WO2016120236A1 - Applikationsgesteuertes geo-beamforming - Google Patents

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WO2016120236A1
WO2016120236A1 PCT/EP2016/051505 EP2016051505W WO2016120236A1 WO 2016120236 A1 WO2016120236 A1 WO 2016120236A1 EP 2016051505 W EP2016051505 W EP 2016051505W WO 2016120236 A1 WO2016120236 A1 WO 2016120236A1
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WO
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vehicle
application
control
communication device
radio communication
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/051505
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Zimmermann
David Gozalvez Serrano
Adrian POSSELT
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Publication date
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Priority to US15/662,881 priority patent/US10839688B2/en

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming

Definitions

  • the invention generally relates to the field of car-to-X (C2X) communication.
  • the invention relates to a radio communication device by means of which context-dependent and application-controlled certain geographical areas can be supplied with radio information, regardless of whether and how many receivers are in these reception areas, especially regardless of where exactly in these areas are potential recipients ,
  • Car-to-X (C2X) communication is the generic term for various reasons
  • Car-to-X communication thus includes car-to-car (C2C) communication and car-to-infrastructure (C2l) communication.
  • C2X communication critical and dangerous situations can be reported early to a driver of a vehicle equipped with it.
  • One possible application is the detection and dissemination of local hazard warnings. For example, if a first vehicle is just coming to a halt on a country road in front of an obstacle, subsequent danger spots can also be approaching vehicles via C2X communication through the first
  • DE 10 2009 011 276 A1 shows a communication system for
  • Antenna elements and a control device adjusts radiation lobes of the antenna system according to the message type and / or the current steering movements of the vehicle, so that their
  • the known systems are not suitable for broadcasting, i. a point-to-multipoint communication because there is always information about a receiver
  • the antenna system of the vehicle is substantially optimized for optimal point-to-point communication between a transmitter and a receiver by appropriate adaptation of the radiation characteristic of the antenna system. It is an object of the present invention to provide an improved C2X
  • a communication device for a vehicle by means of which the range of the information to be transmitted can be increased for a point-to-multipoint transmission and / or the reliability of the communication and in particular the signal quality can be improved.
  • a core idea of the invention is the radiation characteristic of the at least one antenna unit at the current location of the vehicle existing road course, ie the radiation on relevant
  • a first aspect of the invention relates to a radio communication device for a vehicle comprising: (i) at least one antenna unit whose emission is controllable in one or more directions and (ii) a control unit coupled to the at least one antenna unit for controlling the at least one antenna unit.
  • the control unit is coupled to a control application, in particular a control software module, and set up, which at least one
  • the radio communication device is designed for communication with wireless radio systems and has the ability to adapt the
  • Beamforming focuses the radiated RF power only in relevant spatial directions. Relevant spatial directions may result from the arrangement of the traffic infrastructure (roads, buildings, etc.) and the vehicle relative thereto. Thus, with the at least one antenna unit, the radiated transmission power can be bundled to those areas in which other road users can actually be located. As a result, communication with other vehicles approaching the vehicle is improved.
  • the at least one antenna unit is preferably electrically adjustable for controlling the emission direction or emission directions.
  • an antenna unit can each have an array of individual directional antennas which can be physically configured to control the emission direction of the antenna unit. For example, by means of a Beamforming Network (BFN) or an arrangement with BFN.
  • BFN Beamforming Network
  • phase shifters for phase matching of the individual antennas and / or adjustment means for the distance between the individual antennas and a device for selecting individual ones of the individual antennas and a
  • Adaptation device for the transmission power of the individual antennas from the Antenna unit radiated RF energy in one or more preferred
  • Beamforming is reciprocal and can also be used to receive electromagnetic waves.
  • the control unit preferably has an interface for coupling to the
  • Control application displaceable in the application-controlled geo-beamforming operating mode. That is, the radio communication device has an interface between the application level and the physical level via which
  • Control information for shaping the radiation characteristic depending on the state of the control application can be exchanged. This can be the
  • Abstrahlungs characterizing the at least one antenna unit are controlled by the application, so that information can be disseminated only in relevant directions and thus with extended coverage.
  • control application can be a software program that runs on a driver information system (FIS), which is usually present in modern vehicles, as a host system in the manner of a computer system.
  • FIS driver information system
  • control application runs completely or partially or cooperatively on a small computer carried by the driver of the vehicle, such as e.g. a smartphone or PDA.
  • a small computer carried by the driver of the vehicle, such as e.g. a smartphone or PDA.
  • a small computer can be equipped, for example, with a short-range radio technology, such as WLAN, ZigBee, Bluetooth or the like, to be cooperatively coupled to the control unit in the vehicle or the control application in the driver information system as a host system; This will be explained further below special
  • the control application is preferably set up to determine the geographical position (location) and location (orientation) of the vehicle in which the radio communication device is located as a transmitting subscriber and context-dependent relevance range for the point-to-area communication for to be transmitted To determine information relative to the sending party.
  • Radio communication device can thus be optimized for the transmission of information in a specific area or a particular direction in which or in which this information could be relevant. That is, there is no optimization of communication between the vehicle and a single particular other subscriber, but optimization of range and signal quality for the relevant area (s)
  • the RF emission of the at least one antenna unit can be present at the current location of the vehicle
  • the control application can be set up to detect a situation in which information is to be transmitted to other road users.
  • control application can be set up to detect a dangerous situation and a corresponding local hazard warning to others
  • This may be, for example, a warning of a ghost driver, black ice, aquaplaning or a construction site or the like.
  • control application communicates through the interface with the physical layer, i. the radio communication device for transmitting the control information for context-dependent shaping of
  • Local hazard warning may then be communicated with the radio communication device in the form of radio messages as C2X communication to other road users / vehicles.
  • the control application can additionally be set up selectively in the respective areas of relevance by controlling the at least one antenna unit in the application-controlled geo-beamforming operating mode such that information is radiated only in a relevant direction of travel.
  • the radio communication device may be designed so that emergency braking, ice and aquaplaning or the presence of emergency vehicles with blue lights, accidents or construction sites are reported to all subsequent vehicles within 1 km, for example.
  • the control application may alternatively or preferably additionally be set up so that a user can trigger a transmission of information independently in or by means of the control application.
  • a possible application for this is a kind of digital safety vest for a motorist.
