CN105378816A - 在车辆/道路环境中利用流言网络的基于光的通信 - Google Patents

Abstract

公开了可以被实现为展现流言网络拓扑的基于光的通信网络的技术。在一些实施例中，网络可以包括被配置用于与彼此的基于光的通信的多个移动通信节点和/或固定通信节点（对等点）。为此，节点可以掌控被配置为发射基于光的通信信号的发射机（例如激光器、LED或其它固态光源）和/或被配置为感测这样的信号的接收机（例如光电传感器或其它基于光的数据输入设备）。在一些实例中，流言拓扑可以规定信息从节点到节点的中继和聚合，改进网络内所传播的信息的可靠性和可用性。在一些实施例中，网络可以是自主的（例如自形成的和/或自服务的）。

Description

在车辆/道路环境中利用流言网络的基于光的通信

相关申请的交叉引用

本申请是要求标题为“LIGHT-BASED COMMUNICATIONS UTILIZING A GOSSIP NETWORK IN A VEHICLE/ROADWAY ENVIRONMENT”的并且于2013年7月22日提交的美国专利申请No.13/947,181的权益的国际申请，其整体内容被通过引用合并到此。本申请还涉及2013年7月22日提交的美国专利申请No.13/947,172（律师签号No.2013P01011US），该美国申请在其整体上被通过引用而合并到此。

技术领域

本公开涉及基于光的通信系统，并且更特别地，涉及在使用流言网络拓扑的车辆/道路环境内的基于光的通信。

背景技术

在车辆/道路环境中，当前的网络拓扑一般包括基于蜂窝和无线电的方法以及传统的同步无线网络。所谓的车辆到车辆（V2V）、车辆到基础设施（V2I）或车辆到X（V2X）功能可以被用于在车辆/道路环境内传送信息。正被传送的信息可以用于战略通信（非安全关键信息）或战术通信（安全关键和高安全性信息）。

附图说明

图1A–图1B图解典型地用于车辆/道路环境中的车辆到X（V2X）通信的基于无线电的无线网络。

图2A是根据本公开的实施例所配置的基于光的通信系统的框图。

图2B是根据本公开的实施例的彼此可操作地耦合的多个基于光的通信系统的框图。

图3是根据本公开的实施例的图解使用流言网络的基于光的通信的处理的流程图。

图4图解根据本公开的实施例的具有流言类型网络拓扑的示例基于光的点对点（P2P）通信网络。

通过阅读连同在此所描述的各图一起所作的以下详细描述，将更好地理解目前的实施例的这些和其它特征。随附附图不意图被按比例绘制。在附图中，可以由相同的标号来表示各个图中所图解的每个相同或近乎相同的组件。为了清楚的目的，并非每一组件都可能被标记在每一附图中。

具体实施方式

公开了可以被实现为展现流言网络拓扑的基于光的通信网络的技术。在一些实施例中，网络可以包括多个移动通信节点和/或固定通信节点（对等点（peer）），所述通信节点被配置用于与彼此进行基于光的通信。为此，节点可以掌控被配置为发射基于光的通信信号的发射机（例如激光器、LED或其它固态光源）和/或被配置为感测这样的信号的接收机（例如光电传感器或其它基于光的数据输入设备）。在一些情况下，网络可以被用于在车辆/道路环境中的车辆与基础设施之间传播或另外地散布战略通信、战术通信和/或其它车辆到X（V2X）通信。在一些实例中，流言拓扑可以规定信息从节点到节点的中继和聚合，改进网络内所传播的信息的可靠性和可用性。在一些实施例中，网络可以是自主的（例如自形成的和/或自服务的）。根据本公开，大量配置和变形将是明显的。

概述

存在使车辆/道路环境内的信息散布复杂化的很多非平凡的问题。例如，用以实现车辆到X（V2X）通信的当前方法依赖于现有的基于无线电的无线技术。例如，考虑图解典型地用于车辆/道路环境中的V2X战略通信的基于蜂窝电话的无线网络的图1A以及图解典型地用于车辆/道路环境中的V2X战术通信的专用短距离通信（DSRC）网络的图1B。这些现有的基于无线电的通信技术及它们的支持同步移动网络拓扑在很多方式上受限制。例如，现有的基于无线电的通信系统就基于系统负载而共享/分配的可用宽带来说是受限制的。附加地，联邦法规将车辆/道路环境中的基于无线电的通信限制为例如由联邦通信委员会（FCC）指派的专用频谱。另外，这些现有方法以全向方式传送数据，并且因此并未解决空间信息或在特定方向上将数据传输到接收方。例如，DSRC数据在基于无线电的360°场中被广播，并且以此方式所发送的信息的所有接收方接收同一数据。因此，数据并未被调适到所意图的接收方，并且连同GPS定位数据一起要求相当量的后处理。更进一步地，现有的通信网络拓扑依赖于相对广泛的专用射频基础设施，以服务网络和所添加的特定硬件以形成网络。特别是在基础设施侧上所添加的成本和维护可能是高昂的。另外，服务提供商限制可能对限制有贡献。在更一般的意义上，与现有的基于无线电的V2X通信方法关联的延时、可用性和可靠性考量可能使得这样的技术不足取，特别是关于安全考量。

