Title:
Kommunikationsendgerät und Verfahren zum Bestimmen aktuell verfügbarer Mobilfunknetzwerke
Kind Code:
A1


Abstract:

Es wird ein zum Betreiben eines Kommunikationsendgeräts (10) und ein Kommunikationsendgerät (10) mit einer Steuereinheit (11) zur Einstellung und/oder Auswahl von Betriebsparametern des Kommunikationsendgeräts (10) auf der Grundlage von zumindest einer Informationsquelle (2, 3, 4) erhaltenen Ausgangsdaten beschrieben, bei dem die Betriebsparameter (20) Konfigurationsdaten einer Transceiversteuereinheit (13) für das Durchführen eines Scan-Vorgangs nach Mobilfunknetzwerken sind und durch eine Verknüpfung der von den Informationsquellen (2, 3, 4) erhaltenen Ausgangsdaten mit einem Satz an definierten Auswertungsregeln erhaltbar sind.




Inventors:
Dillinger, Markus (München, 81737, DE)
Niedermeier, Christoph, Dr. (München, 80999, DE)
Schmid, Reiner, Dr. (München, 80538, DE)
Application Number:
DE102005033464
Publication Date:
02/01/2007
Filing Date:
07/18/2005
Assignee:
Siemens AG (München, 80333, DE)



Claims:
1. Kommunikationsendgerät (10) mit einer Steuereinheit (11) zur Einstellung und/oder Auswahl von Betriebsparametern des Kommunikationsendgeräts (10) auf der Grundlage von zumindest einer Informationsquelle (2, 3, 4) erhaltenen Ausgangsdaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter (20) Konfigurationsdaten einer Transceiversteuereinheit (13) für das Durchführen eines Scan-Vorgangs nach Mobilfunknetzwerken sind und durch eine Verknüpfung der von den Informationsquellen (2, 3, 4) erhaltenen Ausgangsdaten mit einem Satz an definierten Auswertungsregeln erhaltbar sind.

2. Kommunikationsendgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Konfigurationsdaten für eine Transceiversteuereinheit (13) für das Durchführen eines Scan-Vorganges einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen:
– zu scannende Funktechnologie,
– Häufigkeit und/oder Zeitintervall der Durchführung eines Scan-Vorgangs,
– Priorität einer Funktechnologie.

3. Kommunikationsendgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Regelbasis (12) mit dem Satz an Auswertungsregeln umfasst.

4. Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsquelle (2, 3, 4) eine Vorrichtung zur Modellierung mobilitätsbezogener Aspekte einer Funkumgebung in der geografischen Region des Kommunikationsendgeräts darstellt.

5. Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsquelle (2, 3, 4) eine Vorrichtung zur Modellierung von Parametern zur Unterstützung einer aktuellen Kommunikationsanwendung darstellt.

6. Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsquelle (2, 3, 4) eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Umgebungskontextinformationen ist.

7. Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Informationsquelle (2, 3, 4) in dem Kommunikationsendgerät (10) und/oder außerhalb davon angeordnet ist.

8. Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transceiversteuereinheit (13) zumindest eine Vorrichtung zum Steuern zumindest eines Transceivers (14, 15) des Kommunikationsendgeräts (10) aufweist.

9. Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungsregeln der Regelbasis erweiterbar oder veränderbar sind.

10. Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsendgeräts, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung und/oder Auswahl von Betriebsparametern des Kommunikationsendgeräts (10) für das Durchführen eines Scan-Vorgangs nach Mobilfunknetzwerken eine Verknüpfung der von zumindest einer Informationsquelle (2, 3, 4) erhaltenen Ausgangsdaten mit einem Satz an definierten Auswertungsregeln durchgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Verknüpfen der Ausgangsdaten der zumindest einen Informationsquelle (2, 3, 4) und dem Satz an Auswertungsregeln als Betriebsparameter (20) Konfigurationsdaten einer Transceiversteuereinheit (13) des Kommunikationsendgeräts (10) für das Durchführen eines Scan-Vorgangs erhalten werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass
als Konfigurationsdaten für die Transceiversteuereinheit (13) des Kommunikationsendgeräts (10) einer oder mehrere der folgenden Parameter ermittelt werden:
– zu scannende Funktechnologie,
– Häufigkeit und/oder Zeitintervall der Durchführung eines Scannvorgangs,
– Priorität einer Funktechnologie.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
als Ausgangsdaten von der zumindest einen Informationsquelle (2, 3, 4) einer oder mehrere der folgenden Daten berücksichtigt werden:
– Anforderungen von auf dem Kommunikationsendgerät laufenden oder lauffähigen Applikationen,
– Nutzerpräferenzen,
– Informationen über im Bereich des Kommunikationsendgeräts verfügbare Funktechnologien
– Position des Kommunikationsendgeräts, Geschwindigkeit, Umgebung.

