CN110050476B - 向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法。以高比特率和高带宽向沿着道路移动的车辆中的数据消费装置无线地流传输数据的系统和方法使用一系列主5G小区(或其它高速数据收发器)。主5G小区位于安装在沿着道路设置的灯柱顶上的照明外壳内。相应照明外壳内的通信模块例如经由类似光纤线缆的有线高速通信介质连接到互联网并向安装在照明外壳中的主5G小区提供高比特率高带宽互联网访问。

Description

向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输 的方法
技术领域
本发明涉及与安装在沿着道路设置的灯柱上的照明外壳内的一系列主5G小区(或其它高速无线收发器)的双向无线数据传输以及沿着这一系列主小区流传输数据的方法。本发明特别适合于通过现有或新的路灯基础设施来向高速行驶的自主车辆提供高速数据流传输。
背景技术
例如，随着智能电话上的4K分辨率视频的无线流传输以及其它内容传送成为常态，对向车辆内行进的数据消费装置的高速高带宽无线数据传输的需求不断增加。另外，随着完全自主车辆行业继续演进，对车辆本身的数据要求(包括来自传感器等的潜在实时视频馈送)将对沿着道路的数据带宽产生更高的需求。这些趋势的组合将对远远超出4G/LTE网络的容量的无线传送基础设施具有重大影响。例如，在通勤者未在驾驶的情况下，他们将需要从各种内容源获得消遣，因此当与其他人共乘时，各个车辆的带宽需求超过250Mbps不是不可能的。另外，由于自主驾驶的便利，预计道路上的汽车的数量随着通勤者的量增加而增加，因为住在工作地点附近将不太重要。
当第一代蜂窝网络上线时(第一和第二代GSM、NMT和CDMA(仅美国))，仅需要在城市附近或城市中设置少量蜂窝塔以覆盖较大的区域。随着3G和稍后的4G/LTE网络的带宽和数据速度需求增加，需要更密集的网络并且通过在城市内几乎在可能的每个地方设置蜂窝主收发器来实现。对于第五和第六代网络，容量需求可能如此高以至于转换频率预计将超过150GHz，这意味着主收发器的范围将甚至更短。对于类似购物中心和体育场馆的大容量区域，将需要本地的蜂窝塔以满足场所处的高带宽装置的需求。问题在于，随着容量增加并且调制频率更高，网络需要逐渐地更密集。同时，特别是随着自主车辆的出现，预期道路将成为带宽需求的热区，这需要昂贵的基础设施，其中频繁的收发器和天线全都沿着道路。
已针对车辆对车辆和车辆对基础设施应用开发了Wi-Fi标准802.11p。尽管802.11p标准提供了车辆对车辆和车辆对基础设施之间的动态网，但是其没有发展为用于数据流传输的高吞吐量网络。相反，其聚焦于传输元数据和交通信息以用于通过车辆网来广播接近实时的信息，以告知交通事故或突然停止和交通状况的改变，其继而允许车辆中的导航系统进行适当的调节。Wi-Fi 802.11P系统理论上可发送多达27Mbps，这对于单个高质量数据流几乎足够了，但是该标准横跨共享该带宽的所有附近车辆的网来应用，因此使用Wi-Fi标准802.11p的系统将不足以满足例如沿着道路行驶的多个自主车辆的流传输需求。
沿着许多道路的现有照明基础设施正在转变为所谓的SMART LED照明系统。在这些系统中，LED灯阵列从LED驱动器接收DC功率。通常通过控制模块向LED驱动器供应线路功率，该控制模块还控制驱动器和灯的一般操作。这些部件被安装在沿着道路设置的灯柱上的照明外壳内。已知使用高速灯具间总线(high-speed inter luminaire bus)来将控制模块连接到LED驱动器和环境传感器。照明设备可具有用于使流明输出与相关环境光条件匹配的光传感器或者响应附近对象的运动传感器。在非常高的灯柱的情况下或大量分段的地带，将传感器设置在灯具头处或附近可能不可取。相反，在这些情况下，可在柱子上的预定高度处(通常地面上方约3至5米)安装包含传感器系统的附加箱，但仍然电连接和/或无线连接到照明外壳内的控制模块。在SMART系统中，控制模块常常利用光纤线缆或者能够发送高速高带宽数据的一些其它介质来连接到互联网。
发明内容
