DE102013221321B4 - Method for synchronizing road users on a common timebase - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Synchronisieren von Verkehrsteilnehmern auf eine gemeinsame Zeitbasis, bei dem- Daten periodisch oder Ereignis-basiert zwischen einer Vielzahl sich bewegender Verkehrsteilnehmer in Nachrichten über ein gemeinsames Übertragungsmedium übertragen werden,- eine jeweilige interne Uhr der Verkehrsteilnehmer mittels eines primären Synchronisationsverfahrens, das die Uhrensignale eines globalen Satellitennavigationssystems verarbeitet, auf die Zeit eines internen Satellitennavigationsempfängers des Verkehrsteilnehmers synchronisiert wird,- von einem jeweiligen Verkehrsteilnehmer auf ein sekundäres Synchronisationsverfahren umgeschaltet wird, wenn das primäre Synchronisationsverfahren für den jeweiligen Verkehrsteilnehmer nicht nutzbar ist, wobei das sekundäre Synchronisationsverfahren auf einer Selbstorganisation zur Synchronisation der internen Uhren basiert, bei dem ein zur Synchronisation der jeweiligen internen Uhr erforderlicher Kennzeichner im eingesetzten Kommunikationsverfahren kodiert wird, ohne das eigentliche Kommunikationsverfahren zu stören, dadurch gekennzeichnet, dass das sekundäre Synchronisationsverfahren auf dem Prinzip einer Firefly-Synchronisation basiert.A method for synchronizing road users on a common time base, in which data is transmitted periodically or event-based between a plurality of moving road users in messages over a common transmission medium, - a respective internal clock of the road users by means of a primary synchronization method, the clock signals of a is synchronized to the time of an internal satellite navigation receiver of the road user, - is switched by a respective road user to a secondary synchronization method when the primary synchronization method for the respective road users is not available, the secondary synchronization method on a self-organization for synchronization of the internal Clocks is based, in which a required for the synchronization of the respective internal clock identifier in the communication used is encoded, without disturbing the actual communication method, characterized in that the secondary synchronization method based on the principle of a Firefly synchronization.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren von Verkehrsteilnehmern auf eine gemeinsame Zeitbasis, bei dem Daten periodisch zwischen einer Vielzahl sich bewegender Verkehrsteilnehmer in Nachrichten über ein gemeinsames Übertragungsmedium übertragen werden.The invention relates to a method for synchronizing road users on a common time base, in which data is transmitted periodically between a plurality of moving road users in messages over a common transmission medium.
Funkbasierte Kommunikationsnetzwerke mit mehreren Nutzern verwenden MAC (Media Access Control)-Protokolle oder -Verfahren, die den Zugriff auf das gemeinsam genutzte Übertragungsmedium regeln. Einen Spezialfall solcher Netzwerke stellen sogenannte Mobile Adhoc Netzwerke (MANET) dar. Hier sind die Nutzer bzw. Netzwerkteilnehmer mobil und übertragen Daten an andere Teilnehmer in ihrer Umgebung, ohne dabei auf Infrastruktur, wie Basisstationen, zurückzugreifen.Radio-based multi-user communication networks use media access control (MAC) protocols or methods that govern access to the shared transmission medium. A special case of such networks are so-called Mobile Adhoc Networks (MANET). Here the users or network subscribers are mobile and transfer data to other subscribers in their environment, without resorting to infrastructure such as base stations.
Aufgrund der Bewegung der Nutzer ist das Netzwerk dynamisch. Dies bedeutet, dass sich für einen einzelnen Nutzer die Kommunikationspartner in seiner Funkreichweite ständig ändern. Neue unbekannte Nutzer kommen hinzu, während andere verschwinden.Due to the movement of users, the network is dynamic. This means that for a single user, the communication partners constantly change their radio range. New unknown users are added while others disappear.
Derartige Netzwerke können beispielsweise für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssysteme angewandt werden. In diesem Fall spricht man von einem Vehicular Adhoc Netzwerk (VANET). Die Verkehrsteilnehmer stellen Sender (sendender Verkehrsteilnehmer) bzw. Empfänger (empfangender Verkehrsteilnehmer) des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystems dar. Jeder Verkehrsteilnehmer ist in einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystem dabei sowohl Sender als auch Empfänger. Für sicherheitsrelevante Anwendungen, wie z. B. der Vermeidung von Kollisionen zwischen Fahrzeugen, ist es notwendig, dass jedes Fahrzeug regelmäßig verkehrsrelevante Informationen an die anderen Verkehrsteilnehmer in der Umgebung übermittelt. Hierzu werden von jedem Nutzer wiederholt kurze Statusnachrichten als Broadcast versendet, die die aktuelle Position, Geschwindigkeit, Richtung und andere sicherheitsrelevante Informationen beinhalten. Diese gesendeten Informationen sollen zuverlässig und so schnell wie möglich von den jeweils anderen Verkehrsteilnehmern empfangen werden und vor allem regelmäßig in kurzen Zeitabständen über Veränderungen informieren. Um die zwischen den Verkehrsteilnehmern ausgetauschten Informationen korrekt verarbeiten zu können, ist bei manchen Ausprägungen eine zeitliche Synchronisation der Verkehrsteilnehmer erforderlich.Such networks may be used, for example, for vehicle-to-vehicle communication systems. In this case we speak of a vehicular adhoc network (VANET). The road users represent transmitters (transmitting road users) and receivers (receiving road users) of the vehicle-to-vehicle communication system. Each road user in a vehicle-to-vehicle communication system is both transmitter and receiver. For safety-relevant applications, such as As the avoidance of collisions between vehicles, it is necessary that each vehicle regularly transmits traffic-related information to the other road users in the area. For this purpose, each user repeatedly sends short status messages as a broadcast, which contain the current position, speed, direction and other safety-relevant information. These sent information should be received reliably and as quickly as possible by the other road users and, above all, regularly inform about changes at short intervals. In order to be able to correctly process the information exchanged between the road users, with some characteristics a temporal synchronization of the road users is necessary.
Zu diesem Zweck verfügt jeder Verkehrsteilnehmer über eine interne Uhr. Die internen Uhren der Verkehrsteilnehmer werden auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert. Beispielsweise wird so ein verteiltes, zeitgesteuertes Umschalten zwischen verschiedenen Kanälen eines verwendeten Funksystems ermöglicht. Dies kann z.B. dazu genutzt werden, um periodisch, z.B. alle 50 ms, zwischen einem Kontrollkanal und einem von mehreren Servicekanälen hin- und herzuschalten.For this purpose, every road user has an internal clock. The internal clocks of the road users are synchronized on a common time base. For example, this enables a distributed, time-controlled switching between different channels of a radio system used. This can e.g. can be used to periodically, e.g. every 50 ms, switching between a control channel and one of several service channels.
