專利名稱：用于在分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的元件間進(jìn)行通信的方法
相關(guān)申請(qǐng)?jiān)撋暾?qǐng)涉及美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/272,039，于2002年10月15日提交的，由Assimakis Tzamaloukas等人提出的，名稱為“增強(qiáng)移動(dòng)通信設(shè)備，及其在運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用”的申請(qǐng)，其全文在此并入以作參考。
背景技術(shù)：
全球定位系統(tǒng)(GPS)，或者GPS接收器已被越來越多地使用在汽車上，以提供汽車導(dǎo)航功能。典型地，GPS接收器或者導(dǎo)航設(shè)備包括行駛區(qū)域的數(shù)字道路地圖，或者地理信息(GIS)數(shù)據(jù)庫。用戶，比如汽車司機(jī)，將目的地輸入GPS導(dǎo)航設(shè)備中，GPS導(dǎo)航設(shè)備通過GIS數(shù)據(jù)庫中表示的道路網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出從車輛的當(dāng)前位置到達(dá)目的地的路線。通過可視或者可聽的提示將依次改變(turn-by-turn)的方向傳達(dá)給司機(jī)。通過從GPS衛(wèi)星接收GPS信號(hào)來確定車輛的當(dāng)前位置。如果GPS信號(hào)受到阻隔或者干擾，則可能會(huì)很難確定車輛的當(dāng)前位置，并且GPS導(dǎo)航設(shè)備的可用性將會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p害。GPS信號(hào)可能在以下情況中發(fā)生阻隔，例如在高樓林立的市區(qū)，在眾多樹木依傍的路上或者山路上，以及在具有高等級(jí)背景無線電噪聲或者干擾的區(qū)域中。
為了提供精確的駕駛方向，GIS數(shù)據(jù)庫必須保持最近最新。具有不同精確等級(jí)的數(shù)據(jù)庫在商業(yè)上是可用的，并且相隔固定的時(shí)間就發(fā)布，用于購買并安裝到GPS接收器上。由于通過道路的可視測(cè)量(visual survey)、空中觀測(cè)、政府?dāng)?shù)據(jù)、以及道路上的個(gè)別行駛而手動(dòng)更新數(shù)據(jù)庫，時(shí)常需要平均六個(gè)月的時(shí)間來創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫。另外，平均起來，到用戶可以獲取該數(shù)據(jù)庫并且安裝它的時(shí)候，該數(shù)據(jù)庫已經(jīng)過時(shí)大約三個(gè)月了。此外，該數(shù)據(jù)庫僅僅與個(gè)人觀測(cè)一樣，因此由于在某些區(qū)域的觀測(cè)還沒有進(jìn)行，所以在某些行駛區(qū)域，數(shù)據(jù)庫可能是不完整的。
已經(jīng)進(jìn)行了一些嘗試，以通過提供中央數(shù)據(jù)庫和多個(gè)具有傳感器的車輛來進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的自動(dòng)更新過程。車輛行駛進(jìn)所關(guān)心的地理區(qū)域，并收集傳感器信息。處理傳感器信息，并將其傳送給中央數(shù)據(jù)庫。該中央數(shù)據(jù)庫接收該傳感器信息，對(duì)其進(jìn)一步處理，并將該傳感器信息整合到中央數(shù)據(jù)庫中。這些方法的唯一集中式(centralized-only)通信架構(gòu)增加了整合所收集的數(shù)據(jù)的成本和復(fù)雜性。此外，這些方法需要大量車輛連續(xù)地在地理區(qū)域中四處運(yùn)動(dòng)，以便覆蓋盡可能多的區(qū)域，收集盡可能多的傳感器信息。另外，對(duì)于同樣的路線收集一致的傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)是非常困難的，因?yàn)椴煌慕煌l件、司機(jī)、交通燈、天氣等會(huì)導(dǎo)致不同的傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致屬于特定路線的不同信息。同樣，該唯一集中式方法依賴于直接到中央數(shù)據(jù)庫的無線通信。在許多情況下，由于例如在地理方面的考慮，可能根本不能與中央數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信。
這樣一種不限于現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)和方法是有利的，即在行駛在道路網(wǎng)絡(luò)中的車輛之間以及車輛和中央數(shù)據(jù)庫之間進(jìn)行通信，傳遞地圖數(shù)據(jù)庫和路線信息。這樣一種系統(tǒng)和方法將更是有利的，即確定不能夠接收GPS信號(hào)的車輛的地理位置。因而目前需要一種方法能夠在分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的元件之間進(jìn)行通信。

發(fā)明內(nèi)容
為了介紹，下面的優(yōu)選實(shí)施例提出了一種方法，用于在分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的元件之間進(jìn)行通信。參與車輛和出發(fā)點(diǎn)之間按照基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(infrastructure)模式彼此進(jìn)行通信。參與車輛與其它參與車輛之間按照特別(ad-hoc)模式進(jìn)行通信。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式中，將信息包發(fā)送方法用于參與車輛，創(chuàng)建并發(fā)送信標(biāo)服務(wù)表信息包、車輛服務(wù)表信息包、或者信息包分組(bursts)。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式中，將信息包接收方法用于參與車輛，接收信標(biāo)服務(wù)表信息包、車輛服務(wù)表信息包、信息包分組、或者否定應(yīng)答信息包。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式中，將信息包發(fā)送方法用于出發(fā)點(diǎn)，創(chuàng)建并發(fā)達(dá)增強(qiáng)信標(biāo)信息包或否定應(yīng)答信息包。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式中，將信息包接收方法用于出發(fā)點(diǎn)，接收信標(biāo)服務(wù)表信息包、車輛服務(wù)表信息包、或者信息包分組。在特別模式中，將信息包發(fā)送方法用于參與車輛，創(chuàng)建并發(fā)送信標(biāo)服務(wù)表信息包、車輛服務(wù)表信息包、信息包分組、或者肯定應(yīng)答信息包。在特別模式中，將信息包接收方法用于參與車輛，接收信標(biāo)服務(wù)表信息包、車輛服務(wù)表信息包、信息包分組、或者肯定應(yīng)答信息包。
前面段落給出了一般的介紹，且其不應(yīng)當(dāng)被用于縮小后續(xù)權(quán)利要求的范圍?，F(xiàn)將參考


優(yōu)選實(shí)施例。

圖1是分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
圖2示出了分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的層次。
圖3示出了在分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的參與車輛的車載設(shè)備的硬件組件。
圖4示出了分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的出發(fā)點(diǎn)的硬件組件。
圖5示出了增強(qiáng)航位推測(cè)(dead reckoning)方法。
圖6說明了出發(fā)點(diǎn)的出發(fā)點(diǎn)軟件的組件。
圖7示出了由出發(fā)點(diǎn)使用的增強(qiáng)信標(biāo)格式。
圖8說明了車載設(shè)備的車載軟件的組件。
圖9示出了由多個(gè)參與車輛收集的測(cè)量樣本。
圖10示出了由多個(gè)參與車輛收集的不同測(cè)量類型。
圖11說明了用于車載數(shù)據(jù)收集的中樞點(diǎn)。
圖12示出了用于中心線(centerlining)方法的多個(gè)參與車輛的軌跡。
圖13說明了車載設(shè)備的車載數(shù)據(jù)收集過程。
圖14示出了來自多個(gè)在道路網(wǎng)絡(luò)中行駛的參與車輛的軌跡。
圖15示出了車載設(shè)備的狀態(tài)機(jī)。
圖16示出了用于更新數(shù)據(jù)庫的方法。
圖17A-D示出了分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的參與車輛和出發(fā)點(diǎn)之間的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包傳輸和接收方法。
圖18A-B示出了參與車輛之間的特別模式信息包傳輸和接收方法。
圖19說明了兩個(gè)參與車輛共享路線信息。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。該分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括中央服務(wù)器18、包括多個(gè)出發(fā)點(diǎn)10的出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)14、以及包括多個(gè)參與車輛的參與車輛網(wǎng)絡(luò)12。分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中至少一些車輛是參與車輛。參與車輛是包含車載設(shè)備的車輛，其中車載設(shè)備比如是增強(qiáng)移動(dòng)通信設(shè)備。一種這樣的增強(qiáng)移動(dòng)通信在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/272,039的申請(qǐng)中進(jìn)行了描述。
參與車輛可操作用來與其它參與車輛進(jìn)行直接通信12，與出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信14，以及與中央服務(wù)器可選擇地通信16。當(dāng)參與車輛遍歷(traverse)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的道路時(shí)，收集并交換數(shù)據(jù)，如交通數(shù)據(jù)。參與車輛的司機(jī)是“用戶”或者“終端用戶”。
出發(fā)點(diǎn)10遍布在運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)各處。典型地，出發(fā)點(diǎn)10的位置是固定的，且它們的位置是已知的。參與車輛可以與出發(fā)點(diǎn)10進(jìn)行通信。出發(fā)點(diǎn)10還可以被連接到因特網(wǎng)上或者其它有線網(wǎng)絡(luò)上。參與車輛可以與出發(fā)點(diǎn)10按照IEEE802.11基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通信模式進(jìn)行通信。另外，多個(gè)出發(fā)點(diǎn)10中的至少一些可以彼此進(jìn)行通信。
出發(fā)點(diǎn)10是固定的出發(fā)點(diǎn)，也就是說它們的位置保持固定。一些參與車輛可以與中央服務(wù)器進(jìn)行通信。這樣的參與車輛是移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)，例如參與車輛9和19是移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)。移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)的功能與固定出發(fā)點(diǎn)是一樣的。移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)可以直接與其它參與車輛、其它移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)、固定出發(fā)點(diǎn)以及中央服務(wù)器進(jìn)行通信。出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)包括固定出發(fā)點(diǎn)和移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)。典型地，移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)是諸如具有已知時(shí)間表和路線的車隊(duì)中的車輛。
中央服務(wù)器18從出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)接收通信數(shù)據(jù)或者內(nèi)容。所述內(nèi)容包括在分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有類型的交換數(shù)據(jù)，如交通數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、終端用戶概況數(shù)據(jù)，以及同步數(shù)據(jù)。中央服務(wù)器包括中央地理數(shù)據(jù)庫、導(dǎo)航應(yīng)用程序、以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和管理功能。在此可交換地使用術(shù)語“中央地理數(shù)據(jù)庫”和中央數(shù)據(jù)庫”。
參與車輛、出發(fā)點(diǎn)，以及中央服務(wù)器相互以多種方式進(jìn)行通信。參與車輛可以直接相互通信。如在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/272,039的申請(qǐng)中所描述的那樣，任何兩個(gè)參與車輛，包括例如一個(gè)參與車輛和一個(gè)移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)，或者例如兩個(gè)移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)，在彼此范圍內(nèi)可以使用通信的增強(qiáng)特別通信模式進(jìn)行通信。這種通信模式被稱為車輛對(duì)車輛(v2v)的通信。參與車輛交換交通信息、導(dǎo)航信息、以及存儲(chǔ)并保持在每個(gè)參與車輛本地的地理數(shù)據(jù)庫信息。
參與車輛和出發(fā)點(diǎn)可以相互進(jìn)行通信。任何行駛到一個(gè)出發(fā)點(diǎn)范圍內(nèi)的參與車輛按照IEEE 802.11基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式與該出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行通信。移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)和固定出發(fā)點(diǎn)還按照基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式相互通信。參與車輛可以從出發(fā)點(diǎn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。這種通信形式稱為車輛對(duì)路邊(v2r)的通信14。該出發(fā)點(diǎn)還可以操作用于與諸如因特網(wǎng)的有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，從而使得出發(fā)點(diǎn)能夠與中央服務(wù)器和其它出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行通信。
