CN110392396A - 用于连接车辆的基于云的网络优化器 - Google Patents

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Abstract

用于连接车辆的基于云的网络优化器。本公开包括用于为连接车辆提供基于云的网络优化的实施例。在一些实施例中，一种方法包括：由连接车辆接收配置数据和配置选择概率值，配置数据描述连接车辆的车辆对任何事物V2X无线电装置的候选V2X信道集合，配置选择概率值描述集合中的特定候选V2X信道将被选择的可能性。在一些实施例中，该方法包括从集合中选择不具有最高被选择可能性的V2X信道。在一些实施例中，该方法包括：配置连接车辆的V2X无线电装置，以使用所选择的V2X信道发送数据包。

Description

用于连接车辆的基于云的网络优化器
技术领域
本说明书涉及为连接车辆提供基于云的网络优化。
背景技术
连接车辆可以使用许多不同的无线电类型，例如以下各项：专用短程通信(DSRC)；长期演进(LTE)；无线保真(WiFi)；和毫米波(mmWave)。每种无线电类型在不同情况下表现各不相同。现有的解决方案试图帮助连接车辆选择最佳无线电类型来使用，但是这些方案存在严重的缺陷。
发明内容
现有的解决方案使用云服务器来收集网络数据，确定用于不同地理区域的最佳无线电类型，并且现有的解决方案向连接车辆提供指定最佳无线电类型得数据。然后，地理区域内的所有不同的连接车辆都使用该最佳无线电类型。这些现有的解决方案有三个不足之处，这使得它们不适于在现实世界中使用。首先，现有的解决方案在确定最佳无线电类型时没有考虑外部信道负载和资源需求，结果，通常被指定为最佳的无线电类型实际上并不是最佳的。第二，现有的解决方案定义了最佳无线电类型，然后要求所有连接车辆都使用该最佳无线电类型，这导致了被指定为最佳的无线电类型的性能较差和信道拥塞。第三，现有的解决方案没有以最大化在所有地理区域内每个无线电类型所经历的剩余信道负载为目标来考虑全局地配置在每个地理区域内使用哪些无线电类型的需求或益处。
本文中描述了可在服务器上操作的网络优化器的实施例和安装在连接车辆的车载单元中的配置选择器的实施例。
在一些实施例中，网络优化器构建描述关于在不同地理位置、不同时间的不同无线电类型(例如，DSRC、LTE、Wi-Fi、毫米波等)的信息的数据库。网络优化器分析从各种车辆接收到的报告数据的一个或多个实例，并且针对不同时间的每个地理区域，确定：(1)由非车辆无线设备产生的通信量(即“外部信道负载”)；和(2)由可控制车辆产生的网络通信量(即“资源需求”)。网络优化器分析外部信道负载和资源需求、以及数据库中包含的其他数据，以针对每个地理区域产生候选无线电配置集合。候选无线电配置集合描述了连接车辆可能在特定地理区域中使用的两种或多种不同的无线电类型。为每种无线电类型分配了反映是否应该选择这种无线电类型的概率，但是我们的发明被设计成使得连接车辆有时将会选择具有小于最高概率的无线电类型，以便减少具有最高概率的无线电类型上的信道拥塞。网络优化器跟踪不同连接车辆的地理位置，并且向连接车辆发送与连接车辆的当前地理位置相对应的候选无线电配置集合；每当车辆进入新的地理区域时都重复这一过程。配置选择器包括代码和例程，这些代码和例程当由车载单元执行时可操作以使车载单元使用候选无线电配置集合来选择将哪些无线电类型用于不同的车辆功能(例如，诸如由连接车辆的一个或多个车辆应用提供的那些功能)。配置选择器还包括代码和例程，这些代码和例程当由车载单元执行时可操作以聚合数字数据并且经由无线网络将数字数据发送到网络优化器，从而帮助网络优化器构建数据库。
本文中描述的实施例提供了现有解决方案中不存在的三个示例性优点和改进。首先，现有解决方案在确定最佳无线电类型时没有考虑外部信道负载和资源需求。相比之下，本文中描述的实施例考虑了外部信道负载和资源需求两者。第二，现有的解决方案定义了最佳无线电类型，然后要求所有连接车辆都使用该最佳无线电类型，这导致了被指定为最佳的无线电类型的性能较差和信道拥塞。相比之下，本文中描述的实施例为连接车辆提供了两种或多种无线电类型，并且连接车辆可以自由选择他们想要的无线电类型。这种方法避免了现有解决方案中存在的信道拥塞的问题。第三，现有的解决方案没有以最大化在所有地理区域内每个无线电类型所经历的剩余信道负载为目标来考虑全局地配置在每个地理区域内使用哪些无线电类型的需求或益处。相比之下，本文中描述的实施例的目标是最大化所有地理区域中每种无线电类型所经历的剩余信道负载。
一台或多台计算机的系统可以被配置为通过在系统上安装在操作时使系统执行动作的软件、固件、硬件或它们的组合来执行特定的操作或动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，这些指令在被数据处理设备执行时使该设备执行动作。
一个总体方面包括一种方法，该方法包括：由连接车辆接收配置数据和配置选择概率值，配置数据描述连接车辆的V2X无线电装置的候选V2X信道集合，配置选择概率值描述所述集合中的特定候选V2X信道将被选择的可能性；从所述集合中选择不具有最高被选择可能性的V2X信道；以及配置连接车辆的V2X无线电装置，以使用所选择的V2X信道来发送数据包。该方面的其他实施例包括相应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，各自被配置为执行方法的动作。
各实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。在该方法中，配置选择概率可操作以最大化由V2X无线电装置所支持的所有V2X信道在多个地理区域中所经历的剩余信道负载。在该方法中，配置选择概率是部分基于由包括连接车辆的地理区域内的非车辆无线设备产生的通信量来确定的。在该方法中，配置选择概率是部分基于由包括连接车辆的地理区域内的可控制车辆产生的网络通信量来确定的。在该方法中，连接车辆是可控制车辆，因为连接车辆包括车载单元，该车载单元具有配置选择器，该配置选择器在由车载单元执行时可操作以执行该方法。在该方法中，连接车辆是自动化车辆。该方法还可以包括：在该方法中，连接车辆是在没有人为干预的情况下自行操作的高度自动化的车辆。在该方法中，所选择的V2X信道是选自包括以下各项之一的组：WiFi信道；3G信道；4G信道；LTE信道；毫米波通信信道；DSRC信道；和LTE-V2X信道。在该方法中，所选择的V2X信道是选自不包括以下各项之一的组：WiFi信道；3G信道；4G信道；LTE信道；毫米波通信信道；DSRC信道；和LTE-V2X信道。所描述的技术的实现方式可以包括硬件、方法或处理、或计算机可访问介质上的计算机软件。
一个总体方面包括一种系统，该系统包括：处理器，所述处理器通信地耦合到存储计算机代码的非暂态存储器，所述计算机代码在被处理器执行时可操作以使处理器：接收配置数据和配置选择概率值，配置数据描述连接车辆的V2X无线电装置的候选V2X信道集合，配置选择概率值描述所述集合中的特定候选V2X信道将被选择的可能性；从所述集合中选择不具有最高被选择可能性的V2X信道；以及配置连接车辆的V2X无线电装置，以使用所选择的V2X信道来发送数据包。该方面的其他实施例包括相应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，各自被配置为执行方法的动作。
各实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。在该系统中，配置选择概率可操作以最大化由V2X无线电装置所支持的所有V2X信道在多个地理区域中所经历的剩余信道负载。在该系统中，配置选择概率是部分基于由包括连接车辆的地理区域内的非车辆无线设备产生的通信量来确定的。在该系统中，配置选择概率是部分基于由包括连接车辆的地理区域内的可控制车辆产生的网络通信量来确定的。在该系统中，连接车辆是可控制车辆，因为连接车辆包括由计算机代码描述的配置选择器。在该系统中，连接车辆是自动化车辆。该系统还可以包括：在该系统中，连接车辆是在没有人为干预的情况下自行操作的高度自动化的车辆。所描述的技术的实现方式可以包括硬件、方法或处理、或计算机可访问介质上的计算机软件。
一个总体方面包括一种计算机程序产品，其包括指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括：接收配置数据和配置选择概率值，配置数据描述连接车辆的V2X无线电装置的候选V2X信道集合，配置选择概率值描述所述集合中的特定候选V2X信道将被选择的可能性；从所述集合中选择不具有最高被选择可能性的V2X信道；以及配置连接车辆的V2X无线电装置，以使用所选择的V2X信道来发送数据包。该方面的其他实施例包括相应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，各自被配置为执行方法的动作。
各实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。在该计算机程序产品中，配置选择概率可操作以最大化由V2X无线电装置所支持的所有V2X信道在多个地理区域中所经历的剩余信道负载。在该计算机程序产品中，配置选择概率是部分基于由包括连接车辆的地理区域内的非车辆无线设备产生的通信量来确定的。在该计算机程序产品中，配置选择概率是部分基于由包括连接车辆的地理区域内的可控制车辆产生的网络通信量来确定的。所描述的技术的实现方式可以包括硬件、方法或处理、或计算机可访问介质上的计算机软件。
附图说明
在附图中，通过示例而非限制的方式来说明本公开，在附图中，相同的附图标记用于指代相同的元件。
图1A是示出了根据一些实施例的网络优化器的操作环境的框图。
图1B是示出了根据一些实施例的网络优化器的操作环境的框图。
图2是示出了包括根据一些实施例的网络优化器的示例性计算机系统的框图。
图3A和图3B描绘了根据一些实施例的用于配置“车辆对任何事物(V2X)”无线电装置的信道选择的方法。
图4描绘了根据一些实施例的用于车辆端点的配置选择器的操作方法。
图5描绘了根据一些实施例的用于服务器的网络优化器的操作方法。
图6-图10描绘了根据一些实施例的网络优化器执行的示例性分析的框图。
图11和图12是示出了根据一些实施例的基本安全消息(BSM)数据的示例的框图。
具体实施方式
描述了网络优化器的实施例。与网络优化器兼容的V2X通信的示例包括以下无线V2X通信类型中的一种或多种：DSRC；LTE；毫米波；3G；4G；5G；LTE-车辆对任何事物(LTE-V2X)；LTE-车辆对车辆(LTE-V2V)；LTE-设备对设备(LTE-D2D)；5G-V2X；智能交通系统-G5(ITS-G5)；ITS-连接；LTE语音(VoLTE)；以及这里列出的V2X通信协议中的一个或多个的任何衍生协议或分支。
本文中描述的是提供集中式基于云的解决方案的实施例，该解决方案帮助连接车辆基于其状况来选择要使用哪种无线电类型，同时纠正现有解决方案中存在的缺陷。本文中描述的实施例的附加目的是提供一种系统，该系统全局地协调车辆在不同情况下使用的无线电类型，使得每个地理分区中可用的所有无线电类型在任何给定时间都表现最佳，并且具有最大剩余带宽。
许多车载车辆应用需要对经由连接车辆的无线信道中的一个或多个接收到的数字数据进行一致和高质量的访问，以便提供其功能。例如，连接车辆的高级驾驶辅助系统(ADAS系统)可能会为连接车辆做出致命的操作决定，因为ADAS系统不能一致地访问应该从连接车辆的无线电信道之一接收到的数字数据。
图像识别经常是不准确的。当图像识别被用于车辆应用时，这可能潜在地是致命的问题。例如，如果使用图像识别来确定道路标志的内容，则车辆的ADAS系统可能会基于不准确的图像识别结果，为车辆做出致命的操作决定。
连接车辆可以采用许多不同的V2X无线电类型(例如，DSRC、LTE、WiFi、毫米波等)。每种无线电类型在不同的情况下表现各不相同。现有的解决方案试图帮助连接车辆选择最佳的无线电类型来使用，但是这些现有的解决方案存在严重的缺陷。例如，当试图帮助连接车辆选择最佳无线电类型来使用时，这些现有解决方案没有考虑以下信息：(1)外部信道负载，外部信道负载被定义为由非车辆无线设备产生的通信量；以及(2)资源需求，资源需求被定义为由可控制车辆产生的网络通信量。