14. Kommunikationssystem mit
– einem Kommunikationsendgerät (10) mit einer Steuereinheit (11) zur Einstellung und/oder Auswahl von Betriebsparametern des Kommunikationsendgeräts (10) auf der Grundlage von zumindest einer Informationsquelle (2, 3, 4) erhaltenen Ausgangsdaten, und
– zumindest einer außerhalb des Kommunikationsendgeräts angeordneten Informationsquelle (2, 3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass
die Betriebsparameter (20) Konfigurationsdaten einer Transceiversteuereinheit (13) für das Durchführen eines Scan-Vorgangs nach Mobilfunknetzwerken sind und durch eine Verknüpfung der von den Informationsquellen (2, 3, 4) erhaltenen Ausgangsdaten mit einem Satz an definierten Auswertungsregeln erhaltbar sind.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationsendgerät mit einer Steuereinheit zur Einstellung und/oder Auswahl von Betriebsparametern des Kommunikationsendgeräts auf der Grundlage von in zumindest einer Informationsquelle enthaltenen Ausgangsdaten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsendgerätes, insbesondere zum Scannen nach verfügbaren Mobilfunknetzwerken.

Kommunikationsendgeräte besitzen Vorrichtungen und Analysewerkzeuge, die zur Bestimmung der jeweils aktuell verfügbaren Mobilfunknetzwerke dienen. Dieser als Scannen bezeichnete Vorgang ermittelt die für das Kommunikationsendgerät empfangbaren Mobilfunknetzwerke. Aufgrund des bei einem Scan-Vorgang ermittelten Resultats kann durch das Kommunikationsendgerät das zur Nutzung gewünschte Mobilfunknetzwerk ausgewählt und eine Kommunikationsverbindung zu diesem aufgebaut werden. Der Vorgang des Scannens ist jedoch aufwendig und benötigt im Vergleich zu einem Bereitschaftsbetrieb des Kommunikationsendgerätes, bei dem das Kommunikationsendgerät in einem bestimmten Mobilfunknetzwerk eingebucht ist, jedoch keine aktive Sprachverbindung besteht, deutlich mehr Ressourcen. Der Energieaufwand bei häufigem Scannen führt daher zu einer merklich kürzeren Batterielaufzeit des Kommunikationsendgerätes.

Der Scan-Vorgang findet in den heute üblichen Kommunikationsendgeräten wie folgt statt: Im Regelfall ist das Kommunikationsendgerät bei einem Mobilfunknetzwerk angemeldet und empfängt die Signale einer Basisstation des Mobilfunknetzwerkes (Bereitschaftsbetrieb). Dabei wartet das Kommunikationsendgerät auf für dieses bestimmte Nachrichten. Gelangt das Kommunikationsendgerät jedoch in einen Bereich ohne Funkempfang zu einer der Basisstationen des Mobilfunknetzwerkes, so beginnt es einen wiederholten Scan-Vorgang, um ein verfügbares, für sich nutzbares, Mobilfunknetzwerk zu ermitteln. Der Scan-Vorgang wird dabei solange fortgesetzt, bis ein verfügbares Mobilfunknetzwerk ermittelt ist.

Zur Kommunikation mit einem Mobilfunknetzwerk besitzen die Kommunikationsendgeräte Transceiver, welche an die Übertragungs- oder Funktechnologie des jeweiligen Mobilfunknetzwerkes, insbesondere das zur Datenübertragung verwendete Frequenzband, angepasst sind. Kommunikationsendgeräte können dabei auch eine Mehrzahl an Transceivern aufweisen, um mit Mobilfunknetzwerken unterschiedlicher Funktechnologien kommunizieren zu können.

Daneben gibt es so genannte rekonfigurierbare Kommunikationsendgeräte (Software Defined Radio), bei denen ein Transceiver durch Software an eine jeweilige Übertragungstechnologie rekonfigurierbar ist. Bei derartigen rekonfigurierbaren Kommunikationsendgeräten müssen im Gegensatz zu den heute üblichen GSM-(Global System for Mobile Communication) bzw. UMTS-(Universal Mobile Telecommunication System)-Kommunikationsendgeräten noch aufwendigere Scan-Vorgänge zur Ermittlung der verfügbaren Mobilfunknetzwerke durchgeführt werden.

Rekonfigurierbare Kommunikationsendgeräte, die mit wenigstens zwei durch Software programmierbaren Transceivern ausgestattet sind, erlauben es, alle Möglichkeiten drahtloser Kommunikation immer optimal nutzen zu können. Dies ist allerdings nur unter der Voraussetzung möglich, dass das Kommunikationsendgerät zu jeder Zeit über die aktuell zur Verfügung stehenden Funktechnologien, d.h. Mobilfunknetzwerke, und deren Signalqualität informiert ist, um basierend auf diesen Informationen die für den aktuellen Nutzungszusammenhang jeweils am besten geeignete Übertragungstechnologie auszuwählen.

Um Mobilfunknetzwerke unterschiedlicher Funktechnologien zu ermitteln, muss noch jeweils eine Rekonfiguration des Transceivers auf die zu scannende Funktechnologie vorgenommen werden. Scan-Vorgänge in rekonfigurierbaren Terminals benötigen daher große Ressourcen. Zudem erfordert das Bestimmen unterschiedlicher Mobilfunktechnologien deutlich mehr Zeit als die Suche nach einer einzelnen Mobilfunktechnik.

Das Bestimmen jeweils aktuell verfügbarer Mobilfunknetzwerke ist für ein Kommunikationsendgerät daher mit einem hohen Zeit- und Energieverbrauch verbunden. Dies macht sich insbesondere dann negativ bemerkbar, wenn sich das Kommunikationsendgerät in einem Bereich befindet, in welchem für längere Zeit kein Empfang möglich ist. Dies führt zu einer deutlichen Verkürzung der Akkulaufzeit und damit der Betriebsbereitschaft des Kommunikationsendgerätes.

