CN105307206A - 使用混合调制设置调度消息 - Google Patents

Abstract

各种示例性实施例涉及一种无线通信设备和相关方法以及机器可读存储介质，所述无线通信设备包括：至少一个天线；发送电路，被配置为根据多个调制方案中的任何调制方案经由所述至少一个天线以及无线通信介质来发送数据；接收电路，被配置为经由所述至少一个天线接收数据；应用控制器，被配置为生成具有消息类型并且与应用相关联的一系列消息；以及消息调度器，被配置为针对将要根据所述多个调制方案中的不同调制方案发送的所述一系列消息中的相应消息向所述发送电路提供调制设置，其中调制方案是基于调制方案模式为发送选择的，从而所述一系列消息中的第一消息是根据第一调制方案发送的，以及所述一系列消息中的第二消息是根据第二调制方案发送的。

Description

使用混合调制设置调度消息

技术领域

本文公开的各种示例性实施例总体上涉及无线通信，并且更具体但不排他性地涉及智能交通系统(ITS)中的无线通信。

背景技术

智能交通系统(ITS)是针对通过广播关于区域内的车辆的实时信息来改善道路安全而出现的。根据一些ITS实现，车辆基于IEEE802.11p专用短程通信(DSRC)来建立车辆特设网络(VANET)以在邻近的车辆之间交换位置、速度、路况或事件/事故信息。在一些应用中(例如根据欧洲电信标准协会(ETSI)ITS标准的实现)，车辆以10Hz的速率来周期性地广播公共意识消息(CAM)以在控制信道中报告例如当前速度和位置的信息。

然而，在很多情况下，由区域内大量车辆以这样高的消息速率持续广播CAM以及其它消息会导致拥塞的无线通信介质。具体地，在大量的数据通信情况下，介质上的干扰会增加，并且因此，由于更多地出现介质忙碌标记，导致接收的消息中的错误速率以及信道访问延迟也将增加。相关标准建议，在高拥塞的区域内，参与的车辆应当将CAM和其它消息广播的速率减小到10Hz一下，或者减小发送功率，以释放介质。

发明内容

下文中对各种示例性实施例的简要概括进行介绍。以下的概括中会出现简化和省略，其旨在突出和介绍各种示例性实施例的一些方面，而并不是对本发明范围进行限制。优选地，示例性实施例的详细描述允许本领域技术人员制造并使用本发明的设想(将在下文中进行说明)。

本文中描述的各种实施例涉及一种由用于发送一系列消息的无线通信设备执行的方法，所述方法包括：由无线通信设备生成具有消息类型并且与应用相关联的第一消息；根据第一调制方案，经由无线通信介质向至少一个其它设备发送第一消息，其中基于调制方案模式来选择第一调制方案；由无线通信设备生成具有与应用相关联的消息类型的第二消息，第一消息与第二消息具有相同的消息类型；根据与第一调制方案不同的第二调制方案，经由无线通信介质来向所述至少一个其它设备发送第二消息，其中基于所述调制方案模式来选择第二调制方案。

本文中描述的各种实施例涉及一种编码有指令的机器可读存储介质，所述指令用于由无线通信设备执行，所述介质包括：用于由所述无线通信设备生成具有消息类型并且与应用相关联的第一消息的指令；用于根据第一调制方案经由无线通信介质向至少一个其它设备发送所述第一消息的指令，其中所述第一调制方案是基于调制方案模式选择的；用于由所述无线通信设备生成具有与所述应用相关联的所述消息类型的第二消息的指令，所述第一消息与所述第二消息具有相同的消息类型；用于根据与所述第一调制方案不同的第二调制方案经由所述无线通信介质来向所述至少一个其它设备发送所述第二消息的指令，其中所述第二调制方案是基于所述调制方案模式选择的。

本文中报告描述的各种实施例涉及一种用于发送一系列消息的无线通信设备，所述无线通信设备包括：至少一个天线；发送电路，被配置为根据多个调制方案中的任何调制方案经由所述至少一个天线以及无线通信介质来发送数据；接收电路，被配置为经由所述至少一个天线接收数据；应用控制器，被配置为生成具有消息类型并且与应用相关联的一系列消息；以及消息调度器，被配置为针对将要根据所述多个调制方案中的不同调制方案发送的所述一系列消息中的相应消息向所述发送电路提供调制设置，其中调制方案是基于调制方案模式为发送选择的，从而所述一系列消息中的第一消息是根据第一调制方案发送的，以及所述一系列消息中的第二消息是根据第二调制方案发送的。

描述了各种实施例，其中应用是智能交通系统并且消息类型是公共意识消息。

描述了各种实施例，其中所述第一和第二调制方案都是从由以下各项组成的组中选择的：二进制相移键控、正交相移键控、四进制正交幅度调制(16-QAM)、以及八进制正交幅度调制(64-QAM)。

