DE102017203359A1 - Radio communication module - Google Patents
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Abstract
Ab 2108 sollen alle Neufahrzeuge den eCall-Dienst unterstützen. Über diesen Dienst wird bei einem Unfall ein Notruf ausgelöst, der einen Minimaldatensatz direkt an eine Notrufzentrale absetzt, gleichzeitig jedoch auch eine Sprachverbindung für den Fall aufbaut, dass ein Insasse des Unfallautos noch sprechen kann. Zurzeit wird diese Funktion als Teil eines Funkkommunikationsmoduls (31) realisiert über das auch Telefongespräche und andere Dienste abgewickelt werden. Diese Funkkommunikationsmodule haben aber eine Hard- und Softwareausstattung ähnlich eines Mobiltelefons oder Smartphones und sind dementsprechend teuer. Der Vorschlag betrifft die Realisierung des eCall-Dienstes mit einem Funkkommunikationsmodul in Form von einem 3GPP LTE Narrowband Internet of Things-Gerät gemäß der Spezifikation ab Release 13. From 2108, all new vehicles should support the eCall service. This service triggers an emergency call in the event of an accident, which sends a minimal data record directly to an emergency call center, but at the same time establishes a voice connection in the event that an occupant of the accident car can still speak. At present this function is realized as part of a radio communication module (31) via which also telephone calls and other services are handled. However, these radio communication modules have a hardware and software equipment similar to a cellphone or smartphone and are therefore expensive. The proposal concerns the realization of the eCall service with a radio communication module in the form of a 3GPP LTE Narrowband Internet of Things device according to the specification as of Release 13.
Description
Die Erfindung betrifft ein Funkkommunikationsmodul, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a radio communication module, in particular for use in a motor vehicle.
Zukünftig werden immer mehr Kraftfahrzeuge mit Funkkommunikationsmodulen ausgestattet sein, die in der Lage sind über WLAN oder über das Mobilfunknetz zu kommunizieren. Für das Szenario von mit Funkkommunikationsmodulen ausgestatteten Fahrzeugen, die im öffentlichen Straßenverkehr direkt miteinander kommunizieren, sei es für ein kooperatives Fahren, ist die Ausstattung mit Funkkommunikationsmodul ebenfalls erforderlich.In the future, more and more motor vehicles will be equipped with radio communication modules that are able to communicate via WLAN or via the mobile network. For the scenario of vehicles equipped with radio communication modules that communicate directly with each other on public roads, be it for cooperative driving, the equipment with radio communication module is also required.
Ein Funkkommunikationsmodul wird im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik oft auch als On-Board Unit OBU, Online Connectivity Unit OCU, oder als Funkmodem bezeichnet. Diese Begriffe werden hier als Synonyme angesehen.A radio communication module is often referred to in the field of automotive engineering as on-board unit OBU, Online Connectivity Unit OCU, or as a radio modem. These terms are considered synonyms here.
Aufgabe des Funkkommunikationsmoduls im Bereich des Mobilfunks ist es eine sichere und stabile Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Backend des Mobilfunknetzes zu garantieren. Derzeit sind folgende Mobilfunktechnologien eingesetzt, GSM, 3GPP-basiertes UMTS, HSPA, und LTE.The task of the radio communication module in the area of mobile radio is to guarantee a secure and stable connection between the vehicle and the back end of the mobile radio network. Currently, the following mobile technologies are used, GSM, 3GPP based UMTS, HSPA, and LTE.
Dementsprechend werden heute Funkkommunikationsmodule, insbesondere wenn sie auch die Funktion als Autotelefon erfüllen sollen, so entwickelt, dass sie Kommunikation in mehreren Mobilfunksystemen gestatten.Accordingly, today radio communication modules, especially if they are to fulfill the function as a car phone, so developed that they allow communication in multiple mobile systems.
Es handelt sich also um ein separates Funkmodem mit einer oder mehreren Mobilfunkantennen welches den Mobilfunkempfang verbessert und auch eine stabilere und schnellere Internetverbindung ermöglicht. Dazu gehört, dass das Fahrzeug mit einer Schnittstelle zum Lesen einer SIM-Karte ausgestattet wird. Diese wird oft im Handschuhfach des Fahrzeugs positioniert.It is therefore a separate radio modem with one or more mobile antennas which improves the mobile reception and also allows a more stable and faster Internet connection. This includes providing the vehicle with an interface for reading a SIM card. This is often positioned in the glove compartment of the vehicle.