Es besteht deshalb der Wunsch nach einer Methode zur Bestimmung der Verfügbarkeit von Mobilfunknetzwerken, welche weniger Ressourcen eines Kommunikationsendgerätes beansprucht.

In diesem Zusammenhang ist die Verwendung eines so genannten Pilotkanals vorgeschlagen worden, auf dem Informationen über verfügbare Mobilfunknetzwerke bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann der Scan-Vorgang eines Kommunikationsendgerätes vereinfacht werden. Der Nachteil dieser Vorgehensweise ist jedoch das Erfordernis der Bereitstellung zusätzlicher Infrastruktur. Darüber hinaus besteht das Problem, dass, sobald kein Empfang des Pilotkanals möglich ist, die Ressourcen des Kommunikationsendgerätes in der oben beschriebenen Weise verbraucht werden, um erneut den Pilotkanal zu empfangen. Weiterhin müssten beispielsweise in Bereichen ohne Funkempfang seitens der Mobilfunknetzwerkbetreiber Sender installiert werden, die diesen Pilotkanal zur Verfügung stellen, der dann lediglich signalisiert, dass kein Empfang eines Mobilfunknetzwerkes möglich ist. Darüber hinaus besteht die Schwierigkeit, dass die in einem Pilotkanal zur Verfügung gestellten Informationen sämtliche technologisch verfügbaren und angebotenen Mobilfunknetzwerke beinhalten müssten.

Aus der DE 202 18 489 U1 ist eine Basisstation für ein Kommunikationsendgerät bekannt, die eine kognitive Steuereinheit aufweist. Die Basisstation umfasst Attributmodellierungseinheiten für einen physikalischen, mobilitäts- und anwendungsbezogenen Kontext. Die von den Attributmodellierungseinheiten abgegebenen Ausgangsdaten werden der kognitiven Steuereinheit zugeführt, um auf Grundlage dieser die Betriebsparameter der Basisstation einzustellen oder auszuwählen.

Die physikalischen Aspekte der Funkumgebung umfassen beispielsweise Schattierungsverluste, Mehrwegeausbreitung, Interferenz, Rauschpegel etc.. Mobilitätsbezogene Attribute betreffen Benutzerbewegungen, ausgedrückt in Geokoordinaten und/oder logischen Identifikatoren, wie z.B. Straßenbezeichnungen, sowie die Bewegungsgeschwindigkeit der Kommunikationsendgeräte. Diese Attribute werden zur Vorhersage zukünftiger Positionen des Kommunikationsendgeräts verwendet. Anwendungsbezogene Parameter betreffen die Anwendungsumgebung, in der sich der Benutzer gegenwärtig befindet, und werden zur Vorhersage der Anwendungsumgebung zu Zeitpunkten in der Zukunft eingesetzt. Durch das Kontextmodell sollen der gegenwärtige Zustand und die Dynamik eines jeden der Anwendungsprozesse an sich sowie zwischen mehreren Anwendungsprozessen dargestellt werden.

Die verschiedenen Modellbildner lassen sich im Endgerät und/oder im Netzwerk implementieren. Im Netzwerk und fakultativ im Endgerät ist auch die kognitive Steuereinheit implementiert, die die Parameter von den Modellbildnern als Eingangsdaten annimmt und diese zur Bestimmung einer optimalen Funkleistung verarbeitet. Genauer bestimmt die kognitive Steuereinheit optimale Datenraten, Kodierungsschemata zur Fehlerkorrektur, Antennenstrahlbreiten, Leistungspegel, Dimensionen von Anwendungsschlangen etc. Die aktuellen Funkparameter werden entsprechend eingestellt.

In dieser Druckschrift wird von einer bestehenden Kommunikationsverbindung zu einem bestimmten Mobilfunknetzwerk ausgegangen. Die Problematik des Scannens nach verfügbaren Mobilfunknetzwerken spielt jedoch keine Rolle.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationsendgerät, ein Kommunikationssyytem und ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsendgerätes anzugeben, bei welchen der Umgang mit den Ressourcen des Kommunikationsendgeräts optimiert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Kommunikationsendgerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, durch ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsendgeräts mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 sowie durch ein Kommunikationssystem mit den Merkmalen das Patentanspruches 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Bei einem erfindungsgemäßen Kommunikationsendgerät mit einer Steuereinheit zur Einstellung und/oder Auswahl von Betriebsparametern des Kommunikationsendgeräts auf der Grundlage von zumindest einer Informationsquelle erhaltenen Ausgangsdaten sind die Betriebsparameter Konfigurationsdaten einer Transceiver Steuereinheit für das Durchführen eines Scan-Vorganges nach Mobilfunknetzwerken und durch eine Verknüpfung der von den Informationsquellen erhaltenen Ausgangsdaten mit einem Satz an definierten Auswertungsregeln erhaltbar.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass bestimmte Funktechnologien unter Umständen in bestimmten Nutzungszusammenhängen des Kommunikationsendgeräts nicht sinnvoll nutzbar sind oder ihre Nutzung aus anderen Gründen durch den Benutzer, laufende Anwendungen oder das Kommunikationsendgerät selbst ausgeschlossen sind. In diesen Fällen stellt demnach die Durchführung einer Scan-Prozedur in Frequenzbändern, die einer im aktuellen Kontext nicht sinnvoll nutzbaren Funktechnologie zugeordnet sind, eine überflüssige und im Hinblick auf begrenzte Ressourcen des Kommunikationsendgeräts verschwenderische Maßnahme dar. Die Ressourcen des Kommunikationsendgeräts betreffen dabei insbesondere den Energieverbrauch und damit die Gesamtlaufzeit des Kommunikationsendgeräts oder die Rechenleistung des Prozessors des Kommunikationsendgeräts.