在另一種被稱作車輛對(duì)中央服務(wù)器(v2c)通信的通信形式中，參與車輛或者移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)通過無線廣域網(wǎng)絡(luò)(wireless wide area network，WWAN)鏈路直接與中央處理器進(jìn)行通信。WWAN鏈路是諸如CDPD、GPRS、1xRTT或者3G的蜂窩電話鏈路。WWAN鏈路也可以是遠(yuǎn)程視線(line-of-sight)微波鏈路或者衛(wèi)星鏈路。
圖2示出了分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的層次。分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括三層中央服務(wù)器層20、出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)層22，以及參與車輛網(wǎng)絡(luò)層24。一些作為移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)的參與車輛，例如移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)31，既是參與車輛網(wǎng)絡(luò)層24的一部分，也是出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)層22的一部分。
中央服務(wù)器層20包括上述的中央服務(wù)器18。出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)層22包括多個(gè)出發(fā)點(diǎn)。多個(gè)出發(fā)點(diǎn)可以包括固定出發(fā)點(diǎn)和移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)。出發(fā)點(diǎn)可以通過有線或無線通信與中央服務(wù)器18進(jìn)行通信26。另外，至少一些出發(fā)點(diǎn)，無論是移動(dòng)的還是固定的，都可以與至少一些其它出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行通信28，即出發(fā)點(diǎn)具有一個(gè)或多個(gè)與其它出發(fā)點(diǎn)的同級(jí)(peer)連接。
參與車輛網(wǎng)絡(luò)層24包括多個(gè)參與車輛32。參與車輛可以與出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行通信30。一些參與車輛可以是移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)，且與中央服務(wù)器和其它移動(dòng)和固定出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行通信36。參與車輛可以直接與其它參與車輛進(jìn)行通信32。
創(chuàng)建虛擬專用隧穿網(wǎng)絡(luò)(virtual private tunneling network，VPTN)28，并將其用于在中央服務(wù)器和固定及移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)之間的通信。網(wǎng)絡(luò)隧道是一種通信機(jī)制，用來建立兩個(gè)因特網(wǎng)主機(jī)之間的直連，就好像有直接的物理連接一樣?？梢允褂枚鄠€(gè)帶有適當(dāng)?shù)慕K端主IP地址(end-host IP address)的隧道形成一個(gè)虛擬的覆蓋網(wǎng)絡(luò)。典型地，在地理上位置非常接近的固定出發(fā)點(diǎn)被配置以相互通信。其更利于基于位置的應(yīng)用程序，如交通和地圖更新。缺省地由移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)建立與中央服務(wù)器之間的隧道。如果由于性能或者規(guī)模問題，與固定出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行通信是必須且有益的，基于接近移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)的當(dāng)前位置遍歷一列固定出發(fā)點(diǎn)。
中央服務(wù)器層20的中央服務(wù)器18包括中央地理數(shù)據(jù)庫，并從出發(fā)點(diǎn)10和參與車輛24接收內(nèi)容。中央數(shù)據(jù)庫處理該內(nèi)容以更新和保持當(dāng)前的中央數(shù)據(jù)庫?？梢栽诓煌瑫r(shí)間在數(shù)據(jù)庫上執(zhí)行更新。例如，可以在來自參與車輛的通信鏈路數(shù)量很低的非峰值(off-peak)的小時(shí)期間對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，可以每小時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，或者每分鐘進(jìn)行更新，或者當(dāng)從參與車輛處接收到每條新的交通更新信息段時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新。在數(shù)據(jù)庫更新之后，在替換使用中的數(shù)據(jù)庫之前，檢查數(shù)據(jù)庫的完整性和穩(wěn)定性。鏡像數(shù)據(jù)庫(shadow database)以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它方法都可以被用于確保中央服務(wù)器地理數(shù)據(jù)庫的連續(xù)有效性。
所有或者部分的中央數(shù)據(jù)庫可以與出發(fā)點(diǎn)和參與車輛進(jìn)行通信。例如，參與車輛可以請(qǐng)求路徑選擇信息。中央服務(wù)器處理該請(qǐng)求，并且基于例如該參與車輛的速度和方向?qū)⑿畔鬟_(dá)給該參與車輛。在此并入以作參考的美國專利No.6,292,745示出了用于形成地理數(shù)據(jù)庫以及向終端用戶傳達(dá)信息的方法和系統(tǒng)。
圖3示出了參與車輛的車載設(shè)備的硬件組件。車載設(shè)備包括位置定位模塊54、輸入/輸出模塊46、內(nèi)存42、微處理器(CPU)40、存儲(chǔ)器44、包括Wi-Fi/蜂窩式無線通信的無線通信模塊50、天線52、總線48，以及可選擇的輔助傳感器56?？偩€將車載設(shè)備的組件相互連接起來。另外，一些組件可以相互以及與CPU 40直接連接。
CPU 40是諸如可以支持扁平式32位地址空間的嵌入式處理器的微處理器。來自諸如ARM、Motorola和Intel公司的許多這樣的處理器都是可用的。內(nèi)存42包括諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(DRAM)、非易失性存儲(chǔ)器、靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(SRAM)等等。內(nèi)存存儲(chǔ)已處理的和未處理的數(shù)據(jù)，如來位置定位模塊54的傳感器數(shù)據(jù)和由無線通信50接收的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器44包括永久存儲(chǔ)裝置或諸如CD、DVD、壓縮閃存、硬盤驅(qū)動(dòng)器等媒質(zhì)。存儲(chǔ)器44執(zhí)行與內(nèi)存相似的功能，但是典型地具有更高的容量并且是非易失性的。在一些實(shí)施例中，可能只有內(nèi)存而沒有存儲(chǔ)器，或者有非常小的內(nèi)存和非常大的存儲(chǔ)器。
輸入/輸出模塊46包括各種允許用戶向車載設(shè)備輸入信息的裝置，以及從車載設(shè)備接收信息的裝置。例如，輸入/輸出模塊46可以包括小鍵盤、語音識(shí)別裝置、按鈕、或者觸摸屏，以便用戶可以輸入諸如目的地或者所關(guān)心的地點(diǎn)的信息。諸如LCD屏幕的可視顯示器以及產(chǎn)生語音命令或者其它可聽的警示的裝置都可以是輸入/輸出模塊46的一部分。輸入/輸出模塊46還可以包括紅外端口、藍(lán)牙端口、Wi-Fi端口、蜂窩式無線通信、串行數(shù)據(jù)端口、USB端口，或者并行數(shù)據(jù)端口，借此允許用戶向車載設(shè)備上傳信息和從車載設(shè)備下載信息。
總線48包括在硬件組件輸入/輸出模塊46、內(nèi)存模塊42、CPU 40、存儲(chǔ)器裝置44、以及Wi-Fi/蜂窩式無線通信50之間的數(shù)據(jù)和控制路徑。位置定位模塊54和輔助傳感器56被直接連接到CPU 40上。天線52連接到無線通信模塊50上?？梢圆捎酶鞣N不同的總線，如PCI總線。
無線通信模塊(Wi-Fi/蜂窩式無線通信)50包括無線局域網(wǎng)(WLAN)無線通信，諸如IEEE 802.11(Wi-Fi)無線通信，以及進(jìn)一步可選擇地包括無線廣域網(wǎng)(WWAN)無線通信，諸如使用通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)的數(shù)字蜂窩式電話、3G、微波、衛(wèi)星，或者其它遠(yuǎn)程無線應(yīng)用。Wi-Fi無線通信50用于車輛對(duì)車輛的通信以及車輛對(duì)路邊的通信。對(duì)于車輛對(duì)車輛的通信，無線通信使用美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/272,039的申請(qǐng)中的增強(qiáng)特別通信模式來工作。
可選的WWAN無線通信可以存在于小比例的參與車輛中，用于車輛對(duì)中央服務(wù)器的通信。車輛對(duì)中央服務(wù)器的通信可以在各種環(huán)境中發(fā)生。例如，由車載設(shè)備收集的數(shù)據(jù)在數(shù)量上可以是非常大的，并且可能引發(fā)車載設(shè)備的存儲(chǔ)器容量的問題。如果車載設(shè)備不能夠?qū)?shù)據(jù)傳送給其它參與車輛或者傳送給出發(fā)點(diǎn)，它可以將數(shù)據(jù)傳送給中央服務(wù)器。同樣，如果車載設(shè)備需要請(qǐng)求數(shù)據(jù)，但是又不在任何其它參與車輛或者出發(fā)點(diǎn)的范圍內(nèi)，它可以用WWAN無線通信進(jìn)行通信。
天線模塊52包括由車載設(shè)備使用的天線，用于無線通信。例如，天線模塊52可以包括對(duì)于Wi-Fi無線通信50具有高增益的外部天線。一對(duì)偶極(dipole)天線可以用于利用空間和天線的分集。兩個(gè)30度方向的天線、一個(gè)指向交通流的方向，另一個(gè)指向參與車輛的后面，為參與車輛提供最優(yōu)的通信覆蓋。外部Wi-Fi天線的位置也直接影響性能。一般來說，在參與車輛的車頂上安裝外部天線改善了性能，因?yàn)榈靡嬗谔炀€的高度和可見度，波傳播是無障礙的。接近任何一個(gè)窗口的位置也會(huì)改善性能，因?yàn)楸M管由于來自參與車輛的金屬組件的微波反射使多徑衰減效應(yīng)高得多。但是信號(hào)衰減是很小的，大約是2dBi到3dBi。其它天線包括集成的天線，其是現(xiàn)有(off-the-shelf)Wi-Fi PCI、PCMCIA或者SD卡的一部分。另一種天線是GPS接收器天線。通常，GPS接收器天線應(yīng)當(dāng)具有清晰的天空視野(view of the sky)。利用清晰的天空視野，GPS接收器天線可以跟蹤很多衛(wèi)星，并且可以精確計(jì)算車輛的當(dāng)前位置。還可以使用蜂窩式電話和衛(wèi)星天線。
位置定位模塊54允許參與車輛的車載設(shè)備確定它的地理坐標(biāo)。位置定位模塊54可以包括諸如GPS接收器的傳感器?？梢允褂迷S多類型的GPS接收器，如差分GPS(DGPS)接收器，或者輔助的GPS(A-GPS)接收器。諸如Ashtech、Garmin、Trimble，以及SiRF這樣的公司提供GPS接收器。另外，當(dāng)可用時(shí)，諸如由海岸警衛(wèi)隊(duì)所使用的廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(WAAS)，或者諸如由飛機(jī)場(chǎng)所使用的局域增強(qiáng)系統(tǒng)(LAAS)可以提供改善的定位精確性?？蛇x的輔助傳感器56可以包括速度傳感器、氣壓計(jì)、陀螺儀、方位傳感器、慣性傳感器等等。
出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的出發(fā)點(diǎn)10包括如圖4所示的出發(fā)點(diǎn)設(shè)備。出發(fā)點(diǎn)設(shè)備包括內(nèi)存60、微處理器(CPU)58、存儲(chǔ)器裝置62、總線68、天線64、以及通信模塊66，其中通信模塊66包括諸如Wi-Fi無線通信的無線局域網(wǎng)無線通信、諸如蜂窩式無線通信的無線廣域網(wǎng)無線通信、以及有線連接。組件與依照車載設(shè)備的上述的那些組件非常相似。內(nèi)存60、微處理器58、存儲(chǔ)器裝置62、以及通信模塊66通過總線68進(jìn)行通信。天線64連接到通信模塊66。通常，內(nèi)存60、CPU 58和存儲(chǔ)器裝置62具有高于車載設(shè)備的那些組件的容量，因?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)設(shè)備必須能夠與多個(gè)參與車輛進(jìn)行通信，并且能夠處理與它們的通信。天線模塊64例如包括一對(duì)指向交通流的相反方向的定向高增益Wi-Fi天線?？梢允褂糜蓛蓚€(gè)或者更多個(gè)定向天線組成的天線陣列來改善無線范圍覆蓋。通信模塊66包括如上所述的無線通信，還包括有線連接。有線連接的實(shí)例是數(shù)字用戶線路(DSL)、電纜調(diào)制解調(diào)器、T1線路、T3線路、以及光學(xué)線路。有線連接將出發(fā)點(diǎn)設(shè)備和因特網(wǎng)連接起來。
確定車輛的位置如上所述，車載設(shè)備的位置定位模塊54通過GPS信號(hào)提供參與車輛的位置。在許多情況下，GPS信號(hào)是非常微弱的和受阻塞的，且車載設(shè)備不能確定它的位置。例如，在高樓林立的城市中，由于諸如城市峽谷效應(yīng)的影響，GPS信號(hào)是非常微弱的?？梢允褂酶鞣N航位推測(cè)技術(shù)在缺少完整的GPS信號(hào)的情況下確定該參與車輛的位置。例如相鄰位置航位推測(cè)方法使用陀螺儀或指南針，以便基于車輛的當(dāng)前速度和方向估計(jì)它的位置。許多航位推測(cè)方法使用比如最小均方差(LMSE)、自回歸方程式(autoregressive equation)和卡爾曼濾波(Kalman filtering)的估計(jì)法。依賴于車輛的計(jì)劃速度的航位推測(cè)方法會(huì)提供錯(cuò)誤的或者不準(zhǔn)確的位置測(cè)量。例如，如果車輛在交通燈前停了數(shù)秒鐘，在當(dāng)使用平均速度執(zhí)行位置計(jì)算時(shí)的情況中就可能會(huì)出現(xiàn)出很大的誤差。
在圖5中示出了用于確定參與車輛的位置的增強(qiáng)航位推測(cè)方法。參與車輛沿著三條平行道路74、76和78行駛。第一出發(fā)點(diǎn)70位于位置(X，Y)且第二出發(fā)點(diǎn)72位于位置(X’，Y’)。出發(fā)點(diǎn)的位置是靜止的，且對(duì)于參與車輛是已知的，或者用地理信標(biāo)信息包周期性地傳送給參與車輛。
