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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines Drahtlosnetzwerks, bei der eine Sendeleistung der Vorrichtung zum Variieren einer Reichweite des Drahtlosnetzwerks verstellbar ist.
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Derartige Vorrichtungen sind in vielen Fahrzeugen verbaut. Zum einen ermöglichen sie es Insassen eines Fahrzeugs, ein in dem Fahrzeug mitgeführtes mobiles Endgerät mit dem Fahrzeug zu verbinden. Zum anderen können sie dazu dienen, eine Mehrzahl von Fahrzeugen drahtlos miteinander zu verbinden (z. B. Car2X).
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Entsprechend muss eine solche Vorrichtung einerseits in einem Innenraum des Fahrzeugs, andererseits in einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs jeweils eine angemessene Signalstärke bereitstellen. Allerdings können sich Drahtlosnetzwerke mehrerer Fahrzeuge negativ beeinflussen, wenn die Fahrzeuge wechselseitig in äußeren Umgebungen anderer Fahrzeuge angeordnet sind und sich Abdeckungsgebiete der jeweiligen Drahtlosnetzwerke überlappen. Solche Bedingungen können beispielsweise in einem Verkehrsstau oder vor einer roten Ampel gegeben sein.
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Die Größe eines Abdeckungsgebiets eines Drahtlosnetzwerks ist durch eine Reichweite der Vorrichtung bestimmt, welche das Drahtlosnetzwerk bereitstellt. Die Reichweite der Vorrichtung korrespondiert ihrerseits unmittelbar zu der Sendeleistung der Vorrichtung. Um ein Überlappen von Abdeckungsgebieten von Drahtlosnetzwerken zu vermeiden oder wenigstens zu reduzieren, können Sendeleistungen der bereitstellenden Vorrichtungen verringert werden.
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So offenbart die
DE 10 2015 204 246 A1 eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zum Bereitstellen eines WLAN-Netzwerks in einem Innenraum des Fahrzeugs, bei der eine Sendeleistung der Vorrichtung zum Variieren der Reichweite des Drahtlosnetzwerks verstellbar ist. Die Sendeleistung der Vorrichtung wird derart eingestellt, dass eine korrespondierende Empfangsleistung eines außerhalb des Innenraums auf einem Dach des Fahrzeugs angeordneten WLAN-Moduls geringer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
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Mit anderen Worten führt diese Lösung dazu, dass ein Abdeckungsgebiet des von der Vorrichtung erzeugten Drahtlosnetzwerks im Wesentlichen auf den Innenraum des Fahrzeugs beschränkt ist, d. h. die Sendeleistung wird derart verringert, dass in einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs eine Signalstärke des Drahtlosnetzwerks möglichst gering ist. Bei dieser Lösung sind allerdings gewünschte drahtlose Verbindungen zwischen Fahrzeugen erschwert.
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Die
DE 10 2014 111 815 A1 offenbart dagegen ein adaptives Verfahren zum Verstellen einer Reichweite eines Drahtlosnetzwerks, welches von einer in einem Fahrzeug angeordneten Vorrichtung bereitgestellt wird. Bei dem Verfahren wird eine Sendeleistung der Vorrichtung verringert, wenn das Fahrzeug fährt, eine HF-Interferenz erfasst wird, eine fremde Vorrichtung des Drahtlosnetzwerks erkannt wird oder das Fahrzeug Teil einer Gruppe von nicht miteinander drahtlos kommunizierenden Fahrzeugen ist. Dagegen wird eine Sendeleistung der Vorrichtung erhöht, wenn das Fahrzeug steht, keine HF-Interferenz erfasst wird, keine fremde Vorrichtung des Drahtlosnetzwerks erkannt wird oder das Fahrzeug Teil einer Gruppe von miteinander drahtlos kommunizierenden Fahrzeugen ist.
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Demnach richtet sich eine Sendeleistung der Vorrichtung nach einem Vorhandensein erwünschter oder unerwünschter fremder Funksignale. Bei diesem Verfahren kann aber eine Vielzahl erwünschter fremder Funksignale eine Sättigung des Drahtlosnetzwerks herbeiführen, d. h. eine verfügbare Bandbreite des Drahtlosnetzwerks vollständig ausschöpfen.
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Zur Vermeidung dieses Problems offenbart die
US 2011 009 151 A1 ein Verfahren zum Verstellen einer Reichweite eines Drahtlosnetzwerks, welches von einer in einem Fahrzeug angeordneten Vorrichtung bereitgestellt wird. Bei dem Verfahren wird eine Sendeleistung der Vorrichtung verringert oder ein Sendeintervall der Vorrichtung vergrößert, wenn eine Anzahl verbundener fremder Vorrichtungen des Drahtlosnetzwerks größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Alternativ kann ein Verhältnis zwischen einer Anzahl von mit einer hohen Sendeleistung versandten Nachrichten und einer Anzahl von mit einer niedrigen Sendeleistung versandten Nachrichten abhängig von einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt werden.
