Title:
Vorrichtungen, Verfahren und Computerprogramme für einen Basisstations-Sendeempfänger und einen mobilen Sendeempfänger
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen Vorrichtungen, Verfahren und Computerprogramme für einen Basisstations-Sendeempfänger und einen mobilen Sendeempfänger. Eine Vorrichtung (10) für einen Basisstations-Sendeempfänger (100) eines Mobilkommunikationssystems (900) umfasst ein Sendeempfangsmodul (12), das ausgelegt ist, um schnurlos mit einem oder mehreren mobilen Sendeempfängern zu kommunizieren. Die Vorrichtung (10) umfasst ferner ein Kontrollmodul (14), das ausgelegt ist, um das Sendeempfangsmodul (12) zu steuern, und um über das Sendeempfangsmodul (12) eine Nachricht von einem mobilen Sendeempfänger (60) zu erhalten. Die Nachricht richtet sich an ein oder mehrere andere mobile Sendeempfänger. Das Kontrollmodul (14) ist ausgelegt, um die Nachricht über das Sendeempfangsmodul (12) direkt an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten.





Inventors:
Lottermann, Christian (80636, München, DE)
Fertl, Peter (80799, München, DE)
Müllner, Robert (81479, München, DE)
Application Number:
DE102016106623A
Publication Date:
10/12/2017
Filing Date:
04/11/2016
Assignee:
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, 80809 (DE)
Telefónica Germany GmbH & Co. OHG, 80992 (DE)
International Classes:
H04W28/02; H04W88/08
Foreign References:
201002796722010-11-04
201302870122013-10-31
Other References:
Christian Lottermann, Mladen Botsov, Peter Fertl, Robert Müllner, “Performance Evaluation of Automotive Off-board Applications in LTE Deployments”, in proceedings of IEEE VNC 2012, Seoul
Giuseppe Araniti, Claudia Campolo, Massimo Condoluci, Antonio Iera, Antonella Molinaro, “LTE for Vehicular Networking: A Survey”, IEEE Communications Magazine, 2013
IEEE (von engl. Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11p Standard
ETSI, “EN 302 665, Intelligent Transport Systems (ITS) – Communications Architecture,” 2010
Seiya Kato, Matti Hiltunen, Kaustubh Joshi, Richard Schlichting, “Enabling Vehicular Safety Applications over LTE Networks”, in proceedings of ICCVE 2013, Las Vegas
IEEE802.16
IEEE802.11
ETSI TR 102 962, “Intelligent Transport Systems (ITS); in Cooperative ITS (C-ITS)”, 2012, http://www.etsi.org/deliver/etsi_tr/102900_102999/102962/01.01.01_60/tr_102962v010101p.pdf
3GPP TS 24.301 V10.12.0, “Non-Access-Stratum (NAS) protocol for Evolved Packet System (EPS); Stage 3”, 2013, http://www.3GPP.org
3GPP TS 23.203 V12.3.0, “Policy and charging control architecture”, 2013, http://www.3GPP.org
3GPP TS 24.301
3GPP TS 23.203
http://labs.ericsson.com/apis/geolocation-messaging/documentation
3GPP TS 36.314 V11.1.0, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Layer 2-Measurements”, 2012, http://www.3GPP.org
3GPP TS 23.107 V11.0.0, “Quality of Service (QoS) concept and architecture”, 2012, http://www.3GPP.org
Attorney, Agent or Firm:
2SPL Patentanwälte PartG mbB Schuler Schacht Platzer Lehmann, 81373, München, DE
Claims:
1. Vorrichtung (10) für einen Basisstations-Sendeempfänger (100) eines Mobilkommunikationssystems (900), mit
einem Sendeempfangsmodul (12), das ausgelegt ist, um schnurlos mit einem oder mehreren mobilen Sendeempfängern zu kommunizieren; und
einem Kontrollmodul (14), das ausgelegt ist, um das Sendeempfangsmodul (12) zu steuern, und um über das Sendeempfangsmodul (12) eine Nachricht von einem mobilen Sendeempfänger (60) zu erhalten, wobei sich die Nachricht an ein oder mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet, und wobei das Kontrollmodul (14) ausgelegt ist, um die Nachricht über das Sendeempfangsmodul (12) direkt an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten.

2. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, um aus der Nachricht einen Indikator auszulesen, der anzeigt, ob sich die Nachricht an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger richtet, und wobei das Kontrollmodul (14) ausgelegt ist, um die Nachricht direkt an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten, wenn der Indikator dies anzeigt.

3. Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, die ferner eine Schnittstelle zur Kommunikation mit ein oder mehreren anderen Netzwerkkomponenten aufweist, wobei das Kontrollmodul (14) ausgelegt ist, um die Schnittstelle zu steuern, um die Nachricht direkt an die ein oder mehreren mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten und um die Nachricht an die ein oder mehreren anderen Netzwerkkomponenten weiterzuleiten.

4. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die anderen Netzwerkkomponenten einen Backendserver (230) und/oder eine andere Basisstation umfassen.

5. Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, um von dem mobilen Sendeempfänger (60) eine Information über eine Priorität der Nachricht zu erhalten und die Information über die Priorität bei einem Zuteilen von Funkressourcen für die direkte Weiterleitung der Nachricht zu berücksichtigen.

6. Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Kontrollmodul (14) ferner ausgebildet ist, um den Indikator oder die Information über die Priorität der Nachricht bei einer Kanaldekodierung der erhaltenen Nachricht zu bestimmen oder über eine separate Signalisierung zu erhalten.

7. Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Kontrollmodul (14) ferner ausgelegt ist, um von dem Mobilkommunikationssystem (900) für die schnurlose Kommunikation über das Sendeempfangsmodul zur Verfügung gestellte Funkressourcen zu verwalten, und eine direkte Weiterleitung einer Nachricht an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger bei der Verwaltung der Funkressourcen zu berücksichtigen.

8. Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Kontrollmodul (14) ferner ausgelegt ist, um die Nachricht als Rundfunk- oder Gruppennachricht an die ein oder mehreren anderen Sendeempfänger weiterzuleiten.

9. Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Kontrollmodul (14) ferner ausgelegt ist, um die Nachricht wiederholt und zeitlich versetzt über das Sendeempfangsmodul (12) zu senden und /oder um die Nachricht zumindest doppelt bei verschiedenen Frequenzen zu senden.

10. Vorrichtung (50) für einen mobilen Sendeempfänger (60) eines Mobilkommunikationssystems (900), mit einem Sendeempfangsmodul (52), das ausgelegt ist, um schnurlos mit einem Basisstations-Sendeempfänger (100) des Mobilkommunikationssystems (900) zu kommunizieren; und einem Kontrollmodul (54), das ausgelegt ist, um das Sendeempfangsmodul (52) zu steuern, und um über das Sendeempfangsmodul (52) eine Nachricht an mehrere andere mobile Sendeempfänger zu richten und an den Basisstations-Sendeempfänger (100) zu kommunizieren, wobei das Kontrollmodul (54) ferner ausgebildet ist, um eine Information darüber, dass sich die Nachricht an mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet an den Basisstations-Sendeempfänger (100) zu kommunizieren.

11. Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 10, wobei das Kontrollmodul (54) ausgelegt ist, um die Information über eine Kanalkodierung der Nachricht an den Basisstations-Sendeempfänger (100) zu übermitteln.

12. Vorrichtung (50) gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das Kontrollmodul (54) ausgelegt ist, um ferner über das Sendeempfangsmodul (52) eine Information über eine Priorität der Nachricht zu übermitteln.

13. Fahrzeug mit einer Vorrichtung (50) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12.

14. Verfahren für einen Basisstations-Sendeempfänger (100) eines Mobilkommunikationssystems (900), mit
Schnurloses Kommunizieren (910) mit einem oder mehreren mobilen Sendeempfängern;
Erhalten (920) einer Nachricht von einem mobilen Sendeempfänger, wobei sich die Nachricht an ein oder mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet,
direktes Weiterleiten (930) der Nachricht an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger.

15. Verfahren für einen mobilen Sendeempfänger (60) eines Mobilkommunikationssystems (900), mit
Schnurloses Kommunizieren (940) mit einem Basisstations-Sendeempfänger (100) des Mobilkommunikationssystems (900);
Kommunizieren (950) einer Nachricht für mehrere andere mobile Sendeempfänger an den Basisstations-Sendeempfänger (100); und
Kommunizieren (960) einer Information darüber, dass sich die Nachricht an mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet an den Basisstations-Sendeempfänger (100).

16. Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen zumindest eines der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, wenn der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor, einem Kontrollmodul oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.

Description:
Technisches Gebiet

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Vorrichtungen, Verfahren und Computerprogramme für einen Basisstations-Sendeempfänger und einen mobilen Sendeempfänger, insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Konzept zur direkten Konvertierung von zeitkritischen Nachrichten von der Aufwärtsstrecke in die Abwärtsstrecke an einem Basisstations-Sendeempfänger eines Mobilkommunikationssystems.

Beschreibung

Long Term Evolution (LTE, deutsch etwa Langzeitentwicklung) ist ein Standard für Mobilfunksysteme, die eine Übertragung mit hohen Datenraten erlauben, der von 3GPP (von engl. 3rd Generation Partnership Project) standardisiert wird. Im Vergleich zu anderen oder vorherigen 3GPP Standards, wie beispielsweise dem „Global System for Mobile Communications (GSM)“ oder dem „Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)“ sind auch kürzere Latenzzeiten und Übertragungszeiten möglich, was durch die flachere Architektur und die höheren Datenraten, die mehreren Teilnehmern einer Zelle gleichzeitig zur Verfügung gestellt werden können, erreicht wird. Diese Charakteristiken machen LTE und seine Nachfolgesysteme, wie beispielsweise LTE-A (von engl. Advanced, weiterentwickelt) und 3GPP Systeme der fünften Generation (5G) auch interessant für fahrzeugspezifische Dienste. Das breite Spektrum an Applikationen umfasst nicht nur Komfort- und Unterhaltungsdienste, sondern auch Dienste, die die Sicherheit im Verkehr oder des Fahrzeugs positiv beeinflussen können. Für Datenübertragungen oder Datenkommunikation von einem Fahrzeug zur Infrastruktur (auch engl. Vehicle-to-Infrastructure (V2I)) oder von Fahrzeug zu Fahrzeug (auch engl. Vehicle-to-Vehicle (V2V)), stellen öffentlich verfügbare LTE (V2I), LTE-A (V2I und V2V) oder 5G Netze (V2I und V2V) eine interessante Möglichkeit dar.

Eine Machbarkeitsstudie zur Verwendung von LTE als Kommunikationstechnologie für fahrzeugspezifische Komfort- und Unterhaltungsanwendungen findet sich in Christian Lottermann, Mladen Botsov, Peter Fertl, Robert Müllner, “Performance Evaluation of Automotive Off-board Applications in LTE Deployments”, in proceedings of IEEE VNC 2012, Seoul.

Sicherheitsrelevante Dienste umfassen kontextsensible und kooperative Fahrassistenzsysteme wie Kollisionswarnsysteme oder Notfallwarnsysteme und haben höhere Anforderungen an Latenz- und Verzögerungszeiten. Typischerweise liegen die Latenzzeiten für End-zu-Endübertragungen in einer Richtung für heutige Anwendungen in einem Bereich von etwa 300ms bis etwa 50ms. Für zukünftige Anwendungen können noch kürzere Zeiten vorausgesehen werden in Kombination mit einer hohen geforderten Zuverlässigkeit. LTE als Übertragungstechnologie für diese Sicherheits-Anwendungen wurde auch in Giuseppe Araniti, Claudia Campolo, Massimo Condoluci, Antonio Iera, Antonella Molinaro, “LTE for Vehicular Networking: A Survey”, IEEE Communications Magazine, 2013, untersucht. In dieser Untersuchung werden auch Bedenken in der Verwendung von LTE für Sicherheitsanwendungen laut, die auf die zentralisierte Architektur und damit verbundene negative Konsequenzen auf Nachrichttransferzeiten zurückzuführen sind. In derzeitigen LTE-Netzen liegen Rundlaufzeiten (Hin- plus Rückweg) typischerweise zwischen 15ms und 60ms.

In Abhängigkeit der Verkehrslast, der Leistungsfähigkeit der Netzwerkkomponenten und der Endgeräte können auch größere Latenzzeiten vorkommen, die kritisch in Bezug auf Sicherheitsanwendungen sein können. Die Verwendung von LTE und seinen Nachfolgetechnologien für diese Sicherheitsanwendungen hängt demnach davon ab, ob die Latenzzeiten weiter reduziert und die Datenzuverlässigkeit weiter erhöht werden können.