在圖5的實(shí)例中，當(dāng)參與車輛在由從(xb，yb)到(xe，ye)的矩形80所限定的區(qū)域內(nèi)時(shí)，參與車輛不能夠接收GPS信號(hào)。位置(xl，y1)處的車輛不在矩形80內(nèi)，并從GPS信號(hào)接收位置讀數(shù)。位置(x2，y2)處的車輛不接收GPS信號(hào)，且因而使用增強(qiáng)航位推測(cè)方法。位置(x2，y2)處的車輛在分別位于(X，Y)和(X’，Y’)的出發(fā)點(diǎn)70和72的范圍內(nèi)，并從上述的地理信標(biāo)接收出發(fā)點(diǎn)位置信息。
參與車輛，如位置(x2，y2)處的車輛，使用現(xiàn)有的航位推測(cè)方法和來自出發(fā)點(diǎn)70和72的鏈路品質(zhì)信息來粗略估計(jì)其位置。用信噪比(SNR)來描述在某個(gè)位置的信號(hào)強(qiáng)度和噪聲等級(jí)之間的差異。當(dāng)車輛從出發(fā)點(diǎn)接收信息包時(shí)，導(dǎo)出該位置的那個(gè)信息包的SNR比。通常，SNR比越高，車輛越接近于位置固定、已知的出發(fā)點(diǎn)。
位置計(jì)算的精確性可以通過接收的信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)得到進(jìn)一步的加強(qiáng)，其中的信號(hào)強(qiáng)度指示是從車載設(shè)備的Wi-Fi無線通信50和出發(fā)點(diǎn)設(shè)備的Wi-Fi無線通信66傳送過來的。例如，參與車輛可以創(chuàng)建一個(gè)包括RSSI的詢問信息包，并請(qǐng)求出發(fā)點(diǎn)使用計(jì)算結(jié)果和地形定標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算其位置。當(dāng)通過域測(cè)量數(shù)據(jù)和已處理模擬安裝出發(fā)點(diǎn)時(shí)，使用波傳播工具生成地形定標(biāo)數(shù)據(jù)。可以從Ekahau公司、Silicon Valley Wireless公司以及其它公司獲取波傳播工具。
也可以使用觀測(cè)時(shí)間差(OTD)方法來計(jì)算車輛的位置。例如，在到達(dá)的觀測(cè)時(shí)間差(OTDOA)中，可以使用范圍內(nèi)的來自所有出發(fā)點(diǎn)的同步傳輸，且可以在參與車輛上執(zhí)行差分計(jì)算。在另一個(gè)實(shí)例中，參與車輛將帶有時(shí)標(biāo)的信息包傳輸給出發(fā)點(diǎn)，且出發(fā)點(diǎn)使用帶有時(shí)標(biāo)的信息包計(jì)算參與車輛的位置。通常，在參與車輛范圍內(nèi)的出發(fā)點(diǎn)越多，參與車輛的位置計(jì)算的精確性就越大。然而，即使在范圍內(nèi)有一個(gè)出發(fā)點(diǎn)，在參與車輛上或在出發(fā)點(diǎn)上也可以執(zhí)行位置計(jì)算。然而，位置誤差會(huì)高于多個(gè)出發(fā)點(diǎn)在范圍內(nèi)的情況。OTD、OTDOA、SNR和RSSI方法可以結(jié)合使用。
回過來參考圖5，道路76上的車輛(x2，y2’)可以與出發(fā)點(diǎn)70和出發(fā)點(diǎn)72進(jìn)行通信82、84，以計(jì)算其位置。位置的精確性還可以通過與位置(x3，y3)處的車輛的車輛對(duì)車輛的鏈路86得到進(jìn)一步增強(qiáng)。車輛(x3，y3)可以接收GPS信號(hào)。車輛對(duì)車輛鏈路86至多幾百英尺遠(yuǎn)，因此車輛(x2，y2’)的位置也至多離位置(x3，y3)幾百英尺遠(yuǎn)。通過在位置(x3，y3)和范圍內(nèi)的出發(fā)點(diǎn)之間應(yīng)用基于OTD、OTDOA、SNR和RSSI的增強(qiáng)的航位推測(cè)方法，車輛(x2，y2’)的位置精確性可以得到進(jìn)一步的提高。
位置(x2，y2”)處的車輛不在任何出發(fā)點(diǎn)的范圍內(nèi)，且不能接收GPS信號(hào)。然而，車輛(x2，y2”)在車輛(x3，y3’)的范圍內(nèi)，并從在車輛對(duì)車輛鏈路94上的車輛接收GPS測(cè)量結(jié)果。另外，車輛(x2，y2”)可以與帶有車輛(x4，y4)的車輛對(duì)車輛鏈路92進(jìn)行通信。當(dāng)車輛(x4，y4)不能接收GPS信號(hào)時(shí)，它可以分別使用車輛對(duì)車輛鏈路90和88與車輛(x6，y6)和車輛(x5，y5)進(jìn)行通信。車輛(x6，y6)和車輛(x5，y5)可以接收GPS信號(hào)，并且通過車輛(x4，y4)可以將那些車輛的位置傳送給車輛(x2，y2”)。此外，車輛(x2，y2”)可以接收車輛(x4，y4)的位置作為通過航位推測(cè)確定的結(jié)果。剛剛進(jìn)入矩形80的車輛(x4，y4)已經(jīng)在很短一段時(shí)間內(nèi)使用了增強(qiáng)的航位推測(cè)方法，從而具有更加精確的位置測(cè)量結(jié)果。
還可以使用輔助GPS(A-GPS)來為不能接收GPS信號(hào)或者僅能接收間歇GPS信號(hào)的車輛提供位置，如在美國專利No.6,131,067和No.6,208,290中所述的，兩者均在此并入以作參考。
在分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中，調(diào)整A-GPS以使得參與車輛用位置請(qǐng)求信息包進(jìn)行廣播，其中位置請(qǐng)求信息包包括由航位推測(cè)方法推導(dǎo)出的其當(dāng)前的近似位置。范圍內(nèi)的出發(fā)點(diǎn)接收該位置請(qǐng)求信息包，并響應(yīng)另一個(gè)信息包，該信息包包括參考車輛視野中的衛(wèi)星、多普勒(Doppler)頻率校正，以及其它能夠使得車載設(shè)備計(jì)算該車輛的當(dāng)前位置的信息。在車輛對(duì)車輛通信中使用該方法，如上面給出的關(guān)于車輛(x2，y2”)的實(shí)例，其中，一輛車不能接收GPS信號(hào)，而范圍內(nèi)的至少一個(gè)其它車輛可以接收GPS信號(hào)。
在參與車輛的視野中必須最少有四個(gè)衛(wèi)星，以用GPS接收器識(shí)別所有的三個(gè)坐標(biāo)。如果視野中僅有三個(gè)衛(wèi)星，則參與車輛仍可以精確地得出緯度和經(jīng)度，但是不能精確地獲得海拔高度。
出發(fā)點(diǎn)設(shè)備和車載設(shè)備圖6示出了由圖4的出發(fā)點(diǎn)設(shè)備所執(zhí)行的出發(fā)點(diǎn)軟件的組件。圖8示出了由圖3的車載設(shè)備所執(zhí)行的車載軟件的組件。出發(fā)點(diǎn)軟件和車載軟件的許多組件是相似的。出發(fā)點(diǎn)軟件包括地理數(shù)據(jù)庫96、導(dǎo)航模塊98、路徑選擇模塊100、制圖模塊102、機(jī)動(dòng)模塊104、接口模塊106、處理器模塊108、無線通信模塊110、高速緩沖存儲(chǔ)器112以及有線通信模塊114。簡(jiǎn)要地說，出發(fā)點(diǎn)軟件存儲(chǔ)、處理并且傳播來自范圍內(nèi)的參與車輛的數(shù)據(jù)。
出發(fā)點(diǎn)與中央服務(wù)器之間傳輸所保存和處理的數(shù)據(jù)。這是周期性地發(fā)生的，例如每個(gè)小時(shí)。在另一個(gè)實(shí)例中，出發(fā)點(diǎn)當(dāng)其存儲(chǔ)器容量使用超過一半時(shí)，就將數(shù)據(jù)上傳到中央服務(wù)器。出發(fā)點(diǎn)支持遠(yuǎn)程管理和控制功能，其允許遠(yuǎn)端用戶取出存儲(chǔ)在出發(fā)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
出發(fā)點(diǎn)維護(hù)其它出發(fā)點(diǎn)的列表，該列表可以用來通信以實(shí)現(xiàn)如上所述(圖2中的28)的出發(fā)點(diǎn)內(nèi)部通信(intra-egress communications)。例如，彼此接近的出發(fā)點(diǎn)可以相互通信。當(dāng)例如數(shù)據(jù)已經(jīng)傳送到中央服務(wù)器時(shí)，或者當(dāng)數(shù)據(jù)已經(jīng)傳送到另一個(gè)出發(fā)點(diǎn)時(shí)，出發(fā)點(diǎn)刪除其所保存的數(shù)據(jù)。在接收到明確的肯定應(yīng)答之后刪除保存的數(shù)據(jù)，其中明確的肯定應(yīng)答表示在分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)保管已成功移交。移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)可以使用更保守的或者動(dòng)態(tài)立即響應(yīng)式通信時(shí)間表，以減少通過WWAN鏈路的空中發(fā)射時(shí)間的開銷。
無線通信模塊110包括改進(jìn)的IEEE 802.11設(shè)備驅(qū)動(dòng)器，其創(chuàng)建如圖7所示的增強(qiáng)的信標(biāo)格式。該增強(qiáng)的信標(biāo)(beacon)格式包括傳統(tǒng)的(legacy)IEEE802.11信標(biāo)116、緯度字段118、經(jīng)度字段120，以及海拔字段122。在導(dǎo)航尺寸單元所表示的緯度、經(jīng)度和海拔的尺寸等于1/100,000的比率。該導(dǎo)航單元可以是絕對(duì)的，或者與地球表面的坐標(biāo)位置相關(guān)。導(dǎo)航單元可以為整數(shù)，其測(cè)量結(jié)果的最小單元是1，其表示1/100,000的比率?？梢允褂萌魏螇嚎s二進(jìn)制編碼方法來表示導(dǎo)航單元的值?？蛇x地，可以發(fā)送浮點(diǎn)坐標(biāo)作為增強(qiáng)信標(biāo)的一部分。浮點(diǎn)坐標(biāo)會(huì)將定位誤差減少至一米以下。出發(fā)點(diǎn)可以僅傳輸傳統(tǒng)的信標(biāo)信息包，僅傳輸增強(qiáng)的信標(biāo)信息包，或者兩者的組合。出發(fā)點(diǎn)可以交織傳統(tǒng)的和增強(qiáng)的信標(biāo)以減少網(wǎng)絡(luò)開銷，并在出發(fā)點(diǎn)和傳統(tǒng)的IEEE 802.11裝置中同時(shí)保持普遍的兼容性。
出發(fā)點(diǎn)被配置為在由中央服務(wù)器指定的頻率信道上工作，其保持信號(hào)頻率分配映射(map)。如果波傳播條件指示需要改變至不同信道，那么出發(fā)點(diǎn)從中央服務(wù)器請(qǐng)求新的信道。在整個(gè)分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中使用信號(hào)頻率分配映射，且不將出發(fā)點(diǎn)定期地重新配置以切換信道，相反地，它們從中央服務(wù)器請(qǐng)求信道重新分配。另外，在出發(fā)點(diǎn)切換信道之前，其將該切換傳播給范圍內(nèi)的參與車輛。在分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)出發(fā)點(diǎn)都接收更新數(shù)據(jù)，該更新數(shù)據(jù)包括當(dāng)頻率分配發(fā)生改變時(shí)的新的頻率分配映射。頻率分配映射還可以按照規(guī)則的間隔進(jìn)行發(fā)送。參與車輛被分配了與它們所處的出發(fā)點(diǎn)范圍的出發(fā)點(diǎn)相同的頻率信道。這樣，參與車輛從出發(fā)點(diǎn)無縫地接收信標(biāo)，就像該信標(biāo)來自范圍內(nèi)的那樣。如果出發(fā)點(diǎn)改變了其頻率信道，則已經(jīng)接收了頻率信道改變通告的參與車輛通過車輛對(duì)車輛網(wǎng)絡(luò)將該信息傳達(dá)給其它參與車輛。
該出發(fā)點(diǎn)每1000ms傳播一次信標(biāo)?？蛇x地，出發(fā)點(diǎn)可以改變時(shí)間頻率，在該時(shí)間頻率上從100ms到1000ms傳播信標(biāo)。例如，如果出發(fā)點(diǎn)位于大量緩慢移動(dòng)車輛的范圍內(nèi)的話，則會(huì)發(fā)生這種情況。如果少量的快速移動(dòng)的車輛在范圍內(nèi)的話，則信標(biāo)頻率可以從10ms設(shè)置到100ms。保存關(guān)于出發(fā)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的性能的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(statistics)，以便確定最佳的信標(biāo)頻率傳輸速率。
圖8說明了由圖3的車載設(shè)備所執(zhí)行的車載軟件的組件。車載軟件包括地理數(shù)據(jù)庫124、導(dǎo)航模塊126、路徑選擇模塊128、制圖(cartography)模塊130、操縱(maneuver)模塊132、接口模塊136、處理器模塊138、通信協(xié)議模塊140、高速緩沖存儲(chǔ)器模塊142，以及傳感器/車載診斷信息(OBD)處理模塊144。如上所述，圖8的車載軟件和圖6的出發(fā)點(diǎn)軟件的許多模塊是相同的。例如車載軟件的模塊124、126、128、130、132、136、138和142分別提供與出發(fā)點(diǎn)軟件的模塊96、98、100、102、104、106、108和112相同的功能。
處理器模塊138包括嵌入式操作系統(tǒng)、裝置驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用編程接口(API)以及用戶空間(space)應(yīng)用程序。嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式Linux，具有開放式源驅(qū)動(dòng)程序和用于依照?qǐng)D3(以及圖4的出發(fā)點(diǎn)設(shè)備)所述的硬件組件的API。也可以使用其它操作系統(tǒng)。用戶空間應(yīng)用程序監(jiān)視軟件模塊的狀態(tài)，并且運(yùn)行有限狀態(tài)機(jī)，諸如在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/272,039的申請(qǐng)中的有限狀態(tài)機(jī)。
處理模塊138與接口模塊136、高速緩沖存儲(chǔ)模塊142、傳感器/OBD處理模塊144和通信協(xié)議模塊140進(jìn)行通信。高速緩沖存儲(chǔ)模塊142與傳感器/OBD處理模塊144和通信協(xié)議模塊140進(jìn)行通信。通信協(xié)議模塊140包括可執(zhí)行的代碼，用于根據(jù)由車載設(shè)備使用的通信協(xié)議進(jìn)行通信，例如WLAN。支持多種通信，且可以同時(shí)使用多種通信協(xié)議。例如可以激活在一個(gè)參與車輛和另一個(gè)參與車輛或出發(fā)點(diǎn)之間的WLAN鏈路，同時(shí)，可以激活WWAN鏈路，用于從中央服務(wù)器上傳或者請(qǐng)求信息。
由車載設(shè)備使用的WLAN通信協(xié)議，也稱作基線無線電，在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/272,039的申請(qǐng)中進(jìn)行了描述。該基線無線電被擴(kuò)展到包括車輛對(duì)車輛和車輛對(duì)路邊的通信，在下文中稱作擴(kuò)展無線通信。
基線無線電按照增強(qiáng)的IEEE 802.11特別模式進(jìn)行操作。其支持廣播信息包傳輸，以使得參與車輛可以建立車輛對(duì)車輛的通信，以交換交通數(shù)據(jù)。增強(qiáng)的特殊模式在鏈路層連同冗余信息包重發(fā)方法一起使用自適應(yīng)數(shù)據(jù)率(rate)控制方法。不改變IEEE 802.11電源控制、靜態(tài)信道分配以及誤差控制編碼算法。