Das erfindungsgemäße Kommunikationsendgerät erlaubt es, unter Berücksichtigung von Kontextinformationen das Scannen nach bestimmten Funktechnologien bzw. in bestimmten Frequenzbereichen einzuschränken oder ganz zu unterlassen und dadurch den Umgang mit Ressourcen des Kommunikationsendgeräts zu optimieren.

Die Verknüpfung der von der zumindest einen Informationsquelle erhaltenen Ausgangsdaten mit einem Satz an definierten Auswertungsregeln, welche gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Regelbasis gespeichert sind, ermöglicht eine besonders effiziente Ermittlung der Betriebsparameter. Dank der Verwendung von Auswertungsregeln ist das Kommunikationsendgerät flexibel konfigurierbar, wenn z.B. neue Informationsquellen zur Ermittlung der im aktuellen Kontext benötigten Funktechnologien hinzugefügt werden können. In den Auswertungsregeln können dabei Informationsquellen berücksichtigt werden, die sowohl innerhalb des Kommunikationsendgeräts (z.B. direkte Vorgaben des Benutzers in Form eines Nutzerprofils) oder außerhalb davon, z.B. in einem Mobilfunknetzwerk, gelegen sind.

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Konfigurationsdaten für eine Transceiversteuereinheit für das Durchführen eines Scan-Vorganges einen oder mehrere der folgenden Parameter: Zu scannende Funktechnologie, Häufigkeit und/oder Zeitintervall der Durchführung eines Scan-Vorgangs, Priorität einer Funktechnologie.

In einer weiteren Ausführungsform stellt die Informationsquelle eine Vorrichtung zur Modellierung mobilitätsbezogener Aspekte einer Funkumgebung in der geographischen Region des Kommunikationsendgeräts dar. Die mobilitätsbezogenen Aspekte können hierbei Ortskoordinaten, regionale Gegebenheiten, wie z.B. ländlicher Bereich, städtischer Bereich usw., oder die Geschwindigkeit des Kommunikationsendgeräts sein. Die Informationen können gegebenenfalls aus einer Datenbank, welche optional in dem Kommunikationsendgerät oder außerhalb davon angeordnet sein kann, gewonnen werden.

In einer weiteren Ausführungsform stellt die Informationsquelle eine Vorrichtung zur Modellierung von Parametern zur Unterstützung einer aktuellen Kommunikationsanwendung dar. Dies kann die Berücksichtigung der Anforderungen laufender Applikationen, wie z.B. die von diesen benötigte Bandbreite, eine bevorzugte oder erwünschte Verbindungsqualität oder dergleichen umfassen. Ferner umfassen diese Parameter Präferenzen des Benutzers, z.B. bevorzugte oder ausgeschlossene Funktechnologien, präferierte Konfigurationen oder monetäre Aspekte bei der Nutzung des Kommunikationsendgeräts.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Informationsquelle eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Umgebungskontextinformationen. Eine derartige Informationsquelle kann beispielsweise an Bord eines Verkehrsmittels installiert sein und Informationen über die in der lokalen Umgebung des Kommunikationsendgeräts verfügbaren Funktechnologien bereitstellen. Ein derartiges Vorgehen macht die Prozedur des Scannens zwar nicht überflüssig, da die Signalqualität einer einzelnen Funktechnologie am Ort des Kommunikationsendgeräts lediglich durch einen Scan-Vorgang ermittelt werden kann. Da das Kommunikationsendgerät jedoch über die verfügbaren Mobilfunknetzwerke informiert ist, ergibt sich eine deutliche Reduzierung des Aufwands im Vergleich zu einem herkömmlichen Scannen.

Wahlweise kann die zumindest eine Informationsquelle in dem Kommunikationsendgerät und/oder außerhalb davon angeordnet sein.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Transceiversteuereinheit zumindest eine Vorrichtung zum Steuern zumindest eines Transceivers des Kommunikationsendgeräts auf. Der Transceiver kann wahlweise ein durch Software konfigurierbarer Transceiver oder ein mit Hardware-Elementen aufgebauter und für eine spezifische Funktechnologie eingerichteter Transceiver sein.

Die Auswertungsregeln der Regelbasis sind in einer weiteren Ausführungsform erweiterbar oder veränderbar, wodurch neue Informationsquellen im aktuellen Kontext berücksichtigt werden können. Gleichfalls ist es möglich, sich ändernde oder neu hinzukommende Funktechnologien zu berücksichtigen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsendgeräts wird zur Einstellung und/oder Auswahl von Betriebsparametern eines Kommunikationsendgeräts für das Durchführen eines Scan-Vorgangs nach Mobilfunknetzwerken eine Verknüpfung der von zumindest einer Informationsquelle erhaltenen Ausgangsdaten mit einem Satz an definierten Auswertungsregeln durchgeführt.