Niedrige Latenzzeiten für V2V-Kommunikation können durch Technologien erreicht werden, die direkte Kommunikation zwischen den Fahrzeugen erlauben. Im Gegensatz zur zentralisierten LTE-Architektur erlaubt der IEEE (von engl. Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11p Standard Rundfunkübertragungen zur Verteilung von Nachrichten an im Umkreis eines Fahrzeugs befindliche andere Fahrzeuge, diese Nachrichten werden auch als Cooperative Awareness Messages (CAM, etwa Nachrichten zum kooperativen Aufpassen, zur kooperativen Erkenntnis) bezeichnet. Nachrichten, die in einem sogenannten relevanten Umkreis verteilt werden können, werden auch mit Decentralised Environmental Notification Messages (DENM, etwa Nachrichten für dezentrale Umgebungswahrnehmung) bezeichnet. Der Standard erlaubt damit eine Adhoc-V2V-Kommunikation. Das europäische Telekommunikations- und Standardisierungs-Institut für intelligente Transport-Systeme (auch engl. European Telecommunications Standards Institute (ETSI) Intelligent Transport System Standards (ITS)-G5) spezifiziert dabei Nachrichten und Protokolle der höheren Protokollschichten, vgl. ETSI, “EN 302 665, Intelligent Transport Systems (ITS) – Communications Architecture,” 2010. Eine direkte V2V Kommunikation kann schnelle Nachrichtenverteilung innerhalb eines geographisch begrenzten Gebietes bieten und kann Verzögerungen vermeiden, die durch zwischengeschaltete Netzwerkkomponenten in einer zentralen Architektur hervorgerufen werden.

Der LTE Standard erlaubt V2I Kommunikation, wobei eine direkte Kommunikation von Endgerät zu Endgerät (auch engl. Device-to-Device communication (D2D)) für den Nachfolger LTE-A und 5G in Betracht gezogen wird. Nicht nur in alternativen Übertragungstechnologien, wie 802.11p des IEEE, ETSI ITS-G5 oder LTE-A, sondern auch für LTE werden verschiedene Ansätze untersucht, wie niedrige Latenzzeiten erreicht werden können und so eine attraktive Schnurlostechnologie für Sicherheitsanwendungen bereitgestellt werden kann. Um die Latenzzeiten in der zentralisierten LTE-Architektur zu reduzieren, wird eine Kombination aus verteilten Servern (auch engl. distributed cloud architecture) mit einem LTE-Netzwerk untersucht, vgl. Seiya Kato, Matti Hiltunen, Kaustubh Joshi, Richard Schlichting, “Enabling Vehicular Safety Applications over LTE Networks”, in proceedings of ICCVE 2013, Las Vegas. In dieser Studie werden entsprechende Server an verschiedenen Punkten zwischen dem Rand des Netzwerks und dem Internet angeordnet. Die Latenz der Nachrichten kann reduziert werden, wenn ein Backend-Server näher an die Basisstation rückt.

Zusammenfassung

Es besteht daher ein Bedarf daran, ein verbessertes Konzept zur Übermittlung von zeitkritischen Nachrichten in einem Mobilkommunikationssystem zu schaffen.

Diesem Bedarf werden Vorrichtungen, Verfahren und Computerprogramme gemäß den anhängigen unabhängigen Patentansprüchen gerecht.

Ausführungsbeispiele stellen daher Verfahren, Vorrichtungen und Computerprogramme bereit, mit deren Hilfe sich eine Latenzzeit reduzieren lässt, ggf. bis auf einen geringen Restwert. Dabei kann eine Basisstation zum Empfangen und direkten Wiederversenden von Nachrichten verwendet werden, z.B. in einem LTE Netzwerk ohne V2V Kommunikation. Dabei können Ausführungsbeispiele die Probleme einer zentralisierten Netzwerkarchitektur und die damit verbundenen Latenzzeiten reduzieren. Insbesondere für sicherheitsrelevante Nachrichten, wie etwa Kollisionswarnungen von einem Fahrzeug zu einem anderen, können so die Anforderungen an die Latenzzeit erfüllt werden, wohingegen dies über mehrere Netzwerkentitäten kritisch oder sogar unmöglich wäre.

Ausführungsbeispiele schaffen daher eine Vorrichtung für einen Basisstations-Sendeempfänger eines Mobilkommunikationssystems. Die Vorrichtung umfasst ein Sendeempfangsmodul, das ausgelegt ist, um schnurlos mit einem oder mehreren mobilen Sendeempfängern zu kommunizieren. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Kontrollmodul, das ausgelegt ist, um das Sendeempfangsmodul zu steuern und/oder zu kontrollieren, und um über das Sendeempfangsmodul eine Nachricht von einem mobilen Sendeempfänger zu erhalten, wobei sich die Nachricht an ein oder mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet, und wobei das Kontrollmodul ausgelegt ist, um die Nachricht über das Sendeempfangsmodul direkt an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten. Ausführungsbeispiele schaffen daher einen Mechanismus, der eine direkte Weiterleitung von Nachrichten an einer Basisstation erlaubt. Entsprechende Nachrichten können daher an einer Basisstation direkt verarbeitet und wieder ausgesendet werden, was kürzere Verzögerungen bedingt. Die direkte Weiterleitung meint dabei, dass die Nachricht nicht erst an andere Netzwerkkomponenten zur weiteren Verarbeitung geschickt und deren Antwort abgewartet wird, sondern dass die Nachricht innerhalb der Basisstation derart verarbeitet werden kann, dass diese auch ohne andere Netzwerkkomponenten an die ein oder mehreren anderen Sendeempfänger weitergeleitet werden kann. Diesbezügliche Entscheidungen finden dann in der Basisstation statt.

In einigen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, um aus der Nachricht einen Indikator auszulesen, der anzeigt, ob sich die Nachricht an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger richtet. Das Kontrollmodul ist dann ausgelegt, um die Nachricht direkt an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten, wenn der Indikator dies anzeigt. Insofern können zumindest manche Ausführungsbeispiele eine Trennung der für die direkte Weiterleitung vorgesehenen Nachrichten von anderen Nachrichten vorsehen und eine diesbezüglich schnelle Entscheidung in dem Basisstations-Sendeempfänger vorsehen bzw. ermöglichen.

Ausführungsbeispiele stellen daher auch eine Vorrichtung für einen mobilen Sendeempfänger eines Mobilkommunikationssystems bereit. Die Vorrichtung für den mobilen Sendeempfänger umfasst ein Sendeempfangsmodul, das ausgelegt ist, um schnurlos mit einem Basisstations-Sendeempfänger des Mobilkommunikationssystems zu kommunizieren. Die Vorrichtung für den mobilen Sendeempfänger umfasst darüber hinaus ein Kontrollmodul, das ausgelegt ist, um das Sendeempfangsmodul zu steuern und/oder zu kontrollieren, und um über das Sendeempfangsmodul eine Nachricht an mehrere andere mobile Sendeempfänger zu richten und an den Basisstations-Sendeempfänger zu kommunizieren. Das Kontrollmodul ist ferner ausgelegt, um eine Information darüber, dass sich die Nachricht an mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet an den Basisstations-Sendeempfänger zu kommunizieren. Insofern können Ausführungsbeispiele auf Seiten der Mobilen ein Übermitteln einer Information erlauben, die dem Basisstations-Sendeempfänger anzeigt, ob eine Nachricht direkt weitergeleitet werden soll oder nicht.

In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung für den Basisstations-Sendeempfänger ferner eine Schnittstelle zur Kommunikation mit ein oder mehreren anderen Netzwerkkomponenten aufweisen, wobei das Kontrollmodul ausgelegt ist, um die Schnittstelle zu steuern und/oder zu kontrollieren, um die Nachricht direkt an die ein oder mehreren mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten und um die Nachricht an die ein oder mehreren anderen Netzwerkkomponenten weiterzuleiten. In Ausführungsbeispielen kann daher zusätzlich oder parallel zum Aussenden der direkt konvertierten Nachricht auch eine Weiterleitung an andere Netzwerkkomponenten stattfinden, beispielsweise um eine Speicherung oder Weiterverarbeitung des Nachrichteninhalts zu ermöglichen oder um anschließend eine weiterverarbeitete Nachricht auszusenden. Beispielsweise kann hier von anderen Netzwerkkomponenten Information ergänzt werden, die dann im Anschluss in einer weiteren Nachricht verteilt wird. Die anderen Netzwerkkomponenten können z.B. einen Backendserver und/oder eine andere Basisstation umfassen. Der Backendserver kann die Nachricht dann speichern oder aufbereiten. Insofern kann eine Weiterleitung an einen Backendserver parallel zur direkten Weiterleitung der Nachricht erfolgen und so weitere Verarbeitungsmechanismen zusätzlich zur zeitnahen Zustellung der Nachricht in den Prozess eingebunden werden. Die andere Basisstation kann einen anderen Abdeckungsbereich bereitstellen, für den die Nachricht ebenfalls interessant ist, z.B. einen benachbarten Abdeckungsbereich mit weiteren mobilen Sendeempfängern. Insofern kann die Nachricht dann auch zeitnah in Zellen ausgesendet werden, die von anderen Basisstations-Sendeempfängern versorgt werden.

In manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul der Vorrichtung für den Basisstations-Sendeempfänger ausgelegt sein, um von dem mobilen Sendeempfänger eine Information über eine Priorität der Nachricht zu erhalten und die Information über die Priorität bei einem Zuteilen von Funkressourcen für die direkte Weiterleitung der Nachricht zu berücksichtigen. Das Kontrollmodul der Vorrichtung für den mobilen Sendeempfänger kann entsprechend ausgelegt sein, um ferner über das Sendeempfangsmodul eine Information über eine Priorität der Nachricht zu übermitteln. In Ausführungsbeispielen können so direkt weiterzuleitende Nachrichten in die Funkressourcenverwaltung, z.B. die Funkressourcenzuweisung und die Prioritätsverteilung sowie in die Zugangskontrolle des übrigen Systems mit eingebunden werden.

In einigen weiteren Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul der Vorrichtung des Basisstations-Sendeempfängers ferner ausgelegt sein, um den Indikator oder die Information über die Priorität der Nachricht bei einer Kanaldekodierung der erhaltenen Nachricht zu bestimmen, z.B. durch Auslesen. Entsprechend kann das Kontrollmodul der Vorrichtung für den mobilen Sendeempfänger ausgelegt sein, um die Information nach der Kanalkodierung der Nachricht an den Basisstations-Sendeempfänger zu übermitteln. Insofern können manche Ausführungsbeispiele erlauben, die Information über die direkte Weiterleitung schon früh in der Signalverarbeitung oder in den unteren Protokollschichten bereitzustellen, was eine schnelle Verarbeitung begünstigt und ggf. auch eine Interpretation der Protokollinformationen für die höheren Schichten nicht erforderlich macht. In weiteren Ausführungsbeispielen können beide Kontrollmodule auch ausgelegt oder ausgebildet sein, um die Information, über eine separate Signalisierung zu übertragen oder zu erhalten.

In weiteren Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul der Vorrichtung für den Basisstations-Sendeempfänger ferner ausgelegt sein, um von dem Mobilkommunikationssystem für die schnurlose Kommunikation über das Sendeempfangsmodul zur Verfügung gestellte Funkressourcen zu verwalten, beispielsweise eine Zugangskontrolle, Funkressourcenzuteilung, usw. durchzuführen oder Einfluss darauf zu nehmen. Eine direkte Weiterleitung einer Nachricht an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger kann dann bei der Verwaltung der Funkressourcen berücksichtigt werden. Ausführungsbeispiele können ein effizientes Ressourcenmanagement erlauben. In manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul der Vorrichtung für den Basisstations-Sendeempfänger ferner ausgelegt sein, um die Nachricht als Rundfunk- oder Gruppennachricht an die ein oder mehreren anderen Sendeempfänger weiterzuleiten. Ausführungsbeispiele können so eine Übertragung der Nachricht an alle Teilnehmer, die bei dem Basisstations-Sendeempfänger oder in einer Zelle des Basisstations-Sendeempfängers bedient werden bzw. registriert sind, bzw. nur an eine ausgewählte Gruppe dieser Teilnehmer, erlauben.

In einigen weiteren Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul der Vorrichtung für den Basisstations-Sendeempfänger ferner ausgelegt sein, um die Nachricht wiederholt und zeitlich versetzt über das Sendeempfangsmodul zu senden und /oder um die Nachricht zumindest doppelt bei verschiedenen Frequenzen zu senden. Insofern kann in manchen Ausführungsbeispielen unter Ausnutzung von Diversität, beispielsweise Zeit- und/oder Frequenzdiversität, eine Übertragung der Nachricht robuster gemacht werden.

In weiteren Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul der Vorrichtung für den Basisstations-Sendeempfänger ferner ausgelegt sein, um die Nachricht auf dedizierten Ressourcenblöcken über das Sendeempfangsmodul zu senden. Vorzugsweise werden hier über Interzell-Interferenzkoordination (auch engl. inter-cell interference coordination (ICIC)) separierte Ressourcenblöcke zugewiesen, deren Frequenzen in Nachbarzellen nicht den Verbindungen zu den dort am Zellrand befindlichen Mobilfunkendgeräten zugeteilt werden und damit einer geringeren Interferenz aus Nachbarzellen unterliegen.

