專利名稱：使用精簡數(shù)據(jù)量的c2x通信的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛與鄰近車輛間或車輛與基礎設施間通信，更具體地說，本發(fā)明涉及車輛中用于車輛與X間通信的通信設備、具有通信設備的車輛、在基礎設施設備中使用通信設備、用于車輛與X間通信的方法、程序元素和計算機可讀介質(zhì)。
背景技術(shù)：
車輛能夠與鄰近車輛和/或基礎設施設備進行通信。此類通信稱為車輛與X間通信，或者簡稱為C2X通信，在此上下文中，符號“X”表示鄰近車輛或基礎設施設備。由于可用于此類C2X通信的數(shù)據(jù)傳輸帶寬有限，因此有時不可能足夠快地傳輸必要數(shù)據(jù)。對于大型數(shù)據(jù)包，甚至可能丟失傳輸數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是改進C2X通信。本發(fā)明根據(jù)獨立權(quán)利要求中的特征指定車輛中用于車輛與X間通信的通信設備、 具有此類通信設備的車輛、在基礎設施設備中使用所述通信設備、用于車輛與X間通信的方法、程序元素和計算機可讀介質(zhì)。本發(fā)明的發(fā)展可以在從屬權(quán)利要求中找到。所述的示例性實施例等同地適用于通信設備、車輛、使用、方法、程序元素和計算機可讀介質(zhì)。換言之，下面針對通信設備描述的功能例如也可以實現(xiàn)為方法中的方法步驟， 反之亦然。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，指定車輛中用于車輛與X間通信的通信設備，所述通信設備包括通信單元和控制單元。所述通信單元被設計為從鄰近車輛和/或基礎設施設備接收第一數(shù)據(jù)，其中所述第一數(shù)據(jù)包含第一組件信息項或?qū)诘谝唤M件信息項。所述控制單元被設計為使用車輛中的補充信息項根據(jù)已接收的第一數(shù)據(jù)，尤其是根據(jù)已接收的第一組件信息項獲取完整信息項，其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量小于所述第一完整信息項。換言之，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量減少，因為根據(jù)已傳輸?shù)臄?shù)據(jù)獲取完整信息項所需的特定信息并未同時傳輸，而是已經(jīng)位于車輛中或者由車輛傳感器系統(tǒng)和/或周圍環(huán)境傳感器系統(tǒng)自動地獲取。根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，指定如上面和下面描述的具有通信設備的車輛。根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，指定在基礎設施設備中如上面和下面描述的使用所述通信設備。本發(fā)明的進一步的方面涉及如上面和下面描述的具有通信設備的基礎設施設備。本發(fā)明的進一步的方面涉及在車輛中如上面和下面描述的使用所述通信設備。根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，指定用于車輛與X間通信的方法，其中所述第一數(shù)據(jù)例如由鄰近車輛發(fā)送并且由各個車輛中安裝的通信設備中的接收器進行接收。所述接收器也自然地可以安裝在基礎設施設備中。所述第一數(shù)據(jù)包含第一組件信息項。在后續(xù)的方法步驟中，使用接收車輛或接收基礎設施設備中的補充信息項根據(jù)已接收的第一組件信息項獲取完整信息項。在這種情況下，所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量小于所述第一完整信息項。根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，指定程序元素，當所述程序元素在通信設備中的處理器上執(zhí)行時，將提示所述通信設備執(zhí)行上面和下面描述的步驟。根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，指定計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可讀介質(zhì)包含程序元素，當所述程序元素在通信設備中的處理器上執(zhí)行時，將提示所述通信設備執(zhí)行上面和下面描述的步驟。本發(fā)明的核心方面可以被認為是要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量減少。