此外，各种实施例还包括：由所述无线通信设备生成具有与所述应用相关联的所述消息类型的第三消息，所述第一消息与所述第三消息具有相同的消息类型；以及根据与所述第一调制方案和所述第二调制方案不同的所述第三调制方案经由所述无线通信介质来向所述至少一个其它设备发送第三消息。

描述了各种实施例，其中所述第二调制方案被选择为比所述第一调制方案具有更高的数据速率。

此外，各种实施例还包括：存储调制方案模式，其中所述调制方案模式针对具有所述消息类型的消息序列指示将用于发送来自所述消息序列的相应消息的调制方案序列，其中：根据所述第一调制方案经由无线通信介质向至少一个其它设备发送所述第一消息的步骤是基于从所述调制方案模式确定所述第一调制方案是下一个将要使用的调制方案来执行的；以及，根据所述第二调制方案经由无线通信介质向所述至少一个其它设备发送所述第二消息的步骤是基于从所述调制方案模式确定所述第二调制方案是下一个将要使用的调制方案来执行的。

此外，各种实施例还包括：确定无线通信介质上的当前负荷；以及基于当前负荷来选择新的调制方案模式。

描述了各种实施例，其中选择新的调制方案模式包括：基于所述当前负荷来检索之前限定的调制方案模式。

描述了各种实施例，其中选择新的调制方案模式包括：将当前负荷与目标负荷相比较；以及基于将所述当前负荷与所述目标负荷相比较的结果修改当前调制方案模式以生成新的调制方案模式。

此外，各种实施例还包括：周期性地分析所接收的消息、与对所接收的消息的接收相关联的相应调制方案、以及由所接收的消息承载的位置信息以确定所述无线通信设备的当前环境中与所述第一调制方案和所述第二调制方案相关联的范围。

附图说明

为了更好地理解各种示例性实施例，将参照附图，其中：

图1示出了用于实现混合调制消息调度的示例性智能交通系统(ITS)；

图2示出了示例性无线通信设备的框图；

图3示出了示例性无线通信设备的硬件图；

图4示出了用于存储预定消息发送模式(pattern)的示例性查找表；

图5示出了用于根据发送模式来发送消息的示例性方法；以及

图6示出了用于使消息发送模式适应于在介质负荷目标上磨练(honein)的示例性方法。

为帮助理解，使用相同的附图标记来表示具有本质上相同或相似结构或本质上相同或相似功能的单元。

具体实施方式

虽然标准提出了介质拥塞的解决方案，但是这是以牺牲安全性为代价的。具体地，虽然减小对公共意识消息(CAM)进行广播所采用的速率将会减小介质上的负荷，但是将会向智能交通系统(ITS)中的每个参与者提供对周围环境的不太准确的表示，从而增加车辆碰撞或其它事故的风险。

本文中描述的方法通过一种保持由参与的车辆使用的CAM信息的准确性的方式解决了介质拥塞的问题。具体地，本文中描述的各种方法在信号干扰噪声比(SINR)下降到足以使得消息不可再恢复之前在减小至少一些发送的CAM传播的距离之前对用于之前的CAM无线发送的调制方案进行改变。通过这种方式，可向附近的车辆提供每个CAM，而在不会从接收每个发送的CAM中如此获益的较远的车辆附近，介质上的负荷得以减小。

本文介绍的描述与附图示出了各种原理。将会理解的是，尽管在本文中没有明确描述或示出，本领域技术人员将能够想到表现这些原则并包括在本公开的范围内。除非另有说明，如本文中使用的，术语“或者”是指非排他性的或(即和/或)(例如“或其它的”或“或者备选地”)。此外，本文中描述的各种实施例并不是互斥的，并且可以组合以产生包含本文中描述的原则的附加实施例。

图1示出了用于实现混合调制消息调度的示例性智能交通系统(ITS)环境100。如图所示，ITS环境100包括三个车辆110、120、130，每个车辆具有相应的无线通信设备112、122、132，所述无线通信设备包括用于使得能够在车辆110、120、130之间进行通信的一个或多个天线和电路或其它硬件。将会理解的是，环境100中可以出现更多或更少数量的车辆，并且不同的车辆(如汽车、卡车、摩托车、穿、飞机等)以及其它设备(如移动电话、徒步设备、路边指示灯等)可以参与到环境100中。

根据各种实施例，通信设备112、122、132相互周期性地广播或通过其它方式交换信息。例如，通信设备112、122、132可以加入车辆特设网络(VANET)，并且周期性地广播将要由区域中的其它通信设备112、122、132接收的CAM。这样的CAM可以包括各种信息，例如，如标识发送车辆的当前位置、速度和移动方向的信息。

