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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein die Steuerung einer Frequenzbandauswahl und insbesondere die Steuerung der Frequenzbandauswahl für bestehende Geräte, sofern sie zumindest zwei Frequenzbänder beherrschen. Diese Steuerung kann auch in Kraftfahrzeuge eingebaut sein.
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Drahtlose Netzwerke (wireless local area network) – WLAN – genannt, können auch innerhalb von Fahrzeugen bereitgestellt werden. Solche Netzwerke können zwischen Mobilstationen und Basisstationen als teilnehmenden Stationen aufgebaut werden, wobei Basisstationen in Fahrzeugen fest installiert sein können. Basisstationen werden vorliegend auch als Vorrichtungen bezeichnet. Übliche Frequenzbänder solcher WLAN Netze liegen bei 2,4Ghz und 5GHz. Für einen effizienten Betrieb der WLAN Netze erscheint es vorteilhaft, teilnehmenden Stationen bestimmte Frequenzbänder zuzuweisen. Somit kann eine effiziente Nutzung des vorhandenen Radiospektrums und der verfügbaren Bandbreite erreicht werden. Zum Zwecke der einfachen Nutzbarkeit erscheint es vorteilhaft, in beiden genannten Frequenzbändern die gleiche Servicegruppenidentifikationsnummer – Service Set Identification (SSID) – zu verwenden, sodass sie dem Nutzer gegenüber wie ein einziges Netzwerk erscheinen. Die Frequenzbandwahl ist im WLAN Standard der Mobilstation zugeordnet. Aus diesem Grunde hat die Basisstation nur begrenzten Einfluss auf diese Auswahl.
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Bekannte Basisstationssteuerungsverfahren zur Bevorzugung eines Frequenzbandes verändern das Verhalten der Basisstation zu den Mobilstationen. So können zum Beispiel Nachrichten zur Assoziierungsbestätigung von der Basisstation für die Mobilstation von der im Fahrzeug verbauten Basisstation verzögert werden oder gar nicht gesendet werden, sofern die Assoziierung von der Mobilstation auf dem nicht bevorzugten Frequenzband angestrebt wird. Auf dem bevorzugten Frequenzband kann hingegen die entsprechende Bestätigung sofort von der Basisstation versendet werden. Allerdings sind solche Verfahren unzuverlässig und von den jeweiligen Gegebenheiten, der Umgebung und Implementierungen der Geräte abhängig. Weiter wird die Leistungsfähigkeit des jeweiligen Bandes zumindest temporär reduziert.
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Daher wäre es wünschenswert, alternative Auswahlmöglichkeiten anzubieten, die ohne Änderung des WLAN Standards bei vorhandenen Mobilstationen mit der Möglichkeit einer Nutzung mehrerer Frequenzbänder deren Auswahl beeinflusst.
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Dem wird durch eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Computerprogramm jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Kerngedanke der Erfindung ist die Beeinflussung der Frequenzbandauswahl der Mobilstationen durch ein „unsichtbar“ machen des nicht bevorzugten Frequenzbandes. Somit weicht die Mobilstation automatisch auf andere, sichtbare Frequenzbänder aus, soweit sie von ihr beherrscht werden.
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Gemäß einem ersten Aspekt schaffen Ausführungsbeispiele eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Auswahl eines Frequenzbandes zur drahtlosen Kommunikation mit einer Mobilstation. Die Vorrichtung umfasst eine Sendeschaltung, die ausgebildet ist zum Senden eines Beacon-Signals mit einer ersten Sendeleistung in dem Frequenzband. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Erkennungsschaltung, die ausgebildet ist zum Erkennen einer Verbindungsanfrage einer Mobilstation in dem Frequenzband. Schließlich umfasst die Vorrichtung eine Steuerungsschaltung, die ausgebildet ist, um bei der Verbindungsanfrage eine Aussendung des Beacon-Signals mit einer von der ersten Sendeleistung verschiedenen zweiten Sendeleistung zu veranlassen, falls die Mobilstation der Vorrichtung unbekannt ist. Somit kann vorteilhaft eine Beeinflussung der Frequenzbandauswahl bei allen Mobilstationen erreicht werden, die zumindest zwei Frequenzbänder unterstützen.
