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Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem
und ein Verfahren zur Datenübertragung
zwischen einer Datenquelle und mobilen Kommunikations-Geräten und/oder
stationären
Kommunikationsgeräten
unter Verwendung eines flächendeckenden Elektrizitätsverteilungsnetzes
oder Teilen eines solchen Netzes und eines Funknetzes.
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Kommunikationssysteme zur (Breitband-)Datenübertragung
unter Verwendung eines flächendeckenden
Elektrizitätsverteilungsnetzes konkurrieren
in den letzten Jahren zunehmend vor allem in dicht besiedelten städtischen
Ballungsgebieten mit Wireless Local-Area-Network-Systemen (WLAN).
Die Bereitstellung von Kommunikationsdiensten unter Verwendung des
Elektrizitätsverteilungsnetzes
ist recht attraktiv, weil sie die Notwendigkeit der Installation
einer Verkabelung zu jedem Teilnehmer beseitigt, was bekanntlich
den größten Teil der
Kosten bei der Bereitstellung eines neuen Kommunikationsdienstes
darstellt. Zur Nutzung der Kommunikationsdienste müssen Kommunikationsgeräte dazu
innerhalb von Gebäuden
allerdings an die Stromversorgung des Gebäudes angeschlossen werden.
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Bekannt von dem Aufbau und der Nutzung von
derzeitigen Mobilfunknetzen und den darauf aufbauenden Diensten
ist, dass:
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- –nicht
unerhebliche Kosten für
die Funkstandorterschließung
für die
Funkanlagen der Mobilfunkbetreiber (Antennen, Systemtechnik auf
oder unter Dächern)
notwendig sind,
- –wegen
der zunehmenden Marktdurchdringung in naher Zukunft eine Funkstandortverdichtung
(Aufbau von Funk-Microzellen in ca. 100m Bereichen) erforderlich
ist,
- –GSM/UMTS-Mobilfunkgeräte mit der
derzeitigen Übertragungsfrequenzen über weitere
Distanzen keinen direkten Funk-/ Sprach-/ Datenkontakt untereinander
aufnehmen und nur über
eine Basisstation miteinander kommunizieren können,
- –die
Anbindung der GSM/ UMTS Mobilfunkstandorte über direkte Richtfunkverbindungen
oder Festnetzverbindungen auf Grundlage von herkömmlichen, marktbeherrschenden
Telekommunikationsleitungen zu den Vernetzungs- und Verwaltungspunkten, wie
z. B. OMS, OMC, MSC – Betriebs-
und Wartungssubsystem des GMS- Netzes, erfolgt,
- –zur
Versorgung der Funkstandorte / Antennenstandorte der GSM / UMTS
Mobilfunkbetreiber an die beispielsweise Sektorantennen mindestens
ein Antennenkabel (Koaxialkabel) oder bei aktiven Antennen mindestens
2 Kabel (Datenkabel wie Koaxial-, LWL- oder Ethernet, Antennenkabel,
Stromversorgungskabel) mitgeführt
werden,
- –Dienste
mit angelagerten Geodaten in unmittelbarer Nähe von Verkehrsströmen durch
die bisherige Funkstandortauswahl nicht oder nicht genau oder nur unter
erhöhten
Aufwendungen nutzbar sind,
- –kaum
behördlicher
und kommunaler Einfluss auf die Dienste und die Nutzung bei Mobilfunknetzen
gegeben ist und
- –Bezahl-
und Abrechnungsmodelle und Dienste auf Grundlage der SIM-Karte im Mobiltelefon
sich bisher im Wesentlichen auf SMS-Abrechnungsverfahren auf Grundlage von
manuellen Eingaben in das Mobiltelefon belaufen.
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Daraus folgen nicht nur höhere Kosten
zur Erschließung
eines Mobilfunkstandortes für
den Betreiber, sondern auch verhältnismäßig hohe
Kosten für
einen Mobilfunknutzer, da z.B. zur Sprachkommunikation zwischen
zwei Nutzern bisher immer eine Basisstation als Zugriffspunkt vorhanden
sein musste. Unter den derzeitigen technischen Bedingungen kann
ein darauf aufbauender Service oder Dienst nicht erbracht werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht
darin, ein Kommunikationssystem zur Datenübertragung zu entwickeln, mit
dem mobile oder stationäre Kommunikationsgeräte vom Standort
unabhängig,
zumindest abschnittsweise, an eine an das Elektrizitätsverteilungsnetz
gekoppelte Datenquelle flexibel angeschlossen werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Kommunikationssystems zur Datenübertragung gemäß Anspruch
1 gelöst.
Die rückbezogenen
Unteransprüche
zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass
die Datenübertragung
zwischen einer Datenquelle und mobilen Kommunikationsgeräten und/oder
stationären
Kommunikationsgeräten
unter Verwendung eines flächendeckenden
Elektrizitätsverteilungsnetzes
oder Teilen eines solchen Netzes und eines Funknetzes dadurch räalisiert
wird, indem mehrere Parzellen vorgesehen sind, die untereinander
linienförmig
drahtgebunden oder drahtlos gekoppelt sind, wobei jede Parzelle
einen Funkschnittstellenträger
mit einer Funkschnittstelle aufweist und die Funkschnittstelle derart
ausgebildet ist, dass sie mittels einer Funkverbindung mit den mobilen
Kommunikationsgeräten
und/oder den stationären
Kommunikationsgeräten
bidirektional kommunizieren kann.
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Als Funkschnittstellenträger werden
Straßenbeleuchtungseinrichtungen,
Verkehrssignalanlagen, elektrische Verkehrsleiteinrichtungen, Mautkontroll-Stellen, Notrufsäulen, Umspannstationen,
Elektrizitätsversorgungsmasten
und dgl. mit gegebenenfalls den dazugehörigen Träger, Masten, Halterungen, Abspannungen
und Fassungen verwendet. Die Funkschnittstelle kann an dem oder
in dem als Straßenbeleuchtungseinrichtung
ausgebildeten Funkschnittstellenträger angeordnet und elektrisch
an das Elektrizitätsverteilungsnetz
der Straßenbeleuchtung angeschlossen
werden. Das Elektrizitätsverteilungsnetz
liefert also einerseits die Versorgungsspannung zum Betreiben der
Funkschnittstelle auch im 24-h Betrieb und andererseits abschnittsweise
Daten, wie z. B. Email, Fax, Sprach-, Video- und Bildnachrichten.
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Die Funkverbindung zwischen einzelnen Funkschnittstellen
oder einer Funkschnittstelle und dem mobilen Kommunikationsgerät und/oder
dem stationären
Kommunikationsgerät
wird durch WLAN, Cordless Telecommunications Systems, PLMN, Trunked
Radio, Paging Systems, UMTS, HYPERLAN, Bluetooth, Mobile Satellite
Radio, Laserlink und dgl. sichergestellt.
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Die drahtgebundene Kopplung der einzelnen Parzellen
untereinander wird erfindungsgemäß dadurch
realisiert, indem das Elektrizitätsverteilungsnetz
mit mehreren Leitungsabgriffen mit sich daran anschließenden Leitungsabschnitten
ausgebildet ist, und jeder Leitungsabschnitt mit mindestens jeweils einer
an einem oder innerhalb eines Funkschnittstellenträger(s) angeordneten
Funkschnittstelle elektrisch gekoppelt ist. Das Elektrizitätsverteilungsnetz ist
hierbei zur Übertragung
von Strom und andererseits für
die Übertragung
von Daten angepasst.
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Durch die flächendeckende Anordnung von Funkschnittstellen
an Funkschnittstellenträgern
sowie den permanenten Funkverbindungen zwischen den Kommunikationsgeräten und
den Funkschnittstellen kann ein dichtes Kommunikationsnetz mit mehreren
Parzellen ausgebildet werden. Die kleinste Parzelle stellt eine
Funkschnittstelle mit einer Antenne, einer Stromversorgungseinheit,
einer Sende- und Empfangseinheit und einer Datenverarbeitungseinheit
dar.
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Die Datenübertragung zur Funkschnittstelle über das
Elektrizitätsverteilungsnetz
kann durch PowerLineCommunication-Systeme (PLC) und Festnetzdatenübertragungstechniken,
wie z. B. DSL oder Ethernet(-frame)
und dgl., erfolgen. Dies kann einerseits durch den speziellen Aufbau
der Funkschnittstellen und andererseits durch die spezielle Anbindung
an eine Umspannstation oder eines Energieverteilers eines Elektrizitätsverteilungsnetz
der Straßenbeleuchtung
realisiert werden.
