專利名稱：用于在第一機動車和至少一個第二機動車之間進行通信的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在第一機動車和至少ー個第二機動車之間進行通信的方法，該機動車設計在移動式的、包括至少兩個機動車的通信網(wǎng)絡。
背景技術：
本發(fā)明的應用領域涉及ー種所謂的“車到車通信”，它也被稱為“Car-to-Car-Communication”,并且總體上不需要地點固定的通信節(jié)點。這種通信網(wǎng)絡在如今尤其是用在處于縱隊隊形中的商用車輛中，用于將貨物從ー個出發(fā)地運輸?shù)僵`個共同的目的地。這種伴隨著運輸任務的通信使得各個車輛在行駛期間可以進行簡單的協(xié)調(diào)。于是在行駛期間，可以在這些車輛之間溝通交通干擾、計劃的行駛中斷和諸如此類的情況?，F(xiàn)代車輛通常配有無鑰接入系統(tǒng)或者說無線電鑰匙，即所謂的遙控無鑰匙進入系統(tǒng)(RKE)。這些無線電鑰匙通過無線電控制裝置來控制機動車的車門和行李廂的閉鎖和解鎖。以這種方式可以無線地打開或者關閉機動車的車門鎖。其它的功能、例如停車機構也可以通過無線電鑰匙激活或停止起作用。無線電鑰匙系統(tǒng)包括車輛側的接收器或者說車輛模塊和ー個或多個移動發(fā)射器，它們例如可以被拿在手里。發(fā)射器或者說便攜式模塊在此可以配有一個或者多個可以手動操作的開關。此外，存在新一代的無線電鑰匙，其中無線電鑰匙不再被拿在手中，而是由車輛側的發(fā)射器對鑰匙對車輛的接近進行記錄，并且例如通過駕駛員接觸門把手來為門鎖解鎖。通過使用所謂的雙向通信技術，使得可以放棄通過無線電鑰匙發(fā)射器進行手動輸入。不同于傳統(tǒng)的無線電鑰匙中央閉鎖系統(tǒng)，不再僅僅從無線電鑰匙發(fā)射器向關閉系統(tǒng)發(fā)送信號，而是也由關閉系統(tǒng)接收信息。其中，該無線電鑰匙發(fā)射器設計為收發(fā)器。利用所謂的被動啟動和進入系統(tǒng)(PASE)，僅通過接觸門把手就可以為車門解鎖，并且可以通過按壓按鈕在無鑰匙的情況下啟動發(fā)動機。其中，車輛側的收發(fā)器具有存儲了身份代碼的存儲器，這個身份代碼可以識別無線電鑰匙發(fā)射器。在將來，與參與交通的不同車輛交換信息，并且在車輛和基礎設施之間交換信息可以有利于提高交通參與者的安全性以及車輛駕駛員的舒適度。這種從車到車或者從車到基礎設施的通信在下面被稱為車到X通信(C2X通信)，只有在一定部分的參與的車輛或者基礎設施単元配有相應的、以該技術為基礎的通信単元的情況下，才能使用這種通信。尤其在快速變化的通信技術中，并且依賴于車輛駕駛員對價格的接受態(tài)度，為了提供和安裝這種通信単元的升級車輛配置帶來的額外耗費可能過高。因此，需要簡單并且成本低的解決方案，能夠為許多車輛持有者提供車到X通信功能。從JP2005174237A中得出ー種公知的系統(tǒng)，用于在這種通信網(wǎng)絡的各車輛之間進行通信，它是建立在廣播學原理的基礎之上的。其中，一個車輛的駕駛員可以通過無線電通話設備刪減可以由其它的車輛接收的信息。為此，在車輛之間必須事先確定ー個無線電通 信頻率，通話溝通應該以這個頻率實現(xiàn)?？商鎿Q地也可以考慮的是，通過ー個共同的語音信道交換信息，其中，通過導入語音通信的識別信息發(fā)送對于某個特定通信網(wǎng)絡的歸屬關系。在這個現(xiàn)有技術中介紹的解決方案尤其是致力于消除在車到車通信期間出現(xiàn)的通信干擾的措施。從DE102005013648A1中得出另ー種用于在通信網(wǎng)絡的車輛之間進行通信的系統(tǒng)。其中，第一機動車或者固定網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)送所謂的信標，它們包括第一機動車或固定網(wǎng)絡節(jié)點的位置的至少ー個說明，其中，依據(jù)第一機動車的速度、第一機動車或固定網(wǎng)絡節(jié)點的接收范圍內(nèi)屬于通信網(wǎng)絡的機動車的數(shù)量、第一機動車的位置、第一機動車或固定網(wǎng)絡節(jié)點的時間和/或狀態(tài)來調(diào)節(jié)兩個由第一機動車發(fā)出的信標之間的時間間隔。