CN102761404A - 车用终端和基于此终端的通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明利用车辆与基础设施通信(V2I)时分层调制技术(高端信息和低端信息同时传送),使所有车辆(图2中V1、V2)对重要度高的高端信息进行解码,而且因远程通信以及存在障碍物而接收环境不良时,只对高端信息解码的车辆会向接收环境良好的其它车辆请求传送低端信息。并通过如多跳中继(Multi hop Relay)技术等车辆之间通信技术(V2V),使高端信息和低端信息全部解码的车辆,只传送低端信息,从而提升整体接收性能。
Description
技术领域
本发明涉及车用终端和基于此终端的通信方法,尤其涉及应用于车辆和如UTIS路边基站等基础设施之间的车用终端和基于此终端的通信方法。
背景技术
图1是已知的车辆与基础设施之间通讯系统中通讯路径示意图。
根据图1,普通的城市交通信息系统(Urban Traffic Information Systems)是在道路上车载装置(OBE: Onboard Equipment)之间无线通信,以及车载装置与包括路边基站(RSE: Road Equipment)在内的基础设施之间无线通信,是为了收发车辆危险信息等交通信息,是由韩国开发的智能交通信息系统(Intelligent Transport System: ITS)技术之一。
所述UTIS车辆与基础设施之间通信系统中,基础设施向车辆传送信息时,只考虑基础设施与车辆之间的直接通信路径(R1)。就是说,每个车辆的接收环境不同,需求信息也会不同,但发送端即基础设施端的调制设计并没有考虑到这些。
如上所述,已知车辆与基础设施之间通信系统中,向车辆端传送如交通信息等基础设施的信息时,不管车辆的接收环境如何,均统一直接传送到所有车辆。
因此不管信息的重要度和对该信息有需求与否,对基础设施的所有信息,均统一调制收发,其实现方式存在不合理性,进而浪费通信资源。而且在无线通信环境下,根据距离和信道环境等条件,每个车辆的接收环境会有很大变化,因此在大范围的通信领域,就无法保证所有车辆的信息接收性能。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种保证所有车辆信息接收性能,进而防止资源浪费的车用终端。
本发明的另一目的在于提供一种基于所述终端的通信方法。
技术方案
为解决所述问题,本发明涉及的车用终端是设置于行驶中的车辆,在相互不同的无线通信环境下,与包括中继器和基站在内的基础设施系统用无线进行通信的包括多个终端的车用终端。所述终端是根据对所述基础设施系统传送的已调制信息估算误码率(error rate)和预设标准误码率进行比较的结果,判断是否对所述调制信息解码,并按照所述比较结果,没有对所述调制信息解码时,通过其它车辆设置的终端,从所述基础设施系统接收所述调制信息加以解码。
为达到所述目的,本发明涉及的通信息方法分为如下阶段实现:设置在任意车辆的终端接收基础设施系统传送的调制信息;所述终端对所述调制信息的估算误码率(error rate)和预设标准误码率进行比较;所述终端根据比较结果,判断是否对所述调制信息解码;根据判断结果,所述终端没有对调制信息进行解码时,所述终端通过设置在其它车辆上的其它终端,接收所述调制信息而解码。
有益效果
根据本发明,在恶劣的接收环境下,本发明比传统技术,可以使更多的车辆接收和共享基础设施提供的信息,可以有效利用通信资源。
在已知的车辆与基础设施之间通信路径上,补充实现车辆与车辆之间通信(V2V)路径而便于扩充信息传递范围(通信路径)。
而且该车辆只需要接收必需信息(高端信息)时,不实施通过车辆之间通信(V2V)的中继(Relay)传送,最终保持与传统技术同样的收发结构而有效节省系统变更成本。
附图说明
