CN109275120A - 基于智能车辆的通信管理 - Google Patents

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Abstract

一种在车辆中执行智能通信管理的系统和方法，包括：从车辆接收用于传输的一个或多个消息，以及接收除了用于传输的一个或多个消息之外的输入。通信管理器从车辆的可用RAT信道中选择一个或多个无线电接入技术(RAT)信道以分别发射一个或多个消息。可用RAT信道包括蜂窝RAT信道、WiFi RAT信道、专用短程通信(DSRC)RAT信道或WiGig RAT信道。

Description

基于智能车辆的通信管理
引言
本公开涉及基于智能车辆的通信管理。
车辆(例如，汽车、建筑设备、农场设备、自动工厂设备)可以经由被称为车联网(V2X)通信的通信渠道发送和接收消息。例如，V2X通信包括车对车(V2V)通信和车对基础设施(V2I)通信。车辆可以包括多种无线电接入技术(RAT)，诸如提供连通WiFi的途径、被称为WiGig的一类WiFi、蜂窝、蓝牙或专用短程通信(DSRC)。有多个蜂窝RAT可用(例如，第四代长期演进(4G LTE)、第五代毫米波(5G毫米波))，并且可以同时支持不止一个蓝牙客户端。通常，给定类型的V2X消息与给定的RAT相关联。在某些情况下，通过使用最初不与给定类型的通信相关联的非典型通信信道，可以提高穿透率和覆盖。因此，期望提供基于智能车辆的通信管理。
发明内容
在一个示例性实施例中，一种在车辆中执行智能通信管理的方法包括：从车辆接收用于传输的一个或多个消息，以及接收除了用于传输的一个或多个消息之外的输入。从车辆的可用RAT信道中选择一个或多个无线电接入技术(RAT)信道以分别发射一个或多个消息。可用RAT信道包括蜂窝RAT信道、WiFi RAT信道、专用短程通信(DSRC)RAT信道或WiGigRAT信道。
除了本文描述的一个或多个特征之外，接收输入包括接收关于一个或多个消息中的每一个的来源的信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，接收关于来源的信息包括接收关于车辆的车辆系统或支持蓝牙功能的用户装置的信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，接收输入包括接收关于车辆的可用RAT信道的信息，关于可用RAT信道的信息包括使用和成本信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，接收输入包括接收环境信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，接收环境信息包括接收关于天气、道路类型、交通或车辆搭载人数的信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，接收关于交通的信息包括接收指示具有蜂窝装置的行人的存在的信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，接收输入包括接收关于作为一个或多个消息中的每相应一个的来源的车辆系统或支持蓝牙功能的用户装置的用户的信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，选择一个或多个RAT信道包括使得与发射一个或多个消息相关联的统一成本最小化。
除了本文描述的一个或多个特征之外，选择由一个或多个RAT信道传输一个或多个消息的时间。
在另一个示例性实施例中，车辆中的智能通信管理系统包括可用于从车辆发射的无线电接入技术(RAT)信道。可用RAT信道包括蜂窝RAT信道、WiFi RAT信道、专用短程通信(DSRC)RAT信道或WiGig RAT信道。智能通信管理系统还包括通信管理器，以接收除用于传输的一个或多个消息之外的输入，并且选择车辆的一个或多个可用RAT信道以分别发射一个或多个消息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，输入包括关于一个或多个消息中的每一个的来源的信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，来源包括车辆的车辆系统或者支持蓝牙功能的用户装置。
除了本文描述的一个或多个特征之外，输入包括关于车辆的可用RAT信道的信息，关于可用RAT信道的信息包括使用和成本信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，输入包括环境信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，环境信息包括关于天气、道路类型、交通或车辆搭载人数的信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，关于交通的信息包括指示具有蜂窝装置的行人的存在的信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，输入包括关于作为一个或多个消息中的每相应一个的来源的车辆系统或支持蓝牙功能的用户装置的用户的信息。