其中，在通信網(wǎng)絡中各機動車之間的通信在總體上是在不需要地點固定的通信節(jié)點的情況下實現(xiàn)的。此外設計為，不處于相對接收范圍內(nèi)的機動車之間的通信是通過該通信網(wǎng)絡的其它機動車執(zhí)行合適的常規(guī)程序得以實現(xiàn)的。優(yōu)選地，這個程序通過WLAN或者是在使用公知的網(wǎng)絡協(xié)議的情況下進行。為了初始化內(nèi)部的通信，需要符合這種通信技術的連接構造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是進ー步改進用于在通信網(wǎng)絡內(nèi)的第一機動車和至少ー個第二機動車之間進行通信的方法，利用簡單的技術裝置就可以讓機動車與通信網(wǎng)絡形成可靠的連接構造，這種連接構造使得在這個通信網(wǎng)絡內(nèi)可以進行安全的、封閉式的通信。該目的從根據(jù)權利要求I的前序部分所述的方法出發(fā)結合其特征得以實現(xiàn)。分別被引用的從屬權利要求提供了本發(fā)明的有利的改進方案。不言而喻地，進ー步描述的關于RKE的通信方案不能當做是限制性的，而應該視為ー種可能的通信類型。在所述方法的第一種有利的設計方案中，該方法用于在屬于移動的、包括至少兩個機動車的通信網(wǎng)絡的第一機動車和至少ー個第二機動車之間進行通信，其中，為了初始化處于縱隊隊形中的車輛的內(nèi)部通信，在第一步驟中由各個所屬的駕駛員利用車輛之間的無線電通信単元通過無線電連接僅交換一個用于形成通信網(wǎng)絡的識別信息，該識別信息在第二步驟中被輸入每個車輛的網(wǎng)絡通信単元中，從而在通過屬于該通信網(wǎng)絡的其它車輛中的至少ー輛的網(wǎng)絡通信單元應答后進入這個通信網(wǎng)絡中。為此，識別信息是認證信息。對各個車輛的認證通過按照隨機原則生成的密碼得以實現(xiàn)。為此設想了，使用隨機數(shù)生成器。為此使用了算木式隨機數(shù)生成器、或者遞歸的算木式隨機數(shù)生成器、或者同余發(fā)生器、或者斐波那契數(shù)列生成器、或者逆同余發(fā)生器、或者梅森旋轉算法。本發(fā)明的另ー種有利的設計方案的特征在于，在認證后，以低的重復率通過在各個車輛中可供支配的無線電通信単元有針對性地發(fā)出消息，并且使重復率適應于各個信道負荷率。特別有利的是，在根據(jù)本發(fā)明的方法的另ー種設計方案中，消息包含至少ー個位置信息，該位置信息包括GNSS (全球導航衛(wèi)星系統(tǒng))位置和能夠由駕駛員自由選擇的標識符，并且該消息被對稱地加密。根據(jù)另ー個實施例，在車輛的導航單元的數(shù)字卡上確定并且顯示接收到的位置信息，作為通信網(wǎng)絡的所有車輛的當前位置。根據(jù)本發(fā)明的方法的另ー個特別有利的實施例，在數(shù)字卡上顯示其它車輛相對于自身車輛的位置。根據(jù)本發(fā)明的方法的特別有利之處在于，在通信網(wǎng)絡的車輛的駕駛員之間的信息交換通過封閉式語音無線電連接進行，以及在通信網(wǎng)絡的車輛的駕駛員之間的信息交換通過封閉式文本信息連接進行。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另ー種有利的設計方案中，在通信網(wǎng)絡內(nèi)，在車輛的網(wǎng)絡通信単元之間交換導航信息。特別有利的是，如果車輛之一遇到關于保持縱隊隊形方面的干擾事件，就向車輛的網(wǎng)絡通信單元發(fā)送報警信息。另ー個特別有利的實施方式能實現(xiàn)為駕駛員從ー組干擾事件中選出。這例如包括以下事件超過了車輛與其它車輛之間的定義的最大間距；因事故造成的車輛停止；因車輛故障造成的車輛停止；車輛離開計劃的縱隊路線。