Wie bei Smartphones, variiert auch bei den im Fahrzeug eingebauten Funkkommunikationsmodulen je nach Standort die Qualität der Funkverbindung/Internetverbindung und somit auch die Übertragungsgeschwindigkeit. Die Mobilfunkabdeckung unterscheidet sich je nach Region und Mobilfunkanbieter teilweise erheblich. Darüber hinaus ist in Tiefgaragen oder Tunneln mitunter gar keine oder nur eine minderwertige Verbindung möglich.As with smartphones, depending on the location, the quality of the radio connection / Internet connection and thus the transmission speed also varies with the radio communication modules installed in the vehicle. Mobile coverage differs considerably depending on the region and mobile service provider. In addition, in underground garages or tunnels sometimes no or only an inferior connection is possible.
Im Mobilfunk bedeutet Verlässlichkeit der Datenübertragung Vollständigkeit (alle gesendeten Nutzdaten kommen beim Empfänger an) und Korrektheit (die gesendeten Nutzdaten und die aus den empfangenen Daten zurückgewonnenen Nutzdaten stimmen überein). Dazu werden in den Mobilfunktechnologien verschiedene Methoden eingesetzt, z.B. Frequenzdiversität, räumliche Diversität, sinnvolle Wahl der Modulationsart und Modulationsparameter und des zu verwendenden Kanalcodes wie auch der Coderate, etc.!In mobile, reliability of data transmission means completeness (all sent user data arrive at the receiver) and correctness (the transmitted user data and the user data recovered from the received data match). For this purpose, different methods are used in mobile technologies, e.g. Frequency diversity, spatial diversity, sensible choice of modulation type and modulation parameters and the channel code to be used as well as the code rate, etc.!
Die Hard- und Software-Ausstattung entspricht weitgehend dem eines modernen Smartphones, wenn man von dem Display absieht. Dementsprechend hoch sind die Kosten für ein derartiges Funkkommunikationsmodul.The hardware and software equipment is similar to that of a modern smartphone, apart from the display. Accordingly high is the cost of such a radio communication module.
Deshalb werden z.Z. derartige hochwertige Funkkommunikationsmodule hauptsächlich im Premium-Segment der Fahrzeugkategorien eingesetzt.Therefore, z.Z. Such high-quality radio communication modules mainly used in the premium segment of vehicle categories.
Mit solchen hochwertigen Funkkommunikationsmodulen wird auch die Funktionalität des eCall-Dienstes realisiert.Such high-quality radio communication modules also realize the functionality of the eCall service.
Über diesen Dienst wird bei einem Unfall ein Notruf (emergency call eCall) an die Euronotrufnummer 112 ausgelöst, der einen Minimaldatensatz direkt an eine Notrufzentrale (PSAP - Public Safety Answering Point) absetzt, gleichzeitig jedoch auch eine Sprachverbindung für den Fall aufbaut, dass ein Insasse des Unfallautos noch sprechen kann. Dieser Notruf eCall wird automatisch abgesetzt und zusätzlich soll er auch manuell auslösbar sein. An einem Knopf im Auto könnten auch Zeugen eines schweren Unfalls den Notruf auslösen.Via this service, an emergency call (emergency call eCall) is triggered in an accident to the Euronotrufnummer 112, which sends a minimum data set directly to an emergency call center (PSAP - Public Safety Answering Point), but at the same time establishes a voice connection in the event that an inmate of the accident car can still speak. This eCall emergency call is automatically canceled and, in addition, it should also be manually triggered. At a button in the car even witnesses of a serious accident could trigger the emergency call.
Der Minimaldatensatz enthält unter anderem den Unfallzeitpunkt, die genauen Koordinaten des Unfallorts, die Fahrtrichtung (wichtig auf Autobahnen und in Tunneln), die Fahrzeug-ID, die Service Provider-ID und einen eCall-Qualifier, der angibt ob der Notruf automatisch oder manuell ausgelöst wurde. Optional ist die Übermittlung von Daten von Bord-Sicherheitssystemen möglich, wie der Schwere des Unfallereignisses und der Zahl der Insassen, ob die Sicherheitsgurte angelegt waren, ob das Fahrzeug sich überschlagen hat usw.The minimum data set includes the time of the accident, the exact coordinates of the accident location, the direction of travel (important on motorways and in tunnels), the vehicle ID, the service provider ID and an eCall qualifier indicating whether the emergency call is triggered automatically or manually has been. Optionally, the transmission of data from on-board safety systems is possible, such as the severity of the accident event and the number of occupants, whether the seat belts were put on, whether the vehicle has overturned, etc.