因此，并且根据本公开的实施例，公开了可以被实现为展现流言网络拓扑的基于光的点对点（P2P）通信网络的技术。在一些实施例中，被提供为如在此所描述那样的网络可以包括多个移动通信节点和/或固定通信节点（对等点），通信节点被配置例如用于与彼此进行基于光的通信。为此，给定的节点可以掌控一个或多个发射机，诸如激光器、发光二极管（LED）或被配置为发射基于光的通信信号的其它固态光源。另外，给定的节点可以掌控一个或多个接收机，诸如光电传感器或被配置为感测基于光的通信信号的其它基于光的数据输入设备。给定的发射机可以被用于通过被调制的（或另外地被修改的）光谱将数据传输到视线内的一个或多个接收机，并且这些接收机可以被用于收集该数据。注意，给定的节点的发射机-接收机配对可以被封装为收发机。

如根据本公开将领会的那样，在车辆/道路环境内，车辆一般可以使用基于光的通信与紧挨的附近内的其它车辆和基础设施进行交互。因此，在此意义上，车辆/道路环境可以被当作为具有动态P2P性质，其中每个车辆或周围基础设施元件可以充当对等点。在这样的环境内，对等点可以在相对的附近中彼此散布（例如有关于刹车灯、停车灯、转向指示器、相邻车辆速度、跟随车辆速度等的）信息。

所公开的技术可以例如被利用于提供移动节点和/或固定节点的P2P网络，移动节点和/或固定节点使用基于光的信号以在该网络内传播战术通信和/或战略通信。如在此所使用的那样，例如，在道路上的车辆的上下文中，战术通信一般可以提及（诸如有关于安全或安全性应用的）时间和/或位置敏感信息。一些示例包括：碰撞时间；紧急刹车；加速；自适应巡航控制；接近感测；车道偏离；盲点检测；撞击响应；交叉点信号违规；行人检测和障碍检测等。如在此所讨论的那样，这样的战术通信可以被利用在执行车辆/道路环境内的功能（诸如：交叉点辅助；左右转向辅助；在前面刹车的车辆的预先告警；向前和向后碰撞告警；盲点/车道改变告警；不通行告警等）中。另外，如在此所使用的那样，战略通信一般可以提及并非当成时间或位置敏感的信息。一些示例包括：社交联网；测绘；旅行者/游客信息；地标/路点；费用收集；交通监控；天气监控；紧急车辆通知；灾难有关通知和AMBER报警等。在更一般的意义上，并且根据一些实施例，所公开的技术可以被用于在车辆/道路环境内传播或另外地散布战略通信和/或战术通信，例如，作为车辆到车辆（V2V）通信、车辆到基础设施（V2I）通信和/或其它车辆到X（V2X）通信。

另外，根据一些实施例，被提供为如在此所描述那样的网络可以展现流言类型网络拓扑。如在此所使用的那样，术语‘流言’一般可以提及不假设可靠通信的随机的周期性的成对交互处理，并且流言类型网络协议可以在各源之间假设‘闲谈’或谣言。在流言类型网络内，多个数据源可以快速地交换信息包。流言类型网络内的数据源可以例如一般地被表征为聚合（例如信息收集器）、谣言散播（例如将信息一路传递）和/或数据修复（例如修正信息中的错误）。因此，在一些实施例中，被提供为如在此所描述那样的流言类型网络可以用来随着来自多个源的信息在网络内被从节点中继到节点（例如点对点）而对其进行组合，由此改进（在一些实例中，以接收全部信息的高概率到达的）聚合中的信息的可靠性。

在一些实施例中，使用所公开的技术提供的网络可以是自主的（例如自形成的和/或自服务的）。也就是说，可以例如在没有外部输入或判决进行的情况下实现数据传播和处理。例如，由给定的节点接收到的数据可以被处理并且所执行的自动动作或数据可以基于相对定位或其它因素而被中继到其它可用的（多个）节点。在一些实例中，可以在车辆/道路环境内动态地创建这样的自主网络。也就是说，根据一些实施例，网络可以有机地或自发地形成，并且可以存在于对等点的靠近接近的时段中，并且随后当对等点离开网络或另外不再出现时废除。在一些情况下，用于以有机地形成的方式与周围车辆共享、聚合并且中继信息的能力可以有助于所牵涉的车辆更好地预测和/或响应于在车辆/道路环境中的进展情况。另外，在一些示例情况下，提供自主的并且利用现有照明基础设施的P2P网络可以在车辆/道路环境中规定实际的V2I通信。

根据一些实施例，被提供为如在此所描述那样的网络可以被配置为利用基于光的通信源的视线性质和与附近的通信的改进。一些实施例可以例如被利用于在不要求同步的数据传送的情况下传送小的大小的数据集合至中等大小的数据集合。然而，本公开并非被这样限制，如在更一般的意义上那样，可以定制被提供为如在此所描述那样的网络，以适应车辆/道路环境中的独立车辆移动性的动态和流动性质。另外，根据一些实施例，被提供为如在此所描述那样的网络可以被利用于传输具有其它潜在地想要的信息（诸如发射机和/或接收机的位置/定位、信号强度、飞行时间和/或相对朝向/方向数据）的通信数据。根据这些数据类型的组合，存在用于例如取决于视场（FOV）内的源的物理接近、相对速度/加速度和/或定位而推导附加信息的潜能。因此，并且根据实施例，所传输的数据可以取决于传输源、接收源、二者中任一的物理定位、运动的目前路径和/或对另一数据源节点的接近而变化。一些实施例可以利用跨宽谱的多样性或多点方法（例如，在主控车辆的两个前照灯组件中的接收机），例如，以规定为从噪声和/或干扰中辨识出信号。在一些实施例中，被提供为如在此所描述那样的网络可以被配置为近乎瞬时地（例如以低延时）传送战术通信，这例如在飞快的并且处于彼此靠近接近的车辆中的车辆跟随和碰撞告警系统的情况下可能是想要的。所公开的技术的其它合适的使用将取决于给定的应用，并且根据本公开将是明显的。

