CN106256167B - 用于发送信息的方法和设备以及机动车 - Google Patents

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Abstract

对于机动车用的混合网络的应用，迄今基于如下内容，即，仅支持自组织网络的机动车可以与其它仅支持自组织网络的机动车通信，并且仅支持蜂窝网络的机动车可以与其它仅支持蜂窝网络的机动车通信。现在，本申请提供一种改善机动车、尤其是不仅包括支持自组织网络的机动车而且包括支持蜂窝网络的机动车的群相互之间的通信能力的可能性。与此相关地提出一种设备(10)，该设备包括簇头装置(CH)并且该设备能够使群消息从蜂窝网络(CNET)转达给自组织网络(MANET)以及从自组织网络转达给蜂窝网络。这种功能也称为网关功能。然而，在此不是每个包括CH装置的设备(10)都作为CH被激活，而是仅那些没有接收到足够的由每辆机动车发出的信标信号的设备作为CH被激活。由此实现不会有过多机动车作为网关起作用。

Description

用于发送信息的方法和设备以及机动车
技术领域
本发明涉及一种用于在两个移动通信网络之间发送信息的方法、一种与此相关的设备以及一种与此相关的机动车。
背景技术
移动自组织网络(MANET)、尤其是车辆自组织网络(VANET)尤其以通信节点的灵活性和以无固定的基础设施而突出。因此，它们对于在机动车中的应用越来越有吸引力。这些技术中的许多技术基于用于MANET的IEEE 802.11协议，并且基于用于VANET的IEEE802.11p协议。然而，由于用于蜂窝网络的基础设施的高可用性，基于蜂窝的无线电网络、例如基于3GPP LTE协议的蜂窝网络对于在机动车中的应用也具有吸引力。
对于机动车用的混合网络的应用，迄今基于如下内容，即，仅支持自组织网络的机动车可以与其它仅支持自组织网络的机动车通信，以及仅支持蜂窝网络的机动车可以与其它仅支持蜂窝网络的机动车通信。
因此值得期待的是，提供一种能够改善机动车相互之间的通信能力的可能性。
发明内容
本发明的任务是，提出一种如下的可能性，即，避免或至少减少在现有技术中已知的缺点的至少一部分。
该任务按本发明借助一种根据本发明的方法以及借助一种设备和一种机动车来解决。
在此，本发明的一个方面的技术方案涉及一种用于在两个移动通信网络之间发送信息的方法，其中，第一移动通信网络优选是移动自组织网络、尤其是车辆自组织网络，并且第二移动通信网络优选是蜂窝网络，其中，所述方法具有：确定决定区间；监控用于接收信标信号的信号信道；在决定区间内针对每个所接收的信标信号降低簇头概率；利用簇头概率来决定成为簇头。如果成为簇头的决定是肯定的：则借助经由第一移动通信网络发送簇头决定群消息来告知所述成为簇头的决定；如果经由第一移动通信网络接收群消息，则经由第二移动通信网络发送该群消息；以及如果经由第二移动通信网络接收群消息，则经由第一移动通信网络发送该群消息。
在此，在两个移动通信网络之间发送信息在本发明的意义上可以指，应该发送如下的信息，这些信息对于所述两个移动通信网络的群的至少一部分是有意义的。这样的信息在机动车作为群参与者的情况下例如可以是可能与群参与者有关的交通信息，然而也可以是一个群参与者对其余群参与者的询问。在此，在机动车作为群参与者的情况下可以理解为参与道路交通的个别机动车。然而，这样的群也可以是更小的、更受限制的。例如在高速公路上，位于在相应的高速公路上的那些机动车可以是群参与者，然而，例如借助在机动车的导航系统中的相应路径规划而打算前往到相应高速公路上的机动车也可以是群参与者。群参与者在这样的情况下也可以限制于更近的环境、例如限制于相应的高速公路现场的相应周围内。此外也可能有意义的是，允许将这样的群消息告知位于混合网络之外的服务器、服务器系统或服务器云，或者允许由这样的服务器、服务器系统或服务器云向所述群或向相应的簇头发送这样的群消息。
在此，移动自组织网络在本发明的意义上指的是移动无线电通信设备的自配置的无基础设施的网络，这些移动无线电通信设备无线地相互连接。这样的移动自组织网络也称为MANET。一个MANET的每个移动无线电通信设备在此可以自由移动，并且因此可以频繁地改变其与其它位于该MANET中的移动无线电通信设备的连接。在此，用于MANET的优选的协议例如是IEEE 802.11。在此，车辆自组织网络在本发明的意义上可以是特殊的MANET。这样的车辆自组织网络也称为VANET。在VANET中优选使用机动车作为移动节点，以便建立MANET。在一个VANET中，每个进行参与的机动车是一个无线路由器或一个网络节点。一个VANET允许进行参与的机动车在最大大约100-300m的距离上相互连接，由此可以产生一个大的广域网络。常见的VANET协议例如是基于IEEE 802.11p标准的协议、如ETSI ITS-G5或IEEE 1609、IEEE 802.16(WiMAX)、蓝牙、IRA以及ZigBee。
