DE102021114717A1

DE102021114717A1 - Steuerung von fahrzeug-zu-infrastruktur-kommunikation

Info

Publication number: DE102021114717A1
Application number: DE102021114717.4A
Authority: DE
Inventors: Linjun Zhang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2021-12-23
Also published as: CN113810876A; US11622286B2; US20210400500A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Steuerung von Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation bereit. Ein System beinhaltet ein Infrastrukturelement, das einen Computer aufweist. Der Computer ist dazu programmiert, eine oder mehrere Kommunikationsmetriken sowie Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem einer Vielzahl von Abdeckungsbereichen stationärer Kommunikationsknoten zu empfangen. Der Computer ist dazu programmiert, eine Kommunikationsmetriktabelle zu erstellen, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten identifiziert und deren jeweilige Kommunikationsmetriken angibt. Der Computer ist dazu programmiert, auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle einen Übertragungsparameter des Infrastrukturelements einzustellen, wobei der Übertragungsparameter mindestens eines von einer Übertragungsleistung oder einer Datendurchsatzrate beinhaltet.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugkommunikationssysteme.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug kann Nachrichten von einem Infrastrukturelement über ein oder mehrere drahtlose Kommunikationsnetzwerke und/oder -protokolle empfangen, z. B. Bereitstellung einer sogenannten V2X-Kommunikation („V2X“ kann für Fahrzeug-zu-Allem-Kommunikation (vehicle-to-everything) stehen). Daten, die über V2X-Kommunikation von dem Infrastrukturelement geteilt werden, können Daten über Wetterbedingungen, Verkehrsbedingungen, laufende Pannenhilfe usw. beinhalten. Der Empfang von V2X-Kommunikation kann jedoch durch Umgebungsmerkmale, z. B. Bäume, Gebäude, Gelände usw. beeinträchtigt werden Die Bereitstellung von Daten an ein Fahrzeug kann eingeschränkt oder verhindert werden.
KURZDARSTELLUNG
In dieser Schrift wird ein System offenbart, das ein Infrastrukturelement umfasst, das einen Computer aufweist, der dazu programmiert ist, eine oder mehrere Kommunikationsmetriken sowie Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem einer Vielzahl von Abdeckungsbereichen stationärer Kommunikationsknoten zu empfangen. Der Computer ist dazu programmiert, eine Kommunikationsmetriktabelle zu erstellen, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten identifiziert und deren jeweilige Kommunikationsmetriken angibt. Der Computer ist dazu programmiert, auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle einen Übertragungsparameter des Infrastrukturelements einzustellen, wobei der Übertragungsparameter mindestens eines von einer Übertragungsleistung oder einer Datendurchsatzrate beinhaltet.
Die Vielzahl von Kommunikationsknoten kann sich innerhalb eines vorgegebenen Abdeckungsbereichs des Infrastrukturelements befinden.
Die eine oder die mehreren Kommunikationsmetriken können mindestens eines von einer Signalstärke, einer Paketfehlerrate, einem Kanalbelegungsverhältnis oder einer Lücke zwischen Paketen beinhalten.
Der Computer des Infrastrukturelements kann ferner dazu programmiert sein, die Kommunikationsmetriktabelle beim Empfang von Daten, einschließlich (i) aktualisierten Kommunikationsmetriken von einem der stationären Kommunikationsknoten oder (ii) Kommunikationsmetriken eines neuen stationären Kommunikationsknotens innerhalb eines vorgegebenen Abdeckungsbereichs des Infrastrukturelements, auf Grundlage der empfangenen Daten zu aktualisieren.
Der Computer des Infrastrukturelements kann ferner dazu programmiert sein, die Übertragungsleistung des Infrastrukturelements zu erhöhen, wenn bestimmt wird, dass eine Signalstärke mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten innerhalb der vorgegebenen Reichweite unter einem Schwellenwert liegt.
Der Computer der Infrastruktur kann ferner dazu programmiert sein, eine Richtantenne des Infrastrukturelements auf Grundlage einer Antennenrichtung und eines geografischen Standorts des stationären Kommunikationsknotens, der die jeweilige Signalstärke unter dem Schwellenwert meldet, auszuwählen und die Übertragungsleistung der ausgewählten Richtantenne auf Grundlage der Signalstärke des jeweiligen stationären Kommunikationsknotens zu erhöhen.
Der Computer des Infrastrukturelements kann ferner dazu programmiert sein, den Datendurchsatz des Infrastrukturelements zu reduzieren, wenn bestimmt wird, dass eine Paketfehlerrate mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten einen Schwellenwert überschreitet.
Jeder der stationären Kommunikationsknoten kann einen Prozessor beinhalten, der dazu programmiert ist, die eine oder die mehreren Kommunikationsmetriken des jeweiligen Kommunikationsknotens zu bestimmen, eine von dem Infrastrukturelement empfangene Nachricht auf Grundlage eines Vergleichs der Tabelle der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken mit einem oder mehreren Schwellenwerten weiterzuleiten und die eine oder die mehreren Kommunikationsmetriken sowie ein oder mehrere Knotenidentifikationsdaten, die den Standort beinhalten, zu verbreiten.
Der Prozessor jedes der stationären Kommunikationsknoten kann ferner dazu programmiert sein, eine empfangene Nachricht zum Bestimmen der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken zu ignorieren, wenn bestimmt wird, dass die Nachricht von einer Nicht-Infrastruktur-Quelle, einschließlich eines Fahrzeugs und einer mobilen Vorrichtung, empfangen wurde.
Der Prozessor jedes stationären Kommunikationsknotens kann ferner dazu programmiert sein, eine von dem Infrastrukturelement empfangene Nachricht weiterzuleiten, wenn bestimmt wird, dass (i) eine Signalstärke unter einem Signalstärkenschwellenwert liegt oder eine Paketfehlerrate einen Paketfehlerratenschwellenwert überschreitet und (ii) ein Kanalbelegungsverhältnis unter dem Kanalbelegungsverhältnisschwellenwert liegt.
Installationsstandorte der Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten können auf Grundlage von Straßenstandorten, Kreuzungsstandorten im Abdeckungsbereich des Infrastrukturelements bestimmt werden.
Außerdem wird in dieser Schrift ein System offenbart, das eine Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten und ein Infrastrukturelement umfasst. Das Infrastrukturelement beinhaltet einen Computer, der dazu programmiert ist, eine oder mehrere Kommunikationsmetriken sowie Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem der Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten zu empfangen, eine Kommunikationsmetriktabelle zu erstellen, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten identifiziert und deren jeweilige Kommunikationsmetriken angibt, und auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle einen Übertragungsparameter des Infrastrukturelements einzustellen, wobei der Übertragungsparameter mindestens eines von einer Übertragungsleistung oder einer Datendurchsatzrate beinhaltet. Jeder der Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten beinhaltet einen Prozessor, der dazu programmiert ist, eine oder mehrere Kommunikationsmetriken des jeweiligen Kommunikationsknotens zu bestimmen, eine von dem Infrastrukturelement empfangene Nachricht auf Grundlage eines Vergleichs der Tabelle der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken mit einem oder mehreren Schwellenwerten weiterzuleiten und die eine oder die mehreren Kommunikationsmetriken sowie ein oder mehrere Knotenidentifikationsdaten, die einen Kommunikationsknotenstandort beinhalten, zu verbreiten.
Außerdem wird in dieser Schrift ein Verfahren offenbart, das ein Empfangen von einer oder mehreren Kommunikationsmetriken sowie Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem einer Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten, ein Erstellen einer Kommunikationsmetriktabelle, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten identifiziert und deren jeweilige Kommunikationsmetriken angibt, und ein Einstellen eines Übertragungsparameters eines Infrastrukturelements auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle umfasst, wobei der Übertragungsparameter mindestens eines von einer Übertragungsleistung oder einer Datendurchsatzrate beinhaltet.
Das Verfahren kann ferner ein Aktualisieren der Kommunikationsmetriktabelle auf Grundlage der empfangenen Daten beim Empfang von Daten, einschließlich (i) aktualisierten Kommunikationsmetriken von einem der stationären Kommunikationsknoten oder (ii) Kommunikationsmetriken eines neuen stationären Kommunikationsknotens innerhalb eines vorgegebenen Abdeckungsbereichs, beinhalten.
Das Verfahren kann ferner ein Erhöhen der Übertragungsleistung des Infrastrukturelements, wenn bestimmt wird, dass eine Signalstärke mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten innerhalb der vorgegebenen Reichweite unter einem Schwellenwert liegt, beinhalten.
Das Verfahren kann ferner ein Auswählen einer Richtantenne des Infrastrukturelements auf Grundlage einer Antennenrichtung und eines geografischen Standorts des stationären Kommunikationsknotens, der die jeweilige Signalstärke unter dem Schwellenwert meldet, und ein Erhöhen der Übertragungsleistung der ausgewählten Richtantenne auf Grundlage der Signalstärke des jeweiligen stationären Kommunikationsknotens beinhalten.
Das Verfahren kann ferner ein Reduzieren des Datendurchsatzes des Infrastrukturelements, wenn bestimmt wird, dass die Paketfehlerrate mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten einen Schwellenwert überschreitet, beinhalten.
Das Verfahren kann ferner ein Bestimmen der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken in jedem der stationären Kommunikationsknoten, ein Weiterleiten einer von dem Infrastrukturelement empfangenen Nachricht auf Grundlage eines Vergleichs der Tabelle der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken mit einem oder mehreren Schwellenwerten und ein Verbreiten der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken sowie eines oder mehrerer Knotenidentifikationsdaten, die den Standort beinhalten, beinhalten.
Das Verfahren kann ferner ein Ignorieren einer empfangenen Nachricht zum Bestimmen der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken in jedem der stationären Kommunikationsknoten, wenn bestimmt wird, dass die Nachricht von einer Nicht-Infrastruktur-Quelle, einschließlich eines Fahrzeugs und einer mobilen Vorrichtung, empfangen wurde, beinhalten.
Das Verfahren kann ferner ein Weiterleiten einer von dem Infrastrukturelement empfangenen Nachricht in jedem der stationären Kommunikationsknoten, wenn bestimmt wird, dass (i) eine Signalstärke unter einem Signalstärkenschwellenwert liegt oder eine Paketfehlerrate einen Paketfehlerratenschwellenwert überschreitet und (ii) ein Kanalbelegungsverhältnis unter dem Kanalbelegungsverhältnisschwellenwert liegt, beinhalten.
Außerdem wird eine Rechenvorrichtung offenbart, die dazu programmiert ist, beliebige der vorstehenden Verfahrensschritte auszuführen.
Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt offenbart, das ein computerlesbares Medium umfasst, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die von einem Computerprozessor ausgeführt werden können, um beliebige der vorstehenden Verfahrensschritte auszuführen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Fahrzeug veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm, das ein Infrastrukturelement und Kommunikationsknoten innerhalb eines Abdeckungsbereichs des Infrastrukturelements zeigt.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Betreiben des Infrastrukturelements aus 2.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Betreiben der Kommunikationsknoten aus 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Infrastrukturelement kann Nachrichten über drahtlose Kommunikationsnetzwerke und/oder -protokolle, z. B. Fahrzeug-zu-Allem(V2X)-Kommunikation, innerhalb eines Abdeckungsbereichs der Infrastruktur verbreiten, z. B. innerhalb einer Reichweite eines Funkfrequenzsenders (radio frequency transmitter - RF-Senders), wie etwa 1000 Metern (m) vom Standort des Infrastrukturelements. Eine Empfangsqualität von Nachrichten an einem Standort innerhalb des Abdeckungsbereichs der Infrastruktur kann jedoch aufgrund von Umgebungsmerkmalen, wie etwa Bäumen, Gebäuden usw., variieren. Im vorliegenden Kontext bezieht sich „Empfangsqualität“ auf einen oder mehrere Übertragungsqualitätsmesswerte, wie etwa Signalstärke, Paketfehlerrate, Kanalbelegungsverhältnis, Lücke zwischen Paketen usw., die an einem Empfänger, wie etwa einem Fahrzeug oder einem stationären Kommunikationsknoten innerhalb des Abdeckungsbereichs bestimmt werden.
Die Empfangsqualität von Nachrichten kann verbessert werden, indem Nachrichten von stationären Kommunikationsknoten innerhalb des Abdeckungsbereichs des Infrastrukturelements weitergeleitet werden. Ein beispielhaftes System beinhaltet einen Computer, z. B. eines Infrastrukturelements, der dazu programmiert sein kann, Kommunikationsmetriken und Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem einer Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten zu empfangen. Der Computer kann dazu programmiert sein, eine Kommunikationsmetriktabelle zu erstellen, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten und deren jeweilige Kommunikationsmetriken angibt. Dann kann der Computer auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle einen Übertragungsparameter des Infrastrukturelements einstellen. Der Übertragungsparameter enthält eine Übertragungsleistung und/oder eine Datendurchsatzrate 210.
