JP2020145671A - ミリ波v2x通信における適応的ビーム幅制御 - Google Patents

ミリ波v2x通信における適応的ビーム幅制御 Download PDF

Info

Publication number
JP2020145671A
JP2020145671A JP2020008499A JP2020008499A JP2020145671A JP 2020145671 A JP2020145671 A JP 2020145671A JP 2020008499 A JP2020008499 A JP 2020008499A JP 2020008499 A JP2020008499 A JP 2020008499A JP 2020145671 A JP2020145671 A JP 2020145671A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
endpoint
mmwave
radio
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020008499A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7070591B2 (ja
JP2020145671A5 (ja
Inventor
清水 崇之
Takayuki Shimizu
崇之 清水
バンサル,ガウラブ
Bansal Gaurav
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of JP2020145671A publication Critical patent/JP2020145671A/ja
Publication of JP2020145671A5 publication Critical patent/JP2020145671A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7070591B2 publication Critical patent/JP7070591B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0896Bandwidth or capacity management, i.e. automatically increasing or decreasing capacities
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/088Hybrid systems, i.e. switching and combining using beam selection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/025Services making use of location information using location based information parameters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/029Location-based management or tracking services
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/46Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for vehicle-to-vehicle communication [V2V]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

【課題】ビームアライメントプロセスを短時間で実行する。【解決手段】第1のエンドポイント101は、V2X(Vehicle−to−Everything)無線機143の非ミリ波(非mmWave)タイプチャネル142を介して、第2のエンドポイント103と位置データおよび位置精度データを交換する。位置データおよび位置精度データに基づいて、V2X無線機のミリ波(mmWave)チャネル141向けのビーム幅設定を調節し、V2X無線機が、ビーム幅設定によって示されるビームアライメントを用いて、第2のエンドポイントとmmWave通信を交わすように、V2X無線機の動作を修正するために、ビーム幅設定に基づいてV2X無線機のmmWaveチャネル向けのビームアライメントを行う。【選択図】図1A

Description

本明細書は、ミリ波(mmWave)V2X(vehicle−to−everything)通信におけるビーム幅設定を適応的に制御することに関する。
極高周波(EHF)帯域(例えば、約28〜300ギガヘルツ(GHz))の電波は、1〜10ミリメートルの波長を有し、そのため、ミリ波(mmWaveまたはmmWaves)と呼ばれる。mmWave通信の課題に、ビームアライメントが含まれる。2つのエンドポイント間のmmWave通信は、最初にこれらの2つのエンドポイント間のビームアライメントプロセスを完了しなければ不可能である。例えば、mmWave帯域の高伝搬損失を補償するために、ナロービームを用いたビーム形成が必要とされ、受信機および送信機の両方で適切なビームポインティングが必要とされる。既存の技術では、車両アプリケーションにとって十分に速い適時にビームアライメントプロセスを完了することができないため、現在、車両においてmmWave通信を実施することは難しいか、不可能である。例えば、車両は、道路上で高速で走行しており、mmWave通信の1つのエンドポイントが車両である(あるいはさらに悪いことに、mmWave通信の両エンドポイントが車両である)場合、ビームアライメントプロセスを短時間で実行する必要がある。
ビームアライメントの既存の解決策は、「ビーム掃引(Beam sweeping)によるビーム
トレーニング(Beam training)」として知られる。この解決策は、それが低移動環境用
に設計されたものであり、車両アプリケーションにおいて存在するような高移動環境では機能しないため、車両アプリケーションにとっては適切ではない。
ここに記載するのは、第1のエンドポイントの電子制御ユニット(ECU)にインストールされた修正システムの実施形態である。修正システムは、第1のエンドポイント(例えば、自車両)と、第2のエンドポイント(例えば、リモート車両)との間でmmWave通信が実施され得るように、第1のエンドポイントと第2のエンドポイントとの間のmmWaveビームアライメントにおけるビーム幅設定を適応的に制御するように動作可能である。
