EP2000999A1 - System und Verfahren zur Übermittlung einer Warnmeldung über ein Funknetzwerk - Google Patents

System und Verfahren zur Übermittlung einer Warnmeldung über ein Funknetzwerk Download PDF

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EP2000999A1
EP2000999A1 EP07011345A EP07011345A EP2000999A1 EP 2000999 A1 EP2000999 A1 EP 2000999A1 EP 07011345 A EP07011345 A EP 07011345A EP 07011345 A EP07011345 A EP 07011345A EP 2000999 A1 EP2000999 A1 EP 2000999A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
warning
receiver
area
message
parameters
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07011345A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
e Message Wireless Information Services GmbH
Original Assignee
e Message Wireless Information Services GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by e Message Wireless Information Services GmbH filed Critical e Message Wireless Information Services GmbH
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Priority to EP08760515.0A priority patent/EP2162869B1/de
Priority to KR1020097025639A priority patent/KR101503090B1/ko
Priority to CN200880019415.6A priority patent/CN101711402B/zh
Priority to US12/663,812 priority patent/US8213897B2/en
Priority to PCT/EP2008/056935 priority patent/WO2008151975A1/de
Priority to PL08760515T priority patent/PL2162869T3/pl
Priority to JP2010511583A priority patent/JP5568469B2/ja
Publication of EP2000999A1 publication Critical patent/EP2000999A1/de
Priority to JP2014056468A priority patent/JP2014135077A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/08—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using communication transmission lines
    • G08B25/085—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using communication transmission lines using central distribution transmission lines
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B27/00—Alarm systems in which the alarm condition is signalled from a central station to a plurality of substations
    • G08B27/008—Alarm systems in which the alarm condition is signalled from a central station to a plurality of substations with transmission via TV or radio broadcast

Definitions

  • the present invention relates to a system for transmitting a warning message via a radio network with one or more transmitters and one or more receivers, a receiver for receiving a warning message, which is transmitted via a radio network, a method for receiving a warning message in a receiver of a radio network and a method for transmitting a warning message in a radio network.
  • the object of the present invention is therefore to propose a system and a method for warning the population by means of warning messages, which overcomes the problems occurring in the prior art.
  • the present object is achieved by a system for transmitting a warning message via a radio network with a transmitter and a receiver having the features of claim 1, with a receiver having the features of claim 8 and a method for receiving a warning in a receiver with the Features of claim 12 and a method with the features of claim 14.
  • the system according to the invention for transmitting a warning message via a radio network comprises at least one transmitter and at least one receiver.
  • the at least one transmitter has an antenna for transmitting the Warning message via the wireless network.
  • the alert sent by the transmitter includes parameters of the warning area, a warning reason and a warning behavior.
  • the receiver of the system according to the invention has an antenna for receiving the warning message transmitted via the radio network, a decoder for decoding the warning message, a processor for processing, and a memory and a warning output unit. In the memory of the location of the recipient is stored.
  • radio network is understood to mean a network via which digital information can be sent to all receivers in the transmission range of the transmitter (s). These are, for example, paging networks (paging networks).
  • the transmitters of the paging network can all send the same information or different information in different regions, the information may also include warnings or warnings or warning information.
  • the received warning message is detected and read in the receiver.
  • the warning area is determined from the parameters of the warning message.
  • An evaluation algorithm checks whether the location stored in the receiver is within the warning area. If this is the case, then a warning signal is generated, which is output by means of warning output unit. Of course, the warning signal is only output if the warning message is error-free.
  • a check digit is optionally included in the warning message, which allows a check of the warning message for correctness.
  • the receiver thus has a certain machine intelligence. It determines the warning area independently from the transmitted parameters of the warning message. The necessary computing power is ensured by a corresponding processor in the receiver. Determining the warning area and checking whether the location stored in the receiver is within the warning area are carried out very quickly. There is no significant delay between the receipt of the warning message and the eventual issue of a warning.
  • the warning area is preferably an individual warning zone, which is described by its center and at least one dimension of the area.
  • the midpoint is described by geographic coordinates defined in degrees, minutes, and seconds.
  • Such a description of the area is therefore also referred to as "geographical referencing".
  • the center or the center of the warning area but also the shape can be defined by geographic coordinates as latitude and longitude. Thus, a clear description is possible.
  • the warning area can thus be placed at any location, regardless of the position of the emitting transmitter.
  • the radius is given in one unit of length, for example meters or kilometers. However, it can also be described in terms of a triplet of degrees, minutes and seconds. If the warning area is a square area, an edge length is specified. The center of the circle then corresponds to the intersection of the bisectors, ie the center of gravity of the square. In the case of a rectangular warning area, specify another dimension. This may be provided in the warning message as an optional second dimension. Thus, very individual warning regions can be defined, e.g. also ellipses. It is also conceivable that the shape of the warning area be described by a mathematical curve or by a plurality of curves or curve approximations (for example spline function).
  • the determination of the warning area can be very accurate and situation-dependent. Different criteria can be used, for example the geographical characteristics of the area (urban area, city, rural area) or the current danger situation. Depending on different situations can react differently. In the case of a fire, it may make sense to warn individual streets. In the event of flooding, it is preferable to describe areas along rivers as a warning area; in the case of a major accident in a chemical plant or power plant, circular, relatively large areas may be established, taking into account climatic conditions such as Wind in the form of ellipses or the like are conceivable.
  • the system according to the invention allows for great freedom of movement.
  • warning information must be preceded by an identifier by means of which the receiver can recognize that it is a warning message.
  • the transmitted warning message on a first part and a second part.
  • the first part defines the type of warning area.
  • the second part includes parameters of the warning area, the warning reason and the warning behavior.
  • the type of warning area can either be a predefined warning area or an individual warning zone based on the principle of geographical referencing.
  • the parameters of the warning area depend on the type of warning area.
  • the receiver is designed in such a way that the first part of the warning message is read out by means of a detection algorithm and it is determined whether the warning area is a predetermined warning region or an individual warning zone. If the warning area is a warning region, then it is preferably stored in coded form, two warning areas being able to be transmitted with a warning message particularly preferably. The receiver then checks if the location stored in its memory is within the predefined alert region. Alternatively, one or more warning regions can be stored in the receiver. The check can be done by simple comparison.
  • the receiver uses the zone algorithm to determine the individual warning zone based on the parameters in the second part of the warning message, for example based on the center point and the radius of an individual circular warning zone.
  • warning message Due to the two-part structure of the warning message, which is distributed via the system according to the invention, it is possible to transmit both valid, previously defined warning regions as well as individual situation-dependent warning zones. Only one receiver is necessary. No changes need to be made within the system.
  • the transmitter comprises a processor in which parameters of the warning message are defined by means of an allocation algorithm. If the warning area is a warning area, the parameters include a code for the warning area.
  • the generation of the warning message, in particular the parameter, by an allocation algorithm is preferably carried out in the transmitter itself. Alternatively, it is possible to run this assignment algorithm in a separate processing device and to pass the generated warning message to a transmitter, which then sends the warning message.
  • the warning message is contained in the warning message and the warning area is evaluated in each receiver, it is not necessary to limit the transmission range of the transmitter or of a transmitter network with several transmitters. Consequently, transmitters or transmitter networks with a long range can be used.
  • the receiver according to the invention for receiving a warning message, which is transmitted via a radio network has a decoder, a processor and a memory in which the location of the receiver is stored.
  • a received warning message can be output.
  • the receiver comprises a detection algorithm with which the warning message is detected and the parameters of the warning area are read out of the warning message.
  • the warning area is determined from the parameters of the warning message.
  • An evaluation algorithm then checks whether the location stored in the receiver is within the warning area. If this is the case, a warning signal is output.
  • a warning reason and a warning behavior are preferably output; both are preferably included in the warning message in coded form.
  • warning reasons and warning behavior are stored encoded in the memory in a memory, so that the warning message only has to contain the code. The corresponding warning reason for the code of the warning message is then displayed in the warning output unit.
  • the warning output unit comprises an audible and an optical output.
  • an alarm function of the receiver is realized.
  • the warning reason and the warning behavior are preferably displayed on a display. Both are output in plain text and can be read directly.
  • a simple version of a receiver is conceivable in which the warning reason and the warning behavior are output in coded form by the display of warning lights. The user must then use a table to decode the reason and behavior itself.
  • information is contained in the system, preferably in the transmitter, such that the valid fixed warning regions and the geographical coordinates of the address are known for each address.
  • This information must also be known to the recipient. For this they are implemented in a configuration process in the receiver.
  • the configuration of the receiver can either be performed manually by the user, by entering specified configuration data in the receiver.
  • an input unit is optionally provided in the receiver.
  • the receiver prefferably be automatically configured in the processor by means of a configuration algorithm.
  • the receiver receives the required configuration data in this case via the radio network, particularly preferably in the form of a so-called configuration message, in which the serial number of the receiver can be included.
