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，配置成使用來自定位單元的信號使向/從另一車輛傳送/接收消息的時刻同步，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刻執(zhí)行向/從另一車輛傳送/接收消息的處理。
【專利說明】用于車輛間通信的裝置和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請基于并要求2013年6月25日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2013-0073245號的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容全部引入本文以供參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及用于車輛間通信的裝置和方法，并且更具體地，涉及通過使用時元(epoch)設(shè)定傳送/接收消息的時刻(time instance),并通過根據(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/接收消息的時刻傳送/接收消息，來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，可通過改變車輛傳送信息的頻率來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，公開的實施方式致力于解決相關(guān)技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，同時由相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)的優(yōu)勢保持完整。
[0009]本公開要實現(xiàn)的一個主題是提供用于車輛間通信的裝置和方法，其使用時元來設(shè)定傳送/接收消息的時刻，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/接收消息的時刻傳送/接收消息。
[0010]在本公開的一個方面，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，配置成通過來自定位單元的信號使向/從另一車輛傳送/接收消息的時刻同步，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]控制器可使用時元來使傳送/接收消息的時刻同步。控制器可通過利用與另一車輛的通信環(huán)境的信道忙碌百分率(CBP)來確定與另一車輛的通信擁擠。如果通信擁擠高于閾值，控制器可通過將數(shù)據(jù)速率增加至更高數(shù)據(jù)速率來設(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，則控制器可通過減少傳送功率來設(shè)定通信條件，從而將通信擁擠減少到閾值之下。
[0012]在本公開的另一方面，提供一種用于車輛間通信的方法，其包括:通過控制器使用從定位單元獲得的與車輛相關(guān)的信號來使向/從另一車輛傳送/接收消息的時刻同步，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刻執(zhí)行向/從另一車輛傳送/接收消息的處理。
[0013]使時刻同步的步驟可以包括使用時元使傳送/接收消息的時刻同步。確定通信擁擠的步驟可以包括通過利用與另一車輛的通信環(huán)境的信道忙碌百分率(CBP)來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】

【附圖說明】
[0014]根據(jù)下面結(jié)合附圖的【具體實施方式】，本公開的上述和其它目的、特征和優(yōu)勢會更明顯，其中:
[0015]圖1是示出根據(jù)本公開實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)本公開實施方式的時元的概念的圖；
[0017]圖3是示出根據(jù)本公開實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)本公開實施方式的車輛間通信用方法的流程圖。
[0019]附圖中各個元素的標(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

【具體實施方式】
[0032]在下文中，將參考附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。在描述實施方式時，如果可能，不描述本領(lǐng)域眾所周知且與本公開不直接相關(guān)的特征。這是為不使所公開的實施方式的主旨模糊。
[0033]本文使用的術(shù)語僅僅是為了說明【具體實施方式】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、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，在該說明書中使用的術(shù)語“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或多個其它特征、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“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項目的任何和所有組合。
[0034]應(yīng)理解，本文使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語包括通常的機動車，例如，包括多功能運動車(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工具，飛行器等等，并且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，來源于石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如，具有汽油動力和電動力的車輛。
[0035]而且，應(yīng)該理解，以下方法通過至少一個控制器執(zhí)行。術(shù)語“控制器”是指包括存儲器和處理器的硬件裝置。存儲器配置成存儲程序指令，并且處理器具體配置成執(zhí)行所述程序指令以實施以下進一步描述的一個或多個操作。
[0036]而且，本公開的控制器可實施為含有通過處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的非暫時性計算機可讀介質(zhì)。計算機可讀介質(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)存儲裝置。還能夠在網(wǎng)絡(luò)耦合的計算機系統(tǒng)中分布計算機可讀記錄介質(zhì)，使得例如通過遠程信息處理服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)(CAN)以分散的方式存儲并且執(zhí)行計算機可讀介質(zhì)。
[0037]圖1是示出根據(jù)本公開實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)本公開實施方式的時元的概念的圖。圖3是示出根據(jù)本公開實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V2V通信向至少一個鄰近車輛傳送消息和從至少一個鄰近車輛接收消息。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)通信以計算車輛位置的坐標(biāo)值，并且基于所計算的坐標(biāo)值獲得車輛的當(dāng)前位置信息。