Nach dem Willen des EU-Parlamentes wird die flächendeckende Einführung des eCall-Dienstes ab 31.03.2018 verlangt. Die eCall-lnfrastruktur muss ab dem 1. Oktober 2017 bereitstehen. Der neue Service soll allen Bürgern kostenfrei zur Verfügung stehen.According to the will of the European Parliament, the nationwide introduction of the eCall service is required from 31.03.2018. The eCall infrastructure must be ready by 1 October 2017. The new service should be available to all citizens free of charge.
Wie beschrieben, wird der eCall-Dienst neben den klassischen Telefonie- und InternetDiensten über den Einbau eines Mobilfunkkommunikationsmoduls für den Einsatz im Mobilfunknetz der Generationen 2G/3G/4G realisiert. Nicht alle Fahrzeuge werden aber mit solch einem Mobilfunkkommunikationsmodul ausgestattet.As described, the eCall service will be implemented in addition to the traditional telephony and Internet services via the installation of a mobile communication module for use in the mobile network of the generations 2G / 3G / 4G. Not all vehicles are equipped with such a mobile communication module.
Es besteht also der Bedarf für eine kostengünstige Alternativlösung um den eCall-Dienst im Fahrzeug zu realisieren. Dies ist Aufgabe der Erfindung. There is therefore a need for a cost-effective alternative solution to realize the eCall service in the vehicle. This is the object of the invention.
Diese Aufgabe wird durch ein Funkkommunikationsmodul gemäß Anspruch 1, gelöst.This object is achieved by a radio communication module according to claim 1.
Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung entsprechend der nachfolgenden Beschreibung dieser Maßnahmen.The dependent claims contain advantageous developments and improvements of the invention according to the following description of these measures.
Die Lösung besteht darin statt eines hochwertigen Funkkommunikationsmoduls mit den vollwertigen Telefonie-, und Internetdiensten den eCall-Dienst mit Hilfe eines LTE Narrow Band Internet of Things (NB loT) Gerätes zu realisieren. Die Anforderungen, die ein solches Gerät erfüllen muss, sind in dem LTE-Standard in Release 13 spezifiziert. Diese Spezifikation ist unter den Kürzeln 3GPP Rel. 13 NB loT bekannt.The solution is instead of a high-quality radio communication module with the full-fledged telephony, and Internet services to realize the eCall service using an LTE Narrow Band Internet of Things (NB loT) device. The requirements that such a device must meet are specified in the LTE standard in Release 13. This specification is known by the abbreviations 3GPP Rel. 13 NB loT.
Bei dieser Spezifikation sind die Hardware- und Software-Anforderungen geringer. Dazu genießen die NB loT Geräte i.d.R. eine bessere Verfügbarkeit/Anbindung an die Kommunikationsinfrastruktur als die normalen Telefonie- und Daten- Dienste (durch den Einsatz eines robusten Modulationsverfahrens und/oder durch die pro-aktive Wiederholung der Daten).With this specification, the hardware and software requirements are lower. The NB loT devices i.d.R. a better availability / connection to the communication infrastructure than the normal telephony and data services (through the use of a robust modulation method and / or by the pro-active repetition of the data).
Wenn ein vollwertiges Funkkommunikationsmodul in Form einer OCU oder eines Funkmodems als Hardware-Plattform für den eCall-Dienst benutzt wird, werden die Hardwarekosten und auch die Kosten für bestimmte Features, für die Lizenzgebühren zu zahlen sind, eine entscheidende Rolle spielen.When a full-fledged OCU or radio modem radio communication module is used as the hardware platform for the eCall service, hardware costs and the cost of certain features for which royalties are paid will play a crucial role.