随着很多车辆110、120、130周期性地发送CAM和其它消息，有时无线通信介质有可能变得拥塞。在这样的情况下，车辆110、120、130可以调整用于发送至少一些CAM的调制方案以降低介质上的来自发射机车辆110、120、130的负荷。将会理解的是，各种调制方案提供变化的数据速率和通信范围，并且因此具有对通信介质的拥塞的不同贡献。如下文中更详细描述的，在发送介质拥塞的时段期间，通信设备112、122、132的各种实施例根据不同调制方案并因此使用不同的通信范围针对用于发送序列中的不同CAM来使用调制方案的模式。通过这种方式，附近的车辆(例如在所有使用的调制方案的通信范围中的车辆)将会接收由发送车辆发送的大部分或全部的CAM，而更远的车辆将只会接收根据足够长程调制方案发送的CAM。只接收CAM的该子集对于ITS的目的来说可以视为是足够的，这是因为更远的车辆对于与发送车辆发生碰撞来讲风险较低，由此其并不会从当前以实时方式(例如以10Hz)保持的发送车辆位置和速度的完全准确表示如此获益。

例如，发送车辆通信单元112可以以10Hz的速率发送CAM并且根据二进制相移键控(BPSK)调制方案来调制。BPSK调制可以是足够长范围的135，从而其它画出的车辆120、130两者能够对这些CAM进行接收并解码。一旦检测到无线通信介质是拥塞的，则发送通信单元112开始根据四进制正交幅度调制(16-QAM)方案来每隔一个地发送CAM，所述四进制正交幅度调制方案具有比BPSK方案更高的数据速率但是具有更短的范围130。因为车辆120相对接近发送车辆110并且在BPSK与16-QAM两者的范围内，所以附近的通信设备122接收由发送通信设备112发送的大部分或全部的CAM。在另一方面，车辆130距离发送车辆相对较远并且在16-QAM的范围以外。因此，较远的通信设备132只接收大约每隔一个的CAM(即根据BPSK方案发送的那些CAM)。因为较远的车辆130距离发送车辆110相对较远，对于ITS的目的来说，以一半的速率(例如5Hz)来更新发送车辆110的速度和位置是足够的。如果较远的车辆130随后移动为与发送车辆110更近从而使得碰撞风险提高，则较远的车辆130将也会移动到16-QAM的范围内，并且因此开始接收所发送的大部分或全部CAM消息。

将会理解的是，可以对之前的示例进行各种修改。例如，可以使用不同或附加的调制方案，例如正交相移键控(QPSK)、八进制正交幅度调制(64-QAM)、频率调制、或者实际上任何其它的无线通信调制方案。此外，可以使用与示例中描述的不同的模式，其中将参照图4对一些模式进行更详细的描述。

图2示出了示例性无线通信设备200的框图。无线通信设备200可以对应于图1的环境100中的通信设备112、122、132中的一个或多个通信设备。将会更加显而易见的是，各种硬件配置可以用于实现无线通信设备200的组件。例如，每个组件可以是分离的电路或集成电路(IC)，多个组件可以作为单一IC来一起实现，一个或多个组件可以由被配置为执行本文中描述的功能的微处理器来实现。各种附加的修改将会是显而易见的。

为提供基本的ITS功能，通信设备包括接收机210和应用控制器220以及发射机230。接收机210和发射机230可以共用一个或多个天线，或者可以具有一个或多个专用的发射机天线和接收机天线。应用控制器220被配置为执行由通信设备200实现的各种有关于ITS应用的功能。在CAM的语境中，应用控制器220可执行可执行至少两种功能。首先，应用控制器220可以经由接收机210从其它无线设备接收CAM，并且基于CAM中报告的位置和速度信息来维持周围环境的数据模型。第二，应用控制器220可以周期性地生成具有当前车辆速度和位置信息的CAM消息并且经由发射机230向区域内的其它无线设备发送(例如以10Hz的速率)所述CAM消息。

介质密度监控器240被配置为确定当前位于无线通信介质上的当前负荷。介质密度监控器240可以使用实际上估计位于介质上的当前负荷的任何方法。例如，介质密度监控器240可以监控由接收机210接收的CAM，以确定所述区域中当前有多少不同的发射机。备选地，介质密度监控器240可以监控由发射机230返回的“介质繁忙”消息的数量或比例。用于确定当前介质信道负荷的各种备选或补充的方法将会是显而易见的。

