DE102021109249A1

DE102021109249A1 - Verfahren und system zur strahlformverwaltung in der fahrzeugkommunikation

Info

Publication number: DE102021109249A1
Application number: DE102021109249.3A
Authority: DE
Inventors: Venkata Naga Siva Vikas Vemuri; Andrew J. Macdonald; Scott T. Droste; Ashhad Mohammed
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US11375386B2; CN114205776A; US20220070686A1

Abstract

Ein Verfahren zur Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation umfasst in einem rechnergestützten Prozessor das Bestimmen einer geplanten Route für ein Fahrzeug, das Identifizieren einer Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten, mit denen das Fahrzeug entlang der geplanten Route kommunizieren kann, und das Bestimmen der Signalstärken jedes der Türme an Orten entlang der Route. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines Kommunikationsplans, der das Identifizieren der Standorte jedes der Türme und das Segmentieren der geplanten Route in Abschnitte basierend auf den bestimmten Signalstärken beinhaltet. Basierend auf den Signalstärken wird für jeden der Abschnitte einer der Türme zur Kommunikation mit dem Fahrzeug zugewiesen. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung des Kommunikationsplans, um die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und den Türmen zu ändern, während das Fahrzeug die Route durchfährt, indem eine Primärkeule eines Antennenstrahls entsprechend dem Kommunikationsplan nacheinander auf jeden der in Frage kommenden Mobilfunkmasten gerichtet wird.

Description

Die Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und ein System für das Strahlformmanagement in der Fahrzeugkommunikation.
Bei der zellularen Kommunikation werden je nach der sich entwickelnden Technologie unterschiedliche Protokolle verwendet. Bei zellularen Geräten können unterschiedliche Wellenlängen und entsprechende Übertragungsfrequenzen verwendet werden. Verschiedene Wellenlängen der Übertragungen haben unterschiedliche Verhaltensweisen und Anforderungen. Ein Vorgang, wie z. B. die Herstellung der Kommunikation zwischen einem Benutzergerät (UE) und einem Mobilfunkmast, kann bei einer Wellenlänge der Übertragung relativ einfach sein, während die gleiche Aufgabe bei einer anderen Wellenlänge der Übertragung relativ schwierig sein kann.
Zellulare Geräte, die eine Übertragung mit einer Frequenz von 6 GHz oder weniger (mit einer entsprechenden Wellenlänge von 50 Millimetern oder größer) nutzen, haben typischerweise kein Problem, die Kommunikation von einem Mobilfunkmast zum anderen aufzubauen oder zu wechseln. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug, das während der Fahrt entlang einer Straßenoberfläche gemäß etablierter Prozesse zellulare Kommunikation nutzt, nahezu nahtlos mit einer Reihe von Mobilfunkmasten entlang der Straßenoberfläche kommunizieren und die Nutzung der verschiedenen Mobilfunkmasten basierend auf den relativen Positionen der Mobilfunkmasten zum Fahrzeug umschalten, während sich das Fahrzeug bewegt.
Zellulare Geräte, die eine Übertragungswellenlänge um einen Millimeter verwenden, können mehr Schwierigkeiten haben, die Kommunikation von einem zellularen Turm zu einem anderen aufzubauen oder zu wechseln. Gemäß einem beispielhaften Protokoll können solche Geräte mit Übertragungen in einem Wellenlängenbereich von einem Millimeter bis 10 Millimeter arbeiten. UE, die in diesem Wellenlängenbereich arbeiten, haben eine relativ erhöhte Schwierigkeit, ein Kommunikationssignal von einem bestimmten Mobilfunkmast zu erfassen. Infolgedessen kann es bei einem Beispielfahrzeug, das auf einer Straße fährt, zu erheblichen Verzögerungen oder Unterbrechungen der Kommunikation kommen, wenn das Fahrzeug die Kommunikation von einem Mobilfunkmast zu einem anderen Mobilfunkmast wechseln muss.
BESCHREIBUNG
Ein Verfahren zur Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation wird bereitgestellt. Das Verfahren umfasst in einem computergestützten Prozessor das Bestimmen einer geplanten Route für ein Fahrzeug, das Identifizieren einer Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten, mit denen das Fahrzeug entlang der geplanten Route kommunizieren kann, und das Bestimmen der Signalstärken jedes der Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten an Orten entlang der geplanten Route. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines Kommunikationsplans, der das Identifizieren der geografischen Standorte jedes der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten und das Segmentieren der geplanten Route in mehrere Abschnitte auf der Grundlage der bestimmten Signalstärken einschließt. Einer der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten wird zugewiesen, um mit dem Fahrzeug für jeden der mehreren Abschnitte auf der Grundlage der Signalstärken zu kommunizieren. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung des Kommunikationsplans, um die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Vielzahl der in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu ändern, wenn das Fahrzeug die geplante Route durchfährt. Die Verwendung umfasst das Richten einer Primärkeule eines Antennenstrahls auf jeden der in Frage kommenden Mobilfunkmasten der Reihe nach gemäß dem Kommunikationsplan.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Richten der Primärkeule des Antennenstrahls auf jeden der in Frage kommenden Mobilfunkmasten der Reihe nach gemäß dem Kommunikationsplan, wenn das Fahrzeug von einem der mehreren Abschnitte zu einem zweiten der mehreren Abschnitte übergeht, das Bestimmen einer aktuellen Position des Fahrzeugs und das Bestimmen einer aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugs.
