CN105679061A - 交通控制系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种交通控制系统(TCS)，其包括至少一个交通控制单元TCU(9)，该交通控制单元配备有接近使能交通用户设备PETUE(1)，并且该交通控制单元适用于控制移动实体的交通，其中所述交通控制单元TCU(9)的所述接近使能交通用户设备PETUE(1)被配置为直接通过用户设备到用户设备链路向移动实体的至少一个其他接近使能交通用户设备PETUE发送至少一个发现消息DM，来传输交通信息，其中所述发现消息DM包括接近服务ProSe应用标识符，该接近服务ProSe应用标识符包括代表层次化交通信息级别的交通标签串。

Description

交通控制系统
技术领域
本发明涉及一种交通控制系统，以及涉及一种使用发现消息机制来传送交通信息的交通控制方法。
背景技术
交通控制涉及针对交通参与者的控制，特别是在预定区域的交通基础设施中控制车辆。交通控制可以包括在建筑区、交通事故或其他道路中断区域指挥车辆或行人交通，从而确保紧急反应小组、施工人员和公共交通参与者的安全。此外，交通控制可以避免交通拥堵或交通拥堵。
现在的车辆都配备了导航系统，它可以支持驾驶员以避免交通堵塞。导航系统可以根据导航地图资料和交通公告建议可替代的路线。导航系统可以使用GPS导航装置来获取定位数据，进而在存储在单元地图数据库中的道路上定位车辆。在道路数据库的帮助下导航系统可以给沿着道路的其他位置的车辆指引。然而，传统的导航系统具有以下缺点：他们可能依赖于不更新或不可靠的地图数据。
此外，车辆还配备了驾驶员辅助系统，其支持车辆驾驶者执行驾驶策略，如停车策略。这些辅助系统可以包括车辆摄像头，其能够捕捉到车辆周围的图像。该车辆周围的摄像头的图像可以被处理以提取交通信息。例如，交通标志所指示的速度限制，可以从捕获到的摄像头图像中提取，以及用于驾驶员辅助。然而，这需要在车辆内的至少一个车辆摄像头的可使用性，并进一步需要足够的计算资源用于处理从中提取交通信息的摄像头图像。更不利的是，捕获的相机图像强烈地依赖于环境。例如在大雾环境中，不可能提取在交通标志上所指示的限速信息。
因此，有需要克服了上述缺点的一种有效和可靠的交通控制系统。
本发明的目的是提供一种可靠的交通控制系统，该系统可以有效地控制交通参与者的交通量。
这个目标是由包含权利要求1特征的交通控制系统来实现的。
发明内容
本发明提供根据本发明第一方面的交通控制系统TCS，其包括至少一个交通控制单元TCU，该交通控制单元TCU配备有接近使能交通用户设备PETUE，其适于控制移动实体的交通，其中所述接近使能交通用户设备PETUE被配置为直接通过用户设备到用户设备的链路向移动实体内的至少一个其他的接近使能交通用户设备PETUE发送至少一个发现消息DM来传递交通信息，其中发现消息DM，包括接近服务应用标识符，该标识符包括一系列交通标志TL，这些交通标志TL代表层次交通信息级别。
根据本发明的第一方面，这种交通控制系统TCS的优点在于发现机制是不需要额外的复杂技术并且对环境影响具有鲁棒性。短距离发现消息的使用，特别是相对于资源利用率和能源效率来说是资源高效的。此外，通过使用直接用户设备到用户设备的链路，蜂窝数据业务被减少，从而减少数据网络中的数据业务。
在根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS的进一步实施例中，接近使能交通用户设备包括发送器，其适于在发送器的广播范围内广播接近业务应用代码，该接近业务应用代码由接近服务应用功能提供，并与接近服务应用标识符相关联。
在根据本发明的第一方面的交通控制系统的另一个实施例中，接近使能交通用户设备包括接收器，其用于接收与接近服务应用标识符关联的被广播的接近服务应用代码。
在根据本发明的第一方面的交通控制系统的进一步可能的实施例中，接近使能交通用户设备包括发现过滤器单元，该发现过滤器单元适用于选择性地将接收的接近服务应用代码与存储在可配置的查找应用代码存储器内的接近服务应用代码相匹配，以检索各自的发现消息的接近服务应用标识符。
在根据本发明的第一方面的交通控制系统的可能实施例中，使用接近使能交通用户设备的查找应用代码存储器来存储查找表，该查找表包含应用代码以及相关联的接近服务应用标识符。
根据本发明的第一方面的交通控制系统的进一步可能的实施例中，由处理器单元处理该接近使能交通用户设备的发现过滤器单元输出的接近服务应用标识符，以响应于所述发现消息中包括的所述接近服务应用标识符中传输的交通信息来产生控制数据。
根据本发明的第一方面的交通控制系统的进一步可能的实施例中，接近服务应用标识符包括接近服务应用标识符名称以及公用陆地移动网络的公共陆地移动网络标识符，所述接近服务应用标识符名称包括代表层次化交通信息级别的交通标记序列。
根据本发明的第一方面的交通控制系统的进一步可能的实施例中，接近使能交通用户设备处于演进型UMTS地面无线接入、eUTRA、移动网络接口的演进型节点B的覆盖范围内。
根据本发明的第一方面的交通控制系统的进一步可能的实施例中，通过所述UE-UE链路传输发现消息所使用的时域和/或频域传输资源是由E-UTRA、移动网络接口的演进型节点B提供的。
根据本发明的第一方面的交通控制系统的另一个可能的实施例中，存储在接近使能交通用户设备的查找应用代码存储器中的查找表是由覆盖接近使能交通用户设备的演进型节点B来配置和更新的。
根据本发明的第一方面的交通控制系统的另一个可能的实施例中，接近服务使能交通用户设备内的发送器的广播范围和/或广播信号强度是可调的。