本发明涉及一种以高比特率和高带宽发送数据以用于向道路上移动的车辆流传输的系统和方法。本发明涉及在安装在沿着道路设置的灯柱上的一系列照明外壳内设置通信模块、高速灯具间总线和主5G小区。也可使用5G小区以外的另选主收发器，例如使用高速RF通信协议的装置或者使用高速可视光通信(VLC)协议的装置。通信模块接收市电(mainspower)并且还连接到互联网。灯具间总线向通信模块以及从通信模块到设置在照明外壳内的部件以及可能其它部件传送数据和电力。可取地，照明系统是LED照明系统，因此LED模块和LED驱动器也被设置在照明外壳内，使得LED驱动器附接到高速灯具间总线并由通信模块控制。可选地，其它环境传感器也可连接到高速灯具间总线。
根据本发明的一个期望的实施方式，5G小区连接到高速灯具间总线并与照明外壳内的通信模块通信。可取地，互联网连接是诸如光纤线缆或者甚至以太网的有线高速通信介质。另选地，高速互联网连接可采取诸如以太网供电(PoE)连接的其它形式。结果是安装在沿着道路设置的灯柱上的相应照明外壳内的一系列主5G小区，各个主5G小区经由高速灯具间总线和通信模块向有线高速通信介质和互联网通信。这一系列5G小区在随道路上的车辆行进的数据消费装置之间双向地发送或流传输数据。路由器或高速缓存服务在系列中的相应5G小区之间分配数据需求。
各个主5G小区具有覆盖安装有该主5G小区的灯柱附近的路段的范围。5G小区能够向随主5G小区的所述范围内的道路上的车辆行进的数据消费装置发送无线数据，并且还能够从随主5G小区的所述范围内的道路上的车辆行进的数据消费装置接收无线数据。5G小区可采取通用蜂窝塔中所使用的小区或者微微小区或毫微微小区的形式。并非所有5G小区均需要彼此相同。
当车辆正在道路上行驶时，针对所选时间量确定车辆的速度以及其行驶方向和其高速数据流要求。通常，经由三角法来确定车辆的速度和行驶方向，但是也可使用雷达或相机传感器来确定速度和方向，或者自主车辆可直接传送其速度和方向而不使用传感器。当车辆顺着道路行驶时，随车辆行进的数据消费装置与最近的主5G小区协商，以便建立到互联网的连接。使用路由器或高速缓存服务来计算需要在沿车辆的行驶方向延伸的后续主5G小区处排队的中继缓冲(relay buffer)，以便向随车辆行进的数据消费装置提供不间断的服务。由于道路上的车辆的预期行驶速度，在各个单独的主5G小区之间重新协商连接是不可行的。因此，与所述主5G小区中最近的一个主5G小区协商通信协议。然后，在预测车辆将行驶通过相应5G小区的范围的时间通过相应5G小区流传输区段或中继缓冲中的数据。一旦所选时间段(例如，十秒)已逝去或者已经过所计算出的在先前所选时间段期间已经过的数量的灯柱，车辆中行进的数据消费装置就必须与此时最靠近车辆的5G小区重新协商。然后，在相应时间间隔期间从相应主5G小区流传输所计算出的量的数据区段或中继缓冲而无需在数据消费装置与相应主5G小区之间进行重新协商，在车辆顺着道路行驶时仍然向随车辆行进的数据消费装置提供不间断的数据传送。
在一个实施方式中，用于计算需要在一系列主5G小区处排队的中继缓冲的算法这样实现：首先确定车辆在所选时间段期间以确定的速度行驶时将经过的附加灯柱的数量。该算法还确定车辆将经过相应灯柱的时间间隔。然后，它计算在确定的时间间隔中需要处于相应中继缓冲中以从相应灯柱上的主5G小区进行流传输的数据量。如果服务意外停止，则数据消费装置必须再次与最近的主5G小区协商以开始流传输数据。
在一些情况下，例如当使用自主车辆时，可以想到车辆可具有5G收发器和基础设施，其提供车辆内的Wi-Fi网络或蓝牙连接以使得车辆内的数据消费装置可访问互联网而无需5G兼容。在这种情况下，车辆5G收发器需要与最近的主5G小区协商并从一系列主5G小区对数据进行流传输，并且不需要所有数据消费装置单独地协商并从一系列主5G小区直接对数据进行流传输。
如所提及的，代替5G小区，其它传输方法也可用于主收发器，包括各种高速RF协议装置或者甚至使用高速可视光通信(VLC)的装置(类似Li-Fi)。
对于本领域普通技术人员而言通过阅读以下附图及其描述，本发明的其它特征和方面可显而易见。
附图说明
图1示出根据本发明的一个实施方式所使用的部件，示出了设置在安装在灯柱上的照明外壳内的部件以及连接到市电和有线高速通信介质的通信模块。
图2是与图1相似的图，示出具有以太网供电连接的通信模块。
图3是示出根据本发明的沿着道路连接到互联网的一系列灯柱5G小区的示意图。
图4A至图4C是示出向后续一系列灯柱5G小区流传输数据的转换的示意图。
图5是示出从一系列灯柱5G小区向随道路上的车辆行进的数据消费装置流传输数据的优选算法的框图。
具体实施方式
