CN102480777B - 动态无线传输功率控制方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种动态无线传输功率控制方法与系统，其适用于一车辆上。该系统包括：一接收单元、一状态单元、一储存单元、一警示单元、一传输功率决定单元以及一传送单元。此外，此动态无线传输功率系统根据行车数量，周期地调整传输功率电平，进而调整无线传输半径，可降低车辆间相互传输信号的干扰与碰撞以及提高通讯频带的使用效率。

Description

动态无线传输功率控制方法与系统

技术领域

本发明涉及一种动态无线传输功率控制方法与系统，特别是涉及一种适用于一车辆上的动态无线传输功率控制(Transmitting power control，以下简称TPC)方法与系统。

背景技术

协同式行车安全技术利用短距离车间无线通讯提供全方位的行车安全，在协同式行车安全上，要求每辆车需周期性广播目前状态信息，包含车辆本身的位置、方向、速度、车道、车型、签章...等，目的在于提醒周遭车辆，避免行车死角；同时也要求每辆车需立即广播紧急事件，如紧急煞车、变换车道、转弯、超车...等，目的是立即告知被影响的邻近车辆，避免碰撞、车祸的发生。

传统上，无线传输功率控制只实作在基站与移动装置间、移动装置间的传输具有交易行为(Transaction)上，当基站发送一分组给移动装置时，会把发送的功率写入分组内，当移动装置接收到时，会先量测接收功率、并用发送端的传输功率、接收端的接收功率计算出移动装置当时的讯号衰减模型(Signal path loss model)，并将其结果回报给基站；同样地，基站也会做类似行为，计算基站的讯号衰减模型，将其结果回报给移动装置，如此交替运作，以获得彼此最佳传输功率；移动装置间具有交易行为的传输如同上述。

然而，在协同式行车安全技术上是要求每辆车定期广播目前状态信息给周遭车辆，因此传统的传输功率控制不能应用于协同式行车安全技术上。此外，车辆速度快，网路节点变化大，车辆周遭的行车密度(车辆数量/范围)也不易计算。再者，协同式行车安全广播不具有交易行为，无法告知对方如何使用适当传输功率，对方也无法回复该使用适当的传输功率，因此，协同式行车安全技术仅能用最大传输功率发送。但是，行驶在车辆密度大或塞车时，其使用最大传输功率发送行车安全状态信息，在空间上频带使用率就变得很差，干扰、分组碰撞机率也变高。以IEEE 802.11p/IEEE 1609为例，最大有效传输半径约500公尺，如在都会区四车道的环境下，半径为500公尺的范围内，车流密度高时，会有近200辆汽车，彼此竞争使用无线频道，造成分组大量干扰与碰撞。

发明内容

在一实施例中，本发明提供一种动态无线传输功率控制系统，适用于一车辆上，其包括：一接收单元，用以接收该车辆周围的其他行驶车辆的目前状态信息；一状态单元，用以取得该车辆的目前状态信息；一储存单元，耦接该接收单元与该状态单元，用以储存该其他行驶车辆与该车辆的目前状态信息；一传输功率决定单元，耦接该储存单元，具有一预设的传输功率电平查阅表、一预设的临界上限值与一预设的临界下限值，其中当该车辆行驶一段时间后，该传输功率决定单元可根据该其他行驶车辆的数量、该预设的临界上限值与该预设的临界下限值，周期地调整该车辆的传输功率电平，进而产生一参考的传输功率电平查阅表，一参考的临界上限值与一参考的临界下限值；以及一传送单元，耦接该状态单元与该动态传输功率决定单元，用以传送该车辆的目前状态信息予该其他行驶车辆。

在一实施例中，本发明提供一种动态无线传输功率控制方法，适用于一车辆上，其包括：取得该车辆的目前状态信息；经由一预设的传输功率电平查阅表，决定一传输功率电平；取得至少一单位周期内该车辆周围的其他行驶车辆的目前状态信息；计算该其他行驶车辆的数量；比较其他行驶车辆的数量与预设的一临界上限值与一临界下限值，以判断该车辆周围疏密状况；以及传送该车辆的目前状态信息予该其他行驶车辆。

