Unter Datenprotokollierung ist in der vorliegenden Erfindung der Prozess zur Erfassung von Daten von mobilen Einheiten zu verstehen, der zur Gewinnung von Betreiberdaten über die Verwendung der mobilen Einheit durchgeführt wird. Zum Beispiel stellen die Position, der Standort und die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in ihrem zeitlichen Verlauf brauchbare Protokolldaten dar, die zur Berechnung von Haftpflichtversicherungen für dieses Fahrzeug genutzt werden können. Bei einem anderen Beispiel liefert die zeit- und standortabhängige Signalstärke eines mobilen Kommunikationssystems brauchbare Protokolldaten, anhand derer eine Telefongesellschaft ihre Sendestationen planen kann. Solche Daten werden durch ein integriertes mobiles System gesammelt, das Informationen zu Position und Signalstärke von Quellen nutzt, die das Netz selbst (z.B. GSM) und globale Ortungssatelliten (GPS) beinhalten. Protokolldaten werden zunächst in dem integrierten mobilen System gespeichert und später an das zentrale System übertragen. Die Übertragung erfolgt über ein Mobilfunknetz oder eine andere drahtlose Technologie.

Die Übertragung der Protokolldaten kann auf Abruf erfolgen und wenn die Einheit bereit ist, fordert sie die Verfügung über den Übertragungskanal an. Ein solches System wird in der US-Patentschrift 6 263 268 beschrieben, wo ein mobiles Kraftfahrzeug-Telemetriesystem dargelegt wird, dass in ein Fahrzeug eingebaut werden kann. Das System beinhaltet eine Diagnostikeinheit zur Überwachung der Betriebsfunktionen eines Fahrzeugs und einen Server, der mit der Diagnostikeinheit in Verbindung steht, um Betriebsdaten zu empfangen. Die Betriebsdaten werden in den Server hochgeladen, wenn diese bereitstehen.

In der Internationalen Patentanmeldung 02/03 350 wird ein weiteres bedarfsgesteuertes Abrufsystem (Download on demand) mit einem Verfahren und einem System zur Überwachung von Mobiltelefonverbindungen beschrieben. Das Verfahren ruft von einer mobilen Einheit in einem Fahrzeug kontinuierlich das Verkehrsaufkommen und die Fahrzeuggeschwindigkeit auf Straßen innerhalb des Sendebereichs eines Mobilfunknetzes ab. Die Daten werden direkt von der oberen Kommunikationsebene in einem Mobilfunknetz abgerufen, sodass die Daten nicht nach einem Zeitplan oder nach Vereinbarung von der mobilen Einheit heruntergeladen werden.

Ein Problem beim Herunterladen von Protokolldaten auf Anforderung besteht darin, dass eine Konfliktsituation eintreten kann, wenn mehrere Einheiten die Verfügung über einen einzelnen Kanal zum Herunterladen (Download) anfordern und zur gleichen Zeit herunterzuladen versuchen. Zu jedem Zeitpunkt ist nur eine Anforderung je Kanal erfolgreich, während die anderen Anforderungen erfolglos bleiben. Die erfolglosen Anforderungen nutzen zum Herunterladen bestimmte Ressourcen, sodass für irreguläre Anforderungen mehr Ressourcen genutzt werden als für reguläre Anforderungen. Eine Möglichkeit zur Regelung des Herunterladens besteht darin, die Anforderungen so zu planen, dass sie zu bestimmten Zeitpunkten ankommen.

In der US-Patentanmeldung 0 028 313 werden ein verteiltes Telemetrieverfahren und -system beschrieben, bei denen die Erfassung von Parameterwerten durch Mobiltelefonbenutzer erfolgt, indem die Parameterwerte zusammen mit Standortdaten der Benutzer an ein Servicesystem übertragen werden. Die Aufgabe eines Abfrageterminplaners besteht unter anderem darin zu organisieren, wann der gewünschte Wert erfasst werden soll. Der Wert wird sofort oder nach Auslösung durch beispielsweise einen geplanten Zeitpunkt an das Servicesystem gesendet.

