CN107950040B - 用于v2x(网联汽车技术)通信的通信系统 - Google Patents

用于v2x(网联汽车技术)通信的通信系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于V2X(网联汽车技术)通信的通信系统(100)，该系统可安装在一机动车辆的一安装点上，包括一个用于接收通信数据的接收器(101)以及一个用于探测所接收通信数据特性的处理器(103)，其中，处理器(103)用于，基于对所探测特性与一参照特性的比较，检查安装点上通信系统(100)的设置。

Description

用于V2X(网联汽车技术)通信的通信系统
技术领域
本发明涉及车对X(网联汽车技术)通信领域。尤其涉及一种用于车对X(网联汽车技术)通信、可被安装在车辆中一安装点上的通信系统。
技术背景
车对X(网联汽车技术)通信也被称为vehicle-to-X、V2X，尤其是基于标准IEEE802.11p或ITS-G5或IEEE 1609的车对X(网联汽车技术)通信是最新科研现状或处于前期开发阶段，当前处于标准化阶段。在V2X(网联汽车技术)中重要的是，通信系统，尤其是V2X天线系统，只有当其参与交通时，才参与通信，尤其是才进行信息发射。这可通过一种公钥基础设施(PKI)来保证，其中，只有获得授权和可靠安装的通信系统可获得相应的公钥基础设施(PKI)许可证。没有公钥基础设施(PKI)许可证发送信息的通信系统会在接收器侧被剔除。
此外，重要的是避免通信系统用于错误信息的发送。为此，同样可使用公钥基础设施(PKI)，其中，在一定时间范围有效的公钥基础设施(PKI)许可证可被存储在通信系统中。如果从一机动车辆中拆卸一尚有有效公钥基础设施(PKI)许可证的通信系统或再将其安装在一不允许的安装点，则该通信系统可能会发送错误的或未经授权的通信数据。这类通信数据可被带有经验证公钥基础设施(PKI)许可证的通信系统误判，并因此在接收侧被识别为一允许安装的通信系统的通信数据。对这类通信系统的拆卸以及未经许可的安装加以识别并阻止其使用是困难的。
本发明说明
因此，本发明的任务是为建立一种用于车对X(网联汽车技术)通信的、高效、安全的方案。
此任务通过独立权利要求的标的解决。本发明有益的实施方式是从属权利要求、描述以及图示的标的。
根据一个第一观点，本发明涉及一种用于V2X(网联汽车技术)通信的通信系统，它可安装在车辆中一安装点上，带有一个用于接收通信数据的接收器和一个用于探测所接收通信数据特性的处理器，其中，处理器用于在安装点上基于所探测特性与参照特性的比较检查通信系统的设置。由此实现的技术优势是，可有效地在通信系统运行期间，检查安装点上的通信系统设置。以此方式可有效探测一不允许的设置，例如在一不允许的安装点上的设置或在一未知车辆上的安装。
通信系统的安装点可在机动车辆顶盖、挡风玻璃或后窗玻璃、A柱、B柱或C柱、前挡泥板、后盖、车外后视镜或车内后视镜或机动车辆的灯中或其上面。此外，通信系统的安装点也可在发动机舱、行李舱或机动车辆车内，例如控制台中等位置。
本通信系统可包括一个或一定数量的主动式天线或被动式天线，这类天线可用于例如与其它机动车辆进行V2X(网联汽车技术)通信。
根据一通信系统的实施方式，所接收通信数据的特性和参照特性为下列特性之一：数据类型、数据ID、通信数据的重复率、通信数据的数据率以及通信数据的信号强度。
根据通信系统的一种实施方式，处理器用于，如果所接受通信数据特性与参照特性有区别，则确定一通信系统不允许的设置。由此实现的技术优势是，能有效探测通信系统不允许的设置。由通信系统所接受的通信数据例如可由机动车辆的车辆系统产生，并包含一个明确的数据ID，它能用于车辆系统、机动车辆或机动车辆款式的归类。如果数据ID和一个所期望的参照ID不同，则可推断出在一未知车辆有一通信系统不允许的设置。