一些实施例可以例如基于距离、位置和/或朝向信息而与其它独特的数据传输同时地规定在各节点之间的独特的数据传送。在一些情况下，这可以基于多种传输因素而规定（例如，如与对于所有可用节点相反那样的对于特定地想要的目标节点的）数据传输的真实P2P风格。在一些实例中，这可以实现例如与速度有关的益处（例如，其对于战术通信或其它时间敏感通信而言可能是想要的），省略服务提供商并且因此避免通常随之而伴生的问题，和/或省略中央服务器。

一些实施例可以被用于在车辆/道路环境内在各通信节点之间提供低延时信息传送。一些实施例可以实现例如在接近车辆用以在车辆/道路环境中进行交互的效率上的改进，由此改进交通流量。另外，例如在关于在靠近接近情况下要求低延时的数据（例如诸如可能激活或另外地影响实时安全系统的动态车辆信息）的传送的V2V通信上下文中，一些实施例可以实现优于现有的移动数据网络的改进。

一些实施例可以规定对在基于光的通信谱中可用的大带宽进行杠杆运用的数据传送，基于光的通信谱显著地大于基于小区的通信或DSRC谱，一般未被管控或另外地经受更少的约束/核准，并且对于功能而言而不要求中心网络提供商被牵涉其中。一些实施例可以规定在自由空间上的基于光的数据传送，并且因此可以能够为非常高的数据传送速率，例如，不需要添加的/专用的基础设施或复杂的数据处理（例如对于点对点通信而言）服务或硬件。为此，一些实施例可以利用在给定的节点处已经可以是可用的元件/组件。例如，已经被安装在给定的车辆或基础设施元件上的SSL源可以被利用作为发射机和/或接收机。替换地，可以利用与基于无线电的无线通信硬件相比相对更廉价的想要的发射机和/或接收机组件来翻新给定的节点。例如，光发射机和/或接收机组件可以被安装在给定的车辆或基础设施元件（例如白天行驶灯、雾灯、侧灯、头灯、尾灯、第三刹车灯、街灯、被照亮的标志等）的照明外罩内。一些实施例可以在不需要用于传输、处理和/或接收通信信号的附加的昂贵专用硬件和支持基础设施的情况下被实现（例如，与如上面讨论的在现有的基于无线电的方法中所需要的系统元件不同）。另外，一些实施例可以例如在不需要建立Wi-Fi^®风格同步连接或关联的网络开销的情况下规定真实的P2P交互。

系统架构和操作

图2A是根据本公开的实施例所配置的基于光的通信系统100的框图。如在此所讨论的那样，系统100可以被配置用于与例如视线内的一个或多个的（多个）其它系统100的进行基于光的通信。为此，系统100可以包括彼此可操作地耦合的多个模块，包括例如接收机模块110、发射机模块120、（多个）处理器130和存储器140。如根据本公开将领会的那样，在一些情况下，接收机模块110和发射机模块120可选地可以被组合为具有接收机能力和发射机能力这两者的收发机模块115。在一些实施例中，系统100可选地可以包括附加的模块，诸如但不限于控制模块150、显示器160和/或扬声器170。在一些实例中，多个系统100（例如范围从1-N的量）可以彼此可操作地耦合，以提供系统100’（诸如在图2B中被示出）。在一些这样的实例中，可能想要的是提供可选的接口模块180，例如，以辅助沿着通信总线/互连部的与其它模块的通信。另外，如下面讨论那样，系统100可以被部分地或整体地集成在：（1）移动通信节点（诸如车辆）上；和/或（2）固定通信节点（诸如交通信号、街灯、建筑上的被照明的标志等）上。在一些情况下，系统100可以配备有分布式架构，并且因此可以具有某种程度的功能分布性。根据本公开，许多合适的配置将是明显的。

根据一些实施例，接收机110可以是光电传感器或被配置为接收基于可见光和/或不可见光的通信输入信号的其它基于光的数据输入设备。为此，接收机110可以被配置为从任何谱带（例如可见谱带、红外谱带、紫外谱带等）感测感兴趣的（多个）波长，如针对给定的目标应用或最终用途而想要的那样。另外，在一些实例中，如想要的那样，接收机110可以包括一个或多个解码器。根据实施例，接收机110可以被配置为从一个或多个方向从给定的源（例如诸如从第一系统100的接收机110的视线内的第二系统100的发射机120）接收基于光的通信信号。在一些情况下，并且根据实施例，接收机110可以是可以利用其翻新主控节点的光电传感器。在一些实施例中，接收机110可以是处于其断电或关闭状态下的SSL源设备（例如诸如以下参照发射机120所讨论的任何示例设备）。

根据一些实施例，例如，如果主控节点是车辆，则那么接收机110可以与主控车辆集成。例如，接收机110可以被安装在主控车辆的照明外罩（例如白天行驶灯、雾灯、侧灯、头灯、尾灯、第三刹车灯等）中的一个或多个内。其它用于接收机110的合适的配置将取决于给定的应用并且根据本公开将是明显的。