图1是已知的车辆与基础设施之间通信系统中通信路径示意图;
图2是本发明一实施例的车辆通信系统的总结构图;
图3是图2中图示的车用终端内部结构概略示意图;
图4是图2中图示的高端信息和低端信息分层调制的星座图;
图5是图2中图示的车辆通信系统的动作顺序示意图。
具体实施方式
本发明改善不管信息的重要度和信息需求与否,将基础设施的所有信息统一调制收发的非合理性通信处理进程,提供一种在广泛通信领域中也可以保证所有车辆接收性能的方案。
本发明中车辆与基础设施进行通信(V2I)时,利用分层调制技术(高、低端信息同时传送),使所述基础设施服务区内所有车辆(图2的V1、V2)对重要度高的高端信息进行解码,而由于远程通信等原因接收环境不良,只对高端信息解码的车辆则请求其它接收环境优良的车辆传送低端信息。并利用如多跳中继(Multi hop Relay)等车辆之间通信技术(V2V),使高端信息和低端信息全解码的车辆只传送低端信息,从而既提高车辆通信系统的接收性能,又扩大传送范围。
下面结合附图,对本发明一实施例详细进行描述。在下列叙述内容中包含一种术语即“信息”,在没有特别予以区分的前提下,容易与信号、数据、数位(digital bit)或包式比特(Packet mode bit)等混用。
图2是本发明一实施例的车辆通信系统总结构图。
根据图2,本发明一实施例涉及的车辆通信系统大体上可以由将所需信息用调制信息传送的基础设施系统100、设置于车辆接收所述基础设施系统100传送的调制信息加以解码的车用终端200、210、220构成。
基础设施系统100可以包括中继器、基站、交通信息中心等组成网络层的所有装备,应用于构建车辆和无线通信网络。
所述基础设施系统100是利用分层调制(Hierarchical Modulation)技术,调制各车辆所需的信息,传送到车用终端200。所述分层调制技术是,根据信息的重要度,定义其优先顺序,使其具有层结构的调制技术。基础设施系统100传送的具有层结构的调制信息包括高端信息12和低端信息14。
高端信息12是服务区内任何车辆都需要的信息,因其重要度高而高度设置其解码概率,定义为不管接收环境(以下简称“无线通信环境”)如何,皆可进行解码的信息。相反,低端信息14是与所述高端信息12相比,其重要度相对地低,只有在接收环境良好的车辆,才可以选择性地进行解码。
就是说,高端信息12是不受无线通信环境的限制,是所有车辆必须解码的信息,而低端信息14是随无线通信环境,每个车辆的接收和解码需求不一的信息。
图2举出的示例是第一车辆V1在离基础设施系统100有第一距离L1处行驶,第二车辆V2在离基础设施系统100比所述第一距离L1更远的第二距离L2处行驶中的无线通信环境。
图2中举例显示的无线通信环境下,安装在第一车辆V1的第一终端210在离基础设施系统100较近的距离L1,分层调制的信息10、12、14的解码可信度高。随之,第一车辆V1上具备的第一终端210是分层调制的信息10,即对高端信息12和低端信息14全部进行解码。
相反,与第一车辆V1相比,离基础设施系统100相对较远距离L2处行驶中的第二车辆V2上具备的第二终端220,与第一车辆V1上具备的第一终端210,根据距离,其无线通信环境也相对恶劣。因此,第二终端220对于高端信息12和低端信息14无法全部进行解码,而是只对所需的高端信息12进行解码。所述第二车辆V2若需要低端信息14,则不是从基础设施系统100直接接收低端信息14解码,而是通过第一车辆V1上具备的第一终端210接收的低端信息加以解码。
就是说,第一车辆V1的无线通信环境优于第二车辆V2,因此按照V2I方式与基础设施系统100进行无线通信,第二车辆V2是与所述第一车辆V1相比,因其无线通信环境相对不良,所以对于所需信息即高端信息12,按照V2I方式从基础设施系统100直接接收解码,对于附加信息即低端信息14则按照应用中继(Relay)技术的V2V方式,通过第一车辆V1,间接接收(图2中14’)基础设施系统100传送的低端信息14加以解码。