在另一实施例中，本发明提供一种动态无线传输功率控制方法，适用于一车辆上，其包括：接收该车辆周围的其他行驶车辆之一者的目前状态信息；储存该其他行驶车辆之一者的目前状态信息；根据该车辆的目前状态信息与该其他行驶车辆之一者的目前状态信息，判断该车辆与该其他车辆之一者是否会发生车辆碰撞；当判断出会发生车辆碰撞时，则比较该车辆与该其他行驶车辆之一者的传输功率电平，以选择一最大的传输功率电平；以及根据该最大的传输功率电平，传送一警示信息予该其他行驶车辆之一者的驾驶者；

在又一实施例中，本发明提供一种动态无线传输功率控制方法，适用于一车辆上，其包括：接收该车辆的驾驶者所给予一指示；寻找会受到该指示影响的其他行驶车辆；比较该车辆与该其他行驶车辆间的传输功率电平，以选择一最大传输功率电平；以及根据该最大传输功率电平，广播一警示信息予该其他行驶车辆。

附图说明

图1显示根据本发明的一实施例的动态无线传输功率控制系统1；

图2的流程图显示根据本发明的一实施例的动态无线传输功率控制方法；

图3A的流程图显示根据本发明的另一实施例的动态无线传输功率控制方法；

图3B显示更进一步解说图3A的动态无线传输功率控制方法的一应用示例；

图4A的流程图显示根据本发明的又一实施例的动态无线传输功率控制方法；以及

图4B显示更进一步解说图4A的动态无线传输功率控制方法的一应用示例。

附图符号说明

1                 动态无线传输功率控制系统

10                车辆

11                接收单元

12                储存单元

13                状态单元

14                传输功率决定单元

15                传送单元

16                警示单元

S201～S208        步骤

S301～S305        步骤

S401～S404        步骤

具体实施方式

为能对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，下文特将对本发明的装置的相关细部结构以及设计的理念原由进行说明，以便可以清楚了解本发明的特点，其详细说明陈述如下。

图1显示根据本发明的一实施例的动态无线传输功率控制系统1，其包括一接收单元11、一储存单元12、一状态单元13、一传输功率决定单元14以及一传送单元15。

接收单元11，其可通过无线传输的方式用以接收一车辆10周围的其他行驶车辆的目前状态信息，且该其他行驶车辆的目前状态信息包括其他行驶车辆的行车速度、方向、位置、车型、车号、传输功率与签章等等。状态单元13，用于通过一装置(未图示，例如GPS定位装置、OBD行车电脑)接收该车辆的目前状态信息，其中该车辆的目前状态信息包括该车辆本身的位置、速度、方向、车型、车号与签章等等。储存单元12，耦接接收单元11与状态单元13，用以储存车辆10与其他行驶车辆的目前状态信息，且储存单元12为一队列式(Queue)或有限空间的储存装置。此外，储存单元12的储存容量可根据实际的状况加以调整。

传输功率决定单元14，耦接储存单元12，具有一预设的传输功率电平查阅表、一预设的临界上限值与一预设的临界下限值，其中当该车辆行驶一段时间后，该传输功率决定单元可根据该车辆10周围的其他行驶车辆的数量与该预设的临界上限值与临界下限值，周期地调整该车辆的传输功率电平。于此实施例，系统将自动(或使用者手动)预设该车辆10的行车速度0～9公里(km)/小时(hr)归类为传输功率电平3，行车速度10～19公里(km)/小时(hr)归类为传输功率电平6...等依此分类，使该车辆的每一车速皆有相对应的功率传输电平，如下表一所示，为根据本发明的一实施例的预设的动态传输功率电平查阅表。于传输功率电平查阅表的分类方法可采用线性函数、指数函数、对数函数等，但不以此为限。其中当车辆10刚启动之后，车辆10可根据车辆的移动速度，经由预设的传输功率电平查阅表(例如表一)，可得知一传输功率电平。虽然，于本实施例采用表一的设定，然而，本领域的技术人员应可明了，本发明所提供的预设的传输功率电平表、预设的临界上限值与预设的临界下限值，可根据实际需求与喜好，对该预设的动态传输功率电平表、预设的临界上限值与预设的临界下限值加以变动。

