DE102011011487A1

DE102011011487A1 - Opportunistischer Datentransfer zwischen Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102011011487A1
Application number: DE102011011487A
Authority: DE
Inventors: Donald K. Grimm; Fan Bai
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: US20110205943A1; CN102170324A; US8300564B2; DE102011011487B4; CN102170324B

Abstract

Ein System und ein Verfahren zum Optimieren von drahtlosen Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen sind ausgestaltet, um den Umfang an Daten zu maximieren, der von einem Fahrzeug zu einem anderen während einer transienten Begegnung transferiert werden kann, indem die Nachrichtenpaketgröße und die Datenmodulationsrate während einer Kommunikationssitzung zwischen Fahrzeugen adaptiv angepasst werden.

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein System und ein Verfahren zum Optimieren drahtloser Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen und insbesondere auf ein System und ein Verfahren, die ausgestaltet sind, um die Menge an Daten, die während einer transienten Begegnung von einem Fahrzeug zu einem anderen transferiert werden kann, zu maximieren, indem die Nachrichtenpaketgröße und die Datenkommunikationsrate während einer Kommunikationssitzung zwischen Fahrzeugen adaptiv angepasst werden.
2. Erläuterung der verwandten Technik
Verkehrsunfälle und Straßenstaus sind erhebliche Probleme bei einer Fahrzeugfahrt. Fahrzeug-ad-hoc-Netz-basierte Systeme einer aktiven Steuerung und Fahrerunterstützung ermöglichen einem drahtlosen Nahbereichsfahrzeugkommunikationssystem, wie beispielsweise einem System einer dedizierten Nahbereichskommunikation (DSRC von dedicated short range communication) oder einem WiFi-basierten drahtlosen Kommunikationssystem, die Fachleuten bekannt sind, Nachrichten zu anderen Fahrzeugen zu übertragen. DSRC oder WiFi können verwendet werden, um drahtlose Fahrzeugmerkmale, die den Fahrerkomfort und die Fahrbahneffizienz verbessern können und viele Typen von fahrzeuginternen Diensten ermöglichen können, zu realisieren. Die DSRC-Technologie ermöglicht eine neue Klasse von Fahrzeugmerkmalen auf der Grundlage einer Kommunikation mit anderen Fahrzeugen (”V2V”) oder der Infrastruktur (”V2I”). Allgemein kann der Begriff ”V2X” verwendet werden, um die verschiedenen Typen von Kommunikationsanwendungen zu bezeichnen, die durch DSRC und WiFi in Fahrzeugumgebungen ermöglicht werden.
Fahrzeug-Fahrzeug-(V2V-von vehicle-to-vehicle-) und Fahrzeug-Infrastruktur-(V2I-von vehicle-to-infrastructure-)Anwendungen erfordern ein Minimum von einer Entität zum Senden einer Information an eine andere Entität. Beispielsweise können viele Fahrzeug-Fahrzeug-Anwendungen an einem Fahrzeug ausgeführt werden, indem lediglich Rundsendungsnachrichten von einem benachbarten Fahrzeug empfangen werden. Diese Rundsendungsnachrichten sind nicht an irgendein spezifisches Fahrzeug gerichtet, sondern sollen von einer Fahrzeuggesamtheit gemeinsam genutzt werden. Bei diesen Typen von Anwendungen, bei denen eine Kollisionsvermeidung erwünscht ist, können die Fahrzeugsysteme, wenn zwei oder mehr Fahrzeuge miteinander kommunizieren und eine Kollision wahrscheinlich wird, die Fahrzeugfahrer warnen oder möglicherweise eine Ausweichmaßnahme für den Fahrer, wie beispielsweise ein Betätigen der Bremsen, treffen. Ähnlich können Verkehrssteuereinheiten die Rundsendung einer Information von vorbeifahrenden Fahrzeugen beobachten und eine Statistik über den Verkehrsfluss an einer gegebenen Kreuzung oder Fahrbahn erzeugen.
Zusätzlich zu dem Bereitstellen einer Vorabmitteilung hinsichtlich Fahrbahnereignissen können DSRC oder WiFi auch verwendet werden, um andere Typen von Information zwischen Fahrzeugen (V2V) oder zwischen Fahrzeugen und Fahrbahninfrastruktur (V2I) auszutauschen. In solchen Fällen könnten Fahrzeuge potentiell große Mengen an Daten von einem anderen Fahrzeug oder von einem Infrastrukturzugangspunkt herunterladen. Da Fahrzeuge sehr mobil sind, besitzen sie begrenzte Möglichkeiten zum Durchführen von Datentransferoperationen, da die Zeitperiode, in der sie sich innerhalb der Kommunikationsreichweite befinden, wahrscheinlich begrenzt ist. In einem extremen Fall können zwei Fahrzeuge in entgegengesetzter Richtung aneinander vorbei fahren, während sie mit Autobahngeschwindigkeiten fahren. Durch die begrenzte Dauer der Begegnung ist es wichtig, den Datendurchsatz während des Zeitfensters, in dem eine Kommunikation möglich ist, zu optimieren.