幾つかの実施形態では、修正システムは、自車両のECUにインストールされ、リモート車両までの推定距離および推定距離における推定位置誤差に基づいて、リモート車両とのmmWave通信向けのビーム幅設定を適応的に決定するように動作可能である。ビーム幅設定は、リモート車両から受信したV2Xフィードバックに部分的に基づいて決定される。修正システムは、ビーム幅設定に基づいて、自車両のV2X無線機向けのmmWaveビームアライメントを実行する。修正システムは、mmWaveビームアライメントを用いて、リモート車両とのmmWave通信をV2X無線機に実行させる。これに対して、リモート車両までの推定距離および推定距離における推定位置誤差に基づいて、リモート車両とのmmWave通信に関するビーム幅設定を適応的に決定する既存の解決策は存在しない。
1つ以上のコンピュータのシステムは、動作の際にシステムにアクションを実行させる、システム上にインストールされた、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはこれらの組合せを有することにより、特定の動作またはアクションを実行させるように構成することができる。
1つ以上のコンピュータプログラムは、データ処理装置によって実行された際に、装置
にアクションを実行させる命令を含むことにより、特定の動作またはアクションを実行させるように構成することができる。
ある一般的態様は、第1のエンドポイント向けの方法であって、V2X(Vehicle−to−Everything)無線機の非ミリ波(非mmWave)タイプチャネルを介して、第2のエンドポイントと位置データおよび位置精度データを交換するステップと、前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機のミリ波(mmWave)チャネル向けのビーム幅設定を調節するステップと、前記V2X無線機が、前記ビーム幅設定によって示されるビームアライメントを用いて、前記第2のエンドポイントとmmWave通信を交わすように、前記V2X無線機の動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うステップと、を含む。
この態様の他の実施形態は、それぞれが方法のアクションを実行するように構成された、対応するコンピュータシステム、装置および1つ以上のコンピュータ記憶装置に記録されるコンピュータプログラムを含む。
実装形態は、以下の特徴のうちの1つ以上を含みうる。
前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を調節するステップは、前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定するステップと、前記推定距離および前記推定位置誤差に基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を決定するステップと、を含む方法。
前記位置データは、前記第1のエンドポイントの位置を表す第1の位置データと、前記第2のエンドポイントの位置を表す第2の位置データと、を含み、前記位置精度データは、前記第1の位置データの精度を表す第1の位置精度データと、前記第2の位置データの精度を表す第2の位置精度データと、を含む。
前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定するステップは、前記第1の位置データおよび前記第2の位置データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離を決定するステップと、前記第1の位置精度データおよび前記第2の位置精度データに基づいて、前記推定距離における推定位置誤差を決定するステップと、を含む方法。
前記V2X無線機の前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第2のエンドポイントと前記位置データおよび前記位置精度データを交換するステップは、前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第1の位置データおよび前記第1の位置精度データを前記第2のエンドポイントに送信するステップと、前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第2の位置データおよび前記第2の位置精度データを前記第2のエンドポイントから受信するステップと、を含む方法。
前記V2X無線機の前記動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うステップは、前記ビーム幅設定によって決定されたビーム幅を有する1つ以上のビームローブが、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けに選択されるように、前記V2X無線機のビームを掃引して、前記V2X無線機の前記ビームを前記第2のエンドポイントに合わせるステップを含む方法。
前記第2のエンドポイントとの前記mmWave通信が、前記1つ以上のビームローブを用いて行われる方法。
前記mmWave通信中に信号対雑音比要件が満たされ、かつ、前記ビーム幅が最大化されるように、前記1つ以上のビームローブが、前記第1のエンドポイントにおいて選択される方法。
前記ビーム幅設定が、ビームアライメント誤差の減少およびビームアライメントオーバーヘッドの減少のうちの1つ以上を含む、前記V2X無線機のmmWave通信性能の向上を提供する方法。
前記非mmWaveタイプチャネルおよび前記mmWaveチャネルのうちの1つ以上を介して、前記第2のエンドポイントからV2Xフィードバックデータを受信するステップをさらに含む方法。
前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定は、前記V2Xフィードバックデータに基づいてさらに調節される方法。
記載される技法の実装形態は、ハードウェア、方法もしくはプロセス又はコンピュータアクセス可能媒体におけるコンピュータソフトウェアを含み得る。
ある一般的態様は、第1のエンドポイントの車載コンピュータシステムによって実行された場合に、前記車載コンピュータシステムに、V2X(Vehicle−to−Everything)無線機の非ミリ波(非mmWave)タイプチャネルを介して、第2のエンドポイントと位置データおよび位置精度データを交換することと、前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機のミリ波(mmWave)チャネル向けのビーム幅設定を調節することと、前記V2X無線機が、前記ビーム幅設定によって示されるビームアライメントを用いて、前記第2のエンドポイントとmmWave通信を交わすように、前記V2X無線機の動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うことと、を実行させるコンピュータコードが記憶された非一時的記憶媒体を含む前記車載コンピュータシステムを含むシステムである。
この態様の他の実施形態は、それぞれが方法のアクションを実行するように構成された、対応するコンピュータシステム、装置および1つ以上のコンピュータ記憶装置に記録されるコンピュータプログラムを含む。