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Die einzelne Parzellen bildenden
Funkschnittstellen und Kommunikationsgeräte können, wie bereits ausgeführt, mit
anderen Parzellen des Kommunikationssystems Daten über das
Elektrizitätsverteilungsnetz
oder via Funk austauschen.
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Für
einen späteren
Ausbau des Kommunikationssystems, insbesondere der Funkschnittstellen aufweisenden
Parzellen, ist vorgesehen, dass die Datenübertragung auch via Laserlinktechnik.
erfolgen kann. Für
diesen Zweck sind die nachfolgend beschriebenen Komponenten der
Funkschnittstellen entsprechend anzupassen.
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Die mobilen und die stationären Kommunikationsgeräte weisen
ebenso wie die Funkschnittstellen mindestens eine Antenne, eine
Stromversorgungseinheit, eine Sende- und Empfangseinheit und eine Datenverarbeitungseinheit
auf.
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Die Datenverarbeitungseinheit der
Funkschnittstelle kann ihrerseits mindestens einen temporären beschreibbaren
und löschbaren
Datenspeicher und einen Datenspeicher zur Aufrechterhaltung eines
etwaig benötigten
Betriebssystems aufweisen. Zum Zwecke der Informationsweitergabe
kann dieser als Cache ausgebildete temporäre Datenspeicher einer Funkschnittstelle
bzw. eines Kommunikationsgerätes
beschrieben werden und von einem Kommunikationsgerät bzw. einer
Funkschnittstelle wieder ausgelesen werden. Grundsätzlich können mit
diesem Datenspeicher damit auch Daten, die zwischen zwei Kommunikationsgeräten ausgetauscht
werden, dauerhaft gespeichert werden.
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Der temporäre Speicher der Funkschnittstellen
kann derart mit einer Zugriffsberechtigung ausgebildet sein, dass
nur vorbestimmte Nutzer, Nutzergruppen oder Dienste, wie z. B. IP-gestützte Dienste, eMail,
Software, GSM/UMTS-System, auf die gespeicherten Informationen zugreifen
können.
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In der Datenverarbeitungseinheit
der Funkschnittstelle ist gegenüber
der Datenverarbeitungseinheit der Kommunikationsgeräte zusätzlich ein PLC-Modem angeordnet,
dass in Verbindung mit einem Access-Point-Modem (AP-Modem) zur Umsetzung
der leitungsgebundenen Daten in Funksignale verwendet wird.
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Ein PLC- Modem im Sinne der Erfindung dient
einerseits zur Übertragung
von Daten mittels PLC-Technologie und/oder zur Übertragung von Daten mittels
der bereits genannten Festnetzdatenübertraaungstechniken unter
Einbeziehung von Funktions- und Sicherheitstechniken (wie Schalter,
Sicherungen, zusätzliche
Baugruppen, Gehäuse
etc.).
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Die Funkschnittstellen können ferner
einen nicht näher
beschriebenen Blitzschutz enthalten.
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Alternativ können die Funkschnittstellen und/oder
die Kommunikationsgeräte
Bandfilter aufweisen, um nur die für die Datenübertragung Genutzten Frequenzen
auszufiltern bzw. passieren zu lassen und somit Störungen auszufiltern.
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Im Zuge der innerstädtischen
Installation des Kommunikationssystems ist es beispielsweise nur erforderlich,
eine stromführende
Phase der Verteilungsleitung(en) für die Funkschnittstellen vorzuhalten.
Die bislang durch diese Phase versorgten Straßenbeleuchtungseinrichtungen
werden gleichmäßig auf
die anderen stromführenden
Phasen aufgeteilt und daran angeschlossen. Auch unter Umgehung eines üblicherweise
vorgesehenen Dämmerungsschalters,
können
die Funkschnittstellen unabhängig von
der Straßenbeleuchtung
permanent bestromt und mit Daten versorgt werden.
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Zur Stromversorgung der Funkschnittstellen ist
es ebenfalls möglich,
die Phasen nur temporär
zu schalten und eine Einrichtung zur Ansprechverzögerung der
Straßenbeleuchtung
vorzusehen, um die für die
Funkschnittstellen benötigte
Energie puffern zu können.
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Des Weiteren besteht die Möglichkeit,
die Stromversorgung der Funkschnittstellen durch Photovoltaiknutzung
zu realisieren. Es versteht sich für den Fachmann, dass neben
den erforderlichen Photozellen auch ein elektrischer Wandler, eine
zugehörige
Regeleinrichtung und ein Akkumulator zur Speicherung der Energie
vorgesehen sind. Die Gesamtheit der zur Photovoltaiknutzung benötigten Komponenten
ist in dem oder auf dem Funkschnittstellenträger, vorzugsweise als kompakte
Einheit, angeordnet.
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Die Sende- und Empfangseinheiten
der mobilen Kommunikationsgeräte
aber auch der stationären
Kommunikationsgeräte
und der Funkschnittstellen können
adaptiv, d. h. lernbar ausgebildet sein. Die Adaption bezieht sich
vornehmlich auf eine Informationsverarbeitung, -generierung und
-weitergabe. In staugefährdeten
Stadtbereichen kann einem Fahrzeugführer automatisch eine Staumeldung
als Information zugestellt werden, die er akustisch oder visuell
zur Kenntnis nehmen und darauf reagieren kann.
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Mobile Kommunikationsgeräte im Sinne
der Erfindung stellen abgesetzte Kommunikationsgeräte dar,
die direkt mit dem Kommunikationssystem z.B. über Funk mit den Funkschnittstellen
verbunden sind und/oder weiterhin über eine andere Funktechnik Kontakt
zum Mobiltelefon haben, respektive eine zwischengeschaltete Übertragungs-
oder Vermittlungstechnik, und in oder an mobilen Objekten, wie z.
B. Fahrzeuge oder in per Muskelkraft angetriebenen Fortbewegungsmittel,
angeordnet sind. Diese mobilen Kommunikationsgeräte sind vorzugsweise als kompakte
Einheit ausgebildet.
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Als Fahrzeuge sind hierbei schienengebundene
und schienenlose Fahrzeuge vorgesehen, die einen Elektromotor, einen
Verbrennungsmotor oder eine alternative Antriebstechnik aufweisen.
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In einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung kann die Sende- und Empfangseinheit des ersten mobilen
Kommunikationsgerätes mit
der Sende- und Empfangseinheit des zweiten mobilen Kommunikationsgerätes unmittelbar
per Funkverbindung, z. B. unter Verwendung von PLMN, bidirektional
kommunizieren.
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Der innerhalb der Datenverarbeitungsanlage vorgesehene
Speicher kann hierbei als temporärer Speicher
ausgebildet sein; der von einem Nutzer des mobilen Kommunikationsgerätes gelöscht und
selbst generiert werden kann.
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Mobiltelefone im Sinne der Erfindung
stellen alle Kommunikationsgeräte
dar, die in herkömmlicher Weise
für den
dauerhaften Transport durch einen Nutzer bestimmt sind und die die
Kommunikation zu anderen Kommunikationsgeräten, wie z. B. Mobiltelefone,
Ohrsysteme, Handhelds, Armbanduhren oder Herzschrittmacher ermöglichen
können,
wobei deren Verarbeitungseinheit ein Computer ist.
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Computer im Sinne der Erfindung sind
elektrische oder elektronische oder mechanische Datenverarbeitungseinheiten
einschließlich
der zugehörigen
Software und des Betriebssystems mit oder ohne angeschlossener Peripherie,
wie z. B. Schnittstellen, Funksysteme, Bedienungselemente, Anzeige-
und Akustiksysteme und Mechanikelemente.
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Stationäre Kommunikationsgeräte sind
aufgestellte, nicht zum ständigen
Transport bestimmte Computer oder Terminals, die mittelbar oder
unmittelbar mit dem Kommunikationssystem kommunizieren können. Als
Beispiel dafür
ist ein öffentliches
Informations-Terminal zu nennen, mit dem interessierte Gäste oder
Besucher einer Stadt beliebige touristische Informationen, aber
auch geografische Lagedaten, also Geodaten, abrufen können.
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Im Zuge der Umsetzung des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems
ist es vorteilhaft, zusätlich
Georeferenzen einzuführen.
