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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage einer Mobilfunksignalstärke einer Mobilfunkanbindung eines Kraftfahrzeugs für eine Fahrt auf einer geplanten Route, wobei die Mobilfunkanbindung durch eine vorbestimmte Optimierungsaktion optimiert wird, falls die Vorhersage eine Mobilfunksignalstärke, die kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist, ergibt und eine Servervorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Es wurden bereits Verfahren vorgestellt, bei denen eine Übertragung von Daten während einer Fahrt eines Kraftfahrzeugs im Voraus geplant wird.
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Die
DE 10 2004 055 275 A1 offenbart ein Verfahren und System zur Optimierung der Funkübertragung von Daten zwischen einem Fahrzeug und einer externen Gegenstelle. Zur Optimierung der Datenübertragung wird diese örtlich und zeitlich geplant, wofür Funknetzinformationen und Umweltinformationen berücksichtigt werden, die von einem externen Server abgerufen werden können. Nachteilig hierbei ist, dass nicht bekannt ist, wie die Umweltinformationen für die Planung der Datenübertagung zu verwenden sind.
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Die
DE 10 2015 010 204 B3 zeigt ein Verfahren und System zum Bereitstellen von Fahrzeugdaten eines Kraftfahrzeugs. Die Signalstärke einer Mobilfunkverbindung wird an jeweils erfassten Positionen des Kraftfahrzeugs erfasst. Orte, bei denen die Mobilfunkverbindung unterbrochen ist werden als Totpunkte gekennzeichnet an eine externe Servereinrichtung übermittelt und Fahrzugdaten werden an die externe Servereinrichtung übermittelt, sobald sich das Kraftfahrzeug einem Totpunkt annähert. Nachteilig ist, dass das Verfahren nur Totpunkte speichert, an denen keine Mobilfunkverbindung möglich ist, nicht aber z.B. Schwankungen der Signalstärke.
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Die
DE 10 2012 024 869 A1 zeigt ein Verfahren zum Optimieren einer Mobilfunkanbindung eines Kraftwagens. Aus zumindest zwei Mobilfunkmodulen für je unterschiedliche Mobilfunknetze wird für ein geographisches Gebiet, in dem sich der Kraftwagen befindet, das ausgewählt, das für die Netzabdeckung ein Optimierungskriterium erfüllt. Nachteilig ist hierbei, dass mehrere Mobilfunkmodule zum Ausführen des Verfahrens vorhanden sein müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, das die Vorhersage der Mobilfunksignalstärke auf einer Fahrtroute eines Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung von Umweltinformationen wie der Wetterlage ermöglicht, sowie eine Einrichtung, die dazu ausgestaltet ist das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1 und 10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung und die Figuren beschrieben.
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Dazu stellt die Erfindung ein Verfahren bereit, das zur Vorhersage einer Mobilfunksignalstärke einer Mobilfunkanbindung eines Kraftfahrzeugs genutzt wird. Die Mobilfunksignalstärke wird für die Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer geplanten Route vorausgesagt. Das bedeutet, dass die Qualität der Mobilfunkanbindung des Kraftfahrzeugs auf der geplanten Strecke im Voraus bekannt ist. So ist bekannt, ob die Mobilfunkanbindung problemlos möglich ist, oder ob sie gestört ist. Es ist auch bekannt, ob eine volle Mobilfunksignalstärke vorliegt, oder ob diese eingeschränkt vorliegt, sodass etwa Datenübertragungsgeschwindigkeiten verringert sind, die Vorhersage erfolgt also quantitativ. Eine kontinuierliche Mobilfunkanbindung eines Kraftfahrzeugs ist wichtig, da immer mehr kraftfahrzeugbezogene Dienste eine Mobilfunkanbindung benötigen. Dazu gehören etwa Nachrichtendienste, Verkehrsinformationen, die Möglichkeit, Updates auf das Kraftfahrzeug aufzuspielen oder auch, dass die Mobilfunkanbindung für Telefonate oder Datenübertragung genutzt wird. Da auch Sicherheitsdienste eine Mobilfunkanbindung benötigen, ist es notwendig, vorhersagen zu können, ob auf einer geplanten Route eine Mobilfunkanbindung möglich ist und falls nicht, durch eine Optimierung die Mobilfunkanbindung möglichst dennoch zu ermöglichen.