在這方面，也可以被認為是縮短要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。其中使用數(shù)據(jù)傳輸范圍可以在實踐中限定為明顯小于5km并且所述數(shù)據(jù)傳輸幾乎可以實時發(fā)生的事實。尤其是可以使用C2X無線電傳輸特性，即對“有效負載”(也就是說要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量)進行數(shù)據(jù)壓縮。這專門應用于sub GHz頻率范圍，例如 868-MHz 頻帶?？梢葬槍Ω鶕?jù)IEEE 802. Ilp的C2X無線電傳輸設計通信模塊。具體來說，可以針對帶寬為3Mbit/s或6Mbit/s的傳輸設計通信模塊。例如，如果傳輸在868MHz頻帶上進行，則可以例如針對速率為19200波特的傳輸設計通信設備。如果可以使用盡可能多的補充信息項(已經(jīng)位于車輛中或通過車輛獲取)根據(jù)已傳輸?shù)慕M件信息項獲取完整信息項，則是有利的。這樣允許最大程度上減少組件信息項的
數(shù)據(jù)量。根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例，車輛中至少一部分補充信息項為車輛的位置。根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例，車輛中至少一部分補充信息項為當前時間。自然地，所述車輛還可以具有用于獲取完整信息項的進一步的補充信息項。根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例，所述通信單元被設計為將第二數(shù)據(jù)發(fā)送到鄰近車輛，其中所述第二數(shù)據(jù)包含第二組件信息項，并且其中所述控制單元被設計為通過第二完整信息項產(chǎn)生所述第二組件信息項。所述第二組件信息項的數(shù)據(jù)量也小于所述第二完整信息項。換言之，使用不同的組件信息項通過不同的數(shù)據(jù)包獲取的完整信息項。為了獲取所述第一完整信息項，可以例如使用車輛位置，以及為了獲取所述第二完整信息項，可以例如使用當前時間。根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例，所述控制單元被設計為在發(fā)送所述第二數(shù)據(jù)之前先對其進行壓縮。所述控制單元也可以被設計為在發(fā)送所述第一數(shù)據(jù)之前先對其進行壓縮。根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例，其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量相對于所述第一完整信息項的數(shù)據(jù)量的精簡度取決于車輛和鄰近車輛之間(或車輛和基礎設施設備之間或基礎設施設備和車輛之間等)通信的傳輸特性。根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例，其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量相對于所述第一完整信息項的數(shù)據(jù)量的精簡度取決于車輛所在的地理緯度。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例，其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量相對于所述第一完整信息項的數(shù)據(jù)量的精簡度取決于車輛和鄰近車輛之間(或車輛與基礎設施設備之間)通信的最大傳輸范圍。根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例，其中所述控制單元被設計為對所獲取的完整信息項執(zhí)行真實性檢查。通過這種方式，可以識別、消除或修改錯誤傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、濫用地傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或錯誤獲取的完整數(shù)據(jù)項。根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例，所述通信設備被設計為根據(jù)IEEE 802. Ilp 傳輸數(shù)據(jù)。替代地，可以使用其他傳輸協(xié)議，例如GSM、UMTS、LTE、WiMAS, WLAN、Bluetooth、 ZigBee 或 UWB。至于其他，應該考慮到所述車輛可以是(通過舉例)諸如小轎車、公共汽車或重型貨車之類的機動車輛，或者是有軌車輛、船、諸如直升機或客機之類的飛機，或者是(通過舉例)自行車。