DE102011055821A1

DE102011055821A1 - Intelligentes Cache-Management-Protokoll für Fahrzeugnetzwerke

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Publication number: DE102011055821A1
Application number: DE102011055821A
Authority: DE
Inventors: Fan Bai; Donald D. Grimm
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2012-06-14
Also published as: CN102591798A; US20120151073A1; CN102591798B; US8676920B2

Abstract

Ein Verfahren und System zum kooperativen Cache-Speichern digitalen Inhalts in einem Fahrzeug zum Austausch mit anderen Fahrzeugen in einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk. Ein Inhaltnutzwert wird jedem Stück digitalen Inhalts, der im Netzwerk verfügbar ist, zugeordnet, wobei der Nutzwert eine Funktion der Popularität des Inhalts, der Aktualität des Inhalts und der Größe des Inhalts ist. Jedes Stück Inhalt mit einem hinreichend hohen Inhaltnutzwert ist in einem kollektiven Cache-Speicher in einem Host-Fahrzeug gespeichert, so dass andere Fahrzeuge diesen auf Wunsch schnell anfordern können. Das Host-Fahrzeug kann ein bestimmtes Stück digitalen Inhalts Cache-speichern, auch dann, wenn das Host-Fahrzeug selbst daran nicht interessiert ist. Das Host-Fahrzeug wiederberechnet den Inhaltnutzwert für den gesamten digitalen Inhalt in dem Cache-Speicher des Fahrzeugs periodisch, um zu bestimmen, ob irgendwelche der Daten aus dem Cache-Speicher entfernt werden sollten.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Cache-Speicher mit mobilem digitalem Inhalt in einem Fahrzeugnetzwerk und insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum Cache-Management in einem Fahrzeugnetzwerk, das einen Nutzwert für jedes Stück von mobilem digitalem Inhalt berechnet, mit dem ein Host-Fahrzeug in Berührung kommt, welches den Nutzwert verwendet, um zu bestimmen, ob das Stück mobilen digitalen Inhalts in dem Cache des Fahrzeugs gespeichert werden sollte, und welches periodisch den Nutzwert für alle mobilen digitalen Inhalte in dem Cache des Fahrzeugs wiederberechnet, um zu bestimmen, ob irgendwelche dieser Daten aus dem Cache entfernt werden sollten.
2. Diskussion des Standes der Technik
Viele moderne Fahrzeuge weisen eine oder mehrere drahtlose Kommunikationstechnologien auf, welche das Fahrerlebnis sicherer, komfortabler und angenehmer für den Fahrzeuglenker und die Passagiere im Fahrzeug machen können. Dazu wurden unter anderem Informations- und Unterhaltungssysteme (Infotainment-Systeme) besonders beliebt. Eingebaute Mobilfunksysteme können einen Internetzugang zusätzlich zu ihren herkömmlichen Sprachkommunikationsfunktionen liefern. Viele Fahrzeuge weisen gewöhnlicherweise darüber hinaus andere drahtlose Kommunikationstechnologien auf, wie zum Beispiel Satelliten-basierte Fahrassistenzsysteme, sowie Dedicated Short Range Communications (DSRC) oder Wireless-Local-Area Network(Wi-Fi)-Systeme. DSRC wird oft dazu verwendet, Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2I)-Netzwerke sowohl für Infotainment-Zwecke als auch für andere Zwecke zu verwenden.
In dieser Infotainment-Welt sind viele verschiedene Arten von digitalem Inhalt für den Gebrauch verfügbar. Diese beinhalten Audio-Dateien mit Musik oder anderem Audio-Inhalt, Video-Dateien mit Filmen oder anderem Video-Inhalt, Informations-Broadcasts (auch als Podcasts bekannt), Karten und Softwareaktualisierungen für integrierte Systeme und weiteres. Da die Vielfalt und Verfügbarkeit von digitalem Inhalt groß ist, kann es zeitaufwändig und teuer sein, den Inhalt, der für die Fahrzeuginsassen interessant ist, abzurufen, da die jeweilige Art von digitalem Inhalt oft nur von einem Quellserver über das Internet verfügbar ist und das Internet nur über eine Mobilfunkverbindung erreicht werden kann. Inzwischen ist ein großer Betrag von latentem mobilem Speicherplatz und Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsbandbreite wegen der Popularität der V2V-Kommunikation verfügbar. Viel von diesem mobilen Speicherplatz und der Hochgeschwindigkeits-Bandbreite der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ist jedoch ungenutzt, weil es keinen etablierten Rahmen für das kooperative Abspeichern und Austauschen von digitalem Inhalt zwischen den Knoten in einem V2V-Netzwerk gibt.