Aber auch im Hinblick auf die Service-Verfügbarkeit ist die Lösung mit Hilfe eines 3GPP Rel. 13 NB loT Gerätes von Vorteil. Wenn nämlich die Mobilfunk-Abdeckung in einem Gebiet nicht ausreicht um Telefonie- und Daten-Dienste anbieten zu können, ist es auch nicht möglich den eCall-Dienst zu bedienen. Ein 3GPP Rel. NB loT-Funkkommunikationsmodul kann aber auch dann funktionieren, wenn diese klassischen Dienste nicht mehr angeboten werden können. Eine bessere Verfügbarkeit als die 2G/3G/4G Mobilfunk-Technologien kann realisiert werden wenn das Low-Energy Profil der 3GPP Rel. 13 NB loT Spezifikation implementiert wird. Dann kommt das Gerät ohne eine externe Stromquelle aus. Es wird eine integrierte Langzeit-Batterie als Stromquelle benutzt, die Energie für mehrere Jahre liefern kann.But also in terms of service availability, the solution with the help of a 3GPP Rel. 13 NB loT device is an advantage. Namely, if the mobile coverage in an area is not sufficient to be able to offer telephony and data services, it is also not possible to use the eCall service. A 3GPP Rel. NB loT radio communication module can also work if these classic services can no longer be offered. Greater availability than the 2G / 3G / 4G cellular technologies can be realized by implementing the low-energy profile of the 3GPP Rel. 13 NB loT specification. Then the device will come off without an external power source. It uses a built-in long-term battery as a power source that can deliver energy for several years.
Selbst in punkto Datensicherheit ist die Realisierung mit dem 3GPP Rel. NB loT-Funkkommunikationsmodul nicht wesentlich schlechter. Denn es wird auch bei den bisher bekannten Verfahren lediglich die Fahrzeugidentität geändert, wenn Fahrzeugdaten weitergegeben werden. Aber durch moderne Fingerprinting- und BigData-Verfahren ist es trotzdem möglich aus den so anonymisierten Daten die einzelnen Fahrzeugidentitäten zurück zu gewinnen und so die anonyme Datenerhebung auszuhebeln.Even in terms of data security, the realization with the 3GPP Rel. NB loT radio communication module is not significantly worse. Because even with the previously known methods, only the vehicle identity is changed when vehicle data is passed on. But with modern fingerprinting and BigData methods, it is still possible to recover the individual vehicle identities from the data, which has thus been anonymised, and thus cancel the anonymous data collection.
In einer Variante der Ausführung der Erfindung wird das vorgeschlagene 3GPP Rel. NB loT-Funkkommunikationsmodul als im Fahrzeug integriertes Hardware-Modul realisiert. Alternativ kann es auch als Nachrüstmodul realisiert werden oder als eigenständiges Gerät für den AfterMarket, das per WLAN/Bluetooth/NFC/etc. mit dem Smart Phone des Fahrers kommuniziert über das der Notruf abgesetzt wird (ähnlich der Funktion des DASH-Knopfes von Amazon). Für den Fall, dass das Absenden des Notrufs über das Smartphone nicht möglich sein sollte, ist es in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass das NB loT-Funkkommunikationsmodul dann selber den Notruf absetzt.In a variant of the embodiment of the invention, the proposed 3GPP Rel. NB loT radio communication module is implemented as a vehicle-integrated hardware module. Alternatively, it can also be implemented as a retrofit module or as an independent device for AfterMarket, which can be connected via WLAN / Bluetooth / NFC / etc. communicates with the smart phone of the driver over which the emergency call is placed (similar to the function of the DASH button from Amazon). In the event that the sending of the emergency call on the smartphone should not be possible, it is provided in a further embodiment that the NB loT radio communication module then sends the emergency call itself.
Hier ist es vorteilhaft, wenn das Modul so konstruiert wird, dass es mit der On-Board-Diagnoseschnittstelle verbunden werden kann. Dazu wäre es von Vorteil, wenn die OBD-Schnittstelle im Fahrgastraum leicht zugänglich wäre, z.B. ebenfalls als Steckverbindung im Handschuhfach ausgeführt wird.Here it is advantageous if the module is designed so that it can be connected to the on-board diagnostic interface. It would be advantageous if the OBD interface were easily accessible in the passenger compartment, e.g. also designed as a plug connection in the glove box.