图3是图2中图示的车用终端内部结构的概略示意图。下面对各车辆具备的终端详细进行说明。所述各终端内部结构相同,因此只对其中第二车辆V2具备的第二终端220内部结构进行说明,而第一车辆V1具备的第一终端210内部结构说明则省略。
根据图3,各车辆具备的终端在需要附加信息即低端信息时,根据系统中规定的标准(误码率比较、SNR等)决定是否对所接收的分层调制的信息进行解码。然后按照其决定,向邻近车辆请求低端信息,而接到请求的邻近车辆则向请求车辆传送低端信息。为此,各终端220可以包括无线通信部221、SNR估算部222、解码决定部223、消息生成部224、解码部225以及信息处理部226。
无线通信部221是按照约定的通信协议接收分层调制的信息。所述通信协议除车辆通信标准之外,还有如4G LTE等通信标准或者如DVB、MediaFLO等广播标准。
SNR估算部222估算各车辆接收的分层调制信息10、12、14)的信噪比(SNR),向解码决定部223传送估算的SNR值。
解码决定部223是利用估算的SNR值和星座图参数,按照对接收的分层调制信息估算误码率(error rate)和预设标准误码率进行比较的结果,判断对所述分层调制信息解码与否。估算误码率分为高端信息估算误码率( 高端)和低端信息估算误码率( 低端),可以用下列第一、二数学式分别定义。
【数学式1】
【数学式2】
在上述数学式一和二中,
是估算的接收端(终端)信噪比,高端和低端信息的星座图定义参数L是定义为。其中是如图4所示,是代表星座图上分布的高端信息的两点之间最短距离,是与低端信息对应的两点之间最短距离。图4中作为例子,是在QPSK-16QAM中的星座图。
如上所述,高端信息是所有车辆必须解码的信息,因此解码与否,最终基于低端信息的估算误码率( 低端)决定。就是说,解码决定部223是按照对低端信息估算误码率( 低端)和预设标准误码率( 要求)进行比较的结果,决定所述低端信息解码与否。例如,比较结果为 要求≤ 低端,则决定只对高端信息解码。相反,比较结果为 要求> 低端,则决定对高端信息和低端信息全部解码。此后,解码决定部223向解码部225传送决定结果,所述比较结果则传送到消息生成部225。
消息生成部224是接收 要求≤ 低端时的决定结果之后,自己车辆若需要低端信息,则向邻近车辆即图2中第一车辆V1上具备的第一终端210,传送请求传送低端信息的请求消息20。然后第一终端210的解码决定部在接收环境满足 要求> 低端的优秀终端的假设下,响应所述请求消息20,向所述第二终端V2传送低端信息14'。
解码部225是响应解码决定部223的决定结果,对接收的分层调制信息进行解码后,向信息处理部226传送解码信息。
信息处理部226是将解码信息转换成车辆驾驶员可以使用的信息形态,通过显示器或者扬声器等提供给驾驶员。
图5是图2中图示的车辆通信系统的动作顺序示意图。
根据图5,首先各车辆上具备的终端接收(S410)分层调制的信息。
比较结果,该车辆的无线通信环境为 要求≤ 低端,就是说,判断无线通信环境恶劣时,判断是否需要低端信息(S440),如果需要,则向邻近的其它车辆终端传送(S450)请求低端信息的请求消息(图2中20)。
然后按照传送的请求消息,从其它车辆终端接收低端信息后加以解码(S460)。此时所述请求消息可以间断传送,直到从其它车辆接收到低端信息。
另一方面,无线通信环境优良的车辆上具备的终端是,即 要求> 低端时,所述终端判断是否从其它车辆具备的终端接收低端信息的请求消息(S470)。此时不管接收请求消息与否,该终端对从基础设施系统直接传送的高端信息和低端信息全部进行解码。
若所述终端从其它终端接收低端信息的请求消息,则与此响应,向所述终端传送低端信息(S480)。