根据本发明的第一方面的交通控制系统的另一个可能的实施例中，接近使能交通用户设备内的发送器的广播范围和/或广播信号强度根据广播的发现消息的接近服务应用标识符和/或根据接近服务使能交通用户设备的移动速度而自动调整。
根据本发明的第一方面的交通控制系统的另一个可能的实施例中，表示由接近使能交通用户设备发送的发现消息的接近服务应用标识符中的层次化交通信息级别的交通标记序列包括：交通方向信息，其表示移动实体的接近使能交通用户设备的当前和/或未来的移动方向。
在根据本发明的第一方面的交通控制系统的另一个可能的实施例中，表示发现消息的接近服务应用标识符中的层次化交通信息级别的交通标记序列包括：有效性信息，该有效性信息指示在发现消息的接近服务应用标识符中传输的交通信息的有效性范围、有效性距离和有效性时间。
本发明还进一步提供根据第二方面的接近使能交通用户设备，其包括权利要求15的特征。
根据第二方面，本发明为根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS提供了一种接近使能交通用户设备PETUE，所述接近使能交通用户设备PETUE包括：发送器，其适用于在其广播范围内广播由接近服务功能提供并且与发现消息DM的接近服务应用标识符相关联的接近服务应用代码，以及接收器，其适用于接收与发现消息DM的接近服务应用标识符相关联的被广播的接近服务应用代码。
在根据本发明第二方面的接近使能交通用户设备的一个可能的实施方案中，所述接近使能交通用户设备进一步包括发现过滤器单元，其适于选择性地将接收的接近服务应用代码与存储在可配置的查找应用代码存储器中的接近服务应用代码相匹配，以检索所接收到的发现消息的接近服务应用标识符。
本发明还进一步提供根据第三方面的交通控制单元TCU，其包括权利要求17的特征。
本发明提供了根据第三方面的交通控制单元TCU，该交通控制单元TCU是为根据本发明第一方面的交通控制系统TCS提供，其中所述交通控制单元TCU包括根据本发明的第二方面的接近使能交通用户设备PETUE，所述交通控制单元TCU还包括处理单元，其适于处理由发现过滤器单元输出的接近服务应用标识符以产生用于控制执行器的控制数据。
在根据本发明的第三方面的交通控制单元的一个可能的实施例中，交通控制单元包括基础设施实体的基础设施控制单元。
在一个可能的实施例中，基础设施实体可以是交通指示或交通灯。
在根据本发明的第三方面的交通控制单元的另一个可能的实施例中，交通控制单元包括车辆的车辆控制单元。
在优选实施例中，该车辆是陆地车辆，包括汽车、卡车或公共汽车，尤其是应急车辆。该车辆还可以包括火车。
在根据本发明的第三方面的交通控制单元的另一个可能实施例中，交通控制单元是手持移动设备的移动设备控制单元，特别是移动电话。
本发明还提供了根据第四方面的由根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS控制的车辆的导航系统，所述车辆包括根据本发明的第二方面的接近使能交通用户设备PETUE，其中控制数据由所述导航系统的处理单元产生，该控制数据的产生响应于由接近使能交通用户设备的发现过滤器单元提供的接近服务应用标识符产生。
本发明还进一步提供根据第五方面的方法，该方法包括权利要求20的特征。
本发明提供了根据第五方面的交通控制方法，其中交通信息在发现消息DM中传播，所述发现消息DM通过用户设备到用户设备的链路由接近使能交通用户设备PETE广播到另一个接近使能交通用户设备PETUE，其中所述发现消息DM包括接近服务应用标识符，所述接近服务应用标识符包括一系列交通标志TL，其代表层次交通信息级别。
在根据本发明的第五方面的方法的一个可能的实施例中，被广播的发现消息DM的广播范围和/或信号强度根据被广播的发现消息DM的接近服务应用标识符自动调整和/或根据接近使能交通用户设备PETUE的运动速度自动调整。
在根据本发明的第五方面的方法的另一个可能的实施例中，交通标识TL的序列，其代表由接近使能交通用户设备PETUE发出的发现消息DM的接近服务应用标识符中的层次交通信息级别，所述交通标识TL序列包括交通方向信息，其指示在移动实体内的接近使能交通用户设备PETUE当前和/或未来的移动方向。
在根据本发明的第五方面的方法的另一个可能的实施例中，交通标识TL的序列，其代表由接近使能交通用户设备PETUE发出的发现消息DM的接近服务应用标识符中的层次交通信息级别，所述交通标识TL序列包括有效性信息，其指示在发现消息DM的发现消息的接近服务应用标识符中传输的交通信息的有效性范围、有效性距离和有效性时间。
在根据本发明的第五方面的另一个可能的实施例中，发现消息DM由接近使能交通用户设备PETUE广播，以预定的或可调整的广播重复速率RR周期性地广播。
在根据本发明的第五方面的另一个可能的实施例中，广播重复速率RR，根据被广播的发现消息DM的接近服务应用标识符进行调整，和/或根据接近使能交通用户设备PETUE的移动速度进行调整。
附图说明
在本发明的不同方面，可能的实施例参考所附附图被更详细地描述。
图1显示了根据本发明的交通控制系统和交通控制方法所使用的网络的一个可能的示例性网络体系结构图；
图2显示了根据本发明的一个方面的交通控制单元中的接近使能交通用户设备的示例性实施例的方框图；
图3显示了图示出根据本发明的一个方面的接近使能交通用户设备的应用代码存储器中的查找表的可能的示例性实施例的表；
图4显示了根据本发明的一个方面的操作交通控制系统和交通控制方法的示意图；
图5A-5E图示了根据本发明的一个方面的交通控制系统中接近使能交通用户设备的可能覆盖的状态；
图6显示了根据本发明的交通控制系统和交通控制方法使用的直接用户设备到用户设备的链路；