Auch innerhalb eines Kanals ermöglicht eine genaue Zeitreferenz aller beteiligten Verkehrsteilnehmer ein in gewissen Grenzen vorhersagbares Verhalten, z.B. bei der Einhaltung von Wartezeiten auf einen als dann frei ermittelten Zeitschlitz oder bei der Priorisierung einer definierten Prioritätsklasse, wie z.B. in IEEE 802.11 e/p spezifiziert, die über unterschiedliche Wartezeiten implementiert werden.Even within a channel, an accurate time reference of all involved road users allows a predictable behavior, e.g. in the case of adherence to waiting times to a timeslot determined as then free or in the prioritization of a defined priority class, such as e.g. specified in IEEE 802.11 e / p, which are implemented over different latencies.
Die internen Uhren der Verkehrsteilnehmer sollten daher auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert werden. Hierzu kann auf die vergleichsweise genau bestimmte Zeit eines internen oder externen Satellitennavigations-Empfängers eines jeweiligen Verkehrsteilnehmers synchronisiert werden. Ein Satellitennavigations-Empfänger wird auch als GNSS-Empfänger (GNSS = Global Navigation Satellite System), wie z.B. GPS oder Galileo, bezeichnet. Diese Zeit ist sehr genau, da das Grundprinzip der Positionsbestimmung über das Ranging, d.h. die Laufzeitbestimmung von Satellitensignalen im Nanosekundenbereich funktioniert.The internal clocks of the road users should therefore be synchronized on a common timebase. For this purpose, it is possible to synchronize to the comparatively precisely determined time of an internal or external satellite navigation receiver of a respective road user. A satellite navigation receiver is also referred to as a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver, e.g. GPS or Galileo, called. This time is very accurate, since the basic principle of position determination via ranging, i. the transit time determination of satellite signals in the nanosecond range works.
Unsynchronisiert driften die quarzgesteuerten internen Uhren im Bereich einiger zehn bis einige hundert Millisekunden pro Tag, weshalb die Re-Synchronisierung üblicherweise etwa einmal pro Minute vorgenommen wird, damit sich der Drift bis zur nächsten Re-Synchronisierung nicht zu weit fortentwickelt. Dabei kommen üblicherweise Protokolle wie NTP (RFC 5905, RFC 1305) zum Einsatz, die u.a. dafür sorgen, dass Driftkorrekturen stetig erfolgen.Unsynchronized, the quartz-controlled internal clocks drift in the range of a few tens to a few hundred milliseconds per day, which is why the re-synchronization is usually made about once per minute, so that the drift does not develop too far until the next re-synchronization. Usually protocols such as NTP (RFC 5905, RFC 1305) are used, which i.a. Make sure that drift corrections are made steadily.
Ein Problem dieser Art der Zeitsynchronisation entsteht dann, wenn über eine gewisse Zeit kein GNSS-Empfang möglich ist, und die interne Zeitfortschreibung des GNSS-Empfängers in der Zeit ebenfalls auf das Qualitätsmaß von quarzgesteuerten Uhren abfällt. Dies kann beispielsweise in längeren Tunneln oder in Parkhäusern durch die Abschattung der Satellitensignale passieren. Hiervon sind üblicherweise gleich mehrere Fahrzeuge in der Umgebung betroffen, so dass sich unter den betroffenen Fahrzeugen relativ schnell Zeit-Divergenzen von mehr als 20ms aufbauen können, was als maximal verkrafteter Grenzwert für IEEE 802.11p angesehen wird. Ab diesem Grenzwert werden bestimmte Nachrichten nicht mehr versendet, da die darin enthaltenen Informationen zu Position etc. nicht mehr genau genug einem Zeitpunkt zugeordnet werden können.A problem of this type of time synchronization arises when over a period of time no GNSS reception is possible, and the internal time update of the GNSS receiver also falls in time to the quality measure of quartz-controlled clocks. This can happen, for example, in longer tunnels or in parking garages due to the shadowing of the satellite signals. This usually affects several vehicles in the vicinity at the same time, so that time divergences of more than 20 ms can build up relatively fast among the affected vehicles, which is regarded as the maximum tolerated limit for IEEE 802.11p. From this limit, certain messages are no longer sent, because the information contained in position etc. can no longer be assigned to an exact point in time.
Die
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das eine verbesserte Synchronisation von mehreren Verkehrsteilnehmern eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystems ermöglicht.It is an object of the invention to specify a method which enables improved synchronization of several road users of a vehicle-to-vehicle communication system.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 und ein Computerprogrammprodukt gemäß den Merkmalen des Anspruches 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a method according to the features of
Es wird ein Verfahren zum Synchronisieren von Verkehrsteilnehmern auf eine gemeinsame Zeitbasis vorgeschlagen, bei dem Daten periodisch zwischen einer Vielzahl sich bewegender Verkehrsteilnehmer in Nachrichten über ein gemeinsames Übertragungsmedium übertragen werden. Die Nachrichten z.B. bei IEEE 802.11p sind sog. Cooperative Awareness Messages (CAMs), die an alle Verkehrsteilnehmer in der Umgebung als Multi-Broadcast-Nachricht (jeder Teilnehmer sendet unidirektional Nachrichten an alle anderen Verkehrsteilnehmer im Empfangsbereich) übertragen werden. Jeder empfangende Verkehrsteilnehmer kann diese Nachrichten auswerten und ihnen Informationen über Position, Geschwindigkeit etc. aller anderen Verkehrsteilnehmer (Fahrzeuge) entnehmen und mit Informationen über das eigene Fahrzeug in Bezug setzen. Auf dieser Basis werden kooperative Anwendungen wie Kollisionsvermeidung, Einfädelassistenten etc. ermöglicht. Die Häufigkeit der Aussendung der CAMs hängt u.a. von der Geschwindigkeit des bzw. der Verkehrsteilnehmer sowie anderen Faktoren ab. Der Zeitpunkt der Aussendung zu einem bestimmten absoluten Sendezeitpunkt ist nicht genau vorherbestimmbar, da hier Mechanismen der Medien-Zugriffskontrolle (MAC) des gemeinsamen Übertragungsmediums dominieren.A method is proposed for synchronizing road users on a common timebase, in which data is periodically transmitted between a plurality of moving road users in messages over a common transmission medium. The messages e.g. in IEEE 802.11p are so-called Cooperative Awareness Messages (CAMs), which are transmitted to all road users in the environment as a multi-broadcast message (each participant sends unidirectional messages to all other road users in the reception area). Each receiving road user can evaluate these messages and take information about position, speed etc. of all other road users (vehicles) and relate them with information about their own vehicle. On this basis, cooperative applications such as collision avoidance, threading assistants etc. are made possible. The frequency of the transmission of the CAMs depends i.a. the speed of the road user and other factors. The time of transmission at a certain absolute transmission time is not exactly predictable, since mechanisms of media access control (MAC) of the common transmission medium dominate here.
