DE102016207608B3

DE102016207608B3 - Vorrichtung und Verfahren für eine Relay-Station für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten

Info

Publication number: DE102016207608B3
Application number: DE102016207608.6A
Authority: DE
Inventors: Bernd Rech; Teodor Buburuzan; Monique Engel; Stefan Gläser; Bernd Lehmann; Sandra KLEINAU; Hendrik-Jörn Günther
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-05-04
Also published as: CN107454552B; US9959752B2; CN107454552A; US20170323562A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Relay-Station für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten. Die Relay-Station (100) ist ausgebildet, über zumindest eine Antenne (102) mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu kommunizieren. Die Vorrichtung (10) umfasst eine Eingangsschnittstelle (12), ausgebildet zum Empfangen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die zumindest eine Antenne (102). Die Vorrichtung (10) umfasst ferner ein Kontrollmodul (14), ausgebildet zum Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zumindest einen Antenne (102). Das Kontrollmodul (14) ist ferner ausgebildet zum Bereitstellen der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über eine Ausgangschnittstelle (16) über die zumindest eine Antenne (102), falls die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht relevant für die ein oder mehreren Empfänger ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Relay-Station für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten, genauer, aber nicht ausschließlich, basierend auf einem Bereitstellen von gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten basierend auf einer Relevanz-Filterung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten.
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (auch engl. Car2Car, C2C, oder Vehicle2Vehicle, V2V) und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (auch engl. Car2Infrastructure, C2I oder Vehicle2Roadside, V2R) sind ein Brennpunkt automobiler Forschung im 21. Jahrhundert. Die Kommunikation zwischen Fahrzeugen oder zwischen Fahrzeugen oder Verkehrsinfrastruktur ermöglicht eine Vielzahl neuer Möglichkeiten, beispielsweise eine Koordination von Fahrzeugen untereinander oder eine Kommunikation von Fahrzeugen mit der Verkehrsinfrastruktur, beispielsweise um den Fahrzeugen Stauwarnungen bereitzustellen. Dabei besitzen Fahrzeuge, die zur C2C oder C2I (auch zusammengefasst unter Fahrzeug-zu-X-Kommunikation, engl. Car2X, C2X oder Vehicle2X, V2X) ausgebildet sind, eine Sende- und Empfangseinheit um mit anderen Fahrzeugen kommunizieren zu können, beispielsweise über direkte Funkverbindungen oder Mobilfunknetzwerke. Die Kommunikation kann dabei beispielsweise zwischen Fahrzeugen oder zwischen Fahrzeugen und Verkehrsinfrastruktur innerhalb eines Radius von wenigen hundert Metern begrenzt sein.
Ausbreitungswege von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten sind häufig durch Hindernisse eingeschränkt – sowohl nicht-statische Hindernisse wie etwa andere Fahrzeuge, als auch statische Hindernisse wie etwa Lärmschutzwände, Tunnel, Kurven oder Brückenpfeiler erschweren häufig die Kommunikation und schaffen Bereiche, in die durch Abschattung keine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten gelangen können oder eine Signalqualität der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten verschlechtert ist.
Weitere Informationen:
Patentanmeldung DE 10 2008 052 382 A1 zeigt ein Verfahren zum Weiterleiten von Meldungen bei Car-to-X-Kommunikation. Dabei wird für die Weiterleitung einer Nachricht von einer Car-to-X-Station ein Weiterleitungsverhalten benachbarter Stationen überwacht, und die Nachricht selbst nur weitergeleitet, falls die Car-to-X-Station der am besten geeignete Kandidat für die Weiterleitung ist (weil sie etwa am nähesten am Rand eines Ausbreitungsradius der Nachricht gelegen ist).
Patentanmeldung WO 2010/045 966 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen einer Nachricht in einem Fahrzeugkommunikationssystem, wobei unnötige Übertragungen vermieden werden, um die Effizienz der Übertragungen zu erhöhen. Dabei wird eine von einer Mehrzahl von Antennenstrahlungsmustern für die Übertragung ausgewählt, basierend auf einem Verteilungsmuster der Nachricht.
Es besteht der Bedarf nach einem verbesserten Konzept für die Übertragung von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten. Diesem Bedarf wird durch die Vorrichtung und das Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen Rechnung getragen.
Ausführungsbeispiele schaffen beispielsweise eine Vorrichtung für eine Relay-Station für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten, beispielsweise einen Repeater. Die Relay-Station kann ausgebildet sein, über zumindest eine Antenne zu kommunizieren, etwa über zwei Antennen, die an unterschiedlichen Seiten eines abschattenden Hindernisses angebracht sind. Die Vorrichtung ist beispielsweise ausgebildet, Nachrichten zu empfangen und Empfängern auf der anderen Seite des Hindernisses bereitzustellen. Die Vorrichtung kann dabei die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten dekodieren und ihren Inhalt analysieren um zu entscheiden, welche Nachrichten relevant sind für Empfänger auf der anderen Seite des Hindernisses. Ist eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht nicht relevant, so kann sie beispielsweise ausgefiltert und nicht weitergegeben werden. Die lnstallationsorte von Relay-Stationen sowie Zusatzinformationen wie etwa eine Angabe, aus welchen Bereichen Nachrichten weitergeleitet werden, können beispielsweise in digitale Straßenkarten eingetragen werden.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Vorrichtung für eine Relay-Station. Die Relay-Station ist ausgebildet um über zumindest eine Antenne mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu kommunizieren. Die Vorrichtung umfasst eine Eingangsschnittstelle, ausgebildet zum Empfangen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die zumindest eine Antenne. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Kontrollmodul. Das Kontrollmodul ist ausgebildet zum Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zumindest einen Antenne. Das Kontrollmodul ist ferner ausgebildet zum Bereitstellen der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über eine Ausgangschnittstelle über die zumindest eine Antenne falls die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht relevant für die ein oder mehreren Empfänger ist. Die Vorrichtung ermöglicht eine verbesserte Übertragung von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten bei Hindernissen im Übertragungsweg und ermöglicht eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation durch Hindernisse hindurch. Der Filterschritt ermöglicht eine Reduktion der Menge der übertragenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten und infolge dessen eine Reduktion einer Belegung von Funkressourcen durch weitergeleitete Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten.
Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht kann in manchen Ausführungsbeispielen stellvertretend für eine Mehrzahl von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten gesehen werden. Beispielsweise kann die Eingangsschnittstelle ausgebildet sein, um die Mehrzahl von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu empfangen und das Kontrollmodul kann ausgebildet sein, die Mehrzahl von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten basierend auf der Relevanz zu filtern, um gefilterte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten basierend auf der Mehrzahl von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu erhalten, und die gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten über die Ausgangsschnittstelle bereitzustellen.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die Eingangsschnittstelle ausgebildet sein, um die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über zumindest eine erste Antenne zu empfangen. Die Ausgangsschnittstelle kann ausgebildet sein, um über zumindest eine zweite Antenne die gefilterte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht bereitzustellen. Die erste Antenne und die zweite Antenne können an unterschiedlichen Seiten eines abschattenden Hindernisses angeordnet sein. Für die erste Antenne und die zweite Antenne können sich unterschiedliche Abdeckungsbereiche ergeben. Das Kontrollmodul kann ausgebildet sein, um die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zweiten Antenne zu filtern. Das Empfangen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die erste Antenne und Bereitstellen oder Senden der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die zweite Antenne ermöglicht eine Überwindung des abschattenden Hindernisses, bei gleichzeitiger Filterung der Nachricht gemäß ihrer Relevanz.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, um die Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einem Inhalt der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht zu bestimmen. Dies ermöglicht eine effizientere Filterung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf Inhalten der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht, wie etwa Position, Trajektorie, Fahrzeugtyp oder Fahrsituation.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht eine Position und/oder Trajektorie eines Fahrzeugs, von dem die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt, umfassen. Das Kontrollmodul kann ausgebildet sein, um die Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf der Position und/oder Trajektorie des Fahrzeugs zu bestimmen. Das Bestimmen der Relevanz basierend auf Position und/oder Trajektorie ermöglicht beispielsweise zu bestimmen, ob sich eine Trajektorie von Empfängern mit einer Trajektorie des Fahrzeugs, von dem die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt, überschneidet oder ob die Fahrtrichtung des Senders und des Empfängers übereinstimmen.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, um eine logische Ausbreitungsrichtung der empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht zu bestimmen. Die logische Ausbreitungsrichtung kann beispielsweise einer Ausbreitungsrichtung im Sinne einer Weiterleitung per Multi-Hop-Verfahren entsprechen (einer Weiterleitung über mehrere Sende-Empfänger).
In zumindest einigen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, um die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf der Ausbreitungsrichtung zu filtern. Dies ermöglicht eine verbesserte Relevanzfilterung, da beispielsweise Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten aussortiert werden können, die von Fahrzeugen stammen, die für die Empfänger der bereitgestellten gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht nicht relevant sind, etwa aufgrund ihrer Fahrtrichtung oder Position.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul ferner ausgebildet sein, um Information über die Relay-Station für die ein oder mehreren Empfänger bereitzustellen. Die Information über die Relay-Station ermöglicht den ein oder mehreren Empfängern eine Beurteilung der bereitgestellten gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht und ermöglicht beispielsweise ein Bereitstellen von Information über das Hindernis oder eine Umgebung des Hindernisses.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, um die Information über die Relay-Station mit der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht den ein oder mehreren Empfängern bereitzustellen. Dies ermöglicht eine Nutzung der versendeten Nachricht und der Information über die Relay-Station als zusätzliche Payload.
Alternativ oder zusätzlich kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, um einen voraussichtlichen Empfangszeitpunkt der empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf zuvor empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu bestimmen. Das Kontrollmodul kann ausgebildet sein, um die Information über die Relay-Station als Infrastruktur-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf dem voraussichtlichen Empfangszeitpunkt den ein oder mehreren Empfängern bereitzustellen. Dies kann beispielsweise eine Nutzung von Funkressourcen ermöglichen, die nicht durch andere Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht belegt sind und/oder eine Priorisierung der Bereitstellung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, um Information über einen mehrfachen Empfang der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht durch die ein oder mehreren Empfänger zu bestimmen. Das Kontrollmodul kann ausgebildet sein, um das Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht ferner basierend auf der Information über den mehrfachen Empfang anzupassen. Die Berücksichtigung der Information über den mehrfachen Empfang kann beispielsweise einen mehrfachen Empfang von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten verhindern oder reduzieren und eine dynamische Anpassung der Filterung ermöglichen, die beispielsweise eine aktuelle Empfangssituation berücksichtigen kann.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, um die Information über den mehrfachen Empfang basierend auf einer Position oder Trajektorie eines Fahrzeugs, von dem die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt, zu bestimmen. Dadurch kann beispielsweise ein Weiterleiten von Nachrichten, die von Positionen gesendet werden, von denen zu erwarten ist, dass von dort ausgesendete Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht etwa per Reflektion die ein oder mehreren Empfänger erreichen, durch Filtern unterlassen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Eingangsschnittstelle ferner ausgebildet sein zum Empfangen von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten über die zweite Antenne. Das Kontrollmodul kann ausgebildet sein, um die Information über den mehrfachen Empfang basierend auf den über die zweite Antenne empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu bestimmen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, die über die zweite Antenne empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu überwachen, um Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu identifizieren, die sowohl durch die Relay-Station als auch direkt von dem Fahrzeug, von dem die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt durch die ein oder mehreren Empfänger zu empfangen waren, um basierend darauf beispielsweise Filterregeln anzupassen, etwa basierend auf einer Position des Fahrzeugs, von dem die mehrfach erhalten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt.