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Optional kann die Steuerungsschaltung weiter ausgebildet sein, um die zweite Sendeleistung geringer als die erste Sendeleistung einzustellen. Dadurch wird vorteilhaft der Auswahleffekt unterstützt bei gleichzeitiger Schonung der Funkressourcen des nicht bevorzugten Frequenzbandes.
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In manchen Ausführungsbeispielen kann die Steuerungsschaltung weiter ausgebildet sein, um die zweite Sendeleistung für eine vorgegebene Zeit beizubehalten und anschließend wieder die ersten Sendeleistung zu veranlassen. Vorteilhaft wird so die Assoziierungsfähigkeit des nicht bevorzugten Frequenzbandes nur vorübergehend reduziert.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerungsschaltung weiter ausgebildet sein, bei der Verbindungsanfrage durch eine der Vorrichtung bekannte Mobilstation im Frequenzband die erste Sendeleistung beizubehalten. Vorteilhaft wird so die Assoziierung mit dem nicht bevorzugten Frequenzband unterstützt, wenn Assoziierungsversuch der Mobilstation mit dem bevorzugten Frequenzband fehlschlug.
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Optional kann die Steuerungsschaltung weiter ausgebildet sein, um bei der Verbindungsanfrage einer unbekannten Mobilstation im Frequenzband eine individuelle Endgerätekennung in der Vorrichtung zu hinterlegen. Vorteilhaft kann somit ein wiederholter Assoziierungsversuch der Mobilstation im Frequenzband erkannt werden.
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In manchen Ausführungsbeispielen kann die Steuerungsschaltung weiter ausgebildet sein, um bei jeder Verbindungsanfrage im Frequenzband zu überprüfen, ob die individuelle Endgerätekennung hinterlegt ist. Vorteilhaft kann so ein weiterer Assoziierungsversuch der Mobilstation in diesem Frequenzband erleichtert werden.
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Bei einigen Ausführungsformen kann dass die Steuerungsschaltung weiter ausgebildet ist, nach Abbruch einer Verbindung oder nach Ablauf einer weiteren vorgegebenen Zeit die individuelle Endgerätekennung zu löschen. Vorteilhaft kann so bei einem späteren Assoziierungsversuch die erneute Beeinflussung der Frequenzbandwahl der Mobilstation erreicht werden.
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Optional kann die Sendeschaltung weiter ausgebildet sein, das Frequenzband bei 2,4Ghz und ein weiteres Frequenzband bei 5GHz anzuordnen und/oder als Wireless Lokal Area Network – WLAN – Frequenzband auszubilden. Vorteilhaft kann somit einer großen Anzahl standardisierter Mobilstationen eine Assoziierung mit der Basisstation ermöglicht werden.
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In manchen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung weiterhin eine Sendeschaltung umfassen, die ausgebildet ist zum Senden eines Beacon-Signals in einem weiteren Frequenzband mit einer für das weitere Frequenzband spezifischen Sendeleistung. Weiter kann die Vorrichtung eine Erkennungsschaltung umfassen, die ausgebildet ist zum Erkennen der Verbindungsanfrage einer Mobilstation in dem weiteren Frequenzband. Weiterhin kann die Vorrichtung eine Steuerungsschaltung umfassen, die ausgebildet ist zum Bestätigen der Verbindungsanfrage der Mobilstation. Vorteilhaft kann somit die Assoziierung der Mobilstation auf dem bevorzugten Frequenzband ermöglicht werden.
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Optional kann ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einem der genannten Ausführungsbeispiele ausgestattet sein, wobei die Vorrichtung so angeordnet ist, dass der gesamte Innenraum des Kraftfahrzeugs zur räumlichen Positionierung der Mobilstation für eine Kommunikation mit der Vorrichtung zur Verfügung steht.