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In dem Fall, dass eine Mobilfunkanbindung auf der geplanten Route problemlos möglich ist, muss keine Aktion vorgenommen werden. Falls aber die Vorhersage ein Ergebnis ergibt, das besagt, dass die Mobilfunksignalstärke auf der geplanten Route kleiner als ein vorher bestimmter Grenzwert ist, wird eine vorbestimmte Optimierungsaktion getätigt. Die Optimierungsaktion bewirkt, dass die Mobilfunkanbindung während der Fahrt zumindest verbessert wird. Eine Optimierungsaktion kann zum Beispiel sein, dass eine andere Route als die geplante verwendet wird, wobei auf der alternativen Route eine problemlose Mobilfunkanbindung möglich ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt für die Vorhersage in einem ersten Schritt, wie die Mobilfunksignalstärke an Geopositionen zumindest im Bereich der geplanten Route in Abhängigkeit der Wetterlage variiert. Hierfür wird die Mobilfunksignalstärke von zumindest einem Kraftfahrzeug, das als Erfassungsfahrzeug bezeichnet ist, während zumindest einer Fahrt auf zumindest einer Route von einer Servervorrichtung erfasst. Im Folgenden ist jedes Kraftfahrzeug zugleich auch ein Erfassungsfahrzeug, die unterschiedliche Benennung dient der Unterscheidbarkeit. Die jeweils erfasste Mobilfunksignalstärke wird gemeinsam mit einer zum Erfassungszeitpunkt eingenommenen Geoposition des Erfassungsfahrzeugs gespeichert. Die Daten, in denen die Mobilfunksignalstärke gespeichert wird, werden als Mobilfunksignalstärkedaten bezeichnet. Gleichzeitig werden zum Erfassungszeitpunkt der Mobilfunksignalstärke auch vorliegende Umwelteinflüsse, also die Wetterlage erfasst. Die Daten, in denen die Wetterlage erfasst ist, werden als Wetterlagedaten bezeichnet. Somit ist durch Kombination der Mobilfunksignalstärkedaten und der Wetterlagedaten bekannt, wie hoch die Mobilfunksignalstärke an einer bestimmten Geoposition bei einer bestimmten Wetterlage an dieser Geoposition ist. Dadurch, dass insbesondere mehr als das zumindest eine Erfassungsfahrzeug auf mehr als der zumindest einen erfassten Route bei mehr als zumindest einer bestimmten Wetterlage die jeweilige Mobilfunksignalstärke erfasst, kann durch diesen Verfahrensschritt von der Servervorrichtung eine Signalstärkekarte erstellt werden, die die Mobilfunksignalstärke an den jeweiligen Geopositionen und damit auf möglichen Routen eines Kraftfahrzeugs unter der Bedingung verschiedener Wetterlagen zeigt. Der Vorteil ist, dass somit die Mobilfunksignalstärke in einem Kraftfahrzeug an verschiedenen Geopositionen bei verschiedenen Wetterbedingungen bekannt ist. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Mobilfunksignalstärke an einer Geoposition vorherzusagen, wenn die Wetterlage an dieser Geoposition bekannt ist. Das Verfahren weist dafür einen zweiten Schritt auf.
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Die gespeicherten Mobilfunksignalstärkedaten und die Wetterlagedaten werden in einem zweiten Verfahrensschritt dafür verwendet, die Mobilfunksignalstärke auf einer geplanten Route des Kraftfahrzeugs bei der auf der geplanten Route aktuell vorherrschenden Wetterlage vorherzusagen. Dafür wird zunächst die aktuelle Wetterlage auf der geplanten Route des Kraftfahrzeugs ermittelt. Die ermittelte Wetterlage kann die tatsächlich vorherrschende oder auch eine vorhergesagte Wetterlage einer Wettervorhersage sein. Die vorherrschende Wetterlage kann beispielsweise von anderen Erfassungsfahrzeugen, die sich auf der geplanten Route befinden, oder anderen über Wettersensoren verfügende Einrichtungen entlang der geplanten Route erfasst und an die Servervorrichtung übermittelt werden. Die vorhergesagte Wetterlage kann durch eine Wettervorhersage für die geplante Route ermittelt werden. Die ermittelte auf der geplanten Route vorherrschende Wetterlage wird mit zumindest einer bereits in Wetterlagedaten erfassten Wetterlage verglichen. Aus den Wetterlagedaten wird eine Wetterlage ausgewählt, die bei einem Vergleich mit der ermittelten Wetterlage ein vorbestimmtes Vergleichskriterium erfüllt. Damit ist gemeint, dass sich die Wetterlagen ähneln, d.h. wenn zum Beispiel Regen auf der geplanten Route vorausgesagt ist, Wetterlagedaten ausgewählt werden, in denen ebenso Regen erfasst wurde, wobei zum Beispiel die Stärke des Regens über das Vergleichskriterium verglichen wird. So können ähnliche Wetterphänomene verglichen werden, und über das Vergleichskriterium in Gruppen eingeteilt