Alternativ könnte das Modul als eine Art Schlüsselanhänger ausgebildet werden welcher die notwendigen Daten über WLAN/Bluetooth/NFC/etc. des Infotainment System abholen würde.Alternatively, the module could be designed as a kind of key chain which provides the necessary data via WLAN / Bluetooth / NFC / etc. of the infotainment system would pick up.
Die Nutzung von 3GPP NB loT Hardware ist nicht nur auf die Realisierung des eCall-Dienstes beschränkt. Damit kann auch ein ERA GLONASS Dienst realisiert werden. Das ist das Pendant des eCall-Dienstes, der in Russland eingeführt wurde.The use of 3GPP NB loT hardware is not limited to the realization of the eCall service. This can also be used to realize an ERA GLONASS service. This is the counterpart of the eCall service, which was introduced in Russia.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail with reference to FIGS.
Es zeigen:
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1 das Prinzip der Fahrzeugkommunikation über ein Mobilfunkkommunikationssystem; -
2 ein Blockschaltbild eines Narrowband loT Funkkommunikationsmoduls zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug; und -
3 ein Anwendungsbeispiel für ein Funkkommunikationsmodul das mit einem Mobiltelefon eines Fahrzeuginsassen kommuniziert über das ein eCall-Notruf abgesetzt wird.
-
1 the principle of vehicle communication via a mobile communication system; -
2 a block diagram of a Narrowband loT radio communication module for use in a motor vehicle; and -
3 an example of an application for a radio communication module that communicates with a mobile phone of a vehicle occupant via which an eCall emergency call is issued.
Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen.The present description illustrates the principles of the disclosure of the invention. It will thus be understood that those skilled in the art will be able to avail themselves of various arrangements Although not explicitly described here, but embody the principles of the disclosure of the invention and should also be protected in scope.
Ab 2018 soll der eCall-Dienst von allen neu zugelassenen Fahrzeugen unterstützt werden. Die Fahrzeuge benötigen eine eCall-Anbindung. Bei den heutigen Fahrzeugen wird dies meistens als ein spezieller Telefonie-Dienst realisiert. Das ist also ein zusätzliches Feature welches in dem Funkkommunikationsmodul implementiert wird. Das Funkkommunikationsmodul
Diese Techniken sind standardisiert und es wird diesbezüglich auf die entsprechenden Spezifikationen von Mobilfunkstandards 2G/3G/4G hingewiesen. Als ein modernes Beispiel eines Mobilfunkstandards wird auf die 3GPP Initiative und den LTE-Standard (Long Term Evolution) Bezug genommen. Viele der zugehörigen ETSI Spezifikationen liegen z.Z. in der Version 13 vor. Als Beispiel wird genannt: ETSI TS 136 213 V13.0.0 (2016-05); Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures(3GPP TS 36.213 version 13.0.0 Release 13).These techniques are standardized and reference is made to the corresponding specifications of 2G / 3G / 4G mobile standards. As a modern example of a mobile radio standard, reference is made to the 3GPP initiative and the LTE standard (Long Term Evolution). Many of the associated ETSI specifications are currently available. in version 13. As an example: ETSI TS 136 213 V13.0.0 (2016-05); Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (3GPP TS 36.213 version 13.0.0 Release 13).
Ab dem 3GPP Release 13 ist es möglich sogenannte Narrowband Internet-of-Things (NB loT) Geräte zu realisieren die sich mit einer sehr begrenzten Datenrate begnügen, laut Spezifikationen mindestens 20 kbps. Das Protokoll ist so ausgelegt, dass eine große Reichweite und ein niedriger Energieverbrauch der Endgeräte bei niedrigen Betriebskosten erreicht werden können. Die NB-loT Spezifikation des 3GPP Release 13 wurde im Juni 2016 fertig gestellt.From the 3GPP Release 13 it is possible to realize so-called Narrowband Internet-of-Things (NB loT) devices that are content with a very limited data rate, according to specifications at least 20 kbps. The protocol is designed to achieve a long range and low power consumption of the terminals at a low cost of ownership. The NB-loT specification of 3GPP Release 13 was finalized in June 2016.
Der Vorteil von NB loT Hardware ist, dass nur eine kleiner Teil der LTE Kommunikationstechnologie implementiert werden muss, und nicht alles was ein vollwertiges user equipment UE normalerweise unterstützen muss, um z.B. Broadband Dienste anbieten zu können.The advantage of NB loT hardware is that only a small part of the LTE communication technology needs to be implemented, and not everything that a full-fledged user equipment UE normally needs to support, e.g. Broadband services to offer.