Georeferenzen im Sinne der Erfindung sind auf geografische Daten
bezogene referenzierte Daten von Raum (wie Objekt, Ausdehnung usw.),
Zeit (wie auch Abhängigkeit
von der Bewegung, Geschwindigkeit, Ortswechsel, Beschleunigung,
eines in einem Fahrzeug angeordneten mobilen Kommunikationsgerätes) im
Kommunikationssystem, GPS-Daten, Daten der Bewegungs- oder Fahrtrichtungsberechnung,
Zuständen (Eigenschaften,
wie Vorgaben, Form, Farbe,) und Nutzern und ggf. von den untereinander
einbezogenen Abhängigkeiten
dieser Daten. Nutzer können
dabei die Betreiber, Benutzer, Anwender, Benutzergruppen, IP- gestützte Dienste
oder die Kommunikationsgeräte
selbst sein.
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Die Erfindung zeigt mit dem speziellen
Aufbau dieses Kommunikationssystems einen Lösungsansatz, bei dem auch punktuell
Geodaten angelagert werden können,
da Standorte, Träger
oder Räume der
Georeferenzpunkte sehr gut flächig
verteilt und relativ gleichmäßig beabstandet
angeordnet sind. Damit ist auch ein Einmessen anderer Objekte an diesen
Georeferenzpunkten möglich.
Somit können beispielsweise
erdverlegte Kabel, Muffen o.ä.
mit geringem Aufwand geografisch lokalisiert und beschrieben werden.
Die Zweckmäßigkeit
der Standortwahl als Georeferenz und/oder als Mobilfunkstandort
bzw. Funkschnittstellenstandort durch den Aufbau dieses Kommunikationssystems
wird nachfolgend dargestellt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der
Erfindung besteht nunmehr darin, dass mobile Kommunikationsgeräte mit standortabhängigen Daten,
z. B. Geodaten oder/und Diensten versorgt und zur Weiterverarbeitung
angeboten werden. Vorgenannte Daten können in Abhängigkeit der Geodaten des mobilen
Kommunikationsgerätes
und der Geodaten der Funkschnittstelle übermittelt werden.
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Die vorgestellten Funkschnittstellenträger erlangen
durch die Einführung
neuer erfindungsgemäßer Georeferenzdaten
neue Bedeutung, indem diese Funkschnittstellenträrger in Ihrer geografischen
Lage eingemessen und die zugehörigen
Geodaten in einer neuen Datenbank mit vorhandenen Geodaten referenziert
werden, neue Daten angegliedert werden oder vorhandene Geodaten
den Geodaten der Funkschnittstellenträger/Funkschnittstellen angepasst werden.
Die Anpassung erfolgt auch unter dem Gesichtspunkt, dass wie oben
beschrieben, insbesondere mobile Nutzer elektronische Daten und
Informationen erhalten, verarbeiten oder darauf reagieren können, die
auch für
eine lokale Auflösung
bedeutsam sind und die somit ebenfalls für alle anderen Nutzer nutzbar
werden.
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Das können wiederum auch beispielsweise folgende
umgesetzte, elektronische Daten, Informationen oder Geodaten sein:
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- – temporäre oder
feste Daten:
–feste
Daten = Lagedaten, statische Geodaten, beispielsweise Lage eines
Unternehmens
– temporäre Daten
= Daten in Abhängigkeit
von der Tageszeit oder einer Situation oder temporäre Geodaten,
wie z. B. momentaner Aufenthaltsort
- – weiterhin,
Lage von Krankenhäusern, öffentlichen
Einrichtungen, Versorgungstrassen, Kabeln, Rohren, Hindernissen,
Verkehrsstaus etc.
- – angebotene
Dienste und Dienstleistungen, Werbung z.B. in der Nähe einer
Straßenbeleuchtungseinrichtung
- – Hinweise,
Anweisungen, Regelungen, z. B. dynamische, selektive Splittung von
angestauten Verkehrsteilnehmern zur Staubegrenzung
- – akustische,
visuelle Daten (z. B. Einblendung von Verkehrszeichen, Ansagen)
- – Fahrdynamik
wie Geschwindigkeit, Änderung der
Geschwindigkeit, Ortswechsel, Richtungswechsel, Parzellenwechsel
wie Sende- und Empfangsgebietswechsel, Roaming
- – Warten
auf Nutzereingaben
- – Ereignisse
wegen Nutzereingaben
- – IP-Adresse
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Beispielsweise sind Netzbetreiber
durch ein einfaches Einmessen der neuen Georeferenzen in dir Lage,
ihre erdverlegten Kabel oder Kabeltrassen ohne größeren Aufwand
zu lokalisieren. Zum Einmessen werden die geografischen Daten beispielsweise
mit Längen-,
Breiten und Höhenangaben
hinterlegt. Die Georeferenzen stellen nunmehr Georeferenzpunkte
dar.
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Das Verfahren zur Erstellung, Verwaltung, Pflege
und Nutzung von Geodaten unter Verwendung von Funkschnittstellen
oder Funkschnittstellenträgern,
umfasst folgende Verfahrensschritte:
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- – Aufnehmen
von Daten, wie z. B. Längengrad, Breitengrad,
Höhenangaben,
Nummerierung, Typ, Art, Länge,
Form, Alter, Foto, einer Funkschnittstelle oder eines Funkschnittstellenträgers als
Georeferenzpunkt
- – Ablegen
dieser Daten in einer strukturierten Datenbank
- – Referenzieren
mindestens eines aufgenommenen Datensatzes mit vorhandenen relevanten oder
sich in unmittelbarer Nähe
befindlichliche gegebenenfalls georeferenzierten, adressierten Daten
wie z. B. die Lage von Restaurants, Krankenhäusern, Kabel und Kabeltrassen, öffentliche
Einrichtungen, Haltestellen, Informationspunkte, standortrelevanter
Marketinginformationen, Dienstleistungsangebote, IP- basierte Dienste, Werbung,
Verkehrsinformationen, Weisungen und Vorschriften, Nutzerverhalten,
- – Freigabe
der Daten zum Lesen (Anzeigen), Anlegen, Ändern, Löschen für Nutzer , Funkschnittstelle,
Kommunikationsgeräte,
Mobiltelefone
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Zusätzlich können die Schritte:
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- – Festlegen
der Referenzhöhe
beispielsweise mittels eines festzulegenden Referenzpunktes und/oder
- – Gruppieren,
strukturieren, thematisieren der Geodaten in einem Anwendungslayer
für Nutzer, Nutzergruppen,
Dienste, IP-basierte Dienste und/oder
- – Freigabe
der Daten, beispielsweise später
beschiebenen Systems mit Priorisierung und Priorsierungsebenen,
für Nutzer
oder Nutzergruppen oder Dienste
- – Hinterlegen
von Rechten
– zum
Anlegen, Ändern,
Konfigurieren und Lesen der Rechte
– zum Lesen, Anlegen, Ändern und
Löschen
von Datensätzen
oder
Teilen der zusammengesetzten Geoinformationen – von Nutzern oder Nutzergruppen
oder Dienste
- – Einführung einer
Revisionsverwaltung
- – Bereitstellen,
Adeessierten der dieser Geodaten bzw. der an den im Sinne der Erfindung
bezeichneten Funkschnittstellenträgern und oder Funkschnittsellen
als öffentliche
(behördlich, öffentlich) Georeferenzan
/ Georeferenzpunkten für
Nutzer vorgesehen sein.
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Die Geodaten könen durch alle Nutzer verwendet,
ausgewertet und zur Beeinflussung, wie z. B. zur Regelung von Nutzerverhalten,
eingesetzt werden.
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Die Georeferenzen wie Funkschnittstellenträger können mit
Markierungen, wie z. B. farbigen Leuchtkörpern, Nummern oder Punkten,
wie z. B. ein „ROTER_i_PUNKT"
als Kennzeichnung für
einen Informationspunkt oder Punkte an Beleuchtungskörpern oder
ggf. dazugehörigen
Funkschnittstellen gekennzeichnet werden. Außerdem ist die Einführung einer
zusätzlichen
eindeutigen Nunmmrierung und sichtbaren Anbringung vorteilhaft.
Beispielsweise erfolgt die Nummernvergabe aufsteigend an jeder Straßenbeleuchtunseinrichtung
entlang dem Straßennahmen
und mit Richtungsorientierug auf oder absteigender Hausnummern,
bei Energieversorgungmasten der schienengebundenen Fahrzeuge entlang
ihrer Linienbezeichnung.