图1示出根据本发明构造的道路照明单元10。照明单元10包括灯柱20，在其顶端安装有照明外壳22。在照明外壳22内安装有LED模块24、LED驱动器26、通信模块28、一个或更多个环境传感器30以及5G小区32(或5G RF收发器)。高速灯具间总线34连接到通信模块28。LED驱动器26和5G小区32也连接到高速灯具间总线以及环境传感器30。通信模块28被设计为可取地基于由发送到通信模块28的数据信号组成的输入信号来控制LED驱动器26和LED模块24。
经由有线高速通信介质36将数据信号发送到图1中的通信模块28，有线高速通信介质36可取地采取光纤线缆或以太网连接的形式。还可以想到通过可见光源通信或其它无线高速数据传输方法将数据和信息发送到通信模块28。通信模块28可取地具有处理单元，例如具有适用大小的闪存和RAM存储器的基于ARM Cortex的微控制器。可采用各种传感器，例如光传感器、温度传感器、运动传感器、烟雾传感器等。通信模块28优选被设计为基于传感器所感测的环境光条件，并且可能还基于温度传感器所感测的温度、基于感测附近对象的运动和/或基于烟雾浓度等来对光源进行致动。作为经由互联网与通信模块28通信的结果，还可对照明单元10远程地编程和控制。
根据本发明，主5G小区可基于USB或其它短距离网络介质来连接到高速灯具间总线34以及通信模块28，主5G小区通过通信模块28经由有线高速通信介质36来向互联网发送数据以及从互联网接收数据。经由线路38将市电供应给通信模块28并发送到LED驱动器26。可从LED驱动器26或者从通信模块28中的功率调节器向其它部件供电(如果需要，经由高速灯具间总线34)。如所提及的，5G小区32可采取通用5G小区、微小区或毫微微小区的形式。不管怎样，5G小区必须能够至少无线地发送5G bps。通信模块28各自具有用于相应通信模块28的标识和定位的互联网协议地址(例如，IPv6)。可取地，数据从互联网路由至通信模块28并从5G小区32经由单播流传输。可使用边缘广播(edgecasting)技术来传送内容。
图2示出与图1所示的照明单元10相似的照明单元10A，不同之处在于通信模块28连接到以太网供电(PoE)线缆40，而非连接到单独的有线高速通信介质36和市电的线路38。PoE线缆由附近的PoE交换机供电。
图3示出沿着多车道道路52行驶的许多车辆50。道路52具有在箭头54的方向上移动的五条车道。在道路52旁边设置有一系列路灯的主5G小区32A、32B…和32Z。照明外壳22A、22B和22Z通常将安装在灯柱20A、20B和20Z上比地面高约12英尺的地方。
为了使车辆50中的5G数据消费装置与互联网56建立连接，根据本发明，需要车辆50中的5G装置与图3中的最近的主5G小区32A、32B或32Z协商。参照图3，作为示例，主5G小区32A是车辆50A和50AA的最近小区，而主5G小区32B是车辆50B的最近小区。系列中的各个主5G小区32A、32B…32Z具有物理覆盖范围和覆盖范围交叠。可取地，交叠范围提供对道路52上的所有车道的完全覆盖。在车辆处于主5G小区32A、32B…32Z中的两个或更多个的范围内的情况下，可取的是与最近的5G小区建立连接，这可例如通过传统蜂窝漫游方法来实现。一旦车辆50(或者更准确地，随车辆50移动的5G数据消费装置)与最近的主5G小区32A、32B…32Z建立通信，路由器58或互联网56上的高速缓存服务就计算中继缓冲以及对数据进行流传输的所需定时。
图5描绘了随车辆50在道路52上行进从一系列灯柱的主5G小区32A、32B、32Z流传输数据的示例性算法。方框60示出第一步骤，其中确定车辆的速度、行驶方向和高速数据要求。如先前提及的，最有可能经由来自主5G小区32A、32B…32Z的信号的三角法来确定车辆的速度和行驶方向，但是速度和方向也可使用雷达或相机传感器来确定，或者甚至从车辆50传送给灯柱的5G小区32。一旦确定了车辆的速度、行驶方向和高速数据流要求，方框62所示的下一步骤是5G数据消费装置与最近的主5G小区32A、32B…32A协商。可经由建立的5G蜂窝连接或使用附近或灯具中的接入点通过80211p或者通过连接到交通基础设施的车辆网来进行初始协商。一旦车辆50中的5G数据消费装置与相应主5G小区建立了通信并且建立了证书，下一步骤是路由器58或互联网56上的高速缓存服务计算中继缓冲。该步骤示出于图5中的方框64。计算中继缓冲以确定在所计算出的时间间隔内需要在顺着道路的一系列主5G小区处排队的所需数据量，所述时间间隔被确定为与相应车辆50在相应的5G小区32的覆盖范围内的时间间隔一致。仍参照图5，方框66指示在所计算出的时间间隔期间当车辆50经过相应灯柱时从中继缓冲流传输数据。一旦车辆经过针对计算出的一组中继缓冲的最后灯柱20Z，或者在给定量的时间逝去之后，或者出于某种原因服务中断，图5中的处理如箭头68所指示重复。如所述的处理仅需要系列中的最近灯柱5G小区之间的证书协商或重新协商，然后路由器58经由传送至最近的主5G小区32A下游的一系列灯柱的主5G小区32B…32Z的中继缓冲来对数据进行流传输。