Demzufolge besteht ein Bedürfnis für ein kooperatives Cache-Management-Protokoll, welches in Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerken verwendet werden kann. So ein Protokoll würde ein Fahrzeug dazu befähigen, mit anderen benachbarten Fahrzeugen für einen lokalen Abruf von interessantem digitalem Inhalt zusammenzuarbeiten und wurde die Geschwindigkeit, mit welcher die Insassen in dem V2V-Netzwerk den digitalen Inhalt bekommen könnten, erhöhen und die Kosten für den Mobilfunkinternetzugang für die Insassen in dem V2V-Netzwerk reduzieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und ein System zum kooperativen Cache-Speichern digitaler Inhalte in einem Fahrzeug zum Austauschen mit anderen Fahrzeugen in einem V2V-Netzwerk offenbart. Ein Inhaltnutzwert wird jedem Stück von digitalem Inhalt, der in dem Netzwerk verfügbar ist, zugeordnet, wobei der Nutzwert eine Funktion der Popularität des Inhalts, der Aktualität des Inhalts und der Größe des Inhalts ist. Ein Stück des Inhalts mit einem hinreichend hohen Inhaltnutzwert wird in einem kollektiven Cache-Speicher eines Host-Fahrzeugs abgespeichert, so dass andere Fahrzeuge dazu in der Lage sind, auf Wunsch diesen schnell abzurufen. Das Host-Fahrzeug kann ein gewisses Stück digitalen Inhalts in einem Cache speichern, auch wenn das Host-Fahrzeug an diesem nicht interessiert ist. Das Host-Fahrzeug wiederberechnet periodisch den Inhaltnutzwert für den gesamten digitalen Inhalt in dem Fahrzeug-Cache-Speicher, um zu bestimmen, ob irgendwelche Daten aus dem Cache-Speicher entfernt werden sollten.
Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Figuren offenbar.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist ein schematisches Diagramm von einem Fahrzeug, das mit anderen Fahrzeugen in einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk kommuniziert und mit dem Internet über eine Mobilfunkverbindung verbunden ist; und
2 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren, das von einem Host-Fahrzeug verwendet werden kann, um zu bestimmen, ob ein bestimmtes Stück von digitalem Inhalt in einem auf dem Fahrzeug befindlichen Cache-Speicher abgespeichert werden soll, und, ob irgendein digitaler Inhalt, der bereits in dem Cache-Speicher enthalten ist, entfernt werden soll.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Diskussion der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein intelligentes Cache-Management-Protokoll für Fahrzeugnetzwerke gerichtet ist, ist rein beispielhafter Natur und in keiner Weise dazu gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen zu begrenzen.
Drahtlose Kommunikationssysteme wurden zu einem wichtigen Bestandteil des täglichen Lebens. Moderne Fahrzeuge greifen diesen Trend durch den Einbau von integrierten drahtlosen Kommunikationssystemen und durch die Verwendung dieser drahtlosen Systeme auf, um die Sicherheit, den Komfort und die Bequemlichkeit der Fahrzeuginsassen zu verbessern. Integrierte Mobiltelefone und Satelliten-basierte Sicherheits- und Informationssysteme sind in vielen heutigen Fahrzeugen üblich. Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2I)-Netzwerke werden immer populärer und verwenden Technologien wie zum Beispiel Dedicated Short Range Communications (DSRC) und Wireless Local Area Network (Wireless LAN oder Wi-Fi).
Dedicated Short Range Communications (DSRC) sind unidirektionale oder bidirektionale kurzreichweitige bis mittelreichweitige drahtlose Kommunikationskanäle, die speziell für Automobilanwendungen entwickelt wurden. Die Regulierungsbehörden in den Vereinigen Staaten, Europa und anderswo haben für DSRC eine Spektralbandbreite im 5,9 Gigahertz(GHz)-Frequenzband festgelegt, die von den Intelligent Transportation Systems (ITS) und für andere Zwecke verwendet werden können. DSRC kann in V2V- und V2I-Kommunikationsumgebungen sowohl in öffentlichen Sicherheitsanwendungen als auch in privaten Anwendungen verwendet werden. DSRC ist als eine Ergänzung zur Mobilfunkkommunikation durch das Bereitstellen sehr hoher Datentransferraten bei Anforderungen, bei denen das Minimieren der Latenz in der Kommunikationsverbindung innerhalb einer lokalen Kommunikationszone wichtig ist, gedacht.