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Die Einführung von Georeferenzen und
Georeferenzpunkten an Funkschnittstellenträgern oder Funkschnittstellen
ist auch ohne funktechnische Angliederung (d.h. auch ohne Montage
oder Nutzung von Funkschnittstellen) sinnvoll und praktikabel. Bevorzugt
werden im Sinne der Erfindung diese Funkschnittstellen an den Funkschnittstellenträgern montiert
und schrittweise an das Elektrizitätsverteilungs- und Funknetz
angeschlossen, georeferenziert und zusätzlich daraf aufbauende Dienste
angeboten.
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Dem Erfindungsgedanken ist immanent, dass
unter zusätzlicher
Nutzung der elektrischen Verkehrsleiteinrichtungen, Mautkontrollstellen,
Notrufsäulen,
Elektrizitätsversorgungsmasten
und dgl. als Funkschnittstellenträger das erfindungsgemäße Kommunikationssystem
auch im Überlandbereich eingesetzt
werden kann. Während
im innerstädtischen
Bereich die Sendeleistung der Funkschnittstellen auf Grund der hohen
Dichte der Funkschnittstellenträger
relativ gering ist, muss bei größer beabstandeten
Funkschnittstellenträgern,
wie z. B. Notrufsäulen
auf Autobahnen, die Sendeleistung der Funkschnittstellen erhöht bzw.
angepasst werden. Der vorteilhafte mechanische Transport von Daten
zur Versorgung mit Daten an entfernten Orten wie noch erläutert. Somit
können
die Fahrzeugführer,
Nutzer und Funkschnittstellen auch in weniger dicht besiedelten
Gebieten permanent mit Daten, wie elektronischen Informationen,
versorgt werden.
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Bevorzugt werden in den Kommunikationsgeräten und
Funkschnittstellen Teile des Datenspeichers und anderer Ressourcen,
wie z. B. Berechtigungen, Rechenzeit, Peripheriezugriff anderer
Kommunikationsgeräte
und Nutzer, zur Verfügung
gestellt. Die Erläuterung
dieser Maßgabe
erfolgt an späterer
Stelle.
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In einer weiteren Ausbaustufe des
erfindungsgemäßen Kommunikationssystems
ist ein Priorisierungssystem mit einzelnen Priorisierungsniveaus
vorgesehen. Dienste können
hierbei gewünschten
Priorisierungsniveauas individuell zugewiesen werden. Somit obliegt
es dem Betreiber des Kommunikationssystems und z. B. einem Fahrer
eines Fahrzeugs mit einem mobilen Kommunikationsgerät, alle
oder nur einzelne Dienste abzufragen oder diese priorisiert zur
Information, Weiterverarbeitung oder beispielsweise als Anweisung
zur Verfügung
zu stellen oder zur Verfügung
gestellt zu bekommen. Dienste können
einerseits kostenneutral vom Betreiber zur Verfügung gestellt oder von dem
Fahrer kostenpflichtig abboniert werden. Mit der Einführung dieses
Kommunikationssystems ist die Einflussnahme vor Behörden als
Nutzer des Kommunikationssystems, wie z.
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B. kommunale Einrichtungen, auf die
zu übertragenden
adressierten Geodaten möglich.
Die Priorisierung erfolgt dabei in Abhängigkeit von bereitgestellten
Diensten des Kommunikationssystems. Das Priorisierungsniveau stellt
dabei einen Zustand der Dienstepriorisierung dar. Diese Dienste
priorisieren die Übertragung
bestimmter Daten von Nutzern. Diese Dienstepriorisierung kann beispielhaft
wie folgt vorgenommen werden:
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Beispiel 01
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Priorisierungsniveau 01
| Priorität | Dienstbezeichnung |
| 01 | Polizeianweisungen
und Informationen |
| 02 | Anweisungen
sonstiger Behörden |
| 03 | Betreiberanweisungen |
| 04 | Datenanforderung
mobiler Kommunikationsgeräte
auf Nutzerwunsch (z.B. eMail) |
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Beispiel 02
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Priorisierungsniveau 02
| Priorität | Dienstbezeichnung |
| 01 | Daten,
Anweisungen, Informationen des Katastrophenstabes |
| 02 | Polizeianweisungen
und Informationen |
| 03 | Anweisungen
sonstiger Behörden |
| 04 | Betreiberanweisungen |
| 05 | Datenanforderung
mobiler Kommunikationsgeräte
auf |
| | Nutzerwunsch,
z. B. Email |
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Die Priorisierung der Daten unter
Verwendung eines Priorisierungssystem mit verschiedenen Priorisierungsniveaus
umfasst folgende Verarbeitungsschritte:
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- – Übertragen
von ausgewählten
Informationen, Daten, Anfragen und Systemparametern,
- – Einsatz
von im Vorfeld festgelegten Prüfungen und
von Daten je nach Friorisierung oder Priorisierungniveau,
- – Auswahl
der Verarbeitungsschritte, der Verarbeitungsreihenfolge, der zu übertragenden
Informationen, Daten sowie des zu nutzenden Systems,
- – Verarbeien
und Auswerten der Informationen und Daten mittels der Priorsierungsniveaus
und
- – Übertagen
der erstellten ggf. adaptiv erstellten Daten.
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Zusätzlich können die Schritte:
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- – Prüfung nach
weiteren vorhandenen Übertragungssystemen,
wie z. B. Bluetooth oder WLAN und/oder
- – Prüfung auf
Funkschnittstellen- und Roaminggeschwindigkeit und/oder
- – Prüfung nach
Art der Zugangsberechtigung und/oder
- – Prüfung auf
Fahrdynamik und/oder
- – Prüfung ' auf
Leistungspakete des Kunden, des Dienstes, der Kundengruppe und/oder
- – Prüfung auf
Betreibervorgaben, wie z. B. Anweisungen, Dienste, Hinweise, Restriktionen und/oder
- – Prüfung auf
Geoinformationen und/oder
- – Prüfung auf
eigene Nutzereinstellungen und/oder
- – Prüfungen des
Kommunikationssystems und der Kommunikationssystemeinstellungen und/oder
- – Prüfung auf
gewählte
Dienste und/oder
- – Prüfung nach
bisherigem Nutzerverhalten und/oder
- – Prüfung auf
Abrechnungsvariante und/oder
- – Prüfung auf
Systemkonformität
und/oder
- – Prüfung nach
Signierung und/oder
- – Prüfung auf
Zertifizierung und/oder
- – Warten
auf Reaktion des Kommunikationspartners aufgrund der übertragenen
Daten und/oder
- – Auswertung
und ggf. Wiederholung von Verarbeitungsschritten, z. B. in Abhängigkeit
einer erneuten Prüfung
auf Authentifizierung, eins Änderungsbefehls
der Verarbeitungsreihfolge oder der Priorisierung und/oder
- – Auswertung
der Reaktion des Kommunikationsgerätes
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vorgesehen sein.
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Die Authentifizierung, wie z. B.
die Nutzerberechtigung und die Abrechnung der in Anspruch genommenen
Informations- und Datendienste und übermittelten Daten, kann bequem über die
SIM-Karte des Mobiltelefons realisiert werden, wobei das Mobiltelefon
dazu mit dem mobilen Kommunikationsgerät koppelbar ausgebildet ist.
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Mautkontrollstellen, Vermietungssysteme oder
Bezahlsysteme können
dahingehend funktionell erweitert werden, indem die fällige Gebühr, wie
z. B. Maut oder Ticket, ebenso wie die zuvor beschriebenen Informationsdienste
vom Betreiber beispielsweise über
die SIM-Karte des Mobiltelefons abgerechnet werden können. Die
Identifizierung und Authentifizierung kann über das zugehörige Fahrzeugkennzeichen
und gegebenenfalls durch weitere Übertragungs- oder Systemparameter
an eine Verarbeitungsstelle mit den Funktionalitäten Überwachen, Regeln, Steuern,
Verwalten, Abrechnen und dgl. erfolgen.
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Der besondere Vorteil dieses Verfahrens liegt
darin begründet,
dass die Teilnehmer ein ursprüngliches
Interesse zur Teilnahme am System aufbauen, da viele zweckmäßige Kommunikations- und
sonstige Dienste durch das Kommunikationssystem erbracht werden
können.
Dazu wird ebenfalls noch weiter ausgeführt.
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Weiterhin kann eins Erhöhung der
Datenrate und die Integration von Nutzern und Kommunikationsgeräten dadurch
erreicht werden, indem die Änderung
von Geodaten der mobilen Kommunikationsgeräte derart genutzt wird, indem
der in dem mobilen Kommunikationsgerät angeordnete Datenspeicher die
adressierten Daten empfängt,
dann mechanisch transportiert wird und anschließend einem anderen Teil des
Kommunikationssystems, wie z. B. einer Funkschnittstelle oder einem
zweites Kommunikationsgerät, übergibt.