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In manchen Ausführungsbeispielen kommt ein Verfahren zur Beeinflussung der Auswahl eines Frequenzbandes zur drahtlosen Kommunikation einer Vorrichtung mit einer Mobilstation zur Anwendung. Das Verfahren umfasst das Senden eines Beacon-Signals mit einer ersten Sendeleistung in dem Frequenzband. Weiter umfasst das Verfahren das Erkennen einer Verbindungsanfrage einer Mobilstation in dem Frequenzband und das Aussendung des Beacon-Signals mit einer von der ersten Sendeleistung verschiedenen zweiten Sendeleistung, falls die Mobilstation der Vorrichtung unbekannt ist. Somit kann vorteilhaft eine Beeinflussung der Frequenzbandauswahl bei allen Mobilstationen erreicht werden, die zumindest zwei Frequenzbänder unterstützen.
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Bei einigen Ausführungsformen kann ein Verfahren zur Anwendung kommen, bei dem eine Verbindungsanfrage einer unbekannten Mobilstation im Frequenzband abgelehnt wird. Vorteilhaft kann somit eine erstmalige Verbindungsanfrage im nichtbevorzugten Frequenzband abgelehnt werden.
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Optional kann ein Verfahren zur Anwendung kommen, in dem in einem weiteren Frequenzband ein Beacon-Signal gesendet wird und die Verbindungsanfrage der Mobilstation in dem weiteren Frequenzband bestätigt werden. Vorteilhaft kann so das bevorzugte Frequenzband benutzt werden.
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In manchen Ausführungsbeispielen kann ein Verfahren zur Anwendung kommen, in dem im Frequenzband die zweite Sendeleistung für eine vorgegebene Zeit beibehalten wird und anschließend wieder mit der ersten Sendeleistung gesendet wird. Vorteilhaft kann so die verminderte Erreichbarkeit für Verbindungsaufbau im Frequenzband zeitlich begrenzt werden.
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Bei einigen Ausführungsformen kann ein Verfahren zur Anwendung kommen, bei dem bei einer Verbindungsanfrage einer unbekannten Mobilstation im Frequenzband eine individuelle Endgerätekennung hinterlegt wird zur Bekanntmachung der Mobilstation. Vorteilhaft kann so erkannt werden, ob ein wiederholter Verbindungsversuch der Mobilstation in diesem Frequenzband vorliegt.
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Optional kann ein Verfahren zur Anwendung kommen, indem bei der Verbindungsanfrage im Frequenzband durch eine bekannte Mobilstation die Verbindungsanfrage der Mobilstation bestätigt wird. Vorteilhaft wird somit eine Verbindung zwischen Mobilstation und Basisstation ermöglicht, wenn die Nutzung des bevorzugten Frequenzbandes fehlgeschlagen ist.
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In manchen Ausführungsbeispielen kann ein Computerprogramm zur Durchführung wenigstens eines Schrittes des oben genannten Verfahrens verwendet werden, wobei das Computerprogramm auf einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft.
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Bei einigen Ausführungsformen eines weiteren Ausführungsbeispiels kann eine Vorrichtung eine Frequenzbandauswahl zur drahtlosen Kommunikation mit einer Mobilstation in einem Wireless Local Area Network – WLAN – steuern, bei der zumindest ein erstes und ein zweites Frequenzband auswählbar ist, wobei das erste und das zweite Frequenzband jeweils eine Vielzahl von Übertragungskanälen umfasst. Die Vorrichtung umfasst eine Sendeschaltung zur Aussendung von zumindest einem Befehl an die Mobilstation, der die Mobilstation zum Wechsel vom ersten zum zweiten Frequenzband oder vice versa auffordert. Vorteilhaft kann somit eine verlässliche Umschaltung bewirkt werden bei kompatiblen Geräten.