除了本文描述的一个或多个特征之外，通信管理器配置为基于使得与发射一个或多个消息相关联的统一成本最小化来选择一个或多个RAT信道。
除了本文描述的一个或多个特征之外，通信管理器另外配置为选择由一个或多个RAT信道传输一个或多个消息的时间。
从以下结合附图的详细描述中，本公开的以上特征和优点以及其它特征和优点将显而易见。
附图说明
其它特征、优点和细节仅作为实例出现在以下详细描述中，详细描述参照附图，其中：
图1是根据一个或多个实施例的车辆中的基于智能VMC的通信系统的方框图；以及
图2示出了根据一个或多个实施例的执行基于智能车辆的通信管理的方法的处理流程。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。
如前所述，车辆可以经由V2X通信与多个外部实体(例如车辆、基础设施)通信。执行V2X通信的示例性车辆服务包括接收视频流、无线电和其它通信的信息娱乐系统、软件升级应用和可依赖来自车辆外部的传感器或基础设施的通信的自主驾驶系统。还应注意，每种类型的V2X通信通常都与一种类型的RAT(例如，提供对WiFi、WiGig、蜂窝、DSRC通信的访问的装置)相关联。
然而，对于特定类型的通信，可能基于多种原因而使用不同于通常与通信类型相关联的通信的RAT。例如，可能需要冗余来在某些情况下(例如，通常使用的蜂窝通信不可用)增加覆盖。作为另一个实例，通常使用的RAT(例如用于V2V通信的蜂窝RAT或用于与行人通信的DSRC RAT)可能经历网络过载，或者新版本的RAT可能与旧版本不兼容。在某些情况下，关于车辆乘员正在使用的特定应用的信息还可以指示更优化的RAT或冗余RAT。例如，对于后座乘员流式接收电影或者驾驶员获取驾驶指令而言，长延迟可能不太合乎需要，使得通信的紧急性可能影响所使用的RAT。本文详述的系统和方法的实施例涉及基于智能车辆的通信管理。具体地，智能V2X多RAT通信(VMC)管理器用于确定一个或多个RAT信道，以用于要从车辆发送的每个消息。与通常使用的不同的RAT也可以用于接收给定应用的数据。例如，蜂窝RAT(例如4G、5G)可以用于接收V2X通信，或者可以经由WiFi RAT来接收更新。可以同时使用多于一个的RAT(例如，4G和5G)来实现数据工作期的成本、延迟、速度和附加因素的目标。
尽管为了说明的目的具体讨论了车辆应用，但是可以扩展本文讨论的实施例以从可用集合中选择一个或多个移动装置。例如，不同的协议、成本和动态负载可能与物联网(IoT)生态系统中的装置之间的通信相关联。根据本文详述的实施例，通信管理器可以确定特定的协议，例如以减少通信成本或实现另一个目标。
根据示例性实施例，图1是车辆100中的基于智能VMC的通信系统的方框图。在示例性情况下，车辆100是汽车101。VMC110是通过任何已知算法训练的人工智能系统。VMC110可以实施为多变量成本函数。例如，成本参数可以包括货币成本、吞吐量、延迟、紧急等级和驾驶员状态。对于每个应用，加权可以应用于成本函数中的各种因素。根据任何给定时间的参数状态(例如，网络的可用性、网络的可用吞吐量、车辆和周围状态)，算法选择最小化总体成本的一个或多个RAT。基于上述或其它已知算法，VMC110选择一个或多个RAT信道130a至130n(通常称为130)以将来自一个或多个车辆系统120a至120m(通常称为120)的消息传送至车辆100外部的装置150a至150z(通常150)。
当前在车辆100中的一个或多个装置140(例如，支持蓝牙功能的装置)也由VMC110确定，因为这些可能是要发射的消息的来源。可以表示多个单独系统的控制器160可以向VMC110提供指示环境的信息。例如，控制器160可以提供关于车辆100中的天气或乘员数量的信息。例如，控制器160可以结合车辆110的传感器170(例如，摄像机、雷达、激光雷达)或与其通信，传感器170检测车辆110周围的物体并且可以指示例如行人和其它车辆的存在。
RAT信道130与可以提供对WiFi、WiGig、蜂窝、DSRC、蓝牙或其它通信系统的访问的不同RAT相关联。车辆系统120可以包括信息娱乐系统、经由V2V、V2I或其它消息传达危险的安全系统、导航系统、自主驱动系统120或任何其它需要通信的系统。例如，车辆100外部的装置150可以包括行人、移动装置、基础设施或其它车辆。
VMC110操作的一个实例涉及对车辆100的信息娱乐车辆系统120或导航车辆系统120的软件更新。例如，信息娱乐车辆系统120通过车辆100的乘员传达选择信息并且将视频流传输至车辆100中的一个或多个显示装置。导航车辆系统120传达位置信息并且向车辆100的驾驶员显示方向。典型地，这些和其它车辆系统120的软件更新通过使用基于预订的蜂窝服务的蜂窝RAT信道130完成。根据示例性实施例，VMC110可以确定应该将WiFi RAT信道130用于软件更新。例如，确定可以基于未被指示为关键更新的更新。因此，根据本实例，因为WiFi RAT信道130是空闲的，所以成本可以是选择信道130由VMC110所考虑的因素。
