CN113424241B - 一种用于预测信道负载的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于预测信道负载的第一车辆(10)的方法。其中,第一车辆(10)预测具有至少一个通信信道的信道拥塞的临界区域(A1),确定至少一个第二车辆(63)的传播轨迹,并且将至少一个第二车辆的传播轨迹与临界区域(A1)进行比较。基于所述比较,第一车辆(10)然后将包括关于临界区域的信息的消息选择性地传输到至少一个第二车辆(63)。本发明进一步涉及一种被配置成用于执行本发明的方法的车辆(10)、以及一种包括用于执行本发明的方法的指令的计算机程序。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于预测信道负载的方法,特别是用于基于一区域的交通流数据来预测该区域中的至少一个通信信道的信道负载的方法。本发明进一步涉及一种被配置成用于执行这种方法的车辆,特别地涉及一种包括被配置成用于执行这种方法的控制单元的车辆。本发明进一步涉及一种用于使得控制单元能够执行本发明的方法的计算机程序。
背景技术
汽车应用和移动通信特别地由于对自主驾驶不断增加的兴趣而变得越来越陷入纠缠(entangled),自主驾驶与传统驾驶相比需要更大量的数据。这些数据量部分地由车辆本身(即,由其传感器)提供,并且部分地经由空中接口提供。经由空中接口,执行车辆到车辆V2V通信或者车辆到任何事物V2X通信,后者包括与道路侧单元RSU的通信。其中,V2V和V2X通信可以作为点对点(单播)通信或点对多点(多播/广播)通信来执行。
如果V2X通信是经由蜂窝移动网络(诸如例如LTE或5G通信网络)来执行的,则将其称为蜂窝式V2X,即C-V2X。V2V和C-V2X通信可以在PHY层处具有侧链路承载(PC5侧链路)的LTE或5G网络中执行,或者基于根据IEEE 802.11p标准的WLAN通信来执行。
随着越来越多的现代车辆使用V2V和V2X通信,这些通信协议的用户数量正在上升。由于用户数量和日益复杂的应用,所传输数据的量将不断上升。然而,由于有限的带宽和数据速率,数据中的增加可能会伴随着信道质量的恶化,并且从而伴随着通信链路的服务质量QoS的恶化。
然而,特别是关于自主驾驶,无线电链路的QoS可能直接关系到自动化过程的安全性,并且因此直接关系到驾驶员的安全性。示例可以在所谓的“成排(platooning)”中找到,成排是一种协作式驾驶机动,其将允许参与的车辆以最小的间距形成高密度车队,以用于减少个体车辆的能量和燃料消耗。在这种成排中,排领导者(leader)可能需要经由单播消息来通知其他排成员所需的制动操作等。如果在较差的信道质量环境中传输这种消息,则该传输可能易于出错或延迟,从而导致降低的性能以及风险。
从现有技术中已知,移动通信网络的元件(诸如例如,移动通信网络的基站(4G中的eNB))与多个车辆进行通信,以便基于从这些车辆接收到的路线信息来预测通信资源的短缺。如果检测到通信资源的这种短缺,则基站可以通知车辆让它们改变其路线,或者基站可以重新调度数据传输或将数据承载(data bearer)移交给相邻小区。然而,已知的现有技术方法需要大量的信令本身,并且因此它们的执行本身促成了通信资源的短缺。
因此,本发明的目的是克服或减少现有技术的至少一些缺点,并且提供一种用于预测信道负载的方法,该方法允许基于所预测的信道负载来适配自动车辆的驾驶操作,同时避免基于该方法本身所致的通信资源的短缺。
发明内容
根据本公开的一方面,提供了一种用于预测信道负载的方法,所述方法可以由如下所描述的根据本发明的第一车辆来执行。在所述方法的第一步骤中,第一车辆预测临界区域,临界区域是通过具有在所述区域中提供的至少一个通信信道的信道拥塞来定义的。通信信道优选地是在所述区域中提供移动通信服务的至少一个接入点的数据承载,所述至少一个接入点诸如例如移动通信网络(4G、5G)的基站、或用于V2X通信(IEEE 802.11p)的道路侧单元。
在临界区域中,不能够可靠地提供经由数据承载的数据传输,即数据承载上的数据通信易于出故障和/或延迟。在本公开的上下文中,临界区域中的数据通信的临界性是由于过量的通信要求,即由于超过了容许的(可实现的)通信请求的最大数量的通信请求量。在本公开的上下文中,临界性不是由于接入点硬件的故障。
