CN101911644B - 在车辆中发射/接收数据帧的方法以及相应的发射/接收设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及经由WLAN的C2X通信，通过用于过滤由车辆(21)经由WLAN连接(30)从接收机(20)接收的数据帧(31)的设备和方法可以有效地进行上述C2X通信，其中，参照接收的数据帧(31)中给出的帧类型(16：″2″；″3″)，来决定数据帧(31)的数据(13)被发射到的单元(22；23)。

Description

在车辆中发射/接收数据帧的方法以及相应的发射/接收设备

技术领域

本发明涉及用于挑选经由WLAN连接发射的数据的方法和设备。

背景技术

下述的车到车通信(C2C通信)是由车到车通信协会(C2C-CC)定义的术语，车到车通信协会是多个汽车制造商之间的附属机构。C2C-CC开发了一个用于车到车通信以及车辆和基础设施设备(红绿灯等等)之间的通信的开放工业标准。

例如，用于这类车到车的无线电系统的基础可以是形式为WLAN(无线局域网)的无线通信系统，该无线通信系统基于由IEEE在标准描述符802.11下定义的标准(例如参见：IT-Wissen，DasgroβeOnlinelexikonfürInformationstechnologie[IT资料，信息技术在线大词典])。

C2X通信包括C2C通信(车到车通信)以及车辆和其他设备之间的通信，所述其他设备不是车辆，比如是基础设施设备(红绿灯等等)。

对于Car-to-X通信(C2X通信)，基于802.11p标准的WLAN实施是可想而知的，然而，所述标准还没有被批准。WLAN标准802.11的这种从属形式的特征是有机会用于自组(ad-hoc)通信和长距离。自组通信是这样一种模式，其中，至少两个订户(例如，车辆中的无线电设备)自发地(自组)相互通信，该通信还能够经由转发通信的多个订户作为中间站从订户作用到最终目的地。除了自组模式通信之外，WLAN还熟悉使用基站(接入点)运行的基础设施模式。

用当前使用的基于IEEE/802.11a/b/g/n的无线电标准，市售的WLAN路由器有需要相对较长的通信建立时间(信道建立延迟)的缺点，从而降低可应用性。然而，所述802.11a/b/g/n标准有比802.11p高得多的数据速率，从而使得有兴趣将其用于多媒体应用。

发明内容

本发明的目的是避免前述的缺点并且提供有效率的C2X通信。该目的分别由独立的专利权利要求的主题来实现。

本发明允许使用802.11-WLAN传输方法(特别是802.11a或802.11b或802.11g或802.11n)，该传输方法使用市售的WLAN无线电工程，用于机动车辆中使用相同的WLAN无线电工程装置的C2X通信以及其他内容的通信(例如用于互联网/http/等等通信，在互联网上“冲浪”等等)。在这种情况下，可以有效地利用诸如802.11a/b/g/n之类的可用的WLAN标准的很好的范围以及相对较短的连接建立时间。本发明的一个重要实施是WLAN标准802.11(例如802.11a/b/g/n)中的MAC层的扩展，这是通过具有(MAC层报头)帧子类型8到15(还未使用)之一的(可以用于根据本发明的C2X通信的)数据分组类型(例如帧类型3或帧类型2)，其被现有的WLAN实施忽略，但是它提供了改进的实施以与其他WLAN通信(例如，使用互联网)并行地(即同时和/或例如通过相同的WLAN通信终端)建立有效的C2X通信。

根据专利权利要求，本发明涉及一种过滤经由WLAN连接发射到机动车辆中的接收机的数据的方法，其中，过滤器设备(例如扩展的MAC软件驱动器)至少使用数据帧中包含的帧类型(例如，″3″；或具有子类型的″2″)来决定将相应的数据帧传输到哪个设备(处理C2X数据的设备或处理http数据的设备)。

在这种情况下，可以用数据帧的帧类型来决定是将数据帧传输到C2X设备还是另一(车辆)设备(例如处理http或此外还处理互联网数据的设备(例如，互联网浏览器))。

关于将数据帧传输到哪个设备的决定可以涉及帧类型(″3″)或者帧类型和具体的(MAC层报头)帧子类型(对于帧类型″2″，(MAC层报头)帧子类型″8″、″9″、″10″、″11″、″12″、″13″、″14″、″15″之一)的组合。

特别地，可以使用802.11a或b或g或n标准来发射数据。

除了过滤所接收的数据之外，本发明还涉及一种用于经由机动车辆中安装的数据链路来发送数据帧的方法，其中，C2X设备(例如车辆中的C2X控制器模块)提供有帧类型标识符(具有子类型8到15的类型2或类型3等等)，而来自其他车辆设备(处理http/互联网/多媒体数据的设备)的将要发送的数据提供有另一帧类型标识符。

