lesen dieser Offenbarung deutlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Satellitenkommunikation beschränkt ist, sondern vielmehr gleichermaßen auf andere Szenarien anwendbar ist, in denen mehrere Datenverbindungen zum Empfangen derselben Anwendungsdaten verfügbar sind, wobei die Hauptdatenverbindung aus den mehreren Datenverbindungen verwendet wird, um ein codiertes Signal zu empfangen, das codierte Anwendungsdaten enthält, und, wenn die Hauptdatenverbindung nicht verfügbar ist, eine Umschaltung auf die Hilfsdatenverbindung der mehreren Datenverbindungen erfolgt, um die Anwendungsdaten weiter zu empfangen. Nach einem Wechsel zu der Hilfsdatenverbindung wird die Statusüberwachung für die Hauptdatenverbindung fortgesetzt und, wenn die Hauptdatenverbindung wieder verfügbar ist, wird die Hilfsdatenverbindung getrennt und es erfolgt ein Wechsel zurück zur Hauptdatenverbindung, um den Empfang von Anwendungsdaten fortzusetzen.
Auch wenn die vorliegende Erfindung vorstehend in Verbindung mit den Zeichnungen und bevorzugten Ausführungsformen ausführlich veranschaulicht und erläutert worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt; Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet der Technik können Modifikationen vornehmen, was Kombinationen, Ersetzungen, Ergänzungen und Löschungen von Eigenschaften auf Basis der vorangehenden ausführlichen Offenbarung einschließt, und es ist beabsichtigt, dass alle derartigen Lösungen in den Schutzumfang fallen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Steuerungsverfahren zur Verbindungsumschaltung, umfassend: Empfangen eines aktuellen codierten Signals von einer Hauptdatenverbindung, wobei das aktuelle codierte Signal codierte Anwendungsdaten enthält; Decodieren des aktuellen codierten Signals, um die Signalqualität zu bestimmen; Auswerten eines historischen codierten Signals, das über die Hauptdatenverbindung übertragen wurde; und Bestimmen, auf Basis der Signalqualität und eines Auswertungsergebnisses des historischen codierten Signals, ob auf eine Hilfsdatenverbindung umgeschaltet werden soll, um die Anwendungsdaten zu empfangen.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, auf Basis der Signalqualität und eines Auswertungsergebnisses des historischen codierten Signals, ob auf eine Hilfsdatenverbindung umgeschaltet werden soll, um die Anwendungsdaten zu empfangen, ferner umfasst: wenn die Signalqualität einen vorbestimmten Standard nicht erreicht hat, falls das Auswertungsergebnis einen vordefinierten Schwellwert nicht erreicht hat, Umschalten auf die Hilfsdatenverbindung, um die Anwendungsdaten zu empfangen; falls das Auswertungsergebnis den vorbestimmten Schwellwert erreicht hat, Beibehalten der Hauptdatenverbindung und Erhalten eines codierten Signals der nächsten Zeit; wenn die Signalqualität den vorbestimmten Standard erreicht hat, Anwenden der decodierten Anwendungsdaten.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 2, wobei das Auswerten des historischen codierten Signals umfasst: Messen der Signalqualität für jedes der historischen codierten Signale innerhalb einer vorbestimmten Zeit und Verwenden der korrekten Decodierrate der codierten Signale innerhalb der vorbestimmten Zeit als Auswertungsergebnis.
Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: wenn die Hilfsdatenverbindung eingeschaltet ist, weiteres Empfangen nachfolgender codierter Signale von der Hauptdatenverbindung und, je nach Signalqualität der nachfolgenden codierten Signale, Aktualisieren eines Auswertungsergebnisses von historischen codierten Signalen, die über die Hauptdatenverbindung übertragen werden, wobei gilt: falls das aktualisierte Auswertungsergebnis den vorbestimmten Schwellwert erreicht hat, dann wird die Hilfsdatenverbindung unterbrochen; falls das aktualisierte Auswertungsergebnis den vorbestimmten Schwellwert nicht erreicht hat, dann wird die Hilfsdatenverbindung beibehalten.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 4, wobei die Hauptdatenverbindung eine Satellit-zu-Erde-Verbindung für die Kommunikation mit einem Satelliten ist, und die Hilfsdatenverbindung eine drahtlose Kommunikationsverbindung für die Kommunikation mit einer Basisstation ist, wobei die Anwendungsdaten Korrekturdaten zum Korrigieren eines Parameters in Bezug auf die Positionierungssatellitenkommunikation sind, die Basisstation dafür ausgelegt ist, mit einem entfernten Server zu kommunizieren, um die Korrekturdaten zu erhalten, und der Satellit dafür ausgelegt ist, das codierte Signal zu generieren, indem die von dem entfernten Server erhaltenen Korrekturdaten verwendet werden.