  • the inventive system for transmitting a warning message comprises a radio network with at least one transmitter 1 and a plurality of receivers 2, FIG. 1 ,
  • FIG. 2 shows the receiver 2 in detail. It comprises an antenna 3, a decoder 4, a processor 5 and a memory 6.
  • a warning output unit 7 has a control lamp 8, a siren 9, a loudspeaker 10 and a display 11 on which a warning reason and a warning behavior can be output in clear text , About the speaker 10 can be issued acoustically by means of a synthetic voice of the warning reason and the warning behavior.
  • the siren 9 is used to signal a warning and has a wake-up function to alert you to an incoming warning message.
  • the receiver 2 further comprises a push-button 12, which serves to check the function of the receiver 2 on the one hand, and to put the receiver in another mode, for example in a configuration mode or in a warning mode.
  • the switch to another mode can be confirmed by a beep via the speaker 10.
  • the receiver is preferably already in the configuration state in the delivery state. In this case, no valid configuration is stored in the memory 6 of the receiver 2.
  • the configuration is preferably carried out anonymously.
  • the user logs on to a server over the Internet and enters the serial number of the recipient 2 and the exact address of the installation location. From this information, the server determines the exact geographic coordinates of the system and the codes of the warning regions that are relevant to the installation site.
  • the user is now prompted to put the receiver 2 into configuration mode by repeatedly pressing the button 12.
  • the server which is connected to the transmitter 1, now sends via the transmitter 1 a configuration message via the wireless network.
  • An example of such a configuration message 13 is in Fig. 3 shown.
  • the configuration message includes the serial number of the receiver 2 to be configured, as well as any configuration data such as the location's geographic coordinates and / or warning zones.
  • the configuration message is preferably transmitted by a transmitter 1 only in the transmitter region in which the installation location is located. However, the sending of the configuration message can also be centralized.
  • this process can also be performed by a call center agent done by phone after the user has called a given number.
  • the configuration service is charged to the user. This can be done for example by means of a call via a paid telephone number or the sending of a paid premium SMS, whereby the user must enter a special pin number, by means of which he can be clearly identified.
  • the server has to be connected to suitable accounting systems.
  • the decoder 4 checks the received data stream as to whether a valid configuration message 13 is present.
  • the configuration messages are preferably transmitted to a specific radio address (RIC).
  • RIC radio address
  • the decoder 4 evaluates in the configuration mode only messages that are addressed to this address.
  • the transmitted serial number is compared with the serial number of the receiver 2. Only if the serial numbers match is the configuration message 13 processed further.
  • the configuration message 13 preferably consists of 74 BCD digits.
  • the configuration message is divided into different parts.
  • the first 11 BCD digits encode the serial number 131 of the device.
  • the 12th BCD number 132 encodes the position of the geographic coordinates. In this case, the situation is roughly differentiated, namely to the northern or southern hemisphere or according to whether the installation is located to the east or west of the zero meridian.
  • the BCD digit is 4 bits long.
  • the following two BCD digits 133 describe the longitude (0 ° to 180 °) encoded in 8 bits in hexadecimal.
  • the further part 134 which consists of three BCD digits (corresponds to 12 bits), contains the minutes and seconds of the longitude, which are also encoded as arc seconds in the range of 0 to 3599 also hexadecimal.
  • the configuration message 13 contains in the following two sections 135, 136 the information about the latitude, which are also coded in hexadecimal form according to the lengths. In the next section 137, five warning zones are coded. Each of the alert zones has 10 BCD digits, which equals 40 bits. If fewer than five warning zones are to be transmitted in the configuration message, the unused warning zones must be filled with a clear code (OxFFFFFFFF).
  • the last subsection of the configuration message 13 comprises a check digit 138 which consists of 2 BCD digits and is thus 8 bits long. Preferably, the check digit 138 is transmitted via the CRC-8 method via all configuration data.
  • the decoder 4 checks the check digit 138 and, if the check digit 138 is correct and if the serial number stored in the device matches the transmitted serial number 131, writes the received geographical coordinates into the memory 6.
  • the received warning regions are preferably likewise stored in the memory 6.
  • the memory 6 is constructed as a nonvolatile memory so that it will not be erased in the event of power failure. After storing the installation location as geographic coordinates and the warning regions, the receiver 2 automatically switches from the configuration mode to the warning mode. At the same time the user can be informed by an audible or visual indication of the speaker 10 and the indicator 8.
  • the receiver 2 If in the receiver 2 already valid configuration data are stored in its memory 6 before switching on the configuration mode and within a predetermined period of time no valid configuration message 13 can be received, the receiver 2 automatically switches back to the warning mode.
  • the decoder 4 checks the received data stream for a valid warning message, which is transmitted to a specific radio address (RIC). All other modules can be switched off for energy-saving reasons, so that the receiver is only switched on when a warning message 14 is recognized.
  • a so-called warning information can be emitted by the transmitter 1, which merely signals that a warning message is emitted, and which serves to ensure that the decoder 4 recognizes that the components of the receiver 2 are to be switched on, which process a warning message For example, the processor to receive the warning message 14.
  • the warning message 14 preferably consists of a first part 141 and a second part 142.
  • the first part 141 preferably comprises the type of the warning area.
  • the second part 142 is constructed depending on the type of the warning area.
  • the warning area type can be either the warning region defined in advance or a dynamically defined warning zone, which can have different shapes and sizes depending on the situation.
  • the type of warning area is a 4-bit number. For example, a 0 represents the transmission of a specified warning region and a 1 represents an individual warning zone.
  • the second part 142 of the warning message 14 differs.
  • Fig. 4a shows a warning message 14 with two warning regions
  • Fig. 4b a warning message 14 with an individual warning zone.
  • the second part 142 For a warning message 14 with two warning regions ( Fig. 4a ), the second part 142 comprises two warning regions R1, R2, a warning reason 15 and a warning behavior 16, wherein warning reason 15 and warning behavior 16 are each represented by a BCD number. Thus a total of 16 warning reasons 15 and 16 warning behavior 16 can be coded. Overall, the second part 142 consists of 24 BCD digits.
  • a check digit 17 forms the last section of the second part 142 of the warning message 14.
  • the check digit 17 is preferably determined according to the CRC-8 method over all warning data; it is 8 bits long.
  • the second warning region R2 is filled with a placeholder (for example "filling code" 0xFFFFFFFF). If one or more of the lower BCD digits of a warning region R1, R2 0, you can warn all zones whose BCD digits have the same high-order BCD digits.
  • a warning message 14 with an individual warning zone Z is in Fig. 4b shown.
  • the second part 142 of the warning message 14 comprises as warning parameter 18 the center or the center of the warning zone Z in the form of geographic coordinates which are described as longitude and latitude.
  • the second portion 142 closes the warning zone shape 19, a first dimension 20, optionally a second dimension when the shape 19 is a rectangular or elliptical shape, and also optionally, as in FIG Fig. 4b shown, a scale 21 for the size of the warning zone Z a.
  • Further components of the warning message 14 are the warning reason 15 and the warning behavior 16, each as a BCD digit, as well as a check digit 17, which consists of two BCD digits.
  • the warning center 22 which is mapped in geographic coordinates, is encoded with a 21-bit longitude sequence and also a 21-bit sequence for the latitude in the alert 14.
  • the first 8 bits of longitude and latitude represent the number of degrees, the following 12 bits represent the number of seconds.
  • the shape 19 of the warning zone Z is transmitted in one bit in this embodiment.
  • the bit is set to 0 if the shape is square.
  • the bit has the value 1 for a circular warning zone Z. If rectangular or elliptical warning areas are also to be warned, the form 19 must be represented by 2 bits.
  • the size of the warning zone Z is coded over the first dimension 20 (8 bits) and the scale 21 (1 bit). If the bit of the scale 21 has the value 0, then the size (in the case of a circular shape the radius, in the case of a square shape half the edge length) of the warning zone can lie between 1 and 256 seconds of arc. In this case, the value of the first dimension 20 corresponds to the radius or the half edge length in arc seconds plus one arc second.
  • the radius or half the edge length is between 260 arcseconds (dimension 20 equals 0) and 5380 arcseconds (dimension 20 equals 255).
  • the dimension (20) of the warning area thus corresponds to the diameter of a circular warning area or to the edge lengths of a rectangular warning area.
  • one arc second corresponds approximately to a latitude of 31 meters and a longitude of 20 meters.
  • the areas actually described do not have a circular or quadratic shape but form an ellipse or a rectangle.
  • This "error" can be compensated by the fact that the indication of the diameter or the edge length of the warning zone Z in each case refers to a propagation only in geographic length or only in latitude.
  • the receiver 2 must be given during the configuration only information about the "error”.
  • This correction factor relates to the ratio of a distance of one arc second in the longitudinal direction to one arc second in the width direction at the location of the device.
  • the method for transmitting a warning message in a paging network from a transmitter to a receiver comprises the following steps:
  • a warning message 14 is generated by means of a creation algorithm, the warning message 14 consisting of a first part 141 and a second part 142 and in first part 141 of the type of warning area is stored.