图7显示了根据本发明的交通控制系统和交通控制方法所使用的直接消息的示例数据结构；
图8显示了图7所示的发现消息中可能的交通标签的示意图；
图9至图17图示了根据本发明的交通控制系统和交通控制方法的示例性的用例；
图18A、图18B和图18C图示了根据本发明的交通控制系统和交通控制方法的可能运行模式；
图19显示了根据本发明的交通控制系统和交通控制方法的示例性实施例的时序图；
图20示出了说明根据本发明的交通控制系统和交通控制方法的可能的具体实施例中所使用的交通方向信息数据的示意图。
具体实施方式
在根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS的一个可能的实施例中，交通控制系统TCS采用3GPP网络的接近服务。图1显示了根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS采用的3GPP系统的参考架构。接近服务(ProSe)可以由基于用户设备UE接近彼此的这样的3GPP系统提供的服务而形成。如图1所示，系统的接近服务功能PSF是逻辑函数，其可以为接近服务所需的方法相关的操作所使用。直接发现提供了通过用户设备UE检测其他用户设备的能力。采用直接发现，用户设备UE可以自主搜索附近的用户设备。用户设备UE参与设备发现过程可以周期性的发送发现消息DM。在接近服务直接发现的一个在另一个用户设备UE附近的用户设备UE被检测到，以及使用E-UTRA直接无线电信号识别该用户设备UE。E-UTRA是3GPP长期演进LTE的空中接口，使用如图1所示的参考架构的移动网络。E-UTRA是演进的UMTS地面无线接入的空中接口。E-UTRA代表E-UTRA、用户设备UE和EnodeBS的结合。在发现机制下，用户设备UE可以向其他用户设备UE广播其存在。根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS包括至少一个配备了接近使能交通用户设备PETUE的交通控制单元TCU，如图2的框图所示。接近使能交通用户设备PETUE，用于控制至少一个移动实体内的交通或运动，该移动实体可以例如是配备有另一个接近使能交通用户设备PETUE的汽车。交通控制单元TCU的接近使能交通用户设备PETUE被配置为直接通过一个连接到其他接近使能交通用户设备PETUE的链路直接地发送至少一个发现消息DM来传送交通信息。发现消息DM由交通控制单元TCU的接近使能交通用户设备PETUE来广播，其包括一个接近服务ProSe和包含一系列交通标签TL的应用标识符，一系列交通标签TL表示层次化交通信息级别。在一个优选实施例中，正在广播的接近使能交通用户设备周期性的广播直接发现消息DM，如图19所示。在一个优选实施例中，根据本发明第一方面的交通控制系统TCS的所述接近使能交通用户设备PETUE被覆盖在一个演进型UMTS陆地无线接入E-UTRA、移动网络的空中接口的演进型节点B(eNodeB)的范围内。如图4所示，用户设备到用户设备的链路发送发现消息DM所使用的时域和频域的传输资源由移动网络中E-UTRA空中接口的演进型节点B提供。在一个可能的实施例中，广播范围BR和/或广播的直接发现消息DM的广播信号强度SS是可调的。在根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS中发现消息DM从源接近使能交通用户设备S-PETUE向其广播范围BR内的其他接近使能交通用户设备PETUE单向的广播。源接近使能交通用户设备可以是例如交通基础设施的控制设备如交通标志或交通灯的接近使能交通用户设备PETUE。接收广播的发现消息DM的接收接近使能交通用户设备可以是例如在交通基础设施附近移动的车辆VEH的接近使能交通用户设备。在根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS中，在广播的发现消息DM中信息的传输是单向的，在两个接近使能交通用户设备PETUE之间没有双向通信。这减少了交通控制系统TCS的复杂性和增加对外部影响的鲁棒性。因此，根据本发明的交通控制系统TCS是可靠的，提供了一个相对较低的额外的技术复杂度。接近使能用户设备UE是一个支持接近服务需求和相关联流程的用户设备UE。一种接近服务使能用户设备可以包括非公共安全用户设备或公共安全用户设备。利用接近服务直接发现，通过使用LTE网络的E-UTRA空中接口内的用户设备的能力，接近服务使能交通用户设备PETUE发现在其附近的其他接近服务使能用户设备PETUE。
图2显示了在根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS中使用的接近使能交通用户设备1的可能的示例性实施例的框图。在显示的实施例中，接近使能交通用户设备PETUE1包括发送器2，其适用于在发送器2的广播信号范围内广播由接近服务功能PSF提供的接近服务ProSe应用代码，该接近服务应用代码与接近服务应用标识符相关联。接近服务应用标识符是一个由接近服务使能用户设备的接近服务直接发现识别应用相关的信息所使用的标识符，用于为接近服务功能的用户设备识别应用相关信息。每一个接近服务应用标识符可以在全球范围内唯一。接近服务应用代码与接近服务应用标识相关联，并在发现过程中使用。接近服务应用标识符的地理范围可以具体是公共陆地移动网络PLMN、特定国家或甚至全球。图7显示了在根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS中使用的、包括在发现消息DM中的接近服务应用标识符的可能的示例性数据结构。