用于車輛間通信的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于車輛間通信的裝置和方法。該裝置包括：通信單元，配置成執(zhí)行與另一車輛的通信；定位單元，配置成獲得車輛的位置信息；以及控制器，配置成使用來(lái)自定位單元的信號(hào)使向/從另一車輛傳送/接收消息的時(shí)刻同步，基于與另一車輛的通信擁擠設(shè)定通信條件，并根據(jù)通信條件在所同步的時(shí)刻執(zhí)行向/從另一車輛傳送/接收消息的處理。
【專利說(shuō)明】用于車輛間通信的裝置和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)基于并要求2013年6月25日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2013-0073245號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容全部引入本文以供參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開(kāi)涉及用于車輛間通信的裝置和方法，并且更具體地，涉及通過(guò)使用時(shí)元(epoch)設(shè)定傳送/接收消息的時(shí)刻(time instance),并通過(guò)根據(jù)通信狀態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)速率或者傳送功率以便在設(shè)定的傳送/接收消息的時(shí)刻傳送/接收消息，來(lái)提高車輛間通信的通信可靠性的車輛間通信用裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0004]通常，車輛到車輛的通信指的是在車輛之間執(zhí)行的雙向通信，車輛通過(guò)該通信交換例如交通狀況的信息。
[0005]車輛到車輛的通信被用來(lái)以車輛交換例如交通狀況的信息的方式防止事故，使得例如防止交叉路處的碰撞。在這種情況下，保持車輛到車輛通信的效率很重要。
[0006]出于這個(gè)原因，除其他用于保持車輛到車輛通信的效率的技術(shù)之外，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)，當(dāng)車輛到車輛的通信由于道路上的高車輛密度而變得擁擠時(shí)，可通過(guò)改變車輛傳送信息的頻率來(lái)保持車輛到車輛通信的效率。
[0007]然而，這種技術(shù)具有如下問(wèn)題，S卩如果在由于障礙或周圍環(huán)境存在多徑衰落和噪聲時(shí)所傳送的信息的通道損失嚴(yán)重，則從另一車輛接收的交通狀況消息的準(zhǔn)確性低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，公開(kāi)的實(shí)施方式致力于解決相關(guān)技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，同時(shí)由相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)保持完整。
[0009]本公開(kāi)要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)主題是提供用于車輛間通信的裝置和方法，其使用時(shí)元來(lái)設(shè)定傳送/接收消息的時(shí)刻，并根據(jù)通信狀態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)速率或傳送功率，以便在所設(shè)定的傳送/接收消息的時(shí)刻傳送/接收消息。
[0010]在本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供一種車輛間通信的裝置，其包括:通信單元，配置成執(zhí)行與另一車輛的通信；定位單元，配置成獲得車輛的位置信息；以及控制器，配置成通過(guò)來(lái)自定位單元的信號(hào)使向/從另一車輛傳送/接收消息的時(shí)刻同步，基于與另一車輛相關(guān)的通信擁擠設(shè)定通信條件，并且根據(jù)通信條件在所同步的時(shí)刻執(zhí)行向/從另一車輛傳送/接收消息的處理。
[0011]控制器可使用時(shí)元來(lái)使傳送/接收消息的時(shí)刻同步?？刂破骺赏ㄟ^(guò)利用與另一車輛的通信環(huán)境的信道忙碌百分率(CBP)來(lái)確定與另一車輛的通信擁擠。如果通信擁擠高于閾值，控制器可通過(guò)將數(shù)據(jù)速率增加至更高數(shù)據(jù)速率來(lái)設(shè)定通信條件，從而減少將通信擁擠減少到閾值之下。如果即使在將通信條件設(shè)定至更高數(shù)據(jù)速率之后，通信擁擠仍未降低到閾值之下，則控制器可通過(guò)減少傳送功率來(lái)設(shè)定通信條件，從而將通信擁擠減少到閾值之下。