実装形態は、以下の特徴のうちの1つ以上を含みうる。
前記コンピュータコードは、前記車載コンピュータシステムによって実行された場合に、少なくとも、前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定することと、前記推定距離および前記推定位置誤差に基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を決定することと、によって、前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を調節することを前記車載コンピュータシステムに実行させるシステム。
前記位置データは、前記第1のエンドポイントの位置を表す第1の位置データと、前記第2のエンドポイントの位置を表す第2の位置データと、を含み、前記位置精度データは、前記第1の位置データの精度を表す第1の位置精度データと、前記第2の位置データの精度を表す第2の位置精度データと、を含むシステム。
前記コンピュータコードは、前記車載コンピュータシステムによって実行された場合に、少なくとも、前記第1の位置データおよび前記第2の位置データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離を決定することと、前記第1の位置精度データおよび前記第2の位置精度データに基づいて、前記推定距離における推定位置誤差を決定することと、によって、前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定することを前記車載コンピュータシステムに実行させるシステム。
前記コンピュータコードは、前記車載コンピュータシステムによって実行された場合に、少なくとも、前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第1の位置データおよび前記第1の位置精度データを前記第2のエンドポイントに送信することと、前記非mm
Waveタイプチャネルを介して、前記第2の位置データおよび前記第2の位置精度データを前記第2のエンドポイントから受信することと、によって、前記V2X無線機の前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第2のエンドポイントと前記位置データおよび前記位置精度データを交換することを前記車載コンピュータシステムに実行させるシステム。
前記コンピュータコードは、前記車載コンピュータシステムによって実行された場合に、少なくとも、前記ビーム幅設定によって決定されたビーム幅を有する1つ以上のビームローブが、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けに選択されるように、前記V2X無線機のビームを掃引して、前記V2X無線機の前記ビームを前記第2のエンドポイントに合わせることによって、前記V2X無線機の前記動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うことを前記車載コンピュータシステムに実行させるシステム。
前記第2のエンドポイントとの前記mmWave通信が、前記1つ以上のビームローブを用いて行われるシステム。
前記mmWave通信中に信号対雑音比要件が満たされ、かつ、前記ビーム幅が最大化されるように、前記1つ以上のビームローブが、前記第1のエンドポイントにおいて選択されるシステム。
記載される技法の実装形態は、ハードウェア、方法もしくはプロセス又はコンピュータアクセス可能媒体におけるコンピュータソフトウェアを含み得る。
ある一般的態様は、プロセッサによって実行された場合に、前記プロセッサに、V2X(Vehicle−to−Everything)無線機の非ミリ波(非mmWave)タイプチャネルを介して、第2のエンドポイントと位置データおよび位置精度データを交換することと、前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機のミリ波(mmWave)チャネル向けのビーム幅設定を調節することと、前記V2X無線機が、前記ビーム幅設定によって示されるビームアライメントを用いて、前記第2のエンドポイントとmmWave通信を交わすように、前記V2X無線機の動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うことと、を実行させるコンピュータコードが記憶された、第1のエンドポイントの車載コンピュータシステムの非一時的記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品である。
この態様の他の実施形態は、それぞれが方法のアクションを実行するように構成された、対応するコンピュータシステム、装置および1つ以上のコンピュータ記憶装置に記録されるコンピュータプログラムを含む。
実装形態は、以下の特徴のうちの1つ以上を含みうる。
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、少なくとも、前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定することと、前記推定距離および前記推定位置誤差に基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を決定することと、によって、前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を調節することを前記プロセッサに実行させるコンピュータプログラム製品。
記載される技法の実装形態は、ハードウェア、方法もしくはプロセス又はコンピュータアクセス可能媒体におけるコンピュータソフトウェアを含み得る。
同様の参照符号を用いて同様の要素を指す添付図面の図において、限定目的ではなく、例として、本開示を図示する。
幾つかの実施形態による修正システムの動作環境を示すブロック図である。 幾つかの実施形態による修正システムの動作環境を示す別のブロック図である。 幾つかの実施形態による、修正システムによって実行される例示的プロセスを示す。 幾つかの実施形態による、修正システムを含む例示的コンピュータシステムを示すブロック図である。 幾つかの実施形態による、第1のエンドポイントと第2のエンドポイントとの間のmmWave通信向けのビーム幅設定を適応的に制御するための方法を示す。 幾つかの実施形態による、第1のエンドポイントと第2のエンドポイントとの間のmmWave通信向けのビーム幅設定を適応的に制御するための別の方法を示す。 幾つかの実施形態による、第1のエンドポイントと第2のエンドポイントとの間のmmWave通信向けの適応的ビーム幅制御を示すグラフィック表現である。 幾つかの実施形態による、第1のエンドポイントと第2のエンドポイントとの間のmmWave通信向けの適応的ビーム幅制御を示すグラフィック表現である。 幾つかの実施形態による、第1のビーム幅設定と、第2のビーム幅設定との間の比較を示すグラフィック表現である。