参照图4A至图4C，这些图示出了沿着道路52行驶时的最初示出于图3的车辆50A。图3描绘了车辆5A中的5G数据消费装置与最近的主5G小区32A协商证书。在图4A中，车辆50A顺着道路52移动并且现在处于系列中的下一主5G小区32B的范围内。通过路由器58从发送到主5G小区32B的中继缓冲对数据进行流传输，而不必重新协商证书。图4B示出在主5G小区32B和32C之间沿着道路行驶的车辆50A。主5G小区的覆盖范围很可能在4B所示的车辆50A的位置处交叠，然而，继续从主5G小区32B流传输，直至完整的中继缓冲已被流传输至车辆50A中的数据消费装置。中继缓冲中的数据量以及从相应主5G小区32B、32C对中继缓冲进行流传输的时间间隔由路由器基于车辆的速度、行驶方向和数据要求来协调。图4C示出继续顺着道路52行驶之后现在位于下一下游的主5G小区32C的覆盖范围内的车辆50A。图4C描绘了从主5G小区32C至车辆50A中的5G数据消费装置的数据流传输的下一中继缓冲。
尽管可使用各种算法来计算相应中继缓冲和间隔定时，但是以下示例提供了合适的方法。
尽管出于此示例的目的，5G小区用作主收发器，但是也可使用其它传输方法，包括各种高速RF协议收发器或者使用高速可视光通信(VLC)的收发器(类似Li-Fi)。
示例
考虑自主汽车以60mph行驶并且对4K分辨率、15Mbps视频进行流传输。在时间t＝0，车辆50报告速度和数据流传输需求以满足用于接下来X时间量的连续流传输。该信息被发送到最近的主5G收发器(即，与车辆50中的5G装置协商了证书的主5G收发器)。后端或本地路由器或高速缓存服务计算为了不间断的服务需要在各个5G收发器处排队的中继缓冲。例如，如果需要连续流传输的时间量X等于一分钟，则从t＝0至t＝60秒的流区段为15Mbps×60秒＝900Mb＝125MB的数据以在接下来的一分钟流传输。如果灯柱之间的距离为恒定的100英尺，则车辆以60mph行驶将在一分钟内经过52个灯柱。这意味着各个主5G小区或灯柱的中继缓冲为125MB/52＝每主5G小区2.4MB。除了中继缓冲的大小之外，还计算车辆预期经过相应灯柱之间的时间间隔，在此示例中为60秒/52个灯柱＝1.5秒(车辆经过灯柱之间的时间)。结果，假设灯柱均匀地间隔开100英尺，125MB的数据被分段为2.4MB中继缓冲并以TX×1.15秒的广播间隔分布到接下来的52个灯柱。主要益处在于，该系统允许连续不间断地单播大量数据的数据传送而无需在蜂窝塔之间漫游或切换的开销。
在本公开中，为了简明、清晰和理解，使用了某些术语。不应从其推断超出现有技术的要求之外的不必要的限制，因为这些术语用于描述目的，并且旨在广义地解释。本文所描述的不同系统、设备和方法步骤可单独使用或与其它系统、设备和方法步骤组合使用。可预期在所附权利要求的范围内可存在各种等同、替代和修改。只有在相应限制中明确地叙述了“用于......的手段”或“用于......的步骤”，所附权利要求中的各个限制旨在引用35U.S.C.§112(f)的解释。

Claims (20)

1.一种向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，该方法包括以下步骤：
a) 提供多个通信模块、高速灯具间总线和主5G小区；
b) 将连接到互联网的有线高速通信介质设置到安装在沿着道路设置的灯柱上的多个照明外壳；
c)在安装在沿着道路设置的所述灯柱上的相应照明外壳内设置至少一个通信模块、高速灯具间总线和主5G小区，其中，各个通信模块连接到有线高速通信介质并连接到高速灯具间总线，并且相应主5G小区也连接到高速灯具间总线；并且进一步地，其中，各个主5G小区具有覆盖安装有该主5G小区的灯柱附近的路段的范围，并且能够向随着车辆在该主5G小区的所述范围内的道路上行进的数据消费装置发送无线数据并且从随着车辆在该主5G小区的所述范围内的道路上行进的数据消费装置接收无线数据；
d) 当车辆在道路上行驶时，针对随车辆行进的数据消费装置确定在预定时间量内车辆的速度、行驶方向和高速数据流要求；