Das Verfahren umfasst zusätzlich das Bestimmen eines Azimuts relativ zum Fahrzeug und einer Erhöhung relativ zum Fahrzeug für den in Frage kommenden Mobilfunkmast, der zur Kommunikation mit dem Fahrzeug für den zweiten der mehreren Abschnitte zugewiesen ist, basierend auf dem geografischen Standort des in Frage kommenden Mobilfunkmasts, der zur Kommunikation mit dem Fahrzeug für den zweiten der mehreren Abschnitte zugewiesen ist, dem aktuellen Standort des Fahrzeugs und der aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst zusätzlich das Richten der Primärkeule des Antennenstrahls auf den in Frage kommenden Mobilfunkmast, der für die Kommunikation mit dem Fahrzeug für den zweiten der mehreren Abschnitte zugewiesen ist, basierend auf dem Azimut relativ zum Fahrzeug und der Erhöhung relativ zum Fahrzeug für den in Frage kommenden Mobilfunkmast, der für die Kommunikation mit dem Fahrzeug für den zweiten der mehreren Abschnitte zugewiesen ist.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Bestimmen der geplanten Route für ein Fahrzeug das Überwachen einer für das Fahrzeug programmierten automatischen Route, wobei das Fahrzeug als autonomes Fahrzeug arbeitet.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Bestimmen der geplanten Route für ein Fahrzeug das Überwachen einer vom Benutzer eingegebenen geplanten Route für das Fahrzeug, wobei das Fahrzeug als manuell betriebenes Fahrzeug arbeitet.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Bestimmen der geplanten Route für ein Fahrzeug das Überwachen eines vom Benutzer eingegebenen geplanten Ziels für das Fahrzeug und die automatische Schätzung der geplanten Route auf der Grundlage des vom Benutzer eingegebenen geplanten Ziels.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Überwachen eines Umleitungsereignisses, das die geplante Route ändert, das Bestimmen einer neuen geplanten Route basierend auf dem Umleitungsereignis und das Aktualisieren des Kommunikationsplans basierend auf der neuen geplanten Route.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Bestimmen des Kommunikationsplans die Verwendung eines entfernten Servergeräts, um eine Strahlmatrix für jeden der mehreren Abschnitte zu erstellen, wobei die Strahlmatrix eine Liste der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten und die Signalstärken jedes der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten enthält. Das Verfahren umfasst ferner das Übertragen der Strahlmatrix an das Fahrzeug.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Überwachen einer Änderung der geplanten Route, das Verwenden der entfernten Servervorrichtung, um eine neue Strahlmatrix basierend auf der Änderung der geplanten Route zu erstellen, und das Übertragen der neuen Strahlmatrix an das Fahrzeug.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Überwachen von Unterbrechungen der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten und das Verwenden der Unterbrechungen, um zukünftige Iterationen des Kommunikationsplans zu modifizieren.
In einigen Ausführungsformen basiert die Segmentierung der geplanten Route in mehrere Abschnitte weiterhin auf der Reduzierung der Gesamtzahl der Kommunikationswechsel auf der geplanten Route.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation bereitgestellt. Das Verfahren umfasst in einem computergestützten Prozessor das Bestimmen einer geplanten Route für ein Fahrzeug, das Identifizieren einer Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten, mit denen das Fahrzeug entlang der geplanten Route kommunizieren kann, und das Bestimmen der Signalstärken jedes der in Frage kommenden Mobilfunkmasten an Orten entlang der geplanten Route. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines Kommunikationsplans, der die geographischen Standorte jedes der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten identifiziert, einschließlich der Segmentierung der geplanten Route in mehrere Abschnitte auf der Grundlage der bestimmten Signalstärken. Der Kommunikationsplan enthält eine Liste der in Frage kommenden Mobilfunkmasten, die nach den ermittelten Signalstärken für jeden der mehreren Abschnitte geordnet sind. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung des Kommunikationsplans, um die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Vielzahl der in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu ändern, während das Fahrzeug die geplante Route durchfährt. Die Verwendung umfasst das Richten der Primärkeule eines Antennenstrahls auf jeden der in Frage kommenden Mobilfunkmasten der Reihe nach gemäß dem Kommunikationsplan.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner, während das Fahrzeug einen der mehreren Abschnitte durchfährt, das Überwachen einer Unterbrechung der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten, das Auswählen eines Ersatz-Zellmastes auf der Grundlage der Liste der in Frage kommenden Mobilfunkmasten und das Richten der Primärkeule des Antennenstrahls auf den Ersatz-Zellmast.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Verfolgen des Auftretens der Unterbrechung der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem einen aus der Vielzahl der in Frage kommenden Mobilfunkmasten und das Verwenden des verfolgten Auftretens, um zukünftige Iterationen des Kommunikationsplans zu modifizieren, um die Unterbrechung der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem einen aus der Vielzahl der in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu vermeiden.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Modifizieren zukünftiger Iterationen des Kommunikationsplans die Verwendung eines maschinellen Lernalgorithmus, um die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem einen der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu unterbinden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist ein System zur Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation vorgesehen. Das System umfasst ein Fahrzeug und einen rechnergestützten Prozessor. Der rechnergestützte Prozessor ist in der Lage, eine geplante Route für das Fahrzeug zu bestimmen, eine Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu identifizieren, mit denen das Fahrzeug entlang der geplanten Route kommunizieren kann, und die Signalstärken jedes der in Frage kommenden Mobilfunkmasten an Orten entlang der geplanten Route zu bestimmen. Der computergestützte Prozessor ist ferner in der Lage, einen Kommunikationsplan zu bestimmen, der das Identifizieren der geographischen Standorte jedes der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten einschließt und die geplante Route auf der Grundlage der bestimmten Signalstärken in mehrere Abschnitte unterteilt. Einer der in Frage kommenden Mobilfunkmasten wird zugewiesen, um mit dem Fahrzeug für jeden der mehreren Abschnitte zu kommunizieren. Der computergestützte Prozessor ist ferner in der Lage, den Kommunikationsplan zu verwenden, um die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Vielzahl der in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu ändern, während das Fahrzeug die geplante Route durchfährt. Die Verwendung des Kommunikationsplans umfasst das Bestimmen eines aktuellen Standorts des Fahrzeugs, das Bestimmen einer aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugs und das Bestimmen eines Azimuts relativ zum Fahrzeug und einer Höhe relativ zum Fahrzeug für einen der in Frage kommenden Mobilfunkmasten entlang der geplanten Route auf der Grundlage des aktuellen Standorts des Fahrzeugs, der aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugs und des geografischen Standorts des einen der in Frage kommenden Mobilfunkmasten. Die Verwendung des Kommunikationsplans umfasst ferner das Ausrichten einer Primärkeule eines Antennenstrahls auf den einen der in Frage kommenden Mobilfunkmasten, basierend auf dem Azimut und der Höhe für den einen der in Frage kommenden Mobilfunkmasten.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug. Das Bestimmen der geplanten Route für ein Fahrzeug umfasst das Überwachen einer für das Fahrzeug programmierten automatischen Route.
In einigen Ausführungsformen ist der computergestützte Prozessor ferner in der Lage, ein Umleitungsereignis zu überwachen, das die geplante Route ändert, eine neue geplante Route basierend auf dem Umleitungsereignis zu bestimmen und den Kommunikationsplan basierend auf der neuen geplanten Route zu aktualisieren.
In einigen Ausführungsformen umfasst das System ferner eine computerisierte, entfernte Servervorrichtung, die so betrieben werden kann, dass sie eine Strahlmatrix für jeden der mehreren Abschnitte erstellt, wobei die Strahlmatrix eine Liste der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten und die Signalstärken jedes der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten enthält. Die computergestützte entfernte Servervorrichtung ist ferner betreibbar, um die Strahlmatrix an das Fahrzeug zu übertragen.