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Jedoch beruhen die beiden vorstehend beschriebenen Verfahren jeweils auf einem physikalischen Erfassen von Funksignalen und/oder einer logischen Auswertung empfangener Funksignale durch die Vorrichtung, wodurch eine Schaltungskomplexität der Vorrichtung erhöht ist.
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US 9,526,076 B1 und
US 2010/0286864 A1 offenbaren jeweils Vorrichtungen für ein Fahrzeug, welche eine von einem GPS-Empfänger signalisierte Fahrzeugposition und eine von einem Kommunikationspartner drahtlos übertragene Partnerposition verwenden, um eine Reichweite eines von dem Fahrzeug bereitgestellten Drahtlosnetzwerks einzustellen.
DE 11 2017 001 615 D5 offenbart dagegen ein mobiles Endgerät, welches zum Einhalten vorgeschriebener SAR-Grenzwerten eine Sendeleistung verringert, wenn es in einer engen Umgebung des mobilen Endgeräts eine Person sensorisch erfasst.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine alternative Anordnung mit einer Vorrichtung für ein Fahrzeug zum Bereitstellen eines Drahtlosnetzwerks zur Verfügung zu stellen, welche die beschriebenen Nachteile vermeidet. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug mit einer Anordnung zum Bereitstellen eines Drahtlosnetzwerks vorzuschlagen.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf einer Vorrichtung für ein Fahrzeug zum Bereitstellen eines Drahtlosnetzwerks, bei der eine Sendeleistung der Vorrichtung zum Variieren einer Reichweite des Drahtlosnetzwerks verstellbar ist. Durch die verstellbare Sendeleistung lässt sich die Reichweite des Drahtlosnetzwerks und mithin ein Abdeckungsgebiet des Drahtlosnetzwerks adaptiv steuern.
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Die Vorrichtung ist an einen Sensor anschließbar und konfiguriert, die Sendeleistung abhängig von einem Signal eines angeschlossenen Sensors dynamisch zu verstellen. Die Vorrichtung weist demnach einen zusätzlichen Eingangskontakt auf, welcher mit einem Sensor elektrisch verbindbar ist. Der Sensor fungiert somit als ein Signalgeber, und die Vorrichtung ist konfiguriert, die Sendeleistung der Vorrichtung abhängig von dem zeitlich variablen, an dem Eingangskontakt anliegenden Signal zu steuern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen WLAN-Transceiver und/oder einen Bluetooth-Transceiver und ist konfiguriert, als ein WLAN-Hotspot und/oder als ein Bluetooth-Gerät zu fungieren. WLAN und Bluetooth sind weitverbreitete Funkstandards und Kommunikationsprotokolle, welche von einer Vielzahl von Fahrzeugen und mobilen Endgeräten, wie Smartphones oder Tablets, erfüllt werden. Für die Nutzung von WLAN in Fahrzeugen sind weltweit zwei schmale Frequenzbereiche bei 2,4 GHz und 5,8 GHz reserviert. Die Vorrichtung kann aber auch andere bekannte oder zukünftige Funkstandards und/oder Kommunikationsprotokolle unterstützen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung für ein Fahrzeug zum Bereitstellen eines Drahtlosnetzwerks mit einer an einen Sensor anschließbaren Vorrichtung, bei der eine Sendeleistung der Vorrichtung zum Variieren einer Reichweite des Drahtlosnetzwerks abhängig von einem Signal des Sensors verstellbar ist, insbesondere einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und einer mit der Vorrichtung verbundenen Antenne. Die Antenne sendet Funksignale mit der von der Vorrichtung bestimmten Sendeleistung.
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Erfindungsgemäß umfasst die Anordnung mindestens einen Sensor, an den die Vorrichtung angeschlossen ist. Der Sensor fungiert als ein Signalgeber, dessen Signal von der Vorrichtung ausgewertet wird, um die Sendeleistung abhängig von dem Signal einzustellen. Vorteilhaft kann es sich um einen vorhandenen Sensor handeln, welcher als Komponente eines Funktionssystems in dem Fahrzeug verbaut ist.
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In einer bevorzugten Anordnung ist die Vorrichtung konfiguriert, die Sendeleistung zu verringern, wenn sie von dem Sensor ein Signal empfängt. Diese Konfiguration korrespondiert zu einem Sensor, welcher ein Signal gibt, wenn die Gefahr eines Überlappens mit einem Abdeckungsgebiet eines fremden Drahtlosnetzwerks besteht.
