-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Anmeldung betrifft virtuelle benutzergerätzentrierte Zellen (user equipment - UE, UE-zentrierte Zellen) und Millimeterwellenkonnektivität, und insbesondere eine UE-zentrierte Zelle, die genormte Fahrzeug-an-Alles-Nachrichten (vehicle-to-everything-V2X, V2X-Nachrichten), und eine Sidelink-basierte Groupcast-Kommunikationsart zwischen dem mobilen UE und der/den Straßenrandeinheit/en (roadside unit - RSU), verwendet.
-
STAND DER TECHNIK
-
Kommunikation auf der Basis von Millimeterwellen (mmW) ist entscheidend bei der Unterstützung sehr hoher Datenübertragungsgeschwindigkeiten, wie beispielsweise gemeinsame Benutzung massiver, hoch aufgelöster Abfühldaten und Verbindungen von hoher Kapazität in Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Szenarien (vehicle-to-vehicle - V2V, V2V-Szenarien) und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Szenarien (vehicle-to-infrastructure - V21, V21-Szenarien).
-
Es wird erwartet, dass ultradichte Netze (Ultra-Dense Networks - UDNs), entscheidend bei der Unterstützung der Millimeterwellenkommunikation und von Automobil- oder Fahrzeuganwendungsfällen sind. In einem Beispiel für die UDN-Anwendung in Bezug auf Automobil- oder Fahrzeuganwendungsfälle ist die Wahrnehmung der Fahrzeugumgebung wichtig für Fahrerassistenzsysteme (advanced driver assistance systems - ADAS), automatisiertes Fahren und andere Fahrzeuganwendungen, und insbesondere autonome Fahrzeuganwendungen. Einige Fahrzeugsysteme weisen Folgendes auf: Radar, Lidar, Sehen und Ultraschall zum Abfühlen der Fahrzeugumgebung und Steuern des Fahrzeugbetriebes auf der Grundlage der Fahrzeugumgebung. Demzufolge kann V2X es möglich machen, dass aus der Eigenwahrnehmung der Umgebung kooperative Wahrnehmung wird.
-
Genormte V2X-Nachrichtenübermittlung weist Grundbewusstseinsnachrichtenübermittlung auf, zum Beispiel Nachrichten zum kooperativen Bewusstsein (Cooperative Awareness Messages - CAMs), Nachrichten zur kooperativen Wahrnehmung (Cooperative Perception Messages - CPMs), Manöverkoordinierungsnachrichten (Maneuver Coordination Messages - MCMs), Grundsicherheitsnachrichten (Basic Safety Messages - BSMs). Eine derartige V2X-Nachrichtenübermittlung ermöglicht es einem Fahrzeug, Sensorinformationen aus Bordsensoren, wie beispielsweise Radar, Lidar, Sehen und Ultraschall, sowie andere Informationen, aufweisend Position, Geschwindigkeit, Zustand, Trajektorie usw., zu teilen. Diese Informationen können sowohl unter Fahrzeugen in der V2V-Kommunikation, zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur in der V21- Kommunikation als auch anderen Einheiten in der V2X-Kommunikation ausgetauscht werden. In Anbetracht der potentiell großen Anzahl von Fahrzeugsensorsystemen, des Bedarfes an häufiger Kommunikation und anderer Faktoren kann die Menge der zu übertragenden Daten groß sein. Folglich wird erwartet, dass mmW-Kommunikation und UDNs eine entscheidende Rolle bei der Verwirklichung der Konnektivitätsanforderungen in vielen fortgeschrittenen Automobilanwendungsfällen spielen.
-
1 stellt benutzergerätzentrierte (user equipment - UE, UE-zentrierte) virtuelle/mobile Zellen und ein UDN dar.
-
Wie in 1 dargestellt, weist ein UDN 100 Folgendes auf: eine Basisstation, wie beispielsweise eine eNodeB (eNB) 110, eine gNodeB (gNB) usw., Dienste 120 des Mobile Edge Computing (MEC) und eine Straßenrandeinheit (roadside unit- RSU) 130, die Sidelink-fähig sein kann. Ein fahrzeugseitiges Benutzergerät (user equipment - UE) 140, das ebenfalls Sidelink-fähig sein kann, kann sich zur Bildung von UE-zentrierten virtuellen/mobilen Zellen mit dem UDN verbinden.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betreffen eine UE-zentrierte Zelle, die genormte Fahrzeug-an-Alles-Nachrichten (vehicle-to-everything - V2X, V2X-Nachrichten), verwendet und die eine Straßenrandeinheit (roadside unit - RSU), mit Sidelink-Groupcast-Fähigkeit (SL-Groupcast-Fähigkeit) aufweist.
