PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005007550A1 24.08.2006
Titel Informations- bzw. Warnsystem und Verfahren zum vorzugsweise satellitengestützten Übermitteln von Nachrichten an eine Vielzahl von Kommunikationsgeräten
Anmelder Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 51147 Köln, DE
Erfinder Steingass, Alexander, 82205 Gilching, DE;
Bischl, Hermann, 94501 Aldersbach, DE;
Scalise, Sandro, 81245 München, DE
Vertreter Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München
DE-Anmeldedatum 18.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005007550
Offenlegungstag 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse H04B 7/15(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H04B 7/26(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   G01S 5/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H04B 1/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einem Informationssystem (I) zum Übermitteln von Nachrichten von einer zentralen Sendeeinrichtung (10) an eine Vielzahl von Kommunikationsgeräten (20, 21, 22) beinhalten von der zentralen Sendeeinrichtung (10) übermittelte Daten neben den Nachrichten Zusatzinformationen, welche über eine örtliche und/oder nutzerspezifische Relevanz der Nachrichten Auskunft geben, wobei jedes Kommunikationsgerät (20, 21, 22) zunächst unter Auswertung der Zusatzinformationen überprüft, ob die Nachrichten für das jeweilige Kommunikationsgerät (20, 21, 22) relevant sind, und abhängig von dieser Überprüfung die Nachrichten verarbeitet bzw. wiedergibt.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Informationssystem, insbesondere ein Warnsystem zum Übermitteln von Nachrichten von einer zentralen Sendeeinrichtung aus an eine Vielzahl von Kommunikationsgeräten, wobei die Nachrichtenübermittlung vorzugsweise mit Hilfe eines Satelliten stattfindet. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum vorzugsweise satellitengestützten Übermitteln von Nachrichten an Kommunikationsgeräte.

Die Entwicklung von Informations- oder Warnsystemen hat aufgrund der in letzter Zeit häufiger auftretenden Naturkatastrophen zunehmend an Bedeutung gewonnen. Es hat sich herausgestellt, dass die Problematik bei dem Auftreten von Naturkatastrophen nicht in erster Linie darin bestand, dass die Gefahren nicht erkannt worden wären. Vielmehr hätte die Zahl der Opfer deutlich reduziert werden können, wenn die Möglichkeit bestanden hätte, von der Gefahr bedrohte Personen möglichst umfangreich und frühzeitig zu informieren.

Systeme zum Warnen von Personen vor bevorstehenden Gefahren sind dementsprechend möglichst derart auszulegen, dass eine Vielzahl von Personen gleichzeitig informiert werden kann. Hierfür bietet sich dementsprechend der Einsatz von Satelliten als Sendeeinrichtungen an, da bereits mit einer geringen Anzahl von Satelliten eine globale Abdeckung erzielt werden kann und dementsprechend viele Personen gleichzeitig informiert werden können. Bislang bestehende Mobilfunknetze hingegen bieten nach wie vor nicht die Möglichkeit, flächendeckend Informationen zu verbreiten.

Auf der einen Seite wäre somit der Einsatz von Satelliten zur Übermittlung von Informationen bzw. Warnungen wünschenswert, auf der anderen Seite besteht allerdings die Problematik dann darin, dass möglicherweise auch Personen die Informationen bzw. Warnungen erhalten, für die diese Informationen nicht weiter relevant sind, da sie von der bevorstehenden Gefahr beispielsweise gar nicht betroffen sind. Für den Fall allerdings, dass die Personen bereits seit längerer Zeit fortwährend Warnmeldungen erhalten haben, die für sie gar nicht von Bedeutung sind, besteht die Gefahr, dass letztendlich eine tatsächlich relevante Warnmeldung missachtet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit anzugeben, im Rahmen eines globalen Warnsystems möglichst gezielt diejenigen Personen anzusprechen, die von einer bevorstehenden Gefahr auch tatsächlich betroffen sind.

Die Aufgabe wir durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist es, Mittel bereitzustellen, durch welche gewissermaßen eine Vorfilterung der Warninformationen erfolgen kann, so dass den Nutzern der Kommunikationsgeräte letztendlich lediglich diejenigen Informationen angezeigt bzw. zur Verfügung gestellt werden, die für diese auch mit hoher Wahrscheinlichkeit relevant sind.

Erfindungsgemäß wird dementsprechend ein Informationssystem zum Übermitteln von Nachrichten von einer zentralen Sendeeinrichtung, insbesondere einem Satelliten, an eine Vielzahl von Kommunikationsgeräten vorgeschlagen, wobei von der zentralen Sendeeinrichtung übermittelte Daten neben der eigentlichen Nachricht Zusatzinformationen beinhalten, welche über eine örtliche und/oder nutzerspezifische Relevanz der Nachrichten Auskunft geben, und wobei jedes Kommunikationsgerät zunächst unter Auswertung der Zusatzinformation überprüft, ob die Nachrichten für das jeweilige Kommunikationsgerät relevant sind, und abhängig von dieser Überprüfung die Nachrichten verarbeitet bzw. wiedergibt.