werden, in denen der Einfluss der Wetterbedingungen auf die Mobilfunksignalstärke gleich ist. Bei Regen kann das Vergleichskriterium die Regenstärke sein, die dadurch gemessen wird, wie viel Niederschlag auf einer bestimmten Fläche innerhalb einer bestimmten Zeit niedergeht. In gleicher Weise wird ein Vergleichskriterium für andere Wetterphänomene wie Nebel, Schnee oder Luftfeuchtigkeit verwendet, die über jeweils dafür geeignete Sensoren erfasst werden. Somit ist sichergestellt, dass die vorhergesagte Wetterlage und die vorher ermittelte Wetterlage ähnlich genug sind, sodass die Mobilfunksignalstärke unter den aktuellen Bedingungen so hoch ist wie die Mobilfunksignalstärke unter den vorher erfassten Bedingungen oder nur um einen geringen vorher bestimmten Betrag abweicht. Dazu werden die Mobilfunksignalstärkedaten, die in Kombination mit den ausgewählten Wetterlagedaten abgespeichert wurde, ausgewählt. Der Vergleich zwischen der aktuellen Wetterlage mit erfassten Wetterlagen erfolgt immer mit Wetterlagedaten, die in dem Bereich der geplanten Route erfasst wurden. Damit ist gemeint, dass die erfasste Wetterlage auch tatsächlich an einer für die geplante Route relevanten Geoposition erfasst wurde. Diese Geoposition muss nicht unbedingt genau auf der geplanten Route liegen, sie muss aber zumindest innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, der durch einen Abstand zur geplanten Route definiert ist, liegen. Falls die auf der geplanten Route vorherrschende Wetterlage noch nicht von einem Erfassungsfahrzeug erfasst wurde, also das Vergleichskriterium nicht erfüllt werden kann, ist es auch möglich, die der aktuellen Wetterlage ähnlichsten Wetterlagedaten zu nutzen. Damit ist gemeint, dass wenn etwa Starkregen auf der geplanten Route zu erwarten ist, bisher aber nur leichter Regen erfasst wurde, auch die Wetterlagedaten des leichten Regens genutzt werden können. Es können auch Geopositionen interpoliert werden, wenn bisher nur Geopositionen außerhalb des vorbestimmten Bereichs der geplanten Route erfasst wurden, sodass eine Vorhersage im unbekannten Gebiet trotzdem möglich ist.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Wetterlage für den Erfassungsschritt mittels Wettersensoren in dem Erfassungsfahrzeug erfasst. Als Wettersensoren sind dabei zumindest zwei verschiedenartige Wettersensoren verfügbar, die dazu ausgebildet sind verschiedene Wetterphänomene zu erfassen, als Beispiele Regen mittels eines Regenmessers oder Nebel mittels einer Nebelkamera. So kann zum Beispiel auch die Temperatur erfasst werden und gleichzeitig erfasst werden, wie stark es regnet. Der Vorteil hierbei ist, dass der Einfluss verschiedener Wetterphänomene auf die Mobilfunksignalstärke unabhängig voneinander erkannt wird. Es kann zum Beispiel sein, dass sie Mobilfunkanbindung bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit besser ist, als bei hoher Temperatur und geringer Luftfeuchtigkeit.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird geprüft, ob die mittels der Sensoren erfasste Wetterlage mit einer zum Erfassungszeitpunkt und an der Geoposition des Erfassungsfahrzeugs vorhergesagten Wetterlage einer Wettervorhersage übereinstimmt. Somit kann die Qualität der Wettervorhersage geprüft und bei Übereinstimmung validiert werden. Die Aussagekraft künftiger Wettervorhersagen kann dadurch gesteigert werden. Vorteilhaft ist diese Art der Überprüfung aber auch, wenn an bestimmten Geopositionen die aktuell vorherrschende Wetterlage regelmäßig von der für die Geoposition vorhergesagten Wetterlage abweicht. Diese Information kann zum Beispiel verwendet werden, um die Wettervorhersage zu optimieren. So kann an zumindest einem bestimmten Ort mit einer anderen Wetterlage als der von der Wettervorhersage vorhergesagten Wetterlage gerechnet werden, zum Beispiel in einem Tal, in dem es meist auch dann neblig ist, wenn die Wettervorhersage Sonne vorhersagt. Zumindest das erhöhte Risiko einer von der Wettervorhersage abweichenden Wetterlage kann in dem Verfahren berücksichtigt werden, etwa durch die Signalisierung einer Unsicherheit. Somit ist auch eine präzisere Vorhersage der Mobilfunksignalstärke möglich.