Ausführungsbeispiele stellen auch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung für einen mobilen Sendeempfänger bereit.

Ausführungsbeispiele stellen darüber hinaus ein Verfahren für einen Basisstations-Sendeempfänger eines Mobilkommunikationssystems bereit. Das Verfahren umfasst ein schnurloses Kommunizieren mit einem oder mehreren mobilen Sendeempfängern. Das Verfahren umfasst ferner ein Erhalten einer Nachricht von einem mobilen Sendeempfänger, wobei sich die Nachricht an ein oder mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet. Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein direktes Weiterleiten der Nachricht an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger.

Ausführungsbeispiele stellen auch ein Verfahren für einen mobilen Sendeempfänger eines Mobilkommunikationssystems bereit. Das Verfahren umfasst ein schnurloses Kommunizieren mit einem Basisstations-Sendeempfänger des Mobilkommunikationssystems. Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Kommunizieren einer Nachricht für mehrere andere mobile Sendeempfänger an den Basisstations-Sendeempfänger, und ein Kommunizieren einer Information darüber, dass sich die Nachricht an mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet an den Basisstations-Sendeempfänger. Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der oben beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer, einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Ausführungsbeispiele stellen auch ein digitales Speichermedium bereit, das maschinen- oder computerlesbar ist, und das elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente so zusammenwirken können, dass eines der oben beschriebenen Verfahren ausgeführt wird.

Figurenkurzbeschreibung

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung für einen Basisstations-Sendeempfänger und ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung für einen mobilen Sendeempfänger;

2 eine LTE Netzwerk-Architektur in einem Ausführungsbeispiel;

3 einen Nachrichtenfluss in einem Ausführungsbeispiel;

4 einen parallelen Nachrichtenfluss in einem Ausführungsbeispiel;

5 eine Berücksichtigung von Prioritäten in einem Ausführungsbeispiel;

6 eine Funkressourcenverwaltung in einem Ausführungsbeispiel;

7 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens für einen Basisstations-Sendeempfänger; und

8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens für einen mobilen Sendeempfänger.

Beschreibung

Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.

Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Figurenbeschreibung gleiche oder ähnliche Elemente.

Man beachte, dass ein Element, das als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „verkoppelt“ bezeichnet wird, mit dem anderen Element direkt verbunden oder verkoppelt sein kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn ein Element dagegen als „direkt verbunden“ oder „direkt verkoppelt“ mit einem anderen Element bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Begriffe, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf ähnliche Weise interpretiert werden (z.B., „zwischen“ gegenüber „direkt dazwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“ usw.).

Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „einer”, „eine”, „eines” und „der, die, das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B. „beinhaltet“, „beinhaltend“, „aufweist“, „umfasst“, „umfassend“ und/oder „aufweisend“, wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.

Solange nichts anderes definiert ist, haben sämtliche hierin verwendeten Begriffe (einschließlich von technischen und wissenschaftlichen Begriffen) die gleiche Bedeutung, die ihnen ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, beimisst. Ferner sei klargestellt, dass Ausdrücke, z.B. diejenigen, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, als hätten sie die Bedeutung, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn zu interpretieren sind, solange dies hierin nicht ausdrücklich definiert ist.

Die hier und im Folgenden beschriebenen Komponenten werden als „ausgelegt, um“ oder als „ausgebildet, um“ eine gewisse Funktion durchzuführen oder zu erfüllen beschrieben, wobei diese Begriffe synonym verwendet werden und gegeneinander austauschbar sind. Dabei ist eine solche Komponente jeweils in der Lage die beschriebene Funktion auszuführen, weil beispielsweise entsprechende Software in einem Speicher vorhanden ist oder vorgehalten wird. So ist beispielsweise ein Kontrollmodul, das ausgelegt oder ausgebildet ist, um ein Sendeempfangsmodul zu steuern, und in programmierbarer Hardware implementiert ist, dahingehend auszulegen, dass entsprechende Steuersoftware zur Steuerung des Sendeempfangsmoduls vorhanden ist.

1 illustriert ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 für einen Basisstations-Sendeempfänger 100 und ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 50 für einen mobilen Sendeempfänger 60. Weitere Ausführungsbeispiele sind ein Basisstations-Sendeempfänger 100 mit einer Vorrichtung 10 und ein mobiler Sendeempfänger 60 mit einer Vorrichtung 50. Diese sind in der 1 als optionale Komponenten in gestrichelten Linien dargestellt. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein System 900 mit einem Basisstations-Sendeempfänger 100 und einem mobilen Sendeempfänger 60.

Die Vorrichtung 10 für den Basisstations-Sendeempfänger 100 eines Mobilkommunikationssystems 900 umfasst ein Sendeempfangsmodul 12, das ausgebildet ist, um schnurlos mit einem oder mehreren mobilen Sendeempfängern zu kommunizieren. Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein Kontrollmodul 14, das ausgebildet ist, um das Sendeempfangsmodul 12 zu steuern und/oder zu kontrollieren und mit diesem gekoppelt ist. Das Kontrollmodul 14 ist ferner ausgelegt, um über das Sendeempfangsmodul 12 eine Nachricht von einem mobilen Sendeempfänger 60 zu erhalten, wobei sich die Nachricht an ein oder mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet. Das Kontrollmodul 14 ist ausgelegt, um die Nachricht über das Sendeempfangsmodul 12 direkt an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten.

In Ausführungsbeispielen kann das Mobilfunksystem oder Mobilkommunikationssystem 900 beispielsweise einem der Mobilfunksysteme entsprechen, die von entsprechenden Standardisierungsgremien, wie z.B. der 3rd Generation Partnership Project(3GPP)-Gruppe, standardisiert werden. Beispielsweise umfassen diese das Global System for Mobile Communications (GSM), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), GSM EDGE Radio Access Network (GERAN), das Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) oder das Evolved UTRAN (E-UTRAN), wie z. B. das Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), Long Term Evolution (LTE) oder LTE-Advanced (LTE-A), System der fünften Generation (5G) oder auch Mobilfunksysteme anderer Standards, wie z. B. das Worldwide Interoperability for Microwave Access (WIMAX), IEEE802.16 oder Wireless Local Area Network (WLAN), IEEE802.11, sowie generell ein System, das auf einem Zeitbereichsvielfachzugriffsverfahren (auch engl. “Time Division Multiple Access (TDMA)”), Frequenzbereichsvielfachzugriffsverfahren (auch engl. “Frequency Division Multiple Access (FDMA)”), Kodebereichsvielfachzugriffsverfahren (auch engl. “Code Division Multiple Access (CDMA)”), Orthogonalen Frequenzbereichsvielfachzugriffsverfahren (auch engl. “Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA)”) oder einer anderen Technologie bzw. Vielfachzugriffverfahren basiert. Im Folgenden werden die Begriffe Mobilfunksystem, Mobilfunknetz, Mobilkommunikationssystem und Mobilfunknetzwerk synonym benutzt.

Im Folgenden wird angenommen, dass ein solches Mobilfunksystem zumindest einen stationären Sendeempfänger im Sinne einer Basisstation 100 umfasst, der über Anbindung an den leitungsgebundenen Teil des Mobilfunknetzes verfügt. Auf der anderen Seite wird davon ausgegangen, dass das Mobilfunknetz zumindest einen mobilen Sendeempfänger 60 (Mobilfunkendgerät) umfasst, wobei sich der Begriff mobil hier darauf beziehen soll, dass mit diesem Sendeempfänger über die Luftschnittstelle, d. h. kabellos/schnurlos, kommuniziert wird. Ein solcher mobiler Sendeempfänger kann beispielsweise einem tragbaren Telefon, einem Smartphone, einem Tablet-Computer, einem tragbaren Computer oder einem Funkmodul entsprechen, das nicht zwingend mobil in dem Sinne ist, als dass es sich tatsächlich gegenüber seiner Umgebung bewegt. Der Sendeempfänger kann auch stationär sein (z.B. relativ zu einem Kfz), mit dem Mobilfunknetz jedoch drahtlos kommunizieren. Insofern kann die bereits erwähnte Basisstation einer Basisstation einem der oben erwähnten Standards entsprechen, beispielsweise einer NodeB, einer eNodeB, usw.

Ein Basisstations-Sendeempfänger oder eine Basisstation (diese Begriffe können äquivalent verwendet werden) kann ausgelegt sein, um mit einem oder mehreren aktiven Mobilfunkgeräten zu kommunizieren und um in oder benachbart zu einem Versorgungsbereich eines anderen Basisstations-Sendeempfängers oder einer Basisstation zu kommunizieren, z.B. als Makrozell-Basisstation oder als Kleinzell-Basisstation. Somit können Ausführungsformen ein Mobilkommunikationssystem mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten und einer oder mehreren Basisstationen umfassen, wobei die Basisstations-Sendempfänger Makrozellen oder kleine Zellen bereitstellen können, z. B. Pico-, Metro- oder Femto-Zellen. Ein mobiler Sendeempfänger oder Mobilfunkendgerät kann einem Smartphone (intelligentes Telefon), einem Handy, einem Benutzergerät, einem Funkgerät, einer Mobilen, einer Mobilstation, einem Laptop, einem Notebook, einem Personal Computer (PC), einem Personal Digital Assistant (PDA), einem Universal Serial Bus(USB)-Stick oder-Adapter, einem Kraftfahrzeug (Kfz), einem Auto, Lastkraftwagen (Lkw), Motoräder, Fahrräder, Züge, Flugzeuge, Schiffe, sämtliche Luft-, Land-, und Wasserfortbewegungsmittel etc., entsprechen. Ein mobiler Sendeempfänger kann auch als engl. „User Equipment (UE)“ oder Mobile im Einklang mit der 3GPP- Terminologie bezeichnet werden.

Ein Basisstations-Sendeempfänger oder eine Basisstation kann sich zumindest aus der Sicht eines Mobilfunkendgerätes in einem feststehenden oder zumindest festverbundenen Teil des Netzwerks oder Systems befinden. Ein Basisstation-Sendeempfänger oder eine Basisstation kann auch einem Remote Radio Head, einer Relay-Station, einem Übertragungspunkt, einem Zugriffspunkt (auch engl. „Access Point“), einem Funkgerät, einer Makrozelle, einer kleinen Zelle, einer Mikrozelle, einer Femtozelle, einer Metrozelle usw. entsprechen. Eine Basisstation oder ein Basisstations-Sendeempfänger wird somit als logisches Konzept eines Knotens/einer Einheit zur Bereitstellung eines Funkträgers oder von Funkverbindungen über die Luftschnittstelle verstanden, über den oder die einem Endgerät/mobilen Sendeempfänger Zugang zu einem Mobilfunknetz verschafft wird.

Eine Basisstation oder ein Basisstations-Sendeempfänger kann eine drahtlose Schnittstelle für Mobilfunkendgeräte zu einem verdrahteten Netzwerk darstellen. Die verwendeten Funksignale können durch 3GPP standardisierte Funksignale sein oder allgemein Funksignale in Übereinstimmung mit einer oder mehreren der oben genannten Systeme. So kann eine Basisstation oder ein Basisstations-Sendeempfänger einer NodeB, einer eNodeB, einer Base Transceiver Station (BTS), einem Zugangspunkt, einem Remote Radio Head, einem Übertragungspunkt, einer Relaystation, etc. entsprechen, die in weitere Funktionseinheiten unterteilt sein kann.

Ein Mobilfunkendgerät oder mobiler Sendeempfänger kann einer Basisstation oder Zelle zugeordnet werden oder bei dieser registriert sein. Der Begriff Zelle bezieht sich auf einen Abdeckungsbereich der Funkdienste, die durch eine Basisstation bereitgestellt werden, z.B. von einer NodeB (NB), einer eNodeB (eNB), einem Remote Radio Head, einem Übertragungspunkt, einer Relay-Station, etc. Eine Basisstation kann eine oder mehrere Zellen auf einer oder mehreren Trägerfrequenzen bereitstellen. In manchen Ausführungsformen kann eine Zelle auch einem Sektor entsprechen. Zum Beispiel können Sektoren mit Sektorantennen, die zur Abdeckung eines Winkelabschnitts um einen Antennenstandort herum ausgebildet sind, gebildet werden. In einigen Ausführungsformen kann eine Basisstation beispielsweise zum Betrieb von drei oder sechs Zellen oder Sektoren ausgelegt sein (z.B. 120º im Fall von drei Zellen und 60° im Fall von sechs Zellen). Eine Basisstation kann mehrere Sektorantennen umfassen. Im Folgenden können die Begriffe Zelle und Basisstation auch synonym verwendet werden.