該擴(kuò)展無線通信支持上述車輛對(duì)車輛的通信，還支持車輛對(duì)路邊的通信，用于與出發(fā)點(diǎn)或者IEEE 802.11訪問點(diǎn)進(jìn)行通信。為了優(yōu)化擴(kuò)展無線通信的增強(qiáng)特別模式，將IEEE 802.11信標(biāo)產(chǎn)生頻率設(shè)置為0，也就是說，沒有創(chuàng)建MAC(媒質(zhì)訪問控制器)信標(biāo)來同步無線通信。如果沒有車輛對(duì)車輛的通信，一般使用MAC信標(biāo)來優(yōu)化WLAN的處理能力，其中鏈路是短暫的且處理能力很低，來自信標(biāo)的延遲負(fù)擔(dān)很昂貴并且多余。同樣，為了進(jìn)一步優(yōu)化增強(qiáng)的特別模式，沒有驗(yàn)證、關(guān)聯(lián)、電源管理或者任何其它的控制或者管理IEEE 802.11信息包進(jìn)行交換。另外，信道分配對(duì)于所有車輛是固定的，以避免由掃描用于信標(biāo)和其它交通行為的信道而導(dǎo)致的長延遲。
可以基于參與車輛的位置使用動(dòng)態(tài)信道分配。頻率分配過程將單個(gè)信道映射到單個(gè)區(qū)域上。參與車輛通過與中央服務(wù)器、出發(fā)點(diǎn)通信獲知當(dāng)前頻率分配，或者通過在傳統(tǒng)IEEE 802.11訪問點(diǎn)和位于家庭車庫或者辦公室停車場(chǎng)的參與車輛之間所發(fā)生的同步過程。例如，當(dāng)在示范性區(qū)域A中時(shí)，所有參與車輛使用信道2來建立車輛對(duì)車輛的通信，而在示范性區(qū)域B中時(shí)，使用信道5。當(dāng)參與車輛從區(qū)域A移動(dòng)到區(qū)域B時(shí)，參與車輛從信道2切換到信道5。
A區(qū)域可以支持多于一個(gè)的頻率信道來提供額外的通信能力。如果一個(gè)區(qū)域支持多于一個(gè)的信道，則參與車輛可以在可用的信道之間切換。由于直接次序擴(kuò)頻(direct sequence spread spectrum)調(diào)制模式中掃描信道需要時(shí)間，因此單個(gè)區(qū)域中在多個(gè)信道之間不必要的切換會(huì)降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。在參與車輛不能建立與其它分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的單元的通信的情況下，會(huì)導(dǎo)致破壞的或者廢棄的信道頻率分配映象。在這樣的情況下，掃描所有11個(gè)2.4GHzISM頻帶的可用信道。為了改善性能，掃描過程可以在每個(gè)信道使用少于100ms的時(shí)延時(shí)間。一旦在一個(gè)或多個(gè)信道識(shí)別到該行為，掃描過程就可僅經(jīng)由那些每信道具有250-500ms的時(shí)延時(shí)間的信道而動(dòng)態(tài)循環(huán)。大多數(shù)可商用的802.11(Wi-Fi)無線通信都支持該掃描過程。裝置驅(qū)動(dòng)程序和無線通信的固件實(shí)施方式可以是不同的。例如，來自Cisco Systems無線通信的MAC控制器具有集成的掃描儀，而Intersil無線通信的MAC控制器通常需要明確的信號(hào)來將無線電信號(hào)置于掃描狀態(tài)，以便能夠在不同的頻率信道之間跳變。
當(dāng)與出發(fā)點(diǎn)或訪問點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)使用通信的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式。增強(qiáng)的特別模式是用于與參與車輛進(jìn)行通信的，也就是說，是用于自發(fā)形成本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)的。需要一種方法以將包括擴(kuò)展無線通信的車載設(shè)備在增強(qiáng)特別通信模式和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通信模式之間切換。
擴(kuò)展無線通信可以在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式和增強(qiáng)特殊模式之間切換工作，而無需憑借無線通信的全局復(fù)位(global reset)。由于撤銷了全部網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、清空了緩沖器并將定時(shí)器設(shè)置為它們的缺省值，所以不希望進(jìn)行全局復(fù)位。對(duì)于傳統(tǒng)的IEEE 802.11無線通信，可以僅由用戶通過程序接口手動(dòng)設(shè)置MAC的操作模式。作為處理器模塊138的一部分的應(yīng)用程序執(zhí)行在MAC運(yùn)行模式之間動(dòng)態(tài)切換。這些模式之間的切換對(duì)于用戶是透明的。在缺省情況下，擴(kuò)展無線通信按增強(qiáng)特殊模式運(yùn)行。如果擴(kuò)展無線通信來到出發(fā)點(diǎn)的范圍內(nèi)并從出發(fā)點(diǎn)或一些其它的傳統(tǒng)IEEE 802.11訪問點(diǎn)接收信標(biāo)，則裝置驅(qū)動(dòng)程序生成MAC信號(hào)，該信號(hào)通知該應(yīng)用程序?，F(xiàn)有的特別模式Wi-Fi無線通信將簡(jiǎn)單地刪除該信標(biāo)。該應(yīng)用程序有限狀態(tài)機(jī)使用接收的MAC信號(hào)來啟動(dòng)到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式的變換，以便參與車輛可以與出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行通信。在一些情況中，如果發(fā)生車輛對(duì)車輛的事務(wù)，那么可能延遲向基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式的切換。否則，如果由車載設(shè)備收集的數(shù)據(jù)超過該裝置的全部容量的一個(gè)閾值，或者車載裝置具有待決請(qǐng)求，這樣一個(gè)請(qǐng)求是針對(duì)路線方向的，那么應(yīng)用程序立即切換模式。
將參與車輛配置為能夠與范圍內(nèi)的任何出發(fā)點(diǎn)(例如使用BSSID設(shè)置為“任何”)聯(lián)系。典型的聯(lián)系和驗(yàn)證過程包括2或4路握手(hand shake)，該握手是用現(xiàn)有的Wi-Fi設(shè)備按50-1000ms進(jìn)行的。在IEEE 802.11工作組中提出的內(nèi)部訪問點(diǎn)協(xié)議(IAPP)提出了一種在多個(gè)訪問點(diǎn)之間使用分布式系統(tǒng)(DS)通過TCP/IP或UDP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議建立通信的機(jī)制。在分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，關(guān)于在執(zhí)行任務(wù)的參與車輛，一個(gè)出發(fā)點(diǎn)通過與其它出發(fā)點(diǎn)共享狀態(tài)信息加速與參與車輛聯(lián)系的過程。狀態(tài)信息包括驗(yàn)證、聯(lián)系和授權(quán)憑證。憑證可以包括可唯一識(shí)別參與車輛、終端用戶、Wi-Fi無線通信、后端匯票賬戶(billingaccount)、時(shí)標(biāo)、位置、在前業(yè)務(wù)等的信息。生成憑證以許可和保護(hù)在第一出發(fā)點(diǎn)和參與車輛之間的內(nèi)容。于是可以通過安全通道將該憑證傳送給任何其它在網(wǎng)絡(luò)中的出發(fā)點(diǎn)。由于參與車輛可能非常多次地走相同的路線(例如到公司或者學(xué)校的通勤車)，出發(fā)點(diǎn)可以在第一次遇到之后將該車輛的憑證保持在其高速緩沖存儲(chǔ)器中。如果參與車輛與相同的出發(fā)點(diǎn)通信，則高速緩存的狀態(tài)信息繼續(xù)按照原狀存儲(chǔ)。否則，在某個(gè)暫停不用的周期之后，出發(fā)點(diǎn)可以從高速緩沖存儲(chǔ)器中刪去無用的條目。
參與車輛反復(fù)行駛路線上存在的出發(fā)點(diǎn)之間可以進(jìn)行主動(dòng)協(xié)作(proactivecollaboration)。舉例來說，如果預(yù)先指示參與車輛可以沿預(yù)先確定的常規(guī)路線行駛，則鄰近的出發(fā)點(diǎn)預(yù)定所選的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。此外，終端用戶可能已經(jīng)將目的地輸入車載設(shè)備。在這種情況下，與那個(gè)參與車輛建立通信的第一出發(fā)點(diǎn)獲知該目的地和建議的依次改變的方向，車輛可以沿著該方向到達(dá)它的目的地。第一出發(fā)點(diǎn)基于它們相對(duì)于參與車輛的位置將該信息傳送給其它出發(fā)點(diǎn)。通過這種方式，聯(lián)系、鑒別以及其它控制和管理握手都可以得到優(yōu)化，除了那個(gè)與參與車輛相遇的出發(fā)點(diǎn)之外。
在出發(fā)點(diǎn)在很短的一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)變?yōu)榭捎?，然后就消失了的情況下，用滯后來防止錯(cuò)誤的模式切換。優(yōu)選地，出發(fā)點(diǎn)的位置最好是朝向兩個(gè)交通方向。在這種情況下，參與車輛應(yīng)當(dāng)接收規(guī)則信號(hào)，其中當(dāng)車輛接近出發(fā)點(diǎn)的位置時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度在強(qiáng)度上有所增加。然而，最佳的出發(fā)點(diǎn)布局是不可能的，或者多個(gè)出發(fā)點(diǎn)可能共處一處并相互干擾。干擾致使誤導(dǎo)了SNR和RSSI測(cè)量結(jié)果。為了克服這些問題，應(yīng)用程序?qū)邮盏男艠?biāo)進(jìn)行解碼以確定參與車輛相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)的相對(duì)位置?；趨⑴c車輛的相對(duì)位置、速度和路線，確定是否切換到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式，并確定切換哪一個(gè)出發(fā)點(diǎn)，也就是如果多于一個(gè)的出發(fā)點(diǎn)在范圍內(nèi)的話，確定使用哪一個(gè)信道。在一個(gè)可選的實(shí)施例中，范圍內(nèi)的出發(fā)點(diǎn)的位置對(duì)于參與車輛是已知的，且滯后計(jì)算是基于實(shí)際地理距離的。
一旦參與車輛轉(zhuǎn)換到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式，就停留在該模式上直到其斷開與該出發(fā)點(diǎn)的連接。當(dāng)其斷開連接時(shí)，應(yīng)用程序?qū)⑿盘?hào)發(fā)送至裝置驅(qū)動(dòng)程序，以切換回缺省的特別模式。為了避免長的時(shí)間周期，其中接收來自出發(fā)點(diǎn)的微弱信號(hào)需要延長時(shí)間周期，應(yīng)用程序選擇提前使用上述方法切換回特殊模式。
使用來自GPS接收器的位置信息和來自增強(qiáng)航位推測(cè)的位置信息來確定哪一個(gè)出發(fā)點(diǎn)或者訪問點(diǎn)切換到AP覆蓋重疊的情況。利用AP覆蓋重疊，從一個(gè)出發(fā)點(diǎn)發(fā)送的功率干擾了一個(gè)由另一個(gè)出發(fā)點(diǎn)覆蓋的區(qū)域。由于車載設(shè)備一次僅與一個(gè)訪問點(diǎn)通信，即使很小的信號(hào)變化也會(huì)導(dǎo)致聯(lián)系的觸發(fā)，或者在不同的出發(fā)點(diǎn)或訪問點(diǎn)之間來回切換。使用位置信息，以便例如即使有另一個(gè)干擾信號(hào)，也使用最接近參與車輛的出發(fā)點(diǎn)，除非在信號(hào)品質(zhì)方面由于來自周遭環(huán)境的干擾而有實(shí)質(zhì)性的差異。
可以使用基于參與車輛位置的自動(dòng)傳輸功率控制機(jī)制來減少干擾和增加效率。例如，參與車輛當(dāng)其接近出發(fā)點(diǎn)位置時(shí)減少其傳輸功率等級(jí)，相反在遠(yuǎn)離出發(fā)點(diǎn)位置移動(dòng)時(shí)增加其傳輸功率。這樣，干擾和遠(yuǎn)近(near-far)功率和延遲捕獲效應(yīng)都最小化到較好地利用通信媒體。
回到圖8(同時(shí)參考圖6的上述模塊)，處理模塊138與傳感器/OBD模塊144進(jìn)行通信。傳感器/OBD模塊144收集和處理數(shù)據(jù)。例如收集并處理來自GPS信號(hào)的緯度、經(jīng)度、海拔和車輛速度和方向。如果得不到GPS信號(hào)，則使用增強(qiáng)的航位推測(cè)來獲知車輛坐標(biāo)。從里程表、指南針和陀螺儀也可以獲得速度、方向和海拔。可以由傳感器/OBD模塊144接收來自車輛車載診斷總線的其它傳感器測(cè)量結(jié)果。還可以接收關(guān)于速度限制、地址范圍、街道名稱、道路類型、車道數(shù)量、車道寬度、道路條件等等的信息?？梢允褂谜Z音命令、小鍵盤或其它上述輸入裝置輸入附加信息。
可以對(duì)車載軟件進(jìn)行更新，以及特別是通信協(xié)議模塊140和傳感器/OBD模塊144可以被自動(dòng)執(zhí)行更新。軟件組件的新的或者更新后的版本可以存儲(chǔ)在中央服務(wù)器中或者存儲(chǔ)在出發(fā)點(diǎn)上，或者在兩個(gè)地方都存儲(chǔ)。當(dāng)參與車輛來到包括較新軟件的出發(fā)點(diǎn)的范圍內(nèi)時(shí)，執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)的更新過程。在該過程中，從出發(fā)點(diǎn)或者從中央服務(wù)器將新的軟件版本通過該出發(fā)點(diǎn)下載到參與車輛的車載設(shè)備上?？蛇x地，終端用戶可以使用存儲(chǔ)媒質(zhì)或者WLAN鏈接訪問因特網(wǎng)，手動(dòng)地安裝新的或者更新后的軟件，其中自動(dòng)軟件更新程序駐留在存儲(chǔ)器或因特網(wǎng)內(nèi)。在將新的軟件版本下載到車載設(shè)備上之后，檢測(cè)完整性錯(cuò)誤。如果沒有找到任何錯(cuò)誤，則自提取過程安裝新的組件，要確保如果因?yàn)槟撤N原因更新過程由用戶或者因?yàn)樵O(shè)備的電源故障被中斷或終止的話，總能保持在故障保險(xiǎn)狀態(tài)。如果在更新車載軟件所包括的任何步驟中發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤，將設(shè)備恢復(fù)到最近的配置，并進(jìn)行另一次嘗試以從出發(fā)點(diǎn)或中央服務(wù)器下載新的更新軟件的鏡像。
通信協(xié)議模塊140和傳感器/OBD模塊144與高速緩沖存儲(chǔ)模塊142進(jìn)行通信。高速緩沖存儲(chǔ)模塊142從這兩個(gè)模塊中收集數(shù)據(jù)。圖6的高速緩沖存儲(chǔ)模塊112從無線通信模塊110和有線通信模塊114收集數(shù)據(jù)。有線通信模塊114提供有線連接，例如連到因特網(wǎng)的有線連接。如圖9所示，處理模塊144可以定期或不定期地收集位置和狀態(tài)樣本。例如，參與車輛的慣性傳感器可以每0.1秒輸出一次采樣樣本，且現(xiàn)有GPS接收器可以每1秒或超過1秒輸出一次數(shù)據(jù)。車載設(shè)備使用基于中斷的方法，其允許所有傳感器裝置將新的測(cè)量結(jié)果在接收到時(shí)傳送給處理器。外圍中斷控制器(PIC)，通常嵌入在處理器內(nèi)，允許實(shí)時(shí)中斷優(yōu)先級(jí)分配，以使得兩個(gè)或多個(gè)傳感器之間不會(huì)發(fā)生阻滯。這樣，由高速緩沖存儲(chǔ)器142收集到全部傳感器值，并進(jìn)行處理。
由于參與車輛可以具有不同的車載設(shè)備，所以它們可以收集不同的測(cè)量結(jié)果。圖10示出了兩個(gè)參與車輛150、152收集的不同的測(cè)量結(jié)果類型。車輛150的車載設(shè)備包括GPS接收器，并記錄由正方形所示的GPS位置數(shù)據(jù)。車輛152使用指南針和增強(qiáng)的航位推測(cè)來計(jì)算其由三角形示出的當(dāng)前位置。