1 veranschaulicht ein Fahrzeug 100, das in vielfältiger Weise angetrieben werden kann, z. B. mithilfe eines Elektromotors und/oder einer Brennkraftmaschine. Das Fahrzeug 100 kann ein Landfahrzeug wie etwa ein Auto, ein Lkw usw. sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Fahrzeug 100 eine Drohne, ein Roboter usw. sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug 100 ein Fahrrad, ein Motorrad usw. beinhalten. Ein Fahrzeug 100 kann einen Computer 110, (einen) Aktor(en) 120, (einen) Sensor(en) 130 und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS 140) sowie eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 160 beinhalten. Ein Bezugspunkt, wie etwa ein geometrischer Mittelpunkt 150, kann für ein Fahrzeug 100 vorgegeben sein, z. B. ein Punkt, an dem sich die jeweilige Längs- und Quermittellinie des Fahrzeugs 100 schneiden.
Der Computer 110 beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher, wie sie bekannt sind. Der Speicher beinhaltet eine oder mehrere Formen computerlesbarer Medien und speichert Anweisungen, die von dem Computer 110 ausgeführt werden können, um verschiedene Vorgänge, einschließlich der in dieser Schrift offenbarten, durchzuführen.
Der Computer 110 kann das jeweilige Fahrzeug 100 in einem autonomen, einem halbautonomen oder einem nichtautonomen (oder manuellen) Modus betreiben. Für die Zwecke dieser Offenbarung wird ein autonomer Modus als ein Modus definiert, in dem jedes von Antrieb, Bremsung und Lenkung des Fahrzeugs 100 von dem Computer 110 gesteuert wird; in einem halbautonomen Modus steuert der Computer 110 eines oder zwei von Antrieb, Bremsung und Lenkung des Fahrzeugs 100; in einem nichtautonomen Modus steuert ein menschlicher Bediener jedes von Antrieb, Bremsung und Lenkung des Fahrzeugs 100.
Der Computer 110 kann Programmierung zum Betreiben eines oder mehrerer von Bremsen, Antrieb (z. B. Steuern der Beschleunigung in dem Fahrzeug durch Steuern eines oder mehrerer von einer Brennkraftmaschine, einem Elektromotor, einem Hybridmotor usw.), Lenkung, Klimasteuerung, Innen- und/oder Außenbeleuchtung usw. des Fahrzeugs 100 sowie zum Bestimmen, ob und wann der Computer 110 derartige Vorgänge anstelle eines menschlichen Bedieners steuern soll, beinhalten. Zusätzlich kann der Computer 110 dazu programmiert sein, zu bestimmen, ob und wann ein menschlicher Bediener derartige Vorgänge steuern soll.
Der Computer 110 kann mehr als einen Prozessor, z. B. Steuerungen oder dergleichen, die in dem Fahrzeug zum Überwachen und/oder Steuern verschiedener Fahrzeugsteuerungen, z. B. einer Antriebsstrangsteuerung, einer Bremssteuerung, einer Lenkungssteuerung usw., enthalten sind, beinhalten oder kommunikativ daran gekoppelt sein, z. B. über einen Kommunikationsbus des Fahrzeugs 100, wie er nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Der Computer 110 ist im Allgemeinen zur Kommunikation in einem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk angeordnet, das einen Bus in dem Fahrzeug beinhalten kann, wie etwa ein Controller Area Network (CAN) oder dergleichen, und/oder andere drahtgebundene und/oder drahtlose Mechanismen.
Über das Netzwerk des Fahrzeugs 100 kann der Computer 110 Nachrichten an verschiedene Vorrichtungen in dem Fahrzeug übertragen und/oder Nachrichten von den verschiedenen Vorrichtungen, z. B. einem Aktor 120, einer MMS 140 usw., empfangen. Zusätzlich oder alternativ kann in Fällen, in denen der Computer 110 tatsächlich eine Vielzahl von Vorrichtungen umfasst, das Kommunikationsnetzwerk des Fahrzeugs 100 zur Kommunikation zwischen Vorrichtungen verwendet werden, die in dieser Offenbarung als der Computer 110 dargestellt sind. Ferner können, wie nachstehend erwähnt, verschiedene Steuerungen und/oder Sensoren dem Computer 110 Daten über das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk bereitstellen.
Die Aktoren 120 des Fahrzeugs 100 sind über Schaltungen, Chips oder andere elektronische und/oder mechanische Komponenten umgesetzt, die verschiedene Fahrzeugteilsysteme gemäß zweckmäßigen Steuersignalen betätigen können, wie es bekannt ist. Die Aktoren 120 können verwendet werden, um Bremsung, Beschleunigung und Lenkung eines Fahrzeugs 100 zu steuern.
Die Sensoren 130 können vielfältige Vorrichtungen zum Bereitstellen von Daten an den Computer 110, wie sie bekannt sind, beinhalten. Zum Beispiel können die Sensoren 130 (einen) Light-Detection-and-Ranging-Sensor(en) (LIDAR-Sensor(en)) 130 usw. beinhalten, die oben an dem Fahrzeug 100, hinter einer vorderen Windschutzscheibe des Fahrzeugs 100, um das Fahrzeug 100 herum usw. angeordnet sind und relative Standorte, Größen und Formen von Objekten um das Fahrzeug 100 bereitstellen. Als ein anderes Beispiel können ein oder mehrere Radarsensoren 130, die an Stoßfängern des Fahrzeugs 100 befestigt sind, Daten bereitstellen, die Standorte der Objekte, zweite Fahrzeuge 100 usw. in Bezug auf den Standort des Fahrzeugs 100 bereitstellen. Die Sensoren 130 können ferner alternativ oder zusätzlich (einen) Kamerasensor(en) 130 beinhalten, z. B. mit Sicht nach vorne, zur Seite usw., die Bilder von einem Bereich um das Fahrzeug 100 bereitstellen.
Das Fahrzeug 100 kann einen Standort, z. B. Standortkoordinaten des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS), des Fahrzeugs 100 in Bezug auf ein Koordinatensystem 270 bestimmen, z. B. auf Grundlage von Daten, die von einem Sensor des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) 130 des Fahrzeugs 100 empfangen werden. Zusätzlich kann der Computer 110 dazu programmiert sein, eine Richtung der Bewegung des Fahrzeugs 100 zu bestimmen, z. B. auf Grundlage von Daten, die von dem GPS-Sensor 130 empfangen werden.
Die MMS 140 kann dazu konfiguriert sein, während des Betriebs des Fahrzeugs 100 Eingaben von einem menschlichen Bediener zu empfangen. Darüber hinaus kann eine MMS 140 dazu konfiguriert sein, dem Benutzer Informationen z. B. über eine visuelle und/oder eine akustische Ausgabe anzuzeigen. Somit kann sich eine MMS 140 in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 100 befinden und einen oder mehrere Mechanismen zur Benutzereingabe beinhalten.
Der Computer 110 kann dazu konfiguriert sein, über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 160 mit anderen Fahrzeugen 100 zu kommunizieren, z. B. über ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)-, ein Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2I)- und/oder ein Fahrzeug-zu-Allem(V2X)-Kommunikationsnetzwerk (d. h. eine Kommunikation, die V2V und V2I beinhalten kann). Die Kommunikationsschnittstelle 160 kann Elemente zum Senden (d. h. Übertragen) und Empfangen von Funkfrequenzkommunikation (RF-Kommunikation) beinhalten, z. B. Chips, (eine) Antenne(n), (einen) Sendeempfänger usw. Die V2X-Kommunikation stellt einen oder mehrere Mechanismen dar, über welche Computer 110 von Fahrzeugen 100 mit anderen Fahrzeugen 100 und/oder (einem) Infrastrukturelement(en) 210 (siehe 2) kommunizieren können und kann einer oder mehrere von drahtlosen Kommunikationsmechanismen sein, einschließlich einer beliebigen gewünschten Kombination aus drahtlosen und drahtgebundenen Kommunikationsmechanismen und einer beliebigen gewünschten Netzwerktopologie (oder -topologien, wenn eine Vielzahl von Kommunikationsmechanismen verwendet wird). Beispielhafte V2X-Kommunikationsprotokolle beinhalten Mobilfunk, IEEE 802.11, dedizierte Nahbereichskommunikation (dedicated short range communication - DSRC) und/oder Weitverkehrsnetzwerke (wide area network- WAN) einschließlich des Internets, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen. DSRC kann drahtlose Kommunikationskanäle zur Einweg- oder Zweiwegkommunikation im Nahbereich bis mittleren Bereich aufweisen. Ein V2X-Kommunikationsnetzwerk kann mehrere Kanäle aufweisen, die jeweils durch eine Kennung identifiziert werden. Zum Beispiel kann ein Kanal 172 für grundlegende Sicherheitsnachrichten (basic safety messages - BSM) in einem V2X-Netzwerk verwendet werden.
2 veranschaulicht ein System 200, das eine Vielzahl von Fahrzeugen 100 und ein Infrastrukturelement 210, einschließlich eines Computers 220, (eine) Straße(n) 230 mit (einer) Kreuzung(en) 240 und eine Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten 250 in einem Abdeckungsbereich 260 beinhaltet. Wenngleich nur eine Kreuzung 240 gezeigt ist, können sich in Wirklichkeit eine oder mehrere Kreuzungen 240 innerhalb des Abdeckungsbereichs 260 befinden. Verschiedene Arten von Umgebungsmerkmalen, wie etwa Vegetation, Gebäude, Hügel usw., können sich innerhalb des Abdeckungsbereichs 260 befinden. Wenngleich nur ein Infrastrukturelement 210 gezeigt ist, können mehrere Infrastrukturelemente 210 innerhalb einer Region installiert sein und überlappende Abdeckungsbereiche 260 aufweisen, wie nachstehend ausführlicher erörtert.
Der Infrastrukturcomputer 220 beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher, wie sie bekannt sind. Der Speicher beinhaltet eine oder mehrere Formen computerlesbarer Medien und speichert Anweisungen, die von dem Computer 220 ausgeführt werden können, um verschiedene Vorgänge, einschließlich der in dieser Schrift offenbarten, durchzuführen. Der Computer 220 kann dazu konfiguriert sein, durch ein oder mehrere Infrastrukturelemente über ein V2X-Kommunikationsprotokoll, z. B. DSRC oder dergleichen, mit Fahrzeugen 100 zu kommunizieren.
Ein Infrastrukturelement 210 kann Chips, (eine) Antenne(n), (einen) Sendeempfänger usw. beinhalten. Das Infrastrukturelement 210 kann einen vorgegebenen Kommunikationsabdeckungsbereich (oder Bereich 260) aufweisen. Im vorliegenden Kontext ist ein Abdeckungsbereich 260 ein Bereich, in dem die Infrastruktur 210 mit einem anderen Computer, z. B. einem Computer 110 eines Fahrzeugs 100, einem stationären Kommunikationsknoten 250, einer mobilen Vorrichtung eines Fußgängers usw., kommunizieren kann. Die Abmessungen und/oder die Form des Bereichs 260 beruhen in der Regel auf einer Kommunikationstechnik, einer Kommunikationsfrequenz, einer Kommunikationsleistung usw. des Infrastrukturelements 210 sowie auf Umgebungsfaktoren, einer Topografie (d. h. einer Anordnung natürlicher und künstlicher physischer Merkmale eines Bereichs) des Bereichs 260 usw. In einem Beispiel ist ein Bereich 260 kreisförmig und umgibt einen Standort des Infrastrukturelements 210 mit einem Durchmesser von 1000 Metern (m). In einem anderen Beispiel (nicht gezeigt) kann ein Bereich 260 rechteckig und auf den Standort des Infrastrukturelements 210 zentriert sein, mit einer Seitenlänge von 2000 m. Ein Standort und die Abmessungen eines Abdeckungsbereichs 260 können in Bezug auf ein Koordinatensystem, z. B. ein kartesisches Koordinatensystem 270, vorgegeben sein. In einem kartesischen Koordinatensystem 270 können Koordinaten von Punkten durch X-, Y- und Z-Koordinaten angegeben werden. X- und Y-Koordinaten, d. h. horizontale Koordinaten, können Koordinaten des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) (d. h. Quer- und Längskoordinaten) oder dergleichen sein, wohingegen eine Z-Koordinate eine vertikale Komponente zu einem Standort, d. h. eine Höhe (oder Erhebung) eines Punkts von einer vorgegebenen horizontalen Ebene, z. B. dem Meeresspiegel, angeben kann.
Das Infrastrukturelement 210 kann an einem Standort in einem Bereich 260 platziert, in der Regel dauerhaft befestigt, sein, z. B. an einem stationären Objekt, wie etwa einer Stange, einem Pfosten, einer Straßenüberführung, einem Schild usw., montiert sein. Wie in 2 gezeigt, können sich mehrere Fahrzeuge 100 auf der/den Straße(n) 230 innerhalb des Abdeckungsbereichs 260 des Infrastrukturelements 210 befinden. Die Straße(n) 230 kann bzw. können in zwei Richtungen (wie in 2 gezeigt) oder in eine Richtung verlaufen. Die Straßen 230 können in jeder Richtung eine oder mehrere Spuren aufweisen.
Der Infrastrukturelementcomputer 220 kann dazu programmiert sein, über das drahtlose Netzwerk V2X Nachrichten, einschließlich Daten wie etwa Wetterdaten, Straßenzustand usw., zu übertragen. Tabelle 1 zeigt einen beispielhaften Datensatz, der in einer von einem Infrastrukturelement 210 übertragenen Nachricht enthalten ist. Eine Nachricht beinhaltet in der Regel Kopfdaten und Nutzdaten. Die Kopfdaten können einen Zeitstempel, der einen Zeitpunkt des Sendens der Nachricht angibt, eine Kennung der Nachrichtenquelle und einen sequentiellen Zähler beinhalten. Die Nutzdaten können SPAT (Ampelphasen und Zeit), MAP (Kartendaten), von dem Infrastrukturcomputer 220 detektierte Straßenbenutzer und/oder andere Daten beinhalten.
Ein Zeitstempel gibt einen Zeitpunkt Erstellung und/oder Übertragung einer Nachricht an. Der Zeitstempel kann auf Grundlage einer lokalen Uhr in dem Computer 220, von einem entfernten Computer empfangener Daten usw. bestimmt werden.
Ein sequentieller Zähler ist ein Zähler, der sich beim Senden einer Nachricht jeweils um eine vorgegebene Zahl erhöht, z. B. Addieren von 1 (eins), wenn von einer Startzahl, z. B. 0 (null), bis zu einer Endzahl, z. B. 100, gezählt und dann auf die Startzahl zurückgesetzt wird. Ein sequentieller Zähler ermöglicht es einem Empfänger von Nachrichten, zu bestimmen, ob eine oder mehrere Nachrichten empfangen wurden oder nicht. Beispielsweise kann ein Empfänger beim Empfang einer Nachricht bestimmen, dass eine vorherige Nachricht nicht empfangen wurde, z. B. wenn der Nachrichtenzählerwert 12 beträgt und ein Zähler der zuletzt empfangenen Nachricht 10 betrug. Anders ausgedrückt bestimmt der Empfänger auf Grundlage eines dem Empfänger bekannten vorgegebenen Erhöhungsschritts von 1 (eins), dass eine Nachricht mit einem Nachrichtenzähler von 10 nicht empfangen wurde.