Erfindungsgemäß wird auch ein Kommunikationsgerät zur Nutzung in einem entsprechenden Informationssystem vorgeschlagen, welches Empfangsmittel zum Empfangen von Daten aufweist, die Nachrichten sowie Zusatzinformationen beinhalten, welche über eine örtliche und/oder nutzerspezifische Relevanz der Nachrichten Auskunft geben. Ferner weist das Kommunikationsgerät Auswertemittel, zum Prüfen anhand der Zusatzinformationen, ob die Nachrichten für das Kommunikationsgerät relevant sind oder nicht, sowie Verarbeitungs- bzw. Wiedergabemittel zum Verarbeiten bzw. Wiedergeben der Nachrichten in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überprüfung durch die Auswertemittel auf.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet aufgrund der Möglichkeit der Vorfilterung bzw. Vorüberprüfung der eingehenden Nachrichten insbesondere auch den Einsatz von Satelliten als Sendeeinrichtungen, da von den vielen Empfangsgeräten, welche das Satellitensignal auch tatsächlich empfangen können, letztendlich lediglich diejenigen Geräte die Nachrichten wiedergeben, welche anhand der automatisch durchgeführten Überprüfung zu dem Ergebnis kommen, dass die Informationen für den Nutzer relevant sind. Hierdurch wird ein sehr effektives System zum Übermitteln von Warninformationen realisiert, bei dem sichergestellt ist, dass ausschließlich tatsächlich betroffene Personen rechtzeitig und frühzeitig gewarnt werden.

Die Zusatzinformationen können insbesondere ein geografisches Gebiet definieren, für welches die Nachrichten relevant sind. Dabei kann das geografische Gebiet beispielsweise durch mehrere Orte definiert werden, welche das Gebiet einschließen. Hierfür bietet es sich an, diese Orte beispielsweise durch eine Referenzposition sowie mehrerer Relativpositionen anzugeben, wobei insbesondere die Genauigkeit der Positionsangaben für die verschiedenen Positionen unterschiedlich sein kann. Üblicherweise ist hierbei vorgesehen, dass die Referenzposition mit einer höheren Genauigkeit angegeben wird, als die Relativpositionen, wodurch die Menge der zu übermittelnden Daten für die Angabe des von einer Warnmeldung betroffenen Gebiets auf ein verhältnismäßig geringes Maß reduziert werden kann.

Die Entscheidung, ob sich ein Kommunikationsgerät innerhalb einer betroffenen Gebiets befindet, kann dann anhand von ergänzenden Daten getroffen werden, die dem Gerät zur Verfügung gestellt werden. Hierbei könnte es sich beispielsweise um Navigationsdaten handeln, welche mit Hilfe eines dem Kommunikationsgerät zugeordneten oder in dieses integrierten Navigationsempfängers ermittelt werden. Auch die manuelle Vorgabe des aktuellen Standorts durch einen Nutzer des Kommunikationsgeräts wäre denkbar. Schließlich wäre auch eine (grobe) Ortsbestimmung über die Zellen-Information eines Mobilfunknetzes denkbar.

Im Hinblick auf die Berücksichtigung der nutzerspezifischen Informationen kann ebenfalls vorgegeben sein, dass durch einen Benutzer des Geräts manuell vorgegeben wird, auf welche Arten von Warninformationen das Gerät in geeigneter Weise reagieren soll. Beispielsweise können unterschiedliche Kategorien von Anwendungsfällen definiert werden, wobei dann nach einem entsprechenden Schema festgelegt wird, in welchen Fällen eine Information wiedergegeben wird oder nicht.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung betrifft Maßnahmen, die gewährleisten, dass auch sich innerhalb von geschlossenen Gebäuden befindende Geräte die Informationen noch empfangen können. Wird beispielsweise ein Satellit als zentrale Sendeeinrichtung genutzt, so reichen die üblicherweise verwendeten Sendeleistungen in der Regel für den Empfang der Signale innerhalb von geschlossenen Gebäuden nicht aus. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Signale in der Regel ausschließlich über Reflexionen an in der Umgebung befindlichen Objekten zu dem Empfänger gelangen und dementsprechend die letztendlich eintreffenden Signale für eine eindeutige Auswertung zu schwach sind.

Um dieses Problem zu umgehen, ist gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die von dem Satelliten an das bzw. die Kommununikationsgeräte übermittelten Daten einen die Textinformationen – also bspw. die Warnmeldung – beinhaltenden Informationsanteil sowie einen Koordinierungsanteil enthalten, welcher Koordinierungsanteil von dem Kommunikationsgerät zum Synchronisieren auf den Satelliten genutzt wird. Die die Textinformationen beinhaltenden Daten werden dann von dem Satelliten zumindest zweimal übermittelt, wobei das Kommunikationsgerät die während den mehrmaligen Übertragungen empfangenen Informationsanteile phasenrichtig summiert und aus dem hierbei gebildeten Summensignal die Textinformationen ermittelt. Durch das mehrmalige Übermitteln der Informationen und das mit Hilfe des Koordinierungsanteils ermöglichte phasenrichtige Aufsummieren der Informationsanteile kann dann letztendlich ein Summensignal gebildet werden, welches stark genug für eine eindeutige und fehlerfreie Auswertung der Informationen ist. Auch der Empfang der Informationen innerhalb geschlossener Gebäude wird auf diese Weise ermöglicht. Dabei ist nicht einmal das regelmäßige oder periodische Wiederholen der Datenübermittlung erforderlich, da der Koordinierungsanteil auch dazu genutzt werden kann, die – vorzugsweise – nachfolgenden Textinformationen eindeutig zu identifizieren. Die Einsatzmöglichkeit im Rahmen eines globalen Warnsystems werden auf diese Weise deutlich erhöht, da auch sehr einfache Geräte als Empfänger genutzt werden können, die nicht zwangsläufig mit einer Empfangseinrichtung außerhalb von Gebäuden verbunden sein müssen.

Zusammenfassend wird durch die vorliegende Erfindung also ein Informationssystem zum Bereitstellen von Nachrichten, insbesondere Warninformationen zur Verfügung gestellt, bei dem sichergestellt ist, dass auch lediglich diejenigen Nutzer von Endgeräten über bevorstehende Gefahren informiert werden, die auch tatsächlich betroffen sind. Die Effektivität eines derartigen Systems wird auf diese Weise deutlich erhöht.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

1 schematisch die Bestandteile eines erfindungsgemäßen Informations- bzw. Warnsystems;

2 die Struktur einer globalen Warnmeldung;

3 die Vorgehensweise zum Definieren eines Gebiets, für welches eine übermittelte Warnmeldung relevant ist; und

4 ein Schema zur Verdeutlichung der Vorgehensweise zum Empfang einer Informationen innerhalb eines geschlossenen Gebäudes.