-
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betreffen die Schaffung und Unterhaltung von Sidelink-Groupcast-basierten virtuellen (UE-zentrierten) Zellen, verwendend genormte V2X-Nachrichten und Multi-Access Edge Computing (MEC), auch bezeichnet als Mobile Edge Computing.
-
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betreffen eine logische (virtuelle) sich bewegende Zelle, wo mittels Sidelink-Groupcast der Informationsaustausch erleichtert wird, aufweisend mindestens ein permanentes mobiles Glied. Im Beispiel des Fahrzeug-Platoonings kann mehr als ein fahrzeugseitiges UE ein permanentes Glied der sich bewegenden Zelle sein.
-
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betreffen eine logische (virtuelle) sich bewegende Zelle, geschaffen gemäß einer Sidelink-Groupcast-Konfiguration und unterhalten auf der Grundlage von, zumindest, genormten ITS-Nachrichten, zum Beispiel auf der Grundlage von Nähe, und man kann sich zusätzliche Informationen zunutze machen, wie beispielsweise geplante Trajektorie, Geschwindigkeit, womit die UE-zentrierte Gruppe rechtzeitig aktualisiert wird.
-
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betreffen die Schaffung der sich bewegenden Zellen und die Unterhaltung der sich bewegenden Zellen unter Verwendung des ITS-Dienstes (z. B. gehostet in einer MEC-Einheit) und genormter V2X-Nachrichtenübermittlung.
-
TECHNISCHES PROBLEM
-
Bei Verwendung eines gNB-basierten UDN kann das Mobilitätsmanagement problematisch sein, weil die Zellen sehr klein sind, der Grad der Mobilität hoch ist und daher Mobilität aus Sicht der herkömmlichen Übergabe grundsätzlich problematisch ist, d. h., viele Zellenwechsel in kurzen Zeiträumen erforderlich sind.
-
Demzufolge besteht ein Vorteil einer UE-zentrierten Zelle darin, dass das mobile UE das Netz nicht verfolgen muss, wie das auf herkömmliche Weise in Mobilfunknetzen, die mit Übergabe arbeiten, erfolgt. Es ist vielmehr das Netz, das das UE verfolgt und die Zelle um das UE herum bestimmt. Jedoch erfolgt beim Zellenmanagement in UE-zentrierten Zellen keine Erfassung oder vorteilhafte Nutzung von nützlichen Anwendungsdaten, wie beispielsweise Positionierung, Geschwindigkeit oder Bewegungsrichtung, was das Mobilitätsmanagement unerwünscht einschränkt.
-
LÖSUNG DES PROBLEMS
-
In Anbetracht des Obigen betreffen Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung die weitere Verbesserung von UE-zentrierten Zellen für V2X. Insbesondere stellen virtuelle sich bewegende Zellen, oder einfach UE-zentrierte Zellen, eine verbesserte Strategie zur Unterstützung und Bewältigung der UE-Mobilität bereit. Folglich betreffen Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung eine benutzerzentrierte Zelle, die die Prinzipien von Sidelink-Groupcast und V2X zusammenführt.
-
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN
-
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung stellen eine vorgeschlagene Strategie auf der Grundlage von UE-zentrierten Zellen bereit, die den Bedarf an häufigen Uu-basierten (zwischen den Zellen) Übergaben beseitigt, die das Mobilitätsmanagement erschweren und zu einem hohen Overhead für die Signalisierung führen.
-
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung stellen sich bewegende UE-zentrierte Zellen bereit, die sich auf schnellere und agilere Prozeduren der Strahlverfolgung an Stelle von Übergaben stützen können, um das Problem der dem fahrzeugbasierten UE innewohnenden Mobilität anzugehen.
-
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betreffen die Verwendung von in genormten V2X-Nachrichten enthaltenen Informationen, die Möglichkeiten für die Schaffung und das Management von intelligenteren und proaktiven UE-zentrierten Zellen schaffen würden.