In WO 01/31 945 wird ein anderes Verfahren zur Ablaufplanung von Übertragungen beschrieben.

Das Problem bei der geplanten Datenprotokollierung durch Fernübertragung besteht darin, dass das gleichzeitige Heraufladen (Upload) durch mehrere Einheiten zur Überlastung eines Servers führen kann, der solche Protokolldaten sammelt, wenn die Bandbreite von der vorhergesagten Bandbreite abweicht.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Datenprotokollierungsverfahren nach Anspruch 1 bereitgestellt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Datenprotokollierungssystem nach Anspruch 8 zum Übertragen von Protokolldaten von einer Vielzahl ferner Einheiten über ein Funknetz an einen Server bereitgestellt.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 9 zum Übertragen von Protokolldaten von einer Vielzahl ferner Einheiten über ein Funknetz an einen Server bereitgestellt.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Dienst nach Anspruch 10 zum Zusammenführen der Protokolldaten von einer Vielzahl ferner Einheiten über ein Funknetz in einem Server und zum Liefern der zusammengeführten Protokolldaten auf Anforderung an einen anfordernden Benutzer des Dienstes bereitgestellt.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nach Anspruch 11 ein anfordernder Benutzer des Dienstes zum Empfangen konsolidierter Protokolldaten durch einen Internetdienst von einer Vielzahl ferner Einheiten über ein Funknetz bereitgestellt.

Vorteilhafterweise wird bei der Berechnung des Übertragungszeitraums die Übertragungskapazität des Servers berücksichtigt.

Besonders vorteilhaft wird, ausgehend von früheren Daten der Übertragungskapazität des Servers während eines ähnlichen Zeitraums, eine Schätzung durchgeführt.

Vorzugsweise wird für eine bestimmte Einheit mehr als nur ein Übertragungszeitraum berechnet, sodass die Daten heruntergeladen werden können. Eine solche Einheit unterliegt variablen Signalstärkebedingungen.

Besonders bevorzugt teilt die Einheit dem Server vor Übertragungsbeginn den tatsächlichen Übertragungsumfang mit. Wenn der tatsächliche Übertragungsumfang deutlich vom vorhergesagten Übertragungsumfang abweicht, berechnet der Server den Ablaufplan neu.

Von Vorteil ist, dass der Server den zeitlichen Verlauf der Funksignalstärke für jeden Client speichert.

Besonders vorteilhaft ist es, dass der Server basierend auf der Signalstärke zu einem früheren Zeitpunkt, zum Beispiel zum selben Zeitpunkt der Vorwoche, eine Schätzung der zu erwartenden Funksignalstärke für einen bestimmten Client vornimmt. Wenn die Signalstärke für die gesamte oder den größten Teil der geplanten Übertragung ausreicht, kann der Server von einer geringen Unterbrechungswahrscheinlichkeit ausgehen. Wenn es hingegen in dieser früheren Übertragung zu einer Unterbrechung gekommen ist, kann der Server von einer hohen Unterbrechungswahrscheinlichkeit ausgehen.

Von Vorteil ist, dass der Server den zeitlichen Verlauf der Funkpositionsdaten für jeden Client speichert und eine Schätzung der zu erwartenden Funksignalstärke vornimmt, indem er ausgehend von der aktuellen Position, Fahrtrichtung und Reisegeschwindigkeit eine zu erwartende Position schätzt.

Noch vorteilhafter ist, dass das Verfahren ferner Folgendes umfasst:

Erfassen der aktuellen Funksignalstärke vor der Übertragung von Protokolldaten; und

Neuplanung des Übertragungszeitraums, wenn die aktuelle Funksignalstärke einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.

Vorzugsweise wird das Verfahren nach Vorgabe einer definierten Priorität durchgeführt.

Noch bevorzugter wird die Priorität der Einheit durch deren Funksignalstärke definiert.