Daher werden ein System und ein Verfahren zum Maximieren der Menge an Daten, die von einem Fahrzeug zu einem anderen während einer transienten Begegnung transferiert werden kann, benötigt.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung werden ein System und ein Verfahren zum Optimieren von Daten, die zwischen Fahrzeugen transferiert werden, offenbart. Das Verfahren umfasst, dass ermittelt wird, ob es verlorene Pakete in einer Sequenz von Statusnachrichten gibt, die zwischen zwei Fahrzeugen übertragen werden, ermittelt wird, ob eine Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers größer oder gleich einem Schwellenwert für erfolgreiche Pakete ist und ob sich eine Angabe der empfangenen Signalstärke erhöht, ermittelt wird, ob eine Anzahl an verlorenen Pakettransfers größer oder gleich einem Schwellenwert für verlorene Pakete ist und ob sich eine Angabe der empfangenen Signalstärke verringert, eine Länge eines Nachrichtenpakets um einen vorbestimmten Paketerhöhungsumfang erhöht wird, wenn die Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers größer oder gleich dem Schwellenwert für erfolgreiche Pakete ist und wenn sich die Angabe der empfangenen Signalstärke erhöht, und die Länge des Nachrichtenpakets um einen vorbestimmten Paketverringerungsumfang verringert wird, wenn die Anzahl an verlorenen Pakettransfers größer oder gleich dem Schwellenwert für erfolgreiche Pakete ist und wenn sich die Angabe der empfangenen Signalstärke verringert.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem drahtlosen Kommunikationssystem; und
2 zeigt einen beispielhaften Algorithmus, der ausgestaltet ist, um die Kommunikation zwischen Fahrzeugen zu optimieren, in dem die Nachrichtenpaketgröße variiert wird, gemäß einer Ausführungsform;
3 zeigt einen beispielhaften Algorithmus, der ausgestaltet ist, um die Kommunikation zwischen Fahrzeugen durch die variierende Datenmodulationsrate der Paketübertragung zu optimieren, gemäß einer Ausführungsform; und
4 zeigt einen beispielhaften Algorithmus zum adaptiven Modifizieren von sowohl Nachrichtenpaketgrößen als auch Datenmodulationsraten gemäß einer Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Erläuterung der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein System und ein Verfahren zum Optimieren der Menge an Daten gerichtet ist, die während einer transienten Begegnung von einem Fahrzeug zu einem anderen transferiert werden kann, ist lediglich beispielhafter Natur und beabsichtigt keineswegs, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen zu beschränken.
1 ist eine Darstellung eines Fahrzeugs 10 mit einem Fahrerberatungssystem, das eine Einrichtung 12 eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) zum Festlegen einer globalen Position des gefahrenen Fahrzeugs, das hierin nachfolgend als Host-Fahrzeug bezeichnet wird, umfasst. Das Host-Fahrzeug steht mit mehreren entfernten Fahrzeugen in Verbindung, die sich innerhalb einer Rundsendungsreichweite des Host-Fahrzeugs befinden, um eine Information und Daten auszutauschen, die sich beispielsweise auf Daten einer globalen Position, einer Geschwindigkeit und einer Fahrtrichtung beziehen.
Das System umfasst ferner eine Kommunikationseinrichtung 14, die ausgestaltet ist, um ein Nahbereichsfahrzeugkommunikationssystem, wie beispielsweise ein System einer dedizierten Nahbereichskommunikation (DSRC) oder ein WiFi-System, einzusetzen. Alternativ kann die Einrichtung ohne Einschränkung andere Typen von drahtlosen Einrichtungen und Netzen, wie beispielsweise Mobiltelefone, umfassen. Die Kommunikationseinrichtung 14 ist ferner ausgestaltet, um Daten zwischen Fahrzeugen als Teil einer standardisierten periodischen Beacon-Nachricht auszutauschen, die in einem Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationssystem (V2V-Kommunikationssystem) oder einem V2X-Kommunikationssystem (d. h. zwischen Fahrzeug und einer Infrastruktur oder einem anderen Typ von Entität) rundgesendet wird. Die drahtlose Nachricht kann Daten umfassen, die sich auf Fahrzeugpositionen, Fahrzeugkinematik-/-dynamikparameter, Verkehrs- oder Straßenereignisse beziehen, die durch jeweilige entfernte Fahrzeuge erfasst werden, um Fahrer von Fahrzeugen in der Nähe hinsichtlich eines Typs von Bedingung, Verkehrsverzögerungen, eines Unfalls oder einer aktuellen Bedingung, die zu einem Unfall führen könnte, vorzuwarnen. Daten, die sich auf eine durch GPS ermittelte Position des entfernten Fahrzeugs, die Geschwindigkeit, mit der das entfernte Fahrzeug fährt und die Fahrtrichtung, in die das entfernte Fahrzeug fährt, beziehen, können als Teil der periodischen Beacon-Nachricht von einem entfernten Fahrzeug übertragen werden. Wie Fachleute erkennen werden, können die Daten auch andere Typen einer Information, wie beispielsweise, jedoch ohne Einschränkung, eine Telematikinformation, eine Unterhaltungsinformation (wie beispielsweise Musik oder Video), oder andere Typen einer Information, die für Fahrzeugfahrer und Insassen relevant sind, umfassen.