-
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung, die auf Groupcast basieren, schaffen eine natürliche Diversität für zusätzliche Kommunikationszuverlässigkeit von UE-zentrierten Zellen.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die folgende kurze Beschreibung macht in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die obigen und andere Aspekte besser verständlich. Es zeigen:
- 1 benutzergerätzentrierte (user equipment - UE, UE-zentrierte) virtuelle/mobile Zellen und ein UDN;
- 2, 3, 4 und 5 benutzergerätzentrierte (user equipment - UE, UE-zentrierte) virtuelle/mobile Zellen und ein UDN gemäß einer Ausführungsform; und
- 6 Ressourcenzuteilung und gNB-Unterstützung für benutzergerätzentrierte (user equipment - UE, UE-zentrierte) virtuelle/mobile Zellen und ein UDN gemäß einer Ausführungsform.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
In vielen gegenwärtigen Drahtlossystemen, wie beispielsweise 4G und 5G, kann die direkte Kommunikation zwischen einem UE mit oder ohne Netzabdeckung bereitgestellt werden. Andere Nichtmobilfunksysteme, wie beispielsweise WLAN, stellen ebenfalls eine solche Funktionalität bereit, wie beispielsweise infrastrukturloses WLAN. In 4G und 5G wird die direkte Kommunikation (z. B. zwischen UE oder Fahrzeugen) mittels der PC5-Schnittstelle, allgemein bekannt als Sidelink, verwirklicht. Sidelink ist auch die Schnittstelle, die in 5G verwendet wird, um V2X-Kommunikation, insbesondere V2V, V2P, V2l, zu ermöglichen. In 4G (LTE) ist nur ein Kommunikationsmodus, der Sidelink verwendet, möglich, nämlich Broadcast. Jedoch erlaubt Sidelink in 5G Broadcast, Unicast und Groupcast. Groupcast besagt, dass ein UE eine Nachricht, die für eine spezifische Gruppe von Empfängern oder UEs gedacht ist, über die PC5-Schnittstelle sendet.
-
2, 3, 4 und 5 stellen benutzergerätzentrierte (user equipment - UE, UE-zentrierte) virtuelle/mobile Zellen und ein UDN gemäß einer Ausführungsform dar.
-
Wie in 2, 3, 4 und 5 dargestellt, weist ein UDN 200 Folgendes auf: eine Basisstation 210, wie beispielsweise eine eNodeB (eNB), eine gNodeB (gNB) usw., Dienste 220 des Mobile Edge Computing (MEC) und eine Straßenrandeinheit (roadside unit - RSU), 230, die Sidelink-fähig sein kann.
-
Das fahrzeugseitige Benutzergerät (user equipment - UE), 240, das ebenfalls Sidelink-fähig sein kann, kann sich zur Bildung von UE-zentrierten virtuellen/mobilen Zellen mit dem UDN verbinden. Beispiele für das fahrzeugseitige UE 240 weisen eine beliebige mobile Benutzergeräteart auf, die dazu ausgestaltet ist, nach einer oder mehreren Hochgeschwindigkeit-Kommunikationsnormen, einschließlich mmW, 5G, 6G usw., zu kommunizieren, und können in einer beliebigen automatisierten Fahrzeug- oder Roboterart integriert sein, wie beispielsweise Lieferroboter, automatisierte Shuttles oder Züge für Menschen und Güter (Logistik).
-
Zu Anfang, wie in 2 dargestellt, kann sich ein fahrzeugseitiges UE 240 mit einer Basisstation 210 in dem UDN 200 verbinden. Das fahrzeugseitige UE 240 kann seine Metadaten, wie beispielsweise Positionierung, Kennung (ID), V2X-Dienste usw., über die Makro-Funkzelle 210 an den entsprechenden ITS-Dienst in dem MEC-Knoten 220 melden.
-
Die Kommunikation mit der Makro-Funkzelle ist gegebenenfalls nur bei einer Initialisierung zwischen dem fahrzeugseitigen UE 240 und dem UDN 200 erforderlich, um die bei der Sidelink-Kommunikation zu verwendenden Kommunikationsparameter zu erlangen. Jedoch kann, wie in 2 dargestellt, die RSU direkt sowohl mit der Makro-Funkzelle 210 als auch mit dem MEC 220 verbunden sein. Demzufolge könnte aus Sicht der V2X-Kommunikation der gesamte Uplink- und Downlink-Verkehr durch die UE-zentrierte Zelle fließen.