消息调度器250被配置为修改发射机230设置以引起根据不同的调制方案对CAM进行发送。例如，在介质密度监控器240报告通信介质相对地不拥塞的时段期间，消息调度器250可以将发射机230设置为根据长范围调制方案(例如1/2编码速率BPSK)来发送，并且抑制对设置的改变，使得所有CAM根据该方案来发送。当介质密度监控器240报告无线介质上的相对高的负荷时，消息调度器250可以根据适于当前负荷的不同调制方案的来为发送选择模式，并且周期性地配置发射机230根据由模式指示的下一个方案来发送，使得CAM根据调制方案的模式来发送。该功能可以以实际上任何方式来发生。例如，消息调度器250可以被配置为采用与应用控制器220发送CAM相同的周期性来简单地改变发射机的设置，应用控制器220可以向消息调度器250而不是发射机230发送每个生成的CAM，使得消息调度器250可以同时向发射机230转发CAM和适当的调制设置，或者消息调度器250可以使用完全的发送模式来配置发射机230，其中发射机230被配置为单步调试(stepthrough)所述模式，并且针对每个发出的CAM使用指示的调制方案。各种备选配置将会是显而易见的。

例如，使用适应的方法来对选择的发送模式进行优化的实施例的各种实施例，还可以包括接入范围校准器260，所述接入范围校准器被配置为针对各种调制方案来确定当前发送范围。例如，接入范围校准器260可以通过监控接收的CAM消息、计算从通信设备200到CAM中报告的位置的距离、以及记录针对初始发送使用的调制方案来操作于被动模式(passivemode)中。例如，如果接入范围校准器260接收由接收机使用BPSK解调并且指示车辆在50英尺外出现的CAM消息，则接入范围校准器260可以推断出，在当前环境中，BPSK调制将会给出至少50英尺的发送范围。此外或备选地，接入范围校准器260可以操作于主动模式中，其中接入范围校准器260通过发射机230向其它无线通信设备发送特殊消息，以检测每个调制方案。例如，接入范围校准器可以根据每个可能的调制方案广播简单的“查验(ping)”消息，并且记录在对每个查验消息的响应中报告的位置。然后消息调度器250可以使用接入范围校准器260的关于每个调制方案的当前范围的报告来确定应当针对具体模式使用哪些调制方案。

图3示出了示例性无线通信设备300的硬件示意图。示例性设备300可以对应于图1的无线通信设备112、122、132中的任何无线通信设备或者是图2的无线通信设备200。如图所示，设备300包括经由一个或多个系统总线310互连的处理器320、存储器330、无线接口340、以及存储350。将会理解的是，图3构成抽象概念，并且设备300的组件的组织可以比示出的更复杂。

处理器320可以是能够执行存储在存储器330或存储360中的指令的任何硬件设备。如此，处理器可以包括微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、或其它类似设备。

存储器330可以包括各种存储器，例如，如L1、L2、或L3高速缓存或者系统存储器。由此，存储器330可以包括静态随机存取存储器(SRAM)、动态RAM(DRAM)、闪存、只读存储器、或其它类似的存储器设备。

无线接口340可以包括用于使得能够经由无线通信介质与其它硬件设备通信的一个或多个设备。例如，无线接口340可以包括一个或多个天线、能够根据各种方案进行信号解调的接收电路、能够根据各种方案进行信号调制的发送电路、以及一个或多个协议栈。在一些实施例中，无线接口340包括图2的示例性设备200的接收机和发射机230。在一些实施例中，此外无线接口340还可以包括图2的示例性设备200的介质密度监控器240、消息调度器250、或接入范围校准器260，而在其它实施例中，处理器320可以执行以上参照那些组件描述的功能中的至少一些功能。针对网络接口340的各种备选或附加的硬件或配置将会是显而易见的。

存储350可以包括一个或多个机器可读存储介质，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备、或类似的存储介质。

例如，如图所示，存储350存储用于限定将要由处理器320执行以实现ITS应用的各种功能的应用指令352。例如，应用指令352可以包括用于处理接收的CAM和用于经由无线接口340广播一系列CAM的指令。此外，在处理器320实现介质密度监控器240、接入范围校准器260或消息调度器250的实施例中，存储350可以分别存储介质密度监控器指令354、接入范围校准器指令356、或消息调度指令358。备选地，这些功能中的一些或全部功能可以部分地或完全地在硬件中执行。

将会显而易见的是，被描述为存储在存储350中的各种信息可以附加地或备选地存储在存储器330中。在这一方面，还可以认为存储器330构成“存储设备”。各种其它的布置将会是显而易见的。此外，可以认为存储器330和存储350两者是“非瞬时机器可读介质”。如本文中使用的，术语“非瞬时”将理解为排除瞬时信号但是包括存储的所有形式，其中包括易失性和非易失性存储器。

虽然示出的设备300包括一个每个所描述的组件，但在各种实施例中各种组件可以重复。例如，处理器320可以包括被配置为独立地执行本文中描述的方法或被配置为执行本文中描述的方法的步骤或子例程的多个微处理器，使得多个处理器协同实现本文描述的功能。