  • a driver may be at the edge of a highway or country road due to a breakdown of his vehicle or other vehicle.
  • the driver can now use a suitable terminal, e.g. his smartphone, on which one of the above described
  • Control applications are running, which is coupled to the control unit or a corresponding host application in the vehicle, or at the host application
  • the radio communication device acts as a sort of "digital warning vest.” The thereby used
  • Control application may consider the position and location of the driver relative to the road and / or the vehicle.
  • the driver standing on a highway or country road can use his smartphone to announce his current position to all approaching vehicles. This makes it possible, for example, a warning "pedestrians on the highway” to signal other drivers, so that they can respond appropriately and in a timely manner, for example, with a reduction the speed or a lane change.
  • the control unit can be set up so that the invention
  • application-controlled geo-beamforming mode of operation of the antenna unit is designed so that only vehicles in a relevant direction of travel the
  • control application can control the antenna device so that the information is radiated only contrary to the current direction of travel in the area of the current lane.
  • the location determination unit and the digital map unit may be part of an in-vehicle navigation system.
  • the navigation system can be permanently integrated into the vehicle or be a mobile navigation system that is located, for example, on a smartphone.
  • the digital map unit can also be a database that can be accessed via a data radio connection via the Internet.
  • the location determination unit may be a GPS module which is located in the driver information system or the smartphone.
  • a second aspect of the invention relates to a vehicle having one of the radio communication devices described above.
  • a third aspect relates to a method for controlling an antenna unit in a vehicle such that the antenna unit radiates only in one or more specific emission directions.
  • the method preferably comprises the steps of: (a) determining the current location where the vehicle is located; (b) determining based on the current location from a digital map in which directions the current location, road, or roads are passing; and (c) controlling the antenna unit such that its radiation is aligned with the course of the road at the current location of the vehicle.
  • both the range of the information to be transmitted can be increased and accordingly the signal quality of the radio signal received at potential receivers can be improved. This is due to the concentration of the transmission power on the relevant transmission areas.
  • the electronic "visibility" of the drivers of others becomes more or less the same
  • Vehicles equipped with C2X communications equipment also extended by electronic means. By helping to warn other road users (who are relevant to the information) of a specific situation earlier by means of extended range and improved signal quality, accidents can be avoided and road safety generally improved. It can be used to provide information to specific areas in a context-dependent manner, regardless of whether and how many recipients are located in these reception areas, and also regardless of where the potential recipients are located in this reception area.
  • Figure 1 shows a block diagram of a vehicle with an embodiment of a radio communication device according to the invention.
  • FIG. 2 illustrates a possible application example for the
  • Figure 1 shows a block diagram of a vehicle 1 with an embodiment of a radio communication device according to the invention.
  • Radio communication device of the illustrated vehicle 10 has two
  • Antenna units 12 and 14 the radiation in one or more
  • the antenna units 12, 14 with a
  • Control unit 1 6 coupled to control the radiation characteristics of the antenna units 12, 14.
  • the control unit 1 6 is coupled to a control application 18 a and / or 18 b, which is arranged, the antenna units 12, 14 in one
  • Vehicle 10 is limited to present road course. By bundling the radiated transmission power to those areas (roads) in which other road users can actually be located, communication with other vehicles approaching the vehicle 10 is significantly improved. For bundling the radiated transmission power into one or more
  • the antenna units 12, 14 are electrically adjustable.
  • the antenna units 12, 14 each consist of an array with individual directional antennas 12a, 12b, 12c or 14a, 14b, 14c.
  • the antenna units 12, 14 are physically configurable.
  • the control unit 16 is set up, phase shifters arranged in the respective antenna unit for the phase adaptation of the
  • the radiation properties of the individual antennas 12a, 12b, 12c and 14a, 14b, 14c can be adjusted for beamforming so that a desired one of the total of the radiated electromagnetic waves
  • the control unit 1 6 has an interface 20 a for coupling with the
  • Control application 18a Via the interface 18a, the control unit 16 can be placed context-dependent in the application-controlled geo-beamforming operating mode by the respective control application 18a. So that the control unit 16 can correctly control the emission characteristic of the respective antenna unit 12, 14, the control application 18a is provided with a
  • the control application 18a is implemented as a software module in a driver information system (FIS) 30 as a host system of the vehicle 10 in the manner of a computer system.
  • FIS driver information system
  • Smartphone 26 is over a short-range radio technology, such. WLAN, ZigBee, Bluetooth or the like coupled with the control application 18a in the FIS 30 of the vehicle 10 as a host application. This results in the applications discussed below.
  • the control application 18 a is set up to determine the geographical position (location) and position (orientation) of the vehicle 10 with the radio communication device, thus context-dependent one or more relevance areas for a point-to-area communication to information to be transmitted relative to the vehicle 10 Based on this information about current location and orientation of the vehicle 10, the control application 18a communicates via the Interface 20a with the physical level, ie the
  • Radio communication device to control information for context-dependent shaping of the radiation pattern of the antenna architecture
  • Vehicle 10 take place relative thereto.
  • the control applications 18a or 18b can basically be set up such that the antenna units 12, 14 are controlled in the application-controlled geo-beamforming operating mode such that only information is emitted in the direction of oncoming traffic or alternatively in the direction of the subsequent traffic.
  • the control unit 16 can also be set up, e.g. for a highway, the application-controlled geo-beamforming mode of operation of the
  • Antenna units 12, 14 is designed so that a radiation takes place so that only vehicles on the affected direction of travel can receive the local hazard warning.
  • control applications 18a, 18b are set up to detect a situation in which information (danger message) is to be transmitted to other road users.
  • control application 18 a can be set up, a
  • Detect dangerous situation and send accordingly a local hazard warning to other road users.
  • This can be, for example, a warning of a ghost driver, black ice, aquaplaning or a construction site or the like.
  • the control application 18 a is set up, existing data in the vehicle 10, such as response of the or
  • ABS Activation of ABS, the steering angle, the position, the direction and the Speed of the vehicle 10, to collect and evaluate to a
  • a local hazard warning may then be sent to the radio communication device in the form of radio messages e.g. as C2X communication to others
  • Radio communication device improved.
  • control applications 18a and 18b are also set up so that a user can initiate a transmission of information independently in or by means of the control application 18a, 18b.