未能考虑外部信道负载和资源需求是现有解决方案中的重大缺陷。例如，通常被指定为最佳的无线电类型实际上不是最佳的，因为现有解决方案没有考虑外部信道负载和资源需求的显著影响。
本文中描述的是提供集中式基于云的解决方案的网络优化器的实施例，该解决方案帮助连接车辆根据其情况来选择要使用哪种无线电类型(或要使用哪种类型的无线电信道)。本文中描述的网络优化器的实施例通过在向连接车辆提供数字数据时考虑外部信道负载和资源需求两者来克服现有解决方案的不足，这有助于它们针对给定情况选择要使用哪个V2X无线电(或V2X信道)。在一些实施例中，网络优化器可操作以提供一种系统，该系统全局地协调连接车辆在不同情况下使用的无线电类型，使得每个地理分区中可用的所有无线电类型在任何给定时间都表现最佳，并且具有最大剩余带宽。
在一些实施例中，网络优化器包括安装在服务器的非暂态存储器中的代码和例程，代码和例程被配置为由服务器的处理器访问和执行。服务器包括网络通信能力。网络优化器可操作以使服务器与无线网络进行通信。网络优化器与连接车辆的配置客户端进行无线通信。配置客户端包括安装在连接车辆的车载单元中的代码和例程。连接车辆包括网络通信能力。配置选择器可操作以使连接车辆与无线网络进行通信。配置选择器与网络优化器进行协作，以帮助网络优化器提供其功能。例如，配置选择器包括代码和例程，当被连接车辆的车载单元执行时，这些代码和例程可操作以使车载单元聚集报告数据，并且经由无线网络将报告数据传输到网络优化器。
在一些实施例中，报告数据是描述以下信息的数字数据：(1)连接车辆的唯一标识符(例如车辆标识号(VIN号))；(2)连接车辆的地理位置；(3)在不同时间在地理位置处检测到的车辆数量(例如经由DSRC、BSM探测器、摄像头图像、雷达、LIDAR、网络通信量嗅探器等检测到的车辆数量)；(4)对于每种V2X无线电类型(例如DSRC、LTE、WiFi、毫米波等)在不同时间观察到的平均传输速率(例如，由网络通信量嗅探器或连接车辆的某种其他传感器观察到的平均传输速率)；(5)每种无线电类型在不同时间的平均整体信道负载；(6)每种无线电类型在不同时间的数据包错误率；(7)不同无线电类型在不同时间的信道繁忙率；(8)从智能电话(例如，诸如由连接车辆的用户携带的那些智能电话)和其他非车辆端点观察到的无线通信量；(9)从车辆端点观察到的无线通信量(例如由网络通信量嗅探器或连接车辆的某种其他传感器观察到的无线通信量)；以及(10)被连接车辆使用的无线电配置(例如V2X无线电信道)。
在一些实施例中，网络优化器从许多不同的连接车辆(每个车辆都有其自己的配置选择器实例)接收报告数据。网络优化器使用报告数据来构建网络信息数据库(或某种其他数据结构)，该网络信息数据库(或某种其他数据结构)描述不同地理分区的以下数据：(1)不同时间的预期车辆数量；(2)每种V2X无线电类型(例如，DSRC、LTE、WiFi、毫米波等)在不同时间的平均传输速率；(3)每种无线电类型在不同时间的平均整体信道负载；以及(4)其它网络数据，例如数据包错误率、信道繁忙率、通信量源等。例如，参见图7和关于本文中提供的网络优化器的统计分析器的功能的描述。
在一些实施例中，地理区域(例如，加利福尼亚州)被划分为多个地理分区(例如，逐县、具有类似于网格系统的相同区域的块、或者用于形成地理分区的一些其他基础)。基于地理分区对网络信息数据库进行索引，使得存储在网络信息数据库中的数据可按地理分区为基础来检索。每当网络优化器接收到报告数据的新实例时，网络优化器解析出其中包括的地理位置(例如GPS坐标)，并且确定哪个地理分区包括该地理位置。然后，网络优化器将报告数据中包含的信息与该特定地理分区相关联。
在一些实施例中，网络优化器分析该数据，并且对于每个地理分区确定以下信息：(1)由非车辆无线设备产生的通信量(即“外部信道负载”)；以及(2)由可控制车辆产生的网络通信量(即“资源需求”)。
在一些实施例中，网络优化器分析每个地理分区的网络信息数据库中包括的外部信道负载、资源需求和其他数据，以产生每个地理分区的候选无线电配置集合。候选无线电配置集合描述了连接车辆应该基于其地理分区使用的两种或多种网络类型。每个地理分区都具有其自己的无线电配置集合。
在一些实施例中，向候选无线电配置集合中包括的每种网络类型分配配置选择概率。配置网络概率是这样的数字或值，该数字或值描述特定无线电类型是连接车辆应该基于其地理位置选择的网络类型的可能性。在一些实施例中，本文中描述的实施例的示例性优点和改进是，连接车辆可以自由选择具有较低概率的网络类型，否则因为如果每个车辆总是选择具有最高概率的网络类型，则会发生信道拥塞。本文中描述的实施例的另一个示例性优点和改进是，网络优化器以最大化地理分区中的每种可用无线电类型的剩余信道负载为目标来分配配置网络概率。
在一些实施例中，网络优化器基于它接收的不同连接车辆的报告数据来跟踪不同连接车辆的地理位置。对于报告数据的每个实例，网络优化器使用报告数据中包含的VIN号(这是网络优化器的可选功能)来检索该特定连接车辆提供给网络优化器的报告数据的上个实例中包含的地理信息。通过将当前地理信息与先前地理信息进行比较，网络优化器能够确定该特定连接车辆是否已经进入了新的地理区域。如果特定的连接车辆已经进入了新的地理区域(相对于它进入的上个新的地理区域)，那么网络优化器将候选无线电配置集合发送给连接车辆，候选无线电配置集合对应于它们的新地理区域。
在一些实施例中，连接车辆的配置选择器接收候选无线电配置集合。配置选择器被配置为使用候选无线电配置集合来选择要用于不同车辆功能的无线电类型。本文中描述的实施例的示例性优点和改进是，配置选择器被配置为使得它不是总是选择具有最高配置选择概率的候选无线电配置。
在一些实施例中，配置选择器是自主车辆的元件。在一些实施例中，配置选择器是非自主车辆的元件。
在一些实施例中，包括配置选择器的连接车辆是配备有DSRC的车辆。配备有DSRC的车辆是这样的车辆：(1)该车辆包括DSRC无线电装置；(2)该车辆包括符合DSRC的全球定位系统(GPS)单元；以及(3)该车辆可操作以在装备有DSRC的车辆所在的管辖区内合法地发送和接收DSRC消息。DSRC无线电装置是包括DSRC接收器和DSRC发送器的硬件。DSRC无线电装置可操作以无线地发送和接收DSRC消息。符合DSRC的GPS单元可操作以为具有车道级别准确度的车辆(或包括符合DSRC的GPS单元的某种其他配备有DSRC的设备)提供位置信息。下面将更详细地描述符合DSRC的GPS单元。
“配备有DSRC的”设备是基于处理器的设备，该基于处理器的设备包括DSRC无线电装置、符合DSRC的GPS单元，并且可操作以在配备有DSRC的设备所在的管辖区内合法地发送和接收DSRC消息。各种端点可以是配备有DSRC的设备，包括例如路边单元(RSU)、智能电话、平板计算机和任何其他基于处理器的计算设备，该计算设备包括DSRC无线电装置，并且如上所述地可操作以合法地发送和接收DSRC消息。
在一些实施例中，作为配备有DSRC的设备的RSU不包括符合DSRC的GPS单元，而是包括存储描述具有车道级别准确度的RSU的位置信息的数字数据的非暂态存储器，并且RSU的DSRC无线电装置或某种其他系统将该数字数据的副本插入由RSU的DSRC无线电装置发送的BSM数据中。以此方式，RSU不包括符合DSRC的GPS单元，但是仍然可操作以分发满足DSRC标准要求的BSM数据。根据一些实施例，下面参考图11和图12更详细地描述BSM数据。
DSRC消息是无线消息，该无线消息被专门配置为由高移动性设备(如车辆)发送和接收，并且符合以下DSRC标准(包括其任何衍生标准或分支)中的一种或多种：EN 12253：2004专用短程通信–使用5.8GHz微波的物理层(综述)；EN 12795：2002专用短程通信(DSRC)-DSRC数据链路层：媒体访问和逻辑链路控制(综述)；EN 12834：2002专用短程通信—应用层(综述)；和EN 13372：2004专用短程通信(DSRC)-RTTT应用的DSRC概况(综述)；EN ISO14906：2004电子收费-应用接口。
在美国、欧洲和亚洲，DSRC消息以5.9GHz传输。在美国，给DSRC消息分配了5.9GHz频段中的75MHz的频谱。在欧洲和亚洲，给DSRC消息分配了5.9GHz频段中的30MHz的频谱。因此，除非无线消息在5.9GHz频段中工作，否则它不是DSRC消息。无线消息也不是DSRC消息，除非它是由DSRC无线电装置的DSRC发送器发送的。
因此，DSRC消息不是以下各项中的任何一种：WiFi消息；3G消息；4G消息；LTE消息；毫米波通信消息；蓝牙消息；卫星通信；和由遥控钥匙以315MHz或433.92MHz发送或广播的短程无线电消息。例如，在美国，用于远程无钥匙系统的遥控钥匙包括以315MHz操作的短程无线电发送器，并且来自该短程无线电发送器的发送或广播不是DSRC消息，因为例如，这样的发送或广播不符合任何DSRC标准，不是由DSRC无线电装置的DSRC发送器发送的，并且也不是以5.9GHz发送的。在另一个示例中，在欧洲和亚洲，用于远程无钥匙系统的遥控钥匙包括以433.92MHz操作的短程无线电发送器，并且由于与上述美国中的远程无钥匙系统类似的原因，来自该短程无线电发送器的发送或广播不是DSRC消息。
由于附加的原因，作为远程无钥匙进入系统的组件的遥控钥匙的无线消息不是DSRC消息。例如，DSRC消息的有效载荷还需要包括描述各种数据类型的大量车辆数据的数字数据。通常，DSRC消息最少总是包括发送DSRC消息的车辆的唯一标识符以及该车辆的GPS数据。与可能用于其他类型的非DSRC无线消息的带宽相比，该数据量需要更大的带宽。作为远程无钥匙进入系统的组件的遥控钥匙的无线消息不是DSRC消息，因为它们不包括在DSRC标准下允许的有效载荷。例如，遥控钥匙仅发送无线消息，该无线消息包括与遥控钥匙配对的车辆已知的数字密钥；因为分配给这些发送的带宽非常小，所以没有足够的带宽来将其他数据包括在有效载荷中。相比之下，给DSRC消息分配了大量带宽，并且DSRC消息需要包括更丰富的数据量，包括例如发送DSRC消息的车辆的唯一标识符和GPS数据。
在一些实施例中，配备有DSRC的车辆不包括传统的全球定位系统单元(“GPS单元”)，而是包括符合DSRC的GPS单元。传统GPS单元所提供的位置信息以传统GPS单元的实际位置的±10米的准确度描述传统GPS单元的位置。相比之下，符合DSRC的GPS单元所提供的GPS数据(例如，GPS数据192)以符合DSRC的GPS单元的实际位置的±1.5米的准确度描述符合DSRC的GPS单元的位置。该准确度被称为“车道级别准确度”，因为例如道路的车道通常为大约3米宽，而±1.5米的准确度足以识别车辆在道路的哪条车道上行驶。
在一些实施例中，符合DSRC的GPS单元可操作以在开阔天空下，在68％的时间内识别、监控和跟踪在其实际位置的1.5米内的二维位置。
参考图1A，描绘了根据一些实施例的网络优化器199的操作环境100。如图所示，操作环境100包括以下元件：自我车辆123；远程车辆124；通过V2X连接的设备122；以及服务器107。这些元件通过网络105彼此通信地耦合。
尽管在图1A中描述了一辆自我车辆123、一辆远程车辆124、一个通过V2X连接的设备122、一个服务器107和一个网络105，但是在实际中，操作环境100可以包括一辆或多辆自我车辆123、一辆或多辆远程车辆124、一个或多个通过V2X连接的设备122、一个或多个服务器107和一个或多个网络105。
自我车辆123和远程车辆124两者都是连接车辆。例如，自我车辆123和远程车辆124中的每一个都包括通信单元145A、145B(连同服务器107的通信145C一起被统称为或单独称为“通信单元145”)，因此每个都是可操作以经由网络105发送和接收电子消息的连接车辆。