In einigen Ausführungsformen ist die computergestützte Remote-Servervorrichtung ferner in der Lage, eine Änderung der geplanten Route zu überwachen, die Remote-Servervorrichtung zu verwenden, um eine neue Strahlmatrix basierend auf der Änderung der geplanten Route zu erstellen, und die neue Strahlmatrix an das Fahrzeug zu übertragen.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zur Ausführung der Offenbarung leicht ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Figuren genommen werden.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein beispielhaftes Fahrzeug auf einer Karte mit verschiedenen Straßen und Standorten von Mobilfunkmasten gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt das Fahrzeug aus 1 und zusätzlich eine auf der Karte geplante Route für das Fahrzeug, gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt das Fahrzeug aus 2, identifiziert einen ersten Abschnitt der Route und einen entsprechend ausgewählten Mobilfunkmast für das Fahrzeug, mit dem es entlang des ersten Abschnitts der Route kommunizieren soll, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
4 zeigt die Karte von 2, identifiziert einen zweiten Abschnitt der Route und einen entsprechenden ausgewählten Mobilfunkmast für das Fahrzeug, mit dem es entlang des zweiten Abschnitts der Route kommunizieren soll, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
5 zeigt die Karte von 2 mit der gesamten Route, die in Abschnitte unterteilt ist, und mit einem entsprechenden ausgewählten Mobilfunkmast, der für jeden der Abschnitte identifiziert wurde, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
6 zeigt schematisch eine beispielhafte computergestützte intelligente Strahlform-Verwaltungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung;
7 zeigt schematisch ein beispielhaftes computergestütztes intelligentes Strahlform - Fernbedienungsgerät gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
8 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur intelligenten Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden ein Verfahren und ein System zur Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation bereitgestellt. Eine Route des Fahrzeugs wird analysiert und mit bereitgestellten Mobilfunkmastdaten korreliert. Basierend auf diesen Daten wird ein Kommunikationsplan für das Fahrzeug bestimmt, wobei der Kommunikationsplan einen Zeitplan für die Kommunikation des Fahrzeugs mit ausgewählten Mobilfunkmasten entlang bestimmter Abschnitte der Route enthält. In einer Ausführungsform kann dem Fahrzeug eine Strahlmatrix zur Verfügung gestellt werden, die die geografischen Standorte der relevanten Mobilfunkmasten enthält. Diese geografischen Standortdaten können mit anderen Informationen wie der Ausrichtung des Fahrzeugs gekoppelt werden, um eine effiziente Kommunikationsverbindung oder Strahlformung zwischen dem Fahrzeug und einem ausgewählten Mobilfunkmast herzustellen.
In einer Ausführungsform kann ein UE (Benutzergerät) in einem Fahrzeug Parameter wie Routeninformationen, Richtung, Standort, Geschwindigkeit und Flugbahn an ein Netzwerkelement wie ein entferntes Servergerät übermitteln, woraufhin das Netzwerk basierend auf den Daten mit einer Strahlmatrix antwortet, die die Signalstärken verschiedener Mobilfunkmasten in der Nähe einer geplanten bestimmten Route beschreibt. Dies ermöglicht es dem UE, eine intelligente oder verbesserte Auswahl des Kommunikationsstrahls oder der Verbindung mit einem bestimmten Mobilfunkmast durchzuführen. Dies ermöglicht außerdem die Optimierung eines Kommunikationsstrahls nach einer ersten Erfassung.
In einer Ausführungsform enthält eine Strahlmatrix-Tabelle die geografischen Koordinaten der Mobilfunkmasten, die nächsten fünf besten Zellen, den besten verfügbaren Strahl in jeder Zelle, die besten alternativen Strahlen in der Reihenfolge und das geografische Flag für hohe Dichte. Wenn das Flag für hohe Dichte aktiviert ist, kann das Netz zusätzliche Tabellen mit den besten erreichbaren Strahlen senden. Die Nachrichten können auf einem PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)/PUCCH (Physical Uplink Control Channel) oder einem anderen Kommunikationskanal gemeldet werden. Das Netzwerk kann die Matrix in zufälligen Intervallen basierend auf sich ändernden Netzwerkbedingungen aktualisieren.
Die offenbarten Verfahren sparen UE-Erfassungszeit oder die Zeit, die ein UE benötigt, um eine Kommunikationsverbindung mit einem zellularen Turm herzustellen. Die offenbarten Verfahren ermöglichen außerdem eine hohe Verstärkung während der Uplink-Kommunikation, insbesondere für autonome Fahrzeuganwendungen. Die offenbarten Verfahren ermöglichen eine sinnvolle oder zeitnahe Nutzung der Millimeterwellenkommunikation in Anwendungen mit hoher Mobilität, wie z. B. in Telematik- oder zellularen Geräten, die sich innerhalb eines Fahrzeugs bewegen. Die offenbarten Verfahren vereinfachen die Strahlerfassung und sparen dadurch Antennenleistung ein.
Wenn es eine Umleitung oder eine abrupte Routenänderung gibt, kann das Fahrzeug das Netzwerk informieren. Es kann eine aktualisierte Matrix auf Basis der neuen Route bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform ist der Strahl statisch. Der Richtungsgewinn eines Antennenstrahls kann beim UE während der Datenübertragung beibehalten werden.
Die offenbarten Verfahren können beinhalten, dass das Netzwerkelement über die Mobilitätsparameter des Fahrzeugs und/oder des UE informiert wird, wie z. B. Routeninformationen, Geschwindigkeit, Richtung, Standort und andere mobilitätsbezogene Informationen.
Die offenbarten Verfahren können beinhalten, dass das Netzwerkelement eine Strahlindexmatrixtabelle zur Entscheidungsfindung an das Fahrzeug sendet.
Die offenbarten Verfahren können beinhalten, dass das Netzelement bei dichten geografischen Verhältnissen Strahlmatrixtabellen mit hoher Dichte an das Fahrzeug sendet.
Die offenbarten Verfahren können beinhalten, dass das Netzwerk über die Fahrzeugumleitungsinformationen informiert wird und aktualisierte Strahlmatrixtabellen neu abgerufen werden.
1 zeigt schematisch ein beispielhaftes Fahrzeug 10 auf einer Karte 5 mit verschiedenen Straßen und Standorten von Mobilfunkmasten. Die Karte 5 ist mit den Straßen 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34 dargestellt. Die verschiedenen Fahrwege sind als ein Netzwerk von Pfaden oder Routen vorgesehen, die das Fahrzeug 10 nehmen könnte, um von seinem aktuellen Standort zum Ziel 40 zu gelangen. Die Standorte einer Vielzahl von Mobilfunkmasten sind dargestellt, darunter der Mobilfunkmast 51, der Mobilfunkmast 52, der Mobilfunkmast 53, der Mobilfunkmast 54, der Mobilfunkmast 55 und der Mobilfunkmast 56.
