WO2020126272A1 - Bluetooth kommunikation an bord eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2020126272A1
WO2020126272A1 PCT/EP2019/081958 EP2019081958W WO2020126272A1 WO 2020126272 A1 WO2020126272 A1 WO 2020126272A1 EP 2019081958 W EP2019081958 W EP 2019081958W WO 2020126272 A1 WO2020126272 A1 WO 2020126272A1
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communication
bluetooth
motor vehicle
wlan
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PCT/EP2019/081958
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Peter Adam Höher
Alaa Mourad
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • H04W84/00—Network topologies
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Definitions

  • the invention relates to communication using Bluetooth signals.
  • the invention relates to Bluetooth communication on board a motor vehicle.
  • a wireless communication connection according to the Bluetooth standard IEEE 802.15.1 can take place on board a motor vehicle, for example to connect a headset to a personal mobile device.
  • Motor vehicle can be temporarily in the area of a station for the wireless transmission of information according to the WLAN standard IEEE 802.1 1, for example by the motor vehicle driving past a place or building where a WLAN station ("hotspot”) is attached.
  • WLAN standard IEEE 802.1 1 for example by the motor vehicle driving past a place or building where a WLAN station ("hotspot") is attached.
  • Frequency ranges of WLAN and Bluetooth can overlap, so that the communication link in the motor vehicle can be disturbed by the WLAN signal. As a result, a voice connection that is transmitted via Bluetooth can break off.
  • One object of the present invention is to provide an improved technology for communication by means of Bluetooth signals on board a motor vehicle.
  • the invention achieves the object by means of the subject matter of the independent claims. Sub-claims reflect preferred embodiments.
  • a method comprises steps of determining communication by means of a first wireless signal in the area of a motor vehicle; and the transmission of a second wireless signal in the area of the motor vehicle.
  • the first signal is in a first frequency range for use according to the Bluetooth standard is released, and the second signal lies in a second frequency range, which is released for use according to the WLAN standard and the Bluetooth standard.
  • a communication partner according to the WLAN standard usually checks whether a frequency range is occupied by a signal before sending signals in this frequency range ("listen before talk").
  • the signal from a Bluetooth connection is often too weak to be detected by the WLAN communication partner.
  • a second signal can be sent that is stronger than a Bluetooth signal.
  • the second signal can be detected by one or more WLAN communication partners in the area of the motor vehicle, whereupon the communication partner (s) can use the corresponding frequency range to a lesser extent.
  • a transmission power and / or a bandwidth used can be reduced, so that the frequency range can be used by Bluetooth signals.
  • a WLAN channel usually occupies significantly more bandwidth than one
  • Bluetooth channel so that the reduced use of the WLAN channel means that several Bluetooth channels can be used on board the motor vehicle.
  • a Bluetooth connection usually requires a large number of channels, between which you switch quickly (“frequency hopping”).
  • the Bluetooth connection kept free according to the invention enables the Bluetooth connection to be maintained even if only a few other Bluetooth channels are available. Bluetooth communication on board the motor vehicle can be more stable. A transmission quality of the Bluetooth connection can be increased.
  • the second signal is not included in the communication.
  • the signal which is independent of Bluetooth communication, can be specifically designed so that it is received and observed by a WLAN station. Bluetooth communication can omit a frequency range that is used by the second signal.
  • Bluetooth channels can be defined in the second frequency range, the second signal occupying only one of these Bluetooth channels.
  • a channel According to the Bluetooth or Bluetooth LE ("low energy") standard, a bandwidth of approximately 1 MHz can be shown, whereas a WLAN channel usually has a much larger bandwidth.
  • the bandwidth of a WLAN channel in the 2.4 GHz range is typically approx 20-40 MHz.
  • the second signal can thus occupy a relatively small area of an available spectrum and thereby provide a relatively large area for Bluetooth communication.
  • the second signal is in the range of one of the WLAN channels 1, 6 or 11.
  • the defined WLAN channels in the 2.4 GHz band usually overlap in the 2.4 GHz range also used by Bluetooth.
  • a channel 13 permitted in Japan has a center frequency of 2,484 MHz and is outside the Bluetooth range. If only overlap-free WLAN channels are used, a maximum of three channels can be occupied in the frequency range, namely channels 1, 6 or 11.
  • a WLAN station usually selects one of these channels, so that the second signal in this area can be particularly efficient.
  • the second signal MAY lie essentially in the middle of a frequency range of the selected WLAN channel. As a result, the second signal can be received and evaluated better by the WLAN station.
  • Reducing the bandwidth of the WLAN station in the area of the second signal can have an improved effect on Bluetooth channels that are in the area of the WLAN channel.
  • the second signal can include a WLAN signal. This enables the WLAN station to react better to the second signal.
  • the second signal can carry a modulation customary for WLAN.
  • user data can also be sent out via the second signal, the user data being valid data according to the WLAN standard.
  • the second signal may also not include any useful data and, for example, transport noise.
  • the second signal is preferably transmitted as long as communication takes place on board the motor vehicle.
  • the second signal can only be set when the Bluetooth communication on board the motor vehicle has ended. This ensures that the communication can be carried out completely.
  • the second signal can only be transmitted while information is being transmitted via the Bluetooth connection. This means that two devices can be connected via Bluetooth, which requires very little bandwidth, while no second signal is being used. As soon as data has to be transmitted, for example because a voice connection is to be established between the devices, for example to make a telephone call
  • the second signal can be sent to free up the bandwidth that is required for the call data via Bluetooth.
  • the second signal can be transmitted at predetermined time intervals.
  • the second signal can be transmitted periodically, with a period of, for example, a few 10 to a few 100 ms.
  • the frequency range can be used for the Bluetooth connection.
  • the second signal is preferably synchronized with Bluetooth traffic data.
  • the second signal can only be sent out when data are pending for transmission via the Bluetooth connection.