  • parameters 18 are defined, which include the warning area, the warning reason 15, the warning behavior 16 and optionally a check digit 17.
  • the generated warning message is transmitted by the transmitter 1 and received by a receiver 2 in the paging network.
  • the first part 141 of the warning message 14 is automatically read in the receiver 2 by means of a detection algorithm.
  • the warning area is a predefined warning region R1, R2 or an individual warning zone Z.
  • the parameter 18 in the second part 142 of the warning message 14 which represent either the warning region R1, R2 or the individual warning zone Z is checked by means of an evaluation algorithm after reading whether the stored in the memory 6 of the receiver 2 location of the receiver 2 within the Warning area lies. If this is the case, a warning signal is output at a warning output unit 7.
  • the warning message is read and a checksum on all affected data bits of the warning message 14 and determined with the checksum 17, with the warning message 14 is transmitted compared. If the checksums do not match, warning 14 is discarded. Since the transmitter 1 emits the warning message several times within a predetermined time interval, for example 10 times in succession, the receiver 2 accepts the message only after multiple, e.g. 3-way reception with correct check digit 17 and the same warning content as a valid warning. This measure can dramatically reduce the false trigger rate.
  • warning region R1, R2 When checking the position of the receiver 2 with respect to the warning area by means of the evaluation algorithm, when a warning region R1, R2 is transmitted in the warning message 14, it is determined whether the warning region or a "higher-order warning region" (this is characterized by several zeros at the end of the BCD code of the warning region) corresponds to the warning region R1, R2 stored in the receiver 2. If no match is found, warning 14 is discarded.
  • the difference between the location of the receiver 2 and the center 22 is calculated.
  • the geometric mean is determined from the deviation in the longitudinal direction and the deviation in the width direction (in arc seconds in each case). If necessary, the stored correction factor is considered in advance. If the distance is less than half of the radius transmitted by the warning message 14 (formed by the first dimension 20 and the scale 21) of the warning zone Z, then a valid warning message 14 is present.
  • a warning tone is output at the siren 9 of the receiver 2, which may, for example, be in the form of an SOS signal.
  • the siren sound is turned off after a certain time or sounds at intervals until the button 12 is pressed on the receiver 2.
  • the indicator light 8 is activated or alternatively a signal lamp.
  • an output of the warning reason 15 and the warning behavior 16 as an announcement with pre-recorded voice prompts via the speaker 10 or in plain text on the display 11 of the receiver. 2

Abstract

Ein System zur Übermittlung einer Warnmeldung über ein Funknetzwerk hat einen Sender (1) und wenigstens einen Empfänger (2). Der Sender (1) weist eine Antenne zum Aussenden der Warnmeldung (14) über das Funknetzwerk auf. Die vom Sender (1) ausgesandte Warnmeldung (14) schließt Parameter (18) eines Warngebiets, einen Warngrund (15) und ein Warnverhalten (16) ein. Der Empfänger (2) weist eine Antenne (3) zum Empfangen der über das Funknetzwerk ausgesandten Warnmeldung (14), einen Decoder (4), einen Prozessor (5), einen Speicher (6), in dem der Standort des Empfängers (2) abgespeichert ist, und eine Warnausgabeeinheit (7) auf. In dem Prozessor wird mittels eines Erfassungsalgorithmus die empfangene Warnmeldung (14) erfasst und ausgelesen. Mittels eines Zonenalgorithmus wird aus den Parametern (18) der Warnmeldung (14) das Warngebiet bestimmt. Mittels eines Auswertealgorithmus wird überprüft, ob der im Empfänger (2) hinterlegte Standort innerhalb des Warngebietes liegt, und, wenn dies der Fall ist, ein Warnsignal erzeugt, das mittels der Warnausgabeeinheit (7) ausgegeben wird. Die Erfindung umfasst auch einen Empfänger (2) zum Empfang einer Warnmeldung (14) sowie ein Verfahren zum Empfang in einem Empfänger (2) und ein Verfahren zum Übermitteln einer Warnmeldung (14) in einem Funknetzwerk mit einem Sender (1) und einem Empfänger (2).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Übermittlung einer Warnmeldung über ein Funknetzwerk mit einem oder mehreren Sendern und einem oder mehreren Empfängern, einen Empfänger zum Empfang einer Warnmeldung, die über ein Funknetzwerk übertragen wird, ein Verfahren zum Empfang einer Warnmeldung in einem Empfänger eines Funknetzwerkes und ein Verfahren zum Übermitteln einer Warnmeldung in einem Funknetzwerk.
  • Systeme zur Übermittlung einer Warnmeldung sind im Stand der Technik seit einigen Jahren bekannt. Seit das flächendeckende Sirenennetz, mit dem die Bevölkerung vor Gefahrensituationen gewarnt wurde, zum großen Teil abgebaut wurde, haben die Systeme an Bedeutung gewonnen. Eine Warnung der Bevölkerung vor akuten Gefahren geschieht nicht mehr mit Sirenen, sondern soll über das Radio, das Fernsehen oder auch das Internet erfolgen. Der Nachteil bei diesem Vorgehen ist, dass die entsprechenden Geräte eingeschaltet sein müssen. Ein "Weckeffekt" fehlt vollständig.
  • Bei bekannten Systemen und Verfahren zur Warnung der Bevölkerung wird versucht, einen Personenkreis in einer räumlich begrenzten Umgebung zu warnen. Dabei werden unterschiedliche Konzepte verfolgt:
    1. a) Bei einer Übertragung per Funk wird die Sendereichweite des Signals so begrenzt, dass nur die Empfänger ein Signal empfangen können, die sich im Sendegebiet befinden. Das Sendegebiet muss dabei dem Warngebiet entsprechen. Eine derartige Ausführung ist beispielsweise in der DE 39 15 099 A1 beschrieben. Nachteilig ist, dass der Standort und die Leistung der Sender so gewählt werden müssen, dass die Sendezone mit der Warnregion übereinstimmt. Da die Warnungen sehr kurzfristig ausgegeben werden müssen, bleibt letztlich nur die Möglichkeit, bestimmte Warnregionen um vorher definierte Standorte von Sendern festzulegen. Eine Anpassung an die aktuelle Warnsituation ist nicht möglich. Die Warnregionen sind deshalb häufig sehr groß, so dass auch nicht betroffene Personen gewarnt werden. Um die Genauigkeit der Warnregionen zu erhöhen, müssten sehr viele Sender aufgebaut werden, was zu einem nicht akzeptablen finanziellen Aufwand führen würde.
    2. b) Eine weitere Möglichkeit ist die Codierung des Warnsignals entsprechend einem vorher festgelegten Warngebiet, das gewarnt werden soll. Derartige Vorgehensweisen sind beispielsweise in der DE 299 14 155 U1 , DE 20 2004 006 414 U1 oder DE 32 11 881 A1 beschrieben. Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass die codierten Gebiete (z.B. Bundesland oder Landkreis) im Vorhinein definiert werden müssen. Damit sind die Systeme sehr statisch und nur schwer erweiterbar. Aufgrund der vordefinierten Gebiete sind die Systeme sehr ungenau, da meistens zu große Gebiete gewarnt werden. Dadurch sinkt die Akzeptanz bei den einzelnen Benutzern. Die Nutzbarkeit eines derartigen Systems wird hierdurch stark eingeschränkt, da im Vorhinein abgewogen werden muss, ob die Warnung vieler nicht betroffener Personen innerhalb eines Gebietes nicht zu einer Panik führen kann und auf Dauer eine Nichtbeachtung der Warnungen zur Folge hat.
    3. c) Ein anderer Lösungsansatz im Stand der Technik berücksichtigt den Weckeffekt und nutzt zur Warnung der Bevölkerung die existierenden Kommunikationsmittel, insbesondere das Telefon. Ein derartiges System ist in DE 102 04 300 A1 beschrieben. Allerdings hat die Übermittlung von Warnmeldungen über das Telefon zahlreiche Nachteile, die das Telefon ungeeignet machen. Zum einen können die Telefonleitungen im Falle von Naturkatastrophen wie Stürmen oder Überflutungen beschädigt sein. Zum anderen führt die Warnung einer großen Anzahl von Teilnehmern zu einer Überlastung des Telefonnetzes. Weitere Schwierigkeiten treten durch die Öffnung des Telekommunikationsmarktes auf, durch die sehr viele Anbieter Telefonanschlüsse anbieten. Eine schnelle und koordinierte Auswahl aller Anschlüsse eines bestimmten Bereichs ist nahezu unmöglich. Die Verwendung der Internettelefonie erschwert das Warnen der Bevölkerung zusätzlich. Bei der Übermittlung einer Warnung über Mobiltelefone ist im Falle einer Katastrophe mit einem Zusammenbruch des Funknetzes zu rechnen, da diese Kommunikationsnetze auf Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ausgerichtet sind, nicht jedoch auf eine parallele Verbreitung. Dies kann bei einer großen Anzahl von betroffenen Anschlüssen zu langen Wartezeiten führen, was das Verfahren inakzeptabel macht. Außerdem gilt für diese Netze ebenfalls die Abhängigkeit von festen Telefonleitungen, welche durch Wasser, Erdbeben und Stürme gefährdet sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein System und ein Verfahren zur Warnung der Bevölkerung mittels Warnmeldungen vorzuschlagen, das die im Stand der Technik auftretenden Probleme überwindet.
