CN109495862A - 用于在车辆中动态地分布信息的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在车辆中动态地分布信息的方法和设备，一种无线车辆通信系统(500、600)包括车辆(200)，所述车辆(200)具有位于所述车辆(200)中或附接到所述车辆(200)的多个无线通信单元(220、240、260)。所述多个无线通信单元被配置成以第一通信操作模式进行操作，所述第一通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)附近的通信单元。所述多个无线通信单元(220、240、260)另外被配置成以第二通信操作模式进行操作，所述第二通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)中或附接到所述车辆(200)的所述多个通信单元(220、240、260)中的至少一个其它通信单元。

Description

用于在车辆中动态地分布信息的方法和设备
技术领域
本发明的领域涉及一种用于在车辆内动态地分布数据的方法和设备。本发明的领域适用于但不限于在主控/从属通信单元之间以无线方式分布智能交通系统信息。
背景技术
众所周知，车辆的道路使用量逐年不断地增加。道路使用量的增加会造成许多问题，例如交通拥堵增加、行驶时间变长、行驶成本变高、空气污染增加、事故风险增加等等。为了应对此稳定增加，需要解决方案来更好地管理车辆道路使用量。可能的解决方案是建造新道路，这不大可能以足够大的规模发生。另外的解决方案是减少交通和/或提供可替换的运输选项，这两者在大多数实际情境下都不是可行的。
正在广泛地研究和开发的另外的解决方案是使用智能交通(或运输)系统(ITS)。智能运输系统(ITS)是提供例如与运输和交通管理相关的服务且使能够更好地通知各个用户且使运输网的使用更安全、更协调和“更智能”的应用。ITS还正被认为有助于自主驾驶。尽管ITS可指所有运输模式，但ITS在EU Directive 2010/40/EU(2010年7月7日)中被定义为如下所述的系统：在所述系统中，信息和通信技术应用于包括基础设施、车辆和用户的道路运输领域中，且应用于交通管理和移动性管理中，以及用于与其它运输模式的对接。
已为智能运输系统提出了各种形式的无线通信技术。IEEE 802.11p是对IEEE802.11标准的核准修订，其用以添加车载环境下无线接入(WAVETM)，即车载通信系统。IEEE802.11p定义了为支持ITS应用所需要的对802.11(市售为Wi-FiTM的产品的基础)的增强。如同例如802.11a、802.11g、802.11n、802.11ac等等的其它Wi-FiTM标准一样，802.11p标准是基于分组的，且每个分组由前导码符号和数据符号组成。这包括高速车辆之间和车辆与路边基础设施之间的数据交换。此类通信范围常常被称作‘车辆到万物(vehicle toeverything；V2X)’通信。
现今的车辆还配备许多无线服务以接收无线电和电视广播且支持通信技术，例如蜂窝电话和用于导航的全球定位系统GPSTM。
欧洲和美国的车辆间通信系统使用IEEE802.11p标准，其在5.855到5.925GHz的ITS-G5A、ITS-G5B和ITS-G5D的频带中操作。日本的ARIB STD-T109标准将755.5到764.5MHz的操作频带专用于ITS，其中中心频率是760MHz且占有带宽是9MHz或更小。典型的ITS网包含具有至少两个通信单元的车辆，每个通信单元能够与道路附近的其它汽车或装置建立通信且同时彼此通信。
在大多数实际应用中，众所周知，为了支持在汽车周围的所有方向上的通信，需要至少两个V2X通信单元。这是因为：在实际情形下，第一，车顶并不水平，而是具有斜度；以及第二，许多车顶并非完全由金属制成，而是包含玻璃或塑料，由此造成发射和接收通信信号的不完美性。在广泛使用的鲨鱼鳍天线设计中，多个天线结构将密布在一起，从而影响彼此的特性。这些效应会引起非全向辐射场型，这会引起通常需要至少两个V2X通信单元(和物理上尽可能地分离的两个天线)来实现最佳或至少可接受的性能。本领域的技术人员应了解，需要足够的空间分离来尽可能地获得两个馈电端口之间的隔离且使天线参数不相关。
为了管理车辆内的至少两个通信单元之间的通信，车辆包括链接至少两个通信单元的以太网(Ethernet)连接。此以太网连接并不仅仅涉及引入电缆，这是因为车载系统需要外加的集成电路(integrated circuit；IC)来支持有线收发器功能性、同步、用以确保电磁干扰(electromagnetic interference；EMI)抑制在指定限度内的管理电压供应等等。发射器和接收器通常被实施为集成电路，其中特定功能被实施为硬件块，软件在(数字信号)处理器上运行，或被实施为硬件与软件的组合。因此，用以补充V2X通信的车载通信系统已引起成为额外复杂且昂贵的系统。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种无线车辆通信系统，包括车辆，所述车辆具有位于所述车辆中或附接到所述车辆的多个无线通信单元，所述多个无线通信单元被配置成以第一通信操作模式进行操作，所述第一通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆附近的通信单元，其中所述车辆通信系统的特征在于所述多个无线通信单元另外被配置成以第二通信操作模式进行操作，所述第二通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆中或附接到所述车辆的所述多个通信单元中的至少一个其它通信单元。