网络105可以是传统类型的有线或无线网络，并且可以具有许多不同的配置，包括星形配置、令牌环配置或其他配置。此外，网络105还可包括局域网(LAN)、广域网(WAN)(例如，因特网)或多个设备和/或实体可通过其进行通信的其它互连数据路径。在一些实施例中，网络105可以包括对等网络。网络105还可以耦合到或可以包括电信网络的部分，用于以各种不同的通信协议发送数据。在一些实施例中，网络105包括通信网络或蜂窝通信网络，用于经由包括短消息服务(SMS)、多媒体消息服务(MMS)、超文本传输协议(HTTP)、直接数据连接、无线应用协议(WAP)、电子邮件、DSRC、全双工无线通信、毫米波、WiFi(基础设施模式)、WiFi(自组织模式)、可见光通信、TV空白空间通信和卫星通信来发送和接收数据。网络105还可以包括移动数据网络，该移动数据网络可以包括3G、4G、5G、LTE、LTE-V2V、LTE-V2I、LTE-V2X、LTE-D2D、5G-V2X、ITS-G5、ITS-连接、VoLTE或任何其他移动数据网络或移动数据网络的组合。此外，网络105可以包括一个或多个IEEE 802.11无线网络。
以下是网络105的端点：自我车辆123；远程车辆124；通过V2X连接的设备122；以及服务器107。在一些实施例中，自我车辆123和远程车辆124包括配置选择器198的实例。自我车辆123和远程车辆124可以被统称或单独称为“车辆端点”或“多个车辆端点”。车辆端点的配置选择器经由网络105向服务器107中继报告数据193。在一些实施例中，通过V2X连接的设备122可以经由网络105将报告数据193的实例中继到服务器107(例如，如果特定车辆端点在服务器107的传输范围之外)。服务器107包括网络优化器199的实例。网络优化器199分析来自车辆端点的报告数据193，并且基于该分析确定候选无线电配置集合，以基于这些车辆端点中的每个的地理位置(如其报告数据193的最近报告实例所示)提供给操作环境的车辆端点。然后，网络优化器199对于每个特定的车辆端点并且基于其特定的地理位置，提供描述该特定车辆端点的候选无线电配置集合的配置数据194的实例。网络优化器199对于每个车辆端点重复该提供处理。然后，车辆端点的配置选择器198基于从网络优化器199接收到的配置数据194来配置它们自己的通信单元145。
自我车辆123是任何类型的连接车辆。例如，自我车辆123是包括通信单元145A的以下类型的车辆之一：小汽车；卡车；运动型多功能车；公共汽车；半卡车；机器人车；无人机或任何其他基于道路的交通工具。在一些实施例中，自我车辆123是配备有DSRC的车辆。
在一些实施例中，自我车辆123是自主车辆或半自主车辆。例如，自我车辆123包括高级驾驶员辅助系统集合180(ADAS系统集合180)，ADAS系统集合180向自我车辆123提供足以使自我车辆123成为自主车辆的自主特征。ADAS系统集合180包括一个或多个ADAS系统。
国家公路交通安全管理局(“NHTSA”)已经定义了自主车辆不同“级别”，例如第0级、第1级、第2级、第3级、第4级和第5级。如果自主车辆的级别号比另一辆自主车辆更高(例如，第3级是比第2级或第1级更高的级别号)，则级别号较高的自主车辆相对于级别号较低的车辆提供更多的自主特征组合和数量。下面简要描述了自主车辆的不同级别。
第0级：安装在车辆中的ADAS系统集合180对车辆没有控制。ADAS系统集合180可以向车辆驾驶员发出警告。第0级车辆不是自主或半自主车辆。
第1级：驾驶员必须随时准备好取得对自主车辆的驾驶控制。安装在自主车辆中的ADAS系统集合180可以提供自主特征，例如以下各项中的一个或多个：自适应巡航控制(ACC)；以及具有自动转向的停车辅助和车道保持辅助(LKA)类型II，以及前述各项的任何组合。
第2级：如果安装在自主车辆中的ADAS系统集合180无法正确响应(基于驾驶员的主观判断)，则驾驶员有义务检测道路环境中的对象和事件并且做出响应。安装在自主车辆中的ADAS系统集合180执行加速、制动和转向。安装在自主车辆中的ADAS系统集合180可以在车辆被驾驶员接管时立即停用。
第3级：在已知的限制环境(如高速公路)中，驾驶员可以安全地将他们的注意力从驾驶任务移开，但在需要时仍必须准备好接管对自主车辆的控制。
第4级：安装在自主车辆中的ADAS系统集合180可以在除了一些环境(例如恶劣天气)之外的所有环境中控制自主车辆。只有在确保安全的情况下，驾驶员才能启用自动系统(包括安装在车辆中的ADAS系统集合180)。当启用自动系统时，驾驶员无需注意，自动车辆即可安全运行，并符合公认的规范。
第5级：除了设置目的地和启动系统，不需要人为干预。自动系统可以行驶到任何可合法行驶的地点，并自行做出决定(这可能会因车辆所在的司法管辖区而变化)。
高度自主车辆(HAV)是第3级或更高级别的自主车辆。
因此，在一些实施例中，自我车辆123是以下各项之一：第1级自主车辆；第2级自主车辆；第3级自主车辆；第4级自主车辆；第5级自主车辆；以及高度自主车辆(HAV)。
ADAS系统集合180包括以下ADAS系统中的一个或多个：ACC系统；自适应远光灯系统；自适应光控制系统；自动停车系统；汽车夜视系统；盲点监视器；防撞系统；侧风稳定系统；驾驶员睡意检测系统；驾驶员监控系统；紧急情况驾驶员辅助系统；前部碰撞警告系统；十字路口辅助系统；智能速度适应系统；车道偏离警告系统(也被称为LKA系统)；行人保护系统；交通标志识别系统；转向助手；逆向驾驶警告系统；自动驾驶仪；标志识别；以及标志辅助。这些示例性ADAS系统中的每个都提供了它们自己的特征和功能，这些特征和功能可以在本文中分别被称为“ADAS特征”或“ADAS功能”。由这些示例性ADAS系统提供的特征和功能在本文中也分别被称为“自主特征”或“自主功能”。
在一些实施例中，自我车辆123包括以下元件：ADAS系统集合180；车载单元126；处理器125；存储器127；通信单元145；符合DSRC的GPS单元150；传感器集合184；电子显示器140；以及配置选择器198。自我车辆123的这些元件经由总线120彼此通信地耦合。
以上描述了ADAS系统集合180，因此，这里将不再进行重复描述。
在一些实施例中，处理器125和存储器127可以是车载计算机系统的元件。车载计算机系统可操作以引起或控制自我车辆123的配置选择器198的操作。车载计算机系统可操作以访问和执行存储在存储器127上的数据，以提供本文中针对自我车辆123的配置选择器198或其元件描述的功能。车载计算机系统可操作以执行配置选择器198，该配置选择器198使车载计算机系统分别执行下面参考图3A和图3B以及图4描述的一个或多个方法300、400中的一个或多个步骤。
在一些实施例中，处理器125和存储器127可以是车载单元126的元件。车载单元126包括电子控制单元(本文中为“ECU”)或车载计算机系统，其可操作以引起或控制配置选择器198的操作。在一些实施例中，车载单元126可操作以访问和执行存储在存储器127上的数据，以提供本文中针对配置选择器198或其元件描述的功能。车载单元126可操作以执行配置选择器198，该配置选择器198使车载单元126执行下面参考图3A、图3B和图4描述的一个或多个方法300、400中的一个或多个步骤。
在一些实施例中，符合DSRC的GPS单元150包括使自我车辆123或符合DSRC的GPS单元150符合以下DSRC标准(包括其任何衍生标准或分支)中的一个或多个所需的任何硬件和软件：EN 12253：2004专用短程通信-使用5.8GHz微波的物理层(综述)；EN 12795：2002专用短程通信(DSRC)-DSRC数据链路层：媒体访问和逻辑链路控制(综述)；EN 12834：2002专用短程通信—应用层(综述)；以及EN 13372：2004专用短程通信(DSRC)-RTTT应用的DSRC概况(综述)；EN ISO 14906：2004电子收费-应用接口。
在一些实施例中，符合DSRC的GPS单元150可操作以提供GPS数据192，该GPS数据192以车道级别准确度描述自我车辆123的位置。例如，自我车辆123在道路的车道上行驶。车道级别准确度意味着自我车辆123的位置由GPS数据192如此准确地描述，使得自我车辆123在道路内的行驶车道可以基于由符合DSRC的GPS单元150提供的该自我车辆123的GPS数据192来准确地确定。在一些实施例中，GPS数据192是由通信单元145A作为BSM的元素发送的BSM数据的元素。
在一些实施例中，符合DSRC的GPS单元150包括与GPS卫星进行无线通信以检索GPS数据192的硬件，GPS数据192以符合DSRC标准的精度描述自我车辆123的地理位置。DSRC标准要求GPS数据192足够精确，以推断两辆车辆(其中一辆例如是自我车辆123)是否位于相邻的行驶车道中。在一些实施例中，符合DSRC的GPS单元150可操作以在开阔天空下，在68％的时间内识别、监控和跟踪在其实际位置1.5米内的二维位置。因为行驶车道通常不小于3米宽，所以每当GPS数据192的二维误差小于1.5米时，本文中描述的网络优化器199可以分析由符合DSRC的GPS单元150提供的GPS数据192，并基于同时在道路上行驶的两辆或更多辆不同车辆(其中一辆例如是自我车辆123)的相对位置来确定自我车辆123在哪条车道中行驶。
与符合DSRC的GPS单元150相比，不符合DSRC标准的传统GPS单元无法以车道级别准确度确定自我车辆123的位置。例如，通常的道路车道大约3米宽。然而，传统GPS单元仅具有相对于自我车辆123的实际位置±10米的准确度。结果，这样的传统GPS单元没有准确到足以仅基于GPS数据192来识别自我车辆123的行驶车道；相反，仅具有传统GPS单元的系统必须利用传感器(例如摄像头)来识别自主车辆123的行驶车道。识别车辆的行驶车道是有益的，例如，因为在一些实施例中，GPS数据192被包括在提供给网络优化器199的报告数据193中，因此，具有更准确的GPS数据192有益地帮助网络优化器199为自我车辆123产生更优化的候选无线电配置。
在一些实施例中，自我车辆123可以包括传感器集合184。传感器集合184包括一个或多个传感器，其可操作以测量自我车辆123外部的物理环境。例如，传感器集合184可以包括一个或多个传感器，其记录靠近自我车辆123的物理环境的一个或多个物理特性。存储器127可以存储描述由传感器集合184记录的一个或多个物理特性的传感器数据191。传感器数据191可以被包括在报告数据193中。传感器数据191存储在存储器127中。在一些实施例中，符合DSRC的GPS单元150是传感器集合184的元件。
在一些实施例中，自我车辆123的传感器集合184可以包括以下车辆传感器中的一个或多个：时钟；网络通信量嗅探器；摄像头；LIDAR传感器；雷达传感器；激光高度计；红外检测器；运动检测器；恒温器；声音检测器；一氧化碳传感器；二氧化碳传感器；氧气传感器；大量空气流量传感器；引擎冷却剂温度传感器；油门位置传感器；曲轴位置传感器；汽车引擎传感器；阀门计时器；空气燃料比计；盲点测量仪；路边探尺；缺陷检测器；霍尔效应传感器；歧管绝对压力传感器；停车传感器；雷达枪；速度计；速度传感器；轮胎压力监测传感器；扭矩传感器；变速器流体温度传感器；涡轮速度传感器(TSS)；可变磁阻传感器；车辆速度传感器(VSS)；水传感器；车轮速度传感器；以及任何其它类型的汽车传感器。
在一些实施例中，传感器集合184包括构建报告数据193所需的任何传感器。
通信单元145向网络105或另一个通信信道发送数据并且从网络105或另一个通信信道接收数据。在一些实施例中，通信单元145可以包括DSRC收发器、DSRC接收器以及使自我车辆123成为配备有DSRC的设备所需的其他硬件或软件。
在一些实施例中，通信单元145包括用于直接物理连接到网络105或另一个通信信道的端口。例如，通信单元145包括USB、SD、CAT-5或用于与网络105进行有线通信的类似端口。在一些实施例中，通信单元145包括无线收发器，无线收发器用于使用以下一种或多种无线通信方法与网络105或其他通信信道交换数据，包括：IEEE802.11；IEEE 802.16，EN ISO 14906：2004电子收费–应用接口；EN 11253：2004专用短程通信–使用5.8GHz微波的物理层(综述)；EN 12795：2002专用短程通信(DSRC)-DSRC数据链路层：媒体访问和逻辑链路控制(综述)；EN 12834：2002专用短程通信—应用层(综述)；EN 13372：2004专用短程通信(DSRC)-RTTT应用的DSRC概况(综述)；在2014年8月28日提交的标题为“全双工协调系统”的美国专利申请14/471387中描述的通信方法；或者其他合适的无线通信方法。