  • Gelöst wird die vorliegende Aufgabe durch ein System zur Übermittlung einer Warnmeldung über ein Funknetzwerk mit einem Sender und einem Empfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einem Empfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie mit einem Verfahren zum Empfang einer Warnmeldung in einem Empfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
  • Die rückbezogenen Unteransprüche definieren bevorzugte Weiterbildungen und Ausprägungen des Systems, des Empfängers und der Verfahren.
  • Das erfindungsgemäße System zur Übermittlung einer Warnmeldung über ein Funknetzwerk umfasst mindestens einen Sender und mindestens einen Empfänger. Der mindestens eine Sender hat eine Antenne zum Aussenden der Warnmeldung über das Funknetzwerk. Die von dem Sender ausgesendete Warnmeldung schließt Parameter des Warngebietes, einen Warngrund und ein Warnverhalten ein. Der Empfänger des erfindungsgemäßen Systems hat eine Antenne zum Empfangen der über das Funknetzwerk ausgesandten Warnmeldung, einen Decoder zum Decodieren der Warnmeldung, einen Prozessor zur Verarbeitung sowie einen Speicher und eine Warnausgabeeinheit. In dem Speicher ist der Standort des Empfängers abgespeichert.
  • Unter dem Begriff Funknetzwerk wird ein Netzwerk verstanden, über das digitale Informationen an alle Empfänger im Sendebereich des bzw. der Sender gesendet werden können. Hierbei handelt es sich zum Beispiel um Funkrufnetzwerke (Pager Netze). Die Sender des Funkrufnetzwerkes können alle die gleiche Information oder auch in unterschiedlichen Regionen unterschiedliche Informationen aussenden, wobei die Informationen auch Warnungen oder Warnmeldungen bzw. Warninformationen einschließen können.
  • Mittels eines Erfassungsalgorithmus wird in dem Empfänger die empfangene Warnmeldung erfasst und ausgelesen. Mittels eines Zonenalgorithmus wird aus den Parametern der Warnmeldung das Warngebiet bestimmt. Ein Auswertealgorithmus überprüft, ob der in dem Empfänger hinterlegte Standort innerhalb des Warngebietes liegt. Ist dies der Fall, so wird ein Warnsignal erzeugt, das mittels Warnausgabeeinheit ausgegeben wird. Selbstverständlich wird das Warnsignal nur dann ausgegeben, wenn die Warnmeldung fehlerfrei ist. Hierzu ist optional in der Warnmeldung eine Prüfziffer enthalten, die eine Überprüfung der Warnmeldung auf Korrektheit erlaubt. Der Empfänger verfügt also über eine gewisse maschinelle Intelligenz. Er ermittelt aus den übertragenen Parametern der Warnmeldung das Warngebiet selbstständig. Die dazu nötige Rechenleistung wird durch einen entsprechenden Prozessor im Empfänger sichergestellt. Das Bestimmen des Warngebiets und die Überprüfung, ob der im Empfänger hinterlegte Standort innerhalb des Warngebiets liegt, werden sehr schnell ausgeführt. Es kommt zu keiner nennenswerten Verzögerung zwischen dem Empfang der Warnmeldung und der eventuellen Ausgabe einer Warnung.
  • Bei dem Warngebiet handelt es sich vorzugsweise um eine individuelle Warnzone, die durch ihren Mittelpunkt und wenigstens eine Abmessung des Gebietes beschrieben wird. Der Mittelpunkt ist durch geografische Koordinaten beschrieben, die in Form von Grad, Minuten und Sekunden festgelegt sind. Eine derartige Beschreibung des Gebietes wird deshalb auch als "geografische Referenzierung" bezeichnet. Nicht nur der Mittelpunkt bzw. das Zentrum des Warngebiets, sondern auch die Form lassen sich durch geografische Koordinaten als Längengrad und Breitengrad festlegen. Somit ist eine eindeutige Beschreibung möglich. Das Warngebiet lässt sich damit an jedem beliebigen Ort platzieren, unabhängig von der Position des aussendenden Senders.
  • Bei einem kreisförmigen Warngebiet wird der Radius in einer Längeneinheit angegeben, beispielsweise Meter oder Kilometer. Er kann jedoch auch in Form eines Tripels aus Grad, Minute und Sekunde beschrieben sein. Handelt es sich bei dem Warngebiet um ein quadratisches Gebiet, so wird eine Kantenlänge angegeben. Der Mittelpunkt des Kreises entspricht dann dem Schnittpunkt der Winkelhalbierenden, also dem Schwerpunkt des Quadrates. Im Falle eines rechteckigen Warngebietes ist eine weitere Abmessung anzugeben. Dies kann in der Warnmeldung als optionale zweite Abmessung vorgesehen sein. Es lassen sich also sehr individuelle Warnregionen definieren, z.B. auch Ellipsen. Denkbar ist auch, dass die Form des Warngebietes durch eine mathematische Kurve oder durch eine Mehrzahl von Kurven oder Kurvenapproximationen (z.B. Spline-Funktion) beschrieben werden.
  • Die Festlegung des Warngebiets kann aktuell und situationsabhängig sehr exakt erfolgen. Es können unterschiedliche Kriterien zugrunde gelegt werden, beispielsweise die geografische Ausprägung des Gebietes (Ballungsgebiet, Stadt, ländliches Gebiet) oder die aktuell entstandene Gefahrensituation. Abhängig von verschiedenen Situationen kann unterschiedlich reagiert werden. Im Falle eines Brandes mag es sinnvoll sein, einzelne Straßenzüge zu warnen. Bei einer Überschwemmung sind bevorzugt Gebiete entlang von Flussläufen als Warngebiet zu beschreiben, bei einem größeren Unfall in einem Chemiewerk oder einem Kraftwerk könnten kreisförmige, relativ ausgedehnte Gebiete festgelegt werden, die bei Berücksichtigung von klimatischen Bedingungen wie Wind auch in Form von Ellipsen oder Ähnlichem denkbar sind. Das erfindungsgemäße System lässt hier große Spielräume zu.
  • Aufgrund der Verbreitung über ein bestehendes Funknetzwerk ist eine schnelle Übermittlung der Warnung in die Warnregionen möglich. Es können parallel alle Empfänger innerhalb des Warngebietes angesprochen werden. Somit lassen sich einzelne Empfänger, die in Haushalten installiert sind, sehr gezielt und flexibel warnen, ohne dass jeder einzeln angesprochen werden muss. Dies ist auch deshalb so effizient möglich, weil die konkreten Standortdaten des Empfängers nicht dauerhaft in einem zentralen System gespeichert werden müssen und nicht in der Warnmeldung codiert oder hinterlegt sein müssen.
  • Werden über das Funknetzwerk auch Informationen übertragen, die nicht für die Empfänger bzw. Warnempfänger des Netzwerkes bestimmt sind, ist den Warninformationen eine Kennung voranzustellen, durch die der Empfänger erkennen kann, dass es sich um eine Warnmeldung handelt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die übertragene Warnmeldung einen ersten Teil und einen zweiten Teil auf. Im ersten Teil ist der Typ des Warngebiets festgelegt. Im zweiten Teil sind Parameter des Warngebiets, der Warngrund und das Warnverhalten umfasst. Der Typ des Warngebiets kann entweder eine vordefinierte Warnregion oder eine individuelle Warnzone nach dem Prinzip der geografischen Referenzierung sein. Die Parameter des Warngebiets sind abhängig von dem Typ des Warngebiets.
  • Der Empfänger ist derart ausgebildet, dass mittels eines Erfassungsalgorithmus der erste Teil der Warnmeldung ausgelesen und ermittelt wird, ob das Warngebiet eine vorher festgelegte Warnregion oder eine individuelle Warnzone ist. Ist das Warngebiet eine Warnregion, so ist es vorzugsweise in codierter Form hinterlegt, wobei besonders bevorzugt mit einer Warnmeldung zwei Warngebiete übermittelt werden können. Der Empfänger überprüft dann, ob der in seinem Speicher hinterlegte Standort innerhalb der vordefinierten Warnregion liegt. Alternativ können im Empfänger eine oder mehrere Warnregionen abgespeichert sein. Die Überprüfung kann durch einfachen Vergleich erfolgen.
  • Ist als Typ der Warnregion eine individuelle Warnzone im ersten Teil der Warnmeldung angegeben, so ermittelt der Empfänger mittels des Zonenalgorithmus die individuelle Warnzone anhand der Parameter im zweiten Teil der Warnmeldung, also beispielsweise anhand des Mittelpunktes und des Radius einer individuellen kreisförmigen Warnzone.