  • the signal can be sent over 1 ms and then paused for 2.7 ms.
  • packets of type HV3 can be transmitted in an improved manner.
  • Communication can be determined based on the first signal. For this purpose, it can be determined on board the motor vehicle whether wireless signals can be received on one or more Bluetooth channels. It can also be determined whether the channels are occupied by a Bluetooth connection, for example by the Bluetooth typical
  • Frequency allocation process (“frequency hopping”) is recorded. In this way, it is possible to determine without certainty whether one of the Bluetooth devices needs for Bluetooth bandwidth exists.
  • the communication can be determined on the basis of a connection request by a communication partner of the communication.
  • one of the communication partners of the Bluetooth connection can in particular notify that a Bluetooth connection is to be set up or a data transmission is imminent, for example because voice data from one
  • the second signal can be output and Bluetooth bandwidth can be made available before the Bluetooth connection is activated.
  • the communication can relate in particular to a voice connection.
  • Communication can also involve data transmission.
  • data can be transmitted between a device and the motor vehicle via the Bluetooth connection, which data is conveyed to an external location that is outside the motor vehicle by means of a further wireless communication device. This can in particular be data from a telephone call or data from a
  • Act data connection for example over the Internet.
  • a device on board a motor vehicle relates to a device for determining communication in the region of the motor vehicle by means of a first wireless signal which is in a frequency range for use according to the Bluetooth standard
  • a transmission device for transmitting a second wireless signal which is in a frequency range which is approved for use according to the WLAN standard and the Bluetooth standard;
  • Processing device which is set up to control transmission of the second signal after the communication has been determined.
  • the device can be fixedly mounted on board the motor vehicle and can ensure that Bluetooth communication between devices in the region of the motor vehicle is improved. In particular in an interior of the motor vehicle, Bluetooth communication can be improved.
  • the processing device can be set up here
  • the processing device can be a programmable microcomputer or
  • Microcontrollers include and the method can take the form of a
  • Computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Additional features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.
  • Bluetooth communication can take place between two communication partners.
  • One of the communication partners can include a hands-free system on board the motor vehicle.
  • the speakerphone can be in the form of a
  • Head set to be attached to a person or in the form of a system installed in the motor vehicle with a loudspeaker and a microphone.
  • a coupling between a mobile device such as a smartphone and the motor vehicle is also possible, for example in order to synchronize data, to use an input and / or output system of the device for the motor vehicle or for another purpose.
  • a motor vehicle comprises a device described herein.
  • Fig. 4 shows a common division of a frequency band for WLAN and
  • Bluetooth LE signals and 5 shows a usual division of a frequency range for Bluetooth
  • FIG. 1 shows a system 100 which comprises a motor vehicle 105 and an optional external point 110.
  • a data connection can exist between the motor vehicle 105 and the external point 110, which can run in particular via a mobile radio network.
  • the external location 1 10 is usually stationary and can be implemented by a server or a service, optionally in a cloud.
  • the external point 110 can comprise a telecommunication device such as a telephone or a server or service, for example for the provision of data from the World Wide Web (WWW).
  • WWW World Wide Web
  • a device 120 On board the motor vehicle 105, a device 120 is attached, which comprises a processing device 125, a transmitting device 130 and a device 135, which is used to determine communication in the area of the
  • Motor vehicle 105 is set up. In the area of the motor vehicle 105 there can be a device 140 which can maintain a Bluetooth connection to another communication partner in the area of the motor vehicle 105.
  • the second communication partner is shown as an example as a headset 142.
  • the headset 142 is in the form of a device connected to the motor vehicle 105.
  • the headset can include a plurality of loudspeakers and / or microphones, which can be distributed on board the motor vehicle 105.
  • the transmitting device 130 can be designed to be integrated with a communication device for communicating with the external location 110 and is set up to transmit an electromagnetic signal in the area of the motor vehicle 105 which is in a frequency range which is suitable both for WLAN in accordance with IEEE 802.1 1 and for Bluetooth is released in accordance with IEEE 802.15.1.
  • This frequency range is preferably in the 2.4 GHz band, in particular between approximately 2,402 MHz and approximately 2,480 MHz.
  • the device 135 can have a receiving device 140 for receiving include electromagnetic signals in an area that is approved for use by Bluetooth or Bluetooth LE.
  • This frequency range is preferably in the 2.4 GHz band, in particular between approximately 2,402 MHz and approximately
  • Receiving device 145 can be determined.
  • the Bluetooth connection can be established with the receiving device 140 or the
  • Receiving device 140 is passive with regard to the Bluetooth connection.
  • the device 135 can include an interface 150 to a communication partner that is a terminal of the Bluetooth connection.
  • This communication partner can, in particular, be permanently installed on board the motor vehicle 105 and, for example, one
  • Hands-free device or a protocol converter to another system on board the motor vehicle 105.
  • a protocol converter to another system on board the motor vehicle 105.
  • data can be transmitted from the protocol converter to the external location 110.
  • the communication partner can use an existing one
  • the processing device 125 be set up to support a Bluetooth connection in the area of the motor vehicle by transmitting a signal by means of the transmission device 130 that a WLAN station, whose transmission signals could interfere with the Bluetooth connection brings to be less disturbing.
  • the signal should in particular signal an occupancy of a frequency range that is used by station 115.
  • FIG. 2 shows a flowchart of an exemplary method 200 for securing bandwidth for a Bluetooth connection in the area of a motor vehicle 105.
  • the method 200 can in particular be implemented using a
  • Device 120 can be performed.
  • step 205 it can be determined whether Bluetooth communication exists in the area of motor vehicle 105 or should be established.
  • a existing Bluetooth communication can be determined by means of the receiving device 145;
  • An upcoming or under construction Bluetooth communication can be determined by means of the interface 150.