mmWave通信の展開は、近年、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)技術の進歩により、より安価になっている。車両におけるmmWave通信の展開は、未来の車両が、ギガビット毎秒(Gbps)の大きさのデータ転送率を必要とする可能性があり、mmWave通信が、短距離でGbpsのデータ転送率を提供可能であるため、望ましい。
mmWave通信のアプリケーションは、通信デバイスが大量のデータ(例えば、0〜1000ギガバイト)をユーザにとって許容できる時間内に、またはある所定の安全規格の範囲内で送信および受信することをmmWave通信が可能にするため、有益である。mmWave通信は、大規模コンシューマアプリケーション(例えば、IEEE802.11ad/高速および短距離通信用のWiGig、5Gセルラー通信、自動運転アプリケーションなど)の大きな可能性を持つ。自動運転アプリケーションには、(1)LIDAR、レーダー、カメラなどのセンサによって記録されたローカルセンサ情報を、コネクティッド車両およびインフラデバイスと共有することにより、センサカバレージを拡大し、より安全で、効率的、およびプロアクティブな運転を実現するために非見通し(NLOS)ビューを取得すること、(2)グローバル高解像度(HD)3Dマップを最新の状態に保つことができるように、クラウドサーバにおけるHD−3Dマップ生成のためにインフラを介してクラウドサーバにローカルセンサ情報をアップロードすること、および、(3)車両のストレージに国全体の全ての3Dマップデータを保存する必要がなく、3Dマップデータを最新の状態に保つことが簡単となるように、車両が新しい市に入るとオンデマンドでインフラから自動運転のためのHD−3Dマップをダウンロードすること、が含まれるが、これらに限定されない。HD−3Dマップおよび車両センサ情報の送信および受信は、多くのアプリケーションを有する。HD−3Dマップおよび車両センサ情報を送信および受信する能力から恩恵を受け得るアプリケーションの1つは、自動化車両、ドローン、およびロボットである。
例えば、mmWave通信は、(1)路側機または(2)他の車両と通信するために使用され得る。広帯域幅が利用可能であるため、mmWave通信は、大量のデータセットの送信および受信に特に有益となり得る。mmWave通信によって送信および受信され得るデータ例には、特に、(1)高解像度3Dマップ、および、(2)車両センサ情報が
含まれる。この情報は、従来の手段(例えば、3G、4G、WiFi、専用狭域通信(DSRC))による大量のデータの送信が合理的に可能ではないことがあり、または車両機器の不十分な性能をもたらすことがあるため、従来の手段によって送信されることが合理的ではない場合がある。しかし、mmWave通信によるこの情報の送信は、定期的に達成することができ、車両機器の不十分な性能をもたらさないかもしれない。
「ビーム掃引によるビームトレーニング」などの既存の解決策は、低移動環境用に設計されているため、車両アプリケーションには適していない。車両アプリケーションは、高い頻度で高移動環境を含む。従って、第1のエンドポイントと第2のエンドポイントとの間のmmWave通信向けのビーム幅設定を適応的に制御可能な修正システムの実施形態を本明細書に記載する。例えば、修正システムは、自車両にインストールされてもよく、および自車両とリモート車両との間のmmWave通信向けのビーム幅設定を、リモート車両までの推定距離および推定距離における推定位置誤差に基づいて、適応的に決定することができる。修正システムは、以下により詳細に記載する。
幾つかの実施形態では、修正システムを備えた車両は、DSRC装備車両である。DSRC装備車両は、(1)DSRC無線機を備え、(2)DSRC準拠グローバルポジショニングシステム(GPS)ユニットを備え、および、(3)DSRC装備車両が位置する法域において、DSRCメッセージを合法的に送信および受信するように動作可能な車両である。DSRC無線機は、DSRC受信機およびDSRC送信機を備えたハードウェアである。DSRC無線機は、DSRCメッセージを無線で送信および受信するように動作可能である。
DSRC準拠GPSユニットは、車線レベルの精度を持つ車両(またはDSRC準拠GPSユニットを備えたその他のDSRC装備デバイス)に関する位置情報を提供するように動作可能である。幾つかの実施形態では、DSRC準拠GPSユニットは、屋外で、68%の確率で、実際の位置の1.5メートル以内の二次元位置を識別、監視、および追跡するように動作可能である。
従来のGPSユニットは、従来のGPSユニットの実際の位置のプラスマイナス10メートルの精度で、従来のGPSユニットの位置を表す位置情報を提供する。これに対して、DSRC準拠GPSユニットは、DSRC準拠GPSユニットの実際の位置のプラスマイナス1.5メートルの精度で、DSRC準拠GPSユニットの位置を表すGPSデータを提供する。この精度の度合いは、例えば、道路の車線が、一般に約3メートル幅であり、車両が道路上でどの車線を走行しているかを識別するためには、プラスマイナス1.5メートルの精度で十分であることから、「車線レベルの精度」と呼ばれる。現代の車両のADASシステムによって提供される幾つかの安全または自動運転アプリケーションは、車線レベルの精度で車両の地理的位置を表す測位情報を必要とする。さらに、DSRCの現在の規格は、車両の地理的位置が車線レベルの精度で表されることを必要とする。
DSRCは、実質的に500メートルの範囲を有し、車両および路側ユニット(単数の場合は、「RSU」、複数の場合は、「RSUs」)などのモバイルノード間でメッセージを無線で送信および受信するために互換性があるように設計される。
幾つかの実施形態では、車両以外のデバイス(例えば、車両ではないエンドポイント)が、DSRC装備でありうる。これらのDSRC装備デバイスは、DSRCメッセージにより、無線車両データを車両に中継するために使用され得る。例えば、RSUまたはその他の通信デバイスは、それが以下の要素、すなわち、DSRC送受信機、およびDSRCメッセージの符号化および送信に必要なソフトウェアまたはハードウェア、並びにDSRC受信機、およびDSRCメッセージの受信および復号に必要なソフトウェアまたはハー
ドウェアのうちの1つ以上を含む場合に、DSRC装備でありうる。