Alternativ dazu können Standard-WiFi-Systeme anstelle von DSRC für viele Anwendungen verwendet werden, wobei nur eine kleinere Einbuße in der Gesamtsystemleistungsfähigkeit auftritt. Wireless-LAN (Wi-Fi) ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie basierend auf den IEEE 802.11-Standards. Wi-Fi arbeitet im Allgemeinen auf den 2,4 GMz- und 5,0 GHz-Frequenzbändern und wird in vielen Gerät-zu-Gerät-Anwendungen, in Privathäusern, Geschäften, Fahrzeugen und mobilen Geräten verwendet. Mit dem neueren Multiple Input/Multiple Output(MIMO)-Standard unter 802.11n bietet Wi-Fi Datenraten, die zu DSRC vergleichbar sind.
V2V-Netzwerke können in Informations- und Unterhaltungs- oder ”Infotainment”-Systemen sehr nützlich sein. Insbesondere können V2V-Netzwerke dazu verwendet werden, digitalen Inhalt zwischen Knoten oder Fahrzeugen in einem V2V-Netzwerk auszutauschen, um in den Infotainment-Systemen der Fahrzeuge verwendet zu werden. Digitaler Inhalt kann Audiodateien, Videodateien, Informations-Broadcasts (oft bekannt auch als Podcasts), Karten und Software-Updates für auf dem Fahrzeug befindliche Systeme und andere Arten von Daten umfassen.
1 ist ein schematisches Diagramm eines Kommunikationsgerüsts 10 mit einem V2V-Netzwerk 12. Das V2V-Netzwerk 12 umfasst die Fahrzeuge 14, 16 und 18 zusammen mit einem Host-Fahrzeug 20. Das Host-Fahrzeug 20 weist einen Prozessor 22 auf, der mit einem lokalen Cache-Speicher 24 und einem kollektiven Cache-Speicher 26 kommuniziert. Der lokale Cache-Speicher 24 wird dazu verwendet, um digitalen Inhalt abzuspeichern, der für einen Insassen des Host-Fahrzeugs 20 interessant ist. Der kollektive Cache-Speicher 26 wird verwendet, um digitalen Inhalt für den gemeinsamen Austausch zu speichern, das heißt Inhalt, der nicht für einen Insassen des Host-Fahrzeugs 20 unmittelbar interessant ist aber von hohem gemeinsamem Interesse für andere Knoten in dem V2V-Netzwerk ist. Der Prozessor 22 bestimmt, was in den lokalen Cache-Speicher 24 und den kollektiven Cache-Speicher 26 unter Verwendung einer Entscheidungslogik, wie im folgenden im Detail erörtert werden wird, gespeichert werden soll.
Das Host-Fahrzeug 20 kann des weiteren Zugang zum Internet 30 über eine Mobilfunkverbindung 32 haben. Das Host-Fahrzeug 20 kann über das Internet 30 einen Server 34 erreichen, um jeden interessanten digitalen Inhalt runterzuladen. Die Verwendung des Mobilfunkzugangs 32 zum Datenrunterladen kann allerdings mit Kosten für den Insassen des Host-Fahrzeugs 20 verbunden sein. Des weiteren sind die Datenkommunikationsraten über die Mobilfunkverbindung 32 viel langsamer als über DSRC oder Wi-Fi. Demzufolge besteht ein großer Wunsch, das schnelle und kostenlose V2V-Netzwerk so weit wie möglich zum Austausch von digitalen Inhaltsdaten zu benutzen.
Um das V2V-Netzwerk 12 zu einem effektiven Werkzeug für den Austausch digitaler Inhalte zu machen, ist es wünschenswert, den digitalen Inhalt so weit wie möglich für die Fahrzeuge in dem V2V-Netzwerk 12 bei vorgegebenen Cache-Speicher-Limit verfügbar zu machen. Die vorliegende Erfindung bietet ein Protokoll für die intelligente Verwendung des verfügbaren Cache-Speicher-Speicherplatzes, nicht nur für den digitalen Inhalt, der für die Insassen des Host-Fahrzeugs 20 interessant ist, sondern auch für den digitalen Inhalt, der relativ hohes Interesse für alle Insassen in allen Fahrzeugen in dem V2V-Netzwerk ist. Demzufolge wird es wahrscheinlicher, dass irgendein Stück digitalen Inhalts auf Wunsch von irgendeinem Fahrzeug in dem V2V-Netzwerk 12 verfügbar gemacht wird.
Um das intelligente Cache-Management-Protokoll zu beschreiben, wird zuerst die Interaktion des Fahrzeugs 14 mit dem Host-Fahrzeug 20 betrachtet. Fahrzeuge in dem V2V-Netzwerk 12 verbreiten kontinuierlich ein Kennungssignal, das einen Identifikationscode wiedergibt. Sobald das Fahrzeug 14 mit dem Host-Fahrzeug 20 nach Empfangen der jeweiligen Identifikationscodes in Verbindung tritt, wird ein Handshaking-Verfahren ausgeführt, bei welchem eine komprimierte Inhaltslistenzusammenfassung zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Host-Fahrzeug 20 ausgetauscht wird. Die Inhaltslistenzusammenfassung versetzt das Host-Fahrzeug 20 in Kenntnis, welcher digitale Inhalt von dem Fahrzeug 14 verfügbar ist und umgekehrt. Wenn das Host-Fahrzeug 20 an irgendeinem digitalen Inhalt, der vom Fahrzeug 14 verfügbar ist, oder umgekehrt interessiert ist, dann wird eine Wiedergabe-Anfrage erlassen und der digitale Inhalt wird transferiert.