在一个或多个实施例中，所述多个无线通信单元被配置成使用以下中的至少一个而以所述第一通信操作模式和第二通信操作模式同时地通信：时分双工操作模式，或频分双工操作模式。
在一个或多个实施例中，所述多个无线通信单元包括以可操作方式耦合到射频收发器电路的天线，所述射频收发器电路被配置成以第一通信操作模式或第二通信操作模式进行操作。
在一个或多个实施例中，在所述第二通信模式上的传输被配置成比在所述第一通信模式上的传输低超过40dB，且其中输出功率固定在某一输出功率或是使用自适应输出功率控制予以设置。
在一个或多个实施例中，所述第二通信模式用于车载无线通信以传送与所述通信单元中的至少一个通信单元相关的状态信息。
在一个或多个实施例中，所述第二通信模式以无线方式分布在所述第一通信操作模式中所获得的接收数据。
在一个或多个实施例中，所述第一通信模式使用第一V2X标准频率进行操作，且所述第二通信模式使用RLAN ITS-G5C(5.470到5.725GHz)标准进行操作。
在一个或多个实施例中，所述第二通信模式使用以下中的一个进行操作：2.5GHzISM频带中的Wi-FiTM、2.5GHz ISM频带中的BluetoothTM。
在一个或多个实施例中，所述第二通信模式被配置成使用自适应频带选择。
根据本发明的第二方面，提供一种车辆，包括位于所述车辆中或附接到所述车辆的多个无线通信单元，所述多个无线通信单元被配置成以第一通信操作模式进行操作，所述第一通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆附近的通信单元，其中所述车辆的特征在于所述多个无线通信单元另外被配置成以第二通信操作模式进行操作，所述第二通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆中或附接到所述车辆的所述多个通信单元中的至少一个其它通信单元。
根据本发明的第三方面，提供一种无线通信单元，用于附接到车辆且与所述车辆内的多个无线通信单元中的至少一个无线通信单元以及位于所述车辆外部的至少一个通信单元通信，所述通信单元被配置成以第一通信操作模式进行操作，所述第一通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆附近的通信单元，其中所述无线通信单元的特征在于所述无线通信单元另外被配置成以第二通信操作模式进行操作，所述第二通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆中或附接到所述车辆的所述多个通信单元中的至少一个其它通信单元。
根据本发明的第四方面，提供一种操作无线车辆通信系统的方法，所述无线车辆通信系统具有位于车辆中或附接到所述车辆的多个无线通信单元；所述方法包括：
使所述多个无线通信单元以第一通信操作模式进行操作，所述第一通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆附近的通信单元；
其中所述方法的特征为：
使所述多个无线通信单元另外以第二通信操作模式进行操作，所述第二通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆中或附接到所述车辆的所述多个通信单元中的至少一个其它通信单元。
本发明的这些和其它方面将根据下文中所描述的实施例显而易见，且参考这些实施例予以阐明。
附图说明
将参考附图而仅作为例子来描述本发明的另外的细节、方面和实施例。在附图中，类似的附图标号用于标识类似或功能上相似的元件。图中的元件是出于简单和清晰起见而示出且未必按比例绘制。
图1示出根据本发明的例子实施例的采用多个V2X通信单元的车辆的简化图，多个V2X通信单元适应于在车辆内以无线方式分布数据。
图2示出根据本发明的例子实施例的配备传达V2X通信单元的车辆的俯视图的简化图。
图3示出根据本发明的例子实施例的V2X通信单元的例子实施方案的示意图。
图4示出根据本发明的例子的在以第二通信模式进行操作的情况下对于-92dBm的接收器灵敏度的发射器输出功率[dBm]相对于通信链路距离[米]的图例。
图5示出根据本发明的例子实施例的由支持正常V2X操作模式以及无线车载通信两者的主控单元和两个从属单元执行的通信的第一例子的示意图。
图6示出根据本发明的例子实施例的由支持正常V2X操作模式以及无线车载通信两者的主控单元和两个从属单元执行的通信的第二例子的示意图，其中车载通信用于补充第一正常V2X通信操作模式。