本明細書に記載する実施形態は、無線メッセージを送信および受信するためにV2X通信を使用し得る。本明細書に記載するように、V2X通信の例には、限定されないが、専用狭域通信(DSRC)(DSRC通信のタイプの中でも、基本安全メッセージ(BSM)および個人安全メッセージ(PSM)を含む)、ロングタームエボリューション(LTE)、ミリ波(mmWave)通信、3G、4G、5G、LTE−V2X、5G−V2X、LTE−V2V(LTE−Vehicle−to−Vehicle)、LTE−D2D(LTE−Device−to−Device)、VoLTE(Voice over LTE)などの1つ以上が含まれる。幾つかの例では、V2X通信は、V2V通信、V2I(Vehicle−to−Infrastructure)通信、V2N(Vehicle−to−Network)通信、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
本明細書に記載する無線メッセージ(例えば、V2X無線メッセージ)の例には、限定されないが、以下のメッセージ、すなわち、専用狭域通信(DSRC)メッセージ、基本安全メッセージ(BSM)、ロングタームエボリューション(LTE)メッセージ、LTE−V2Xメッセージ(例えば、LTE−V2V(LTE−Vehicle−to−Vehicle)メッセージ、LTE−V2I(LTE−Vehicle−to−Infrastructure)メッセージ、LTE−V2Nメッセージなど)、5G−V2Xメッセージ、およびミリ波メッセージなどが含まれる。
BSMは、BSMデータを含む。BSMデータは、最初にBSMを送信した車両の属性を表す。BSMデータは、特に、(1)BSMを送信する車両の経路履歴、(2)BSMを送信する車両のスピード、および、(3)BSMを送信する車両の場所を表すGPSデータのうちの1つ以上を表す。
幾つかの実施形態では、DSRC装備車両は、経路履歴、今後の経路、および受信または生成し得たセンサデータを含む現在および今後の状況を表す情報に関して道路沿いの他のDSRC装備車両/デバイスをプロービングし得る。この情報は、「DSRCプローブデータ」と称される。DSRCプローブデータは、DSRCプローブによってまたはDSRCプローブに応答して受信したあらゆるデータを含み得る。
DSRCメッセージは、DSRCに基づくデータを含み得る。DSRCに基づくデータは、BSMデータまたはDSRCプローブデータを含み得る。幾つかの実施形態では、DSRCメッセージに含まれるDSRCに基づくデータは、複数のDSRC装備車両(または他のDSRC装備デバイスもしくはエンドポイント)から受信したBSMデータまたはDSRCプローブデータを含み得る。このBSMデータまたはDSRCプローブデータは、そのソースの識別子およびソースの場所、またはBSMデータもしくはDSRCプローブデータによって表される交通事象を含み得る。
BSMデータまたはDSRCプローブデータは、車両がどの車線を走行しているのか、並びにその走行スピードおよび経路履歴を特定し得る。BSMデータまたはDSRCプローブデータは、1つ以上の異なる時点の、あるいは1つ以上の異なる場所における車両の速度、1つ以上の異なる時点の、あるいは1つ以上の異なる場所における車両の進行方向、および1つ以上の異なる時点の、あるいは1つ以上の異なる場所における車両の加速度のうちの1つ以上をさらに特定し得る。
本明細書では、「地理的場所」、「場所」、「地理的位置」、および「位置」という用語は、コネクティッド車両などの物体の緯度および経度(または物体の緯度、経度、および高度)を指す。本明細書に記載する実施形態例は、(1)緯度および経度を含む2次元
の車両の実際の地理的位置に対して少なくともプラスマイナス1.5メートル、および、(2)高度次元の車両の実際の地理的位置に対して少なくともプラスマイナス3メートルの1つ以上の精度で車両の地理的位置を表す測位情報を提供する。従って、本明細書に記載する実施形態例は、車線レベルの精度またはそれよりも優れた精度で車両の地理的位置を表すことができる。
(例示的概要)
図1Aを参照すると、幾つかの実施形態による修正システム199の動作環境100が示されている。動作環境100は、以下の要素、すなわち、第1のエンドポイント101、および第2のエンドポイント103のうちの1つ以上を含み得る。動作環境100のこれらの要素は、通信可能にネットワーク105に結合され得る。図1Aには示されないが、動作環境100は、DSRC対応の1つ以上のRSUを含み得る。1つ以上のDSRC対応RSUは、ネットワーク105を介して、第1のエンドポイント101、および第2のエンドポイント103間で無線メッセージを中継し得る。例えば、DSRC送信範囲は、一般に約500メートルであり、そのため、第2のエンドポイント103が第1のエンドポイント101から700メートル離れている場合には、1つ以上の介在するDSRC対応RSUは、第2のエンドポイント103から第1のエンドポイント101へ、または第1のエンドポイント101から第2のエンドポイント103へとDSRCメッセージを中継し得る。
2つのエンドポイントおよび1つのネットワーク105が図1Aに示されるが、実際には、動作環境100は、任意の数のエンドポイントおよび任意の数のネットワーク105を含み得る。
ネットワーク105は、従来のタイプ(有線または無線)でよく、星形構成、トークンリング構成、または他の構成を含む多数の異なる構成を有し得る。さらに、ネットワーク105は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、広域ネットワーク(WAN)(例えば、インターネット)、または複数のデバイスおよび/またはエンティティが通信し得る他の相互接続データ経路を含み得る。幾つかの実施形態では、ネットワーク105は、ピアツーピアネットワークを含み得る。また、ネットワーク105は、様々な異なる通信プロトコルでデータを送信するための通信網の部分に結合されてもよく、またはそれらの通信網の部分を含んでいてもよい。幾つかの実施形態では、ネットワーク105は、Bluetooth(登録商標)通信ネットワーク、またはショートメッセージサービス(SMS)、マルチメディアメッセージサービス(MMS)、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)、直接データ接続、無線アプリケーションプロトコル(WAP)、電子メール、DSRC、全二重無線通信、mmWave、WiFi(インフラモード)、WiFi(アドホックモード)、可視光通信、テレビホワイトスペース通信、および衛星通信によることを含む、データの送信および受信を行うためのセルラー通信ネットワークを含む。ネットワーク105は、3G、4G、LTE、LTE−V2V、LTE−V2X、LTE−D2D、VoLTE、5G−V2X、またはその他のモバイルデータネットワークもしくは複数のモバイルデータネットワークの組み合わせも含み得るモバイルデータネットワークも含み得る。さらに、ネットワーク105は、1つ以上のIEEE 802.11無線ネットワークを含み得る。
幾つかの実施形態では、ネットワーク105は、それぞれがV2X無線機を備える様々なエンドポイント(例えば、車両、路側機など)間でV2X無線メッセージを送信および受信するための無線ネットワークであるV2Xネットワークである。V2X無線機の各チャネルは、異なるタイプのV2Xメッセージを送信および受信し得る。例えば、V2Xチャネル#1は、mmWaveメッセージを送信および受信し得るが、V2Xチャネル#2は、DSRC、LTE−V2X、5G−V2X、ヨーロッパのITS−G5、ITS−C