Bei dem Verfahren wird eine jeweilige interne Uhr der Verkehrsteilnehmer mittels eines primären Synchronisationsverfahren, das die Uhrensignale eines globalen Satellitennavigationssystems verarbeitet, auf die Zeit eines internen Satellitennavigationsempfängers des Verkehrsteilnehmers synchronisiert. Die Synchronisation stellt allgemein sicher, dass die zwischen den Verkehrsteilnehmern ausgetauschten Informationen korrekt verarbeiten werden können.In the method, a respective internal clock of the road users is synchronized to the time of an internal satellite navigation receiver of the road user by means of a primary synchronization method, which processes the clock signals of a global navigation satellite system. The synchronization generally ensures that the information exchanged between the traffic participants can be processed correctly.
Es wird von einem jeweiligen Verkehrsteilnehmer auf ein sekundäres Synchronisationsverfahren umgeschaltet, wenn das primäre Synchronisationsverfahren für den jeweiligen Verkehrsteilnehmer nicht nutzbar ist, wobei das sekundäre Synchronisationsverfahren auf einer Selbstorganisation zur Synchronisation der internen Uhren basiert, wobei bei dem sekundären Synchronisationsverfahren ein zur Synchronisation der jeweiligen internen Uhr erforderlicher Kennzeichner im eingesetzten Kommunikationsverfahren codiert wird, ohne die reguläre Datenübertragung zu stören.It is switched by a respective road user to a secondary synchronization method, if the primary synchronization method for the respective road users is not available, the secondary synchronization method based on a self-organization for synchronization of the internal clocks, wherein the secondary synchronization method for synchronization of the respective internal clock required identifier is encoded in the communication method used without disturbing the regular data transmission.
Es wird somit auf ein „Backup-Synchronisationsverfahren“ zurückgegriffen, wenn der Empfang von Satellitennavigationssignalen gestört ist. Hierdurch wird die Synchronisation von Daten von mehreren Verkehrsteilnehmern auch dann ermöglicht, wenn der Empfang von Satellitennavigationssignalen gestört ist, wie dies beispielsweise in langen Tunneln oder Parkhäusern der Fall sein kann. Zudem kann die Synchronisation auch dann sichergestellt werden, wenn sich aus irgendwelchen Gründen Abweichungen zwischen den internen Uhren von Verkehrsteilnehmern und den Uhrensignalen des globalen Satellitennavigationssystems ergeben.It is thus resorted to a "backup synchronization method" when the reception of satellite navigation signals is disturbed. As a result, the synchronization of data is made possible by several road users, even if the reception of satellite navigation signals is disturbed, as may be the case for example in long tunnels or parking garages. In addition, the synchronization can be ensured even if, for some reason, deviations occur between the internal clocks of road users and the clock signals of the global navigation satellite system.
Erfindungsgemäß basiert das sekundäre Synchronisationsverfahren auf dem Prinzip einer sog. Firefly-Synchronisation (deutsch: Glühwürmchen-Synchronisation). Bei diesem Verfahren passen in der Natur männliche Glühwürmchen (englisch: „fireflies“) das Aussenden eines Lichtimpulses zeitlich so auf ihre Nachbarn an, dass möglichst alle Glühwürmchen gleichzeitig aufblitzen, ohne dass es einen „Master“ gibt der eine zeitliche oder anderweitig geartete Vorgabe macht. Der Algorithmus läuft damit verteilt zwischen den Glühwürmchen einer Region ab. Dieses Prinzip, das z.B. auch zum verteilten Kanalzugriff in der Kommunikation genutzt werden kann, wird erfindungsgemäß zur Zeitsynchronisation der von dem primären Synchronisationsverfahren entkoppelten Verkehrsmittel eines VANETs, d.h einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug (car-to-car) oder einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur (car-toinfrastructure), verwendet.According to the secondary synchronization method based on the principle of a so-called. Firefly synchronization (German: firefly synchronization). In this method, male fireflies ("fireflies") in nature adapt the emission of a light impulse to their neighbors in such a timely manner that all fireflies flash at the same time, without there being a "master" who makes a temporal or otherwise objective specification , The algorithm runs distributed between the fireflies of a region. This principle, which can also be used, for example, for distributed channel access in communications, is used according to the invention for time synchronization of the primary Synchronization method decoupled means of transport of a VANET, ie a car-to-car or a car-to-infrastructure used.
Unter einem Verkehrsteilnehmer sind in der vorliegenden Beschreibung nicht nur Straßenfahrzeuge, sondern auch Luftfahrzeuge (Flugzeuge, Hubschrauber, und dergleichen), Schienenfahrzeuge (Züge, Straßenbahnen, und dergleichen) und Wasserfahrzeuge (Schiffe) sowie auch Fußgänger und Radfahrer zu verstehen.In the present specification, a road user means not only road vehicles, but also aircraft (aircraft, helicopters, and the like), rail vehicles (trains, trams, and the like) and watercraft (ships), as well as pedestrians and cyclists.
