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Title:
METHOD FOR OPERATING A CHARGING LOCATION AND CHARGING LOCATION TERMINAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/028208
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a charging location (1) by means of a charging location terminal (4) for operating a plurality of charging stations (4) provided at the charging location (1), including charging points (3) which are uniquely assigned an electric vehicle supply equipment ID, EVSE-ID. The charging location terminal (4) is assigned to a terminal back end (6) and communicates therewith. The method has the steps of providing a roaming offer, providing status information and/or condition information, and carrying out a charging operation on the basis of the status information and/or condition information.

Inventors:
SCHLUTIUS EDUARD (DE)
WAGENER MAX (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/070901
Publication Date:
February 08, 2024
Filing Date:
July 27, 2023
Export Citation:
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Assignee:
REEV GMBH (DE)
International Classes:
B60L53/66; B60L53/67; B60L53/68; G06Q20/34
Other References:
GAROFALAKI Z ET AL: "Electric Vehicle Charging: a Survey on the Security Issues and Challenges of the Open Charge Point Protocol (OCPP)", ARXIV.ORG, CORNELL UNIVERSITY LIBRARY, 201 OLIN LIBRARY CORNELL UNIVERSITY ITHACA, NY 14853, 5 July 2022 (2022-07-05), XP091263660, DOI: 10.1109/COMST.2022.3184448
ANONYMOUS: "Electric Vehicle Charging Open Payment Framework with ISO 15118", 1 February 2021 (2021-02-01), XP093073700, Retrieved from the Internet [retrieved on 20230815]
Attorney, Agent or Firm:
KUHNEN & WACKER PATENT- UND RECHTSANWALTSBÜRO PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche Verfahren (SO) zum Betreiben eines Ladestandorts (1) mit einem Ladestandort-Terminal (4) zum Bedienen einer Mehrzahl von an dem Ladestandort (1) vorhandener Ladestationen (4) einschließlich Ladepunkte (3), die mit einer Electric Vehicle Supply Equipment-ID, EVSE-ID, eindeutig zugeordnet sind, wobei das Ladestandort-Terminal (4) mit einem Terminal-Backend (6) assoziiert ist und über ein erstes Protokoll (5) damit in Kommunikation steht, das Verfahren (SO) umfassend:

Bereitstellen (Sl) eines Roaming-Angebots über ein zweites Protokoll (7), an das Terminal-Backend (6), durch ein Charge Point Operator, CPO, -Backend (8), das mit zumindest einem Ladepunkt (3) oder zumindest einer Ladestation (4) des Ladestandorts (1) assoziiert ist und über ein drittes Protokoll (9) damit in Kommunikation steht, wobei das Roaming-Angebot Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen enthält;

Bereitstellen (S2) der Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen, von dem Terminal-Backend (6) an das Ladestandort-Terminal (4) über das erste Protokoll (5); und

Ausführen (S3) einer Ladeoperation an einem über die entsprechende EVSE-ID an dem Ladestandort-Terminal (4) und abhängig von den Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen ausgewählten Ladepunkt (3) basierend auf einer Interaktion zwischen dem Ladestandort-Terminal (4) und einer in ihre unmittelbare Nähe gebrachte kontaktlose Benutzerautorisierungskarte unter Verwendung eines von dem Ladestandort (1) unabhängigen Backends (10). Verfahren (SO) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktlose Benutzerautori sierungskarte eine Bankkarte, vorzugsweise Debitkarte oder Kreditkarte ist, die Near Field Communication, NFC, -fähig ist. Verfahren (SO) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen regelmäßig durch das Terminal-Backend (6) von dem CPO-Backend (8) angefordert werden und basierend auf der Anforderung durch das CPO-Backend (8) bereitgestellt werden. Verfahren (SO) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Protokoll (7) auf Open InterCharge Protocol, OICP, oder Open Charge Point Interface, OCPI, - Protokoll basiert, das dritte Protokoll (9) auf Open Charge Point Protocol, OCPP, basiert, und das erste Protokoll (5) ein von dem zweiten Protokoll (7) und dem dritten Protokoll (9) unterschiedliches Protokoll ist. Verfahren (SO) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausführen (S3) der Ladeoperation diese vorbereitet wird, dadurch dass, infolge der Interaktion, das Ladestandort-Terminal (4) eine Bestätigung von dem unabhängigen Backend (10) erhält, worauf das Ladestandort-Terminal (4) einen Token in Bezug auf die vorzubereitende Ladeoperation über das erste Protokoll (5) an das Terminal-Backend (6) sendet, und das Terminal-Backend (6) daraufhin die so vorbereitete Ladeoperation in Kommunikation mit dem CPO-Backend (8) über das zweite Protokoll (7) freigibt unter Angabe der entsprechenden EVSE-ID. Verfahren (SO) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladestandort-Terminal (4) ein Nachrüstzeug für den Ladestandort (1) ist, oder das Ladestandort-Terminal (4) ein an dem Ladestandort (1) fest installierte Vorrichtung ist, die öffentlich und frei zugänglich ist. Verfahren (SO) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Ladeoperation, auf Anforderung des Ladestandort-Terminal s (4), an den mit der EVSE-ID assoziierten Ladepunkt (3), auf Basis der Konditionsinformationen und einer bei der Ladeoperation bereitgestellten Leistungsmenge, ein mit der kontaktlosen Benutzerautorisierungskarte verknüpfter und mit dem unabhängigen Backend (10) in Verbindung stehender Account in Anspruch genommen wird. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm Befehle umfasst, die, bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer (12) oder durch das Ladestandort-Terminal (4), den Computer (12) oder das Ladestandort-Terminal (4) veranlassen, das Verfahren (SO) nach einem der vorhergehenden Ansprüche bzw. mindestens einen der Schritte davon auszuführen. Datenträger (14, 15), dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Datenträger (14, 15) das Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist. Ladestandort-Terminal (4) zum Bedienen einer Mehrzahl von an dem Ladestandort (1) vorhandener Ladestationen (4) einschließlich Ladepunkte (3), die mit einer Electric Vehicle Supply Equipment-ID, EVSE-ID, eindeutig zugeordnet sind, wobei das Ladestandort-Terminal (4) mit einem Terminal-Backend (6) assoziiert ist und über ein erstes Protokoll (5) damit in Kommunikation steht, und das Ladestandort-Terminal (4) konfiguriert ist zum:

Erhalten von in einem Roaming-Angebot enthaltenen Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen, von dem Terminal-Backend (6) über das erste Protokoll (5), wobei das Roaming- Angebot über ein zweites Protokoll (7), an dem Terminal-Backend (6), von einem Charge Point Operator, CPO, -Backend (8) erhalten wurde, das mit zumindest einem Ladepunkt (3) oder zumindest einer Ladestation (4) des Ladestandorts (1) assoziiert ist und über ein drittes Protokoll (9) damit in Kommunikation steht; und

Initiieren einer Ladeoperation an einem über die entsprechende EVSE-ID an dem Ladestandort-Terminal (4) und abhängig von den Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen ausgewählten Ladepunkt (3) basierend auf einer Interaktion zwischen dem Ladestandort-Terminal (4) und einer in ihre unmittelbare Nähe gebrachte kontaktlose Benutzerautorisierungskarte unter Verwendung eines von dem Ladestandort (1) unabhängigen Backends (10).

Description:
Beschreibung

VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES LADESTANDORTS UND LADE STANDORT-TERMINAL

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ladestandorts mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Ladestandort-Terminal.

Der folgende Hintergrund soll lediglich Informationen liefern, die zum Verständnis des Zusammenhangs der hier offenbarten erfinderischen Ideen und Konzepte erforderlich sind. Daher kann dieser Hintergrundabschnitt patentierbare Gegenstände enthalten und sollte nicht per se als Stand der Technik angesehen werden.

HINTERGRUND

Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge wird von vielen verschiedenen Anbietern mit unterschiedlichen Konditionen angeboten. Um die Ladeinfrastruktur allgemein für jedermann überall nutzbar zu machen, werden Ladestationen an entsprechenden Ladestandorten über e-Roaming verfügbar gemacht. Hierdurch können Ladestationen verschiedener Charge Point Operators (CPOs) genutzt werden. Ein Elektrofahrzeugnutzer schließt einen Vertrag mit einem bestimmten Electromobility Service Provider (abgekürzt: EMP oder eMSP) ab. Der EMP kümmert sich um die Verarbeitung der Ladevorgänge und die Zurechnung zu dem Elektrofahrzeugnutzer. E- Roaming Plattformen führen meist selbst keine Ladeinfrastruktur, sondern ermöglichen Abkommen zwischen EMPs und CPOs. Die CPOs verbinden sich freiwillig über eine Roaming Plattform mit verschiedenen EMPs.

Für Elektrofahrzeugnutzer ergibt sich so ein einfacher Zugang zu den Ladestationen aller CPOs, mit denen ihr bestimmter EMP einen Vertrag über eine e-Roaming Plattform geschlossen hat. So entstehen weitreichende Ladenetzwerke für alle Elektrofahrzeugnutzer. Um e-Roaming zu ermöglichen, tauschen EMPs und CPOs Detailinformationen zu Ladestationen, wie geographische Koordinaten und Autorisierungsinformationen sowie sogenannte Charge Detail Records (CDRs) über die e-Roaming Plattform untereinander aus. Elektrofahrzeugnutzer nutzen eine mobile Applikation auf dem Smartphone, um auf einer Karte zu sehen, wo e-Roaming fähige Ladestationen zu finden sind, welche Öffnungszeiten die Ladestationen haben und ob diese gerade belegt sind.

Versucht ein Elektrofahrzeugnutzer an einer e-Roaming fähigen Ladestation zu laden, prüft die Ladestation, ob der Elektrofahrzeugnutzer anhand einer Nutzerkennung bereits einen Systemeintrag besitzt. Wenn nicht, leitet die Ladestation die Anfrage an die e-Roaming Plattform weiter. Dort wird geprüft, ob der Elektrofahrzeugnutzer bei einem EMP verzeichnet ist. Wenn ja, wird der Ladevorgang gestartet und anschließend über die e-Roaming-Plattform datentechnisch verarbeitet. So ermöglicht e-Roaming anbieterunabhängiges Laden und Datenverarbeiten für die Elektrofahrzeugnutzer.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den e-Roaming Prozess zu erweitern.

KURZFASSUNG

Diese Kurzfassung dient dazu, eine Auswahl von Merkmalen und Konzepten der Erfindung vorzustellen, die weiter unten in der Beschreibung erläutert werden. Diese Kurzfassung soll nicht dazu dienen, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, noch soll sie dazu dienen, den Umfang des beanspruchten Gegenstands zu begrenzen.

Erfmdungsgemäß wird die oben genannte Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Konkret wird die Aufgabe durch Verfahren zum Betreiben eines Ladestandorts gelöst. Der Ladestandort hat ein Ladestandort-Terminal zum Bedienen einer Mehrzahl von Ladestationen. Die Ladestationen sind an dem Ladestandort vorhanden. Die Ladestationen haben Ladepunkte. Die Ladepunkte sind jeweils mit einer Electric Vehicle Supply Equipment-ID (EVSE-ID) eindeutig zuordenbar bzw. dadurch eindeutig zugeordnet bzw. identifizierbar. Das Ladestandort-Terminal ist mit einem Terminal- Backend assoziiert. Das heißt, dass mittels des Terminal-Backends eine entsprechende Verarbeitung im Hintergrund abläuft, zum Beispiel als Fernverarbeitung von mit dem Ladestandort-Terminal verbundenen Prozessen. Hierbei kann das Terminal -Backend in einer fern gelegenen Cloud und/oder z. B. maximal teilweise vor Ort am Ladestandort bzw. im Ladestandort-Terminal integriert sein. Das Ladestandort-Terminal steht über ein erstes Protokoll mit dem Terminal-Backend in Kommunikation.