Das Fahrerberatungssystem 10 umfasst ferner eine Erfassungseinrichtung 16, wie beispielsweise einen Lidar-, Radar-, Sicht- und/oder einen anderen Objekterfassungsmechanismus und eine Anzeigeeinrichtung 18, die ausgestaltet ist, um eine Schnittstelle zu dem Fahrer des Fahrzeugs zu bilden. Die Anzeigeeinrichtung kann ohne Einschränkung einen visuellen Anzeigebildschirm, wie beispielsweise einen Navigationsanzeigebildschirm oder eine an die Windschutzscheibe projizierte Head-Up-Anzeige, umfassen.
Das hierin beschriebene System optimiert die Kommunikation, die über dem begrenzten Zeitfenster stattfindet, das durch zwei vorbeifahrende Fahrzeuge erzeugt wird, indem Kommunikationsanpassungen auf der Grundlage der empfangenen Signalstärke und anderer Typen von Kanalrückmeldung von entfernten kommunizierenden Fahrzeugen vorgenommen werden. Im Speziellen werden Nachrichtenpaketgrößen und Datenkommunikationsraten auf eine Weise angepasst, um den Nachrichtendurchsatz für einen Satz von empfangenden Fahrzeugen zu optimieren.
Bei einer Ausführungsform umfasst ein Ansatz zum Optimieren der Kommunikation zwischen Fahrzeugen das Variieren von Nachrichtenpaketgrößen auf der Grundlage einer Signalstärke und einer Kanalrückmeldung unter der Annahme, dass größere Pakete mit einer höheren Wahrscheinlichkeit fallengelassen werden, wenn die Kanalbedingungen schlecht sind. Ein Fallenlassen eines Pakets kann auftreten, wenn die Kommunikation über lange Distanzen stattfindet oder wenn der Kanal einen Mehrwegeschwund oder eine Abschattung erfährt. Beispielsweise beginnt die Kanalschätzung in einem System, das IEEE 802.11p (DSRC) realisiert, zu Beginn des Pakets, wobei jedoch Änderungen des Kanals bewirken könnten, dass die Kanalentzerrung vor dem Ende des Pakets endet. Ein Übertragen von kleineren Nachrichtenpaketen, wenn die Signalstärke schwach ist, und größeren Nachrichtenpaketen, wenn die Signalstärke stark ist, verringert dieses Risiko und kann das Paketübermittlungsverhältnis verbessern und zu einer insgesamten Steigerung des Durchsatzes führen.
Es gibt verschiedene Ansätze zum Optimieren von Paketgrößen. Ein Ansatz ist ein adaptiver Paketnachrichtenalgorithmus, der die Angabe der empfangenen Signalstärke (RSSI von received signal strength indication) und die Kanalrückmeldung kombiniert. Die Kanalrückmeldung (wie beispielsweise MAC-Schicht-Beacon-Nachrichten, die innerhalb eines festen Intervalls, z. B. jede Sekunde, ankommen) wird aus periodischen Nachrichten erhalten, die von entfernten Fahrzeugen empfangen werden. Es wird eine minimale Paketgröße definiert, da Paketgrößen, die unter einen bestimmten Wert fallen, aufgrund der wenigen Nutzdaten im Vergleich zu der gesamten Nachrichtengröße typischerweise keine weiteren Vorteile mit sich bringen.
Es kann eine RSSI-Tendenzinformation verwendet werden, um eine verbesserte Kanalbedingung vorherzusagen. In Fälen, in denen in. dem vorherigen Zyklus ein Schwellenwert für verlorene Pakete überschritten wurde, sich jedoch die Signalstärke verbessert, besteht eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass die gleiche Nachrichtengröße während des nächsten Zyklus hindurchgelangt. Die RSSI-Tendenz kann unter Verwendung des vorherigen RSSI-Werts berechnet werden oder kann über der Zeit abgetastet werden, um eine relative Erhöhung oder Verringerung zu ermitteln. Mit experimentellen Ergebnissen wurde herausgefunden, dass eine minimale Paketgröße von 500 Byte effektiv funktioniert, wenn die Kanalbedingungen schlecht sind. Es wird empfohlen, die größte Paketgröße auf die größte Rahmengröße zu setzen, die durch das IP-Protokoll unterstützt wird (z. B. 1500 Byte).