Ein Zweck des intelligenten Cache-Management-Protokolls ist es, zu bestimmen, welcher digitale Inhalt von anderen Fahrzeugen in dem V2V-Netzwerk 12 angefordert wird. Jeglicher digitaler Inhalt, der für die Insassen des Host-Fahrzeugs 20 interessant ist, wird in dem lokalen Cache-Speicher 24 abgespeichert. Der gesamte digitale Inhalt, sowohl in dem lokalen Cache-Speicher 24 als auch in dem kollektiven Cache-Speicher 26, wird in der Inhaltslistenzusammenfassung wiedergegeben und wird für die anderen Fahrzeuge zur Wiedergabe verfügbar gemacht. Die Frage, was in dem kollektiven Cache-Speicher 26 abgespeichert werden soll, wird von dem intelligenten Cache-Management-Protokoll beantwortet. Dies beinhaltet die Bestimmung, welcher neu entdeckte Inhalt in den kollektiven Cache Speicher 26 repliziert werden soll und welcher existierende Inhalt von dem kollektiven Cache-Speicher 26 entfernt werden soll.
Um zu bestimmen, was in dem kollektiven Cache-Speicher 26 abgespeichert werden soll, wird ein Inhaltnutzwert (CUV) als eine Funktion der Popularität, der Aktualität und der Große des Stückes von digitalem Inhalt definiert. Die Popularität und die Aktualität des Stückes von digitalem Inhalt sind wiederum Funktionen der Zeit. Beispielsweise kann der Inhaltnutzwert CUV für einen Inhalt C_i wie folgt definiert werden:
wobei
die Popularität des Inhalts C_i als eine Funktion der Zeit t,
die Aktualität des Inhalts C_i als eine Funktion der Zeit t, und
die Größe des Inhalts C_i ist. In diesem Beispiel können die Werte der Popularität, der Aktualität und der Größe von 1 bis 100 variieren. Andere Zahlenbereiche und andere Gleichungen sind für die Berechnung des Inhaltnutzwertes möglich. Je höher der Inhaltnutzwert CUV für ein einzelnes Stück von digitalem Inhalt ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass das Stück von digitalem Inhalt in den kollektiven Cache-Speicher 26 gespeichert wird.
Die Werte für die Popularität, die Aktualität und die Größe jedes Stückes digitalen Inhalts werden als Attribute an den digitalen Inhaltsdateien getragen. Der Wert für die Größe eines Stücks Inhalt ist selbstverständlich konstant. Beispielsweise kann ein kleines Daten-File einen Größenwert von 20, ein mittleres Daten-File einen Größenwert von 50 und ein sehr großes Daten-File einen Größenwert von 100 haben. Der Wert für die Popularität eines Stücks Inhalt beginnt von einem niedrigen Wert, beispielsweise 1, und wird zu jedem ausgewählten Zeitintervall T inkrementiert, wenn das Stück Inhalt von einem anderen Fahrzeug innerhalb des gerade vergangenen Zeitintervalls angefragt wurde, bis auf einen maximalen Wert von 100. Der Wert für die Aktualität von einem Stück Inhalt beginnt von einem Wert von 100 und wird in einem ausgewählten Zeitintervall T dekrementiert bis hinunter auf den minimalen Wert von 1. Der Inkrementierwert, der Dekrementierwert und das Zeitintervall T können in ihrer Größe eingestellt werden, um das gewünschte Resultat zu erreichen. Beispielsweise können der Inkrementierwert und der Dekrementierwert als 1 definiert werden und das Zeitintervall T könnte als ein Tag definiert werden. Selbstverständlich können andere effektive Kombinationen für die Inkrementier- und Dekrementierwerte, das Zeitintervall T und die Zahlenbereiche möglich sein.