在一些实施例中，通信单元145包括在2014年8月28日提交的标题为“全双工协调系统”的美国专利申请14/471387中描述的全双工协调系统，其全部内容通过引用合并于此。
在一些实施例中，通信单元145包括蜂窝通信收发器，蜂窝通信收发器用于通过蜂窝通信网络发送和接收数据，包括经由短消息服务(SMS)、多媒体消息服务(MMS)、超文本传输协议(HTTP)、直接数据连接、WAP、电子邮件或其他合适类型的电子通信。在一些实施例中，通信单元145包括有线端口和无线收发器。通信单元145还提供与网络105的其他传统连接，用于使用标准网络协议(包括TCP/IP、HTTP、HTTPS和SMTP、毫米波、DSRC等)分发文件或媒体对象。
在一些实施例中，通信单元145包括V2X无线电装置146A。V2X无线电装置146A是这样的硬件单元，该硬件单元包括发送器和接收器，可操作以经由任何V2X协议来发送和接收无线消息。例如，V2X无线电装置146A包括为发送和接收以下类型的V2X消息中的一种或多种所需的任何硬件和软件：DSRC；LTE；毫米波通信；3G；4G；5G；LTE-V2X；LTE-V2V；LTE-D2D；5G-V2X；ITS-G5；ITS-连接；VoLTE；以及这里列出的一种或多种V2X通信协议的任何衍生协议或分支。
在一些实施例中，V2X无线电装置146A是包括多个信道的多信道V2X无线电装置。在一些实施例中，一些信道可操作以经由第一V2X协议发送和接收V2X消息，而一些信道可操作以经由第N个V2X协议发送和接收V2X消息。
在一些实施例中，V2X无线电装置146A是DSRC无线电装置。例如，V2X无线电装置146A可操作以经由DSRC发送和接收无线消息。V2X发送器可操作以在5.9GHz频带上发送和广播DSRC消息。V2X接收器可操作以在5.9GHz频带上接收DSRC消息。V2X无线电装置包括七个信道(例如，DSRC信道号172、174、176、178、180、182和184)，其中，这些信道中的至少一个被保留用于发送和接收BSM(例如，DSRC信道号172被保留用于BSM)。在一些实施例中，这些信道中的至少一个被保留用于发送和接收行人安全消息(如果是单数则为“PSM”，或者如果是复数则为“PSMs”)，如在2017年10月27日提交的标题为“用于车辆网状网络的基于PSM消息的设备发现”的美国专利申请15/796296中所描述的，其全部内容通过引用合并于此。在一些实施例中，DSRC信道号172被保留用于发送和接收PSM。
在一些实施例中，V2X无线电装置146A包括存储数字数据的非暂态存储器，该数字数据控制用于广播BSM消息的频率。在一些实施例中，非暂态存储器存储自我车辆123的GPS数据192的缓存版本，使得自我车辆123的GPS数据192被作为由V2X无线电装置146A定期广播的BSM的元素来广播。BSM可以由V2X无线电装置146A通过各种V2X协议来广播，而不仅仅是通过DSRC来广播。
在一些实施例中，V2X无线电装置146A包括使自我车辆123符合DSRC标准所需的任何硬件或软件。在一些实施例中，符合DSRC的GPS单元150是V2X无线电装置146A的元件。
电子显示器140包括任何类型的电子显示设备，包括例如以下各项中的一种或多种：自我车辆123的仪表板显示器；自我车辆123的抬头显示单元(HUD)；自我车辆123的增强现实(AR)显示器或观看设备；以及自我车辆123的机头单元。在2017年5月23日提交的标题为“向驾驶员提供交通镜像内容”的美国专利申请号15/603086中描述了合适的HUD和AR观看设备的示例，其全部内容通过引用合并于此。在2017年5月9日提交的标题为“用于车辆车道引导的增强现实”的美国专利申请号15/591100中描述了合适的HUD和AR观看设备的另一个示例，其他全部内容通过引用结合于此。
处理器125包括算术逻辑单元、微处理器、通用控制器或某种其他处理器阵列，以执行计算并向显示设备提供电子显示信号。处理器125处理数据信号并且可以包括各种计算架构，包括复杂指令集计算机(CISC)架构、精简指令集计算机(RISC)架构或者实现指令集组合的架构。自我车辆123可以包括一个或多个处理器125。其他处理器、操作系统、传感器、显示器和物理配置也是可以的。
存储器127是存储可由处理器125访问和执行的指令或数据的非暂态存储器。指令或数据可以包括用于执行本文中描述的技术的代码。存储器127可以是动态随机存取存储器(DRAM)设备、静态随机存取存储器(SRAM)设备、闪存或某种其他存储设备。在一些实施例中，存储器127还包括非易失性存储器或类似的永久存储设备和介质，包括硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM设备、DVD-ROM设备、DVD-RAM设备、DVD-RW设备、闪存设备或用于在更永久基础上存储信息的某种其他大容量存储设备。存储器127的一部分可以被保留用作缓冲器或虚拟随机存取存储器(虚拟RAM)。自我车辆123可以包括一个或多个存储器127。
自我车辆123的存储器127存储以下类型的数字数据中的一种或多种：传感器数据191；GPS数据192；报告数据193；以及配置数据194。在一些实施例中，配置数据194是由网络优化器199产生的，并经由网络105从网络优化器199接收。在一些实施例中，传感器数据191和GPS数据192是报告数据193的元素。图1B描绘了统计数据152和信道测量数据153。在一些实施例中，统计数据152和信道测量数据153存储在图1A中所示的存储器127上。例如，配置选择器198包括代码和例程，当由车载单元126执行时，这些代码和例程可操作以使车载单元126：分析传感器数据191和GPS数据192；以及基于该分析产生统计数据152和信道测量数据153。在一些实施例中，报告数据193包括以下类型的数字数据中的一种或多种：传感器数据191；GPS数据192；统计数据152；以及信道测量数据153。
返回参考图1A，尽管图1A中未示出，但是在一些实施例中，存储器127存储经由网络105从服务器107接收到的一个或多个V2X消息。这些V2X消息存储从服务器107接收到的配置数据194。
在一些实施例中，存储器127存储图11和图12中所示的BSM数据197。BSM数据197可以被作为从通过V2X连接的设备122、远程车辆124或服务器107接收到的BSM的有效载荷来接收。例如，在一些实施例中，配置数据194可以被包括在BSM数据197中，并且经由一个或多个中间端点(例如远程车辆124或通过V2X连接的设备122)，从服务器107的网络优化器199中继到自我车辆123。
在一些实施例中，存储器127存储DSRC数据，DSRC数据是在DSRC消息中接收的数字数据或者作为DSRC消息发送的数字数据。DSRC数据描述BSM数据197中包括的任何信息。例如，BSM消息是以定期间隔发送(例如，每0.10秒发送一次)的特殊类型的DSRC消息，但是DSRC消息的内容或有效载荷(即，DSRC数据)与BSM消息的内容或有效载荷相同(即，DSRC消息的DSRC数据与BSM消息的BSM数据相同或相似)。
在一些实施例中，存储器127将本文中描述的任何数据都存储为数字数据。在一些实施例中，存储器127存储由网络优化器199提供其功能所需的任何数据。
传感器数据191是描述由传感器集合184捕获的记录和图像的数字数据。传感器数据191包括描述以下各项中的一项或多项的数字数据：(1)在不同时间、在地理位置处检测到的车辆数量(例如，经由DSRC、BSM探测器、摄像头图像、雷达、LIDAR、网络通信量嗅探器等检测到的车辆数量)；(2)对于V2X无线电装置146A的每种V2X无线电类型(例如DSRC、LTE、WiFi、毫米波等)、在不同时间观察到的平均传输速率(例如，由网络通信量嗅探器或传感器集合184中的某种其他传感器观察到的平均传输速率)；(3)V2X无线电装置146A的每种无线电类型在不同时间的平均整体信道负载；(4)V2X无线电装置146A的每种无线电类型在不同时间的数据包错误率；(5)V2X无线电装置146A的不同无线电类型在不同时间的信道繁忙率；(6)从智能电话(例如，诸如由自我车辆123的用户携带的那些智能电话)和其他非车辆端点观察到的无线通信量；以及(7)从车辆端点观察到的无线通信量(例如由网络通信量嗅探器或传感器集合184中的某种其他传感器观察到的无线通信量)。
GPS数据192是描述自我车辆123的地理位置的数字数据。在一些实施例中，GPS数据192以车道级别准确度描述自我车辆123的地理位置。
报告数据193是描述以下各项中的一项或多项的数字数据：(1)连接车辆的唯一标识符(例如VIN号)；(2)自我车辆123的地理位置；(3)在不同时间在地理位置处检测到的车辆数量(例如，经由DSRC、BSM探测器、摄像头图像、雷达、LIDAR、网络通信量嗅探器等检测到的车辆数量)；(4)对于V2X无线电装置146A的每种V2X无线电类型(例如DSRC、LTE、WiFi、毫米波等)、在不同时间观察到的平均传输速率(例如，由网络通信量嗅探器或传感器集合184中的某种其他传感器观察到的平均传输速率)；(5)V2X无线电装置146A的每种无线电类型在不同时间的平均整体信道负载；(6)V2X无线电装置146A的每种无线电类型在不同时间的数据包错误率；(7)V2X无线电装置146A的不同无线电类型在不同时间的信道繁忙率；(8)从智能电话(例如，诸如由自我车辆123的用户携带的那些智能电话)和其他非车辆端点观察到的无线通信量；(9)从车辆端点观察到的无线通信量(例如由网络通信量嗅探器或传感器集合184中的某种其他传感器观察到的无线通信量)；以及(10)由自我车辆123正在使用的无线电配置(例如V2X无线电信道)。
V2X无线电装置146A是包括各种类型的V2X无线电信道的多信道V2X无线电，因此，可以发送和接收各种类型的V2X通信。例如，图1B描绘了可被用来发送和接收V2X通信的V2X无线电装置146A的多个V2X无线电信道。配置选择器198至少部分地基于最近经由网络105从网络优化器199接收到的配置数据194来确定将这些V2X无线电信道中的哪个用于发送和接收V2X通信。配置数据194包括描述候选无线电配置集合的数字数据，该候选无线电配置集合用于基于由网络优化器199提供的分析来配置V2X无线电装置146A。
例如，配置数据194描述：(1)可被V2X无线电装置146A用来发送和接收V2X通信的多个候选无线电信道；以及(2)对于每个特定候选无线电信道，由网络优化器199基于对报告数据193的一个或多个实例进行分析而确定的配置网络概率。配置选择器198包括代码和例程，当由车载单元126执行时，这些代码和例程可操作以使车载单元126从存储器127中检索配置数据194，并至少部分地基于多个候选无线电信道中的每个的配置网络概率，选择这些候选无线电信道中的一个用于发送和接收V2X消息。
在一些实施例中，配置网络概率是这样的数字或值，该数字或值描述特定无线电类型(即，V2X无线电装置146A的特定V2X信道)是配置选择器198应该基于其地理位置选择的网络类型的可能性。由配置数据194描述的每个配置网络概率在逻辑上与配置数据194的组织中的单个候选无线电信道相关联(或分配给该单个候选无线电信道)。因此，配置数据194描述：(1)多个候选无线电信道；以及(2)多个配置网络概率值，每个候选无线电信道有一个配置网络概率值。
在一些实施例中，配置选择器198相对于现有解决方案的示例性优点和改进是，配置选择器198的代码和例程可操作，以使得配置选择器198不是总是选择具有指示最高可能性的配置网络概率值的候选无线电信道，因为这样做将导致该候选无线电信道的信道拥塞，即，信道拥塞将由该特定地理分区中的所有自我车辆123在相同时间段内选择相同的候选无线电信道而导致。