Von Vorteil ist, dass die Priorität einer Einheit durch das Volumen der zu übertragenden Daten definiert wird.

Noch vorteilhafter ist, dass ein Reservekanal für Serviceinformationen bereitgestellt wird. Wenn eine Einheit erkennt, dass sie noch nicht abgerufen wurde, aber jetzt Daten übertragen muss, kann sie von sich aus den Server kontaktieren, um eine höhere Priorität zum Abrufen anzufordern. Für diese Anforderung und die Datenübertragung muss ein anderer Übertragungskanal zum Server genutzt und sichergestellt werden, dass andere Tasks mit niedrigerer Priorität die Anforderung nicht blockieren.

Von Vorteil ist, dass einige Einheiten nicht nach Plan, sondern auf Anforderung herunterladen. Dadurch können die Vorteile des Herunterladens auf Anforderung sowie der angepassten Ablaufplanung genutzt werden. Bestimmte Einheiten können deaktiviert werden, sodass sie in diesem Zustand nicht in das Ablauf- und Planungssystem einbezogen werden müssen. Sie werden als nicht geplante Einheiten betrachtet, und die Protokolldaten werden auf Anforderung und bei Verfügbarkeit heruntergeladen.

Zum vollständigen Verständnis dieser sowie weiterer Aspekte der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden eine Ausführungsart der Erfindung lediglich beispielhaft unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:

1 eine schematische Darstellung der vorliegenden Ausführungsart der Erfindung ist;

2 eine schematische Darstellung einer durch die vorliegende Ausführungsart der Erfindung gespeicherten Struktur der Profildaten ist;

3 eine schematische Darstellung einer durch die vorliegende Ausführungsart der Erfindung gespeicherten Struktur der Plandaten ist; und

4 ein Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung ist.

1 zeigt ein Datenprotokollierungssystem, das Folgendes umfasst: einen Server 300, der über ein mobiles Netz mit einer Vielzahl ferner Clienteinheiten 100A ... N verbunden ist. Die erste Einheit wird mit 100A, die zweite mit 100B und so weiter bis 100N bezeichnet, wobei N in der Größenordnung von Millionen liegt. Jede Einheit 100A ... N umfasst Folgendes: Profildaten 102; eine Einheitenprofilauswertungseinheit 104; Protokolldaten 106; eine Einheitensteuerung 108; und eine Datenaustauscheinheit 110. Der Server 300 umfasst Folgendes: Profildaten 301; eine Einheitenprofilauswertungseinheit 302; einen Terminplaner 304; einen Ablaufplan 306; eine Aktualisierungskomponente 308; eine Datenaustauscheinheit 310; eine Bandbreitenvorhersageeinheit 311; und eine Uploadkomponente 312. Die Protokolldaten werden in einem Datenspeicher 400 gespeichert.

Die Einheitenprofilauswertungseinheit 302 speichert jedes von den Clienteinheiten erfasste Einheitenprofil 102.

Ein Einheitenprofil 102 beinhaltet Geräteeigenschaften, aber nicht die Daten zum Herunterladen selbst. Gemäß 2 umfasst das Einheitenprofil 102 bei der bevorzugten Ausführungsart für jede Einheit zwei Profile:

Erstens ein Konnektivitätsprofil 103A; und zweitens ein Downloadprofil 103B.

Das Konnektivitätsprofil 103A beinhaltet den zeitlichen Verlauf der Signalstärke des GSM-Signals und umfasst eine Datenstruktur mit einem Feld Datum und Uhrzeit und einem Feld GSM-Signal. Bei einer weiteren Ausführungsart wird die geografische Position der Einheit in das Konnektivitätsprofil einbezogen, wobei dieses von GPS-Daten oder trigonometrischen Daten von GSM-Empfängern abgeleitet wird. Der Status der Einheit wird im Wochenverlauf aufgezeichnet, weil sich hier am wahrscheinlichsten ein Muster zeigt. Bei anderen Ausführungsarten kann jedoch statt dessen oder zusätzlich auch ein längerer Zeitraum gewählt werden. Eine Datenerfassung über einen Tag wird normalerweise als Minimum angesehen, obwohl der Zeitraum theoretisch auch kürzer sein kann, während die Daten von drei Wochen bessere Durchschnittswerte liefern. Wenn Daten von mehr als vier Wochen gesammelt werden, werden die Speicherressourcen der Einheitenprofilauswertungseinheit 302 zu stark beansprucht.