此外，應該指出，在本發(fā)明的上下文中，GPS是諸如GPS、Galileo, GL0NASS(俄羅斯)、Compass (中國)、IRNSS (印度)之類的所有全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSQ的代表。此外，還應該指出，可以使用GPS裝置或者使用手機定位查找車輛的位置。尤其是在使用GSM、UMTS、WiMax或WLAN網(wǎng)絡時適合使用上述方法。所述程序元素可以是存儲在通信設備中處理器上的軟件的一部分。在這種情況下，所述處理器同樣可以是本發(fā)明的主題。此外，所述程序元素可以從一開始使用專利技術(shù)，否則將通過更新提示其使用本發(fā)明。下面參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的通信設備。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的通信系統(tǒng)。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的方法的流程圖。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的方法的示意圖。
具體實施例方式附圖中的圖示是示意性的，并非按比例繪制。在附圖后面的描述中，相同的標號用于表示相同或類似的元素。圖1示出通信設備100，其中包括控制單元101以及與之相連的通信單元102。通過此連接，應該指出，通信設備100的各個組件之間的數(shù)據(jù)傳輸還可以無線的方式提供。從圖1中可以看出，所述通信設備具有導航單元104。還提供了駕駛幫助單元105。 標號106表示用于輸入和輸出信息的人/機接口。此外，提供了車輛傳感器系統(tǒng)107和周圍環(huán)境傳感器系統(tǒng)108，它們同樣可以用于獲取補充信息項。至于其他，自然地可以提供存儲設備109，所述設備例如存儲補充信息項。通過舉例，通信設備100被設計為在自由868-MHz頻段上傳輸數(shù)據(jù)，與根據(jù)IEEE
6802. Ilp的數(shù)據(jù)傳輸相比，這種傳輸在高樓林立的環(huán)境中更具優(yōu)勢。但是，與IEEE 802. Ilp 情況下的至少3百萬波特(Megabauds)相比，868-MHz頻段在相對大的程度上例如限于 19200波特。但是，即使使用IEEE 802. llp，也會發(fā)現(xiàn)短數(shù)據(jù)包達到的有效范圍大于長數(shù)據(jù)包達到的有效范圍。因此，為了增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆秶?或降低錯誤傳輸數(shù)據(jù)包的幾率，將縮短或減小數(shù)據(jù)包。在此上下文中，可以使用數(shù)據(jù)傳輸范圍在實踐中限于明顯小于5km并且?guī)缀鯇崟r發(fā)生的事實。下面的說明提供了兩種可能的數(shù)據(jù)精簡類型。對于位置傳輸，發(fā)射器的(GPQ位置可以作為完整數(shù)據(jù)記錄傳輸，所述記錄包括具有度、分、秒說明的絕對地理經(jīng)度和地理緯度。這通常需要2女4 = 8個字節(jié)。但是，例如由于通常已知與其他無線電通信伙伴的距離可能最大僅為2km(因為這是給定情況下的最大通信范圍，否則無法收到其已發(fā)送的數(shù)據(jù)包)，并且另外由于已準確地獲知接收器的位置(也就是說車輛或基礎設施設備的接收器的位置)，則可以只傳輸所述位置的低值部分。然后讓接收器(接收端通信設備)使用自己的位置重新構(gòu)建發(fā)射器的絕對位置。通過舉例，一種簡單的方法只包括GPS位置的分度角，不包括傳輸?shù)亩葦?shù)。這樣便可以在不丟失2*3 = 6字節(jié)的信息的情況下傳輸發(fā)射器的位置。通信伙伴雙方100不需要提前同意使用度數(shù)說明表示它們的位置。如果有一個伙伴確認完整的伙伴位置(完整信息項)導致發(fā)射器和接收器之間的距離大于2km(或大于最大傳輸范圍)，則僅采用下一最高(下一最低)度數(shù)標準，直到獲取真實的距離。換言之， 需要在必要時檢驗和更正所獲取的完整信息項。在任何速率下，此方法都在接近約85度的地理緯度上有效。從約85度的地理緯度開始，兩個經(jīng)度之間的距離將為約10km，這就是為什么此方法然后可能不再用于傳輸?shù)乩斫?jīng)度，而是僅用于傳輸?shù)乩砭暥取榱四軌蚺卸o線電通信伙伴之間的信號延遲，可以在無線電數(shù)據(jù)包中傳輸采取時間戳形式的絕對時間。通過信號延遲，可以例如推斷通信伙伴車輛的當前位置。通過舉例，從午夜開始以毫秒傳輸，這樣會導致86400000個值，也就是說觀位或