临界区域优选地被确定为地理区域,即基于至少一个地理坐标。然而,临界区域也可以被确定为与通信信道的接入点相关,例如被确定为至少一个接入点(诸如例如基站)的标识符和/或至少一个接入点的覆盖区域等。此外,临界区域优选地被确定为具有暂时有限的临界性。换句话说,接入点的地理区域或覆盖区域在第一时间点处可能是临界的,但是在第二时间点处可能不是临界的。因此,关于临界区域的信息进一步优选地包括关于临界性的时间点或时间段的信息。
在本公开的方法中,进一步预测至少一个第二车辆的传播轨迹。其中,所预测的传播轨迹优选地包括至少一个第二车辆的至少一个所预测的速度和至少一个所预测的传播方向。附加地或替代地,所预测的传播轨迹可以进一步包括针对至少一个第二车辆的至少一个所预测的坐标。其中,所预测的信息指代与至少一个未来时间点相关联的信息,并且因此包括空间信息以及时间信息。
在优选实施例中,基于至少一个第二车辆的实际传播轨迹、即实际速度和传播方向来预测传播轨迹。附加地或替代地,基于至少一个第二车辆的路线信息或目的地信息来预测传播方向。下面给出了关于可以如何预测第二车辆的传播轨迹的详细描述。
然后,将至少一个第二车辆的所预测的传播轨迹与第一车辆所预测的临界区域进行比较。这种比较优选地包括确定与所预测的传播轨迹和所预测的临界区域的相关性。
示例性地,这种相关性是由于所预测的传播轨迹和临界区域的时空重叠。然而,相关性也可能是由于所预测的传播轨迹与临界区域之间的时空接近性,例如基于所预测的轨迹在小于预定最小距离的情况下经过临界区域、或在接近于所确定的临界性时间段的情况下穿过临界区域。虽然可能可靠地预测临界区域的空间延伸,但是对临界性时间段的预测可能在相应的起点和终点周围具有相当大的不确定性区间。优选地,传播轨迹与临界区域之间的所确定的相关性优选地是如下概率的度量,所述概率是与所预测轨迹相对应的第二车辆在临界性时间处、处于临界区域内或至少附近的概率。
在本公开的方法的最后一个步骤中,基于所述比较将包括关于临界区域的信息的消息选择性地传输到至少一个第二车辆。其中,所述消息优选地包括关于临界区域的空间延伸以及关于临界区域的临界性时间段的信息。此外,所述消息可以包括关于临界性级别的信息,即,关于临界区域中的信道拥塞级别的信息。该信息可以包括信道质量信息CQI,或者包括关于可以在临界区域中提供的服务质量QoS的信息。
根据本公开的方法,仅在临界区域与第二车辆的所预测轨迹的比较产生了超过预定阈值的概率的情况下,才将所述消息传输到该第二车辆,所述概率是与所预测轨迹相对应的第二车辆在临界性时间处、处于临界区域内或至少附近的概率。换句话说,仅在第二车辆可以被合理地预期为在临界性时间处、处于临界区域内或附近的情况下,才将包括关于临界区域的信息的所述消息传输到该第二车辆。因此,在本公开的方法中有效地避免了在临界区域上不必要的消息的传输,并且因此用于预测信道负载和避免信道拥塞的方法本身有利地不会促成信道拥塞。
此外,有利地向接收所述消息的第二车辆通知临界区域,并且接收所述消息的第二车辆因此可以有利地关于临界区域来适配使其自动驾驶应用。在所述方法的优选实施例中,所述消息仅在临界区域周围的预定传输范围(即,传输功率)内被广播。换句话说,关于临界区域的所述消息仅在临界区域周围的预定义范围内被共享,以便进一步减少信道拥塞。进一步优选的是,所述消息的传输也仅在所述位置周围的预定距离内被发起,以便进一步减少信道拥塞。
优选地,临界区域中的至少一个通信信道的信道拥塞对应于低于预定第一阈值的信道质量信息CQI。其中,CQI优选地涉及关于所述通信的错误率的信息,诸如例如分组错误丢失率或比特错误率。可以进一步与根据LTE-A的服务质量(QoS)类标识符QCI或信道质量指示符CQI类似地配置信道质量信息CQI,但是然而信道质量信息CQI不限于这种实施例。进一步优选的是,临界区域中的至少一个通信信道的信道拥塞对应于高于预定第二阈值的信道负载。其中,信道负载可以被确定为通信信道的实际可用带宽与理论带宽的比值。第一和/或第二阈值可以由网络运营商来定义,即通常作为网络(接入点)的无故障操作的度量,或者可以针对至少一个第二车辆来单独地定义第一和/或第二阈值,即,在特别考虑第二车辆的通信需求的情况下(例如,全自动车辆可以具有比半自动车辆更高的阈值)。此外,第一阈值和/或第二阈值可以由第二车辆本身、例如基于至少一个第二车辆的过去数据消耗或所预测的数据消耗来定义。