Dies ermöglicht das Aussetzen eines Scan-Vorgangs für bestimmte Funktechnologien, die im aktuellen Kontext nicht benötigt werden oder nicht verlässlich funktionieren können. Hierdurch ergibt sich eine Reduzierung des Energieverbrauchs des Kommunikationsendgeräts im Vergleich zu einem periodischen Scannen sämtlicher Funktechnologien.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden durch das Verknüpfen der Ausgangsdaten der zumindest einen Informationsquelle und dem Satz an Auswertungsregeln als Betriebsparameter Konfigurationsdaten einer Transceiversteuereinheit des Kommunikationsendgeräts für das Durchführen eines Scan-Vorganges erhalten.

Als Konfigurationsdaten für die Transceiversteuereinheit des Kommunikationsendgeräts werden einer oder mehrere der folgenden Parameter ermittelt: Zu scannende Funktechnologie, Häufigkeit und/oder Zeitintervall der Durchführung eines Scan-Vorganges, Priorität einer Funktechnologie.

Als Ausgangsdaten von der zumindest einen Informationsquelle werden in einer weiteren Ausführungsform einer oder mehrere der folgenden Daten berücksichtigt: Anforderungen von auf dem Kommunikationsendgerät laufenden oder lauffähigen Applikationen, Nutzerpräferenzen, Informationen über im Bereich des Kommunikationsendgeräts verfügbare Mobilfunktechnologien, Positionen des Kommunikationsendgeräts, dessen Geschwindigkeit sowie Umgebung des Kommunikationsendgeräts.

In einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem ist ein, wie oben beschriebenes, Kommunikationsendgerät vorgesehen, wobei zumindest eine der Informationsquellen außerhalb von diesem angeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Kommunikationsendgerät ist mit einer Vorrichtung, dem so genannten Kontextmanager, ausgestattet, welche verschiedene Arten von Kontext-Informationen, die sich auf die Nutzbarkeit oder das Erfordernis der Nutzung bestimmter Funktechnologien beziehen, aus verschiedenen Informationsquellen entgegennimmt, speichert und gemäß vorgegebenen Auswertungsregeln miteinander verknüpft. Aus dieser Verknüpfung resultieren Regeln zur Durchführung eines Scan-Vorganges, die der Konfiguration der Transceiversteuereinheit, welche für das Scannen der verschiedenen Funktechnologien verantwortlich ist, dienen. Die Konfigurationsdaten beschreiben, welche Funktechnologien in einer aktuellen Situation in jeweils welchen Zeitintervallen gescannt werden sollen. Funktechnologien, deren Nutzung gegenwärtig nicht möglich oder gegebenenfalls nicht gewünscht ist, sind dann durch diese Regeln vom Scannen permanent oder aber über einen festgelegten Zeitraum ausgenommen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems mit einem erfindungsgemäßen Kommunikationsendgerät,

2 ein Ausführungsbeispiel, in dem das Verhalten des Kommunikationsendgerät in einem ersten Szenario beschrieben ist,

3 ein Ausführungsbeispiel, in dem das Verhalten des Kommunikationsendgerät in einem zweiten Szenario beschrieben ist,

4 ein Ausführungsbeispiel, in dem das Verhalten des Kommunikationsendgerät in einem dritten Szenario beschrieben ist, und

5 ein Ausführungsbeispiel, in dem das Verhalten des Kommunikationsendgerät in einem vierten Szenario dargestellt ist.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Kommunikationssystem 1 mit einem erfindungsgemäßen Kommunikationsendgerät 10. Das Kommunikationsendgerät 10 umfasst eine Steuereinheit 11, die mit beispielhaft drei Informationsquellen 2, 3, 4 in Verbindung steht. Die Informationsquellen 2, 3, 4 stellen verschiedene Arten von Kontext-Informationen bereit, mit Hilfe derer die für einen Scan-Vorgang zu untersuchenden Frequenzbereiche sowie die zu detektierenden Funktechnologien verschiedener Mobilfunknetzwerke festgelegt bzw. eingeschränkt werden können.

Bei einer der Informationsquellen 2, 3, 4 kann es sich beispielsweise um einen so genannten Quality of Service-Manager (QoS) handeln, welcher Informationen über die Anforderungen laufender Applikationen bzw. Dienste des Kommunikationsendgeräts hinsichtlich Bandbreite und Verbindungsqualität liefert. Diese Informationen können zur Priorisierung von Funktechnologien, die im Hinblick auf diese Anforderungen besonders geeignet erscheinen bzw. zum Ausschluss von Funktechnologien, die diese Anforderungen im aktuellen Kontext nicht erfüllen können, dienen. Eine solche Informationsquelle ist bevorzugt innerhalb des Kommunikationsendgeräts 10 angeordnet.

Eine der Informationsquellen 2, 3, 4 kann Präferenzen des Benutzers hinsichtlich bevorzugter bzw. etwa aus Kostengründen ausgeschlossener Funktechnologien beinhalten und unter Umständen Informationen zu präferierten Konfigurationen von Applikationen oder Diensten, die anstelle der von einem Quality of Service-Manager gelieferten Information oder als Ergänzung zu dieser Information verwendet werden können, umfassen. Eine derartige Informationsquelle ist bevorzugt innerhalb des Kommunikationsendgeräts 10 angeordnet.