  • the driver standing on the highway or highway e.g. in a glitch
  • his smartphone 26 with the control application 18b, which is coupled to the control unit 1 6 or the control application 18a as a host application in the vehicle 10
  • the control application 18b used here also determines the position and position of the driver relative to the road and / or to the vehicle 10. For this example, a present in the smartphone The driver standing on a motorway or highway can use this smartphone to report his position to all approaching vehicles, thus making it possible to signal a "pedestrian on the highway" warning to other drivers. The drivers of the approaching vehicles can then take appropriate measures, for example, reduce the speed in good time or change the lane in time. In the embodiments described so far, the entire controller can be flown alone by the control application 18b on the smartphone 26. For this purpose, the smartphone 26 via a data connection to the above purposes
  • the location determination unit 22 a and the digital map unit 24 a may be part of a navigation system located in the vehicle 10, wherein the
  • Navigation system in the vehicle 10 is firmly integrated.
  • the respective control application 18a or 18b or the two control applications 18a and 18b jointly carry out the following method for controlling the antenna units 12 and 14 in the vehicle 10, such that the antenna units 12 and 14 only in one or more specific Emit radiation.
  • the digital map 24b determines which direction (s) are taken from the current location, the road, or the roads.
  • the antenna units 12 and 14 are controlled in such a way that their emission is aligned with the course of the road present at the current location of the vehicle 10.
  • FIG. 2 illustrates a possible application example for the
  • the application-controlled geo-beamforming operating mode according to the invention of the antenna units 12 and 14 of the vehicle 10.
  • the vehicle 10 was involved in an accident on a road intersection with another vehicle 2. Relevant areas for the information "accident ahead" are only the respective lanes which lead to the accident location on which other vehicles 5, 6, 7 can approach the accident site. In built-up areas G, forests W etc. this information need not be sent be there as it is
  • the antenna units 12 and 14 of the vehicle 10 are controlled to emit radiation only in the directions 26a, 26b, 26c, 26d, i. along the roads S to the intersection to warn approaching vehicles 5, 6, 7.

Abstract

Eine Funkkommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeug (10) weist wenigstens eine Antenneneinheit (12, 14) auf, deren Abstrahlung in eine oder mehrere Richtungen steuerbar ist und eine mit der wenigstens einen Antenneneinheit (12, 14) gekoppelte Steuereinheit (16) zur Steuerung der wenigstens einen Antenneneinheit (12, 14). Die Steuereinheit (16) ist mit einer Steuerapplikation (18a, 18b) gekoppelt und eingerichtet, die wenigstens eine Antenneneinheit (12, 14) in einem applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus derart zu steuern, dass die Abstrahlung der wenigstens einen Antenneneinheit (12, 14) auf den am aktuellen Ort des Fahrzeugs (10) vorliegenden Straßenverlauf beschränkt ist.

Description

Applikationsgesteuertes Geo-Beamforming
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Car-to-X (C2X) -Kommunikation. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine Funkkommunikationsvorrichtung, mittels der kontextabhängig und applikationsgesteuert bestimmte geografische Bereiche mit Funkinformationen versorgt werden können, unabhängig davon, ob und wie viele Empfänger sich in diesen Empfangsbereichen befinden, besonders auch unabhängig davon, wo genau sich in diesen Bereichen potenzielle Empfänger befinden.
Car-to-X (C2X)-Kommunikation ist der Oberbegriff für verschiedene
Kommunikationstechniken in der Automotive- und Verkehrstechnik und betrifft den Austausch von Informationen und Daten zwischen Kraftfahrzeugen und von
Kraftfahrzeugen mit ihrer Umgebung, beispielsweise Smartphones und/oder anderen Kommunikationsgeräten, wie beispielsweise am Straßenrand aufgebauten
infrastrukturellen Komponenten, wie Roadside Units (RSU), Intelligent Roadside Stations (IRS) oder Mobilfunknetze. Car-to-X-Kommunikation umfasst damit Car-to- Car (C2C)-Kommunikation und Car-to-lnfrastructure (C2l)-Kommunikation. Mit C2X- Kommunikation können einem Fahrer eines damit ausgerüsteten Fahrzeugs frühzeitig kritische und gefährliche Situationen gemeldet werden. Ein möglicher Anwendungsfall ist die Erkennung und Verbreitung von lokalen Gefahrwarnungen. Wenn beispielsweise ein erstes Fahrzeug auf einer Landstraße vor einem Hindernis gerade noch zum Stehen kommt, können nachfolgende sich der Gefahrenstelle ebenfalls nähernde Fahrzeuge mittels C2X-Kommunikation durch das erste
Fahrzeug über die Gefahrenstelle informiert werden. Ein Fahrer eines nachfolgenden Fahrzeugs kann dann beispielsweise akustisch und/oder optisch vor der Situation gewarnt werden und entsprechend rechtzeitig die Geschwindigkeit seines Fahrzeugs verringern. So können Unfälle vermieden werden. Zur Verbesserung der C2X- Kommunikation ist es bereits bekannt, die Sendecharakteristik einer Antennenanlage des sendenden Fahrzeugs mittels sogenanntem Beamforming anzupassen.
Beispielsweise zeigt DE 10 2009 011 276 A1 ein Kommunikationssystem für
Fahrzeuge mit einem Kommunikationsmodul zum Datenaustausch unterschiedlicher Nachrichtentypen mit benachbarten Fahrzeugen im Straßenverkehr oder mit straßenseitigen elektronischen Infrastruktureinrichtungen, einer Eingabeeinheit für Lenkbewegungen des Fahrzeugs, einer Antennenanlage mit mehreren
Antennenelementen und einer Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung passt Strahlungskeulen der Antennenanlage entsprechend dem Nachrichtentyp und/oder der aktuellen Lenkbewegungen des Fahrzeugs an, so dass ihre
Ausbreitungsrichtungen auf den Straßenverlauf und/oder auf im Straßenverlauf angebrachten Infrastruktureinrichtungen ausgerichtet sind. Bezüglich weiterer und ähnlicher Systeme sei noch auf die WO 2013/089731 A1 , US 2010/0248672 A, US 6 703 378 A und US 7 457 587 A verwiesen.