Mit anderen Worten kann in den Ausführungsformen das Mobilkommunikationssystem auch ein heterogenes Zellnetzwerk (HetNet) umfassen, das unterschiedliche Zelltypen aufweist, z.B. Zellen mit geschlossenen Nutzergruppen (auch engl. „Closed Subscriber Group CSG“) und offene Zellen sowie Zellen unterschiedlicher Größe, wie z.B. Makrozellen und kleine Zellen, wobei der Abdeckungsbereich einer kleinen Zelle kleiner ist als der Abdeckungsbereich einer Makrozelle. Eine kleine Zelle kann einer Metrozelle, einer Mikrozelle, einer Picozelle, einer Femtozelle usw. entsprechen. Die Abdeckungsbereiche der einzelnen Zellen werden durch die Basisstationen für ihre Versorgungsgebiete bereitgestellt und hängen von den Sendeleistungen der Basisstationen und den Interferenzbedingungen in dem jeweiligen Bereich ab. In manchen Ausführungsformen kann der Abdeckungsbereich einer kleinen Zelle zumindest teilweise von einem Versorgungsbereich einer anderen Zelle umgeben sein oder teilweise mit dem Versorgungsbereich z.B. einer Makrozelle übereinstimmen oder überlappen. Kleine Zellen können eingesetzt werden, um die Kapazität des Netzwerks zu erweitern. Eine Metrozelle kann daher verwendet werden, um eine kleinere Fläche als eine Makrozelle abzudecken, z.B. werden Metrozellen verwendet, um eine Straße oder einen Abschnitt in einem Ballungsgebiet abzudecken. Für eine Makrozelle kann der Abdeckungsbereich einen Durchmesser in der Größenordnung von einem Kilometer oder mehr haben, z.B. entlang von Autobahnen auch 10km oder mehr, für eine Mikrozelle kann der Abdeckungsbereich einen Durchmesser von weniger als einem Kilometer haben und eine Picozelle kann einen Abdeckungsbereich mit einen Durchmesser von weniger als 100m haben. Eine Femtozelle kann den kleinsten Abdeckungsbereich aufweisen und sie kann verwendet werden, um beispielsweise einen Haushalts-, einen Kfz- oder einen Gate-Bereich auf dem Flughafen abzudecken, d.h. ihr Sendegebiet kann einen Durchmesser von unter 50m aufweisen.

Wie die 1 zeigt umfasst das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 für den Basisstations-Sendeempfänger 100 ein Sendeempfangsmodul 12, das ausgelegt ist, um einen Abdeckungsbereich zur schnurlosen Kommunikation mit einem Mobilfunkendgerät 60 bereitzustellen. In Ausführungsbeispielen kann das Sendeempfangsmodul 12 einem beliebigen Modul mit Empfangs- und/oder Sendemitteln, einem Sender, einem Empfänger, einem Sendeempfänger usw. entsprechen. Das Sendeempfangsmodul 12 kann dabei typische Sender- bzw. Empfängerkomponenten enthalten. Darunter können beispielsweise ein oder mehrere Antennen, ein oder mehrere Filter, ein oder mehrere Mischer, ein oder mehrere Verstärker, ein oder mehrere Diplexer, ein oder mehrere Duplexer, usw. fallen.

In Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul 14 einem beliebigen Controller oder Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente entsprechen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 auch als Software oder Computerprogramm realisiert sein, die oder das für eine entsprechende Hardwarekomponente programmiert ist. Insofern kann das Kontrollmodul 14 als programmierbare Hardware mit entsprechend angepasster Software implementiert sein. Dabei können beliebige Prozessoren, wie Digitale Signalprozessoren (DSPs) zum Einsatz kommen. Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf einen bestimmten Typ von Prozessor eingeschränkt. Es sind beliebige Prozessoren oder auch mehrere Prozessoren zur Implementierung des Kontrollmoduls14 denkbar.

Die 1 illustriert darüber hinaus ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 50 für einen mobilen Sendeempfänger 60 des Mobilkommunikationssystems 900. Die Vorrichtung 50 umfasst ein Sendeempfangsmodul 52, das ausgelegt ist, um schnurlos mit dem Basisstations-Sendeempfänger 100 des Mobilkommunikationssystems 900 zu kommunizieren. Die Vorrichtung 50 umfasst ferner ein Kontrollmodul 54, das ausgelegt ist, um das Sendeempfangsmodul 52 zu steuern und/oder zu steuern und mit diesem gekoppelt ist. Das Kontrollmodul 54 ist ferner ausgelegt, um über das Sendeempfangsmodul 52 eine Nachricht an mehrere andere mobile Sendeempfänger zu richten und an den Basisstations-Sendeempfänger 100 zu kommunizieren. Das Kontrollmodul 54 ist ferner ausgebildet, um eine Information darüber, dass sich die Nachricht an mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet über das Sendeempfangsmodul 52 an den Basisstations-Sendeempfänger 100 zu kommunizieren.

In Ausführungsbeispielen kann das Sendeempfangsmodul 52 entsprechend dem Sendeempfangsmodul 12 implementiert sein. Das Kontrollmodul 54 kann entsprechend dem Kontrollmodul 14 implementiert sein. Entsprechend der Vorrichtung 50 für den mobilen Sendeempfänger 60 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel das Kontrollmodul 14 ausgelegt, um aus der Nachricht einen Indikator auszulesen, der anzeigt, ob sich die Nachricht an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger richtet. Das Kontrollmodul 14 ist ferner ausgelegt, um die Nachricht direkt an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten, wenn der Indikator dies anzeigt. In Ausführungsbeispielen kann die Basisstation beispielsweise ein LTE eNodeB sein oder auch eine Basisstation eines anderen Standards.

Zeitkritische Nachrichten werden dann lokal bei der Basisstation 100/Vorrichtung 10 weiter verarbeitet und in der Aufwärtsstrecke (vom mobilen Endgerät zur Basisstation, auch Uplink) empfangene Unicast (Übertragung von Punkt-zu-Punkt) Nachrichten können dann umgehend von der Basisstation 100/Vorrichtung 10 wieder an weitere mobile Endgeräte in der Abwärtsstrecke (von der Basisstation zur Mobilstation, auch downlink) weitergeleitet werden, z.B. als Multicast (Übertragung von Punkt-zu-Gruppe) Nachricht oder Broadcast (Rundfunk) Nachricht. Durch das schnelle Umschalten oder auch im weiteren Sinne durch direktes Reflektieren an der Basisstation kann die Nachricht in der Nähe der Basisstation (zumindest im eigenen geografischen Abdeckungsbereich) schnell verbreitetet werden. Ausführungsbeispiele können so eine schnelle Zustellung der Nachricht erlauben da keine weitere Verarbeitung oder Weiterleitung an andere Netzwerkknoten abgewartet werden muss. Als Basisstation 100 können dabei beispielsweise UMTS/LTE/LTE-A oder auch 5G Basisstationen verwendet werden. Die Verzögerung kann dabei auf einen geringen Wert reduziert werden, da zusätzliche Verzögerungen durch Weiterleitungen an andere Entitäten und Abwarten etwaiger Antworten vermieden werden können.

LTE unterstützt bereits Multicast- und Broadcast-Technologien unter Verwendung des evolved Multimedia Broadcast and Multicast Service (eMBMS, etwa weiter entwickelter Multimedia Rundfunk- und Gruppenkommunikationsdienst). Dies ist ein funkressourcen-effizienter Dienst, der Datenübertragung in der Abwärtsstrecke an mehrere für einen bestimmten Dienst registrierte Nutzer erlaubt. ETSI TR 102 962, “Intelligent Transport Systems (ITS); in Cooperative ITS (C-ITS)”, 2012, http://www.etsi.org/deliver/etsi_tr/102900_102999/102962/01.01.01_60/tr_102962v010101p.pdf beschreibt für einen Backend-Server, CAM und DENM eine Geocasting-Funktionalität, die auf einem Abfangen von Nachrichten von Fahrzeugen basiert. Die Daten werden dann verarbeitet und an entsprechende in dem geografischen Bereich befindliche Fahrzeuge weitergeleitet bzw. verteilt. Zur Identifikation der Fahrzeuge benötigt der Backendserver Wissen über den geografischen Bereich, Koordinaten der Fahrzeuge und kontinuierlich aktualisierte Daten über Fahrzeuge, die sich in dem geografischen Bereich aufhalten, sowie deren Internetprotokolladressen (IP-Adressen). Wenn Fahrzeuge einen geografischen Bereich verlassen und in einen anderen einfahren informiert der Backendserver die jeweiligen Fahrzeuge über die Koordinaten des aktuellen geografischen Bereichs.

Die Ausführungsbeispiele basieren auf der Erkenntnis, dass Mobilfunkendgeräte im Abdeckungsbereich einer Basisstation 100 im Sinne einer Gruppen- oder Rundfunkkommunikation einfach zu adressieren bzw. zu erreichen sind. Der Abdeckungsbereich einer Basisstation 100 teilt sich typischerweise in zwei oder drei oder mehr Zellen auf, entlang von Autobahnen finden sich zumeist zwei Zellen. Für Rundfunknachrichten wird die Anzahl der Zellen jedoch nicht zwingend benötigt.

Beispielsweise aus LTE Netzen sind verschiedene Zustände bekannt, in denen ein Endgerät verweilen kann, z.B. kann es verbunden sein (auch engl. Connected Mode) oder im Leerlauf (auch engl. Idle Mode). Aus dem Aspekt der gewünschten schnellen Übertragung heraus sollten die Mobilgeräte daher im Verbindungsmodus (connected mode) gehalten werden, um keine wertvolle Zeit beim Verbindungsaufbau (z.B. connection setup procedure) zu verlieren, welche erforderlich wäre, um die Mobilgeräte aus dem Leerlaufmodus in den Verbindungsmodus zu bringen.

In manchen Ausführungsbeispielen wird daher ein Mobilgerät (UE) im Connected Mode gehalten. Nach Ablauf eines Inactivity-Timers (Zähler für Inaktivitätszeitraum) wechselt das Mobilgerät (UE) vom Connected Mode in den Idle Mode. Der Inactivity-Timer fängt an zu zählen, wenn der momentane Datendurchsatz 0 ist. Um zu verhindern, dass das Mobilgerät den Connected Mode verlässt, wird vor Ablauf des Timers ein Durchsatz generiert. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass es vom Backend-Server 230 gepingt wird oder ein Ping von dem Mobilgerät aus verschickt wird. Die hierfür erforderliche Datenmenge ist gering. Bei UMTS haben Messungen gezeigt, dass 32 Byte ausreichen, um das Mobilgerät (UE) im Connected Mode zu halten.

In einigen Ausführungsbeispielen kann dies z.B. bedeuten, dass das Mobilgerät (UE) vor Ablauf des Inactivity-Timers (z.B. 15s) angepingt wird. Dies kann aber auch dienstspezifisch realisiert werden. Beispielsweise wäre es bei einer Sprachverbindung über LTE (auch engl. Voice over LTE) unter Umständen nicht wünschenswert, dass ein Inactivity-Timer zuschlägt und das Mobilgerät (UE) den Connected Mode verlässt. Solange die Mobilitätsmanagementeinheit (auch engl. Mobility Management Entity (MME)) den dedizierten Verbindungskontext (auch engl. dedicated bearer) aufrechterhält, kann, zumindest in manchen Ausführungsbeispielen, auch das Mobilgerät nicht in den Idle Mode transferiert werden. Eine entsprechende Prozedur könnte in weiteren Ausführungsbeispielen auch für die zeitkritischen Safety-Services (Sicherheitsdienste) angewandt werden. In einigen weiteren Ausführungsbeispiele kann der Ping auch bestätigt werden (auch engl. acknowledgement), d.h. es wird eine Antwort gesendet (auch engl. reply). Wenn kein Reply kommt, wird beispielsweise nach Ablauf eines Timers der Ping wiederholt. Macht z.B. ein Mobilgerät (UE) kurz vor Versenden einer Safety-Message einen Ping, dann ist es wieder im Connected Mode. Im Connected Mode braucht das Mobilgerät (UE) Kotrollkanäle (auch engl. Control Channels), d.h. aus Netzsicht wird die Anzahl der verbundenen Teilnehmer (auch Connected oder Connected Mode Users) erhöht, die Ressourcen werden aber bereitgestellt.