另外，本发明还涉及一种接收设备，用于基于车辆的实施，该实施用过滤器设备使用数据帧的MAC层报头中指出的类型(″3″；具有具体子类型的″2″)来决定是将接收数据帧转发到C2X设备(C2X)还是其他设备(http/互联网浏览器/多媒体等等)。

本发明还涉及一种发射设备，用于在车辆中实施并且用于发送数据帧的，该发射设备具有一区分设备，该区分设备用于(在发送之前)区分源自C2X设备的(只或至少)具有一个帧类型(具有子类型8到15的″2″，或″3″)的数据分组，以及区分具有另一帧类型的源自另一基于车辆的设备(互联网/http/多媒体等等)的数据分组。

附图说明

本发明的其他特征和优点可以参考附图在专利权利要求以及随后的示例性实施例的描述中发现，其中：

图1示意地示出了考虑到帧类型，车辆经由WLAN连接对数据分组的发送和接收。

具体实施方式

802.11标准基本上定义了两个层：

-物理层定义了物理传输介质(频率、调制......)和数据字节的初步传输。

-MAC层负责在稍微高一些层的数据保护、数据流控制和订户管理，这尤其借助各种类型的数据分组/帧(数据帧可以是数据分组，例如OSI模型的层2上的数据报)来进行。因此，MAC层允许经由WLAN将数据分组安全地传输到定义的(例如车辆中的)接收站，等等。

源自(OSI标准模型中的)较高层的数据(例如源自基于http的应用的数据)通过MAC层设备被封装成包括报头、实际数据(用户数据)和帧检验序列的帧。报头又包含″帧控制″字段(35)等等，其又包含帧类型(例如数据帧或控制帧)和该帧的子类型。这种设计对所有的802.11MAC帧都是一样的。

对于帧的一部分类型和子类型，802.11标准还没有定义任何应用，这意味着，这些类型和子类型可用于未来的扩展，并且当前实施(http/互联网浏览器，多媒体等等)的这样的类型和子类型被忽略，因此可以在本发明的环境内使用它们。举例来说，可以用一般的类型号3来区分与C2X通信相关的数据帧，或者可以用数据帧(对于具有帧类型号2的帧)的子类型8到15来区分与Car-to-X(C2X通信)相关的数据帧，由此允许选择将这种帧用于C2X应用/设备。

一个MAC软件驱动器可以被用于该实施。然后，这样的扩展的MAC软件驱动器可以从通过物理层获取的分组流中滤出具有相关C2X类型标识符的帧或者相应的所有分组，并且可以(例如经由软件接口或以太网等等)将它们直接转发到C2X控制器模块，并且可以将来自C2X控制器的分组封装成适当设计的帧，并将它们转发到物理层以便进一步的发送。这将规避通常的MAC访问控制或用于C2X帧的连接建立，所规避的行为虽然安全，然而却是冗长的。C2X控制器模块可以使用例如由NOW开发(NetworkOnWheel)的机制/算法来建立具有诸如地理路线规划之类的C2X特殊功能的C2X通信。用于机制/算法的其他资源是C2C-CC和IEEE1609。然而，对于诸如借助广播发出关于救急车辆的警告之类的简单功能，这些机制/算法不是必需的。通过将已经可用的字段用于MAC分组中的类型识别以便扩展，以这种方式改进的路由器此外还会提供其他通信(例如http/互联网/多媒体通信)。对于市售的WLAN路由器来说，C2X通信将会是一种简单的软件插件。当在车辆中安装WLAN无线电工程时，这意味着实际上只通过改变该软件就可以将那时已有的硬件用于C2X通信。

在这种情况下，有可能将传统的硬件用作路由器。然而，具有WLAN的移动装置的更广泛的普及意味着，也可以将其耦合到例如使用蓝牙的车辆装置，然后将移动装置的WLAN用作路由器。

使用市售的WLAN路由器用市售的以太网协议(UDP)来产生C2X通信而没有其他的并行(例如http/互联网/多媒体)通信的先前方法，或者替代地使用指定用于C2X的路由器(例如在NOW-NetworkOnWheels方法的情况下)都没有实现根据本发明的优点。

图1示意地示出了一个数据帧31，其具有基于802.11-PHY的物理层(标记32)，基于802.11-MAC的具有用户数据33和报头34的MAC层，报头34包含帧控制数据记录35，帧控制数据记录35包含帧类型16(例如，类型号″2″或类型号″3″)和具有参考符号17的子类型的指示(例如，″8″到″15″)及其他细目(″...″)。数据记录(帧等等″1″)通过安置或安装在机动车辆21中的发射/接收设备18(具有发射机19和接收机20)发送或接收。