在收集新的傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)之后，將測(cè)量數(shù)據(jù)與給樣本分配時(shí)間發(fā)生順序的時(shí)標(biāo)一同高速緩存。還可以對(duì)該樣本進(jìn)行篩選。在接收新的傳感器測(cè)量結(jié)果之后異步調(diào)用篩選過程。篩選過程接受一些測(cè)量結(jié)果并拒絕另一些。篩選過程計(jì)算連續(xù)樣本之間的差異。也就是，基于樣本的時(shí)標(biāo)對(duì)它們進(jìn)行分析并保持時(shí)間的增量。錨(anchor)條目具有基線參考條目，且將所有其它的條目表示為與錨條目的增量偏差。如果樣本之間的差異落到閾值之下，那么該條目用它們的平均值來替代。如果條目具有相同的值，例如，如果車輛停止了，則丟棄冗余條目。
現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫使用起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)來形成一條路段。通過連接若干路段來表示真實(shí)的道路。路段僅允許捕獲道路的靜態(tài)幾何形狀?？梢曰诮煌鞫味皇锹范蝿?chuàng)建每個(gè)參與車輛的車載地理數(shù)據(jù)庫。中樞(pivotal)點(diǎn)，如圖11的黑色正方形和三角形所標(biāo)明的，表示交通流段的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。如果在方向或速度上，前面和后面的樣本有顯著的不同，則該樣本被認(rèn)為是中樞點(diǎn)。例如，圖11的車輛154在由箭頭155指示的方向上移動(dòng)。如可以從由正方形標(biāo)明的樣本中所看到的那樣，車輛155保持相同的方向，但是在經(jīng)過道路的交叉路口時(shí)減速。當(dāng)車輛154減速和加速時(shí)選取中樞點(diǎn)。
由于交通流段可能比現(xiàn)有的路段更短，所以通常將松弛規(guī)則(relaxationrule)應(yīng)用于折線的地理表示，折線的地理表示包括許多路段，其將多個(gè)小的現(xiàn)有路段聚集到一個(gè)單個(gè)的交通流段中。返回來參考圖11，幾乎所有的樣本可以都被認(rèn)為是現(xiàn)有路段的終點(diǎn)，而僅有中樞樣本是用于表示交通流段的終點(diǎn)。在道路表示的精確性和使用的中樞點(diǎn)的數(shù)量之間存在直接關(guān)系。
基于交通流段的數(shù)據(jù)庫表示非常適于參與車輛的車載導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)連續(xù)計(jì)算多個(gè)路線，并建議一種使用當(dāng)前道路擁擠情形的選擇方案。交通流段數(shù)據(jù)庫表示不僅節(jié)省存儲(chǔ)器空間，還有助于提高效率，得到在中樞點(diǎn)上而不是在諸如交叉路口、駛出坡道等等道路確定節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行的創(chuàng)新路徑選擇算法。
在另一個(gè)篩選過程中，使用基于應(yīng)用程序監(jiān)視的高速緩存技術(shù)處理傳感器樣本，以便進(jìn)行緩沖預(yù)讀或?qū)χ脫Q策略作出決定。例如，可以使用虛擬存儲(chǔ)器訪問方法(VSAM)。VSAM是數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其支持鍵控順序數(shù)據(jù)集(KSDS)、條目定序數(shù)據(jù)集(ESDS)，以及相對(duì)記錄數(shù)據(jù)集(RRDS)，使得其在有效操作大量數(shù)據(jù)方面是非常擅長的。
在選定中樞傳感器點(diǎn)之后，比如適于三次方程的最小平方的平滑函數(shù)，或者卡爾曼濾波器連接樣本點(diǎn)，以產(chǎn)生車輛軌跡。如果中樞點(diǎn)具有超出所生成的車輛軌跡的閾值的距離，則應(yīng)用輪廓線(outlier)去除過程。在輪廓線去除過程之后，基于剩余的中樞點(diǎn)重新計(jì)算平滑曲線。使用精確性設(shè)置參數(shù)，該過程以一段接一段為基礎(chǔ)在中樞數(shù)據(jù)上自動(dòng)地生成形狀(shape)點(diǎn)。丟棄任何無需用于滿足準(zhǔn)確性需求的經(jīng)過平滑的中樞數(shù)據(jù)。
由于參與車輛可以在最右邊的車道、最左邊的車道、其它車道中駕駛，或者可以切換車道，所以使用中心線來推斷地形信息。圖12示出了多個(gè)參與車輛的軌跡。借助分析多個(gè)車輛的軌跡或者交通流段，如果路段在一個(gè)方向或多個(gè)方向上具有多條車道，則可以確定自動(dòng)過程。從多個(gè)在相同方向上行駛的參與車輛的所有軌跡上取平均足以確定車道的中心。
增強(qiáng)特別模式和分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)使得能夠積累和共享參與車輛的多個(gè)軌跡。用戶不需要知道道路的確切屬性，也不需要以任何預(yù)先確定的方式或者速度在道路上行駛。相反，僅僅通過使用多個(gè)正常行駛的軌跡，可以生成附加的數(shù)據(jù)庫環(huán)境來描述車道或路段的寬度、可用車道的數(shù)量、復(fù)雜交叉路口的幾何形狀等。例如，在去除所需的輪廓線之后，路段的寬度是最小和最大的軌跡?？梢杂伤占壽E的密度分布確定車道的數(shù)量。由于每一個(gè)軌跡都與時(shí)標(biāo)相關(guān)聯(lián)，如果在相同的路段上收集到多個(gè)同時(shí)但是空間上分離的軌跡，那么可以使用那些軌跡的數(shù)目對(duì)在道路網(wǎng)的那個(gè)部分的可用車道進(jìn)行計(jì)算。
來自參與車輛的軌跡除位置坐標(biāo)之外還包括速度和方向。通過在數(shù)據(jù)庫中使用道路網(wǎng)絡(luò)的交通流段表示，動(dòng)態(tài)路徑選擇向?qū)?guidance)算法可以更為精確和具體。通過觀察先前樣本的一條道路一段時(shí)間的交通流模式(pattern)，基于估計(jì)車輛用來經(jīng)過該實(shí)體的時(shí)間，可以將阻礙權(quán)重(impedance weight)分配給交叉路口、橋、交通燈、停止標(biāo)志等等。例如，在通勤(commute)小時(shí)內(nèi)進(jìn)入高速公路可以包括交通流測(cè)量燈，其平均需要若干分鐘的等待時(shí)間?？蛇x地，在某些復(fù)雜的交叉路口，經(jīng)過交叉路口時(shí)左轉(zhuǎn)會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間，于是在右轉(zhuǎn)之后反向轉(zhuǎn)彎。
現(xiàn)有導(dǎo)航解決方案常常需要處理大量路線確定選擇，其由于在地理區(qū)域中可用道路的數(shù)量而存在。雖然從終端用戶的觀點(diǎn)來看，那些選擇中的多數(shù)是無意義的，但是不能輕易地編寫依次改變的路徑選擇算法的程序，以避免無意義的選擇。通過使用交通流段與來自分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容，參與車輛可以使用預(yù)先定義的模式來優(yōu)化車載導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu)。對(duì)于在相同的幾個(gè)位置之間一年中的多數(shù)天執(zhí)行通勤的參與車輛，形成包括所關(guān)心區(qū)域的導(dǎo)航和實(shí)時(shí)交通向?qū)У臄?shù)據(jù)庫。利用終端用戶在一些點(diǎn)可能會(huì)需要它們的可能性，其它區(qū)域可以被有選擇性地包括在車載數(shù)據(jù)庫中。在一個(gè)實(shí)例中，可以包括到所關(guān)心的位置的距離很短的區(qū)域或道路。在另一個(gè)實(shí)例中，可以包括由大量過去的參與車輛所選擇的共用道路。
當(dāng)車載數(shù)據(jù)庫中的舊的地圖變得過時(shí)(例如，每個(gè)季度)時(shí)，或者當(dāng)車輛行駛到一個(gè)新的地理區(qū)域中時(shí)，就需要更新電子地圖。使用來自終端用戶的駕駛模式的特征和內(nèi)容來更新車載數(shù)據(jù)庫的地圖。對(duì)于整個(gè)地圖來說，通常需要存儲(chǔ)器數(shù)量是這樣的僅有一個(gè)主要的城市地區(qū)可以被存儲(chǔ)在車載導(dǎo)航裝置中。例如，具有專門用來存儲(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫的100MB車載存儲(chǔ)器容量的參與車輛足夠存儲(chǔ)整個(gè)舊金山海灣地區(qū)的地像。如果終端用戶需要更新地圖數(shù)據(jù)庫，或行駛在海灣地區(qū)之外的話，例如拉斯維加斯、內(nèi)華達(dá)，則需要清除原先地圖數(shù)據(jù)庫的至少一部分，以便釋放一些存儲(chǔ)空間來將新的地圖下載到車載導(dǎo)航裝置中。借助分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，只要出發(fā)點(diǎn)或另一個(gè)參與車輛位于范圍內(nèi)，終端用戶就接收連續(xù)更新的地圖。連續(xù)地改組車載數(shù)據(jù)庫，以反映與終端用戶的行為相比可用內(nèi)容的重要性。終端用戶行駛區(qū)域表征為高值內(nèi)容；鄰近先前采集的軌跡的區(qū)域表征為中值內(nèi)容；遙遠(yuǎn)的區(qū)域表征為低值區(qū)域。通過這種數(shù)據(jù)庫組織，當(dāng)新的內(nèi)容或者更新變?yōu)榭捎脮r(shí)，從低值內(nèi)容釋放空間，并代之以新接收的信息。對(duì)于絕大多數(shù)終端用戶來說，車載數(shù)據(jù)庫包括約10％的高值內(nèi)容，25％的中值內(nèi)容，和65％的低值內(nèi)容。終端用戶可以配置該數(shù)據(jù)庫以按照需要對(duì)內(nèi)容進(jìn)行分類。
返回到拉斯維加斯的實(shí)例中，當(dāng)去拉斯維加斯旅行時(shí)，刪除低值內(nèi)容以釋放空間，用于安裝新的數(shù)據(jù)集。缺省地，當(dāng)行駛到新的區(qū)域時(shí)，嘗試安裝所有可用信息。在一種極端的情況中，即使在刪除所有低值和中值內(nèi)容之后，安裝所有有用信息所需的存儲(chǔ)器空間還是不夠，則添加一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫映像的較小部分以提供對(duì)新的地區(qū)的基本支持。當(dāng)終端用戶在拉斯維加期花費(fèi)了較多的時(shí)間時(shí)，對(duì)有關(guān)內(nèi)容特征描述進(jìn)行調(diào)整使之適合于新的觀察形式，降低來自舊金山海灣地區(qū)的內(nèi)容的級(jí)別，并且如果需要的話最終完全刪除海灣地區(qū)的內(nèi)容。另一方面，如果終端用戶僅在拉斯維加斯停留幾天就返回到海灣地區(qū)，則海灣地區(qū)數(shù)據(jù)庫的很多內(nèi)容仍是可用的，并且降低拉斯維加斯的內(nèi)容的級(jí)別，并將其從導(dǎo)航裝置中清除。終端用戶可以調(diào)整車載數(shù)據(jù)庫對(duì)新的內(nèi)容的響應(yīng)度，而不像在現(xiàn)有技術(shù)中那樣，其中當(dāng)安裝新的數(shù)據(jù)集時(shí)，終端用戶必須執(zhí)行手動(dòng)的和完全的數(shù)據(jù)庫重寫。
回過來參考圖6和8，圖8的接口模塊136和圖6的106作為處理器模塊138和包括導(dǎo)航模塊126(98)、路徑選擇模塊128(108)、制圖模塊130(102)以及機(jī)動(dòng)模塊132(104)在內(nèi)的多種模塊之間的接口。該接口包括將外部事件和動(dòng)作轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序兼容的格式的包裝(wrapper)功能。數(shù)據(jù)庫可以被修改，且那些修改被應(yīng)用于多種不同的應(yīng)用程序。元數(shù)據(jù)表、置換例行程序和其它已知的方法都可以用于數(shù)據(jù)庫中所需的信號(hào)轉(zhuǎn)換。某些實(shí)施例中可能不包括接口層。
導(dǎo)航模塊98和126、路徑選擇模塊100和128、制圖模塊102和130以及機(jī)動(dòng)模塊104和132都與地理數(shù)據(jù)庫96和124通信。導(dǎo)航模塊在數(shù)據(jù)庫中搜索當(dāng)前位置和下一個(gè)方向信息。路徑選擇模塊使用至少一些從導(dǎo)航模塊搜索中獲取的信息，還在數(shù)據(jù)庫中搜索到達(dá)目的地的所有依次改變的(rurn-by-rurn)方向。如果車載顯示器或監(jiān)視器可用的話，制圖模塊使用至少一些從導(dǎo)航模塊搜索中獲得的信息，以顯示與行駛區(qū)域相關(guān)的一部分地圖。制圖模塊還執(zhí)行數(shù)據(jù)庫的附加搜索，以提高地圖的精確性。機(jī)動(dòng)模塊，當(dāng)車輛從其當(dāng)前路線偏離時(shí)工作，計(jì)算新的路徑以便車輛返回到開往目的地的正確的路徑上。
圖13示出了在上面用很大篇幅描述的車載數(shù)據(jù)收集。在處理開始188之后，參與車輛收集數(shù)據(jù)190。高速緩存200和篩選202所收集的數(shù)據(jù)。接著，對(duì)高速緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類206。然后確定分類數(shù)據(jù)的可靠性210，如果分類數(shù)據(jù)被確定為是可信的話，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新214。如果分類數(shù)據(jù)被確定為是不確定的212，那么該分類數(shù)據(jù)被拒絕216?？蛇x地，可以存儲(chǔ)該不確定的分類數(shù)據(jù)以用于附加的篩選和分類。如圖13所示，以及如上所述，通過v2v通信182、v2r通信184、WWAN通信186、GPS測(cè)量結(jié)果192、航位推測(cè)194、慣性傳感器196和OBD198來收集數(shù)據(jù)。
篩選202執(zhí)行特征提取204。特征提取識(shí)別區(qū)別特征，該區(qū)別特征對(duì)于輸入數(shù)據(jù)的某些轉(zhuǎn)換是不變的。例如，當(dāng)從參與車輛收集內(nèi)容時(shí)，車載特征選擇器算法可以識(shí)別如常規(guī)路線、人口重心(population centroid)、擁擠路段等等的特征。車載導(dǎo)航系統(tǒng)的特征提取過程的一部分創(chuàng)建包括與終端用戶的需要相關(guān)的信息的區(qū)域。
分類206使用特征提取過程得到的區(qū)域和特征以將新的信息分配到正確的類別。分類過程包括學(xué)習(xí)208。學(xué)習(xí)過程使用先前的信息以更好地對(duì)新信息進(jìn)行分類。分類過程的一個(gè)主要功能是處理新數(shù)據(jù)的可變性，以使得當(dāng)條件不滿足時(shí)有用的新數(shù)據(jù)不會(huì)被當(dāng)成噪聲而被刪除。
為了確定分類數(shù)據(jù)是否可靠210以對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新214，基于附加環(huán)境定義統(tǒng)計(jì)參考值。對(duì)于道路或路段的坐標(biāo)調(diào)整來說，所需的統(tǒng)計(jì)尺寸與改變的大小成反比。例如，當(dāng)多于10臺(tái)參與車輛在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)提出數(shù)據(jù)庫修改時(shí)，則計(jì)算它們的平均值，并在本地?cái)?shù)據(jù)庫中添加新的坐標(biāo)和可靠性概率。當(dāng)更多的參與車輛提交更多的新數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算新的平均值，并使用較高的可靠性概率來表征更新信息。數(shù)據(jù)還可以按平均值、中值、方差、頻率分布圖、百分點(diǎn)等等進(jìn)行分類。