Eine Quellenkennung identifiziert die Quelle einer Nachricht. Somit kann ein Empfänger auf Grundlage einer Quellenkennung, die in einer empfangenen Nachricht enthalten ist, erkennen, ob eine Nachricht von einem Infrastrukturelement 210, einem Fahrzeug 100 usw. empfangen wurde. Tabelle 1

Nachrichtenabschnitt	Datenelement	Beschreibung
Kopfdaten	Zeitstempel	Ein Zeitpunkt der Erstellung und/oder Übertragung.
	Sequenznummer	Eine sequentiell ansteigende und zurückgesetzte Zahl, z. B. null bis 100.
	Quelle	Eine Kennung der Nachrichtenquelle, z. B. eine
		Kennung eines Infrastrukturelements.
Nutzdaten	SPaT (Ampelphasen und Zeit)	Erlaubnis im Zusammenhang mit Manövern des Fahrzeugs, z. B. an einer Kreuzung.
Nutzdaten	MAP	Topologische Definition von Fahrspuren (z. B. Standortkoordinaten), Arten von Spuren (z. B. Straße, Autobahn usw.), Verbindungen zwischen Spuren (z. B. Brücken, Kreuzungen usw.), Spurbeschränkungen (z. B. Überholverbot, Geschwindigkeitsbegrenzung usw.)
Nutzdaten	Infrastrukturobj ektdetektion	Zustände von Objekten, wie etwa Straßenbenutzern, in der Umgebung der Infrastruktur, einschließlich Position, Fahrt-/Gehrichtung, Geschwindigkeit usw.

Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, Kommunikationsmetriken und Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem der mehreren stationären Kommunikationsknoten 250 in einem Abdeckungsbereich 260 zu empfangen. Die Knotenidentifikationsdaten geben im vorliegenden Kontext (i) einen Standort des Knotens 250, z. B. GPS-Standortkoordinaten, (ii) eine Kennung eines Knotens, z. B. eine Kombination aus Zahlen und Buchstaben usw., an. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, eine Kommunikationsmetriktabelle zu erstellen, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten 250 identifiziert und deren jeweiligen Kommunikationsmetriken angibt. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle einen Übertragungsparameter des Infrastrukturelements 210 einzustellen.
Der Übertragungsparameter ist im vorliegenden Kontext ein Parameter, der eine Übertragung von Daten von dem Infrastrukturelement 210 steuert, wie etwa eine Übertragungsleistung P, eine Datendurchsatzrate R oder dergleichen. Eine Übertragungsleistung P stellt eine Menge an elektromagnetischer Leistung dar, die z. B. in Dezibel Milliwatt (dBm) angegeben wird. Wie nachstehend ausführlicher erötert, kann der Computer 220 eine Kommunikationsschnittstelle des Infrastrukturelements 210 betätigen, um die Leistung P zum Übertragen der V2X-Nachrichten auszustrahlen. Eine Datendurchsatzrate R stellt eine Übertragungsrate einer V2X-Nachricht dar, die z. B. in Nachrichten pro Sekunde (messages per second - msg/sec), Hertz (Hz) usw. angegeben wird. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann der Computer 220 eine Kommunikationsschnittstelle des Infrastrukturelements 210 betätigen, um eine Datendurchsatzrate R des Infrastrukturelements 210 einzustellen.
In dem vorliegenden Kontext ist eine Kommunikationsmetrik ein Messwert einer drahtlosen Übertragung, z. B. einer oder mehrerer Nachrichten, die von einem Infrastrukturelement 210 gesendet und an einem Standort innerhalb eines Abdeckungsbereichs 260 des jeweiligen Abdeckungsbereichs 260 empfangen werden. Somit wird eine Kommunikationsmetrik für einen Standort angegeben und kann von einem ersten Standort zu einem zweiten Standort innerhalb des Abdeckungsbereichs 260 variieren, z. B. abhängig von physischen Merkmalen des Bereichs 260, einer Entfernung von dem Infrastrukturelement 210 usw. Eine Kommunikationsmetrik beinhaltet in der Regel eine empfangene Signalstärke RSS (received signal strength), eine Paketfehlerrate PER (packet error rate), ein Kanalbelegungsverhältnis CBR (canal busy ratio) und/oder eine Lücke zwischen Paketen IPG (inter-packet gap).
Eine empfangene Signalstärke RSS gibt eine empfangene Signalleistung an, die z. B. in dBm angegeben wird. Eine Paketfehlerrate PER gibt einen Prozentsatz der Nachrichten an, die verloren gehen und/oder nicht korrekt decodiert werden können. Eine Lücke zwischen Paketen IPG gibt ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nachrichten an, die von einem Infrastrukturelement 210 empfangen werden; sie wird z. B. in Millisekunden (ms) gemessen.
Ein Kanalbelegungsverhältnis (CBR) eines Kanals ist ein Anteil der Kanalzeit, bei dem die am Kanal gemessene Energie über einem vorgegebenen Schwellenwert für eine Freikanalanalyse (clear channel assessment - CCA) liegt. Zum Beispiel kann ein Kanalbelegungsverhältnis CBR gemessen werden, indem eine Zeitdauer in dem vorgegebenen Zeitraum bestimmt wird, in der eine Stärke eines Kanalsignals einen Schwellenwert überschreitet. Ein Kanalbelegungsverhältnis kann als ein Prozentsatz angegeben werden, z. B. in einem Bereich von 0 % (null Prozent), was bedeutet, dass der Kanal nicht genutzt wird, bis 100 %, was bedeutet, dass der Kanal vollständig genutzt wird. Alternativ kann ein Kanalbelegungsverhältnis in anderer Weise angegeben werden, z. B. mit einer numerischen Skala, wie etwa von null bis eins, wobei null keine Nutzung und eins eine vollständige Nutzung bedeutet. Für jeden Kanal einer Vielzahl in einem V2X-Kommunikationsnetzwerk verfügbarer Kanäle kann ein Kanalbelegungsverhältnis angegeben werden. Somit können unterschiedliche Kanäle eines V2X-Kommunikationsnetzwerks unterschiedliche Kanalbelegungsverhältnisse aufweisen. Ein Computer, wie etwa ein Computer 220 eines Infrastrukturelements 210 und/oder ein Computer 280 eines Kommunikationsknotens 250, kann dazu programmiert sein, jeweilige Kanalbelegungsverhältnisse für einen oder mehrere Kanäle eines V2X-Kommunikationsnetzwerks zu bestimmen. Der Computer 220 und/oder der Computer 280 eines Kommunikationsknotens 250 kann Chips und/oder andere dedizierte elektronische Komponenten, wie etwa eine ASIC (application specific integrated circuit - anwendungsspezifische integrierte Schaltung) beinhalten, die dazu konfiguriert sind, ein Kanalbelegungsverhältnis eines oder mehrerer Kommunikationskanäle zu messen.
Ein Kommunikationsknoten 250 ist ein System, das Kommunikationsmetriken empfangener drahtloser Nachrichten misst und die empfangenen Nachrichten wiederholt, wenn dies auf Grundlage der gemessenen Kommunikationsmetriken gerechtfertigt ist. Ein Kommunikationsknoten 250 ist ein System, das eine Antenne zur V2X-Kommunikation und einen Computer 280 (nicht für jeden der Kommunikationsknoten 250 in 2 gezeigt) beinhaltet, der einen Speicher und einen Prozessor beinhaltet, die dazu programmiert sind, über die V2X-Kommunikation mit dem/den Infrastrukturelement(en) 210 zu kommunizieren. Zusätzlich kann ein Kommunikationsknoten 250 über ein drahtgebundenes Kommunikationsnetzwerk mit einem Infrastrukturcomputer 220 kommunizieren. Der Kommunikationsknoten 250 kann Nachrichten von einem oder mehreren Infrastrukturelementen 210 empfangen und Nachrichten weiter verbreiten. Eine Reichweite eines Kommunikationsknotens 250 zum Verbreiten von Nachrichten über das V2X-Kommunikationsnetzwerk kann sich von dem des Infrastrukturelements 210 unterscheiden. Anders ausgedrückt kann sich ein Abdeckungsbereich des Kommunikationsknotens 250 von einem Abdeckungsbereich 260 eines Infrastrukturelements 210 unterscheiden, z.B. 100 m, 300 m usw.
In der Regel befindet sich eine Vielzahl von Kommunikationsknoten 250 innerhalb des Abdeckungsbereichs 260 des Infrastrukturelements 210. Zusätzlich oder alternativ können sich die Abdeckungsbereiche 260 von zwei oder mehr Infrastrukturelementen 210 überlappen. Somit kann ein Kommunikationsknoten 250 innerhalb jedes einander überlappender Bereiche 260 mit mehreren Infrastrukturelementen 210 kommunizieren. Ein Computer 280 eines Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, die Kommunikationsmetriken von Nachrichten zu bestimmen, die von einem Infrastrukturelement 210 empfangen werden, und die bestimmten Metriken an das jeweilige Infrastrukturelement 210 zu übertragen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Kommunikationsknoten 250 eine dedizierte elektronische Schaltung beinhalten, die eine ASIC beinhaltet, die für einen bestimmten Vorgang hergestellt wurde, z. B. eine ASIC zum Messen von Kommunikationsmetriken und/oder Weiterleiten der Nachrichten. In einem anderen Beispiel kann ein Kommunikationsknoten ein FPGA beinhalten, bei dem es sich um eine integrierte Schaltung handelt, die so hergestellt ist, dass sie von einem Benutzer konfiguriert werden kann. In der Regel wird in der elektronischen Designautomatisierung eine Hardware-Beschreibungssprache, wie etwa VHDL (Hardware-Beschreibungssprache für integrierte Schaltungen mit sehr hoher Geschwindigkeit), verwendet, um digitale und Mischsignal-Systeme, wie etwa FPGA und ASIC, zu beschreiben. Zum Beispiel wird eine ASIC auf Grundlage einer vor der Herstellung bereitgestellten VHDL-Programmierung hergestellt, wohingegen logische Komponenten im Inneren eines FPGA auf Grundlage einer VHDL-Programmierung konfiguriert werden, die z. B. in einem Speicher gespeichert ist, der elektrisch mit der FPGA-Schaltung verbunden ist. In einigen Beispielen kann eine Kombination aus Prozessor(en), ASIC(s) und/oder FPGA-Schaltungen in einer Chipbaugruppe enthalten sein.
Ein Kommunikationsknoten 250 kann einen Standortsensor, z. B. einen GPS-Sensor, beinhalten und der Computer 280 kann dazu programmiert sein, auf Grundlage von Daten, die von dem Standortsensor empfangen werden, Standortkoordinaten des Kommunikationsknotens 250 in Bezug auf das Koordinatensystem 270 zu bestimmen. Zusätzlich oder alternativ können die Standortdaten des Kommunikationsknotens 250 in einem Speicher des Computers 280 gespeichert werden, z. B. bei Installation des Knotens 250 an einem Standort, z. B. an einer Stange, einer Leitplanke, einem Überführungsgerüst, einem Brückenkörper usw., da der Kommunikationsknoten 250 stationär ist.
Ein Computer 280 eines Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, auf Grundlage einer Kennung der Nachrichtenquelle (siehe Beispiel in Tabelle 1), die in den empfangenen Nachrichten enthalten ist, eine oder mehrere einem Infrastrukturelement 210 entsprechende Kommunikationsmetriken zu bestimmen. Demnach kann der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 für die Zwecke der Bestimmung von Kommunikationsmetriken dazu programmiert sein, eine Nachricht zu ignorieren, die von einer Nicht-Infrastruktur-Quelle, einschließlich eines Fahrzeugs 100, einer mobilen Vorrichtung usw. empfangen wird. Wie vorstehend erörtert kann ein Kommunikationsknoten 250 Nachrichten von mehr als einem Infrastrukturelement 210 empfangen, wenn sich der Knoten 250 in jedem der mehreren einander überlappenden Abdeckungsbereiche 260 befindet. Beispielsweise kann der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 dazu programmiert sein, (i) einen ersten Satz von Kommunikationsmetriken für ein erstes Infrastrukturelement 210 auf Grundlage von Nachrichten zu bestimmen, die von dem ersten Infrastrukturelement 210 empfangen werden, und (ii) einen zweiten Satz von Kommunikationsmetriken für ein zweites Infrastrukturelement 210 auf Grundlage von Nachrichten zu bestimmen, die von dem zweiten Infrastrukturelement empfangen werden.
Der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, eine empfangene Signalstärke RSS der Nachrichten, die von einem Infrastrukturelement 210 empfangen werden, auf Grundlage von Daten zu bestimmen, die von der Antenne des Kommunikationsknotens 250 empfangen werden, z. B. einer Amplitude eines empfangenen Funkfrequenzsignals an einer Empfangsschaltung des Kommunikationsknotens 250.
Der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, eine Paketfehlerrate PER zu bestimmen, indem er einen Satz aufeinanderfolgend empfangener Nachrichten analysiert und bestimmt, wie viele Nachrichten fehlen, z. B. auf Grundlage einer Sequenznummer der Nachrichten, die in den Kopfdaten der Nachrichten gespeichert ist. In einem Beispiel kann der Computer 280 dazu programmiert sein, einen Satz aufeinanderfolgend empfangener Nachrichten, d. h. einen „Verlauf empfangener Nachrichten“, in einem FIFO-Speicher (First-In First-Out) speichert. Der Computer 280 kann dazu programmiert sein, z. B. die in den letzten 5 Sekunden (s) empfangenen Nachrichten zu speichern. Der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, z. B. auf Grundlage der Gleichung (1), Nachrichten auf Grundlage eines beweglichen Zeitfensters von einem Startzeitpunkt Tstart bis zu einem aktuellen Zeitpunkt t zu speichern. Der Zeitpunkt t₀ ist ein Zeitpunkt des Starts des Betriebs des Kommunikationsknotens 250, z. B. des Anschaltens des Kommunikationsknotens 250, z. B. 0 (null). Anders ausgedrückt kann der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 dazu programmiert sein, bis zu 5 Sekunden der zuletzt empfangenen Nachrichten zu speichern. Wenn zum Beispiel der Computer 280 vor 2 s angeschaltet wurde, beinhaltet der Verlauf der letzten Nachrichten, z. B. der FIFO-Speicher, die Nachrichten der letzten 2 s. Der Computer 280 kann dazu programmiert sein, Daten aus Nachrichten außerhalb des Zeitfensters, d. h. Nachrichten vor Tstart, zu beseitigen. $T_{start} = max (t_{0}, t - 5)$
Der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, z. B. auf Grundlage von Gleichung (2), die Paketfehlerrate PER auf Grundlage des gespeicherten Verlaufs der empfangenen Nachrichten zu bestimmen. Der Computer des Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, eine Anzahl der gesamten Daten (z. B. eine Anzahl der gesamten Nachrichten) für die Zeit vom Startzeitpunkt Tstart bis zum aktuellen Zeitpunkt t zu bestimmen, z. B. auf Grundlage einer Zykluszeit einer von dem Infrastrukturelement 210 empfangenen Nachricht. Beispielsweise kann der Computer des Kommunikationsknotens 250 auf Grundlage einer Zykluszeit von 100 ms bestimmen, dass eine Anzahl der gesamten Daten 50 Nachrichten beträgt. Der Computer des Kommunikationsknotens 250 kann eine Anzahl fehlender Daten, z. B. eine Anzahl fehlender Nachrichten, auf Grundlage verschiedener Techniken bestimmen. In einem Beispiel kann der Computer des Kommunikationsknotens 250 dazu programmiert sein, eine Anzahl fehlender Nachrichten auf Grundlage der Sequenznummer der empfangenen Nachrichten zu bestimmen, wie vorstehend in Bezug auf Tabelle 1 erörtert. $PER = \frac{Anzahl fehlender Daten}{Anzahl der gesamten Daten}$
Wie vorstehend erörtert, kann ein Kommunikationsknoten 250, der sich innerhalb jedes mehrerer einander überlappender Abdeckungsbereiche 260 befindet, Nachrichten von mehreren Infrastrukturelementen 210 empfangen. Demnach kann der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 dazu programmiert sein, einen Verlauf der empfangenen Nachrichten pro Infrastrukturelement 210 zu speichern, z. B. einen ersten Verlauf der in den letzten 5 Sekunden von einem ersten Infrastrukturelement 210 empfangenen Nachrichten und einen zweiten Verlauf der in den letzten 5 Sekunden von einem zweiten Infrastrukturelement 210 empfangenen Nachrichten. Infolgedessen kann der Computer des Kommunikationsknotens 250 dazu programmiert sein, dass er eine erste Paketfehlerrate PER für das erste Infrastrukturelement 210 und eine zweite Paketfehlerrate PER für das zweite Infrastrukturelement 210 zu bestimmen.
Ein Computer eines Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, eine Lücke zwischen Paketen IPG auf Grundlage von Zeitstempeln der empfangenen Nachrichten zu bestimmen, z. B. einer Differenz zwischen dem Zeitstempel der zuletzt empfangenen Nachricht und einem Zeitstempel der vorherigen Nachricht (anders ausgedrückt einer Zeitstempeldifferenz zwischen den beiden letzten aufeinanderfolgend empfangenen Nachrichten).