Die bekannten Systeme eignen sich nicht für Broadcasting, d.h. eine Point-to- Multipoint-Kommunikation, da immer Informationen über einen Empfänger
vorhanden sein müssen bzw. ein möglicher Empfänger zunächst seinen Standort an den Sender übermitteln muss, damit die Ausstrahlung des Signals entsprechend angepasst werden kann. Bei den bekannten Systemen wird im Wesentlichen die Antennenanlage des Fahrzeugs für eine optimale Point-to-Point-Kommunikation zwischen einem Sender und einem Empfänger durch entsprechende Anpassung der Strahlungscharakteristik der Antennenanlage optimiert. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte C2X-
Kommunikationseinrichtung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, mittels der sich für eine Point-To-Multipoint-Übertragung die Reichweite der zu übertragenden Information erhöhen und/oder die Zuverlässigkeit der Kommunikation und insbesondere die Signalqualität verbessern lässt.
Die Aufgabe wird mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Steuervorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den entsprechenden Verfahren und jeweils umgekehrt.
Ein Kerngedanke der Erfindung liegt darin, die Abstrahlungscharakteristik der wenigstens einen Antenneneinheit an den am aktuellen Ort des Fahrzeugs vorliegenden Straßenverlauf anzupassen, d.h. die Abstrahlung auf relevante
Bereiche, in denen sich potentielle Empfänger befinden können, im Sinne einer Point-to-Area-Kommunikation zu beschränken. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Funkkommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeug aufweisend: (i) wenigstens eine Antenneneinheit, deren Abstrahlung in eine oder mehrere Richtungen steuerbar ist und (ii) eine mit der wenigstens einen Antenneneinheit gekoppelte Steuereinheit zur Steuerung der wenigstens einen Antenneneinheit. Die Steuereinheit ist mit einer Steuerapplikation, insbesondere einem Steuersoftwaremodul, gekoppelt und eingerichtet, die wenigstens eine
Antenneneinheit in einem applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus derart zu steuern, dass die Abstrahlung der wenigstens einen Antenneneinheit auf den am aktuellen Ort des Fahrzeugs vorliegenden Straßenverlauf beschränkt ist. D.h., die Funkkommunikationsvorrichtung ist für eine Kommunikation mit drahtlosen Funksystemen ausgelegt und besitzt die Möglichkeit zur Anpassung der
Strahlungscharakteristik der verwendeten Antennenarchitektur (Beamforming).
Mittels Beamforming erfolgt eine Fokussierung der abgestrahlten HF-Leistung nur in relevanten Raumrichtungen. Relevante Raumrichtungen können sich aus der Anordnung der Verkehrsinfrastruktur (Straßen, Gebäude etc.) und des Fahrzeugs relativ dazu ergeben. Damit kann mit der wenigstens einen Antenneneinheit die abgestrahlte Sendeleistung auf solche Bereiche gebündelt werden, in denen sich tatsächlich andere Verkehrsteilnehmer befinden können. Im Ergebnis wird die Kommunikation mit anderen Fahrzeugen verbessert, die sich dem Fahrzeug nähern.
Die wenigstens eine Antenneneinheit ist zur Steuerung der Abstrahlrichtung oder Abstrahlrichtungen bevorzugt elektrisch einstellbar. Dazu kann eine Antenneneinheit jeweils ein Array aus direktionalen Einzelantennen aufweisen, das zur Steuerung der Abstrahlrichtung der Antenneneinheit physikalisch konfigurierbar ist. Beispielsweise kann mittels eines Beamforming Network (BFN) oder einer Anordnung mit
entsprechenden Phasenschiebern zur Phasenanpassung der Einzelantennen und/oder Anpassungseinrichtungen für den Abstand zwischen den Einzelantennen und einer Einrichtung zur Auswahl einzelner der Einzelantennen und einer
Anpassungseinrichtung für die Sendeleistung der Einzelantennen die von der Antenneneinheit abgestrahlte HF-Energie in eine oder mehrere bevorzugte
Richtungen gebündelt werden. D.h., mittels Beamforming werden die
Abstrahleigenschaften der Einzelantennen so eingestellt, dass sich für die
Gesamtheit der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen eine gewünschte
Richtcharakteristik ergibt. Beamforming ist reziprok und kann entsprechend auch beim Empfangen elektromagnetischer Wellen eingesetzt werden.
Die Steuereinheit weist bevorzugt eine Schnittstelle zur Kopplung mit der
Steuerapplikation auf. Über diese Schnittstelle ist die Steuereinheit durch die
Steuerapplikation in den applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus versetzbar. D.h., die Funkkommunikationseinrichtung verfügt über eine Schnittstelle zwischen der Applikationsebene und der physikalischen Ebene, über die
Steuerungsinformationen zur Formung der Strahlungscharakteristik abhängig von Zustand der Steuerapplikation ausgetauscht werden können. Damit kann die
Abstrahlungscharakteristik der wenigstens einen Antenneneinheit von der Applikation kontrolliert werden, sodass Informationen nur in relevante Richtungen und damit mit erweiterter Reichweite verbreitet werden können.
Die Steuerapplikation kann grundsätzlich ein Softwareprogramm sein, das auf einem (in modernen Fahrzeugen üblicherweise vorhandenen) Fahrerinformationssystem (FIS) als Hostsystem nach Art eines Computersystems läuft. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, dass die Steuerapplikation vollständig oder teilweise oder kooperativ auf einem vom Fahrer des Fahrzeugs mitgeführten Kleincomputer läuft, wie z.B. einem Smartphone oder PDA. Ein solcher Kleincomputer kann dazu beispielsweise mit einer Nahbereichsfunktechnik, wie WLAN, ZigBee, Bluetooth oder ähnlichem ausgerüstet sein, um mit der Steuereinheit im Fahrzeug direkt oder der Steuerapplikation im Fahrerinformationssystem als Hostsystem kooperativ gekoppelt zu sein; damit ergeben sich weiter unten noch zu erläuternde besondere
Anwendungsmöglichkeiten.