车速

功率传输电平

0～9公里(km)/小时(hr)	3
		10～19公里(km)/小时(hr)	6
:	:

表一

接着，当该车辆10行驶一段时间后，传输功率决定单元14可根据至少一单位周期内(例如10秒)的所接收的该其他行驶车辆的目前状态信息，计算出车辆10周围的其他行驶车辆的数量。接着，传输功率决定单元14更藉由比较车辆10周围的其他行驶车辆的数量以及预设的临界上限值与预设的临界下限值，以判断该车辆10周围疏密状况，进而周期地细微调整该车辆的目前传输功率电平，即可获得无线传输半径且产生一参考的传输功率电平表、一参考的临界上限值与一参考的临界下限值。本发明通过比较车辆10周围的其他行驶车辆的数量以及预设的临界上限值与临界下限值可得知，若车辆10周围的该其他行驶车辆的数量大于预设的临界上限值，则判断车辆10位于车辆流量较拥挤的情况，而系统将会自动(或由使用者手动)降低该车辆的传输功率电平，以使无线传输半径变小，并且该传输功率决定单元会根据对应于车辆流量较拥挤的情况，自动(或手动)产生或更新参考的传输功率电平表、参考的临界上限值与参考的临界下限值；若车辆10周围的行车数量位于临界上限值与下限值之间，则判断车辆10位于车辆流量良好的情况，则保持传输功率电平不变，故保持无线传输半径不变，而传输功率决定单元14也会持续使用该预设的传输功率电平查阅表、临界上限值与临界下限值；若车辆10周围的行车数量小于临界下限值，则判断车辆10位于车辆较稀疏的情况，则系统将会自动(或由使用者手动)增加该车辆的目前传输功率电平，使无线传输半径变大，并且该传输功率决定单元会根据对应于车辆流量较稀疏的情况，自动(或手动)的产生或更新参考的传输功率电平查阅表、参考的临界上限值与参考的临界下限值。其中，在该车辆行驶期间，其参考的传输功率电平表、参考的临界上限值与参考的临界下限值会根据一或多个单位周期内，所接受到该车辆周围的其他行驶车辆的数量，比较其他行驶车辆的数量、参考的临界下限值与参考的临界下限值，并周期地细微调动该车辆的目前传输功率，进而不断的反复更新上述的参考的传输电平查阅表、参考的临界上限值与参考的临界下限值，直至车辆熄火为止。本发明的根据行车数量，周期地调整传输功率电平，进而调整无线传输半径，可降低车辆间相互传输信号的干扰与碰撞，以及提高通讯频带的使用效率。

总而言之，当车辆10刚启动时，因为没有收集其他邻近车辆的目前状态信息，而无法利用行车数量动态调整传输功率电平，故先利用查表的方法，依据本身的车速对应一传输功率电平，当车辆行驶一段时间后，至少收集到一单位周期内其他邻近车辆的目前状态信息，便可应用所得到的目前状态信息，计算出其他邻近车辆的数量，动态地调整传输功率电平，进而调整无线传输半径。传送单元15，耦接传输功率决定单元14与状态单元13，用以传送该车辆的目前状态信息予该车辆周围的其他行驶车辆。