1 zeigt zunächst schematisch die Bestandteile eines allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehenen erfindungsgemäßen Kommunikationssystems, welches insbesondere zur Realisierung eines globalen Notruf-/Warnsystems genutzt werden kann.

Die Zentrale des Notruf-/Warnsystems 1 wird entsprechend der Darstellung durch eine zentrale Einrichtung 10, bspw. eine Telefonleitzentrale gebildet, welche eingehende Notrufe von Teilnehmern des Systems empfängt, auswertet und – sofern erforderlich – geeignete Hilfsmaßnahmen einleitet. Im Falle des Unfalls eines Teilnehmers kann durch die Zentrale 10 bspw. ein Rettungswagen oder ein Rettungshubschrauber informiert und zu der Unfallstelle beordert werden. Eine weitere Aufgabe der Zentrale 10 besteht auch darin, eingehende Notrufe zu bestätigen und entsprechende Antworten zu übermitteln. Schließlich kann die Zentrale 10 auch als Leitstelle eines Warnsystems genutzt werden und für den Fall einer bevorstehenden Gefahr Informationen an die Teilnehmer des Systems 1 senden.

Schematisch dargestellt in 1 sind drei Teilnehmer des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems welche im Hinblick auf ihre Ausgestaltung und Positionierung sehr unterschiedlicher Natur sein können. Ein erster Teilnehmer 20 wird bspw. durch ein Fahrzeug gebildet, wobei das in dem Fahrzeug angeordnete Kommunikationsgerät dazu ausgestaltet ist, im Falle eines Unfalls und bspw. der Auslösung eines Airbags Hilfe anzufordern. Dies kann manuell durch den Benutzer des Fahrzeugs initiiert werden, es wäre allerdings durchaus denkbar, dass das Kommunikationsgerät automatisch bei Auftreten eines schwereren Unfalls einen Notruf sendet.

Ein zweiter Teilnehmer 21 wird durch ein tragbares Kommunikationsgerät gebildet, welches insbesondere auch durch ein Mobiltelefon gebildet sein kann. Dieses Telefon 21 weist dementsprechend neben den normalen Möglichkeiten zur Mobilfunktelephonie Erweiterungen auf, welche das Übermitteln eines Notrufs bzw. das Empfangen einer entsprechenden Antwort oder einer Warnmeldung ermöglichen.

Ein dritter Teilnehmer ist beispielhaft durch ein Elektrogerät, bspw. einen Fernseher 22, gebildet. Eine Besonderheit dieses dritten Teilnehmers besteht darin, dass der Fernseher 22 innerhalb eines Gebäudes 23 angeordnet ist, was Auswirkungen auf die Möglichkeiten zur Datenkommunikation hat, was später noch näher erläutert wird. Das stationär genutzte Gerät 22 kann in diesem Fall deshalb ausschließlich für den Empfang von Warninformationen durch das System 1 vorgesehen sein, nicht allerdings zum Übermitteln von Notrufen.

Anzumerken ist, dass die Endgeräte des erfindungsgemäßen Systems 1 sehr vielfältig ausgestaltet sein können und unterschiedlichste Funktionen aufweisen können. Auch die Nutzung innerhalb des erfindungsgemäßen Systems 1 kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. So kann – wie bereits erläutert – vorgesehen sein, dass gewisse Geräte ausschließlich für den Empfang von Warnmeldungen durch das System 1 geeignet sind, während hingegen andere Geräte sowohl Notrufe (ggf. unter bestimmten Voraussetzungen automatisch) übermitteln und ergänzend hierzu auch Warninformationen empfangen können. Auch die im Rahmen des Systems ergänzend von den verschiedenen Teilnehmern 20, 21 und 22 genutzten Informationen können je nach Ausgestaltung der Geräte unterschiedlicher Art sein.

Für die Kommunikation zwischen den verschiedenen Teilnehmern 20, 21 und 22 und der Zentrale 10 werden als Verbindungselemente Satelliten 30, 30-1, 30-2 eingesetzt, über welche die Datenverbindung aufgebaut wird. Die Verbindung zur Zentrale 10 wird hierbei mit Hilfe einer Sende-/Empfangsstation 11 ermöglicht, welche in Verbindung mit der Zentrale 10 steht. Die Anordnung der Satelliten und deren Anzahl ist vorzugsweise derart gewählt, dass weltweit ein Verbindungsaufbau zwischen den Teilnehmern 20, 21, 22 und einem der Satelliten 30 ermöglicht wird, wobei vorzugsweise jeweils zumindest drei Satelliten 30 sich innerhalb des Sende- und Empfangsbereichs eines Kommunikationsgerätes 20, 21, 22 befinden sollten, um Alternativverbindungen im Falle des Ausfalls einer Datenverbindung zu ermöglichen.

Die zwischen den verschiedenen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems 1 ausgetauschten Signale können entsprechend ihrer Nutzung innerhalb des Notruf-/Warnsystems unterschieden werden. Eine erste Funktion des Systems 1 stellt wie bereits erwähnt die Abgabe eines Notrufs durch die Teilnehmer sowie die entsprechende Beantwortung dieses Notrufs durch die Zentrale 10 dar. Die hierbei entstehenden Kommunikationsverbindungen können nach Richtung der übermittelten Daten sowie entsprechend den verschiedenen Komponenten, zwischen denen eine Kommunikationsverbindung besteht, wie folgt unterschieden werden.