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Die Adressierung kann dabei zufällig, nach statistischer
Wahrscheinlichkeit oder in Abhängigkeit der
Geodaten erfolgen. Zur Ermittlung von Geodaten können die GPS-Daten oder eine
Richtungsberechnung (Bewegungsrichtung, Fahrtrichtung) herangezogen
werden.
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Die Richtungsberechnung kann dabei
beispielsweise durch Auswertung der Zeitdifferenzen mit Eintritt
in die jeweiligen Sende-/ und Empfangsbereich von zwei Sende-/ Empfangseinheiten
des mobilen Kommunikationsgerätes
oder der Funkschnittstellen erfolgen. Dazu können die Kommunikationsgeräte mit einer
zweiten Sende-/ und Empfangseinheit ausgerüstet sein. Die Funkschnittstellen
von zwei Straßenbeleuchtungseinrichtungen
können
dabei ebenfalls die Bewegung eines Fahrzeugs auswerten. Damit kann
an einem Fahrer im Fahrzeug beispielsweise die Meldung „Sie fahren
zu schnell" oder „Straf-
und Mautgebühr
elektronisch versendet" übermittelt
werden. Dieser zusätzliche
neue Dienst ist nur durch die vorteilhafte und kombinierte technische
Auslegung dieses Kommunikationssystems sinnvoll möglich. Die
Zulassung der Datenverarbeitung kann wiederum der beschriebenen
Priorisierung unterliegen. Eine zweite Möglichkeit der Richtungsermittlung
kann derart erfolgen, indem das mobile Kommunikationsgerät GPS-Daten
des Fahrzeug mit überträgt.
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Durch Auswertung der Aufenthaltszeiten
innerhalb des Sende-/ Empfangsgebietes einer Funkschnittstelle können den
Nutzern auch weitere selektive Daten übertragen werden. Beispielsweise
können
im Stau oder im Kreuzungsbereich sehende Kraftfahrer mit anderen
Informationen oder Daten oder Diensten versorgt werden können als
fahrende Kraftfahrer. Somit kann den unter Umständen sehr gefährlichen
Wahrnehmungsbeschränkungen
des Fahrers eines Kraftfahrzeugs Rechnung getragen werden.
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Die Kontaktaufnahme zur Kommunikation zwischen
dem ersten mobilen Kommunikationsgerät und dem zweiten mobilen Kommunikationsgerät kann wird
visuell angezeigt und/oder akustisch signalisiert werden. Die Kommunikationspartner
der z. B. als Kraftfahrzeug ausgebildeten mobilen Kommunikationsgeräte können sich
beispielsweise über
die Fahrzeugkennzeichen identifizieren und authentifizieren. Fahrzeugkennzeichen
sind dazu besonders gut geeignet, da sie einmalig und unverwechselbar sind.
Als Fahrzeugkennzeichen sind hierbei die Kennzeichen eines schienenlosen
oder schienengebundenen Kraftfahrzeugs zu verstehen, die neben weiteren Übertragungs-
oder Systemparametern, wie z. B. GPS-Informationen, in die Anrufnummer
eineodiert sein. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass innerhalb
der Europäischen
Gemeinschaft jedes Mitgliedsland seine eigene Landesflagge auf dem
Fahrzeugkennzeichen trägt,
was zumindest ein Indiz auf die Landessprache der Kommunikationspartner
sein kann.
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Weiterhin kann die Anwahl über die
bereitgestellten GPS- Daten z.B. visuell auf einem Display mit elektronischer
Karte angezeigt werden oder durch eine grundsätzliche Sende- oder Empfangsbereitschaftsinformation
auch im Sende- und
Empfangsgebiet, also den Geodaten erfolgen. Alternativ kann die Visualisierung
der Gesprächs-
oder Kontaktbereitschaft oder der Möglichkeit dazu schematisch
vorgenommen werden.
-
Nach der Konzeption der Erfindung
umfasst das Verfahren zur Datenübertragung
zwischen einer Datenquelle und den Kommunikationsgeräten unter Verwendung
eines flächendeckenden Elektrizitätsverteilungsnetzes
und eines Funknetzes folgende Verfahrensschritte:
-
- (A) Vorliegen adressierter Daten im Datenspeicher
einer Sende- und Empfangseinheit eines Kommunikationsgerätes oder
einer Funkschnittstelle,
- (B) Überlagerung
des Sende- und Empfangsbereiches des mobiles Kommunikationsgerätes mit einem
Sende- und Empfangsbereich eines Kommunikationsgerätes oder
einer Funkschnittstelle,
- (C)Austausch der adressierten Daten zwischen den Sende- und
Empfangseinheiten der Kommunikationsgeräte oder der Sende- und Empfangseinheit
des mobilen Kommunikationsgerätes
und der Sende- und Empfangseinheit einer Funkschnittstelle,
- (D) mechanischer Transport der im Datenspeicher der Sende- und
Empfangseinheit des mobilen Kommunikationsgerätes gespeicherten Daten bis
zu einem weiteren Komminikations-Gerät oder einer
weiteren Funkschnittstelle und
- (E) gegebenenfalls neue Adressierung der Daten im Datenspeicher
der Sende- und Empfangseinheiten der Kommunikationsgeräte oder
der Funkschnittstellen.
-
Die Schritte (A) bis (E) können sich
erfindungsgemäß auch fortlaufend
wiederholen. Anstelle des Schrittes (D) oder zusätzlich zu den Schritten (A) bis
(E) kann auch der Schritt – Übertragung
der Daten zwischen zwei Funkschnittstellen - vorgesehen sein.
-
Die Adressierung der Daten umfasst
im Wesentlichen auch die Systemparameter, wie z. B. Authentifizierung
oder Priorisierungsinformationen.
-
Mobile Kommunikstionsgeräte können aber auch
nur als Vemittler zur Weiterleitung von Irmationen oder Daten eingesetzt
werden. Der Empfänger dieser
Daten wäre
dann beispielsweise ein im Stau in der Gegenrichtung befindlicher
Fahrer eines Fahrzeugs. Damit lassen sich über den laufenden Verkehrsfluss
Daten sowohl senden als auch empfangen, weil die mobilen Kommunikationsgeräte im Fahrzeug
die Daten aufnehmen und mittels eines als Vermittler eingesetzten
mobilen Kommunikationsgeräte
an ein im Stau befindliches Fahrzeug übergeben und anschließend dieses
Fahrzeug die empfangenen Daten an eine anderen Parzelle des Kommunikationssystems
weiterleitet. Die gleiche Verfahrensweise kann auch für mobile
Kommunikationsgeräte
der schienengebundenen Fahrzeuge angewendet oder mit diesen kombiniert
werden. Die Daten können auch
erst an einer anderen Parzelle des Kommunikationssystems, die sich
auch in einer anderen Stadt befindet kann, abgeliefert werden.
-
Gewerbliche Nutzer des Systems, die
Straßen,
Trassen oder Linien in regelmäßigen Touren
befahren, können
sein:
-
- – schienenlose
Fahrzeuge, wie z. B. Postfahrzeuge,
- – schienengebundene
Fahrzeuge, wie z. B. die Straßenbahn
oder
- – Fahrradkuriere.
-
Dieser zusätzliche Dienst kann sehr kostengünstig erbracht
werden, da einerseits Linienfahrzeuge der Verkehrsbetriebe beispielsweise
Fahrtlinien zyklisch benutzen und andererseits Nutzer keinen sonstigen
Anschluss an preiswerte und breitbandige Datenanbindung haben und
diese nur in Mindermengen temporär
benötigen.
Eine Zustellung von mehreren Megabyte oder Gigabyte an Daten ist
somit nicht mehr an einen direkten Anschluss gebunden. Das ganze
Datenpaket kann auch durch die Tour in mehreren Etappen übertragen
werden. Zum mechanischen Transport der adressierten Daten ist ein
geeignetes Speichermedium vorgesehen.
-
Vorzugsweise besteht das mobile Kommunikationsgerät, die z.