onnect、またはmmWaveを含まないその他のタイプのV2X通信の1つなどの非mmWaveタイプのV2Xメッセージを送信および受信し得る。幾つかの実施形態では、各エンドポイントは、非mmWaveメッセージの送信および受信に使用される第1のV2X無線機、およびmmWaveメッセージの送信および受信に使用される第2のV2X無線機を含む複数のV2X無線機を備え得る。
異なる非mmWaveタイプのV2X通信が、異なる国で使用され得る。例えば、修正システムが米国で実施される場合、DSRCが、非mmWaveタイプのV2X通信としての使用に理想的となり得る。修正システムが日本で実施される場合、ITS−Connectが、非mmWaveタイプのV2X通信としての使用に理想的となり得る。修正システムが中国で実施される場合、LTE−V2Xが、非mmWaveタイプのV2X通信としての使用に理想的となり得る。
第1のエンドポイント101および第2のエンドポイント103は、道路環境におけるどのような通信デバイスであってもよい。例えば、第1のエンドポイント101および第2のエンドポイント103のそれぞれは、車両、路側ユニット、基地局、またはその他のインフラデバイスであってもよい。第1のエンドポイント101および第2のエンドポイント103は、類似の構造を有し、および類似の機能性を提供してもよく、第1のエンドポイント101に関して以下に提供する説明は、第2のエンドポイント103にも適用可能となり得る。
第1のエンドポイント101は、以下の要素、すなわち、プロセッサ125、メモリ127、通信ユニット145、GPSユニット170、センサセット182、先進運転支援システム(ADASシステム)183、自動運転システム184、搭載ユニット185、および修正システム199のうちの1つ以上を含み得る。第1のエンドポイント101のこれらの要素は、バスを介して互いに通信可能に結合され得る。
幾つかの実施形態では、プロセッサ125およびメモリ127は、搭載車両コンピュータシステム(図2を参照して以下に記載するコンピュータシステム200など)の要素であってもよい。搭載車両コンピュータシステムは、修正システム199の動作を生じさせる、または制御するように動作可能となり得る。搭載車両コンピュータシステムは、修正システム199またはその要素(例えば、図2を参照)に関して本明細書に記載する機能性を提供するために、メモリ127に保存されたデータにアクセスし、およびそのデータを実行するように動作可能となり得る。
プロセッサ125は、論理演算装置、マイクロプロセッサ、汎用コントローラ、または計算を行い、および電子表示信号をディスプレイデバイスに提供するためのその他のプロセッサアレイを含む。プロセッサ125は、データ信号を処理し、および複雑命令セットコンピュータ(CISC)アーキテクチャ、縮小命令セットコンピュータ(RISC)アーキテクチャ、または命令セットの組み合わせを実施するアーキテクチャを含む様々なコンピューティングアーキテクチャを含み得る。第1のエンドポイント101は、1つ以上のプロセッサ125を含み得る。他のプロセッサ、オペレーティングシステム、センサ、ディスプレイ、および物理的構成が可能となり得る。
メモリ127は、プロセッサ125によって実行され得る命令またはデータを保存する。命令またはデータは、本明細書に記載する技術を行うためのコードを含み得る。メモリ127は、動的ランダムアクセスメモリ(DRAM)デバイス、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)デバイス、フラッシュメモリ、またはその他のメモリデバイスであってもよい。幾つかの実施形態では、メモリ127は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、CD−ROMデバイス、DVD−ROMデバイス、DVD−RAMデ
バイス、DVD−RWデバイス、フラッシュメモリデバイス、または情報をより永続的に保存するためのその他のマスストレージデバイスを含む、不揮発性メモリまたは類似の永久ストレージデバイスおよび媒体も含む。第1のエンドポイント101は、1つ以上のメモリ127を含み得る。
第1のエンドポイント101のメモリ127は、以下の要素、すなわち、第1の位置データ129、第1の位置精度データ131、第2の位置データ133、第2の位置精度データ135、距離データ137、位置誤差データ139、およびビーム幅設定データ140のうちの1つ以上を保存し得る。
第1の位置データ129は、第1のエンドポイント101の1つ以上の搭載センサによって決定された、この特定のエンドポイントの地理的場所を表すデジタルデータを含む。例えば、第1の位置データ129は、第1のエンドポイント101の地理的場所を表すGPSデータを含む。
第1の位置精度データ131は、第1の位置データ129を決定する第1のエンドポイント101の1つ以上の搭載センサに関する精度を表すデジタルデータを含む。例えば、第1の位置精度データ131は、第1の位置データ129が車線レベルの精度を有することを示す。このように、第1のエンドポイント101の1つ以上の搭載センサの測定誤差が、第1のエンドポイント101の修正システム199によって、その機能性を提供する際に、考慮され得る。
第2の位置データ133は、第2のエンドポイント103の1つ以上の搭載センサによって決定された、この特定のエンドポイントの地理的場所を表すデジタルデータを含む。例えば、第2の位置データ133は、第2のエンドポイント103の地理的場所を表すGPSデータを含む。
第2の位置精度データ135は、第2の位置データ133を決定する第2のエンドポイント103の1つ以上の搭載センサに関する精度を表すデジタルデータを含む。例えば、第2の位置精度データ135は、第2の位置データ133が車線レベルの精度を有することを示す。このように、第2のエンドポイント103の1つ以上の搭載センサの測定誤差が、第1のエンドポイント101の修正システム199によって、その機能性を提供する際に、考慮され得る。
幾つかの実施形態では、第1のエンドポイント101が、非mmWave V2X無線メッセージにより、第2のエンドポイント103から第2の位置データ133および第2の位置精度データ135を受信し得る。
距離データ137は、第1のエンドポイント101と第2のエンドポイント103との間の距離を表すデジタルデータを含む。例えば、距離データ137は、第1の位置データ129および第2の位置データ133に基づいて計算される。