Das Verfahren umfasst ferner Bereitstellen eines Roaming-Angebots an das Terminal-Backend durch ein Charge Point Operator (CPO)-Backend. Dieses Roaming- Angebot kann auch indirekt über eine Drittanbieter-Plattform bereitgestellt werden. Die Drittanbieter-Plattform kann mit dem CPO-Backend in Verbindung stehen, zum Beispiel über ein selbes Kommunikationsprotokoll, siehe drittes Protokoll unten oder ein diesem ähnelnden Protokoll. Ebenso kann dieser Schritt ein Erhalten des Roaming- Angebots durch das Terminal-Backend von dem CPO-Backend sein. Dieses Bereitstellen bzw. Erhalten erfolgt über ein zweites Protokoll. Das CPO-Backend ist mit zumindest einem Ladepunkt oder zumindest einer Ladestation des Ladestandorts assoziiert. Das heißt, dass mittels des CPO-Backends eine entsprechende Verarbeitung im Hintergrund abläuft, zum Beispiel als Fernverarbeitung von mit dem CPO, der zumindest einen Ladestation und/oder dem zumindest einen Ladepunkt verbundenen Prozessen. Hierbei kann das CPO-Backend in einer fern gelegenen Cloud und/oder z. B. maximal teilweise vor Ort am Ladestandort, im Ladestandort-Terminal, bzw. in der zumindest einen Ladestation oder dem zumindest einen Ladepunkt integriert sein. Das CPO-Backend steht über ein drittes Protokoll mit dem zumindest einen Ladepunkt oder der zumindest einen Ladestation des Ladestandorts in Kommunikation. Das Roaming-Angebot enthält Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen.

Das Verfahren umfasst ferner Bereitstellen der Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen, von dem Terminal-Backend an das Ladestandort-Terminal. Ebenso kann dieser Schritt ein Erhalten der Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen durch das Ladestandort-Terminal von dem Terminal-Backend sein. Dieses Bereitstellen bzw. Erhalten erfolgt über das erste Protokoll.

Das Verfahren umfasst ferner Ausführen einer Ladeoperation an einem Ladepunkt. Der Ladepunkt ist über die entsprechende EVSE-ID an dem Ladestandort-Terminal ausgewählt, zum Beispiel durch Nutzerinteraktion. Das Ausführen bzw. das Auswählen erfolgen abhängig von den Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen. Das Ausführen oder ein Beginn des Ausführens basiert auf einer Interaktion zwischen dem Ladestandort-Terminal und einer kontaktlosen Benutzerautorisierungskarte, die in die unmittelbare Nähe des Ladestandort-Terminals gebracht wird. Der Begriff „kontaktlos“ ist hierbei so zu verstehen, dass die Benutzerautorisierungskarte ohne direkten Kontakt mit dem Ladestandort-Terminal eine Nutzeridentifikation oder Nutzerautorisierung ermöglicht. Die eigentliche Autorisierung des Nutzers (Nutzeridentifikation oder Nutzerautori sierung) mittels der Benutzerautorisierungskarte kann online stattfinden. Eine Berührung ist somit nicht erforderlich. Die kontaktlose Benutzerautori sierungskarte kann ein inaktiv ausgebildetes Mittel sein, zum Beispiel passiv. Die Benutzerautorisierungskarte kann so ausgebildet sein, dass sie bei elektromagnetischer Aktivierung mittels eines von dem Ladestandort-Terminal gesendeten Signal, eine auf der Benutzerautorisierungskarte befindliche Nutzerinformation freigibt. Ebenso kann das Ladestandort-Terminal dazu ausgebildet sein, eine elektromagnetisches Aktivierungssignal auszusenden, das die Benutzerautori sierungskarte dazu veranlasst, die darauf befindliche Nutzerinformation freizugeben. Die unmittelbare Nähe kann den Beginn des Ausführens bedingen. Hierbei wird ein von dem Ladestandort unabhängiges Backend verwendet. Das von dem Ladestandort unabhängige Backend kann ein von dem CPO-Backend und dem Terminal- Backend verschiedenes Backend sein, das mit der Benutzerautorisierungskarte assoziiert ist. Ähnliche Aussagen bzgl. des CPO-Backends und des Terminal-Backends können auch auf das unabhängige Backend anwendbar sein.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass der e-Roaming Prozess funktional erweitert wird. Ebenso kann eine verbesserte Flexibilität geschaffen werden.

Das Ladestandort-Terminal kann ein Bedienpanel an einem dedizierten Ladestandort für einen Nutzer eines Elektrofahrzeugs zum Aufladen des Elektrofahrzeugs an dem entsprechenden Ladepunkt der Ladestation des Ladestandorts sein.

Das Ladestandort-Terminal kann unabhängig sein von den einzelnen Ladestationen, insbesondere unabhängig von den Ladestation-Terminal(s). Die Ladestation-Terminal(s) können die Bedienpanels an den jeweiligen Ladestationen sein.

Die verschiedenen Backends sind jeweils mit den Backends verknüpft und können auf einem Server/ einer Cloud integriert sein, und eine Hintergrundverarbeitung unabhängig von dem jeweiligen Backend ermöglichen. Der Begriff „unabhängig“ bei dem unabhängigen Backend kann sich darauf beziehen, dass dieses Backend nicht explizit auf einen Anbieter für Elektromobilität bezieht.

Das Roaming-Angebot kann als Datensammlung verstanden werden, die eine Menge an Informationen über die Ladepunkte am Ladestandort enthält, unter der ein Nutzer auswählen kann. Die Statusinformationen können so verstanden werden, dass darin Informationen über den Status der Ladepunkte des Ladestandorts enthalten sind, die zum Beispiel angeben, ob ein oder mehrere Ladepunkte belegt, benutzt oder bereit sind Ebenso können darin Informationen über Spannungs-ZStromzustände mitgeliefert werden. Zum Beispiel kann in den Statusinformationen auch die EVSE-ID enthalten sein. Die Konditionsinformationen können so verstanden werden, dass darin Informationen über mit den entsprechenden Ladepunkten verknüpfte Anbieter und/oder Konditionen, zum Beispiel preislich, zeitlich, umwelttechnisch, stromarttechnisch und/oder strommengentechnisch enthalten sind.

Das dritte Protokoll kann ein selbstentwickeltes nicht-öffentliches Protokoll sein, dass lediglich von dem Ladestandort-Terminal und/oder dem Terminal -Backend verstanden werden kann. Somit kann eine Sicherheit erhöht sein.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die kontaktlose Benutzerautorisierungskarte kann eine Bankkarte sein. Beispiele für eine Bankkarte sind eine Debitkarte oder eine Kreditkarte. Die Benutzerautori sierungskarte kann Near Field Communication, NFC, -fähig sein. Hierbei kann die Benutzerautorisierungskarte komplett passiv ausgebildet sein.

Hierdurch lässt sich eine Nutzerautorisierung vereinfachen.

Das Ladestandort-Terminal kann dabei regelmäßig oder bei Nutzerbetätigung eine NFC-Kommunikation zur Nutzerautorisierung starten. Zum Beispiel kann sich das Ladestandort-Terminal in einem Idle-Zustand, Connected-Zustand und/oder Inactive- Zustand, wie weiter unten beschrieben in Bezug auf das Fernsenden von Daten, insbesondere Kompaktdaten, befinden, insbesondere sofern keine Nutzerinteraktion mit dem Ladestandort-Terminal erfolgt. Eine Zustandsänderung kann dazu führen, dass sich der RRC -Modus bzw. der RRC -Zustand des Ladestandort-Terminals ändert. So können Strom und damit Kosten eingespart werden.

Die Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen können regelmäßig durch das Terminal-Backend von dem CPO-Backend angefordert werden. Basierend auf der Anforderung können die Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen durch das CPO-Backend bereitgestellt werden. Diese Anforderung kann auf Kompaktdaten zwischen dem Terminal-Backend und dem CPO-Backend basieren.

So kann eine geringe Datenmenge im Hintergrund ausgetauscht und entsprechende Rechnerressourcen eingespart werden.

Das zweite Protokoll kann auf einem Open InterCharge Protocol (OICP) oder Open Charge Point Interface (OCPI) - Protokoll basieren bzw. sein. Das dritte Protokoll kann auf Open Charge Point Protocol (OCPP), basieren bzw. sein. Das erste Protokoll kann ein von dem zweiten Protokoll verschiedenes Protokoll sein. Das erste Protokoll kann ein von dem dritten Protokoll verschiedenes Protokoll sein. Das erste Protokoll kann auf einem Internet Protocol (IP), Transmission Control Protocol (TCP) bzw. TCP/IP beruhen.

Somit kann auf unterschiedliche Standards zurückgegriffen werden, um ein flexibles und modulares System zu schaffen.

Die Ladeoperation kann davor vorbereitet werden, indem, infolge der Interaktion, das Ladestandort-Terminal eine Bestätigung von dem unabhängigen Backend erhält. Als Antwort auf die Bestätigung kann das Ladestandort-Terminal einen Token in Bezug auf die vorzubereitende Ladeoperation über das erste Protokoll an das Terminal-Backend senden. Als Antwort auf den Erhalt des Tokens kann das Terminal-Backend die so vorbereitete Ladeoperation über das zweite Protokoll freigeben. Die Freigabe kann unter Angabe der entsprechenden EVSE-ID erfolgen. Die Freigabe kann eine Kommunikation mit dem CPO-Backend beinhalten. So kann die Freigabe eine Datenübermittlung zwischen dem Terminal-Backend und dem CPO-Backend umfassen, bei der in Kompaktdaten, z. B. die EVSE-ID und beispielsweise ein Flag, übermittelt wird. Die Flag kann anzeigen, dass die Ladeoperation erfolgen bzw. beginnen soll.

Eine Sicherheit kann somit erhöht sein. Das Token kann als eine Erkennungsmarke verstanden werden, die eine Ladeberechtigung angibt.

Das Ladestandort-Terminal kann ein Nachrüstzeug für den Ladestandort sein. Zum Beispiel kann ein bereits vollständig installierter Ladestandort mit dem Ladestandort- Terminal nachgerüstet werden. So können bereits fertiggestellte Installationen um Funktionalität erweitert werden.

Das Ladestandort-Terminal kann auch eine an dem Ladestandort fest installierte oder dafür vorgesehene Vorrichtung sein. Dabei kann das Ladestandort-Terminal öffentlich und/oder frei zugänglich sein bzw. als solche ausgebildet sein. So kann das Ladestandort-Terminal in Verbindung mit allen verfügbaren Elektrofahrzeugen und Ladeanbietem verwendet werden.

Nach Beendigung der Ladeoperation kann auf Anforderung, zum Beispiel durch das Ladestandort-Terminal, an den mit der EVSE-ID assoziierten Ladepunkt, die Konditionsinformationen und eine bei der Ladeoperation bereitgestellte Leistungsmenge angefordert werden. Als Antwort auf die Anforderung können die Konditionsinformationen und die bei der Ladeoperation bereitgestellte Leistungsmenge dem Terminal-Backend bereitgestellt werden, zum Beispiel als Teil der oben genannten CDRs. Die Bereitstellung kann direkt von dem mit der EVSE-ID assoziierten Ladepunkt oder dem CPO-Backend erfolgen. Mit dieser Antwort kann ein mit der kontaktlosen Benutzerautorisierungskarte verknüpfter und mit dem unabhängigen Backend in Verbindung stehender Account in Anspruch genommen werden. Die Beanspruchung oder die Anforderung kann durch das Ladestandort-Terminal initiiert werden. Der Account kann ein mit der kontaktlosen Benutzerautorisierungskarte verknüpftes Bankkonto sein. Das Bankkonto kann dabei entsprechend der Konditionsinformationen und der bei der Ladeoperation bereitgestellten Leistungsmenge belastet werden.

Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein Computerprogramm gelöst. Das Computerprogramm umfasst Befehle, die, bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer oder das Ladestandort-Terminal, den Computer oder das Ladestandort-Terminal veranlassen, das oben beschriebene Verfahren bzw. mindestens einen der Schritte davon auszuführen. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zum Starten/Betreiben des Ladestandort-Terminals, wie hierin beschrieben, handeln. Die oben genannte Aufgabe wird auch durch einen Datenträger gelöst. Das Computerprogramm kann auf dem maschinen-, prozessor- oder computerlesbaren Datenträger gespeichert sein, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium Dazu gehört auch, dass das Computerprogramm auf einem Server oder einem Cloud-Server zum Herunterladen bereitgestellt werden kann, z.B. über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie eine drahtlose Verbindung.

Die oben genannte Aufgabe wird auch durch Ladestandort-Terminal zum Bedienen einer Mehrzahl von an dem Ladestandort vorhandener Ladestationen einschließlich Ladepunkte gelöst. Die Ladepunkte sind mit einer Electric Vehicle Supply EquipmentID (EVSE-ID) eindeutig zugeordnet. Das Ladestandort-Terminal ist mit einem Terminal- Backend assoziiert. Das Ladestandort-Terminal steht über ein erstes Protokoll mit dem Terminal-Backend in Kommunikation.

Das Ladestandort-Terminal ist konfiguriert, von dem Terminal-Backend über ein erstes Protokoll, Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen zu erhalten. Die Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen sind in einem Roaming- Angebot enthalten.

Das Roaming- Angebot wurde über ein zweites Protokoll, an dem Terminal- Backend, von einem Charge Point Operator, CPO, -Backend erhalten. Das CPO-Backend ist mit zumindest einem Ladepunkt oder zumindest einer Ladestation des Ladestandorts assoziiert. Das CPO-Backend steht über ein drittes Protokoll mit dem zumindest einen Ladepunkt oder der zumindest einen Ladestation des Ladestandorts in Kommunikation.

Das Ladestandort-Terminal ist konfiguriert eine Ladeoperation an einem über die entsprechende EVSE-ID an dem Ladestandort-Terminal und abhängig von den Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen ausgewählten Ladepunkt basierend auf einer Interaktion zwischen dem Ladestandort-Terminal und einer in ihre unmittelbare Nähe gebrachte kontaktlose Benutzerautorisierungskarte unter Verwendung eines von dem Ladestandort unabhängigen Backends zu initiieren.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Setup-Prozess, bei dem der CPO gezielt eine Roaming Offer mit EVSE-ID (eindeutige Ladepunkt-Kennung), Ladestandort und Konditionsinformation unterbreitet. Diese können zum Beispiel in den oben genannten CDRs enthalten sein. Über das Ladestandort-Terminal kann die Roaming Offer an das Backend geleitet und dort in Bezug auf die Roaming Offer ein virtueller EMP erstellt werden, dessen Kennung (virtuelle UID) an das Ladestandort-Terminal zurückgeliefert werden kann. Das Ladestandort-Terminal kann mit dieser Kennung assoziiert/identifiziert sein.

Außerdem betrifft die Erfindung - mit anderen Worten - einen Operations-Prozess, bei dem durch Initiative des Backends Ladekabelverbinder (Connector)- Status, Konditionsschwankungen, zusätzliche (neue) EVSE-IDs in Bezug auf die Roaming Offer abgefragt werden. Dies kann live über das Ladestandort-Terminal geschehen.

Der Ablauf des Verfahrens kann in anderen Worten wie folgt ablaufen: Der Elektrofahrzeugnutzer fährt auf einen freien Parkplatz, benutzt ein dem Ladepunkt zugeordnetes Ladekabel einer Ladestation an dem Ladestandort, geht zum (einzigen) Ladestandort-Terminal, das alle eingesteckten Ladekabelverbinder (Connectors) anzeigt (z. B. mittels OCPI). Der Elektrofahrzeugnutzer wählt die entsprechende EVSE ID aus, woraufhin mittels des Backends ein Betrag auf der Bankkarte (z. B. Kreditkarte oder Debitorenkarte) getriggert/blockiert wird. Dann schickt das Backend einen Femstartsignal (engl.: remote start signal). Bei Abschluss des Ladevorgangs wird durch das Backend, vorzugsweise live, beim CPO die Ladestrommenge abgefragt, und ein der Ladestrommenge entsprechender Betrag von dem mit der Bankkarte verbundenen Konto abgebucht. Der vormals getriggerte/blockierte Betrag wird daraufhin wieder freigegeben.

Auch wenn einige der voranstehend beschriebenen Aspekte in Bezug auf das Verfahren beschrieben sind, so können diese Aspekte auch auf das Ladestandort- Terminal zutreffen. Genauso können die voranstehend in Bezug auf das Ladestandort- Terminal beschriebenen Aspekte in entsprechender Weise auf das Verfahren zutreffen. Ebenso können sich entsprechende Aspekte auf einen Ladestandort bzw. ein System aus Ladestandort-Terminal, Backend, und/oder Ladestationen an dem Ladestandort beziehen.

In einem Beispiel kann das Ladestandort-Terminal unter Verwendung von Hardware Schaltungen, Softwaremitteln oder einer Kombination davon implementiert sein. So können mehrere Einheiten des Ladestandort-Terminal s jeweils in einer einzigen physikalischen Einheit realisiert sein, etwa wenn mehrere Funktionen in Software implementiert sind. Die Einheiten des Ladestandort-Terminals können auch in Hardware- Bausteinen implementiert sein. Die Einheiten des Ladestandort-Terminal s sind jeweils als funktionale Einheiten zu verstehen, die nicht notwendigerweise physikalisch voneinander getrennt sind. So kann das Ladestandort-Terminal zumindest teilweise als Computer, feldprogrammierbares Logik-Array (FPLA), feldprogrammierbares Gate- Array (FPGA), Mikrocontroller, CPU (z.B. mit mehreren Kernen), Grafikprozessoreinheit (GPU), anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und/oder digitaler Signalprozessor (DSP) realisiert sein.

In dem Ladestandort-Terminal können beispielsweise Verfahren angewendet werden, die im Zusammenhang mit Pipelining von Daten, zum Beispiel der Kompaktdaten stehen. Die Daten bzw. Kompaktdaten können ein oder mehrere der folgenden Elemente aufweisen: das Roaming-Angebot, Nutzerinformation der Benutzerautorisierungskarte die Statusinformationen, Konditionsinformationen, die Kennung des virtuellen EMPs / die virtuelle UID, die EVSE-ID und die bei der Ladeoperation bereitgestellte Leistungsmenge. Hierbei wird statt eines gesamten Befehls in einem Taktzyklus des in der Anzeigevorrichtung verwendeten Prozessors nur eine Teilaufgabe davon, z.B. ein Teil der Daten, abgearbeitet. Dabei werden die verschiedenen Teilaufgaben mehrerer Befehle gleichzeitig abgearbeitet. Ferner können hierbei Verfahren im Sinne von Multithreading auf den Daten und Weiterentwicklungen davon angewandt werden, zum Beispiel Simultaneous Multithreading der Daten. Damit lässt sich eine bessere Auslastung der Prozessoren aufgrund paralleler Verwendung mehrerer Prozessorkerne erzielen. Hierbei kann das Ladestandort-Terminal skalar oder superskalar ausgebildet sein. Der in dem Ladestandort-Terminal enthaltene Prozessor kann dabei mit einem Pufferspeicher des Ladestandort-Terminals verbunden sein, der die Daten zeitweise vor und/oder nach der Abarbeitung der Daten bzw. des Teils davon speichern kann. Der Pufferspeicher kann in einem flüchtigen Speicher des Ladestandort-Terminals, z.B. einem (D)RAM, oder in einem Dauerspeicher des Ladestandort-Terminals, z.B. eine nichtflüchtige Speichervorrichtung wie einer SSD, integriert sein. Hierdurch kann eine Performanz des Ladestandort-Terminals erhöht werden.

Alle vorliegend verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe haben die Bedeutung, die dem allgemeinen Verständnis des Fachmanns auf dem technischen Gebiet der elektrischen Energieversorgungsnetze entspricht; sie sind basierend auf den im Lexikon zu findenden Definitionen bzw. dem technischen Jargon über dieses technische Gebiet auszulegen. Werden vorliegend Fachbegriffe unzutreffend verwendet und bringen so den technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung nicht zum Ausdruck, sind diese durch Fachbegriffe ersetzbar, die dem Fachmann ein richtiges Verständnis vermitteln.

Mit den Begriffen "erster", "zweiter" sollen Komponenten lediglich voneinander unterschieden werden. Beispielsweise kann eine erste Komponente als zweite Komponente und eine zweite Komponente als erste Komponente bezeichnet werden.

Heißt es vorliegend, dass eine Komponente mit einer anderen Komponente "verbunden“ ist oder damit „kommuniziert“, kann dies für den Zweck der vorliegenden Offenbarung bedeuten, dass diese Komponenten auch direkt miteinander verbunden sein können bzw. kommunizieren können. Der Begriff "direkt" indiziert dabei, dass dazwischen keine weitere Komponente vorhanden ist.

Die hierin beschriebenen Verfahrensschritte sollten hierin nicht so ausgelegt werden, dass sie in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen müssen, es sei denn, es wird ausdrücklich oder implizit etwas anderes angegeben, beispielsweise wenn diese Verfahrensschritte aus technischen Gründen nicht getauscht werden können. Auch können die Verfahrensschritte direkt nacheinander (ohne weitere dazwischenliegende Schritte) und/oder fortlaufend durchgeführt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsformen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen. Die gleichen oder ähnlichen Elemente in den Zeichnungen sind immer mit denselben oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Detaillierte Erklärungen von bekannten Funktionen und Strukturen werden weggelassen, sofern sie von der Erfindung ablenken.

Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein schematisches Szenario zum Betreiben eines

Ladestandorts;

Fig. 2 eine Ansicht eines Verfahrens zum Betreiben des

Ladestandorts; und Fig. 3 eine Ansicht eines in dem Verfahren eingesetzten Computers.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Das Verfahren und das Ladestandort-Terminal werden nun in Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben. Ohne darauf festgelegt zu sein, werden spezifische Details erläutert, um ein tieferes Verständnis der Erfindung bereitzustellen.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Szenario zum Betreiben eines Ladestandorts 1.

Hierbei sind an einem Ladestandort 1 verschiedene Ladestationen 2 mit jeweiligen Ladepunkten 3 vorgesehen. In einer Nähe der Ladestationen 4, an dem Ladestandort 1, ist ein für den operationellen Einsatz und den Betrieb der Ladepunkte 3 bzw. Ladestationen 4 ursächliches Ladestandort-Terminal 4 stationiert.

