专利名称：使用精简数据量的c2x通信的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆与邻近车辆间或车辆与基础设施间通信，更具体地说，本发明涉及车辆中用于车辆与X间通信的通信设备、具有通信设备的车辆、在基础设施设备中使用通信设备、用于车辆与X间通信的方法、程序元素和计算机可读介质。
背景技术：
车辆能够与邻近车辆和/或基础设施设备进行通信。此类通信称为车辆与X间通信，或者简称为C2X通信，在此上下文中，符号“X”表示邻近车辆或基础设施设备。由于可用于此类C2X通信的数据传输带宽有限，因此有时不可能足够快地传输必要数据。对于大型数据包，甚至可能丢失传输数据。
发明内容
本发明的目标是改进C2X通信。本发明根据独立权利要求中的特征指定车辆中用于车辆与X间通信的通信设备、 具有此类通信设备的车辆、在基础设施设备中使用所述通信设备、用于车辆与X间通信的方法、程序元素和计算机可读介质。本发明的发展可以在从属权利要求中找到。所述的示例性实施例等同地适用于通信设备、车辆、使用、方法、程序元素和计算机可读介质。换言之，下面针对通信设备描述的功能例如也可以实现为方法中的方法步骤， 反之亦然。根据本发明的示例性实施例，指定车辆中用于车辆与X间通信的通信设备，所述通信设备包括通信单元和控制单元。所述通信单元被设计为从邻近车辆和/或基础设施设备接收第一数据，其中所述第一数据包含第一组件信息项或对应于第一组件信息项。所述控制单元被设计为使用车辆中的补充信息项根据已接收的第一数据，尤其是根据已接收的第一组件信息项获取完整信息项，其中所述第一组件信息项的数据量小于所述第一完整信息项。换言之，要传输的数据量减少，因为根据已传输的数据获取完整信息项所需的特定信息并未同时传输，而是已经位于车辆中或者由车辆传感器系统和/或周围环境传感器系统自动地获取。根据本发明的进一步的方面，指定如上面和下面描述的具有通信设备的车辆。根据本发明的进一步的方面，指定在基础设施设备中如上面和下面描述的使用所述通信设备。本发明的进一步的方面涉及如上面和下面描述的具有通信设备的基础设施设备。本发明的进一步的方面涉及在车辆中如上面和下面描述的使用所述通信设备。根据本发明的进一步的方面，指定用于车辆与X间通信的方法，其中所述第一数据例如由邻近车辆发送并且由各个车辆中安装的通信设备中的接收器进行接收。所述接收器也自然地可以安装在基础设施设备中。所述第一数据包含第一组件信息项。在后续的方法步骤中，使用接收车辆或接收基础设施设备中的补充信息项根据已接收的第一组件信息项获取完整信息项。在这种情况下，所述第一组件信息项的数据量小于所述第一完整信息项。根据本发明的进一步的方面，指定程序元素，当所述程序元素在通信设备中的处理器上执行时，将提示所述通信设备执行上面和下面描述的步骤。根据本发明的进一步的方面，指定计算机可读介质，所述计算机可读介质包含程序元素，当所述程序元素在通信设备中的处理器上执行时，将提示所述通信设备执行上面和下面描述的步骤。本发明的核心方面可以被认为是要传输的数据量减少。在这方面，也可以被认为是缩短要传输的数据包。其中使用数据传输范围可以在实践中限定为明显小于5km并且所述数据传输几乎可以实时发生的事实。尤其是可以使用C2X无线电传输特性，即对“有效负载”(也就是说要传输的数据量)进行数据压缩。这专门应用于sub GHz频率范围，例如 868-MHz 频带。可以针对根据IEEE 802. Ilp的C2X无线电传输设计通信�？�。具体来说，可以针对带宽为3Mbit/s或6Mbit/s的传输设计通信�？�。例如，如果传输在868MHz频带上进行，则可以例如针对速率为19200波特的传输设计通信设备。如果可以使用尽可能多的补充信息项(已经位于车辆中或通过车辆获取)根据已传输的组件信息项获取完整信息项，则是有利的。这样允许最大程度上减少组件信息项的