Zurück zum Beispiel aus der 1, sobald das Host-Fahrzeug 20 die Inhaltslisten-Zusammenfassung von dem Fahrzeug 14 empfängt, muss der Prozessor 22 in dem Host-Fahrzeug 20 bestimmen, ob irgendein digitaler Inhalt von dem Fahrzeug 14 in den lokalen Cache-Speicher 24 oder den kollektiven Cache-Speicher 26 kopiert werden soll. Falls das Host-Fahrzeug 20 an einem bestimmten Stück Inhalt C_i interessiert ist, dann repliziert das Host-Fahrzeug 20 den Inhalt C_i von dem Fahrzeug 14 in den lokalen Cache-Speicher 24. Falls das Host-Fahrzeug 20 nicht an dem Inhalt C_i interessiert ist, dann muss das Host-Fahrzeug 20 entscheiden, ob der Inhalt C_i in den kollektiven Cache-Speicher 26 kopiert werden soll, wo dieser von einem anderen Fahrzeug in dem V2V-Netzwerk 12 zugegriffen werden könnte oder wo er in den lokalen Cache-Speicher 24 abgerufen werden könnte, falls das Host-Fahrzeug 20 später an dem Inhalt C_i interessiert sein sollte.
In einem Beispiel wird der mit Gleichung (1) berechnete Inhaltnutzwert
mit einem vorbestimmten Speicherschwellwert K verglichen, um zu bestimmen, ob der Inhalt C_i in den kollektiven Cache-Speicher 26 repliziert werden soll. Falls
den Speicherschwellwert K überschreitet, dann wird der Inhalt C_i als hoch genug für kollektives Interesse angesehen, so dass er in den kollektiven Cache-Speicher 26 repliziert wird. In einem anderen Beispiel wird der Inhaltnutzwert
zuerst durch einen Versionswert
dividiert, bevor er mit dem Speicherschwellwert K verglichen wird, wobei der Versionswert
jedes Mal, wenn der Inhalt C_i zu einem anderen Fahrzeug repliziert wird, inkrementiert wird. Der Zweck des Versionswerts
ist es, als ein Indikator dafür zu dienen, wie weit verbreitet in dem V2V-Netzwerk 12 ein bestimmtes Stück digitaler Inhalt bereits ist, und das Stück Inhalt weniger attraktiv für eine weitere Verbreitung graduell zu machen, wenn dieser bereits weit verbreitet ist.
Der Prozessor 22 muss des weiteren die Inhalte des kollektiven Cache-Speichers 26 durch periodische Beseitigung einiger Inhalte managen. Wie oben erwähnt, ist der CUV eine Funktion der Zeit, in der der Popularitätswert zunimmt und der Aktualitätswert über die Zeit abnimmt. Demzufolge muss der Prozessor 22 einen aktualisierten CUV periodisch für jedes Stück Inhalt in dem kollektiven Cache-Speicher 26 berechnen. Nach dem oben diskutierten Beispiel wird der Popularitätswert
zu jedem Zeitintervall T mit 1 inkrementiert, falls der Inhalt C_i von einem anderen Fahrzeug innerhalb des Zeitintervalls angefordert wurde und der Aktualitätswert
mit 1 dekrementiert wird. Nach der Berechnung eines aktualisierten CUV für jedes Stück Inhalt in dem kollektiven Cache-Speicher 26 zum Zeitintervall T sortiert der Prozessor 22 die Inhalte in der Reihenfolge des abnehmenden CUV.
Zwei Szenarios werden zur Cache-Bereinigung veranschaulicht. In einem Szenario ist der kollektive Cache-Speicher 26 im wesentlichen voll und ein neues Stück Inhalt wird mit einem hohen Wert hinzugefügt. In diesem Szenario werden ein oder mehrere Inhaltsstücke mit dem niedrigsten CUV aus dem kollektiven Cache-Speicher 26 beseitigt, um Platz für Inhalt mit einem hohen Wert zu schaffen. Im zweiten Szenario beseitigt der Prozessor 22 auf dem kollektiven Cache-Speicher 26 automatisch jeden Inhalt, der einen CUV aufweist, der kleiner als ein Beseitigungsschwellwert L ist, nachdem ein aktualisierter CUV für jedes Stück Inhalt zu dem Zeitintervall T berechnet wurde. Das bedeutet, dass jeder Inhalt mit einem CUV, der kleiner als der Beseitigungsschwellwert L ist, als niedrig genug für ein kollektives Interesse angenommen ist und damit als nicht wert befunden wird, um im kollektiven Cache-Speicher 26 zu verbleiben.