2 zeigt einen beispielhaften Algorithmus 20, der ausgestaltet ist, um die Kommunikation zwischen Fahrzeugen zu optimieren, indem die Nachrichtenpaketgröße variiert wird. In Schritt 22 findet ein Kommunikations-Handshake zwischen dem Host-Fahrzeug und dem entfernten Fahrzeug statt, wobei das Host-Fahrzeug die ungefähre Begegnungszeit schätzt und die Daten zum Übertragen auswählt. In Schritt 24 empfängt das Host-Fahrzeug Statusnachrichten von dem entfernten Fahrzeug. In Schritt 26 bewertet der Algorithmus 20 die Paketsequenz zum Ermitteln, ob es Lücken in der Übertragungssequenz gibt, die verlorene Pakete angeben. Wenn es keine verlorenen Pakete gibt, wird in Schritt 28 ein Zähler für erfolgreiche Pakete inkrementiert. Als Nächstes bewertet der Algorithmus 20 in Schritt 30, ob der Wert des Zählers für erfolgreiche Pakete größer oder gleich einem Schwellenwert für eine erfolgreiche Paketlänge ist, und ob sich der RSSI-Tendenzwert erhöht. Wenn eine dieser zwei Bedingungen nicht erfüllt ist, ermittelt der Algorithmus 20 in Schritt 32, ob sich irgendwelche Einstellungen geändert haben. Wenn dies der Fall ist, werden in Schritt 34 die Register, die mit dem Zähler für verlorene Pakete und dem Zähler für erfolgreiche Pakete in Verbindung stehen, zurückgesetzt und springt der Prozess zurück zu Schritt 24. Wenn sich keine Einstellungen geändert haben, springt der Prozess zurück zu Schritt 24.
Wieder auf Schritt 30 Bezug nehmend wird, wenn der Wert des Zählers für erfolgreiche Pakete größer oder gleich einem Schwellenwert für eine erfolgreiche Paketlänge ist und sich der RSSI-Tendenzwert erhöht, die Nachrichtenpaketlänge in Schritt 36 um einen Umfang erhöht, der gleich einer vorbestimmten Paketerhöhungslänge ist. Die Länge des Pakets sollte jedoch ein Paketlängenmaximum nicht übersteigen. Nach dem Erhöhen der Lange des Pakets ermittelt der Algorithmus 20 in Schritt 32, ob die Einstellungen geändert wurden, und springt er wie oben ausgeführt entweder zurück zu Schritt 24 oder setzt er den Zähler für verlorene Pakete und für erfolgreiche Pakete zurück und springt dann zurück zu Schritt 24.
Wieder auf Schritt 26 Bezug nehmend wird, wenn es verlorene Pakete in der in Schritt 24 identifizierten Statusnachrichtensequenz gibt, in Schritt 38 ein Zähler für verlorene Pakete bewertet, um zu ermitteln, ob der Wert des Zählers einen Schwellenwert für eine verlorene Paketlänge übersteigt und ob sich die RSSI verringert. Wenn eine dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt ist, ermittelt der Algorithmus 20 in Schritt 32, ob irgendwelche Einstellungen geändert wurden. Wenn dies der Fall ist, werden in Schritt 34 die Register, die mit einem Zähler für verlorene Pakete und dem Zähler für erfolgreiche Pakete in Verbindung stehen, zurückgesetzt und springt der Prozess zurück zu Schritt 24. Wenn keine Einstellungen geändert wurden, springt der Prozess zurück zu Schritt 24.
Wieder auf Schritt 38 Bezug nehmend wird, wenn der Wert des Zählers für verlorene Pakete größer oder gleich dem Schwellenwert für eine verlorene Paketlänge ist und wenn sich die RSSI verringert, die Paketlänge in Schritt 40 um einen Umfang verringert, der gleich einer vorbestimmten Paketverringerungslänge ist. Die Länge des Pakets sollte jedoch nicht unter ein Paketlängenminimum fallen. Nachdem die Länge des Pakets verringert wurde, ermittelt der Algorithmus 20 in Schritt 32, ob die Einstellungen geändert wurden, und springt er wie oben ausgeführt entweder zu Schritt 24 zurück oder setzt er den Zähler für verlorene Pakete und für erfolgreiche Pakete zurück und springt er dann zu Schritt 24 zurück.
Ein weiterer Ansatz zum Optimieren der Kommunikation zwischen Fahrzeugen umfasst eine adaptive Datenmodulationsratenoptimierung, die den Netzdurchsatz erhöht, indem die Datenmodulationsrate gemäß den Kanalbedingungen adaptiv abgestimmt wird. Beispielsweise ist es, wenn kommunizierende Fahrzeuge weit entfernt sind, unwahrscheinlich, dass der Kanal stabil genug ist, um eine große Datenmodulationsrate zu unterstützen. Wenn sich jedoch die Distanz zwischen Fahrzeugen verringert und sich Kanalbedingungen verbessern, besteht eine Möglichkeit für erhöhte Datenmodulationsraten. Die nachstehend gezeigte Tabelle 1 zeigt die Modulationsschemas und Codierungsraten, die für jede Datenmodulationsrate unter Verwendung von IEEE 802.11p verwendet werden. In der Literatur wurde gezeigt, dass eine QAM-Modulation störempfindlicher ist abs entweder ein BPSK- oder ein QPSK-Modulationsschema. Daher sollten höhere Datenmodulationsraten, die eine QAM-Modulation verwenden, nur verwendet werden, wenn die Kanalbedingungen gut sind. Ähnliche Beobachtungen werden für andere Typen einer drahtlosen Nahbereichskommunikationstechnologie, wie beispielsweise WiFi, gemacht. Tabelle 1 – Datenmodulationsraten in IEEE 802.11p