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Optional kann die Vorrichtung eine Bereitstellungsschaltung zur Bereitstellung von vor dem Wechsel vom ersten zum zweiten Frequenzband oder vice versa ermittelten Resultaten einer Authentisierung und/oder einer Assoziation zwischen der Mobilstation und der Vorrichtung und/oder einer dynamischen Host Konfigurationsprotokoll – DHCP – Prozedur zwischen der Mobilstation und der Vorrichtung umfassen, die nach dem Wechsel vom ersten zum zweiten Frequenzband oder vice versa weiterhin verwendet werden. Vorteilhaft kann somit eine Schonung der Funkressourcen erreicht werden.
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In manchen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung eine Steuerschaltung zum Vereinbaren einer Medienzugriffssteuerung – MAC – zwischen der Mobilstation und der Vorrichtung nach dem Wechsel vom ersten zum zweiten Frequenzband oder vice versa umfassen. Vorteilhaft kann somit an den bestehenden IEEE 802.11 Standard Bezug genommen werden.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung eine Wechselschaltung zur Aufrechterhaltung der vereinbarten Assoziation zwischen der Vorrichtung und der Mobilstation bei Nichtausführbarkeit des Wechsels vom ersten zum zweiten Frequenzband oder vice versa umfassen. Vorteilhaft kann somit eine Dis-Assoziation vermieden werden.
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Bei weiteren Ausführungsformen kann die mit der Vorrichtung korrespondierende Mobilstation entsprechend den Merkmalen der Vorrichtung ausgestattet sein. Weiter können entsprechende Verfahren zwischen der Mobilstation und der Vorrichtung stattfinden.
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Optional können auch Ausführungsformen des ersten und des weiteren Ausführungsbeispiels kombiniert werden. So kann sich beispielsweise Ausführungsformen der Frequenzbandauswahl per Beacon Absenkung im weiteren Verlauf der Verbindung Ausführungsformen der Frequenzbandauswahl per Befehl anschließen. Vorteilhaft kann so geänderten Gegebenheiten einer Luftschnittstelle zwischen den Stationen im zeitlichen Verlauf Rechnung getragen werden, ohne das ein Abbruch der Verbindung notwendig wird.
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Einige beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer WLAN Anordnung mit Mobilstation und Basisstation
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2 zeigt eine mögliche Anordnung einer WLAN Basisstation in einem PKW
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3 zeigt ein Prinzipschaltbild einer WLAN Basisstation
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4 zeigt ein erstes Beispiel eines Signalisierungsablaufes
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5 zeigt ein zweites Beispiel eines Signalisierungsablaufes Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
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Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Figurenbeschreibung gleiche oder ähnliche Elemente.
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Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ einer”, „ eine”, „eines” und „der, die, das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B. „beinhaltet“, „beinhaltend“, aufweist“ und/oder „aufweisend“, wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
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Solange nichts anderes definiert ist, haben sämtliche hierin verwendeten Begriffe (einschließlich von technischen und wissenschaftlichen Begriffen) die gleiche Bedeutung, die ihnen ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, beimisst. Ferner sei klargestellt, dass Ausdrücke, z.B. diejenigen, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, als hätten sie die Bedeutung, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn zu interpretieren sind, solange dies hierin nicht ausdrücklich definiert ist.
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Die 1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer WLAN Anordnung mit Mobilstation und Basisstation. Beide Geräte sind durch eine Luftschnittstelle gemäß des genannten WLAN Standards verbunden. Dieser Standard wird auch als IEEE 802.11 Standard bezeichnet, von dem es verschiedene Ausbaustufen mit unterschiedlichen Leistungscharakteristika gibt. Geräte, die einer dieser Ausbaustufen entsprechen, können mit allen anderen Partnergeräten derselben Ausbaustufe kommunizieren, ohne das eine separate Anpassung der Geräte zueinander notwendig ist. Ferner zeichnet sich der Standard durch die unmittelbare Kommunikation beider Geräte miteinander aus und vermeidet so die Zwischenschaltung von Vermittlungseinrichtungen oder ähnlichem. So kann die Mobilstation 1 unmittelbar mit der Basisstation 2 Daten austauschen. Die Basisstation 2 sendet dabei ein Erkennungssignal aus, den so genannten Beacon, der sie identifiziert und ihre Eigenschaften mitteilt. Entdeckt eine Mobilstation 1 einen passenden Beacon, kann sie eine Verbindung zu der Basisstation 2 mit entsprechenden Protokollelementen aufbauen.