Das Fahrzeug 10 ist mit einer UE ausgestattet, die als Telematikgerät oder als computergestütztes Gerät mit einem zellularen Kommunikationsmodul ausgeführt ist, das Daten über eine Kommunikationsverbindung zu einem Mobilfunkmast senden und empfangen kann. Die computergestützte Vorrichtung des Fahrzeugs kann eine Eingabe- und Ausgabevorrichtung für den Benutzer, wie z. B. ein Touchscreen-Display, eine Kartendatenbank, eine Programmierung zum Bestimmen des aktuellen Standorts des Fahrzeugs 10 auf der Grundlage der Triangulation von Mobilfunkmast-Signalen oder anderer ähnlicher Verfahren sowie eine Programmierung zum Empfang von Eingaben eines Benutzers, zur Schätzung auf der Grundlage historischer Fahrmuster oder zur anderweitigen Erstellung einer geplanten Route umfassen. Das zellulare Kommunikationsmodul kann so betrieben werden, dass es mit Übertragungen in einem Wellenlängenbereich von etwa einem Millimeter bis 10 Millimeter kommuniziert.
Jeder der abgebildeten Mobilfunkmasten kann mit UE-Geräten wie Mobiltelefonen und Fahrzeugen kommunizieren, einschließlich eines Fahrzeugs, das mit einem computergesteuerten Gerät mit einem zellularen Kommunikationsmodul ausgestattet ist. Die abgebildeten Mobilfunkmasten können mit UE unter Verwendung von Übertragungen in einem Wellenlängenbereich von etwa einem Millimeter bis 10 Millimeter kommunizieren.
2 illustriert das Fahrzeug 10 auf der Karte 5 von 1 und zeigt zusätzlich eine auf der Karte 5 geplante Route 60 für das Fahrzeug 10. Die Karte 5 ist einschließlich der Straßen von 1 dargestellt, die mit gestrichelten Linien dargestellt sind. Die Route 60 ist dargestellt, einschließlich einer ausgewählten Teilmenge der Straßen und des Ziels 40. Die Standorte der mehreren Mobilfunkmasten aus 1 sind dargestellt, darunter der Mobilfunkmast 51, der Mobilfunkmast 52, der Mobilfunkmast 53, der Mobilfunkmast 54, der Mobilfunkmast 55 und der Mobilfunkmast 56. Entlang der Route 60 nähert sich das Fahrzeug 10 den verschiedenen Mobilfunkmasten und entfernt sich von ihnen. Die Entfernungen zu den einzelnen Mobilfunkmasten beeinflussen die Signalstärke, die das UE im Fahrzeug 10 mit jedem Mobilfunkturm aufbauen kann. Zusätzlich können andere Faktoren wie die Topografie, Hindernisse wie Gebäude, das Wetter und ähnliche Faktoren die Signalstärke jedes Mobilfunkmastes für das Fahrzeug 10 an einem bestimmten Ort auf der Karte 5 beeinflussen.
Es werden ein System und ein Verfahren bereitgestellt, das die Kommunikation für ein Fahrzeug entlang einer geplanten Route plant und dabei verfügbare Informationen wie Standorte von Mobilfunkmasten und vorhergesagte Signalstärken verwendet, um die Route in Abschnitte der Route zu unterteilen und jedem der Abschnitte der Route einen ausgewählten Mobilfunkmast für die Kommunikation zuzuweisen. 3 zeigt das Fahrzeug 10 auf der Karte 5 von 2, identifiziert einen ersten Abschnitt 70 der Route und einen entsprechenden ausgewählten Mobilfunkmast 52, mit dem das Fahrzeug entlang des ersten Abschnitts 70 der Route kommunizieren soll. Die Karte 5 ist einschließlich der Fahrbahnen von 1 dargestellt, die mit gestrichelten Linien illustriert sind. Die Route 60 ist dargestellt, einschließlich einer ausgewählten Teilmenge der Straßen und des Ziels 40. Die Standorte eines Teils der Vielzahl von Mobilfunkmasten aus 1 sind dargestellt, einschließlich des Mobilfunkturms 51, des Mobilfunkturms 52 und des Mobilfunkturms 53. Basierend auf der Analyse der Route 60, der geschätzten Signalstärke der verschiedenen Mobilfunkmasten an Punkten entlang der Route 60 und anderen Faktoren kann die Route 60 in Abschnitte unterteilt werden, wobei der erste Abschnitt 70 auf der Grundlage des Mobilfunkmastes 52 identifiziert wird, der als akzeptabler Mobilfunkmast entlang des gesamten ersten Abschnitts 70 identifiziert wird. Ein Startpunkt 72 des ersten Abschnitts 70 kann als ein aktueller Standort des Fahrzeugs 10 oder als ein Startpunkt der Route 60 identifiziert werden. Während der Mobilfunkmast 51 für einen Teil des ersten Abschnitts 70 näher am Fahrzeug 10 sein kann, kann bestimmt werden, dass die Signalstärke des Mobilfunkmastes 52 über den gesamten ersten Abschnitt 70 ausreichend oder akzeptabel ist und dass der Mobilfunkmast 51 nur kurzzeitig eine höhere Signalstärke als der Mobilfunkmast 52 hat. Der Mobilfunkmast 52 kann zu Gunsten des Mobilfunkmastes 51 ausgewählt werden, um einen zu häufigen Wechsel des Mobilfunkmastes zu vermeiden. Die Analyse der Route 60, der Mobilfunkmasten und die Segmentierung der Route in Abschnitte kann einen Ausgleich der Signalstärken der verschiedenen Mobilfunkmasten an Punkten entlang der Route 60 mit einer Minimierung der Anzahl der wechselnden Mobilfunkmasten oder einer Minimierung der Gesamtzahl der Abschnitte, in die die Route 60 unterteilt ist, beinhalten. In einer Ausführungsform kann dem Benutzer die Option gegeben werden, das stärkste Signal zu bevorzugen, wann immer es möglich ist, die Option, die Gesamtzahl der Wechsel von Mobilfunkmasten auf der Route zu reduzieren, oder ein Gleichgewicht aus beidem. Ein Endpunkt 74 des ersten Abschnitts 70 kann basierend auf einem Punkt ausgewählt werden, an dem die Signalstärke eines akzeptablen Turms für ein nächstes Segment der Route 60, in diesem Beispiel des Mobilfunkmasts 53, stärker wird als die Signalstärke des Mobilfunkmasts 52.