Alternativ oder zusätzlich kann das Kontrollmodul ferner ausgebildet sein, um Information über eine Bestätigung der bereitgestellten gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht von den ein oder mehreren Empfängern zu erhalten. Das Kontrollmodul kann ausgebildet sein, um die Information über den mehrfachen Empfang basierend auf der Information über die Bestätigung zu bestimmen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul ausgebildet sein, basierend auf der Information über die Bestätigung Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu identifizieren, die sowohl durch die Relay-Station als auch direkt von dem Fahrzeug, von dem die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt durch die ein oder mehreren Empfänger empfangen wurden, um basierend darauf beispielsweise Filterregeln anzupassen, etwa basierend auf einer Position des Fahrzeugs, von die mehrfach erhalten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Verfahren für eine Relay-Station. Die Relay-Station ist ausgebildet, um über zumindest eine Antenne mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu kommunizieren. Das Verfahren umfasst Empfangen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die zumindest eine Antenne. Das Verfahren umfasst ferner Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zumindest einen Antenne. Das Verfahren umfasst ferner Bereitstellen der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die zumindest eine Antenne falls die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht relevant für die ein oder mehreren Empfänger ist.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Programm mit einem Programmcode zum Durchführen des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor, einem Kontrollmodul oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, auf welche Ausführungsbeispiele generell jedoch nicht insgesamt beschränkt sind, näher beschrieben. Es zeigen:
1 illustriert ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung für eine Relay-Station;
1a illustriert ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung für eine Relay-Station mit zwei Antennen, die in unterschiedlichen Seiten eines abschattenden Hindernisses angebracht sind.
2 zeigt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel;
3 illustriert ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens für eine Relay-Station; und
3a illustriert ein Flussdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verfahrens für eine Relay-Station.
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Figurenbeschreibung gleiche oder ähnliche Elemente.
Man beachte, dass ein Element, das als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „verkoppelt“ bezeichnet wird, mit dem anderen Element direkt verbunden oder verkoppelt sein kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn ein Element dagegen als „direkt verbunden“ oder „direkt verkoppelt“ mit einem anderen Element bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Begriffe, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf ähnliche Weise interpretiert werden (z.B., „zwischen“ gegenüber „direkt dazwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“ usw.).
Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ einer,” „ eine”, „eines ” und „der, die, das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B. „beinhaltet“, „beinhaltend“, „aufweist“, „umfasst“, „umfassend“ und/oder „aufweisend“, wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
Solange nichts anderes definiert ist, haben sämtliche hierin verwendeten Begriffe (einschließlich von technischen und wissenschaftlichen Begriffen) die gleiche Bedeutung, die ihnen ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, beimisst. Ferner sei klargestellt, dass Ausdrücke, z.B. diejenigen, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, als hätten sie die Bedeutung, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn zu interpretieren sind, solange dies hierin nicht ausdrücklich definiert ist.
Bei der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation sowie der Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (Ad-Hoc-Kommunikation im Nahbereich, im Folgenden V2X-Kommunikation genannt) ist die Kommunikationsqualität häufig ortsabhängig. Die beste Kommunikationsqualität und höchste Empfangswahrscheinlichkeit existiert meist bei freier Sicht. Gebäude, Brücken, Hügel, Bewaldung u.a. reduzieren die Empfangswahrscheinlichkeit. Besonders störend können sich Lärmschutzwände auswirken, z. B. an Autobahnauffahrten. Lärmschutzwände können beispielsweise dazu führen, dass die Kommunikation zwischen Fahrzeugen auf der Autobahn und Fahrzeugen auf der Auffahrt gestört ist.
Zumindest manche Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen V2X-Repeater, der eine durch Topologie oder bauliche Gegebenheiten verursachte schlechte V2X-Kommunikation verbessert, indem er V2X-Signale weiterleitet. Konventionelle Systeme werden um Ansätze zur Antennenanordnung und Nachrichtenfilterung erweitert (selektiver Repeater). Ausführungsbeispiele werden im Folgenden am Beispiel einer Autobahnauffahrt mit einer Lärmschutzwand erläutert.
Als Repeater dient in zumindest manchen Ausführungsbeispielen eine ITS Roadside Station (Intelligent Transport Systems Roadside Station, Sende-Empfangsstation eines intelligenten Transportsystems am Straßenrand), die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel an geeigneter Stelle fest installiert ist. In speziellen Fällen, wie z. B. an Baustellen, bei Unfällen, bei Veranstaltungen oder auch im Katastrophenfall, können ITS Roadside Stations auch temporär aufgestellt werden, z. B. integriert in Baustellensicherungssyteme (z. B. Sperranhänger, vgl. Cooperative ITS Corridor, Kooperativer ITS-Korridor). Der Repeater bzw. die ITS Roadside Station kann beispielsweise einer Relay-Station 100 von 1 entsprechen. In manchen Ausführungsbeispielen können Fahrzeuge, insbesondere Einsatzfahrzeuge der Polizei, der Feuerwehr, der technischen Hilfswerke und des Militärs in einen entsprechenden Roadside-Modus geschaltet werden, sodass auch diese die Repeaterfunktion übernehmen können.