  • Durch den zweiteiligen Aufbau der Warnmeldung, die über das erfindungsgemäße System verbreitet wird, ist es möglich, sowohl gültige, vorher definierte Warnregionen als auch individuelle situationsabhängige Warnzonen zu übermitteln. Es ist nur ein Empfänger notwendig. Innerhalb des Systems müssen keine Änderungen vorgenommen werden.
  • Beim Auftreten eines warnbedürftigen Ereignisses wird von einem Krisenstab entschieden, in welchem Warngebiet die vorhandenen Empfänger gewarnt werden sollen. Entweder wird eine Warnregion ausgewählt, die vorher definiert ist, oder eine individuelle Warnzone festgelegt, deren Mittelpunkt in der Regel der Ort des warnbedürftigen Ereignisses ist. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Sender einen Prozessor, in dem mittels eines Zuordnungsalgorithmus Parameter der Warnmeldung festgelegt werden. Wenn das Warngebiet eine Warnregion ist, umfassen die Parameter einen Code für die Warnregion.
  • Die Generierung der Warnmeldung, insbesondere der Parameter, durch einen Zuordnungsalgorithmus wird bevorzugt im Sender selbst vorgenommen. Alternativ ist es möglich, in einem separaten Verarbeitungsgerät diesen Zuordnungsalgorithmus ablaufen zu lassen und die generierte Warnmeldung an einen Sender zu übergeben, der die Warnmeldung dann aussendet.
  • Da in der Warnmeldung das Warngebiet enthalten ist und das Warngebiet in jedem Empfänger ausgewertet wird, ist eine Begrenzung der Sendereichweite des Senders oder eines Sendernetzwerkes mit mehreren Sendern nicht notwendig. Es können folglich Sender oder Sendernetzwerke mit einer hohen Reichweite verwendet werden.
  • Der erfindungsgemäße Empfänger zum Empfang einer Warnmeldung, die über ein Funknetzwerk übertragen wird, hat einen Decoder, einen Prozessor und einen Speicher, in dem der Standort des Empfängers abgespeichert ist. Mit einer Warnausgabeeinheit kann eine empfangene Warnmeldung ausgegeben werden. Erfindungsgemäß umfasst der Empfänger einen Erfassungsalgorithmus, mit dem die Warnmeldung erfasst wird und die Parameter des Warngebiets aus der Warnmeldung ausgelesen werden. Mittels eines Zonenalgorithmus, der bevorzugt im Prozessor des Empfängers implementiert ist, wird aus den Parametern der Warnmeldung das Warngebiet bestimmt. Ein Auswertealgorithmus überprüft dann, ob der im Empfänger hinterlegte Standort innerhalb des Warngebiets liegt. Ist dies der Fall, wird ein Warnsignal ausgegeben. Dabei werden bevorzugt ein Warngrund und ein Warnverhalten ausgegeben; beide sind in der Warnmeldung vorzugsweise in codierter Form enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform sind in dem Empfänger in einem Speicher Warngründe und Warnverhalten codiert abgespeichert, so dass die Warnmeldung lediglich den Code enthalten muss. Der entsprechende Warngrund zu dem Code der Warnmeldung wird dann in der Warnausgabeeinheit angezeigt.
  • Bevorzugt umfasst die Warnausgabeeinheit eine akustische und eine optische Ausgabe. Hierdurch wird eine Weckfunktion des Empfängers realisiert. Der Warngrund und das Warnverhalten werden vorzugsweise auf einem Display dargestellt. Beides wird im Klartext ausgegeben und kann direkt abgelesen werden. Alternativ ist eine einfache Version eines Empfängers denkbar, bei der durch die Anzeige von Kontrollleuchten der Warngrund und das Warnverhalten in codierter Form ausgegeben werden. Der Benutzer muss dann anhand einer Tabelle den Grund und das Verhalten selbst decodieren.
  • Erfindungsgemäß sind in dem System, vorzugsweise in dem Sender, Informationen derart enthalten, dass zu jeder Adresse die gültigen festen Warnregionen und die geografischen Koordinaten der Adresse bekannt sind. Diese Informationen müssen auch dem Empfänger bekannt sein. Dazu werden sie in einem Konfigurationsprozess in dem Empfänger implementiert. Die Konfiguration des Empfängers kann entweder manuell von dem Benutzer durchgeführt werden, indem er vorgegebene Konfigurationsdaten in den Empfänger eingibt. Hierzu ist eine Eingabeeinheit im Empfänger optional vorgesehen.
  • Alternativ kann besonders bevorzugt der Empfänger mittels eines Konfigurationsalgorithmus in dem Prozessor automatisch konfiguriert werden. Die benötigten Konfigurationsdaten empfängt der Empfänger in diesem Fall über das Funknetzwerk, besonders bevorzugt in Form einer so genannten Konfigurationsmeldung, in der auch die Seriennummer des Empfängers enthalten sein kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die darin dargestellten Besonderheiten können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Systems mit Sen-der und Empfänger;
    Figur 2
    ein Prinzipschaltbild des Empfängers aus Fig. 1;
    Figur 3
    den prinzipiellen Aufbau einer Konfigurationsmeldung; und
    Figur 4a, b
    den Aufbau einer Warnmeldung.
  • Das erfindungsgemäße System zur Übermittlung einer Warnmeldung umfasst ein Funknetzwerk mit wenigstens einem Sender 1 und einer Mehrzahl von Empfängern 2, Figur 1.
  • Figur 2 zeigt den Empfänger 2 im Detail. Er umfasst eine Antenne 3, einen Decoder 4, einen Prozessor 5 und einen Speicher 6. Eine Warnausgabeeinheit 7 hat eine Kontrolllampe 8, eine Sirene 9, einen Lautsprecher 10 und eine Anzeige 11, auf der im Klartext ein Warngrund und ein Warnverhalten ausgegeben werden können. Über den Lautsprecher 10 lassen sich mittels einer synthetischen Stimme der Warngrund und das Warnverhalten auch akustisch ausgeben. Die Sirene 9 dient zur Signalisierung einer Warnung und hat eine Weckfunktion, um auf eine eingegangene Warnmeldung aufmerksam zu machen.
  • Der Empfänger 2 umfasst darüber hinaus einen Taster 12, der zum einen zur Funktionsüberprüfung des Empfängers 2 dient, zum anderen, um den Empfänger in einen anderen Modus, beispielsweise in einen Konfigurationsmodus oder in einen Warnmodus, zu versetzen. Das Umschalten in einen anderen Modus kann durch einen Signalton über den Lautsprecher 10 bestätigt werden.
  • Bevorzugt befindet sich der Empfänger im Auslieferungszustand bereits im Konfigurationsmodus. In diesem Fall ist keine gültige Konfiguration in dem Speicher 6 des Empfängers 2 abgespeichert.
  • Um die Konfiguration einfach, sicher und genau durchzuführen und dem Datenschutzbedürfnis der Bürger Rechnung zu tragen, wird vorzugsweise die Konfiguration anonym vorgenommen. Der Nutzer meldet sich über das Internet bei einem Server an und gibt die Seriennummer des Empfängers 2 und die genaue Adresse des Installationsorts ein. Aus diesen Angaben ermittelt der Server die genauen geografischen Koordinaten des Systems sowie die Codierungen der Warnregionen, die für den Installationsort von Relevanz sind.
  • Der Benutzer wird nun aufgefordert, den Empfänger 2 durch mehrfaches Drücken des Tasters 12 in den Konfigurationsmodus zu versetzen. Der Server, der mit dem Sender 1 verbunden ist, sendet nun über den Sender 1 eine Konfigurationsmeldung über das Funknetzwerk. Ein Beispiel einer derartigen Konfigurationsmeldung 13 ist in Fig. 3 gezeigt.
  • Die Konfigurationsmeldung umfasst die Seriennummer des Empfängers 2, der konfiguriert werden soll, sowie alle Konfigurationsdaten wie beispielsweise die geografischen Koordinaten des Aufstellungsorts und/oder Warnzonen. Bevorzugt wird die Konfigurationsmeldung von einem Sender 1 nur in der Senderegion ausgesendet, in der sich der Installationsort befindet. Allerdings kann das Aussenden der Konfigurationsmeldung auch zentralisiert sein.
  • Alternativ zu der manuellen Eingabe der Seriennummer in einen Serverrechner über das Internet kann dieser Prozess auch durch einen Call Center Agenten per Telefon erfolgen, nachdem der Benutzer eine ihm vorgegebene Nummer angerufen hat. Vorzugsweise wird hierbei die Konfigurationsdienstleistung dem Benutzer in Rechnung gestellt. Dies kann beispielsweise mittels eines Anrufs über eine kostenpflichtige Rufnummer oder den Versand einer kostenpflichtigen Premium-SMS geschehen, wobei der Benutzer eine spezielle Pin-Nummer eingeben muss, anhand derer er eindeutig identifizierbar ist. Der Server ist in diesem Fall mit geeigneten Abrechnungssystemen zu verbinden.