Die Menge der zuvor gesammelten Daten erlaubt zumindest eine Schätzung der nächsten herunterzuladenden Datenmengen. Die Einheitenprofilauswertungseinheit 302 liefert Informationen an den Einheitenterminplaner 304, damit dieser eine Abschätzung der Verbindungszeit vornehmen kann. Darüber hinaus liefert sie auch Informationen zur GSM-Signalstärke, sodass ungeeignete Verbindungszeiten abgeschätzt werden können.

Im Downloadprofil 103B ist für jede Einheit ein Datensatz von jedem Datendownload gespeichert, der den Downloadzeitpunkt und die Menge der beim Herunterladen gesammelten Daten umfasst.

Der Terminplaner 304 erstellt den Plan 306 durch Zuweisen von Zeiträumen für jede einzelne Einheit zunächst aufgrund des Datenumfangs, der bei der Übertragung für jede Einheit zu erwarten ist. Der Terminplaner 304 empfängt von der Datenaustauscheinheit 310 die aktuelle Netzauslastung und von der Komponente 311 die Bandbreitevorhersageinformationen. Wenn der Terminplaner 304 erkennt, dass die aktuelle Netzauslastung größer oder wesentlich geringer ist als die zum Erstellen des Plans 306 verwendete Netzauslastung, aktualisiert der Terminplaner 304 den Plan 306. Der Terminplaner 304 arbeitet im Wesentlichen mit 80%iger Kapazitätsauslastung, sodass Überlastungen vorgebeugt werden kann und der Plan nicht ständig geändert werden muss.

Der Plan 306 (siehe 3) ist eine Datenstruktur, in der für jede Einheit ein Downloadplan gespeichert ist. Für jedes Herunterladen gibt es in der Datenbank einen Datensatz mit vier Feldern: 1) Übertragungszeitraum (Start- und Endzeitpunkt); 2) Einheitenkennung; und 3) Übertragungsumfang.

Die Aktualisierungskomponente 308 hält eine Einheit bezüglich ihres geplanten Zeitpunkts auf dem neuesten Stand, indem sie Nachrichten mit den neuesten Einzelheiten zum zeitlichen Ablauf und wichtige Änderungen am Plan 306 übermittelt. Die Aktualisierungskomponente hält eine offline geschaltete Einheit auf dem Laufenden und informiert diese über die Datenaustauscheinheit 310, sobald sie online geht.

Die Aktualisierungskomponente 308 setzt sich mit dem Terminplaner 304 in Verbindung, wenn die Einheit keinen freien Speicher mehr hat oder zu lange kein Herunterladen durchgeführt hat. Der Terminplaner 304 trägt eine Änderung in den Plan 306 ein, informiert die Aktualisierungskomponente 308 und aktualisiert den Plan 306 mit der Bestätigung von den Einheiten 100A ... N.

Die Bandbreitenvorhersagekomponente 311 überwacht die laufenden Downloadaktivitäten von aktuellen Datenübertragungen, die über die Datenaustauscheinheit 310 abgewickelt werden. Anhand dieser Informationen kann die aktuelle Downloadbandbreite überwacht und für künftige Planungen gespeichert werden. Diesen Daten dienen dann zum Erstellen einer Vorhersage der Netzkapazität für den Terminplaner 304, der daraufhin die Datenübertragung durch Abschalten von Einheiten drosseln oder die verfügbare Bandbreite durch Zuschalten weiterer Einheiten besser nutzen kann. Bei einer anderen Ausführungsart erhält die Bandbreitenkomponente Vorhersageinformationen von einem Netzbetreiber.