B. in Fahrzeugen angeordnet ist, aus mindestens einer Funk- Sende-
und Empfangseinheit mit einer zugehörigen Antenne, einer Datenverarbeitungseinheit,
einem beschreibbar und löschbaren
Cache bzw. Datenspeicher sowie einem Betriebssystem, das die Transportbedingungen
regeln und die Systemparameter mit den adressierten Daten übertragen
kann. Außerdem
ist zur Fortgestaltung der Kommunikation zwischen den mobilen Kommunikationsgeräten und/oder
der Funkschnittstellen der Einbau eines GPS-Empfängers, eines Displays und Baugruppen
zur Ansteuerung von Lautsprechern vorgsehen. Damit ist es möglich, beispielsweise MP3-Dateien
und Dokumente untereinander auszutauschen und somit den Cache der
mobilen Kommunikationsgeräte
zu beschreiben oder zu löschen
und die Daten auch anderen identifizierbaren Kommunikationsgeräten zur
Verfügung
zu stellen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann
ein Fahrzeuginsasse unter Umgehung der herkömmlichen Mobilfunknetze über sein
Mobiltelefon miitels der Bluetooth-Technologie, beispielsweise mit dem
Bluetooth-Diensteprofil „Freisprechen",
Daten und Informationen mit dem im Fahrzeug integrierten mobilen
Kommunikationssystem austauschen, welches diese Daten dann über die
Sende- und Empfangseinheit an ein zweites am Straßenverkehr
teilnehmendes Fahrzeug bzw. an ein mobiles Kommunikationsgerät oder eine
Funkschnittstelle einer Parzelle des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems weiterleitet.
-
Das Mobiltelefon kann als Fernbedienung des
mobilen Kommunikationssystems im Fahrzeug und zur Anzeige von Informationen
und Daten, die über
diese Technik übertragen
werden, genutzt werden.
-
Ein im Fahrzeug vorhandenes Autoradio oder
Navigationssystem kann dazu in einfacher Weise mit der Sende- und
Empfangseinheit des mobilen Kommunikationssystems gekoppelt werden.
Vorstellbar ist dabei die Ausführung
des mobilen Kommunikationsgerätes
im Fahrzeug, Fahrrad usw. als kompakte Einheit. Das mobile Kommunikationsgerät kann mit
anderen Funktionseinheiten gekoppelt sein. Die Integration von Routeninformation
und Planung, DVD/CD, GPS-Empfänger,
Mikrofon, Radio und Fernsehinformation wie DAB und DVB. Musik und
Video, Spracherkennung und Steuerung per Akustik- und Bilderkennung,
Vorschau- und Rückfahrkamera, Alarmanlage,
Streckenzähler,
Freisprechanlage, Internet mit dessen Diensten, Anschluss an das
Lautsprechersystem mit ggf. Integration der Verstärkertechnik
und Anschlusstechnik für
das Mobiltelefon und Auslegung für
die besonderen Strom- und Spannungsverhältnisse im Fahrzeug, Schienefahrzeug, Fahrrad
usw. in eine kompakte Einheit ist sehr vorteilhaft. Anzeige, Akustik,
Sensor, Aktor, Schnittstellen und Bedienelemente können dabei
peripher angeordnet sein. Das mobile Kommunikationsgerät kann dabei
auch als Freisprechanlage nicht nur für das Mobiltelefon fungieren.
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Das klassische Autoradio kann somit
durch oben genannte Merkmale ersetzt werden und es ergibt für das mobile
Kommunikationsgerät
im Auto eine kompakte multimediale Einheit.
-
In öffentlichen Verkehrsmitteln,
wie z. B. Bussen und Bahnen, ist es außerdem sinnvoll, die GPS-Information
von GPS-Empfängern
beispielsweise durch das mobile Kommunikationssystem im öffentlichen
Verkehrsmittel signalverstärkend
im öffentlichen
Verkehrsmittel zur Verfügung
zu stellen, da die Empfangsverhältnisse
zur Auswertung z.B. über ein
Mobiltelefon mit integriertem GPS-Empfänger unausgewogen sind. Damit
kann der Mobiltelefon-Benutzar und damit Nutzer des Kommunikationssystems
die Haltestellen über
die Mobiltelefonfunktionalität
mitverfolgen und außerdem
können
die angesprochen SIM- oder weitere Nutzungsberechtigungs- und Abrechnungsverfaren,
z. B. zum Ticket lösen, eingesetzt
werden. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
die GPS-Information im mobilen Kommunikationsgerät mit anderen Daten, z. B. als
Web-Dienst und Verwendung zur Nutzungsberechtigung und Ticketing,
wie z. B. elektronische Fahrscheinbezahlautomation für die Insassen
einer Straßenbahnlinie,
zur Verfügung
zu stellen. ' Im Ausbaustadium ist eine innerstädtisches Bezahl- und Abrechnungssystem
zu nutzen für/zur:
-
- – dynamische
Anpassung des Preises wie eine Brückenmaut, um viel befahrene
Strecken zu entlasten. Die Nutzung hochfrequentierter, zu entlastender Fahrstrecken
ist demnach teurer,
- – öffentliche
Verkehsmittel, Taxi- und Car-Sharing-Gewerbe. Das Taxometer des
Taxis wird durch ein mobiles Kommunikationsgerät ersetzt und
- – situationsabhängige Bezahlautomation.
Die Durchquerung der Innenstadt ist erlaubt, aber durch die temporär laufende
Veranstaltung wesentlich teurer.
-
Die Beeinflussung des Verkehrsaufkommmens
durch das erfindungsgemäße Kommunikationssystem
erfolgt adaptiv, dynamisch, situationsabhängig, örtlich selektiv, Nutzer-selektiv,
Nutzerpreis-dynamisch und automatisiert.
-
Folgende Redundanztechniken des Kommunikationssystems
können
durch dessen speziellen Aufbau verwendet werden, um die Erreichbarkeit
von Nutzern, die Stabilität
und die Performance zu erhöhen
oder eine Kostenreduktion des Kommunikationssystems zu erzielen:
Durch Feldüberlagerung
des Sende-/Empfangsgebietes mit der zuvor beschriebenen flächendeckenden
Anordnung der Funkschnittstellen innerhalb eines Stadtgebietes kann
eine gewünschte
Redundanz bei der Datenversorgung der Kommunikationsgeräte erzielt
werden. Die Reichweite der einzelnen Funkschnittstellen ist dazu
derart bemessen, dass bei Ausfall einer oder mehrerer Funkschnittstellen
auch weiterhin eine Datenübertragung ohne
Performanceverlust mit ausreichender Feldstärke realisiert werden kann.
-
Durch die beschriebene Auswahl und
die Kombination verschiedener Datenübertragungstechniken im Elektrizitätsverteilungsnetz
bei der Datenübertragung,
z. B. zwischen zwei Funkschnittstellen, kann durch die Anpassung
der Phasen der Verteilungsleitungen oder Leitungsabgrifte ebenso
eine Redundanz erzielt werden, wie durch eine Kurzstrecken-Laserlinktechnik.
-
Durch den mechanischen Transport
der Daten durch mobilen Kommunikationsgeräte und Datenübertragung
vorzugsweise per Funk können
auch Parzellen untereinander mit Daten versorgt werden. Die Parzellen
benötigen
damit keinen direkten Anschluss an eine feste Datenanbindung. Bei
Ausfällen einer
festen Datenanbindung der Parzelle ist somit eine mechanischelektronische
Redundanz vorhanden.
-
Vorgenannte Beispiele und Kommunikationssystemausführungen
setzen den beschriebenen Datenspeicher in den Kommunikationsgeräten und Funkschnittstellen
voraus. Der Zugriff auf diesen Datenspeicher muss vom Nutzer ermöglicht werden. Der
Zugriff kann aber auch durch Beschränkungen an der Teilnahme am
Kommunikationssystem erreicht werden. So ist es denkbar, dass beim
Einfahren eines Fahrzeugs in die Stadt ohne Teilnahme am Kommunikationssystem
mit dessen Vorgaben der Fahrer nicht über die momentan aktuelle Verkehrslage
informiert wird. Er muss nach einer entsprechender Anweisung eine
Umleitung oder Umfahrung nutzen und kann nicht den kürzesten
oder optimalen Weg zum Ziel nehmen.
-
Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Kommunikationssystem
auch die Einführung
eines zusätzlichen
Verkehrszeichens beinhalten. Dieses Verkehrszeichen kann die Nutzung
am Kommunikationssystem empfehlen, vorschreiben usw.. Der Kauf und
die Einhaltung von Richtlinien und Nutzer- sowie Betreibervorgaben und Einstellungen
eines solchen Kommunikationssystems obliegt somit dem Nutzer/Besitzer
des mobilen Kommunikationsgerätes und
nicht dem Betreiber. Der Betreiber prüft beispielsweise elektronisch,
ob die Dienste, Richtlinien und Rechte am mobilen Kommunikationsgerät gegeben
sind, zertifiziert diese und nimmt Einschränkungen z.B. durch die beschriebene
Priorisierung vor. Die Zertifizierung kann ebenfalls elektronisch
mit Auswertung der Geodaten erfolgen. Eine Signatur kann dabei bestimmte
Datenbereiche schützen. Elektronische
Verkehrsschilder können
selektiv Fahrer von Fahrzeugen ohne bestimmte Zertifizierung mit
spezieller selektiver Wegeführung
versehen. So ergeben sich auch gegenüber bisherigen Mautsystemen
klare Vorteile.