  • Sobald der Empfänger 2 im Konfigurationsmodus ist und der Sender 1 eine Konfigurationsmeldung 13 aussendet, prüft der Decoder 4 den empfangenen Datenstrom daraufhin, ob eine gültige Konfigurationsmeldung 13 vorliegt. Die Konfigurationsmeldungen werden bevorzugt an eine bestimmte Funkadresse (RIC) übertragen. Der Decoder 4 wertet im Konfigurationsmodus nur Meldungen aus, die an diese Adresse gerichtet sind. Sobald eine Konfigurationsmeldung 13 vom Empfänger 2 erkannt ist, wird die übertragene Seriennummer mit der Seriennummer des Empfängers 2 verglichen. Nur bei Übereinstimmung der Seriennummern wird die Konfigurationsmeldung 13 weiter verarbeitet.
  • Die Konfigurationsmeldung 13 besteht vorzugsweise aus 74 BCD-Ziffern. Hierzu ist die Konfigurationsmeldung in unterschiedliche Teile unterteilt. In den ersten 11 BCD-Ziffern ist die Seriennummer 131 des Geräts codiert. Die 12. BCD-Ziffer 132 codiert die Position der geografischen Koordinaten. Darin ist die Lage im groben Bereich unterschieden, nämlich nach Nord- oder Südhalbkugel bzw. danach, ob der Installationsort östlich oder westlich des Nullmeridians liegt. Die BCD-Ziffer ist 4 Bit lang. Im höchsten Bit wird codiert, ob der Ort auf der Nord-oder Südhalbkugel liegt (Nordhalbkugel = 0; Südhalbkugel = 1). Das niederwer-tigste Bit kennzeichnet die Lage in Bezug auf den Nullmeridian (Ost = 0; West = 1).
  • Die folgenden zwei BCD-Ziffern 133 beschreiben den Längengrad (0° bis 180°), der in 8 Bit hexadezimal codiert ist. Der weitere Teil 134, der aus drei BCD-Ziffern besteht (entspricht 12 Bit), enthält die Minuten und Sekunden des Längengrades, die als Bogensekunden im Bereich von 0 bis 3599 ebenfalls hexadezimal codiert sind.
  • Die Konfigurationsmeldung 13 enthält in den folgenden beiden Abschnitten 135, 136 die Angaben zum Breitengrad, die entsprechend den Längenangaben ebenfalls hexadezimal codiert sind. In dem nächsten Abschnitt 137 sind fünf Warnzonen codiert. Jede der Warnzonen umfasst 10 BCD-Ziffern, was 40 Bit entspricht. Wenn weniger als fünf Warnzonen in der Konfigurationsmeldung übertragen werden sollen, so sind die ungenutzten Warnzonen mit einem Freihaltecode aufzufüllen (OxFFFFFFFFFF). Der letzte Teilabschnitt der Konfigurationsmeldung 13 umfasst eine Prüfziffer 138, die aus 2 BCD-Ziffern besteht und somit 8 Bit lang ist. Vorzugsweise wird die Prüfziffer 138 nach dem CRC-8-Verfahren über alle Konfigurationsdaten übermittelt.
  • Der Decoder 4 überprüft die Prüfziffer 138 und schreibt bei Richtigkeit der Prüfziffer 138 und bei Übereinstimmung der im Gerät gespeicherten Seriennummer mit der übertragenen Seriennummer 131 die empfangenen geografischen Koordinaten in den Speicher 6. Die empfangenen Warnregionen werden bevorzugt ebenfalls im Speicher 6 abgespeichert. Der Speicher 6 ist als nichtflüchtiger Speicher konstruiert, so dass er bei Ausfall der Energieversorgung nicht gelöscht wird. Nach dem Abspeichern des Installationsorts als geografische Koordinaten und der Warnregionen schaltet der Empfänger 2 automatisch vom Konfigurationsmodus in den Warnmodus. Gleichzeitig kann der Benutzer durch eine akustische oder optische Anzeige über den Lautsprecher 10 bzw. die Kontrollleuchte 8 darüber informiert werden.
  • Wenn im Empfänger 2 vor dem Einschalten des Konfigurationsmodus bereits gültige Konfigurationsdaten in seinem Speicher 6 abgespeichert sind und innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keine gültige Konfigurationsmeldung 13 empfangen werden kann, schaltet der Empfänger 2 selbstständig in den Warnmodus zurück.
  • Im Warnmodus überprüft der Decoder 4 den empfangen Datenstrom auf eine gültige Warnmeldung, die auf eine bestimmte Funkadresse (RIC) übertragen wird. Alle anderen Module können aus Stromspargründen abgeschaltet sein, so dass der Empfänger erst dann eingeschaltet wird, wenn eine Warnmeldung 14 erkannt wird. Alternativ kann von dem Sender 1 auch eine so genannte Warninformation ausgestrahlt werden, die lediglich signalisiert, dass eine Warnmeldung ausgesandt wird, und die dazu dient, dass der Decoder 4 erkennt, dass die Komponenten des Empfängers 2 einzuschalten sind, die eine Verarbeitung einer Warnmeldung vornehmen z.B. der Prozessor, um die Warnmeldung 14 zu empfangen.
  • Die Warnmeldung 14 besteht bevorzugt aus einem ersten Teil 141 und einem zweiten Teil 142. Der erste Teil 141 umfasst bevorzugt den Typ des Warngebietes. Der zweite Teil 142 ist abhängig vom Typ des Warngebietes aufgebaut. Der Warngebietstyp kann entweder die im Vorhinein definierte Warnregion oder eine dynamisch festgelegte Warnzone sein, die situationsbedingt unterschiedliche Form und Größe haben kann. Bevorzugt ist der Typ des Warngebiets eine 4 Bit große Zahl. Beispielsweise steht eine 0 für die Übertragung einer festgelegten Warnregion und eine 1 für eine individuelle Warnzone. Hiervon abhängig unterscheidet sich der zweite Teil 142 der Warnmeldung 14. Fig. 4a zeigt eine Warnmeldung 14 mit zwei Warnregionen, Fig. 4b eine Warnmeldung 14 mit einer individuellen Warnzone.
  • Bei einer Warnmeldung 14 mit zwei Warnregionen (Fig. 4a) umfasst der zweite Teil 142 zwei Warnregionen R1, R2, einen Warngrund 15 und ein Warnverhalten 16, wobei Warngrund 15 und Warnverhalten 16 jeweils durch eine BCD-Ziffer repräsentiert werden. Somit lassen sich insgesamt 16 Warngründe 15 und 16 Warnverhalten 16 codieren. Insgesamt besteht der zweite Teil 142 aus 24 BCD-Ziffern.
  • Eine Prüfziffer 17 bildet den letzten Abschnitt des zweiten Teils 142 der Warnmeldung 14. Die Prüfziffer 17 ist bevorzugt nach dem CRC-8-Verfahren über alle Warndaten ermittelt; sie ist insgesamt 8 Bit lang.
  • Wird nur eine Warnregion R1 gewarnt, so wird die zweite Warnregion R2 mit einem Platzhalter gefüllt (beispielsweise "Füllcode" OxFFFFFFFFFF). Wenn eine oder mehrere der niederwertigen BCD-Ziffern einer Warnregion R1, R2 den Wert 0 besitzen, können alle Zonen gewarnt werden, deren BCD-Ziffern-Code die gleichen höherwertigen BCD-Ziffern besitzt.
  • Eine Warnmeldung 14 mit einer individuellen Warnzone Z ist in Fig. 4b dargestellt. Der zweite Teil 142 der Warnmeldung 14 umfasst als Warnparameter 18 den Mittelpunkt bzw. das Zentrum der Warnzone Z in Form von geografischen Koordinaten, die als Längengrad und Breitengrad beschrieben sind. Darüber hinaus schließt der zweite Teil 142 die Form 19 der Warnzone, eine erste Abmessung 20, optional eine zweite Abmessung, wenn die Form 19 eine rechteckige oder elliptische Form ist, und ebenfalls optional, wie in Fig. 4b gezeigt, einen Maßstab 21 für die Größe der Warnzone Z ein. Weitere Bestandteile der Warnmeldung 14 sind der Warngrund 15 und das Warnverhalten 16, jeweils als eine BCD-Ziffer, sowie eine Prüfziffer 17, die aus zwei BCD-Ziffern besteht.
  • Das Warnzentrum 22, das in geografischen Koordinaten abgebildet ist, wird mit einer 21 Bit großen Folge für den Längengrad und einer ebenfalls 21 Bit großen Folge für den Breitengrad in der Warnmeldung 14 codiert. Die jeweils ersten 8 Bit des Längengrads und des Breitengrads repräsentieren die Gradzahl, die folgenden 12 Bit die Anzahl der Sekunden. Das letzte Bit repräsentiert die Lage des Längengrades (0 = Ost; 1 = West) bezüglich des Nullmeridians bzw. die Lage des Breitengrades (0 = Nord; 1 = Süd). Die Form 19 der Warnzone Z wird in dieser Ausführungsform in einem Bit übertragen. Hierbei ist das Bit auf 0 gesetzt, wenn die Form quadratisch ist. Das Bit hat den Wert 1 bei einer kreisförmigen Warnzone Z. Sollen auch rechteckige oder elliptische Warngebiete gewarnt werden, muss die Form 19 durch 2 Bit dargestellt werden.