包括在配置数据194的实例中的多个候选无线电信道可以被描述为“候选无线配置集合”。配置选择器198在一段时间内选择一个候选无线电信道作为V2X无线电装置146A的配置，并且在这样做时，至少部分基于配置数据194来配置V2X无线电装置146A。因此，由配置数据194描述的多个候选无线电信道是用于自我车辆123的V2X无线电装置146A的候选无线电配置集合。
在一些实施例中，由配置数据194描述的多个候选无线电信道中包括的每个候选无线电信道都是V2X信道，而不是非V2X信道。
在一些实施例中，地理分区包括可由网络优化器199控制的多辆车辆(例如，自我车辆123和远程车辆124)，并且该地理分区内的每辆车辆都接收相同的配置数据194。然而，每个车辆端点的配置选择器198都被配置成使得相同地理分区内的不同配置选择器198可以选择不同的候选无线电信道作为它们车辆的V2X无线电装置的配置。
在一些实施例中，当为由跨越一个或多个地理分区的各种车辆(例如，自我车辆123和远程车辆124)的配置数据194的不同实例所描述的每个候选无线电配置集合分配配置网络概率值时，网络优化器199相对于彼此共同地优化每个地理分区的每个候选无线电配置集合，使得每个地理分区中每个可用无线电类型(例如，V2X信道类型)的剩余信道负载被最大化(或基本上被最大化)。
在一些实施例中，配置选择器198包括软件，当由处理器125执行时，该软件可操作以使处理器125执行图3和图4中描述的方法300、400中的一个或多个步骤。
在一些实施例中，配置选择器198使用包括现场可编程门阵列(“FPGA”)或专用集成电路(“ASIC”)的硬件来实现。在一些其他实施例中，配置选择器198使用硬件和软件的组合来实现。
远程车辆124包括类似于自我车辆123的元件，因此，这里将不再重复那些描述。例如，远程车辆124包括以下元件中的一个或多个：配置选择器198；以及包括V2X无线电装置146B的通信单元145B。远程车辆124的配置选择器198提供与自我车辆123的配置选择器198相同的功能，因此这里将不再进行重复描述。远程车辆124的通信单元145B和V2X无线电装置146B提供与自我车辆123的通信单元145A和V2X无线电装置146A相同的功能，因此，这里将不再重复那些描述。
尽管在图1A中未示出，但是在一些实施例中，远程车辆124包括自我车辆123的一个或多个元件。例如，远程车辆124包括以下各项中的一个或多个：传感器集合184；车载单元126；处理器125；存储器127；ADAS系统集合180；符合DSRC的GPS单元150；以及电子显示器140。
远程车辆124的配置选择器198向远程车辆124提供与自我车辆123的配置选择器198向自我车辆123提供的功能相同的功能。例如，远程车辆124的配置选择器198产生报告数据193，经由网络105将报告数据193提供给网络优化器199，并且当选择如何配置通信单元145B的V2X无线电装置146B(即，将V2X无线电装置146B的哪个V2X信道用于发送和接收V2X消息)时，使用经由网络105从网络优化器199接收到的配置数据194。
通过V2X连接的设备122包括智能电话、平板计算机、个人计算机、路边单元或包括诸如通信单元145A之类的通信单元的某种其他基于处理器的计算设备。在一些实施例中，通过V2X连接的设备122是配备有DSRC的设备。通过V2X连接的设备122可操作以例如接收V2X消息并将这些消息中继到其它连接设备，例如自我车辆123、远程车辆124和服务器107。以此方式，通过V2X连接的设备122可以将V2X消息中继到将以其他方式在发送V2X消息的端点的传输范围之外的端点。
服务器107是基于处理器的计算设备。例如，计算设备可以包括独立硬件服务器。在一些实现方式中，服务器107通信地耦合到网络105。服务器107包括网络通信能力。服务器107可操作以经由网络105发送和接收无线消息。
如图所示，服务器107包括以下元件：包括V2X无线电装置146C的通信单元145C；网络信息数据库130；以及网络优化器199。
服务器107的通信单元145C和V2X无线电装置146C提供与自我车辆123的通信单元145A和V2X无线电装置146A相同或相似的功能，因此，这里将不再重复那些描述。
现在参考根据一些实施例的配置选择器198的一些功能来描述根据一些实施例的网络信息数据库130和网络优化器199的一些功能。
在一些实施例中，配置选择器198包括代码和例程，当由车载单元126执行时，这些代码和例程使自我车辆123的传感器集合184产生传感器数据191和GPS数据192，配置选择器198使用传感器数据191和GPS数据192来构建报告数据193。配置选择器198包括代码和例程，当由车载单元126执行时，这些代码和例程使通信单元145A经由网络105向网络优化器199发送包括报告数据193的无线消息。这些无线消息可以以某种定期间隔发送，该定期间隔是基于由自我车辆123行驶的时间或距离来确定的。
在一些实施例中，通信单元145C从许多不同的连接车辆(例如，自我车辆123和远程车辆124，这些车辆具有它们自己的配置选择器实例)接收报告数据193的一个或多个实例。通信单元145C将该报告数据193发送到网络优化器199。网络优化器199包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器使用报告数据193，以基于由通信单元145C接收到的报告数据193的一个或多个实例来构建网络信息数据库130。
网络信息数据库130是存储数字数据的数据结构，该数字数据描述了不同地理分区的以下统计信息：(1)不同时间的预期车辆数量；(2)每种V2X无线电类型(例如，DSRC、LTE、WiFi、毫米波等)在不同时间的平均传输速率；(3)每种无线电类型在不同时间的平均整体信道负载；以及(4)其它网络数据，例如数据包错误率、信道繁忙率、通信量源等。在一些实施例中，预期车辆数量限于地理分区中的连接车辆，并且不包括未连接车辆、即没有通信单元的车辆。在一些实施例中，预期车辆数量不限于具有配置选择器198的车辆，因为例如，关于这些车辆对网络105的使用的信息可以通过那些确实包括配置选择器198并向网络优化器199提供报告数据193的车辆的网络通信量嗅探器来获得。在一些实施例中，其他网络数据也可以被包括在由各种车辆的配置选择器198产生的报告数据193中。在一些实施例中，网络信息数据库130中包括的统计信息由网络优化器199的统计分析器131来确定。
在一些实施例中，地理区域(例如，加利福尼亚州)被划分为多个地理分区(例如，逐县、具有类似于网格系统的相同区域的块、或者用于形成地理分区的一些其他基础)。基于地理分区对网络信息数据库130进行索引，使得存储在网络信息数据库130中的数据可按地理分区为基础来检索。在一些实施例中，每当网络优化器199接收到报告数据193的新实例时，网络优化器199包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器：解析出报告数据193中包括的地理位置(例如，GPS坐标)；确定哪个地理区域包括该地理位置；并且将报告数据193中包括的信息与该特定地理区域相关联。
在一些实施例中，网络优化器199包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器：分析由网络优化器199接收到的报告数据193的一个或多个实例，并且对于每个地理分区确定以下信息：(1)由非车辆无线设备产生的通信量(即“外部信道负载”)；以及(2)由可控制车辆产生的网络通信量(即“资源需求”)。
在一些实施例中，非车辆无线设备是智能电话或不是车辆的某种其他基于处理器的通信设备。因此，在一些实施例中，外部信道负载指的是这些非车辆无线设备对网络105的使用。
在一些实施例中，如果车辆包括配置选择器198，则该车辆是“可控制车辆”。例如，自我车辆123和远程车辆124是可控制车辆，但是不包括配置选择器198的车辆不是可控制车辆。因此，在一些实施例中，资源需求指的是诸如自我车辆123和远程车辆124之类的可控制车辆对网络105的使用。
在一些实施例中，网络优化器199包括代码和例程，当由服务器的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器：分析每个地理分区的网络信息数据库130中包括的外部信道负载、资源需求和其他数据，以产生每个地理分区的候选无线电配置集合。候选无线电配置集合描述了连接车辆应该基于其地理分区使用的两种或多种网络类型。每个地理分区都有其自己的无线电配置集合。配置数据194是描述特定地理区域的无线电配置集合的数字数据。
在一些实施例中，网络优化器199包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使通信单元145C基于包括在由特定车辆端点中的每个提供的报告数据193中的地理位置，向对应于这些特定车辆端点中的每个所在的地理分区的不同特定车辆端点发送配置数据194。如本文中所使用的，短语“车辆端点”指的是网络105的端点，其是车辆(例如自我车辆123和远程车辆124)，并且包括配置选择器198。
在一些实施例中，网络优化器199包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器基于它接收的不同车辆端点的报告数据193来跟踪不同车辆端点的地理位置。对于报告数据193的每个实例，网络优化器199使用报告数据193中包括的VIN号来检索该特定车辆端点提供给网络优化器199的报告数据193的上个实例中包括的地理信息。通过将当前地理信息与先前地理信息进行比较，网络优化器199能够确定该特定车辆端点是否已经进入了新的地理分区。如果特定车辆端点已经进入了新的地理分区(相对于它所进入的上个新的地理分区)，那么网络优化器199发送对应于它们的新地理分区的配置数据194的实例。
在一些实施例中，诸如自我车辆123之类的特定车辆端点的配置选择器198接收描述候选无线电配置集合的配置数据194。配置选择器198包括代码和例程，当由车载单元126执行时，这些代码和例程可操作以使车载单元126使用候选无线电配置集合来选择将哪些无线电类型用于不同车辆功能。本文中描述的实施例的示例性优点和改进是，配置选择器198被配置为使得它不是总是从候选无线电配置集合中选择具有最高配置选择概率的候选无线电配置。
在一些实施例中，网络优化器199包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器执行以下步骤中的一个或多个：将地理区域划分为多个地理分区，从而为地理区域指定多个地理分区；从多个车辆端点接收报告数据193的多个实例；对于报告数据193的每个实例，基于它包含的GPS数据192来识别它与哪个地理分区相关联；构建网络信息数据库130，使得报告数据193的每个实例都与在前一步骤中识别的地理分区相关联；对于每个地理分区，分析网络信息数据库130以确定(1)该地理分区的外部信道负载(即，由非车辆无线设备产生的通信量)；以及(2)该地理分区的资源需求(即，由可控制车辆产生的网络通信量)；将描述外部信道负载和资源需求的数字数据存储在网络信息数据库130中，使得已经接收到其报告数据193的每个地理分区也与其数字数据相关联，该数字数据描述由网络优化器199基于该报告数据193确定的外部信道负载和资源需求；对于每个地理分区，分析该地理分区的外部信道负载、每个地理分区的资源需求和该地理分区的报告数据193，以确定该地理分区的候选无线电配置集合(由该特定地理分区的配置数据194描述)；对于每个候选无线电配置集合中包括的每种无线电类型，向该无线电类型分配配置选择概率；对于由网络优化器199接收到的报告数据193的每个实例，相对于从发送报告数据193的车辆端点接收到的报告数据193的上个实例，确定该特定车辆端点是否已经进入了新的地理分区，并且如果车辆端点已经进入了新的地理分区，则向该车辆端点提供配置数据194的实例，该配置数据194的实例对应于由车辆端点提供给网络优化器199的报告数据193中包括的GPS数据192所指示的车辆端点的地理位置。