Die Bezeichnung Basisstation 100 kann dazu verwendet werden, um eine Sendeeinrichtung eines Mobilkommunikationssystems 900 in Richtung zu einem mobilen Endgerät hin (Abwärtstrecke, Downlink) zu bezeichnen und um eine Empfangseinrichtung für Daten von einem mobilen Endgerät (Aufwärtsstrecke, Uplink) zu bezeichnen. In LTE-Systemen wird die Basisstation 100 auch als eNodeB bezeichnet. Basisstationen können geografisch benachbarte Abdeckungsbereiche haben und können von ein oder mehreren Mobilfunkanbietern betrieben werden. Basisstationen mit benachbarten Abdeckungsbereichen können darüber hinaus untereinander kommunizieren, beispielsweise direkt über dafür vorgesehen Schnittstellen, z.B. X2 interface in evolved UMTS Mobile Terrestrial Radio Access Network (eUTRAN). Die Bezeichnungen Mobile, Mobilefunkendgerät, mobiles Endgerät, usw. definieren eine Einheit, die beispielsweise Daten von einem Fahrzeug aus an eine Basisstation schickt. Eine solche Einheit kann auch als Benutzergerät (auch engl. user equipment (UE)), als Fahrzeug selbst, oder beliebiger Adapter (z.B. surf-stick) ausgeführt sein, der mit einem elektronischen Kontrollmodul (auch engl. Electronic Control Unit (ECU)) ausgerüstet ist und diesem Kontrollmodul eine Anbindung an ein zellulares Mobilkommunikationssystem ermöglicht.

In der Abwärtsstrecke empfängt das Mobilgerät Daten von der Basisstation. Ausführungsbeispiele basieren auf der Erkenntnis, dass Latenzzeiten bei der Übertragung in Systemen mit zentralisierter Architektur, wie z.B. LTE, LTE-A oder 5G, über eine direkte Konvertierung von unicast-Nachrichten aus der Aufwärtsstrecke in Multicast- oder Rundfunknachrichten für die Abwärtsstrecke an der Basisstation reduziert werden können.

Eine zeitkritische Nachricht kann demnach von einem Benutzer oder Mobilfunkgerät in der Nähe einer Basisstation empfangen werden. Diese kann beispielsweise als zeitkritische oder sicherheitsrelevante Nachricht markiert sein, beispielsweise mit dem oben beschriebenen Indikator oder einer beliebigen anderen Kennzeichnung. In einigen weiteren Ausführungsbeispielen kann zur Kennzeichnung ein Wert, z.B. ein oder mehrere Bits (auch engl. ein oder mehrere Flags) verwendet werden.

Aus der Perspektive des Senders, hier der Basisstation 100, sind die Empfänger in der Nähe, d.h. in einem direkten Umfeld, z.B. weniger als 1km, 2km, 3km oder 5km entfernt. Dies ist ein typischer Fall für sicherheitsrelevante Nachrichten. Dieser Bereich kann beispielsweise dem Abdeckungsbereich einer Basisstation entsprechen. Eine Applikation, die auf dem Mobilgerät oder in einem Fahrzeug ausgeführt werden kann, kann dann darüber entscheiden, welche Nachricht für die direkte Umwandlung von Aufwärts- zu Abwärtsstrecke vorgesehen ist. Zum Beispiel können Hindernisse oder Gefahren in einem Fahrzeug über eine oder mehrere Kameras (auch engl. on-board cameras) oder Sensoren erfasst werden, beispielsweise kann ein unbeleuchtetes Objekt oder überfrierende Nässe (Blitzeis) Gegenstand einer solchen Nachricht sein. Eine Applikation im Fahrzeug kann die erfassten Daten analysieren, das Ereignis oder die Nachricht klassifizieren und in einer lokal generierten Warnnachricht für nachfolgende oder ankommende Fahrzeuge codieren, als direkt zu verteilende (auch sicherheitsrelevante) Nachricht markieren und an die Basisstation schicken, ggf. kann auch ein Prioritätsindikator in die Nachricht mit codiert werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Kontrollmodul 54 der Vorrichtung 50 für den mobilen Sendeempfänger 60 ausgelegt, um über das Sendeempfangsmodul 52 eine Information über eine Priorität der Nachricht zu übermitteln. Entsprechend ist das Kontrollmodul 14 der Vorrichtung 10 für den Basisstations-Sendeempfänger 100 ausgebildet, um von dem mobilen Sendeempfänger eine Information über eine Priorität der Nachricht zu erhalten und die Information über die Priorität bei einem Zuteilen von Funkressourcen für die direkte Weiterleitung der Nachricht zu berücksichtigen.

Der in Ausführungsbeispielen optionale Prioritätsindikator oder generell die Information über die Priorität kann die Markierung der Nachricht als direkt weiterzuleitende Nachricht mit umfassen oder aber eine zusätzliche Prioritätsinformation darstellen. In Ausführungsbeispielen kann der Prioritätsindikator binär sein oder auch mehrere Werte umfassen, um eine weitere Differenzierung nach Prioritäten zu ermöglichen. Zum Beispiel kann der Wert 0 angeben, dass die Nachricht nicht zur direkten Weiterleitung (direkte Konvertierung von der Aufwärts- in die Abwärtstrecke) vorgesehen ist, wobei von 0 verschiedene Werte eine direkte Weiterleitungsanfrage an die Basisstation anzeigen. Beispielsweise kann der Wert 2 eine höhere Priorität als der Wert 1 anzeigen.

Eine solche Nachricht wird dann von dem mobilen Sendeempfänger 60 oder einer ECU des Fahrzeugs zur Basisstation 100 übertragen. Zur Information der Basisstation 100 über die direkte Weiterleitung können auch einzelne oder Kombinationen der im Folgenden beschriebenen Methoden verwendet werden. In manchen Ausführungsbeispielen wird er Inhalt einer solchen Nachricht nicht von der Basisstation interpretiert oder analysiert. Dies geschieht beim Empfänger der Nachricht, z.B. im Backendserver. Der Basisstation 100 kann die Anfrage über die direkte Weiterleitung mittels einer Signalisierungsnachricht oder auch durch Kodieren der Information in verschiedene Kanäle (z.B. engl. shared channels, gemeinsam benutzte Kanäle) oder auch mittels der Kanalkodierung mitgeteilt werden. Zum Beispiel können beide Kontrollmodule 14, 54 auch ausgelegt oder ausgebildet sein, um die Information oder die Anfrage nach der direkten Konvertierung über eine separate Signalisierung zu übertragen oder zu erhalten.

Bei der Verwendung von Signalisierungsnachrichten kann der Basisstation 100 über Signalisierungskanäle mitgeteilt werden, dass eine Anfrage nach direkter Konvertierung erfolgen soll. Am Beispiel von LTE kann dies über den Physical Uplink Control Channel (PUCCH) (deutsch: physikalischer Kontrollkanal der Aufwärtsstrecke) erfolgen, der auch dazu verwendet wird, der Basisstation einen Kanalqualitätsindikator (engl. Channel Quality Indicator (CQI)) zu übertragen.

Aus 3GPP TS 24.301 V10.12.0, “Non-Access-Stratum (NAS) protocol for Evolved Packet System (EPS); Stage 3”, 2013, http://www.3GPP.org, geht hervor, dass seine Mobile (UE) einen Bedarf an einer bestimmten Qualitätsklasse (auch engl. Quality of Service (QoS), QoS Class Indicator, (QCI)) beantragen kann und optional den Bedarf an einer garantierten Bitrate (engl. Guaranteed Bit Rate (GBR)) für eine Datenverbindung anfragen kann. Falls das Netzwerk die Anfrage akzeptiert wird ein neuer Kommunikationskontext (auch engl. Evolved Packet System (EPS) bearer context) erzeugt, bzw. ein bestehender Kontext entsprechend angepasst (auch engl. EPS bearer context modification procedure). Diese Signalisierung, die in der LTE-Architektur dem Non-Access-Stratum zugeordnet ist, kann alternativ oder auch in abgewandelter Form dazu verwendet werden, der Basisstation mitzuteilen, dass eine direkte Konvertierung erfolgen soll.

3GPP TS 23.203 V12.3.0, “Policy and charging control architecture”, 2013, http://www.3GPP.org, beschreibt einen Mechanismus zur Prioritätsvergabe und -signalisierung, Datenpaketverzögerungsbudgets und Paketverlustrate, und die Anforderung von insgesamt neun QCIs. Zusätzlich sind 127 betreiberspezifische QCIs vorgesehen. In einem Ausführungsbeispiel können beispielsweise mehrere solche betreiberspezifischen QCIs zur Signalisierung der Anfrage über die direkte Konvertierung verwendet werden. Ergänzend oder alternativ kann eine Kombination verschiedener Parameter benutzt werden, um einen bestimmten QCI anzufragen, der den direkten Konvertierungswunsch signalisiert.

3GPP TS 24.301 spezifiziert Verbindungsanfragen an ein Paketdatennetzwerk und definiert die jeweiligen Nachrichteninhalte. Diese NAS-Nachrichten und deren optionale Felder können alternativ für die Signalisierung des direkten Konvertierungswunsches verwendet werden. Ergänzend oder alternativ kann der LTE Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) verwendet werden um eine Inbandsignalisierung zu ermöglichen, z.B. unter Verwendung von Feldern im Protokollheader.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Kontrollmodul 54 der Vorrichtung 50 für den mobilen Sendeempfänger 60 ausgelegt, um die Information über eine Kanalkodierung der Nachricht an den Basisstations-Sendeempfänger 100 zu übermitteln. Entsprechend ist dann das Kontrollmodul 14 der Vorrichtung 10 für den Basisstations-Sendeempfänger 100 ausgelegt, um den Indikator oder die Information über die Priorität der Nachricht bei einer Kanaldekodierung der erhaltenen Nachricht zu bestimmen. In manchen Ausführungsbeispielen kann die Kanalcodierung zur Einbettung einer entsprechenden Signalisierung verwendet werden. Eine Kanalkodierung wird auf Seiten des Mobilgerätes zum Schutz vor Übertragungsfehlern auf der Luftschnittstelle durchgeführt. Die Basisstation kann in manchen Ausführungsbeispielen durch Verwendung bestimmter Bits bei der Kanalcodierung, z.B. als Indikator oder Prioritätswert, über die gewünschte Direktkonvertierung informiert werden, beispielsweise können hier ein oder mehrere Bits in einem Protokollheader verwendet werden. Die Basisstation kann dann eine Kanaldekodierung durchführen und nur die für die Kanaldekodierung relevante Information betrachten, z.B. ein benutztes Modulations- und Kodierungs-Schema (Modulation and Coding Scheme (MCS)). Der Inhalt der Nachricht selbst wird dann transparent an weitere Netzwerkentitäten weitergeleitet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Nachricht, sofern keine Indikation über die direkte Weiterleitung vorhanden ist, behandelt wie bisher, und die Nachricht beispielsweise über die LTE S1-Schnittstelle an einen Netzübergang weitergeleitet (auch engl. Serving Gateway(S-GW)). Von dort aus kann die Nachricht dann beispielsweise via Internet an einen Applikations- oder Backendserver transferiert werden. Wenn der Indikator oder die Prioritätsinformation anzeigt, dass eine direkte Konvertierung durchgeführt werden soll, kann die Nachricht auch wie eine Serviceanfrage für eine Datenübertragung in der Abwärtsstrecke behandelt werden, und die dort vorgesehenen Prioritätsindikatoren können für das Radioressourcenmanagement (auch engl. Radio Resource Management (RRM)) verwendet werden. Wenn diese Verfahren oder Prozeduren erfolgreich durchlaufen wurden, kann die Basisstation eine Kanalkodierung durchführen und die Nachricht in der Abwärtsstrecke übertragen.

Das lokale Umschalten oder direkte Weiterleiten an der Basisstation 100 kann zusätzlich oder alternativ zu einer Weiterleitung der Nachricht an einen Backend- oder Applikationsserver geschehen. Im letzteren Fall kann der Standardprozess für Sicherheitsdienste verwendet werden, jedoch kann die zeitkritische Information durch die direkte Übertragung/Weiterleitung an der Basisstation 100 in Ausführungsbeispielen die Empfänger früher erreichen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 10 für den Basisstations-Sendeempfänger 100 ferner eine Schnittstelle zur Kommunikation mit ein oder mehreren anderen Netzwerkkomponenten auf. Das Kontrollmodul 14 ist dann ausgelegt, um die Schnittstelle zu steuern und/oder zu kontrollieren, um die Nachricht direkt an die ein oder mehreren mobilen Sendeempfänger weiterzuleiten und um die Nachricht an die ein oder mehreren anderen Netzwerkkomponenten weiterzuleiten. In diesem Ausführungsbeispiel findet zusätzlich oder parallel zur direkten Konvertierung auch eine Weiterleitung an andere Netzwerkkomponenten statt, z.B. um eine Speicherung oder Weiterverarbeitung des Nachrichteninhalts zu ermöglichen oder um anschließend eine weiterverarbeitete Nachricht auszusenden. Beispielsweise kann hier von anderen Netzwerkkomponenten Information ergänzt werden, die dann im Anschluss in einer weiteren Nachricht verteilt wird. Hierbei kann es sich um präventive Warnnachrichten o. ä. handeln. In einem weiteren Beispiel ist es denkbar, dass die direkt konvertierte Warnnachricht die Information über einen unbeschrankten Bahnübergang umfasst, und nachfolgend eine von einem Backendserver um den konkreten Fahrplan ergänzte Nachricht verteilt wird.