如果參與車輛使用新的流向或者交叉路口轉(zhuǎn)向，那么就構(gòu)造統(tǒng)計(jì)樣本。需要多于100的參與車輛的大樣本來分配相當(dāng)大的可靠性概率。例如，提供路段為雙向的本地?cái)?shù)據(jù)庫，收集大的統(tǒng)計(jì)樣本來證明行駛在特定路段的所有參與車輛都行駛在相同的方向上。另外，相同路段的中心線過程揭示出組合的路線，其幾乎在兩個(gè)先前使用的軌跡的中間以表示兩個(gè)相反方向的交通流。這表明該路段已經(jīng)從雙向道路改為僅有一個(gè)交通方向的道路。
在改變數(shù)據(jù)庫所需的統(tǒng)計(jì)樣本和系統(tǒng)的響應(yīng)度之間有一個(gè)交換。例如，在許多歐洲國家，當(dāng)在分隔不對(duì)稱的交通流的情況下時(shí)，會(huì)分配更多的相反方向的車道給密集流幾個(gè)小時(shí)。這樣，僅在大量車輛產(chǎn)生可靠的統(tǒng)計(jì)樣本之后才進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的改變。
如上所述，車載設(shè)備運(yùn)行應(yīng)用程序和基線無線通信操作來傳輸和接收數(shù)據(jù)包。特別地，如在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/272,039的申請(qǐng)中所述，應(yīng)用程序有限狀態(tài)機(jī)創(chuàng)建信標(biāo)服務(wù)表(BST)和車輛服務(wù)表(VST)信息包。BST信息包僅包括運(yùn)輸參與車輛的信息，而VST信息包包括運(yùn)輸參與車輛和其它傳輸車輛的信息。該應(yīng)用程序生成BST和VST信息包，并設(shè)置BST和VST信息包的傳輸頻率以確保穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)操作，即使參與車輛有很高的密度。該應(yīng)用程序還使用其它方法來增加所發(fā)送的信息包被接收的可能性。一種方法使用受控的包長度和數(shù)據(jù)率，以獲得最佳的信噪比(SNR)。另一種方法是將該信息包發(fā)送多次。
基于對(duì)信息包的接收，基線無線通信捕獲該信息包。應(yīng)用程序有限狀態(tài)機(jī)于是檢查該信息包的內(nèi)容。例如，該應(yīng)用程序計(jì)算參與車輛為到達(dá)目的地必須行駛的行駛路線的路線開銷。使用從相反方向上行駛的其它參與車輛接收的信息，估算總和流速，將開銷分配給相應(yīng)路段，并調(diào)用最短路徑樹(SPT)路徑選擇算法來確定更快的可選擇路線。僅當(dāng)在時(shí)間或路程上有價(jià)值時(shí)，才將可選路線通知給用戶。這還消除了過調(diào)(overshooting)，過調(diào)當(dāng)中將交通堵塞轉(zhuǎn)移到可選的路線上，因?yàn)檫^多的用戶被指示沿該可選路線行駛。當(dāng)參與車輛前面不遠(yuǎn)處的流速突然短暫減少時(shí)，該應(yīng)用程序還提醒司機(jī)即將發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)。
擴(kuò)展無線通信還利用BST和VST信息包來傳達(dá)參與車輛的行駛路線。對(duì)于信息包的傳輸，應(yīng)用程序與篩選模塊進(jìn)行通信以創(chuàng)建包括車輛軌跡的BST和VST信息包。
圖15示出了該應(yīng)用程序的有限狀態(tài)機(jī)。狀態(tài)機(jī)開始于初始狀態(tài)252，在該狀態(tài)252中發(fā)生所有的初始化。接著發(fā)生從初始狀態(tài)252到關(guān)閉狀態(tài)250的轉(zhuǎn)換。然后，根據(jù)模擬計(jì)時(shí)器，發(fā)生從關(guān)閉狀態(tài)250到開啟狀態(tài)248的轉(zhuǎn)換。
在開啟狀態(tài)248中，應(yīng)用程序構(gòu)造數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的信息包。信息包被構(gòu)造為有限的和可變的長度。如在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/272,039的申請(qǐng)所述，信息包的有限和可變長度的特性極大地增加了其它車載設(shè)備或移動(dòng)通信裝置接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包的概率。由于可以要求參與車輛發(fā)送或接收大量數(shù)據(jù)，擴(kuò)展無線通信有選擇地將信息包的大小設(shè)置為由IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最大允許長度，也就是2,304字節(jié)。
圖17A-D和圖18A-B合在一起說明了分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的各單元之間通信的方法，所述單元是參與車輛和出發(fā)點(diǎn)。圖17A示出了參與車輛的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包發(fā)送方法。如果信標(biāo)計(jì)時(shí)器已經(jīng)超時(shí)258，則創(chuàng)建信標(biāo)服務(wù)表或車輛服務(wù)表260。同時(shí)，如果本地?cái)?shù)據(jù)量超出了內(nèi)存閾值262，則應(yīng)用程序模塊創(chuàng)建信息包分組264。該信息包分組包括車載設(shè)備存儲(chǔ)器的信息，并準(zhǔn)備當(dāng)車輛一建立與出發(fā)點(diǎn)或其它參與車輛的通信就發(fā)送該信息包分組。該信息包分組具有幾千字節(jié)的可變大小。將該信息包分組或信標(biāo)服務(wù)表信息包或車輛服務(wù)表信息包發(fā)送給無線通信266。當(dāng)信息包分組到達(dá)該無線通信層266時(shí)，使用上述的信息包長度規(guī)則進(jìn)行分段，并且接著封裝成規(guī)則的IEEE 802.11數(shù)據(jù)包格式。如IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)所定義的，使用位于每個(gè)IEEE 802.11封裝信息包的MAC包頭的多于1比特的包頭標(biāo)志，一串信息包片段被順序地發(fā)送。
即使BST或VST排隊(duì)等待傳輸268，信息包分組也可以優(yōu)先發(fā)生。特別地，當(dāng)在特別模式中時(shí)，應(yīng)用程序以相同的方式傳播BST和VST信息包，如在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/272,039的申請(qǐng)中所述的基線無線通信。另外，該應(yīng)用程序還與BST和VST信息包一同傳播信息包分組。如果至少一個(gè)其它參與車輛已經(jīng)確認(rèn)了信息包分組的接收和保管，則傳播信息包分組的參與車輛可以從其存儲(chǔ)區(qū)中清除數(shù)據(jù)包。
對(duì)無線通信中的信息包或信息包分組進(jìn)行排隊(duì)260，其包括應(yīng)用優(yōu)先級(jí)方案。接著，當(dāng)介質(zhì)空閑時(shí)，發(fā)送該信息包270，并將參與車輛轉(zhuǎn)換到接收模式272。如將參考圖17B-C所述，在將信息包分組發(fā)送給出發(fā)點(diǎn)之后，如果沒有正確地接收信息包分組或者被出發(fā)點(diǎn)拒絕了，出發(fā)點(diǎn)將發(fā)送一個(gè)否定應(yīng)答信息包給參與車輛。如參考圖17C所述的，由參與車輛接收該否定應(yīng)答信息包。
由于在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式中，常常有個(gè)很小的時(shí)間窗口，在該窗口內(nèi)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，雖然存在會(huì)丟失一些數(shù)據(jù)包的危險(xiǎn)，但是處理能力得到了最大化。因而，希望來到出發(fā)點(diǎn)范圍內(nèi)的參與車輛上傳盡可能多的數(shù)據(jù)，并從出發(fā)點(diǎn)接收確認(rèn)，以使其可以從存儲(chǔ)器或內(nèi)存中刪除數(shù)據(jù)，從而釋放存儲(chǔ)器空間給更多的數(shù)據(jù)。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式中使用單播數(shù)據(jù)包交換，例如使用缺省的IEEE 802.11MAC層重發(fā)機(jī)制，其中信息包不是連續(xù)接收的。
圖17D示出了出發(fā)點(diǎn)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包發(fā)送方法。當(dāng)增強(qiáng)信標(biāo)計(jì)時(shí)器超時(shí)310時(shí)，或者當(dāng)拒絕信息包分組的接收290時(shí)，開始出發(fā)點(diǎn)傳輸序列。將參考圖17B說明被拒絕的信息包分組。當(dāng)增強(qiáng)信標(biāo)計(jì)時(shí)器超時(shí)310時(shí)，創(chuàng)建增強(qiáng)信標(biāo)信息包314，或者如果拒絕信息包分組(圖17B的288)，則創(chuàng)建否定的應(yīng)答信息包316。將增強(qiáng)信標(biāo)信息包或否定的應(yīng)答信息包發(fā)送給無線通信318。對(duì)在無線通信處的該信息包進(jìn)行排隊(duì)320，其包括應(yīng)用優(yōu)先級(jí)方案。當(dāng)通信介質(zhì)空閑時(shí)發(fā)送排隊(duì)的該信息包322，且無線通信返回到缺省的接收模式274。由于性能的原因，在出發(fā)點(diǎn)運(yùn)行的該應(yīng)用程序不提供肯定應(yīng)答。
圖17C示出了參與車輛的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包接收方法。在接收模式272中，參與車輛接收信標(biāo)服務(wù)表或車輛服務(wù)表或信息包分組294，或否定應(yīng)答信息包296。當(dāng)拒絕接收由參與車輛發(fā)送的信息包分組時(shí)，由出發(fā)點(diǎn)發(fā)送否定應(yīng)答信息包(圖17B和17D)。將接收的信息包294或296發(fā)送給應(yīng)用程序298。由應(yīng)用程序處理300該信息包。確定是否應(yīng)當(dāng)重發(fā)該信息包分組302。如果接收到否定應(yīng)答，則通過轉(zhuǎn)換到發(fā)送模式306來重發(fā)該信息包分組。在隨機(jī)選擇補(bǔ)償間隔之后重發(fā)該信息包分組，或者延遲重發(fā)直到另一個(gè)出發(fā)點(diǎn)位于范圍內(nèi)。該決定302取決于在否定應(yīng)答中所指定的信息包接收失敗的原因。如果確定立即重發(fā)，則發(fā)生向發(fā)送模式的轉(zhuǎn)換306。如果不需要發(fā)送，則將無線通信轉(zhuǎn)換到缺省的接收模式272。
與接收模式同時(shí)，監(jiān)視與出發(fā)點(diǎn)的鏈接。如果鏈接丟失400，也就是說參與車輛失去了與出發(fā)點(diǎn)的聯(lián)系，則確定是否在鏈接激活時(shí)接收到否定應(yīng)答402。如果沒有接收到否定應(yīng)答，則假定出發(fā)點(diǎn)成功接收到任何傳送的信息包，且對(duì)那些信息包做標(biāo)記404。由參與車輛刪除標(biāo)記的信息包。接下來轉(zhuǎn)換到接收模式272。如果接收到否定應(yīng)答，則轉(zhuǎn)換到接收模式272且不刪除那些信息包。
圖17B示出了出發(fā)點(diǎn)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包接收方法。在接收模式274中，出發(fā)點(diǎn)從參與車輛接收信標(biāo)服務(wù)表或車輛服務(wù)表信息包276，或信息包分組278。將信息包276或278發(fā)送到應(yīng)用程序280，其被接受282或者拒絕288。如果超出內(nèi)存閾值286，則拒絕該信息包288。如上所述，如果接受該信息包，則出發(fā)點(diǎn)無線通信保持在缺省的接收模式274，否則發(fā)生向發(fā)送模式的轉(zhuǎn)換290，借此創(chuàng)建否定應(yīng)答信息包，并將其發(fā)送給參與車輛。
圖18A-B示出了在參與車輛之間的特別模式信息包發(fā)送和接收方法。在特別模式中，兩輛或者更多參與車輛能夠在其間通信的時(shí)間量可以從在相反方向以高速行駛的車輛數(shù)量很少的情況變化到以相同方向處于基本上相同速度移動(dòng)的車輛數(shù)量很多的情況。對(duì)于僅傳播通信鏈路，在媒質(zhì)訪問控制器(MAC)層上所有的信息包交換都是無應(yīng)答的。在隨機(jī)選定的時(shí)間偏移量之后，在接收車輛上的應(yīng)用程序產(chǎn)生了肯定應(yīng)答信息包，以表明正在接收的車輛已經(jīng)保管了接收到的信息包。在接收相同的廣播信息包之后，為了避免有很多接收車輛同時(shí)發(fā)送肯定應(yīng)答信息包，在每輛參與車輛的計(jì)時(shí)器是隨機(jī)設(shè)置的。在其隨機(jī)設(shè)置計(jì)時(shí)器超時(shí)之前，從另一參與車輛接收信息包的任一參與車輛都不會(huì)發(fā)送肯定應(yīng)答。
圖18A示出了一種用于參與車輛的特別模式信息包發(fā)送方法。在發(fā)送模式366中，在隨機(jī)選定時(shí)間之后，當(dāng)信標(biāo)計(jì)時(shí)器超時(shí)326時(shí)、超出存儲(chǔ)器閾值328時(shí)、或者需要肯定應(yīng)答330時(shí)，參與車輛將發(fā)送一個(gè)信息包。如果信標(biāo)計(jì)時(shí)器已經(jīng)超時(shí)326，則創(chuàng)建信標(biāo)服務(wù)表或者車輛服務(wù)表信息包332。如果超出存儲(chǔ)器閾值328，則創(chuàng)建信息包分組334。如果需要肯定應(yīng)答330，則創(chuàng)建肯定應(yīng)答信息包336。信息包332、334或者336被發(fā)送到無線通信338。對(duì)該信息包進(jìn)行排隊(duì)340，其包括運(yùn)用優(yōu)先方案。排隊(duì)后的信息包被發(fā)送340，而且將無線通信轉(zhuǎn)換成接收模式346。
圖18B示出了一種用于參與車輛的特別模式信息包接收方法。在該接收模式中346，信息包被接收347或者計(jì)時(shí)器超時(shí)349。在上文中已經(jīng)根據(jù)肯定應(yīng)答描述了該計(jì)時(shí)器。被接收的信息包可以是信標(biāo)服務(wù)表或者車輛服務(wù)表信息包350、信息包分組352或者肯定應(yīng)答353。信息包350、352或者353被發(fā)送到應(yīng)用程序354。該信息包由應(yīng)用程序處理356，在其中確定該信息包是否應(yīng)當(dāng)被拒絕358、被接受360，或者該信息包是否是肯定應(yīng)答363。如果該信息包被拒絕358，則無線通信返回到接收模式346。如果該信息包被接受360，則設(shè)定用于肯定應(yīng)答信號(hào)的具有隨機(jī)偏移量的計(jì)時(shí)器361，并且無線通信返回到接收模式346。如果處理的信息包356是肯定應(yīng)答信息包363，則計(jì)時(shí)器被重置365，且無線通信返回接收模式346。如果在從另一參與車輛接收肯定應(yīng)答347之前計(jì)時(shí)器超時(shí)349，則產(chǎn)生肯定應(yīng)答信號(hào)369，而且轉(zhuǎn)換到發(fā)送模式366?？隙☉?yīng)答信號(hào)369促使肯定應(yīng)答信息包330和336的創(chuàng)建，根據(jù)圖18A如上文所述那樣。來自多輛參與車輛的多個(gè)肯定應(yīng)答信息包傳輸被減少，因?yàn)樵诜秶鷥?nèi)的所有參與車輛重置其計(jì)時(shí)器之前僅傳輸少量的肯定應(yīng)答?？蛇x擇地，可以只是從那些具有穩(wěn)定、高質(zhì)量通信鏈路的參與車輛發(fā)出肯定應(yīng)答。此外，當(dāng)前位置與運(yùn)行路線可用來確定哪一參與車輛應(yīng)該發(fā)出肯定應(yīng)答。