位置誤差データ139は、距離データ137の推定精度を表すデジタルデータを含む。例えば、位置誤差データ139は、第1の位置精度データ131および第2の位置精度データ135に基づいて計算される。さらなる例において、第1の位置精度データ131および第2の位置精度データ135が、それぞれ車線レベルの精度を有する(例えば、実際の値から±1.5メートルの測定偏差を有する)と仮定する。この場合、位置誤差データ139は、距離データ137によって表される推定距離が、実際の距離から±3メートルの偏差を有することを表す。
ビーム幅設定データ140は、第2のエンドポイント103とmmWave V2Xメッセージを交わす際の第1のエンドポイント101のV2X無線機向けのビーム幅設定を表すデジタルデータを含む。ビーム幅設定は、例えば、1つ以上のビームローブのビーム幅の設定を表し得る。第1のエンドポイント101のV2X無線機は、少なくとも部分的に1つ以上のビームローブに基づいて、第2のエンドポイント103とのmmWave通信向けのビームアライメントを行い、第2のエンドポイント103とmmWave V2Xメッセージを交わすために1つ以上のビームローブを選択する。
通信ユニット145は、ネットワーク105に対して、または別の通信チャネルに対して、データの送受信を行う。幾つかの実施形態では、通信ユニット145は、DSRC送受信機、DSRC受信機、および第1のエンドポイント101をDSRC対応デバイスにするために必要な他のハードウェアまたはソフトウェアを含み得る。例えば、通信ユニット145は、ネットワークを介してDSRCメッセージを同報通信するように構成されたDSRCアンテナを含む。DSRCアンテナは、ユーザが設定可能な一定または間隔で(例えば、0.1秒ごとに、1.6Hz〜10Hzの周波数範囲に対応する時間間隔でなど)BSMメッセージも送信し得る。
幾つかの実施形態では、通信ユニット145は、ネットワーク105または別の通信チャネルへの直接的な物理的接続用のポートを含む。例えば、通信ユニット145は、USB、SD、CAT−5、またはネットワーク105との有線通信用の類似のポートを含む。幾つかの実施形態では、通信ユニット145は、IEEE 802.11、IEEE 802.16、BLUETOOTH(登録商標)、EN ISO 14906:2004電子式料金徴収−アプリケーションインタフェースEN 11253:2004専用狭域通信−5.8GHzのマイクロ波を用いた物理層(レビュー)、EN 12795:2002専用狭域通信(DSRC)−DSRCデータリンク層:媒体アクセスおよび論理リンク制御(レビュー)、EN 12834:2002専用狭域通信−アプリケーション層(レビュー)、EN 13372:2004専用狭域通信(DSRC)−RTTTアプリケーションのDSRCプロファイル(レビュー)、2014年8月28日に出願され、「Full−Duplex Coordination System」というタイトルの米国特許出願第14/471,387号明細書に記載の通信方法、または別の適宜の無線通信方法を含む1つ以上の無線通信方法を使用して、ネットワーク105または他の通信チャネルとデータの交換を行うための無線送受信機を含む。
幾つかの実施形態では、通信ユニット145は、2014年8月28日に出願され、「Full−Duplex Coordination System」というタイトルの米国特許出願第14/471,387号明細書に記載の全二重調整システムを含む。
幾つかの実施形態では、通信ユニット145は、ショートメッセージサービス(SMS)、マルチメディアメッセージサービス(MMS)、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)、直接データ接続、WAP、電子メール、または別の適宜のタイプの電子通信によることを含む、セルラー通信ネットワーク上でデータの送信および受信を行うためのセルラー通信送受信機を含む。幾つかの実施形態では、通信ユニット145は、有線ポートおよび無線送受信機を含む。通信ユニット145は、TCP/IP、HTTP、HTTPS、およびSMTPを含む標準ネットワークプロトコル、ミリ波、DSRCなどを使用して、ファイルまたは媒体オブジェクトを配布するために、ネットワーク105に対する他の従来の接続も提供する。
通信ユニット145は、V2X無線機143を含む。V2X無線機143は、V2X送信機およびV2X受信機を含み、並びに任意のV2Xプロトコルを用いて無線メッセージの送信および受信を行うように動作可能な電子デバイスである。例えば、V2X無線機1
43は、DSRCによって、無線メッセージを送信および受信するように動作可能である。V2X送信機は、5.9GHz帯域で、DSRCメッセージの送信および同報通信を行うように動作可能である。V2X受信機は、5.9GHz帯域で、DSRCメッセージを受信するように動作可能である。
V2X無線機143は、mmWaveチャネル141および非mmWaveタイプチャネル142を含む複数のチャネルを含む。mmWaveチャネル141は、mmWave通信を行うために使用される。非mmWaveタイプチャネル142は、非mmWaveタイプの通信(例えば、DSRC通信またはmmWaveを含まないその他のタイプのV2X通信)を行うために使用される。
幾つかの実施形態では、通信ユニット145は、非mmWaveメッセージを送信および受信するために使用される第1のV2X無線機143と、mmWaveメッセージを送信および受信するために使用される第2のV2X無線機143とを含む複数のV2X無線機143を含み得る。
幾つかの実施形態では、GPSユニット170は、第1のエンドポイント101の従来のGPSユニットである。例えば、GPSユニット170は、第1のエンドポイント101の地理的場所を表すデータを読み出すためにGPS衛星と無線で通信するハードウェアを含み得る。例えば、GPSユニット170は、1つ以上のGPS衛星から第1のエンドポイント101の地理的場所を表すGPSデータを読み出す。幾つかの実施形態では、GPSユニット170は、車線レベルの精度で、第1のエンドポイント101の地理的場所を表すGPSデータを提供するように動作可能な第1のエンドポイント101のDSRC準拠GPSユニットである。
センサセット182は、第1のエンドポイント101の外の道路環境を測定するように動作可能な1つ以上のセンサを含む。例えば、センサセット182は、第1のエンドポイント101に近接した道路環境の1つ以上の物理的特徴を記録する1つ以上のセンサを含み得る。メモリ127は、センサセット182によって記録された1つ以上の物理的特徴を表すセンサデータを保存し得る。第1のエンドポイント101の外の道路環境は、第2のエンドポイント103を含み得るので、センサセット182のセンサの1つ以上は、第2のエンドポイント103に関する情報を表すセンサデータを記録し得る。