根据各种实施例，无线通信设备可以针对给定的介质负荷来选择与该负荷相关联的预生成的消息发送模式。例如，在一些这样的实施例中，通信设备可以使用查找表。图4示出了用于存储预定义的消息发送模式的示例性查找表400。表400可以存储在任何存储设备中，例如，如图3的通信设备300的存储器330或存储350，或者在与图2的消息调度器250位于片上的或可通过其它方式接入的分离的存储器中。

如图所示，查找表400包括用来指示阈值的介质负荷阈值字段410，超过所述阈值后相关联的模式将是可以应用的，以及模式字段420，所述模式字段指示当发送一系列消息时将会使用的消息调制，例如CAM序列。作为示例，查找条目430指示出，当当前信道负荷高于0％(并且不高于剩下的阈值)时，应当使用重复模式“L”，其指示，作为默认(即，当没有满足最低的非零阈值时)，所有CAM应当根据低数据速率(以及长范围)数据调制方案(例如1/2编码速率BPSK)来发送。在各种实施例中，“L”字符可以静态地与具体调制方案相关联，使得“L”永远指相同的调制方案。在使用适应方法的其它实施例中，与“L”字符相关联的调制方案可以随着环境而变化。例如，“L”字符可以与具体发送范围相关联，并且调制方案可被选择为基于图2的接入范围校准器260的结果来提供具体地发送范围。

各种修改将会是显而易见的。例如，可以使用模式的不同表示，例如指定可以与不同调制方案相关联的索引的模式，或者明确地对将要使用的调制方案进行识别的模式。作为另一个示例，可以使用不同于百分比的度量来表示信道负荷，例如区域内发射机的数量或对局部干扰和噪音的测量。

作为其它示例，查找条目440指示，一旦信道负荷达到50％(但没有达到任何更高的阈值)，则应当使用重复模式“L-M”，其指示应当根据中间速率(和中间范围)调制方案来每隔一个地发送CAM。如同“L”字符一样，“M”字符可以静态地或动态地关联到具体调制方案。

示例性的查找条目450指示，一旦信道负荷达到70％(但是没有达到任何更高的阈值)，则应当使用重复模式“M-H”，其指示应当根据中间速率(和中间范围)调制方案来发送CAM的一半，并且应当根据高数据速率(和低范围)调制方案来发送CAM的另一半。如同“L”字符一样，“H”字符可以静态地或动态地关联到具体调制方案。因此，该模式提供了三个不同的调制方案，由此在车辆周围产生了三个不同的区域，每个区域与不同的CAM接收速率相关联。例如，“L”字符可以与1/2编码速率BPSK相关联，“M”字符可以与1/2编码速率16-QAM相关联，以及“H”字符可以与3/4编码速率16-QAM相关联。将会显而易见的是，可以针对包括更少或更多数量的不同调制方案的模式来提供各种备选实施例。例如，可以针对根据五个不同调制方案发送CAM来提供模式“1-2-3-4-5”。

作为最后的示例，查找条目460示出，当介质负荷达到或高于90时，应当使用调制方案“M-H-H-H-H”。如此，在外部区域，不会接收到任何发送的CAM；在中间区域中，将会接收到发送的每五个CAM中的一个，并且在内部区域中，理论上应当接收到所有CAM。各种其它有用的模式和关联的负荷阈值将会是显而易见的。

在选择了模式之后，发送设备使用模式来指导对每个发出的CAM的调制。图5示出了用于根据发送模式来发送消息的示例性方法500。方法500可以由图3的处理器320或图2的应用控制器220、发射机230、消息调度器250来执行。

方法开始于步骤505，并且进行到步骤510，其中通信设备生成用于广播或其它发送的消息，例如CAM。接下来，在步骤515中，设备确定当前发送模式中的下一个槽(slot)。例如，在各种实施例中，设备可以维持指向模式中的下一个位置的位置指针，并且所述指针在发送每个CAM时递增(当达到模式的结尾时回到开始处)。用于单步调试模式的各种其它方法将会是显而易见的。

然后在步骤520中，设备确定下一个槽是否承载“L”字符。如果下一个槽包括“L”字符，则方法500进行到步骤525，其中设备对发射机进行配置以使用BPSK调制方案。否则，方法500进行到步骤530，其中设备确定下一个槽是否承载“M”字符。如果下一个槽包括“M”字符，则方法500进行到步骤535，其中设备对发射机进行配置以使用16-QAM方案。否则，设备假设下一个槽承载“H”字符，并且方法从步骤530进行到步骤540，其中设备对发射机进行配置以使用64-QAM方案。在发射机已经被配置之后，方法进行到步骤545，其中CAM或其它消息根据被配置的调制方案来发送。然后，在步骤545中方法结束。