[0012]在本公開(kāi)的另一方面，提供一種用于車輛間通信的方法，其包括:通過(guò)控制器使用從定位單元獲得的與車輛相關(guān)的信號(hào)來(lái)使向/從另一車輛傳送/接收消息的時(shí)刻同步，確定與另一車輛的通信擁擠，基于通信擁擠設(shè)定與另一車輛的通信條件，以及根據(jù)通信條件在所同步的時(shí)刻執(zhí)行向/從另一車輛傳送/接收消息的處理。
[0013]使時(shí)刻同步的步驟可以包括使用時(shí)元使傳送/接收消息的時(shí)刻同步。確定通信擁擠的步驟可以包括通過(guò)利用與另一車輛的通信環(huán)境的信道忙碌百分率(CBP)來(lái)確定與另一車輛的通信擁擠。設(shè)定通信條件的步驟可以包括:如果通信擁擠高于閾值，則將通信條件設(shè)定至數(shù)據(jù)速率，從而將通信擁擠減少至閾值之下，以及如果即使在將通信擁擠設(shè)定至更高數(shù)據(jù)速率之后仍未將通信擁擠降低至閾值之下，則將通信條件設(shè)定至傳送功率，從而將通信擁擠減少至閾值之下。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]根據(jù)下面結(jié)合附圖的【具體實(shí)施方式】，本公開(kāi)的上述和其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)會(huì)更明顯，其中:
[0015]圖1是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的車輛間通信用裝置的主要組成元件的框圖；
[0016]圖2是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的時(shí)元的概念的圖；
[0017]圖3是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的取決于通信狀態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)速率或傳送功率的圖；并且
[0018]圖4是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的車輛間通信用方法的流程圖。
[0019]附圖中各個(gè)元素的標(biāo)記
[0020]10:通信單元
[0021]20:定位單元
[0022]30:控制器
[0023]Sll:選擇時(shí)元
[0024]S13:分析 CBP
[0025]S15:擁擠？
[0026]S17:應(yīng)用更高數(shù)據(jù)速率
[0027]S19:擁擠狀態(tài)解除？
[0028]S21:傳送消息
[0029]S23:最高數(shù)據(jù)速率？
[0030]S25:調(diào)整傳送功率
[0031]S27:恢復(fù)傳送功率并應(yīng)用更低數(shù)據(jù)速率

【具體實(shí)施方式】
[0032]在下文中，將參考附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式。在描述實(shí)施方式時(shí)，如果可能，不描述本領(lǐng)域眾所周知且與本公開(kāi)不直接相關(guān)的特征。這是為不使所公開(kāi)的實(shí)施方式的主旨模糊。
[0033]本文使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了說(shuō)明【具體實(shí)施方式】的目的而不是意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個(gè)、一種(a、an)”和“該(the)”也意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中清楚指明。還可以理解的是，在該說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)“包括(comprises和/或comprising)”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件,但是不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)目的任何和所有組合。
[0034]應(yīng)理解，本文使用的術(shù)語(yǔ)“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語(yǔ)包括通常的機(jī)動(dòng)車，例如，包括多功能運(yùn)動(dòng)車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務(wù)車的客車，包括各種船只和船舶的水運(yùn)工具，飛行器等等，并且包括混合動(dòng)力車、電動(dòng)車、插入式混合電動(dòng)車、氫動(dòng)力車和其它代用燃料車(例如，來(lái)源于石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動(dòng)力車是具有兩種或多種動(dòng)力源的車輛，例如，具有汽油動(dòng)力和電動(dòng)力的車輛。