根据一些实施例，发射机120可以是固态光（SSL）源或被配置为输出基于可见光和/或不可见光的通信信号的其它基于光的输出设备。为此，发射机120可以被配置为从任何谱带（例如可见谱带、红外谱带、紫外谱带等）发射兴趣的（多个）波长，如针对给定的目标应用或最终用途而想要的那样。例如，发射机120可以是SSL设备（诸如但不限于发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）、聚合物发光二极管（PLED）、固态激光器和/或其任何组合）。在一些情况下，发射机120可以是例如进行转换的SSL设备（例如用以提供白色LED的在蓝色上的磷光体）。另外，在一些实例中，如想要的那样，发射机120可以包括一个或多个编码器和驱动器。根据实施例，发射机120可以被配置为在一个或多个方向上（例如诸如在第一系统100的发射机120的视线内的第二系统100的接收机110的方向上）输出基于光的通信信号。在一些实施例中，发射机120可以包括SSL源的阵列。在一些情况下，并且根据实施例，发射机120可以部分地或整体上是SSL源或者另外地利用SSL源，所述SSL源已经在主控节点上可用。在一些其它情况下，并且根据实施例，发射机120可以是可以利用其来翻新主控节点的SSL源。在一些实例中，可以提供现有的SSL源和被翻新的组件这两者的使用。

根据一些实施例，例如，如果主控节点是车辆，则那么发射机120可以与主控车辆集成。例如，发射机120可以被安装在上面参照接收机110表明的照明外罩中的任何一个或多个内。在更一般的意义上，发射机120可以利用任何各种各样的SSL技术和组件。其它用于发射机120的合适的配置将取决于给定的应用并且根据本公开将是明显的。

根据一些实施例，系统100可以包括被配置为本地地控制系统100的一个或多个部分的功能的一个或多个的（多个）处理器130。例如，（多个）处理器130可以被配置为：（1）处理由接收机110接收到的基于光的通信信号；和/或（2）生成要由发射机120发射的基于光的通信信号。给定的处理器130可以被配置为执行任何各种各样的功能，诸如：计算飞行时间（TOF）；聚合来自多个源的数据；中继数据；传播新数据；计算视线（LOS）位置；和/或聚合来自多个外部源的数据。另外，在一些情况下，（多个）处理器130可以被配置为确定是否以及如何将信息传达给观测者（例如诸如通过可操作地耦合的显示器160和/或扬声器170）。例如，在其中可选地包括下面所讨论的显示器160的一些情况下，（多个）处理器130可以被配置为对图像和图形进行解码和/或呈现，以用于显示在给定的显示器160上。在其中可选地包括下面所讨论的扬声器170的一些情况下，（多个）处理器130可以被配置为对要由扬声器170发射的特定音调或其它声音进行选择和/或解码。此外，（多个）处理器130可以被配置为访问并且执行存储在下面所讨论的存储器140内的任何模块。（多个）处理器130的其它合适的配置和能力将取决于给定的应用并且根据本公开将是明显的。

根据一些实施例，存储器140可以被配置为在临时或永久的基础上存储系统数据，并且为此可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。在一些情况下，存储器140可以被配置为存储由系统100接收和/或传输的基于光的通信数据。另外，在一些情况下，存储器140可以被配置为存储出站的基于光的通信数据（例如尚未被传输的出站的基于光的通信）。更进一步地，在一些实例中，存储器140可以被配置为存储主控节点简档数据（例如用于主控节点的与系统100有关的偏好/设置；为了基于光的通信目的的独特的节点ID等）。其它类型的数据（可能想要将该其它类型的数据存储在存储器140中）将取决于给定的应用，并且根据本公开将是明显的。

另外，存储器140可以包括可以例如由（多个）处理器130访问并且执行的存储于其中的任何数量的模块。例如，在一些实例中，存储器140可以包括声音数据库模块，可以从该声音数据块模块重获要由扬声器170（当可选地被包括时）发射的音调或其它声音。在一些实例中，存储器140可以包括数据安全性模块以对由系统100接收和/或传输的基于光的通信信号进行加密/解密。其它合适的模块（可能想要将该其它合适的模块存储在存储器140中）将取决于给定的应用，并且根据本公开将是明显的。

可以例如以任何合适的编程语言（诸如C、C++、对象C（objective C）、JavaScript、定制或私有指令集等）来实现存储器140的模块。模块可以被编码在例如机器可读介质上，该机器可读介质当被处理器执行时部分地或整体地执行系统100的功能。计算机可读介质可以是包括可执行指令的任何合适的非暂态计算设备存储器，诸如：硬驱动；压缩盘；存储棒；和/或其任何组合。可以例如利用门电平逻辑、应用专用集成电路（ASIC）或芯片集或其它这样的为特定目的构建的逻辑来实现其它实施例。一些实施例可以利用具有输入/输出能力（例如用于接收用户输入的各输入；用于导向其它组件的各输出）以及用于执行系统功能的大量嵌入的例程的微控制器来实现。在更一般的意义上，可以如想要的那样在硬件、软件和/或固件中实现存储器400的功能模块。