4 zeigt die Karte 5 von 2, identifiziert einen zweiten Abschnitt 80 der Route 60 und einen entsprechend ausgewählten Mobilfunkmast 53, mit dem das Fahrzeug entlang des zweiten Abschnitts 80 der Route 60 kommunizieren kann. Die Karte 5 ist einschließlich der Fahrbahnen von 1 dargestellt, die mit gestrichelten Linien illustriert sind. Die Route 60 ist dargestellt, einschließlich einer ausgewählten Teilmenge der Straßen.
Die Standorte eines Teils der Vielzahl von Mobilfunkmasten von 1 sind dargestellt, einschließlich des Mobilfunkturms 52, des Mobilfunkturms 53 und des Mobilfunkturms 55. Basierend auf der Analyse der Route 60, der geschätzten Signalstärke der verschiedenen Mobilfunkmasten an Punkten entlang der Route 60 und anderen Faktoren kann die Route 60 in Abschnitte unterteilt werden, wobei der zweite Abschnitt 80 basierend auf dem Mobilfunkmast 53 identifiziert wird, der als akzeptabler Mobilfunkmast entlang des gesamten zweiten Abschnitts 80 identifiziert wird. Ein Startpunkt 82 des zweiten Abschnitts 80 kann als übereinstimmend mit dem Endpunkt 74 des vorherigen Abschnitts, des ersten Abschnitts 70 in 3, identifiziert werden. Ein Endpunkt 84 des zweiten Abschnitts 80 kann auf der Grundlage eines Punktes ausgewählt werden, an dem die Signalstärke eines akzeptablen Sendemastes für ein nächstes Segment der Route 60, in diesem Beispiel des Mobilfunkmastes 55, stärker wird als die Signalstärke des Mobilfunkmastes 53.
5 zeigt die Karte 5 von 2 zusammen mit der in Abschnitte unterteilten Route 60, wobei für jeden der Abschnitte ein entsprechender ausgewählter Mobilfunkmast identifiziert ist. Die Karte 5 ist einschließlich der Straßen von 1 dargestellt, die mit gestrichelten Linien illustriert sind.
Die Route 60 ist dargestellt, einschließlich einer ausgewählten Teilmenge der Straßen und des Ziels 40. Die Route 60 ist in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt, darunter der erste Abschnitt 70, der zweite Abschnitt 80, ein dritter Abschnitt 90, ein vierter Abschnitt 100, ein fünfter Abschnitt 110 und ein sechster Abschnitt 120. Der erste Abschnitt 70 beginnt am Startpunkt 72 und endet am Endpunkt 74. Der zweite Abschnitt 80 beginnt am Startpunkt 82 und endet am Endpunkt 84. Der dritte Abschnitt 90 wird von der Route 60 in einem ähnlichen Verfahren segmentiert, wie der erste Abschnitt 70 und der zweite Abschnitt 80 definiert wurden, und umfasst den Startpunkt 92 und den Endpunkt 94. Der vierte Abschnitt 100 wird von der Route 60 in einem ähnlichen Verfahren segmentiert, wie der erste Abschnitt 70 und der zweite Abschnitt 80 definiert wurden, und umfasst den Startpunkt 102 und den Endpunkt 104. Der fünfte Abschnitt 110 wird von der Route 60 in einem ähnlichen Verfahren segmentiert, wie der erste Abschnitt 70 und der zweite Abschnitt 80 definiert wurden, und enthält den Startpunkt 112 und den Endpunkt 114. Der sechste Abschnitt 120 wird von der Route 60 in einem ähnlichen Verfahren abgetrennt, wie der erste Abschnitt 70 und der zweite Abschnitt 80 definiert wurden, und umfasst den Startpunkt 122 und endet am Ziel 40.
6 zeigt schematisch eine beispielhafte computergestützte intelligente Strahlform-Verwaltungsvorrichtung 200 zur Verwendung im Fahrzeug 10. Die computergestützte intelligente Strahlform-Verwaltungsvorrichtung 200 umfasst eine computergestützte Verarbeitungsvorrichtung 210, ein zellulares Kommunikationsmodul 220, eine Benutzer-Eingabe-/Ausgabevorrichtung 230 und eine Speichervorrichtung 240. Es wird darauf hingewiesen, dass die computergestützte intelligente Strahlform-Verwaltungsvorrichtung 200 weitere Komponenten enthalten kann und einige der Komponenten in einigen Ausführungsformen nicht vorhanden sind.
Die Verarbeitungsvorrichtung 210 kann einen Speicher, z. B. einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM), enthalten, in dem prozessorausführbare Anweisungen gespeichert sind, sowie einen oder mehrere Prozessoren, die die prozessorausführbaren Anweisungen ausführen. In Ausführungsformen, in denen die Verarbeitungsvorrichtung 210 zwei oder mehr Prozessoren umfasst, können die Prozessoren parallel oder verteilt arbeiten. Die Verarbeitungsvorrichtung 210 kann das Betriebssystem der intelligenten Strahlformverwaltungsvorrichtung 200 ausführen. Die Verarbeitungsvorrichtung 210 kann ein oder mehrere Module enthalten, die programmierten Code oder computergestützte Prozesse oder Verfahren mit ausführbaren Schritten ausführen. Die dargestellten Module können ein einzelnes physisches Gerät oder eine Funktionalität umfassen, die sich über mehrere physische Geräte erstreckt. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Verarbeitungsvorrichtung 210 auch ein Streckenidentifizierungsmodul 212, ein Streckensegmentierungsmodul 214 und ein Kommunikationsverwaltungsmodul 216, die im Folgenden ausführlicher beschrieben werden.
Das zellulare Kommunikationsmodul 220 kann eine Kommunikations-/Datenverbindung mit einem Busgerät enthalten, das zur Übertragen von Daten an verschiedene Komponenten des Systems konfiguriert ist, und kann einen oder mehrere drahtlose Transceiver zur Durchführung der drahtlosen Kommunikation enthalten. Die Benutzereingabe-/Ausgabevorrichtung 230 umfasst Hardware und/oder Software, die so konfiguriert ist, dass die Verarbeitungsvorrichtung 210 einem Benutzer, z. B. einem Fahrer eines Fahrzeugs, Informationen bereitstellen und Eingaben von ihm empfangen kann.