根据本发明所提供的动态无线传输功率系统1，还包括一警示单元16，耦接该储存单元12，并接收该车辆的驾驶者的一指示，且根据该其他车辆与该车辆的目前状态信息，判断是否会发生车辆碰撞。其中当该警示单元判断会发生车辆碰撞时，则送出一警示信息予该车辆与该其他车辆的驾驶者。该警示信息包括影像、声音、图片与文字。该指示为紧急刹车、切换车道、转弯与超车的其中之一。于本实施例，当该其他行驶车辆之一者将要与车辆10产生碰撞时，警示单元16经由储存单元12得知该其他邻近车辆之一者与该车辆距离太近，相对速度太大，得知将要产生车辆碰撞，将会产生警示信息予车辆10的驾驶者，同时也会产生警示信息通过传送单元15传送予其他行驶车辆之一者的驾驶者；且传输功率决定单元14将由储存单元12取得该车辆10的传输功率电平与该其他行驶车辆之一者的传输功率电平，藉此比较该车辆10的传输功率电平与其他行驶车辆之一者的传输功率电平，传输功率决定单元14将选择此两者间较大传输功率电平，进而通过传送单元15传送一警示信息予该其他行驶车辆之一者的驾驶者。其中，接收单元11更可用以接收由其他行驶车辆所送出的警示信息。

同样地，当车辆10欲改变车道、紧急刹车、转弯或超车时，其警示单元16会收到驾驶者的指示，向传送单元15发出警示信息，通知该车辆10的周围行驶车辆；同时，其车内的传输功率决定单元14将由储存单元12取得车辆10周围的其他行驶车辆的传输功率电平，藉此比较该车辆10与其他行驶车辆这间的传输功率电平，并选择最大传输功率电平。接着，通过传送单元15传送一警示信息予其他行驶车辆的驾驶者。如此一来，可避免车辆10与其他行驶车辆产生车辆碰撞的危险，减少车祸事故的发生。

图2的流程图显示根据本发明的一实施例的动态无线传输功率控制方法。于此实施例中，可结合图1的动态无线传输功率控制系统来说明其步骤此实施例的动态无线传输功率调整方法。首先，传输功率决定单元14通过储存单元12，取得该车辆的状态信息(步骤S201)，其包括该车辆本身的位置、速度、方向、车号与签章，接着传输功率决定单元14根据该车辆的速度，经由查询一传输功率电平查阅表(例如表一)后，得知一传输功率电平(步骤S202)。接着藉由接收单元11与储存单元12接收与储存车辆10周围的其他行驶车辆的目前状态信息，且传输功率决定单元14将根据至少一单位周期内所接收的其他行驶车辆的目前状态信息(步骤S203)，以计算车辆10周围的其他行驶车辆的数量(步骤S204)。接着，传输功率决定单元14会比较车辆10周围的其他行驶车辆的数量以及预设的一临界上限值与一临界下限值，以判断车辆10周围疏密状况，进而调整动态传输功率电平(步骤S205)，若车辆10周围的其他行驶车辆数量大于预设的临界上限值，则判断车辆10位于车辆流量较拥挤的情况，进而可降低传输功率电平(步骤S206)；若车辆10周围的行车数量小于临界下限值，则判断车辆10位于车辆较稀疏的情况，进而增加传输功率电平(步骤S207)；若车辆10周围的行车数量位于临界上限值与下限值之间，则判断车辆10位于车辆流量良好的情况，则保持传输功率电平不变，最后经由传送单元15送出该车辆的目前状态信息(步骤S208)。

图3A的流程图显示根据本发明的另一实施例的动态无线传输功率控制方法。于此实施例中，可搭配图1的动态无线传输功率控制系统来说明其步骤此实施例的动态传输功率调整方法。首先，接收单元11接收其他行驶车辆之一者的目前状态信息(步骤S301)，并应储存单元12储存该其他行驶车辆之一者的目前状态信息(步骤S302)；接着，警示单元16根据该其他行驶车辆之一者的目前状态信息，判断是否有碰撞的发生，并警示该车辆的驾驶者与其他行驶车辆之一者的驾驶者(步骤S303)；若是，藉比较该车辆20的传输功率电平与该其他行驶车辆之一者的传输功率电平，选择一较大的传输功率电平(步骤S304)，进而传送一警示信息予该其他行驶车辆之一者的驾驶者(步骤S305)。