在此，蜂窝网络在本发明的意义上可以是移动无线电网络。这样的蜂窝网络需要基于无线电蜂窝的基础设施。例如对于这样的移动无线电网络的示例是全球移动通信系统网络(GSM)、通用分组无线业务网络(GPRS)、通用移动通信系统网络(UMTS)和长期演进网络(LTE)。
在此，MANET/VANET和蜂窝网络可以通过如下方式共同形成一个混合网络，即，例如机动车可以相互交换信息、例如关于前面的交通情况的信息。
在此，监控信号信道在本发明的意义上可以是对这样的信道监视确定的事件。
在此，信标信号在本发明的意义上可以是在无线网络中的小的、持续地或定期地发送的数据包。这样的信标信号例如可以定期地每隔500ms发送。在此，这样的信标信号可以由相应网络的参与者来发送。
在此，簇头在本发明的意义上可以是作为网关或路由器起作用的网络参与者。
在此，群消息在本发明的意义上可以指如下的消息，该消息指向位于同一MANET和/或VANET中的那些参与者、如群消息的发送者。这样的群消息也可以发送给在MANET和/或VANET之外的服务器。在那里可以保留和/或进一步处理消息，例如出于统计目的或为了例如使所述消息经由发出了所述消息的网络进一步传播给例如在同一混合网络内的蜂窝网络的参与者。
在此，簇头决定群消息在本发明的意义上可以指包含与如下有关的信息的消息，即，消息的发送者是簇头并且因此应该接收并考虑该发送者的其它消息。此外，告知给接收者的消息因此也可以指，该消息的发送者、即相应的簇头接受并且进一步散布单个的确定用于在网络中的群的消息。在此，成为簇头的决定优选可以在决定区间中或在决定区间到期之后达成，然而优选在决定区间到期时达成。
通过按本发明的教导实现这样的优点，即，不是全部既支持移动自组织网络又支持蜂窝网络的车辆可以共同作为群而位于一个混合网络中、即位于不仅建立移动自组织而且建立蜂窝的网络中，并且所述车辆可以相互通信。
按本发明的教导的另一优点是，通过谁是簇头以及谁不是簇头的决定方式可以降低用于动态优化地实现该决定的组织耗费或计算耗费，在最好的情况下可以将其降到最低。因此可以分散地并且动态地决定，哪个支持混合网络的参与者作为网关起作用以及哪个支持混合网络的参与者不作为网关起作用，以便确保最佳地覆盖在移动混合网络中的群参与者并且在此考虑，没有过多的支持混合网络的参与者作为网关起作用，并且移动混合网络因此可以在不必要加载冗余的数据/消息的情况下最佳地提供消息。
按本发明的教导的另一优点是，可以利用已经在网络的各个参与者中存在的计算能力，并且因此可以至少尽可能放弃、然而优选完全放弃在相应的MANET/VANET之外的服务器的、服务器网络的和/或云的计算能力。
在此，本发明的另一方面的技术方案涉及一种用于在两个移动通信网络之间发送信息的设备，其中，第一移动通信网络优选是移动自组织网络、尤其是车辆自组织网络，并且第二移动通信网络优选是蜂窝网络，所述设备具有：支持移动自组织网络的装置、尤其是支持车辆自组织网络的装置；支持蜂窝网络的装置和簇头装置。在此，所述簇头装置设置用于实施任一种按本发明的方法。
通过按本发明的教导实现这样的优点，即，混合网络参与者可以设置为不仅支持移动自组织网络而且支持蜂窝网络，以便能够作为簇头起作用并且能够实现与非混合网络参与者共同作为群而位于一个混合网络中、即位于不仅建立移动自组织而且建立蜂窝的网络中，以便能够相互通信。
另一按本发明的优点是，可以实现在支持自组织的群参与者、尤其是支持自组织的机动车与网络基础设施或后端之间的通信，由此也可以实现或改善在仅支持自组织的群参与者与仅支持蜂窝网络的群参与者之间的通信。
在此，本发明的另一方面的技术方案涉及一种机动车，所述机动车具有根据按本发明的用于在两个移动通信网络之间发送信息的设备。
通过按本发明的教导实现这样的优点，即，混合网络参与者——机动车可以设置为不仅支持移动自组织网络而且支持蜂窝网络，以便能够作为簇头起作用并且能够实现与非混合网络参与者共同作为群而位于一个混合网络中、即位于不仅建立移动自组织而且建立蜂窝的网络中，以便能够相互通信。