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Weiterhin erfindungsgemäß ist der mindestens eine Sensor als ein Umgebungssensor in Gestalt eines Radarsensors, eines Ultraschallsensors oder einer Kamera, ausgebildet und konfiguriert, ein Signal zu generieren, wenn er innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Sensor ein weiteres Fahrzeug erfasst. Weitere Fahrzeuge können selbst Drahtlosnetzwerke bereitstellen, welche mit dem eigenen Drahtlosnetzwerk überlappen. Ein Erfassen weiterer Fahrzeuge korrespondiert somit zu einem Erfassen einer Überlappungsgefahr. Der vorbestimmte Abstand kann beispielsweise bei 10 m liegen.
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In weiteren Ausführungsformen ist der Sensor ausgebildet und konfiguriert, eine Stärke des generierten Signals abhängig von einem erfassten Abstand des weiteren Fahrzeugs einzustellen. Wenn der Sensor den erfassten Abstand mittels der Signalstärke übermittelt, kann die Vorrichtung die Sendeleistung abhängig von der Signalstärke einstellen.
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Vorteilhaft kann die Vorrichtung konfiguriert sein, die Sendeleistung abhängig von und korrespondierend zu der Stärke des generierten Signals zu verringern. Diese Konfiguration korrespondiert zu einem Sensor, welcher ein desto stärkeres Signal gibt, je geringer der von dem Sensor erfasste Abstand ist.
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In bevorzugten Anordnungen ist die Vorrichtung in oder an einem Dach des Fahrzeugs insbesondere mittig angeordnet und/oder ist die Antenne in oder an einem Dach des Fahrzeugs, insbesondere mittig über Vordersitzen oder seitlich über Hintersitzen des Fahrzeugs, angeordnet. Eine solche Anordnung erfordert geringe Kabellängen zwischen der Vorrichtung und der Antenne und geht mit einem hinsichtlich der Funksignalstärke homogenen Abdeckungsgebiet des Drahtlosnetzwerks einher.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind genau ein Sensor oder eine Mehrzahl von Sensoren vorgesehen, welche insbesondere an einer Vorderseite des Fahrzeugs, an einer linken Seite des Fahrzeugs, an einer rechten Seite des Fahrzeugs und/oder an einer Hinterseite des Fahrzeugs angeordnet sind, und/oder sind eine Mehrzahl von Antennen, insbesondere genau eine mittige vordere Antenne und zwei seitliche hintere Antennen, vorgesehen. Ein vorn am Fahrzeug angebrachter Sensor verhindert ein Überlappen von Abdeckungsgebieten mit einem vorausfahrenden Fahrzeug. Entsprechend verhindern seitlich oder hinten am Fahrzeug angebrachte Sensoren ein Überlappen von Abdeckungsgebieten jeweils mit auf einer Nachbarspur fahrenden oder einem hinterherfahrenden Fahrzeug.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst. Das Fahrzeug ist in der Lage ein Abdeckungsgebiet des bereitgestellten Drahtlosnetzwerks durch Einstellen einer Sendeleistung adaptiv an die Gegenwart oder Abwesenheit weiterer Fahrzeuge in einer Umgebung des Fahrzeugs anzupassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:
- 1 in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht von Fahrzeugen gemäß dem Stand der Technik;
- 2 in einer schematischen Darstellung ein Blockschaltbild einer Anordnung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 in einer schematischen Darstellung eine der 1 entsprechende Draufsicht mit zwei Fahrzeugen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht von hintereinander fahrenden oder stehenden Fahrzeugen 1, 2, 3 gemäß dem Stand der Technik. Jedes Fahrzeug umfasst eine Vorrichtung 10 zum Bereitstellen eines Drahtlosnetzwerks, welche eine konstante Sendeleistung bereitstellt. An die Vorrichtung 10 sind jeweils eine mittige vordere Antenne 30 und zwei seitliche hintere Antennen 31 und 32 angeschlossen. Den mittels der Antennen 30, 31, 32 bereitgestellten Drahtlosnetzwerken sind jeweils Abdeckungsgebiete 40, 41, 42 zugeordnet, welche hier mit einer Ellipsenform visualisiert sind und überlappen, wenn die Fahrzeuge 1, 2, 3, wie in einem Verkehrsstau oder vor einer roten Verkehrsampel, nahe beieinander angeordnet sind. Im Bereich des mittleren Fahrzeugs 2 überlappen sämtliche Abdeckungsgebiete 40, 41, 42.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Blockschaltbild einer Anordnung zum Bereitstellen eines Drahtlosnetzwerks nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Anordnung umfasst eine Vorrichtung 10 mit einer Baugruppe, welche einen WLAN-Transceiver 11, einen Bluetooth-Transceiver 11 und drei mit den Transceivern 11 verbundene Sende-/Empfangsmodule 12 umfasst. Eine Sendeleistung der Vorrichtung 10 ist zum Variieren einer Reichweite des Drahtlosnetzwerks verstellbar.