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另ー種實施方式中特別有利的是，在發(fā)生干擾事件時，在縱隊的車輛之間建立語音連接。根據(jù)本發(fā)明的方法的另ー種有利的設計方案的特征在于，用于傳輸消息的網(wǎng)絡通信単元設計為無線的接入?yún)g元和行駛授權単元和/或基于WLAN設計。進入這個封閉式通信領域是通過作為本發(fā)明內(nèi)容的初始化程序得以實現(xiàn)的，初始化程序呈現(xiàn)為在要進行連接的通信単元之間用通信技術進行所謂的同步信息交換。對此的前提條件是，為了交換標識符的目的，車輛可以通過移動通信與縱隊隊形的各個其它車輛進行接觸，從而緊接著通過輸入相同的識別信息來加入這個通信網(wǎng)絡。在這次同步信息交換之后，每個在一種簡單的設計方案中可以設計為無線的接入單元及行駛授權單元(RKE)的無線電通信単元就識別出，信息是否來自縱隊隊形中的一個車輛，還是來自ー個陌生的車輛。這構成在縱隊隊形的任務方面對縱隊隊形進行協(xié)調(diào)的技術前提。優(yōu)選地，用于交換識別信息的無線電通信単元包括語音無線電單元，從而想要進入網(wǎng)絡的機動車可以借此以簡單的途徑通過語音通信獲取要進入通信網(wǎng)絡所必須的識別信息。這個語音無線電単元例如可以是UKW語音無線電設備。然而也可以考慮的是，為了交換識別信息而在必要時使用傳統(tǒng)的移動電話通信網(wǎng)絡，如GSM、GPRS, UMTS或LTE。除了語音無線電單元之外，網(wǎng)絡通信単元也可以是無線電通信単元的一體化的組成部分，該網(wǎng)絡通信単元使得可以在通信網(wǎng)絡內(nèi)進行封閉式信息交換。它要裝配用于輸入識別信息的裝置，用于根據(jù)本發(fā)明來對內(nèi)部通信進行初始化。該網(wǎng)絡通信単元也可以用于在通信網(wǎng)絡的車輛之間進行語音通信。然而除此之外也有可能的是，通過數(shù)據(jù)傳輸、例如通過文本消息進行通信。根據(jù)ー種改進本發(fā)明的措施建議的是，為了讓新車輛加入現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡，需要請求該已經(jīng)存在的通信網(wǎng)絡的所有其余車輛做出應答。由此確保了所有其余車輛都得知并且允許新車輛進入這個通信網(wǎng)絡。根據(jù)另ー種改進本發(fā)明的措施建議的是，作為發(fā)明對象的無線電通信単元與車輛的導航單元處于連接狀態(tài)。這構成了在封閉式通信網(wǎng)絡內(nèi)除了組織信息之外還交換導航信 息的設備技術前提。為了保護通信網(wǎng)絡內(nèi)的內(nèi)部通信不受外界影響，建議的是，為此使用流行的加密算法。通過由此確保防竊聽安全性能避免通信網(wǎng)絡受到干擾。
就車輛的導航單元集成到封閉式通信網(wǎng)絡中而言，根據(jù)改進本發(fā)明的另ー種措施建議的是，在該車輛的各個導航単元的數(shù)字卡上確定并且顯示該通信網(wǎng)絡的所有車輛的當前位置。由此每個駕駛員就能了解該通信網(wǎng)絡的其余車輛的當前位置。以有利的方式，在數(shù)字卡上應該還顯示出其它車輛相對于自身車輛的位置，從而可以估算相互之間的距離。這就提供了以下情況的前提，例如通過降低縱隊隊形的引領車輛的行駛速度來避免縱隊隊形在街道上出現(xiàn)不希望出現(xiàn)的相互脫離。將導航単元集成到通信網(wǎng)絡中還使得可以在車輛的網(wǎng)絡通信単元之間交換其它導航信息，如其它車輛的當前速度、它們的預測的抵達時間和諸如此類。根據(jù)另ー個改進本發(fā)明的措施建議的是，如果縱隊隊形的車輛之一遇到關于保持縱隊隊形方面的干擾事件，就向車輛的網(wǎng)絡通信單元發(fā)送報警信息。這種干擾事件例如可以是超過了車輛與其它車輛之間的定義的最大間距；因事故造成的車輛停止；因車輛故障造成的相關車輛的停止和/或車輛離開計劃的縱隊路線。