Zur physikalischen Verbindung zwischen Endgerät und Basisstation werden LTE-Kanäle benutzt, die mit den LTE Mobilfunkfrequenzen realisiert werden. Der Scheduler in der Basisstation
Eine gute Beschreibung der LTE Spezifikation Rel. 13 für NB loT Geräte findet sich in dem Whitepaper „NarrowBand Internet of Things“ von J. Schlienz und D. Raddino von Rhode & Schwarz mit der Nummer NarrowBand_loT - 1MA266_0e. Im Hinblick auf die Offenbarung der Erfindung wird ausdrücklich auf diese Beschreibung Bezug genommen.A good description of the LTE specification Rel. 13 for NB loT devices can be found in the Whitepaper "NarrowBand Internet of Things" by J. Schlienz and D. Raddino of Rhode & Schwarz numbered NarrowBand_loT - 1MA266_0e. With respect to the disclosure of the invention, reference is expressly made to this description.
Wenn man die erforderliche Datenrate des eCall Dienstes berücksichtigt, (für einen 2G/GSM Voice-Call sind mindestens 20 kbps erforderlich), sieht man, dass die 20 kbps Datenrate, die der NB loT-Dienst minimal ermöglicht, völlig ausreichend ist.Considering the required data rate of the eCall service (at least 20 kbps is required for a 2G / GSM voice call), one sees that the 20 kbps data rate, which the NB loT service minimizes, is quite sufficient.
Die Hardware-Anforderungen sind für diesen NB loT-Dienst deutlich reduziert. Zusammengefasst bestehen folgende Anforderungen: (nur 180 kHz Empfangs-Bandbreite, Halb-Duplex Übertragungs-Mode, nur eine Antenne erforderlich).The hardware requirements are significantly reduced for this NB loT service. In summary, the following requirements apply: (only 180 kHz receive bandwidth, half-duplex transmit mode, only one antenna required).
Die Zahl der an das so genannte Internet of Things (loT) angeschlossenen Geräte dürfte in den kommenden Jahren erheblich zunehmen. Um den Bedürfnissen solcher Maschinentyp-Kommunikationen (MTC) besser gerecht zu werden, hat das Third Generation Partnership Project (3GPP) neue zelluläre Technologien eingeführt. Diese neuen Standards wurden entwickelt, um den energie-effiziente Betrieb von Kommunikationsgeräten zu ermöglichen und gleichzeitig die Kosten zu senken und ihre Reichweiten zu erweitern. Um den extrem anspruchsvollen Niedrigenergiebedarf von loT-Anwendungen zu erfüllen, zielen die 3GPP-Spezifikationen auf Geräte mit zehn Jahren Batterielaufzeit ab.The number of devices connected to the so-called Internet of Things (loT) is likely to increase significantly in the coming years. To better meet the needs of such Machine Type Communications (MTC), the Third Generation Partnership Project (3GPP) has introduced new cellular technologies. These new standards have been developed to enable the energy-efficient operation of communication devices while reducing costs and extending their reach. To meet the extremely demanding low-power needs of loT applications, the 3GPP specifications target devices with ten years of battery life.
Um eine schnelle Einführung zu ermöglichen, bauen die neuen Standards auf den bestehenden LTE- und GSM-Technologien auf. Auf der LTE-Seite wurden zwei neue Gerätekategorien standardisiert: LTE Cat-M1 und LTE Cat-NB1, auch Narrowband Internet of Things (NB-loT) genannt. Beide neuen LTE-Kategorien reduzieren die Kommunikationsbandbreite von 20 MHz (LTE Cat-1) auf 1,4 MHz für Cat-M1 und auf 200 kHz für Cat-NB1.To enable rapid deployment, the new standards build on existing LTE and GSM technologies. On the LTE side Two new device categories have been standardized: LTE Cat-M1 and LTE Cat-NB1, also called Narrowband Internet of Things (NB-loT). Both new LTE categories reduce the communication bandwidth from 20 MHz (LTE Cat-1) to 1.4 MHz for Cat-M1 and to 200 kHz for Cat-NB1.