车辆端点的配置选择器198包括代码和例程，当由车载单元126执行时，这些代码和例程可操作以基于从网络优化器199接收到的配置数据194所描述的候选无线电配置集合来选择无线电。在一些实施例中，配置选择器198被配置为周期性地选择不具有最高配置网络概率的网络类型，否则因为如果该地理分区中的每辆车辆端点总是选择具有最高概率的网络类型，则会发生信道拥塞。根据一些实施例，全局地在所有车辆端点上，配置选择器198使用不同的时钟进行操作，使得当他们位于相同的地理分区中时，配置选择器198不是都选择相同的无线电类型。
网络优化器199包括以下元件中的一种或多种：统计分析器131、外部负载估计器132；以及无线电配置优化器133。
统计分析器131包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器分析报告数据193的一个或多个实例，以确定它们描述了哪些地理分区(例如，基于它们包括的GPS数据192)，并确定由报告数据193指示的每个不同地理分区的以下类型的统计信息中的一种或多种：(1)不同时间的预期车辆数量；(2)每种V2X无线电类型(例如，DSRC、LTE、WiFi、毫米波等)在不同时间的平均传输速率；(3)每种无线电类型在不同时间的平均整体信道负载；以及(4)其它网络数据，例如数据包错误率、信道繁忙率、通信量源等。
在一些实施例中，预期车辆数量限于地理分区中的连接车辆，并且不包括未连接车辆、即没有通信单元的车辆。在一些实施例中，预期车辆数量不限于具有配置选择器198的车辆，因为例如关于这些车辆对网络105的使用的信息可以通过那些确实包括配置选择器198并向网络优化器199提供报告数据193的车辆的网络通信量嗅探器来获得。在一些实施例中，其他网络数据也可以被包括在由各种车辆的配置选择器198产生的报告数据193中。
在一些实施例中，描述由统计分析器131输出的统计信息的数字数据存储在每个地理分区的网络信息数据库130中。
下面参考图7更详细地描述统计分析器131的功能。
外部负载估计器132包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器接收描述由统计分析器131输出的统计信息的数字数据，并基于该统计信息产生描述由报告数据193指示的(例如，基于它们包括的GPS数据192)每个地理分区中的每种V2X无线电类型的外部信道负载估计值的数字数据。
在一些实施例中，外部负载估计器132包括描述图6中示出的分析600的代码和例程。分析600包括变量集合。由统计分析器131输出的统计信息被配置为提供外部负载估计器132的分析600的各变量的值。在一些实施例中，外部负载估计器132包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器：从统计分析器131接收描述地理分区集合(即，由报告数据193指示的那些地理分区)的统计信息的数字数据；基于统计信息来填充分析600的各变量；并执行分析600。该分析600的输出是描述该地理分区集合(即，由报告数据193指示的那些地理分区)中的每种V2X无线电类型的外部信道负载的一个或多个估计值的数字数据。
在一些实施例中，描述每个地理分区中的每种V2X无线电类型的外部信道负载的数字数据存储在网络信息数据库130中。
下面参考图8更详细地描述外部负载估计器132的功能。
接收网络优化器199的服务的每辆连接车辆都包括V2X通信选项集合，即各种类型(例如DSRC、毫米波、LTE等)的V2X信道集合，或者各种类型的各种V2X无线电集合。对于每个地理分区，网络优化器199产生配置数据194的实例。配置数据194的每个实例都包括描述V2X通信选项和这些V2X通信选项中的每个的配置选择概率值的数字数据。无线电配置优化器133包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器分析由统计分析器131产生的统计信息和由外部负载估计器132产生的外部负载估计值中的一个或多个，并基于这些输入产生描述这些V2X通信选项中的每个的配置选择概率的数字数据。以此方式，无线电配置优化器133输出数字数据，该数字数据描述并且分配配置数据194中包括的每个无线电配置选项的配置选择概率。
在一些实施例中，无线电配置优化器133包括描述图9和图10中示出的分析901的代码和例程。分析901包括变量集合。在一些实施例中，由统计分析器131输出的统计信息被配置为提供无线电配置优化器133的分析901的各变量的值。在一些实施例中，无线电配置优化器133包括代码和例程，当由服务器107的处理器执行时，这些代码和例程可操作以使处理器：从统计分析器131接收描述地理分区集合(即，由报告数据193指示的那些地理分区)的统计信息的数字数据；基于统计信息来填充分析901的各变量；并执行分析901。该分析901的输出是描述由配置数据194描述的每个V2X通信选项的配置选择概率值的数字数据。在一些实施例中，分析901可操作以最大化由用来产生由统计分析器131输出的统计信息的报告数据193所指示的所有地理分区中的每种无线电类型所经历的剩余信道负载。
在一些实施例中，描述每个地理分区中的每种V2X无线电类型的配置选择概率值的数字数据存储在网络信息数据库130中。
下面参考图9和图10更详细地描述无线电配置优化器133的功能。
现在参考图1B，所描述的是示出根据一些实施例的网络优化器199的操作环境101的框图。
操作环境101包括以下元件：网络优化器199；以及车载单元126。操作环境101的这些元件通过网络105彼此通信地耦合。尽管在图1B中未示出，但是在一些实施例中，网络优化器199是服务器107的元件，而车载单元126是自我车辆123或远程车辆124的元件。
以上针对图1A描述了网络105，因此，这里将不再重复描述。
网络优化器199包括以下元件：网络信息数据库130；统计分析器131；外部负载估计器132；以及无线电配置优化器133。这些元件经由总线121彼此通信地耦合。上面参考图1A描述了以下元件，因此，这里不再对其进行重复描述：网络信息数据库130；统计分析器131；外部负载估计器132；以及无线电配置优化器133。
车载单元126包括以下元件：传感器集合184；配置选择器198；V2X无线电装置146；车辆应用161；以及无线电切换器160。以上参考图1A描述了以下元件，因此，这里不再对其进行重复描述：传感器集合184；配置选择器198；以及V2X无线电装置146。V2X无线电装置146是自我车辆123的V2X无线电装置146A或远程车辆124的V2X无线电装置146B。
车辆应用161是车辆端点(例如，自我车辆123或远程车辆124)的任何组件，该组件的功能需要它经由网络105发送或接收数字数据的数据包。例如，车辆应用161是以下各项中的一个或多个：信息娱乐系统；导航系统；ADAS系统集合180中的ADAS系统；或自我车辆123或远程车辆124的某种其他元件，所述其他元件请求或导致无线消息经由网络105被发送或接收。
无线电切换器160是通信单元145的元件，其使得通信单元145在各种V2X无线电信道之间切换，例如以下各项中的一种或多种：蜂窝信道147；WiFi信道148；DSRC信道149；以及“其它信道151”，其它信道151包括任何其它类型的V2X信道，诸如例如毫米波通信信道、LTE-V2X通信信道、5G-V2X通信信道、ITS-G5通信信道、ITS-连接通信信道和任何其它类型的V2X通信信道。
在一些实施例中，配置选择器198使得GPS数据192、统计数据152和信道测量数据153经由网络105被发送到网络优化器199。GPS数据192、统计数据152和信道测量数据153是报告数据193的元素。
上面参考图1A描述了GPS数据192，因此这里将不再重复描述。
统计数据152是描述由无线电切换器160测量的V2X无线电装置146的各种V2X网络类型的信道负载的统计值的数字数据。例如，统计数据152描述了每种无线电类型在不同时间的平均整体信道负载。
信道测量数据153是描述由V2X无线电装置146测量的V2X无线电装置146的各种V2X网络类型的信道测量值的数字数据。例如，信道测量数据153描述：在不同时间在地理位置处检测到的车辆数量(例如，基于已经接收到的BSM及其唯一的车辆标识符，其可用来对BSM的传输范围内的车辆数量进行计数)；在不同时间针对每种无线电类型(例如，DSRC、LTE、Wi-Fi、毫米波等)观察到的平均传输速率；每种无线电类型在不同时间的数据包错误率；不同无线电类型在不同时间的信道繁忙率；从智能电话和其他非车载端点观察到的无线通信量；以及从车辆端点观察到的无线通信量。
在一些实施例中，配置选择器198经由网络105从网络优化器199接收描述候选无线电配置集合的配置数据194。配置选择器198选择无线电配置集合中的一个无线电配置，并使无线电切换器160基于该选择来修改以使用哪个V2X无线电信道。如该示例中所示的，配置选择器198已经基于配置数据194选择了蜂窝信道147。配置选择器198被配置为周期性地选择不具有最高配置网络概率的网络类型(例如，V2X无线电信道)，否则因为如果地理分区内的每辆车辆总是选择具有最高概率的网络类型，则会发生信道拥塞。
在所描绘的实施例中，无线电切换器160根据由配置选择器198选择的无线电配置，设置每种网络类型的无线电参数(例如，数据速率等)。无线电切换器160还将来自车辆应用161的数据包(即，对网络通信量156的需求)转发到由配置选择器198选择的网络类型。
示例性计算机系统
现在参考图2，所描绘的是示出根据一些实施例的包括网络优化器199的示例性计算机系统200的框图。在一些实施例中，计算机系统200可以包括专用计算机系统，专用计算机系统被编程为执行下面参考图3A、图3B、图4、图5描述的方法300、400、500或下面参考图6、图8、图9和图10描述的分析600、901中的一个或多个中的一个或多个步骤。
在一些实施例中，计算机系统200是服务器107。在一些实施例中，计算机系统200是通过V2X连接的设备122。在一些实施例中，计算机系统200是诸如自我车辆123或远程车辆124之类的车辆的车载计算机。在一些实施例中，计算机系统200是自我车辆123或远程车辆124的车载单元126。在一些实施例中，计算机系统200是自我车辆123或远程车辆124的ECU、机头单元或某种其它基于处理器的计算设备。
根据一些示例，计算机系统200包括以下元件中的一种或多种：网络优化器199；处理器225；通信单元245；以及存储器227。计算机系统200的组件通过总线220通信地耦合。
在所示的实施例中，处理器125经由信号线238通信地耦合到总线220。通信单元245经由信号线226通信地耦合到总线220。存储器127经由信号线242通信地耦合到总线220。
处理器225提供与上面参考图1A描述的处理器125类似的功能，因此，这里将不再重复描述。通信单元245提供与上面参考图1A描述的通信单元245类似的功能，因此，这里将不再重复描述。存储器227提供与上面参考图1A描述的存储器127类似的功能，因此，这里将不再重复描述。
存储器227可以存储上面参考图1A或图1B描述的、或者下面参考图2-图12描述的任何数据。存储器227可以存储计算机系统200提供其功能所需的任何数据。
在一些实施例中，网络优化器199包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以执行图3A、图3B和图5中描述的方法300、500中的一个或多个。在一些实施例中，网络优化器199包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以提供图6、图9和图10中描述的分析600、901中的一个或多个。
在图2中所示的实施例中，网络优化器199包括：通信模块202；统计分析器131；外部负载估计器132；以及无线电配置优化器133。
通信模块202可以是包括例程的软件，所述例程用于处理网络优化器199与图1A的操作环境100或图1B的操作环境101的其他组件之间的通信。
在一些实施例中，通信模块202可以是指令集合，所述指令集合可由处理器225执行，以提供下面描述的用于处理网络优化器199与计算机系统200的其他组件之间的通信的功能。在一些实施例中，通信模块202可以存储在计算机系统200的存储器227中，并且可以由处理器225访问和执行。通信模块202可适于经由信号线222与计算机系统200的处理器225和其他组件进行协作和通信。