在所述方法的优选实施例中,预测临界区域的步骤包括:确定包含多于预定数量的车辆的高密度区域。换句话说,区域的临界性与该区域中的通信信道的所预测的用户量相关。如果在临界区域中提供通信信道的接入点是针对车辆提供专用服务的道路侧单元,则可以仅基于车辆的量来确定高密度区域。然而,如果在临界区域中提供通信信道的接入点是通用移动通信网络的基站,则高密度区域优选地被确定为包含多于预定数量的车辆和其他用户的区域。其中,其他用户可以利用诸如智能电话、平板电脑等用户设备连接到通信信道。对其他用户的预测不是本公开的一部分,然而在预测临界区域时可以考虑用户的实际数量。此外,可以基于其他用户的实际数量来可变地设置车辆的预定数量。在此之上,可以由网络运营商或车辆制造商例如基于所收集的经验数据来选择车辆的预定数量。
在所述方法的特别优选的实施例中,预测高密度区域的步骤包括:预测与多个第二车辆相关联的交通流数据。其中,交通流数据基于多个第二车辆的轨迹信息,并且允许估计(确定)由所述多个第二车辆引起的交通情形。在本公开的上下文中,交通情形主要由在某个时间窗口内位于区域中或区域附近的第二车辆的量来表征。然而,交通情形可以考虑以下描述的附加方面。
关于区域,交通流数据可以表征在某个时间窗口内正在接近所述区域的车辆的第一数量、以及在某个时间窗口内正在离开所述位置的车辆的第二数量。基于这种数量,即基于车辆的流入和流出,可以基于所述区域的连续性方程来确定与所述区域和时间窗口相关联的车辆的总数的改变。
进一步优选的是,交通流数据基于第二车辆的轨迹信息。其中,轨迹信息可以包括如上面关于所预测的轨迹信息而描述的信息。特别优选的是,经由第一车辆的传感器读数来获得轨迹信息。优选地,由通常用于车辆中的距离测量的第一车辆的传感器来获得这种传感器读数,所述传感器诸如例如LIDAR、超声或激光距离传感器。基于这种传感器读数,第二车辆的实际速度和传播方向可以被获得,并且用于确定与第二车辆相关联的交通流数据。
替代地,从由第二车辆传输并由第一车辆接收到的至少一个消息来获得第二车辆的轨迹信息。这种消息可以由第二车辆来单播或广播,并且可以包括从第二车辆的导航应用中导出的路线信息或目的地信息。进一步优选的是,这种消息可以包括关于实际速度和传播方向的信息,并且甚至包括关于由第二车辆本身所预测的速度和传播方向的信息。特别优选的是,所述至少一个消息是由至少一个第二车辆传输的至少一个协作感知消息CAM。这种CAM包括关于所述车辆的位置和传播方向的信息,并且因此允许预测作出传输的车辆的未来去向(whereabouts)。因此,甚至可以在不执行实际传感器读数的情况下完成交通流预测,这在诸如大雨、雾或雪之类的恶劣测量条件下是有益的。CAM消息中包含的信息优选地基于由作出传输的车辆本身获得的数据,诸如例如GPS坐标和行进轨迹、速度等。特别优选的是,将传感器读数与接收到的CAM信息进行组合,以便在本公开的方法中以高精度来预测交通流数据。
根据所述方法的进一步优选实施例,基于由第一车辆获得的道路信息和/或交通信息来确定包括多于预定数量的车辆的高密度区域。优选地,除了由第一车辆获得的交通流数据之外,还考虑道路和/或交通信息。
特别优选的是,道路信息包括静态信息,所述静态信息与区域相关并且优选地进一步表征所述位置处的基础设施。示例性地,这种道路信息指明所述位置是十字路口(具有或不具有交通灯)、人行横道(具有或不具有交通灯)或铁路道口(具有或不具有栅门(gate))。进一步优选的是,这种道路信息包括附加数据,诸如例如关于交通灯的切换时间、关于铁路道口处的栅门的关闭时间、铁路道口处的火车的会车时间(crossing time)等。进一步优选的是,道路信息是基于第一车辆的传感器读数来获得的,即基于第一车辆在沿着道路驾驶时获得的数据。进一步优选的是,这种道路信息是从存在于车辆中的导航信息中导出的,或者道路信息是由第一车辆根据从至少一个第二车辆接收到的至少一个消息来获得的。