Ein Repeater im Sinne der Erfindung besitzt mindestens eine Antenne, eine Sende- und Empfangseinrichtung (beispielsweise eine Eingangsschnittstelle 12 und eine Ausgangsschnittstelle 16 aus 1) sowie eine Einheit zur Nachrichtenverarbeitung (beispielsweise ein Kontrollmodul 14 aus 1). Abhängig von den örtlichen Gegebenheiten können auch mehrere Antennen sowie mehrere Sende- und Empfangseinheiten installiert werden, wie z. B. wenn miteinander kommunizierende (z. B. kabelgebundene) ITS Roadside Station eine Repeater-Funktion realisieren.
2 zeigt beispielhaft ein Ausführungsbeispiel an einer Auffahrt 2002 auf eine Autobahn 2004 mit Lärmschutzwänden 2006. Hier ist eine ITS Roadside Station 2008 mit Antennen 2010; 2012 auf jeder Seite der Lärmschutzwand installiert. Es ist auch eine Ausführung der ITS Roadside Station mit einer eigenen Sende- und Empfangseinheit an jeder Antenne (d. h. hier auf jeder Seite der Lärmschutzwand) denkbar, welche untereinander Daten austauschen (vorzugsweise kabelgebunden). Dies kann sinnvoll oder aus Sicht der Signalverarbeitung sogar erforderlich sein, wenn die Antennen räumlich weit auseinander montiert werden müssen. Eine entsprechende Situation kann man sich an Gebäuden vorstellen, wobei die Sende- und Empfangseinheiten an verschiedenen Hausseiten angebracht sind. Dieses Konzept lässt sich auch auf mehrere Gebäude erweitern. Entsprechend können auch vollständige ITS Roadside Station verwendet werden. Zur Organisation und zum Management des Datenaustausches, der Überwachung des Kommunikationskanals sowie zur Übernahme von weiteren Aufgaben (z. B. Aufgaben bei Kooperationen zwischen Fahrzeugen) ist in manchen Ausführungsbeispielen zumindest eine Einheit zur Nachrichtenverarbeitung (etwa eine Vorrichtung 10 aus 1), oder aber auch an jeder Sende- und Empfangseinheit eine Einheit zur Nachrichtenverarbeitung umfasst.
Bei V2X-Repeatern mit mehreren Antennen weisen diese in manchen Ausführungsbeispielen jeweils eine Richtcharakteristik auf. Deren Ausprägung ist beispielsweise von den örtlichen Gegebenheiten abhängig. Das Prinzip ist in 2 gezeigt. Die Richtcharakteristiken 2010a; 2012a bilden hier idealisiert dargestellt Kreisausschnitte, welche in Richtung der Fahrzeuge zeigen, mit denen kommuniziert werden soll. In Richtung der Lärmschutzwand könnte in manchen Ausführungsbeispielen nicht per Funk kommuniziert werden. An die Kommunikation des V2X-Repeaters wird in manchen Ausführungsbeispielen die Anforderung gestellt, dass er die Fahrzeugnachrichten in einem zu definierenden räumlichen Bereich unverändert und möglichst verzögerungsfrei überträgt. In zumindest einigen Ausführungsbeispielen kann der Repeater eine Filterung durchführen und nicht von allen Fahrzeugen Nachrichten übertragen. In einer bevorzugten Ausführung kann der Repeater ausgebildet sein, keine Nachrichten von Fahrzeugen, die für die Empfängerfahrzeuge aus verkehrlichen Gründen nicht relevant sind, zu übertragen. Dies können beispielsweise Fahrzeuge auf anderen Straßen sein, wie auf einer Autobahn die Fahrzeuge aus der Gegenrichtung oder Fahrzeuge auf einer querenden Brücke.
1 illustriert ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 10 für eine Relay-Station 100. Die Relay-Station 100 ist ausgebildet, um über zumindest eine Antenne 102 mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu kommunizieren. Die Relay-Station 100 kann beispielsweise einem Repeater für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten oder einer ITS-Roadside Station entsprechen. In manchen Ausführungsbeispielen kann die Relay-Station 100 ein oder mehrere ITS-Roadside-Stations umfassen.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Eingangsschnittstelle 12, ausgebildet zum Empfangen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die zumindest eine Antenne 102. Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein Kontrollmodul 14, ausgebildet zum Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zumindest einen Antenne 102. Das Kontrollmodul 14 ist ferner ausgebildet zum Bereitstellen der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über eine Ausgangschnittstelle 16 über die zumindest eine Antenne 102, falls die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht relevant für die ein oder mehreren Empfänger ist. Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht könnte beispielsweise relevant für die ein oder mehreren Empfänger sein, wenn sich die voraussichtliche Trajektorie des Sende-Fahrzeugs und der ein oder mehreren Empfänger kreuzen kann oder das Sende-Fahrzeug Einfluss hat auf den Empfänger, etwa weil es ein Rettungsfahrzeug ist. Beispielsweise kann die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht relevant sein, weil sie von einem Fahrzeug stammt, das innerhalb einer Umgebung um die ein oder mehreren Empfänger befindet oder befinden wird.
3 illustriert ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens für die Relay-Station 100. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein zum Ausführen des Verfahrens. Das Verfahren umfasst Empfangen 110 der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die zumindest eine Antenne 102. Das Verfahren umfasst ferner Filtern 120 der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zumindest einen Antenne 102. Das Verfahren umfasst ferner Bereitstellen 130 der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die zumindest eine Antenne 102 falls die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht relevant für die ein oder mehreren Empfänger ist. Weiterbildungen des Kontrollmoduls 14 können beispielsweise entsprechend auf die Verfahrensschritte des Verfahrens abgebildet werden.