Datenrate Modulation Codierungsrate

3 Mbps BPSK 1/2

4,5 Mbps BPSK 3/4

6 Mbps QPSK 1/2

9 Mbps QPSK 3/4

12 Mbps 16-QAM 1/2

18 Mbps 16-QAM 3/4

24 Mbps 64-QAM 2/3

27 Mbps 64-QAM 3/4
3 zeigt einen beispielhaften Algorithmus 50, der ausgestaltet ist, um die Kommunikation zwischen Fahrzeugen durch die variierende Datenmodulationsrate der Paketübertragung zu optimieren. In Schritt 52 findet ein Kommunikations-Handshake zwischen dem Host-Fahrzeug und dem entfernten Fahrzeug statt, wobei das Host-Fahrzeug die ungefähre Begegnungszeit schätzt und die Daten zum Übertragen auswählt. In Schritt 54 empfängt das Host-Fahrzeug Statusnachrichten von dem entfernten Fahrzeug. In Schritt 56 bewertet der Algorithmus 50 die Paketsequenz zum Ermitteln, ob es Lücken in der Übertragungssequenz gibt, die verlorene Pakete angeben. Wenn es keine verlorenen Pakete gibt, wird in Schritt 58 ein Zähler für erfolgreiche Pakete inkrementiert. Als Nächstes bewertet der Algorithmus 50 in Schritt 60, ob der Wert des Zählers für erfolgreiche Pakete größer oder gleich einem Schwellenwert für eine erfolgreiche Datenrate ist, und ob sich der RSSI-Tendenzwert erhöht. Wenn eine dieser zwei Bedingungen nicht erfüllt ist, ermittelt der Algorithmus 50 in Schritt 62, ob sich irgendwelche Einstellungen geändert haben. Wenn dies der Fall ist, werden in Schritt 64 die Register, die mit einem Zähler für verlorene Pakete und dem Zähler für erfolgreiche Pakete in Verbindung stehen, zurückgesetzt und springt der Prozess zurück zu Schritt 54. Wenn sich keine Einstellungen geändert haben, springt der Prozess zurück zu Schritt 54.
Wieder auf Schritt 60 Bezug nehmend wird, wenn der Wert des Zählers für erfolgreiche Pakete größer oder gleich einem Schwellenwert für eine erfolgreiche Datenrate ist und sich der RSSI-Tendenzwert erhöht, die Datenmodulationsrate in Schritt 66 um einen Umfang erhöht, der gleich einer vorbestimmten Datenrateneinheit ist. Die Datenmodulationsrate des Pakets sollte jedoch ein Paketdatenmodulationsratenmaximum nicht übersteigen. Nach dem Erhöhen der Übertragungsrate des Pakets ermittelt der Algorithmus 50 in Schritt 52, ob die Einstellungen geändert wurden, und springt er wie oben ausgeführt entweder zurück zu Schritt 54 oder setzt er den Zähler für verlorene Pakete und für erfolgreiche Pakete zurück und springt dann zurück zu Schritt 54.
Wieder auf Schritt 56 Bezug nehmend wird, wenn es verlorene Pakete in der in Schritt 54 identifizierten Statusnachrichtensequenz gibt, in Schritt 68 ein Zähler für verlorene Pakete bewertet, um zu ermitteln, ob der Wert des Zählers einen Schwellenwert für eine verlorene Datenrate übersteigt und ob sich die RSSI verringert. Wenn eine dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt ist, ermittelt der Algorithmus 50 in Schritt 62, ob irgendwelche Einstellungen geändert wurden. Wenn dies der Fall ist, werden in Schritt 64 die Register, die mit einem Zähler für verlorene Pakete und dem Zähler für erfolgreiche Pakete in Verbindung stehen, zurückgesetzt und springt der Prozess zurück zu Schritt 54. Wenn keine Einstellungen geändert wurden, springt der Prozess zurück zu Schritt 54.
Wieder auf Schritt 68 Bezug nehmend wird, wenn der Wert des Zählers für verlorene Pakete größer oder gleich dem Schwellenwert für eine verlorene Datenrate ist und wenn sich die RSSI verringert, die Datenmodulationsrate in Schritt 70 um einen Umfang verringert, der gleich einer vorbestimmten Datenrateneinheit ist. Die Datenmodulationsrate des Pakets sollte jedoch nicht unter ein Datenmodulationsratenminimum fallen. Nachdem die Übertragungsrate des Pakets verringert wurde, ermittelt der Algorithmus 50 in Schritt 52, ob die Einstellungen geändert wurden, und springt er wie oben ausgeführt entweder zu Schritt 54 zurück oder setzt er den Zähler für verlorene Pakete und für erfolgreiche Pakete zurück und springt er dann zu Schritt 54 zurück.
Ein weiterer Ansatz umfasst das Kombinieren der Algorithmen 20 und 50, um die Leistungsvorteils des Variierens von sowohl Nachrichtenpaketgröße als auch Datenmodulationsraten zu erlangen. Dieser Hybrid-Ansatz liefert das optimale Leistungsvermögen durch Aktivieren der Stärken beider Ansätze. Ein Fachmann versteht jedoch, dass auch ein Algorithmus verwendet werden kann, der sich nur auf den Nachrichtenpaketgrößenansatz oder den Datenmodulationsratenansatz richtet.