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst und speichert die Servervorrichtung zusätzlich zu den Daten des Erfassungsfahrzeugs in weiterer Kombination Wetterlagedaten, die mittels zumindest einer stationären Wettersensoreinrichtung erfasst werden. Der Erfassungszeitpunkt dieser weiteren Wetterlagedaten ist auch der Erfassungszeitpunkt der Mobilfunksignalstärke oder ist um eine vorgegebene Zeit davor oder danach verschoben. So ist sichergestellt, dass auch die Wetterlagedaten der stationären Wettersensoreinrichtung die Wetterlage beschreiben, bei der die Mobilfunksignalstärkedaten erzeugt wurden. Stationäre Wettersensoreinrichtungen können dabei in direkter Verbindung mit der Servervorrichtung stehen oder die Wetterlagedaten über einen externen Dienst bereitgestellt werden, der mittels der stationären Wettersensoreinrichtungen zum Beispiel auch die Wettervorhersage bereitstellt. Der Vorteil an diesem Verfahrensschritt ist, dass auch dann der Einfluss des tatsächlichen Wetters auf einer geplanten Route auf die Mobilfunksignalstärke bekannt ist, wenn sich zur Fahrtzeit des Kraftfahrzeugs keine anderen Erfassungsfahrzeuge auf der geplanten Route befinden. Die Kombination aktueller Wetterlagedaten, die von Erfassungsfahrzeugen erfasst werden und aktueller Wetterlagedaten die von stationären Wettersensoreinrichtungen erfasst werden, lässt sich außerdem eine genauere Vorhersage treffen.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Servervorrichtung die Mobilfunksignalstärkedaten und die Wetterlagedaten zyklisch erfasst. Das bedeutet, dass die Daten in regelmäßigen zeitlichen und/oder örtlichen Abständen von den Erfassungsfahrzeugen abgerufen und auf der Servervorrichtung gespeichert werden. Die Abstände können jedoch auch unregelmäßig sein, zum Beispiel so, dass dann, wenn viele Erfassungsfahrzeuge fahren, die Erfassungsfrequenz erhöht oder verringert wird. Falls eine Erfassung in dem geplanten Rhythmus nicht möglich ist, etwa da gerade keine Funkverbindung zu einem Erfassungsfahrzeug besteht, können die Mobilfunksignalstärkedaten, die Wetterlagedaten, und die Geoposition des Erfassungsfahrzeugs zu einem Erfassungszeitpunkt lokal in dem Erfassungsfahrzeug gespeichert werden und sobald wieder eine Funkverbindung zur Servervorrichtung besteht, die Daten mittels der Servervorrichtung abgerufen und die so erfassten Daten auf dieser gespeichert werden.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Mobilfunksignalstärkedaten und die Wetterlagedaten durch eine bedarfsgesteuerte Abfrage der Servervorrichtung erfasst werden. Mit bedarfsgesteuerter Abfrage ist hier gemeint, dass die Daten zum Beispiel dann erfasst werden, wenn ein Erfassungsfahrzeug sich gerade auf eine Route befindet, die die geplante Route eines Kraftfahrzeugs ist. Auf diese Weise kann die aktuelle Wetterlage auf einer geplanten Route genau dann in Erfahrung gebracht werden, wenn dies benötigt ist, also wenn für das Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäße Verfahren eine Vorhersage der Mobilfunkanbindung getroffen werden soll. Eine bedarfsgesteuerte Abfrage kann auch dann, wenn an einem Ort extreme Wetterbedingungen herrschen, in höherer Frequenz die Daten von Erfassungsfahrzeugen abfragen, sodass in diesem Bereich für die jeweilige Wetterlage eine genauere Vorhersage der Mobilfunkanbindung möglich ist.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die aktuelle Wetterlage auf der geplanten Route zumindest vor der Fahrt aufgrund einer Wettervorhersage ermittelt wird. In diesem Fall werden vorher erfasste Wetterlagedaten verwendet, um sie mit der Wettervorhersage zu vergleichen. Die Wetterlagedaten die der Wettervorhersage mittels des Vergleichskriteriums zugeordnet sind werden ausgewählt. Über die in Kombination gespeicherten Mobilfunksignalstärkedaten ist die Qualität der Mobilfunkanbindung auf der geplanten Route bekannt. Die Wettervorhersage kann zusätzlich auch während der Fahrt aktualisiert werden, sodass auch die Vorhersage der Mobilfunkanbindung während der Fahrt aktualisiert werden kann und etwa bei Wetteränderungen eine Optimierungsaktion während der Fahrt getätigt werden kann. Alternativ oder in Kombination können stationäre Wettersensoren entlang der geplanten Route genutzt werden, um das aktuelle Wetter zu ermitteln. Der Vorteil hierbei ist, dass eine genauere lokale Auflösung der Wetterlage vorhergesagt werden kann und die Vorhersage genauer ist, vor allem je näher das Kraftfahrzeug dem stationären Wettersensor ist. Auch hierbei kann das Verfahren während der Fahrt wiederholt werden und somit die Vorhersage aktualisieren.