In manchen Ausführungsbeispielen kann die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation beispielsweise über einen geteilten Kommunikationskanal stattfinden (auch engl. shared channel, broadcast channel). Die Eingangsschnittstelle 12 und die Ausgangsschnittstelle 16 können beispielsweise in einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Schnittstelle umfasst sein oder mit zumindest einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Schnittstelle gekoppelt sein. Die Ausgangsschnittstelle 16 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht an mehrere Empfänger (auch engl. Broadcast) bereitzustellen. Die Kommunikation über Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten kann beispielsweise gemäß IEEE 802.11p (einem Standard des Institute of Electrical and Electronics Engineers, Institut für Elektroingenieure) durchgeführt werden. Die Ausgangsschnittstelle 16 und/oder die Eingangsschnittstelle 12 können ausgebildet sein, gemäß einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsstandard, etwa IEEE 802.11p zu kommunizieren. Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht kann beispielsweise einer Ereignisbasierten Nachricht, beispielsweise einer Decentralized Environmental Notification Message (DENM) entsprechen. Alternativ kann die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht einer Periodischen Statusnachricht, etwa einer Cooperative Awareness Message, CAM, entsprechen. Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht kann ferner einer Sicherheitsnachricht, etwa einer Basic Safety Message (BSM), einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht mit Information über ein Umfeld des sendenden Fahrzeugs oder einer Fahrintentionsnachricht entsprechen.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Empfangen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht beispielsweise einem Erhalten der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht von einem Sende/Empfangsmodul der Relay-Station 100 entsprechen. Alternativ kann das Empfangen beispielsweise einem Empfangen eines Signals, das die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht umfasst über die zumindest eine Antenne 102 und einem Dekodieren des Signals zum Erhalten der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht entsprechen.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das Filtern beispielsweise einem Erlauben, Verwerfen oder Ausfiltern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einem Filterkriterium entsprechen. Das Filterkriterium kann beispielsweise auf der Relevanz der Nachricht und/oder einer Empfangsleistung der Nachricht basieren. Das Filtern kann beispielsweise anzeigen, ob die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht bereitgestellt, gesendet oder weitergeleitet werden soll oder nicht.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann das Bereitstellen der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht einem Bereitstellen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für eine Sende/Empfangseinheit der Relay-Station 100 entsprechen. Alternativ kann das Bereitstellen der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht einem Enkodieren der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht und Senden der enkodierten gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht entsprechen, oder einem weiterleiten der empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann, wie in 1a gezeigt, die Eingangsschnittstelle 12 ausgebildet sein, um die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über zumindest eine erste Antenne 102a zu empfangen. Die Ausgangsschnittstelle 16 kann ausgebildet sein, um über zumindest eine zweite Antenne 102b die gefilterte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht bereitzustellen. Die erste Antenne 102a und die zweite Antenne 102b können beispielsweise an unterschiedlichen Seiten eines abschattenden Hindernisses angeordnet sein, sodass sich für die erste Antenne 102a und die zweite Antenne 102b unterschiedliche Abdeckungsbereiche ergeben. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zweiten Antenne 102b zu filtern. Das abschattende Hindernis kann beispielsweise einen Empfang der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht durch den Empfänger erschweren und/oder eine Dämpfung des Signals bewirken.
In zumindest einigen Ausführungsbeispielen kann die Antenne 102, die erste Antenne 102a und/oder die zweite Antenne 102b einer technischen Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen entsprechen, und/oder beispielsweise zumindest ein Element der Gruppe von Antenne mit Richtcharakteristik, Flächenantenne, Gruppenantenne, Rundstrahlantenne, Vertikalstrahler und Dipolantenne umfassen.
Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, um die Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einem Inhalt der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht zu bestimmen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht zu dekodieren zum Bestimmen der Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht. 3a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens, ferner umfassend das Bestimmen der Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht 112.
Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht kann beispielsweise eine Position und/oder Trajektorie eines Fahrzeugs, von dem die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt (Sender-Fahrzeug), umfassen. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf der Position und/oder Trajektorie des Fahrzeugs zu bestimmen. Beispielsweise kann das Kontrollrollmodul 14 ausgebildet sein, um die Relevanz basierend auf einem ersten Bereich von Positionen zu bestimmen, wobei der erste Bereich angibt, dass Nachrichten, die innerhalb dieses Bereichs gesendet wurden, relevant sind. Alternativ oder zusätzlich kann das Kontrollrollmodul 14 ausgebildet sein, um die Relevanz basierend auf einem zweiten Bereich von Positionen zu bestimmen, wobei der zweite Bereich angibt, dass Nachrichten, die innerhalb dieses Bereichs gesendet wurden, nicht relevant sind. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein, den ersten und/oder zweiten Bereich von Positionen zu speichern und beispielsweise basierend auf Information über mehrfach empfangene Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten anzupassen.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann etwa ein räumlicher Bereich definiert werden, aus welchem Nachrichten weitergeleitet werden sollen. In einem einfachen Fall könnte z. B. ein Entfernungsbereich festgelegt werden (z. B. innerhalb eines Radius von 500m, abzuleiten aus der Positionsangabe des Fahrzeugs in der CAM). Der Bereich könnte aber auch zusätzlich entsprechend dem Straßenverlauf oder der Topologie gewählt werden. Weiterhin könnte ein Kriterium die Fahrzeit zu einem bestimmten Ort sein (z. B. wie lange es dauert, bis sich mögliche Fahrtwege kreuzen).
Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, um die Fahrtrichtung des Sender-Fahrzeugs zu bestimmen. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Relevanz basierend auf der Fahrtrichtung des Senderfahrzeugs zu bestimmen. Beispielsweise könnte das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, um eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht als relevant einzustufen, wenn die Fahrtrichtung des Sender-Fahrzeugs und der Fahrzeuge im Abdeckungsbereich der zumindest einen Antenne übereinstimmen. Alternativ oder zusätzlich kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, um die Straße, auf der sich das Sender-Fahrzeug bewegt, zu bestimmen, und die Relevanz ferner auf der Straße, auf der sich das Sender-Fahrzeug bewegt, zu bestimmen. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul 14 beispielsweise ausgebildet sein, um eine Ausbreitungsrichtung der empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf der Position und/oder Trajektorie zu bestimmen. In einigen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul 14 ferner ausgebildet sein, die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Distanz des Fahrzeugs, das die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht bereitgestellt hat, zu den ein oder mehreren Empfängern zu filtern, beispielsweise Nachrichten auszufiltern, deren Distanz größer als ein Distanz-Schwellenwert ist. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ferner ausgebildet sein, um die gefilterte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf der Ausbreitungsrichtung bereitzustellen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht so zu filtern, dass Nachrichten, die den Empfänger auch auf direktem Weg erreichen können, ausgefiltert werden.
Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, um Information über einen mehrfachen Empfang der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht durch die ein oder mehreren Empfänger zu bestimmen. 3a zeigt ferner den entsprechenden Verfahrensschritt 114. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein, um das Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht ferner basierend auf der Information über den mehrfachen Empfang anzupassen oder die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basieren auf der Information über den mehrfachen Empfang zu filtern.
Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, um die Information über den mehrfachen Empfang basierend auf einer Position oder Trajektorie eines Fahrzeugs, von dem die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt zu bestimmen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, Nachrichten von Fahrzeugen, deren Position oder Trajektorie innerhalb eines Bereichs von Positionen liegt, innerhalb dessen auch ein direktes Empfangen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht möglich ist oder scheint, auszufiltern. Beispielsweise könnten Nachrichten von Fahrzeugen, die sich parallel zu einer Lücke des abschattenden Hindernisses befinden, ausgefiltert werden, etwa um einen mehrfachen Empfang zu verhindern.
Es gibt häufig beispielsweise Bereiche, die sowohl im Empfangsbereich des V2X-Repeaters liegen, als auch schon im Bereich einer ausreichenden Kommunikation zwischen den Fahrzeugen. Werden Nachrichten von Fahrzeugen in diesem Bereich vom Repeater weitergeleitet, so erhalten die empfangenden Fahrzeuge diese möglicherweise mehrfach, einmal direkt vom Sendefahrzeug und danach mit kurzer Verzögerung und möglicherweise größerer Signalstärke noch einmal von der Relay-Station. Dies stellt sich im Empfängerfahrzeug ähnlich wie eine Reflektion der Nachricht dar. In manchen Ausführungsbeispielen kann die Filterung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht auf dem Vermeiden eines mehrfachen Empfangs basieren. In manchen Ausführungsbeispielen können Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten aus einem entsprechend zu definierenden Bereich ausgefiltert werden.
Alternativ oder zusätzlich könnte die Eingangsschnittstelle 12 ferner ausgebildet sein, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten über die zweite Antenne 102b zu empfangen. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die Information über den mehrfachen Empfang basierend auf den über die zweite Antenne 102b empfangenden Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu bestimmen. Beispielsweise könnte das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, um Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten, die über beide Antennen empfangen wurden, auszufiltern, um den mehrfachen Empfang von Nachrichten durch den Empfänger zu reduzieren oder verhindern. Beispielsweise könnte das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, den ersten und/oder zweiten Bereich von Positionen basierend auf den über beide Antennen empfangenen Nachrichten anzupassen, beispielsweise basierend auf einer Position und/oder Trajektorie des Fahrzeugs, das die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht bereitgestellt hat. Alternativ oder zusätzlich kann das das Kontrollmodul 14 ferner ausgebildet sein, um Information über eine Bestätigung der bereitgestellten gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht von den ein oder mehreren Empfängern zu erhalten, beispielsweise über die Eingangsschnittstelle 12 und die zweite Antenne 102b. Das Kontrollmodul 14 kann ausgebildet sein, um die Information über den mehrfachen Empfang basierend auf der Information über die Bestätigung zu bestimmen. Beispielsweise kann die Information über die Bestätigung (auch engl. Acknowledge) einer ACK(Acknowledge)-Nachricht entsprechen. Beispielsweise kann die Information über die Bestätigung anzeigen, dass eine Nachricht mehrfach, beispielsweise von dem Sender-Fahrzeug und der Relay-Station 100, empfangen wurde. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein, um basierend auf der Information über die Bestätigung das Filtern anzupassen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, einen Bereich von Positionen, der anzeigt, dass von Sender-Fahrzeugen innerhalb des Bereiches gesendete Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten auszufiltern sind, basierend auf der Information über die Bestätigung oder basierend auf den doppelt empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten anzupassen.
Alternativ oder zusätzlich zur Filterung nach Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht kann das Kontrollmodul 14 ferner ausgebildet sein, die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Empfangsleistung der empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht zu filtern. Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht mit einer Empfangsleistung, die unterhalb eines Schwellenwerts liegt, auszufiltern.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul 14 ferner ausgebildet sein, um Information über die Relay-Station 100 für die ein oder mehreren Empfänger bereitzustellen.
3a zeigt den entsprechenden Verfahrensschritt 124. Die Information über die Relay-Station 100 kann beispielsweise Information über einen vermessenen Aufstellungsort der Relay-Station 100‚ Information über eine lokale digitale Karte, oder Information über zumindest einen Bereich von Positionen, aus denen Nachrichten weitergeleitet werden (z. B. entsprechende Eintragung in der Karte) umfassen.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul 14 beispielsweise ausgebildet sein, um die Information über die Relay-Station 100 mit der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht den ein oder mehreren Empfängern bereitzustellen. Beispielsweise kann die gefilterte Nachricht einen Header(Kopfdaten)-Bereich, einen Nutzdaten (auch engl. Payload)- oder Repeater-Bereich, und einen Info-Bereich umfassen. Der Header kann beispielsweise Information über eine genutzte Protokollversion, einen Nachrichten-Identifikation und eine Identifikation der Relay-Station umfassen. Der Nutzdaten/Repeater-Bereich kann die vollständige weiterzuleitende Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht umfassen. Der Info-Bereich kann die Information über die Relay-Station umfassen.