Das primäre Synchronisationsverfahren ist nicht nutzbar, wenn eine vorbestimmte Anzahl an gleichzeitig empfangenen Satellitensignalen unterschritten wird. Der Fall liegt z.B. vor, wenn weniger als vier Satelliten durch den Verkehrsteilnehmer empfangbar sind, da sich dann das Navigationsgleichungssystem im Verkehrsmittel nicht lösen und der Uhrenfehler nicht eindeutig ermitteln lassen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das sekundäre Synchronisationsverfahren ebenfalls verwendet werden kann, bevor die sog. „Time To First Fix“ des Satellitennavigationssystems abgelaufen ist und die Informationen des Satellitennavigationssystems noch nicht vollständig zur Verfügung stehen.The primary synchronization method can not be used if a predetermined number of simultaneously received satellite signals are undershot. The case is e.g. if less than four satellites can be received by the road user, since then the navigation equation system in the means of transport can not be solved and the clock error can not be clearly determined. Another advantage is that the secondary synchronization method can also be used before the so-called "Time To First Fix" of the satellite navigation system has expired and the information from the satellite navigation system is not yet fully available.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfassen zumindest manche der Nachrichten einen Kennzeichner, der die Aussendung der Nachricht zu einem, bestimmten Zeitpunkt signalisiert, wobei durch den oder die Verkehrsteilnehmer, die die Nachricht empfangen, eine Synchronisation relativ zu dem bestimmten Zeitpunkt durchgeführt wird, indem eine Anpassung der internen Uhr an den durch den Kennzeichner repräsentierten Zeitpunkt erfolgt. Der Kennzeichner, der in der späteren Beschreibung auch Blitz genannt werden wird, entspricht dem Lichtimpuls, der von den Glühwürmchen ausgesendet wird, und ermöglicht die autonome, selbstorganisierende Synchronisation der Verkehrsteilnehmer, welche das primäre Synchronisationsverfahren nicht durchführen können.According to an expedient embodiment, at least some of the messages comprise an identifier which signals the transmission of the message at a certain point in time, whereby the traffic participant (s) receiving the message carry out a synchronization relative to the specific time point by adjusting the internal clock at the time represented by the identifier takes place. The qualifier, which in the later description will also be called a flash, corresponds to the light pulse emitted by the fireflies and enables the autonomous, self-organizing synchronization of the road users who can not perform the primary synchronization procedure.
Der Kennzeichner kann durch einen sendenden Verkehrsteilnehmer als zusätzliche Information in die Nachricht eingefügt werden.The identifier can be inserted by a sending road user as additional information in the message.
Der Kennzeichner kann eine vorgegebene Konfidenz auf eine zeitliche Referenz eines, insbesondere über das primäre Synchronisationsverfahren, synchronisierten Verkehrsteilnehmers aufweisen. Das heißt, der synchronisierte Verkehrsteilnehmer arbeitet mit dem Uhrensignal des globalen Satellitennavigationssystems und stellt dieses als zeitliche Referenz für das Backupverfahren zur Verfügung.The identifier may have a given confidence on a temporal reference of a traffic participant synchronized, in particular via the primary synchronization method. That is, the synchronized road user works with the clock signal of the global satellite navigation system and provides this as a time reference for the backup process.
Beim Empfang der Nachricht mit dem Kennzeichner wird mittels des sekundären Synchronisationsverfahrens die interne Uhr des empfangenden Verkehrsteilnehmers an die interne Uhr des die Nachricht mit dem Kennzeichner sendenden Verkehrsteilnehmers angepasst. Dies kann z.B. analog zu dem in [1] beschriebenen Vorgehen realisiert werden.Upon receipt of the message with the identifier, the internal clock of the receiving traffic participant is adapted to the internal clock of the traffic participant sending the message with the identifier by means of the secondary synchronization method. This can e.g. be realized analogously to the procedure described in [1].
Die Nachricht wird gemäß einer Ausgestaltung als OFDM-Rahmen mit einer Präambel übertragen, wobei der Kennzeichner durch eine vorgegebene Präambel des OFDM-Rahmens repräsentiert ist, und wobei sich die vorgegebene Präambel von einer herkömmlichen Präambel durch den empfangenden Verkehrsteilnehmer unterscheiden lässt. Wenn diese vorgegebene, eindeutige Präambel von allen zeitsynchronisierten sendenden Verkehrsteilnehmers (allgemein: Sender) zum Signalisierungszeitpunkt abgestrahlt wird, kann ein nicht-synchronisierter empfangender Verkehrsteilnehmer (allgemein: Empfänger) dieses auflösen und zur Re-Synchronisation verwenden. Sollte das Signal, d.h. der OFDM-Rahmen, unter Umständen aufgrund mehrerer synchronisierter Sender in der Nähe mehrfach und leicht zeitversetzt bei einem nicht synchronisierten Empfänger ankommen, stellt dies aus Sicht des Empfängers einen Mehrwegeempfang dar, der durch den Empfänger mit dem Fachmann bekannten Methoden aufgelöst werden kann. Insbesondere kann auch im Kollisionsfall der Kennzeichner noch verwendet werden, selbst wenn die Nutzdaten aufgrund der Kollision (z.B. als Ergebnis des Hidden-Terminal-Problems) für einen Empfänger nicht verwertet werden können.The message is transmitted according to an embodiment as an OFDM frame with a preamble, wherein the identifier is represented by a predetermined preamble of the OFDM frame, and wherein the predetermined preamble can be distinguished from a conventional preamble by the receiving road user. If this predetermined, unambiguous preamble is emitted by all time-synchronized transmitting traffic participant (in general: transmitter) at the signaling time, a non-synchronized receiving traffic participant (in general: receiver) can resolve this and use it for re-synchronization. Should the signal, i. the OFDM frame, possibly due to multiple synchronized transmitters in the near multiple and slightly time-delayed arrive at a non-synchronized receiver, this represents from the point of view of the receiver a multipath reception, which can be resolved by the receiver with methods known in the art. In particular, even in the event of a collision, the identifier can still be used, even if the user data can not be utilized by a receiver because of the collision (for example as a result of the hidden-terminal problem).