图7示出根据本发明的例子实施例的在车辆中的多个分布式通信单元内动态地设立主控/从属角色的方法的第一简化流程图。
图8示出根据本发明的例子实施例的从多个可用通信频带内设立用于第二通信操作模式‘N’的优选通信频带和频道的方法的第二简化流程图。
具体实施方式
现在将参考示出例子实施例的附图来描述本发明。然而，应了解，本发明并不限于本文中所描述和如附图中所示出的特定实施例，且可在不脱离本发明概念的情况下作出各种修改和替换。
现在参考图1，根据本发明的例子实施例而示出采用被配置为或用以包括ITS功能性的多个通信单元110、150的车辆100的简化图，多个通信单元110、150适应于在车辆100内以无线方式分布数据。通信单元110、150至少包括天线、无线电收发器、具有适当软件的处理单元，以及任选地为安全处理器和用户接口。
在此例子中，通信单元110、150被配置成在第二操作模式中以无线方式分布例如在第一操作模式中所获得的数据，例如来自V2X接收数据，如下文所描述。具体地说，提供无线车辆网系统，借此第二无线通信模式适合于车辆100内的V2X通信单元之间的局域网无线通信。在一些例子中，可以设想，通信单元可被配置成支持多个频带，这取决于使用/销售的地理区域。因为第二无线通信模式适合于车辆100内的V2X通信单元之间的局域网无线通信，所以可以设想，在用于第二无线通信模式的车辆无线通信链路中，其它被支持的频带中的一个频带(除了在第一操作模式中用于正常V2X通信中的频带之外)可用作专用的极低功率。在一个例子中，由比如集成收发器和基带/媒体存取控制(medium access control；MAC)层处理单元支持的多个频带可包括比如四个频带：日本的处于760MHz的WAVETM、2.4到2.5GHz的Wi-FiTM、4.9到5.85GHz的Wi-FiTM，以及5.85到5.95GHz的WAVETM 802.11p。
尽管参考例如图1所示出的汽车的车辆来描述本发明的例子，但可以设想，任何移动道路运输结构可使用本文中所描述的概念，例如卡车、摩托车、公共汽车等等。
现在参考图2，示出车辆200，其中车辆200配备数个V2X通信单元，即在此例子中是三个V2X通信单元U1 220、U2 240和U3 260。通信单元至少由天线、具有适当软件的无线电收发器处理单元以及任选地为安全处理器和用户接口组成。在此例子中，第一V2X通信单元U1 220和关联天线集成在位于车顶的鲨鱼鳍中。第二V2X通信单元U2 240和第三V2X通信单元U3 260集成在车辆200的侧镜中。V2X通信单元的此类实施方案被发现为在车辆200周围的所有方向上都具有良好性能。
在本发明的一个例子中，如图2所示出，第一V2X通信单元U1 220和关联天线产生远场电磁(electromagnetic；EM)波M1 225，且第二V2X通信单元U2 240和第三V2X通信单元U3 260分别产生它们的远场EM波M2 245和远场EM波M3 265。这些EM波的通信范围可以是几百米且用于正常(第一)V2X通信操作模式中。在此示出中，三个EM波M1 225、M2 245和M3265不同，这是因为它们源自连接到不同天线的不同定位的单元。然而，三个EM波M1 225、M2245和M3 265将具有相同的操作频率。
根据本发明的例子，三个V2X通信单元另外被配置成在第二操作模式中以无线方式分布在第一操作模式中所获得的接收数据，例如来自V2X接收数据，如上文所描述。可替换的是，举例来说，如果三个V2X通信单元中的任一个V2X通信单元(例如从属单元U2 240)被标识为在第一(正常)操作模式中具有发射器(或发射天线)故障，那么使用低功率第二操作模式将此信息以无线方式发射到其它车载通信单元中的一个车载通信单元(例如主控单元U1 220)。此其它车载通信单元随后在正常(第一)V2X通信操作模式中处理和重新发射接收数据。
现在参考图3，根据本发明的例子而示出V2X通信单元300的可能实施方案的例子示意图。通信单元300的第一链被配置成根据5.855到5.925GHz频带中的IEEE802.11p标准(欧洲和美国)进行通信，且用于支持正常V2X通信。此处，第一天线A1310连接到第一无线电收发器T1 320。T1 320的数据输出然后由信号处理器SP1 330处理。S1 340是被配置成保护通信信息的任选的安全单元。任选的用户接口U11 350可被配置成向用户呈现数据。
根据本发明的例子，通信单元300的第二链被配置成例如根据ITS-G5C(5.470到5.725GHz)频带中的RLAN(欧洲和美国)以第二操作模式进行通信，第二操作模式被配置成在车辆的通信单元之间以无线方式分布数据，例如V2X数据。天线A2 312连接到无线电收发器T2 322。T2的数据输出然后由信号处理器SP2 323处理。S2 342是用以在此第二操作模式中保护通信信息的任选的安全单元。UI2 352呈现任选的用户接口。