在下面更详细地说明本发明的设计方案之前，首先坚持本发明不限于所说明的部件或所说明的方法步骤。此外，所使用的术语也没有限制作用，而仅有示例性的特性。只要在说明书和权利要求中使用单数，则在此相应地包括复数，只要上下文没有明确排除这点。
下面阐述按本发明的方法的其它示例性的设计方案。
根据第一示例性的设计方案，所述方法还具有，如果成为簇头的决定是肯定的：则借助经由第二移动通信网络发送簇头决定群消息来告知所述成为簇头的决定。
该设计方案具有这样的优点，即，在相应的混合网络中的非混合群参与者也可以被告知谁是簇头并且可以与该簇头通信，以便将消息交换给所述群并且从所述群交换消息，该非混合群参与者仅利用第二移动通信网络连接到混合网络。
根据另一示例性的设计方案，所述方法还具有：如果还不存在簇头概率值或者存在簇头概率的初始化指令，则将簇头概率初始化为值1。
该设计方案具有这样的优点，即，可以将簇头概率的值保持为动态的，以便例如在参与者离开一个群并前往一个新的群的情况下可以将该参与者的簇头概率值重置，以便能实现用于成为或不成为簇头的新的决定过程的最佳出发点。
根据另一示例性的设计方案，所述方法还具有，所述决定区间处于在1秒至60秒之间。然而，决定区间例如也可以根据相应的群参与者的情况是更短或更长的、例如在1秒至30秒之间。
该设计方案具有这样的优点，即，所述决定区间能动态地适配，以便能够根据情况实现最佳地决定群参与者是否成为簇头。
根据另一示例性的设计方案，所述方法还具有，所述决定区间能随机地确定。
该设计方案具有这样的优点，即，所述决定区间并且由此群参与者成为簇头的决定可以进一步动态化。
根据另一示例性的设计方案，所述方法还具有，所述决定区间能根据运动速度来确定。
该设计方案具有这样的优点，即，可以根据对于机动车典型的速度变化频繁的情况来实现所述成为簇头的决定的适配。
根据另一示例性的设计方案，所述方法还具有，在决定区间内将针对每个所接收的信标信号的簇头概率降低如下值，所述值处于0至1之间。然而，所述值优选大于0。特别优选地，所述值大于0并且小于或等于0.5、尤其是小于或等于0.25。
该设计方案具有这样的优点，即，可以与在其周围的簇头有关地使相应的群参与者成为簇头的决定进一步动态化。
根据另一示例性的设计方案，所述方法还具有，在决定区间内将针对每个所接收的信标信号的簇头概率降低如下值，所述值借助加权、优选借助加权算法来确定。
在此，加权在本发明的意义上可以指如下的过程，该过程根据相应的参数来实现降低相应的参与者的簇头概率，这些参数可能对于在移动混合网络中的群参与者的动态特性来说是重要的。
在此，加权算法在本发明的意义上可以指如下的过程，该过程根据相应的参数动态地实现降低相应的参与者的簇头概率，这些参数可能对于在移动混合网络中的群参与者的动态特性来说是重要的。
该设计方案具有这样的优点，即，相应的群参与者成为簇头的决定可以更进一步地动态化并且与情况有关地适配。
根据另一示例性的设计方案，所述方法还具有，所述成为簇头的决定利用簇头概率根据簇头概率的阈值来实现。
在此，阈值在本发明的意义上可以指如下的值，如果簇头概率未超过该值，则利用该值例如始终决定相应的群参与者不成为簇头或不再是簇头。
该设计方案具有这样的优点，即，对于潜在的簇头参与者实现简单的决定可能性，来决定它们何时作为簇头起作用并且何时不作为簇头起作用。
根据另一示例性的设计方案，所述方法还具有，所述成为簇头的决定的告知在信标信号中借助发送簇头决定群消息来实现。
该设计方案具有这样的优点，即，所述成为簇头的决定的告知可以借助已经存在的消息结构来实现。
根据另一示例性的设计方案，所述方法还具有，作为广播消息和/或单播消息发送和/或接收群消息。
该设计方案具有这样的优点，即，群消息的发送和/或接收可以借助已经存在的消息结构来实现。
因此本发明允许，在移动混合网络中能实现不支持混合网络的、而是仅支持所述两个网络之一的参与者可以通过如下方式与同一混合网络的支持所述两个网络中的另一个网络的参与者通信，即，支持混合网络的参与者可以作为从一个网络到另一个网络的网关起作用，并且在此所述支持混合网络的参与者自动去注意，在这点显得必要的地方成为网关以及在这点显得不必要的地方不成为网关，而是成为在移动混合网络中的一般的群参与者。
附图说明
下面借助附图更详细地阐述本发明。其中：
图1示出根据本发明的一种示例性设计方案的所提出的方法的示意流程图；
图2示出根据本发明的另一示例性设计方案的所提出的方法的示意流程图；
图3示出根据本发明的一种示例性设计方案的所提出的设备的示意图；
图4示出在移动混合网络的群内的簇头分布的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一种示例性设计方案的所提出的方法的示意流程图。