-
Ein adaptives Verhalten des gesamten
Kommunikationssystems wird beispielsweise mit dem Lernprozess bei
Verkehrsstaus mit sofortiger Regelung verdeutlicht. Lichtsignalanlagen
lassen sich selektiv vom Kommunikationssystem schalten. Ein weiteres
adaptives Verhalten kann mit Nutzung der Priorisierung, Auswertung
der Ereignisse und der sich daran anschließenden Regelungen erfolgen.
-
Die signifikanten Merkmale und Vorteile
der Erfindung sind im Wesentlichen:
-
- – einfache
Möglichkeit,
mobile und stationäre Kommunikationsgeräte sowie
Funkschnittstellen vom Standort unabhängig an eine an das Elektrizitätsverteilungsnetz
oder an Teile eines solchen Netzes gekoppelte Datenquelle ohne aufwendige Funkstandortakquisition
flexibel anzuschließen,
- – Funkschnittstellen
können
nahezu beliebig ergänzt
oder dem Kommunikationssystem ohne Performanceverlust entnommen
werden,
- – besonders
kostengünstiger
mechanischer Datentransport von Daten zwischen zwei Parzellen des
Kommunikationssystems,
- – Möglichkeit,
Daten in der Datenverarbeitungseinheit der Funkschnittstelle mittels
eines Datenspeichers zwischenzuspeichern und zu einem beliebigen
Zeitpunkt wieder auszulesen,
- – Sende-
und Empfangseinheiten der Funkschnittstellen bzw. der mobilen und
stationären Kommunikationsgeräte können zum
Zwecke der selbsttätigen
Informationsverarbeitung, -generierung und -weitergabe adaptiv ausgebadet
sein,
- – Geo-
und Fahrdynamik, wie z.B. innerstädtische Maut und Priorisierungsinformationen
lassen sich aufgrund der Systemeigenschaften, wie z. B. wegen der
gleichmäßiger Beabstandung
der Beleuchtungseinrichtungen, erst sinnvoll oder besonders gut
implementieren,
- – ausgewählte, markierte
Funkschnittstellenträger können zur
Anlagerung von Geodaten als Georeferenzpunkte ausgelegt werden,
- – angeschlossene
Systeme, z. B. Mobiltelefone, Fehlerdiagnosesysteme und Computer
im Fahrzeug, können über Funkschnittstellen
des Kommunikationssystems Informationen oder Ereignisse auslösen oder
sich selbständig
warten,
- – das
Elektrizitätsverteilungsnetz
kann auf verschiedene Möglichkeiten
Daten im Kommunikationssystem übermitteln,
- – Möglichkeit
und Gewährleistung
einer dynamischer Steuerung und Regelung des Fahrzeug- Verkehrsaufkommens,
- – Möglichkeit
der dynamischen Preisregulierung, wie z. B. Mautpreisregulierung
und
- – die
direkte Kommunikation und der Datenaustausch zwischen Nutzern ist
auch ohne eine Basisstation oder eine Funkschnittstelle möglich
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die zugehörige
Zeichnung.
-
Dabei zeigen die:
-
1 eine
schematische Darstellung des Elektrizitätsverteilungsnetzes des Kommunikationssystems
und
-
2 eine
schematische Darstellung der Anbindung der Kommunikationsgeräte an die
Funkschnittstellen des Kommunikationssystems.
-
1 zeigt
eine schematische Darstellung des Elektrizitätsverteilungsnetzes 2 des
erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 1,
das einerseits für
die Übertragung
von Strom und andererseits für die Übertragung
von Daten (PowerLineCommunication-System) angepasst ist. Der von
dem Energieversorgungsunternehmen über eine 10-kV-, 15-kV-, 20-kV
oder 30 -kV– Mittelspannungsleitung
gelieferte Strom wird mittels der nicht dargestellten Transformatoren
in den Umspannstationen 8 in eine 400-V-Versorgung transformiert
und an Sammelschienen auf ungefähr
4 bis 8 Verteilungsleitungen 2.1, 2.2 aufgeteilt.
Zwei dieser Verteilungsleitungen 2.1, 2.2 sind
in 1 illustriert und
werden nachfolgend zusammenfassend mit dem Begriff Elekrizitätsverteilungsnetz 2 bezeichnet.
Zum Zwecke der unabhängigen
Bestromung einzelner Straßenzüge 11 oder
ganzer Stadtgebiete zur Stadtbeleuchtung wird die Verteilungsleitung 2.1 an
einem Schaltschrank 10 üblicherweise
für einen
einzelnen Straßenzug 11 oder
für ein
gesamtes Stadtgebiet getrennt geschaltet und mittels Sicherungen
abgesichert. In diesem Schaltschrank 10 ist weiterhin ein
Dämmerungsschalter
vorgesehen, der mittels eines Schüztzes erfindungsgemäß eine erste
und eine zweite Phase des Elektrizitätsverteilungsnetzes 2 temporär schaltet.
Alle von diesem Schaltschrank 10 mit Strom versorgten Straßenbeleuchtungseinrichtungen 4.1 sind gleichmäßig auf
diese beiden Phasen aufgeteilt und an das Elektrizitätsverteilungsnetz 2 angeschlossen.
-
Die dritte Phase wird unter Umgehung
des Dämmerungsschalters
permanent bestromt und dient der Datenübertragung und der Stromversorgung
von Funkschnittstellen 9. Diese Funkschnittstellen 9 sind
an oder innerhalb der Straßenbeleuchtungseinrichtungen 4.1 angeordnet.
In Abhängigkeit der
Bebauungsdichte des besiedelten Gebietes, der eingesetzten Funktechnologie
sowie der zu übertragenden
Daten können
alle Straßenbeleuchtungs-Einrichtungen 4.1 oder
nur eine Teilmenge dieser Straßenbeleuchtungs-Einrichtungen 4.1 als Funkschnittstellenträger 4 zur
Aufnahme einer Funkschnittstelle 9 eingesetzt werden. Wie
aus 1 ersichtlich, ist
beispielsweise die Straßenleuchte 4.3 nur
zum Zwecke der Bestromung des Leuchtkörpers elektrisch mit dem Elektrizitätsverteilungsnetz 2 verbunden.
Diese Straßenleuchte 4.3 weist
keine Funkschnittstelle 9 auf, da die Reichweite benachbarter Straßenleuchten 4.1 bis
zu den in 2 dargestellten
mobilen und/oder stationären
Kommunikationsgeräten 6, 5 eine
für die
Kommunikation notwendige hohe Feldstärke bereits sicherstellen.
Mit dem zukünftigen
Ausbau des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 1 können jedoch
auch weitere Straßenleuchten 4.1 mit
Funkschnittstellen 9 bestückt werden, womit das Kommunikationssystem 1 flexibel skaliert
werden kann.
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Bei der Verwendung einer Straßenleuchte 4.1 als
Funkschnittstellenträger 4 ist
eine nicht näher dargestellte
Stromkontaktschiene vorgesehen, die einerseits mit der dritten Phase
der Verteilungsleitung 2.1, 2.2 und der Stromversorgungseinheit
der Funkschnittstelle 9 elektrisch leitend verbunden ist.
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Die Anordnung der Funkschnittstellen 9 an den
Straßenleuchten 4.1 erfolgt
in beliebiger Höhe, aber
vorzugsweise vandalensicher in einer Höhe von 3m. Zur Befestigung
der Funkschnittstellen 9 dient ein nicht näher beschriebenes
Halte- bzw. Kontaktelemrent
mit einer daran angeschlossenen Aufzugsvorrichtung zum Heben und
Senken derselben.
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Die Einspeisung dir Daten erfolgt
im Bereich der Umspannstation 8 mittels eines Computers
oder eines Wandlers (wie PLC zu DSL), der mit dem Internet permanent
elektrisch verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Computer und
dem Internet bzw. dem Computer und dem Elektrizitätsverteilungsnetz 2 kann
als kabelgebunde Verbindung, wie z. B. Lichtleiterkabel oder Kupferleitung,
bzw. auch als drahtlose Verbindung, z. B. als Laserlinkverbindung
oder Funkverbindung 3 ausgebildet sein.