[0035]而且，應(yīng)該理解，以下方法通過(guò)至少一個(gè)控制器執(zhí)行。術(shù)語(yǔ)“控制器”是指包括存儲(chǔ)器和處理器的硬件裝置。存儲(chǔ)器配置成存儲(chǔ)程序指令，并且處理器具體配置成執(zhí)行所述程序指令以實(shí)施以下進(jìn)一步描述的一個(gè)或多個(gè)操作。
[0036]而且，本公開(kāi)的控制器可實(shí)施為含有通過(guò)處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括但不限于，ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、優(yōu)盤、智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。還能夠在網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中分布計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，使得例如通過(guò)遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)(CAN)以分散的方式存儲(chǔ)并且執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0037]圖1是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的車輛間通信用裝置的主要組成元件的框圖。圖2是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的時(shí)元的概念的圖。圖3是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的取決于通信狀態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)速率或傳送功率的圖。
[0038]參考圖1至3，根據(jù)實(shí)施方式的用于車輛間通信的裝置(下文稱為裝置100)包括通信單元10、定位單元20和控制器30。
[0039]通信單元10在車輛之間執(zhí)行通信。為此，通信單元10可包括車輛到車輛(V2V)通信模塊，并且通過(guò)V2V通信向至少一個(gè)鄰近車輛傳送消息和從至少一個(gè)鄰近車輛接收消息。定位單元20使用全球定位系統(tǒng)(GPS)執(zhí)行與GPS衛(wèi)星的數(shù)據(jù)通信以計(jì)算車輛位置的坐標(biāo)值，并且基于所計(jì)算的坐標(biāo)值獲得車輛的當(dāng)前位置信息。
[0040]控制器30通過(guò)來(lái)自定位單元20的信號(hào)使向/從另一車輛傳送/接收消息的時(shí)刻同步，根據(jù)與另一車輛的通信擁擠設(shè)定通信條件，并且根據(jù)通信條件在所同步的時(shí)刻執(zhí)行消息的傳送/接收。具體地，控制器30使用來(lái)自定位單元20的信號(hào)(下文稱為GPS信號(hào))所同步的時(shí)元來(lái)使傳送/接收消息的時(shí)刻同步。
[0041]參考圖2，時(shí)元指的是基于UTC時(shí)間(Unix時(shí)間)用于輕松協(xié)調(diào)應(yīng)用層120中傳送/接收基本安全消息(BSM，下文稱為消息)的時(shí)刻的時(shí)間單位。在到達(dá)PHY/MAC層110的信號(hào)的幀(frame )A、B、C、D和E中，未能被接收的幀A和D丟棄在PHY/MAC層110中。
[0042]幀B、C和E (而不是未能被接收的幀A和D)轉(zhuǎn)移到應(yīng)用層120并且在與應(yīng)用層120相應(yīng)的應(yīng)用中進(jìn)行處理。應(yīng)用層120中使用的傳送間隔對(duì)于各個(gè)應(yīng)用不同。例如，當(dāng)傳送消息時(shí)，初始頻率是約10Hz，并且初始傳送間隔是約100ms。如附圖標(biāo)記130所示，傳送間隔被劃分成數(shù)個(gè)時(shí)元，各個(gè)車輛選擇一個(gè)時(shí)元并且使傳送/接收消息的時(shí)刻同步，以傳送/接收消息。
[0043]控制器30可通過(guò)成功接收的消息來(lái)確定傳送時(shí)元，通過(guò)此可確定其他車輛在怎樣使用時(shí)元。當(dāng)傳送/接收消息的時(shí)刻同步時(shí)，控制器30利用與另一車輛的相應(yīng)通信環(huán)境的信道忙碌百分率(CBP)來(lái)確定通信擁擠。如果通信是擁擠的，控制器30如圖3所示設(shè)定通信條件。
[0044]具體地，如果通信擁擠超過(guò)60%，控制器30通過(guò)將數(shù)據(jù)速率從6Mbps增加至12Mbps來(lái)設(shè)定通信條件。隨著控制器30增加數(shù)據(jù)速率，傳送消息所需的時(shí)間減少，使得通信擁擠降低到60%或更少。此外，隨著傳送消息所需的時(shí)間減少，隱藏終端問(wèn)題(HTP)得到解決，從而提聞傳送消息的效率。