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die aktuelle Wetterlage mittels der Wettersensoren am Kraftfahrzeug, das selbst auf der geplanten Route fahren soll, vorhergesagt wird. Hierbei wird der Vorteil genutzt, dass Wetterlagen normalerweise innerhalb eines gewissen Gebietes konstant sind und somit zumindest in einem Umkreis des Kraftfahrzeugs die aktuelle Wetterlage und damit auch die aktuelle Mobilfunkanbindung vorhergesagt werden kann. Zumindest in einem gewissen Umkreis, in dem die aktuelle Wetterlage konstant ist, ist auf diese Weise eine Vorhersage sehr genau möglich, da die aktuelle Wetterlage durch die Sensoren des Kraftfahrzeugs sehr genau gemessen wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Wetterlage auch von einem anderen auf der geplanten Route befindlichen Erfassungsfahrzeug übermittelt werden, das insbesondere in einem gewissen Abstand vor dem Kraftfahrzeug fährt. Alternativ kann von diesem Erfassungsfahrzeug auch die momentane Mobilfunksignalstärke direkt erfasst werden. Wenn die Mobilfunksignalstärke eines Erfassungsfahrzeugs zur Vorhersage der Mobilfunksignalstärke eines anderen Kraftfahrzeugs verwendet wird, ist es notwendig die Mobilfunksignalstärke zu normieren, um so auf die verschiedenen Empfangseinrichtungen der verschiedenen Kraftfahrzeuge einzugehen. Damit ist gemeint, dass eine Wetterlage für ein erstes Kraftfahrzeug zu einer sehr eingeschränkten Mobilfunkanbindung führen kann, wobei dieselbe Wetterlage am selben Ort für ein anderes Kraftfahrzeug mit besserer Empfangseinrichtung zu einer guten Mobilfunkanbindung führt. Ebenso kann das Kraftfahrzeug mit der besseren Empfangseinrichtung unter Umständen auch dann noch eine Mobilfunkanbindung ermöglichen, wenn die Mobilfunkanbindung des ersten Kraftfahrzeugs aufgrund ungünstiger Wetterbedingungen zumindest zeitweise unterbrochen wird. Dieser Fall kann zum Beispiel durch einen Empfangs-Offset beschrieben werden.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Optimierungsaktion getätigt wird, falls die Vorhersage der Mobilfunkanbindung auf der geplanten Route des Kraftfahrzeugs ergibt, dass die Mobilfunksignalstärke zu gering für die geplanten Dienste ist. Damit ist gemeint, dass die Mobilfunksignalstärke nicht genügend gut hoch sein wird, um während der Fahrt geplante Datenübertragungen oder Telefonate ausführen zu können. Eine Optimierungsaktion kann dabei sein, dass statt der geplanten Route eine alternative Route gewählt wird, auf der auch bei der aktuellen Wetterbedingung eine gute Mobilfunkanbindung gegeben ist. Eine weitere Optimierungsaktion kann sein, dass zumindest bei der Datenübertragung Daten gepuffert werden, also mehr Daten übertragen und gespeichert werden, als im Moment für den Dienst nötig wären, um so Zugriff auf die Daten zu haben, auch wenn kurzzeitige Ausfälle der Mobilfunkanbindung entstehen. Auf diese Weise merkt ein Nutzer, der zum Beispiel Video- oder Audiodaten streamt, nicht, dass es zu Ausfällen der Mobilfunkanbindung kommt, da die Audio oder Videowiedergabe kontinuierlich weiterläuft. In dem Fall, dass für Sicherheitsanwendungen eine kontinuierliche Mobilfunkanbindung notwendig ist, kann die alternative Route gewählt werden oder darauf hingewiesen werden, dass auf der geplanten Route keine konstante Mobilfunkanbindung verfügbar ist.
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Die Erfindung umfasst neben dem Verfahren zur Vorhersage der Mobilfunkanbindung eines Kraftfahrzeugs auch eine Servervorrichtung, die dazu geeignet ist das Verfahren auszuführen. Die Servervorrichtung weist dafür einen Datenspeicher und eine Sende- und Empfangseinrichtung auf. Die Sende- und Empfangseinrichtung ist dazu ausgebildet, Daten mit zumindest einem Kraftfahrzeug oder Erfassungsfahrzeug auszutauschen. Auf diese Weise ist die Servervorrichtung so ausgebildet, dass sie Daten von einer Zahl von Erfassungsfahrzeugen erfassen und speichern kann und die daraus gewonnene Information an einzelne Kraftfahrzeuge senden kann. Die Servervorrichtung weist weiterhin eine Wettervorhersageempfangseinrichtung auf, die die Wettervorhersage eines externen Anbieters empfangen kann, zum Beispiel dem Deutschen Wetterdienst. Die Servervorrichtung weist außerdem eine Auswahleinrichtung auf, die die gespeicherten erfassten Wetterlagedaten mit der ermittelten aktuellen Wetterlage auf der geplanten Route des Kraftfahrzeugs vergleicht und diejenige Wetterlage auswählt, die ein vorbestimmtes Vergleichskriterium erfüllt. Die Servervorrichtung kann ebenso über die Empfangseinrichtung Wetterlagedaten von stationären Wettersensoreinrichtungen empfangen.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Servervorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens in Form eines Blockdiagramms; und