Die Steuerapplikation ist bevorzugt eingerichtet, die geografische Position (Ort) und Lage (Ausrichtung) des Fahrzeugs, in dem sich die Funkkommunikationsvorrichtung als sendender Teilnehmer befindet, zu bestimmen und kontextabhängig einen Relevanzbereich für die„Point-to-area"-Kommunikation für zu übertragende Informationen relativ zum sendenden Teilnehmer zu bestimmen. Die
erfindungsgemäße Funkkommunikationsvorrichtung kann damit für die Übertragung von Informationen in ein bestimmtes Gebiet bzw. eine bestimmte Richtung optimiert werden, in dem bzw. in der diese Informationen relevant sein könnten. D.h., es findet keine Optimierung einer Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem einzigen bestimmten anderen Teilnehmer statt, sondern eine Optimierung der Reichweite und Signalqualität für den oder die relevanten Bereiche
(Relevanzbereiche). Mit anderen Worten kann die HF-Abstrahlung der wenigstens einen Antenneneinheit auf den am aktuellen Ort des Fahrzeugs vorliegenden
Straßenverlauf beschränkt werden, sodass eine Abstrahlung auf die am aktuellen Ort vorliegenden Verkehrsinfrastruktur unter Berücksichtigung der
Anordnung/Ausrichtung des Fahrzeugs relativ dazu erfolgt, d.h. nur in relevante Raumrichtungen. Die Steuerapplikation kann eingerichtet sein eine Situation zu detektieren, in der Informationen an andere Verkehrsteilnehmer übertragen werden sollen.
Beispielsweise kann die Steuerapplikation eingerichtet sein, eine Gefahrensituation zu erkennen und eine entsprechende Lokalgefahrwarnung an andere
Verkehrsteilnehmer zu senden. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Warnung vor einem Geisterfahrer, Glatteis, Aquaplaning oder einer Baustelle oder ähnlichem handeln. Zur Erkennung einer Gefahrensituation kann die Applikation in dem
Fahrzeug vorhandene Daten, wie Ansprechen des bzw. Aktivierung von ABS, dem Lenkwinkel, der Position, der Richtung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs sammeln und auswerten, um eine Gefahrensituation zu erkennen. Auf Grundlage dieser Informationen kommuniziert die Steuerapplikation über die Schnittstelle mit der physikalischen Ebene, d.h. der Funkkommunikationsvorrichtung zur Übertragung der Steuerinformationen für eine kontextabhängige Formung der
Abstrahlungscharakteristik (Beamforming) der Antennenarchitektur
(applikationsgesteuerter Geo-Beamforming-Betriebsmodus). Die
Lokalgefahrwarnung kann dann mit der Funkkommunikationsvorrichtung in Form von Funkmeldungen als C2X-Kommunikation an andere Verkehrsteilnehmer/Fahrzeuge weitergeben werden. Durch einen erfindungsgemäßen applikationsgesteuerten Geo-Beamforming- Betriebsmodus der Antenneneinheiten wird die Reichweite und/oder die
Übertragungsqualität der Funkkommunikationsvorrichtung verbessert. Die Steuerapplikation kann zusätzlich auch in den jeweiligen Relevanzbereichen selektiv eingerichtet sein, indem die wenigstens eine Antenneneinheit in dem applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus derart gesteuert wird, dass Informationen nur in eine relevante Fahrrichtung abgestrahlt werden.
Beispielsweise werden Informationen bei einer Straße nur in Richtung des
Gegenverkehrs abgestrahlt.
Die Funkkommunikationsvorrichtung kann so ausgelegt sein, dass beispielsweise allen nachfolgenden Fahrzeugen innerhalb von 1 km Notbremsungen, Eis und Aquaplaning oder die Anwesenheit von Einsatzfahrzeugen mit Blaulicht, Unfälle oder Baustellen gemeldet werden.
Die Steuerapplikation kann alternativ oder bevorzugt zusätzlich eingerichtet sein, dass ein Nutzer eine Übertragung von Informationen selbstständig in bzw. mittels der Steuerapplikation auslösen kann. Ein möglicher Anwendungsfall hierfür ist eine Art digitale Warnweste für einen Autofahrer. Beispielsweise kann ein Fahrer aufgrund einer Panne seines Fahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugs am Rand einer Autobahn oder Landstraße stehen. Der Fahrer kann nun mit einem geeigneten Endgerät, z.B. seinem Smartphone, auf dem eine der oben beschriebenen
Steuerapplikationen läuft, die mit der Steuereinheit oder einer entsprechenden Hostapplikation im Fahrzeug gekoppelt ist, bzw. an der Hostapplikation die
Verbreitung seiner Position, Lage und Situation an andere Verkehrsteilnehmer in Form einer Lokalgefahrwarnung auslösen. Die Funkkommunikationsvorrichtung fungiert so quasi als„digitale Warnweste". Die dabei zum Einsatz kommende
Steuerapplikation kann die Position und Lage des Fahrers relativ zur Straße und/oder zum Fahrzeug berücksichtigen. Der auf einer Autobahn oder Landstraße stehende Fahrer kann damit mittels seines Smartphones allen sich annähernden Fahrzeugen seine aktuelle Position melden. Damit ist es möglich, z.B. eine Warnung „Fußgänger auf der Autobahn" anderen Fahrern zu signalisieren, damit diese angemessen und rechtzeitig reagieren können, beispielsweise mit einer Verringerung der Geschwindigkeit oder einem Spurwechsel. In einer besonderen Ausführung kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, dass der erfindungsgemäße
applikationsgesteuerte Geo-Beamforming-Betriebsmodus der Antenneneinheit so ausgelegt ist, dass nur Fahrzeuge in einer relevanten Fahrrichtung das
Warnungssignal empfangen können. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn der Gegenverkehr aufgrund einer Mittelbegrenzung keine Gefährdung für ein
liegengebliebenes oder am Straßenrand befindliches Fahrzeug darstellt. Hier kann die Steuerapplikation die Antenneneinrichtung so steuern, dass die Informationen nur entgegen der aktuellen Fahrrichtung im Bereich der aktuellen Fahrspur abgestrahlt werden.
Die Ortsbestimmungseinheit und die digitale Karteneinheit können Teil eines im Fahrzeug befindlichen Navigationssystems sein. Das Navigationssystem kann in das Fahrzeug fest integriert sein oder ein mobiles Navigationssystem sein, dass sich beispielsweise auf einem Smartphone befindet. Die digitale Karteneinheit kann auch eine Datenbank sein, auf die über eine Datenfunkverbindung über das Internet zugegriffen werden kann. Die Ortsbestimmungseinheit kann ein GPS-Modul sein, welches sich im Fahrerinformationssystem oder dem Smartphone befindet. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer der vorstehend beschriebenen Funkkommunikationsvorrichtungen.