Steuerungsvorrichtung zur Verbindungsumschaltung, umfassend: einen Empfänger, der dafür ausgelegt ist, ein aktuelles codiertes Signal von einer Hauptdatenverbindung zu empfangen, wobei das aktuelle codierte Signal codierte Anwendungsdaten enthält; eine Netzschnittstelle, die dafür ausgelegt ist, die Anwendungsdaten über eine Hilfsdatenverbindung zu empfangen; und eine Steuerung, ausgelegt zum: Decodieren des aktuellen codierten Signals, um die aktuelle Signalqualität zu bestimmen; Auswerten eines historischen codierten Signals, das über die Hauptdatenverbindung übertragen wurde; und Bestimmen, auf Basis der Signalqualität und eines Auswertungsergebnisses des historischen codierten Signals, ob die Hilfsdatenverbindung durch die Netzschnittstelle eingeschaltet werden soll, um die Anwendungsdaten zu empfangen.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuerung ferner hierfür ausgelegt ist: wenn die aktuelle Signalqualität einen vorbestimmten Standard nicht erreicht hat, falls das Auswertungsergebnis einen vordefinierten Schwellwert nicht erreicht hat, Einschalten der Hilfsdatenverbindung, um die Anwendungsdaten zu empfangen; falls das Auswertungsergebnis den vorbestimmten Schwellwert erreicht hat, Beibehalten der Hauptdatenverbindung und Erhalten des codierten Signals der nächsten Zeit durch den Empfänger; wenn die Signalqualität des Auswertungsergebnis einen vorbestimmen Standard erreicht hat, Anwenden der decodierten Anwendungsdaten.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner dafür ausgelegt ist, die Signalqualität für jedes der historischen codierten Signale innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu messen und eine korrekte Decodierrate innerhalb der vorbestimmten Zeit als Auswertungsergebnis zu verwenden.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend einen Speicher zum Speichern eines Anzeigewertes, der die Signalqualität jedes Signals, welches innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums decodiert wird, oder das Auswertungsergebnis, welches auf Basis des Anzeigewertes berechnet wird, angibt.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Steuerung ferner hierfür ausgelegt ist: wenn die Hilfsdatenverbindung eingeschaltet ist, weiteres Steuern des Empfängers, um ein nachfolgendes codiertes Signal von der Hauptdatenverbindung zu empfangen, und Verwenden der Signalqualität des nachfolgenden codierten Signals, um das Auswertungsergebnis zu aktualisieren, wobei gilt: falls das aktualisierte Auswertungsergebnis den vorbestimmten Schwellwert erreicht hat, dann wird die Hilfsdatenverbindung unterbrochen; falls das aktualisierte Auswertungsergebnis den vorbestimmten Schwellwert nicht erreicht hat, dann wird die Hilfsdatenverbindung beibehalten.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Hauptdatenverbindung eine Satellit-zu-Erde-Verbindung für die Kommunikation mit einem Satelliten ist und die Hilfsdatenverbindung eine drahtlose Kommunikationsverbindung für die Kommunikation mit einer Basisstation ist, wobei die Anwendungsdaten Korrekturdaten zum Korrigieren eines Parameters in Bezug auf die Positionierungssatellitenkommunikation sind, die Basisstation dafür ausgelegt ist, mit einem entfernten Server zu kommunizieren, um die Korrekturdaten zu erhalten, und der Satellit dafür ausgelegt ist, das codierte Signal zu generieren, indem die von dem entfernten Server erhaltenen Korrekturdaten verwendet werden.