当车辆21中的发射/接收设备18接收到数据帧31时，数据帧31中指出的数据类型16基于它自己或者基于数据帧31中指出的数据类型16(″2″)和数据帧31中指出的子类型17(″8″、″9″、″10″、......″15″)被使用，以便决定是将该数据帧发射到C2X设备22(例如，其可以处理/显示与抵达的救急车辆或在行进方向中有特定红绿灯状态的一组红绿灯相关的数据)还是另一通信设备23(例如，用于在互联网上冲浪)。因此，来自于C2X设备22的数据具有表示出由发射机19进行的C2X通信的帧类型(″2″)的指示16，或者具有帧类型(″3″)的指示16和帧子类型(″8″到″15″)的指示17，并且该数据经由空中接口30(即通过无线电经过空中)发射到(车辆或基础设施设备中的)接收机45，它们在那里被接收并进一步处理。

Claims (12)

1.一种用于决定经由无线局域网WLAN连接(30)由车辆(21)中的接收机(20)接收的数据帧(31)的进一步发射的方法，其中，接收的数据帧(31)中指出的帧类型被用来决定所述数据帧(31)中的数据(13)被发射到的设备(22；23)，其中所述帧类型封装在媒体访问控制MAC层报头中已经可用的字段中，且是802.11标准中还没有定义任何应用的，且其中至少所述帧类型(16)被作为决定所述数据(13)是传输到处理车辆到其他设备C2X数据的设备(22)还是传输到处理其他数据的设备(23)的根据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收的数据帧(31)中指出的仅一个帧类型被用来决定所述数据帧(31)被发射到的设备(22；23)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收的数据帧(31)中指出的帧类型和帧子类型被用来决定所述数据帧(31)被发射到的设备(22；23)。

4.根据权利要求1-3中的任意一个所述的方法，其特征在于，

所述数据(13)通过以太网接口或软件接口被传输到C2X设备(22)或其他设备(23)。

5.根据权利要求1-3中的任意一个所述的方法，其特征在于，

具有帧类型3的数据帧被传输到C2X设备(22)。

6.根据权利要求1-3中的任意一个所述的方法，其特征在于，

所述接收机(20)基于WLAN-802.11标准经由空中接口接收所述数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述WLAN-802.11标准是802.11a或802.11b或802.11g或802.11n。

8.一种用于经由WLAN连接(30)将数据帧(31)发送到接收机(45)的方法，

其中，所具有的数据(13)来自处理C2X数据的设备(22)的数据帧(31)提供有表示这些的至少一个帧类型标识符，

而所具有的数据(13)来自处理除C2X数据之外的数据的设备(23)的数据帧(31)在它们被发送之前，提供的帧类型标识符不同于用于源自处理C2X数据的设备(22)的数据的帧类型标识符，其中所述帧类型标识符封装在MAC层报头中已经可用的字段中，且是802.11标准中还没有定义任何应用的。

9.一种用于车辆中的接收设备(20)，具有决定设备，用于基于数据帧(31)的至少帧类型(16)来决定通过WLAN将所接收的数据帧(31)进一步转发到处理C2X数据的设备(22)还是转发到处理其他数据的设备(23)，其中所述帧类型封装在MAC层报头中已经可用的字段中，且是802.11标准中还没有定义任何应用的。

10.根据权利要求9所述的接收设备(20)，其特征在于，所述决定设备在所述决定中不仅考虑所述帧类型(16)，而且还考虑所述数据帧(31)的帧子类型(17)。

11.一种用于车辆中的发射设备(19)，用于发送数据帧(31)，所述发射设备(19)具有区分设备，用于在发送之前区分源自C2X设备(22)的、具有至少一个帧类型(16)的数据帧，

并且用于区分源自除了所述C2X设备(22)之外的设备(23)的、具有除了源自C2X设备的数据分组被区分所用的帧类型之外的帧类型的数据帧(31)，其中所述帧类型封装在MAC层报头中已经可用的字段中，且是802.11标准中还没有定义任何应用的。

12.根据权利要求11所述的发射设备，其特征在于，在通过WLAN发送到接收机(45)之前，所述发射设备不仅区分所述帧类型(16)，而且还区分所述数据帧(31)的子类型(17)，对于源自C2X设备的数据帧(31)中的数据和源自C2X设备(22)之外的设备(23)的数据，所述子类型是不同的。