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Die 2 zeigt eine mögliche Anordnung einer WLAN Basisstation 3 in einem PKW 4. Basisstationen des WLAN Standards werden üblicherweise ortsfest installiert. Diese Installation richtet sich nach dem Bedarf und kann sowohl privatem als auch öffentlichem Verkehr gewidmet sein. In dieser Erfindung ist die Basisstation in einem Kraftfahrzeug angeordnet, das alle gängigen Arten wie PKW, LKW etc. umfassen kann. Diese Anordnung kann sowohl als Festinstallation als auch als temporäre Installation ausgeführt sein und umfasst auch die Möglichkeit eines Einbaus ab Werk des Kraftfahrzeugherstellers. Beispielhaft kann die Installation der Basisstation in den Rückspiegel oder auch in die Konsole oder auch verbunden mit einer Innenbeleuchtungseinrichtung installiert werden. Dabei ist die Basisstation derart angeordnet, dass im Wesentlichen der gesamte Innenraum des Kraftfahrzeugs zur räumlichen Positionierung der Mobilstation zur Verfügung steht und dabei eine gute Verbindungsqualität bei Verbindungen zur Basisstation möglich ist. Optional kann auch ein Verbindung in der Nähe des Kraftfahrzeugs mit umfasst sein.
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Die 3 zeigt ein Prinzipschaltbild einer WLAN Basisstation 2. Dabei umfasst die gezeigte Basisstation Mittel zur WLAN Standard konformen Kommunikation über zwei Frequenzbänder, dem 2,4GHz Band und dem 5GHz Band. Letzteres wurde erst in einer späteren Version des Standards hinzugefügt. Entsprechend gibt es Mobilstationen, die lediglich im 2,4GHz Band kommunizieren können. Neuere Mobilstationen können in beiden Bändern kommunizieren. Das 5GHz Band besitz eine deutlich erhöhte Kanalbandbreite und eine höherwertige Modulationstechnik. Entsprechend ist die Kanalkapazität in diesem Frequenzband deutlich höher im Vergleich zum 2,4Ghz Frequenzband. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, Datenverkehr nach Möglichkeit auf das 5Ghz Band zu legen. Damit hält man unter anderem auch älteren Mobilstationen das 2,4GHz Band frei.