进一步优选的是,交通信息包括与区域相关的动态信息,所述动态信息优选地进一步指明所述区域内或附近的实际交通场景。示例性地,交通信息指明了在所述区域内或附近正在发生交通堵塞、在所述区域内或附近发生了事故、或者由于另一原因在所述区域内或附近正在发生道路阻塞或封闭。因此,交通信息特别适合于考虑车辆在所述区域内或附近的停留时间、或者通过考虑阻止车辆从所述区域流出的障碍物。交通信息优选地也通过第一车辆的传感器读数来获得,即基于第一车辆在沿着道路驾驶时获得的数据。替代地,从第一车辆接收到的至少一个消息来获得交通信息。其中,可以由第二车辆、由交通信息服务、由无线电台等来传输这种消息。
如上面关于临界区域已经阐述的,高密度区域也优选地由地理坐标以及所述坐标周围的区域来定义。基于这种高密度区域的地理定义,可以例如基于至少一个接入点(基站)的标识符或接入点的覆盖区域来确定与通信信道的接入点相关的高密度区域的定义。进一步优选的是,基于与高密度区域相关联的至少一个第二车辆的标识符来定义高密度区域。一般而言,高密度区域倾向于由正在移动的第二车辆的集群来生成,并且如果第二车辆正在使用相同的通信网络基础设施,则高密度区域可能成为临界区域。这种移动的高密度区域可以与第二车辆的位置相关联,并且通过知晓这些第二车辆的标识符,可以可靠地确定它们的实际位置。
进一步优选的是,预测临界区域的步骤包括以下步骤:确定区域中、优选地高密度区域中的车辆的数量;并且然后基于位于所述区域中的车辆的每个车辆的预定信道负载来确定通信信道的信道负载。换句话说,所确定的车辆数量实际上指代使用相同的通信信道、例如通过经由相同接入点(诸如,基站)接入通信网络的车辆的数量。
在上述实施例中,信道使用量优选地指代由使用该信道的单个车辆所占用的信道的通信带宽的一小部分。其中,每个车辆的信道使用量可以单独地适配于个体车辆或适配于一类车辆。示例性地,每个车辆的信道使用量可以针对一组车辆、基于该组中的车辆的类来确定,其中,例如旅行客车被设置为具有比常规乘用汽车更高的数据使用量。对每个车辆的信道使用量的个体适配可以基于该个体车辆的传输历史或数据使用量历史。这种历史信息优选地由第一车辆经由从至少一个第二车辆接收到的至少一个消息来接收。也就是说,这种个体适配优选地在交通流预测中执行,所述交通流预测本身基于由第一车辆从至少一个第二车辆接收到的消息。进一步优选的是,由第一车辆从第二车辆接收到的消息可以用于确定第二车辆的传播方向和用于预测高密度区域(即,临界区域)。
特别优选的是,选择性地传输所述消息的步骤进一步包括以下步骤:确定至少一个第二车辆的传播信息是否指示在临界性时间处、在临界区域中的存在;以及将所述消息传输到在临界性时间处存在于临界区域中的至少一个第二车辆。而且,选择性地传输所述消息的步骤优选地包括:不将所述消息传输到在临界性时间处不存在于临界区域中的至少一个第二车辆的步骤。
在进一步优选实施例中,关于临界区域的所述消息是共享信道质量SCQ消息,所述SCQ消息被配置成通知将经过具有高信道负载的临界区域的车辆,如欧洲专利申请No.19158381.4中详细描述的那样,该申请的全部内容通过引用在此并入。进一步优选的是,第一消息和/或第二消息是协作通信消息CCM,所述协作通信消息CCM被配置成包括关于信道以及关于可能对信道质量具有影响的周围结构的信息,如在欧洲专利申请No.18184352.5中详细描述的那样,该申请的全部内容通过引用在此并入。然而,对于本公开的方法而言,用于传输第二CQI的格式是相当无关紧要的(irrelevant)。
本公开的另一方面涉及一种包括通信模块的车辆,所述通信模块被配置成与另一车辆以及与通信网络的至少一个站进行通信。所述通信模块可以包括另外的组件,以实现与移动通信系统中的另一车辆(即,另一车辆的相同或类似通信模块)的这种通信。这些组件可以包括收发器(发射器和/或接收器)组件,诸如一个或多个低噪声放大器(LNA)、一个或多个功率放大器(PA)、一个或多个双工器、一个或多个天线共用器、一个或多个滤波器或滤波器电路、一个或多个转换器、一个或多个混频器、相应地适配的射频组件等。这些组件可以进一步耦合到一个或多个天线,这些天线可以对应于任何发射和/或接收天线,诸如喇叭天线、偶极天线、贴片天线、扇区天线等。天线可以以所定义的几何设置来布置,所述几何设置诸如均匀阵列、线性阵列、圆形阵列、三角形阵列、(均匀)场阵列等。