Der Prozessor jedes der Kommunikationsknoten 250 kann dazu programmiert sein, die bestimmten Kommunikationsmetriken des jeweiligen Kommunikationsknotens 250 sowie Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Standortdaten des Knotens 250, an das Infrastrukturelement 210 zu übertragen. Tabelle 2 zeigt einen beispielhaften Datensatz, den jeder Knoten 250 an das Infrastrukturelement 210 übertragen kann. Tabelle 2

Datenelement	Beschreibung
Infrastrukturelementskennung	Eine Kennung des Infrastrukturelements, auf deren Grundlage die Kommunikationsmetrik bestimmt wird.
Kommunikationsknotenstandort	Standortkoordinaten des Knotens, z. B. GPS-Koordinaten
IPG	Lücke zwischen Paketen
RSS	Empfangene Signalstärke
PER	Paketfehlerrate

In einem Beispiel kann ein Kommunikationsknoten 250, wenn sich der Kommunikationsknoten 250 innerhalb eines überlappenden Abdeckungsbereichs eines ersten und eines zweiten Infrastrukturelements 210 befindet, (i) einen ersten Datensatz gemäß Tabelle 2, einschließlich einer Kennung des ersten Infrastrukturelements 210, an das erste Infrastrukturelement 210 übertragen und (ii) einen zweiten Datensatz gemäß Tabelle 2, einschließlich der Kennung des zweiten Infrastrukturelements 210, an das zweite Infrastrukturelement 210 übertragen. Somit kann jedes der Infrastrukturelemente 210 den entsprechenden Datensatz auf Grundlage der entsprechenden Kennung des Elements 210, die in dem jeweiligen Datensatz enthalten ist, erkennen.
Ein Computer 280 eines Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, auf Grundlage eines Vergleichs der bestimmten Kommunikationsmetriktabelle mit einem oder mehreren Schwellenwerten, z. B. einem Schwellenwert der Paketfehlerrate, einem Schwellenwert der empfangenen Signalstärke, einem Schwellenwert der Lücke zwischen Paketen, zu bestimmen, eine von einem Infrastrukturelement 210 empfangene Nachricht weiterzuleiten.
In dem vorliegenden Kontext bedeutet das Weiterleiten durch einen Kommunikationsknoten 250, dass der Kommunikationsknoten 250 die Nachricht, die von einem Infrastrukturelement 210 empfangen wurde, erneut sendet. In der Regel weist eine weitergeleitete Nachricht die gleiche Datenlast oder den gleichen Inhalt auf wie eine ursprüngliche Nachricht. Der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert, eine von dem Infrastrukturelement empfangene Nachricht weiterzuleiten, wenn bestimmt wird, dass (i) eine empfangene Signalstärke RSS unter dem Signalstärkenschwellenwert, z. B. -75 dBm, liegt oder eine Paketfehlerrate (PER) einen PER-Schwellenwert, z. B. 70 %, überschreitet und (ii) ein Kanalbelegungsverhältnis (CBR) unter einem CBR-Schwellenwert, z. B. 60 %, liegt. Der Computer 280 des Kommunikationsknotens 250 kann auf Grundlage des Kanalbelegungsverhältnisses bestimmen, ob eine Nachricht weitergeleitet werden soll, da ein Weiterleiten der Nachricht ein CBR des Kommunikationskanal erhöhen kann. Zusätzlich oder alternativ kann ein Kommunikationsknoten 250 eine ursprüngliche Nachricht des Infrastrukturelements 210 über das Internet oder dergleichen empfangen, z. B. von einem Cloud-Server. Dies kann dabei helfen, die ursprüngliche Nachricht zum Weiterleiten zu empfangen, wenn der Kommunikationsknoten 250 die Nachrichten über das V2X-Netzwerk nicht empfängt, z. B. aufgrund einer Paketfehlerrate PER von 80 % oder mehr.
Die Standorte der Kommunikationsknoten 250 werden auf Grundlage von Standorten von Straßen 230, Standorten von Kreuzungen 240 in dem Abdeckungsbereich 260 des Infrastrukturelements 210 bestimmt. Beispielsweise können die Kommunikationsknoten 250 in der Nähe (z. B. innerhalb von 100 Metern) von Kreuzungen installiert sein. Die Kommunikationsknoten 250 können hauptsächlich auf einer Seite der Straße 230 installiert sein, die zu einer Kreuzung 240 führt, verglichen mit einer Seite der Straße 230, die von der Kreuzung 240 wegführt.
Nun in Bezug auf den Betrieb der Infrastruktur 210 kann der Computer 220 dazu programmiert sein, auf Grundlage von Daten (siehe z. B. Tabelle 2), die von den Kommunikationsknoten 250 innerhalb des Abdeckungsbereichs 260 der Knoten 250 empfangen werden, eine Kommunikationsmetriktabelle für das Infrastrukturelement 210 zu erstellen. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, die Kommunikationsmetriktabelle von Daten zu erstellen, die von den Kommunikationsknoten 250 empfangen werden. Tabelle 3 zeigt eine beispielhafte Kommunikationsmetriktabelle des Infrastrukturelements 210. Tabelle 3 beinhaltet Daten von n Kommunikationsknoten 250. Jede Zeile gibt Standortkoordinaten eines Kommunikationsknotens 250, z. B. GPS-Standortkoordinaten, und empfangene Kommunikationsmetriken des jeweiligen Kommunikationsknotens 250 an. Tabelle 3