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Die Basisstation 2 kann auf beiden Frequenzbändern kommunizieren. Sie zeigt einen für beide Frequenzbänder symmetrischen Aufbau. So umfassen die Elemente für das 2,4GHz Band eine Sendeschaltung 10, eine Erkennungsschaltung 11 und eine Steuerungsschaltung 12. Die Sendeschaltung 10 ist mit einer Sende-/Empfangsantenne 15 verbunden und ausgebildet zum Senden einer Leistung von bis zu 20dBm (100mW) EIRP (equivalent isotropically radiated power). Da im Fahrzeug von einer hohen Direktivität, die auch als Ausrichtung der Wirkrichtung einer Antenne verstanden werden kann, der Antenne auszugehen ist, liegt die in die Antenne eingespeiste Leistung typischerweise bei etwa 14dBm (25mW).. Wie bereits ausgeführt, dient dieses Beacon-Signal den Mobilstationen 1 zur Erkennung der Anwesenheit einer Basisstation 2 und umfasst gleichzeitig verschiedene Informationen der Basisstation 2, zum Beispiel Netzwerkname („Service Set Identifier“, SSID), Liste unterstützter Übertragungsraten und/oder die Art der Verschlüsselung. Die erste Sendeleistung ist dabei so eingestellt, dass Mobilstationen 1, die das Signal erkennen, mit voraussichtlich ausreichender Qualität Daten mit der Basisstation 2 austauschen können. Die Sendeschaltung ist ferner ausgestaltet, um ein Beacon-Signal mit reduzierter Sendeleistung auszusenden. Dabei kann eine deutliche Absenkung möglich sein, zum Beispiel um 20dB. Es können aber auch geringere oder größere Absenkungen eingestellt werden, die unter anderem vom Verbauort im Fahrzeug, der auch als vorgesehener Ort zur Anordnung einer Basisstation im Innenraum des Fahrzeugs verstanden werden kann, oder anderen Umgebungsparametern abhängen können. Ein Beacon mit dieser reduzierten Sendeleistung kann von vielen Mobilstationen 1 nicht mehr detektiert werden. Entsprechend wird die Mobilstation 1 keinen Verbindungsaufbauversuch oder keinen Assoziierungsversuch auf diesem Frequenzband unternehmen, sondern sich stattdessen nach Möglichkeit anderen Frequenzbändern zuwenden. Die Sendeschaltung 10 ist mit der Erkennungsschaltung 11 verbunden. Dies erkennt eine Verbindungsanfrage einer Mobilstation 1 an der Basisstation 2 im zugeordneten 2,4GHz Frequenzband. Die Verbindungsschaltung 10 ihrerseits ist auch mit der Steuerschaltung 12 verbunden. Diese hat unter anderem die Aufgabe, die Sendeleistung des Beacon-Signals zu steuern. Dafür stellt sie fest, ob die aktuell per Assoziierungsanfrage anfragende Mobilstation 1 der Basisstation 2 noch unbekannt ist. In diesem Falle weist sie die Sendeschaltung 10 an, die Sendeleistung des Beacon-Signals erheblich zu reduzieren. Ist jedoch die anfragende Mobilstation 1 der Basisstation 2 bereits bekannt, verzichtet die Steuerschaltung 10 auf die Reduktion der Sendeleistung des Beacon-Signals.
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Für das 5 GHz Band sind entsprechende Mittel in der Basisstation 2 mit im Wesentlichen ähnlichen Funktionen vorhanden als Sendeschaltung 20, Erkennungsschaltung 21 und Steuerungsschaltung 22. Allerdings sind die Schaltungen des 5GHz Bandes nicht mit der Leistungsabsenkfunktion für das Beacon-Signal ausgestattet, da das 5GHz Frequenzband das bevorzugte Frequenzband ist. Entsprechend zeigt die Sendeschaltung 20 keine Reduktionsfunktion der Sendeleistung des Beacon-Signals und die Steuerungsschaltung 22 keine entsprechende Sendeleistungssteuerung. Die Sendeschaltung 20 kann mit einer separaten Antenne 25 verbunden sein. Alternativ können auch beide Sendeschaltungen 10 und 20 mit beiden Antennen 15 und 25 verbunden sein.
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Die 4 zeigt ein erstes Beispiel eines Signalisierungsablaufes zwischen einer Mobilstation 1 und einer Basisstation 2 in einem WLAN System 100. Dabei umfasst die Basisstation 2 einen 2,4Ghz Schaltungsblock 101, der zum Beispiel die Schaltungen 10–12 aus 3 umfassen kann. Weiter umfasst die Basisstation 2 einen 5GHz Schaltungsblock 102, der zum Beispiel die Schaltungen 20–22 aus der 3 umfassen kann. Beispielhaft sind die Schaltungsblöcke 101 und 102 mit jeweils separaten Antennen verbunden.