由于由此觸發(fā)了向縱隊隊形中的其它車輛發(fā)出報警信息，所以例如可以通過組織一次中途停車直接對干擾事件作出反應，并且盡管出現(xiàn)一次這種干擾事件，這個縱隊隊形仍可以保持住。除了上述措施之外額外建議的是，在發(fā)生干擾事件時自動在隊列中的車輛之間創(chuàng)建語音連接。如果這個縱隊隊形很大，那么可以事先確定，在發(fā)生何種事件時應該與縱隊隊形中的哪個車輛創(chuàng)建這種語音連接。對車輛的這種限制在此可以具體地與車輛相關聯(lián)，例如與縱隊隊形中預先確定的引領車輛或者特定的監(jiān)控車輛關聯(lián)。以有利的方式，所述語音連接是通過標準化的無線電技術產(chǎn)生的，如WLAN、WiMax、GSM、UMTS、LTE、PMR及諸如此類。由于在出現(xiàn)ー種預先定義的干擾事件時在縱隊隊形中的車輛之間自動建立語音連接，于是確保了這個縱隊隊形的所有成員都保持了解該縱隊隊形的狀態(tài)。即使在裝配率很低的情況下，在行駛期間借助于在車輛之間進行通信和數(shù)據(jù)交換來聯(lián)合一個縱隊中的不同車輛就已經(jīng)為具有C2X技術的車輛擁有者提供了能明顯看出的有用之處。然而迄今為止，所示解決方案是為寬帶通信技術設計的。出發(fā)點是ー組要一起行駛的車輛，例如要參加體育賽事的體育協(xié)會或者一組要拜訪客戶的同事或者一組要前往エ地的工匠或者要開往ー個目的地的物流公司的多輛運輸車。在出發(fā)前，每名駕駛員都在他的車中激活“群組功能”，并且輸入密碼。這個密碼對于群組中所有參與者都一祥，并且將這輛車識別為這個群組的一部分，因此在這里以理想的方式使用了隨機生成的密碼。緊接著，每個車輛通過其通信技術(例如重復率很低的RKE，例如為0. 1-0. 2Hz)發(fā)出一條消息，其中，也使重復率適應于信道負荷率，其中，高的信道負荷率會帶來更低的重復率。這條消息利用對稱加密法(例如AES)加密，并且因此僅能夠被群組的參與者用正確的密碼解密。在這條消息中無論如何都一同發(fā)送(GNSS)位置。額外地可以發(fā)送能自由選擇的標識符(例如“Boss”、“左邊鋒”、“Hasi”、“Detlef”等等)，由此使得能夠在該群組內(nèi)對人員進行分配。于是可以在數(shù)字卡上顯示位置并且為每個標識符使用不同顔色。額外可以激活的是，當ー組車輛執(zhí)行ー個技術動作(例如左拐)時，在消息中集成ー個標識符，于是所有其它的車輛都得知這次技術動作(以理想的方式，只有在前面行駛的車輛才發(fā)送這個信息)。隨后也可以在ー輛車偏離計劃路線時才將標識符集成到消息中。為此，該組的每輛車都必須具備導航系統(tǒng)并且在那里計劃好路線?？商鎿Q地，以下車輛的導航系統(tǒng)也可以自動地這樣進行調(diào)整，使得它們跟蹤“出錯駕駛員”或者再次捕獲他。此外很有幫助的是，該 組的每名參與者都可以將預先定義的報告內(nèi)容集成到其消息中(例如“很快就來”、“堵車了”、“在停車場”、“你的燈壞了”、“小心，有閃電！ ”等等)。例如可以通過觸摸屏幕或者通過其它的HMI方法選出該報告內(nèi)容。作為擴展也可以集成ー種類似SMS的功能，然而這會導致更大的偏差。即使在數(shù)據(jù)率很低的情況下，利用所述方法就已經(jīng)可以例如借助于RKE利用形成縱隊的優(yōu)勢。首先，預先定義的消息就實現(xiàn)了最充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)率。作為補充需要指出的是，“包括”和“具有”不排除其它的元素或步驟，并且“ー個”不排除多數(shù)。此外要指出的是，在指示以上一個實施例時所描述的特征或步驟也可以與其它以上所述實施例的其它特征或步驟組合在一起使用。權利要求中的參考標號不應視為限制性的。
權利要求