-
In einer alternativen Ausführungsform kann die Basisstation 210 als Zwischensender dienen, da V2X-Nachrichten typischerweise durch einen V2X-Anwendungsserver auf einer Infrastrukturschnittstelle empfangen werden. Eine solche V2X-Anwendungsserver-Funktionalität kann auf der MEC-Plattform 220 gehostet sein, die dem System zusätzliche Intelligenz und Fähigkeiten bereitstellt.
-
Wie in 3 dargestellt, kann die Makro-Funkzelle 210 Datenverkehr an den MEC-Knoten 220 weiterleiten, der einen dedizierten ITS-Dienst enthält, der auf der Grundlage der empfangenen UE-spezifischen V2X-Nachrichten eine Sidelink-Groupcast-basierte sich bewegende Zelle (sidelink-groupcast moving cell - SGMC) für das entsprechende UE 240 (ID=X) bestimmt und konfiguriert. Weitere Auswahlkriterien können zum Beispiel UE-Geschwindigkeit, Fahrtrichtung oder fahrzeugseitige Antennenkonfiguration sein. Als Beispiel für die Anwendung der Auswahlkriterien können, falls die UE-Antennen nur zur Kommunikation in bestimmte Richtungen fähig sind, RSUs in nicht abgedeckten Richtungen unberücksichtigt gelassen werden, wenn es um die Schaffung von Gruppen geht.
-
In einer alternativen Ausführungsform können Daten aus dem Fahrzeug und/oder dem fahrzeugseitigen UE 240, wie beispielsweise in Form von genormten V2X-Nachrichten, auch von der RSU 230 an den MEC 220 weitergeleitet werden. Demzufolge kann die Bereitstellung von V2X-Informationen alternativ aus dem fahrzeugseitigen UE 240 an die verschiedenen Komponenten des UDN 200 erfolgen.
-
Die SGMC-Konfiguration (wie durch den MEC-Knoten 220 bestimmt) wird (mittels Downlink-Signalisierung der dazugehörigen gNB) dem entsprechenden UE sowie den (lokal) relevanten UE-RSUs bereitgestellt.
-
Die Unterhaltung der UE-zentrierten virtuellen sich bewegenden Zelle kann gemäß Anwendungsnachrichten, wie beispielsweise genormte V2X-Nachrichten, erfolgen, und die Bereitstellung der Konnektivität für das sich bewegende UE mittels der UE-zentrierten virtuellen sich bewegenden Zelle unter Verwendung einer direkten Gruppenkommunikation (z. B. 5G-Sidelink-Groupcast). Die UE-zentrierte sich bewegende Zelle kann dynamisch neuberechnet werden, zum Beispiel unter Einbeziehung der Glieder der Gruppe: das feste UE-Glied und die dynamisch bestimmte Untermenge der RSUs 230, auf der Grundlage der Mobilität des UE 240 durch eine zentralisierte Einheit, wie beispielsweise den MEC 220.
-
Wie in 4 dargestellt, wird nachfolgend initiierter Datenverkehr von dem UE 240 zu der Infrastruktur oder dem Netz (logischer Uplink) als Groupcast-Kommunikation und gemäß der bereitgestellten SGMC-Konfiguration gesendet, die durch die UE-RSUs in der Gruppe mit ID=X über den jeweiligen Sidelink-Kanal empfangen werden wird.
-
Teil dieses Datenverkehres könnten andere Benutzernutzdaten sein, wie beispielsweise Daten anderer Anwendungen. Als Alternative oder zusätzlich können genormte V2X-Nachrichten Teil dieses Datenverkehres sein, die durch den MEC-gehosteten ITS-Dienst dazu verwendet werden können, beispielsweise die Gruppe gemäß diesen Informationen, die zum Beispiel Position, Richtung und Geschwindigkeit aufweisen, zu aktualisieren. Im Ergebnis kann, wenn dem so ist, die relevante UE-RSU-Menge aktualisiert werden.
-
Wie in 5 dargestellt, kann Downlink-Datenverkehr ähnlich ablaufen, wo das mobile UE sich die Diversität der unterschiedlichen UE-RSUs zunutze macht. Demzufolge wird zur verbesserten Kommunikationszuverlässigkeit die Gruppe oder Zelle gemäß genormten Nachrichten aktualisiert.
-
6 stellt Ressourcenzuteilung und gNB-Unterstützung für benutzergerätzentrierte (user equipment - UE, UE-zentrierte) virtuelle/mobile Zellen und ein UDN gemäß einer Ausführungsform dar.