根据一通信系统的实施方式，参照特性包含一已知信号，尤其是一个安全气囊信号，并且处理器用于，如果通信数据包含该已知信号，则可确定一通信系统不允许的设置。由此实现的技术优势是，可有效探测一不允许的设置。预定信号可是一安全气囊的触发信号，并可指明一机动车辆的事故。由于发生事故的车辆大部分不能再参与交通，例如不再被授权使用用于V2X(网联汽车技术)通信的通信系统，因此，在此机动车辆中通信系统的设置是不允许的。
根据一通信系统的实施方式，参照特性还包括其它已知信号，尤其是一种难以被拆卸的车辆系统的信号，并且处理器用于，如果通信数据不包含其它的已知信号，则确定一通信系统不允许的设置。由此实现的技术优势是，可有效探测一通信系统不允许的设置。其它的已知信号可是一难以拆卸的机动车辆控制装置的控制信号。如果处理器没有探测到其它已知信号，则可推断出通信系统不允许的设置在机动车辆外，例如在一未知车辆中。
根据一通信系统的实施方式，所接受通信数据包含位置数据，并且通信数据的特性是一机动车辆位置数据的距离，尤其是机动车辆通信系统位置数据的距离，参照特性是一参照距离，其中，处理器用于，如果距离和参照距离超过或低于一个阀值，则可确定一通信系统不允许的设置。由此实现的技术优势是，可有效探测一通信系统不允许的设置。
位置数据可是其他机动车辆的位置数据，尤其是带有用于V2X(网联汽车技术)通信的通信系统的其他机动车辆的位置数据，这些数据可由机动车辆的通信系统接收。位置数据可包括全球卫星导航系统(GNSS)数据。距离可是机动车辆之间，尤其是机动车辆通信系统与另一机动车辆之间，尤其是与另一机动车辆的另一通信系统之间的距离。一通信系统不允许的设置例如设置在车辆后端，而不是设置在汽车前端，会对所检测距离产生影响。阈值可是最大距离或最小距离。
根据一通信系统的实施方式，处理器用于，基于位置数据生成一份数字地图，并将该数字地图与参照地图进行比较，以检查安装点上通信系统的设置。由此产生的技术优势是，可基于位置数据有效检查通信系统的设置。
根据一通信系统的实施方式，处理器用于，在安装点周期性或持续地检查通信系统的设置。由此实现的技术优势是，可有效和自主地由通信系统探测一通信系统不允许的设置。
根据一通信系统的实施方式，接收器是一总线(BUS)接收器或是一V2X(网联汽车技术)接收器。由此实现的技术优势是，使接收通信数据的接收器可以通信技术方式与一总线(BUS)通信网络或一V2X(网联汽车技术)通信网络相连接。
通信数据可包括车辆系统，尤其是机动车辆控制装置或传感器的系统数据，或其它机动车辆的V2X(网联汽车技术)通信数据。
根据一通信系统的实施方式，通信系统包含一个用于发送所接收通信数据的V2X(网联汽车技术)发射器。由此实现的技术优势是，能有效发射所接收的通信数据并将其供例如其它机动车辆等其它接收器使用。
根据一通信系统的实施方式，处理器用于，只要处理器没有确定通信系统不允许的设置，则在发射前用公钥基础设施(PKI)许可证标记通信数据，如果处理器确定有一不允许的设置，则在发射前不用公钥基础设施(PKI)许可证标记通信数据。由此实现的技术优势是，可借助公钥基础设施(PKI)许可证有效确证由一通信系统允许的设置发送的通信数据。
根据一通信系统实施方式，通信系统包括一个存储器，其中存储了一定数量用于标记通信数据的公钥基础设施(PKI)许可证，并且，处理器用于，在确定一通信系统不允许的设置时从存储器中删除公钥基础设施(PKI)许可证。由此实现的技术优势是，被拆卸的或其它以不允许方式所设置的通信系统的公钥基础设施(PKI)许可证不再供通信数据的标记使用。
根据一通信系统的实施方式，处理器用于，经过一规定时间后，在确定一通信系统不允许的设置后，从存储器中删除公钥基础设施(PKI)许可证。由此实现的技术优势是，只有当确定一通信系统不允许的设置情况下，才删除公钥基础设施(PKI)许可证。由此，例如可在一车间中截至机动车辆的检修，继续短期使用通信系统。
根据一通信系统的实施方式，处理器用于，在确认一不允许的通信系统安装点时存储通信数据。数据可存储在例如通信系统的存储器或机动车辆的另一存储器中。由此实现的技术优势是，在探测到通信系统不允许的设置后可追溯是哪些通信数据造成这一探测结果。