如先前表明的那样，在一些实施例中，系统100可选地可以包括控制模块150。控制模块150可以被配置为输出控制信号，控制信号可以例如被用在控制主控节点的部分的操作中。例如，如果主控节点是车辆，则控制模块150可以将控制信号输出到主控车辆的给定的电子控制单元，诸如但不限于：速度/巡航控制单元；刹车控制单元；气囊控制单元等。在更一般的意义上，控制模块150可以将信号输出到主控车辆的某部分，从而（例如，针对道路安全、针对燃料效率等）引起该接收部分的操作上的改变，并且因此实现主控车辆的操作上的改变。用于可选的控制模块150的其它的合适的配置和能力将取决于给定的应用并且根据本公开将是明显的。

另外，如先前表明那样，在一些实施例中，系统100可选地可以被配置为将通知或其它反馈提供给观测者。在一些情况下，系统100可以被配置为指示其已经接收和/或传输了基于光的通信数据。在一些实例中，系统100可以被配置为向观测者指示或另外地提供给定的一条所接收到的和/或所传输的通信数据特别重要或紧急的报警/通知。在一些情况下，可以提供诸如在前面刹车的车辆的预先告警、向前和向后碰撞告警、盲点/车道改变告警、不通行告警等的通知/报警。在一些情况下，可以由系统100提供与告警、报警或其它紧急通知（例如新闻/当前事件、交通模式、严酷天气、紧急情况/事件、疏散过程等）有关的通知/反馈。如将领会的那样，并且根据一些实施例，这些和其它通知和反馈类型可以例如被利用于在车辆/道路环境内执行功能（诸如但不限于，交叉点辅助、左右转向辅助、车道改变、绕行/改线等）当中。通知/反馈的其它合适的形式将取决于给定的应用，并且根据本公开将是明显的。

根据一些实施例，系统100可以包括或另外地被配置为与一个或多个显示器160进行通信，以将视觉通知/反馈提供给观测者。给定的显示器160可以被配置为如下这样：当由系统100接收和/或传输数据时，其显示将该数据传达给观测者的消息、图标、色彩或其它视觉指示符。为此，如根据本公开将是明显的那样，给定的显示器160可以是其上可以显示图像、视频、文本或其它视觉内容的任何合适的显示屏幕或其它设备。在一些情况下，可以引起给定的显示器160关于由系统100接收到或传输的给定的基于光的通信的重要性/紧急性来显示文本、图像、视频或其它视觉提示。在一些实施例中，例如，如果主控节点是车辆，则那么给定的显示器160可以与主控车辆集成。例如，显示器160可以是仪表板仪器面板或后视镜的部分，或可以是在车辆的中央控制台中提供的板载显示屏幕。在一些其它实施例中，给定的显示器160可以是被配置为使用任何合适的有线（例如通用串行总线或USB、以太网、火线（FireWire）等）通信和/或无线（例如Wi-Fi^®、蓝牙^®等）通信与系统100的一个或多个其它部分进行通信的单机组件。用于可选的显示器160的其它的合适的配置和能力将取决于给定的应用并且根据本公开将是明显的。

根据一些实施例，系统100可以包括或另外地被配置为与一个或多个扬声器170进行通信，以将听觉通知/反馈提供给观测者。给定的扬声器170可以被配置为如下这样：当由系统100接收和/或传输数据时，其发射把数据传达给观测者的音调、音乐、录制的发音或其它听觉指示符。为此，如根据本公开将明显的那样，给定的扬声器170可以是任何合适的扬声器或声音可以被从其传输的其它设备。在一些情况下，可以引起给定的扬声器170改变由此所发射的声音类型、模式和/或强度，以指明由系统100接收或传输的给定的基于光的通信的重要性/紧急性。在一些实施例中，例如，如果主控节点是车辆，则那么给定的扬声器170可以与主控车辆集成。例如，扬声器170可以是在车辆中提供的音频系统的部分。在一些其它实施例中，给定的扬声器170可以是被配置为关于可选的显示器160使用任何上面表明的有线通信和/或无线通信与系统100的一个或多个其它部分进行通信的单机组件。

如根据本公开将领会的那样，在一些情况下，系统100可以被配置为同时采用多种类型的通知/反馈。例如，显示器160可以显示接收到的通信消息，而扬声器170发射该消息的录制的发音。用于提供通知/反馈的大量合适的技术根据本公开将是明显的。

方法

图3是根据本公开的实施例的图解使用流言网络的基于光的通信的处理的流程图。该流程可以如在块302中开始，其中从流言网络接收基于光的V2X通信输入信号。如上面讨论那样，根据实施例，接收机110（或收发机115，如果提供的话）可以被配置为接收基于光的V2X通信输入信号。输入信号可以来自于流言网络内的很多个源中的任何源（诸如例如在该接收机110的视线内的（例如，如由流言网络内的另一移动通信节点或固定通信节点所掌控的）另一系统100的发射机120）。在一些实例中，输入信号可以部分地或在整体上包括一个或多个战略通信和/或战术通信。在一些这样的实例中，输入信号可以包括从流言网络内的一个或多个节点聚合或另外地中继的战略V2X通信和/或战术V2X通信的集合。

该流程可以如在块304中继续，其中处理接收到的信号的基于光的V2X通信数据。如上面讨论的那样，一个或多个处理器130可以被配置为为此而操作。基于光的V2X通信数据的处理可能需要例如：（1）解释在基于光的V2X通信输入信号内出现的一个或多个战略通信和/或战术通信；和/或（2）生成具有其中出现的一个或多个战略通信和/或战术通信的基于光的V2X通信输出信号。在一些实例中，（多个）处理器130可以用来聚合和/或中继给定的战略通信或战术通信。在一些情况下，处理可能进一步需要确定是否以及如何将接收到的V2X通信数据传达给观测者（例如诸如通过可操作地耦合的显示器160和/或扬声器170）。在其中包括显示器160的一些情况下，（多个）处理器130可以被配置为对图像、视频、消息、图标或其它视觉指示符进行解码和/或呈现，以由显示器160显示。在其中包括扬声器170的一些情况下，（多个）处理器130可以被配置为对音调、音乐、录制的发音或其它听觉指示符进行选择和/或解码，以由扬声器170发射。