Die Speichervorrichtung 240 ist eine Vorrichtung, die Daten speichert, die von der intelligenten Strahlform-Verwaltungsvorrichtung 200 erzeugt oder empfangen werden. Die Speichervorrichtung 240 kann ein Festplattenlaufwerk, ein optisches Laufwerk und/oder ein Flash-Speicherlaufwerk umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Das Routenerkennungsmodul 212 kann eine Programmierung enthalten, die es der Verarbeitungsvorrichtung ermöglicht, eine geplante Route für das Fahrzeug zu identifizieren, zu planen, zu schätzen oder anderweitig festzulegen. Das Routenerkennungsmodul 212 kann Eingaben des Benutzers empfangen, einschließlich eines geplanten Ziels. Das Routenerkennungsmodul 212 kann für den Benutzer Optionen bezüglich der zu befahrenden Straßen zum Erreichen des Ziels bestimmen oder bereitstellen. Nach der Auswahl oder Bestimmung können die zu befahrenden Straßen verwendet werden, um die Route zu definieren.
Das Routensegmentierungsmodul 214 kann eine Programmierung enthalten, mit der die geplante Route in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen Verfahren in Abschnitte unterteilt werden kann. Das Routensegmentierungsmodul 214 kann lokal oder aus der Ferne auf Daten zugreifen, die Positionen und Signalstärken von Mobilfunkmasten in der Nähe der geplanten Route betreffen. Das Routensegmentierungsmodul 214 kann zusätzlich eine Programmierung enthalten, um andere Faktoren auszuwerten, die die Signalstärke und/oder die Kommunikation mit den Mobilfunkmasten beeinflussen können.
Das Kommunikationsverwaltungsmodul 216 kann eine Programmierung enthalten, die die Kommunikation entlang der geplanten Route auf der Grundlage der vom Routensegmentierungsmodul 214 bestimmten Teile plant. Die geplante Kommunikation kann Standorte und relative Positionen der Mobilfunkmasten, erwartete Signalstärken und einen Zeitplan für Kommunikationsänderungen entlang der geplanten Route enthalten. Das Kommunikationsverwaltungsmodul 216 kann alle notwendigen Daten und computerisierten Anweisungen bereitstellen, um die zellulare Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und den Mobilfunkmasten entlang der geplanten Route zu verwalten.
Das intelligente Strahlform-Management-Gerät 200 ist ein beispielhaftes rechnergestütztes Gerät, das in der Lage ist, einen programmierten Code auszuführen, um den offenbarten Prozess zu betreiben. Es sind eine Reihe verschiedener Ausführungsformen der intelligenten Strahlform-Verwaltungsvorrichtung 200 und der darin betreibbaren Module denkbar, und die Offenbarung soll nicht auf die hier angegebenen Beispiele beschränkt sein.
7 zeigt schematisch ein beispielhaftes computergestütztes intelligentes Strahlform-Fernbedienungsgerät 300. Das rechnergestützte computergestütztes intelligentes Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 kann mit der computergestützten intelligente Strahlform-Verwaltungsvorrichtung 200 in Verbindung stehen.
Das computergestützte intelligente Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 kann Daten bereitstellen, rechnerische Unterstützung leisten und/oder Festlegungen im Doppelpack mit dem rechnergestützten Smart-Beamform-Management-Gerät 200 treffen, um die Prozesse im Fahrzeug zu unterstützen. Es gibt eine Reihe von verschiedenen Möglichkeiten, rechnergestützte Aufgaben zwischen dem computergestützten intelligenten Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 und der computergestützten intelligenten Strahlform-Verwaltungsvorrichtung 200 aufzuteilen, und die hier beschriebenen besonderen Aufgaben und Bestimmungen sind als nicht begrenzende Beispiele dafür gedacht, wie das System funktionieren kann.
Das computergestützte intelligente Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 kann von einem Unternehmen, z. B. dem Hersteller des Fahrzeugs 10 oder einem Anbieter von computergestützten Diensten, betrieben und gewartet werden. Der Benutzer kann in der Lage sein, verschiedene, auswählbare Dienste zu abonnieren, um die offenbarten Verfahren zu verwalten. Die computergestützte intelligente Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 umfasst eine computergestützte Verarbeitungsvorrichtung 310, ein zellulares Kommunikationsmodul 320 und eine Speichervorrichtung 330. Es wird darauf hingewiesen, dass die computergestützte intelligente Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 weitere Komponenten enthalten kann und einige der Komponenten in einigen Ausführungsformen nicht vorhanden sind.
Die Verarbeitungsvorrichtung 310 kann einen Speicher, z. B. einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM), enthalten, in dem prozessorausführbare Anweisungen gespeichert sind, sowie einen oder mehrere Prozessoren, die die prozessorausführbaren Anweisungen ausführen. In Ausführungsformen, in denen die Verarbeitungsvorrichtung 310 zwei oder mehr Prozessoren enthält, können die Prozessoren parallel oder verteilt arbeiten. Das Verarbeitungsgerät 310 kann das Betriebssystem des computergestützten intelligenten Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 ausführen. Das Verarbeitungsgerät 310 kann ein oder mehrere Module enthalten, die programmierten Code oder computerisierte Prozesse oder Verfahren mit ausführbaren Schritten ausführen. Die dargestellten Module können ein einzelnes physisches Gerät oder eine Funktionalität umfassen, die sich über mehrere physische Geräte erstreckt. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Verarbeitungsvorrichtung 310 auch ein Routenschätzungsmodul 312, ein Modul zur Verwaltung der Position des Mobilfunkmastes und der Signalstärke 314 und ein Kommunikationsverwaltungsmodul 316, die im Folgenden ausführlicher beschrieben werden.
Das zellulare Kommunikationsmodul 320 kann eine Kommunikations-/Datenverbindung mit einem Busgerät enthalten, das zur Übertragen von Daten an verschiedene Komponenten des Systems konfiguriert ist, und kann einen oder mehrere drahtlose Transceiver zur Durchführung der drahtlosen Kommunikation enthalten.
Die Speichervorrichtung 330 ist eine Vorrichtung, die Daten speichert, die von dem intelligenten Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 erzeugt oder empfangen werden. Die Speichervorrichtung 330 kann ein Festplattenlaufwerk, ein optisches Laufwerk und/oder ein Flash-Speicherlaufwerk umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Speichervorrichtung 330 ist mit einer Fahrzeugroutenverlaufsdatenbank 332 dargestellt, die historische Daten bezüglich der Fahrt eines Benutzers oder eines Fahrzeugs enthalten kann, so dass eine geschätzte Route durch Analyse der historischen Daten bestimmt werden kann. Die Speichervorrichtung 330 ist ferner mit einer Mobilfunkmastdatenbank 334 dargestellt, die Standort- und/oder Signalstärkedaten für Mobilfunkmasten enthalten kann. In der Speichervorrichtung 330 können eine Reihe verschiedener Datenbanken verwaltet werden, und die Offenbarung soll nicht auf die hier dargestellten Beispiele beschränkt sein.