Verschiedene Fernkommunikationsstrecken sind in Fig. 1 schematisch gezeigt und werden durch jeweilige diesen zugrundeliegende Kommunikationsprotokolle 5, 7, 9 abgebildet. So ist ein erstes Kommunikationsprotokoll 5 zur Kommunikation zwischen dem Ladestandort-Terminal 4 und dem dazugehörigen Terminal -Backend 6 vorgesehen. Weiter ist ein zweites Kommunikationsprotokoll 7 zur Kommunikation zwischen dem Terminal-Backend 6 und dem CPO-Backend 8 vorgesehen. Auch ist ein drittes Kommunikationsprotokoll 9 zur Kommunikation zwischen den Ladestationen 3 des Ladestandorts 1 und dem CPO-Backend 8 vorgesehen. Ein weiteres viertes Kommunikationsprotokoll kann zwischen dem Terminal-Backend 6 und dem unabhängigen Backend 10 und/oder zwischen dem Ladestandort-Terminal 4 und dem unabhängigen Backend 10 vorgesehen. Die ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Kommunikationsprotokolle unterscheiden sich voneinander. Das unabhängige Backend 10 kann ein zur unabhängigen Autorisierung des Nutzers des Elektrofahrzeugs 11 fähiges Institut sein, bei der eindeutige Nutzeridentifikation durchgeführt und sichergestellt werden kann, wie z. B. einem Kreditinstitut.

Die jeweiligen Backends 6, 8 und 10 sind serverartig in verschiedenen Clouds untergebracht, die sich räumlich voneinander und von dem Ladestandort 1 getrennt sind (dies ist schematisch durch die gestrichelten Linien angedeutet). Die Funktionsweise des in Fig. 1 gezeigten Szenarios zum Betreiben des Ladestandorts 1 wird nun anhand des in Fig. 2 gezeigten Verfahrens SO unter Bezugnahme auf die Elemente aus Fig. 1 beschrieben, um die Idee der vorliegenden Erfindung besser zu erfassen.

Das Verfahren SO dient dem Betreiben des Ladestandorts 1, der mit dem Ladestandort-Terminal 4 ausgestattet ist. Mit dem Ladestandort-Terminal 4 werden die an dem Ladestandort 1 vorhandenen Ladestationen 4 einschließlich der Ladepunkte 3 bedient. Jeder der Ladepunkte 3 hat eine eineindeutige EVSE-ID.

In S1 erhält das Terminal -Backend 6 ein Roaming-Angebot über das zweite Kommunikationsprotokoll 7 von dem CPO-Backend 8. Das Roaming-Angebot enthält Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen. In S2 erhält das Ladestandort- Terminal (4) die Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen von dem Terminal -Backend (6) über das erste Kommunikationsprotokoll 5. In S3 wird an dem Ladestandort-Terminal 4 der Ladepunkt 3 entsprechend der EVSE-ID ausgewählt. Das Auswählen erfolgt abhängig von den Statusinformationen und/oder Konditionsinformationen. Ist der Ladepunkt laut den Statusinformationen nicht verfügbar oder belegt, kann dieser nicht ausgewählt werden. Sollte der Nutzer des Elektrofahrzeugs 11 Präferenzen bezüglich Kosten und/oder Anbieter haben, können diese mittels der Konditionsinformationen an dem Ladestandort-Terminal 4 angezeigt und entsprechend ausgewählt werden. In S3 wird die Ladeoperation dann an dem ausgewählten Ladepunkt 3 basierend auf einer Interaktion zwischen dem Ladestandort-Terminal 4 und einer in ihre unmittelbare Nähe gebrachte kontaktlose Benutzerautorisierungskarte initiiert bzw. ausgelöst. Dabei wird in S3 ein von dem Ladestandort 1 unabhängiges Backend 10 verwendet, mit dem über das vierte Kommunikationsprotokoll entweder von dem Terminal -Backend 6 indirekt oder dem Ladestandort-Terminal 4 direkt kommuniziert wird. Die Rückmeldung von dem unabhängigen Backend 10 über die korrekte Autorisierung des Nutzers des Elektrofahrzeugs 10 ermöglicht bzw. gibt die Ausführung des Ladeoperation in S3 frei.

So wird vor dem Ausführen in S3 der Ladeoperation zur Vorbereitung derselben, infolge der Interaktion zwischen dem Ladestandort-Terminal 4 und der in ihre unmittelbare Nähe gebrachte kontaktlose Benutzerautorisierungskarte, eine Bestätigung von dem unabhängigen Backend 10 erhalten, die besagt, dass das Ausführen der Ladeoperation erlaubt ist. Hierauf sendet das Ladestandort-Terminal 4 einen Token, der sich auf die vorzubereitende Ladeoperation bezieht, über das erste Kommunikationsprotokoll 5 an das Terminal-Backend 6. Das Terminal-Backend 6 gibt daraufhin die so vorbereitete Ladeoperation in Kommunikation mit dem CPO-Backend 8 über das zweite Kommunikationsprotokoll 7 frei. Hierbei wird unter anderem die entsprechende EVSE-ID bzw. der ausgewählte Ladepunkt 3 angegeben.

Ist die Ladeoperation beendet, wird ein mit der kontaktlosen Benutzerautorisierungskarte verknüpfter und mit dem unabhängigen Backend 10 in Verbindung stehender Account in Anspruch genommen. Dies kann vorzugsweise auf Anforderung des Ladestandort-Terminals 4 geschehen. Dabei wird die Anforderung an den mit der EVSE-ID assoziierten Ladepunkt 3 geschickt, der die bei der Ladeoperation bereitgestellt Leistungsmenge zurückmeldet. Die Zurückmeldung kann dabei auch unter Umgehung des Ladestandort-Terminals 4 erfolgen. Das Terminal-Backend 6 oder das Ladestandort-Terminal 4 meldet dann ein Ergebnis auf Basis der Konditionsinformationen und der bei der Ladeoperation bereitgestellten Leistungsmenge an das unabhängige Backend 10. Der mit dem unabhängigen Backend 10 in Verbindung stehende Account wird dann durch das Ergebnis, zum Beispiel ein zu beanspruchender Betrag, belastet. Zum Beispiel wird der dem Ergebnis entsprechende Betrag von dem Account abgerufen/abgebucht. Der Nutzer des Elektrofahrzeugs 11 kann somit auf einfache Art und Weise das Elektrofahrzeug 11 mit elektrischer Energie aufladen. Im Hintergrund finden alle Prozesse ab, die so sehr flexibel und modular gestaltet werden können.

Die als Blöcke des Blockdiagramms in Fig. 2 dargestellten Verfahrensschritte können beispielsweise im Wesentlichen in einem maschinen-, Prozessor- oder computerlesbaren Datenträger abgebildet und so von einem Computer 12 oder Prozessor 13, wie z.B. unten in Bezug auf Fig. 3 beschrieben, ausgeführt werden. Beispiele können ferner ein Computerprogramm sein oder sich auf ein solches beziehen, das einen Programmcode zur Ausführung zumindest eines Teils der Verfahrensschritte aus Fig. 2 enthält, wenn das Computerprogramm auf dem Computer 12 oder Prozessor 13 ausgeführt wird. Ein Beispiel kann auch einen nichtflüchtigen Speicher 14 oder Dauerspeicher 15, wie z.B. ebenfalls unten in Bezug auf Fig. 3 beschrieben, aufweisen, der maschinen-, Prozessor- oder computerlesbar ist und maschinenausführbare, prozessorausführbare oder computerausführbare Programme mit Befehlen codiert, die die Ausführung einiger oder aller Verfahrensschritte veranlassen. Fig. 3 zeigt schematisch ein Blockdiagramm, das einen Computer 12 darstellt. Der Computer 12 kann zum Beispiel zumindest einen Teil des Ladestandort-Terminals 4 beschreiben. Auch kann der Computer 12 beispielsweise zumindest ein Teil des Terminal- Backends 6 und/oder des CPO-Backends 9 sein.

Der Computer 12 implementiert einen oder mehrere Schritte des Verfahrens zum Betreiben des Ladestandorts 1, wie in Fig. 2 dargestellt. Insbesondere stellt der Computer 12 Funktionalität, wie Computersoftware bereit, die auf dem Computer 12 läuft und einen oder mehrere Schritte des Verfahrens ausführt. Insbesondere kann der Computer 12 mit den hierin beschriebenen Daten zusammenhängende Befehle ausführen, die in dem hierin beschriebenen Computerprogramm enthalten sind, und den Computer 12 veranlassen, den einen oder die mehreren Schritte des Verfahrens auszuführen. Die hierin beschriebenen Daten können Kompaktdaten sein, und im Einzelnen eines oder mehrere der folgenden Daten bzw. Informationen umfassen: das Roaming-Angebot, Nutzerinformation der Benutzerautori sierungskarte die Statusinformationen, Konditionsinformationen, die Kennung des virtuellen EMPs / die virtuelle UID, die EVSE-ID und die bei der Ladeoperation bereitgestellte Leistungsmenge. Diese Elemente werden im Folgenden mit dem Begriff Kompaktdaten benannt.

Hierin ist vorgesehen, dass der Computer 12 jedwede geeignete physikalische Form annimmt. Als Beispiel kann der Computer 12 zumindest teilweise als ein eingebetteter Computer, System-on-Chip (SOC), Einplatinen-Computer (SBC), Server und/oder eine Benutzerausrüstung (UE) ausgebildet sein. Der Computer 12 kann einheitlich oder verteilt sein; einen oder mehrere Standorte überspannen; eine oder mehrere Maschinen oder Rechenzentren Überspannen; oder in einer Cloud angeordnet sein, die Cloud-Komponen- ten in einem Netzwerk aufweisen kann. Der Computer 12 kann ohne wesentliche räumliche oder zeitliche Begrenzung einen oder mehrere Schritte des Verfahrens ausführen. Als Beispiel kann der Computer 12 in Echtzeit, parallel oder im Batch-Modus einen oder mehrere Schritte des Verfahrens ausführen. Der Computer 12 kann zu verschiedenen Zeitpunkten oder an verschiedenen Orten Schritt(e) des Verfahrens ausführen.

Der Computer 12 hat zumindest eine oder mehrere der folgenden Komponenten: einen Prozessor 13, einen flüchtigen Speicher 14, einen Dauerspeicher 15 mit Controller 16 und nichtflüchtiger Speichervorrichtung (NVM) 17, einen Bus 18, einen Arbiter 19, eine Kommunikationsschnittstelle 20, Sende-/Empfangsmittel 21, eine Antenne 22, einen Stromanschluss 23, eine Hauptstromversorgung 24, eine Hilfsstromversorgung 25, und eine Eingabe / Ausgabe- (E/A)-Schnittstelle 26. Die Komponenten des Computers 12 können zumindest teilweise in Hardware und/oder Software ausgeführt sein. Die Verschaltung der Komponenten des Computers 12 ist lediglich der Einfachheit halber wie in Fig. 3 strukturiert. Insbesondere die Verschaltung und Anbindung kann sich in der Umsetzung aufgrund von Signalverarbeitung und Signalgebung unterscheiden. In Fig. 3 ist beispielhaft gezeigt, dass es sich bei der Antenne 22 um eine externe Vorrichtung handelt und kann natürlich auch Teil des Computers 12 selbst sein.