4 zeigt einen beispielhaften Algorithmus 80 zum adaptiven Modifizieren von sowohl Nachrichtenpaketgrößen als auch Datenmodulationsraten. In Schritt 82 findet ein Kommunikations-Handshake zwischen dem Host-Fahrzeug und dem entfernten Fahrzeug statt, wobei das Host-Fahrzeug die ungefähre Begegnungszeit schätzt und die Daten zum Übertragen auswählt. In Schritt 84 empfangt das Host-Fahrzeug Statusnachrichten von dem entfernten Fahrzeug. In Schritt 86 bewertet der Algorithmus 80 die Paketsequenz zum Ermitteln, ob es Lücken in der Übertragungssequenz gibt, die verlorene Pakete angeben. Wenn es keine verlorenen Pakete gibt, wird in Schritt 88 ein Zähler für erfolgreiche Pakete inkrementiert. Als Nächstes bewertet der Algorithmus 80 in Schritt 90, ob der Wert des Zählers für erfolgreiche Pakete größer oder gleich einem Schwellenwert für eine erfolgreiche Paketlänge ist und ob sich der RSSI-Tendenzwert erhöht. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wird die Nachrichtenpaketlänge in Schritt 92 um einen Umfang erhöht, der gleich einer vorbestimmten Paketerhöhungslänge ist. Die Länge des Pakets sollte jedoch ein Paketlängenmaximum nicht übersteigen.
Wenn eine dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt ist, oder nachdem die Länge des Paketes in Schritt 92 erhöht wurde, ermittelt der Algorithmus 80 in Schritt 94, ob der Wert des Zählers für erfolgreiche Pakete größer oder gleich einem Schwellenwert für eine erfolgreiche Datenrate ist und ob sich der RSSI-Tendenzwert erhöht. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wird die Datenmodulationsrate in Schritt 96 um einen Umfang erhöht, der gleich einer vorbestimmten Datenrateneinheit ist. Die Datenmodulationsrate des Pakets sollte jedoch ein Paketdatenmodulationsratenmaximum nicht übersteigen.
Wenn eine der beiden Bedingungen in Schritt 94 nicht erfüllt ist, oder nachdem die Datenmodulationsrate des Pakets in Schritt 96 erhöht wurde, ermittelt der Algorithmus 80 in Schritt 98, ob irgendwelche Einstellungen geändert wurden. Wenn dies der Fall ist, werden in Schritt 100 die Register, die mit einem Zähler für verlorene Pakete und dem Zähler für erfolgreiche Pakete in Verbindung stehen, zurückgesetzt und springt der Prozess zurück zu Schritt 84. Wenn keine Einstellungen geändert wurden, springt der Prozess zurück zu Schritt 84.
Wieder auf Schritt 86 Bezug nehmend wird, wenn es in der in Schritt 84 identifizierten Statusnachrichtensequenz verlorene Pakete gibt, ein Zähler für verlorene Pakete in Schritt 102 bewertet, um zu ermitteln, ob der Wert des Zählers für verlorene Pakete einen Schwellenwert für eine verlorene Paketlänge übersteigt und ob sich die RSSI verringert. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wird die Paketlänge in Schritt 104 um einen Umfang verringert, der gleich einer vorbestimmten Paketverringerungslänge ist. Die Länge des Pakets sollte jedoch nicht unter ein Paketlängenminimum fallen. Wenn eine dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt ist, oder nachdem die Länge des Pakets in Schritt 104 verringert wurde, bewertet der Algorithmus 80 in Schritt 106 den Zähler für verlorene Pakete, um zu ermitteln, ob der Wert des Zählers einen Schwellenwert für eine verlorene Datenrate übersteigt und ob sich die RSSI verringert. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wird die Datenmodulationsrate in Schritt 108 um einen Umfang verringert, der gleich einer vorbestimmten Datenrateneinheit ist. Die Datenmodulationsrate des Pakets sollte jedoch nicht unter ein Datenmodulationsratenminimum fallen. Wenn eine der beiden Bedingungen in Schritt 106 nicht erfüllt ist oder nachdem die Datenmodulationsrate des Paketes in Schritt 108 verringert wurde, ermittelt der Algorithmus 80 in Schritt 98, ob die Einstellungen geändert wurden, und springt er wie oben ausgeführt entweder zu Schritt 84 zurück oder setzt er den Zähler für verlorene Pakete und für erfolgreiche Pakete zurück und springt er dann zu Schritt 84 zurück.
Das System 10 kann an einer oder mehreren geeigneten Recheneinrichtungen realisiert sein, die im Allgemeinen Anwendungen umfassen, die Softwareanwendungen sein können, die konkret als Satz von von einem Computer ausführbaren Anweisungen an einem von einem Computer lesbaren Medium in der Recheneinrichtung umfasst sind. Die Recheneinrichtung kann eine beliebige einer Anzahl von Recheneinrichtungen sein, wie beispielsweise ein Personalcomputer, ein Prozessor, eine in der Hand gehaltene Recheneinrichtung etc.