根据一通信系统的实施方式，V2X(网联汽车技术)发射器用于，如果处理器确定一通信系统不允许的设置时，不发射通信数据。由此实现的技术优势是，可有效避免一不允许安装的通信系统发射通信数据。
根据一通信系统的实施方式，V2X(网联汽车技术)发射器用于，当处理器确定一通信系统不允许的设置时，会发送一个错误信号。由此实现的技术优势是，可有效通知V2X(网联汽车技术)通信网络中其它实体有关通信系统不允许的设置情况。发射错误信息会导致例如在一公钥基础设施(PKI)系统中废除以不允许方式所设置的通信系统的公钥基础设施(PKI)许可证。
根据一通信系统的实施方式，通信系统包含一定数量的传感器件，其中，该数量的传感器件用于将传感器数据传输给处理器。由此实现的技术优势是，除了通信数据外，还有用于检查通信系统设置的传感器数据。该数量的传感器至少包含一个温度传感器。
根据一通信系统的实施方式，处理器用于，探测所接受传感器数据的特性，并将所探测传感器数据的特性与另一参照特性进行比较，以检查安装点上的通信系统设置。由此实现的技术优势是，能将传感器数据有效应用于对通信系统设置的检查。传感器数据特性以及其他参照特性可是温度曲线。
根据一种第二观点，本发明涉及一种借助一通信系统进行V2X(网联汽车技术)通信的方法，所述通信系统可在一机动车辆中安装在一安装点上，它带有通信数据的接收功能，用一处理器探测所接收通信数据特征的功能以及基于所探测特性与一参照特性的比较检测安装点上通信系统设置的功能。由此实现的技术优势是，可有效检查安装点上通信系统的设置。
本发明可在硬件和/或软件中实现。
图示说明
根据附图详细说明其它实施例。其中：
图1a以示意图的形式展示一通信系统；
图1b以示意图的形式展示一通信系统；
图2以示意图的形式展示一种带有一传感器件的通信系统；以及
图3以图表形式展示一种用一通信系统进行V2X(网联汽车技术)通信的方法。
图示具体说明
图1a显示一种用于根据一实施方式的V2X(网联汽车技术)通信的通信系统100。
可安装在一机动车辆的安装点上、用于V2X(网联汽车技术)通信的通信系统100包括一个用于接收通信数据的接收器101以及一个用于探测所接收通信数据特性的处理器103，其中，接收器103用于基于所探测特性与一参照特性的比较，检查安装点上通信系统100的设置。此外，图1a中通信系统100还包括一个用于发射通信数据的V2X(网联汽车技术)发射器105。
通信系统100的安装点可在机动车辆顶盖、挡风玻璃或后窗玻璃、A柱、B柱或C柱、前挡泥板、后盖、车外后视镜或车内后视镜或机动车辆的灯中或其上面。此外，通信系统100的安装点也可在发动机舱、行李舱或机动车辆车内例如控制台中等车内位置。
通信系统100可包括一个或一定数量的主动式天线或被动式天线，这类天线可用于例如与其它机动车辆进行V2X(网联汽车技术)通信。
接收器101可是一种V2X(网联汽车技术)接收器或是一种总线(BUS)接收器。为了接收通信数据，接收器101可以一种总线(BUS)通信网络或一种V2X(网联汽车技术)通信网络的形式构成。通信数据可包括车辆系统，尤其是机动车辆控制装置或传感器的系统数据或其它机动车辆的V2X(网联汽车技术)通信数据。
根据一实施方式，所接收通信数据的特性和参照特性为下列特性之一：数据类型、数据ID、通信数据的重复率、通信数据的数据率以及通信数据的信号强度。
如果所接收通信数据与参照特性有区别，处理器103可确定一种通信系统100不允许的设置。通信系统100所接收的通信数据例如可源于机动车辆的车辆系统，并包括一个明确的数据ID或信息ID，籍此可对车辆系统、机动车辆或机动车辆款式进行归类。数据ID与一可望的参照ID有区别，则可推断出在一未知车辆中有一通信系统100不允许的设置。如果通信数据的重复率与参照重复率有区别，则同样可推断出在一未知车辆中有一通信系统100不允许的设置。按照同样的模式可对其它特性加以处理。