数据量。根据本发明的进一步的示例性实施例，车辆中至少一部分补充信息项为车辆的位置。根据本发明的进一步的示例性实施例，车辆中至少一部分补充信息项为当前时间。自然地，所述车辆还可以具有用于获取完整信息项的进一步的补充信息项。根据本发明的进一步的示例性实施例，所述通信单元被设计为将第二数据发送到邻近车辆，其中所述第二数据包含第二组件信息项，并且其中所述控制单元被设计为通过第二完整信息项产生所述第二组件信息项。所述第二组件信息项的数据量也小于所述第二完整信息项。换言之，使用不同的组件信息项通过不同的数据包获取的完整信息项。为了获取所述第一完整信息项，可以例如使用车辆位置，以及为了获取所述第二完整信息项，可以例如使用当前时间。根据本发明的进一步的示例性实施例，所述控制单元被设计为在发送所述第二数据之前先对其进行压缩。所述控制单元也可以被设计为在发送所述第一数据之前先对其进行压缩。根据本发明的进一步的示例性实施例，其中所述第一组件信息项的数据量相对于所述第一完整信息项的数据量的精简度取决于车辆和邻近车辆之间(或车辆和基础设施设备之间或基础设施设备和车辆之间等)通信的传输特性。根据本发明的进一步的示例性实施例，其中所述第一组件信息项的数据量相对于所述第一完整信息项的数据量的精简度取决于车辆所在的地理纬度。
根据本发明的进一步的示例性实施例，其中所述第一组件信息项的数据量相对于所述第一完整信息项的数据量的精简度取决于车辆和邻近车辆之间(或车辆与基础设施设备之间)通信的最大传输范围。根据本发明的进一步的示例性实施例，其中所述控制单元被设计为对所获取的完整信息项执行真实性检查。通过这种方式，可以识别、消除或修改错误传输的数据、滥用地传输的数据或错误获取的完整数据项。根据本发明的进一步的示例性实施例，所述通信设备被设计为根据IEEE 802. Ilp 传输数据。替代地，可以使用其他传输协议，例如GSM、UMTS、LTE、WiMAS, WLAN、Bluetooth、 ZigBee 或 UWB。至于其他，应该考虑到所述车辆可以是(通过举例)诸如小轿车、公共汽车或重型货车之类的机动车辆，或者是有轨车辆、船、诸如直升机或客机之类的飞机，或者是(通过举例)自行车。此外，应该指出，在本发明的上下文中，GPS是诸如GPS、Galileo, GL0NASS(俄罗斯)、Compass (中国)、IRNSS (印度)之类的所有全球卫星导航系统(GNSQ的代表。此外，还应该指出，可以使用GPS装置或者使用手机定位查找车辆的位置。尤其是在使用GSM、UMTS、WiMax或WLAN网络时适合使用上述方法。所述程序元素可以是存储在通信设备中处理器上的软件的一部分。在这种情况下，所述处理器同样可以是本发明的主题。此外，所述程序元素可以从一开始使用专利技术，否则将通过更新提示其使用本发明。下面参考附图描述本发明的示例性实施例。
图1示出根据本发明的示例性实施例的通信设备。图2示出根据本发明的示例性实施例的通信系统。图3示出根据本发明的示例性实施例的方法的流程图。图4示出根据本发明的示例性实施例的方法的示意图。
具体实施例方式附图中的图示是示意性的，并非按比例绘制。在附图后面的描述中，相同的标号用于表示相同或类似的元素。图1示出通信设备100，其中包括控制单元101以及与之相连的通信单元102。通过此连接，应该指出，通信设备100的各个组件之间的数据传输还可以无线的方式提供。从图1中可以看出，所述通信设备具有导航单元104。还提供了驾驶帮助单元105。 标号106表示用于输入和输出信息的人/机接口。此外，提供了车辆传感器系统107和周围环境传感器系统108，它们同样可以用于获取补充信息项。至于其他，自然地可以提供存储设备109，所述设备例如存储补充信息项。通过举例，通信设备100被设计为在自由868-MHz频段上传输数据，与根据IEEE
6802. Ilp的数据传输相比，这种传输在高楼林立的环境中更具优势。但是，与IEEE 802. Ilp 情况下的至少3百万波特(Megabauds)相比，868-MHz频段在相对大的程度上例如限于 19200波特。但是，即使使用IEEE 802. llp，也会发现短数据包达到的有效范围大于长数据包达到的有效范围。因此，为了增加数据传输的范围和/或降低错误传输数据包的几率，将缩短或减小数据包。在此上下文中，可以使用数据传输范围在实践中限于明显小于5km并且几乎实时发生的事实。下面的说明提供了两种可能的数据精简类型。对于位置传输，发射器的(GPQ位置可以作为完整数据记录传输，所述记录包括具有度、分、秒说明的绝对地理经度和地理纬度。这通常需要2女4 = 8个字节。