[0045]相反，如果即使在控制器30將數(shù)據(jù)速率增加至12Mbps(其是最高數(shù)據(jù)速率)之后通信擁擠仍沒(méi)有降低到60%之下，則控制器30將傳送消息的傳送功率從20dBm減少至14dBm，使得通信擁擠降低到60%或更低。而且，如果通信擁擠低于40%，控制器確定不存在許多執(zhí)行通信的車輛并且減少數(shù)據(jù)速率。此處，如果控制器30確定正在使用的數(shù)據(jù)速率是最高數(shù)據(jù)速率例如12Mbps，并且傳送消息的傳送功率是最低傳送功率例如14dBm，則控制器30可將傳送功率逐漸恢復(fù)至初始傳送功率例如20dBm，以便執(zhí)行與另一遠(yuǎn)處車輛的通信。
[0046]如上所述，控制器30通過(guò)考慮到通信擁擠調(diào)整數(shù)據(jù)速率和傳送功率來(lái)設(shè)定通信條件，并且如果交通擁擠被調(diào)整則在所選擇的時(shí)元將消息傳送至另一車輛。如此，根據(jù)所公開(kāi)的實(shí)施方式，在使用GPS信號(hào)所同步的時(shí)元傳送消息，且通過(guò)通信條件調(diào)整通信擁擠，使得車輛之間的通信擁擠得到解決，并且因此通信可靠性可得到改善。此外，盡管本公開(kāi)示出數(shù)據(jù)速率在6Mbps與12Mbps之間且傳送功率在14dBm與20dBm之間，但本公開(kāi)不限于此。
[0047]圖4是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的車輛間通信用方法的流程圖。
[0048]參考圖4，在步驟Sll中，控制器30從時(shí)元(其為基于UTC時(shí)間由傳送間隔所劃分的用于輕松協(xié)調(diào)應(yīng)用層120中傳送/接收消息的時(shí)刻的時(shí)間單元)中選擇一個(gè)時(shí)元?？刂破?0參考所選擇的時(shí)元使傳送/接收消息的時(shí)刻同步。
[0049]在步驟S13中，控制器30利用與另一車輛的相應(yīng)通信環(huán)境的信道忙碌百分率(CBP)來(lái)確定通信擁擠。在步驟S15的調(diào)查之后，如果通信擁擠高于60%，進(jìn)行到步驟S17，并且如果通信擁擠低于40%，則進(jìn)行步驟S27。
[0050]在步驟S27中，由于通信擁擠低于40%，控制器30確定不存在任何其它與其執(zhí)行通信的車輛從而減少數(shù)據(jù)速率，并且將用于傳送消息的傳送功率恢復(fù)至初始傳送功率，使得可執(zhí)行與另一遠(yuǎn)處車輛的通信。另一方面，在步驟S17中，控制器30通過(guò)將數(shù)據(jù)速率增加至下一更高的數(shù)據(jù)速率來(lái)設(shè)定通信條件。然后，進(jìn)行到步驟S19，其中控制器30確定步驟S15中所確定的擁擠狀態(tài)是否解除。
[0051]如果在步驟S19中確定通信擁擠狀態(tài)解除，則進(jìn)行到步驟S21，其中控制器30在步驟Sll中所選擇的時(shí)元將消息傳送至另一車輛。相反，如果即使控制器30已提高數(shù)據(jù)速率，通信擁擠狀態(tài)仍未解除，則進(jìn)行到步驟S23。在步驟S23中，控制器30確定當(dāng)前應(yīng)用的數(shù)據(jù)速率是否是最高的數(shù)據(jù)速率。
[0052]如果確定當(dāng)前數(shù)據(jù)速率是最高的數(shù)據(jù)速率，則進(jìn)行到步驟S25，其中控制器30降低用于傳送消息的傳送功率。此處，降低用于傳送消息的傳送功率可使通信擁擠降低至60%之下。相反，如果確定當(dāng)前數(shù)據(jù)速率不是最高的數(shù)據(jù)速率，則進(jìn)行到步驟S17，其中控制器30重復(fù)上述步驟。
[0053]如前所述，根據(jù)本公開(kāi)，可通過(guò)使用時(shí)元設(shè)定傳送/接收消息的時(shí)刻，并根據(jù)通信狀態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)速率或傳送功率以在所設(shè)定的傳送/接收消息的時(shí)刻傳送/接收消息，來(lái)改善車輛之間的通信可靠性。
[0054]至此，已描述根據(jù)實(shí)施方式的車輛間通信用裝置和方法。在【具體實(shí)施方式】和附圖中描述了示例性實(shí)施方式。在本文中，盡管已使用特定術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)僅用于容易描述所公開(kāi)的實(shí)施方式的目的，但不用于限制所公開(kāi)的實(shí)施方式的范圍。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，除了本文描述的示例性實(shí)施方式，在不偏離本公開(kāi)范圍的情況下，可進(jìn)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛間通信裝置，包括: 通信單元，配置成執(zhí)行與另一車輛的通信； 定位單元，配置成獲得車輛的位置信息；以及 控制器，配置成使用來(lái)自所述定位單元的信號(hào)使向/從所述另一車輛傳送/接收消息的時(shí)刻同步，基于與所述另一車輛的通信擁擠設(shè)定通信條件，并且根據(jù)所述通信條件在所同步的時(shí)刻執(zhí)行向/從所述另一車輛傳送/接收消息的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器使用時(shí)元來(lái)使傳送/接收消息的時(shí)刻同步。