在一些情况下，该流程可选地可以如在块306中继续，其中将控制信号输出到主控节点的部分。如上面讨论的那样，根据实施例，当被包括于系统100时，可选的控制模块150可以被配置为为此而操作。如先前表明的那样，控制信号可以例如被用于控制主控节点的某（些）部分的操作。例如，如果主控节点是车辆，则控制信号可以被提供给它的给定的电子控制单元（例如速度/巡航控制单元、刹车控制单元、气囊控制单元等）。一个或多个可选的控制信号的其它合适的使用将取决于给定的应用，并且根据本公开将是明显的。

在一些情况下，该流程可选地可以如在块308中继续，其中输出通知或其它反馈。如上面讨论的那样，根据一些实施例，当被包括于系统100时，可选的显示器160和/或扬声器170可以被配置为为此而操作。在其中包括显示器160的一些情况下，可以提供传达V2X通信数据的图像、视频、消息、图标或其它视觉指示符。在其中包括扬声器170的一些情况下，可以提供传达V2X通信数据的音调、音乐、录制的发音或其它听觉指示符。在一些实例中，可以由系统100同时提供视觉和听觉通知/反馈，以表现出适当的或另外想要的通知、报警或反馈。

在一些情况下，该流程可选地可以如在块310中继续，其中将基于光的V2X通信输出信号传输到流言网络。如上面所讨论的那样，根据实施例，发射机120（或收发机115，如果提供的话）可以被配置为发射基于光的V2X通信输出信号。输出信号可以例如被导向到该发射机120的视线内的（例如如由流言网络内的另一移动通信节点或固定通信节点掌控的）另一系统100的接收机110。在一些实例中，输出信号可以部分地或在整体上包括一个或多个战略通信和/或战术通信。在一些这样的实例中，输出信号可以包括从流言网络内的一个或多个节点聚合或另外地中继的战略V2X通信和/或战术V2X通信的集合。

根据本公开，在该处理上的大量变形将是明显的。如将领会的那样，并且根据实施例，图3中示出的功能框中的每个（例如302、304、306、308和310）可以被实现为例如当由一个或多个处理器执行或另外地被操作时引起如在此所描述的相关联的功能被执行的模块或子模块。模块/子模块可以例如在软件（例如存储在一个或多个计算机可读介质上的可执行指令）、固件（例如微控制器或可以具有用于从用户恳请输入并且对用户请求提供响应的输入/输出能力的其它设备的嵌入的例程）和/或硬件（例如门电平逻辑、现场可编程门阵列、为特定目的构建的硅等）中被实现。

网络拓扑和操作

如先前表明的那样，系统100可以部分地或在整体上由给定的固定通信节点或移动通信节点掌控。另外，如先前讨论的那样，给定的系统100可以被配置为使用基于光的通信信号与一个或多个其它系统100进行通信。因此，并且根据一些实施例，由多个固定通信节点和/或移动通信节点掌控的多个系统100可以能够彼此进行通信，例如，以提供基于光的通信网络。在一些情况下，这样的网络可以例如起展现流言类型网络拓扑的基于光的数据网络的作用。

图4图解根据本公开的实施例的具有流言类型网络拓扑的示例的基于光的点对点（P2P）通信网络1000。如可以看到那样，网络1000可以包括任何数量的节点（节点1-N）。给定的节点可以是例如移动通信节点（例如诸如车辆）或固定通信节点（例如诸如交通信号、街灯、电致发光标志或建筑上的其它光源等）。（部分地或在整体上）掌控系统100的每个节点可以能够发送和/或接收基于光的通信数据。

（例如无论是输入到接收机110还是由发射机120输出的）给定的基于光的通信信号可以包括例如：（1）一个或多个战略通信；和/或（2）一个或多个战术通信。在一些情况下，给定的基于光的通信信号可以包括聚合的或另外地中继的战略通信和/或战术通信的集合。在更一般的意义上，并且根据实施例，给定的基于光的通信信号可以是V2V通信、V2I通信或任何其它V2X通信。在一些实例中，如先前讨论的那样，给定的基于光的通信信号可以包括其它信息（诸如发射机120和/或接收机110的位置/定位、信号强度、飞行时间（TOF）和/或相对朝向/方向数据）。用于给定的基于光的通信信号的其它合适的数据内容将取决于给定的应用并且根据本公开将是明显的。

如可以看到那样，根据一些实施例，网络1000可以在其流言网络拓扑上传播或另外地散布信息。这样的P2P流言网络拓扑可以覆盖一般的P2P车辆/道路环境。移动通信节点的接收机110和发射机120的共享的内部网络可以例如不仅彼此进行通信，而且还与外部环境中的固定通信节点进行通信。例如，给定的发射机120（或收发机115，如果提供的话）可以在任何想要的朝向或方向上将V2X通信数据传输到一个或多个接收机110。给定的接收机110（或收发机115，如果提供的话）可以收集来自各个方向并且如由任意数量的发射机120所输出的V2X通信数据。随着通信数据通过网络1000传播，每个进行贡献的移动通信节点或固定通信节点可以将基于光的通信数据馈送到网络1000中。在一些情况下，这可以有助于改进聚合中的通信数据的可靠性（例如通过用来组合来自多个源节点的数据以按接收全部或另外地足够完整的信息的高概率到达），并且有助于跨网络1000的负载平衡。