  • a channel can be determined on which a signal in the area of the motor vehicle 105 is to be sent in order to notify the station 115 that communication in a surrounding area
  • Bluetooth channels 0-8, 11-20 or 24-32 are preferably selected.
  • the Bluetooth channels 9, 10, 21-23 and 33-36 are usually outside of used WLAN channels and may not be very effective for the technology presented.
  • Bluetooth channels 37-39 can be important for establishing a Bluetooth connection and should not be selected.
  • the selected Bluetooth channel is preferably essentially in the middle of a WLAN channel that the station 115 uses. If the WLAN channel used by station 115 is not known, a WLAN channel can be advised or the second signal can be transmitted on several Bluetooth channels. For the WLAN channel 1, for example, the Bluetooth channel 4, for the WLAN channel 6 the
  • the Bluetooth channel 16 or for the WLAN channel 1 1, the Bluetooth channel 29 can be determined. Slight deviations are possible.
  • a signal in the area of the motor vehicle 105 can be sent to the station 110.
  • the signal can follow the WLAN standard in at least some aspects and in particular maintain a specified maximum transmission power, which can be approximately 1 W in the USA and approximately 100 mW in most other areas of the world.
  • the method 200 may remain in step 215 or return to step 205 or 210 and run through again.
  • FIG. 3 shows an exemplary situation of a motor vehicle 105 in the area of two WLAN stations 115, which are mounted in houses 305 as examples.
  • a WLAN station 115 can also for example in the area of a public square or another motor vehicle 105.
  • Approximate ranges 310 are shown schematically as circles around the WLAN stations 1 15.
  • the motor vehicle 105 is in the selected example within the range of two WLAN stations 115, so that Bluetooth communication in the region of the motor vehicle 105 can be disturbed by electromagnetic signals in up to two WLAN channels.
  • the motor vehicle 105 when the motor vehicle 105 is moving, it can only be in the area of a WLAN station 115 for a short time. On the other hand, this time can also be considerable if the motor vehicle 105 is stationary or moves at a constant distance from a movable WLAN station 115.
  • FIG. 4 shows a usual division of a frequency range
  • Frequency band 405 for WLAN and Bluetooth LE signals The frequency band 405 is shown vertically in a frequency range between 2.402 GHz and 2.480 GHz.
  • WLAN channels WL 1-1 1 are shown on the left, and Bluetooth channels BT 0-39 on the right.
  • the bandwidth of a Bluetooth channel BT is usually 1 MHz, while the bandwidth of a WLAN channel WL is much larger and usually covers approximately 9 Bluetooth channels.
  • conventional WLAN stations 1 15 try to use one of the WL channels 1, 6 and 1 1 (shown with bold lines). If these three WLAN channels are occupied, the BT channels, 9-10, 21-23 and 33-39 are relatively unaffected (hatched BT channels). Of these, channels 37-39 are "advertising channels" (hatched BT channels) that can be used to find communication partners and / or to negotiate communication parameters.
  • the WLAN station 115 receives a signal on a channel WL before sending. Is a signal receivable, the transmission power of the subsequently transmitted signal can be reduced as a function of the received signal - in particular its signal strength.
  • the reservation signal is preferably narrowband with respect to the WLAN
  • a transmission power used can be as large as possible, it being preferred that regulations regarding the permissible transmission power are observed. These regulations can include the WLAN specification.
  • FIG. 5 shows a representation similar to FIG. 4, but instead of the Bluetooth LE signals, the original Bluetooth signals are shown. Of the WLAN signals WL1-11, only WL1, WL6 and WL11 are shown.
  • the Bluetooth channel 35 is used as an example in the illustration in FIG. 5.
  • the strength of the second signal is preferably as large as possible, although local legal restrictions for WLAN signals should be observed.
  • T on is the time over which the second wireless signal is broadcast and T 0ff is the time over which no second wireless signal is broadcast.
  • Different times can be used for different packet types (HV1-HV3), which can correspond to different Bluetooth profiles. The times given should preferably be viewed as approximate values.

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Abstract

Ein Verfahren umfasst Schritte des Bestimmens einer Kommunikation mittels eines ersten drahtlosen Signals im Bereich eines Kraftfahrzeugs; und des Aussendens eines zweiten drahtlosen Signals im Bereich des Kraftfahrzeugs. Dabei liegt das erste Signal in einem ersten Frequenzbereich, der zur Nutzung nach dem Bluetooth-Standard freigegeben ist, und das zweite Signal liegt in einem zweiten Frequenzbereich, der zur Nutzung nach den WLAN-Standard und dem Bluetooth-Standard freigegeben ist.

Description

Bluetooth Kommunikation an Bord eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft die Kommunikation mittels Bluetooth-Signalen.
Insbesondere betrifft die Erfindung die Bluetooth-Kommunikation an Bord eines Kraftfahrzeugs.
An Bord eines Kraftfahrzeugs kann eine drahtlose Kommunikationsverbindung nach dem Bluetooth-Standard IEEE 802.15.1 erfolgen, beispielsweise um eine Sprechgarnitur mit einem persönlichen mobilen Gerät zu verbinden. Das
Kraftfahrzeug kann sich vorübergehend im Bereich einer Station zur drahtlosen Übermittlung von Informationen nach dem WLAN-Standard IEEE 802.1 1 befinden, beispielsweise indem das Kraftfahrzeug an einem Platz oder Gebäude vorbeifährt, an dem eine WLAN-Station („Hotspot“) angebracht ist.
Frequenzbereiche von WLAN und Bluetooth können einander überlappen, sodass die Kommunikationsverbindung im Kraftfahrzeug durch das WLAN-Signal gestört werden kann. In der Folge kann eine Sprechverbindung abreißen, die mittels Bluetooth übermittelt wird.