Standortkoordinaten PER IPG RSS

x₁, y₁ PER₁ IPG₁ RSS₁

··· ··· ···

x_n, y_n PER_n IPG_n RSS_n
Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, die Kommunikationsmetriktabelle beim Empfang von Daten, einschließlich aktualisierten Kommunikationsmetriken von einem der stationären Kommunikationsknoten, die bereits in der Kommunikationsmetriktabelle vorhanden sind, auf Grundlage der empfangenen Daten zu aktualisieren. Zusätzlich oder alternativ kann der Computer 220 dazu programmiert sein, die Kommunikationsmetriktabelle auf Grundlage von Kommunikationsmetriken eines neuen stationären Kommunikationsknotens 250 innerhalb des vorgegebenen Abdeckungsbereichs 260 zu aktualisieren. Anders ausgedrückt kann der Computer 220 beim Empfang von Daten von einem Kommunikationsknoten 250 dazu programmiert sein, zu bestimmen, ob die Metriken des Kommunikationsknotens 250 zuvor in die Kommunikationsmetriktabelle eingegeben wurden, z. B. indem er überprüft, ob eine Zeile mit übereinstimmenden Knotenidentifikationsdaten (z. B. Standortkoordinaten) in der Kommunikationsmetriktabelle vorhanden ist. Im vorliegenden Kontext stimmen Knotenidentifikationsdaten für einen Knoten 250 mit einer Zeile der Tabelle überein, wenn eine Entfernung zwischen dem durch die Tabelle in der jeweiligen Reihe identifizierten Standort und dem Standort des Knotens 250 unter einem Entfernungsschwellenwert, z. B. 5 Metern, liegt. Wenn bestimmt wird, dass die Daten des jeweiligen Kommunikationsknotens 250 zuvor in der Kommunikationsmetriktabelle gespeichert wurden, kann der Computer 220 die Metriken aktualisieren, z. B. Aktualisieren einer beliebigen der Metriken, wie etwa der Paketfehlerrate PER, unter Verwendung der empfangenen Daten. Wenn bestimmt wird, dass die Daten des jeweiligen Kommunikationsknotens 250 nicht in der Kommunikationsmetriktabelle vorhanden sind, z. B. keine Zeile mit übereinstimmenden Standortkoordinaten in der Metriktabelle vorhanden ist, kann der Computer 220 eine neue Zeile, z. B. eine als n+1 indizierte Zeile, auf Grundlage der empfangenen Daten zu der Kommunikationsmetriktabelle hinzufügen.
Wie vorstehend erörtert, kann ein Computer 280 eines Kommunikationsknotens 250 dazu programmiert sein, von dem Infrastrukturelement 210 empfangene Nachrichten auf Grundlage der Kommunikationsmetriken des Knotens 250 weiterzuleiten. Zusätzlich oder alternativ kann der Computer 220 dazu programmiert sein, auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle einen Übertragungsparameter des Infrastrukturelements 210 einzustellen. Ein Fahrzeug 100 in dem Bereich 260, das unter Umständen keine Nachricht von dem Infrastrukturelement 210 empfangen hat, kann die weitergeleitete Nachricht von einem Kommunikationsknoten 250 in der Nähe, z. B. am Rand der Straße 230, empfangen.
In einem Beispiel kann der Computer 220 dazu programmiert sein, die Übertragungsleistung P des Infrastrukturelements 210 zu erhöhen, wenn bestimmt wird, dass die empfangene Signalstärke RSS mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten innerhalb der vorgegebenen Reichweite unter einem Signalstärkenschwellenwert, z. B. -75 dBm, liegt. Der Computer 220 kann eine Übertragungsleistung P eines Infrastrukturelements 210 erhöhen, indem er eine Erhöhung eines Verstärkungsfaktors einer Funkfrequenz(RF)-Verstärkerschaltung betätigt. In einem Beispiel kann der Computer 220 dazu programmiert sein, die Übertragungsleistung P schrittweise zu erhöhen, z. B. um 5 dBm, und dann, wenn bestimmt wird, dass die empfangene Signalstärke RSS mindestens eines Knotens 250 weiterhin unter dem Schwellenwert liegt, den Schritt des Erhöhens der Übertragungsleistung P zu wiederholen. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, dass Erhöhen der Übertragungsleistung P zu stoppen, wenn bestimmt wird, dass die empfangene Signalstärke RSS jedes der Kommunikationsknoten 250 den Signalstärkenschwellenwert überschreitet. Die Übertragungsleistung zum Zeitpunkt t_k kann durch Anwenden der Formel P(t_k)=P(t_k- ₁)+α(min(RSS_i)-RSS_d) eingestellt werden, wobei α eine positive Konstante ist (z. B. α = 0,5), min(RSS_i) das Minimum aller RSS-Werte in Tabelle 3 darstellt und RSSd den gewünschten RSS-Wert kennzeichnet (z. B. RSSd = -75 dBm). In der Praxis ist die Übertragungsleistung einer Kommunikationsvorrichtung in abgegrenzte Stufen unterteilt. Beispielsweise kann die Wahl der Übertragungsleistung 0 dBm, 10 dBm, 20 dBm, 35 dBm betragen. Daher wird in der Regel der Wert der Übertragungsleistung P(t_k) auf die nächste Übertragungsleistungsstufe gerundet. Diese Technik kann die Übertragungsleistung adaptiv so einstellen (d. h. erhöhen oder verringern), dass die RSS innerhalb der Kommunikationsreichweite etwa bei dem gewünschten Wert liegt. Wenn die Übertragungleistung P(t_k) die höchste Übertragungsleistungsstufe erreicht hat, min(RSS_i) aber immer noch unter dem gewünschten Wert liegt, deutet das daraufhin, dass die Kommunikation möglicherweise von der Umgebung blockiert wird. In diesem Fall beginnt der Kommunikationsknoten 250, dessen RSS unter dem gewünschten Wert liegt, die Nachricht weiterzuleiten.
Das Infrastrukturelement 210 kann eine oder mehrere Richtantennen beinhalten. Somit kann der Computer 220 eine Übertragungsleistung P einer ersten Richtantenne ändern, während die Übertragungsleistung P einer zweiten in dem Infrastrukturelement 210 enthaltenen Richtantenne beibehalten wird. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, eine Richtantenne des Infrastrukturelements 210 auf Grundlage einer Antennenrichtung und eines geografischen Standorts des Kommunikationsknotens 250, der die jeweilige Signalstärke RSS unter einem Schwellenwert der empfangenen Signalstärke meldet, auszuwählen. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, die Übertragungsleistung P der ausgewählten Richtantenne auf Grundlage der empfangenen Signalstärke RSS des jeweiligen Kommunikationsknotens 250 zu erhöhen.
Der Computer 220 kann Daten, einschließlich des Abdeckungsbereichs 260 jeder Richtantenne, speichern. Somit beinhaltet, wenn ein Infrastrukturelement 210 Richtantennen beinhaltet, der Abdeckungsbereich 260 des Infrastrukturelements 210 eine Vielzahl von Abdeckungsbereichen 260 der jeweiligen Richtantennen, die sich überlappen können oder nicht. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, eine Richtantenne auf Grundlage von Standortkoordinaten eines Kommunikationsknotens 250 und der Abdeckungsbereiche 260 jeder der Richtantennen auszuwählen. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, die Übertragungsleistung P der ausgewählten Richtantenne zu erhöhen.
Zusätzlich oder alternativ kann der Computer 220 dazu programmiert sein, den Datendurchsatz des Infrastrukturelements zu reduzieren, wenn bestimmt wird, dass das Kanalbelegungsverhältnis CBR mindestens eines der Kommunikationsknoten 250 einen CBR-Schwellenwert überschreitet. Beispielsweise kann der Computer 220 dazu programmiert sein, den Datendurchsatz des Infrastrukturelements 210 zu reduzieren, indem er (i) das Verbreiten vorgegebener Arten von Informationen, z. B. nicht kritischer Informationen über Wetterbedingungen, stoppt und/oder (ii) eine Zykluszeit der Datenübertragung reduziert, z. B. Erhöhen einer Zykluszeit der Nachrichtenübertragung um 10 %.
VERARBEITUNG
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 300 zum Betreiben eines Infrastrukturelements 210. Ein Computer 220 kann dazu programmiert sein, Blöcke des Prozesses 300 auszuführen.
Der Prozess 300 beginnt in einem Entscheidungsblock 310, in dem der Computer 220 bestimmt, ob Kommunikationsmetriken von einem oder mehreren Kommunikationsknoten 250 innerhalb des Abdeckungsbereichs 260 des Infrastrukturelements 210 empfangen werden. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, Kommunikationsmetriken (z. B. Daten, wie sie in der beispielhaften Tabelle 2 gezeigt sind) der Kommunikationsknoten 250 über das V2X-Kommunikationsnetzwerk und/oder ein drahtgebundenes Kommunikationsnetzwerk zu empfangen. Der Computer 220 kann auf Grundlage einer Kennung des Infrastrukturelements 210, die in einer empfangenen Nachricht enthalten ist, bestimmen, ob die empfangene Nachricht dem jeweiligen Infrastrukturelement 210 entspricht, z. B. ob die in der Nachricht enthaltene Quellenkennung mit der Kennung des Infrastrukturelements 210 übereinstimmt. Wenn der Computer 220 bestimmt, dass die Kommunikationsmetriken von einem oder mehreren Kommunikationsknoten 250 empfangen werden, geht der Prozess 300 zu einem Block 320 über; andernfalls kehrt der Prozess 300 zu dem Entscheidungsblock 310 zurück.
In dem Block 320 erstellt der Computer 220 eine Kommunikationsmetriktabelle auf Grundlage der empfangenen Kommunikationsmetriken von den Kommunikationsknoten 250. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, eine Kommunikationsmetriktabelle (z. B. Tabelle 3) auf Grundlage der Daten zu erstellen, die von den Kommunikationsknoten 250 empfangen werden, einschließlich Kommunikationsmetriken und Standortkoordinaten der Knoten 250. Zusätzlich oder alternativ kann der Computer 220 dazu programmiert sein, eine gespeicherte Kommunikationsmetriktabelle auf Grundlage der empfangenen Kommunikationsmetrik zu aktualisieren.
Als Nächstes bestimmt der Computer 220 in einem Entscheidungsblock 330, ob eine empfangene Signalstärke eines oder mehrerer Kommunikationsknoten 250 unter einem gespeicherten Schwellenwert, z. B. -75 dBm, liegt. Wenn die empfangene Signalstärke mindestens einer der Zeilen der Kommunikationsmetriktabelle (z. B. Tabelle 3) unter dem Schwellenwert liegt, geht der Prozess 300 zu einem Block 340 über; andernfalls geht der Prozess 300 zu einem Entscheidungsblock 350 über.
In dem Block 340 erhöht der Computer 220 eine Übertragungsleistung P des Infrastrukturelements 210. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, eine Verstärkerschaltung der Antenne des Infrastrukturelements 210 zu betätigen, um eine Übertragungsleistung P zu erhöhen. Wie vorstehend erörtert, kann die Erhöhung der Übertragungsleistung P schrittweise durchgeführt werden. Somit kann der Computer 220 bestimmen, eine schrittweise Erhöhung der Leistung P zu stoppen, wenn bestimmt wird, dass die empfangene Signalstärke RSS jedes der Kommunikationsknoten 250 in dem Abdeckungsbereich 260 den Schwellenwert überschreitet.
Im Anschluss an einen der beiden Blöcke 330, 340 bestimmt der Computer 220 in dem Entscheidungsblock 350, ob ein Kanalbelegungsverhältnis CBR eines oder mehrerer Kommunikationsknoten 250 einen Schwellenwert überschreitet. Der Computer 220 kann dazu programmiert sein, zu bestimmen, ob das CBR einen Schwellenwert überschreitet, wenn auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle bestimmt wird, dass das CBR mindestens eines Kommunikationsknotens 250 den Schwellenwert, z. B. 70 % überschreitet. Wenn der Computer 220 bestimmt, dass das CBR den Schwellenwert überschreitet, geht der Prozess 300 zu einem Block 360 über; andernfalls geht der Prozess 300 zu einem Block 370 über.
In dem Block 360 verringert der Computer 220 den Datendurchsatz des Infrastrukturelements 210. Beispielsweise kann der Computer 220 die Datendurchsatzrate R verringern, indem er eine Zykluszeit einer von dem Infrastrukturelement 210 übertragenen Nachricht erhöht (z. B. um 5 %) und/oder die Übertragung vorgegebener Arten von Nachrichten, einschließlich nicht kritischer Informationen, stoppt.
Als Nächstes verbreitet der Computer 220 in einem Block 370 Nachrichten von dem Infrastrukturelement 210. Der Computer 220 kann Nachrichten übertragen, die Daten, wie sie in der beispielhaften Tabelle 1 gezeigt sind, beinhalten. Somit kann/können (ein) Fahrzeug(e) 100, (ein) Kommunikationsknoten 250 usw. die verbreiteten Nachrichten des Infrastrukturelements 210 empfangenen.
Im Anschluss an den Block 370 endet der Prozess 300 oder kehrt alternativ zu dem Entscheidungsblock 310 zurück, wenngleich dies in 3 nicht gezeigt ist.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 400 zum Betreiben eines Kommunikationsknotens 250. Ein Computer 280 eines Kommunikationsknotens 250 kann dazu programmiert sein, Blöcke des Prozesses 400 auszuführen.
Der Prozess 400 beginnt in einem Entscheidungsblock 410, in dem der Computer 280 bestimmt, ob eine Nachricht von einem Infrastrukturelement empfangen wird. Der Computer 280 kann dazu programmiert sein, auf Grundlage einer Kennung der Nachrichtenquelle, die in der empfangenen Nachricht, z. B. in Nachrichtenkopfdaten der Tabelle 1, enthalten ist, zu bestimmen, ob eine Nachricht von einem Infrastrukturelement 210 empfangen wird. Wenn der Computer 280 bestimmt, dass die Nachricht von einem Infrastrukturelement 210 empfangen wird, geht der Prozess 400 zu einem Block 420 über; andernfalls kehrt der Prozess 400 zu dem Entscheidungsblock 410 zurück.
In dem Block 420 bestimmt der Computer 280 die Kommunikationsmetrik(en) des Knotens 250. Der Computer 280 kann dazu programmiert sein, die Kommunikationsmetriken, wie etwa eine mpfangenen Signalstärke RSS, eine Paketfehlerrate PER, eine Lücke zwischen Paketen IPG usw., auf Grundlage der empfangenen Nachricht zu bestimmen. Ferner kann der Computer 280 dazu programmiert sein, Standortkoordinaten, z. B. GPS-Koordinaten, des Kommunikationsknotens 250 auf Grundlage von Daten, die von einem in dem Kommunikationsknoten 250 enthaltenen Standortsensor, z. B. GPS-Sensor, empfangen werden, und/oder in einem Speicher des Computers 280 gespeicherter Standortdaten zu bestimmen. Der Computer 280 kann dazu programmiert sein, das Kanalbelegungsverhältnis CBR zu bestimmen und/oder das Kanalbelegungsverhältnis CBR von dem Infrastrukturelement 210 zu empfangen.
Als Nächstes bestimmt der Computer 280 in einem Entscheidungsblock 430, ob ein Weiterleiten der von dem Infrastrukturelement 210 empfangenen Nachricht gerechtfertigt ist. Der Computer 280 kann dazu programmiert, zu bestimmen, dass ein Weiterleiten der Nachricht gerechtfertigt ist, wenn bestimmt wird, dass (i) eine empfangene Signalstärke RSS unter dem Signalstärkenschwellenwert, z. B. -75 dBm, liegt oder eine Paketfehlerrate (PER) einen Schwellenwert der Paketfehlerrate, z. B. 70 %, überschreitet und (ii) ein Kanalbelegungsverhältnis CBR unter einem Schwellenwert des Kanalbelegungsverhältnisses, z. B. 60 %, liegt. Wenn der Computer 280 bestimmt, dass das Weiterleiten der empfangenen Nachricht gerechtfertigt ist, geht der Prozess 400 zu einem Block 440 über; andernfalls geht der Prozess 400 zu einem Block 450 über.
