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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(a) Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Signals zur Unterstützung des Fahrzeugkommunikations-Kanalwechsels.
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(b) Beschreibung des verwandten Gebiets
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Der drahtlose Zugang in Fahrzeugumgebungen (Wireless Access in Vehicular Environments = WAVE) ist eine Technologie, die ein herkömmliches Verfahren drahtloser Netze (Wireless Local Area Network = WLAN) (IEEE 802.11) ergänzt, um die Kommunikation eines Fahrzeugs zu unterstützen, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Intelligente Transportsysteme unter Verwendung dieser WAVE-Kommunikation enthalten eine straßenseitige Ausrüstung (im Folgenden als eine ”RSE” bezeichnet), die auf Seiten der Straße positioniert ist, und eine Bordausrüstung (im Folgenden als eine ”OBE” bezeichnet), die in ein Fahrzeug eingebaut ist, und führen Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikationen (V2I-Kommunikationen) zwischen der OBE und der RSE und Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen (V2V-Kommunikationen) zwischen den OBEs aus.
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In einer Straßenumgebung, die diese intelligenten Transportsysteme verwendet, sendet die RSE, die an einer Straße zur kontinuierlichen Kommunikation eingebaut ist, Informationen über einen Kommunikationskanal und über einen Kommunikationszustand an die OBE. Wenn in diesem Fall benachbarte RSEs Informationen über denselben Kanal an die OBE senden, können die gesendeten Rahmen kollidieren, wobei ein solcher Rahmen mit einem Rundsendeverfahren gesendet wird, sodass kein Sendefehler zu sehen ist. Da die OBE und die RSEs einen Rahmen über denselben Kanal senden können, nimmt ferner eine Möglichkeit eines Sendefehlers zu, wobei ein Verfahren zum Ausführen des Kanalwechsels auf der Grundlage von Informationen der RSE ein Problem hat, dass es keine stabilen Informationen bereitstellt.
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Die obigen in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können somit Informationen enthalten, die keinen Stand der Technik bilden, der dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet in diesem Land bereits bekannt ist.
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Die Druckschrift
US 2008/0232433 A1 beschreibt ein System und Verfahren zur Datenübertragung über drahtlose diskontinuierliche Kanäle einschließlich einem Kanal für Steuerungs-/Sicherheit-Informationen mit einem Betriebszyklus und einer Mehrzahl von Dienstkanälen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 definiert. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 definiert.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Bemühen gemacht, ein Verfahren zum Erzeugen eines Signals zur Unterstützung des Fahrzeugkommunikations-Kanalwechsels zu schaffen, das die Vorteile bietet, eine Kanalwechseltechnologie in einer Fahrzeugkommunikationsumgebung bereitzustellen.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Erzeugen eines Signals zur Unterstützung eines Fahrzeugkommunikations-Kanalwechsels in mehreren Sätzen von RSEs, wobei das Verfahren umfasst:
bei der Unterstützung des Kanalwechsels von einer ersten RSE der mehreren RSEs und einer zweiten RSE, die zu der ersten RSE benachbart ist, zu einem Fahrzeug, Erzeugen eines ersten Kanalbelegungssignals, das länger als das der zweiten RSE ist, in einem Steuerkanal eines N-ten Synchronisationsintervalls durch die erste RSE; und Erzeugen eines zweiten Kanalbelegungssignals, das länger als das der ersten RSE ist, in einem Steuerkanal eines (N + 1)-ten Synchronisationsintervalls durch die zweite RSE.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Erzeugen eines Signals zur Unterstützung eines Fahrzeugkommunikations-Kanalwechsels in mehreren RSEs, wobei das Verfahren umfasst:
beim Unterstützen des Kanalwechsels von einer ersten RSE der mehreren RSEs und einer zweiten RSE, die zu der ersten RSE benachbart ist, zu einem Fahrzeug, Erzeugen eines ersten Kanalbelegungssignals, das länger als das der zweiten RSE Ist, in einem Steuerkanal eines N-ten Synchronisationsintervalls durch die erste RSE; Halten des ersten Kanalbelegungssignals, wenn die zweite RSE in einem Intervall ist, das eine Backoff-Prozedur mit einem maximalen Wettbewerbsfensterwert(CW)-Wert ausführt, in dem Steuerkanal des N-ten Synchronisationsintervalls durch die erste RSE; Erzeugen eines zweiten Kanalbelegungssignals, das länger als das der ersten RSE ist, in einem Steuerkanal eines (N + 1)-ten Synchronisationsintervalls, durch die zweite RSE; und Halten des zweiten Kanalbelegungssignals, wenn die erste RSE in einem Intervall ist, das eine Backoff-Prozedur mit einem maximalen CW-Wert ausführt, in dem Steuerkanal des (N + 1)-ten Synchronisationsintervalls durch die zweite RSE.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fahrzeugkommunikationsnetzes zur Unterstützung des Fahrzeugkommunikations-Kanalwechsels in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer WAVE-Frequenz zur Unterstützung der Fahrzeugkommunikation in dem Fahrzeugkommunikationsnetz aus 1 darstellt.