Der Prozessor 13 hat Mittel zum Ausführen von mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehlen z. B. des hierin beschriebenen Computerprogramms. Beispielsweise kann der Prozessor 14 die mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle, die in dem hierin beschriebenen Computerprogramm enthalten sind, z. B. aus dem flüchtigen Speicher 14 und/oder dem Dauerspeicher 15 laden und die Befehle dann ausführen, was wiederum den Prozessor 14 dazu veranlasst, den einen oder die mehreren Schritte des Verfahrens, wie z. B. in Fig. 2 dargestellt, auszuführen. Der Prozessor 13 kann ein internes Register/Cache für die Kompaktdaten, für die mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle und/oder für dazugehörige Adressen aufweisen. Der Prozessor 13 kann ein FPLA, ein FPGA, einen Mikrocontroller, eine CPU, eine GPU, ein ASIC und/oder ein DSP zum Zugreifen auf das interne Register/Cache aufweisen. Als Beispiel kann der Prozessor 13, zum Ausführen der mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle, diese von dem internen Register/Cache des Prozessors 13, dem flüchtigen Speicher 14 oder dem Dauerspeicher 15 abrufen; entschlüsseln und ausführen; und dann ein Ergebnis in das interne Register/Cache des Prozessors 13, den flüchtigen Speicher 14 oder den Dauerspeicher 15 schreiben.

Als Beispiel kann der Prozessor 13 einen Befehls-Cache, einen Daten-Cache und/oder einen Übersetzungspuffer (TLB) aufweisen. Die mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle in dem Befehls-Cache können Kopien von Befehlen in dem flüchtigen Speicher 14 und/oder Dauerspeicher 15 sein und der Befehls-Cache kann das Abrufen dieser mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle durch den Prozessor 13 beschleunigen. Die Kompaktdaten in dem Daten-Cache können Kopien von Daten für die gerade auf dem Prozessor 13 ausgeführten und mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle in dem flüchtigen Speicher 14 und/oder Dauerspeicher 15 sein. Die Ergebnisse der vorherigen auf dem Prozessor 13 ausgeführten und mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle, können für den Zugriff durch nachfolgende auf dem Prozessor 13 auszuführende und mit den Kompaktdaten zusammenhängende Befehle, oder für das Schreiben in den flüchtigen Speicher 14 und/oder Dauerspeicher 15 vorgesehen sein Der Daten-Cache kann die Lese- oder Schreiboperationen des Prozessors 13 beschleunigen. Die mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Adressen in dem TLB können Adressenreferenzen zu Adressen in dem flüchtigen Speicher 14 und/oder Dauerspeicher 15 sein, um die virtuelle Adressenübersetzung für den Prozessor 13 zu beschleunigen.

Der flüchtige Speicher 14 kann ein dynamischer RAM (DRAM) oder ein statischer RAM (SRAM) sein. Der flüchtige Speicher 14 kann insbesondere als der hierin beschriebene Datenträger ausgebildet sein auf dem das hierin beschriebene Computerprogramm zumindest vorübergehend gespeichert sein kann. Darüber hinaus kann der flüchtige Speicher 14 ein einzelner oder mehrkanaliger RAM sein. Der flüchtige Speicher 14 kann einen Hauptspeicher zum Speichern von mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehlen für den Prozessor 13 aufweisen, der diese Befehle dann ausführt; oder die Kompaktdaten für den Prozessor 13 aufweisen, die der Prozessor 13 verwendet, um mit diesen zu arbeiten. Als Beispiel kann der Computer 12 diese Befehle aus dem Dauerspeicher 15 oder einer anderen Quelle (wie beispielsweise einem anderen Computer, dem Netzwerk oder der Cloud) in den flüchtigen Speicher 14 laden. Der Prozessor 13 kann dann diese Befehle aus dem flüchtigen Speicher 14 in das interne Register/Cache des Prozessors 13 laden. Um diese Befehle auszuführen, kann der Prozessor 13 diese Befehle aus dem entsprechenden internen Register/Cache abrufen und entschlüsseln. Während oder nach dem Ausführen dieser Befehle kann der Prozessor 13 ein Ergebnis (die Zwischen- oder Endresultate sein können) in das interne Register/Cache schreiben. Der Prozessor 13 kann dann das Ergebnis in den flüchtigen Speicher 14 schreiben.

Zum Beispiel führt der Prozessor 13 nur die mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle im internen Register/Cache des Prozessors 13 oder im flüchtigen Speicher 14 (im Gegensatz zum Dauerspeicher 15) aus, und arbeitet nur auf den Kompaktdaten im internen Register/Cache des Prozessors 13 oder im flüchtigen Speicher 14 (im Gegensatz zum Dauerspeicher 15). Es kann sich eine Speicherverwaltungseinheit (MMU - nicht gezeigt) zwischen dem Prozessor 13 und dem flüchtigen Speicher 14 befinden und den von dem Prozessor 13 angeforderten Zugriff, der mit den Kompaktdaten in Verbindung steht, auf den flüchtigen Speicher 14 unterstützen.

Der flüchtige Speicher 14 kann ein von dem Prozessor 13 und der Kommunikationsschnittstelle 20 und/oder der E/A Schnittstelle 26 geteilter Speicher sein. Die Kom- munikationsschnittstelle 20 und/oder die E/A Schnitstelle 26 greifen dabei über den Prozessor 13 auf den geteilten flüchtigen Speicher 14 zu. Die Kommunikationsschnittstelle 20 und/oder die E/A Schnittstelle 26 können beispielsweise keinen eingebauten Speicher enthalten. Hierbei kann sich die Kommunikationsschnittstelle 20 und/oder die E/A Schnitstelle 26 den mit dem Prozessor 13 verbundenen flüchtigen Speicher 14 teilen. Der Prozessor 13 kann einen Speicher-Zugriffspfad haben, der einen mit den Kompaktdaten in Verbindung stehenden Zugriff auf den geteilten flüchtigen Speicher 14 ermöglicht. Die Kommunikationsschnitstelle 20 und/oder die E/A Schnittstelle 26 greifen über den Speicher-Zugriffspfad des Prozessors 13 auf den geteilten flüchtigen Speicher 14 zu. Der Kommunikationsschnitstelle 20 und/oder der E/A Schnitstelle 26 wird der mit den Kompaktdaten in Verbindung stehende Zugriff auf den geteilten flüchtigen Speicher 14 ermöglicht, während der Speicher-Zugriffspfad aktiv ist und der Prozessor 13 inaktiv ist. Hierbei ist der Speicher-Zugriffspfad ohne Eingriff des Prozessors 13 aktiv. Der Speicher-Zugriffspfad wird abgeschaltet, während der Prozessor 13 und die Kommunikationsschnittstelle 20 und/oder die E/A Schnittstelle 26 inaktiv sind. Der Speicher-Zugriffspfad wird ohne Eingreifen des Prozessors 13 eingeschaltet, sobald eine Anforderung zum Koppeln des Speicher-Zugriffspfads mit dem Prozessor 13 empfangen wird, während der Speicher-Zugriffspfad abgeschaltet ist und die Kommunikationsschnittstelle 20 und/oder die E/A Schnittstelle 26 aktiv sind.

Der Dauerspeicher 15 hat einen Massenspeicher, z. B. einen nichtflüchtigen Speicher (NVM) 17 für die Kompaktdaten oder die mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle. Der Dauerspeicher 15 kann insbesondere als der hierin beschriebene Datenträger ausgebildet sein, auf dem das hierin beschriebene Computerprogramm gespeichert sein kann. Als Beispiel kann der Dauerspeicher 15 ein Festkörperspeicher (SSD), ein Flash-Speicher, eine nicht-flüchtige Speicherkarte, eine Secure Digital Memory Card (SD), eine Embedded Multi Media Card (eMMC) und/oder ein Universal Serial Bus (USB) sein. Der Dauerspeicher 15 kann die Kompaktdaten in löschbarer oder nicht löschbarer Weise aufbewahren. Der Dauerspeicher 15 kann sich in dem Computer 12 befinden, also intern, oder sich extern dazu befinden. Der Dauerspeicher 15 kann den Controller 16 aufweisen, der die Kommunikation zur Weitergabe der Kompaktdaten zwischen dem Prozessor 13 und dem Dauerspeicher 15, insbesondere dem NVM 17 des Dauerspeichers 15, unterstützt.

Beispielsweise kann es sich bei dem NVM 17 um ein NVM Paket aus einem Puffer- Chip und NVM Chips handeln. Die NVM Chips haben jeweils einen Status-Ausgangs- Pin. Der Controller 16 steuert die NVM Chips und hat einen ersten Pin. Der Puffer-Chip ist zwischen dem Controller 16 und den NVM Chips geschaltet. Der Puffer-Chip hat einen zweiten Pin, der ein externes Zustandssignal an den ersten Pin des Controllers 16 ausgibt, und einen dritten Pin, der interne, die jeweiligen Zustände der NVM Chips angebende, Zustandssignale von den Status-Äusgangs-Pins empfängt. Ferner gibt der Puffer-Chip das externe Zustandssignal mit festgelegtem Zeitraum basierend auf den internen Zustandssignalen aus. Der festgelegte Zeitraum kann ein Tastverhältnis sein. Die internen Zustandssignale geben entweder einen ersten oder zweiten Zustand an. Das Tastverhältnis des externen Zustandssignals wird abhängig von einer Kennung (ID - z. B. beim Start des Computers 12 initialisiert) desjenigen oder deijenigen NVM Chips bestimmt, der/die das interne Zustandssignal ausgibt/ausgeben, das den ersten Zustand unter den NVM Chips angibt. Der Controller 16 empfängt das externe Zustandssignal von dem Puffer-Chip. Der Controller 16 liefert basierend auf dem externen Zustandssignal einen Status-Lesebefehl nicht an die NVM Chips und einen Schreib-/Lesebefehl an mindestens einen der NVM Chips durch den Puffer-Chip basierend auf dem festgelegten Zeitraum oder Tastverhältnis, der/das in dem externen Zustandssignal enthalten ist. Der Controller 16 schreibt/liest die Kompaktdaten zu/von den NVM Chips, die den Schreib-/Lesebefehl über den Puffer-Chip empfangen.

In dem Dauerspeicher 15 kann ein Verfahren zum Umordnen der Kompaktdaten eingesetzt werden. Hierbei wird ein Stapel der Kompaktdaten unter Verwendung eines der NVM 17 auf einer Ebene der NVM Hierarchie, umgeordnet. Das Umordnen umfasst das Streamen eines Teils des Stapels der Kompaktdaten und Abrufen eines anderen Teils des Stapels der Kompaktdaten parallel zum Streamen des einen Teils des Stapels der Kompaktdaten. Der so umgeordnete Stapel (der aus dem einen und dem anderen Teil zusammengefügt ist) wird dann in einem anderen NVM der NVM 17 auf einer anderen Ebene der NVM Hierarchie abgelegt.