In einer alternativen Ausgestaltung wird die Nachricht als OFDM-Rahmen übertragen, wobei der Kennzeichner durch ein bestimmtes Muster von Pilotsymbolen des OFDM-Rahmens repräsentiert ist, um eine Zeitbasis für die Synchronisation zu kennzeichnen. Pilot- oder Trainingssymbole sind Hilfssignale der OFDM-Übertragung, um beispielsweise dem Empfänger die Schätzung aktueller Parameter des Übertragungskanals zu ermöglichen.In an alternative embodiment, the message is transmitted as an OFDM frame, the identifier being represented by a particular pattern of pilot symbols of the OFDM frame to identify a time base for synchronization. Pilot or training symbols are auxiliary signals of OFDM transmission, for example, to enable the receiver to estimate current parameters of the transmission channel.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung wird die Nachricht als OFDM-Rahmen übertragen, wobei der Kennzeichner durch ein Codewort aus einem Spreizcode repräsentiert ist, das zusätzlich zu dem OFDM-Rahmen übertragen wird. Der Spreizcode lässt sich beim Empfänger aus einem (auch geringen) Leistungsdichtespektrum decodieren, wenn nach dem bekannten Codewort gesucht wird. Der Empfänger muss hierzu in bekannter Weise über einen Korrelator verfügen. Für einen nicht-suchenden Empfänger liegt das Codewort „versteckt“ im Rauschen. Die Vorgehensweise des Kodierens und Dekodierens eines Spreizcodes ist dem Fachmann hinlänglich bekannt, neu ist hier die Verwendung als „Blitz“, d.h. zur Kennzeichnung eines Zeitpunkts auf einer relativen oder absoluten Zeitachse. Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass der Kennzeichner unabhängig vom Zeitpunkt des Aussendens zu den OFDM-Rahmen erfolgen kann.In a further alternative embodiment, the message is transmitted as an OFDM frame, wherein the identifier is represented by a code word from a spreading code, which is transmitted in addition to the OFDM frame. The spreading code can be decoded at the receiver from a (even low) power density spectrum when searching for the known code word. The receiver must have a correlator in a known manner for this purpose. For a non-seeking receiver, the codeword is "hidden" in the noise. The procedure of coding and decoding a spreading code is well known to those skilled in the art, new here is the use as a "flash", ie to mark a time on a relative or absolute time axis. An advantage of this variant is that the identifier regardless of the time of transmission to the OFDM frames.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden Nachrichten mit Kennzeichnern zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in vorgegebenen zeitlichen Abständen mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit, insbesondere von einem oder mehreren über das primäre Synchronisationsverfahren synchronisierten Verkehrsteilnehmer, ausgesendet. Beispielsweise kann das Aussenden der Nachrichten mit dem Kennzeichner jede Minute oder alle x Minuten, wobei x größer als 1 ist, zum Minutendurchgang erfolgen. Über die Wahrscheinlichkeit kann insbesondere gesteuert werden, dass zufällig wiederkehrend auf den vorgegebenen Zeitpunkt fallende Datenübertragungen nicht dauerhaft gestört werden.According to a further expedient embodiment, messages with identifiers are transmitted at a predetermined time at predetermined time intervals with a predetermined probability, in particular by one or more traffic participants synchronized via the primary synchronization method. For example, sending the messages with the identifier every minute or every x minutes, where x is greater than 1, can be done by the minute. In particular, it can be controlled via the probability that randomly occurring data transmissions falling randomly on the given time will not be permanently disturbed.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird das Aussenden der Nachricht mit dem Kennzeichner durch den die Nachricht sendenden Verkehrsteilnehmer von einer vorgegebenen Konfidenz in die eigene Zeitbasis abhängig gemacht wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass nur solche Verkehrsteilnehmer Nachrichten aussenden, die über eine innerhalb vorgegebener Schranken liegende „korrekte“ Uhreninformation verfügen. Dies trifft in der Regel auf solche Verkehrsteilnehmer zu, die nach dem primären Synchronisationsverfahren synchronisiert sind. Ein sendender Verkehrsteilnehmer kann aber auch ein nach dem Backup-Synchronisationsverfahren synchronisierter Verkehrsteilnehmer sein, der z.B. erst kürzlich auf das sekundäre Verfahren umgeschaltet hat.According to a further expedient embodiment, the transmission of the message with the identifier by the road user sending the message is made dependent on a given confidence in the own time base. In this way it can be ensured that only such road users send out messages that have a "correct" clock information lying within predefined limits. This usually applies to those road users who are synchronized after the primary synchronization process. However, a sending road user may also be a traffic participant synchronized according to the backup synchronization method, which may e.g. recently switched to the secondary process.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird die Nachricht mit dem Kennzeichner nur durch einen Verkehrsteilnehmer gesendet, dessen interne Uhr gemäß dem primären Synchronisationsverfahren synchronisiert ist. Dies bedeutet, dass nur unsynchronisierte Verkehrsteilnehmer in 1-Hop-Distanz zu einem sendenden Verkehrsteilnehmer auf diese Weise nach-synchronisiert werden. Die den Kennzeichner empfangenden Verkehrsteilnehmer senden gemäß dieser Ausführungsform nach ihrer Re-synchronisierung nicht selbst Nachrichten mit dem zusätzlichen Kennzeichner aus, was einer Multi-Hop Übertragung entsprechen würde. Hierdurch kann eine hohe Genauigkeit in der Synchronisation erreicht werden. Es ist in einer anderen Ausgestaltung jedoch auch möglich, dass die den Kennzeichner empfangenden Verkehrsteilnehmer nach ihrer Re-synchronisierung selbst Nachrichten mit dem Kennzeichner aussenden, was z.B. eine Synchronisation von Verkehrsteilnehmern in langen Tunneln ermöglicht.According to a further expedient embodiment, the message with the identifier is sent only by a road user whose internal clock is synchronized according to the primary synchronization method. This means that only unsynchronized road users at 1-hop distance to a sending road user are post-synchronized in this way. According to this embodiment, the traffic participants who receive the identifier do not themselves send out messages with the additional identifier after their re-synchronization, which would correspond to a multi-hop transmission. As a result, a high accuracy in the synchronization can be achieved. However, in another embodiment it is also possible for the road users receiving the identifier to send their own messages with the identifier after being re-synchronized, e.g. allows synchronization of road users in long tunnels.
In einer anderen Ausführungsform wird eine Nachricht als OFDM-Rahmen mit einer Nutzlast übertragen, wobei durch den die Nachricht sendenden Verkehrsteilnehmer, dessen interne Uhr gemäß dem primären Synchronisationsverfahren synchronisiert ist, die interne Zeit in die Nutzlast der Nachricht inkludiert wird. Diese Ausführungsform benötigt keinen zusätzlichen Kennzeichner, wodurch auch keine zusätzliche Last auf dem Übertragungskanal bzw. kein potentiell die Nutzdatenübertragung störendes Signal abgestrahlt wird. Stattdessen wird durch einen synchronisierten Verkehrsteilnehmer die Nutzlast der Nachricht unmittelbar vor dem Senden (PHY Layer) umgeschrieben und die Systemzeit, d.h. die Zeit der internen Uhr, inkludiert. Der empfangende, unsynchronisierte Verkehrsteilnehmer synchronisiert seine interne Uhr mit diesen Daten. In dieser Ausführungsform sollte die Übertragungszeit zwischen Sender und Empfänger vernachlässigbar sein. Ferner sollte in der sende- und empfangsseitigen Prozessierung zwischen dem Schreiben der internen Zeit des Senders und dem Auslesen dieser Zeit aus der Nachrichtung durch den Empfänger maximal eine definierte, deterministische Zeit (idealerweise sollten diese Zeiten Null sein) vergehen, da der Zeitversatz empfängerseitig nicht ermittelbar ist.In another embodiment, a message is transmitted as an OFDM frame with a payload, wherein the message sending the road user whose internal clock is synchronized according to the primary synchronization method, the internal time is included in the payload of the message. This embodiment does not require an additional identifier, whereby no additional load on the transmission channel or no potentially useful data transmission disturbing signal is emitted. Instead, a synchronized road user rewrites the payload of the message immediately prior to transmission (PHY layer) and sets the system time, i. the time of the internal clock, included. The receiving, unsynchronized road user synchronizes his internal clock with this data. In this embodiment, the transmission time between transmitter and receiver should be negligible. Furthermore, in transmitting and receiving-side processing between writing the internal time of the transmitter and reading out this time from the message by the receiver, at most a defined, deterministic time should pass (ideally these times should be zero) since the time offset can not be determined by the receiver is.