所述接近服务ProSe应用标识符包含一系列交通标签TL，其代表层次交通信息级别。接近服务应用标识符还包括与公共陆地移动网络PLMN对应的公共陆地移动网络PLMN标识符，所述公用陆地移动网PLMN分配了接近服务应用ID名称，该接近服务应用ID名称包括如图7所示的一系列交通标签TL。如图7所示，在一个可能的实施例中，公共陆地移动网络ID可以包含在移动国家代码MCC和移动网络代码MMC。在一个可能的实施例中，对每一个接近服务ProSe应用标识符，与其对应的接近服务应用代码可以从HPLMN接近服务功能中获得。包含在发现消息DM中的接近服务应用代码，通过所述无线接口从在接近服务直接发现程序中使用的接近使能用户设备PETUE发送到其他监测的接近使能交通用户设备PETUE。接近服务应用代码是在特定时间对应于相应的接近服务应用标识符的号码。
图2所示的接近使能交通用户设备1可以由发送天线3通过到在其附近的至少一个其他接近使能交通用户设备PETUE的直接链路，用可调整的信号强度发送发现消息DM。接近使能交通用户设备1还包括连接到接收天线5的接收器4，其中接收器4接收广播的与接近服务应用标识符关联的接近服务应用代码。接近服务应用代码从接收器4被提供到接近使能交通用户设备1的发现过滤器单元6，如图2所示。该发现过滤器单元6可访问接近使能交通用户设备1的应用代码存储器7。该发现过滤器单元6适于选择性地将接收的接近服务应用代码与存储在可配置的查找应用代码存储器7中的接近服务应用代码相匹配，以检索接收到的发现消息DM的接近服务应用标识符。图3示意性地示出了接近使能交通用户设备1的接近应用代码存储器7中存储的查找表LUT。接收到的接近服务应用代码由发现过滤器单元6提供，以检索相关联的接近服务应用标识符。
检索到的接近服务应用标识符随后被发现过滤器单元6输出到包括接近使能交通用户设备1的交通控制单元(TCU)9的处理单元8。在一个可能的实施例中，交通控制单元9可以是基础设施控制装置，例如交通灯的控制单元。在一个可能的实施例中，处理单元8响应于发现消息DM中包含的接近服务应用标识符中传输的交通信息数据来产生控制数据或控制信号。在一个可能实施例中，所述控制数据可用于控制连接到交通控制单元9的执行器10。执行器10可以例如是交通灯或由交通控制单元9控制的障碍物。存储在接近使能交通用户设备1的接近查找应用存储器7中的查找表LUT是可配置或可编程和可更新的，该更新通过覆盖各自的接近使能交通用户设备1的演进型节点B进行。接收器4进一步可提取同步信号，并将其供应给发送器2，如图2所示。在应用代码存储器7的一个可能的实施例中，应用代码存储器7可以是由存储卡或类似物所形成的可替换的应用代码存储器。通过更换应用代码存储器7可以实现接近使能交通用户设备1的重新配置。存储在如图3所示的应用代码存储器7中的接近服务应用标识符包括接近服务应用标识符名称和可选的公共陆地移动网络PLMN的公共陆地移动网络PLMN标识符，如图7所示。如图4所示，用于通过直接链路广播发现消息DM所使用的时域和/或频域的传输资源TR是由E-UTRA空中接口的演进型节点B提供。在一个可能的实施例中，所述时域和频域中的资源被直接分配给或专用于特定的用户设备。另外，在时域和频域的资源提供给在资源池中的所有认证用户设备UE。此外，节点B可以配置或重新配置所参与的接近使能交通用户设备实体UE的接近服务应用代码查找表LUT，如图4所示。
所述接近使能交通用户设备PETUE被演进型UMTS陆地无线接入空中接口的演进型节点B所覆盖。图5a、图5b、图5c和图5d显示了不同的场景。可以看出在图5a中两个接近使能交通用户设备可以覆盖在空中接口的相同演进型节点B之下。两个接近使能交通用户设备PETUE也可能被覆盖在同一个公用陆地移动网PLMN的两个不同的演进型节点B之下，如图5b所示。两个接近使能交通用户设备PETUE也可能被覆盖在两个不同公共陆地移动网络PLMNA的两个不同的演进型节点B之下，如图5c、图5d和图5e所示的PLMNB。
图6是两个接近使能交通用户设备之间传输发现消息DM所使用的用户设备-用户设备直接链路的示意图。
图7显示了根据本发明第一方面的交通控制系统TCS所使用的发现消息DM的一个可能的数据结构。可以看出接近服务ProSe应用ID包括公用陆地移动网PLMN的公共陆地移动网络ID以及由承载有交通信息属性的交通标识TL序列组成的接近服务应用标识符名称。接近服务应用标识符是由N个交通信息标签TL组成，该交通信息标签TL代表层次交通信息级别。交通标志的TL的数量可能有所不同。公共陆地移动网络ID是可选的，可包括移动国家代码MCC和移动网络代码MNC，如图7所示。
图8示意性地示出了不同实施例使用的可能的接近服务应用标识符名称的组成。接近服务应用标识符名称可以例如是下面一系列交通标志TL：
ProSeApp.TrafficSign.SpeedLimit.70kmh
这些交通标志TL可以是包括在由交通控制单元9发送的发现消息DM中，交通控制单元9是沿着道路的交通指示，其指示车辆在道路行驶速度限制是每小时70公里。
由接近使能交通用户设备1的发送器发出的接近服务应用标识符的另一个例子可以是：
ProSeApp.TrafficLight.Red＞25sec
此接近服务应用标识符可以通过路口交通灯的交通控制单元9内的接近使能交通用户设备1的发送器2在发现消息DM中被发送，其指示各自的交通灯当前被设置为红色，并将保持红色为超过25秒。
接近服务应用标识符的另一个例子可以是：
ProSeApp.Emergency.Ambulance
包括了这样一个接近服务应用标识符的发现消息DM，可以由提供在救护车或紧急车辆中的接近使能交通用户设备1的发送器2发送。