2 ist ein Flussdiagramm 40 von einem Verfahren, das dazu verwendet werden kann, das intelligente Cache-Speicher-Management-Protokoll, wie oben beschrieben, zu implementieren. Im Kasten 42 stellt das Host-Fahrzeug 20 den lokalen Cache-Speicher 24 und den kollektiven Cache-Speicher 26 zur Verfügung mit einem Inhaltnutzwert CUV, der für jedes Stück Inhalt berechnet wurde. Im Kasten 44 stellt das Host-Fahrzeug 20 eine Kommunikation mit einem Fahrzeug in dem V2V-Netzwerk her, in einem ersten Beispiel mit dem Fahrzeug 14, und tauscht Inhaltslisten-Zusammenfassungen aus. Im Kasten 46 identifiziert der Prozessor 22 ein frisch aufgetauchtes Stück digitalen Inhalts. In der Entscheidungsraute 48 bestimmt der Prozessor 22, ob der digitale Inhalt gegenwärtig als von lokalem Interesse für das Host-Fahrzeug 20 evaluiert ist. Wenn dies der Fall ist, dann speichert der Prozessor 22 den digitalen Inhalt in den lokalen Cache-Speicher 24 im Kasten 50 und das Verfahren kehrt zum nächsten Stück digitalen Inhalts im Kasten 46 zurück.
Wenn das Host-Fahrzeug 20 nicht an dem digitalen Inhalt in der Entscheidungsraute 48 interessiert ist, dann berechnet der Prozessor 22 einen CUV für das neue Stück digitalen Inhalts im Kasten 52. Der CUV kann im Kasten 52 mit der Gleichung (1) berechnet werden, wobei der Popularitätswert, der Aktualitätswert und der Größenwert von dem Fahrzeug 14 geliefert werden. In der Entscheidungsraute 54 überprüft der Prozessor 22 den CUV, um zu bestimmen, ob dieser den Speicherschwellwert K überschreitet. Wenn dies nicht der Fall ist, dann wird der digitale Inhalt nicht abgespeichert und das Verfahren kehrt zum nächsten Stuck digitalen Inhalts an den Kasten 46 zurück. Falls der CUV den Speicherschwellwert K überschreitet, dann bestimmt der Prozessor im Kasten 56, ob irgendein Inhalt in dem kollektiven Cache-Speicher 26 beseitigt werden muss, um Platz für neuen digitalen Inhalt zu schaffen und beseitigt jeglichen alten Inhalt soweit notwendig. Die Bestimmung im Kasten 56 basiert auf der Größe der neuen digitalen Inhaltsdatei und die CUV-Daten für alle Inhalte im kollektiven Cache-Speicher 26 werden im Kasten 42 zur Verfügung gestellt. Im Kasten 58 fordert der Prozessor 22 die Replikation eines neuen digitalen Inhalts vom Fahrzeug 14 an und inkrementiert den Versionswert V sowohl im Fahrzeug 14 als auch im Host-Fahrzeug 20. Im Kasten 60 empfängt das Host-Fahrzeug 20 den neuen digitalen Inhalt und speichert ihn in den kollektiven Cache-Speicher 26.
In der Entscheidungsraute 62 bestimmt der Prozessor 22, ob das Zeitintervall T erreicht wurde. Wenn das Zeitintervall T erreicht wurde, dann berechnet der Prozessor 22 im Kasten 64 den CUV für alle Inhalte des kollektiven Cache-Speichers 26 erneut, wobei die Popularität möglicherweise inkrementiert und die Aktualität dekrementiert wird, wie oben erörtert. Im Kasten 66 wird jeglicher Inhalt mit einem aktualisierten CUV, der kleiner als der Beseitigungsschwellwert L ist, aus dem kollektiven Cache-Speicher 26 entfernt. Das Verfahren fährt fort in der Entscheidungsraute 68, wobei der Prozessor 22 bestimmt, ob oder ob nicht neuer digitaler Inhalt von dem Fahrzeug 14 verfügbar ist. Wenn dies der Fall ist, dann kehrt das Verfahren zum nächsten Stuck digitalen Inhalts in dem Kasten 46 zurück. Wenn kein weiterer neuer Inhalt aus dem Fahrzeug 14 verfügbar ist, dann kehrt das Verfahren zu dem Kasten 44 zurück und das Host-Fahrzeug 20 wiederholt die Verfahrensschritte der Kästen 44 bis 68 für die Fahrzeuge 16 und 18 und alle anderen Fahrzeuge, die in dem V2V-Netzwerk 12 umfasst sind.
Einige verschiedene Arten zur Partitionierung des insgesamt verfügbaren Cache-Speicherplatzes zwischen dem lokalen Cache-Speicher 24 und dem kollektiven Cache-Speicher 28 werden veranschaulicht. Ein Fahrzeughersteller könnte einfach eine feste Partitionierung bestimmen, ein Fahrzeugeigentümer oder Fahrzeugführer könnte eine benutzerdefinierte Partitionierung bestimmen oder die Partitionierung könnte dynamisch eingestellt werden, so dass der lokale Cache-Speicher 24 so bemessen ist, um allen benutzerangeforderten Inhalt zu halten und der kollektive Cache-Speicher 26 weist dann die Größe des Rests an insgesamt verfügbarem Cache-Speicherplatz auf.