本公开的车辆进一步包括多个第一传感器,所述多个第一传感器被配置成用于检测至少一个其他车辆(优选地,多个其他车辆)的传播方向和/或速度。这些传感器优选地被配置为在用于检测车辆与另一车辆或障碍物之间的距离的领域中是常用的,例如通过利用LIDAR技术、RADAR技术、超声传感器或基于激光的传感器来检测。除了传感器之外,所述车辆的通信模块优选地进一步被配置成从至少一个其他车辆接收(CAM)消息,所述(CAM)消息包括各种信息,诸如关于该车辆的传播方向和/或速度的信息。所述车辆优选地进一步包括第二传感器,第二传感器被配置成用于检测与所述车辆本身的状态(例如,所述车辆的速度或传播方向等)相关联的至少一个值。所述通信模块可以进一步被配置成用于传输包括这种信息的(CAM)消息。
根据本发明的车辆进一步包括控制单元,所述控制单元特别地经由相应接口连接到所述通信模块,并且被配置成控制所述通信模块接收和传输相应数据。所述控制单元特别地被配置成预测具有至少一个通信信道的信道拥塞的临界区域;确定至少一个第二车辆的传播轨迹以将至少一个第二车辆的传播轨迹与临界区域进行比较;以及基于所述比较将包括关于临界区域的信息的消息选择性地传输到至少一个第二车辆。所述车辆的优选实施例对应于本发明的方法的优选实施例。
本发明的另一方面涉及一种包括指令的计算机程序,当所述程序由车辆的控制单元执行时,所述指令使所述控制单元执行如上所阐述的用于预测信道负载的方法。
本发明的进一步方面可以从以下描述中得知。
附图说明
通过参考附图来详细描述示例性实施例,特征对于本领域普通技术人员将变得明显,在附图中:
图1示意性地图示了用于执行本发明的方法的车辆;
图2示意性地图示了用于执行本发明的方法的智能环境,该智能环境包括如图1的车辆、移动通信网络的基站、以及道路侧单元RSU;以及
图3图示了本发明的方法的应用情况。
具体实施方式
现在将详细参考附图中所图示的实施例。将参考附图来描述示例性实施例的效果和特征。其中,相同的参考数字表示相同的元素,并且省略了冗余描述。然而,本发明可以以各种不同的形式来体现,并且不应当被解释为仅限于本文中所说明的实施例。而是,这些实施例仅仅作为示例而提供,以用于向本领域技术人员充分传达本发明的方面和特征。
因此,被认为对于本领域普通技术人员完全理解本发明的方面和特征来说不必要的过程、元素和技术可以不被描述。同时,在附图内,为了清楚起见,可能会夸大元素、层和区的相对大小。
如本文中所使用,术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。此外,在描述本发明的实施例时对“可以”的使用指代“本发明的一个或多个实施例”。此外,在本发明的实施例的以下描述中,单数形式的术语可以包括复数形式,除非上下文另行明确指示。
应当理解的是,尽管术语“第一”和“第二”用于描述各种元素,但是这些元素不应当受这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一元素可以被命名为第二元素,并且类似地,第二元素可以被命名为第一元素。如本文中所使用,术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合,并且诸如“至少一个”之类的表述当在元素列表之前时修饰整个元素列表。
如本文中所使用,术语“基本上”和“大约”用作近似术语,而不是程度术语,并且意图计及本领域普通技术人员将认识到的所测量或计算的值中的固有偏差。然而,如果术语“基本上”与使用数值来表述的特征结合使用,则术语“基本上”表示以该值为中心的值的+/-5%的范围。
图1示意性地图示了示例性车辆10,特别是具有内燃机马达、电动马达、或混合动力马达的车辆。车辆10包括多个主传感器,特别是第一传感器11、第二传感器12和第三传感器13。主传感器11、12、13被配置成用于检测该车辆的环境信息,并且包括例如用于检测车辆10前方的道路的图像的相机、距离传感器,诸如例如基于超声的传感器或基于LIDAR的传感器等。主传感器11、12、13将检测到的信号传输到车辆10的控制单元40。