如上文指出的，各种实施例可以使模式中具有更少或更多数量的调制方案。使这样的备选实施例实现的对方法500的各种修改将会是显而易见的。例如，类似于步骤520、530的附加判定框可以添加到类似于步骤525、535、540的关联的配置步骤中。作为另一个示例，判定框520、530可以由对另一个查找表的访问来替代，所述另一查找表将从模式中读取的符号与适当的调制方案相关联。作为另一个示例，步骤520-540可以替换为简单从模式中读取调制方案标识以及配置读取调制方案。在一些实施例中，发射机可以通过在发射机电路的专用寄存器中存储与期望的调制方案相关联的值来针对不同调制方案进行配置。在这样的实施例中，步骤520-540可以替换为从模式中直接复制值到这样的专用寄存器的简单步骤。

在各种实施例中，通信设备可以基于环境状况来备选地或附加地适应发送模式。图6示出了用于使消息发送模式适应于在介质负荷目标上磨练的示例性方法600。方法600可以由图2的介质密度监控器240或消息调度器250或图3的处理器320来执行。设备可以周期性地执行方法600以调整模式，例如针对每个发出的CAM或以预定的速率(例如1、10或100)。备选地，方法600或类似的方法可以被配置为基于事件的出现来执行，例如检测的介质负荷中的变化，这样的变化超过了预定的阈值，或者当前负荷变化为不在目标负荷的预定范围内的值。各种其它修改将会是显而易见的。

方法开始于步骤605，并且进行到步骤610，其中设备估计或通过其它方式确定无线介质上的当前负荷。接下来，在步骤615中，设备将当前负荷与预定负荷目标相比较。例如，设备可以被配置有50％的负荷目标，并且因此应用方法600以试图在50％的介质负荷上“磨练”。在一些备选实施例中，设备可以在目标周围设置“死区”，其中足够接近的值被认为等于负荷目标。例如，一些这样的实施例可在确定的负荷不超过负荷目标的5％或另一预定的边缘值时认为确定的负荷等于负荷目标。在其它实施例中，例如可以使用多个负荷目标来确定哪个模式调整适于给定的介质状况。

如果确定当前负荷小于负荷目标，则方法600可以进行到步骤620，其中设备将试图调整模式以使用介质的有效性来根据长范围调制方案发送更大比例的CAM。在步骤620中，设备确定当前模式是否包括任何“H”槽，其根据高速率(和低范围)调制方案来指示CAM的发送。如果当前模式包括“H”槽，则方法进行到步骤625，其中从模式中移除一个“H”槽，由此提高将会根据更长范围调制方案来发送的CAM的比例。当模式中存在多个“H”槽时，可以根据任何方法来确定选择哪个“H”槽来移除。例如，可以移除第一个遇到的“H”槽，可以移除最接近另一个“H”槽的“H”槽，或者按照预定顺序来移除“H”槽。“H”槽的移除可以通过从模式中完全移除槽来实现，由此缩短了模式，或者通过将H槽“降级”为降低速率符号来实现，例如“L”槽。另一方面，如果模式不包括任何“H”槽，则设备可以确定模式已经针对ITS应用的目的完全使用了无线介质有效性。如此，方法600可以直接从步骤620进行到步骤640中的结束。在各种备选实施例中(例如方法600附加地增加或移除“M”槽)，作为替代，方法可以从步骤620进行到用于移除可用的“M”槽的另一个步骤集合。各种附加的修改将会是显而易见的。

如果在步骤615中，设备确定当前负荷并不小于负荷目标，则方法600进行到步骤630，其中设备确定当前负荷是否大于负荷目标。如果当前负荷大体等于负荷目标(例如在针对负荷目标限定的“死区”内，或者等同于负荷目标)，则方法600可以直接进行到步骤640中的结束。否则，设备可以进行减少设置在介质上的负荷的步骤。例如在步骤635中，设备可以对当前模式增加一个“H”槽。可以根据任何方法来进行新的“H”槽的位置选择。例如，“H”槽可以附加到模式的结尾、放置在距离模式中存在的“H”槽最远的位置、或者根据预定的顺序来放置。“H”槽的放置可以通过对模式增加新的槽来实现，由此增加模式的长度，或者通过将存在的槽(例如“L”槽)“升级”为“H”槽来实现。在各种备选实施例中，方法600可以包括附加步骤来确定是否放置不同的槽以及在哪里设置不同的槽，例如，“M”槽。各种附加的修改将会是显而易见的。在步骤635中修改模式之后，方法执行到步骤640中的结束。