Eine der Informationsquellen 2, 3, 4 kann Informationen zur aktuellen Position des Kommunikationsendgeräts sowie auch die Geschwindigkeit des Kommunikationsendgeräts bereitstellen. Dies kann beispielsweise durch ein Galileo- oder GPS (Global Positioning System)-Modul im Kommunikationsendgerät 10 bereitgestellt werden. Entsprechende Ortsinformationen können in Interaktion mit Datenbanken oder Diensten außerhalb des Kommunikationsendgeräts durch die Informationsquelle eingeholt und bereitgestellt werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Informationsquelle 2, 3, 4 ist ein so genannter Info-Kanal, der z.B. an Bord eines Verkehrsmittels, z.B. einem Auto, einem Zug oder einem Flugzeug, mit dem der Anwender unterwegs ist, betrieben wird. Dieser kann Informationen über die in der lokalen Umgebung verfügbaren Funktechnologien bereitstellen. Die Kenntnis solcher Informationen machen für das Kommunikationsendgerät einen Scan-Vorgang nach verfügbaren Mobilfunknetzwerken zwar nicht überflüssig, da die Signalqualität der einzelnen Funktechnologien am Ort des Kommunikationsendgeräts nur durch dieses selbst durch einen Scan-Vorgang ermittelt werden kann. Die Information ermöglicht jedoch eine drastische Reduzierung des Aufwands (insbesondere des Energieaufwands sowie der Prozessorleistung) im Vergleich zu einem herkömmlichen Scan-Vorgang.

Die dargelegten Informationsquellen für Kontext-Informationen sind lediglich beispielhafter Natur. Prinzipiell sind beliebige weitere Informationsquellen zum Bereitstellen von Kontext-Informationen denkbar.

Die Informationsquellen 2, 3, 4 können – wie dies aus der obigen Beschreibung bereits hervorgeht – sowohl innerhalb des Kommunikationsendgeräts 10 als auch außerhalb davon angeordnet sein. Im letzteren Fall kann eine Kommunikation zwischen dem Kommunikationsendgerät 10 und den Informationsquellen 2, 3, 4 mittels bekannter Übertragungstechnologien bewerkstelligt werden. Hierzu kann insbesondere auf die im Kommunikationsendgerät 10 vorgesehene Transceiver zurückgegriffen werden. Alternativ können auch davon unterschiedliche Kommunikationseinrichtungen in dem Kommunikationsendgerät 10 vorgesehen sein.

Die Verarbeitung der von den verschiedenen Informationsquellen bezogenen Kontext-Informationen wird durch die Steuereinheit 11 bewerkstelligt. Zu diesem Zweck ist diese mit einer Regelbasis 12 verbunden, welche einen Satz von Auswertungsregeln umfasst. Durch eine Verknüpfung der von den Informationsquellen erhaltenen Ausgangsdaten mit diesem Satz an Auswertungsregeln kann die Steuereinheit 11 Konfigurationsdaten für eine Transceiversteuereinheit 13 als Betriebsparameter ermitteln.

Das Vorhalten der Auswertungsregeln in einer Regelbasis ermöglicht eine problemlose Erweiterung der Auswertungsregeln. Damit können neue Arten von Kontext-Informationen, die beispielsweise für andere, neue Informationsquellen benötigt werden, hinzugenommen und bei der Generierung der Betriebsparameter für die Transceiversteuereinheit 13 berücksichtigt werden. Hiermit ist ein flexibler Mechanismus bereitgestellt, der an neue Technologien und Anforderungen auf einfachste Weise anpassbar ist.

Die Transceiversteuereinheit 13 ist in der Figur lediglich beispielhaft mit zwei Transceivern 14, 15 verbunden. Bei diesen kann es sich um softwareprogrammierbare Transceiver (SDR) oder herkömmliche, in Hardware realisierte Transceiver handeln. Im ersteren Fall wird durch die Transceiversteuereinheit 13 festgelegt, mit welcher Funktechnologie das Kommunikationsendgerät 10 kommunizieren kann.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kommunikationsendgeräts 10 sowie das Verfahren zum Betreiben desselben werden nachfolgend anhand der 2 bis 5 dargestellt. Anhand dieser Ausführungsbeispiele wird ersichtlich, wie die Sammlung, Verknüpfung und Auswertung von Kontext-Informationen sowie die in diesem Zusammenhang erfolgende Generierung von Konfigurationsdaten und deren Berücksichtigung durch die Transceiversteuereinheit 13 vonstatten gehen.

Dabei wird von einem Szenario ausgegangen, bei dem während einer Autofahrt mit dem Kommunikationsendgerät 10, wie in 1 dargestellt, eine Software auf dieses geladen werden soll. Beispielhaft wird davon ausgegangen, dass das Kommunikationsendgerät 10 zwei rekonfigurierbare Transceiver 14 und 15 umfasst. Diese besitzen beide die Fähigkeit, über das GSM-UMTS-Mobilfunknetzwerk sowie über Wireless LAN (Local Area Network) und Bluetooth mit entsprechenden Basisstationen zu kommunizieren. Einer der Transceiver 14, 15 dient im Ausführungsbeispiel für die Kommunikation mit einem der Mobilfunknetzwerke bzw. einem Hot-Spot, während der andere Transceiver für die Kommunikation mit einem Info-Kanal (dies ist eine von mehreren möglichen Informationsquellen) verwendet werden kann.