In einer anderen Ausführungsform wird aus den von den anderen Verkehrsteilnehmern empfangenen Daten und/oder Annahmen über die eigene Bewegung durch das Verkehrsmittel, das kein primäres Synchronisationsverfahren durchführen kann, der zeitliche Verlauf über ein Bewegungsmodell extrapoliert. In dieser Ausführungsform erfolgt eine Synchronisierung auf die Uhrzeit des Satellitennavigationsempfängers auch dann, wenn weniger als vier, aber mindestens ein Satellitsignal zur Verfügung stehen und daher eine 3D-Positionslösung nicht mehr möglich ist. Die ZeitSynchronisation erfolgt dann auf der Basis von Pseudoranges zu ein bis drei verfügbaren Satelliten, wobei geeignete Annahmen getroffen werden, wie sich die Verkehrsteilnehmer gemäß dem Bewegungsmodell fortbewegen. Aufgrund der fortgeschriebenen (und damit mit wachsendem Fehler behafteten) Positionsinformation kann die zeitliche Drift auf ein berechenbares Ausmaß beschränkt werden. Als Bewegungsmodelle stehen beispielsweise „constant speed“ (konstante Geschwindigkeit), „constant acceleration“ (konstante Beschleunigung) oder das bekannte Krauß-Modell zur Verfügung, mit oder ohne Bezug auf eine Karte (Map Matching u.a.).In another embodiment, from the data and / or assumptions received by the other road users about their own movement by the means of transport, which can not be performed by a primary synchronization method, the time profile is extrapolated via a movement model. In this embodiment, a synchronization to the time of the satellite navigation receiver takes place even if less than four, but at least one satellite signal are available and therefore a 3D position solution is no longer possible. The time synchronization then takes place on the basis of pseudo-ranges to one to three available satellites, whereby suitable assumptions are made as to how the road users move according to the movement model. Due to the updated (and thus with increasing error afflicted) position information, the temporal drift can be limited to a calculable extent. As movement models, for example, "constant speed", "constant acceleration" or the known Krauss model are available, with or without reference to a map (map matching, etc.).
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das sekundäre Synchronisationsverfahren parallel zu dem primären Synchronisationsverfahren ausgeführt, auch wenn das primäre Synchronisationsverfahren durch einen jeweiligen Verkehrsteilnehmer genutzt werden kann. Das sekundäre Synchronisationsverfahren befindet sich dann, wenn das erste Synchronisationsverfahren nicht mehr zur Verfügung steht, bereits im eingeschwungenen Zustand, so dass verzögerungsfrei umgeschaltet und eine genaue Zeitbasis genutzt werden kann.According to a further advantageous embodiment, the secondary synchronization method is executed in parallel to the primary synchronization method, even if the primary synchronization method can be used by a respective road user. The secondary synchronization method is then, when the first synchronization method is no longer available, already in the steady state, so that switches without delay and an accurate time base can be used.
Es wird ferner ein Computerprogrammprodukt bereit gestellt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Rechners geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt werden, wenn das Produkt auf dem Rechner läuft. Der Rechner ist insbesondere ein Steuergerät einer Car-to-Car-Kommunikation. There is also provided a computer program product that can be loaded directly into the internal memory of a digital computer and includes software code portions that perform the steps of any one of the preceding claims when the product is run on the computer. The computer is in particular a control device of a car-to-car communication.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1 ein bekanntes zeitgesteuertes Umschalten zwischen verschiedenen Kanälen eines Funksystems zu vorgegebenen Zeitpunkten; -
2 eine schematische Darstellung von mehreren orthogonalen Trägern eines ODFM-Rahmens; -
3 eine schematische Darstellung der Symbole eines OFDM-Rahmens mit Präambel und Nutzdaten; -
4 eine schematische Darstellung einer OFDM-Präambel in einer Darstellung in Bits; -
5 eine schematische Darstellung der Symbole einer besonderen OFDM-Präambel, die als Kennzeichner zur Signalisierung einer Zeitbasis wirkt; -
6 den OFDM-Rahmen aus3 , wobei in die Nutzdaten ein Kennzeichner zur Signalisierung einer Zeitbasis integriert ist; und -
7 eine schematische Darstellung eines in einem Leistungsdichtespektrum enthaltenen Spreizcodes.
-
1 a known time-controlled switching between different channels of a radio system at predetermined times; -
2 a schematic representation of a plurality of orthogonal carriers of an ODFM frame; -
3 a schematic representation of the symbols of an OFDM frame with preamble and payload data; -
4 a schematic representation of an OFDM preamble in a representation in bits; -
5 a schematic representation of the symbols of a particular OFDM preamble, which acts as an identifier for signaling a time base; -
6 the OFDM frame3 , wherein in the payload an identifier for signaling a time base is integrated; and -
7 a schematic representation of a spread code contained in a power density spectrum.
Um das verteilte, zeitgesteuerte Umschalten zwischen den beiden Kanälen synchron zwischen allen Knoten des Car-to-Car-Funknetzes realisieren zu können, werden die internen Uhren von Sendern/Empfängern der car-to-car Kommunikationstechnik (
Zur Synchronisation der internen Uhren der Verkehrsteilnehmer wird im Normalfall auf die Zeit eines internen Satellitennavigations-Empfängers zurückgegriffen. Ein Satellitennavigations-Empfänger wird auch als GNSS-Empfänger (GNSS = Global Navigation Satellite System), wie z.B. GPS oder Galileo, bezeichnet. Diese Zeit ist sehr genau, da das Grundprinzip der Positionsbestimmung über das Ranging, d.h. die Laufzeitbestimmung von Satellitensignalen im Nanosekundenbereich funktioniert. Erfolgt die Synchronisation der internen Uhren der Verkehrsteilnehmer mittels des Satellitennavigationssystems, wird dies als primäre Synchronisation bezeichnet.To synchronize the internal clocks of the road users is usually resorted to the time of an internal satellite navigation receiver. A satellite navigation receiver is also referred to as a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver, e.g. GPS or Galileo, called. This time is very accurate, since the basic principle of position determination via ranging, i. the transit time determination of satellite signals in the nanosecond range works. If the synchronization of the internal clocks of the road users by means of the satellite navigation system, this is referred to as primary synchronization.