Ein dritter Aspekt betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Antenneneinheit in einem Fahrzeug derart, dass die Antenneneinheit lediglich in eine oder mehrere bestimmte Abstrahlrichtungen abstrahlt. Das Verfahren weist bevorzugt die Schritte auf: (a) Bestimmen des aktuellen Orts, an dem sich das Fahrzeug befindet; (b) Ermitteln basierend auf dem aktuellen Ort anhand einer digitalen Karte, in welche Richtungen ausgehend vom aktuellen Ort, die Straße oder Straßen verlaufen; und (c) Steuern der Antenneneinheit derart, dass deren Abstrahlung auf den am aktuellen Ort des Fahrzeugs vorliegenden Straßenverlauf ausgerichtet ist.
Selbstverständlich kann das hier beschriebene Verfahren entsprechend der vorstehend beschriebenen Ausführungen der Funkkommunikationsvorrichtung ausgelegt sein. Mit der vorliegenden Erfindung lässt sich sowohl die Reichweite der zu übertragenden Information erhöhen und entsprechend die Signalqualität des bei potentiellen Empfängern empfangenen Funksignals verbessern. Dies liegt an der Konzentration der Sendeleistung auf die relevanten Sendegebiete. Abhängig vom Anwendungsfall wird quasi die elektronische„Sichtweite" der Fahrer anderer
Fahrzeuge, die ebenfalls mit C2X-Kommunkationsmitteln ausgestattet sind, mit elektronischen Mitteln verlängert. Da damit andere Verkehrsteilnehmer (die für die entsprechenden Informationen relevant sind) mittels der erweiterten Reichweite und der verbesserten Signalqualität früher vor einer bestimmten Situation gewarnt werden können, lassen sich Unfälle vermeiden und allgemein die Sicherheit im Straßenverkehr erhöhen. Es können damit kontextabhängig bestimmte Bereiche mit Informationen versorgt werden, unabhängig davon, ob und wie viele Empfänger sich in diesen Empfangsbereichen befinden, und auch unabhängig davon, wo genau die potenziellen Empfänger sich in diesem Empfangsgebiet befinden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Ebenso können die vorstehend genannten und die hier weiter ausgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Funktionsähnliche oder identische Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten Begriffe „links",„rechts",„oben" und„unten" beziehen sich auf die Zeichnungen in einer Ausrichtung mit normal lesbarer Figurenbezeichnung bzw. normal lesbaren
Bezugszeichen. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließend zu verstehen, sondern hat beispielhaften Charakter zur Erläuterung der Erfindung. Die detaillierte Beschreibung dient der Information des Fachmanns, daher sind bei der Beschreibung bekannte Schaltungen, Strukturen und Verfahren nicht im Detail gezeigt oder erläutert, um das Verständnis nicht zu erschweren. Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Funkkommunikationsvorrichtung.
Figur 2 veranschaulicht ein mögliches Anwendungsbeispiel für den
erfindungsgemäßen applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus einer Antenneneinheit eines Fahrzeugs, dass in einen Unfall auf einer Straßenkreuzung verwickelt ist.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs 1 mit einem Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Funkkommunikationsvorrichtung. Die
Funkkommunikationsvorrichtung des dargestellten Fahrzeugs 10 weist zwei
Antenneneinheiten 12 und 14 auf, deren Abstrahlung in eine oder mehrere
Richtungen steuerbar ist. Dazu sind die Antenneneinheiten 12, 14 mit einer
Steuereinheit 1 6 zur Steuerung der Abstrahlcharakteristik der Antenneneinheiten 12, 14 gekoppelt.
Die Steuereinheit 1 6 ist mit einer Steuerapplikation 18a und/oder 18b gekoppelt, welche eingerichtet ist, die Antenneneinheiten 12, 14 in einem
applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus derart zu steuern, dass die Abstrahlung der Antenneneinheiten 12, 14 auf den am aktuellen Ort des
Fahrzeugs 10 vorliegenden Straßenverlauf beschränkt ist. Durch die Bündelung der abgestrahlten Sendeleistung auf solche Bereiche (Straßen), in denen sich tatsächlich andere Verkehrsteilnehmer befinden können, wird die Kommunikation mit anderen Fahrzeugen, die sich dem Fahrzeug 10 nähern, deutlich verbessert. Zur Bündelung der abgestrahlten Sendeleistung in eine oder mehrere
Abstrahlrichtungen sind die Antenneneinheiten 12, 14 elektrisch einstellbar. Dazu bestehen die Antenneneinheiten 12, 14 jeweils aus einem Array mit direktionalen Einzelantennen 12a, 12b, 12c bzw. 14a, 14b, 14c. Zur Einstellung der
Abstrahlrichtung sind die Antenneneinheiten 12, 14 physikalisch konfigurierbar. Im in der Figur 1 gezeigten Beispiel ist die Steuereinheit 1 6 eingerichtet, in der jeweiligen Antenneneinheit angeordnete Phasenschieber zur Phasenanpassung des
Sendesignals der jeweiligen Einzelantennen 12a, 12b, 12c bzw. 14a, 14b, 14c, jeweilige Anpassungseinrichtungen für den Abstand zwischen den Einzelantennen 12a, 12b, 12c bzw. 14a, 14b, 14c, eine Einrichtung zur Auswahl einzelner der Einzelantennen 12a, 12b, 12c bzw. 14a, 14b, 14c und eine Anpassungseinrichtung für die Sendeleistung der einzelnen Einzelantennen 12a, 12b, 12c bzw. 14a, 14b, 14c zu steuern. Die Abstrahleigenschaften der Einzelantennen 12a, 12b, 12c bzw. 14a, 14b, 14c können zum Beamforming so eingestellt werden, dass sich für die Gesamtheit der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen eine gewünschte
Richtcharakteristik ergibt (vgl. Bespiel in Figur 2). Beamforming ist reziprok, d.h. die Empfangseigenschaft der Funkkommunikationseinrichtung des Fahrzeugs 10 verbessert sich damit ebenso. Die Steuereinheit 1 6 besitzt eine Schnittstelle 20a zur Kopplung mit der
Steuerapplikation 18a. Über die Schnittstelle 18a kann die Steuereinheit 16 durch die jeweilige Steuerapplikation 18a kontextabhängig in den applikationsgesteuerten Geo- Beamforming-Betriebsmodus versetzt werden. Damit die Steuereinheit 1 6 die Abstrahlcharakteristik der jeweiligen Antenneneinheit 12, 14 korrekt steuern kann, ist die Steuerapplikation 18a mit einer
Bestimmungseinheit 22a für den aktuellen Ort und die Ausrichtung des Fahrzeugs 10 und einer digitalen Karteneinheit 24a gekoppelt. Die Steuerapplikation 18a ist als ein Softwaremodul in einem Fahrerinformationssystem (FIS) 30 als Hostsystem des Fahrzeugs 10 nach Art eines Computersystems implementiert.