但是，例如由于通常已知与其他无线电通信伙伴的距离可能最大仅为2km(因为这是给定情况下的最大通信范围，否则无法收到其已发送的数据包)，并且另外由于已准确地获知接收器的位置(也就是说车辆或基础设施设备的接收器的位置)，则可以只传输所述位置的低值部分。然后让接收器(接收端通信设备)使用自己的位置重新构建发射器的绝对位置。通过举例，一种简单的方法只包括GPS位置的分度角，不包括传输的度数。这样便可以在不丢失2*3 = 6字节的信息的情况下传输发射器的位置。通信伙伴双方100不需要提前同意使用度数说明表示它们的位置。如果有一个伙伴确认完整的伙伴位置(完整信息项)导致发射器和接收器之间的距离大于2km(或大于最大传输范围)，则仅采用下一最高(下一最低)度数标准，直到获取真实的距离。换言之， 需要在必要时检验和更正所获取的完整信息项。在任何速率下，此方法都在接近约85度的地理纬度上有效。从约85度的地理纬度开始，两个经度之间的距离将为约10km，这就是为什么此方法然后可能不再用于传输地理经度，而是仅用于传输地理纬度。为了能够判定无线电通信伙伴之间的信号延迟，可以在无线电数据包中传输采取时间戳形式的绝对时间。通过信号延迟，可以例如推断通信伙伴车辆的当前位置。通过举例，从午夜开始以毫秒传输，这样会导致86400000个值，也就是说观位或
4字节。根据本发明，可以使用传输时间通常短于1秒的事实，并且通过举例，始终不会超过3秒。因此，通信设备例如只能传输10秒的时间窗口的片段。这样便将空间需求降为 10000个值，也就是说15位或2字节。使用各个绝对时间重新构建时间戳也很简单。为了度量绝对时间，可以例如使用GPS模块103。如果出现跳跃(也就是说传输通过中间站)，则每个中间发射器可以使用它们自己的位置或它们自己的时间戳来记录位置和时间戳。也是在这种情况下，可以针对传输使用相对值。此外，当使用无线电密钥系统(RKE、远程无密钥进入)时，通过省略精度，可以减少所需的数据带宽。对于RKE与IEEE 802. Ilp的组合，RKE的范围可能大于使用IEEE 802. Ilp的无线电传输。而且，较远的目标开始不那么重要。因此可以例如使用RKE单元传输精度为lm(低)的位置以及精度为10毫秒的时间。一方面，仅当车辆随后相互靠近时，更高的精度才变得更重要，另一方面，也很有可能根据执行数据交换的IEEE 802. Ilp进行无线电传输。可以使用已知的压缩方法在对要传输的数据进行“先期压缩”之后执行进一步的压缩。通过举例，这可以例如包括zip压缩格式或精确位编码而非逐位编码。所提供的方法也可以自然地用于使用IEEE 802. Ilp进行通信。本发明的关键方面可以被认为是无线电传输的数据包大小第一使用所用的无线电介质的传输特性以及第二使用与系统相关的公共信息库来减小。由于数据包的长度缩短，因此可以增加无线电传输的有效范围。还可以在每个单位时间内传输更多数据包。图2示出根据本发明的示例性实施例的通信系统。所述通信系统包含多个邻近车辆201、202和一个基础设施设备，在此实例中，所述基础设施设备采取一组交通信号灯203 的形式。所述全部这两辆车以及所述基础设施设备具有专用通信设备100。不同的通信设备100可以相互进行通信并且被设计为使用相关通信设备中的补充信息项根据已传输的数据获取完整信息项。图3示出根据本发明的示例性实施例的方法的流程图。在步骤301，邻近车辆或基础设施设备发送第一数据，在步骤302，通信设备的专用接收器接收所述第一数据。所述专用接收器可以安装在车辆中、移动通信装置(例如，移动电话)中或基础设施设备中。在步骤303，所述专用接收器使用补充信息项，所述补充信息项例如存储在所述接收器中，或者由专用传感器系统通过执行相应的步骤针对通信设备获取。在步骤304，然后第一通过已传输的组件信息项以及第二通过可用的补充信息项获取或产生完整信息项。该完整信息项然后可以在步骤305以例如可视和/或声音的形式提供给用户。还可以将所述完整信息项发送到驾驶帮助系统或导航单元。图4以图形的方式示出根据本发明的示例性实施例的方法。标号401示出将由发射器提供给接收器的完整信息项。首先，从该完整信息项401中去除完整信息项中的部分 402 (请参见箭头404)。然后传输该组件信息项402 (请参见箭头405)。组件信息项402由接收通信设备进行接收。此外，通信设备识别来自其他源(例如，来自各个车辆中的周围环境传感器系统、车辆传感器系统或位置查找单元)的补充信息项403、408、409。这些补充信息项用于通过已传输的组件信息项还原完整信息项401。此外，应该指出，“包括”和“具有”不排除其他元素或步骤，并且“一”或“一个”不排除大量。而且，应该指出，参考上述示例性实施例之一描述的功能或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他功能或步骤结合使用。权利要求中的标号不能被认为是进行限制。