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器通過(guò)利用與所述另一車輛的相應(yīng)通信環(huán)境的信道忙碌百分率(CBP)來(lái)確定與所述另一車輛的通信擁擠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中當(dāng)所述通信擁擠高于閾值時(shí)，所述控制器通過(guò)將數(shù)據(jù)速率增加至更高數(shù)據(jù)速率來(lái)設(shè)定所述通信條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中當(dāng)在將所述數(shù)據(jù)速率設(shè)定至所述更高數(shù)據(jù)速率之后所述通信擁擠沒(méi)有降低至所述閾值之下時(shí)，所述控制器通過(guò)減少傳送功率來(lái)設(shè)定所述通信條件。
6.一種用于車輛間通信的方法，包括: 通過(guò)控制器使用從定位單元獲得的與車輛相關(guān)的信號(hào)使向/從另一車輛傳送/接收消息的時(shí)刻同步； 通過(guò)所述控制器確定與所述另一車輛的通信擁擠； 通過(guò)所述控制器基于所述通信擁擠設(shè)定與所述另一車輛的通信條件；以及通過(guò)所述控制器根據(jù)所述通信條件在所同步的時(shí)刻執(zhí)行向/從所述另一車輛傳送/接收消息的處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中使所述時(shí)刻同步的步驟包括使用時(shí)元來(lái)使傳送/接收消息的時(shí)刻同步。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中確定所述通信擁擠的步驟包括通過(guò)利用與所述另一車輛的相應(yīng)通信環(huán)境的信道忙碌百分率(CBP)來(lái)確定與所述另一車輛的通信擁擠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中設(shè)定所述通信條件的步驟包括: 當(dāng)所述通信擁擠高于閾值時(shí)，通過(guò)將數(shù)據(jù)速率增加至更高數(shù)據(jù)速率來(lái)設(shè)定所述通信條件；以及 當(dāng)在將所述數(shù)據(jù)速率設(shè)定至所述更高數(shù)據(jù)速率之后所述通信擁擠沒(méi)有降低到所述閾值之下時(shí)，通過(guò)減少傳送功率設(shè)定所述通信條件。
10.一種包含車輛間通信用程序指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括: 使用從定位單元獲得的與車輛相關(guān)的信號(hào)使向/從另一車輛傳送/接收消息的時(shí)刻同步的程序指令； 確定與所述另一車輛的通信擁擠的程序指令； 基于所述通信擁擠設(shè)定與所述另一車輛的通信條件的程序指令；以及根據(jù)所述通信條件在所同步的時(shí)刻執(zhí)行向/從所述另一車輛傳送/接收消息的處理的程序指令。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中使所述時(shí)刻同步的程序指令包括:使用時(shí)元來(lái)使傳送/接收消息的時(shí)刻同步的程序指令。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中確定所述通信擁擠的程序指令包括:通過(guò)利用與所述另一車輛的相應(yīng)通信環(huán)境的信道忙碌百分率(CBP)來(lái)確定與所述另一車輛的通信擁擠的程序指令。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中設(shè)定所述通信條件的程序指令包括: 當(dāng)所述通信擁擠高于閾值時(shí)，通過(guò)將數(shù)據(jù)速率增加至更高數(shù)據(jù)速率來(lái)設(shè)定所述通信條件的程序指令；以及 當(dāng)在將所述數(shù)據(jù)速率設(shè)定至所述更高數(shù)據(jù)速率之后所述通信擁擠沒(méi)有降低到所述閾值之下時(shí)，通過(guò)減少傳送功率來(lái)設(shè)定所述通信條件的程序指令。
【文檔編號(hào)】H04W52/18GK104254053SQ201310581166
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月25日
【發(fā)明者】魯東奎, 樸鐘錄, 成修蓮, 樸龍?zhí)? 金炳助, 梁承南, 河志薰, 林承仚, 金孝坤 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社, 起亞自動(dòng)車株式會(huì)社, 高麗大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)