Die anderen Netzwerkkomponenten können z.B. einen Backendserver 230 und/oder eine andere Basisstation umfassen. Der Backendserver 230 kann die Nachricht dann speichern oder aufbereiten. Insofern kann eine Weiterleitung an einen Backendserver 230 parallel zur direkten Weiterleitung der Nachricht erfolgen und so weitere Verarbeitungsmechanismen zusätzlich zur zeitnahen Zustellung der Nachricht in den Prozess eingebunden werden. Die andere Basisstation kann einen anderen Abdeckungsbereich bereitstellen, für den die Nachricht ebenfalls interessant ist, z.B. einen benachbarten Abdeckungsbereich mit weiteren mobilen Sendeempfängern. Der andere Basisstations-Sendeempfänger kann auch einen überlappenden Abdeckungsbereich beispielsweise bei einer anderen Frequenz haben und in manchen Ausführungsbeispielen auch einem anderen Betreiber zugeordnet sein. Insofern kann eine schnelle Zustellung der Nachricht auch betreiberübergreifend bewerkstelligt werden. Die Nachricht kann dann auch zeitnah in Zellen ausgesendet werden, die von anderen Basisstations-Sendeempfängern versorgt werden. Als Schnittstelle kommt hier beispielsweise die X2-Schnittstelle in Frage, um eine Kommunikation der zeitkritischen Nachrichten zwischen Basisstations-Sendeempfängern zu ermöglichen, die benachbarte Zellen versorgen. Insofern kann die Vorrichtung 10 für den Basisstations-Sendeempfänger auch ausgebildet sein, um von einem anderen Basisstations-Sendeempfänger eine solche Nachricht für die direkte Weiterleitung über die Schnittstelle zu empfangen.

In Ausführungsbeispielen kann die Schnittstelle als beliebige Schnittstelle, die sich für eine solche Kommunikation eignet, ausgebildet sein. Denkbar sind hier beliebige Implementierungen, die den Austausch von Daten bzw. Kontrollinhalten zwischen Basisstations-Sendeempfänger 100 und Backendserver 230 erlauben. Beispielsweise sind beliebige serielle oder auch parallele Schnittstellen denkbar, z.B. auch die für LTE definierte S1 Schnittstelle. Allgemein kann diese Schnittstelle in Ausführungsbeispielen beispielsweise als Ethernet-Schnittstelle, WLAN-Schnittstelle, Richtfunk-Schnittstelle unterschiedlicher Protokolle oder als USB-Schnittstelle ausgelegt sein. In weiteren Ausführungsbeispielen sind jedoch auch beliebige schnurgebundene oder schnurlose Schnittstellen an dieser Stelle denkbar.

In einigen Ausführungsbeispielen kann die im Folgenden beschriebene Prozedur für Nachrichten, die entsprechend zur direkten Weiterleitung markiert sind, angewendet werden. Beispielsweise kann, wenn keine dedizierte Information über die Adressaten der Nachricht vorliegt, diese per Rundfunk an potentiell alle Teilnehmer weitergeleitet werden. In weiteren Ausführungsbeispielen kann das Netzwerk 900 eine Liste der Adressaten bei der Basisstation 100 hinterlegen. Diese Liste kann dann aktualisiert werden, insofern informiert das Netzwerk 900 die Basisstation 100 über die Adressen der Nutzer die den entsprechenden Dienst erhalten sollen, die sich im Abdeckungsbereich befinden und an die die direkt weitergeleiteten Nachrichten geschickt werden sollen. Aktualisierungen können dann vom Backendserver 230 an die Basisstation 100, ggf. auch kontinuierlich oder ereignisbasiert, geschickt werden, z.B. wenn sich ein interessierter Nutzer in den geografischen Abdeckungsbereich der Basisstation 100 oder einer Zelle begibt. In diesem Fall kann in Ausführungsbeispielen die Nachricht auch als Multicast-Nachricht (oder Gruppennachricht) an eine Auswahl von Teilnehmern im Abdeckungsbereich der Basisstation 100 geschickt werden. In einigen weiteren Ausführungsbeispielen ist das Kontrollmodul 14 der Vorrichtung 10 für den Basisstations-Sendeempfänger 100 ferner ausgelegt, um die Nachricht als Rundfunk- oder Gruppennachricht an die ein oder mehreren anderen Sendeempfänger weiterzuleiten.

In einigen weiteren Ausführungsbeispielen kann die Basisstation 100 den Indikator oder den Prioritätswert für die Anfrage nach der direkten Konvertierung auch bei der Berechnung einer übergeordneten Priorität weiter berücksichtigen, in die mehrere Teilprioritäten einfließen können. Z.B. können nach derzeitigen Standards bereits QCI und eine Zuordnungs- oder Erhaltungspriorität (auch engl. Allocation and Retention Priority (ARP)) kombiniert werden, um eine übergeordnete Servicepriorität zu erhalten. Ein solches Verfahren zur Ermittlung einer übergeordneten Priorität kann in manchen Ausführungsbeispielen um eine Berücksichtigung der Anfrage und/oder des Prioritätswertes für die direkte Konvertierung erweitert werden. Der insgesamte Prioritätswert kann dann bei der Zugangskontrolle (auch engl. admission control) und der Zuteilung von Funkressourcen (auch engl. Scheduling) entsprechend berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine neue Liste von Prioritäten in der Basisstation 100 generiert werden, die die oben beschriebenen QCI, ARP und weitere QoS relevante Parameter mit den Prioritätswerten für die direkte Weiterleitung kombiniert. Diese Parameter können dann mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren gewichtet auf eine einzelne Skala abgebildet werden. Ein Gewichtungsfaktor für die Berücksichtigung der direkten Weiterleitungsanfrage kann dann auf einen entsprechend hohen Wert gesetzt werden, um zu gewährleisten, dass die betreffende Nachricht zeitnah versendet wird.

Zusätzlich zu den in 3GPP TS 23.203 vordefinierten QCI-Klassen (vgl. Tabelle 6.1.7) können weitere reservierte und für den Betreiber vorgesehene QCI-Klassen für das LTE-A QoS Konzept erwartet werden. In einigen Ausführungsbeispielen können diese QCI-Klassen für die Signalisierung der für das direkte Weiterleiten vorgesehenen Nachrichten verwendet werden. Das Datenvolumen der sicherheitsrelevanten Nachrichten für derzeitige Applikationen ist eher niedrig, ein typischer Wert wäre 1kByte, was eine Zuteilung von Funkressourcen für deren Übertragung insbesondere bei hoher Netzauslastung erleichtern kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Datenvolumen der Nachrichten für die direkte Konvertierung bei der Bestimmung der Priorität für die Funkressourcenzuweisung berücksichtigt werden. Eine Nachricht mit einem eher niedrigen Datenvolumen, z.B. nur wenige Bytes oder eine kodierte Gefahrenwarnung zusammen mit der geographischen Position der Gefahrenstelle, kann dabei eine höhere Priorität erhalten als eine Nachricht mit größerem Datenvolumen.

Im Falle von Ressourcenengpässen kann eine Datenübertragung für Dienste mit niedriger Priorität verzögert werden. In Ausführungsbeispielen kann die Information über die direkte Konvertierung auch weiteren RRM-Entitäten bereitgestellt werden und z.B. bei der Zugangskontrolle (auch engl. Admission Control), Lastkontrolle (auch engl. Load Control), Flusskontrolle (auch engl. flow control), etc. berücksichtigt werden. In Ausführungsbeispielen kann die Übertragung der Nachricht auf einen Abdeckungsbereich der Basisstation eingeschränkt sein, z.B. kann die Übertragung in der Abwärtsstrecke auf eine Zelle beschränkt sein in der die entsprechende Nachricht in der Aufwärtsstrecke empfangen wurde, oder auch auf alle von der Basisstation versorgten Zellen. In anderen Ausführungsbeispielen kann auch ein geografisches Gebiet betroffen sein, das sich aus mehreren Zellen unterschiedlicher Basisstationen, unterschiedlicher Betreiber, unterschiedlicher Frequenzen bis zu unterschiedlichen System zusammensetzt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Kontrollmodul 14 ferner ausgebildet sein, um von dem Mobilkommunikationssystem 900 für die schnurlose Kommunikation über das Sendeempfangsmodul 12 zur Verfügung gestellte Funkressourcen zu verwalten, und eine direkte Weiterleitung einer Nachricht an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger bei der Verwaltung der Funkressourcen zu berücksichtigen.

2 zeigt eine LTE Netzwerk-Architektur in einem Ausführungsbeispiel. 2 zeigt links eine Basisstation 100 mit drei Zellen, 110, 120, 130 in einem eUTRAN 140, das über eine S1 Schnittstelle 150 an ein Kernnetzwerk (auch engl. evolved Packet Core (ePC)) 160 angebunden ist. Das ePC wird durch S-GW 170, einen Paket Daten-Knoten oder Netzübergang (auch engl. Packet Data Network Gateway (PDN-GW)) 180, eine Mobilitäts-Verwaltungseinheit (auch engl. Mobility Management Entity (MME)) 190, und eine Benutzerverwaltungsstelle (auch engl. Home Subscriber Server (HSS)) 200 repräsentiert. Der S-GW 170 ist darüber hinaus über eine S5 Schnittstelle 210 mit dem PDN-GW 180 verbunden. Der PDN-GW 180 hat eine Verbindung über eine SGi Schnittstelle 220 zu einem Backendserver 230 im Internet 240. Der Abdeckungsbereich der zweiten Zelle 120 umfasst Teile von zwei Straßen, eine Hauptstraße 300 und eine Nebenstraße 310. Zwei Fahrzeuge A 400 und B 410 fahren entlang der Hauptstraße 300 in unterschiedlichen Richtungen. Ein Fahrzeug C 420 kommt über die Nebenstraße 310 und fährt in die Hauptstraße 300 ein. Das Fahrzeug 400 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel der aussendenden Mobilen 60 und die Fahrzeuge 410 und 420 entsprechen den anderen mobilen Sendeempfängern, an die die Nachricht zeitnah weitergeleitet werden soll.

Alle Fahrzeuge sind mit Sensoren, Kameras und ECUs zur Datensammlung und Datenverarbeitung 430 ausgerüstet, wobei die Daten dann über integrierte Datenkommunikationsmodule (Telekommunikation ECU) 440 an die Basisstation 100 übertragen werden können. Das Daten Sende- und/oder Empfangsmodul 440 kann beispielsweise eine Mobilstation 60, ein UE, oder ein ECU sein. Alle drei Fahrzeuge befinden sich im Abdeckungsbereich der zweiten Zelle 120 und haben eine Verbindung zu dem Mobilkommunikationssystem über die Luftschnittstelle Uu 500.

Beide Richtungen, die Aufwärtsstrecke 510 von dem Datenübertragungsmodul 440 zur Basisstation 100 und die Abwärtsstrecke 520, von der Basisstation 100 zu dem Datenübertragungsmodul 440 sind für das Fahrzeug A 400 dargestellt. In Bezug auf konventionelle Nachrichten für Sicherheitsdienste sind CAMs und DENMs bekannt. Um die betroffenen Fahrzeuge im geografischen Interessenbereich zu identifizieren, stellt der Backendserver 230 ein Liste mit geografischen Bereichen, geografischen Koordinaten, relevanten Fahrzeugen oder Autos, deren IP Adressen und Positionen, usw. bereit. Dies kann beispielsweise durch einen Geo-Positions-Server bewerkstelligt werden, vgl. Geo Location Messaging Server; http://labs.ericsson.com/apis/geolocation-messaging/documentation.

Im folgenden Ausführungsbeispiel identifiziert die Onboard-Kamera 430 des Fahrzeugs A 400 das Fahrzeug C 420, wie es in die Hauptstraße an schwer überschaubarer Stelle einbiegt. Zur gleichen Zeit erkennt die Onboard-Kamera 430 des Fahrzeugs A 400 auch das Fahrzeug B 410, wie es sich auf die Straßeneinmündung mit hoher Geschwindigkeit zubewegt. Eine Kollisionswarnnachricht wird nunmehr als Teil eines Sicherheitsdienstes generiert und automatisiert vom Fahrzeug A 400 an die Fahrzeuge B 410 und C 420 gesendet. Dazu wird die Information im Datenübertragungsmodul 440 verarbeitet und kanalkodiert bevor dann eine entsprechende Nachricht über die Luftschnittstelle 500 in der Aufwärtsstrecke 510 an die Basisstation 100 gesendet wird. Dort erfolgt dann eine Kanaldekodierung durch die Basisstation 100 und, nach konventioneller Technik, würde die Nachricht nunmehr über die S1-Schnittstelle 150 an den S-GW 170, über die S5 Schnittstelle 210 an den PDN-GW180 und schließlich über die SGi-Schnittstelle 220 an den Backendserver 230 im Internet 240 weitergeleitet. Der Inhalt der Nachricht würde dann vom Backendserver 230 analysiert und eine neue Nachricht würde an die Basisstation 100 gesendet werden zusammen mit der IP-Zieladresse, im Beispiel die IP-Adressen der Kommunikationseinheiten der Fahrzeuge B 410 und C 420. Die Basisstation 100 sendet dann die Kollisionswarnnachricht an die Fahrzeuge B 410 und C 420 und die Fahrer können gewarnt werden. Ergänzend oder alternativ zur IP-Adresse kann in Ausführungsbeispielen auch eine andere Adressierung verwendet werden, beispielsweise kann die MSISDN (von engl. Mobile Station Integrated Services Digital Network Number oder Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network Number) als Zieladresse verwendet werden. Die MSISDN ist die weltweit eindeutige Rufnummer, die der SIM-Karte (von engl. Subscriber Identity Module) des Mobilgerätes zugeordnet ist.