So sind zunächst zwei sog. Forward-Verbindungen vorgesehen, welche für die Übermittlung von Informationen von der Zentrale 10 zu den Empfängern 20 und 21 genutzt werden. Diese Forward-Verbindungen werden ferner noch danach unterschieden, ob sie in Richtung auf den Satelliten 30 gerichtet sind oder von diesem wegführen. Dementsprechend erfolgt eine Übermittlung von Informationen von der Zentrale 10 bzw. der Sende-/Empfangsstation 11 also über einen sog. Forward-Uplink IU zum Satelliten 30 sowie über einen Forward-Downlink ID von dem Satelliten 30 zu den Kommunikationsgeräten 20, 21. Die Übermittlung von Informationen von den Endgeräten 20, 21 zu der Zentrale 10 hin hingegen erfolgt über sog. Reverse-Verbindungen, genauer gesagt über einen Reverse-Uplink IIU von den Geräten 20, 21 zu dem Satelliten 30 und einen Reverse-Downlink IID von dem Satelliten 30 zu der Sende-/Empfangsstation 11 der Zentrale 10. Die verschiedenen Vorgehensweisen zur Datenübermittlung insbesondere im Rahmen des Reverse-Uplinks IIU und des Forward-Downlinks ID werden später noch ausführlich erläutert, die Kommunikation zwischen dem Satelliten 30 und der Sende-/Empfangsstation 11 hingegen kann im Rahmen üblicher Verfahren erfolgen, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.

Weitere Kommunikationsverbindungen, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Notruf-/Warnsystems aufgebaut werden, dienen entsprechend der zweiten Funktion des Systems 1 dazu, Warninformationen zu übermitteln. In diesem Fall ist nur eine Kommunikation in Richtung von der Zentrale 10 zu den Endgeräten 21 und 22 vorgesehen, es wird also wiederum ein (in üblicher Weise aufgebauter) Forward-Uplink IIIU zu dem Satelliten 30 sowie ein Forward-Downlink IIID von dem Satelliten 30 zu den Endgeräten 21, 22 gebildet. Auch die speziellen Maßnahmen zur Bildung des Forward-Downlinks IIID für die Übermittlung von Warninformationen werden später noch ausführlich erläutert.

Die zum Aufbauen der verschiedenen Kommunikationsverbindungen genutzten Frequenzbereiche können unter Berücksichtigung von Regulierungsbestimmungen prinzipiell in gewünschter Weise gewählt werden. Wie allerdings bereits eingangs erläutert wurde, sollten die Endgeräte weitestgehend auf bereits zum Einsatz kommenden Technologien basieren. Es hat sich dementsprechend als vorteilhaft herausgestellt, für den Forward-Downlink Frequenzen im sog. L-Band im Bereich zwischen 1,6455 und 1,6465 GHz und für den Reverse-Uplink Frequenzen wiederum im L-Band im Bereich zwischen 1,544 und 1,545 GHz einzusetzen. Der Vorteil dieser Auswahl liegt darin, dass diese Frequenzbereiche nahe an den von bereits existierenden Mobilfunknetzen genutzten Frequenzen liegen und darüber hinaus auch die im Rahmen von Navigationssystemen genutzten Frequenzbereiche einschließen. Sende- und Empfangsmittel zur Nutzung derartiger Frequenzen sind somit bereits vielfach in Verwendung und können dementsprechend auch bei Geräten im Rahmen des erfindungsgemäßen Systems 1 eingesetzt werden. Für den Forward-Uplink werden vorzugsweise Frequenzen im sog. Ku-Band zwischen 14 und 14,25 GHz und für den Reverse-Downlink Frequenzen im X-Band im Bereich zwischen 10,7 und 11,7 GHz eingesetzt werden. Der Verteil der Wahl dieser Frequenzen liegt darin, dass die hierzu genutzten Antennen geometrisch klein gestaltet werden können. Nochmals sei allerdings darauf hingewiesen, dass auch andere Frequenzen für die verschiedenen Signalwege zum Einsatz kommen könnten.

Eine wesentliche Funktion des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Notruf-/Warnsystems besteht also darin, Teilnehmer des Systems vor bevorstehenden Gefahren zu warnen. Beispielsweise sollten betroffene Personen vor bevorstehenden Erdbeben oder Flutwellen gewarnt werden. Auch Unwetterwarnungen für betroffene Gebiete wären ein denkbarer Anwendungsfall für ein derartiges Warnsystem.

Im Unterschied zu der Datenübermittlung im Rahmen eines Notrufs besteht hier nicht die Aufgabe, einen Teilnehmer individuell anzusprechen, sondern möglichst alle Teilnehmer gleichzeitig zu warnen, die von einer bevorstehenden Gefahr betroffen sind. Es müssen also innerhalb eines möglichst kurzen Zeitraums möglichst viele Endgeräte angesprochen werden, wobei letztendlich die Warninformation allerdings nur an solche Benutzer weitergeleitet werden sollte, die von dem bevorstehenden Ereignis möglicherweise betroffen sind.

Ein erster erfindungsgemäßer Aspekt dieser Warnfunktion des Systems 1 besteht dementsprechend darin, gemeinsam mit der Übermittlung der Textmeldung, die über das bevorstehende Ereignis informiert, auch festzulegen, für welches geographische Gebiet die Information relevant ist. Vorzugsweise wird entsprechend der Darstellung in 3 die örtliche Relevanz für die Meldung bzw. das betroffene geographische Gebiet durch mehrere Einzelorte oder Positionen definiert, welche gemeinsam das betroffene Gebiet eingrenzen. Entsprechend der Darstellung in 3 werden dementsprechend sieben verschiedene Punkte gewählt, die im dargestellten Fall ein Seengebiet 60 einschließen, welches von einer Sturmwarnung, die eigentlicher Gegenstand der Warnmeldung ist, betroffen ist.