-
Wie in 6 dargestellt, kann eine Mehrzahl von UE-zentrierten Zellen 250-1, 250-2, 250-3 vorhanden sein. Eine erste UE-zentrierte Zelle 250-1 weist ein erstes fahrzeugbasiertes UE 240-1 und eine erste Mehrzahl von RSUs auf, eine zweite UE-zentrierte Zelle 250-2 weist ein zweites fahrzeugbasiertes UE 240-2 und eine zweite Mehrzahl von RSUs auf, und eine dritte UE-zentrierte Zelle 250-3 weist ein drittes fahrzeugbasiertes UE 240-3 und eine dritte Mehrzahl von RSUs auf.
-
Im Falle eines dedizierten/gemeinsamen Ressourcenpools für die sich bewegenden Zellen, der auch pro geografische Zone oder Region zugeteilt werden kann, kann eine gNB (unter Verwendung von aktuell spezifizierten Merkmalen) die Ressourcenzuteilung gemäß Modus-1 oder unter Verwendung von Semi-Persistent Scheduling (SPS) koordinieren.
-
Für einen Betrieb gemäß Modus-2 sollte die autonome Auswahl durch die UE erfolgen, die vorkonfigurierte Funkressourcen zur Initiierung von Sidelink-Groupcast und Schaffung der UE-zentrierten Zelle mit einer Gruppe von RSUs innerhalb des Kommunikationsbereiches verwenden. Auch hier ist der ITS-Dienst durch einen MEC-Knoten gehostet, der in mindestens einer der RSUs integriert ist oder mit dieser verbunden ist.
-
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
-
Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung sind für viele Szenarien relevant, in denen Fahrzeugkommunikation erforderlich ist, wie beispielsweise Straßensegmente und Smart Cities, wo UE-RSU und MEC-Knoten verfügbar sind. Insbesondere stellt die vorliegende Anmeldung ein flexibles und zuverlässiges Mittel zur Unterstützung der gemeinsamen Sensordatenbenutzung und der kooperativen Wahrnehmung bereit, was für die Verbesserung der Sicherheit im Straßenverkehr und des automatisierten Fahrens wichtig ist.
-
Demzufolge weisen Fälle, die für die vorliegende Anmeldung relevant sind, Szenarien, wie beispielsweise Straßensegmente und Kreuzungen, auf, in denen ultradichte UE-RSUs eingesetzt werden, um Fahrzeuganwendungen mit lokalen dynamischen Karten, kooperativer Wahrnehmung usw. zu unterstützen.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung mit der sich bewegenden Sidelink/Groupcast-basierten Zelle können unter Verwendung von In-Kernnetz-Tabellen (Abbilden jedes fahrzeugseitigen UE auf UE-RSUs) problemlos gehandhabt werden.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung können für das fahrzeugseitige UE erkennbar sein und sind aneinanderreihbar.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung können mit vielen Kombinationen aus Frequenzbändern kompatibel sein, wie beispielsweise FR1 und/oder FR2, und/oder lizenzierte/unlizenzierte Frequenzbänder sowohl für indirekte (z. B. über Uu) als auch direkte Vorrichtung-zu-Vorrichtung-Kommunikation (device to device - D2D, D2D-Kommunikation), z. B. über PC5.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung stellen Diversität beim Senden (TX) und Empfangen (RX) und Ressourcenzuteilungsflexibilität bereit, weil sowohl Uplink- als auch Downlink-Prozeduren variabel unter Verwendung der Sidelink-Ressourcen ergänzt werden können. Folglich können recht asymmetrische Konfigurationen an Anforderungen des Anwendungsdatenverkehres angepasst werden.
-
BEZUGSZEICHENLISTE
-
- 100
- ultradichtes Netz
- 110
- Basisstation
- 120
- Mobile Edge Computing
- 130
- Straßenrandeinheit
- 140
- fahrzeugseitiges Benutzergerät
- 200
- ultradichtes Netz
- 210
- Basisstation
- 220
- Mobile Edge Computing
- 230
- Straßenrandeinheit
- 240
- fahrzeugseitiges Benutzergerät
- 240-1
- fahrzeugseitiges Benutzergerät
- 240-2
- fahrzeugseitiges Benutzergerät
- 240-3
- fahrzeugseitiges Benutzergerät
- 250-1
- benutzergerätzentrierte Zelle
- 250-2
- benutzergerätzentrierte Zelle
- 250-3
- benutzergerätzentrierte Zelle