In dem Block 440 leitet der Computer 280 die Nachricht weiter, die von der Infrastruktur entweder über das V2X-Kommunikationsnetzwerk, von einem Cloud-Server über das Internet oder dergleichen usw. empfangen wurde. Beispielsweise kann ein Fahrzeug 100 in dem Abdeckungsbereich 260, z. B. innerhalb einer Entfernung, die kleiner als eine Reichweite des Kommunikationsknotens 250 ist, die weitergeleitete Nachricht empfangen.
Im Anschluss an einen der beiden Blöcke 430, 440 überträgt der Computer 280 in einem Block 450 die Kommunikationsmetriken und Standortkoordinaten des Kommunikationsknotens 250 an das Infrastrukturelement 210. Der Computer 280 kann dazu programmiert sein, einen Datensatz zu übertragen, wie er in der beispielhaften Tabelle 2 gezeigt ist. Im Anschluss an den Block 450 endet der Prozess 400 oder kehrt alternativ zu dem Entscheidungsblock 410 zurück, wenngleich dies in 4 nicht gezeigt ist.
Der ein Substantiv modifizierende Artikel „ein(e)“ sollte dahingehend verstanden werden, dass er eine(n) oder mehrere bezeichnet, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben oder der Kontext erfordert etwas anderes. Der Ausdruck „auf Grundlage (von)“ schließt teilweise oder vollständig auf Grundlage (von) ein.
Rechenvorrichtungen, wie sie in dieser Schrift erörtert werden, beinhalten im Allgemeinen jeweils Anweisungen, die von einer oder mehreren Rechenvorrichtungen, wie etwa den vorstehend identifizierten, und zum Ausführen vorstehend beschriebener Blöcke oder Schritte von Prozessen ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können aus Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt worden sind, die ohne Einschränkung, entweder allein oder in Kombination, Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. beinhalten. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch er einen oder mehrere Prozesse durchführt, einschließlich eines oder mehrerer der in dieser Schrift beschriebenen Prozesse. Derartige Anweisungen und anderen Daten können unter Verwendung vielfältiger computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden. Eine Datei in der Rechenvorrichtung ist allgemein eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw., gespeichert ist.
Ein computerlesbares Medium beinhaltet ein beliebiges Medium, das am Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die durch einen Computer gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nicht flüchtiger Medien, flüchtiger Medien usw. Nicht flüchtige Medien beinhalten zum Beispiel optische oder magnetische Platten und sonstigen Dauerspeicher. Flüchtige Medien beinhalten dynamischen Direktzugriffsspeicher (dynamic random access memory - DRAM), der in der Regel einen Hauptspeicher darstellt. Gängige Formen computerlesbarer Medien beinhalten zum Beispiel eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH, einen EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das durch einen Computer ausgelesen werden kann.
Hinsichtlich der in dieser Schrift beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. sollte es sich verstehen, dass, wenngleich die Schritte derartiger Prozesse usw. als in einer bestimmten geordneten Sequenz erfolgend beschrieben worden sind, die beschriebenen Schritte bei der Ausführung derartiger Prozesse in einer Reihenfolge durchgeführt werden könnten, bei der es sich nicht um die in dieser Schrift beschriebene Reihenfolge handelt. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte, in dieser Schrift beschriebene Schritte ausgelassen werden können. Anders ausgedrückt sind die Beschreibungen von Systemen und/oder Prozessen in dieser Schrift zu Zwecken der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen bereitgestellt und sollten keineswegs dahingehend ausgelegt werden, dass sie den offenbarten Gegenstand einschränken.
Dementsprechend versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung, einschließlich der vorstehenden Beschreibung und der beigefügten Figuren und nachfolgenden Patentansprüche, veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Viele Ausführungsformen und Anwendungen, bei denen es sich nicht um die bereitgestellten Beispiele handelt, werden dem Fachmann beim Lesen der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Der Umfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung bestimmt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf Ansprüche, die hier beigefügt sind und/oder in einer hierauf basierenden, nicht vorläufigen Patentanmeldung enthalten sind, gemeinsam mit dem vollständigen Umfang von Äquivalenten, zu welchen derartige Ansprüche berechtigen. Es ist davon auszugehen und beabsichtigt, dass es zukünftige Entwicklungen im in dieser Schrift erörterten Stand der Technik geben wird und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in derartige zukünftige Ausführungsformen aufgenommen werden. Insgesamt versteht es sich, dass der offenbarte Gegenstand modifiziert und variiert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das ein Infrastrukturelement aufweist, das einen Computer aufweist, der für Folgendes programmiert ist: Empfangen von einer oder mehreren Kommunikationsmetriken sowie Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem einer Vielzahl von Abdeckungsbereichen stationärer Kommunikationsknoten; Erstellen einer Kommunikationsmetriktabelle, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten identifiziert und deren jeweilige Kommunikationsmetriken angibt; und Einstellen eines Übertragungsparameter des Infrastrukturelements auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle, wobei der Übertragungsparameter mindestens eines von einer Übertragungsleistung und einer Datendurchsatzrate beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich die Vielzahl von Kommunikationsknoten innerhalb eines vorgegebenen Abdeckungsbereichs des Infrastrukturelements.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die eine oder die mehreren Kommunikationsmetriken mindestens eines von einer Signalstärke, einer Paketfehlerrate, einem Kanalbelegungsverhältnis oder einer Lücke zwischen Paketen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Computer des Infrastrukturelements ferner dazu programmiert, die Kommunikationsmetriktabelle beim Empfang von Daten, einschließlich (i) aktualisierter Kommunikationsmetriken von einem der stationären Kommunikationsknoten oder (ii) Kommunikationsmetriken eines neuen stationären Kommunikationsknotens innerhalb eines vorgegebenen Abdeckungsbereichs des Infrastrukturelements, auf Grundlage der empfangenen Daten zu aktualisieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Computer des Infrastrukturelements ferner dazu programmiert die Übertragungsleistung des Infrastrukturelements zu erhöhen, wenn bestimmt wird, dass eine Signalstärke mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten innerhalb der vorgegebenen Reichweite unter einem Schwellenwert liegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Computer der Infrastruktur ferner für Folgendes programmiert: Auswählen einer Richtantenne des Infrastrukturelements auf Grundlage einer Antennenrichtung und eines geografischen Standorts des stationären Kommunikationsknotens, der die jeweilige Signalstärke unter dem Schwellenwert meldet; und Erhöhen der Übertragungsleistung der ausgewählten Richtantenne auf Grundlage der Signalstärke des jeweiligen stationären Kommunikationsknotens.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Computer de Infrastruktur ferner dazu programmiert, den Datendurchsatz des Infrastrukturelements zu reduzieren, wenn bestimmt wird, dass eine Paketfehlerrate mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten einen Schwellenwert überschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet jeder der stationären Kommunikationsknoten einen Prozessor, der für Folgendes programmiert ist: Bestimmen der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken des jeweiligen Kommunikationsknotens; Weiterleiten einer von dem Infrastrukturelement empfangenen Nachricht auf Grundlage eines Vergleichs der Tabelle der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken mit einem oder mehreren Schwellenwerten; und Verbreiten der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken sowie eines oder mehrerer Knotenidentifikationsdaten, die den Standort beinhalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor jedes der stationären Kommunikationsknoten ferner dazu programmiert, eine empfangene Nachricht zum Bestimmen der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken zu ignorieren, wenn bestimmt wird, dass die Nachricht von einer Nicht-Infrastruktur-Quelle, einschließlich eines Fahrzeugs und einer mobilen Vorrichtung, empfangen wurde.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor jedes stationären Kommunikationsknotens ferner dazu programmiert, eine von dem Infrastrukturelement empfangene Nachricht weiterzuleiten, wenn bestimmt wird, dass (i) eine Signalstärke unter einem Signalstärkenschwellenwert liegt oder eine Paketfehlerrate einen Paketfehlerratenschwellenwert überschreitet und (ii) ein Kanalbelegungsverhältnis unter dem Kanalbelegungsverhältnisschwellenwert liegt.
Gemäß einer Ausführungsform werden Installationsstandorte der Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten auf Grundlage von Straßenstandorten, Kreuzungsstandorten im Abdeckungsbereich des Infrastrukturelements bestimmt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten, die jeweils einen Prozessor beinhaltet, der für Folgendes programmiert ist: Bestimmen einer oder mehrerer Kommunikationsmetriken des jeweiligen Kommunikationsknotens; Weiterleiten einer von einem Infrastrukturelement empfangenen Nachricht auf Grundlage eines Vergleichs der Tabelle der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken mit einem oder mehreren Schwellenwerten; und Verbreiten der einen oder mehreren Kommunikationsmetriken sowie eines oder mehrerer Knotenidentifikationsdaten, die einen Kommunikationsknotenstandort beinhalten; und das Infrastrukturelement, das einen Computer aufweist, der für Folgendes programmiert: Empfangen von einer oder mehrerer Kommunikationsmetriken sowie Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem der Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten; Erstellen einer Kommunikationsmetriktabelle, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten identifiziert und deren jeweilige Kommunikationsmetriken angibt; und Einstellen eines Übertragungsparameters des Infrastrukturelements auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle, wobei der Übertragungsparameter mindestens eines von einer Übertragungsleistung oder einer Datendurchsatzrate beinhaltet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Folgendes: Empfangen von einer oder mehreren Kommunikationsmetriken sowie Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem einer Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten; Erstellen einer Kommunikationsmetriktabelle, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten identifiziert und deren jeweilige Kommunikationsmetriken angibt; und Einstellen eines Übertragungsparameters eines Infrastrukturelements auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle, wobei der Übertragungsparameter mindestens eines von einer Übertragungsleistung oder einer Datendurchsatzrate beinhaltet.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren ein Aktualisieren der Kommunikationsmetriktabelle auf Grundlage der empfangenen Daten beim Empfang von Daten, einschließlich (i) aktualisierten Kommunikationsmetriken von einem der stationären Kommunikationsknoten oder (ii) Kommunikationsmetriken eines neuen stationären Kommunikationsknotens innerhalb eines vorgegebenen Abdeckungsbereichs.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren ein Erhöhen der Übertragungsleistung des Infrastrukturelements, wenn bestimmt wird, dass eine Signalstärke mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten innerhalb der vorgegebenen Reichweite unter einem Schwellenwert liegt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Auswählen einer Richtantenne des Infrastrukturelements auf Grundlage einer Antennenrichtung und eines geografischen Standorts des stationären Kommunikationsknotens, der die jeweilige Signalstärke unter dem Schwellenwert meldet; und Erhöhen der Übertragungsleistung der ausgewählten Richtantenne auf Grundlage der Signalstärke des jeweiligen stationären Kommunikationsknotens.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren ein Reduzieren des Datendurchsatzes des Infrastrukturelements, wenn bestimmt wird, dass die Paketfehlerrate mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten einen Schwellenwert überschreitet.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Bestimmen in jedem der stationären Kommunikationsknoten der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken des jeweiligen Kommunikationsknotens; Weiterleiten einer von dem Infrastrukturelement empfangenen Nachricht auf Grundlage eines Vergleichs der Tabelle der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken mit einem oder mehreren Schwellenwerten; und Verbreiten der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken sowie eines oder mehrerer Knotenidentifikationsdaten, die den Standort beinhalten.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren ein Ignorieren einer empfangenen Nachricht zum Bestimmen der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken in jedem der stationären Kommunikationsknoten, wenn bestimmt wird, dass die Nachricht von einer Nicht-Infrastruktur-Quelle, einschließlich eines Fahrzeugs und einer mobilen Vorrichtung, empfangen wurde.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren ein Weiterleiten einer von dem Infrastrukturelement empfangenen Nachricht in jedem der stationären Kommunikationsknoten, wenn bestimmt wird, dass (i) eine Signalstärke unter einem Signalstärkenschwellenwert liegt oder eine Paketfehlerrate einen Paketfehlerratenschwellenwert überschreitet und (ii) ein Kanalbelegungsverhältnis unter dem Kanalbelegungsverhältnisschwellenwert liegt.