Der Prozessor 13 kann direkt oder indirekt, z. B. über einen internen Hostcontroller (nicht gezeigt), mit dem Dauerspeicher 15 verbunden sein. Hierbei kann die Verbindung über einen Taktbus, Befehlsbus und Datenbus ausgestaltet sein. Dies ist lediglich schematisch anhand des Bus 18 in Fig. 3 gezeigt. Im Falle eines separaten Hostcontrollers ist dieser elektrisch mit dem Prozessor 13 und mit dem Dauerspeicher 15 verbunden. Der Hostcontroller ist vorzugsweise Teil des Prozessors 13. Der Dauerspeicher 15 empfängt mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle und die Kompaktdaten im Zusammenhang mit einem Taktsignal, das von dem Prozessor 13 bzw. dem Hostcontroller auf dem Taktbus vorgegeben wird. Hierbei taktetet das Taktsignal den Empfang der mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehle und die Kompaktdaten. Der Prozessor 13 bzw. der Hostcontroller sendet einen mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehl über den Befehlsbus an den Dauerspeicher 15. Ferner sendet der Prozessor 13 bzw. der Hostcontroller die Kompaktdaten entsprechend dem Befehl über den Datenbus an den Dauerspeicher 15 oder empfängt die Kompaktdaten aus dem Dauerspeicher 15 über den Datenbus. Ferner sendet der Prozessor 13 bzw. der Hostcontroller einen weiteren mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehl über den Befehlsbus an den Dauerspeicher 15, während oder vor der Übermittlung der Kompaktdaten. Der eine Befehl ist ein mit den Kompaktdaten begleiteter Befehl und der weitere Befehl ist ein nicht mit den Kompaktdaten begleiteter Befehl. Der Prozessor 13 bzw. der Hostcontroller sendet den weiteren Befehl, wenn der Dauerspeicher 15 in einem aktiven Zustand ist. Der aktive Zustand des Dauerspeichers 15 wird durch den Datenbus angezeigt. In dem aktiven Zustand können die Kompaktdaten mittels des weiteren Befehls aus dem NVM 17 des Dauerspeicher 15 in einem Datenpuffer (z. B. als Teil der Puffer-Chips - nicht gezeigt) des Dauerspeichers 15 vorgehalten werden, um die Kompaktdaten mit einem anderen Befehl schneller abrufen zu können.

In einem Beispiel kann der NVM 17 einen Taktgeber-Pin haben, über den das Taktsignal von dem Controller 16 des Dauerspeichers 15 empfangen wird. Das Taktsignal kann ein Schreibaktivierungssignal und/oder Leseaktivierungssignal sein. Der NVM 17 kann ferner einen ersten und zweiten E/A-Pin haben. Die Kompaktdaten werden von dem Controller 16 des Dauerspeichers 15 synchron mit dem Taktsignal über den ersten E/A- Pin empfangen. Der NVM 17 kann ferner einen Befehls-/ Adresspuffer (z. B. als Teil des Puffer-Chips), eine Speicherzellenanordnung (z. B. als Teil der NVM Chips - nicht gezeigt) und eine Steuerungslogik (nicht gezeigt) haben. Der Befehls-/ Adresspuffer arbeitet bei einer ersten Betriebsgeschwindigkeit und puffert synchron mit dem Taktsignal den über den zweiten E/A-Pin empfangenen und mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Befehl und entsprechende Adresse. Der NVM 17 kann ferner einen E/A-Puffer (z. B. als Teil des Puffer-Chips) haben, der mit der ersten Betriebsgeschwindigkeit arbeitet und die Kompaktdaten als Lesedaten aus der Speicherzellenanordnung puffert bzw. die Kompaktdaten als Schreibdaten in die Speicherzellenanordnung schreibt. Der erste und zweite E/A-Pin können zusammenfallen. Hierbei kann das Taktsignal durch eine erstes und zweites Taktsignal gebildet werden, bei dem das erste Taktsignal nur in einem Zeitraum umschaltet, in dem der Befehl und die Adresse (beide mit den Kompaktdaten zusammenhängend) von dem Controller 16 empfangen werden, und das zweite Taktsignal nur in einem Zeitraum umschaltet, in dem die Kompaktdaten von dem Controller 16 empfangen werden. Die erste Betriebsgeschwindigkeit entspricht einer Dateneingabegeschwindigkeit bzw. Datenausgabegeschwindigkeit zwischen dem NVM 17 und dem Controller 16 des Dauerspeichers 15. Die Steuerungslogik steuert eine Operation in Bezug auf die Speicherzellenanordnung basierend auf dem gepufferten Befehl und der gepufferten Adresse (beide mit den Kompaktdaten zusammenhängend). Hierbei arbeitet die Steuerungslogik mit einer zweiten Betriebsgeschwindigkeit, die geringer ist als die erste Betriebsgeschwindigkeit Die zweite Betriebsgeschwindigkeit entspricht einer internen Betriebsgeschwindigkeit des NVM 17.

Der Bus 18 kann hierin als ein Untersystem des Computers 12 verstanden werden, das die Kompaktdaten und/oder elektrische Leistung zwischen den Komponenten des Computers 12 überträgt. Der (eine) Bus 18 kann dabei die Komponenten des Computers 12 über den gleichen Satz von Leitungen miteinander verbinden. Der Bus 18 kann für eine dedizierte Kommunikation der Kompaktdaten zwischen zwei oder mehreren der Komponenten des Computers 12 ausgebildet sein. Der Bus 18 kann eine Ringtopologie, Sterntopologie, (teilweise) vermaschte Topologie, Bustopologie, Baumtopologie und/oder Linientopologie aufweisen. Der Bus 18 kann dabei einen oder mehrere der folgenden Bustypen aufweisen: Accelerated Graphics Port (AGP), HyperTransport (HT), Industry Standard Architecture (ISA), Peripheral Component Interconnect (PCI), PCI- Express (PCIe), Serial Advanced Technology Attachment (SATA) und/oder INFINIBAND.

Der Bus 18 kann ein Systembus sein, über den der Prozessor 13 mit den anderen Komponenten des Computers 12 verbunden ist. Hierbei kann der Bus 18 synchron - die Übernahme der Kompaktdaten erfolgt bidirektional mit einer Taktflanke einer Taktung des Bus 18 - und/oder asynchron sein - keine Taktung, aber ein Handshake erfolgt zur Übernahme der Kompaktdaten. Bei einem solchen semi-synchronen Systembus ist der Bus 18 getaktet, aber Steuerleitungen ermöglichen Wartezyklen, um auch langsame Komponenten, wie den Dauerspeicher 15 über den Bus 18 zu verwenden.

Der Arbiter 19 kann zur zumindest teilweisen Kontrolle über den Bus 18 bereitgestellt sein. Der Arbiter 19 kann als zu dem Prozessor 13 nebengeordneter Koprozessor aufgefasst werden. Der Arbiter 19 regelt basierend auf einem Zwei-Wege-Handschlag oder Drei-Wege-Handschlag den mit den Kompaktdaten zusammenhängenden Zugriff auf den Bus 18. Hierfür werden die drei Signale Bus-Request (BREQ) zur Weitergabe der Kompaktdaten, Bus-Grant (BGRT) zum Bestätigen und Genehmigen der Weitergabe und Bus-Grant-Acknowledge (BGA) zur optionalen Weitergabe-Rückmeldung verwendet. Der Arbiter 19 empfängt über den Bus 18 gleichzeitig mehrere BREQs von unterschiedlichen Komponenten des Computers 12. Der Arbiter 19 sortiert die BREQs nach Priorität und leitet diese sequenziell - in einer Pipeline - an den Prozessor 13 weiter. Sobald der Prozessor 13 den BREQ erhalten hat, sendet der Prozessor 13 dem Arbiter 19 oder direkt der den BREQ sendenden Komponente des Computers 12 den BGRT. Ein nachrangiger BREQ der BREQs in der Pipeline - z. B. von einer anderen Komponente des Computers 12 - wird als Antwort auf einen von dem Prozessor 13 gesendeten BGRT in Bezug auf den in der Pipeline vorrangigen und mit zumindest einem Teil der Kompaktdaten zusammenhängenden BREQ an den Prozessor 13 weitergeleitet. Der auf den nachrangigen BREQ bezogene BGRT wird nach Abarbeitung des zumindest einen Teils der Kompaktdaten von dem Prozessor 13 an den Arbiter 1 gesendet. Der Arbiter 19 kann z. B. wiederum als Antwort auf den BGRT, der sich auf den nachrangigen BREQ bezieht, einen in der Pipeline weiter nachrangigen BREQ - der sich z. B. auf einen anderen Teil der Kompaktdaten bezieht - der BREQs an den Prozessor 13 senden. Ebenso kann als Antwort auf jeden BGRT von dem Prozessor 13, der Arbiter 19 einen j eweiligen darauf bezogenen BGA an den Prozessor 13 senden. Bei dem hierin beschriebenen Vorgehen kann ein BGA auch gänzlich entfallen. Dies erspart Overhead in der Kommunikation zwischen den Komponenten des Computers 12. Das heißt, es wird anstatt eines Drei- Wege-Handschlags ein Zwei-Wege-Handschlag bereitgestellt.

Der Bus 18 kann auch einen Datenbus, Adressbus, und Steuerbus aufweisen. Hierbei werden die Kompaktdaten zwischen den Komponenten des Computers 12 bidirektional über den Datenbus übertragen. Der Adressbus wird allein von dem Prozessor 13 bedient und überträgt unidirektional mit den Kompaktdaten zusammenhängende Speicheradressen. Der Steuerbus wird allein von dem Arbiter 19 geregelt, z. B. im Sinne eines Wächters, und übergibt die Kontrolle darüber an den Prozessor in der pipelineartigen Weise, wie oben beschrieben, um die Übertragung der Kompaktdaten zu steuern.

Die Kommunikationsschnittstelle 20 stellt eine Anschlussstelle für die Sende- /Empfangsmittel 21 bereit oder ist direkt mit den Sende-/Empfangsmitteln 21 verbunden oder zusammen mit den Sende-/Empfangsmitteln 21 integriert. Als Beispiel ermöglicht die Kommunikationsschnittstelle 20 dem Computer 12 eine Kommunikation mit einem Netzwerk, z. B. mit einem Ad-hoc-Netzwerk, einem drahtlosen Personal Area Network ((W)PAN), z. B. einem Bluetooth WPAN, einem Local Area Network (LAN), einem Wide Area Network (WAN), einem Metropolitan Area Network (MAN), einem WI-FI- Netzwerk, einem WI-MAX-Netzwerk, einem Mobilfunksystem (z. B 4G, 5G oder 6G) und/oder zumindest einem Teil des Internets. Die Sende-/Empfangsmittel 21 können entsprechend hierzu ausgebildet sein.

Die Sende-/Empfangsmittel 21 stellen Mittel zum Kommunizieren (wie beispielsweise paketbasierte Kommunikation) der Kompaktdaten zwischen dem Computer 12 und anderen Kommunikationsteilnehmern bereit, z. B. zu dem mit dem Computer 12 verbundenen Netzwerk (drahtgebunden - z. B. optische Verbindung anstatt Antenne 22 - und/oder drahtlos - via Antenne 22). Insbesondere können die Sende-/Empfangsmittel 21 einen Sendeteil und/oder einen Empfangsteil aufweisen und mit der Antenne 22 abgeschlossen sein. Hierbei kann der Sendeteil und der Empfangsteil mit unterschiedlichen Empfangs- bzw. Sendeantennen (als Antenne 22 bezeichnet) ausgestattet sein. Ebenfalls können der Sendeteil und der Empfangsteil eine gleiche Antenne 22 zur Übertragung der Kompaktdaten verwenden. Die Antenne 22 kann eine oder mehrere Antennen haben und zum Beispiel als phasengesteuerte Gruppenantenne, Metasurfaceantenne oder Patch-Antenne ausgebildet sein. Der Sendeteil und der Empfangsteil der Sende-/Empfangsmittel 21 können mittels eines Duplexers, zum Beispiel ein Zirkulator, ein pin-Dioden-Duple- xer, ein Balanced Duplexer oder ein Branch-Duplexer, an die Antenne 22 gekoppelt sein. Hierbei kann der Duplexer die Funktion übernehmen, ein zu sendendes Funksignal mit den Kompaktdaten von dem Sendeteil an die Antenne 22 und/oder ein zu empfangendes Funksignal mit den Kompaktdaten von der Antenne 22 an den Empfangsteil weiterzuleiten. Der Duplexer kann dabei verhindern, dass das empfangene Funksignal in den Sendeteil gelangt und das zu sendende Funksignal in den Empfangsteil gelangt. Der Duplexer und die Antenne 22 können demnach zueinander in Bezug auf eine Trägerfrequenz entsprechend einer Betriebsträgerwellenlänge X impedanzangepasst sein. Die Betriebswellenlänge X kann hierbei einer zur Sendung verwendeten 4G oder 5 G Mittenfrequenz eines vorbestimmten auf diesem Standard gewählten Frequenzbands sein. Die Sende-/Emp- fangsmittel 21 bzw. eine Endstufe davon und die Antenne 22 können in Bezug auf die Trägerfrequenz entsprechend der Betriebsträgerwellenlänge X zueinander impedanzangepasst sein.