Weiter läuft in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 eine weitere Steuerapplikation 18b auf einem vom Fahrer des Fahrzeugs mitgeführten Smartphone 26. Das
Smartphone 26 ist über eine Nahbereichsfunktechnik, wie z.B. WLAN, ZigBee, Bluetooth oder ähnlichem mit der Steuerapplikation 18a im FIS 30 des Fahrzeugs 10 als Hostapplikation gekoppelt. Damit ergeben sich die im Folgenden diskutierten Anwendungsmöglichkeiten.
Die Steuerapplikation 18a ist eingerichtet, die geografische Position (Ort) und Lage (Ausrichtung) des Fahrzeugs 10 mit der Funkkommunikationsvorrichtung zu bestimmen, damit kontextabhängig ein oder mehrere Relevanzbereiche für eine „Point-to-area"-Kommunikation zu übertragender Informationen relativ zum Fahrzeug 10 bestimmt werden können. Auf Grundlage dieser Informationen über aktuellen Ort und Ausrichtung des Fahrzeugs 10 kommuniziert die Steuerapplikation 18a über die Schnittstelle 20a mit der physikalischen Ebene, d.h. der
Funkkommunikationsvorrichtung, um Steuerinformationen zur kontextabhängigen Formung der Strahlungscharakteristik der Antennenarchitektur
(applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus) zu übertragen.
Zunächst ist es eine Grundprinzip der hier vorgeschlagenen Verbesserung, die Abstrahlung der Antenneneinheiten 12, 14 auf den am aktuellen Ort des Fahrzeugs 10 vorliegenden Straßenverlauf zu beschränken. D.h., eine Abstrahlung soll nur in relevante Raumrichtungen (vgl. 26a, 26b, 26c, 26d der Figur 2) basierend auf der am aktuellen Ort vorliegenden Verkehrsinfrastruktur und/oder der Anordnung des
Fahrzeugs 10 relativ dazu erfolgen.
Die Steuerapplikationen 18a oder 18b können grundsätzlich eingerichtet sein, dass die Antenneneinheiten 12, 14 in dem applikationsgesteuerten Geo-Beamforming- Betriebsmodus derart gesteuert werden, dass nur Informationen in Richtung des Gegenverkehrs oder alternativ in Richtung des nachfolgenden Verkehrs abgestrahlt werden. Die Steuereinheit 1 6 kann auch eingerichtet sein, dass z.B. bei einer Autobahn der applikationsgesteuerte Geo-Beamforming-Betriebsmodus der
Antenneneinheiten 12, 14 so ausgelegt ist, dass eine Abstrahlung so erfolgt, dass nur Fahrzeuge auf der betroffenen Fahrrichtung die Lokalgefahrwarnung empfangen können.
Hinsichtlich der Kontextabhängigkeit des applikationsgesteuerten Geo-Beamforming- Betriebsmodus sei Folgendes angemerkt. Die Steuerapplikationen 18a, 18b sind eingerichtet, eine Situation zu detektieren, in der Informationen (Gefahrenmeldung) an andere Verkehrsteilnehmer übertragen werden sollen.
Beispielsweise kann die Steuerapplikation 18a eingerichtet sein, eine
Gefahrensituation zu erkennen und entsprechend eine Lokalgefahrwarnung an andere Verkehrsteilnehmer zu senden. Dies kann beispielsweise eine Warnung vor einem Geisterfahrer, Glatteis, Aquaplaning oder einer Baustelle oder ähnlichem sein. Zur Erkennung einer solchen Gefahrensituation ist die Steuerapplikation 18a eingerichtet, im Fahrzeug 10 vorhandene Daten, wie Ansprechen des bzw.
Aktivierung von ABS, dem Lenkwinkel, der Position, der Richtung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10, zu sammeln und auszuwerten, um eine
Gefahrensituation zu erkennen.
Eine Lokalgefahrwarnung kann dann mit der Funkkommunikationsvorrichtung in Form von Funkmeldungen z.B. als C2X-Kommunikation an andere
Verkehrsteilnehmer/Fahrzeuge weitergeben werden. Durch den erfindungsgemäßen applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus der Antenneneinheiten 12, 14 wird die Reichweite und/oder die Übertragungsqualität der
Funkkommunikationsvorrichtung verbessert.
Die Steuerapplikationen 18a und 18b sind auch eingerichtet, dass ein Nutzer eine Übertragung von Informationen selbstständig in bzw. mittels der Steuerapplikation 18a, 18b auslösen kann.
In einem praktischen Anwendungsfall kann beispielsweise der auf der Autobahn oder Landstraße stehende Fahrer, z.B. bei einer Panne, mit seinem Smartphone 26 mit der Steuerapplikation 18b, die mit der Steuereinheit 1 6 oder der Steuerapplikation 18a als Hostapplikation im Fahrzeug 10 gekoppelt ist, die Verbreitung seiner
Position, Lage und Situation an andere Verkehrsteilnehmer im Sinne einer„digitalen Warnweste" verbreiten. Die dabei zum Einsatz kommende Steuerapplikation 18b ermittelt ebenfalls die Position und Lage des Fahrers relativ zur Straße und/oder zum Fahrzeug 10. Dazu wird beispielsweise ein in dem Smartphone vorhandenes GPS- Ortungsmodul verwendet. Der auf einer Autobahn oder Landstraße stehende Fahrer kann damit mittels seines Smartphones 26 allen sich annähernden Fahrzeugen seine Position melden. Damit ist es möglich, eine Warnung„Fußgänger auf der Autobahn" anderen Fahrern zu signalisieren. Die Fahrer der sich annähernden Fahrzeuge können dann angemessene Maßnahmen ergreifen, beispielsweise rechtzeitig die Geschwindigkeit verringern oder die Fahrspur wechseln. In den bis hier beschriebenen Ausführungen kann die gesamte Steuerung alleine durch die Steuerapplikation 18b auf dem Smartphone 26 erflogen. Dazu kann für die oben genannten Zwecke das Smartphone 26 über eine Datenverbindung zum
Internet 32 mit einer digitalen Karte 24b von einem über das Internet erreichbaren Server verbunden sein. Die Ortsbestimmungseinheit 22a und die digitalen Karteneinheit 24a können Teil eines im Fahrzeug 10 befindlichen Navigationssystems sein, wobei das
Navigationssystem in das Fahrzeug 10 fest integriert ist.