在一些实施例中，可以在处于彼此紧挨接近的各节点之间提供在网络1000内的基于光的通信。也就是说，网络1000可以被配置为使得P2P连接性局部地存在，并且不在随机的、远离的节点的情况下发生通信。如根据本公开将领会的那样，可以例如在车辆/道路环境的情况下利用这种类型的P2P通信方法，在车辆/道路环境中车辆通常处于彼此相对地靠近接近并且处于与该环境中的交通信号、街灯、被照明的标识等相对地靠近接近。因此，在此意义上，网络1000可能展现有偏颇的流言类型拓扑（例如，如与纯随机对等选择方案相反），其中在彼此充分接近的各通信节点之间发生基于光的通信（例如第一系统100的发射机120与充分邻接的并且处于第一系统100的发射机120的视线内的第二系统100的接收机110进行通信）。

在一些实施例中，网络1000可以被配置为自主的（例如自形成的和/或自服务的）。也就是说，在一些实施例中，可以例如在没有外部输入或判决进行的情况下实现网络1000内的数据传播和处理。例如，由给定的节点接收到的数据可以被处理，并且所执行的自动动作或数据可以基于相对定位或其它因素而被中继到其它可用的（多个）移动节点和/或（多个）固定节点。在一些实例中，可以在车辆/道路环境内动态地创建这样的自主网络1000。也就是说，根据一些实施例，自主网络1000可以有机地或自发地形成并且可以存在于对等点的靠近接近的时段中，并且当对等点离开网络1000或另外地不再出现时废除。

根据本公开，大量实施例将是明显的。本发明的一个示例实施例提供一种在车辆/道路环境内使用流言网络的基于光的通信的方法，所述方法包括：在所述流言网络的第一节点处从所述流言网络接收第一基于光的通信信号；以及在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号。在一些情况下，所述第一基于光的通信信号包括车辆到X（V2X）通信。在一些这样的情况下，所述V2X通信包括车辆到车辆（V2V）通信，车辆到车辆（V2V）通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个。在一些其它情况下，所述V2X通信包括车辆到基础设施（V2I）通信，车辆到基础设施（V2I）通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个。在一些实例中，所述第一基于光的通信信号包括与所述第一节点相对于第二节点的位置、所述第一节点在所述流言网络内的定位、所述第一基于光的通信信号的强度、所述第一基于光的通信信号的飞行时间（TOF）和/或所述第一节点相对于第二节点的朝向中的至少一个有关的数据。在一些情况下，于在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号之后，所述方法进一步包括：将所述第一基于光的通信信号从所述流言网络的所述第一节点中继到所述流言网络的第二节点。在一些情况下，于在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号之后，所述方法进一步包括：将第二基于光的通信信号从所述流言网络的所述第一节点传输到所述流言网络的第二节点，其中，所述第二基于光的通信信号包括所述第一基于光的通信信号以及从所述流言网络接收到的附加数据。在一些实例中，所述第一节点包括车辆，并且于在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号之后，所述方法进一步包括：输出控制信号以控制车辆功能。在一些情况下，于在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号之后，所述方法进一步包括：将通知输出到由所述第一节点掌控的显示器和/或由所述第一节点掌控的扬声器中的至少一个。在一些实例中，自主地发生在所述第一节点处对所述第一基于光的通信信号进行接收并且处理。

本发明的另一示例实施例提供一种基于光的通信系统，包括：接收机，被配置为感测来自流言网络的到来的基于光的车辆到X（V2X）通信信号；发射机，被配置为将基于光的V2X通信信号发射到所述流言网络；以及处理器，被配置为进行如下中的至少一个：处理由所述接收机感测的到来的基于光的通信信号和/或处理要由所述发射机发射的基于光的通信信号。在一些情况下，所述接收机包括光电传感器，并且所述发射机包括固态激光器和/或一个或多个发光二极管（LED）中的至少一个。在一些情况下，所述系统进一步包括控制模块，控制模块被配置为输出与车辆功能关联的控制信号。在一些实例中，所述系统进一步包括被配置为显示由所述处理器提供的视觉通知的显示器和/或被配置为发射由所述处理器提供的听觉通知的扬声器中的至少一个。在一些情况下，提供一种包括所述系统的车辆。

本发明的另一示例实施例提供一种具有流言网络拓扑的基于光的车辆到X（V2X）通信系统，所述系统包括：第一节点，被配置为输出基于光的V2X通信；以及第二节点，被配置为接收并且处理所述基于光的V2X通信；其中，所述第一节点和/或所述第二节点中的至少一个包括道路上的固定节点。在一些情况下，所述第一节点和/或所述第二节点中的至少一个包括交通信号、街灯或电致发光标识。在一些情况下，所述第一节点或所述第二节点中的一个包括车辆。在一些实例中，所述V2X通信包括车辆到车辆（V2V）通信，车辆到车辆（V2V）通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个。在一些实例中，所述V2X通信包括车辆到基础设施（V2I）通信，车辆到基础设施（V2I）通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个。在一些情况下，所述V2X通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个，并且进一步包括与所述第一节点相对于所述第二节点的位置、所述第一节点的定位、所述基于光的通信信号的强度、所述基于光的通信信号的飞行时间（TOF）和/或所述第一节点相对于所述第二节点的朝向中的至少一个有关的数据。在一些实例中，由所述第一节点所掌控的发射机提供由所述第一节点进行的所述基于光的通信的输出，并且由所述第二节点所掌控的接收机提供由所述第二节点进行的所述基于光的通信的接收。在一些情况下，所述接收机包括光电传感器，并且所述发射机包括固态激光器和/或一个或多个发光二极管（LED）中的至少一个。