4字節(jié)。根據(jù)本發(fā)明，可以使用傳輸時間通常短于1秒的事實，并且通過舉例，始終不會超過3秒。因此，通信設備例如只能傳輸10秒的時間窗口的片段。這樣便將空間需求降為 10000個值，也就是說15位或2字節(jié)。使用各個絕對時間重新構(gòu)建時間戳也很簡單。為了度量絕對時間，可以例如使用GPS模塊103。如果出現(xiàn)跳躍(也就是說傳輸通過中間站)，則每個中間發(fā)射器可以使用它們自己的位置或它們自己的時間戳來記錄位置和時間戳。也是在這種情況下，可以針對傳輸使用相對值。此外，當使用無線電密鑰系統(tǒng)(RKE、遠程無密鑰進入)時，通過省略精度，可以減少所需的數(shù)據(jù)帶寬。對于RKE與IEEE 802. Ilp的組合，RKE的范圍可能大于使用IEEE 802. Ilp的無線電傳輸。而且，較遠的目標開始不那么重要。因此可以例如使用RKE單元傳輸精度為lm(低)的位置以及精度為10毫秒的時間。一方面，僅當車輛隨后相互靠近時，更高的精度才變得更重要，另一方面，也很有可能根據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)交換的IEEE 802. Ilp進行無線電傳輸?？梢允褂靡阎膲嚎s方法在對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行“先期壓縮”之后執(zhí)行進一步的壓縮。通過舉例，這可以例如包括zip壓縮格式或精確位編碼而非逐位編碼。所提供的方法也可以自然地用于使用IEEE 802. Ilp進行通信。本發(fā)明的關(guān)鍵方面可以被認為是無線電傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包大小第一使用所用的無線電介質(zhì)的傳輸特性以及第二使用與系統(tǒng)相關(guān)的公共信息庫來減小。由于數(shù)據(jù)包的長度縮短，因此可以增加無線電傳輸?shù)挠行Х秶＿€可以在每個單位時間內(nèi)傳輸更多數(shù)據(jù)包。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的通信系統(tǒng)。所述通信系統(tǒng)包含多個鄰近車輛201、202和一個基礎設施設備，在此實例中，所述基礎設施設備采取一組交通信號燈203 的形式。所述全部這兩輛車以及所述基礎設施設備具有專用通信設備100。不同的通信設備100可以相互進行通信并且被設計為使用相關(guān)通信設備中的補充信息項根據(jù)已傳輸?shù)臄?shù)據(jù)獲取完整信息項。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的方法的流程圖。在步驟301，鄰近車輛或基礎設施設備發(fā)送第一數(shù)據(jù)，在步驟302，通信設備的專用接收器接收所述第一數(shù)據(jù)。所述專用接收器可以安裝在車輛中、移動通信裝置(例如，移動電話)中或基礎設施設備中。在步驟303，所述專用接收器使用補充信息項，所述補充信息項例如存儲在所述接收器中，或者由專用傳感器系統(tǒng)通過執(zhí)行相應的步驟針對通信設備獲取。在步驟304，然后第一通過已傳輸?shù)慕M件信息項以及第二通過可用的補充信息項獲取或產(chǎn)生完整信息項。該完整信息項然后可以在步驟305以例如可視和/或聲音的形式提供給用戶。還可以將所述完整信息項發(fā)送到駕駛幫助系統(tǒng)或?qū)Ш絾卧?。圖4以圖形的方式示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的方法。標號401示出將由發(fā)射器提供給接收器的完整信息項。首先，從該完整信息項401中去除完整信息項中的部分 402 (請參見箭頭404)。然后傳輸該組件信息項402 (請參見箭頭405)。組件信息項402由接收通信設備進行接收。此外，通信設備識別來自其他源(例如，來自各個車輛中的周圍環(huán)境傳感器系統(tǒng)、車輛傳感器系統(tǒng)或位置查找單元)的補充信息項403、408、409。這些補充信息項用于通過已傳輸?shù)慕M件信息項還原完整信息項401。此外，應該指出，“包括”和“具有”不排除其他元素或步驟，并且“一”或“一個”不排除大量。而且，應該指出，參考上述示例性實施例之一描述的功能或步驟也可以與上述其他示例性實施例的其他功能或步驟結(jié)合使用。權(quán)利要求中的標號不能被認為是進行限制。
權(quán)利要求