[0040]控制器30通過來自定位單元20的信號使向/從另一車輛傳送/接收消息的時刻同步，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刻執(zhí)行消息的傳送/接收。具體地，控制器30使用來自定位單元20的信號(下文稱為GPS信號)所同步的時元來使傳送/接收消息的時刻同步。
[0041]參考圖2，時元指的是基于UTC時間(Unix時間)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)的時刻的時間單位。在到達PHY/MAC層110的信號的幀(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)用中進行處理。應(yīng)用層120中使用的傳送間隔對于各個應(yīng)用不同。例如，當(dāng)傳送消息時，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)個時元，各個車輛選擇一個時元并且使傳送/接收消息的時刻同步，以傳送/接收消息。
[0043]控制器30可通過成功接收的消息來確定傳送時元，通過此可確定其他車輛在怎樣使用時元。當(dāng)傳送/接收消息的時刻同步時，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60%，控制器30通過將數(shù)據(jù)速率從6Mbps增加至12Mbps來設(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間減少，隱藏終端問題(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)行與另一遠處車輛的通信。
[0046]如上所述，控制器30通過考慮到通信擁擠調(diào)整數(shù)據(jù)速率和傳送功率來設(shè)定通信條件，并且如果交通擁擠被調(diào)整則在所選擇的時元將消息傳送至另一車輛。如此，根據(jù)所公開的實施方式，在使用GPS信號所同步的時元傳送消息，且通過通信條件調(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，但本公開不限于此。
[0047]圖4是示出根據(jù)本公開實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從時元(其為基于UTC時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/接收消息的時刻的時間單元)中選擇一個時元?？刂破?0參考所選擇的時元使傳送/接收消息的時刻同步。
[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%，進行到步驟S17，并且如果通信擁擠低于40%，則進行步驟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)行與另一遠處車輛的通信。另一方面，在步驟S17中，控制器30通過將數(shù)據(jù)速率增加至下一更高的數(shù)據(jù)速率來設(shè)定通信條件。然后，進行到步驟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，則進行到步驟S21，其中控制器30在步驟Sll中所選擇的時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，可通過使用時元設(shè)定傳送/接收消息的時刻，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/接收消息的時刻傳送/接收消息，來改善車輛之間的通信可靠性。
[0054]至此，已描述根據(jù)實施方式的車輛間通信用裝置和方法。在【具體實施方式】和附圖中描述了示例性實施方式。在本文中，盡管已使用特定術(shù)語，但這些術(shù)語僅用于容易描述所公開的實施方式的目的，但不用于限制所公開的實施方式的范圍。對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，除了本文描述的示例性實施方式，在不偏離本公開范圍的情況下，可進行各種修改。
【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，配置成使用來自所述定位單元的信號使向/從所述另一車輛傳送/接收消息的時刻同步，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元來使傳送/接收消息的時刻同步。
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，所述控制器通過將數(shù)據(jù)速率增加至更高數(shù)據(jù)速率來設(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有降低至所述閾值之下時，所述控制器通過減少傳送功率來設(shè)定所述通信條件。
6.一種用于車輛間通信的方法，包括: 通過控制器使用從定位單元獲得的與車輛相關(guān)的信號使向/從另一車輛傳送/接收消息的時刻同步； 通過所述控制器確定與所述另一車輛的通信擁擠； 通過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；以及通過所述控制器根據(jù)所述通信條件在所同步的時刻執(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，其中使所述時刻同步的步驟包括使用時元來使傳送/接收消息的時刻同步。
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，通過將數(shù)據(jù)速率增加至更高數(shù)據(jù)速率來設(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有降低到所述閾值之下時，通過減少傳送功率設(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性計算機可讀介質(zhì)，包括: 使用從定位單元獲得的與車輛相關(guān)的信號使向/從另一車輛傳送/接收消息的時刻同步的程序指令； 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，其中使所述時刻同步的程序指令包括:使用時元來使傳送/接收消息的時刻同步的程序指令。
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，通過將數(shù)據(jù)速率增加至更高數(shù)據(jù)速率來設(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有降低到所述閾值之下時，通過減少傳送功率來設(shè)定所述通信條件的程序指令。
【文檔編號】H04W52/18GK104254053SQ201310581166
【公開日】2014年12月31日 申請日期: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 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社, 高麗大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團