VMC110操作的另一个实例涉及安全消息。例如，在低能见度的城市场景中，车辆100的安全车辆系统120发布信息消息。例如，车辆100的制动事件可以生成广播至附近车辆100的V2V消息。典型地，经由DSRC RAT信道130发射信息消息。根据示例性实施例，VMC110确定场景的环境。例如，如果车辆100附近的环境包括拥挤的行人交通，则V2VDSRC消息不足以警告行人。VMC110可以确定：是WiFi RAT信道130还是长期演进(LTE)RAT信道130应该替代地或附加地用于发射安全消息。
根据本实例，VMC110可以使用多个因素来确定要使用哪个或哪些RAT信道130。例如，VMC110可以考虑用于其它通信的现有RAT信道130。因此，如果70％的消息使用DSRC RAT信道130并且30％的消息使用LTE RAT信道130，则LTE RAT信道130具有松散的交通并且可以由VMC110选择。作为另一个或附加实例，VMC110可以基于传感器170使用来自控制器160的信息，信息指示其它车辆100或行人是否在附近以及环境是具有相对快速移动的车辆100的大致城市、郊区、农村还是高速公路。
附加实例指示在确定使用的一个或多个RAT信道130时需要VMC110来平衡两个或多个因素。例如，VMC110可以平衡质量和速度要求。与准确性需求(即对低错误率的要求)相比，VMC110可以使用关于正在使用的车辆系统120的信息或环境信息来确定紧急程度(即，对低延迟的要求)。如果驾驶员在车辆导航系统120中使用语音命令，则基于云的系统中的语音识别处理可能相对更高效，但可能导致比另一个RAT通道130所访问的另一个处理器相对更长延迟。在这种情况下，VMC110可以使用与最低延迟相关联的RAT信道130。另一方面，当车辆系统120是车辆自主驱动系统120时，低延迟和准确度可以被认为是同等重要的。VMC110可以选择与用于传输由车辆自主驱动系统120生成的每个消息的最少当前使用相关联的可用RAT信道130。
对于可以容忍延迟的消息，VMC110可以基于沿着路线的RAT信道130的连接质量和与每个RAT信道130相关联的成本来调度传输。例如，车辆100可以按照V2I消息向维护设施发送每月状态报告。因为没有必须发送该消息的特定时间，所以VMC110可以放弃经由蜂窝RAT信道130发送消息，而是延迟消息，直到车辆100访问免费WiFi RAT信道130(例如，当车辆100停放在驾驶员家中时)。
图2示出了根据一个或多个实施例的执行基于智能车辆的通信管理的方法的处理流程。具体地，图2指示了一种过程，通过该过程VMC110选择(在方框250处)一个或多个RAT信道130用于在给定时间传达来自一个或多个车辆系统120的一个或多个消息。除了用于传输的RAT信道130之外，VMC110还确定传输时间，并且可以延迟一些传输直到RAT信道130(例如，较低成本的RAT信道130)可用。
VMC110包括处理电路，处理电路可以包括专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器230(共享的、专用的或组)和如图2的实施例所示的执行一个或多个软件或固件程序的存储器240、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其它合适部件。
在方框250处，方框210指示由VMC110接收的输入，其可以是VMC110在选择一个或多个RAT信道130时考虑的因素。在时间t获得方框210处的输入，当消息M或消息集M1，...，Mx被生成以用于从车辆100传输。在方框205处，输入包括关于消息M的来源或消息集M1，...，Mx的来源的信息。来源可以是当前启用装置140(即，在时间t)或一个或多个车辆系统120。在方框215处，信息指示当前可用RAT信道130和关于可用RAT信道130的附加信息，例如每个可用或占用带宽的百分比。也可以提供与一个或多个RAT信道130相关联的具体成本信息(例如，WiFiRAT信道130是空闲的，蜂窝RAT信道130的速率)。该信息便于确定每个RAT信道130的成本(例如，货币、数据)。
在方框220处，方框210处的另一输入包括关于驾驶的情境(例如，天气、道路类型、交通、车辆100的占用)的信息。方框225处的用户信息包括用户偏好和关于用户的其它信息。作为实例，驾驶员或乘客注意力可以由VMC110确定并使用，以选择适当的RAT信道130。跟踪用户行为的系统(例如车辆100内的摄像机或眼睛跟踪系统)可以将输入直接提供给VMC110或者可以用于生成提供给VMC110的用户模型。也就是说，方框225处的用户信息可以来自用户模型而不是直接来自跟踪用户行为的系统。当VMC110基于系统或模型确定该用户注意力较低时，VMC110可以相应地选择RAT信道130。例如，当在车辆100的信息娱乐系统上流传输电影时，处于睡眠状态和结束睡眠状态的乘客可以容忍更长延迟(例如，使用具有较慢数据速率的RAT信道130)。