Steht das primäre Synchronisationsverfahren nicht zur Verfügung, wird auf ein sekundäres Synchronisationsverfahren umgeschaltet. Das sekundäre Synchronisationsverfahren basiert auf einer Selbstorganisation zur Synchronisation der internen Uhren, bei dem die zur Synchronisation der jeweiligen internen Uhr erforderlichen Daten in der Regel periodisch zwischen der Vielzahl der sich bewegenden Verkehrsteilnehmer übertragen werden.If the primary synchronization procedure is not available, the system switches to a secondary synchronization procedure. The secondary synchronization method is based on a self-organization for the synchronization of the internal clocks, in which the data required for the synchronization of the respective internal clock are usually transmitted periodically between the plurality of moving road users.
Das primäre Synchronisationsverfahren ist durch einen Verkehrsteilnehmer z.B. dann nicht nutzbar, wenn dessen Satellitennavigationsempfänger weniger als vier Satellitensignale gleichzeitig empfangen werden können (z.B. in einem Tunnel oder in einem Parkhaus).The primary synchronization method is performed by a road user e.g. not usable if its satellite navigation receiver can receive less than four satellite signals simultaneously (e.g., in a tunnel or in a parking garage).
Das sekundäre Synchronisationsverfahren ist ein Algorithmus, der den in der Natur als „Glühwürmchen-Synchronisation“ bekannten Effekt nachahmt. Hierbei passen männliche Glühwürmchen (englisch: „fireflies“) das Aussenden eines Lichtimpulses zeitlich so auf ihre Nachbarn an, dass möglichst alle Glühwürmchen gleichzeitig aufblitzen, ohne dass es einen „Master“ gibt, der eine zeitliche oder anderweitig geartete Vorgabe macht. Das Verfahren läuft „verteilt“ und selbstorganisierend zwischen den Glühwürmchen einer Region ab.The secondary synchronization method is an algorithm that mimics the effect known in nature as "firefly synchronization". Here, male fireflies (English: "fireflies") fit the emission of a Light impulses in time to their neighbors, that as possible all fireflies flash at the same time, without that there is a "master", which makes a temporal or otherwise kind of specification. The process is "distributed" and self-organizing between the fireflies of a region.
Das sekundäre Synchronisationsverfahren läuft bevorzugt im Hintergrund (d.h. auch parallel zur Ausführung des ersten Synchronisationsverfahrens) mit, so dass es sich bereits im eingeschwungenen Zustand befindet, wenn die Notwendigkeit besteht, auf diesen umzuschalten.The secondary synchronization method preferably runs in the background (i.e., also in parallel with the execution of the first synchronization method), so that it is already in the steady state when there is a need to switch over to it.
Das sekundäre Synchronisationsverfahren kann zudem verwendet werden, bevor die „Time To First Fix“ des Satellitennavigationssystems abgelaufen ist und die Satellitennavigations-Informationen noch nicht vollständig zur Verfügung stehen.The secondary synchronization method can also be used before the "Time To First Fix" of the satellite navigation system has expired and the satellite navigation information is not yet fully available.
Die Vorgehensweise der Übertragung einer die Synchronisation ermöglichenden Information ist wie folgt:The procedure for transmitting a synchronization-enabling information is as follows:
Jeder Verkehrsteilnehmer sendet periodisch Statusnachrichten, im Fall von IEEE 802.11p sog. Cooperative Awareness Messages (CAMs) an alle Verkehrsteilnehmer in der Umgebung als Broadcast aus. Jeder empfangende Verkehrsteilnehmer kann diese Nachrichten auswerten, und diesen CAMs Informationen über Position, Geschwindigkeit etc. aller anderen Fahrzeuge entnehmen und mit Informationen über das eigene Fahrzeug in Bezug setzen. Auf dieser Basis werden kooperative Anwendungen wie Kollisionsvermeidung, Einfädelassistenten etc. ermöglicht. Technisch werden CAMs als Nutzlasten (Payload) sogenannter OFDM-Frames gesendet. OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing; deutsch: Orthogonales Frequenzmultiplexverfahren) bietet eine besondere Struktur über Frequenz und Zeit, die gleichermaßen Effizienz wie Robustheit adressiert, wie vom Prinzip her in den
Die Häufigkeit der Aussendung der CAMs hängt u.a. von der FahrzeugGeschwindigkeit sowie anderen Faktoren ab. Insbesondere der Zeitpunkt der Aussendung zu einem bestimmten absoluten Sendezeitpunkt kann nicht sehr genau vorherbestimmt werden, da hier Mechanismen der Medien-Zugriffskontrolle (MAC) dominieren. Die hier im Fokus stehende Re-Synchronisierung der Systemzeit eines Empfängers (= empfangender Verkehrsteilnehmer) in Bezug auf eine absolute Zeitreferenz erfolgt somit über die Auswertung eines besonderen Kennzeichners.The frequency of the transmission of the CAMs depends i.a. vehicle speed and other factors. In particular, the time of transmission at a certain absolute transmission time can not be very accurately predetermined, since mechanisms of media access control (MAC) dominate here. The focus here re-synchronization of the system time of a receiver (= receiving road users) in relation to an absolute time reference thus takes place via the evaluation of a special identifier.
Stattdessen wird ein zusätzliches Signal in Gestalt einer mit einem Kennzeichner versehenen Nachricht von mit guter Konfidenz auf eine zeitliche Referenz synchronisierten Sendern (= sendenden Verkehrsteilnehmern) ausgestrahlt. Diese Nachricht, die den Kennzeichner enthält und die als Blitz-Signal bezeichnet wird, ist z.B. ein modifizierter OFDM-Rahmen, der die regulären OFDM-Symbolsequenzen nicht stört, sofern solche von anderen Sendern abgestrahlt werden. Das Blitz-Signal wird von nicht oder nicht mehr synchronisierten Empfängern insbesondere analog zum Prinzip der Firefly-Synchronisation dazu verwendet, die absolute Zeitbasis des Empfängers (d.h. die interne Uhr) an die des Blitz-Senders (= der die Nachricht mit dem Kennzeichner aussendende Verkehrsteilnehmer) anzupassen.Instead, an additional signal in the form of a message provided with an identifier is broadcast by transmitters (= sending road users) synchronized with good confidence to a temporal reference. This message containing the identifier, referred to as the flash signal, is e.g. a modified OFDM frame that does not disturb the regular OFDM symbol sequences, as far as they are emitted by other transmitters. The flash signal is used by unrelated or no longer synchronized receivers, in particular analogous to the principle of firefly synchronization, the absolute time base of the receiver (ie the internal clock) to that of the flash transmitter (= the message sending the message with the identifier road users ).