1.一種車輛O01)中用于車輛與X間通信的通信設備，所述通信設備具有用于從鄰近車輛(20 接收第一數(shù)據(jù)的通信單元(102)，其中所述第一數(shù)據(jù)包含第一組件信息項；用于使用車輛O01)中的補充信息項根據(jù)已接收的第一組件信息項獲取完整信息項的控制單元(101)；其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量小于所述第一完整信息項。
2.如權(quán)利要求1中所述的通信設備，其中所述車輛O01)中的補充信息項至少在某種程度上為車輛O01)的位置。
3.如上述權(quán)利要求之一中所述的通信設備，其中所述車輛O01)中的補充信息項至少在某種程度上為當前時間。
4.如上述權(quán)利要求之一中所述的通信設備，其中通信單元(10 被設計為將第二數(shù)據(jù)發(fā)送到鄰近車輛002)，其中所述第二數(shù)據(jù)包含第二組件信息項；其中控制單元(101)被設計為根據(jù)第二完整信息項產(chǎn)生第二組件信息項； 其中所述第二組件信息項的數(shù)據(jù)量小于所述第二完整信息項。
5.如權(quán)利要求4中所述的通信設備，其中控制單元(101)被設計為在發(fā)送所述第二數(shù)據(jù)之前先對其進行壓縮。
6.如上述權(quán)利要求之一中所述的通信設備，其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量相對于所述第一完整信息項的數(shù)據(jù)量的精簡度取決于車輛和鄰近車輛之間通信的傳輸特性。
7.如上述權(quán)利要求之一中所述的通信設備，其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量相對于所述第一完整信息項的數(shù)據(jù)量的精簡度取決于車輛所在的地理緯度。
8.如上述權(quán)利要求之一中所述的通信設備，其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量相對于所述第一完整信息項的數(shù)據(jù)量的精簡度取決于車輛和鄰近車輛之間通信的最大傳輸范圍。
9.如上述權(quán)利要求之一中所述的通信設備，其中控制單元(101)被設計為對所獲取的完整信息項執(zhí)行真實性檢查。
10.如上述權(quán)利要求之一中所述的通信設備， 被設計為根據(jù)IEEE 802. Ilp傳輸數(shù)據(jù)。
11.一種車輛001、202)，具有權(quán)利要求1至10中的一個權(quán)利要求所述的通信設備。
12.在基礎設施設備O03)中使用權(quán)利要求1至10中的一個權(quán)利要求所述的通信設備。
13.一種用于車輛與X間通信的方法，所述方法具有以下步驟 從鄰近車輛接收第一數(shù)據(jù)，其中所述第一數(shù)據(jù)包含第一組件信息項；使用接收車輛中的補充信息項根據(jù)已接收的第一組件信息項獲取完整信息項； 其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量小于所述第一完整信息項。
14.一種程序元素，當所述程序元素在通信設備中的處理器上執(zhí)行時，將提示所述通信設備執(zhí)行以下步驟從鄰近車輛接收第一數(shù)據(jù)，其中所述第一數(shù)據(jù)包含第一組件信息項；使用接收車輛中的補充信息項根據(jù)已接收的第一組件信息項獲取完整信息項； 其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量小于所述第一完整信息項。
15. 一種包含程序元素的計算機可讀介質(zhì)，當所述程序元素在通信設備中的處理器上執(zhí)行時，將提示所述通信設備執(zhí)行以下步驟從鄰近車輛接收第一數(shù)據(jù)，其中所述第一數(shù)據(jù)包含第一組件信息項； 使用接收車輛中的補充信息項根據(jù)已接收的第一組件信息項獲取完整信息項； 其中所述第一組件信息項的數(shù)據(jù)量小于所述第一完整信息項。
全文摘要
通過減小C2X數(shù)據(jù)傳輸中的數(shù)據(jù)包大小，可以增加傳輸范圍和每個時間單位內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包數(shù)目。例如，僅傳輸接收器可以使用來自另一源的其他信息轉(zhuǎn)化為完整信息的部分信息。為了獲取完整信息，可以一方面使用無線電介質(zhì)的傳輸特性，另一方面使用由系統(tǒng)判定的公共信息庫。
文檔編號G01S5/00GK102461122SQ201080024577
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者T·格羅騰多斯特, U·施特林 申請人:大陸-特韋斯貿(mào)易合伙股份公司及兩合公司