尽管在此例子中示出两个安全单元S1 340和S2 342，但可以设想，在其它例子中，单个安全单元可用以针对两种操作模式处置安全任务，相当重要的是由于通常以数字形式处置安全数据。相似地，尽管在此例子中示出两个用户接口UI1 350和UI2 352，但可以设想，在其它例子中，单个用户接口可用以针对两种操作模式处置用户接口任务，相当重要的是由于通常也以数字形式处置用户接口数据。
在一些例子中，第一(正常V2X)通信模式‘M’是根据IEEE802.11p标准进行配置，借此车辆的通信单元用5.855到5.925GHz频带中的+20dBm的输出功率与处于它的在环境中的地点的其它车辆通信。接收器灵敏度可以是例如-92dBm，这在大多数有利条件下允许超过1000米的通信范围。
与此对比，用于车载通信的不同通信单元U1、U2和U3之间的范围相对小，通常是大约数米。因此，在本发明的一些例子中，且由于相对短的(车载)范围，减少了用于车载通信的输出功率。在一些例子中，当收发器322被配置成以第二‘N’通信模式进行操作时，输出功率减少可能会引起用于收发器322的输出功率设置固定。在一些例子中，输出功率可自适应地根据实际所需电平以在车辆内建立通信链路。在此例子中，可由发射器采用功率控制技术，发射器被布置成支持第二操作模式，例如位于图3的收发器322中且在每车辆基础上(例如取决于车辆的类型)而在安装时固定。以此方式，所应用的功率控制技术可被配置成设置合适的输出功率，其可确保发射信号到达主控单元接收器的接收功率正好高于主控单元接收器的相应接收器灵敏度级。在一些例子中，两个通信端处的天线增益可被设置为0dBi。
现在参考图4，根据本发明的例子，图例400示出在第二通信模式的情况下的发射器输出功率[以dBm为单位]410相对于具有-92dBm的接收器灵敏度的车载通信单元之间的通信链路距离[以米为单位]420的430。在此例子中，图4示出在G5C(5.470到5.725GHz)频带(欧洲和美国)中操作的无线车辆网的所关注通信范围。此处，举例来说，对于长度为3到4m的车辆，其中2米被配置为所有通信单元之间的最大距离，当相应通信单元被配置成以用于车载通信的无线第二操作模式(‘N’)进行操作时，可由相应通信单元采用-35dBm的固定发射输出功率。可替换的是，对于比如长度为6m的卡车，其中比如5米被配置为卡车的所有通信单元之间的最大距离，当相应通信单元被配置成以用于内部卡车通信的无线第二操作模式(‘N’)进行操作时，可由相应通信单元采用-30dBm的发射输出功率。
图4中的图形使用可在Theodore S.Rappaport的书籍《无线通信(WirelessCommunications)》中找到的众所周知的公式，ISBN0-13-375536-3，第129页。此处，
路径损耗＝20×log(4×pi×do/lambda)+10×N×log(d/do) [1]
其中：
路径损耗＝由于空气中的距离的信号损耗[dB]
do＝1米的参考距离[m]
lambda＝射频的波长[m]
N＝取决于环境的传播因子，被设置为2(自由空间)
d＝通信距离[m]
然后，可通过众所周知的通信链路预算公式来计算无线电信号的接收信号强度S[dBm]：
S＝Tx功率-路径损耗+Gtx+Grx[2]
其中：
Tx功率＝发射器输出功率[dBm]
Gtx＝发射器的天线增益[dBi]
Grx＝接收器的天线增益[dBi]
在两个接收器输入处，即对于本发明的一些例子中的N′和‘M’操作模式两者，高度选择性滤波器可用于减少‘带外(out-of-band)’干扰。值得注意的是，在本发明的一些例子中，‘N’和模式‘M’操作模式两者可使用不同的发射频率。举例来说，通信模式‘M’可被配置成在5.9GHz下操作，而单独的收发器可用于在第二通信模式‘N’中操作且被配置成以频率双工布置在5.5GHz下操作。提供-92dbm的灵敏度性能的接收器拓扑使通信单元能够使用这两种操作模式进行操作。以此方式，在一些例子中可以设想，第二‘N’通信模式可与第一‘M’通信模式同时地工作，且不存在来自在5.9GHz的第一频率下的一个通信单元的发射器与被配置成在5.5GHz下接收传输的另一个通信单元的接收器的干扰。在一些例子中，可以设想，第二‘N’通信模式可被配置成在其它频带中操作，例如2.5GHz ISM频带。在其它例子中，可以设想，第二通信模式N还可使用自适应频带或频道。在接收器侧，在每使用频带或频道基础上监测接收信号强度指示(received signal strength indication；RSSI)和/或接收误码率(bit error rate；BER)。这允许通信单元能够建置通信单元的性能的历史，且由此有助于预测最可能的无干扰频带或频道。自适应频带或频道的使用可用于车辆以进一步防止潜在的干扰问题。举例来说，主控单元可被配置成重新配置一个或多个从属单元以将主控单元的频道改变为‘清除’频道。以此方式，第二通信单元可受益于增强型通信速度。在其它例子中，可以设想，第二通信模式(‘N’)还可使用时分复用技术来解决RF和定时通信问题。以此方式，通信单元在时分基础上将其传输从正常(第一)V2X操作模式交替为车载(第二)操作模式。