Die Recheneinrichtungen umfassen im Allgemeinen jeweils Anweisungen, die durch eine oder mehrere Einrichtungen, wie beispielsweise die oben aufgelisteten, ausgeführt werden können. Von einem Computer ausführbare Anweisungen können aus Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder Technologien erzeugt werden, die ohne Einschränkung und entweder allein oder in Kombination Java^TM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, etc. umfassen. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen von z. B. einem Speicher, einem von einem Computer lesbaren Medium etc. und führt er diese Anweisungen aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse ausgeführt werden, die einen oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse umfassen. Solche Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielzahl von bekannten von einem Computer lesbaren Medien gespeichert und übertragen werden.
Ein von einem Computer lesbares Medium umfasst ein beliebiges Medium, das an einem Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die durch eine Recheneinrichtung, wie beispielsweise einen Computer, gelesen werden können. Solch ein Medium kann viele Formen annehmen, die ohne Einschränkung nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien und Übertragungsmedien umfassen. Nichtflüchtige Medien umfassen beispielsweise optische oder magnetische Platten und andere permanente Speicher. Flüchtige Medien umfassen einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM von dynamic random access memory), der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Übliche Formen von von einem Computer lesbarem Medium umfassen jedes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
Es ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung erläuternd und nicht einschränkend sein soll. Viele andere alternative Ansätze oder Anwendungen als die bereitgestellten Beispiele würden für Fachleute beim Lesen der obigen Beschreibung ersichtlich werden. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht in Bezug auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern er sollte stattdessen in Bezug auf die beigefügten Ansprüche zusammen mit dem vollständigen Umfang an Äquivalenten, den die Ansprüche berechtigen, bestimmt werden. Es wird erwartet und es ist vorgesehen, dass an der hierin erläuterten Technik weitere Entwicklungen auftreten und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solchen weiteren Beispielen umfasst sind. Zusammengefasst ist zu verstehen, dass die Erfindung modifiziert und variiert werden kann und nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt ist.
Im Speziellen wurden die vorliegenden Ausführungsformen gezeigt und beschrieben, die die geeignetsten Ausführungsformen lediglich erläutern. Fachleute werden erkennen, dass verschiedene Alternativen zu den hierin beschriebenen Ausführungsformen beim Ausführen der Ansprüche eingesetzt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, und dass das Verfahren und System innerhalb des Schutzumfangs dieser Ansprüche und ihre Äquivalente auf diese Weise abgedeckt sind. Diese Beschreibung sollte als alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen von Elementen, die hierin beschrieben sind, umfassend verstanden werden, und die Ansprüche können in dieser oder einer späteren Anmeldung für jede neue und nicht offensichtliche Kombination dieser Elemente dargelegt werden. Ferner sind die vorstehenden Ausführungsformen darstellend und ist kein einzelnes Merkmal oder Element für alle möglichen Kombinationen wesentlich, die in dieser oder einer späteren Anmeldung beansprucht werden können.
Alle in den Ansprüchen verwendeten Begriffe sollen als ihren breitesten vernünftigen Aufbau und ihre übliche Bedeutung wie durch Fachleute verstanden umfassend betrachtet werden, wenn nicht hierin ein ausdrücklicher Hinweis auf das Gegenteil gegeben wird. Insbesondere sollte die Verwendung der Singularartikel, wie beispielsweise ”ein/eine”, ”der/die/das” etc. als eines oder mehrere der angegebenen Elemente bezeichnend gelesen werden, wenn nicht ein Anspruch eine explizite Einschränkung auf das Gegenteil bezeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11p [0017]
IEEE 802.11p [0024]