车辆10进一步包括多个辅助传感器,特别是第四传感器51、第五传感器52和第六传感器53。辅助传感器51、52、53被配置成用于检测关于车辆10本身的信息,特别是关于车辆10的实际位置和运动状态的数据。辅助传感器51、52、53因此优选地包括速度传感器、加速度传感器、倾斜传感器等。辅助信号将检测到的信号传输到车辆10的控制单元40。
车辆10进一步包括具有存储器和一个或多个应答器22的通信模块20。应答器22可能被配置为无线电、WLAN、GPS和/或蓝牙应答器等。通信模块20被配置成经由应答器22与GPS卫星61、移动通信网络的基站62以及与至少一个第二车辆63进行通信。应答器22经由合适的数据总线与通信模块的内部存储器21进行通信。通信模块20被配置成执行V2V和(C)-V2X。通信模块20还与控制单元40进行通信。通信模块20被适配成用于根据WLAN p通信系统(IEEE 802.11p)和/或根据LTE-V模式4通信系统来传送消息。
车辆10进一步包括驾驶系统30,驾驶系统30被配置成用于执行车辆10的完全自主或部分自主驾驶,特别是用于其纵向和横向控制。驾驶系统30包括导航模块32,导航模块32被配置成确定由用户输入的起点与终点之间的导航路线。驾驶系统进一步包括例如用于地图材料的内部存储器31,内部存储器31例如经由合适的数据总线与导航模块32进行通信。辅助传感器51、52、53的至少一部分将它们的信号直接传输到驾驶系统30,特别地包括车辆10的实际位置和移动信息。
车辆进一步包括控制单元40,控制单元40被配置成用于执行下面详细阐述的本发明的方法。为了执行该任务和其他任务,控制单元40包括内部存储器41和CPU 42,内部存储器41和CPU 42经由合适的数据总线彼此通信。在此之上,控制单元例如经由一个或多个CAN、SPI或其他合适连接与至少主传感器11、12、13、辅助传感器51、52、53、通信模块20和驾驶系统30进行通信。
图2示意性地图示了用于执行本发明的方法的智能环境,该智能环境包括如图1的车辆、移动通信网络的基站62、以及由车辆制造商操作的服务器70和道路侧单元RSU 90。
在图2中所示的系统中,通信(即,传输、接收或其两者)直接发生在车辆10当中,和/或发生在车辆10与网络组件(特别是基站62、道路侧单元90、和/或应用或后端服务器70)之间。因此,该通信要么利用移动通信系统,要么利用车辆到车辆V2V通信。其中,基站62通常由移动通信网络的网络运营商来操作,而道路侧单元90可能由车辆制造商或其服务伙伴来操作。此外,道路侧单元90与服务器70进行通信,服务器70还可以直接与车辆10进行通信。
用于V2V和/或V2X通信的移动通信系统可以例如对应于第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化移动通信网络之一,其中术语移动通信系统与移动通信网络同义地使用。移动或无线通信系统400可以对应于第五代(5G)移动通信系统,并且可以使用毫米波技术。移动通信系统可以对应于或者包括例如长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、高速分组接入(HSPA)、通用移动电信系统(UMTS)或UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)、演进的UTRAN(e-UTRAN)、全球移动通信系统(GSM)或增强型数据速率GSM演进(EDGE)网络、GSM/EDGE无线电接入网络(GERAN)、或者具有不同标准(例如,全球微波接入互操作性(WIMAX)网络IEEE802.16或无线局域网(WLAN)IEEE 802.11)的移动通信网络,一般是正交频分多址(OFDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、码分多址(CDMA)网络、宽带CDMA(WCDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、空分多址(SDMA)网络等等。
图3图示了根据本发明的方法、特别是根据本发明实施例的用于预测信道负载的方法的应用情况。