e) 当车辆在道路上行驶时，在随车辆行进的数据消费装置与所述主5G小区中的最近主5G小区之间进行协商；
f) 计算为了对随车辆行进的数据消费装置提供不间断的服务而需要在沿车辆的行驶方向延伸的一系列主5G小区处排队的中继缓冲；
g) 在所确定的时间间隔期间从相应主5G小区发送所计算出的相应量的数据，而无需在所述数据消费装置与所述相应主5G小区之间进行重新协商，以在车辆在道路上行驶时向随车辆行进的数据消费装置提供不间断的数据传送；以及
h) 随着车辆沿着道路进一步行驶，重复步骤d)至步骤g)。
2.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，计算为了对随车辆行进的数据消费装置提供不间断的服务而需要在沿车辆的行驶方向延伸的一系列主5G小区处排队的中继缓冲的步骤通过以下步骤实现：
确定在所述预定时间量期间车辆以所确定的速度和方向行驶而将经过的附加灯柱的数量，确定车辆将经过相应灯柱的时间间隔，并且计算在所确定的时间间隔中需要处于相应中继缓冲中以从所述相应灯柱上的主5G小区进行流传输的数据量。
3.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，通过路由器计算所述中继缓冲。
4.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，通过高速缓存服务计算所述中继缓冲。
5.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，该方法还包括以下步骤：设置车辆5G收发器和基础设施，所述基础设施向车辆内的数据消费装置提供wifi网络和/或蓝牙连接；以及从车辆收发器向所述最近主5G小区发送表示在所述预定时间量内车辆的速度、行驶方向和车辆的高速数据流要求的信号。
6.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，对安装在沿着道路设置的灯柱上的多个照明外壳设置的、连接到互联网的所述有线高速通信介质是光纤介质，并且各个相应通信模块包括用于连接到该光纤介质的端子。
7.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，所述主5G小区中的至少一些是微小区。
8.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，所述主5G小区中的至少一些是毫微微小区。
9.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，所述方法还包括以下步骤：在通用蜂窝塔上安装附加主5G小区。
10.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，确定车辆的速度和行驶方向的步骤是通过对来自随车辆行进的一个或更多个数据消费装置的信号进行三角测量来实现的。
11.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，各个主5G小区能够以至少5Gbps的速率对数据进行流传输。
12.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，当车辆在道路上行驶时在随车辆行进的数据消费装置与所述主5G小区中的最近主5G小区之间进行协商的步骤e) 以固定的时间间隔被重复地进行。
13.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，当车辆在道路上行驶时在随车辆行进的数据消费装置与所述主5G小区中的最近主5G小区之间进行协商的步骤e) 在计算出灯柱的数量之后被重复地进行。
14.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，每当服务意外停止时进一步进行当车辆在道路上行驶时在随车辆行进的数据消费装置与所述主5G小区中的最近主5G小区之间进行协商的步骤e)以及步骤f)。
15.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，在安装在沿着道路设置的灯柱上的各个相应照明外壳内设置LED模块和LED驱动器，并且经由相应高速灯具间总线将相应照明外壳中的通信模块连接到所述LED驱动器。
16.根据权利要求15所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，所述通信模块还接收市电。