Die Uploadeinheit 312 ermittelt, wann Clienteinheiten mit neuer Software aktualisiert werden müssen. Ausgehend vom Plan 306 stellt die Uploadeinheit fest, welcher andere Datenverkehr möglicherweise die Datenübertragungsleitungen 210, 206 nutzt. Der Plan 306 wirkt sich auf Entscheidung aus, wann Software zu den Clienteinheiten hochgeladen werden soll, da jedes Herunterladen die „effektive" Datenübertragungsbandbreite für das Hinaufladen von Daten verringert.

Im Folgenden wird die Clienteinheit 100A beschrieben. Die Clienteinheiten 100B ... N weisen dieselben Komponenten, aber eine andere Kennung auf. Jede Einheit 100A ... N umfasst Folgendes: Profildaten 102; eine Einheitenprofilauswertungseinheit 104; Protokolldaten 106, eine Einheitensteuerung 108; und eine Datenaustauscheinheit 110.

Die durch die Einheitenprofilkomponente 104 gespeicherten Profildaten 102 enthalten ein Profil der Konnektivität und der Datenmengen für die Einheit. Diese Profildaten 102 werden zum Server 300 gesendet, damit der Terminplaner 304 die Ablaufplanung und die Prioritäten planen kann.

Das Datenprotokoll 106 enthält die zum Server 300 zu übertragenden Protokolldaten, kann aber auch noch andere spezielle Daten enthalten, die von der Einheitensteuerung verwendet werden. Die entscheidende Aufgabe besteht darin, Protokolldaten 106 vom Client über den Server 300 zum Datenspeicher 400 zu übertragen.

Die Einheitensteuerung 108 ist für die Koordinierung der Protokolldaten 106 zuständig und steuert den Datendownload zum Server 300 und die Ankündigung der Datenvolumina. Diese Einheitensteuerung 108 löst ausgehend von dem vom Server 300 empfangenen geplanten Zeitpunkt die Datenverbindung und die Übertragung der Datenmengen aus. Die Einheitensteuerung 108 empfängt die Ablaufinformation des Plans 306 von der Aktualisierungskomponente 308. Vor Beginn des Herunterladens der Protokolldaten führt die Einheitensteuerung 108 zur Überprüfung der endgültigen Einstellungen über die Aktualisierungskomponente 308 und den Datenaustauschmechanismus 310/110 eine Kommunikation mit dem Terminplaner 304 durch. Im Idealfall wird jeder Client 100A ... N durch dieselbe Version der Einheitensteuerung 108 gesteuert, es kann jedoch auch vorkommen, dass bestimmte Einheiten durch die Uploadeinheit 312 aktualisiert wurden, während andere die ältere Version verwenden. Softwareaktualisierungen können zwischen dem Server 300 und den Clients 100A ... N über dieselben Kommunikationsleitungen wie die Daten übertragen werden.

Unter Bezug auf 4 wird das Verfahren 400 der Ausführungsart beschrieben. Der Terminplaner 304 wählt in Schritt 402 aus den verfügbaren Einheiten in den Profildaten 301 eine erste Clienteinheit aus. Jede Einheit hat zuvor Kontakt zum Server aufgenommen und sich in den Profildaten 301 als verfügbar registriert. Jede Einheit sendet Informationen über ihre zukünftig erwarteten Downloadgrößen, die dann in einem Downloadprofil 103B gespeichert werden. Die Einheitenprofilauswertungseinheit 302 erzeugt für jede neu registrierte Einheit neue Profildatenstrukturen und speichert die Kontaktdaten der Einheit im Einheitenprofil. In der betreffenden Datenstruktur des Downloadprofils ist jede künftige Downloadgröße gespeichert.