交通信息标签TL的层次化结构提供预定的多种不同的接近服务应用标识符。在一个可能的实施例中，在由接近使能交通用户设备1发送的发现消息DM中的接近服务应用标识符内的代表层次化交通信息级别的交通信息标签TL序列，可以包括有效性信息，该有效性信息指示携带在发现消息DM的接近服务应用标识符中的交通信息的有效性范围(validityscope)、有效性距离(validityrange)、和/或有效性时间(validitytime)。例如，以下接近服务应用标识符名称：ProSeApp.Speedlimit.70kmh.Range.2000m，表明交通指示70公里/小时的速度限制只适用于沿道路接下来的2000米。
此外，有效性信息可能表明交通信息的有效性范围。例如，以下接近服务应用标识符名称：ProSeApp.Speedlimit.70kmh.ValidForLorries，表明传输的交通信息仅针对货车或卡车有效，而不针对其他车辆，如汽车。
所述有效性信息也可以指示有效性时间。
例如，接近服务应用标识符名称：ProSeApp.TrafficLight.Red.Validity.15s，表明交通灯在接下来的15秒内是红色的。
接近使能交通用户设备1的发现过滤器单元6适于选择性地匹配或检索所接收的发现消息DM的接近服务应用标识符。不具备接近服务应用掩膜的发现过滤器单元6可用于识别接近服务应用代码所指示的服务的完整匹配。具备接近服务应用掩膜的发现过滤器单元6允许包含在接近服务应用掩膜中的接近服务应用代码的任何部分的部分匹配。通过处理接近服务应用标识符，可以实现部分匹配，以控制执行器10。例如每个包括交通信息标签的TL的接近服务应用标识符名称ProSeApp.TrafficLight可通过光学或声学信号通知车辆驾驶员：车辆接近一个交通灯，使得驾驶员更加注意即将到来的交通灯。接近使能交通用户设备PETUE1也可以在例如救护车的车辆上实施。例如，救护车的接近使能交通用户设备1可以发送发现消息DM，其包括接近服务应用标识符名称如下：PoSeApp.EmergencyTraffic，表明接近使能交通用户设备PETUE1配备在实施人员急救转运的救护车上。如果这样的发现消息DM是由道路交叉口的交通灯的另一个接近使能交通用户设备1接收到，交通灯被自动切换到绿色，因此救护车可以通过道路交叉。
在下面的例子中，参考所附附图说明根据本发明的第一方面说明了交通控制系统TCS的操作。
图9显示了一个例子，车辆以速度V行驶在街上接近指示限速70公里每小时的交通指示。交通指示具有一接近使能交通用户设备PETUEA，其广播发现消息DM到所述车辆的接近使能交通用户设备PETUEB。该广播的发现消息DM的接近服务应用标识符名称可以是例如：ProSeApp.TrafficSign.Speedlimit.70kmh。当接收到接近服务应用代码，接收信息的接近使能交通用户设备PETUEB的发现过滤单元6可以从其应用代码存储器7中检索相应的接近业务应用标识符，其中检索到的接近服务应用标识符由处理单元8处理。处理单元8可以产生控制数据或控制信号，以响应于所识别的接近服务ProSe应用标识符名称。在图9所示的实例中，限速70公里每小时可以通过车辆的驾驶员辅助系统的显示屏和/或声学或光学通知的方式向驾驶员显示，使他意识到指定的交通速度限制。在一个交通控制系统TCS的可能的实施例中，车辆可以被配置为提供一种操作模式，车辆通过执行器10自动减速到所需的最高限速70公里每小时。
图10显示了一个进一步实施例的使用情况，其中车辆B以特定的速度V接近停在交通拥堵末端道路上的车辆A。一旦车辆A从运动的历史中分析出，其处在现在的形成交通拥堵或交通堵塞的末端，车辆A开始定期发送发现消息DM，该发现消息DM可以被接近车辆B的接近使能交通用户设备PETUEB接收。该发现消息的接近服务应用标识符名称可以例如是：ProSeApp.Vehicle.trafficcongestion.standing。当接收到发现消息DM，接近车辆B的驾驶员可以收到警告，警告他的车接近一个静止车辆A，并形成一个交通堵塞的末端。车辆B的驾驶员会减慢他的车辆B，以便车辆B停驶在形成一个新的交通堵塞的末端处的车辆A后面。在一个可能的实施例中，意识到车辆B形成交通拥堵的新的末端后，车辆B的接近使能交通用户设备PETUEB可以触发广播自己的发现的信息DM，警告道路上跟随车辆B的其他车辆。
图11显示了一个进一步的实施例，多个车辆排列交通灯前面，所述交通灯是红色。交通灯的接近使能交通用户设备PETUEA通知在等待队列中的第一汽车或车辆VEH1交通灯信息，比如说当前的交通灯将持续60秒。队列中的下一个车辆VEH2未配备接近使能交通用户设备，使得队列中的第三个车辆VEH3可能处于信号灯的接近使能交通用户设备PETUEA的发送器的范围之外。根据一个可能的实施例，接近使能交通用户设备PETUE通过广播接收到的发现信号DM来将接收的发现消息DM自动转发接收到其他接近使能交通用户设备PETUE。这样队列中最后一个车辆VEH3的接近使能交通用户设备PETUEC可以从位于队列首端的第一辆车VEH1的接近使能交通用户设备PETUEB接收发现消息DM，如图11所示的示例中。
图12显示了紧急车辆或救护车接近道路交叉口的进一步使用案例。救护车的接近使能交通用户设备PETUEA广播发现消息DM到该交叉口处的不同交通信号灯的接近使能交通用户设备PETUE，使得信号灯相应地切换。在给出的例子中，交通信号灯切换使救护车辆可以立即通过路口，而接近相同路口的其他车辆VEH必须等待，直到救护车辆通过路口。