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Im Zuge eines etwaigen Ausbaus eines Stadtgebietes
und der in diesem Zusammenhang notwendigen Versorgung mit Straßenbeleuchtungs-Einrichtungen 4.1 ist
eine Trassierung mit nicht unerheblichen tiefbautechnischen Problemen
verbunden. Wie in 1 ersichtlich,
erfolgt aus diesem Grunde die Strom- und Datenversorgung der Straßenleuchte 4.4 nicht über die
Verteilungsleitung 2.1, sondern über die Verteilungsleitung 2.2.
Alternativ können
die Daten auch von einer Datenquelle per Funkverbindung 3 in
die Straßenbeleuchtungseinrichtung 4.4 eingespeist
werden.
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Eine Daten- oder Informationsweitergabe
erfolgt nicht nur seriell über
das Elektrizitätsverteilungsnetz,
sondern vielmehr auch per Funkverbindung 3 zwischen zwei
benachbarten Straßenbeleuchtungseinrichtungen 4.4.
Die im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnete
drehbare Richtfunkantenne ist vorgesehen, um die einzelnen Funkschnittstellen 9 zum
Datenaustausch nacheinander „anzufahren".
Bei diesen Daten kann es sich um Email aber auch um Informationen
zum aktuellen Verkehrsaufkommen handeln.
-
2 illustriert
eine schematische Darstellung der Anbindung der Kommunikationsgeräte 5, 6 an
die Funkschnittstellen 9 des Kommunikationssystems 1.
Wie ersichtlich, sind die Straßenbeleuchtungseinrichtungen 4.1 und 4.3 sowie
die Verkehrssignalanlage 4.2 entlang eines Straßenzuges 11 an
einer gemeinsamen Verteilungsleitung 2.1 des Elektrizitätsverteilungsnetzes 2 nahezu
gleichmäßig beabstandet
angeordnet. Die Strom- und Datenversorgung des Elektrizitätsverteilungsnetzes 2 erfolgt
mittels der von in 1 dargestellten
Umspannstation B. Die Straßenbeleuchtungseinrichtungen 4.1 und die
Verkehrssignalanlage 4.2 sind hierbei als Funkschnittstellenträger 4 ausgebildet.
Wie bereits bei den Ausführungen
zu 1 geschildert, weisen
die Funkschnittstellenträger 4 Funkschnittstellen 9 auf, die
an oder innerhalb der Funkschnittstellenträger 4 angeordnet sind.
Die Funkschnittstellen 9 umfassen im Wesentlichen eine
Antenne, eine Stromversorgungseinheit, eine Sende- und Empfangseinheit
und eine Datenverarbeitungseinheit. Die Datenverarbeitungseinheit
besteht aus einem PLC-Modem und einem AP-Modem sowie einem temporären Speicher, der
an anderer Stelle noch näher
beschrieben wird. Die Kommunikation der Funksschnittstellen 9 mit
den mobilen Kommunikationsgeräten 6 oder
stationären Kommunikationsgeräten 5 erfolgt
per Funkverbindung 3, wie z. B. durch eine Wireless-LAN
(WLAN), wobei die Funkschnittstelle 9 dazu bevorzugt als
Accesspoint bzw. Zugriffspunkt ausgebildet ist. Diese Zugriffspunkte
senden ein Datensignal unmittelbar oder mittelbar an mobile Kommunikationsgeräte 6 oder
stationäre
Kommunikationsgeräte 5.
Die unmittelbare Kommunikation erfolgt in dicht bebauten Stadtgebieten
auch durch die Reflexion an Gebäuden 5.
Jedes mobile Kommunikationsgerät 6 oder stationäre Kommunikationsgerät 5 ist
ebenso wie die Funkschnittstelle 9 mit einer Antenne, einer
Stromversorgungseinheit, einer Sende- und Empfangseinheit und einer
Datenverarbeitungseinheit ausgestattet. Im Gegensatz zur Datenverarbeitungseinheit
der Funkschnittstelle 9 erübrigt sich der Einsatz eines PLC-Modems
da keine Umsetzung der leitungsgebundenen Daten in Funksignale erforderlich
ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
ist die Sende- und Empfangseinheit und die Datenverarbeitungseinheit
mit dem Radio oder dem Navigationssystem gekoppelt oder kompakt
aufgebaut. Dadurch können
an- und abgehende Datensignale akustisch und visuell angezeigt werden.
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Als mobile Kommunikationsgeräte 6 sind
vor altern motorisch betriebene Fahrzeuge, wie z. B. Kraftfahrzeuge,
Straßenbahnen,
Busse, Eisenbahnen und Flugzeuge sowie tragbare Computer, Handhelds
und Armbanduhren vorgesehen. Diese mobilen Kommunikationsgeräte 6 stehen
untereinander oder mit den Funkschnittstellen 9 im Funkkontakt 3 und
tauschen bidirektional paketgebundene Daten aus. Mit dem Einsatz
und der Verwendung eines beschreibbaren und löschbaren elektronischen Datenspeichers
ist die Datenverarbeitungsanlage der mobilen Kommunikationsgeräte 5, 6 in
der Lage, Daten temporär
zu speichern und im Bedarfsfall weiteren mobilen oder stationären Kommunikationsgeräten 6, 5 oder
Funksschnittstellen 9 zu übergeben. Die Größe des Datenspeichers
ist derart bemessen, dass ein erhöhtes Datenstreaming in kürzester
Zeit ohne Datenverlust erfolgen kann.
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Der Transport dieser Daten erfolgt
erfindungsgemäß durch
die mobilen Kommunikationsgeräte 6 selbst,
d. h. durch das Zurücklegen
einer bestimmten Wegstrecke eines Fahrzeugs werden die Daten von
einer ersten Parzelle des Kommunikationssystems 1 bis zu
einer zweiten Parzelle mechanisch transportiert.
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Dies kann sowohl durch als Kraftfahrzeuge ausgebildete
mobile Kommunikationsgeräte 6 oder aber
auch durch als Eisen- oder Straßenbahn
ausgebildete mobile Kommunikationsgeräte 6 realisiert werden.
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Für
den Fall des Datentransportes durch die Eisenbahn sind an jedem
Bahnhof oder zusätzlich
an den Fahrleitungsmasten Funksschnittstellen 9 mit einem
Datenspeicher vorgesehen, in den die Daten geschrieben werden oder
aus ihm gelesen werden können.
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Die Übertragung der Daten auf den
Datenspeicher kann drahtlos oder drahtgebunden erfolgen, bevorzugt
jedoch mittels einer handelsüblichen drahtgebunden
Stecverbindung.
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Mit dem Aufbau dieses Kommunikationssystems 1 sind
Kommunen, Behörden
oder übergeordnete
Einrichtungen in der Lage, auf elektronischem Wege auf Belage des
gesellschaftlichen Lebens und des Lebensraumes Einfluss zu nehmen.
Außerdem können zusätzlich auch
mobile Dienste angeboten werden.
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Diese Erfindung liefert ein komplexes,
völlig neues
Kommunikationssystem und eine neue Kommunikationsinfrastruktur mit
neuen Kunden, Diensten, Kommunikationsgeräten, Nutzern und Daten, insbesondere
auf Grundlage der angelagerten Geodaten und Georeferenzen.
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LISTE DER BEZUGSZEICHEN
- 1
- Kommunikationssystem
- 2
- Elektrizitätsverteilungsnetz
- 2.1
- Verteilungsleitung
- 2.2
- Verteilungsleitung
- 2.3
- Leitungsabgriffe
- 2.4
- Leitungsabschnitte
- 3
- Funkverbindung
- 4
- Funkschnittstellenträger
- 4.1
- erste
Straßenbeleuchtungseinrichtungen
mit Funkschnittstelle
- 4.2
- Verkehrssignalanlage
- 4.3
- Straßenbeleuctungseinrichtungen
ohne Funkschnittstelle
- 4.4
- zweite
Straßenbeleuchtungseinrichtungen mit
Funkschnittstelle
- 5
- stationäres Kommunikationsgerät
- 6
- mobiles
Kommunikationsgerät
- 7
- Sende-
und Empfangseinheit
- 8
- Umspannstation
- 9
- Funkschnittstelle
- 10
- Schaltschrank
- 11
- Straßenzug
- 12
- Richtfunkantenne