- 2 eine schematische Darstellung einer Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer geplanten Route.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 zeigt ein Blockdiagramm den Ablauf des Verfahrens. Dazu empfängt eine Servervorrichtung 10 von einem Kraftfahrzeug 11 eine geplante Route 12, auf der das Kraftfahrzeug 11 fahren soll. Im Ergebnis des Verfahrens übermittelt die Servervorrichtung 10 eine Vorhersage 13 der Mobilfunkanbindung des Kraftfahrzeugs 11 auf der geplanten Route 12 an das Kraftfahrzeug 11. Wenn die Vorhersage 13 eine Mobilfunksignalstärke ergibt, die kleiner als ein Grenzwert ist, übermittelt die Servervorrichtung 10 dem Kraftfahrzeug 11 eine Optimierungsaktion 14, mittels derer die Mobilfunkanbindung optimiert wird. Dafür stehen der Servervorrichtung 10 Daten zur Verfügung, die zu einem Erfassungszeitpunkt 15 erfasst wurden. Diese umfassen Wetterlagedaten 16, Mobilfunksignalstärkedaten 17, und eine Geoposition 18. Die Geoposition 18 beschreibt dabei die Position, an der sich ein Erfassungsfahrzeug 35 zum Erfassungszeitpunkt 15 befand. Somit ist die Mobilfunksignalstärke an der Geoposition 18 in Abhängigkeit einer Wetterlage und insbesondere verschiedener Wetterlagen bekannt. Für die Vorhersage der Mobilfunkanbindung auf der geplanten Route 12 wird eine aktuelle Wetterlage 19, die das Wetter auf der geplanten Route 12 beschreibt, erfasst.
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Die aktuelle Wetterlage 19 kann über eine Wettervorhersage 20 oder eine aktuelle Messung 21 des Wetters auf der geplanten Route 12 verfügbar sein. Die aktuelle Wetterlage 19 wird mittels eines Vergleichskriteriums 22 mit erfassten Wetterlagedaten 16 verglichen und es werden Wetterlagedaten 16 ausgewählt, die das Vergleichskriterium erfüllen. Die in Kombination gespeicherten Mobilfunksignalstärkedaten 17 geben einen Wert für die Vorhersage 13.
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2 zeigt in schematischer Darstellung eine Fahrt 31 des Kraftfahrzeugs 11 auf der geplanten Route 12. Dabei wird von der Servervorrichtung 10 eine Mobilfunksignalstärke 30 auf der geplanten Route 12 vorhergesagt. Die geplante Route 12 wird durch ein Empfangssignal 32 von der Servervorrichtung empfangen und die Vorhersage 13 der Mobilfunksignalstärke 30 wird über ein Sendesignal 33 von der Servervorrichtung 10 an das Kraftfahrzeug 11 übermittelt. Die aktuelle Wetterlage 19 kann der Servervorrichtung 10 über eine Wettervorhersage 20 bekannt sein oder über eine aktuelle Messung 21. Die aktuelle Messung 21 kann dabei über eine stationäre Wettersensoreinrichtung 34 erfolgen oder über zumindest ein Erfassungsfahrzeug 35, dass sich auf der geplanten Route 12 befindet. Die Servervorrichtung 10 kann von dem Erfassungsfahrzeug 35 über ein Empfangssignal 37 die vom Erfassungsfahrzeug 35 mittels der Wettersensoren 36 ermittelte aktuelle Wetterlage 19 erfassen. In 2 ist weiterhin eine Alternativroute 12A dargestellt, auf der ebenso ein Erfassungsfahrzeug 35' mit Wettersensoren 36' und eine stationäre Wettersensoreinrichtung 34' dargestellt, wobei diese auf der Alternativroute 12A durch einen Strich gekennzeichnet sind.
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In einem Ausführungsbeispiel plant ein Kraftfahrzeug 11 eine Fahrt 31 auf einer geplanten Route 12. Das Kraftfahrzeug 11 verfügt über eine Mobilfunkanbindung, wobei die Qualität der Mobilfunkanbindung von der Mobilfunksignalstärke 30 abhängt. Für bestimmte Dienste wie Telefonieren oder Datenübertragung, die eine Mobilfunkanbindung benötigen, ist eine bestimmte Mobilfunksignalstärke 30 notwendig, da ansonsten das Funktionieren des jeweiligen Dienstes nicht gewährleistet ist. Daher soll für die Fahrt 31 auf der geplanten Route 12 eine Vorhersage 13 getroffen werden, ob die Mobilfunksignalstärke 30 auf der geplanten Route 12 hoch genug ist. Hoch genug bedeutet hierbei, dass zumindest bestimmte Dienste verfügbar sind, deren Nutzung geplant ist. Wenn die Vorhersage 13 ergibt, dass die Mobilfunksignalstärke 30 auf der geplanten Route 12 zu gering ist, wird eine Optimierungsaktion 14 getätigt, wodurch die Mobilfunkanbindung während der Fahrt 31 optimiert wird, das bedeutet, mobilfunkbezogene Dienste störungsfrei ausgeführt werden können.