Die Eingrenzung des betroffenen Gebiets 60 hängt davon ab, wie viel Orte, welche das Gebiet 60 umschließen sollen, zur Verfügung stehen. Selbstverständlich führt eine größere Anzahl von Orten zu einer erhöhten Datenmenge, weshalb in diesem Fall ein Kompromiss gefunden werden muss, um das tatsächliche Gebiet in einem möglichst komprimierten Datenpaket zu definieren.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist dementsprechend vorgesehen, das Gebiet 60 einerseits durch eine Referenzposition 61 zu definieren, deren Ort sehr genau angegeben wird, und andererseits die weiteren Punkte als Relativpositionen 62-1 bis 62-6 anzugeben, deren Position relativ zu der Referenzposition angegeben wird. Im dargestellten Beispiel könnte bspw. vorgesehen sein, die Referenzposition 61 mit Hilfe von insgesamt 50 Bit anzugeben, wobei dann für die Länge und Breite der Referenzposition 61 jeweils 25 Bits genutzt werden können, was letztendlich eine Positionsangabe mit einer Genauigkeit von 1,2 Metern ermöglicht. Die Relativpositionen hingegen könnten mit einer Genauigkeit von 32 Bit (16 Bit für die Länge und 16 Bit für die Breite) angegeben werden, wobei jeweils eine Schrittweite von 91 Metern gewählt wird. Dies hat zur Folge, dass insgesamt ein Gebiet mit einer Länge und Breite von jeweils 6.000 km definiert werden kann, was für sämtliche denkbaren Szenarien ausreichend ist.

Wiederum ist anzumerken, dass die verschiedenen Wertebereiche für die Angabe der einzelnen Positionen auch unterschiedlich gewählt sein könnten, um das betroffene Gebiet 60 festzulegen. Bspw. wäre es auch denkbar, die Genauigkeit von der maximalen Größe des Gebiets abhängig zu machen.

Für die Warnnachricht kann dann ein Datenformat gewählt werden, wie es bspw. in 2 dargestellt ist. Das gesamte Datenpaket 43 besteht aus vier verschiedenen Blöcken, wobei ein erster Block (bspw. mit einer Länge von 1.600 Bit) als sog. Koordinierungsanteil bzw. Präambel genutzt wird, der dazu dient, ein Synchronisieren der Empfangsgeräte auf das Satellitensignal zu ermöglichen. Bemerkenswert ist, dass die Präambel im dargestellten Ausführungsbeispiel sehr lang ist, was entsprechend den späteren Ausführungen dazu genutzt wird, einen Empfang der Satellitensignale in auch geschlossenen Räumen bzw. Gebäuden zu ermöglichen.

Die beiden weiteren Blöcke 43-2 und 43-3 dienen dazu, die örtliche Relevanz der in dem nachfolgenden Block 43-4, dem sog. Informationsanteil enthaltenen Nachricht festzulegen, wobei der Block 43-2 zur Angabe der zuvor erläuterten Referenzposition 61 dient, während hingegen der Block 43-3 die Relativpositionen 62-1 bis 62-6 angibt.

Eine Besonderheit des in 2 dargestellten Datenformats für die Warnnachricht besteht wie bereits erwähnt darin, dass eine sehr lange Präambel 43-1 gewählt wird. Die Ursache hierfür besteht darin, dass im Rahmen der Warnfunktion des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 1 die Warnnachricht nicht nur an sich im Freien befindende Empfänger übermittelt werden soll, sondern insbesondere auch Geräte angesprochen werden sollen, welche sich innerhalb von geschlossenen Gebäuden befinden und stationär genutzt werden. Wie allerdings der Darstellung in 1 entnommen werden kann, ist für derartige Geräte 22 in der Regel ein direkter Empfang des Satellitensignals nicht möglich. Stattdessen werden lediglich Signalanteile empfangen, die an in der Umgebung befindlichen Objekten, bspw. Bäumen 24 reflektiert werden. Das hierbei an dem Gerät 22 letztendlich eintreffende Signal ist demzufolge deutlich geschwächt.

Durch die besonders bzw. überproportional lange Präambel der Warnnachricht wird nunmehr zunächst sichergestellt, dass auch bei einem sehr schwachen am Empfänger 22 eintreffenden Signal ein Synchronisieren des Empfängers auf das Satellitensignal ermöglicht wird. Diese Maßnahme allein würde allerdings noch nicht zu einem geeigneten Empfang der eigentlichen Warninformation ausreichen, da der Informationsanteil des Signals letztendlich zu rauschbehaftet ist, um die Informationen zweifelsfrei auswerten und nutzen zu können. Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems wird dementsprechend ein besonderes Verfahren zur Datenübermittlung eingesetzt, welches schematisch in 4 dargestellt ist.

Der Grundgedanke dieses besonderen Übertragungsverfahrens besteht darin, dass die Warnnachrichten öfters übermittelt werden und von den Empfängern solange phasenrichtig aufsummiert werden, bis das hierbei entstehende Summensignal eine fehlerfreie Auswertung der Informationen ermöglicht. Beispielsweise wird entsprechend dem dargestellten Beispiel eine bestimmte Warninformation MSG A fünfmal gesendet, wobei die entsprechenden Informationsanteile 70-2 bis 73-2 und 75-2 von den Empfangsmitteln des Kommunikationsgeräts zu dem Summensignal 76 aufsummiert werden. Wichtig hierbei ist, dass das Aufsummieren der Informationsanteile phasenrichtig erfolgt, wozu die jeweils zuvor erfolgende Übermittlung der Präambeln bzw. der Koordinierungsanteile 70-1 bis 73-1 und 75-1 genutzt wird. Erst durch das zuvor erfolgte genaue Synchronisieren des Empfängers auf das Satellitensignal unter Verwendung der Präambeln ist ein phasenrichtiges Summieren der Informationsanteile möglich, so dass die gewünschte Verstärkung des Summensignals 76 erzielt wird.