Es wurden verschiedene Vorschläge zur Kollisionsvermeidung oder
Kollisionsauflösung zwischen Bluetooth- und WLAN-Signalen gemacht. Diese sind aber nicht anwendbar oder nicht effektiv, wenn sich das Bluetooth-Gerät nicht über längere Zeit im Bereich des WLAN-Signals aufhält. Auch wenn das verfügbare Spektrum im Bereich von ca. 2,4-2,483 GHz vollständig von WLAN- Signalen verwendet wird, kann eine Kollisionsauflösung nicht erfolgen.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Technik zur Kommunikation mittels Bluetooth- Signalen an Bord eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren Schritte des Bestimmens einer Kommunikation mittels eines ersten drahtlosen Signals im Bereich eines Kraftfahrzeugs; und des Aussendens eines zweiten drahtlosen Signals im Bereich des Kraftfahrzeugs. Dabei liegt das erste Signal in einem ersten Frequenzbereich, der zur Nutzung nach dem Bluetooth-Standard freigegeben ist, und das zweite Signal liegt in einem zweiten Frequenzbereich, der zur Nutzung nach dem WLAN-Standard und dem Bluetooth-Standard freigegeben ist.
Es wurde erkannt, dass ein Kommunikationspartner nach dem WLAN-Standard üblicherweise prüft, ob ein Frequenzbereich durch ein Signal belegt ist, bevor er Signale in diesem Frequenzbereich aussendet („listen before talk“). Allerdings ist das Signal einer Bluetooth-Verbindung häufig zu schwach, um vom WLAN- Kommunikationspartner erfasst zu werden. Erfindungsgemäß kann ein zweites Signal ausgesandt werden, das stärker als ein Bluetooth-Signal ist. Das zweite Signal kann durch einen oder mehrere WLAN-Kommunikationspartner im Bereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden, worauf der oder die Kommunikationspartner den entsprechenden Frequenzbereich vermindert nutzen können. Insbesondere können eine Sendeleistung und/oder eine verwendete Bandbreite verringert werden, sodass der Frequenzbereich durch Bluetooth-Signale genutzt werden kann.
Ein WLAN-Kanal belegt üblicherweise deutlich mehr Bandbreite als ein
Bluetooth-Kanal, sodass durch die verminderte Nutzung des WLAN-Kanals gleich mehrere Bluetooth-Kanäle an Bord des Kraftfahrzeugs verwendbar werden können. Eine Bluetooth-Verbindung erfordert üblicherweise eine Vielzahl Kanäle, zwischen denen in rascher Folge umgeschaltet wird („frequency hopping“). Durch die erfindungsgemäß freigehaltenen Bluetooth-Kanäle kann die Bluetooth- Verbindung aufrecht erhalten werden, auch wenn nur wenige andere Bluetooth- Kanäle zur Verfügung stehen. Die Bluetooth-Kommunikation an Bord des Kraftfahrzeugs kann stabiler sein. Eine Übertragungsqualität der Bluetooth- Verbindung kann gesteigert sein.
Es ist bevorzugt, dass das zweite Signal nicht von der Kommunikation umfasst ist. Das von der Bluetooth-Kommunikation unabhängige Signal kann spezifisch so ausgelegt sein, dass es von einer WLAN-Station empfangen und beachtet wird. Die Bluetooth-Kommunikation kann einen Frequenzbereich aussparen, der durch das zweite Signal verwendet wird.
Im zweiten Frequenzbereich können mehrere Bluetooth-Kanäle definiert sein, wobei das zweite Signal nur einen dieser Bluetooth-Kanäle belegt. Ein Kanal nach dem Bluetooth- oder Bluetooth LE („low energy“) Standard kann eine Bandbreite von ca. 1 MHz aufweisen, während ein WLAN-Kanal üblicherweise eine wesentlich größere Bandbreite aufweist. Je nach verwendeter Technologie (z. B. nach IEEE 802.1 1 b, g oder n; optional auch b, d, e, h, i oder j) liegt die Bandbreite eines WLAN-Kanals im 2,4 GHz-Bereich typisch bei ca. 20 - 40 MHz. Das zweite Signal kann also einen relativ kleinen Bereich eines verfügbaren Spektrums belegen und dadurch einen relativ großen Bereich für die Bluetooth- Kommunikation bereitstellen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Signal im Bereich eines der WLAN-Kanäle 1 , 6 oder 11 liegt. Die definierten WLAN- Kanäle im 2,4 GHz-Band überlappen einander üblicherweise in dem auch von Bluetooth verwendeten 2,4 GHz-Bereich. Ein in Japan zulässiger Kanal 13 hat eine Mittenfrequenz von 2.484 MHz und befindet sich außerhalb des Bluetooth Bereichs. Werden nur überlappungsfreie WLAN-Kanäle genutzt, können maximal drei Kanäle im Frequenzbereich belegt werden, und zwar die Kanäle 1 , 6 oder 11. Eine WLAN-Station wählt üblicherweise einen dieser Kanäle, sodass das zweite Signal in diesem Bereich besonders effizient sein kann.
Entsprechendes kann bei 802.1 1g und 802.1 1 n im 2,4 GHz-Band in Europa und Japan für die WLAN-Kanäle 1 , 5, 9 und 13 gelten, um bis zu vier WLAN-Kanäle möglichst störungsfrei parallel zu betreiben.
Das zweite Signal KANN im Wesentlichen in der Mitte eines Frequenzbereichs des gewählten WLAN-Kanals liegen. Dadurch kann das zweite Signal verbessert durch die WLAN-Station empfangen und ausgewertet werden. Eine
Bandbreitenverringerung der WLAN-Station im Bereich des zweiten Signals kann sich verbessert auf Bluetooth-Kanäle auswirken, die im Bereich des WLAN- Kanals liegen.