通信模块202经由通信单元245来往于图1A的操作环境100或图1B的操作环境101的一个或多个元件发送和接收数据。例如，通信模块202经由通信单元245接收或发送存储在存储器127上的一些或全部数字数据。通信模块202可以经由通信单元245发送或接收以上参考图1A和图1B或以下参考图2-图12描述的任何数字数据或消息。
在一些实施例中，通信模块202从网络优化器199的组件接收数据，并将数据存储在存储器227(或者存储器227的缓冲器或高速缓存，或者图2中未示出的独立缓冲器或高速缓存)中。例如，通信模块202从通信单元245接收配置数据194，并将配置数据194存储在存储器227中。
在一些实施例中，通信模块202包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以使处理器225执行下面参考图3A和图3B描述的方法300的步骤303。在另一个示例中，通信模块202包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以使处理器225执行下面参考图5描述的方法500的步骤501。
在一些实施例中，通信模块202可以处理网络优化器199的组件之间的通信。
统计分析器131可以是包括例程的软件，所述例程用于执行下面参考图3A和图3B描述的方法300或下面参考图5描述的方法500中的一个或多个步骤。例如，统计分析器131包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以使处理器225执行方法300的以下步骤中的一个或多个：步骤305；以及步骤307。在另一个示例中，统计分析器131包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以使处理器225执行方法500的步骤502。
上面参考图1A描述了统计分析器131的一些功能，因此，这里将不再重复描述。
在一些实施例中，统计分析器131可以存储在计算机系统200的存储器227中，并且可以由处理器225访问和执行。统计分析器131可以适于经由信号线224与计算机系统200的处理器225和其他组件进行协作和通信。
外部负载估计器132可以是包括例程的软件，所述例程用于执行下面参考图3A和图3B描述的方法300或下面参考图5描述的方法500中的一个或多个步骤。例如，外部负载估计器132包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以使处理器225执行方法300的以下步骤中的一个或多个：步骤308；以及步骤309。在另一个示例中，外部负载估计器132包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以使处理器225执行方法500的步骤504。
在一些实施例中，外部负载估计器132包括代码和例程，所述代码和例程可操作以提供下面参考图6和图8描述的分析600。
外部负载估计器132的一些功能在上文中参考图1A进行了描述，因此，这里将不再重复描述。
在一些实施例中，外部负载估计器132可以存储在计算机系统200的存储器227中，并且可以由处理器225访问和执行。外部负载估计器132可适于经由信号线243与计算机系统200的处理器225和其他组件进行协作和通信。
无线电配置优化器133可以是包括例程的软件，所述例程用于执行下面参考图3A和图3B描述的方法300或下面参考图5描述的方法500中的一个或多个步骤。例如，无线电配置优化器133包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以使处理器225执行方法300的以下步骤中的一个或多个：步骤301；步骤310；步骤312；以及步骤314。在另一个示例中，无线电配置优化器133包括代码和例程，当由处理器225执行时，这些代码和例程可操作以使处理器225执行方法500的以下步骤中的一个或多个：步骤507和步骤508。
在一些实施例中，无线电配置优化器133包括代码和例程，所述代码和例程可操作以提供下面参考图9和图10描述的分析901。
以上参考图1A描述了无线电配置优化器133的一些功能，因此，这里将不再重复描述。
在一些实施例中，无线电配置优化器133可以存储在计算机系统200的存储器227中，并且可以由处理器225访问和执行。无线电配置优化器133可适于经由信号线228与计算机系统200的处理器225和其他组件进行协作和通信。
示例性方法
现在参考图3A和图3B，描绘了根据一些实施例的用于配置V2X无线电装置146的信道选择的方法300。方法300的步骤可以以任何顺序执行，而不一定按图3A和图3B中所示的顺序执行。
在步骤301，将地理区域划分为多个地理分区，从而为地理区域指定多个地理分区。
在步骤303，从多个车辆端点接收报告数据193的多个实例。
在步骤305，对于报告数据193的每个实例，识别与报告数据193相关联的地理分区。
在步骤307，构建网络信息数据库130，使得报告数据193的每个实例与在步骤305中识别的地理分区相关联。
在步骤308，对于每个地理分区，分析网络信息数据库130以确定(1)该地理分区的外部信道负载(即，由非车辆无线设备产生的通信量)；以及(2)该地理分区的资源需求(即，由可控制车辆产生的网络通信量)。
在步骤309，将描述外部信道负载和资源需求的数字数据存储在网络信息数据库130中，使得已经接收到其报告数据193的每个地理分区也与描述由网络优化器199基于该报告数据193确定的外部信道负载和资源需求的数字数据相关联。
在步骤310，分析以下各项以确定每个地理分区的候选无线电配置集合(由特定地理分区的配置数据194描述)：该地理分区的外部信道负载；该地理分区的资源需求；以及该地理分区的报告数据193。
在步骤312，对于每个候选无线电配置集合中包括的每种无线电类型，分配配置选择概率。
现在参考图3B，在步骤314，对于由网络优化器199接收到的报告数据193的每个实例，相对于从发送报告数据193的车辆端点接收到的报告数据193的上个实例，确定该特定车辆端点是否已经进入了新的地理区域。如果车辆端点已经进入了新的地理区域，则向该车辆端点提供配置数据194的实例(例如，经由网络105)，该配置数据194的实例对应于由车辆端点提供给网络优化器199的报告数据193中包括的GPS数据192所指示的车辆端点的地理位置。
参考图4，描绘了根据一些实施例的用于车辆端点(例如，自我车辆123或远程车辆124)的配置选择器198的操作方法400。
在步骤402，确定包括配置选择器198的车辆端点是否已经进入了新的地理区域。如果在步骤402确定是肯定的，则方法400进行到步骤408。如果在步骤402确定为否定的，则方法400进行到步骤404。
在步骤404，确定自配置选择器上次修改车辆端点的无线电切换器160的设置以来是否已经满足了时间阈值。时间阈值可以由存储在车辆端点的存储器(例如，存储器127)中的数字数据来定义。如果在步骤404确定是肯定的，则方法400进行到步骤408。如果在步骤402确定为否定的，则方法400进行到步骤406。
在步骤406，确定是否已经从网络优化器199接收到配置数据194的新实例。如果在步骤406确定为否定的，则方法400进行到步骤402。如果在步骤406确定是肯定的，则方法400进行到步骤408。
在步骤408，从由最近接收到的配置数据194的实例所描述的那些配置中选择V2X无线电装置146的候选配置之一。
在一些实施例中，步骤408被配置为使得具有最高配置选择概率的V2X无线电信道不是总是被选择。例如，车辆端点的时钟可以向配置选择器198提供输入，并且配置选择器198可以包括代码和例程，当由处理器125执行时，这些代码和例程可操作以使得处理器125当在步骤408选择具有第二最高配置选择概率的V2X无线电信道时选择实例。各种车辆端点包括不同的时钟或具有不同时间设置的时钟，使得每个车辆端点不会同时选择具有第二最高配置选择概率的V2X无线电信道。
在步骤410，基于在步骤408选择的V2X无线电信道来更新无线切换器160的设置。
现在参考图5，示出了根据一些实施例的服务器107的网络优化器199的操作方法500的框图。
在步骤501，获取描述车辆位置(例如，GPS数据192)、信道负载测量(例如，信道测量数据153)、所产生的网络通信量(例如，统计数据152)以及一个或多个车辆端点正在使用的无线电配置(例如，也是统计数据152)的数字数据。例如，报告数据193由一个或多个车辆端点的一个或多个配置选择器198产生；然后，该报告数据193被发送到服务器107的网络优化器199并被网络优化器199获取。
在步骤502，分析数字数据(例如，报告数据193)以确定以下各项中的一项或多项：车辆的位置或地理位置；不同地理分区的车辆密度；由可控制车辆(例如，其中安装有配置选择器198的那些车辆端点)产生的网络流量；以及可控制车辆的当前网络配置。
在步骤504，估计每个地理分区的外部信道负载。
在步骤507，确定候选配置集合。配置选择概率也相对于彼此被确定和优化，以最大化在所有地理分区中经历的剩余信道负载。然后，将配置选择概率分配给候选配置集合中包括的每个V2X信道选项。以此方式，产生每个地理分区的配置数据194。
在步骤508，基于车辆端点的地理位置，经由网络105将配置数据194发送到这些车辆端点。例如，每个地理分区都具有其自己的配置数据194的实例，并且每个车辆端点都接收该地理分区的配置数据194，该配置数据194包括由其最近报告的报告数据193的实例描述的GPS坐标。
现在参考图6-图10，描述了由本文中描述的实施例提供的分析。图6-图10中的每个都彼此相关，并且假设从无线电配置集合(例如由配置数据194描述的那些配置)中选择的特定配置描述了应该用来经由网络105发送数据包的单个类型的无线电，并且假设车辆端点(每个车辆端点都是连接车辆)包括n种类型的公共网络接口，则网络优化器199需要优化n个概率p1，...，pn，其中∑1≤i≤npi＝1。
现在参考图6，示出了根据一些实施例的由网络优化器199的外部负载估计器132提供的示例性分析600的框图。
现在参考图7，示出了描述根据一些实施例的由统计分析器131产生的统计信息的示例的框图700。
在一些实施例中，统计分析器131分析报告数据193以确定图7中所示的各变量的值。然后，这些变量被输入到外部负载估计器132。
现在参考图8，示出了描述图6的分析600以及如何在该分析600中输入由统计分析器131产生的统计信息的框图800。根据一些实施例，图8还进一步定义了分析600本身。
现在参考图9，示出了描述根据一些实施例的无线电配置优化器133的功能和由无线电配置优化器133提供的分析901的框图900。
参考图10，示出了描述根据一些实施例的分析901的应用的框图1000。
在一些实施例中，分析901由无线电配置优化器133来执行，以实现如下目标：最大化所有地理分区中包括的每种无线电类型所经历的剩余信道负载。
现在参考图11，示出了描述根据一些实施例的BSM数据197的示例的框图。
用于发送BSM的定期间隔可以是用户可配置的。在一些实施例中，该间隔的默认设置可以是每0.10秒或基本上每0.10秒发送BSM。
BSM在5.9GHz DSRC频带上广播。DSRC范围基本上可以是1000米。在一些实施例中，DSRC范围可包括大致100米至大致1000米的范围。DSRC范围通常为300米至500米，这取决于诸如地形和配备有DSRC的端点之间的遮挡之类的变量。在一些实施例中，图1A中所示的车辆123、124和图1A中所示的通过V2X连接的设备122中的一个或多个是配备有DSRC的端点。
现在参考图12，示出了描述根据一些实施例的BSM数据197的示例的框图。
BSM可以包括两个部分。这两个部分可以包括不同的BSM数据197，如图12中所示。
BSM数据197的第1部分可以描述以下各项中的一项或多项：车辆的GPS数据192；车辆行驶方向；车辆速度；车辆加速度；车辆方向盘角度；以及车辆尺寸。