  • Die Größe der Warnzone Z wird über die erste Abmessung 20 (8 Bit) und dem Maßstab 21 (1 Bit) codiert. Hat das Bit des Maßstabs 21 den Wert 0, so kann die Größe (bei Kreisform der Radius, bei quadratischer Form die halbe Kantenlänge) der Warnzone zwischen 1 und 256 Bogensekunden liegen. In diesem Fall entspricht der Wert der ersten Abmessung 20 dem Radius bzw. der halben Kantenlänge in Bogensekunden plus einer Bogensekunde.
  • Hat das Bit des Maßstabs 21 den Wert 1, so entspricht das Produkt aus der ersten Abmessung 20 und 20 Bogensekunden dem Radius bzw. der halben Kantenlänge in Bogensekunden plus 260 Bogensekunden (Größe = (Abmessung * 20 Bogensek.) + 260 Bogensek.). Somit liegt der Radius bzw. die halbe Kantenlänge zwischen 260 Bogensekunden (Abmessung 20 gleich 0) und 5380 Bogensekunden (Abmessung 20 gleich 255).
  • Die Abmessung (20) des Warngebiets korrespondiert folglich mit dem Durchmesser eines kreisförmigen Warngebiets bzw. mit den Kantenlängen eines rechteckigen Warngebiets.
  • In Europa entspricht eine Bogensekunde in etwa einer geografischen Breite von 31 Metern und einer geografischen Länge von 20 Metern. Dies führt dazu, dass die tatsächlich beschriebenen Gebiete keine Kreisform oder quadratische Form besitzen, sondern eine Ellipse bzw. ein Rechteck bilden. Dieser "Fehler" kann dadurch kompensiert werden, dass sich die Angabe des Durchmessers bzw. der Kantenlänge der Warnzone Z jeweils auf eine Ausbreitung nur in geografischer Länge oder nur in geografischer Breite bezieht. Dem Empfänger 2 muss während der Konfiguration lediglich eine Information über den "Fehler" mitgegeben werden. Dieser Korrekturfaktor betrifft das Verhältnis einer Wegstrecke von einer Bogensekunde in Längsrichtung zu einer Bogensekunde in Breitenrichtung am Standort des Gerätes.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zum Übermitteln einer Warnmeldung in einem Funkrufnetz von einem Sender an einen Empfänger die folgenden Schritte: Im ersten Schritt wird eine Warnmeldung 14 mittels eines Erstellungsalgorithmus erzeugt, wobei die Warnmeldung 14 aus einem ersten Teil 141 und einem zweiten Teil 142 besteht und im ersten Teil 141 der Typ des Warngebiets abgelegt ist. In dem zweiten Teil 142 der Warnmeldung 14 sind Parameter 18 definiert, die das Warngebiet, den Warngrund 15, das Warnverhalten 16 und optional eine Prüfziffer 17 umfassen. Die erzeugte Warnmeldung wird von dem Sender 1 ausgesandt und von einem Empfänger 2 in dem Funkrufnetz empfangen. Der erste Teil 141 der Warnmeldung 14 wird in dem Empfänger 2 automatisch mittels eines Erfassungsalgorithmus ausgelesen. Anhand des ersten Teils 141 der Warnmeldung 14 wird festgelegt, ob das Warngebiet eine vordefinierte Warnregion R1, R2 oder eine individuelle Warnzone Z ist. Anhand der Parameter 18 im zweiten Teil 142 der Warnmeldung 14, die entweder die Warnregion R1, R2 oder die individuelle Warnzone Z repräsentieren, wird mittels eines Auswertealgorithmus nach dem Auslesen überprüft, ob der im Speicher 6 des Empfängers 2 abgespeicherte Standort des Empfängers 2 innerhalb des Warngebiets liegt. Ist dies der Fall, wird ein Warnsignal an einer Warnausgabeeinheit 7 ausgegeben.
  • Bevorzugt wird bei dem Verfahren zu dem Empfang einer Warnmeldung in einem Empfänger nach dem automatischen Empfangen der Warnmeldung 14 mittels eines Erfassungsalgorithmus die Warnmeldung ausgelesen und eine Prüfsumme über alle betroffenen Daten-Bits der Warnmeldung 14 ermittelt und mit der Prüfsumme 17, die mit der Warnmeldung 14 übertragen wird, verglichen. Stimmen die Prüfsummen nicht überein, so wird die Warnmeldung 14 verworfen. Da der Sender 1 innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls die Warnnachricht mehrfach aussendet, beispielsweise 10 Mal hintereinander, akzeptiert der Empfänger 2 die Nachricht erst nach mehrfachem z.B. 3-fachem Empfang mit korrekter Prüfziffer 17 und gleichem Warninhalt als gültige Warnung. Durch diese Maßnahme kann die Fehlauslösequote dramatisch gesenkt werden.
  • Bei der Überprüfung der Position des Empfängers 2 bzgl. des Warngebiets mittels des Auswertealgorithmus wird, wenn eine Warnregion R1, R2 in der Warnmeldung 14 übermittelt wird, bestimmt, ob die Warnregion oder eine "höherwertige Warnregion" (diese zeichnet sich durch mehrere Nullen am Ende des BCD-Codes der Warnregion aus) mit der im Empfänger 2 abgespeicherten Warnregion R1, R2 korrespondiert. Wird keine Übereinstimmung festgestellt, so wird die Warnmeldung 14 verworfen.
  • Im Falle einer Warnmeldung 14 mit einer Warnzone Z wird in dem Empfänger 2 mittels des Auswertealgorithmus überprüft, ob der abgespeicherte Standort des Empfängers 2 in der Warnzone Z liegt.
  • Bei einer quadratischen Warnzone Z wird überprüft, ob der übertragene Längengrad des Warnmittelpunkts 22 um weniger als die halbe Kantenlänge (gebildet aus Abmessung 20 und Maßstab 21), gegebenenfalls nach Umrechnung mit einem Korrekturfaktor, abweicht. Die gleiche Überprüfung wird dann für den Breitengrad durchgeführt. Ist die Abweichung innerhalb der vorgegebenen Grenzen, so liegt eine gültige Warnmeldung 14 vor.
  • Bei einer kreisförmigen Warnzone wird die Differenz zwischen dem Standort des Empfängers 2 und dem Zentrum 22 berechnet. Dazu wird das geometrische Mittel aus der Abweichung in Längsrichtung und der Abweichung in Breitenrichtung (jeweils in Bogensekunden) ermittelt. Gegebenenfalls wird vorher der abgespeicherte Korrekturfaktor berücksichtigt. Ist der Abstand kleiner als die Hälfte der mit der Warnmeldung 14 übermittelten Radius (gebildet aus der ersten Abmessung 20 und dem Maßstab21) der Warnzone Z, so liegt eine gültige Warnmeldung 14 vor.
  • Bei einer gültigen Warnmeldung wird an der Sirene 9 des Empfängers 2 ein Warnton ausgegeben, der beispielsweise in Form eines SOS-Signals sein kann. Der Sirenenton wird jedoch nach einer gewissen Zeit abgeschaltet oder ertönt in Intervallen, bis der Taster 12 am Empfänger 2 gedrückt wird. Gleichzeitig wird die Kontrollleuchte 8 angesteuert oder alternativ eine Signallampe. Zusätzlich erfolgt vorzugsweise eine Ausgabe des Warngrundes 15 und des Warnverhaltens 16 als Ansage mit vorab aufgenommenen Sprachansagen über den Lautsprecher 10 oder im Klartext an der Anzeige 11 des Empfängers 2.