Das zweite Signal kann ein WLAN-Signal umfassen. Dadurch kann die WLAN- Station verbessert auf das zweite Signal reagieren. Insbesondere kann das zweite Signal eine für WLAN übliche Modulation tragen. Optional können auch Nutzdaten über das zweite Signal ausgesandt werden, wobei die Nutzdaten gültige Daten nach dem WLAN-Standard sein können. In anderen Ausführungsformen kann das zweite Signal auch keine Nutzdaten umfassen und beispielsweise Rauschen transportieren.
Das zweite Signal wird bevorzugt ausgesandt, solange die Kommunikation an Bord des Kraftfahrzeugs erfolgt. Erst wenn die Bluetooth-Kommunikation an Bord des Kraftfahrzeugs beendet ist, kann das zweite Signal eingestellt werden. So kann sichergestellt werden, dass die Kommunikation vollständig durchgeführt werden kann. Alternativ kann das zweite Signal nur ausgesandt werden, während Informationen über die Bluetooth-Verbindung übermittelt werden. So können zwei Geräte mittels Bluetooth in einer Verbindung stehen, die eine sehr geringe Bandbreite erfordert, während kein zweites Signal belreitgestellt wird. Sobald Daten zu übermitteln sind, beispielsweise weil eine Sprachverbindung zwischen den Geräten hergestellt werden soll, etwa um ein Telefongespräch zu
übermitteln, kann das zweite Signal ausgesandt werden, um die Bandbreite freizumachen, die für die Gesprächsdaten per Bluetooth erforderlich ist.
Das zweite Signal kann in vorbestimmten Zeitabständen ausgesandt werden. Beispielsweise kann das zweite Signal periodisch ausgesandt werden, mit einer Periodendauer von beispielsweise einigen 10 bis einigen 100 ms. In
Zeitabschnitten, in denen das zweite Signal inaktiv ist, kann der Frequenzbereich für die Bluetooth-Verbindung verwendet werden. Bevorzugt wird das zweite Signal mit Bluetooth Verkehrsdaten synchronisiert. Insbesondere kann das zweite Signal nur dann ausgesandt werden, wenn Daten über die Bluetooth- Verbindung zur Übermittlung anstehen. Bei Verwendung einer
Freisprecheinrichtung auf der Basis von Bluetooth kann das Signal über 1 ms gesendet und dann für 2,7 ms pausiert werden. Beispielsweise Pakete des Typs HV3 können so verbessert übermittelt werden.
Die Kommunikation kann auf der Basis des ersten Signals bestimmt werden. Dazu kann an Bord des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, ob drahtlose Signale auf einem oder mehreren Bluetooth-Kanälen empfangen werden können. Es kann auch bestimmt werden, ob die Kanäle durch eine Bluetooth-Verbindung belegt werden, beispielsweise indem das für Bluetooth typische
Frequenzbelegungsverfahren („frequency hopping“) erfasst wird. So kann ohne Eingriff in eines der Bluetooth-Geräte sicher bestimmt werden, ob Bedarf für Bluetooth-Bandbreite besteht.
Die Kommunikation kann auf der Basis eines Verbindungswunschs eines Kommunikationspartners der Kommunikation bestimmt werden. Dazu kann insbesondere einer der Kommunikationspartner der Bluetooth-Verbindung mitteilen, dass eine Bluetooth-Verbindung aufgebaut werden soll oder eine Datenübertragung bevorsteht, beispielsweise weil Sprachdaten eines
Telefonanrufs übermittelt werden sollen. So können das zweite Signal ausgegeben und Bluetooth-Bandbreite bereits bereitgestellt werden, bevor die Bluetooth-Verbindung aktiviert wird.
Die Kommunikation kann insbesondere eine Sprachverbindung betreffen.
Typisch für eine Sprachverbindung ist in der Regel, dass Anforderungen an eine Verbindungsstabilität hoch sind. Eine Latenzzeit für die Übertragung von
Informationen soll üblicherweise gering sein. Es ist zu beachten, dass bei Verwendung eines Bluetooth-Profils für eine Freisprecheinrichtung („hands free calling profile“) keine Daten erneut übermittelt werden können. Sollte ein übermitteltes Datenpaket nicht korrekt beim Empfänger ankommen, so kann der Verlust nicht kompensiert werden. Anforderungen an eine Bandbreite hingegen können niedrig sein. Die Kommunikation kann auch eine Datenübertragung betreffen. In einer Ausführungsform können über die Bluetooth-Verbindung Daten zwischen einem Gerät und dem Kraftfahrzeug übermittelt werden, die mittels einer weiteren drahtlosen Kommunikationseinrichtung zu einer externen Stelle vermittelt werden, die sich außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet. Dabei kann es sich insbesondere um Daten eines Telefongesprächs oder Daten einer
Datenverbindung, beispielsweise über das Internet, handeln.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Bord eines Kraftfahrzeugs eine Einrichtung zur Bestimmung einer Kommunikation im Bereich des Kraftfahrzeugs mittels eines ersten drahtlosen Signals, das in einem Frequenzbereich liegt, der zur Nutzung nach dem Bluetooth-Standard
freigegeben ist; eine Sendeeinrichtung zum Aussenden eines zweiten drahtlosen Signals, das in einem Frequenzbereich liegt, der zur Nutzung nach dem WLAN- Standard und dem Bluetooth-Standard freigegeben ist; und eine
Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein Aussenden des zweiten Signals zu steuern, nachdem die Kommunikation bestimmt wurde. Die Vorrichtung kann an Bord des Kraftfahrzeugs fest angebracht sein und sicherstellen, dass eine Bluetooth-Kommunikation zwischen Geräten im Bereich des Kraftfahrzeugs verbessert möglich ist. Insbesondere in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs kann eine Bluetooth-Kommunikation verbessert möglich sein.
Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin
beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder
Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines
Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das
Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
Die Bluetooth-Kommunikation kann zwischen zwei Kommunikationspartnern erfolgen. Einer der Kommunikationspartner kann eine Freisprechanlage an Bord des Kraftfahrzeugs umfassen. Die Freisprechanlage kann in Form einer
Kopfgarnitur zum Anbringen an einer Person oder in Form eines im Kraftfahrzeug verbauten Systems mit einem Lautsprecher und einem Mikrofon realisiert sein. In einer weiteren Ausführungsform ist auch eine Kopplung zwischen einem mobilen Gerät wie einem Smartphone und dem Kraftfahrzeug möglich, beispielsweise um Daten zu synchronisieren, ein Ein- und/oder Ausgabesystem des Geräts für das Kraftfahrzeug zu nutzen oder zu einem anderen Zweck.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein System;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens;
Fig. 3 eine beispielhafte Situation eines Kraftfahrzeugs;
Fig. 4 eine übliche Aufteilung eines Frequenzbands für WLAN- und
Bluetooth-LE-Signale; und Fig. 5 eine übliche Aufteilung eines Frequenzbereichs für Bluetooth-
Signale illustriert.
Figur 1 zeigt ein System 100, das ein Kraftfahrzeug 105 und eine optionale externe Stelle 110 umfasst. Zwischen dem Kraftfahrzeug 105 und der externen Stelle 110 kann eine Datenverbindung bestehen, die insbesondere über ein Mobilfunknetz verlaufen kann. Die externe Stelle 1 10 ist üblicherweise ortsfest und kann durch einen Server oder einen Dienst, optional in einer Cloud, realisiert sein. Beispielsweise kann die externe Stelle 110 ein Telekommunikationsgerät wie ein Telefon oder einen Server oder Dienst, etwa zur Bereitstellung von Daten des World Wide Web (WWW) umfassen.
An Bord des Kraftfahrzeugs 105 ist eine Vorrichtung 120 angebracht, die eine Verarbeitungseinrichtung 125, eine Sendeinrichtung 130 und eine Einrichtung 135 umfasst, die zur Bestimmung einer Kommunikation im Bereich des
Kraftfahrzeugs 105 eingerichtet ist. Im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 kann sich ein Gerät 140 befinden, das eine Bluetooth-Verbindung zu einem anderen Kommunikationspartner im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 unterhalten kann. Der zweite Kommunikationspartner ist beispielhaft als Sprechgarnitur 142 dargestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sprechgarnitur 142 in Form eines mit dem Kraftfahrzeug 105 verbundenen Geräts ausgebildet. Dabei kann die Sprechgarnitur mehrere Lautsprecher und/oder Mikrofone umfassen, die an Bord des Kraftfahrzeugs 105 verteilt sein können.
Die Sendeeinrichtung 130 kann integriert mit einer Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit der externen Stelle 110 ausgeführt sein und ist dazu eingerichtet, ein elektromagnetisches Signal im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 auszusenden, das in einem Frequenzbereich liegt, das sowohl für WLAN nach IEEE 802.1 1 als auch für Bluetooth nach IEEE 802.15.1 freigegeben ist. Dieser Frequenzbereich liegt bevorzugt im 2,4 GHz-Band, insbesondere zwischen ca. 2.402 MHz und ca. 2.480 MHz.
In einer ersten Variante, die der Darstellung von Figur 1 zugrunde liegt, kann die Einrichtung 135 eine Empfangseinrichtung 140 zum Empfangen von elektromagnetischen Signalen in einem Bereich umfassen, der zur Nutzung durch Bluetooth oder Bluetooth LE freigegeben ist. Dieser Frequenzbereich liegt bevorzugt im 2,4 GHz-Band, insbesondere zwischen ca. 2.402 MHz und ca.
2.480 MHz. Besteht eine drahtlose Bluetooth-Verbindung im Bereich des Kraftfahrzeugs 105, insbesondere an Bord des Kraftfahrzeugs 105, so kann dies durch Erfassen der dabei ausgetauschten Signale mittels der
Empfangseinrichtung 145 bestimmt werden. Dabei kann die Bluetooth- Verbindung mit der Empfangseinrichtung 140 hergestellt sein, oder die
Empfangseinrichtung 140 ist passiv bezüglich der Bluetooth-Verbindung.
In einer zweiten Variante kann die Einrichtung 135 eine Schnittstelle 150 zu einem Kommunikationspartner umfassen, der ein Endgerät der Bluetooth- Verbindung ist. Dieser Kommunikationspartner kann insbesondere fest an Bord des Kraftfahrzeugs 105 angebracht sein und beispielsweise eine
Freisprecheinrichtung oder einen Protokollumsetzer („gateway“) zu einem anderen System an Bord des Kraftfahrzeugs 105 umfassen. In einer
Ausführungsform können Daten vom Protokollumsetzer an die externe Stelle 1 10 übermittelt werden. Der Kommunikationspartner kann eine bestehende
Bluetooth-Verbindung oder die Absicht des Aufbauens einer Bluetooth- Verbindung im Bereich des Kraftfahrzeugs an der Schnittstelle 150 signalisieren.
Es wird vorgeschlagen, dass die Verarbeitungseinrichtung 125 dazu eingerichtet ist, eine Bluetooth-Verbindung im Bereich des Kraftfahrzeugs dadurch zu unterstützen, dass ein Signal mittels der Sendeeinrichtung 130 ausgesandt wird, das eine WLAN-Station, deren Sendesignale die Bluetooth-Verbindung stören könnten, dazu bringt, weniger störend zu wirken. Dazu soll das Signal insbesondere eine Belegung eines Frequenzbereichs signalisieren, das durch die Station 1 15 verwendet wird.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Sicherung von Bandbreite für eine Bluetooth-Verbindung im Bereich eines Kraftfahrzeugs 105. Das Verfahren 200 kann insbesondere mittels einer
Vorrichtung 120 durchgeführt werden.