在所图示的情形下,第一乘用车辆V1被配置成执行本公开的方法。因此,第一车辆10V1通过使用如上所描述的内置第一传感器11至第三传感器13的传感器读数以及使用经由来自多个第二车辆63的消息接收到的信息来预测与该多个第二车辆63相关的交通流数据。其中,从这些第二车辆接收到的消息优选地包括从相应第二车辆63的导航系统输出的路线信息。
特别地,第一乘用车辆V1将这些接收到的路线信息与在第一乘用车辆V1经过施工现场A2时所获得的传感器读数进行组合。在施工现场A2的区域内,仅一个驾驶车道可用,并且去往该一个驾驶车道的通道(access)由交通灯所控制。第一乘用车辆V1具有交通灯的切换时间的知识,并且因此可以预测将存在于区域A1中的车辆的数量。基于该所预测的车辆数量,第一乘用车辆V1将区域A1确定为高密度区域。基于该知识以及每个车辆的特定信道使用量的假设,第一车辆确定区域A1将是临界区域,该临界区域具有至少一个通信信道的信道拥塞、特别是该信道的高于70%预定阈值的信道负载。
第一辆乘用车辆V1仅与如下那些车辆共享关于临界区域A1的该信息:对于那些车辆而言,该信息是相关的。因此,第一乘用车辆V1预测多个车辆的传播轨迹,并且将所预测的传播轨迹与临界区域A1进行比较。因此,第一乘用车辆V1确定如下车辆:这些车辆向临界区域A1的方向驾驶,并且因此需要被通知所预测的信道拥塞。
在图3中所图示的场景中,包括三个货运车辆的排PL1向第一乘用车辆V1提交路线信息,因此第一乘用车辆V1可以确定该排是否将穿过临界区域A1。在第一场景A中,排PL1将穿过临界区域A1,并且因此第一乘用车辆V1将关于临界区域的信息传输到排PL1,特别是排领导者(leader)。在场景B中,排PL1将不会穿过临界区域A1,并且第一乘用车辆V1不会将关于区域A1的信息传输到排PL1。
如图3中进一步所图示,第三乘用车辆V3遵循与第一乘用车辆V1相同的路线,并且因此导出了与第一乘用车辆V1相同的对临界区域A1的预测。此外,第三乘用车辆V3处于第一乘用车辆V1的传输范围内,并且其传播方向指示了在临界区域A1中的存在。然而,第三乘用车辆V3不再传输关于临界区域A1的消息,这是因为已经从第一乘用车辆V1接收到这种消息,第一乘用车辆V1已经将该消息传输到排PL1。基于该消息的接收,排PL1因此可以适配其自动驾驶性能,例如通过在到达区域A1之前增加货运车辆的距离。
根据本文中描述的本发明实施例的电子或电气设备和/或任何其他相关设备或组件——除了被明确描述为硬件的那些之外——可以利用任何合适的硬件、固件(例如,专用集成电路)、软件或者软件、固件和硬件的组合来实现。例如,这些设备的各种组件可以形成在一个集成电路(IC)芯片上,或者可以形成在分离的IC芯片上。此外,这些设备的各种组件可以在柔性印刷电路膜、磁带载体封装(TCP)、印刷电路板(PCB)上实现,或者形成在一个衬底上。本文中描述的电连接或互连可以通过导线或导电元件来实现,例如在PCB或另一种电路载体上实现。导电元件可以包括金属化,例如表面金属化和/或引脚,和/或导电元件可以包括导电聚合物或陶瓷。可能经由无线连接来传输进一步的电能,例如使用电磁辐射和/或光。此外,这些设备的各种组件可以是运行在一个或多个处理器上、在一个或多个计算设备中、执行计算机程序指令并与其他系统组件交互以用于执行本文中描述的各种功能的进程或线程。计算机程序指令被存储在存储器中,这可以在使用标准存储器设备(诸如例如,随机存取存储器(RAM))的计算设备中实现。计算机程序指令还可以被存储在其他非暂时性计算机可读介质(诸如例如,CD-ROM、闪存驱动器等)中。
本领域技术人员应当认识到,在不脱离本发明的示例性实施例的范围的情况下,各种计算设备的功能可以被组合或集成到单个计算设备中,或者特定计算设备的功能可以跨一个或多个其他计算设备而分布。除非另行定义,否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是,诸如在常用词典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和/或本说明书的上下文中的含义一致的含义,并且不应当以理想化或过度正式的意义来解释,除非明确地这样定义。