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Eine Optimierungsaktion 14 kann sein, dass statt der geplanten Route 12 eine Alternativroute 12A gewählt wird, die ebenso an das geplante Ziel führt. Die Alternativroute 12A kann dem Kraftfahrzeug 11 über das Sendesignal 33 von der Servervorrichtung 10 übermittelt werden. Das Wählen eine Alternativroute 12A ist dann sinnvoll, wenn eine Vorhersage 13 auf dieser Alternativroute 12A eine genügend hohe Mobilfunksignalstärke 30 vorausgesagt. Sollte es keine Alternativroute 12A geben, auf der die Mobilfunksignalstärke 30 genügend hoch oder wenn die Alternativroute 12A nach einer vorbestimmten Kosten-Nutzen-Rechnung auch in Abwägung der verfügbaren Dienste zu lang ist, kann eine Optimierungsaktion 14 auch sein, dass die geplante Route 12 trotz der schlechten Mobilfunkanbindung gewählt wird wobei für eine Optimierung der Mobilfunkanbindung zu Punkten auf der Strecke, die über eine hohe Mobilfunksignalstärke 30 verfügen zumindest Daten gepuffert werden, sodass sie in Bereichen ohne Mobilfunkanbindung verfügbar sind.
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Für die Vorhersage 13 wird in dem Ausführungsbeispiel eine Wettervorhersage 20 verwendet, die zum Beispiel der Deutsche Wetterdienst der Servervorrichtung 10 bereitstellt. Zusätzlich wird eine aktuelle Messung 21 auf der geplanten Route 12 zur Verfügung gestellt, wofür eine stationäre Wettersensoreinrichtung 34 verwendet wird, die innerhalb eines vorbestimmten Abstandes im Bereich der geplanten Route 12 liegt. Die Servervorrichtung 10 erfasst außerdem, ob auf der geplanten Route 12 gerade ein anderes Erfassungsfahrzeug 35 fährt. Über dieses Erfassungsfahrzeug 35 kann die Servervorrichtung 10 über ein Empfangssignal 37 die mittels der Wettersensoren 36 des Erfassungsfahrzeugs 35 erfasste Wetterlage auf der geplanten Route 12 erfassen. Auf diese Weise ist die Wettervorhersage 20 validiert durch aktuelle Wetterlagedaten 16 von der stationären Wettersensoreinrichtung 34 und dem Erfassungsfahrzeug 35, sodass die aktuelle Wetterlage 19 auf der geplanten Route 12 sicher bekannt ist. Diese Sensordatenfusion hat den Vorteil, dass die Information der sichersten Quelle gewählt werden kann oder die Informationsquellen gewichtet werden können. In einem anderen Ausführungsbeispiel weichen die vom Erfassungsfahrzeug 35 erfasste Wetterlage und die von der stationären Wettersensoreinrichtung 34 erfasste Wetterlage um mehr als einen bestimmten Wert von der Wettervorhersage 20 ab. Hier kann die Servervorrichtung 10 entscheiden, dass die gewählte Route 12 trotzdem gewählt wird, auch wenn zum Beispiel die Wettervorhersage 20 zu einer Mobilfunksignalstärke 30 führen würde, zu gering wäre, die gemessene Wetterlage 19 aber zu einer genügend hohen Mobilfunksignalstärke 30 führt.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel ergibt die Vorhersage auf der geplanten Route 12 eindeutig, dass die Mobilfunksignalstärke 30 zu gering ist. Hier wird die Wetterlage 19 auf einer Alternativroute 12A geprüft. Dazu kann eine Wettervorhersage 20 für die Alternativroute 12A verwendet werden, ebenso kann eine stationäre Wettersensoreinrichtung 34' das aktuelle Wetter auf der Alternativroute 12A erfassen, oder ein Erfassungsfahrzeug 35', dass sich auf der Alternativroute 12A befindet. Wenn die aktuelle Wetterlage 19 auf der Alternativroute 12A ergibt, dass die Mobilfunksignalstärke 30 genügend hoch ist, wird die Fahrt 31 des Kraftfahrzeugs 11 über die Alternativroute 12A geleitet. In einem anderen Anwendungsbeispiel fährt kein Erfassungsfahrzeug 35' auf der geplanten Route 12A und keine stationäre Wettersensoreinrichtung 34' ist verfügbar. In diesem Fall wird die Vorhersage der Mobilfunksignalstärke 30 allein aufgrund der Wettervorhersage 20 getroffen.