当存在一个用于传输的消息M时，VMC110基于涉及的特定车辆系统120优先处理来自方框210的输入。例如，如在先前实例中所讨论的，当消息来自车辆自主驱动系统120时，VMC110选择使最小化延迟并且最大化准确度的RAT信道130。也就是说，VMC110可以优先考虑关于可用RAT信道130的信息(方框215)以作出确定。对于其它消息，低延迟或低成本可能是选择RAT信道130中的最高优先级。当消息是安全消息时，该趟驾驶的环境(方框220)可以被VMC110视为优先情形。也就是说，当环境信息指示行人存在时，可以选择RAT信道130以触及行人以及其它车辆100。
当存在多个消息M1，...，Mx时，根据示例性实施例，VMC110可以构建多消息成本函数以确定多个消息M1，...，Mx的统一成本。对于t与t+T之间的每个时间，可以由VMC110计算在时间t存在的每个消息的传输成本。VMC110然后可以以最小成本搜索解决方案(对每个消息的RAT信道130分配)。在t+T，VMC110指定用于传输的消息M1，...，Mx的全部或子集，使得统一成本函数低于时间t+T的预定阈值。
尽管已经参照示例性实施例描述了以上公开内容，但是本领域技术人员将理解，可以做出各种改变并且可以用等同物替换其元件而不背离其范围。另外，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导，而不脱离其基本范围。因此，本公开旨在不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种在车辆中执行智能通信管理的方法，所述方法包括：
从所述车辆接收用于传输的一个或多个消息；
接收除了用于传输的所述一个或多个消息之外的输入；以及
选择来自所述车辆的可用RAT信道的一个或多个无线电接入技术(RAT)信道以分别发射所述一个或多个消息，其中，所述可用RAT信道包括蜂窝RAT信道、WiFi RAT信道、专用短程通信(DSRC)RAT信道或WiGig RAT信道。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收所述输入包括接收关于所述一个或多个消息中的每一个的来源的信息，接收环境信息，或者接收关于所述车辆的所述可用RAT信道的信息，关于所述可用RAT信道的所述信息包括使用和成本信息。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述接收关于所述来源的所述信息包括接收关于所述车辆的车辆系统或支持蓝牙功能的用户装置的信息，所述接收所述环境信息包括接收关于天气、道路类型、交通或所述车辆搭载人数的信息，并且所述接收关于所述交通的信息包括接收指示具有蜂窝装置的行人的存在的信息。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收所述输入包括接收关于作为所述一个或多个消息中的每相应一个的来源的车辆系统或支持蓝牙功能的用户装置的用户的信息。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包含选择由所述一个或多个RAT信道传输所述一个或多个消息的时间，其中，所述选择所述一个或多个RAT信道包括使得与发射所述一个或多个消息相关联的统一成本最小化。
6.一种车辆中的智能通信管理系统，所述系统包括：
可用于从所述车辆发射的无线电接入技术(RAT)信道，其中，所述可用RAT信道包括蜂窝RAT信道、WiFi RAT信道、专用短程通信(DSRC)RAT信道或WiGig RAT信道；以及
通信管理器，其配置为接收除用于传输的一个或多个消息之外的输入并且选择所述车辆的一个或多个所述可用RAT信道以分别发射所述一个或多个消息。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述输入包括关于所述一个或多个消息中的每一个的来源的信息、环境信息或者关于所述车辆的所述可用RAT信道的信息，关于所述可用RAT信道的所述信息包括使用和成本信息。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述来源包括所述车辆的车辆系统或支持蓝牙功能的用户装置，并且所述环境信息包括天气、道路类型、交通或所述车辆搭载人数，并且所述交通包括指示具有蜂窝装置的行人的存在的信息。
9.如权利要求6所述的系统，其中，所述输入包括关于作为所述一个或多个消息中的每相应一个的来源的车辆系统或支持蓝牙功能的用户装置的用户的信息。
10.如权利要求6所述的系统，其中，所述通信管理器配置为基于使得与发射所述一个或多个消息相关联的统一成本最小化来选择所述一个或多个RAT信道，并且另外配置为选择由所述一个或多个RAT信道传输所述一个或多个消息的时间。
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