图13显示了具有手机MP的行人P希望通过具有行人交通灯PTL的道路的进一步使用案例。例如，想穿过街道的行人P可能是盲人，其携带有具有集成的接近使能交通用户设备PETUE的手机MP。在一个可能的实施例中，行人P可能通过手机APP激活接近使能交通用户设备PETUEB以从行人交通灯PTL接收发现消息DM。在所示的例子中，行人交通灯PTL的接近使能交通用户设备A定期发送指示行人交通灯PTL的交通状态的发现消息DM。在所述的具体实施例中，所述行人交通灯PTL变为绿色，使得盲人P手持的手机MP的接近使能交通用户设备PETUEB接收一个接近服务应用标识符名称如下：ProSeApp.TrafficLight.PedestrianTrafficLight.Green.30s，这表明行人交通灯PTL是绿色的并将保持30秒。手机MP的处理单元8可以解释检索到的接近服务应用标识符，并通过手机MP的扬声器告知盲人P，他可以在接下来的30秒内通过行人交通灯PTL。在图13给出的实施例中，接近使能交通用户设备PETUEA也可以连接到车辆交通灯VTL。接近使能交通用户设备PETUEA可通过另一个链路发送一个进一步的发现信号DMVTL到车辆交通灯VTL前的车辆VEH的另一个接近使能交通用户设备PETUEB’，该车辆交通灯VTL被切换到红色，如图13所示。
图14显示了一个进一步的实施例，其通过一串接近使能交通用户设备PETUE级联发现消息DM1、DM2。在给出的实施例中，携带有手机MP的行人P接近具有斑马线交通指示的斑马线，该斑马线交通指示配备有接近使能交通用户设备PETUEB。行人P的手机MP配备接近使能交通用户设备PETUEA，其定期广播发现消息DM，提示行人P将至。一旦斑马线交通指示的接近使能交通用户设备PETUEB从行人P的手机MP接收发现消息DM1，另一个发现消息DM2被触发并广播，其可由向斑马线移动的车辆VEH的接近使能交通用户设备PETUEC接收，如图14所示。这样，车辆VEH的驾驶员得知，不仅他正在接近斑马线，而且行人P目前也正在通过斑马线。
图15显示了一个在火车接近一个十字路口时触发的发现消息DM链的进一步实施例。火车包括接近使能交通用户设备PETUEA，其周期性的广播发现消息DM1，其可由障碍物的接近使能交通用户设备PETUEB接收。一旦障碍物从火车接收到广播的第一发现消息DM1，其自动关闭，并将所触发的第二发现消息DM2发送到障碍物前的交通信号灯的接近使能交通用户设备PETUEC，该交通信号灯被切换为红色。交通灯的接近使能交通用户设备PETUEC可以依次产生第三发现消息DM3，其由接近车辆VEH的接近使能交通用户设备PETUED广播并接收，以通知车辆驾驶员交通灯为红色，障碍物被关闭。
图16显示了根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS的进一步可能实施例。在一个可能实施例中，由接近使能交通用户设备PETUE发送的发现消息DM中包含的接近服务应用标识符所包含的代表层次化交通信息级别的一系列交通标签TL包括指示接近使能交通用户设备PETUE的当前和/或未来的移动方向的交通方向信息。在给出的实施例中，两车在同一条街道上接近一个具有两个交通信号灯的路口，即交通灯TLight1和交通灯TLight2，其中所述第一交通灯TLight1为道路的右侧车道提供，另一个交通灯TLight2提供给道路的左侧车道。交通信号灯包括接近使能交通用户设备PETUEA1和PETUEA2，其中第一个发现消息DM1是由第一交通灯的第一接近使能交通用户设备PETUEA1向所述第一车辆VEH1的处于接收的接近使能交通用户设备PETUEB1广播，其中第二交通灯的第二接近使能交通用户设备PETUEA2向在左侧车道行驶的第二车辆VEH2的处于接收的接近使能交通用户设备PETUEB2发送发现消息DM2。在给出的实施例中，第一个交通灯TLight1切换到绿色并且第二交通灯TLight2为左转弯车道切换到红色。相应的，第一发现消息DM1传输接近服务应用标识符名称指示交通灯是绿色的(ProSeApp.TrafficLight.Green)并且第二发现消息DM2传输接近服务应用标识符名称指示交通灯是红色的(ProSeApp.TrafficLight.Red)。由于两个交通灯的广播范围有重叠，因此两车VEH1、VEH2可能接收发现消息DM1、DM2。为了避免冲突和误解，交通标识TL串在一个优选实施例中还包括指示当前和/或者未来的方向的交通方向信息。例如，图16显示了两个车辆VEH1、VEH2开车向北(N)，其中第一辆车VEH1的当前方向以及预期未来方向是北(N)，第二辆车VEH2的当前方向是北(N)但第二辆车VEH2的未来预期方向是西(W)。因此，由第二交通灯TLight2的接近使能交通用户设备PETUEA2广播的发现消息DM2仅对当前方向为北(N)和未来方向为西(W)的车辆有效。例如，第二交通灯TLight2的发现消息DM2可以包括接近服务应用标识符名称如下：ProSeApp.TrafficLight.red.10seconds.currentdirectionN.futuredirectionW。在根据本发明第一方面的交通控制系统TCS的一个可能的实施方案中，交通方向信息可以包括八个不同的方向(N、W、S、E、NW、SW、NE、SE)，如图20所示。