In einem Schritt 205 kann bestimmt werden, ob eine Bluetooth-Kommunikation im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 besteht oder etabliert werden soll. Eine bestehende Bluetooth-Kommunikation kann mittels der Empfangseinrichtung 145 bestimmt werden; eine bevorstehende oder im Aufbau begriffene Bluetooth- Kommunikation kann mittels der Schnittstelle 150 bestimmt werden.
In einem Schritt 210 kann ein Kanal bestimmt werden, auf dem ein Signal im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 ausgesandt werden soll, um die Station 1 15 darauf hinzuweisen, dass eine Kommunikation in einem umgebenden
Frequenzbereich stattfindet. Bevorzugt wird dazu einer der Bluetooth-Kanäle 0-8, 11-20 oder 24-32 ausgewählt. Die Bluetooth-Kanäle 9, 10, 21-23 und 33-36 liegen aber üblicherweise außerhalb benutzter WLAN-Kanäle und können für die vorgestellte Technik wenig effektiv sein. Die Bluetooth-Kanäle 37-39 können wichtig für den Aufbau einer Bluetooth-Verbindung und sollten nicht gewählt werden.
Die meisten WLAN-Stationen 115 verwenden aus Gründen der optimierten Bandbreitennutzung einen der WLAN-Kanäle 1 , 6 und 1 1. Bevorzugt liegt der gewählte Bluetooth-Kanal im Wesentlichen in der Mitte eines WLAN-Kanals, den die Station 1 15 verwendet. Ist der von der Station 115 verwendete WLAN-Kanal nicht bekannt, so kann ein WLAN-Kanal geraten werden oder das zweite Signal kann auf mehreren Bluetooth-Kanälen ausgesandt werden. Für den WLAN-Kanal 1 kann beispielsweise der Bluetooth-Kanal 4, für den WLAN-Kanal 6 der
Bluetooth-Kanal 16 oder für den WLAN-Kanal 1 1 der Bluetooth-Kanal 29 bestimmt werden. Leichte Abweichungen sind möglich.
In einem Schritt 215 kann ein Signal im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 an die Station 1 10 ausgesandt werden. Das Signal kann dem WLAN-Standard in zumindest einigen Aspekten folgen und insbesondere eine spezifizierte maximale Sendeleistung einhalten, die in den USA bei ca. 1 W und in den meisten anderen Gebieten der Welt bei ca. 100 mW liegen kann.
Das Verfahren 200 kann im Schritt 215 verharren oder zum Schritt 205 oder 210 zurückkehren und erneut durchlaufen.
Figur 3 zeigt eine beispielhafte Situation eines Kraftfahrzeugs 105 im Bereich zweier WLAN-Stationen 1 15, die beispielhaft ortsfest in Häusern 305 angebracht sind. In einer anderen Ausführungsform kann eine WLAN-Station 115 auch beispielsweise im Bereich eines öffentlichen Platzes oder eines anderen Kraftfahrzeugs 105 angebracht sein. Schematisch sind ungefähre Reichweiten 310 als Kreise um die WLAN-Stationen 1 15 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 105 befindet sich im gewählten Beispiel in der Reichweite zweier WLAN-Stationen 115, sodass eine Bluetooth-Kommunikation im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 durch elektromagnetische Signale in bis zu zwei WLAN-Kanälen gestört sein kann. Insbesondere wenn sich das Kraftfahrzeug 105 bewegt, kann es sich nur für kurze Zeit im Bereich einer WLAN-Station 115 befinden. Andererseits kann diese Zeit auch beträchtlich sein, wenn das Kraftfahrzeug 105 stillsteht oder sich mit konstantem Abstand zu einer beweglichen WLAN-Station 1 15 bewegt.
Figur 4 zeigt eine übliche Aufteilung eines Frequenzbereichs oder
Frequenzbands 405 für WLAN- und Bluetooth-LE-Signale. Vertikal ist das Frequenzband 405 in einem Frequenzbereich zwischen 2,402 GHz und 2,480 GHz dargestellt. Nach links sind WLAN-Kanäle WL 1-1 1 , und nach rechts Bluetooth-Kanäle BT 0-39 dargestellt. Die Bandbreite eines Bluetooth-Kanals BT beträgt üblicherweise 1 MHz, während die Bandbreite eines WLAN-Kanals WL wesentlich größer ist und üblicherweise ca. 9 Bluetooth-Kanäle abdeckt.
Um möglichst viele WLAN-Kanäle WL im Frequenzbereich 405 mit minimalen gegenseitigen Beeinflussungen unterzubringen, versuchen übliche WLAN- Stationen 1 15, einen der WL-Kanäle 1 , 6 und 1 1 zu verwenden (mit fetten Linien dargestellt). Sind diese drei WLAN-Kanäle belegt, so sind die BT-Kanäle, 9-10, 21-23 und 33-39 relativ unbeeinflusst (schraffierte BT-Kanäle). Von diesen handelt es sich bei den Kanälen 37-39 um„advertising channels“ (breit schraffierte BT-Kanäle), die zum gegenseitigen Auffinden von Kommunikations partnern und/oder zum Aushandeln von Kommunikationsparametern verwendet werden können.
Um eine Beeinflussung des Frequenzbereichs 405 durch WLAN-Signale zu verringern und eine lokale Nutzung durch BT-Signale zu ermöglichen wird vorgeschlagen, im Bereich eines WLAN-Kanals ein Reservierungssignal auszusenden, das eine WLAN-Station 1 15 möglichst dazu bringt, ihre
Sendeleistung und/oder verwendete Bandbreite zumindest vorübergehend zu verringern. Dabei wird davon ausgegangen, dass die WLAN-Station 115 auf einem Kanal WL vor dem Senden ein Signal empfängt. Ist ein Signal empfangbar, so kann die Sendeleistung des anschließend ausgesandten Signals in Abhängigkeit des empfangenen Signals - insbesondere seiner Signalstärke - reduziert werden. Das Reservierungssignal ist bevorzugt schmalbandig bezüglich des WLAN-
Kanals WL und hat weiter bevorzugt maximal die Bandbreite eines Bluetooth- Kanals BT. Eine verwendete Sendeleistung kann dabei möglichst groß sein, wobei bevorzugt ist, dass Vorschriften bezüglich der zulässigen Sendeleistung eingehalten werden. Diese Vorschriften können die WLAN-Spezifikation umfassen.