Die physikalische Schicht (PHY) eines zellularen Funkmodems kann typischerweise in zwei Unterabschnitte unterteilt werden:
- • Radiofrequenz (HF) analoge Verarbeitung,
- • Digitale Basisbandverarbeitung (DBB).
- • radio frequency (HF) analog processing,
- • Digital baseband processing (DBB).
Die HF-Verarbeitung erfolgt üblicherweise in einer dedizierten hochfrequenzintegrierten Schaltung (RFIC), während die DBB-Verarbeitung in einer CPU, einem digitalen Signalprozessor (DSP), einem anwendungsspezifischen IC (ASIC) oder einer Kombination davon durchgeführt werden kann.The RF processing is usually done in a dedicated radio frequency integrated circuit (RFIC), while the DBB processing can be performed in a CPU, a digital signal processor (DSP), an application specific IC (ASIC) or a combination thereof.
Im Folgenden wird die Uplink-Basisbandverarbeitung betrachtet. Die Uplink-Basisbandverarbeitung kann in Kanalkodierung und Modulation unterteilt werden, siehe
Für die Basisbandmodulation sind zwei verschiedene Schemata möglich: Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) oder Single-Tone-Übertragung. Beide Schemata basieren auf der Trennung des zur Verfügung stehenden Spektrums in orthogonale Subträger, von denen jeder dann verwendet wird, um einen Datenstrom zu übertragen. Im Fall der SC-FDMA Übertragungstechnik werden gleichzeitig mehrere Subträger von demselben Benutzer verwendet, während für Einzeltonübertragungen jeder Benutzer jeweils nur einen Subträger verwendet. Zwei verschiedene Subträgerabstände sind möglich: 15 kHz und 3,75 kHz. Der erste Mode entspricht dem gleichen wie für die anderen LTE-Varianten und führt zu insgesamt 12 Subträgern, während der zweite Mode zu insgesamt 48 Subträgern führt. Bei der Einzelton-Übertragung können beide Subträgerabstände verwendet werden, während bei SC-FDMA-Übertragungen nur der 15 kHz-Subträgerabstand verwenden werden kann.Two different schemes are possible for baseband modulation: single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) or single-tone transmission. Both schemes are based on the separation of the available spectrum into orthogonal subcarriers, each of which is then used to transmit a data stream. In the case of the SC-FDMA transmission technique, multiple subcarriers are concurrently used by the same user, while for single-tone transmissions, each user uses only one subcarrier at a time. Two different subcarrier spacings are possible: 15 kHz and 3.75 kHz. The first mode corresponds to the same as for the other LTE variants and leads to a total of 12 subcarriers, while the second mode leads to a total of 48 subcarriers. For single-tone transmission, both subcarrier spacings can be used, while for SC-FDMA transmissions, only the 15 kHz subcarrier spacing can be used.
Der NB-loT-Uplink besteht aus zwei physischen Kanälen:
- • Narrowband Physical Uplink Shared Channel (NPUSCH),
- • Narrowband Random Access Channel (NPRACH).
- Narrowband Physical Uplink Shared Channel (NPUSCH),
- Narrowband Random Access Channel (NPRACH).
Für den NPUSCH-Kanal können sowohl SC-FDMA- als auch Einzelton-Übertragungen verwendet werden, während für den NPRACH-Kanal nur Einzel-Tonübertragungen möglich sind. Eine Übersicht über die gesamte NPUSCH-Verarbeitungskette für SC-FDMA-Signale ist in
Für die Implementierung kann eine Kombination von Hardware und Software verwendet werden.The implementation can use a combination of hardware and software.
In einer Variante der Ausführung der Erfindung wird das vorgeschlagene 3GPP Rel.13 NB loT-Funkkommunikationsmodul als im Fahrzeug eingebautes Hardware-Modul realisiert.In a variant of the embodiment of the invention, the proposed 3GPP Rel.13 NB loT radio communication module is implemented as an in-vehicle hardware module.
Eine Alternative ist, dass es als Nachrüstmodul realisiert wird. Dann wird das Modul so ausgestaltet, dass es nachträglich an einen Steckplatz gesteckt werden kann oder mit der Karosserie verschraubt wird und mit Kabeln verbunden wird. Dies kann vorzugsweise in einer Werkstatt stattfinden.An alternative is that it is implemented as a retrofit module. Then the module is designed so that it can be subsequently plugged into a slot or bolted to the body and connected with cables. This can preferably take place in a workshop.