在此，图1示出一种用于在两个移动通信网络1000、2000之间发送信息的方法的流程图，其中，第一移动通信网络1000优选是移动自组织网络MANET、尤其是车辆自组织网络VANET，并且第二移动通信网络2000优选是蜂窝网络CNET，所述方法具有：确定100决定区间T。监控200用于接收信标信号B的信号信道SCH。在决定区间T内针对每个所接收的信标信号B降低300簇头概率p。利用所述簇头概率p来决定400成为簇头CH。如果成为簇头CH的决定400是肯定的：则借助经由第一移动通信网络1000发送510簇头决定群消息CH-GN来告知500所述成为簇头CH的决定400。如果600经由第一移动通信网络1000接收群消息GN，则经由第二移动通信网络2000发送610该群消息GN；以及如果700经由第二移动通信网络2000接收群消息GN，则经由第一移动通信网络1000发送710该群消息GN。
图2示出根据本发明的另一示例性设计方案的所提出的方法的示意流程图。
在此，图2示出相对于图1中的方法扩展的方法的流程图。之前对图1的说明相应地继续适用于图2。
如从图2可得出的那样，所述方法还具有，如果成为簇头CH的决定400是肯定的：则借助经由第二移动通信网络2000发送520簇头决定群消息CH-GN来告知500所述成为簇头CH的决定400。在图2中示出的方法还具有：如果还不存在簇头概率值p或者存在簇头概率p的初始化指令，则将簇头概率p初始化310为值1。
图3示出根据本发明的一种示例性设计方案的所提出的设备的示意图。
在此，图3示出一种用于在两个移动通信网络1000、2000之间发送信息的设备10，其中，第一移动通信网络1000优选是移动自组织网络MANET、尤其是车辆自组织网络VANET，并且第二移动通信网络2000优选是蜂窝网络CNET，所述设备10具有：支持移动自组织网络的装置MANET、尤其是支持车辆自组织网络的装置VANET；以及支持蜂窝网络的装置CNET和簇头装置CH。在此，所述簇头装置CH设置用于实施任一种按本发明的方法。
图4示出在移动混合网络的群内的簇头分布的示意图。
在此，图4示出在移动混合网络内进行参与的机动车的群。在此，一些机动车MANET仅支持自组织网络并且其它机动车CNET仅支持蜂窝网络。而一些另外的机动车10支持混合网络、因此不仅支持MANET而且支持CNET。然而，为了覆盖所有群参与者，在图4的图示例子中不必要的是，所有支持混合网络的机动车10作为网关CH起作用。在此，这些支持混合网络的机动车10中的仅两个机动车也作为网关CH或者说簇头CH起作用，并且因此以其各自的范围(通过两个圈示出)覆盖群的所有参与者。
本发明的构思可以总结如下。提供一种方法和两种与此相关的设备，由此能够实现，在移动混合网络中不支持混合网络的、而是仅支持所述两个网络之一的参与者可以通过如下方式与同一混合网络的支持所述两个网络中的另一个网络的参与者通信，即，支持混合网络的参与者可以作为由一个网络到所述另一个网络的网关起作用，并且在此自动去注意，在这点显得必要的地方成为网关并且在这点显得不必要的地方不成为网关，而是成为在移动混合网络中的一般的群参与者。由此可以分散地并且动态地决定，哪个支持混合网络的参与者作为网关起作用以及哪个支持混合网络的参与者不作为网关起作用，以便确保最佳地覆盖在移动混合网络中的群参与者，并且在此考虑：没有过多的支持混合网络的参与者作为网关起作用，并且因此移动混合网络可以在不必要地加载冗余的数据/消息的情况下最佳地提供消息。
附图标记列表
100 确定决定区间
200 监控信号信道
300 降低簇头概率
310 初始化簇头概率
400 决定成为簇头
500 告知所述成为簇头的决定
510 经由第一移动通信网络发送簇头决定群消息
520 经由第二移动通信网络发送簇头决定群消息
600 经由第一移动通信网络接收群消息？
610 经由第二移动通信网络发送群消息
700 经由第二移动通信网络接收群消息？
710 经由第一移动通信网络发送群消息
1000 第一移动通信网络
2000 第二移动通信网络
B 信标信号
CH 簇头
CH-GN 簇头决定群消息
CNET 蜂窝网络
GN 群消息
MANET 移动自组织网络
p 簇头概率
SCH 信号信道
T 决定区间
VANET 车辆自组织网络

Claims (16)