Eine weitere Besonderheit des Verfahrens besteht auch darin, dass es nicht zwingend erforderlich ist, dass die entsprechende Nachricht periodisch wiederholt wird. Stattdessen kann – wie in 4 dargestellt – zwischenzeitlich auch eine andere Nachricht MSG B übermittelt werden, die Informationen zu einem anderen Ereignis enthält und ggf. für Teilnehmer des Kommunikationssystems 1 in einem anderen geographischen Bereich bestimmt ist. Um sicherzustellen, dass der Informationsanteil 74-2 nicht versehentlich zu den Informationsanteilen der ersten Nachricht MSG A summiert wird, muss somit sichergestellt sein, dass der Empfänger Kenntnis davon erlangt, welche Nachricht gerade übermittelt wird. Hierzu kann wiederum der dem Informationsanteil mit der Nachricht vorangestellte Koordinierungsanteil bzw. die Präambel genutzt werden. Die Präambel enthält hierbei zusätzlich noch Informationen, über welche die Nachricht identifiziert werden kann. Diese Informationen geben zwar keine Auskunft über den Inhalt der Nachricht, erlauben allerdings eine Identifikation derselben, so dass sichergestellt ist, dass lediglich diejenigen Informationsanteile summiert werden, die einer gemeinsamen Nachricht zugeordnet sind. Letztendlich erfüllt somit die Präambel neben der für das Synchronisieren der Empfänger erforderlichen Phasenschätzung auch die Aufgabe, die Nachrichten zu kennzeichnen, um im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens die Bildung eines eindeutigen Summensignals zu ermöglichen.

Die auf diese Weise erzielte phasenrichtige Verstärkung der Informationsanteile führt letztendlich dazu, dass das gebildete Summensignal 76 eindeutig ausgewertet werden kann, um die Nachricht weiterzuverarbeiten. Auf diese Weise ist also auch sichergestellt, dass selbst innerhalb von Gebäuden befindliche Empfänger das Satellitensignal nach einer mehrmaligen Wiederholung der Übermittlung der Nachricht verwerten können. Hierdurch wird der gewünschte Effekt angestrebt, dass eine Warninformation gleichzeitig möglichst vielen bzw. genau den betroffenen Personen übermittelt werden kann.

Anzumerken ist, dass das soeben geschilderte Verfahren nicht auf den Empfang von Satellitensignalen beschränkt ist, sondern grundsätzlich dann zum Einsatz kommen kann, wenn Textinformationen mittels einem verhältnismäßig schwach an einem Empfänger eintreffenden Signal übermittelt werden sollen. Auch bei anderweitigen Übertragungsverfahren kann dann durch eine phasenrichtige Addition der mehrmals übermittelten Informationsanteile eine geeignete Verstärkung des Signals erzielt werden, bis eine Auswertung desselben möglich ist.

Durch die Warnfunktion des erfindungsgemäßen Notruf-/Warnsystems kann also gleichzeitig eine Vielzahl von betroffenen Teilnehmern mit Warnnachrichten versorgt werden. Durch die Hinzufügung von Informationen hinsichtlich der örtlichen Relevanz der Warninformationen ist ferner sichergestellt, dass die Teilnehmer auch feststellen können, ob sie von dieser Nachricht betroffen sind oder nicht. Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist sogar vorgesehen, dass in den Empfangsgeräten vorgesehene Auswertemittel die Informationen hinsichtlich der örtlichen Relevanz selbständig auswerten und anhand von ergänzenden Informationen überprüfen, ob die Nachricht für den Empfänger aufgrund dessen aktueller Position gerade relevant ist oder nicht. Erst nach Überprüfung dieser Relevanz entscheidet dann das Gerät selbst, ob es die Nachrichten mittels geeigneter Verarbeitungs- bzw. Wiedergabemittel weiterverarbeitet und bspw. optisch oder akustisch wiedergibt oder nicht. Es besteht somit nicht das Problem, dass ein Benutzer des Gerätes eine Vielzahl von Warninformationen erhält und dann jedes Mal selbständig feststellen muss, ob die Nachricht für ihn von Bedeutung ist oder nicht.

Diese vorteilhafte Vorfilterung bzw. automatische Bewertung der örtlichen Relevanz von Nachrichten kann insbesondere unter Heranziehung von Navigationsinformationen erfolgen, welche dem Empfänger bspw. wiederum über den Satelliten zur Verfügung gestellt werden. Allerdings wäre es auch denkbar, die aktuelle Position des Empfängers anderweitig zu bestimmen ohne auf den Empfang zusätzlicher Navigationssignale angewiesen zu sein. Wird bspw. als Empfangsgerät ein Mobilfunktelefon verwendet, so könnte die grobe Positionsbestimmung für den Empfänger auch über die Zellen-ID des Telefonnetzes erfolgen. Auch die manuelle Eingabe der aktuellen Position durch den Benutzer und das Abspeichern dieser Informationen in einem entsprechenden Speicher des Empfangsgerätes wäre denkbar.

Neben der Angabe der örtlichen Relevanz der Warninformationen könnte eine weitere Präzisierung im Hinblick auf den Nutzer des Systems bzw. die Anordnung des Empfangsgerätes in bestimmten Einrichtungen erfolgen. So ist bspw. die Information über eine Sturmwarnung für einen auf einem Schiff installierten Empfänger sicherlich relevant, während sie hingegen für einen sich innerhalb eines geschlossenen Gebäudes befindlichen Nutzer weniger von Interesse ist. Durch die Einfügung eines zusätzlichen Datenblocks könnten bspw. verschiedene Nutzer-Kategorien spezifiziert werden, wobei dann ergänzend auch auf Basis dieser Informationen das Gerät automatisch feststellt, ob die Informationen wiedergegeben werden sollen oder nicht. In diesem Fall könnte wiederum eine manuelle Eingabe durch den Benutzer vorgeben, welche Nachrichten von Interesse sind oder nicht. Hierdurch wird eine sehr komfortable Möglichkeit zur individuellen Warnung vor für den Benutzer eines Gerätes relevanten Gefahren ermöglicht.