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Die Schaltungsblöcke für 2,4GHz 101 und 5GHz 102 senden jeweils ein Beacon-Signal aus mit der im Standard jeweils vorgegebenen Leistung. Zumindest das 2,4GHz Beacon-Signal wird von der Mobilstation 1 detektiert, das eine Verbindung zur Basisstation 2 aufbauen möchte. Daraufhin sendet die Mobilstation 1 eine Assoziierungsaufforderung 110 – auch Association Request genannt – im 2,4GHz Band an die Basisstation 2. Im Schaltungsblock 101 wird nun geprüft, ob eine Kennung dieser Mobilstation bereits in der Basisstation 2 hinterlegt ist (nicht gezeigt). Diese Kennung kann als Media-Access-Control-Adresse – MAC – Adresse im WLAN Standard ausgebildet sein. Ist die Kennung nicht hinterlegt, wird der Assoziierungswunsch der Mobilstation 1 abgelehnt und eine entsprechende Meldung, die zum Beispiel als Association Response: NOK 120 ausgebildet sein kann, zurückgesendet. Weiter wird die Kennung der Mobilstation 1 in der Basisstation 2 hinterlegt. Weiterhin erfolgt die Absenkung der Sendeleistung des Beacon-Signals für 2,4GHz. Die Mobilstation 1 ist zusätzlich mit dem 5GHz Frequenzband ausgestattet und empfängt auf dieser Frequenz das entsprechende Beacon-Signal. Daraufhin sendet die Mobilstation 1 eine Assoziierungsaufforderung 110 im 5GHz Band an die Basisstation 2. Der Schaltungsblock 102 akzeptiert die Assoziierungsaufforderung und veranlasst die Aussendung einer entsprechenden Meldung 130, des Association Response: OK. Somit ist die Assoziierung der Mobilstation 1 mit der Basisstation 2 erfolgt und Nutzdaten können ausgetauscht werden.
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Die 5 zeigt die Anordnung aus 4 für ein anderes Ausführungsbeispiel. Der obere Vorgang 110 (Association Request) und die negative Antwort 120 (Association Response: NOK) entsprechenden den Vorgängen in der 4 Beschreibung. Auch die (nicht gezeigte) Kennungshinterlegung in der Basisstation 2 findet statt. Allerdings ist die Mobilstation 1 in diesem Ausführungsbeispiel nicht in der Lage, das 5GHz Band zu bedienen. Alternativ kann die Mobilstation 1 auch den 5GHz Beacon nicht empfangen können. Gleiches gilt für den 2,4GHz Beacon, dessen Sendeleistung abgesenkt ist. Entsprechend ist in diesem Zeitpunkt keine Verbindung möglich. Nach einer vorgegebenen Zeit von typisch 3 Sekunden schaltet der Schaltungsblock 101 die Sendeleistung des Beacon Signals bei 2,4GHz auf die nominelle Leistung zurück im Vorgang 105. Die Zeit, nach der die Leistung wieder zurückgestellt wird, kann auch kürzer sein, sofern sich die Scanzeiten der Mobilstationen durch technologische Verbesserungen verringern. Daraufhin erkennt die Mobilstation 1 den 2,4GHz Beacon und versucht sich erneut mit der Basisstation 2 zu assoziieren. Der Schaltungsblock 101 kennt in diesem Fall die Kennung der Mobilstation 1 bereits und akzeptiert nunmehr den Assoziierungswunsch der Mobilstation 1. Entsprechend sendet die Basisstation 1 einen Association Respons: OK 140 zurück. Nunmehr kann ein Datenaustausch zwischen Mobilstation 1 und Basisstation 2 im 2,4 GHz Band stattfinden.
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Nach Abschluss der Verbindung oder nach Ablauf einer vorgegeben Zeit bei nicht erfolgreichem Verbindungsaufbau wird die Kennung der Mobilstation 1 in der Basisstation 2 wieder gelöscht. Somit sind für spätere Verbindungsaufbauversuche die Eingangsbedingungen wieder hergestellt.