In manchen Ausführungsbeispielen können zur Erfüllung der Forderung nach möglichst verzögerungsfreier Weiterleitung von V2X-Nachrichten der Repeater-Bereich und der Info-Bereich nicht in einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht (Repeater-Nachricht) gleichzeitig versendet werden. Da der Info-Bereich statische Nachrichten umfasst, kann die Wiederholrate von entsprechenden Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten mit Information über die Relay-Station geringer sein als die Wiederholrate der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht. Die Wiederholrate der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten mit Information über die Relay-Station kann beispielsweise auf 1 Hz festgelegt werden.
Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein, um einen voraussichtlichen Empfangszeitpunkt der empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf zuvor empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu bestimmen. 3a zeigt den entsprechenden Verfahrensschritt 122. Das Kontrollmodul 14 kann ausgebildet sein, um die Information über die Relay-Station als Infrastruktur-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf dem voraussichtlichen Empfangszeitpunkt den ein oder mehreren Empfängern bereitzustellen.
Die Sendezeitpunkte der Information über die Relay-Station können beispielsweise nicht fest festgelegt sein, sondern so gewählt werden, dass die weiterzuleitenden V2X-Nachrichten Vorrang haben. Das Kontrollmodul 14 kann beispielsweise ausgebildet sein, um entsprechende Lücken zwischen den Repeater-Nutznachrichten mit ausgefülltem Repeater-Feld (mit weiterzuleitender V2X-Nachricht gefüllt) zu bestimmen. Dazu kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, um das Nachrichtenaufkommen zu analysieren und die nächsten Sendezeitpunkte von Nachrichten, die übertragen werden müssen (unter Berücksichtigung der Filterkriterien), vorauszusagen. Dies ist beispielsweise möglich bei Kenntnis der Geschwindigkeiten und der räumlichen Verteilung der sendenden Fahrzeuge sowie der Kenntnis des Kommunikationskanals. Das Kontrollmodul 14 kann ausgebildet sein, um die Bewegungen der Fahrzeuge vorherzusagen und basierend auf den Senderegeln (CAM-Wiederholrate, Decentralized Congestion Control, Dezentralisierte Belegungssteuerung, DCC sind festgelegt und bekannt) den Sendezeitpunkt der Information über die Relay-Station 100 zu bestimmen. Es kann sich somit eine tatsächliche Wiederholrate der Information über die Relay-Station 100 ergeben, welche um den Sollwert schwankt.
Die Eingangsschnittstelle 12 kann beispielsweise einem oder mehreren Eingängen zum Empfangen von Informationen entsprechen, etwa in digitalen Bitwerten, basierend auf einem Code, innerhalb eines Moduls, zwischen Modulen, oder zwischen Modulen verschiedener Entitäten. Beispielsweise kann die Eingangsschnittstelle 12 mit zumindest einer Sende-/Empfangseinrichtung der Relay-Station 100 oder zumindest einer Sende-/Empfangseinrichtung einer Antenne der Relay-Station 100 gekoppelt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Eingangsschnittstelle 16 ausgebildet sein, um die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht von einer ersten ITS-Roadside-Station zu erhalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Eingangsschnittstelle 12 ferner eine Empfangseinrichtung der Relay-Station 100 umfassen.
Die Ausgangsschnittstelle 16 kann beispielsweise einem oder mehreren Eingängen und/oder einem oder mehreren Ausgängen zum Empfangen und/oder Übertragen von Informationen entsprechen, etwa in digitalen Bitwerten, basierend auf einem Code, innerhalb eines Moduls, zwischen Modulen, oder zwischen Modulen verschiedener Entitäten. Beispielsweise kann die Ausgangsschnittstelle 16 mit zumindest einer Sende-/Empfangseinrichtung der Relay-Station 100 oder zumindest einer Sende-/Empfangseinrichtung einer Antenne der Relay-Station 100 gekoppelt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgangsschnittstelle 16 ausgebildet sein, um die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht einer zweiten ITS-Roadside-Station bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgangsschnittstelle 16 ferner eine Sendeeinrichtung der Relay-Station 100 umfassen.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen können die Terme Erste Antenne 102a und Zweite Antenne 102b wechselseitig genutzt werden. Beispielsweise kann die Eingangsschnittstelle 12 ausgebildet sein, um die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die zweite Antenne 102b zu erhalten und die Ausgangsschnittstelle 16 kann ausgebildet sein, um die gefilterte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über die erste Antenne 102a bereitzustellen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 ausgebildet sein, die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf der Antenne, über die die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht empfangen wurde, bereitzustellen, beispielsweise über die erste Antenne 102a oder die zweite Antenne 102b, oder basierend auf der Antenne, über die die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht empfangen wurde, die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht zu filtern.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner die Relay-Station 100, umfassend die Vorrichtung 10. In manchen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung 10 und/oder die Relay-Station 100 die zumindest eine Antenne 102 und/oder die erste Antenne 102a und die zweite Antenne 102b umfassen.
In Ausführungsbeispielen kann das Kontrollmodul 14 einem beliebigen Controller oder Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente entsprechen. Beispielsweise kann das Kontrollmodul 14 auch als Software realisiert sein, die für eine entsprechende Hardwarekomponente programmiert ist. Insofern kann das Kontrollmodul 14 als programmierbare Hardware mit entsprechend angepasster Software implementiert sein. Dabei können beliebige Prozessoren, wie Digitale Signalprozessoren (DSPs) zum Einsatz kommen. Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf einen bestimmten Typ von Prozessor eingeschränkt. Es sind beliebige Prozessoren oder auch mehrere Prozessoren zur Implementierung des Kontrollmoduls 14 denkbar.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der oben beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer, einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiele ist auch ein digitales Speichermedium, das maschinen- oder computerlesbar ist, und das elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente so zusammenwirken können, dass eines der oben beschriebenen Verfahren ausgeführt wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird.
Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikro-prozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen.
Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hinein schreibt, wodurch gegebenenfalls Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstärkerstrukturen oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteile hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch ein Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und Komponenten ansteuern.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12: Eingangsschnittstelle
14: Kontrollmodul
16: Ausgangsschnittstelle
100: Relay-Station
102: Zumindest eine Antenne
102a: Erste Antenne
102b: Zweite Antenne
110: Empfangen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht
112: Bestimmen der Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht
114: Bestimmen von Information über mehrfachen Empfang der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Nachricht
120: Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht
122: Bestimmen von voraussichtlichem Empfangszeitpunkt der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Nachricht
124: Bereitstellen von Information über die Relay-Station
130: Bereitstellen der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht
2002: Auffahrt
2004: Autobahn
2006: Lärmschutzwand
2008: ITS Roadside Station
2010: Antenne
2010a: Richtcharakteristik der Antenne
2012: Antenne
2012a: Richtcharakteristik der Antenne

Claims

Relay-Station (100) mit einer Vorrichtung (10), wobei die Relay-Station (100) eine Sende-Empfangsstation eines intelligenten Transportsystems am Straßenrand ist, die ausgebildet ist, über zumindest eine Antenne (102) mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Nachrichten zu kommunizieren, die Vorrichtung (10) umfassend eine Eingangsschnittstelle (12), ausgebildet zum Empfangen einer Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Nachricht über zumindest eine erste Antenne (102a); und ein Kontrollmodul (14), ausgebildet zum: Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zumindest einen Antenne (102), und Bereitstellen der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über eine Ausgangschnittstelle (16) über zumindest eine zweite Antenne (102b), falls die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht relevant für die ein oder mehreren Empfänger ist, wobei die erste Antenne (102a) und die zweite Antenne (102b) an unterschiedlichen Seiten eines abschattenden Hindernisses angeordnet sind, sodass sich für die erste Antenne (102a) und die zweite Antenne (102b) unterschiedliche Abdeckungsbereiche ergeben, wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zweiten Antenne (102b) zu filtern.
Die Relay-Station (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, um die Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einem Inhalt der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht zu bestimmen.
Die Relay-Station (100) gemäß Anspruch 2, wobei die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht eine Position und/oder Trajektorie eines Fahrzeugs, von dem die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt, umfasst, und wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, die Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Nachricht basierend auf der Position und/oder Trajektorie des Fahrzeugs zu bestimmen.
Die Relay-Station (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, um Information über einen mehrfachen Empfang der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht durch die ein oder mehreren Empfänger zu bestimmen, und wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, das Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht ferner basierend auf der Information über den mehrfachen Empfang anzupassen.
Die Relay-Station (100) gemäß Anspruch 4, wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, die Information über den mehrfachen Empfang basierend auf einer Position oder Trajektorie eines Fahrzeugs, von dem die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht stammt zu bestimmen,
Die Relay-Station (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Eingangsschnittstelle (12) ferner ausgebildet ist zum Empfangen von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten über die zweite Antenne (102b), wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, um Information über einen mehrfachen Empfang der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht durch die ein oder mehreren Empfänger zu bestimmen, und wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, das Filtern der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht ferner basierend auf der Information über den mehrfachen Empfang anzupassen, wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, die Information über den mehrfachen Empfang basierend auf den über die zweite Antenne (102b) empfangenen Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Nachrichten zu bestimmen, und/oder wobei das Kontrollmodul (14) ferner ausgebildet ist, um Information über eine Bestätigung der bereitgestellten gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht von den ein oder mehreren Empfängern zu erhalten, und wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, um die Information über den mehrfachen Empfang basierend auf der Information über die Bestätigung zu bestimmen.
Die Relay-Station (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontrollmodul (14) ferner ausgebildet ist, Information über die Relay-Station (100) für die ein oder mehreren Empfänger bereitzustellen.
Die Relay-Station (100) gemäß Anspruch 7, wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, die Information über die Relay-Station (100) mit der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht den ein oder mehreren Empfängern bereitzustellen, oder wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, einen voraussichtlichen Empfangszeitpunkt der empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf zuvor empfangenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachrichten zu bestimmen, und wobei das Kontrollmodul (14) ausgebildet ist, um die Information über die Relay-Station als Infrastruktur-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf dem voraussichtlichen Empfangszeitpunkt den ein oder mehreren Empfängern bereitzustellen.
Verfahren für eine Relay-Station (100), wobei die Relay-Station (100) eine Sende- Empfangsstation eines intelligenten Transportsystems am Straßenrand ist, die ausgebildet ist, über zumindest eine Antenne (102) mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Nachrichten zu kommunizieren, umfassend Empfangen (110) einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über zumindest eine erste Antenne (102a); Filtern (120) der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zumindest einen Antenne (102), und Bereitstellen (130) der gefilterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht über zumindest eine zweite Antenne (102b) falls die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht relevant für die ein oder mehreren Empfänger ist, wobei die erste Antenne (102a) und die zweite Antenne (102b) an unterschiedlichen Seiten eines abschattenden Hindernisses angeordnet sind, sodass sich für die erste Antenne (102a) und die zweite Antenne (102b) unterschiedliche Abdeckungsbereiche ergeben, wobei das Filtern (120) die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht basierend auf einer Relevanz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Nachricht für ein oder mehrere Empfänger in einem Abdeckungsbereich der zweiten Antenne (102b) filtert.