17.根据权利要求15所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，经由由POE交换机供电的以太网供电线缆向所述通信模块中的至少一个通信模块提供电力和互联网连接。
18.根据权利要求15所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，在安装在沿着道路设置的灯柱上的所述照明外壳中的至少一个照明外壳内设置环境传感器，并且经由相应高速灯具间总线将该传感器连接到相应照明外壳中的通信模块。
19.根据权利要求1所述的向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，其中，步骤d)至步骤h)中所述的车辆是自主的。
20.一种向道路上移动的车辆提供高数据速度、高带宽无线数据传输的方法，该方法包括以下步骤：
设置多个通信模块、高速灯具间总线和主收发器，各个主收发器是5G小区、使用高速RF通信协议的装置、或使用高速可视光通信（VLC）协议的装置；
a) 将连接到互联网的有线高速通信介质设置到安装在沿着道路设置的灯柱上的多个照明外壳；
b) 在安装在沿着道路设置的灯柱上的相应照明外壳内设置至少一个通信模块、高速灯具间总线和主收发器，其中，各通信模块连接到有线高速通信介质并连接到高速灯具间总线，并且相应主收发器也连接到所述高速灯具间总线；并且进一步地，其中，各主收发器具有覆盖安装有该主收发器的灯柱附近的路段的范围，并且能够向随着车辆在该主收发器的所述范围内的道路上行进的数据消费装置发送无线数据并从随着车辆在该主收发器的所述范围内的道路上行进的数据消费装置接收无线数据；
c) 当车辆在道路上行驶时，针对随车辆行进的数据消费装置确定在预定时间量内车辆的速度、行驶方向和高速数据流要求；
d) 当车辆在道路上行驶时，在随车辆行进的数据消费装置与所述主收发器中的最近主收发器之间进行协商；
e) 计算为了对随车辆行进的数据消费装置提供不间断的服务而需要在沿车辆的行驶方向延伸的一系列主收发器处排队的中继缓冲；
f) 在所确定的时间间隔期间从相应主收发器发送所计算出的相应量的数据，而无需在所述数据消费装置与相应主收发器之间进行重新协商，以在车辆在道路上行驶时向随车辆行进的数据消费装置提供不间断的数据传送；以及
g) 随着车辆沿着道路进一步行驶，重复步骤d)至步骤f)。
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100404392B1 (ko) * 2001-06-28 2003-11-03 엘지전자 주식회사 지능형 교통망 시스템의 대용량 데이터 전송방법
US7813843B2 (en) * 2007-01-04 2010-10-12 Cisco Technology, Inc Ad-hoc mobile IP network for intelligent transportation system
US8019533B2 (en) * 2008-09-12 2011-09-13 GM Global Technology Operations LLC System and method for data communication between a vehicle and an infrastructure
CN102595651A (zh) * 2011-01-18 2012-07-18 张东 一种可工作于五吉赫以上频谱的蜂窝无线网络
CN103167569B (zh) * 2013-03-01 2016-06-08 北京邮电大学 一种基于接力切换的td-lte通信系统的快速切换方法
CN103475409B (zh) * 2013-09-05 2016-05-25 江苏大学 移动车辆可见光无线通信接收切换方法和装置
CN204392313U (zh) * 2015-03-11 2015-06-10 李铁军 车辆专用无线数据通信系统
CN105554120A (zh) * 2015-12-18 2016-05-04 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 用于车辆通信的数据传输方法及数据传输装置、路侧单元

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