图3B显示更进一步解说图3A的动态传输功率控制方法的一应用示例。于此示例中，A车与B车分别以TPC＝8与TPC＝28的功率电平传递彼此的目前状态信息。于一段时间后，当B车车速过大或距离很接近A车时，A车将会发现彼此的相对速度过大，可能会有碰撞的危险，因此，A车将会采用A车与B车间最大的传输功率电平TPC＝28传送一警示信息予B车，告知B车的驾驶者其车速快、距离近，可能会有碰撞到A车的情况发生，并要求B车减速，以与A车保持距离，以增加行车安全。

图4A的流程图显示根据本发明的又一实施例的动态传输功率控制方法。于此实施例中，可结合图1的动态无线传输功率控制系统来说明其步骤此实施例的动态传输功率调整方法。首先，当警示单元16接收车辆10的驾驶者所给予的一指示时(步骤S401)，该指示可包括转向(例如向右转或向左转)、减速、紧急刹车、切换车道或超车等等。将会通过储存单元12寻找会受到该指示影响的其他行驶车辆(步骤S402)。接下来，应用传输功率决定单元14比较与取得车辆10与该其他行驶车辆的者间的最大动态传输功率电平(步骤S403)，进而广播一警示信息予该其他行驶车辆(步骤S404)。

图4B显示更进一步解说图4A的动态传输功率控制方法的一应用示例。于此示例中，C车、D车与E车分别以TPC＝20、TPC＝28与TPC＝22的功率电平传递彼此的目前状态信息。当C车欲切换与D车相同的车道时，C车将会通过储存单元22寻找后方D车与E车的目前状态信息，并选择C车、D车与E车间的最大功率电平TPC＝28传送一警示信息予D车、E车，告知C车欲切换车道，可能会发生车辆碰撞的情形，并要求D车减速，以与C车保持距离，以增加行车安全。

以上所述仅为本发明的范例实施态样，而不能以此限定本发明所实施的范围。即凡依本发明的权利要求所作的均等变化与修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围。

Claims (21)

1.一种动态无线传输功率控制系统，适用于一车辆上，其包括：

一接收单元，用以接收该车辆周围的其他行驶车辆的目前状态信息；

一状态单元，用以取得该车辆的目前状态信息；

一储存单元，耦接该接收单元与该状态单元，用以储存该其他行驶车辆与该车辆的目前状态信息；

一传输功率决定单元；以及

一传送单元，耦接该状态单元与该传输功率决定单元，用以传送该车辆的目前状态信息予该车辆周围的该其他行驶车辆，

该系统的特征在于：

该传输功率决定单元耦接该储存单元，具有一预设的传输功率电平查阅表、一预设的临界上限值与一预设的临界下限值，其中该传输功率电平查阅表包括该车辆的行车速度和与该车辆的行车速度对应的传输功率电平，当该车辆行驶一段时间后，该传输功率决定单元藉由比较该其他行驶车辆的数量以及该预设的临界上限值与该预设的临界下限值，用以判断该车辆周围疏密状况，周期地调整该车辆的传输功率电平，进而产生一参考的传输功率电平查阅表，一参考的临界上限值与一参考的临界下限值，并且根据该车辆周围疏密情况，进而更新该参考的传输功率电平查阅表、该参考的临界上限值与该参考的临界下限值。

2.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于还包括一警示单元，耦接该储存单元，用以接收该车辆的驾驶者的一指示，且根据该其他行驶车辆与该车辆的目前状态信息，判断是否会发生车辆碰撞。