In einem Beispiel kann der Prozessor 13 einen Basisbandprozessor enthalten, der Modulation und/oder Demodulation, Codierung und/oder Decodierung eines Basisbandsignals basierend auf den Kompaktdaten bzw. die Kompaktdaten enthaltend ausführt. Diese Funktionalität kann zumindest teilweise in den Sende-/Empfangsmitteln 21 enthalten sein. So kann zum Beispiel die Codierung/Decodierung im Prozessor 13 erfolgen und die Modulation/Demodulation in den Sende-/Empfangsmitteln 21. Dabei wandeln die Sende-/Empfangsmittel 21 das Basisbandsignal vom Prozessor 13 in das Funksignal um und senden dieses über die Antenne 22, und/oder wandeln das von der Antenne 22 empfangene Funksignal in das Basisbandsignal um und leiten es an den Prozessor 13 weiter. Die Umwandlung kann eine Aufwärts-/ Abwarts-Umwandlung auf/von die/der Trägerfrequenz umfassen, die der Betriebsträgerwellenlänge X entspricht. So können die Sende-/Empfangsmittel 21 entweder bereits ein codiertes Basisbandsignal zur Modulation in den Sende-/Empfangsmitteln 21 vom Prozessor 13 erhalten oder ein uncodiertes Basisbandsignal zur Codierung und Modulation in den Sende-/Empfangsmitteln 21 vom Prozessor 13 erhalten. Ebenfalls können die Sende-/Empfangsmittel 21 das Funksignal demodulieren und decodieren und das so erzeugte Basisbandsignal an den Prozessor 13 weiterleiten oder das Funksignal lediglich demodulieren und das codierte Basisbandsignal an den Prozessor 13 weiterleiten. Somit können kostengünstigere Anbauteile verwendet werden, der Aufwand des Prozessors 13 aber erhöht sein.

Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei der zwischen den Sende- /Empfangsmitteln 21 und der Antenne 22 gezeichneten Linie um eine feste, zum Beispiel unmittelbare, elektrisch leitende Verbindung beispielsweise mittels, vorzugsweise impedanzangepassten, Transmissionsleitung(en) handeln kann.

Die Sende-/Empfangsmittel 21 und/oder die Antenne 22 können monolithisch oder hybrid auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt), auch Platine genannt, bereitgestellt sein. Hierbei können die für die Sende-/Empfangsmittel 21 verwendeten Elemente oberflächenmontierte Bauelemente (englisch: surface-mounted devices, SMDs) sein. SMD-Bauelemente werden mittels lötfähiger Anschlussflächen direkt auf die Leiterplatte gelötet (Flachbaugruppe). Die dazugehörige Technik ist die Oberflächenmontage (englisch surface-mounting technology, SMT). Alternativ oder zusätzlich zu den SMD- Bauelementen, die keine Drahtanschlüsse aufweisen, können die für die Sende- /Empfangsmittel 21 verwendeten Elemente bedrahtete Bauelemente sein, die mittels Durchsteckmontage (englisch: through-hole technology, THT) angebracht sind.

Die Kernschicht der Leiterplatte kann aus elektrisch isolierendem Material bestehen. An einer Seite des elektrisch isolierenden Materials können leitende Verbindungen bzw. Leiterbahnen (zum Beispiel zwischen den Sende-ZEmpfangsmitteln 21 und der Antenne 22, und/oder an der Antenne 22 selbst) haften. Die andere Seite des elektrisch isolierenden Materials kann eine durchgehend leitende Oberfläche sein, welche GND der Leiterplatte ausbilden kann. Als isolierendes Material kann faserverstärkter Kunststoff oder Hartpapier vorgesehen sein. Die Leiterbahnen können aus einer Schicht Metall, wie Kupfer, zum Beispiel mit einer Dicke im Bereich von 20 bis 35 pm, geätzt sein.

Insbesondere können zumindest einige oder alle Verbindungsleitungen gedruckte Leitungen in Form von Streifenleitungen sein, zum Beispiel die Verbindungsleitungen der Leiterplatte, der Sende-/Empfangsmittel 21, der Antenne 22 und/oder der Verbindung zwischen den Sende-ZEmpfangsmitteln 21 und der Antenne 22. Die Streifenleitungen können Mikrostreifenleitungen, symmetrische Streifenleitungen, geschirmte Streifenleitungen, Koplanarleitungen und/oder Doppelbandleitungen sein.

Der Computer 12 als (NR) UE kann in Narrow Band (NB)-Internet der Dinge (IoT)- Anwendungen eingesetzt werden, bei denen nur gelegentlich und kleine Datenmengen im Uplink (UL) gesendet werden, wie die Kompaktdaten. Beispielsweise können die Kompaktdaten gesendet werden, wenn sich der Computer 12 in einem RRC CONNECTED-Zustand (Radio Resource Control - RRC) befindet, der eine beträchtliche Menge an elektrischer Leistung von der Hauptstromversorgung 24 oder der Hilfsstromversorgung 25 erfordert. Da die Menge der NB-IOT-Daten jedoch gering ist, können die Kompaktdaten seltener und effizienter gesendet werden. Insbesondere verbrauchen die verschiedenen RRC -Zustände des Computers 12 unterschiedliche Mengen an Ressourcen, und daher kann der Übergang zwischen den RRC -Zuständen die Netzwerkressourcen effizient reduzieren. Der Computer 12 kann sich jeweils in einem der folgenden Zustände befinden: (NR) RRC_CONNECEED-Zustand, (NR) RRC INACTIVE-Zustand und (NR) RRC IDLE-Zustand.

Wenn der Computer 12 ausgeschaltet ist (z. B. wenn keine elektrische Leistung von der Hauptstromversorgung 24 und/oder der Hilfsstromversorgung 25 geliefert wird), befindet sich der Computer 12 in einem getrennten Zustand und ist in keinem der drei RRC- Zustände. Nach dem Einschalten des Computers 12 kann der Computer 12 zunächst in den RRC IDLE-Zustand übergehen. Im RRC IDLE-Zustand kann der Computer 12 versuchen, eine drahtlose Verbindung mit einer bedienenden Basisstation (z. B. gNB - nicht gezeigt) herzustellen und in den RRC CONNECTED-Zustand übergehen. Nach dem Übergang des Computers 12 kann der Computer 12 auch aus dem RRCCONNECTED- Zustand freigegeben werden, um in den RRC IDLE-Zustand zurückzukehren. Nach dem anfänglichen Übergang in den RRC_CONNECTED-Zustand kann der Computer 12 jedoch in den RRC INACTIVE-Zustand übergehen, um die Netzressourcen effizienter zu nutzen. Der RRC_INACTIVE-Zustand des Computers 12 kann freigegeben, wiederaufgenommen oder ausgesetzt werden, um wieder in den RRC_CONNECTED-Zustand überzugehen. Außerdem kann der Computer 12 aus dem RRC INACTIVE-Zustand entlassen werden und wieder in den RRC IDLE-Zustand übergehen. Der RRC INACTIVE- Zustand minimiert die Latenzzeit und reduziert die Signalisierungslast, wodurch die Netzwerkressourcen effizienter genutzt und der Stromverbrauch des Computers 12 bei der Übertragung der Kompaktdaten gesenkt wird.

Beispielsweise kann der Computer 12 Teil eines 4-stufigen Random Access Channel (RACH)-Übertragungsverfahrens sein, das die Übertragung von vier Nachrichten (Msgl, Msg2, Msg3 und Msg4) vor der Übertragung der Kompaktdaten an die bedienende Basisstation einschließt. Hierbei kann der Computer 12 einen zufälligen Zugriff ausführen, indem der Computer 12 eine RACH-Präambel - z. B. Msgl - auf einer RACH- Ressource sendet. Die bedienende Basisstation kann mit einer Random Access Response (RAR) - z. B. Msg2 - antworten. Der Computer 12 kann dann eine Radio Resource Control (RRC)- Verbindungsanfrage - z. B. Msg3 - im Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) (z.B. NR-PUSCH) senden. Die bedienende Basisstation kann dann mit einem RRC Connection Setup - z. B. Msg4 - antworten, die den anfänglichen Zugriffsprozess des Computers 12 abschließt. Dieser RACH-Modus ist eine ineffiziente Art und Weise der Übertragung der Kompaktdaten, da erst nach den vier Nachrichten eine Übertragung der Kompaktdaten zwischen dem Computer 12 und der bedienenden Basisstation stattfindet.

Ein weiteres Beispiel: Der Computer 12 kann Teil eines Early Data Transmission (EDT)- Verfahrens sein, das die Übertragung von zwei Nachrichten (Msgl und Msg2) vor der Übertragung der Kompaktdaten an die bedienende Basisstation einschließt. Das heißt, in diesem EDT-Modus kann der Computer 12 die Kompaktdaten in Nachricht 3 (Msg3) senden und die bedienende Basisstation kann die Downlink (DL)-Daten in Nachricht 4 (Msg4) des (Legacy-) 4-Schritt-RACH-Modus senden. Diese Art der Übertragung der Kompaktdaten ist effizienter als der 4-Schritt-RACH-Modus. Der Computer 12 kann nach Msg4 im RRC IDLE-Zustand oder RRC INACTIVE-Zustand weiterhin UL/DL- Datenpakete im EDT-Modus senden/empfangen. Ein noch weiteres Beispiel: Der Computer 12 kann Teil eines Übertragungsverfahrens sein, bei dem vor der Übertragung der Kompaktdaten keine von Msgl bis Msg4 übermittelt wird. In diesem Vorkonfigurierte UL Ressourcen (PUR)- Modus sendet der Computer 12 die Kompaktdaten sofort in vorkonfigurierten Ressourcen an die bedienende Basisstation. Diese Art der Übertragung von UL-Datenpaketen ist effizienter als die beiden oben erwähnten RACH-Modus und EDT-Modus. Auf diese Weise wird die Übertragung der UL-Datenpakete im RRC_INACTIVE-Zustand ermöglicht. Dementsprechend können die Kompaktdaten - die in den UL-Datenpaketen enthalten sind - periodisch oder sporadisch gesendet werden.

Wie weiter unten beschrieben wird, können die (NR.-)PUR-Parameter angepasst werden, um die Kompaktdaten effizienter zu übertragen und so den sich ändernden Funkbedingungen und Datenverkehrsmustern besser Rechnung zu tragen und dem Computer 12 eine verbesserte Funktionalität der Übertragung kleiner UL-Datenpakete der Kompaktdaten im RRC INACTIVE-Zustand zu bieten.

Der Computer 12 sendet an die bedienende Basisstation, z. B. über die Sende- /Empfangsmittel 21, die UL-Datenpakete, die die Kompaktdaten im RRC INACTIVE- Zustand enthalten, basierend auf einer (anfänglichen) PUR-Konfiguration. Die (anfängliche) PUR-Konfiguration wird gemäß einem Satz von PUR-Parametern definiert (z. B. in Verbindung mit 5G NR), die eines oder mehrere der folgenden Elemente aufweisen: eine Steuerressourcensatz-Konfiguration (CORESET) einschließlich eines Aggregationsgrads und Wiederholungstypen, eine PUSCH Konfiguration einschließlich eines Frequenzsprungmusters, eine UL- Schmalstrahlrichtung für den Frequenzbereich 2 (FR2) oder eine Sende- Empfangspunkt (TRP)-Zuordnung.