接受決定360，或者保管信息包分組，或者拒絕信息包分組358，是基于在參與車輛上的可用資源的數(shù)量以及其路線和連通性的。當(dāng)一參與車輛的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量過多，而另一參與車輛的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)量又太少時(shí)，則第一輛車會(huì)將其部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸給第二輛車。在確定其是否對(duì)來自其它參與車輛的數(shù)據(jù)進(jìn)行保管時(shí)，要考慮參與車輛的運(yùn)行路線。如果參與車輛向出發(fā)點(diǎn)移動(dòng)，則收集的數(shù)據(jù)可以被上傳到分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的更高層，并且由此上傳到其它的參與車輛。以此方式，參與車輛作為移動(dòng)的路徑選擇器，將來自其它參與車輛的數(shù)據(jù)傳送到出發(fā)點(diǎn)?？蛇x擇地，具有WWAN能力的參與車輛能夠?qū)⒁蕴貏e模式從其它參與車輛獲得的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街行姆?wù)器。該數(shù)據(jù)可以從中心服務(wù)器被傳輸?shù)匠霭l(fā)點(diǎn)和參與車輛。
圖19說明了兩輛共享路線信息的參與車輛。參與車輛384請(qǐng)求路線方向。該參與車輛384廣播BST/VST信標(biāo)信息包。該信標(biāo)信息包包括一個(gè)發(fā)送請(qǐng)求到傳輸車輛384的目的地的路線方向信號(hào)的標(biāo)志。該傳輸車輛384會(huì)或者不會(huì)攜帶車載地理數(shù)據(jù)庫。
當(dāng)由出發(fā)點(diǎn)382接收信標(biāo)信息包時(shí)，該出發(fā)點(diǎn)從其區(qū)域數(shù)據(jù)庫獲得路線指令。如果在出發(fā)點(diǎn)處沒有區(qū)域數(shù)據(jù)庫，由于會(huì)是具有移動(dòng)出發(fā)點(diǎn)的情形，則可以從前面收集的由出發(fā)點(diǎn)從其它參與車輛接收的軌跡中獲得依次改變的方向。并且該出發(fā)點(diǎn)能夠?qū)⒙肪€請(qǐng)求發(fā)送給另一具有區(qū)域數(shù)據(jù)庫的出發(fā)點(diǎn)，或者能將路線請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給中央數(shù)據(jù)庫。
范圍內(nèi)的另一參與車輛也可以接收信標(biāo)并以包括一系列指向目的地的路線指令的信息包作出響應(yīng)。該響應(yīng)信息包可以通過查詢接收信標(biāo)的參與車輛的本地?cái)?shù)據(jù)庫來建立，或者根據(jù)目的地近似算法建立。例如，源于在所請(qǐng)求的目的地附近位置的參與車輛386會(huì)以倒序返回其完整的軌跡，作為路徑選擇輔助提供給請(qǐng)求車輛388。這在獲取至少部分指令直到另一參與車輛能夠提供更多輔助中會(huì)是有用的。
如果請(qǐng)求或者接收一個(gè)對(duì)方向的請(qǐng)求的參與車輛在其數(shù)據(jù)庫中僅僅具有一條街道名，但沒有數(shù)據(jù)產(chǎn)生依次改變的方向，則該車輛使用車載逆地址編碼法應(yīng)用程序處理推導(dǎo)出目的地的坐標(biāo)。利用那些坐標(biāo)，周圍的最小邊界矩形用作指定的目的地。如果范圍內(nèi)的另一參與車輛具有任一種在指定目的地內(nèi)重疊的路線信息，則將包括該路線信息的信息包傳輸回發(fā)出請(qǐng)求的車輛，以便于路線確定。將重疊的數(shù)量或者在目的地與離所接收的路線信息最靠近的地理位置之間的距離，與一個(gè)閾值進(jìn)行比較，以確定其相關(guān)性。
數(shù)據(jù)庫以及更新回過來參考圖15，當(dāng)接收信息包時(shí)，發(fā)生了從開啟狀態(tài)248或者關(guān)閉狀態(tài)250到rx_信息包狀態(tài)256的轉(zhuǎn)換。在rx_信息包狀態(tài)256中，信息包的內(nèi)容，例如BST和VST數(shù)據(jù)，被提取、處理、分析和存儲(chǔ)。在所接收的信息包已被確定其包括新的數(shù)據(jù)之后，一個(gè)自中斷引起從rx_信息包狀態(tài)256到傳感器狀態(tài)246的轉(zhuǎn)換，用于進(jìn)一步的處理，如“NEW_SAMPLE”轉(zhuǎn)換箭頭所示。
如果進(jìn)一步的處理產(chǎn)生了本地?cái)?shù)據(jù)庫需要更新的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的置信度，則發(fā)生從傳感器狀態(tài)246到數(shù)據(jù)庫狀態(tài)242的轉(zhuǎn)換，如“UPDATE_DATABASE”轉(zhuǎn)換箭頭所示。數(shù)據(jù)庫狀態(tài)242包括具有來自U.S.Census來源的可用數(shù)據(jù)的散列表，以及用于輸入/輸出的查詢響應(yīng)接口?？蛇x擇地，數(shù)據(jù)庫狀態(tài)242包括指示系統(tǒng)，需要可商用的地理數(shù)據(jù)庫。在該數(shù)據(jù)庫狀態(tài)242中的可用數(shù)據(jù)可以由在該應(yīng)用程序中的所有其它狀態(tài)訪問。
圖6中的出發(fā)點(diǎn)軟件和圖8中的車載軟件分別包括地理數(shù)據(jù)庫96、124。地理數(shù)據(jù)庫具有許多不同的形式。在參與車輛中，地理數(shù)據(jù)庫被稱作本地?cái)?shù)據(jù)庫。本地?cái)?shù)據(jù)庫包括壓縮的、有限的數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集覆蓋了所關(guān)心的或者行駛的特定區(qū)域。在出發(fā)點(diǎn)中，地理數(shù)據(jù)庫被稱作區(qū)域數(shù)據(jù)庫，或者出發(fā)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。出發(fā)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫包括由出發(fā)點(diǎn)覆蓋的區(qū)域的數(shù)據(jù)集。如果出發(fā)點(diǎn)設(shè)備具有足夠的內(nèi)存和存儲(chǔ)量，則出發(fā)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫還可以包括在出發(fā)點(diǎn)范圍之外的其他區(qū)域上的數(shù)據(jù)。中央服務(wù)器包括中央數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包括所有區(qū)域的數(shù)據(jù)。
圖16示出了一種用于由數(shù)據(jù)庫狀態(tài)242執(zhí)行的數(shù)據(jù)庫更新的方法。準(zhǔn)備發(fā)生數(shù)據(jù)庫更新的所關(guān)心的區(qū)域是利用邊界矩形來限定的374，以定義一個(gè)區(qū)域數(shù)據(jù)庫。將該區(qū)域數(shù)據(jù)庫載入存儲(chǔ)器376中。由于前面所描述的不同的方法是基于各個(gè)終端用戶的需要而不是基于地理區(qū)域的需要來組織內(nèi)容的，所以在參與車輛中的數(shù)據(jù)庫不必具有所有的制圖細(xì)節(jié)。在這種情形下，該參與車輛試圖將信息向上傳遞到出發(fā)點(diǎn)或者移動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)。出發(fā)點(diǎn)也利用來自分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)內(nèi)容對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。同時(shí)，當(dāng)需求增長時(shí)，能夠獲得并整合更多的細(xì)節(jié)。例如，出發(fā)點(diǎn)可以載入存儲(chǔ)器更多的數(shù)據(jù)，上述數(shù)據(jù)描述了不是從參與車輛接收的路段。通過這種方式，該出發(fā)點(diǎn)能夠擴(kuò)展該數(shù)據(jù)庫的細(xì)節(jié)并同時(shí)估計(jì)新接收的數(shù)據(jù)是否導(dǎo)致了數(shù)據(jù)庫更新或一些其它事件。在某些情形中，出發(fā)點(diǎn)不能估計(jì)出是否需要更新，或者出發(fā)點(diǎn)不能在本地獲得可與從參與車輛所接收的報(bào)告相關(guān)聯(lián)的信息。在這種情況下，該出發(fā)點(diǎn)聯(lián)系中央服務(wù)器，其中，連同包括僅來自網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容的數(shù)據(jù)庫一起，維護(hù)了具有所有細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)庫。
回過來參考圖16，運(yùn)用成形算法378以產(chǎn)生當(dāng)前地圖特征的幾何表示，例如線、折線、曲線、矩形、多邊形等等。接下來，導(dǎo)出控制點(diǎn)389，該控制點(diǎn)被用來表示由成形算法378產(chǎn)生的復(fù)雜的特征。將中樞數(shù)據(jù)從車載傳感器模塊連續(xù)地載入368，并導(dǎo)出附加的內(nèi)容370。如上所述，產(chǎn)生附加的內(nèi)容以根據(jù)終端用戶的喜好和行為來對(duì)內(nèi)容分類。如果可以提供附加的內(nèi)容，則該內(nèi)容被用作確定所關(guān)心的區(qū)域374，不但基于參與車輛的當(dāng)前位置，也基于最有可能被用作來自駕駛車輛的終端用戶的特征。
使用該附加的內(nèi)容來限定所關(guān)心的區(qū)域并對(duì)所收集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，使用一種模式匹配算法372來比較、確認(rèn)以及整合可獲得的信息。很多模式匹配算法都可以使用。一些實(shí)例包括最大似然估計(jì)、貝葉斯估計(jì)、判別函數(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)法。
當(dāng)數(shù)據(jù)庫更新完成時(shí)，狀態(tài)機(jī)返回到傳感器狀態(tài)246，并且接著返回到引起轉(zhuǎn)換到傳感器狀態(tài)246的狀態(tài)。
在大部分地理數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)它們提供的細(xì)節(jié)的數(shù)目來給道路分類。例如，在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中使用了四級(jí)的細(xì)節(jié)。在級(jí)1，包括了主要的州際超速干道。在級(jí)2，包括了洲際路、干路和高速公路。在級(jí)3，包括了洲際路、干路、高速公路以及主要居住區(qū)街道。在級(jí)4，包括了所有可獲得的道路。依次轉(zhuǎn)向路徑選擇算法使用了數(shù)據(jù)庫道路表示的分層結(jié)構(gòu)，以加速發(fā)現(xiàn)到目的地的路徑的過程。一種通用方法包括在設(shè)置原點(diǎn)和目的點(diǎn)之后，對(duì)于在原點(diǎn)-目的點(diǎn)附近的區(qū)域應(yīng)用最高等級(jí)的路徑選擇，而對(duì)其余的未覆蓋區(qū)域應(yīng)用路線搜索算法，其使用了在級(jí)2的可獲得的道路細(xì)節(jié)信息。
圖14示出了來自多輛行駛在一個(gè)道路網(wǎng)絡(luò)中的參與車輛的軌跡。大部分車輛軌跡218、220、222、226、228、230、234、236和238對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫的道路信息。然而，部分由區(qū)域240表示的軌跡不對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫的道路。在這種示例性情形中，可以執(zhí)行分段橡膠板(piecewise Rubber-Sheet)轉(zhuǎn)換和監(jiān)視點(diǎn)三角測(cè)量比較，以調(diào)整數(shù)據(jù)庫?？梢栽趨⑴c車輛的本地?cái)?shù)據(jù)庫、或者在位于出發(fā)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫、或者在中央服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫上執(zhí)行這些計(jì)算。
有時(shí)，來自參與車輛的軌跡會(huì)可能應(yīng)于道路之外的路線，而不是對(duì)應(yīng)于新路或者附加車道。例如，某個(gè)司機(jī)可以駕駛通過一個(gè)加油站來避開交叉路口處的交通燈。不應(yīng)該將那條路線當(dāng)作交叉路口已經(jīng)改變的指示。在另一實(shí)例中，不應(yīng)該將使用自行車車道或者緊急車道的車輛軌跡當(dāng)作新的可用車道的表示。并且，不應(yīng)該將重疊區(qū)域，例如橋梁、立體交叉橋和地道，當(dāng)作交叉路口。樣本中的趨勢(shì)分析被用來避免例如上述的情況。趨勢(shì)分析是基于線性回歸方程進(jìn)行的。許多其他的技巧也可以使用。
當(dāng)計(jì)算用于路段的平均流速時(shí)，也可能發(fā)生誤差，所述路段既包括合伙使用汽車的車道也包括正規(guī)車道。在許多大車道上，保留了合伙使用汽車的車道或者高占用率車輛(high occupancy vehicle，HOV)車道，以備攜帶多于一個(gè)乘客的車輛使用。當(dāng)車速被記錄時(shí)，如上所述，一些車輛將會(huì)看來要移動(dòng)得比其它車輛快很多，產(chǎn)生高的不自然的平均流速。如果樣本足夠大，則能夠?qū)⒄`差減小，因?yàn)楦蟊壤能囕v在整個(gè)周期時(shí)間都行駛在非HOV車道上。例如，如果75％的參與車輛不在HOV車道內(nèi)，則使用用于路段的所有讀數(shù)中值將導(dǎo)致更接近理想流速的值?？蛇x擇地，使用參與車輛的相對(duì)位置以及速度，也可以提供準(zhǔn)確的結(jié)果。例如，具有看似位于前面的用于路段收集的最左邊軌跡的10％的平均流速上的軌跡的參與車輛，很可能使用HOV車道。如果車輛以比具有在其余路段上的軌跡的車輛流速更高的平均流速移動(dòng)時(shí)，則更是這種情況。
一個(gè)用于地理數(shù)據(jù)庫的通用的以及標(biāo)準(zhǔn)的互換格式是地理數(shù)據(jù)文件(Geographic Data File，GDF)格式。GDF被國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)和歐共體標(biāo)準(zhǔn)化組織(CEN)使用。另一通用的互換格式是空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)(SDTS)。另一來自O(shè)PEN GIS聯(lián)盟的所謂開放式GIS的格式可以被用來表示來自不同數(shù)據(jù)庫供應(yīng)者的GIS數(shù)據(jù)。當(dāng)參與車輛行駛在交通網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，許多方法和系統(tǒng)可用來從這些參與車輛的傳感器數(shù)據(jù)中形成地理數(shù)據(jù)庫，例如美國專利序號(hào)No.5,953,722的方法和系統(tǒng)，在此并入以作參考。