Es ist wichtig, zu erkennen, dass das oben beschriebene intelligente Cache-Speicher-Management-Protokoll nur lokal gemessene Daten verwendet, um Entscheidungen über Inhalt-Cache-Speicherung und Beseitigung zu treffen. Das Protokoll benötigt keine globale Kenntnis oder Koordination über Fahrzeuge hinweg. Dies ist sehr wünschenswert, da dies eine signifikante Barriere für die Einführung beseitigt und es darüber hinaus gestattet, dass das Protokoll in verschiedenen Fahrzeugen unter der Benutzung verschiedener Parameter für den Inhaltnutzwert, verschiedene Beseitigungskriterien usw. implementiert wird, wobei doch das Ziel des Populärmachens digitalen Inhalts, welcher weit verfügbar in dem V2V-Netzwerk 12 ist, erzielt wird.
Sobald ein Insasse des Host-Fahrzeugs 20 ein Stück digitalen Inhalts konsumieren möchte, der sowohl im lokalen Cache-Speicher 24 als auch im kollektiven Cache-Speicher 26 verfügbar ist, überprüft der Prozessor 22 die Inhaltlisten von all den Fahrzeugen in dem V2V-Netzwerk 12. Wie in der 1 gezeigt, beinhaltet dies die Fahrzeuge 14, 16 und 18. In der Realität jedoch können sich in vielen städtischen Verkehrssituationen Hunderte von Fahrzeugen in dem V2V-Netzwerk 12 des Host-Fahrzeugs 20 zu jeder möglichen Zeit befinden. Wenn sich eine große Anzahl von Fahrzeugen in dem V2V-Netzwerk 12 befindet und ein signifikanter Teil der Fahrzeuge ein intelligentes Cache-Speicher-Management-Protokoll mit kollektiver Cache-Speicherzuordnung verwendet, ist eine hohe Wahrscheinlichkeit gegeben, dass das Host-Fahrzeug 20 das Stück digitalen Inhalts, nach weichem es in dem V2V-Netzwerk 12 sucht, findet. Wenn dies nicht der Fall ist, kann das Host-Fahrzeug 20 den gewünschten digitalen Inhalt von dem Server 34 über das Internet 30 und die Mobilfunkverbindung 32 bekommen, obwohl dieser Ansatz viel langsamer sein wird als der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Ansatz und zum Auftreten von Kommunikationskosten führen kann.
Um die Effektivität des intelligenten Cache-Speicher-Management-Protokolls zu maximieren, wird vorgeschlagen, dass Fahrzeuge mit einem hohen Sozialmobilitätsverhalten einen großen Teil ihres Cache-Speichers für den kollektiven Austausch zuweisen. Beispielsweise verbringt das Fahrzeug 18, ein Lieferfahrzeug, wahrscheinlich den größten Teil des Tages auf der Straße, so dass es eine große Zahl von Fahrzeugen in dem V2V-Netzwerk 12 täglich trifft. Das Fahrzeug 18 kann einen großen Teil seines Cache-Speichers für kollektives Austauschen von digitalem Inhalt zuweisen und darüber hinaus die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass irgendein Fahrzeug ein bestimmtes Stück von Inhalt in dem V2V-Netzwerk 12 findet.
Es ist auch möglich, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Infrastruktur (V2I) oder Fahrzeug-zu-Fußgänger-Komponenten in das intelligente Cache-Speicher-Management-Protokoll mit aufzunehmen. Fußgänger, Radfahrer, Gebäude und andere Strukturen in Gebieten mit hohem Verkehrsaufkommen können einen DSRC- oder Wi-Fi-Transceiver aufweisen und am kollektiven Austausch von digitalem Inhalt unter Verwendung der oben beschriebenen Nützlichkeitsevaluierungsmethode teilnehmen. Infrastrukturkomponenten können einen großen Teil von Cache-Speicherplatz für den kollektiven Austausch zuordnen, was einen signifikanten Schub für die Verfügbarkeit von populärem digitalem Inhalt in dem V2V-Netzwerk 12 darstellt.
Durch die Verwendung des oben beschriebenen kollektiven Cache-Speicher-Management-Protokolls kann die Leistungsfähigkeit gesteigert werden und Mobilfunkkosten für Nutzer, die einen digitalen Inhalt runterladen wollen, vermieden werden. Darüber hinaus gibt es keine gesteigerten Kommunikations- oder Hardwarekosten für das Host-Fahrzeug 20 und die Bandbreitenressourcen werden sowohl in dem V2V-Netzwerk 12 als auch in dem Mobilfunkzugang 32 geschont. Diese Verbesserungen sind sowohl für die Insassen des Host-Fahrzeugs 20 individuell als auch für die Insassen aller anderen teilnehmenden Fahrzeuge von Vorteil.