Das Kommunikationsendgerät 10 ist mit einem Quality of Service-Manager ausgestattet, der Informationen über die Qualitäts- und Ressourcenanforderungen laufender Anwendungen an die Steuereinheit 11 liefert. Der Quality of Service-Manager ist eine Informationsquelle und mit dem Bezugszeichen 4 gekennzeichnet.

Es wird weiter davon ausgegangen, dass das Kommunikationsendgerät 10 in einem Verkehrsmittel verwendet wird, welches über ein Bluetooth-Interface verfügt, mittels dessen es mit dem Kommunikationsendgerät 10 kommunizieren kann. Die Bluetooth-Schnittstelle dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Kommunikation eines Mobilitätskontextes, der beispielsweise vom Bordcomputer oder einem an Bord des Verkehrsmittels befindlichen Navigationssystem an das Kommunikationsendgerät 10 geliefert wird. Der Mobilitätskontext besteht aus Informationen über den aktuellen Aufenthaltsort sowie die momentane Geschwindigkeit des Verkehrsmittels. Diese, eine Informationsquelle darstellende Funktionalität, die nachfolgend auch als Info-Channel bezeichnet wird, ist mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichnet. Die Kommunikation erfolgt über einen der beiden Transceiver 14, 15.

Als weitere Informationsquelle werden Nutzerpräferenzen (User Profile) berücksichtigt (Bezugszeichen 3).

Das Szenario besteht aus den in den 2 bis 5 dargestellten Phasen, anhand denen das Verhalten des Kommunikationsendgeräts in verschiedenen Kontexten charakterisiert ist.

Zunächst wird davon ausgegangen, dass das Verkehrsmittel mit einer Geschwindigkeit von ca. 70 km/h in einem großstädtischen Bereich unterwegs ist. Das Kommunikationsendgerät befindet sich in einem Standby-Modus, in dem keine Anwendungen aktiv sind, welche Bandbreite eines Funkkanals zu einem der Mobilfunknetzwerke 16, 17, 18, 19 benötigten. Dieser Zustand ist in 2 dargestellt.

Die Steuereinheit 11 bearbeitet Informationen aus den drei Informationsquellen 2, 3, 4: Von der Informationsquelle 2 empfängt die Steuereinheit 11, z.B. über eine Bluetooth-Verbindung, von dem Navigationssystem des Verkehrsmittels die Information, dass sich dieses in einem großstädtischen Bereich bewegt und die Geschwindigkeit hoch ist, z.B. über 50 km/h. Die Informationsquelle 4 (Quality of Service, QoS-Manager) liefert Informationen, dass derzeit keine besondere Bandbreite über die Luftschnittstelle des Kommunikationsendgeräts 10 benötigt wird, da keine Anwendung mit entsprechenden Anforderungen auf dem Kommunikationsendgerät 10 aktiv sind. Als weitere Informationsquelle dient die mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnete Informationsquelle, die die Präferenzen des Benutzers enthält. Diese lauten: 1. Kosten minimieren, 2. Energieverbrauch optimieren, und 3. die Funktechnologie UMTS dennoch scannen.

Gemäß den in der Regelbasis vorgegebenen Auswertungsregeln generiert die Steuereinheit 11 aus diesen Informationen die nachfolgenden, auch als Scan-Regeln bezeichneten, Betriebsparameter:

  • a) Die Funktechnologien GSM/GPRS sollen gescannt und, falls verfügbar, als Standard-Kommunikationskanal verwendet werden. Dies ergibt sich aus dem Erfordernis, die Kosten zu minimieren und der Nebenbedingung, dass keine besondere Bandbreite erforderlich ist.
  • b) Die Funktechnologie UMTS soll gescannt werden, da diese im großstädtischen Bereich potentiell verfügbar ist und zudem als explizite diesbezügliche Nutzerpräferenz genannt wurde.
  • c) Die Funktechnologie WLAN soll nicht gescannt werden. Dies ergibt sich aus der zu hohen Geschwindigkeit des Verkehrsmittels, da die Übertragung innerhalb der Technologie lediglich bis zu einer Geschwindigkeit von ca. 50 km/h zuverlässig nutzbar ist. Oberhalb dieser Grenze kann eine Nutzung nicht mehr gewährleistet werden. Das Nicht-Scannen der Funktechnologie WLAN ergibt sich aus dem weiteren Erfordernis, den Energieverbrauch des Kommunikationsendgeräts zu optimieren.

Die Transceiversteuereinheit 13 konfiguriert gemäß diesen „Scan-Regeln" den Transceiver 14 auf GSM/GPRS-Empfang, während Transceiver 15 dazu eingerichtet wird, alternierend entweder über Bluetooth Informationen von der Informationsquelle 2 zu empfangen oder nach Rekonfiguration die Qualität des UMTS-Mobilfunknetzwerks 18 zu scannen.