Im Betrieb der hier vorgestellten Funkkommunikationsvorrichtung führt die jeweilige Steuerapplikation 18a oder 18b bzw. die beiden Steuerapplikationen 18a und 18b gemeinsam das folgende Verfahren zur Steuerung der Antenneneinheiten 12 und 14 im Fahrzeug 10 aus, so dass die Antenneneinheiten 12 und 14 nur in eine oder mehrere bestimmte Abstrahlrichtungen abstrahlen. Dabei wird zunächst der aktuelle Ort, an dem sich das Fahrzeug 10 befindet, bestimmt. Dann wird basierend auf dem aktuellen Ort anhand der digitalen Karte 24b bestimmt, in welche Richtung(en) ausgehend vom aktuellen Ort, die Straße oder Straßen verlaufen. Entsprechend dieser ermittelten Geodäten werden die Antenneneinheiten 12 und 14 derart gesteuert, dass deren Abstrahlung auf den am aktuellen Ort des Fahrzeugs 10 vorliegenden Straßenverlauf ausgerichtet ist.
Figur 2 veranschaulicht ein mögliches Anwendungsbeispiel für den
erfindungsgemäßen applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus der Antenneneinheiten 12 und 14 des Fahrzeugs 10.
Das Fahrzeug 10 wurde in einen Unfall auf einer Straßenkreuzung mit einem anderen Fahrzeug 2 verwickelt. Relevante Bereiche für die Information„Unfall voraus" sind nur die jeweiligen Fahrbahnen, die zu dem Unfallort führen, auf denen sich andere Fahrzeuge 5, 6, 7 dem Unfallort nähern können. In bebaute Gebiete G, Wälder W etc. muss diese Information nicht gesendet werden, da es
unwahrscheinlich ist, dass sich von dort ein anderes Fahrzeug nähert.
Entsprechend werden die Antenneneinheiten 12 und 14 des Fahrzeugs 10 so gesteuert, dass eine Abstrahlung nur in die Richtungen 26a, 26b, 26c, 26d, d.h. entlang der auf die Kreuzung zulaufenden Straßen S erfolgt, um sich nähernde Fahrzeuge 5, 6, 7 zu warnen.

Claims

Ansprüche
Funkkommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeug (10), aufweisend wenigstens eine Antenneneinheit (12, 14), deren Abstrahlung in eine oder mehrere
Richtungen steuerbar ist, eine mit der wenigstens einen Antenneneinheit (12, 14) gekoppelte Steuereinheit (1 6) zur Steuerung der wenigstens einen
Antenneneinheit (12, 14), wobei die Steuereinheit (16) mit einer Steuerapplikation (18a, 18b) gekoppelt ist und eingerichtet ist, die wenigstens eine Antenneneinheit (12, 14) in einem applikationsgesteuerten Geo-Beamforming-Betriebsmodus derart zu steuern, dass die Abstrahlung der wenigstens einen Antenneneinheit (12, 14) auf den am aktuellen Ort des Fahrzeugs (10) vorliegenden
Straßenverlauf beschränkt ist.
Funkkommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1 6) eine Schnittstelle (20a, 20b) zur Kopplung mit der Steuerapplikation (18a, 18b) aufweist, über welche die Steuereinheit (1 6) durch die Steuerapplikation (18a, 18b) in den applikationsgesteuerten Geo- Beamforming-Betriebsmodus versetzbar ist.
Funkkommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuerapplikation (18a, 18b) mit einer
Bestimmungseinheit (22a, 22b) für den aktuellen Ort und die Ausrichtung des Fahrzeugs (10) und einer digitalen Karteneinheit (24a, 24b) gekoppelt ist.
Funkkommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlung der wenigstens einen
Antenneneinheit (12, 14) auf den am aktuellen Ort des Fahrzeugs (10)
vorliegenden Straßenverlauf derart beschränkt ist, dass eine Abstrahlung nur in relevante Raumrichtungen (26a, 26b, 26c, 26d) basierend auf der am aktuellen Ort vorliegenden Verkehrsinfrastruktur und/oder der Anordnung des Fahrzeugs (10) relativ dazu erfolgt.
Funkkommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerapplikation (18a, 18b) eingerichtet ist, die wenigstens eine Antenneneinheit (12, 14) in dem applikationsgesteuerten Geo-Beamforming- Betriebsmodus derart zu steuern, dass Informationen nur in eine relevante Fahrrichtung abgestrahlt werden.
6. Funkkommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerapplikation (18a, 18b) eingerichtet ist, eine Situation zu detektieren, in der Informationen an andere Verkehrsteilnehmer übertragen werden sollen.
7. Funkkommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerapplikation (18a, 18b) eingerichtet ist, dass ein Nutzer eine Übertragung von Informationen selbstständig in bzw. mittels der Steuerapplikation (18a, 18b) auslösen kann.
8. Funkkommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortsbestimmungseinheit (22a, 22b) und die digitalen Karteneinheit (24a, 24b) Teil eines im Fahrzeug (10) befindlichen
Navigationssystems sind, wobei das Navigationssystem in das Fahrzeug (10) fest integriert ist oder ein mobiles Navigationssystem (26) ist.
9. Fahrzeug (10) mit einer Funkkommunikationsvorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zur Steuerung einer Antenneneinheit (12, 14) in einem Fahrzeug (10) derart, dass die Antenneneinheit (12, 14) lediglich in eine oder mehrere
bestimmte Abstrahlrichtungen abstrahlt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
- Bestimmen des aktuellen Orts, an dem sich das Fahrzeug (10) befindet;
- Ermitteln basierend auf dem aktuellen Ort anhand einer digitalen Karte (22a), in welche Richtungen, ausgehend vom aktuellen Ort, die Straße oder Straßen verlaufen;
- Steuern der Antenneneinheit (12, 14) derart, dass deren Abstrahlung auf den am aktuellen Ort des Fahrzeugs (10) vorliegenden Straßenverlauf ausgerichtet ist.
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