图17显示了一个进一步实施例的使用案例，车辆VEH包括接近使能交通用户设备PETUEA，其靠近暂时设置在一个道路施工现场的交通灯。道路的施工现场的路面狭窄到单车道，因此车辆VEH只能当安装在施工现场的交通灯是绿色时通行。在道路施工现场两端设置交通信号灯，其配备有接近使能交通用户设备PETUE。在给出的实施例中，车辆VEH从一端接近施工现场，而施工现场的另一端没有车辆靠近。车辆VEH包括接近使能交通用户设备PETUE，该接近使能交通用户设备PETUE向第一个交通灯TLight1的接近使能交通用户设备PETUEC周期性广播发现消息DMA，表明车辆位于第一交通灯前。接近使能交通用户设备PETUEC进一步通过发现消息DMB接收来自其他交通灯TLight2的接近使能交通用户设备PETUEB的信息，其表示没有车辆接近其他交通灯TLight2。在解释收到的发现消息DMA、DMB的接近服务应用标识符名称后，所述处理器处理接收到的接近服务应用标识符名称，并向第一个交通灯TLight1发送控制信号，使得第一个交通灯TLight1自动切换为绿色，以便允许车辆VEH通过所述施工现场，而无需等待。因此，从图17中可知，车辆VEH包括具有交通控制系统TCS的接近使能交通用户设备PETUE的系统，可以通过这样一个用户设备为车辆驾驶员提供便利。
图18a、图18b和图18c显示处理通过接近使能交通用户设备发送的发现消息DM的不同场景。可以在图18a看到，简单地转发所接收的发现消息DM可以简单地通过处于接收的接近使能交通用户设备PETUE，以及向其他接近使能交通用户设备PETUE广播所接收的发现消息DM来实现。例如，这可能是有帮助的，如图11所示，即在一个交通灯前的等待队列中。
此外，如图18b所示，广播的发现消息DM可以触发作为具有不同接近服务应用标识符的发现消息DM的级联，如图14或图15的例子所示。
此外，如图18所示，由一个接近使能交通用户设备PETUE接收的，来自不同源接近使能交通用户设备的发现消息DM可以评估或逻辑组合以触发一个特定的发现消息DM，其具有特定的接近业务应用标识符名称，或产生一个特定的控制信号，如图17的示例所示。
在一个可能的实施例中，发现消息DM由接近使能交通用户设备PETUE周期性广播，如图19所示。在一个可能的实施例中，广播周期T可以是固定的或预先配置的。在进一步的可能的实施例中，广播周期T对应一个广播重复率RR(RR＝1∶T)是可调的。在一个可能的实施例中，发现消息DM的广播重复率RR依赖于广播发现消息的应用标识符来调整。例如，一个高的重要性或优先的发现消息DM可以以比不太重要的接近服务应用标识符较高的广播重复率RR进行广播。此外，在进一步的实施例中，广播重复率RR可以根据广播各个发现消息DM的接近使能交通用户设备PETUE的移动速度V自动调整。在一个优选实施例中，车辆VEH例如以高速VH接近障碍物的列车与以很低速度VL接近障碍物的列车相比较，以更高的广播重复率RR来广播发现信号DM。同样，信号强度SS和/或被广播的发现消息DM的广播范围BR可以根据在发现消息DM中传输的接近服务应用标识符名称和/或根据广播发现消息DM的接近使能交通用户设备PETUE的移动速度V来确定。
根据本发明的第一方面的交通控制系统TCS可以包括交通基础设施实体的特定基础设施的交通控制单元当中的多个不同的交通控制单元TCU，如交通指示或交通信号灯。如图2所示的交通控制系统TCS的交通控制单元9也可以包括车辆的车辆控制单元，车辆例如是卡车、轿车、公共汽车、摩托车、自行车或火车。车辆VEH可以包括任何种类的车辆，特别是用于特定目的车辆，如救急车或救护车。交通控制单元还可以由手持移动设备，尤其是移动手机MP的移动设备控制单元形成。
本发明还涉及一种用于提供交通控制的方法，其中交通信息是在由接近使能交通用户设备PETUE通过用户设备-用户设备链路向其他接近使能交通用户设备广播的发现消息DM中传输。发现消息DM包括接近服务应用标识符，其由交通信息标签TL串或序列组成，该交通信息标签TL代表层次化交通信息级别。该方法可以通过包含执行该方法步骤的指令来实现。在发现消息DM的接近服务应用名称中传输交通信息是非常可靠和鲁棒的。它可以通过不具备显著的额外技术努力的设备来实现。现有的交通控制系统可以通过实施额外的接近使能交通用户设备进行升级。在车辆VEH例如汽车内提供的接近使能交通用户设备PETUE可以通过车辆VEH的电池获得能量。接近使能交通用户设备PETUE位于交通基础设施实体如交通灯的交通控制单元中，其也可以从向交通信号灯提供能量的同一个能量源获取能量。沿着道路配备有接近使能交通用户设备PETUE的孤立的交通指示可以由本地电池或由光伏面板产生的电力提供电能，这是因为发现消息DM的广播只消耗很少的电力。接近使能交通用户设备PETUE可以提供接近服务ProSe应用标识符名称，其可以通过车辆VEH的现有导航系统评估以增加其功能性。交通控制系统TCS可以用来提供在如上面的示例性实施例说明的各种交通情况下，增加安全和/或效率，以及可配置应用于主动行驶安全应用，如碰撞预警或道路作业警示。根据本发明的系统和方法可应用于车辆-车辆、车辆-行人和/或车辆-基础设施的安全应用。
参考标记列表
PETUE接近使能交通用户设备
TCS交通控制系统
TCU交通控制单元
VEH车辆
TL交通标记
DM发现消息
LUT查找表
1接近使能交通用户设备
2发送器
3发送器天线
4接收器
5接收器天线
6发现过滤器单元
7应用代码存储器
8处理单元
9交通控制单元
10执行器

Claims (23)

1.一种交通控制系统，包括：
至少一个配备有接近使能交通用户设备UE的交通控制单元，其适于控制移动实体的交通，
其中，所述交通控制单元的接近使能交通用户设备UE被配置为直接通过用户设备到用户设备链路，向移动实体内的至少一个其他接近使能交通用户设备UE发送至少一个发现消息，来传送交通信息，
其中，所述发现消息包括接近服务ProSe应用标识符，该接近服务ProSe应用标识符包括代表层次化交通信息级别的交通标记串。