Figur 5 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Figur 4, wobei an Stelle der Bluetooth- LE Signale jedoch die die ursprünglichen Bluetooth Signale dargestellt sind. Von den WLAN-Signalen WL1-11 sind nur WL1 , WL6 und WL11 eingezeichnet.
Die gezeigten klassischen Bluetooth-Signale verwenden ebenfalls den
Frequenzbereich zwischen 2402 und 2480 MHz. Hier sind 79 Kanäle von je 2 MHz Bandbreite definiert, die mit o-79 bezeichnet sind. Kanäle 0, 21-24, 46-49 und 70-78 sind als„advertising channels“ vorgesehen.
Es wird vorgeschlagen, das zweite Signal möglichst im mittleren Bereich eines WLAN-Kanals auszusenden. Beispielhaft wird in der Darstellung von Figur 5 der Bluetooth Kanal 35 hierfür verwendet. Die Stärke des zweiten Signals ist bevorzugt so groß wie möglich, wobei lokal geltende legale Beschränkungen für WLAN-Signale beachtet werden sollten.
Die folgende Tabelle zeigt bevorzugte Charakteristika des zweiten Signals:
Figure imgf000012_0001
Ton ist dabei die Zeit, über die das zweite drahtlose Signal ausgestrahlt wird, und T0ff ist die Zeit, über die kein zweites drahtloses Signal ausgestrahlt wird. Für unterschiedliche Paket-Typen (HV1 -HV3), die zu unterschiedlichen Bluetooth- Profilen korrespondieren können, können andere Zeiten verwendet werden. Die angegebenen Zeiten sind bevorzugt als ungefähre Werte zu betrachten.
Bezugszeichen
100 System
105 Kraftfahrzeug
110 externe Stelle
115 WLAN Station
120 Vorrichtung
125 Verarbeitungseinrichtung
130 Sendeeinrichtung
135 Einrichtung
140 mobiles Gerät (Kommunikationspartner)
142 Sprechgarnitur (ggf. Kommunikationspartner)
145 Empfangseinrichtung (ggf. Kommunikationspartner)
150 Schnittstelle
200 Verfahren
205 Bluetooth Kommunikation?
210 Bestimmen Kanal
215 Aussenden Signal
305 Haus
310 Reichweite
405 Frequenzband
BT Bluetooth-Kanal (0-39)
WL WLAN-Kanal (1-11 )

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (200), umfassend:
Bestimmen (205) einer Kommunikation im Bereich eines Kraftfahrzeugs (105), wobei die Kommunikation mittels eines ersten drahtlosen Signals erfolgt, das in einem ersten Frequenzbereich (405) liegt, der zur Nutzung nach dem Bluetooth-Standard freigegeben ist; und
Aussenden (215) eines zweiten drahtlosen Signals im Bereich des Kraftfahrzeugs (105), wobei das zweite Signal in einem zweiten Frequenzbereich (405) liegt, der zur Nutzung nach den WLAN-Standard und dem Bluetooth-Standard freigegeben ist.
2. Verfahren (200) nach Anspruch 1 , wobei das zweite Signal nicht von der Kommunikation umfasst ist.
3. Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei im zweiten Frequenzbereich (405) mehrere Bluetooth-Kanäle (BT) definiert sind und das zweite Signal nur einen der Bluetooth-Kanäle (BT) belegt.
4. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Signal im Bereich eines der WLAN-Kanäle (WL) 1 , 6 oder 11 liegt.
5. Verfahren (200) nach Anspruch 4, wobei das zweite Signal im Wesentlichen in der Mitte eines Frequenzbereichs (405) des WLAN-Kanals (WL) liegt.
6. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Signal ein WLAN-Signal (WL) umfasst.
7. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Signal ausgesandt (215) wird, solange die Kommunikation erfolgt.
8. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Signal in vorbestimmten Zeitabständen ausgesandt (215) wird.
9. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Kommunikation auf der Basis des ersten Signals bestimmt (205) wird.
10. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Kommunikation auf der Basis eines Verbindungswunschs eines
Kommunikationspartners der Kommunikation bestimmt (205) wird.
11. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Kommunikation eine Sprachverbindung betrifft.
12. Vorrichtung (120) an Bord eines Kraftfahrzeugs (105), umfassend:
eine Einrichtung (135) zur Bestimmung einer Kommunikation im Bereich des Kraftfahrzeugs (105) mittels eines ersten drahtlosen Signals, das in einem Frequenzbereich (405) liegt, der zur Nutzung nach dem
Bluetooth-Standard freigegeben ist;
eine Sendeeinrichtung (130) zum Aussenden eines zweiten drahtlosen Signals, das in einem Frequenzbereich (405) liegt, der zur Nutzung nach dem WLAN-Standard und dem Bluetooth-Standard freigegeben ist; und eine Verarbeitungseinrichtung (125), die dazu eingerichtet ist, ein Aussenden des zweiten Signals zu steuern, nachdem die
Kommunikation bestimmt wurde.
13. Vorrichtung (120) nach Anspruch 12, wobei die Kommunikation zwischen zwei Kommunikationspartnern (140, 142) erfolgt, von denen einer eine Freisprechanlage (142) an Bord des Kraftfahrzeugs (105) umfasst.
14. Kraftfahrzeug (105) mit einer Vorrichtung (120) nach einem der Ansprüche 12 oder 13.
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