如上所述,本发明利用车辆与基础设施之间通信(V2I)时分层调制技术(高端信息和低端信息同时传送),实现该基础设施提供服务区内的所有车辆(图2的V1、V2)对重要度高的高端信息全部进行解码。车辆与基础设施系统之间通信距离和之间存在障碍物而导致车辆接收环境恶劣时,该车辆只对高端信息解码,而对低端信息则从接收环境相对较好的其它车辆接收加以解码。同时通过基于多跳中继(Multi hop Relay)技术的车辆之间通信技术(V2V),使高端信息和低端信息全部解码的车辆,只传送低端信息,从而提升车辆通信系统的接收性能的同时进一步扩大传送范围。
发明有效反映了车辆通信在未来通信和广播技术之间具有兼容性的车辆通信技术(V2X)领域中具有的固有特点,应用作为二代广播标准和通信标准的技术(Relay是通信LTE标准技术,分层调制是广播DVB-T、MediaFLO标准技术)提供了有效提升车辆通信效率的收发方案。
因此,本发明与广播和通信也具有较高的联系性,今后与该系统结合时,也可以有效应用。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种车用终端,其特征在于,多个车用终端,设置于行驶中的各车辆,在相互不同的无线通信环境中,与包括中继器和基站在内的基础设施系统进行无线通信;
所述多个终端是分别按照对所述基础设施系统传送的调制信息估算误码率和预设标准误码率进行比较的结果,判断是否对所述调制信息解码;
然后按照比较结果,如果对所述调制信息不进行解码,则通过其它车辆设置的终端,接收所述基础设施系统传送的所述调制信息加以解码。
2.根据权利要求1所述的车用终端,其特征在于,所述调制信息包括:利用分层调制技术,不管所述无线通信环境如何,在所述基础设施提供服务区内所有车辆必须解码的已调制高端信息,重要度高;根据所述无线通信环境,只在一些车辆上解码的低端信息,重要度相对低;
所述终端是:根据对从所述基础设施系统接收的所述调制低端信息的估算误码率(error rate)与预设标准误码率进行比较的结果,判断所述低端信息解码与否;
3.根据权利要求2所述的车用终端,其特征在于,所述多个终端各自生成对所述调制低端信息的请求消息,传送到所述其它终端。
4.根据权利要求3所述的车用终端,其特征在于,所述终端响应所述请求消息,向所述终端传送所述低端信息。
5.根据权利要求4所述的车用终端,其特征在于,所述其它终端是应用多跳中继(Multihop Relay)技术,向所述终端传送所述低端信息。
6.一种通信方法,其特征在于,其实现方法分为下列几个阶段:设置于任意车辆的终端接收所述基础设施系统传送的调制信息;
所述终端对所述调制信息的估算误码率(error rate)和预设标准误码率进行比较;
根据比较结果,所述终端判断是否对所述调制信息解码;以及
判断结果,所述终端对所述调制信息不进行解码,则所述终端通过其它车辆设置的其它终端接收所述调制信息加以解码。
7.根据权利要求6所述的通信方法,其特征在于,所述调制信息包括:高端信息,利用分层信息,不管无线通信环境如何,在服务区内所有车辆必须解码而重要度高;低端信息,随所述无线通信环境,只有一部分车辆解码而重要度相对较低;
所述比较阶段是包括:所述终端算出所述调制低端信息估算误码率(error rate);对所述调制低端信息估算误码率(error rate)和所述标准误码率进行比较。
8.根据权利要求7所述的通信方法,其特征在于,判断为所述终端对所述调制信息不进行解码时,其实施阶段还包括:
所述终端向所述其它终端传送请求所述低端信息的请求消息;
所述其它终端响应所述请求消息,向所述终端传送自己从所述基础设施系统接收的所述低端信息。
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