本文中各种实施例可以将所描述的方法实现为处理无线介质的拥塞的完整解决方案，而其它实施例可以与其它的拥塞处理方法一起实现所述方法。例如，在各种实施例中，在调整模式之后或期间，设备可以向下调整CAM发送速率。例如，在使用图4的预生成的模式查找表的实施例中，如果在实现条目460的发送模式之后介质拥塞速率保持高水平(例如70％)，则设备可以将CAM发送速率从10Hz降低到更低的值以进一步降低位于介质上的负荷。如另一个方法，各种实施例中的设备可以尝试在采取使用发送模式之前或之后根据不同的调制方案来发送全部的CAM。例如，一旦检测到介质拥塞，则设备可以从根据BPSK发送全部的CAM转变为根据QPSK发送全部的CAM。如果介质保持拥塞，则设备可以切换到基于模式的发送。

还将显而易见的是，本文中描述的各种方法适用于CAM发送和ITS应用以外的应用。例如，这些方法可以应用于移动电话和其它设备、无线监控系统和应用、“物联网”中的安全监控或警告应用、无线广告和信息广播系统、以及其它应用。总的来说，本文介绍的方法本质上适用于使用无线通信的任何系统，更具体地但并不唯一地，适用于使用发送周期性消息(例如“心跳(heartbeat)”消息)的设备的任何系统。

根据上文，各种实施例使得能够在拥塞的时段中智能地使用无线通信介质。特别是，通过调整针对发送的消息使用的调制方案，可以减少介质上的负荷，特别是原理发送设备的位置处的负荷，而不减少向距离发送设备较近的设备进行发送的可靠性。鉴于上述内容，各种附加的好处将会是显而易见的。

从上述描述中可以明显看出，本发明的各种示例性实施例可以通过硬件来实现。此外，各种示例性实施例可以作为存储在非瞬时机器可读存储介质上的指令来实现，例如易失性或非易失性存储器，所述指令可以由至少一个处理器来读取并执行，以执行本文中详细描述的操作。机器可读存储介质可以包括任何用于以机器(例如个人电脑或便携式电脑、服务器、或其它计算设备)可读形式存储信息的任何机制。因此，非瞬时机器可读存储介质排除瞬时的信号，但可以包括易失性和非易失性存储器两者，其中包括但不限于：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备、以及类似的存储介质。

本领域技术人员应当设想到，本文的任何框图表示表现本发明原则的示意性电路的概念视图。类似地，应当设想到，任何流程图、流程示意图、状态迁移示意图、伪代码等等表示各种过程，所述过程本质上以机器可读介质来表示，并且无论计算机或处理器是否明确地示出，所述过程由计算机或处理器来执行。

尽管各种示例性实施例已经参照其特定示例性的方面进行了详细描述，应当理解的是，本发明能够实现其它实施例，并且本发明的细节能够以各种明显的方面来修改。如本领域技术人员能够显而易见的，在保持在本发明的精神和范围内的同时可以进行变化和修改。因此，上述公开、描述和附图仅针对说明的目的而不是对本发明进行限制，本发明的限制只通过权利要求进行限定。

Claims (20)

1.一种编码有指令的非瞬时机器可读介质，所述指令由用于发送一系列消息的无线通信设备执行，所述介质包括：

用于由所述无线通信设备生成具有消息类型并且与应用相关联的第一消息的指令；

用于根据第一调制方案经由无线通信介质向至少一个其它设备发送所述第一消息的指令，其中所述第一调制方案是基于调制方案模式选择的；

用于由所述无线通信设备生成具有与所述应用相关联的所述消息类型的第二消息的指令，所述第一消息与所述第二消息具有相同的消息类型；

用于根据与所述第一调制方案不同的第二调制方案经由所述无线通信介质来向所述至少一个其它设备发送所述第二消息的指令，其中所述第二调制方案是基于所述调制方案模式选择的。

2.根据权利要求1所述的非瞬时机器可读介质，其中，所述应用是智能交通系统。

3.根据权利要求1所述的非瞬时机器可读介质，其中，所述第一和第二调制方案都是从由以下各项组成的组中选择的：二进制相移键控、正交相移键控、16值正交幅度调制16-QAM、以及64值正交幅度调制64-QAM。

4.根据权利要求1所述的非瞬时机器可读介质，还包括：

用于由所述无线通信设备生成具有与所述应用相关联的所述消息类型的第三消息的指令，所述第一消息与所述第三消息具有相同的消息类型；以及

用于根据与所述第一调制方案和所述第二调制方案不同的第三调制方案经由所述无线通信介质来向所述至少一个其它设备发送第三消息的指令。

5.根据权利要求1所述的非瞬时机器可读介质，其中，所述第二调制方案被选择为比所述第一调制方案具有更高的数据速率。

6.根据权利要求1所述的非瞬时机器可读介质，还包括：用于存储所述调制方案模式的指令，其中所述调制方案模式针对具有所述消息类型的消息序列指示将用于发送来自所述消息序列的相应消息的调制方案序列，其中：