Die vorhergehende Diskussion offenbart und beschreibt rein beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann kann aus dieser Diskussion und aus den beigefügten Figuren und Patentansprüchen leicht erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen gemacht werden können, ohne den Geist und den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den folgenden Patentansprüchen definiert ist, zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11-Standards [0012]
Multiple Input/Multiple Output(MIMO)-Standard unter 802.11n [0012]

Claims

Ein Verfahren zum Managen digitaler Inhaltsdateien in einem Cache-Speicher eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: – Bereitstellen eines lokalen Cache-Speichers und eines kollektiven Cache-Speichers in einem Host-Fahrzeug, wobei der lokale Cache-Speicher zum Speichern von digitalen Inhaltsdaten-Files verwendet wird, die für Insassen des Host-Fahrzeugs interessant sind, und der kollektive Cache-Speicher verwendet wird, um digitale Inhaltsdaten-Files für den Austausch mit anderen Fahrzeugen zu speichern; – Herstellen einer Kommunikation mit einem anderen Fahrzeug durch das Host-Fahrzeug und Empfangen einer digitalen Inhaltszusammenfassungsliste von dem anderen Fahrzeug; – Identifizieren eines neuen Stücks digitalen Inhalts aus der Zusammenfassungsliste; – Bestimmen, ob das neue Stück digitale Inhalts für die Insassen des Host-Fahrzeugs von Interesse ist und, wenn das neue Stück digitalen Inhalts von Interesse für die Insassen des Host-Fahrzeugs ist, Anfordern einer Replikation des neuen Stücks digitalen Inhalts, Empfangen des neuen Stücks digitalen Inhalts von dem anderen Fahrzeug und Speichern des neuen Stücks digitalen Inhalts in dem lokalen Cache-Speicher; – Berechnen eines Inhaltnutzwerts für das neue Stück digitalen Inhalts, falls dieses nicht in dem lokalen Cache-Speicher gespeichert war und Vergleichen des Inhaltnutzwerts mit einem Speicherschwellwert; – Bestimmen, ob der Inhaltnutzwert für das neue Stück digitalen Inhalts den Speicherschwellwert überschreitet; und – Anfordern einer Replikation des neuen Stücks digitalen Inhalts, Empfangen des neuen Stücks digitalen Inhalts von dem anderen Fahrzeug und Speichern des neuen Stücks digitalen Inhalts in dem kollektiven Cache-Speicher, falls der Inhaltnutzwert für das neue Stück digitalen Inhalts den Speicherschwellwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einrichten einer Kommunikation mit einem anderen Fahrzeug durch das Host-Fahrzeug die Verwendung eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerks umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk eines oder mehrere Dedicated Short Range Communications-Kanäle oder Wireless-Local-Area-Network-Kommunikationskanäle verwendet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen eines Inhaltnutzwerts die Verwendung einer Gleichung umfasst, die einen Popularitätswert, einen Aktualitätswert und einen Größenwert beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 4, des weiteren umfassend das Bestimmen, ob ein vorbestimmtes Zeitintervall verstrichen ist und, wenn das Zeitintervall verstrichen war, Inkrementieren des Popularitätswerts für jedes der digitalen Inhaltdaten-Files, welche von einem anderen Fahrzeug angefordert worden waren, Dekrementieren des Aktualitätswerts für jedes der digitalen Inhaltdaten-Files und Wiederberechnen des Inhaltnutzwerts für jedes der digitalen Inhaltdaten-Files in dem kollektiven Cache-Speicher.
Verfahren nach Anspruch 5, des weiteren umfassend Beseitigen aus dem kollektiven Cache-Speicher all der digitalen Inhaltdaten-Files, für welche der Inhaltnutzwert nach dem Wiederberechnen kleiner als ein Beseitigungsschwellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Popularitätswert, der Aktualitätswert und der Größenwert von dem anderen Fahrzeug empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Speichern des neuen Stücks digitalen Inhalts in dem kollektiven Cache-Speicher das Beseitigen aus dem kollektiven Cache-Speicher von all denjenigen digitalen Inhaltdaten-Files beinhaltet, die nötig sind, um Platz im kollektiven Cache-Speicher für das neue Stuck digitalen Inhalts zu schaffen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Beseitigen aus dem kollektiven Cache-Speicher von all denjenigen digitalen Inhaltdaten-Files das Beseitigen der digitalen Inhaltdaten-Files mit dem niedrigsten Inhaltnutzwert beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, ob der Inhaltnutzwert für das neue Stück digitalen Inhalts den Speicherschwellwert übersteigt, das Dividieren des Inhaltnutzwertes durch einen Versionswert beinhaltet.