在其它例子中，可以设想，主控单元可能能够确定车辆的驾驶员或乘客可能正在与由第二通信模式‘N’所采用的频率或频道邻近的频率或频道下使用智能手机。响应于此确定，主控单元可能能够动态地/自适应地重新配置第二通信模式频带或频道以由此减少干扰。
现在参考图5，根据本发明的例子而示出由支持第一正常V2X操作模式以及第二无线(车载)通信操作模式两者的主控单元和两个从属单元执行的通信的第一例子的示意图。在此例子中，车辆200包括三个V2X通信单元，其被分配或配置为一个主控单元540和两个从属单元550、560。在此例子中，三个其它车辆510、520、530被标识为在车辆200附近/邻域。根据正常V2X通信，主控单元540与第一车辆510进行发射和接收V2X数据512，第一从属单元550与第二车辆520进行发射和接收V2X数据522，且第二从属单元560与第三车辆530进行发射和接收V2X数据532。
根据本发明的例子，车辆200被配置成支持第二无线(车载)通信操作模式，其中在主控单元540与第一从属单元550和第二从属单元560两者之间具有无线V2X数据542、544。在此例子中，第二无线(车载)通信操作模式(模式‘N’)采用RLAN ITS-G5C(5.470到5.725GHz)频带(欧洲和美国)。在一些例子中，此第二无线(车载)通信操作模式(模式‘N’)的范围可由参数确定且是大约几米。在一些例子中，无线车载网在所使用的或可用的通信装置的数量方面可以是可适应的。
在本发明的此例子中，可以设想，第二通信模式可用于车载无线通信，以便将与至少一个从属通信单元相关的状态信息传送到主控通信单元。
现在参考图6，根据本发明的例子而示出由支持正常V2X操作模式以及第二无线(车载)通信操作模式的车辆200中的主控单元和两个从属单元执行的通信的第二例子的示意图600。在此例子中，车辆200再次包括三个V2X通信单元，其被分配或配置为一个主控单元540和两个从属单元550、560。在此例子中，一个其它车辆510被标识为在车辆200附近/邻域。根据正常V2X通信，主控单元540与第一车辆510进行发射和接收V2X数据512。此处，应注意，在典型的实际情境下，第一从属单元550也可与第一车辆510进行发射和接收V2X数据610，且第二从属单元560也可与第一车辆510进行发射和接收V2X数据620。
此处，在此例子中，车载通信用于补充第一正常V2X通信操作模式。车辆200被配置成以第一正常V2X通信(‘M’)模式进行操作，借此主控单元540能够将V2X数据512发射到第一汽车510以及从第一汽车510接收V2X数据512。
根据本发明的例子，此实施例提出在主控单元540与一个或多个从属单元550、560之间执行的额外短程无线连接，即车辆内的通信单元，以便将正常V2X通信转送到另一个车辆或从另一个车辆转送正常V2X通信，另一个车辆是例如车辆200附近的车辆510。
在此情境下，第一从属通信单元550在此例子中根据IEEE802.11p使用正常(第一)通信操作模式从第一车辆510接收V2X通信。在一些例子中，第一从属通信单元550然后使用第二车载通信操作模式将接收V2X数据重新发射到主控单元540。在此类配置中，主控单元540能够从车辆内其它通信单元以无线方式接收V2X数据，而无针对有线连接的任何需要，例如连接车辆的通信单元的以太网电缆。
在一些例子中，众所周知，定位在车辆200周围的不同物理位置中的通信单元将从车辆510产生V2X信号接收质量的不同结果。在最坏情况的情境下，一些通信单元，例如从属单元1 550和/或从属单元2 560，可使用正常(第一)通信操作模式经由无线通信链路610、620接收数据，其中处理接收数据标识出一些数据已损坏且一些数据仍然可用。在此例子中，可以设想，从属单元1 550和/或从属单元2 560使用第二车载通信操作模式将使用正常(第一)通信操作模式所获得的相应数据重新发射到主控单元540。在此类情境下，质量最佳的接收数据可用作第一车辆510的最终V2X数据。在一些例子中，使用从例如主控单元540、从属单元1 550和/或从属单元2 560的多个通信单元接收的数据的组合在主控单元处生成此数据。可替换的是，举例来说，在从属单元2 560处从第一车辆510接收的数据相比于如在主控单元540或从属单元1 550处从第一车辆510接收的数据可能具有较差的质量。在此类情况下，可忽略从属单元2 560的‘已损坏’数据。
在本发明的另外的例子中，可以设想，从属单元1 550可将数据发射到第一车辆510。然而，此数据可能不会由第一车辆510成功地接收。在此类情况下，主控单元540可决定使用第二车载通信操作模式来指示从属单元2 560再次将数据重新发射到第一车辆510。因为此从属单元2 560的天线在车辆内的不同位置，这展现了不同的辐射特性，所以然后可经由从属单元2 560在第一车辆510处成功地接收数据。
对于V2X通信，安全是优先的。因此，这会要求每个通信单元都始终需要操作且提供极佳的性能。在一些例子中，以第二‘N’通信模式进行操作的无线局域网被布置成将相应(从属)通信节点的状态传达到主控单元。在此类配置中，可将由从属单元执行的自测试过程的结果转送到主控单元。举例来说，可远程测试或监测天线功能性、无线电功能性和其它功能，且将结果转送到主控单元。在一些例子中，主控单元可被配置成轮询一个或多个从属单元，以便确定相应从属单元的状态。