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Ob die Mobilfunksignalstärke 30 bei der ermittelten aktuellen Wetterlage 19 genügend hoch ist, wird über eine Signalstärkekarte 38 der Servervorrichtung 10 ermittelt, die in einem Lernprozess von der Servervorrichtung 30 erstellt wird. Die Signalstärkekarte 38 enthält auf verschiedenen Punkten, d.h. Geopositionen, von Fahrtrouten Werte der Mobilfunksignalstärke 30, die bei verschiedenen erfassten Wetterlagen erreicht werden. Die Signalstärkekarte 38 wird kontinuierlich erweitert, dadurch dass Erfassungsfahrzeuge auf Fahrtrouten fahren und Mobilfunksignalstärkedaten 17 gemeinsam kombiniert mit Wetterlagedaten 16 von der Servervorrichtung 10 erfasst werden, gemeinsam mit der Geopositionen 18 der Erfassungsfahrzeuge 35, die zum Erfassungszeitpunkt 15 vom Erfassungsfahrzeug 35 eingenommen sind. Die Servervorrichtung 10 erfasst also kontinuierlich Mobilfunksignalstärkedaten 17 und Wetterlagedaten 16 von Erfassungsfahrzeugen 35, sodass auf der geplanten Route 12 und auf der Alternativroute 12A bekannt ist, bei welchen Wetterlagen eine Mobilfunkanbindung gut möglich ist und bei welchen Wetterlagen die Mobilfunksignalstärke 30 zu gering ist. Bei Schneefall kann dabei die Mobilfunkanbindung auf der geplanten Route 12 unterbrochen sein, während sie auf der Alternativroute 12A möglich ist. Da Wetterlagen immer verschieden sind und sowohl die Wettervorhersage 20 als auch die Wetterlagedaten 16 Messfehlern unterliegen, wird für den Vergleich der aktuellen Wetterlage 19 mit den erfassten Wetterlagedaten 16 ein Vergleichskriterium 22 herangezogen. Dieses wird so gewählt, dass eine aktuelle Wetterlage 19 einer Wetterlage von erfassten Wetterlagedaten 16 derart ähnlich ist, dass die Qualität der Mobilfunkanbindung in beiden Fällen gleich ist. Auch für die erfasste Geoposition 18 gilt, dass diese innerhalb eines Bereichs mit einer vorbestimmten Abstands zur geplanten Route 12 sein muss. So ist sichergestellt, dass die Vorhersage 13 zuverlässige Werte der Mobilfunksignalstärke 30 zur Verfügung stellt. In einem Anwendungsbeispiel enthält die Signalstärkekarte 38 keinen Punkt, der innerhalb des vorbestimmten Bereichs der geplanten Route 12 liegt. In diesem Fall kann die Mobilfunksignalstärke 30 zum Beispiel durch Interpolation zweier benachbarter Punkte, die auf verschiedenen Seiten der geplanten Route 12 liegen, vorhergesagt werden.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass ein Kraftfahrzeug 11 die geplante Route 12 wählt, obwohl die Vorhersage 13 eine um einen bestimmten Wert zu geringe Mobilfunksignalstärke für einen bestimmten Dienst vorhersagt. Das ist möglich, wenn das Kraftfahrzeug 11 über eine leistungsstarke Sende- und Empfangseinrichtung verfügt, die auch bei geringer Mobilfunksignalstärke 30 eine ausreichende Mobilfunkanbindung ermöglicht oder für eine Datenübertragung Daten gepuffert werden können.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Verfahren bereitgestellt ist, das verbesserte Aussagen über die Mobilfunksignalstärke trifft. Vor allem ist durch das Verfahren bekannt, in welchen Gebieten bei welchen Umwelteinflüssen, d.h. bei welcher Wetterlage, mit Einbrüchen der Mobilfunksignalstärke und/oder Übertragungsgeschwindigkeit zu rechnen ist. Dafür werden mit den Mobilfunksignalstärkedaten auch die Umwelteinflüsse mitsamt der Geoposition zyklisch an ein an ein Backend in Form einer Servervorrichtung geschickt, bzw. von diesem erfasst und gespeichert. Umwelteinflüsse sind Wetterlagen in Form von beispielsweise einer Inversionswetterlage, Nebel, Schneefall oder Regen. Im Backend kann mit diesen Informationen ein umfassendes Bild erstellt werden, wie sich die Mobilfunksignale bei entsprechenden Wetterlagen ausbreiten. Auf diese Weise können Nutzer eines Kraftfahrzeugs über auftretende Funklöcher gewarnt werden, falls sie während der Fahrt telefonieren oder online Inhalte konsumieren. Somit lassen sich beispielsweise Navigationssysteme verbessern, um Funklöcher zu umfahren oder für Medienwiedergabe frühzeitig mit einer Pufferung der Daten zu beginnen, bevor das Signal zu schlecht für die Übertragung ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004055275 A1 [0003]
- DE 102015010204 B3 [0004]
- DE 102012024869 A1 [0005]