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3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Synchronisationsverfahrens zum Ausführen der Kommunikation mit einer alternierenden Betriebsart in dem Fahrzeugkommunikationsnetz aus 1 darstellt.
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4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Kanalbelegungssignalerzeugung in einer RSE in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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5A ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Kanalbelegungssignals in einem minimalen CW-Wert in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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5B ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Kanalbelegungssignals in einem maximalen CW-Wert in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind einfach zur Veranschaulichung nur bestimmte beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben. Wie der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weise geändert werden, alles, ohne von dem Erfindungsgedanken oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnung und die Beschreibung dem Wesen nach als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen überall in der Beschreibung gleiche Elemente.
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Außerdem sind in der gesamten Beschreibung, sofern nicht explizit etwas anderes beschrieben ist, das Wort ”umfassen” und Ableitungen wie etwa ”umfasst” oder ”umfassend” so zu verstehen, dass sie den Einschluss der genannten Elemente, nicht aber den Ausschluss irgendwelcher anderen Elemente bedeuten.
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1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fahrzeugkommunikationsnetzes zur Unterstützung des Fahrzeugkommunikations-Kanalwechsels in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer WAVE-Frequenz zur Unterstützung der Fahrzeugkommunikation in dem Fahrzeugkommunikationsnetz aus 1 darstellt.
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Wie in 1 gezeigt ist, enthält ein intelligentes Transportsystem 10 in einer Fahrzeugkommunikationsumgebung zur Unterstützung des Fahrzeugkommunikations-Kanalwechsels in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine straßenseitige Ausrüstung (im Folgenden als eine ”RSE” bezeichnet) 100a–100f und eine Bordausrüstung (im Folgenden als eine ”OBE” bezeichnet) 210, die in ein Fahrzeug 200 eingebaut ist.
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Um die Kommunikation mit einem Fahrzeug zu unterstützen, das sich mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, wird die Kommunikation in einer solchen Fahrzeugkommunikationsumgebung in einem WAVE-Verfahren ausgeführt, wobei in 2 ein Beispiel der Frequenzen in der WAVE-Kommunikation gezeigt ist. Anhand von 2 ist die WAVE zur Ausführung der Kommunikation durch Zuweisen eines 75-MHz- bis 5,9-GHz-Bands und zur Verwendung von 7 Kanälen von 10 MHz von den zugeordneten 75 MHz eingestellt. Einer der 7 Kanäle ist ein Steuerkanal (im Folgenden als ein ”CCH” bezeichnet), während die verbleibenden sechs Kanäle Dienstkanäle sind (im Folgenden als ein ”SCH” bezeichnet).
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Bei der Ausführung der WAVE-Kommunikation kann die Kommunikation in allen sieben Kanälen gleichzeitig ausgeführt werden und kann die Kommunikation unter Verwendung immer nur eines Kanals ausgeführt werden. Bei der Ausführung der Kommunikation unter Verwendung immer nur eines Kanals kann die Kommunikation auf der Grundlage mehrerer Kanäle ausgeführt werden. Das heißt, wie in 3 gezeigt ist, wird die Kommunikation in einer alternierenden Betriebsart ausgeführt, während der CCH und der SCH alternieren. Um die Kommunikation auszuführen, sollten ein Synchronisationsintervall 300, ein CCH-Intervall 310, ein SCH-Intervall 320 und ein Schutzintervall 330 der RSE und der OBE eingestellt werden.