Claims

Verfahren zum Optimieren von Daten, die zwischen Fahrzeugen transferiert werden, wobei das Verfahren umfasst, dass: ermittelt wird, ob es verlorene Pakete in einer Sequenz von Statusnachrichten gibt, die zwischen zwei Fahrzeugen übertragen werden; ermittelt wird, ob eine Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers größer oder gleich einem Schwellenwert für erfolgreiche Pakete ist und ob sich eine Angabe der empfangenen Signalstärke erhöht, wenn es keine verlorenen Pakete in der Sequenz von Nachrichten gibt; ermittelt wird, ob eine Anzahl an verlorenen Pakettransfers größer oder gleich einem Schwellenwert für verlorene Pakete ist und ob sich eine Angabe der empfangenen Signalstärke verringert, wenn es verlorene Pakete in der Sequenz von Nachrichten gibt; eine Länge eines Nachrichtenpakets um einen vorbestimmten Paketerhöhungsumfang erhöht wird, wenn die Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers größer oder gleich dem Schwellenwert für erfolgreiche Pakete ist und wenn sich die Angabe der empfangenen Signalstärke erhöht; und die Länge des Nachrichtenpakets um einen vorbestimmten Paketverringerungsumfang verringert wird, wenn die Anzahl an verlorenen Pakettransfers größer oder gleich dem Schwellenwert für erfolgreiche Pakete ist und wenn sich die Angabe der empfangenen Signalstärke verringert.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers inkrementiert wird, wenn es keine verlorenen Pakete in der Sequenz von Nachrichten gibt.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Anzahl an verlorenen Pakettransfers und die Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers zurückgesetzt werden, wobei ermittelt wird, ob eine Paketeinstellung geändert wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass ermittelt wird, ob die Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers größer oder gleich einem Schwellenwert für eine erfolgreiche Datenrate ist und ob sich die Angabe der empfangenen Signalstärke erhöht, wenn es keine verlorenen Pakete in der Sequenz von Nachrichten gibt.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner umfasst, dass eine Pakettransferdatenrate um eine vorbestimmte Datenrateneinheit erhöht wird, wenn die Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers größer oder gleich dem Schwellenwert für eine erfolgreiche Datenrate ist und wenn sich die Angabe der empfangenen Signalstärke erhöht.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass ermittelt wird, ob die Anzahl an verlorenen Pakettransfers größer oder gleich einem Schwellenwert für eine erfolgreiche Datenrate ist und ob sich die Angabe der empfangenen Signalstärke verringert, wenn es verlorene Pakete in der Sequenz von Nachrichten gibt.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass die Pakettransferdatenrate um eine vorbestimmte Datenrateneinheit verringert wird, wenn die Anzahl an verlorenen Pakettransfers größer oder gleich dem Schwellenwert für eine erfolgreiche Datenrate ist und wenn sich die Angabe der empfangenen Signalstärke verringert.
System mit einem von einem Computer lesbaren Medium, das konkret von einem Computer ausführbare Anweisungen umfasst zum: Ermitteln, ob es verlorene Pakete in einer Sequenz von Statusnachrichten gibt, die zwischen zwei Fahrzeugen übertragen werden; Ermitteln, ob eine Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers größer oder gleich einem Schwellenwert für erfolgreiche Pakete ist und ob sich eine Angabe der empfangenen Signalstärke erhöht, wenn es keine verlorenen Pakete in der Sequenz von Nachrichten gibt; Ermitteln, ob eine Anzahl an verlorenen Pakettransfers größer oder gleich einem Schwellenwert für verlorene Pakete ist und ob sich eine Angabe der empfangenen Signalstärke verringert, wenn es verlorene Pakete in der Sequenz von Nachrichten gibt; Erhöhen einer Länge eines Nachrichtenpakets um einen vorbestimmten Paketerhöhungsumfang, wenn die Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers größer oder gleich dem Schwellenwert für erfolgreiche Pakete ist und wenn sich die Angabe der empfangenen Signalstärke erhöht; und Verringern der Länge des Nachrichtenpakets um einen vorbestimmten Paketverringerungsumfang, wenn die Anzahl an verlorenen Pakettransfers größer oder gleich dem Schwellenwert für erfolgreiche Pakete ist und wenn sich die Angabe der empfangenen Signalstärke verringert.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass die Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers inkrementiert wird, wenn es keine verlorenen Pakete in der Sequenz von Nachrichten gibt.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass die Anzahl an verlorenen Pakettransfers und die Anzahl an erfolgreichen Pakettransfers zurückgesetzt werden, wobei ermittelt wird, ob eine Paketeinstellung geändert wurde.