权利要求
1.一种车辆O01)中用于车辆与X间通信的通信设备，所述通信设备具有用于从邻近车辆(20 接收第一数据的通信单元(102)，其中所述第一数据包含第一组件信息项；用于使用车辆O01)中的补充信息项根据已接收的第一组件信息项获取完整信息项的控制单元(101)；其中所述第一组件信息项的数据量小于所述第一完整信息项。
2.如权利要求1中所述的通信设备，其中所述车辆O01)中的补充信息项至少在某种程度上为车辆O01)的位置。
3.如上述权利要求之一中所述的通信设备，其中所述车辆O01)中的补充信息项至少在某种程度上为当前时间。
4.如上述权利要求之一中所述的通信设备，其中通信单元(10 被设计为将第二数据发送到邻近车辆002)，其中所述第二数据包含第二组件信息项；其中控制单元(101)被设计为根据第二完整信息项产生第二组件信息项； 其中所述第二组件信息项的数据量小于所述第二完整信息项。
5.如权利要求4中所述的通信设备，其中控制单元(101)被设计为在发送所述第二数据之前先对其进行压缩。
6.如上述权利要求之一中所述的通信设备，其中所述第一组件信息项的数据量相对于所述第一完整信息项的数据量的精简度取决于车辆和邻近车辆之间通信的传输特性。
7.如上述权利要求之一中所述的通信设备，其中所述第一组件信息项的数据量相对于所述第一完整信息项的数据量的精简度取决于车辆所在的地理纬度。
8.如上述权利要求之一中所述的通信设备，其中所述第一组件信息项的数据量相对于所述第一完整信息项的数据量的精简度取决于车辆和邻近车辆之间通信的最大传输范围。
9.如上述权利要求之一中所述的通信设备，其中控制单元(101)被设计为对所获取的完整信息项执行真实性检查。
10.如上述权利要求之一中所述的通信设备， 被设计为根据IEEE 802. Ilp传输数据。
11.一种车辆001、202)，具有权利要求1至10中的一个权利要求所述的通信设备。
12.在基础设施设备O03)中使用权利要求1至10中的一个权利要求所述的通信设备。
13.一种用于车辆与X间通信的方法，所述方法具有以下步骤 从邻近车辆接收第一数据，其中所述第一数据包含第一组件信息项；使用接收车辆中的补充信息项根据已接收的第一组件信息项获取完整信息项； 其中所述第一组件信息项的数据量小于所述第一完整信息项。
14.一种程序元素，当所述程序元素在通信设备中的处理器上执行时，将提示所述通信设备执行以下步骤从邻近车辆接收第一数据，其中所述第一数据包含第一组件信息项；使用接收车辆中的补充信息项根据已接收的第一组件信息项获取完整信息项； 其中所述第一组件信息项的数据量小于所述第一完整信息项。
15. 一种包含程序元素的计算机可读介质，当所述程序元素在通信设备中的处理器上执行时，将提示所述通信设备执行以下步骤从邻近车辆接收第一数据，其中所述第一数据包含第一组件信息项； 使用接收车辆中的补充信息项根据已接收的第一组件信息项获取完整信息项； 其中所述第一组件信息项的数据量小于所述第一完整信息项。
全文摘要
通过减小C2X数据传输中的数据包大�。梢栽黾哟浞段Ш兔扛鍪奔涞ノ荒诖涞氖莅�。例如，仅传输接收器可以使用来自另一源的其他信息转化为完整信息的部分信息。为了获取完整信息，可以一方面使用无线电介质的传输特性，另一方面使用由系统判定的公共信息库。
文档编号G01S5/00GK102461122SQ201080024577
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月6日 优先权日2009年6月3日
发明者T·格罗腾多斯特, U·施特林 申请人:大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司
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