地理數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)支持各種方法來搜索和識(shí)別所關(guān)心的對(duì)象。所關(guān)心的對(duì)象包括唯一數(shù)據(jù)庫語義標(biāo)識(shí)符和增強(qiáng)特征以便于數(shù)據(jù)庫條目的解釋。在GDF模塊中，節(jié)點(diǎn)、邊界、點(diǎn)、線、區(qū)域、聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)(FIYS)、關(guān)系、源文件以及名字都是所關(guān)心的對(duì)象。一組節(jié)點(diǎn)或邊界、X/Y/Z值、屬性、名字文本、地理組成以及任一描述性信息都是特征。子屬性也可以與特征一起使用，來定義對(duì)于對(duì)象的限制。當(dāng)一個(gè)特征與一對(duì)象相關(guān)聯(lián)時(shí)，它會(huì)被賦予一個(gè)值。
數(shù)據(jù)庫對(duì)象能夠在當(dāng)可獲得唯一標(biāo)識(shí)符時(shí)由顯式引用來識(shí)別，或者當(dāng)一部分特征數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)庫查詢時(shí)由描述引用來識(shí)別。該數(shù)據(jù)庫發(fā)布者負(fù)責(zé)定義可適用于數(shù)據(jù)庫對(duì)象的引用、引用的格式以及包括引用的字段。
在數(shù)據(jù)庫中可能發(fā)生兩種更新遞增式更新以及插入式或刪除式更新。遞增式更新是用于以當(dāng)前數(shù)據(jù)更新舊數(shù)據(jù)。插入式或刪除式更新是用于插入新信息或刪除舊信息。例如，可允許的運(yùn)輸方向的改變是遞增式更新，而新的街道實(shí)體(名字和方向)是插入式更新。所有的更新伴隨控制元數(shù)據(jù)，其確保數(shù)據(jù)庫在更新前后的完整性。當(dāng)更新被處理時(shí)，要是數(shù)據(jù)庫不穩(wěn)定，則在有效狀態(tài)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換并始終維持有效的后退狀態(tài)。
更新標(biāo)識(shí)符是唯一標(biāo)識(shí)該更新處理的數(shù)值。由于許多參與車輛和出發(fā)點(diǎn)能產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫更新，所以更新標(biāo)識(shí)符包括兩個(gè)字段一個(gè)唯一參與車輛或者出發(fā)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符，以及一個(gè)回繞順序遞增整數(shù)，該整數(shù)基于從相同信號(hào)源產(chǎn)生的更新的數(shù)目。該更新標(biāo)識(shí)符也包括從屬字段、數(shù)據(jù)庫標(biāo)識(shí)符字段、時(shí)標(biāo)以及動(dòng)作數(shù)字段。從屬字段是一組更新標(biāo)識(shí)符，該更新標(biāo)識(shí)符必須先于當(dāng)前更新連續(xù)地完成。數(shù)據(jù)庫標(biāo)識(shí)符字段是正在被更新的數(shù)據(jù)庫的標(biāo)識(shí)符。時(shí)標(biāo)是在更新信息變?yōu)榭捎脮r(shí)的時(shí)間周期。動(dòng)作數(shù)字段是來自附加信息源的更新請(qǐng)求的數(shù)目，附加信息源為參與車輛或出發(fā)點(diǎn)。
更新標(biāo)識(shí)符還包括數(shù)據(jù)庫動(dòng)作。數(shù)據(jù)庫動(dòng)作包括要執(zhí)行的更新的性質(zhì)的詳細(xì)描述。動(dòng)作的類型為增加一個(gè)對(duì)象、刪除一個(gè)對(duì)象、增加一個(gè)特征、刪除一個(gè)特征以及修改一個(gè)特征。一個(gè)操作包括以下字段一個(gè)包括在更新產(chǎn)生前所收集的統(tǒng)計(jì)樣本的置信度因數(shù)，一個(gè)提供指向?qū)ο蟮闹羔樀膶?duì)象引用，包括對(duì)象的舊內(nèi)容和新內(nèi)容的舊數(shù)據(jù)狀態(tài)和新數(shù)據(jù)狀態(tài)。舊數(shù)據(jù)狀態(tài)和新數(shù)據(jù)狀態(tài)的內(nèi)容根據(jù)所需要的動(dòng)作類型而改變。
如果由置信控制字段所描述的統(tǒng)計(jì)樣本超出一個(gè)閾值，則執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作。如果沒有強(qiáng)有力的統(tǒng)計(jì)證據(jù)來應(yīng)用更新的話，就放棄該動(dòng)作。如果看起來從太高到太低，則可以使用過去數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)以調(diào)節(jié)置信度因數(shù)。
地理數(shù)據(jù)庫和更新能夠以不同的格式來表示。在此情形中，可以使用封裝來將專有數(shù)據(jù)庫格式轉(zhuǎn)換成非專有數(shù)據(jù)庫格式，結(jié)合新的更新，并接著將結(jié)果數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換成其原始的專有格式?？梢允褂迷獢?shù)據(jù)表將數(shù)據(jù)從未來版本數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換到參與車輛所使用的數(shù)據(jù)庫。如果元數(shù)據(jù)表不能提供必須的版本轉(zhuǎn)換，則使用替代例行程序。替代例行程序替換了來自接口層或者導(dǎo)航應(yīng)用程序的本地代碼。為了加速替代例行程序的執(zhí)行，可以將其編譯成解釋的、與機(jī)器無關(guān)的格式。各部分的元數(shù)據(jù)引擎可以在Java虛擬機(jī)(JVM)環(huán)境中編寫。如果存儲(chǔ)器受限，當(dāng)需要時(shí)，替代函數(shù)可以在初始化和運(yùn)行期間載入存儲(chǔ)器。
為了確保中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性和持續(xù)運(yùn)行，要保存數(shù)據(jù)庫的復(fù)制拷貝。參與車輛或出發(fā)點(diǎn)上傳信息給中央服務(wù)器。類似于上述的數(shù)據(jù)庫修改處理將新信息與當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容作比較，并創(chuàng)建處理數(shù)據(jù)文件，其包含所有需要被執(zhí)行的必須動(dòng)作。每個(gè)處理識(shí)別受影響的數(shù)據(jù)實(shí)體和要用對(duì)該數(shù)據(jù)實(shí)體進(jìn)行修改的種類。唯一處理ID被分配給數(shù)據(jù)文件中的每個(gè)處理。結(jié)果文件包括一系列要對(duì)第二數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的修改。一旦第二數(shù)據(jù)庫已被成功地更新，則中央數(shù)據(jù)庫的原始拷貝被檢驗(yàn)，以應(yīng)用存儲(chǔ)在處理文件中的修改。
通過分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫更新通過分層的、數(shù)據(jù)集中的結(jié)構(gòu)重新定義。出發(fā)點(diǎn)，例如包括部分中央數(shù)據(jù)庫，覆蓋了其地下上的周邊地區(qū)。出發(fā)點(diǎn)將其修改的區(qū)域數(shù)據(jù)庫連同其收集的數(shù)據(jù)一起上傳給中央服務(wù)器。使用唯一出發(fā)點(diǎn)區(qū)域標(biāo)識(shí)符，中央服務(wù)器直接整合上述區(qū)域數(shù)據(jù)庫。
當(dāng)交換數(shù)據(jù)庫或路線選擇軌跡時(shí)，可以使用利用由δ表示的數(shù)據(jù)的壓縮方法，例如在美國專利No.6,460,046中所述，其在此并入以作參考。曲線擬合法、線性近似以及其它的方法也可以使用?？梢允褂没舴蚵幋a法，其中可以對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫的不同信息層創(chuàng)建霍夫曼樹，例如在美國專利No.6,393,149中所述，其在此并入以作參考。如果對(duì)于壓縮和解壓的處理需求很高，由此導(dǎo)致處理瓶頸，則可以使用較低效的壓縮技術(shù)?？梢允褂帽壤ǎ刂碌幕蛐薷牡能壽E來選擇樣本點(diǎn)，以幾乎相同的方式，一個(gè)可變段長度描述了一條復(fù)雜的線。
在前面的詳細(xì)描述僅僅論述了本發(fā)明可以采用的許多形式中的一少部分。旨在將前面的詳細(xì)描述理解為對(duì)所選取的本發(fā)明可以采用的形式的說明，而不是作為對(duì)本發(fā)明的限制。只有后面的權(quán)利要求，包括所有的等價(jià)物，確定為用來限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包發(fā)送方法，用于分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的參與車輛，包括以下步驟(a)確定信標(biāo)計(jì)時(shí)器是否已經(jīng)超時(shí)；(b)如果信標(biāo)計(jì)時(shí)器已經(jīng)超時(shí)，則創(chuàng)建信標(biāo)服務(wù)表或車輛服務(wù)表信息包；(c)確定是否超出內(nèi)存閾值；(d)創(chuàng)建信息包分組；將在(b)中的信息包和(d)中的信息包分組發(fā)送給無線通信；如果超出內(nèi)存閾值，則將(e)中發(fā)送的信息包排隊(duì)；(e)發(fā)送該信息包；以及(f)轉(zhuǎn)換到接收模式。
2.一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包接收方法，用于分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的出發(fā)點(diǎn)，包括以下步驟(a)接收信息包，其中該信息包包括信標(biāo)服務(wù)表、車輛服務(wù)表信息包，或信息包分組；(b)將(a)中的信息包發(fā)送給應(yīng)用程序；(c)確定是否超出內(nèi)存閾值；(d)如果超出內(nèi)存閾值，則拒絕(b)中發(fā)送的信息包，并轉(zhuǎn)換到發(fā)送模式；以及(e)如果未超出內(nèi)存閾值，則接受(b)中發(fā)送的信息包，并轉(zhuǎn)換到接收模式。
3.一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包接收方法，用于分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的參與車輛，包括以下步驟(a)接收信息包，其中該信息包包括信標(biāo)服務(wù)表、車輛服務(wù)表信息包、信息包分組，或否定應(yīng)答信息包；(b)將(a)中的信息包發(fā)送給應(yīng)用程序；(c)處理在(b)中發(fā)送的信息包；(d)確定是否應(yīng)當(dāng)重發(fā)該信息包；(e)如果應(yīng)當(dāng)重發(fā)該信息包，則轉(zhuǎn)換到發(fā)送模式；以及(f)如果不應(yīng)當(dāng)重發(fā)該信息包，則轉(zhuǎn)換到接收模式。
4.如權(quán)利要求3的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包發(fā)送方法，還包括以下步驟(g)確定用于(a)中的接收的通信鏈路是否丟失；(h)如果丟失了通信鏈路，則確定在(a)中是否接收到了否定應(yīng)答信息包；(f)如果接收到否定應(yīng)答信息包，則轉(zhuǎn)換到接收模式；以及(g)如果沒有接收到否定應(yīng)答信息包，則對(duì)先前發(fā)送的信息包進(jìn)行標(biāo)記，并轉(zhuǎn)換到接收模式。
5.一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式信息包發(fā)送方法，用于分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的出發(fā)點(diǎn)，包括以下步驟(a)確定增強(qiáng)信標(biāo)計(jì)時(shí)器是否已經(jīng)超時(shí)；(b)如果增強(qiáng)信標(biāo)計(jì)時(shí)器已經(jīng)超時(shí)，則創(chuàng)建增強(qiáng)信標(biāo)信息包；(c)如果拒絕接收的信息包分組，則創(chuàng)建否定應(yīng)答信息包；(d)將(b)和(c)中的信息包發(fā)送給無線通信；(e)將(d)中發(fā)送的信息包排隊(duì)；(f)發(fā)送排隊(duì)的信息包；以及(g)轉(zhuǎn)換到接收模式。
6.一種特別模式信息包發(fā)送方法，用于分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的參與車輛，包括以下步驟(a)如果信標(biāo)計(jì)時(shí)器超時(shí)，則創(chuàng)建信標(biāo)服務(wù)表或車輛服務(wù)表；(b)如果超出內(nèi)存閾值，則創(chuàng)建信息包分組；(c)如果需要肯定應(yīng)答，則創(chuàng)建肯定應(yīng)答信息包；(d)將(a)、(b)和(c)中的信息包發(fā)送給無線通信；(e)將(d)中發(fā)送的信息包排隊(duì)；(f)發(fā)送排隊(duì)的信息包；以及(g)轉(zhuǎn)換到接收模式。
7.一種特別模式信息包接收方法，用于分層浮動(dòng)汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的參與車輛，該方法包括(a)接收信息包，其中信息包包括信標(biāo)服務(wù)表、車輛服務(wù)表信息包，或信息包分組；(b)將在(a)中的信息包發(fā)送給應(yīng)用程序；(c)處理(b)中發(fā)送的信息包；(d)確定是否應(yīng)當(dāng)拒絕、還是接受該信息包，或是確定該信息包是否是肯定應(yīng)答信息包；(e)如果拒絕該信息包，則轉(zhuǎn)換到接收模式；(f)如果接受該信息包，則設(shè)置計(jì)時(shí)器，并轉(zhuǎn)換到接收模式；(g)如果信息包是肯定應(yīng)答信息包，則重置該計(jì)時(shí)器，并轉(zhuǎn)換到接收模式；以及(h)如果計(jì)時(shí)器在(a)接收到的信息包之前已經(jīng)超時(shí)，則創(chuàng)建肯定應(yīng)答信號(hào)，并轉(zhuǎn)換到發(fā)送模式。
全文摘要
參與車輛(9)與出發(fā)點(diǎn)(10)依照基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式方法進(jìn)行通信，在該方法中，參與車輛和出發(fā)點(diǎn)創(chuàng)建、發(fā)送和接收信標(biāo)服務(wù)表信息包、車輛服務(wù)表信息包，和/或信息包分組。參與車輛還與其它參與車輛依照特別模式進(jìn)行通信，在該模式下，在參與車輛之間創(chuàng)建、發(fā)送和接收信標(biāo)服務(wù)表信息包、車輛服務(wù)表信息包、信息包分組，或肯定應(yīng)答信息包。出發(fā)點(diǎn)創(chuàng)建和傳輸增強(qiáng)信標(biāo)信息包或否定應(yīng)答信息包。
文檔編號(hào)H04B7/00GK1833239SQ200480020004
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2004年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月12日
發(fā)明者艾斯瑪吉斯·特扎瑪羅卡斯 申請(qǐng)人:環(huán)航網(wǎng)絡(luò)公司