参考符号
10车辆
11第一传感器
12第二传感器
13第三传感器
20通信模块
21存储器
22应答器
30驾驶系统
31存储器
32CPU
40控制单元
41存储器
42CPU
51第四传感器
52第五传感器
53第六传感器
61GPS卫星
62基站
63第二车辆
70后端服务器
90道路侧单元
V1第一乘用车辆
V3第三乘用车辆
PL1第一个排
A1临界区域
A2施工现场
Claims (14)
1.一种用于预测信道负载的第一车辆(10)的方法,包括以下步骤:
预测具有至少一个通信信道的信道拥塞的临界区域(A1);
确定至少一个第二车辆(63)的传播轨迹,并且将所述至少一个第二车辆的传播轨迹与临界区域(A1)进行比较;以及
基于所述比较将包括关于临界区域的信息的消息选择性地传输到所述至少一个第二车辆(63),
其中所述方法进一步包括:确定至少一个第二车辆的传播信息是否指示在临界性时间处、在临界区域中的存在,并且将所述消息传输到在临界性时间处存在于临界区域中的至少一个第二车辆(63),并且不将所述消息传输到在临界性时间处不存在于临界区域中的至少一个第二车辆。
2.根据权利要求1所述的方法,其中至少一个通信信道的信道拥塞对应于低于预定第一阈值的信道质量信息CQI和/或高于预定第二阈值的信道负载。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中预测临界区域的步骤包括:确定包含多于预定数量的车辆的高密度区域。
4.根据权利要求3所述的方法,其中预测高密度区域的步骤包括:预测与多个第二车辆(63)相关联的交通流数据。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述交通流数据基于第二车辆(63)的轨迹信息,所述轨迹信息经由第一车辆(10)的传感器读数来获得、或者从由第二车辆(63)传输并由第一车辆(10)接收到的至少一个消息来获得。
6.根据权利要求3所述的方法,其中所述高密度区域基于由第一车辆(10)获得的道路信息和/或交通信息来确定。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述道路信息通过第一车辆(10)的传感器读数来获得、和/或包括与区域相关的静态信息。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其中所述交通信息通过第一车辆(10)的传感器读数来获得、和/或由第一车辆(10)从至少一个消息来获得、和/或包括与区域相关的动态信息。
9.根据权利要求3所述的方法,其中所述高密度区域由地理坐标以及所述地理坐标周围的区域来定义、和/或由与所述高密度区域相关联的至少一个第二车辆(63)的标识符来定义。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其中预测临界区域的步骤包括:确定区域中的车辆的数量,并且基于位于所述区域中的每个车辆(63)的预定信道负载来确定所述区域中的信道负载。
11.根据权利要求1或2所述的方法,其中每个车辆的信道负载基于车辆类和/或基于车辆(63)的信道使用量历史来确定。
12.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述消息是共享信道质量SCQ消息或协作通信消息CCM。
13.一种车辆(10),包括:
通信模块(20),其被配置成与另一车辆(63)以及与通信网络的站(62、70、90)进行通信;
多个第一传感器(11、12、13),其用于检测另一车辆(63)的传播轨迹;以及
控制单元(40),其被配置成执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
14.一种其上存储有计算机程序的计算机可读介质,所述计算机程序包括指令,当所述计算机程序由车辆的控制单元执行时,所述指令使所述控制单元执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。
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