图7示出根据本发明的例子实施例的在车辆中的多个分布式通信单元内动态地设立主控/从属单元的方法的简化流程图。图7的方法始于702，其中给车辆的通信单元‘通电’，且所述方法移动到704，其中在发射-接收(Tx-Rx)正常(第一)V2X通信环路模式中设立被分配为主控单元的通信单元，以便校验主控单元的发射器和接收器的相应性能。在706处，使主控单元置于天线/收发器测试模式，借此测试两个相应操作模式(模式‘N’和模式‘M’)中的相应天线。在708处进行关于主控单元是否已通过测试的确定。在708中，如果主控单元尚未通过测试，那么在710中设置天线或关联收发器电路或组件在模式‘N’或模式‘M’中已出故障的警告。
在708中，如果主控单元已通过测试，那么其被确认为主控单元且流程图移动到712。此处，主控单元与一个或多个从属单元连接，每个从属单元被配置成以第二操作模式(‘N’)进行操作。在714处进行关于在第二操作模式(‘N’)中到一个或多个从属单元的通信链路是否已通过测试的确定。在714中，如果第二操作模式(‘N’)中的通信链路尚未通过测试，那么在716中设置从属单元的天线或关联收发器电路或组件中的至少一个在第二操作模式(‘N’)中已出故障的警告。
在714中，如果第二操作模式(‘N’)中的通信链路已通过测试，那么在718处使通信单元返回到正常Tx-Rx环回模式，且校验从属单元的相应Tx和Rx性能(因为已在704处确认主控单元)。在720处，将从属通信单元设置为天线测试模式，且在第一操作模式(‘M’)和第二操作模式(‘N’)中测试天线。在722处进行关于从属单元是否已在第一操作模式(‘M’)中通过测试的确定。如果从属单元已在第一操作模式(‘M’)中通过测试，那么通信单元(从属和主控两者)被配置成以第一操作模式(‘M’)进行操作。在722中，如果一个或多个从属单元尚未在第一操作模式(‘M’)中通过测试，那么在724中设置一个或多个‘M’或‘N’链中的天线或关联电路或组件在‘M’模式中已损坏或已出故障的警告。
现在参考图8，根据本发明的例子实施例而示出第二简化流程图800，其示出从多个可用通信频带内设立用于第二通信操作模式‘N’的优选通信频带和频道的方法。所述方法始于802，其中在通信单元和电路的硬件校验之后启动第二通信操作模式‘N’。所述方法移动到804，其中清除包含不同可用频带的所有可用频道的动态可更新数据库。在一些例子中，也清除频道计数器。所述方法移动到806和808，借此测量接收模式中的所有频道的接收信号强度(RSSI)(例如其中计数器‘Y’递增以覆盖每个可用频带的每个频道，直到已采取了所有测量)在808处，进行关于计数器是否已超出可用频道的最大数量(‘x’)的确定，且如果计数器尚未超出，那么流程图循环到806，如所示出。在808处，如果计数器已超出可用频道的最大数量(‘x’)，那么测量接收模式中的所有频道的RSSI。在810处，将计数器(‘Y’)复位到开始。
所述方法移动到812，其中限定和选择频带内的优选的频道。在814处，在所选择的频道和频带上开始第二通信操作模式‘N’。在第二通信模式‘N’上操作时，通信单元在所选择的频道上主动地监测和测量误码率(BER)。在空闲时间期间，通信单元还被配置成测量频道Y的RSSI且在需要时更新数据库中的存储值。
所述方法移动到816，其中进行关于频道是否由于例如过高的BER以及BER测量已超出阈值而必须改变的确定。如果816中的BER测量并非可接受的，且其已超出BER阈值，那么新的优选的频道和频带上的通信借助于循环到812而继续。然而，如果816中的BER测量值是可接受的，且其尚未超出阈值，且在818中仍然需要第二通信模式‘N’中的操作，那么在820处增加频道计数器且在814处执行在所选择的频率上的第二通信模式‘N’中的操作。此过程继续直到已尝试了可用频道的最大数量(‘x’)。在822处，如果频道计数器已达到它的最大值，那么在824中再次将其设置为‘1’，使得将所有频道动态地更新到数据库中。如果不再需要第二通信模式‘N’中的操作，那么流程图在826处停止且通信单元切换到仅仅以第一通信模式‘M’进行操作。
应了解，被配置成以本文中所描述的第一和第二通信模式两者进行操作且如附图中所示出的无线通信单元可被实施为集成电路，其中各种功能被实施为硬件块、在(数字信号)处理器上运行的计算机程序代码，或硬件与软件的组合。