In Schritt 404 entnimmt der Terminplaner 304 den Downloadprofilen den Übertragungsumfang für Protokolldaten.

In Schritt 406 berechnet der Terminplaner 304 aus der Verfügbarkeit der Downloadbandbreite des Servers 300 und der in Schritt 404 geschätzten Übertragungsgröße der Protokolldaten den künftigen Übertragungszeitraum der Einheit. Von der Berechnung sind bestimmte Zeiträume ausgenommen, die in Schritt 410 wegen zu geringer Signalstärke ausgeschlossen wurden.

In Schritt 408 schätzt der Terminplaner 304 anhand des Konnektivitätsprofils der Einheit die Signalstärke. Die einfachste Ausführungsart verwendet hierzu die Signalstärke einer vorhergehenden Woche, während eine andere Ausführungsart die gemittelte Signalstärke der letzten zwei oder drei Wochen verwendet.

In Schritt 410 vergleicht der Terminplaner 304 das geschätzte Signal mit einem Schwellenwert. Wenn die geschätzte Signalstärke den Schwellenwert unterschreitet, reicht die Signalstärke nicht für eine sichere Datenübertragung aus, und das Verfahren springt zurück zu Schritt 406, um einen neuen Übertragungszeitraum zu berechnen.

In Schritt 412 speichert der Terminplaner 304 den Übertragungszeitraum im Plan 306. Zu diesem Zeitpunkt sendet die Aktualisierungseinheit 308 den Übertragungszeitraum an die betreffende Einheit.

Dann führt der Terminplaner 304 in Schritt 413 für jede Einheit 100A ... N die Schritte 402 bis 412 aus, sodass der Plan 306 für jede Einheit 100A ... N einen geplanten Zeitpunkt und eine geplante Downloadgröße enthält.

In Schritt 414 wählt der Plan 306 eine Einheit aus, deren Übertragungszeitraum gerade bevorsteht.

In Schritt 415 erhält der Terminplaner 304 durch eine Verbindung über die Datenaustauscheinheit 110/310 mit der Einheitensteuerung 108 einen aktuellen Übertragungsumfang. Die Einheitensteuerung fragt die Protokolldaten 106 ab und gibt den Wert zurück.

In Schritt 416 berechnet der Terminplaner 304 den Übertragungszeitraum zu diesem späteren Zeitpunkt neu.

In Schritt 418 erhält der Terminplaner 304 vor der Übertragung die aktuelle Signalstärke.

In Schritt 420 prüft der Terminplaner 304, ob die erhaltene Signalstärke einen Schwellenwert unterschreitet. Ein typischer Schwellenwert kann bei 20 % der maximalen Signalstärke liegen, jedoch hängt dieser Wert von den realen Betriebsbedingungen ab. Wenn der erhaltene Wert der Signalstärke 20 % unterschreitet, wird die aktuelle Übertragung abgebrochen. Da ein neuer Übertragungszeitraum benötigt wird, springt das Verfahren zurück zu Schritt 406. Wenn der erhaltene Wert der Signalstärke gleich oder größer als 20 % ist, geht das Verfahren weiter zu Schritt 422.

Sobald in Schritt 422 die Signalstärke bestätigt worden ist, werden die Protokolldaten über den Datenaustauschmechanismus 310/110 übertragen. Bei der bevorzugten Ausführungsart startet die Einheitensteuerung 108 zum geplanten Zeitpunkt die Kommunikation und die Übertragung der Protokolldaten. Bei einer anderen Ausführungsart startet der Terminplaner das Herunterladen, wenn er die Signalstärke ermittelt.

Dann führt der Terminplaner 304 in Schritt 423 für jede Position im Plan 306 die Schritte 414 bis 422 aus, sodass jede Einheit ihre Protokolldaten überträgt, wenn die Signalstärke ausreichend ist.

Obwohl die Ausführungsarten in Bezug auf einen einzelnen Server beschrieben wurden, kann die Lösung auf zwei oder mehr Server erweitert werden.