此外，处理器103可用于，只要没有确定通信系统100不允许的设置，则在发射前借助V2X(网联汽车技术)发射器105用公钥基础设施(PKI)许可证标识通信数据。此外，处理器103用于，如果确定了一个通信系统100不允许的设置，则不用公钥基础设施(PKI)许可证标识通信数据。
图1b展示了一种用于根据另一实施方式的V2X(网联汽车技术)通信的通信系统100。图1b中的通信系统100包含一个存储器107。
存储器107用于存储参照特性。此外，存储器107可用于存储用以标识通信数据的公钥基础设施(PKI)许可证。
根据另一实施方式，参照特性包含一个已知信号，尤其是一个安全气囊信号或一个安全气囊的触发信号。
如果通信数据包含该已知信号，处理器103可确定一种通信系统100不允许的设置。安全气囊信号可指明一机动车辆的事故。由于已发生事故的机动车辆大部分情况下不能再参与交通，例如不再被授权用于使用V2X(网联汽车技术)通信的通信系统100。由此，在此机动车辆中，通信系统100的设置是不允许的。
根据另一实施方式，参照特性包含另一个已知信号，尤其是一个难以拆卸或根本无法拆卸的汽车系统的信号。难以拆卸或根本无法拆卸的汽车系统可是一个发动机控制装置或一个组合仪表。如果通信数据不包含其它已知信号，处理器103确定一个通信系统100不允许的设置。
根据一通信系统100的实施方式，处理器103用于在确定一通信系统100不允许的设置时删除所存储的公钥基础设施(PKI)许可证。公钥基础设施(PKI)许可证可存储在通信系统100的存储器107或机动车辆的另一存储器中。
处理器103可用于经一规定时间，例如在接收安全气囊信号8小时后删除公钥基础设施(PKI)许可证，由此，不会再发送经标识的通信数据。
根据另一实施方式，公钥基础设施(PKI)许可证包含可存储在通信系统100的存储器107中的匿名和/或长期证书(LTC)。
根据另一实施方式，处理器103用于，在确定一个通信系统100不允许的安装点时，将其特性指明通信系统100不允许的设置的通信数据存储在存储器107中。
根据另一实施方式，处理器103用于在确定一通信系统100不允许的设置时，禁止发射通信数据。
根据一实施方式，V2X(网联汽车技术)发射器105用于，如果处理器103确定了一通信系统100不允许的设置，则发射一个错误信息。发射错误信息会导致例如在一公钥基础设施(PKI)系统中废除以不允许形式所设置的通信系统100的公钥基础设施(PKI)许可证。错误信息的发射可在从存储器107中删除公钥基础设施(PKI)许可证前实施。错误信息的发射同样可在经过一规定时间，例如在接收安全气囊信号8小时后发射。
图2显示一种根据一实施方式，带有传感器件201的通信系统100。
传感器件201可是一个将传感器数据，尤其是温度值转发给处理器103的温度传感器。处理器103可用于，基于温度值确定一条温度曲线，并将该温度曲线与一定数量的参照温度曲线加以比较，其中，该数量的参照温度曲线可存储在存储器107中。
该数量的参照温度曲线可在研发和/或制造通信系统100的过程中确定，并存储在存储器107中。同时，可确定和保存用于通信系统100和/或机动车辆不同设置和/或不同周围环境条件和/或不同运行情形的参照温度曲线。例如，针对白天的不同时间、针对通信系统100的不同使用持续时间和/或使用密集程度、针对机动车辆速度、针对例如降雨量等天气条件或针对通信系统100在机动车辆中的例如安装在车顶上或车内等不同安装位置，可有相应的参照温度曲线。另外，针对车内不同人数、针对机动车辆的不同装载情况、机动车辆内空调装置的不同设置或针对机动车辆上存在的、例如车顶行李架等安装装置，可有相应的参照温度曲线。处理器103可用于，将温度曲线与通信系统100当前设置和/或周围环境条件和/或运行情形相匹配或最相似的相应数量的参照温度曲线进行比较。
根据一实施方式，通信系统100还包括其他的传感器件，此外，尤其是其他的温度传感器件和/或下雨传感器件。
根据另一实施方式，通信系统100和/或V2X(网联汽车技术)发射器105包含一定数量的主动式天线或被动式天线或一天线系统。