Dieser Prozess ist in der 3 in gestrichelten Linien dargestellt. 3 zeigt einen Nachrichtenfluss in einem Ausführungsbeispiel. 3 beinhaltet dabei die gleichen Komponenten wie sie anhand der 2 bereits erläutert wurden, gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Aus Gründen der Übersicht sind in der 3 keine wiederholten Beschreibungen der Schnittstellen dargestellt und die Beschreibung der jeweiligen Netzwerkknoten ist vereinfacht dargestellt. In Ausführungsbeispielen findet neben dem in der 3 gezeigten gestrichelten Pfad eine direkte Konvertierung der Nachricht statt. Die Basisstation 100 umfasst dann eine Vorrichtung 10 gemäß 1 und der mobile Sendeempfänger 60, der dem Fahrzeug 400 in den Figuren entspricht, umfasst entsprechend der 1 die Vorrichtung 50.

4 zeigt einen parallelen Nachrichtenfluss in einem Ausführungsbeispiel. 4 illustriert die direkte Konvertierung der Nachricht aus der Aufwärtsstrecke 510 in die Abwärtstrecke 520 an der Basisstation 100 in einem Ausführungsbeispiel. Vereinfacht dargestellt wird die zeitkritische Nachricht bei der Kodierung mit einem Konvertierungsindikator und/oder einem Prioritätswert markiert oder versehen. Die Nachricht wird dann von dem Datenübertragungsmodul 440 (mit einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 50) an die Basisstation 100 gesendet, wo die Nachricht dann kanaldekodiert wird. Nachrichten mit einem entsprechenden Indikator oder Prioritätswert werden in der Basisstation 100 verarbeitet. Nach der Zugangskontrolle (auch engl. admission control) für die Abwärtsstrecke 520, wird der Nachrichteninhalt vom Empfangsteil der Basisstation 100 zum Sendeteil transferiert. Nach erneuter Kanalkodierung, jetzt für die Abwärtsstrecke 520, wird die Nachricht auf der Abwärtstrecke 520 als Rundfunknachricht gesendet, ohne dass die Nachricht zuvor über S-GW 170, PDN-GW180, und Backendserver 230 geleitet wird (dies erfolgt optional und in diesem Ausführungsbeispiel parallel).

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Information über die in der Zelle befindlichen Fahrzeuge durch die Basisstation berücksichtigt. Beispielsweise können die IP-Adressen der Kommunikationseinheiten und Positionen periodisch oder ereignisbasiert an die Basisstation 100 geschickt werden. Die Basisstation 100 kann dann eine entsprechende Liste aktualisieren, z.B. wenn neue Daten vom Backendserver 230 erhalten werden. Diese Information kann dann benutzt werden, um die Anzahl der Empfänger zu reduzieren und, anstatt einer Rundfunknachricht, eine Multicast-Nachricht (an eine Untergruppe der Teilnehmer der Zelle) in der Abwärtsstrecke 520 zu schicken. In diesem Fall kann die Basisstation 100 die Daten, die von dem Fahrzeug A 400 empfangen wurden (z.B. Kollisionswarnung, Position, Koordinaten einer identifizierten Gefahrenstelle, geschätzte Gültigkeitsdauer/Ablaufzeit, usw.) mit Information vom Backendserver 230 kombinieren, die lokal an der Basisstation 100 gespeichert sind.

5 illustriert eine Berücksichtigung von Prioritäten in einem Ausführungsbeispiel. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Definition von Prioritätswerten. Auf der linken Seite der 5 ist eine für LTE mögliche Prozedur in einem Diagramm 600 dargestellt. Dabei werden die von 3GPP standardisierten dienstspezifischen QoS Attribute 610 berücksichtigt, wie beispielsweise QCI, vgl. 3GPP TS 23.203 V12.3.0, “Policy and charging control architecture”, 2013, http://www.3GPP.org, 3GPP TS 36.314 V11.1.0, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Layer 2-Measurements”, 2012, http://www.3GPP.org, und nutzerspezifische Attribute 620, wie beispielsweise ARP, vgl. 3GPP TS 23.107 V11.0.0, “Quality of Service (QoS) concept and architecture”, 2012, http://www.3GPP.org.

Dienstspezifische Indikatoren 610 und nutzerspezifische Indikatoren 620 können über entsprechende Gewichtungsfaktoren 630, 640 kombiniert werden und auf eine gemeinsame Skala abgebildet werden, die dann eine übergeordnete Dienstpriorität 650 angibt. Der Prozess liefert eine Liste mit einer Rangfolge 660 entsprechend der Dienstpriorität 650 der zu versorgenden Dienste. In Ausführungsbeispielen kann diese Dienstpriorität um die Berücksichtigung des Prioritätswerts für die direkte Konvertierung erweitert werden. Dabei kann dann der dienstspezifische Indikator 610, der nutzerspezifische Indikator 620 und die Information (Markierung 710 und/oder Prioritätswert 720) über die direkte Konvertierung von der Aufwärtsstrecke in die Abwärtsstrecke 700 berücksichtigt werden, vgl. 5 rechts.

Die Kennzeichnung zur Klassifizierung der Information über die direkte Konvertierung 710 kann dabei als Markierung, Indikator (auch engl. flag), z.B. in Form eines Bits, realisiert werden und anzeigen, dass die Nachricht für die direkte Konvertierung vorgesehen ist, oder als Prioritätswert 730, also etwa ein oder mehrere Bits, die beispielsweise mehrere Prioritätsstufen 720 zur Unterscheidung verschiedener so klassifizierter Nachrichten angeben. Ein so erhaltener Prioritätswert kann dann über einen dafür vorgesehenen Gewichtungsfaktor 740, der die Wichtigkeit der Nachrichten allgemein im Vergleich zu anderen Nachrichten einstuft, in der Bestimmung des übergeordneten Prioritätswertes berücksichtigt werden.

Der dienstspezifische Indikator 610, der nutzerspezifische Indikator 620 sowie deren Gewichtungsfaktoren 630 und 640 können dann mit dem Prioritätswert für die direkte Konvertierung 730 und dessen Gewichtungsfaktor 740 kombiniert werden, um die übergeordnete Priorität 650 zu erhalten. Das Ergebnis ist dann wieder eine Liste mit einer Rangfolge 660 der aktuell zu versorgenden Dienste in der Zelle und neu angefragter Dienste, wobei die Liste nunmehr auf dienstspezifischen Prioritäten, nutzerspezifischen Prioritäten und Anfragen für die direkte Konvertierung basiert. In Abhängigkeit der Gewichtungsfaktoren und insbesondere des Gewichtungsfaktors 740 für die direkte Konvertierung, stellen Ausführungsbeispiele eine Flexibilität für die Behandlung der zeitkritischen Nachrichten bereit. Beispielsweise kann ein erster Wert, z.B. 0, dazu verwendet werden anzuzeigen, dass die Information über die direkte Konvertierung nicht bei einer Entscheidung über die Vergabe von Radioressourcen verwendet werden soll. Ein zweiter Wert, z.B. ein niedriger Wert, kann dazu verwendet werden, anzuzeigen, dass die Konvertierungsanfragen bei der Ressourcenvergabe berücksichtigt werden, aber andere hochpriore Dienste, z.B. mit hohen Nutzer- oder Dienstprioritäten, Vorrang haben. Ein dritter Wert, z.B. ein hoher Wert, kann dann anzeigen, dass die Konvertierungsanfrage hohe Priorität bei der Zugangskontrolle und der Ressourcenvergabe haben soll.

Die direkte Konvertierung kann Einfluss auf mehrere bei der Ressourcenverwaltung relevante Prozeduren haben und die Information darüber ob eine Nachricht als direkte Konvertierungsanfrage markiert ist oder nicht, bzw. deren Priorität kann der Ressourcenverwaltung bereitgestellt und dort berücksichtigt werden.

6 verdeutlicht eine Funkressourcenverwaltung in einem Ausführungsbeispiel. Die 6 illustriert eine Basisstation 100 in einem Ausführungsbeispiel zusammen mit einigen funktionalen Einheiten zur Ressourcenverwaltung, eine Flusskontrolle 810 (auch engl. flow control), eine Zugangskontrolle 820 (auch engl. admission control), eine Lastkontrolle 830 (auch engl. load control) und Ressourcen-Zuweisung und -Vergabe 840 (auch engl. resource assignment and scheduling). In diesem Ausführungsbeispiel wird die direkte Konvertierung von der Aufwärts- 510 in die Abwärtsstrecke 520 von der Zugangskontrolle 820 im Rahmen der Ressourcenzuweisung für neue Dienste mit den Prioritäten gemäß 5 bewerkstelligt. Der Zugang wird bewilligt, wenn freie Ressourcen auf der Luftschnittstelle 500 in der Abwärtstrecke 520 vorhanden sind oder wenn Dienste mit niedrigerer Priorität temporär zurückgestellt oder in der Anzahl ihrer zugewiesenen Ressourcen reduziert werden können. Wenn der Zugang für die Nachricht für die direkte Konvertierung bewilligt wird, wird diese bei der Lastkontrolle 830 berücksichtigt und die Ressourcen-Zuweisung und -Vergabe 840 vergibt die entsprechenden physikalischen Funkressourcen für die Abwärtsstrecke. Dabei werden beispielsweise robuste Übertragungsparameter, z.B. Modulations- und Kodierungsschema, gewählt, um die direkt konvertierte Rundfunk- oder Multicast-Nachricht zu übertragen. Dies kann wiederholte Transmissionen vermeiden oder reduzieren und so zu einer geringen Gesamtübertragungszeit beitragen, entgegen üblicher Entscheidungsalgorithmen für die Zuweisung und Vergabe von Funkressourcen, z.B. Modulations- und Kodierungsschemata, die hauptsächlich von Messungen und/oder Schätzungen der verfügbaren Kanalqualität abhängig sind.

In manchen Ausführungsbeispielen können Mehrfachtransmissionen oder wiederholte Transmissionen für zeitkritische Nachrichten vorgesehen sein. In einem Ausführungsbeispiel wird eine für die direkte Konvertierung vorgesehene Nachricht nicht nur einmal sondern mehrfach an die Empfänger gesendet. Dies kann auch unter Verwendung verschiedener Funkressourcen im gleichen Übertragungsintervall (auch engl. Time Transmission Interval (TTI)) geschehen. In LTE stellt ein Ressourcenblock (auch engl. Resource Block (RB)) die kleinste zuteilbare Funkressourceneinheit dar mit der Dauer eines TTIs (1ms) und einer Bandbreite von 180kHz im Frequenzbereich. Verschiedene RBs verwenden verschiedene Frequenzen innerhalb der Systembandbreite und Datenübertragungen können so von Frequenzdiversität profitieren. Wenn eine erste Nachricht auf einem ersten RB fehlerhaft von einem Empfänger empfangen wird, beispielsweise aufgrund hoher Interferenz auf der Frequenz dieses RBs, so kann die Nachricht mit dem gleichen Inhalt möglicherweise auf einem zweiten RB bei einer anderen Frequenz aufgrund günstigerer Interferenzverhältnisse (beispielsweise auch im Frequenzbereich entsprechend größer der Kohärenzbandbreite des Funkkanals beabstandet) fehlerfrei empfangen werden. Kombinationstechniken beider empfangener Signale sind ebenfalls denkbar (auch engl. joint combining). In weiteren Ausführungsbeispielen ist auch eine Übertragung in mehreren RBs oder auch in aufeinanderfolgenden Nachrichten denkbar, insbesondere wenn durch Abschattung (auch engl. shadowing) temporär von ungünstigen Interferenzverhältnissen mehrere Frequenzen betroffen sind.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Kontrollmodul 14 der Vorrichtung 10 für den Basisstations-Sendeempfänger 100 ferner ausgelegt, um die Nachricht wiederholt und zeitlich versetzt über das Sendeempfangsmodul 12 zu senden und /oder um die Nachricht zumindest doppelt bei verschiedenen Frequenzen zu senden.