BSM数据197的第2部分可以包括从可选元素列表中抽取的可变数据元素集合。BSM的第2部分中包括的BSM数据197中的一些是基于事件触发来选择的，例如，防抱死制动系统(“ABS”)被激活可能会触发与车辆ABS系统相关的BSM数据197。
在一些实施例中，为了节省带宽，第2部分中的一些元素不太频繁地发送。
在一些实施例中，BSM中包括的BSM数据197包括车辆的当前快照。
在以上描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对说明书的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说，明显的是，本公开可以在没有这些具体细节的情况下实施。在某些情况下，结构和设备以框图形式显示，以避免使描述模糊。例如，以上可以主要参考用户界面和特定硬件来描述本发明的实施例。然而，本发明的实施例可以应用于能够接收数据和命令的任何类型的计算机系统、以及提供服务的任何外围设备。
说明书中对“一些实施例”或“一些实例”的引用意味着结合实施例或实例描述的特定特征、结构或特性可以被包括在说明书的至少一个实施例中。短语“在一些实施例中”在说明书中的不同地方的出现不一定都指相同的实施例。
以下详细描述的一些部分是作为对计算机存储器中数据比特的操作的算法和符号表示来呈现的。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用来最有效地将他们工作的实质传达给本领域的其他技术人员的手段。这里，算法通常被认为是导致期望结果的一系列自洽步骤。这些步骤需要对物理量的物理操作。通常，尽管不是必须的，这些量采取能够被存储、传输、组合、比较和以其他方式操纵的电信号或磁信号的形式。已经证明，主要是因为常用，有时将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、术语、数字等是方便的。
然而，应当记住，所有这些和类似的术语都将与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标签。除非特别声明，否则从下面的讨论中明显的是，应当理解，在整个描述中，使用包括“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”等术语的讨论指的是计算机系统或类似电子计算设备的动作和处理，该计算机系统或类似电子计算设备将被表示为计算机系统的寄存器和存储器中的物理(电子)量的数据操纵和转换成被类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其他这样的信息存储、传输或显示设备中的物理量的其他数据。
本说明书的当前实施例还可以涉及用于执行本文中的操作的设备。该设备可以为所需目的而专门构造，或者它可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性激活或重新配置的通用计算机。这样的计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、光盘、CD-ROM和磁盘)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、包括具有非易失性存储器的USB钥匙的闪存，或者适合存储电子指令的任何类型的介质，各自都耦合到计算机系统总线。
该说明书可以采取一些完全硬件实施例、一些完全软件实施例或一些包含硬件和软件元素的实施例的形式。在一些优选实施例中，该说明书以软件来实现，所述软件包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。
此外，该描述可以采取可从计算机可用介质或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，该计算机可用介质或计算机可读介质提供由计算机或任何指令执行系统使用或与计算机或任何指令执行系统结合使用的程序代码。出于本描述的目的，计算机可用介质或计算机可读介质可以是能够包含、存储、传递、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的任何装置。
适于存储或执行程序代码的数据处理系统将包括至少一个处理器，该处理器通过系统总线直接或间接耦合到存储器元件。存储器元件可以包括在程序代码的实际执行期间使用的本地存储器、大容量存储器和高速缓冲存储器，高速缓冲存储器提供至少一些程序代码的临时存储，以便减少在执行期间必须从大容量存储器检索代码的次数。
输入/输出或I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指点设备等)可以直接或通过中间I/O控制器耦合到系统。
网络适配器也可以耦合到系统，以使数据处理系统能够通过中间的专用或公共网络耦合到其他数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡只是目前可用的几种网络适配器。
最后，本文中呈现的算法和显示并不固有地与任何特定的计算机或其他设备相关。根据本文中的教导，各种通用系统可以与程序一起使用，或者可以证明构造更专门的装置来执行所需的方法步骤是方便的。各种这些系统所需的结构将从下面的描述中显现出来。此外，本说明书没有参考任何特定的编程语言来描述。应当理解，各种编程语言都可以用来实现本文中描述的说明书的教导。
出于说明和描述的目的，已经给出了本说明书实施例的上述描述。并不是旨在穷举或将说明书限制在所公开的精确形式。根据上述教导，许多修改和变型是可能的。意图在于，本公开的范围不受该详细描述的限制，而是受本申请的权利要求的限制。如本领域技术人员将理解的，在不偏离本发明的精神或基本特征的情况下，本说明书可以以其他特定形式来实施。同样，模块、例程、特征、属性、方法和其他方面的特定命名和划分不是强制性的或重要的，并且实现本说明书或其特征的机制可以具有不同的名称、划分或格式。此外，对于相关领域的普通技术人员来说明显的是，本公开的模块、例程、特征、属性、方法和其他方面可以作为软件、硬件、固件或这三者的任意组合来实现。此外，在本说明书的组件(模块是其示例)被作为软件来实现的任何地方，该组件都可以被作为独立程序、更大程序的一部分、多个独立程序、静态或动态链接库、内核可加载模块、设备驱动程序来实现，或者以计算机编程领域的普通技术人员现在或将来已知的任何其他方式来实现。此外，本公开绝不限于任何特定编程语言的实施例，或者任何特定操作系统或环境的实施例。因此，本公开旨在说明而非限制本说明书的范围，本说明书的范围在下面的权利要求中阐述。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
由连接车辆接收配置数据和配置选择概率值，所述配置数据描述所述连接车辆的车辆对任何事物V2X无线电装置的候选V2X信道集合，所述配置选择概率值描述所述集合中的特定候选V2X信道将被选择的可能性；
从所述集合中选择不具有最高被选择可能性的V2X信道；以及
配置所述连接车辆的V2X无线电装置，以使用所选择的V2X信道发送数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，配置选择概率可操作以最大化由V2X无线电装置所支持的所有V2X信道在多个地理区域中经历的剩余信道负载。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，配置选择概率是部分地基于由包括所述连接车辆的地理区域内的非车辆无线设备产生的通信量来确定的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，配置选择概率是部分地基于由包括所述连接车辆的地理区域内的可控制车辆产生的网络通信量来确定的。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述连接车辆是可控制车辆，因为所述连接车辆包括车载单元，所述车载单元具有配置选择器，所述配置选择器在由所述车载单元执行时可操作以执行所述方法。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接车辆是自动化车辆。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接车辆是在没有人为干预的情况下自行操作的高度自动化的车辆。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所选择的V2X信道选自包括以下各项之一的组：无线保真(WiFi)信道；3G信道；4G信道；长期演进(LTE)信道；毫米波通信信道；专用短程通信(DSRC)信道；和LTE-V2X信道。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所选择的V2X信道选自不包括以下各项之一的组：WiFi信道；3G信道；4G信道；LTE信道；毫米波通信信道；DSRC信道；和LTE-V2X信道。
10.一种系统，包括：
处理器，所述处理器通信地耦合到存储计算机代码的非暂态存储器，所述计算机代码在由所述处理器执行时可操作以使所述处理器：
接收配置数据和配置选择概率值，所述配置数据描述连接车辆的车辆对任何事物V2X无线电装置的候选V2X信道集合，所述配置选择概率值描述所述集合中的特定候选V2X信道将被选择的可能性；
从所述集合中选择不具有最高被选择可能性的V2X信道；以及
配置所述连接车辆的V2X无线电装置，以使用所选择的V2X信道发送数据包。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，配置选择概率可操作以最大化由V2X无线电装置所支持的所有V2X信道在多个地理区域中经历的剩余信道负载。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，配置选择概率是部分地基于由包括所述连接车辆的地理区域内的非车辆无线设备产生的通信量来确定的。
13.根据权利要求10所述的系统，其中，配置选择概率是部分地基于由包括所述连接车辆的地理区域内的可控制车辆产生的网络通信量来确定的。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述连接车辆是可控制车辆，因为所述连接车辆包括由所述计算机代码描述的配置选择器。
15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述连接车辆是自动化车辆。
16.根据权利要求10所述的系统，其中，所述连接车辆是在没有人为干预的情况下自行操作的高度自动化的车辆。
17.一种计算机程序产品，包括指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括：
接收配置数据和配置选择概率值，所述配置数据描述连接车辆的车辆对任何事物V2X无线电装置的候选V2X信道集合，所述配置选择概率值描述所述集合中的特定候选V2X信道将被选择的可能性；
从所述集合中选择不具有最高被选择可能性的V2X信道；以及
配置所述连接车辆的V2X无线电装置，以使用所选择的V2X信道发送数据包。
18.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中，配置选择概率可操作以最大化由V2X无线电装置所支持的所有V2X信道在多个地理区域中经历的剩余信道负载。
19.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中，配置选择概率是部分地基于由包括所述连接车辆的地理区域内的非车辆无线设备产生的通信量来确定的。
20.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中，配置选择概率是部分地基于由包括所述连接车辆的地理区域内的可控制车辆产生的网络通信量来确定的。
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