Dabei wird das Modul
Die Daten für den eCall Dienst wie Fahrzeug-ID, Service Provider-ID und eCall-Qualifier, werden z.B. mittels Bluetooth Low Energy Übertragung von dem Infotainment-System abgeholt. Die anderen Daten über den Unfallhergang und Fahrzeugzustand werden über die OBD-Schnittstelle
Alternativ, kann das NB loT-Gerät selber einen Notruf initiieren, wenn eine Verbindung mit ein Smart Phone
Es sollte verstanden werden, dass das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen in verschiedenen Formen von Hardware, Software, Firmware, Spezialprozessoren oder einer Kombination davon implementiert werden können. Spezialprozessoren können anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Reduced Instruction Set Computer (RISC) und / oder Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) umfassen. Vorzugsweise wird das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung als eine Kombination von Hardware und Software implementiert. Die Software wird vorzugsweise als ein Anwendungsprogramm auf einer Programmspeichervorrichtung installiert. Typischerweise handelt es sich um eine Maschine auf Basis einer Computerplattform die Hardware aufweist, wie beispielsweise eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine oder mehrere Eingabe/Ausgabe (I/O) Schnittstelle(n). Auf der Computerplattform wird typischerweise außerdem ein Betriebssystem installiert. Die verschiedenen Prozesse und Funktionen, die hier beschrieben wurden, können Teil des Anwendungsprogramms sein, oder ein Teil der über das Betriebssystem ausgeführt wird.It should be understood that the proposed method and apparatus may be implemented in various forms of hardware, software, firmware, special purpose processors, or a combination thereof. Special purpose processors may include Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Reduced Instruction Set Computer (RISC), and / or Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). Preferably, the proposed method and apparatus is implemented as a combination of hardware and software. The software is preferably installed as an application program on a program storage device. Typically, it is a machine based computer platform that includes hardware such as one or more central processing units (CPU), random access memory (RAM), and one or more input / output (I / O) interface (s). The computer platform also typically installs an operating system. The various processes and functions described herein may be part of the application program, or part that is executed via the operating system.
Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde.The disclosure is not limited to the embodiments described herein. There is room for various adjustments and modifications that would be considered by those skilled in the art, as well as to the disclosure.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- InternetInternet
- 2020
- Basisstationbase station
- 3030
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 3131
- FunkkommunikationsmodulRadio communication module
- 3232
- Mobilfunkgerätmobile device
- 3333
- On-Board DiagnoseschnittstelleOn-board diagnostic interface
- 100100
- Blockdiagrammblock diagram
- 110110
- Block KanalcodierungBlock channel coding
- 111111
- Block CRC PrüfcodeBlock CRC check code
- 112112
- Block TurbocodeBlock turbo code
- 113113
- Block RatenanpassungBlock rate adjustment
- 120120
- Block ModulationBlock modulation
- 121121
- Block VerwürfelungBlock scrambling
- 122122
- Block QPSK ModulationBlock QPSK modulation
- 123123
- Block FFTBlock FFT
- 124124
- Block TrägerzuweisungBlock Carrier assignment
- 125125
- Block IFFTBlock IFFT
- 126126
- Block CPBlock CP
- TBTB
- Transportblocktransport block
- IQIQ
-
IQ KomponentenIQ components
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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DE102017203359A1 true DE102017203359A1 (en) | 2018-05-17 |
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ID=62026797
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DE102017203359.2A Pending DE102017203359A1 (en) | 2016-11-10 | 2017-03-01 | Radio communication module |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE102017203359A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021131135A1 (en) | 2021-11-26 | 2023-06-01 | Zf Cv Systems Global Gmbh | Radio communication module and method for making an emergency call via radio communication |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005022484A1 (en) * | 2003-08-23 | 2005-03-10 | Daimlerchrysler Ag | Device pertaining to a motor vehicle, used to provide data relating to an accident |
DE202015102112U1 (en) * | 2014-10-01 | 2015-08-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | A model for communicating and transmitting a detection signal in a mobile communication system |
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-
2017
- 2017-03-01 DE DE102017203359.2A patent/DE102017203359A1/en active Pending
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