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In weiteren Ausführungsformen kann das Beacon-Signal für die vorgegebene Zeit auf eine von der Mobilstation nicht mehr wahrnehmbare Sendeleistung abgesenkt oder alternativ auch vollständig ausgeschaltet werden. Die Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden. Studien mit verschiedenen Mobilstationen haben gezeigt, dass eine rudimentäre Bandsteuerung durch Anpassung der Signalstärke im 2,4 und 5 GHz Band erreicht werden kann. Falls das 5GHz Band eine viel höhere Leistung als sein 2,4 GHz Counterpart benutzt, verbinden sich die Mobilstationen wesentlich öfter im 5Ghz Band als im 2,4GHz Band. Labortests mit einer üblichen Basisstation haben ergeben, dass der Leistungsunterschied der Sendeleistung zumindest 14dBm betragen sollte. Um die normal Abwicklung nicht zu beeinträchtigen, werden nur die Beacons und die Probe Response Frames in der Sendeleistung reduziert.
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WLAN-Versorgung im Fahrzeug-Innenraum soll sowohl durch das 5GHz Band als auch durch das 2.4GHz Band erfolgen. Da die Kapazität im 5GHz Band deutlich höher ist (durch Kanalbandbreite und höherwertige Modulationstechnik), ist es wünschenswert, wenn die Endgeräte sich bevorzugt am 5GHz WLAN verbinden – wenn beim Endgerät verfügbar. Eine Leistungsabsenkung der 2.4GHz Beacons wird vorgeschlagen, um bessere Netzqualität des 5GHz-Netzes vorzutäuschen.
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In einer weiteren Ausführungsform können Frequenzbandwechselbefehle benutzt werden zur Einleitung eines Frequenzbandwechsels. Diese Frequenzbandwechselbefehle können sich zum Beispiel an die standardisierten Methoden des WLAN Standards IEEE 802.11-2012 für Kanalwechsel anlehnen, bei der ein Zugangspunkt, in dieser Beschreibung auch Basisstation genannt, seinen Clients, die in Mobilstationen implementiert sein können, den Kanalwechsel vorschreibt. Dies ist erforderlich für schnelle Frequenzauswahl (Dynamic Frequency Selection – DFS –), bei der das Freimachen eines Kanals notwendig wird, zum Beispiel wenn eine Radarstörung auf dem Kanal entdeckt wird. Solche Kanalwechselbefehle können innerhalb der Frequenzbänder (5GHz und/oder 2,4GHz) möglich sein.
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Zum Wechsel von Frequenzbändern kann ein Frequenzbandwechselkommando eingesetzt werden. Abweichend von einem Kanalwechselkommando ist es bei einem Frequenzbandwechsel nicht ausreichend, nur ein entsprechendes Frequenzbandwechselkommando von der Basisstation zur Mobilstation zu senden. Zusätzlich sollte beachtet werden, dass von einer Medienzugriffssteuerung – MAC – (zum Beispiel für 2,4GHz) zu einer anderen MAC (zum Beispiel für 5GHZ/GO) gewechselt werden muss. Weiter sollte berücksichtigt werden, dass der Frequenzbandwechsel nahtlos (seamless) erfolgt. Ein solcher nahtloser Übergang vermeidet beispielsweise eine neue Authentisierung und/oder eine Unterbrechung der Verbindung und/oder eine dynamische Host Konfigurations-Prozedur (Dynamic Host Configuration Protocol – DHCP –) in dem neuen Frequenzband. Im Falle, dass die Mobilstation das neue Frequenzband (zum Beispiel das 5GHz Frequenzband) nicht unterstützt, könnte eine Bandwechselprozedur sicherstellen, dass die Verbindung der Mobilstation nicht vollständig vom Netz getrennt wird, sondern das die Verbindung im bisherigen Frequenzband (zum Beispiel im 2,4GHz Frequenzband) verbleiben kann.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
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Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
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Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird.
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Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
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Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEEE 802.11 Standard [0026]
- IEEE 802.11 Standard [0040]
- IEEE 802.11-2012 [0051]