根据通信系统100的另一实施方式，处理器103用于，在安装点持续或周期性检查通信系统100的设置，例如以周期形式实施的通信系统100的自我诊断。
根据另一实施方式，处理器103用于，基于所接收通信数据的特性生成一数字地图。处理器103可用于，基于通信数据发射器与通信系统100的一距离和/或方向和/或基于通信数据的一信号强度生成数字地图。在此所用的通信数据例如可是带有用于V2X(网联汽车技术)通信的其他通信系统的其他机动车辆的通信数据。距离和/或方向可是机动车辆通信系统100与其它机动车辆通信系统的距离和/或方向。
发射器的距离和/或方向可基于所接收通信数据确定。为此，通信数据可包括位置数据，尤其是全球卫星导航系统(GNSS)数据。处理器103可用于，将所接收通信数据的位置数据与本身的位置数据加以比较，以确定距离和方向。所述距离可是机动车辆之间的距离，尤其是机动车辆通信系统100和另一机动车辆或其它机动车辆的另一通信系统之间的距离。
通信系统100为了探测本身的位置数据可包括一个位置传感器，尤其是一个全球卫星导航系统(GNSS)传感器，或以通信技术方式与一机动车辆的位置传感器相连接。
数字地图也可基于接收场强构建或额外包含位置信息。此外，还可使用接收方向，这在使用带所谓分散模式的两根天线时尤其可优选应用。
传感器103可用于，每次重新启动通信系通100或机动车辆后重新生成数字地图。此外，处理器103可用于，持续将数字地图与一研发过程中所编制的参照地图进行比较。如果参照地图与数字地图之间的误差超过一个阈值，则可推断出有一个通信系统100不允许的设置。
根据一实施方式，参照地图存储在存储器107中。此外，针对通信系统100例如在车顶行李架、挂车或附加侧面后视镜上等不同的安装位置，可有其他参照地图。其他参照地图同样也可存储在存储器107中。
图3显示一种用于根据一实施方式的V2X(网联汽车技术)通信方法300的示意图。
用于以一可安装在一机动车辆中安装点上的通信系统100进行V2X(网联汽车技术)通信的方法300包含通信数据的接收301功能，利用处理器103对所接收通信数据特性的探测303功能以及基于所探测特性与参照特性的比较对通信系统100在安装点上设置的检查305功能。
参照号列表
100 通信系统
101 接收器
103 处理器
105 V2X(网联汽车技术)发射器
107 存储器
201 传感器件
300 用于V2X(网联汽车技术)通信的方法
301 接收
303 探测
305 检查

Claims (14)

1.可安装在一机动车辆安装点上，用于V2X(网联汽车技术)通信的通信系统(100)，其包括：
一个用于接收由机动车辆的车辆系统产生的通信数据的一个接收器(101)；和
一个用于探测所接收通信数据特性的处理器(103)，其中，处理器(103)用于，基于对所探测特性与一参照特性的比较检查通信系统(100)在安装点上的设置，其中，通信系统(100)包含一个用于发射所接收通信数据的V2X(网联汽车技术)发射器(105)，
所述V2X(网联汽车技术)发射器(105)用于，如果处理器(103)确定了一通信系统不允许的设置，则不发射通信数据，
所接收通信数据的特性和参照特性为下列特性之一：数据类型、数据ID、通信数据的重复率、通信数据的数据率以及通信数据的信号强度，或者参照特性包含一个已知信号，或者所接收通信数据包括位置数据，其中，通信数据的特性是位置数据对机动车辆通信系统(100)的一个距离，其中，参照特性是一参照距离。
2.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，如果所接收通信数据特性与参照特性有区别，处理器(103)用于确定一通信系统(100)不允许的设置。
3.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，在参照特性包含一个已知信号的情况下，该已知信号是一个安全气囊信号，并且其中，处理器(103)用于，当通信数据包含该已知信号，则确定一个通信系统(100)不允许的设置。