Das Routenschätzungsmodul 312 kann eine Programmierung enthalten, die es dem Verarbeitungsgerät ermöglicht, eine geplante Route für das Fahrzeug zu schätzen. Das Routenschätzungsmodul 312 kann ein eingegebenes Ziel, die Uhrzeit und den Wochentag, die Identität des Fahrers und andere Informationen verwenden, um die geplante Route zu schätzen.
Das Signalstärkemanagementmodul 314 kann eine Programmierung enthalten, die die Signalstärke verschiedener Mobilfunkmasten in der Nähe der geplanten Route auswertet. Das Signalstärkemanagementmodul 314 kann so programmiert sein, dass es die Signalstärke eines bestimmten Mobilfunkmastes an verschiedenen Punkten mit einer Schwellensignalstärke vergleicht, um zu bestimmen, ob die Verwendung des Mobilfunkmastes an den verschiedenen Punkten akzeptabel ist. Das Signalstärkemanagementmodul 314 kann die Signalstärke mehrerer Masten gleichzeitig durch ein Segment der geplanten Route auswerten, um einen Zeitplan für das Umschalten zwischen den Mobilfunkmasten zu bestimmen. Das Signalstärkemanagementmodul 314 kann eine Warnmeldung an den Benutzer des Fahrzeugs ausgeben, wenn festgestellt wird, dass kein Mobilfunkmast eine akzeptabel nutzbare Signalstärke für einen Abschnitt der geplanten Route bietet. Das Signalstärkemanagementmodul 314 kann eine Programmierung enthalten, um eine Strahlmatrix zu erstellen, die eine Liste von in Frage kommenden Mobilfunkmasten und entsprechende Signalstärken für jeden der in Frage kommenden Mobilfunkmasten an Orten entlang der geplanten Route enthält, die einmal übertragen oder aktualisiert und mehrmals an das Fahrzeug gesendet werden kann.
Das Kommunikationsverwaltungsmodul 316 kann eine Programmierung enthalten, die dazu dient, die vom Kommunikationsverwaltungsmodul 216 von 6 getroffenen Festlegungen zu ergänzen und/oder zu duplizieren. In einer Ausführungsform kann entweder das Kommunikationsverwaltungsmodul 216 oder das Kommunikationsverwaltungsmodul 316 unabhängig voneinander alle notwendigen Daten und computerisierten Anweisungen bereitstellen, um die zellulare Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und den Mobilfunkmasten entlang der geplanten Route zu verwalten.
Das computergestützte intelligente Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 wird als ein beispielhaftes computergestütztes Gerät bereitgestellt, das in der Lage ist, programmierten Code auszuführen, um den offenbarten Prozess zu betreiben. Es sind eine Reihe verschiedener Ausführungsformen des computergestützten intelligenten Strahlform-Fernbedienungsgerät 300 und darin betreibbare Module denkbar, und die Offenbarung soll nicht auf die hier angegebenen Beispiele beschränkt sein.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 400 zur intelligenten Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation zeigt. Das Verfahren 400 beginnt bei Schritt 402. In Schritt 404 wird eine geplante Route bestimmt. In Schritt 406 wird eine Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten in der Nähe der geplanten Route identifiziert. In Schritt 408 werden die Signalstärken jedes der in Frage kommenden Mobilfunkmasten bestimmt und entlang der geplanten Route tabellarisch dargestellt. In Schritt 410 werden die geplante Route und die tabellierten Signalstärken der Mobilfunkmasten verwendet, um die geplante Route in Abschnitte zu segmentieren, wobei jedem der Abschnitte der geplanten Route einer der in Frage kommenden Mobilfunkmasten zugewiesen wird. In Schritt 412 werden die Abschnitte und die zugewiesenen Mobilfunkmasten zu einem Kommunikationsplan für das Fahrzeug zusammengefügt. In Schritt 414 wird der Kommunikationsplan ausgeführt, während sich das Fahrzeug entlang der Route bewegt, wobei sich die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und den zugewiesenen Mobilfunkmasten entsprechend dem Kommunikationsplan ändert. In Schritt 416 endet das Verfahren 400.
Das Verfahren 400 ist ein Beispiel dafür, wie die offenbarten Verfahren und Prozesse betrieben werden können. Es können zusätzliche und/oder alternative Schritte verwendet werden. In einer beispielhaften Alternative kann, wenn das Fahrzeug von der geplanten Route abweicht, eine neue geplante Route formuliert und ein neuer Kommunikationsplan in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung entwickelt werden.
Gemäß den hierin offenbarten Verfahren zur Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation kann ein Verfahren in einem rechnergestützten Prozessor das Bestimmen einer geplanten Route für ein Fahrzeug und das Identifizieren einer Mehrzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten, mit denen das Fahrzeug entlang der geplanten Route kommunizieren kann, umfassen. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen von Signalstärken jedes der in Frage kommenden Mobilfunkmasten an Orten entlang der geplanten Route und das Bestimmen eines Kommunikationsplans umfassen, der das Segmentieren der geplanten Route in eine Vielzahl von Abschnitten auf der Grundlage der bestimmten Signalstärken beinhaltet. Der Kommunikationsplan enthält eine Liste der in Frage kommenden Mobilfunkmasten, geordnet nach den bestimmten Signalstärken für jeden der mehreren Abschnitte. Das Verfahren umfasst ferner die Verwendung des Kommunikationsplans, um die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Vielzahl der in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu ändern, während das Fahrzeug die geplante Route durchfährt. Diese Verwendung umfasst das Richten der Primärkeule eines Antennenstrahls auf jeden der in Frage kommenden Mobilfunkmasten der Reihe nach gemäß dem Kommunikationsplan.
Während das Fahrzeug einen der mehreren Abschnitte durchfährt, kann das Verfahren das Überwachen einer Unterbrechung der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten umfassen. Diese Unterbrechung kann z. B. eine große Beton- und Stahlstruktur umfassen, die die Kommunikationssignale stört. Das Verfahren kann die Auswahl eines Ersatz-Mobilfunkmastes basierend auf der Liste der in Frage kommenden Mobilfunkmasten und das Richten der Primärkeule des Antennenstrahls auf den Ersatz-Mobilfunkmast umfassen.
Das Verfahren kann ferner die Verbesserung der Leistung des Verfahrens und des Systems im Laufe der Zeit umfassen, z. B. durch Verfolgen des Auftretens der Unterbrechung der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem einen der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten. Die verfolgten Vorkommnisse können verwendet werden, um zukünftige Iterationen des Kommunikationsplans zu modifizieren, um die Unterbrechung der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem einen aus der Vielzahl der in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu vermeiden.