3.如权利要求2所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于当该警示单元判断会发生车辆碰撞时，则送出一警示信息予该车辆与该其他行驶车辆的驾驶者。

4.如权利要求3所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于该警示信息包括影像、声音、图片与文字。

5.如权利要求2所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于该指示为紧急刹车、切换车道、转弯与超车的其中之一。

6.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于该目前状态信息包括行车速度、方向、位置、车型、车号、传输功率与签章。

7.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于该接收单元还用以接收该其他行驶车辆的警示信息。

8.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于该储存单元为一队列式的储存装置。

9.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于当该车辆起动之后，该传输功率决定单元根据该车辆的速度，经由该预设的传输功率电平查阅表，得知该车辆的一传输功率电平。

10.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于该传输功率决定单元根据至少一单位周期内所取得的该其他行驶车辆的目前状态信息，进而计算该其他行驶车辆的数量。

11.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于该预设的传输功率电平查阅表可经由系统自动或手动先行建立。

12.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于该预设的传输功率电平查阅表内的该车辆速度与该传输功率电平两者间为线性关系、次方关系、指数关系与对数关系的其中之一。

13.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于若该其他行驶车辆的数量大于该临界上限值，则判断该车辆位于车辆流量较拥挤的情况，进而降低该传输功率电平。

14.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于若该其他行驶车辆的数量位于该临界上限值与下限值之间，则判断该车辆位于车辆流量良好的情况，则保持该传输功率电平不变。

15.如权利要求1所述的动态无线传输功率控制系统，其特征在于若该其他行驶车辆的数量小于该临界下限值，则判断该车辆位于车辆较稀疏的情况，进而增加该传输功率电平。

16.一种动态无线传输功率控制方法，适用于一车辆上，其包括：

取得该车辆的目前状态信息；

经由一预设的传输功率电平查阅表，决定一传输功率电平，该传输功率电平查阅表包括该车辆的行车速度和与该车辆的行车速度对应的该传输功率电平；

取得至少一单位周期内该车辆周围的其他行驶车辆的目前状态信息；计

算该其他行驶车辆的数量；

进行比较步骤；以及

传送该车辆的目前状态信息予该车辆周围的该其他行驶车辆，

该方法的特征在于：

比较步骤包括比较该其他行驶车辆的数量、一预设的临界上限值与一预设的临界下限值，以判断该车辆周围疏密状况，根据该车辆周围疏密状况，周期地调整该车辆的传输功率，进而产生一参考的传输功率电平查阅表、一参考的临界上限值与一参考的临界下限值，并且根据该车辆周围疏密情况，进而更新该参考的传输功率电平查阅表、该参考的临界上限值与该参考的临界下限值。

17.如权利要求16所述的动态无线传输功率控制方法，其特征在于还包括：

当该车辆起动之后，根据该车辆的速度，经由该预设的传输功率电平查阅表，决定该传输功率电平。

18.如权利要求16所述的动态无线传输功率控制方法，其特征在于还包括：

储存该车辆周围的其他行驶车辆的目前状态信息，且根据至少一单位周期内所接收该其他行驶车辆的目前状态信息，用以取得该其他行驶车辆的数量。

19.如权利要求16所述的动态无线传输功率控制方法，其特征在于还包括：

若该其他行驶车辆的数量大于该预设的临界上限值，则判断该车辆位于车辆流量较拥挤的情况，进而降低该传输功率电平。

20.如权利要求16所述的动态无线传输功率控制方法，其特征在于还包括：

若该其他行驶车辆的数量小于该预设的临界下限值，则判断该车辆位于车辆较稀疏的情况，进而增加该传输功率电平。

21.如权利要求16所述的动态无线传输功率控制方法，其特征在于还包括：

若该其他行驶车辆的数量位于该预设的临界上限值与该预设的临界下限值之间，则判断该车辆位于车辆流量良好的情况，则保持该传输功率电平不变。