Als Blitz-Signal können verschiedene Ausführungsformen verwendet werden: As a flash signal, various embodiments can be used:
Eine erste Ausführungsform ist eine vorgegebene OFDM-Präambel, die in der Systematik ähnlich wie die Standard-Präambel aufgebaut ist, sich aber von dieser eindeutig empfängerseitig unterscheiden lässt. Eine solche Standard-OFDM-Präambel in einer Darstellung in Bits ist in
Wenn diese eindeutige, vorgegebene Präambel eines OFDM-Rahmens mit dem Kennzeichner von allen zeitsynchronisierten Sendern abgestrahlt wird, kann ein nicht-synchronisierter Empfänger dies auflösen und zur Re-Synchronisation verwenden. Sollte das Signal u.U. aufgrund mehrerer synchronisierter Sender in der Nähe mehrfach und leicht zeitversetzt bei einem nicht synchronisierten Empfänger ankommen, sieht das für diesen wie ein Mehrwegeempfang aus, was der Empfänger mit dem Fachmann bekannten Methoden auflösen kann.If this unique, predetermined preamble of an OFDM frame is radiated with the identifier from all time-synchronized transmitters, a non-synchronized receiver can resolve this and use it for re-synchronization. Should the signal u.U. Due to several synchronized transmitters in the vicinity, arriving at a non-synchronized receiver several times and slightly time-delayed, this looks like a multipath reception, which the receiver can resolve with methods known to the person skilled in the art.
Eine zweite Ausführungsform verwendet besondere Pilotsymbole der OFDM Rahmenstruktur zum Zeitpunkt der Aussendung des Blitz-Signals. Dies ist in
Eine dritte Ausführungsform ist ein Codewort aus einem geeignet gewählten Spreizcode wie Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), welcher sich beim Empfänger auch dann aus einem geringen Leistungsdichtespektrum decodieren lässt, wenn nach dem bekannten Codewort gesucht wird. Für einen nicht-suchenden Empfänger liegt das Codewort „versteckt“ im Rauschen
Alle drei vorgenannten Formen des Blitz-Signals werden gemäß diesem Verfahren zu einem bestimmten Zeitpunkt t_n, z.B. beim Minutendurchgang, auf der absoluten Zeitreferenz des, insbesondere gemäß dem primären Synchronisationsverfahrens synchronisierten Senders in bestimmten zeitlichen Abständen, z.B. 1x pro Minute, mit einer festgelegten Wahrscheinlichkeit p, z.B. 50%, gesendet. Über die Wahrscheinlichkeit p kann insbesondere gesteuert werden, dass zufällig wiederkehrend auf den Zeitpunkt t_n fallende Datenübertragungen nicht dauerhaft gestört werden.All three of the above-mentioned forms of the flash signal are, according to this method, at a certain time t_n, e.g. at the minute pass, on the absolute time reference of the transmitter synchronized in particular according to the primary synchronization method at certain time intervals, e.g. 1x per minute, with a fixed probability p, e.g. 50%, sent. In particular, it can be controlled via the probability p that randomly occurring data transmissions incident on the time t_n are not permanently disturbed.
Weiterhin kann das Aussenden eines Blitz-Signals durch einen Sender auch von einer bestimmten Konfidenz in die eigene Zeitbasis abhängig gemacht werden. In einer Ausführungsform kann z.B. festgelegt werden, dass Blitz-Signale nur von Sendern ausgesendet werden, die mit einer genauen Zeitbasis synchronisiert sind, d.h. von Sendern, die gemäß dem primären Synchronisationsverfahren synchronisiert sind. Dies bedeutet, dass nur unsynchronisierte Empfänger in 1-Hop-Distanz auf diese Weise nach-synchronisiert werden, diese jedoch auch nach Re-synchronisierung nicht selbst Blitz-Signale aussenden.Furthermore, the transmission of a flash signal by a transmitter can also be made dependent on a specific confidence in its own time base. In one embodiment, e.g. flash signals are emitted only by transmitters that are synchronized with an accurate time base, i. of transmitters synchronized according to the primary synchronization method. This means that only unsynchronized receivers in 1-hop distance are post-synchronized in this way, but they do not emit flash signals even after resynchronization.
Die Beschränkung auf die 1-Hop-Distanz hat den Nachteil, dass in größeren zusammenhängenden Gebieten (größer als die 1-Hop-Reichweite) ohne Satellitennavigationsabdeckung nicht alle Verkehrsteilnehmer über das beschriebene Verfahren resynchronisiert werden können. Dies kann z.B. in langen Tunneln oder Parkhäusern der Fall sein. Es kann daher zweckmäßig sein, wenn auch re-synchronisierte Empfänger zu Sendern von Blitz-Signalen werden. Dies kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn ein bestimmtes Maß von eventuell aufakkumulierten Rest-Drifts (z.B. 1 ms) nicht überschritten wird.The limitation to the 1-hop distance has the disadvantage that in larger contiguous areas (greater than the 1-hop range) without satellite navigation coverage not all road users can be resynchronized via the described method. This can e.g. be in the case of long tunnels or parking garages. It may therefore be expedient for re-synchronized receivers to become transmitters of flash signals. This may be useful, in particular, if a certain amount of possibly accumulated residual drifts (for example 1 ms) is not exceeded.
Referenzenreferences
[1]
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- GIGI
- Guard-IntervallGuard interval
- SISI
- Synchronisationsintervallsynchronization interval
- CCHCCH
- Kontrollkanal (Control Channel)Control Channel
- SCHnFAST
- Servicekanal n (Service Channel)Service channel n (service channel)
- t0 t 0
- Zeitpunkttime
- t1 t 1
- Zeitpunkttime
- ff
- Frequenzfrequency
- NDND
- Nutzdatenbereich eines OFDM-RahmensPayload area of an OFDM frame
- PP
- Präambel eines OFDM-RahmensPreamble of an OFDM frame
- GBGB
- Guard BandGuard Band
- SCSC
- Sub-CarrierSub-Carrier
- NLNL
- Rauschensough
- PWPW
- Leistungpower
- NKNK
- Nachricht mit Kennzeichner (Blitz-Signal)Message with identifier (flash signal)
- SigSig
- DSSS-SignalDSSS signal
- 1010
- Symbolsymbol
- 1111
- NutzdatensymbolNutzdatensymbol
- 1313
- Trainingssymboltraining symbol
- 1414
- HilfsinformationssymbolAuxiliary information symbol
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IEEE 802.11-2012 OCB |
IEEE 802.11p / ITS-G5 |
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