Im weiteren Verlauf hat das Automobil die Geschwindigkeit mittlerweile auf 45 km/h reduziert. Der Benutzer des Kommunikationsendgeräts 10 hat einen Download einer größeren Datei oder Anwendung initiiert. 3 illustriert diese Situation. Der Quality of Service-Manager (Informationsquelle 4) signalisiert der Steuereinheit 11 einen Bandbreitenbedarf. Das Benutzerprofil (Informationsquelle 3) weist die Steuereinheit 11 an, den Download der Datei oder Anwendung zu optimieren. Das heißt, der Download soll über eine Verbindung mit möglichst hoher Bandbreite vorgenommen werden. Die Steuereinheit 11 modifiziert unter Berücksichtigung dieser Kontext-Informationen die Betriebsparameter für die Transceiversteuereinheit 13 dahingehend, dass nun auch die Funktechnologie WLAN gescannt werden soll. Falls diese verfügbar ist, soll die Funktechnologie WLAN für den Download der Datei oder der Anwendung verwendet werden. Da jedoch erst mit dem Scannen der Funktechnologie WLAN durch den Transceiver 15 begonnen wurde, steht diese Funktechnologie für den Download noch nicht zur Verfügung. Dieser wird deshalb über die Funktechnologie UMTS abgewickelt. Für den Fall, dass die UMTS-Verbindung zu dem Transceiver 14 abbricht, wird durch Transceiver 15 zusätzlich die Funktechnologie GSM/GPRS gescannt.

Von der Informationsquelle 2 (Info-Channel) wird die Steuereinheit 11 mit der Information versorgt, dass sich das Verkehrsmittel in einem städtischen Bereich mit niedriger Geschwindigkeit (z.B. kleiner als 50 km/h) bewegt.

In der in 4 dargestellten Situation ist die Funktechnologie WLAN nunmehr verfügbar. Bei unveränderten, durch die Steuereinheit 11 festgelegten Betriebsparametern führt dies nun dazu, dass der Download über Transceiver 14 unter Nutzung der WLAN-Technologie durchgeführt wird. Transceiver 15 übernimmt das Scannen der UMTS- und GSM/GPRS-Funktechnologie.

Die Situation, in der das Verkehrsmittel das Stadtgebiet mittlerweile verlassen und die Geschwindigkeit auf 90 km/h erhöht hat, ist in 5 dargestellt. Die Informationsquelle 2 (Info-Channel) liefert der Steuereinheit die Information über ein ländliches Gebiet und eine hohe Geschwindigkeit (z.B, größer als 50 km/h). Da in diesem Gebiet, in dem das Verkehrsmittel unterwegs ist, weder UMTS noch WLAN verfügbar sind, wird der Download der Anwendung bzw. Datei über Transceiver 14 und das GSM/GPRS-Mobilfunknetzwerk fortgesetzt. Um den Energiespeicher des Kommunikationsendgeräts 10 zu schonen und damit einer vorgegebenen Nutzeranforderung zu entsprechen werden weder UMTS noch WLAN durch Transceiver 15 gescannt. Die Prozedur des Scannens würde erst dann wieder geändert, wenn das Verkehrsmittel einen städtischen Bereich erreicht oder durch den Nutzer die Präferenzen geändert werden.

Aus dem beschriebenen Vorgehen ist ersichtlich, dass sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Energieverbrauch für das Scannen nach verfügbaren Funktechnologien optimiert wird, da lediglich nach im aktuellen Kontext benötigten Funktechnologien tatsächlich gescannt wird. Hierdurch werden die Batterielaufzeit und damit die Standby-Zeit des Kommunikationsendgeräts deutlich verlängert.

Funktechnologien, die im gegenwärtigen Kontext nicht funktionieren würden, werden vom Vorgehen des Scannens von vornherein ausgeschlossen. Bei Kenntnis der aktuellen Geschwindigkeit des Kommunikationsendgeräts betrifft dies etwa Funktechnologien, die lediglich bei einer geringeren Geschwindigkeit funktionieren.

Durch die Verwendung von Auswertungsregeln, welche in einer Regelbasis hinterlegt sind, lassen sich Betriebsparameter flexibel bestimmen, so dass neue Informationsquellen zur Ermittlung der im aktuellen Kontext benötigten Funktechnologien hinzugefügt werden können. Dazu gehören insbesondere auch Informationsquellen, die außerhalb des Kommunikationsendgeräts angeordnet sind oder direkte Vorgaben des Benutzers, etwa in Form von Präferenzen eines Nutzerprofils.

Eine Effizienzsteigerung lässt sich durch Nutzung von Informationen über einen Mobilitätskontext, z.B. die geographische Position oder Geschwindigkeit des Mobilfunkendgeräts erzielen, welches beispielsweise an Bord eines Verkehrsmittels, wie z.B. einem Schiff, einem Flugzeug, einem Zug oder einem Automobil, bereitgestellt werden kann. Diese Informationen erlauben es, das Scannen auf sinnvoll nutzbare Funktechnologien zu konzentrieren und dabei an Bord des Verkehrsmittels vorhandene Funktechnologien zu priorisieren.

Durch eine spezielle Modifikation des Zeitintervalls zwischen zwei Scan-Vorgängen wird es möglich, den Aufwand für das Scannen einer Funktechnologie der Bedeutung der Technologie im aktuellen Nutzungszusammenhang anzupassen. Für die aktuelle Nutzung weniger wichtiger Technologien können seltener gescannt werden, während der Abstand zweier Scan-Vorgänge von wichtigen Funktechnologien kürzer gewählt werden kann, um über Veränderungen der Signalqualität möglichst zeitnah informiert zu werden.