Claims (15)

  1. System zur Übermittlung einer Warnmeldung über einen Funknetzwerk mit mindestens einem Sender (1) und mindestens einem Empfänger (2), wobei der Sender (1) eine Antenne zum Aussenden der Warnmeldung (14) über das Funknetzwerk umfasst und die von dem Sender ausgesendete Warnmeldung (14) Parameter (18) eines Warngebiets, einen Warngrund (15) und ein Warnverhalten (16) einschließt,
    der Empfänger (2)
    eine Antenne (3) zum Empfangen der über das Funknetzwerk ausgesandten Warnmeldung (14), einen Decoder (4), einen Prozessor (5), einen Speicher (6), in dem der Standort des Empfängers (2) abgespeichert ist, und eine Warnausgabeeinheit (7) umfasst,
    wobei in dem Prozessor (5) mittels eines Erfassungsalgorithmus die empfangene Warnmeldung (14) erfasst und ausgelesen wird, mittels eines Zonenalgorithmus das Warngebiet aus den Parametern (18) bestimmt wird, und mittels eines Auswertealgorithmus überprüft wird, ob der im Empfänger (2) hinterlegte Standort innerhalb des Warngebietes liegt, und falls dies der Fall ist, ein Warnsignal erzeugt wird, das mittels der Warnausgabeeinheit (7) ausgegeben wird.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die übertragene Warnmeldung (14) einen ersten Teil (141) und einen zweiten Teil (142) einschließt, der erste Teil (141) den Typ des Warngebiets festlegt und der zweite Teil (142) die Parameter (18) des Warngebiets, den Warngrund (15) und das Warnverhalten (16) umfasst, und
    - der Empfänger (2) ausgebildet und eingerichtet ist, um mittels eines Erfassungsalgorithmus den ersten Teil (141) der Warnmeldung (14) auszulesen und zu ermitteln, ob das Warngebiet eine festgelegte Warnregion (R1, R2) oder eine individuelle Warnzone (Z) ist, und
    wenn das Warngebiet eine Warnregion (R1, R2) ist, aus dem zweiten Teil (142) der Warnmeldung (14) die Warnregion zu bestimmen, oder wenn das Warngebiet eine individuelle Warnzone (Z) ist, aus den Parameter (18) im zweiten Teil (142) der Warnmeldung (14) die Warnzone (Z) mittels des Zonenalgorithmus zu bestimmen.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter (18) des Warngebiets zwei in codierter Form hinterlegte Warnregionen (R1, R2) umfassen.
  4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter (18) die geografischen Koordinaten eines Zentrums (22) des Warngebiets, einen Code für die Form (19) des Warngebiets und eine Abmessung (20) sowie optional einen Maßstab (21) umfassen.
  5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung (20) des Warngebiets mit dem Durchmesser des Warngebiets korrespondieren, wenn die Form (19) des Warngebiets eine Kreisform ist, wobei bevorzugt die Abmessung (20) mit dem Maßstab (21) gewichtet wird.
  6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter (18) eine zweite Abmessung umfassen, wenn die Form (19) des Warngebiets eine Rechteckform ist, wobei die Abmessungen (20) mit den Kantenlängen des rechteckigen Warngebiets korrespondieren.
  7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (1) einen Prozessor (5) umfasst, in dem mittels eines Zuordnungsalgorithmus die Parameter (18) der Warnmeldung (14) derart festgelegt werden, dass,
    wenn das Warngebiet eine Warnregion (R1, R2) ist, die Parameter (18) als Code für Warnregion (R1, R2) codiert werden, oder
    wenn das Warngebiet eine individuelle Warnzone (Z) ist, die Parameter (18) der Warnzone (Z) erzeugt werden durch
    a) Festlegen eines Zentrums (22) der Warnzone (Z),
    b) Festlegen der Form (19) der Warnzone (Z) als Kreis oder Rechteckform,
    c) Festlegen einer Abmessung (20) der Warnzone (Z) und
    d) optionales Festlegen einer zweiten Abmessung der Warnzone (Z).
  8. Empfänger zum Empfang einer Warnmeldung, die über ein Funknetzwerk übertragen wird, insbesondere als Bestandteil eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Decoder (4), einem Prozessor (5) und einem Speicher (6), in dem der Standort des Empfängers (2) abgespeichert ist, und mit einer Warnausgabeeinheit (7), dadurch gekennzeichnet, dass
    - mittels eines Erfassungsalgorithmus die Warnmeldung (14) erfasst wird und aus der Warnmeldung (14) Parameter (18) eines Warngebiets ausgelesen werden und
    - mittels eines Zonenalgorithmus das Warngebiet aus den Parametern (18) bestimmt wird,
    - mittels eines Auswertealgorithmus überprüft wird, ob der im Empfänger (2) hinterlegte Standort innerhalb des Warngebietes liegt und falls dies der Fall ist, ein Warnsignal erzeugt wird, das mittels der Warnausgabeeinheit (7) ausgegeben wird.
  9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder Empfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (2) für seinen Standort individuell konfigurierbar ist und die Konfiguration manuell durch den Benutzer anhand von vorgegebenen Konfigurationsdaten oder mittels eines Konfigurationsalgorithmus in dem Prozessor (5) automatisch durchgeführt wird, wobei die Konfigurationsdaten über das Funknetzwerk empfangen werden.
  10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder Empfänger nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (2) einen Speicher (6) umfasst, in dem Warngründe (15) in codierter Form und Warnverhalten (16) in codierter Form abgespeichert sind.
  11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder Empfänger nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (2) eine Auswerteeinheit umfasst, in der mittels eines Auswertealgorithmus erkannt wird, ob sich der im Speicher des Empfängers (2) in geografischen Koordinaten hinterlegte Standort innerhalb des übertragenen Warngebietes , beschrieben durch die Parameter (18), den geografischen Koordinaten des Zentrums (22), der übertragenen Abmessung (20) unter Berücksichtung des Maßstabs (21) und der Form (19) der Warnzone befindet.
  12. System oder Empfänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Auswertealgorithmus die Differenz zwischen dem hinterlegten Standort und dem übertragenen Zentrum (22) des Warngebiets berechnet wird und überprüft wird, ob die Differenz kleiner als die Hälfte der mit der Warnmeldung übertragenen Abmessung (20) des Warngebiets unter Berücksichtung des Maßstabs (21) ist, und falls dies der Fall ist, vorzugsweise in einem zweiten Schritt, ermittelt wird, ob der Standort des Empfängers (2) innerhalb des Warngebiets liegt.
  13. Verfahren zum Empfang einer Warnmeldung in einem Empfänger eines Funknetzwerk mit einem Sender (1) und einem Empfänger (2),
    wobei der Empfänger (2)
    einen Prozessor (5), einen Decoder (4), eine Warnausgabeeinheit (7) und einen Speicher (6) einschließt, in dem der Standort des Empfängers (2) in geografischen Koordinaten gespeichert ist,
    umfassend die folgenden Schritte:
    - automatisches Empfangen einer Warnmeldung (14) in der Parameter (18) des Warngebiets, ein Warngrund (15) und ein Warnverhalten (16) umfasst sind;
    - mittels eines Erfassungsalgorithmus Auslesen der Warnmeldung (14);
    - Bestimmen des Warngebiets aus den Parametern (18) der Warnmeldung (14);
    - Überprüfen mittels eines Auswertealgorithmus in dem Prozessor (5), ob der im Speicher (6) abgespeicherte Standort des Empfängers (2) im Warngebiet liegt; und
    - wenn dies der Fall ist, Ausgeben eines Signals mittels der Warnausgabeeinheit (7).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch:
    - automatisches Empfangen einer Warnmeldung (14) mit einem ersten Teil (141) und einem zweiten Teil (142), wobei im ersten Teil (141) der Typ des Warngebiets und im zweiten Teil (142) die Parameter (18) des Warngebiets, der Warngrund (15) und das Warnverhalten (16) sowie optional eine Prüfziffer (17) umfasst sind,
    - mittels des Erfassungsalgorithmus Auslesen des ersten Teils (141) der Warnmeldung (14) und Ermitteln, ob das Warngebiet eine vordefinierte Warnregion (R1, R2) oder eine individuelle Warnzone (Z) ist;
    - Auslesen der Parameter (18) aus dem zweiten Teil (142) der Warnmeldung (14).
  15. Verfahren zum Übermitteln einer Warnmeldung in einem Funknetzwerk mit einem Sender (1) und einem Empfänger (2) gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    - Erzeugen einer Warnmeldung (14) mittels eines Erstellungsalgorithmus, wobei die Warnmeldung (14) einen ersten Teil (141) und einen zweiten Teil (142) aufweist und in dem ersten Teil (141) der Typ des Warngebiets und in dem zweiten Teil (142) in Abhängigkeit von dem Typ des Warngebiets Details definiert sind, die wenigstens Parameter (18) des Warngebiets, einen Warngrund (15), ein Warnverhalten (16) und optional eine Prüfziffer (17) umfassen,
    - Aussenden der Warnmeldung (14) von dem Sender (1) über ein bestehendes Funknetzwerk,
    - Empfangen der Warnmeldung (14) von wenigstens einem Empfänger (2) in dem Funknetzwerk;
    - automatisches Auslesen des ersten Teils (141) der Warnmeldung (14) mittels eines Erfassungsalgorithmus;
    - Festlegen anhand des ersten Teils (141) der Warnmeldung (14), ob das Warngebiet eine vordefinierte Warnregion (R1, R2) oder eine individuelle Warnzone (Z) ist;
    - Auslesen der Parameter (18) des Warngebiets aus dem zweiten Teil (142) der Warnmeldung (14);
    - Überprüfen mittels eines Auswertealgorithmus, ob der im Empfänger (2) hinterlegte Standort innerhalb des Warngebiets liegt und
    - falls dies der Fall ist, Ausgeben eines Warnsignals an einer Warnausgabeeinheit (7) des Empfängers (2).
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