1.一种用于在两个移动通信网络(1000、2000)之间发送信息的方法，其中，第一移动通信网络(1000)是移动自组织网络(MANET)，并且第二移动通信网络(2000)是蜂窝网络(CNET)，所述方法具有：
——确定(100)决定区间(T)，
——监控(200)用于接收信标信号(B)的信号信道(SCH)，
——在决定区间(T)内针对每个所接收的信标信号(B)降低(300)簇头概率(p)，
——利用所述簇头概率(p)来决定(400)是否成为簇头(CH)，
——如果成为簇头(CH)的决定(400)是肯定的：
——则借助经由第一移动通信网络(1000)发送(510)簇头决定群消息(CH-GN)来告知(500)所述成为簇头(CH)的决定(400)，
——如果(600)经由第一移动通信网络(1000)接收群消息(GN)，则经由第二移动通信网络(2000)发送(610)该群消息(GN)，以及
——如果(700)经由第二移动通信网络(2000)接收群消息(GN)，则经由第一移动通信网络(1000)发送(710)该群消息(GN)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还具有：
——如果成为簇头(CH)的决定(400)是肯定的：
——则借助经由第二移动通信网络(2000)发送(520)簇头决定群消息(CH-GN)来告知(500)所述成为簇头(CH)的决定(400)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还具有：
如果：
——还不存在簇头概率值(p)，或者
——存在簇头概率(p)的初始化指令，
——将簇头概率(p)初始化(310)为值1。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述决定区间(T)处于在1秒至60秒之间。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述决定区间(T)能随机地确定。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述决定区间(T)能根据运动速度来确定。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在决定区间(T)内将针对每个所接收的信标信号(B)的簇头概率(p)降低(300)了处于在0至1之间的值。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在决定区间(T)内将针对每个所接收的信标信号(B)的簇头概率(p)降低(300)了借助加权确定的值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述值借助加权算法来确定。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述成为簇头(CH)的决定(400)利用簇头概率(p)根据簇头概率(p)的阈值(S)来实现。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述成为簇头(CH)的决定的告知(500)在信标信号(B)中借助发送(510)簇头决定群消息(CH-GN)来实现。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，作为广播消息和/或单播消息来发送(610)和/或接收所述群消息(GN)。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一移动通信网络(1000)是车辆自组织网络(VANET)。
14.一种用于在两个移动通信网络(1000、2000)之间发送信息的设备(10)，其中，第一移动通信网络(1000)是移动自组织网络(MANET)，并且第二移动通信网络(2000)是蜂窝网络(CNET)，所述设备(10)具有：
——支持移动自组织网络(MANET)的装置，
——支持蜂窝网络(CNET)的装置，以及
——簇头装置(CH)，
其中，所述簇头装置(CH)设置用于实施一种根据权利要求1至11任一项所述的方法。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述第一移动通信网络(1000)是车辆自组织网络(VANET)。
16.机动车，具有：根据权利要求14或15所述的设备(10)。
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