为了图解和描述的目的而已经提出了本发明的实施例的之前的描述。并非意图为穷举的或者将本发明限制于所公开的精确形式。根据本公开很多修改和变化是可能的。意图 的是本发明的范围并不由该详细描述限制，而是相反由在此所附的权利要求来限制本发明的范围。

Claims (23)

1.一种在车辆/道路环境内使用流言网络的基于光的通信的方法，所述方法包括：

在所述流言网络的第一节点处从所述流言网络接收第一基于光的通信信号；以及

在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一基于光的通信信号包括车辆到X（V2X）通信。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述V2X通信包括车辆到车辆（V2V）通信，车辆到车辆（V2V）通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述V2X通信包括车辆到基础设施（V2I）通信，车辆到基础设施（V2I）通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一基于光的通信信号包括与所述第一节点相对于第二节点的位置、所述第一节点在所述流言网络内的定位、所述第一基于光的通信信号的强度、所述第一基于光的通信信号的飞行时间（TOF）和/或所述第一节点相对于第二节点的朝向中的至少一个有关的数据。

6.如权利要求1所述的方法，其中，于在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号之后，所述方法进一步包括：

将所述第一基于光的通信信号从所述流言网络的所述第一节点中继到所述流言网络的第二节点。

7.如权利要求1所述的方法，其中，于在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号之后，所述方法进一步包括：

将第二基于光的通信信号从所述流言网络的所述第一节点传输到所述流言网络的第二节点，其中，所述第二基于光的通信信号包括所述第一基于光的通信信号以及从所述流言网络接收到的附加数据。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一节点包括车辆，并且其中，于在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号之后，所述方法进一步包括：

输出控制信号以控制车辆功能。

9.如权利要求1所述的方法，其中，于在所述流言网络的所述第一节点处处理所述第一基于光的通信信号之后，所述方法进一步包括：

将通知输出到由所述第一节点掌控的显示器和/或由所述第一节点掌控的扬声器中的至少一个。

10.如权利要求1所述的方法，其中，自主地发生在所述第一节点处对所述第一基于光的通信信号进行接收并且处理。

11.一种基于光的通信系统，包括：

接收机，被配置为感测来自流言网络的到来的基于光的车辆到X（V2X）通信信号；

发射机，被配置为将基于光的V2X通信信号发射到所述流言网络；以及

处理器，被配置为进行如下中的至少一个：处理由所述接收机感测的到来的基于光的通信信号和/或处理要由所述发射机发射的基于光的通信信号。

12.如权利要求11所述的系统，其中，所述接收机包括光电传感器，并且所述发射机包括固态激光器和/或一个或多个发光二极管（LED）中的至少一个。

13.如权利要求11所述的系统，进一步包括控制模块，控制模块被配置为输出与车辆功能关联的控制信号。

14.如权利要求11所述的系统，进一步包括被配置为显示由所述处理器提供的视觉通知的显示器和/或被配置为发射由所述处理器提供的听觉通知的扬声器中的至少一个。

15.一种车辆，包括如权利要求11所述的系统。

16.一种具有流言网络拓扑的基于光的车辆到X（V2X）通信系统，所述系统包括：

第一节点，被配置为输出基于光的V2X通信；以及

第二节点，被配置为接收并且处理所述基于光的V2X通信；

其中，所述第一节点和/或所述第二节点中的至少一个包括道路上的固定节点。

17.如权利要求16所述的系统，其中，所述第一节点和/或所述第二节点中的至少一个包括交通信号、街灯或电致发光标识。

18.如权利要求16所述的系统，其中，所述第一节点或所述第二节点中的一个包括车辆。

19.如权利要求16所述的系统，其中，所述V2X通信包括车辆到车辆（V2V）通信，车辆到车辆（V2V）通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个。

20.如权利要求16所述的系统，其中，所述V2X通信包括车辆到基础设施（V2I）通信，车辆到基础设施（V2I）通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个。

21.如权利要求16所述的系统，其中，所述V2X通信包括战术通信数据和/或战略通信数据中的至少一个，并且进一步包括与所述第一节点相对于所述第二节点的位置、所述第一节点的定位、所述基于光的通信信号的强度、所述基于光的通信信号的飞行时间（TOF）和/或所述第一节点相对于所述第二节点的朝向中的至少一个有关的数据。

22.如权利要求16所述的系统，其中，由所述第一节点所掌控的发射机提供由所述第一节点进行的所述基于光的通信的输出，并且其中，由所述第二节点所掌控的接收机提供由所述第二节点进行的所述基于光的通信的接收。

23.如权利要求22所述的系统，其中，所述接收机包括光电传感器，并且所述发射机包括固态激光器和/或一个或多个发光二极管（LED）中的至少一个。