用于根据所述第一调制方案经由无线通信介质向至少一个其它设备发送所述第一消息的指令被配置为基于从所述调制方案模式确定出所述第一调制方案是下一个将要使用的调制方案而被执行；以及，

用于根据所述第二调制方案经由无线通信介质向所述至少一个其它设备发送所述第二消息的指令被配置为基于从所述调制方案模式确定出所述第二调制方案是下一个将要使用的调制方案而被执行。

7.根据权利要求6所述的非瞬时机器可读介质，还包括：

用于确定所述无线通信介质上的当前负荷的指令；以及

用于基于所述当前负荷选择新的调制方案模式的指令。

8.根据权利要求7所述的非瞬时机器可读介质，其中，所述用于选择新的调制方案模式的指令包括：用于基于所述当前负荷来检索预先定义的调制方案模式的指令。

9.根据权利要求7所述的非瞬时机器可读介质，其中，所述用于选择新的调制方案模式的指令包括：

用于将所述当前负荷与目标负荷相比较的指令；以及

用于基于将所述当前负荷与所述目标负荷相比较的结果修改当前调制方案模式以生成新的调制方案模式的指令。

10.根据权利要求1所述的非瞬时机器可读介质，还包括：用于周期性地分析所接收的消息、与对所接收的消息进行接收相关联的相应调制方案、以及由所接收的消息承载的位置信息以确定所述无线通信设备的当前环境中与所述第一调制方案和所述第二调制方案相关联的范围的指令。

11.一种用于发送一系列消息的无线通信设备，所述无线通信设备包括：

至少一个天线；

发送电路，被配置为根据多个调制方案中的任何调制方案经由所述至少一个天线以及无线通信介质来发送数据；

接收电路，被配置为经由所述至少一个天线接收数据；

应用控制器，被配置为生成具有消息类型并且与应用相关联的一系列消息；以及

消息调度器，被配置为针对将要根据所述多个调制方案中的不同调制方案发送的所述一系列消息中的相应消息向所述发送电路提供调制设置，其中调制方案是基于调制方案模式为发送选择的，从而所述一系列消息中的第一消息是根据第一调制方案发送的，以及所述一系列消息中的第二消息是根据第二调制方案发送的。

12.根据权利要求11所述的无线通信设备，其中，所述应用是智能交通系统。

13.根据权利要求11所述的无线通信设备，其中，所述第一和第二调制方案都是从由以下各项组成的组中选择的：二进制相移键控、正交相移键控、16值正交幅度调制16-QAM、以及64值正交幅度调制64-QAM。

14.根据权利要求11所述的无线通信设备，其中，所述消息调度器被配置为：根据三个不同的调制方案发送来自所述一系列消息的消息。

15.根据权利要求11所述的无线通信设备，其中，所述第二调制方案被选择为比所述第一调制方案具有更高的数据速率。

16.根据权利要求11所述的无线通信设备，还包括：存储器设备，被配置为存储所述调制方案模式，其中所述调制方案模式针对所述一系列消息指示来自所述多个调制方案的调制方案序列，所述调制方案序列将用于发送来自所述一系列消息的相应消息。

17.根据权利要求16所述的无线通信设备，还包括：密度监控器，被配置为确定所述无线通信介质上的当前负荷，

其中所述消息调度器还被配置为选择新的调制方案模式，其中选择新的调制方案模式是基于所述当前负荷进行的并且用于在所述存储器设备中进行存储。

18.根据权利要求17所述的无线通信设备，其中：

所述存储器设备和附加存储器设备中的至少一个存储将负荷阈值与相应的预先定义的调制方案模式相关联的查找表；以及

在选择所述新的调制方案模式的过程中，所述消息调度器被配置为：基于所述当前负荷与所述负荷阈值中的至少一个的比较，来从所述查找表检索所述新的调制方案模式。

19.根据权利要求17所述的无线通信设备，其中，在选择所述新的调制方案模式的过程中，所述消息调度器被配置为：

将所述当前负荷与目标负荷相比较；以及

基于将所述当前负荷与目标负荷相比较的结果，来修改当前调制方案模式以生成所述新的调制方案模式。

20.根据权利要求11所述的无线通信设备，还包括：接入范围校准器，被配置为周期性地分析经由所述接收电路接收的所接收的消息、与对所接收的消息进行接收相关联的相应调制方案、以及由所接收的消息承载的位置信息，以确定所述无线通信设备的当前环境中与所述第一调制方案和所述第二调制方案相关联的范围。