Claims

Verfahren, umfassend: Empfangen von einer oder mehreren Kommunikationsmetriken sowie Knotenidentifikationsdaten, einschließlich Knotenstandortdaten, von jedem einer Vielzahl stationärer Kommunikationsknoten; Erstellen einer Kommunikationsmetriktabelle, die Standorte der stationären Kommunikationsknoten identifiziert und deren jeweilige Kommunikationsmetriken angibt; und Einstellen eines Übertragungsparameters eines Infrastrukturelements auf Grundlage der Kommunikationsmetriktabelle, wobei der Übertragungsparameter mindestens eines von einer Übertragungsleistung oder einer Datendurchsatzrate beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Aktualisieren der Kommunikationsmetriktabelle auf Grundlage der empfangenen Daten beim Empfang von Daten, einschließlich (i) aktualisierten Kommunikationsmetriken von einem der stationären Kommunikationsknoten oder (ii) Kommunikationsmetriken eines neuen stationären Kommunikationsknotens innerhalb eines vorgegebenen Abdeckungsbereichs.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Erhöhen der Übertragungsleistung des Infrastrukturelements, wenn bestimmt wird, dass eine Signalstärke mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten innerhalb der vorgegebenen Reichweite unter einem Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Auswählen einer Richtantenne des Infrastrukturelements auf Grundlage einer Antennenrichtung und eines geografischen Standorts des stationären Kommunikationsknotens, der die jeweilige Signalstärke unter dem Schwellenwert meldet; und Erhöhen der Übertragungsleistung der ausgewählten Richtantenne auf Grundlage der Signalstärke des jeweiligen stationären Kommunikationsknotens.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Reduzieren des Datendurchsatzes des Infrastrukturelements, wenn bestimmt wird, dass die Paketfehlerrate mindestens eines der stationären Kommunikationsknoten einen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die Vielzahl von Kommunikationsknoten innerhalb eines vorgegebenen Abdeckungsbereichs des Infrastrukturelements befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Kommunikationsmetriken mindestens eines von einer Signalstärke, einer Paketfehlerrate, einem Kanalbelegungsverhältnis oder einer Lücke zwischen Paketen beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bestimmen in jedem der stationären Kommunikationsknoten der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken des jeweiligen Kommunikationsknotens; Weiterleiten einer von dem Infrastrukturelement empfangenen Nachricht auf Grundlage eines Vergleichs der Tabelle der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken mit einem oder mehreren Schwellenwerten; und Verbreiten der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken sowie eines oder mehrerer Knotenidentifikationsdaten, die den Standort beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Ignorieren einer empfangenen Nachricht zum Bestimmen der einen oder der mehreren Kommunikationsmetriken in jedem der stationären Kommunikationsknoten, wenn bestimmt wird, dass die Nachricht von einer Nicht-Infrastruktur-Quelle, einschließlich eines Fahrzeugs und einer mobilen Vorrichtung, empfangen wurde.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Weiterleiten einer von dem Infrastrukturelement empfangenen Nachricht in jedem der stationären Kommunikationsknoten, wenn bestimmt wird, dass (i) eine Signalstärke unter einem Signalstärkenschwellenwert liegt oder eine Paketfehlerrate einen Paketfehlerratenschwellenwert überschreitet und (ii) ein Kanalbelegungsverhältnis unter dem Kanalbelegungsverhältnisschwellenwert liegt.
Rechenvorrichtung, die dazu programmiert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8 auszuführen.
Computerprogrammprodukt, das ein computerlesbares Medium umfasst, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die von einem Computerprozessor ausgeführt werden können, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8 auszuführen.