Den obigen Erläuterungen der verschiedenen Funktionen des erfindungsgemäßen Systems kann entnommen werden, dass die Endgeräte, über die eine Kommunikation mit dem Satelliten bzw. der Zentrale des Notruf-/Warnsystems erfolgt, unterschiedlichst ausgestaltet sein können und auch unterschiedliche Funktionalitäten bieten können. Dabei können die Geräte in verschiedene Kategorien hinsichtlich ihrer Nutzungsmöglichkeiten unterteilt werden.

An erster Stelle stehen hierbei solche Geräte, die sowohl die Übermittlung von Textnachrichten zur Abgabe eines Notrufs als auch den Empfang von globalen Warnnachrichten ermöglichen. Üblicherweise weisen diese Geräte zusätzlich auch einen Navigationsempfänger auf, um im Rahmen der verschiedenen Übertragungsverfahren auf die benötigten Navigationsinformationen zurückgreifen zu können. Diese Geräte der ersten Kategorie können bspw. durch tragbare Kommunikationsgeräte gebildet sein. Es wäre allerdings auch denkbar, derartige Geräte in Fahrzeugen, wie Flugzeugen, Schiffen oder Kraftwagen zu installieren. Insbesondere bei der Anordnung derartiger Geräte in Fahrzeugen könnte darüber hinaus auch vorgesehen sein, dass die Abgabe eines Notrufs automatisch im Falle eines Unfalls oder dgl. initiiert wird. Selbstverständlich ist in diesem Fall die Anordnung des Kommunikationsgeräts an einer Stelle vorteilhaft, die von Unfällen möglichst wenig betroffen ist. Bei der Anordnung in einem Fahrzeug bspw. wäre die Montage innerhalb der Fahrgastzelle – insbesondere am Armaturenbrett – sinnvoll, da in diesem Bereich die größte Sicherheit vor ungewollten Beschädigungen besteht.

Eine zweite Kategorie von Geräten bilden diejenigen, die wiederum in beweglichen Objekten – wie z.B. Fahrzeugen – angeordnet oder als tragbare Kommunikationsgeräte ausgestaltet sind. Im Gegensatz zu den Geräten der zuvor geschilderten Kategorie, welche auch die Übermittlung von Textnachrichten ermöglichen und dementsprechend zur Realisierung einer fehlerfreien Datenübertragung Navigationsinformationen hinsichtlich des Teilnehmers und des Satelliten berücksichtigen müssen, sind die Geräte der zweiten Kategorie ausschließlich dazu vorgesehen, globale Warnnachrichten zu empfangen. In diesem Fall ist die Nutzung eines Navigationsempfängers nicht zwingend erforderlich, da aufgrund der zuvor beschriebenen Maßnahmen im Hinblick auf die Übermittlung der Warnnachrichten die ergänzende Nutzung von Navigationsinformationen nicht zwingend erforderlich ist. Trotz allem würde auch in diesen Fällen der Navigationsempfänger zusätzliche Vorteile mit sich bringen. Zum einen können die über ihn enthaltenen Informationen als Hilfsinformationen genutzt werden, um das Empfangsverhalten des Geräts in optimaler Weise auf das Satellitensignal abzustimmen. Darüber hinaus bietet der Navigationsempfänger auch die Möglichkeit, automatisch eine Überprüfung der Relevanz der Warninformationen im Hinblick auf eine örtliche Beschränkung zu überprüfen. Diese zweite Möglichkeit würde allerdings auch – wie bereits geschildert – durch die Nutzung anderweitiger Informationen wie z.B. die Ortsbestimmung über die Zellenidentifizierung eines Mobilfunknetzes oder durch die vorherige manuelle Eingabe durch einen Benutzer des Gerätes bestehen.

Eine dritte Kategorie möglicher Endgeräte schließlich besteht in quasi-stationären Geräten, welche insbesondere innerhalb geschlossener Gebäude angeordnet sind. Derartige Geräte können bspw. durch Elektrogeräte wie Fernseher oder Radios gebildet sein. Sie sind ausschließlich dazu ausgebildet, die globalen Warninformationen des Systems zu empfangen, wobei aufgrund der zuvor geschilderten Maßnahmen ein Empfang der Informationen trotz der Anordnung der Geräte innerhalb geschlossener Gebäude möglich ist. Die Nutzung eines zusätzlichen Navigationsempfängers ist in diesem Fall nicht sinnvoll. Um eine automatische Vorsortierung von Warninformationen im Hinblick auf die örtliche Relevanz vornehmen zu können, ist bei derartigen Geräten vorzugsweise vorgesehen, dass entsprechende Informationen durch einen Benutzer bei der Installation des Gerätes vorgenommen werden.

Anzumerken ist ferner, dass die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die Übermittlung ergänzender Informationen zur Relevanz der Nachrichten nicht auf die Übertragung mittels Satelliten beschränkt ist. Auch bei der Nachrichtenübermittlung mittel terrestrischer Sender für den Radio- oder Fernsehbetrieb wäre eine entsprechende Kodierung denkbar. Ferner könnte das erfindungsgemäße Verfahren auch bei der Nachrichtenübermittlung per Telefon oder Mobilfunk eingesetzt werden. Grundsätzlich würde sich der Vorteil ergeben, dass lediglich diejenigen Personen die Nachricht erhalten, für welche diese auch tatsächlich relevant ist.