因此，本发明的至少部分可实施在用于在计算机系统上运行的计算机程序中，计算机程序至少包括用于在例如计算机系统的可编程设备上运行时执行根据本发明的方法的步骤或使可编程设备能够执行根据本发明的装置或系统的功能的代码部分。计算机程序是指令的列表，例如特定应用程序和/或操作系统。计算机程序可例如包括以下中的一种或多种：子例程、函数、程序、目标方法、目标实施方案、可执行应用程序、小程序、服务器小程序、源代码、目标代码、共享库/动载加载库，和/或被设计成用于在计算机系统上执行的其它指令序列。计算机程序可在内部存储在有形和非暂时性计算机可读存储媒体上或经由计算机可读传输媒体发射到计算机系统。可将全部或一些计算机程序提供在永久地、可移除地或在远程耦合到信息处理系统的计算机可读媒体上。有形和非暂时性计算机可读媒体可包括例如且不限于任何数量的以下各项：磁性存储媒体，其包括磁盘和磁带存储媒体；光学存储媒体，例如光盘媒体(例如CD-ROM、CD-R等等)和数字视频光盘存储媒体；非易失性存储器存储媒体，其包括基于半导体的存储器单元，例如FLASH存储器、EEPROM、EPROM、ROM；铁磁数字存储器；MRAM；易失性存储媒体，其包括寄存器、缓冲器或高速缓冲存储器、主存储器、RAM等等。计算机进程通常包括执行(运行)程序或程序的部分、当前程序值和状态信息，以及由操作系统用于管理进程的执行的资源。操作系统(OS)是管理计算机资源的共享且向程序员提供用于存取那些资源的接口的软件。操作系统处理系统数据和用户输入，且通过分配和管理任务和内部系统资源作为对系统的用户和程序的服务进行响应。计算机系统可例如包括至少一个处理单元、关联存储器和数个输入/输出(I/O)装置。当执行计算机程序时，计算机系统根据计算机程序处理信息且经由I/O装置产生所得的输出信息。
在前述说明书中，已参考本发明的实施例的特定例子而描述了本发明。然而，将明显的是，在不脱离如所附权利要求书中所阐述的本发明的范围的情况下，可对特定例子进行各种修改和改变，且权利要求书并不限于上文所描述的特定例子。
此外，因为本发明的所示出实施例可在很大程度上使用本领域的技术人员已知的电子组件和电路来实施，所以将不以比下文所示出的被视为必要的程度任何更大的程度来解释细节，以供理解和了解本发明的基本概念且以免模糊或分散本发明的教示。
如本文所论述的连接可以是适合于例如经由中间装置从相应节点、单元或装置传送信号或将信号传送到相应节点、单元或装置的任何类型的连接。因此，除非以其它方式暗示或陈述，否则连接可以是例如直接连接或间接连接。连接可参考为单个连接、多个连接、单向传输连接或双向传输连接来示出或描述。然而，不同的实施例可变化连接的实施方案。举例来说，可使用单独的单向连接而不是双向连接，且反之亦然。此外，多个连接可被替代为串行地或以时分复用方式传送多个信号的单个连接。同样地，携载多个信号的单个连接可以被分离成携载这些信号的子集的各种不同连接。因此，存在用于传送信号的多个选项。
本领域的技术人员将认识到，逻辑块之间的界限仅仅是说明性的，且可替换的实施例可合并逻辑块或电路元件或将功能性的可替换的分解施加于各种逻辑块或电路元件。因此，应理解，本文所描绘的架构仅仅是示例性的，且实际上，可实施实现相同功能性的许多其它架构。
将实现相同功能性的组件的任何布置有效地‘相关联’，以便实现所需的功能性。因此，本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件都可以被视为彼此‘相关联’，以便实现所需的功能性，而不管架构或中间组件如何。同样地，如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此‘以可操作方式连接’或‘以可操作方式耦合’来实现所需的功能性。此外，本领域的技术人员将认识到，上文所描述的操作之间的界限仅仅是说明性的。多个操作可组合成单个操作，单个操作可分散于额外的操作中，且操作可在时间上至少部分重叠地执行。此外，可替换的实施例可包括特定操作的多个实例，且操作的次序可在不同其它实施例中进行更改。
此外，举例来说，例子或其部分可被实施为物理电路的软件表示或代码表示或可转化成物理电路的逻辑表示，例如，在任何适当类型的硬件描述语言中。此外，本发明并不限于在非可编程硬件中实施的物理装置或单元，还可应用于能够通过根据适当的程序代码操作执行所需的装置功能的可编程装置或单元中，例如，大型机、微型计算机、服务器、工作站、个人计算机、记事本、个人数字助理、电子游戏、汽车和其它嵌入系统、蜂窝电话和各种其它无线装置，这些在本申请案中通常表示为‘计算机系统’。
然而，其它修改、变化和替换也是可能的。因此，本说明书和附图应被视为具有说明性意义而非限制性意义。在权利要求书中，放置在圆括号中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语‘包括’并不排除除了权利要求中所列的那些元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。此外，如本文中所用，术语‘一’被定义为一个或多于一个。此外，权利要求书中对例如‘至少一个’和‘一个或多个’的介绍性短语的使用不应被解释为暗示由不定冠词‘一’引入的另一项权利要求要素将包含此类所引入的权利要求要素的任何特定权利要求限制为仅包括一个此类要素的发明，即使是在同一权利要求包括介绍性短语‘一个或多个’或‘至少一个’和例如‘一’的不定冠词时也如此。上述同样适用于定冠词的使用。除非另外说明，否则例如‘第一’和‘第二’的术语用于任意地区别此类术语所描述的元件。因此，这些术语未必意图指示此类元件的时间上的优先级或其它优先级。在彼此不同的权利要求项中叙述某些措施的单纯事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (10)