Das Modifizieren zukünftiger Iterationen des Kommunikationsplans kann die Verwendung eines maschinellen Lernalgorithmus beinhalten, der gewichtete Faktoren oder andere Modifikatoren implementiert, um die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu unterbinden.
Während die bevorzugten Ausführungsformen zur Ausführung der Offenbarung im Detail beschrieben wurden, werden diejenigen, die mit dem Stand der Technik, auf den sich diese Offenbarung bezieht, vertraut sind, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Offenbarung im Rahmen der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Ein Verfahren zur Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation, umfassend: innerhalb eines computergestützten Prozessors, Bestimmen einer geplanten Route für ein Fahrzeug; Identifizieren einer Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten, mit denen das Fahrzeug entlang der geplanten Route kommunizieren kann; Bestimmen der Signalstärken jedes der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten an Orten entlang der geplanten Route; Bestimmen eines Kommunikationsplans, der das Identifizieren der geographischen Standorte jedes der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten und das Segmentieren der geplanten Route in mehrere Abschnitte auf der Grundlage der bestimmten Signalstärken einschließt, wobei einem der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten die Kommunikation mit dem Fahrzeug für jeden der mehreren Abschnitte auf der Grundlage der Signalstärken zugewiesen wird; und Verwenden des Kommunikationsplans, um eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und den mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu ändern, während das Fahrzeug die geplante Route durchfährt, wobei das Verwenden das Richten einer Primärkeule eines Antennenstrahls auf jeden der in Frage kommenden Mobilfunkmasten der Reihe nach gemäß dem Kommunikationsplan einschließt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Richten der Primärkeule des Antennenstrahls auf jeden der in Frage kommenden Mobilfunkmasten der Reihe nach gemäß dem Kommunikationsplan umfasst: wenn das Fahrzeug von einem der mehreren Abschnitte zu einem zweiten der mehreren Abschnitte übergeht, Bestimmen eines aktuellen Standorts des Fahrzeugs, Bestimmen einer aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugs, Bestimmen eines Azimuts relativ zum Fahrzeug und einer Elevation relativ zum Fahrzeug für den in Frage kommenden Mobilfunkmast, der zur Kommunikation mit dem Fahrzeug für den zweiten der mehreren Abschnitte zugewiesen ist, basierend auf dem geographischen Standort des in Frage kommenden Mobilfunkmastes, der zur Kommunikation mit dem Fahrzeug für den zweiten der mehreren Abschnitte zugewiesen ist, dem aktuellen Standort des Fahrzeugs und der aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugs, und Richten der Primärkeule des Antennenstrahls auf den Kandidaten-Mobilfunkmast, der zur Kommunikation mit dem Fahrzeug für den zweiten der mehreren Abschnitte zugewiesen ist, basierend auf dem Azimut relativ zum Fahrzeug und der Elevation relativ zum Fahrzeug für den in Frage kommenden Mobilfunkmast, der zur Kommunikation mit dem Fahrzeug für den zweiten der mehreren Abschnitte zugewiesen ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der geplanten Route für das Fahrzeug das Überwachen einer für das Fahrzeug programmierten automatischen Route umfasst, wobei das Fahrzeug als autonomes Fahrzeug arbeitet.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der geplanten Route für das Fahrzeug das Überwachen einer vom Benutzer eingegebenen geplanten Route für das Fahrzeug umfasst, wobei das Fahrzeug als manuell betriebenes Fahrzeug arbeitet.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der geplanten Route für das Fahrzeug das Überwachen eines vom Benutzer eingegebenen geplanten Ziels für das Fahrzeug und das automatische Schätzen der geplanten Route auf der Grundlage des vom Benutzer eingegebenen geplanten Ziels umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin umfasst: Überwachen eines Umleitungsereignisses, das die geplante Route ändert, Bestimmen einer neuen geplanten Route basierend auf dem Umleitungsereignis; und Aktualisieren des Kommunikationsplans basierend auf der neuen geplanten Route.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Kommunikationsplans das Verwenden einer entfernten Servervorrichtung umfasst, um eine Strahlmatrix für jeden der mehreren Abschnitte zu erzeugen, wobei die Strahlmatrix eine Liste der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten und die Signalstärken jedes der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten enthält, und ferner das Übertragen der Strahlmatrix zum Fahrzeug.
Das Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin umfasst: Überwachen einer Änderung der geplanten Route; Verwenden der entfernten Servervorrichtung, um eine neue Strahlmatrix basierend auf der Änderung der geplanten Route zu erzeugen; und Übertragen der neuen Strahlmatrix an das Fahrzeug.
Das Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Überwachen einer Vielzahl von Unterbrechungen der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem der Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten; und Nutzen der Unterbrechungen, um zukünftige Iterationen des Kommunikationsplans zu ändern.
Ein System zur Strahlformverwaltung in der Fahrzeugkommunikation, umfassend: ein Fahrzeug; und einen computergestützten Prozessor, der betreibbar ist, um: eine geplante Route für das Fahrzeug festlegen; eine Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten identifizieren, mit denen das Fahrzeug entlang der geplanten Route kommunizieren kann; die Signalstärken jedes der in Frage kommenden Mobilfunkmasten an Standorten entlang der geplanten Route zu bestimmen; Bestimmen eines Kommunikationsplans einschließlich des Identifizierens geographischer Standorte jedes der mehreren in Frage kommenden Mobilfunkmasten, Segmentieren der geplanten Route in mehrere Abschnitte auf der Grundlage der bestimmten Signalstärken, wobei einer der in Frage kommenden Mobilfunkmasten zugewiesen wird, um mit dem Fahrzeug für jeden der mehreren Abschnitte zu kommunizieren; und Verwenden des Kommunikationsplans, um die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Vielzahl von in Frage kommenden Mobilfunkmasten zu ändern, während das Fahrzeug die geplante Route durchfährt, wobei das Verwenden des Kommunikationsplans die Fähigkeit einschließt, betreibbar zu sein zum: Bestimmen eines aktuellen Standort des Fahrzeugs, Bestimmen einer aktuelle Ausrichtung des Fahrzeugs, Bestimmen eines Azimuts relativ zu dem Fahrzeug und einer Höhe relativ zu dem Fahrzeug für einen der in Frage kommenden Mobilfunkmasten entlang der geplanten Route auf der Grundlage des aktuellen Standorts des Fahrzeugs, der aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugs und des geografischen Standorts des einen der in Frage kommenden Mobilfunkmasten, und Richten einer Primärkeule eines Antennenstrahls auf den einen der in Frage kommenden Mobilfunkmasten, basierend auf dem Azimut und der Elevation für den einen der in Frage kommenden Mobilfunkmasten.