Insgesamt gesehen wird somit durch die vorliegende Erfindung ein satellitengestütztes Kommunikationssystem zur Verfügung gestellt, welches eine zuverlässige Übermittlung von Textinformationen bzw. Nachrichten in Kombination mit orts- oder nutzerspezifischen Informationen ermöglicht. Hierdurch besteht nunmehr die Möglichkeit, ein effektiv arbeitendes globales Notruf-/Warnsystem zu bilden.


Anspruch[de]
  1. Informationssystem (1) zum Übermitteln von Nachrichten von einer zentralen Sendeeinrichtung (10) an eine Vielzahl von Kommunikationsgeräten (20, 21, 22),

    wobei von der zentralen Sendeeinrichtung (10) übermittelte Daten neben den Nachrichten Zusatzinformationen beinhalten, welche über eine örtliche und/oder nutzerspezifische Relevanz der Nachrichten Auskunft geben, und

    wobei jedes Kommunikationsgerät (20, 21, 22) zunächst unter Auswertung der Zusatzinformationen überprüft, ob die Nachrichten für das jeweilige Kommunikationsgerät (20, 21, 22) relevant sind, und abhängig von dieser Überprüfung die Nachrichten verarbeitet bzw. wiedergibt.
  2. Informationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzinformationen ein geographisches Gebiet (60) definieren, für welches die Nachrichten relevant sind.
  3. Informationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das geographische Gebiet (60) durch mehrere Orte definiert wird, welche das Gebiet einschließen.
  4. Informationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Orte durch eine Referenzposition (61) sowie mehrere Relativpositionen (62-1 bis 62-6) angegeben werden.
  5. Informationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Angabe der Referenzposition (61) sowie der Relativpositionen (62-1 bis 62-6) mit unterschiedlicher Genauigkeit erfolgt.
  6. Informationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Genauigkeit für die Angabe der Referenzposition (61) sowie der Relativpositionen (62-1 bis 62-6) von der Größe des zu definierenden Gebiets abhängig ist.
  7. Informationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Angabe der Referenzposition (61) mit einer höheren Genauigkeit erfolgt als die Angabe der Relativpositionen (62-1 bis 62-6).
  8. Informationssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung der örtlichen Relevanz der empfangen Nachrichten auf Basis von Informationen hinsichtlich des aktuellen Standorts des Kommunikationsgerät (20, 21, 22) erfolgt.
  9. Informationssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen hinsichtlich des aktuellen Standorts des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) mittels einem dem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) zu- oder beigeordneten Navigationsempfänger erhalten werden.
  10. Informationssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen hinsichtlich des aktuellen Standorts des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) über die Zellen-Identifikationsnummer eines Mobilfunknetzes erhalten werden.
  11. Informationssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen hinsichtlich des aktuellen Standorts des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) durch einen Benutzer des Geräts manuell vorgegeben werden.
  12. Kommunikationsgerät (20, 21, 22) zur Nutzung in einem Informationssystem (1), aufweisend

    Empfangsmittel zum Empfangen von Daten, welche Nachrichten sowie Zusatzinformationen beinhalten, welche über eine örtliche und/oder nutzerspezifische Relevanz der Nachrichten Auskunft geben,

    Auswertemittel, zum Prüfen anhand der Zusatzinformationen, ob die Nachrichten für das Kommunikationsgerät relevant sind, sowie

    Verarbeitungs- bzw. Wiedergabemittel zum Verarbeiten bzw. Wiedergeben der Nachrichten in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überprüfung durch die Auswertemittel.
  13. Kommunikationsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses weitere Empfangsmittel zum Bestimmen der aktuellen Position des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) aufweist.
  14. Kommunikationsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Empfangsmittel durch einen dem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) zu- oder beigeordneten Navigationsempfänger gebildet sind.
  15. Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Speicher zum Abspeichern von Informationen hinsichtlich der Nutzung des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) aufweist, wobei diese Informationen von den Auswertemitteln berücksichtigt werden.
  16. Verfahren zum Übermitteln von Nachrichten an eine Vielzahl von Kommunikationsgeräten (20, 21, 22),

    wobei übermittelte Daten neben den Nachrichten Zusatzinformationen beinhalten, welche über eine örtliche und/oder nutzerspezifische Relevanz der Nachrichten Auskunft geben, und

    wobei zunächst unter Auswertung der Zusatzinformationen überprüft wird, ob die Nachrichten für den jeweiligen Empfänger (20, 21, 22) relevant sind, und abhängig von dieser Überprüfung die Nachrichten verarbeitet bzw. wiedergegeben werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzinformationen ein geographisches Gebiet (60) definieren, für welches die Nachrichten relevant sind.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das geographische Gebiet (60) durch mehrere Orte definiert wird, welche das Gebiet einschließen.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Orte durch eine Referenzposition (61) sowie mehrere Relativpositionen (62-1 bis 62-6) angegeben werden.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Angabe der Referenzposition (61) sowie der Relativpositionen (62-1 bis 62-6) mit unterschiedlicher Genauigkeit erfolgt.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Genauigkeit für die Angabe der Referenzposition (61) sowie der Relativpositionen (62-1 bis 62-6) von der Größe des zu definierenden Gebiets abhängig ist.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Angabe der Referenzposition (61) mit einer höheren Genauigkeit erfolgt als die Angabe der Relativpositionen (62-1 bis 62-6).
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung der örtlichen Relevanz der empfangen Nachrichten auf Basis von Informationen hinsichtlich des aktuellen Standorts des Empfängers (20, 21, 22) erfolgt.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Standort des Empfängers (20, 21, 22) über die Zellen-Identifikationsnummer eines Mobilfunknetzes ermittelt wird.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com