Die CORESET-Konfiguration umfasst eine UE-spezifische CORESET- Konfiguration oder eine allgemeine CORESET-Konfiguration, um den Computer 12 in die Lage zu versetzen, eine vom Computer 12 (über die Sende-/Empfangsmittel 21) von der bedienenden Basisstation empfangene Downlink Control Indicator (Desinformation zu überwachen und zu dekodieren, um die PUR-Konfiguration im RRC INACTIVE-Zustand neu zu konfigurieren. Dabei wird mindestens einer der PUR- Parameter im RRC INACTIVE-Zustand auf der Grundlage der empfangenen DCI- Information aktualisiert, aktiviert oder deaktiviert. Die DCI-Information kann eine Bestätigung (ACK) / negative ACK (NACK) der PUR-Übertragungen sowie die UL-Grant für eine Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ)-Neuübertragung im Falle der NACK enthalten. Die ACK/NACK und die UL-Grant für die HARQ-Neuübertragung können über einen UE-spezifischen oder gemeinsamen Suchraum gesendet werden.

Sobald der PUR zugewiesen ist, können die PUR-Konfigurationen eine Zeit lang verwendet werden. Der Funkkanal und der Funkverkehr können sich jedoch ständig ändern, so dass die (anfängliche) PUR-Konfigurationen nach einer gewissen Zeit für den Computer 12 möglicherweise nicht mehr geeignet sind. Daher kann ein Rekonfigurationsmechanismus für PUR in Betracht gezogen werden. Die Rekonfiguration kann über die PUR- Antwortnachricht erfolgen. Die PUR- Antwortnachricht kann ACK/NACK der PUR-Übertragungen (falls nicht in DCI enthalten) und Informationen zur Rekonfiguration der PUR-Parameter enthalten. Die PUR-Antwortnachricht kann eine UE- spezifische RRC-Signalisierung oder ein Broadcast-Systeminformationsblock sein, um die (anfängliche) PUR-Konfiguration zu rekonfigurieren und eine neue PUR-Konfiguration zu erstellen.

Der Computer 12 kann von der bedienenden Basisstation (über die Sende- /Empfangsmittel 21) eine Nachricht empfangen, die anzeigt, dass die (anfängliche oder neu erstellte) PUR-Konfiguration freigegeben werden kann, falls keine UL-Datenpakete, die zumindest einen Teil der Kompaktdaten enthalten sollen, für mehr als eine vorbestimmte Anzahl von kontinuierlichen PUR-Übertragungen gesendet werden.

Der Computer 12 kann von der bedienenden Basisstation (über die Sende-/Emp- fangsmittel 21) eine Nachricht empfangen, die dem Computer 12 anzeigt, dass der Computer 12 im Falle eines UL-Übertragungsfehlers zum EDT-Modus oder zum RACH- Modus zurückgreifen soll. Das Auftreten des UL-Übertragungsfehlers kann auf der Grundlage von mindestens einem der folgenden Werte bestimmt werden: Zeitabgleich (TA), geringe Sendeleistung, tiefes Kanalfading oder Strahlausfall. Der Computer 12 kann von der bedienenden Basisstation (über die Sende-/Empfangsmittel 21) ein Signal empfangen, um den Computer 12 für die Übertragung der UL-Datenpakete, das zumindest einen Teil der Kompaktdaten enthält, im RRC INACTIVE-Zustand auf der Grundlage eines oder mehrerer PUR-Parameter neu zu konfigurieren, nachdem der Computer 12 zum EDT-Modus oder zum RACH-Modus zurückgekehrt ist. Die einen oder mehreren PUR-Parameter können basierend auf einer Anforderung des Computers 12, einer Funknetzauslastung oder einer Funkstreckenleistung neu konfiguriert werden. Der Stromanschluss 23 kann an einer dedizierten Anschlussstelle an einem Gehäuse des Computers 12 angeordnet sein. Der Stromanschluss 23 kann eine zentrale Stromversorgungsstelle für die Komponenten des Computers 12 darstellen und verbindet den Computer 12 bzw. dessen Komponenten, vorzugsweise die Hauptstromversorgung 24, mit einer externen Stromquelle (außerhalb des Computers 12). Im Falle einer integrierten Hauptstromversorgung 24 kann auch der Stromanschluss 23 ein integrierter Bestandteil des Computers 12 oder der Hauptstromversorgung 24 sein.

Die Hauptstromversorgung 24 versorgt mindestens eine oder mehrere der Komponenten des Computers 12 mit elektrischer Leistung, z. B. via dem Bus 18. Insbesondere lädt die Hauptstromversorgung 24 die Hilfsstromversorgung 25 mit elektrischer Leistung, zum Beispiel von außerhalb des Computers 12 auf, z. B. im Falle dessen, dass die Hauptstromversorgung 24 an die Stromquelle außerhalb des Computers 12 angeschlossen ist. Hierbei kann die Hauptstromversorgung 24 eine bevorzugte für die Stromversorgung der Komponenten des Computers 12 benutzte Komponente darstellen und zum Beispiel ein Akkumulator oder eine Batterie aufweisen. Die Hauptstromversorgung 24 kann weitere Komponenten wie Spannungsregler, DC- Spannungsstabilisierer, Längsregler, Buck-Konverter und/oder Boost-Konverter aufweisen, um die entsprechenden Anforderungen der Komponenten des Computers 12 zu erfüllen. Hierbei kann der Stromanschluss 23 entweder über eine dedizierte feste Stromversorgungsverbindung mit der externen Stromquelle, wie ein Energienetz, oder eine lösbare Stromversorgungsverbindung zur Aufladung des Akkumulators oder der Batterie der Hauptstromversorgung 24 verfügen. Zu diesem Zweck kann die Hauptstromversorgung 24 über einen Wechselrichter verfügen, um eine vorgegebene Gleichstromversorgung aus einer über den Stromanschluss 23 angeschlossenen Wechselstromquelle als die externe Stromquelle bereitzustellen. Die vorgegebene Gleichstromversorgung kann auch bereits von einer über den Stromanschluss 23 angeschlossenen Gleichstromquelle als die externe Stromquelle bereitgestellt werden. Die Gleichstromversorgung kann über die oben genannten Spannungsregler geregelt und an die Komponenten des Computers 12 als eingestellte Gleichstromversorgungen geliefert werden.

Die Hilfsstromversorgung 25 ist über den Bus 18 mit dem flüchtigen Speicher 14 und/oder dem Dauerspeicher 15 verbunden. Die Hilfsstromversorgung 25 wird durch die elektrische Leistung der Hauptstromversorgung 24 aufgeladen. Die Hilfsstromversorgung 25 kann innerhalb oder außerhalb des Computers 12, oder innerhalb oder außerhalb des flüchtigen Speichers 14 und/oder des Dauerspeichers 15 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Hilfsstromversorgung 25 auf einer Hauptplatine des Computers 12 untergebracht sein, um den flüchtigen Speicher 14 und/oder den Dauerspeicher 15 mit einer Hilfsleistung zu versorgen. Die Hilfsstromversorgung 25 kann insbesondere in Form eines Superkondensators, eines Akkumulators und/oder einer Batterie ausgeführt sein. Die Leistungskapazität/Energiekapazität der Hauptstromversorgung 24 kann um ein Vielfaches, zum Beispiel mindestens 10-Mal oder 50-Mal größer sein als die Leistungskapazität/Energiekapazität der Hilfsstromversorgung 25.

Der Prozessor 13 überwacht Änderungen der von der Hauptstromversorgung 24 gelieferten elektrischen Leistung. Im Falle eines plötzlichen Stromausfalls, z. B. wenn die Stromquelle außerhalb des Computers 12 von der Hauptstromversorgung 24 getrennt wird oder die Hauptstromversorgung 24 aus einem anderen Grund nachlässt oder ausfällt, und der Prozessor 13 bestimmt, dass die von der Hauptstromversorgung 24 an eine oder mehrere der Komponenten des Computers 12 gelieferte elektrische Leistung unter einen Schwellenwert, z. B. 0,8 oder 0,75 einer Betriebsleistung der Hauptstromversorgung 24, gefallen ist, veranlasst der Prozessor 13 die Hilfsstromversorgung 25, eine verbleibende Versorgungsleistung für einen Ab schaltvorgang des Computers 12 zu übernehmen. Der Ab schaltvorgang umfasst die Leistungsversorgung zumindest des Prozessors 13, des flüchtigen Speichers 14 und/oder des Dauerspeichers 15 mit elektrischer Leistung für die Zeit des Ab schal tvorgangs. Während des Ab schal tvorgangs werden die Kompaktdaten, die sich derzeit im flüchtigen Speicher 14 befinden, und/oder die Kompaktdaten, die derzeit im Prozessor 13 verarbeitet werden, beispielsweise im Register/Cache des Prozessors 13, aus dem flüchtigen Speicher 14 und/oder dem Prozessor 13 in einen Metabereich des Dauerspeichers 15 übertragen. Hierfür kann der Metabereich des Dauerspeichers 15 extra für den Ab schaltvorgang vorgehalten werden.

Der Prozessor 13 lädt, im Falle eines Startvorgangs des Computers 12, bei dem die Hauptstromversorgung 24 wieder die Betriebsleistung bereitstellt, die Kompaktdaten aus dem Metabereich des Dauerspeichers 15, um eine schnellere Datenverarbeitung zu ermöglichen. Nach dem Startvorgang kann der Metabereich des Dauerspeichers oder sukzessive während des Startvorgangs freigegeben werden.

Die E/A Schnittstelle 26 kann eine Schnittstelle aufweisen, um die Nutzerinteraktion mit dem Computer 12 in einer Umgebung des Computers 12 zu ermöglichen. Im speziellen Fall des Ladestation-Terminals 4 ist die E/A Schnittstelle 26 zum Beispiel mit einem NFC-Reader (nicht gezeigt) verbunden, um die kontaktlose Benutzerautori sierungskarte auszulesen. Der NFC-Reader ist dabei mit dem Prozessor 13 des Computers 12 gekoppelt. Die E/A Schnittstelle 26 kann einen Geräte- und/oder Softwaretreiber aufweisen, die es dem Prozessor 13 ermöglichen, die E/A Schnittstelle 26 anzusteuern, um Signale über den NFC-Reader zu senden und als Reaktion auf diese Signale von der Bankautorisierungskarte die darauf befindliche Nutzerinformation zu empfangen, auf denen die Kompaktdaten basieren bzw welche durch die Kompaktdaten repräsentiert sind.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Ladestandort

2 Ladestation

3 Ladepunkt

4 Ladestandort-Terminal

5 erstes Protokoll

6 Terminal -Backend

7 zweites Protokoll

8 CPO-Backend

9 drittes Protokoll

10 unabhängiges Backend

11 Elektrofahrzeug

12 Computer

13 Prozessor

14 Flüchtiger Speicher

15 Dauerspeicher

16 Controller

17 NVM

18 Bus

19 Arbiter

20 Kommunikationsschnittstelle

21 Sendeempfänger

22 Antenne

23 Stromanschluss

24 Hauptstromversorgung

25 Hilfsstromversorgung

26 E/A Schnittstelle




 
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