2.如权利要求1所述的交通控制系统，其中接近使能交通用户设备包括发送器，其适用于在所述发送器的广播范围内广播由接近服务功能提供的并且与接近服务应用标识符相关联的接近服务应用代码。
3.如权利要求2所述的交通控制系统，其中接近使能交通用户设备包括接收器，其适用于接收与接近服务应用标识符相关联的被广播的接近服务应用代码。
4.如权利要求3所述的交通控制系统，其中接近使能交通用户设备包括发现过滤器单元，其适用于选择性地将所接收的接近服务ProSe应用代码与存储在所述接近使能交通用户设备的可配置的查找应用代码存储器中的接近服务应用代码相匹配，以检索所接收的发现消息的接近服务ProSe应用标识符。
5.如权利要求4所述的交通控制系统，其中接近使能交通用户设备的查找应用代码存储器适用于存储查找表，该查找表包括接近服务应用代码以及相关联的接近服务ProSe应用标识符。
6.如权利要求4所述的交通控制系统，其中由所述接近使能交通用户设备的发现过滤器单元输出的接近服务ProSe应用标识符由处理器单元处理，以响应于包含在所述发现消息中的所述接近服务ProSe应用标识符所传输的交通信息来产生控制数据。
7.如权利要求1所述的交通控制系统，其中所述接近服务ProSe应用标识符包括接近服务ProSe应用标识符名称，所述接近服务ProSe应用标识符名称包括所述代表层次化交通信息级别的交通标记串，以及进一步包括公共陆地移动网络PLMN的公共陆地移动网络标识符PLMNID。
8.如权利要求1所述的交通控制系统，其中所述接近使能交通用户设备处于移动网络的演进型UMTS陆地无线接入eUTRA接口的演进型节点B的覆盖之下。
9.如权利要求8所述的交通控制系统，其中通过用户设备到用户设备的链路传输发现消息所使用的时域和频域传输资源是由所述移动网络的E-UTRA接口的演进型节点B提供的。
10.如权利要求4所述的交通控制系统，其中存储在接近使能交通用户设备的查找应用代码存储器中的查找表是由覆盖所述接近使能交通用户设备的演进型节点B来配置和更新的。
11.如权利要求2所述的交通控制系统，其中接近使能交通用户设备内的发送器的广播范围是可调的。
12.如权利要求11所述的交通控制系统，其中接近使能交通用户设备的发送器的广播范围根据被广播的发现消息的接近服务ProSe应用标识符来自动调整。
13.如权利要求1所述的交通控制系统，其中由接近使能交通用户设备发送的所述发现消息的接近服务ProSe应用标识符中的代表层次化交通信息级别的交通标记串，包括如下项目中的至少一个：指示移动实体的接近使能交通用户设备的当前和未来的移动方向的交通方向信息。
14.如权利要求1所述的交通控制系统，其中由接近使能交通用户设备发送的所述发现消息的接近服务ProSe应用标识符中的代表层次化交通信息级别的交通标记串，包括如下项目中的至少一个：用于指示在所述发现消息的接近服务ProSe应用标识符中传输的交通信息的有效性范围、有效性距离和有效性时间的有效性信息。
15.一种用于权利要求1所述的交通控制系统的接近使能交通用户设备，所述接近使能交通用户设备包括：
发送器，其适用于在所述发送器的广播范围内广播由接近服务功能提供并且与接近服务应用标识符相关联的接近服务应用代码，以及
接收器，其适用于接收与接近服务应用标识符相关联的被广播的接近服务应用代码。
16.如权利要求15所述的接近使能交通用户设备，进一步包括发现过滤器单元，其适于选择性地将接收的接近服务ProSe应用代码与存储在可配置的查找应用代码存储器中的接近服务应用代码相匹配，以检索所接收到的被广播的发现消息的接近服务ProSe应用标识符。
17.一种用于如权利要求1所述的交通控制系统的交通控制单元，所述交通控制单元包括：
如权利要求15所述的接近使能交通用户设备；以及
处理单元，该处理单元适于处理由所述接近使能交通用户设备的发现过滤器单元输出的接近服务ProSe应用标识符，以产生用于控制执行器的控制数据。
18.如权利要求17所述的交通控制单元，其中所述交通控制系统的交通控制单元进一步包括：基础设施控制单元、交通基础设施实体、车辆的车辆控制单元以及手持移动设备的移动设备控制单元。
19.一种由如权利要求14所述的交通控制系统控制的车辆的导航系统，所述车辆包括：
导航系统以及如权利要求15所述的接近使能交通用户设备，
其中，由所述导航系统的处理单元响应于由接近使能交通用户设备的发现过滤器单元提供的接近服务ProSe应用标识符来产生控制数据。
20.一种提供交通控制的方法，其中交通信息在发现消息中传送，所述发现消息通过用户设备到用户设备的链路由接近使能交通用户设备广播到另一个接近使能交通用户设备，其中所述发现消息包括接近服务ProSe应用标识符，所述接近服务ProSe应用标识符包括代表层次化交通信息级别的交通标志串。
21.如权利要求20所述的方法，其中被广播的发现消息的广播范围根据包括在被广播的发现消息内的接近服务ProSe应用标识符来自动调整。
22.如权利要求20所述的方法，其中由接近使能交通用户设备广播的发现消息的接近服务ProSe应用标识符中的代表层次化交通信息级别的交通标识串，包括如下项目中的至少一个：指示移动实体的接近使能交通用户设备的当前和未来的移动方向的交通方向信息。
23.如权利要求20所述的方法，其中由接近使能交通用户设备广播的代表层次化交通信息级别的交通标记串，包括如下项目中的至少一个：用于指示在被广播的发现消息的接近服务ProSe应用标识符中传输的交通信息的有效性范围、有效性距离和有效性时间的有效性信息。
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