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Das Schutzintervall 330 gibt es hier immer dann, wenn von dem CCH-Intervall 310 zu dem SCH-Intervall 320 oder von dem SCH-Intervall 320 zu dem CCH-Intervall 310 gewechselt wird. Das heißt, wenn die RSEs 100a–100f und die OBE 210 die Kommunikation ausführen, wird das Schutzintervall 330 gebildet, um jeden Zeitfehler zu kompensieren. Um in dieser Struktur die kontinuierliche Kommunikation in einer alternierenden Betriebsart auszuführen, ist es wichtig, die Informationen der RSEs 100a–100f, insbesondere einen Kommunikationskanal und einen Kommunikationszustand der RSEs 100a–100f, zu erfassen, wobei die kontinuierliche Kommunikation ausgeführt werden kann, wenn die Informationen der RSEs 100a–100f effektiv erfasst werden.
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Um die kontinuierliche Kommunikation zwischen den RSEs 100a–100f und der OBE 210, die in einer alternierenden Betriebsart arbeiten, auszuführen, werden notwendige Informationen benachbarter RSEs über das CCH-Intervall 310 übertragen. Wenn das CCH-Intervall 310 begonnen wird, sendet jede RSE Basisstationsinformationen. Wenn benachbarte RSEs Informationen davon unter Verwendung desselben CCH-Kanals 310 senden, können die gesendeten Datenrahmen allerdings kollidieren, wobei es ein Problem gibt, dass kein Sendefehler zu sehen ist, da der Datenrahmen in einem Rundsendeverfahren gesendet wird. Um dies zu verhindern, bestimmt jede RSE, dass das CCH-Intervall 310 während des Schutzintervalls 330 belegt ist und die Sendung anhalten sollte. Nachdem das Schutzintervall 330 abgeschlossen ist, gibt es aber ein Problem, dass immer noch die Möglichkeit der Kollision von Datenrahmen besteht, da die Sendung über einen Backoff-Prozess versucht wird.
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Um dieses Problem zu lösen, wird im Folgenden anhand von 4 und 5 ein Verfahren zum Erzeugen eines Signals zur Unterstützung des Fahrzeugkommunikations-Kanalwechsels in einer Fahrzeugkommunikationsumgebung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
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4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Kanalbelegungssignalerzeugung in einer RSE in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 5A ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Kanalbelegungssignals in einem minimalen CW-Wert in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 5B ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Kanalbelegungssignals in einem maximalen CW-Wert in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Anhand von 1 und 4 senden die RSEs 100a–100f des intelligenten Transportsystems 10 in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Informationen davon an die OBE 210, die in das Fahrzeug 200 eingebaut ist, durch Einstellung einer Länge eines Kanalbelegungssignals ohne Kollision mit benachbarten Basisstationen. Das heißt, die RSEs 100a–100f differenzieren den Zugang zu einem CCH-Intervall, indem sie eine Länge eines Kanalbelegungssignals der RSE, die zu den RSEs 100a–100f benachbart ist, auch nach Abschluss eines Schutzintervalls eines Synchronisationsintervalls unterschiedlich einstellen.
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Da die WAVE, die in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein Verfahren einer verteilten Koordinierungsfunktion (DCF-Verfahren) eines drahtlosen lokalen Netzes (WLAN) als ein Grundverfahren der Medienzugangskontrolle (MAC) verwendet, sollte in diesem Fall bei der Annäherung an den Kanal eine Backoff-Prozedur ausgeführt werden. Die Backoff-Prozedur in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um zu verhindern, dass Daten in einer Fahrzeugkommunikationsumgebung kollidieren, und ist eine Technologie zum Senden von Daten durch Annäherung an einen Kanal nach dem Warten innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, die einen Backoff-Algorithmus verwendet.
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Zum Beispiel wird angenommen, dass die RSEs 100a und 100b der RSEs 100a–100f und das Fahrzeug 200 eine Kommunikation ausführen, wobei die RSE 100b in einem CCH-Intervall 410 des N-ten Synchronisationsintervalls 400 ein Kanalbelegungssignal S12 erzeugt, das länger als das der RSE 100a ist, wenn eine Backoff-Prozedur ausgeführt wird. N ist hier eine ungerade Zahl. Die RSE 100a führt hier eine Backoff-Prozedur durch Bestimmen eines zufälligen CW-Werts unter den Werten einschließlich eines minimalen CW-Werts und eines maximalen CW-Werts aus. Der CW-Wert in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in Übereinstimmung mit der Einstellung geändert werden und kann, wie in 5A gezeigt ist, auf einen minimalen CW-Wert eingestellt werden, oder, wie in 5B gezeigt ist, auf einen maximalen CW-Wert eingestellt werden, und kann auf einen zufälligen Wert unter Werten zwischen einem minimalen CW-Wert und einem maximalen CW-Wert eingestellt werden. Da die RSE 100a eine Backoff-Prozedur mit einem maximalen CW-Wert ausführen kann, erzeugt die RSE 100b in diesem Fall ein Kanalbelegungssignal S12, das während eines längeren Intervalls als ein Intervall, in dem eine Backoff-Prozedur mit dem maximalen CW-Wert ausgeführt wird, gehalten wird, um die RSE 100a, die eine Backoff-Prozedur mit einem maximalen CW-Wert ausführt, einzuschließen.