1.一种无线车辆通信系统(500、600)，包括车辆(200)，所述车辆(200)具有位于所述车辆(200)中或附接到所述车辆(200)的多个无线通信单元(220、240、260)，其特征在于，所述多个无线通信单元被配置成以第一通信操作模式进行操作，所述第一通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)附近的通信单元，其中所述车辆通信系统(500、600)的特征在于所述多个无线通信单元(220、240、260)另外被配置成以第二通信操作模式进行操作，所述第二通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)中或附接到所述车辆(200)的所述多个通信单元(220、240、260)中的至少一个其它通信单元。
2.根据权利要求1所述的无线车辆通信系统(500、600)，其特征在于，所述多个无线通信单元(220、240、260)被配置成使用以下中的至少一个而以所述第一通信操作模式和第二通信操作模式同时地通信：时分双工操作模式，或频分双工操作模式。
3.根据权利要求2所述的无线车辆通信系统(500、600)，其特征在于，所述多个无线通信单元(220、240、260)包括以可操作方式耦合到射频收发器电路的天线，所述射频收发器电路被配置成以第一通信操作模式或第二通信操作模式进行操作。
4.根据在前的任一项权利要求所述的无线车辆通信系统(500、600)，其特征在于，在所述第二通信模式上的传输被配置成比在所述第一通信模式上的传输低超过40dB，且其中输出功率固定在某一输出功率或是使用自适应输出功率控制予以设置。
5.根据在前的任一项权利要求所述的无线车辆通信系统(500、600)，其特征在于，所述第二通信模式用于车载无线通信以传送与所述通信单元中的至少一个通信单元相关的状态信息。
6.根据在前的任一项权利要求所述的无线车辆通信系统(500、600)，其特征在于，所述第二通信模式以无线方式分布在所述第一通信操作模式中所获得的接收数据。
7.根据在前的任一项权利要求所述的无线车辆通信系统(500、600)，其特征在于，所述第二通信模式被配置成使用自适应频带选择。
8.一种车辆(200)，包括位于所述车辆(200)中或附接到所述车辆(200)的多个无线通信单元(220、240、260)，其特征在于，所述多个无线通信单元被配置成以第一通信操作模式进行操作，所述第一通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)附近的通信单元，其中所述车辆(200)的特征在于所述多个无线通信单元(220、240、260)另外被配置成以第二通信操作模式进行操作，所述第二通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)中或附接到所述车辆(200)的所述多个通信单元(220、240、260)中的至少一个其它通信单元。
9.一种无线通信单元(220、240、260)，用于附接到车辆(200)且与所述车辆(200)内的多个无线通信单元(220、240、260)中的至少一个无线通信单元以及位于所述车辆外部的至少一个通信单元通信，其特征在于，所述通信单元被配置成以第一通信操作模式进行操作，所述第一通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)附近的通信单元，其中所述无线通信单元(220、240、260)的特征在于所述无线通信单元(220、240、260)另外被配置成以第二通信操作模式进行操作，所述第二通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)中或附接到所述车辆(200)的所述多个通信单元(220、240、260)中的至少一个其它通信单元。
10.一种操作无线车辆通信系统(500、600)的方法(700、800)，所述无线车辆通信系统(500、600)具有位于车辆(200)中或附接到所述车辆(200)的多个无线通信单元(220、240、260)；其特征在于，所述方法包括：
使所述多个无线通信单元以第一通信操作模式进行操作，所述第一通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)附近的通信单元；
其中所述方法的特征为：
使所述多个无线通信单元(220、240、260)另外以第二通信操作模式进行操作(800)，所述第二通信操作模式将数据以无线方式传送到位于所述车辆(200)中或附接到所述车辆(200)的所述多个通信单元(220、240、260)中的至少一个其它通信单元。
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