1.一種用于在第一機動車和至少ー個第二機動車之間進行通信的方法，所述第一機動車和至少ー個第二機動車屬于移動式的、包括至少兩個機動車的通信網(wǎng)絡，其中，為了初始化處于縱隊隊形中的車輛的內(nèi)部通信，在第一步驟中由各個所屬的駕駛員利用車輛之間的無線電通信単元通過無線電連接僅交換一個用于形成所述通信網(wǎng)絡的識別信息，所述識別信息在第二步驟中被輸入每個車輛的網(wǎng)絡通信単元中，從而在由屬于所述通信網(wǎng)絡的其它車輛中的至少ー個車輛的網(wǎng)絡通信單元應答后進入所述通信網(wǎng)絡中，其特征在于，所述識別信息是認證信息，并且對各個車輛的認證通過按照隨機原則生成的密碼得以實現(xiàn)。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，在認證后，以低的重復率通過在各個車輛中可供支配的所述無線電通信単元有針對性地發(fā)出消息，并且使重復率適應于各個信道負荷率。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述消息包含至少ー個位置信息，所述位置信息包括GNSS位置和能由駕駛員自由選擇的標識符，并且所述消息被對稱地加密。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述車輛的導航單元的數(shù)字卡上確定并且顯示接收到的位置信息，作為所述通信網(wǎng)絡的所有車輛的當前位置。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述數(shù)字卡上顯示其它車輛相對于自身車輛的位置。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述通信網(wǎng)絡的所述車輛的駕駛員之間的信息交換通過封閉式語音無線電連接進行。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述通信網(wǎng)絡的所述車輛的駕駛員之間的信息交換通過封閉式文本信息連接進行。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述通信網(wǎng)絡內(nèi)，在所述車輛的所述網(wǎng)絡通信単元之間交換導航信息。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，如果所述車輛之一遇到關于保持縱隊隊形方面的干擾事件，就向所述車輛的所述網(wǎng)絡通信單元發(fā)送報警信息。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述干擾事件從以下一組事件中選出超過了車輛與其它車輛之間的定義的最大間距；因事故造成的車輛停止；因車輛故障造成的車輛停止；車輛離開計劃的縱隊路線。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在發(fā)生干擾事件時，在所述縱隊的所述車輛之間建立語音連接。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，用于傳輸所述消息的所述網(wǎng)絡通信単元設計為無線的接入?yún)g元和行駛授權単元和/或基于WLAN設計。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在第一機動車和至少一個第二機動車之間進行通信的方法，它們屬于移動式的、包括至少兩個機動車的通信網(wǎng)絡，其中，為了初始化處于縱隊隊形中的車輛的內(nèi)部通信，在第一步驟中由各個所屬的駕駛員利用車輛之間的無線電通信單元通過無線電連接僅交換一個用于形成通信網(wǎng)絡的識別信息，該識別信息在第二步驟中被輸入每個車輛的網(wǎng)絡通信單元中，從而在由屬于該通信網(wǎng)絡的其它車輛中的至少一個車輛的網(wǎng)絡通信單元應答后進入這個通信網(wǎng)絡中，其中，該識別信息是認證信息，并且對各個車輛的認證通過按照隨機原則生成的密碼得以實現(xiàn)。
文檔編號H04L29/06GK102656859SQ201080056643
公開日2012年9月5日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2009年12月14日
發(fā)明者烏爾里?！な┨亓? 馬克·門策爾 申請人:大陸汽車有限責任公司