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Nachdem die RSE 100a eine Backoff-Prozedur bei dem CCH-Intervall 410 des N-ten Synchronisationsintervalls 400 ausgeführt hat, sendet sie einen Datenrahmen (DF). In diesem Fall hält die OBE 210 des Fahrzeugs 200 ein Kanalbelegungssignal S13 während eines Intervalls, in dem die RSE 100a eine Backoff-Prozedur ausführt, und sendet einen DF bei dem CCH-Intervall 410 des N-ten Synchronisationsintervalls 400 und ermöglicht dadurch, dass ein DF Basisinformationen enthält, damit sie sicher von der RSE 100a übertragen werden.
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Nachfolgend erzeugt die RSE 100a bei einem CCH-Intervall 510 eines (N + 1)-ten Synchronisationsintervalls 500 ein Kanalbelegungssignal S21, das länger als das der RSE 100b ist. Die RSE 100b führt eine Backoff-Prozedur durch Bestimmen eines CW-Werts unter Werten einschließlich des minimalen CW-Werts und des maximalen CW-Werts aus. Da in diesem Fall die RSE 100b eine Backoff-Prozedur mit einem maximalen CW-Wert ausführen kann, erzeugt die RSE 100a ein Kanalbelegungssignal S21, das so lang wie ein Intervall ist, in dem die RSE 100b eine Backoff-Prozedur mit dem maximalen CW-Wert ausführt, um die RSE 100b, die eine Backoff-Prozedur mit einem maximalen CW-Wert ausführt, einzuschließen.
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Nachdem die RSE 100b bei dem CCH-Intervall 510 des (N + 1)-ten Synchronisationsintervalls 500 eine Backoff-Prozedur ausgeführt hat, sendet sie einen DF. In diesem Fall hält die OBE 210 des Fahrzeugs 200 ein Kanalbelegungssignal S23 während eines Intervalls, in dem die RSE 100b eine Backoff-Prozedur ausführt, und sendet einen DF bei dem CCH-Intervall 510 des (N + 1)-ten Synchronisationsintervalls 500 und lässt dadurch zu, dass der DF Basisstationsinformationen aufnimmt, damit sie sicher von dem RSE 100b gesendet werden.
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Auf diese Weise können die RSEs in einer Fahrzeugkommunikationsumgebung zur Unterstützung des Fahrzeugkommunikations-Kanalwechsels in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Erzeugen eines Kanalbelegungssignals, das von dem einer RSE, die dazu benachbart ist, verschieden ist, die Basisstationsinformationen ohne Kollision von Daten bei Annäherung an ein CCH-Intervall stabil übertragen und dadurch einen kontinuierlichen Kanalwechsel unterstützen.
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In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann durch das Erzeugen und Bereitstellen eines Signals zur Unterstützung des Kanalwechsels in einer Fahrzeugkommunikationsumgebung bei Bewegung mit hoher Geschwindigkeit kontinuierlich ein ununterbrochener Dienst bereitgestellt werden und dadurch eine Technologie des stabilen Kanalwechsels unterstützt werden.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung braucht nicht nur durch die oben beschriebene Vorrichtung und durch das oben beschriebene Verfahren verkörpert zu sein, sondern kann auch durch ein Programm, das eine Funktion verwirklicht, die einer Konfiguration der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht, oder durch ein Aufzeichnungsmedium, auf dem das Programm aufgezeichnet ist, verkörpert sein.
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Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit gegenwärtig als praktisch angesehenen beispielhaften Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern soll im Gegensatz dazu verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen, die im Erfindungsgedanken und im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind, umfassen.