Aufgrund der schnellen Ressourcenzuweisungsentscheidungen in der Basisstation 100 in LTE/LTE-A sowie in 5G Netzwerken, können sich die Interferenzbedingungen von Übertragungsintervall (TTI) zu Übertragungsintervall verändern. In einem solchen Fall kann in Ausführungsbeispielen auch vorgesehen sein, die in einem TTI n gesendete Nachricht in einem späteren TTI n + m (n und m sind ganze Zahlen) zu wiederholen und so von Zeitdiversität zu profitieren (beispielsweise im Zeitbereich entsprechend größer der Kohärenzzeit des Funkkanals beabstandet). Darüber hinaus kann auch Polarisationsdiversität ausgenutzt werden, also Abstrahlung an der Basisstation 100 in mehrere Polarisationsrichtungen, um so an einem mobilen Sendeempfänger unabhängige Kopien des gleichen Signals über unterschiedliche Polarisationsrichtungen und damit unterschiedliche Funkkanäle empfangen zu können. In analoger Weise wären auch Raumdiversitätskonzepte denkbar, die unterschiedliche Signalkopien über unterschiedlich räumliche Kanäle bereitstellen, z.B. Mehrantennenkonzepte wie Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO), Massive MIMO, Cooperative MultiPoint (CoMP)-Übertragung, etc.

Diese Techniken, z.B. mehrere Übertragungen in verschiedenen RBs auf verschiedenen Frequenzen und/oder zeitversetzt in verschiedenen TTIs, sowie beliebige Kombinationen der Diversitätstechniken, können einen effizienten Weg zur Erhöhung einer Wahrscheinlichkeit für einen fehlerfreien Empfang des Inhalts der Nachricht darstellen. Ausführungsbeispiele können so eine schnellere Zustellung der Inhalte ermöglichen als es mit konventioneller Technik möglich wäre, die sich zumeist auf negative Bestätigungen des Empfängers verlässt und so geschlossene Kommunikationsschleifen verwendet, z.B. engl. Automatic Repeat Request (ARQ). Ausführungsbeispiele können in manchen Fällen mehr Ressourcen auf der Luftschnittstelle belegen, da es zu redundanten Informationsübertragungen kommen kann, wenn die Daten beispielsweise bereits bei einer ersten Übertragung fehlerfrei empfangen wurden. Ausführungsbeispiele schaffen daher ein Verfahren zur schnellen Übertragung im Frequenz- und Zeitbereich von direkt konvertierten Nachrichten mit kurzer Verzögerungszeit, wobei die übertragene Redundanz optimiert oder verbessert werden kann. Beispielsweise kann eine lastabhängige Schwelle vorgesehen werden, anhand derer in Ausführungsbeispielen bestimmt wird, ob redundante Übertragungen erfolgen und/oder in welchem Ausmaß oder nicht. Ein solches Verfahren kann dann ebenfalls die Prioritäten 730 der direkt zu konvertierenden Nachrichten berücksichtigen, vgl. 5.

Wenn beispielsweise eine aktuelle Verkehrslast die Schwelle überschreitet und die Priorität einer direkt zu konvertierenden Nachricht niedrig ist, kann ein einzelner Übertragungsversuch unternommen werden. Wenn die aktuelle Verkehrslast die Schwelle überschreitet und die Priorität der direkt zu konvertierenden Nachricht hoch ist, kann die Nachricht dennoch mehrfach übertragen werden. Beispielsweise kann die Anzahl der Wiederholungen, sei es im Zeit- und/oder im Frequenzbereich, von der jeweiligen Priorität abhängen. Wenn die aktuelle Verkehrslast unter der Schwelle liegt und die Priorität der direkt zu konvertierenden Nachricht im mittleren Bereich oder hoch ist, können mehrere Übertragungen der Nachricht durchgeführt werden. Wieder kann die Anzahl der Wiederholungen von der Priorität abhängen. Wenn eine der übertragenen Nachrichten fehlerfrei empfangen wird, kann zusätzlich empfangene Information (Redundanz) außer Acht gelassen werden, z.B. durch ein Mobilgerät oder eine Applikation.

Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zu Kennzeichnung und/oder Priorisierung zeitkritischer Nachrichten für die direkte Konvertierung von der Aufwärtsstrecke in die Abwärtsstrecke. Dazu können die Nachrichten entsprechend markiert werden und zusätzlich oder alternativ einen Prioritätswert aufweisen. Ausführungsbeispiele stellen auch ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kennzeichnung und/oder Priorisierung für eine Nachricht für eine Applikation bereit. In einem Verfahren zur Übertragung solcher Nachrichten von einem Mobilgerät zu einer Basisstation werden Signalisierungskanäle in der Aufwärtsstrecke verwendet, z.B. in gemeinsamen Kanälen (shared channels) oder auch bei der Kodierung. Ausführungsbeispiele können bei der Übertragung von sicherheitsrelevanten Nachrichten im Straßenverkehr eingesetzt werden, aber auch generell bei Anwendungen mit zeitkritischer Nachrichtenübermittlung.

In Ausführungsbeispielen interpretiert die Basisstation 100 die empfangenen Nachrichten für die direkte Konvertierung und verarbeitet sie weiter. Das Verfahren umfasst ein Auslesen der Information darüber, dass eine direkte Konvertierung angefragt wird, aus den empfangenen Nachrichten, welche über Signalisierungskanäle, gemeinsame Kanäle oder in die Kodierung eingebettete Information übermittelt werden kann. Diese Information wird dann bei der Ressourcenverwaltung berücksichtigt, beispielsweise bei der Zugangskontrolle, der Flusskontrolle, der Ressourcenvergabe und -zuweisung, der Lastkontrolle, etc. Ein Verfahren zur Ermittlung einer Übertragungsentscheidung berücksichtigt dann etwaige Prioritäten der direkt zu konvertierenden Nachricht und andere Prioritäten, wie dienstspezifische oder nutzerspezifische Prioritäten, und liefert eine Entscheidung darüber, ob die Nachricht direkt in eine Rundfunk- oder Multicastnachricht konvertiert wird, zusätzlich oder alternativ zu einer Entscheidung darüber, ob die Nachricht an einen Backendserver weitergeleitet wird. Das Verfahren kann dabei einen geografisch begrenzten Abdeckungsbereich des Mobilkommunikationssystems oder der Basisstation berücksichtigen, beispielsweise drei Zellen, die von der Basisstation versorgt werden. Sicherheitsrelevante oder zeitkritische Information kann so durch Ausführungsbeispiele schneller verteilt werden. Ausführungsbeispiele kommen dabei ohne eine direkte Kommunikation zwischen Mobilgeräten (V2V) aus und nutzen die Vorzüge der fest installierten Infrastruktur.

Zumindest manche Ausführungsbeispiele definieren eine Priorität für die direkt zu konvertierenden Nachrichten in Kombination mit anderen Prioritäten. Anhand eines inkludierten Prioritätsindikators können die Nachrichten weiter differenziert werden. Beispielsweise kann ein Verfahren Gewichtungsfaktoren, die an der Basisstation vorliegen, in Entscheidungen, die die Funkressourcenverwaltung betreffen in Kombination mit anderen nutzer- und/oder dienstspezifischen QoS Attributen, z.B. QCI, ARP, berücksichtigen. In einem Verfahren kann so eine Gesamtpriorität oder eine übergeordnete Priorität berechnet werden, die eine Kombination aus dienstspezifischen QoS Attributen, z.B. QCI, nutzerspezifischen QoS Attributen, z.B. ARP, und den Prioritäten für die direkt zu konvertierenden Nachrichten über angepasste Gewichtungsfaktoren berücksichtigt. Dabei kann als Resultat eine Liste mit derzeit zu versorgenden und neuen Diensten mit einer Rangfolge geliefert werden, die auf den bestimmten oder berechneten Prioritäten basiert. Die Gesamtpriorität oder die übergeordnete Priorität kann dann in die Ressourcenverwaltung (Zugangskontrolle, Flusskontrolle, Ressourcenvergabe und -zuweisung, Lastkontrolle, etc.) mit einfließen. Das Verfahren kann die direkte Konvertierung einer Nachricht erlauben, wenn genügend Ressourcen auf der Luftschnittstelle zur Verfügung stehen oder wenn Dienste mit niedrigeren Prioritäten, z.B. basierend auf der Liste, temporär zurückgestellt werden können.

Basierend auf einer Schwellenwertentscheidung der Verkehrslast können manche Ausführungsbeispiele entscheiden, ob und ggf. wieviel Redundanz übertragen wird. Dazu wird in manchen Ausführungsbeispielen eine Verkehrslastschwelle eingeführt, an der eine aktuelle Verkehrslast gemessen wird. Je nach Über- oder Unterschreitung der Lastschwelle kann dann entschieden werden, ob einer Anfrage nach direkter Konvertierung nachgekommen wird. Ausführungsbeispiele können dabei Zeitdiversität und/oder Frequenzdiversität nutzen, um die Nachrichten möglichst zeitnah an die jeweiligen Empfänger zu übermitteln, ggf. auch ohne von den Empfängern Bestätigungen darüber zu erhalten. Ausführungsbeispiele können dabei vorsehen, dass nach Erhalt zumindest einer fehlerfreien Nachricht erhaltene Nachrichten gleichen Inhalts verworfen werden.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens für einen Basisstations-Sendeempfänger 100 eines Mobilkommunikationssystems 900. Das Verfahren umfasst schnurloses Kommunizieren 910 mit einem oder mehreren mobilen Sendeempfängern, und Erhalten 920 einer Nachricht von einem mobilen Sendeempfänger, wobei sich die Nachricht an ein oder mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet. Das Verfahren umfasst ferner ein direktes Weiterleiten 930 der Nachricht an die ein oder mehreren anderen mobilen Sendeempfänger.

8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens für einen mobilen Sendeempfänger 60 des Mobilkommunikationssystems 900. Das Verfahren umfasst schnurloses Kommunizieren 940 mit einem Basisstations-Sendeempfänger des Mobilkommunikationssystems 900, und Kommunizieren 950 einer Nachricht für mehrere andere mobile Sendeempfänger an den Basisstations-Sendeempfänger 100. Das Verfahren umfasst ferner ein Kommunizieren 960 einer Information darüber, dass sich die Nachricht an mehrere andere mobile Sendeempfänger richtet, an den Basisstations-Sendeempfänger 100.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der oben beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer, einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist auch ein digitales Speichermedium, das maschinen- oder computerlesbar ist, und das elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente so zusammenwirken können, dass eines der oben beschriebenen Verfahren ausgeführt wird.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird.

Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.

Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen.

Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hinein schreibt, wodurch gegebenenfalls Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstärkerstrukturen oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteilen hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch ein Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und Komponenten ansteuern.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Bezugszeichenliste

10
Vorrichtung für Basisstations-Sendeempfänger
12
Sendeempfangsmodul
14
Kontrollmodul
50
Vorrichtung für mobilen Sendeempfänger
52
Sendeempfangsmodul
54
Kontrollmodul
60
Mobiler Sendeempfänger
100
Basisstations-Sendeempfänger
110
Zelle 1
120
Zelle 2
130
Zelle 3
140
eUTRAN
150
S1 Schnittstelle
160
evolved Packet Core (ePC)
170
Serving GateWay (S-GW)
180
Packet Data Network Gateway (PDN-GW)
190
Mobility Management Entity (MME)
200
Home Subscriber Server (HSS)
210
S5 Schnittstelle
220
SGi Schnittstelle
230
Backendserver
240
Internet
300
Hauptstraße
310
Nebenstraße
400
Fahrzeug A
410
Fahrzeug B
420
Fahrzeug C
430
Sensoren, Kameras und ECUs zur Datensammlung und Datenverarbeitung
440
Datenkommunikationsmodul
500
Luftschnittstelle
510
Aufwärtsstrecke, uplink
520
Abwärtsstrecke, downlink
600
Priorisierungs-Prozedur
610
Dienstspezifische Attribute
620
Nutzerspezifische Attribute
630
Gewichtungsfaktor Service
640
Gewichtungsfaktor Nutzer
650
Dienstpriorität
660
Rangfolge
700
Prozess mit direkter Konvertierung
710
Information über direkte Konvertierung
720
Prioritätsstufen
730
Prioritätswert
740
Gewichtungsfaktor
810
Flusskontrolle, flow control
820
Zugangskontrolle, admission control
830
Lastkontrolle, load control
840
Ressourcen-Zuweisung und -vergabe, Scheduling
900
Mobilkommunikationssystem
910
Schnurloses Kommunizieren mit mobilen Sendeempfängern
920
Erhalten einer Nachricht von einem mobilen Sendeempfänger
930
Direktes Weiterleiten der Nachricht
940
Schnurloses Kommunizieren mit Basisstations-Sendeempfänger
950
Kommunikation einer Nachricht für mehrere andere mobile Sendeempfänger
960
Kommunizieren einer Information darüber, dass sich die Nachricht an mehrere Mobile richtet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Nicht-Patentliteratur

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