4.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，在参照特性包含一个已知信号的情况下，该已知信号是一个难以拆卸车辆系统的信号，并且其中，处理器(103)用于，如果通信数据未包含其它已知信号，则确定一个通信系统(100)不允许的设置。
5.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，在所接收通信数据包括位置数据，参照特性是一参照距离的情况下，其中，处理器(103)用于，如果距离和参照距离之间的区别超过或低于一阈值，则确定一个通信系统(100)不允许的设置。
6.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，处理器(103)用于周期性或持续检查安装点上通信系统(100)不允许的设置。
7.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，接收器(101)是一个总线(BUS)接收器或一个V2X(网联汽车技术)接收器。
8.根据权利要求7所述的通信系统(100)，其中，处理器(103)用于，只要处理器(103)没有确定通信系统(100)不允许的设置，则在发射前用一公钥基础设施(PKI)许可证标识通信数据，只要处理器(103)确定了一个通信系统(100)不允许的设置，则在发射前不用公钥基础设施(PKI)许可证标识通信数据。
9.根据权利要求8所述的通信系统(100)，其中，通信系统(100)包含一个存储器(107)，其中，存储了一定数量用于标识通信数据的公钥基础设施(PKI)许可证，其中，处理器(103)用于，在确定了一个通信系统(100)不允许的设置时，从存储器(107)中删除公钥基础设施(PKI)许可证。
10.根据权利要求9所述的通信系统(100)，其中，处理器(103)用于，在确定一不允许的设置后，经过一规定时间，从存储器(107)中删除公钥基础设施(PKI)许可证。
11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的通信系统(100)，其中，V2X(网联汽车技术)发射器(105)用于，如果处理器(103)确定了一通信系统(100)不允许的设置，则发射一个错误信息。
12.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的通信系统(100)，其中，通信系统(100)包含一定数量的传感器件(201)，其中，该数量的传感器件(201)用于将传感器数据传输给处理器(103)。
13.根据权利要求12所述的通信系统(100)，其中，处理器(103)用于，探测所接收传感器数据的特性，并将探测到的所接收传感器数据特性与另一参照特性相比较，以检查安装点上通信系统(100)的设置。
14.用于V2X(网联汽车技术)通信的方法(300)，该方法带有一可安装在机动车辆中某一安装点上的通信系统(100)，用于：
接收(301)由机动车辆的车辆系统产生的通信数据；
用一处理器(103)探测(303)所接收通信数据的特性；并且
基于对所探测特性与一参照特性的比较，检查(305)通信系统(100)在安装点的设置，其中，通信系统(100)包含一个用于发射所接收通信数据的V2X(网联汽车技术)发射器(105)，
所述V2X(网联汽车技术)发射器(105)用于，如果处理器(103)确定了一通信系统不允许的设置，则不发射通信数据，
所接收通信数据的特性和参照特性为下列特性之一：数据类型、数据ID、通信数据的重复率、通信数据的数据率以及通信数据的信号强度，或者参照特性包含一个已知信号，或者所接收通信数据包括位置数据，其中，通信数据的特性是位置数据对机动车辆通信系统(100)的一个距离，其中，参照特性是一参照距离。
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