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Die Vorrichtung 10 ist an einen Sensor 20 anschließbar und konfiguriert, eine Sendeleistung abhängig von einem Signal 21 eines angeschlossenen Sensors 20 dynamisch zu verstellen, d. h. die Sendeleistung zu verringern, wenn sie von einem angeschlossenen Sensor 20 ein Signal 21 empfängt, und insbesondere die Sendeleistung abhängig von und korrespondierend zu einer Stärke des Signals 21 zu verringern.
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Die Anordnung umfasst ferner einen Sensor 20, an den die Vorrichtung 10 angeschlossen ist. Der Sensor 20 ist als ein Umgebungssensor, insbesondere in Gestalt eines Radarsensors, eines Ultraschallsensors oder einer Kamera, ausgebildet und konfiguriert, ein Signal 21 zu generieren, wenn er innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Sensor 20 ein weiteres Fahrzeug 2, 3 erfasst. Der Sensor 20 ist zudem ausgebildet und konfiguriert, eine Stärke des generierten Signals 21 abhängig von einem erfassten Abstand des weiteren Fahrzeugs 2, 3 einzustellen.
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Ferner umfasst die Anordnung drei mit der Vorrichtung 10 verbundene Antennen 30, 31, 32, die jeweils mit einem Sende-/Empfangsmodul 12 der Vorrichtung 10 verbunden sind.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine der 1 entsprechende Draufsicht mit zwei Fahrzeugen 1, 2 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fahrzeuge 1, 2 umfassen jeweils eine Anordnung zum Bereitstellen eines Drahtlosnetzwerks nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in 2 gezeigt ist.
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Die Vorrichtung 10 ist jeweils in einem Dach des Fahrzeugs 1, 2 mittig angeordnet und konfiguriert, als ein WLAN-Hotspot und/oder als ein Bluetooth-Gerät zu fungieren.
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Der Sensor 20 ist an einer Vorderseite des Fahrzeugs 1, 2 angeordnet. Bei der Anordnung kann auch eine Mehrzahl von Sensoren 20 vorgesehen sein, welche zusätzlich oder alternativ an einer linken Seite des Fahrzeugs 1, 2, an einer rechten Seite des Fahrzeugs 1, 2 und/oder an einer Hinterseite des Fahrzeugs 1, 2 angeordnet sind.
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Die drei Antennen 30, 31, 32 sind in dem Dach des Fahrzeugs 1, 2, 3 angeordnet. Eine mittige vordere Antenne 30 ist mittig über Vordersitzen des Fahrzeugs 1, 2, 3 und zwei seitliche hintere Antennen 31, 32 sind seitlich über Hintersitzen des Fahrzeugs 1, 2, 3 angeordnet.
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Dank der erfindungsgemäßen Anordnung überlappt das verkleinerte Abdeckungsgebiet des Drahtlosnetzwerks des Fahrzeugs 1 mit keinem anderen Abdeckungsgebiet. Das ebenfalls verkleinerte Abdeckungsgebiet des Fahrzeugs 2 überlappt allerdings mit dem Abdeckungsgebiet des Fahrzeugs 3, da kein weiteres Fahrzeug vor dem Fahrzeug 3 angeordnet ist und das Fahrzeug 3 abgesehen davon auch keine erfindungsgemäße Anordnung umfasst.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass eine Koexistenz mehrerer Drahtlosnetzwerke, welche von Fahrzeugen bereitgestellt sind, erleichtert ist. Durch Vermeiden oder Reduzieren eines Überlappens mit Abdeckungsgebieten anderer Drahtlosnetzwerke ist entsprechend eine Qualität einer Datenübertragung in jedem der mehreren Drahtlosnetzwerke verbessert. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und die erfindungsgemäße Anordnung sehr kostengünstig vorgesehen werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Fahrzeug
- 10
- Vorrichtung
- 11
- WLAN Transceiver/Bluetooth Transceiver
- 12
- Sende-/Empfangsmodul
- 20
- Sensor
- 21
- Signal
- 30
- Antenne
- 31
- Antenne
- 32
- Antenne
- 40
- Abdeckungsgebiet
- 41
- Abdeckungsgebiet
- 42
- Abdeckungsgebiet