幾つかの実施形態では、センサセット182は、以下の車両センサ、すなわち、カメラ、LIDARセンサ、レーダーセンサ、レーザ高度計、赤外線検出器、運動検出器、サーモスタット、音響検出器、一酸化炭素センサ、二酸化炭素センサ、酸素センサ、質量気流センサ、エンジン冷却水温度センサ、スロットル位置センサ、クランクシャフト位置センサ、自動車エンジンセンサ、バルブタイマ、空燃比メータ、死角メータ、カーブフィーラ、欠陥検出器、ホール効果センサ、マニホールド絶対圧力センサ、駐車センサ、レーダーガン、スピードメータ、スピードセンサ、タイヤ空気圧監視センサ、トルクセンサ、トランスミッション液温度センサ、タービンスピードセンサ(TSS)、可変リラクタンスセンサ、車両スピードセンサ(VSS)、水分センサ、車輪スピードセンサ、およびその他のタイプの自動車用センサのうちの1つ以上を含み得る。
幾つかの実施形態では、センサセット182のセンサは、エラー率が既知の搭載センサである。センサには、LIDAR、レーダー、およびGPSなどの測距および位置探索センサ、並びにメモリ127に保存され、および本明細書に記載される距離および位置データ(例えば、第1の位置データ、第1の位置精度データ、第2の位置データ、および第2の位置精度データ)を決定するために使用され得るその他のセンサが含まれる。
搭載ユニット185は、第1のエンドポイント101に搭載されたコンピューティングデバイスであってもよい。例えば、搭載ユニット185は、ECUを含む。ECUは、第1のエンドポイント101の電気システムまたはサブシステムのうちの1つ以上を制御する自動車電子機器の埋込システムである。ECUのタイプには、限定されないが、エンジン制御モジュール(ECM)、パワートレイン制御モジュール(PCM)、トランスミッション制御モジュール(TCM)、ブレーキ制御モジュール(BCMまたはEBCM)、中央制御モジュール(CCM)、中央タイミングモジュール(CTM)、一般電子モジュール(GEM)、車体制御モジュール(BCM)、およびサスペンション制御モジュール(SCM)などが含まれる。
幾つかの実施形態では、第1のエンドポイント101は、複数の搭載ユニット185(例えば、複数のECU)を含み得る。幾つかの実施形態では、修正システム199は、搭載ユニット185の要素であってもよい。
幾つかの実施形態では、ADASシステム183は、第1のエンドポイント101の動作を制御する従来のADASシステムである。幾つかの実施形態では、ADASシステム183は、第1のエンドポイント101を自律走行車両または半自律走行車両にする、第1のエンドポイント101に含まれる任意のソフトウェアまたはハードウェアも含み得る。
ADASシステム183の例は、第1のエンドポイント101の以下の要素、すなわち、適応走行制御(ACC)システム、適応ハイビームシステム、適応調光システム、自動駐車システム、自動車用暗視システム、死角モニタ、衝突回避システム、横風安定化システム、ドライバ眠気検知システム、ドライバ監視システム、緊急ドライバ支援システム、前方衝突警告システム、交差点支援システム、インテリジェントスピード適応システム、車線逸脱警告システム、歩行者保護システム、交通標識認識システム、右左折支援、および逆走警告システムのうちの1つ以上を含み得る。
幾つかの実施形態では、自動運転システム184は、第1のエンドポイント101を自律走行車両にする、第1のエンドポイント101に含まれる任意のソフトウェアまたはハードウェアを含み得る。幾つかの実施形態では、第1のエンドポイント101は、自動運転システム184またはADASシステム183の一方を含む。幾つかの他の実施形態では、第1のエンドポイント101は、自動運転システム184およびADASシステム183の両方を含む。
幾つかの実施形態では、修正システム199は、プロセッサ125によって実行された場合に、図1Cおよび図3〜5Bを参照して以下に記載する例示的プロセス191、192、193、500、および550、並びに方法300、および400の1つ以上のステップをプロセッサ125に実行させるように動作可能なソフトウェアを含む。
幾つかの実施形態では、修正システム199は、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または特定用途向け集積回路(ASIC)を含むハードウェアを用いて実施され得る。幾つかの他の実施形態では、修正システム199は、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを用いて実施され得る。修正システム199は、デバイス(例えば、サーバもしくは他のデバイス)の組み合わせにおいて、またはデバイスの1つにおいて保存され得る。
図1C〜6を参照して、修正システム199を以下により詳細に記載する。
図1Bを参照すると、示されているのは、幾つかの実施形態による修正システム199
に関する別の動作環境150である。動作環境150は、以下の要素、すなわち、自車両123、および1つ以上のリモート車両124のうちの1つ以上を含み得る。動作環境150のこれらの要素は、通信可能にネットワーク105に結合され得る。
1つの自車両123、3つのリモート車両124、および1つのネットワーク105が図1Bに示されるが、実際には、動作環境150は、1つ以上の自車両123、1つ以上のリモート車両124、および1つ以上のネットワーク105を含み得る。
幾つかの実施形態では、自車両123は、第1のエンドポイント101の一例の場合があり、リモート車両124は、第2のエンドポイント103の一例の場合がある。従って、第1のエンドポイント101および第2のエンドポイント103に関して本明細書で提供される記載は、自車両123およびリモート車両124にも適用可能となり得る。類似の説明は、ここでは繰り返さない。
幾つかの実施形態では、自車両123およびリモート車両124は、類似の構造を有してもよく、自車両123に関して以下に提供する記載は、リモート車両124にも適用可能となり得る。
幾つかの実施形態では、少なくとも1つのリモート車両124が、自車両123と同様にコネクティッド車両である。幾つかの実施形態では、少なくとも1つのリモート車両124が、非コネクティッド車両である。リモート車両124は、例えばセンサおよびV2X無線機を含む自車両123の要素に類似した要素を含む。幾つかの実施形態では、リモート車両124は、修正システム199のそれ自体のインスタンスを含む。
幾つかの実施形態では、自車両123およびリモート車両124の1つ以上が、DSRC装備デバイスであってもよい。ネットワーク105は、自車両123、リモート車両124、および1つ以上のRSU間で共有される1つ以上の通信チャネルを含み得る。1つ以上の通信チャネルは、DSRC、LTE−V2X、全二重無線通信、またはその他の無線通信プロトコルを含み得る。例えば、ネットワーク105は、本明細書に記載のデータの何れかを含むDSRCメッセージ、DSRCプローブ、またはBSMを送信するために使用され得る。
自車両123は、どのようなタイプの車両であってもよい。例えば、自車両123は、以下のタイプの車両、すなわち、乗用車、トラック、SUV、バス、セミトラック、ドローン、またはその他の道路ベースの乗り物の1つを含み得る。
幾つかの実施形態では、自車両123は、自律走行車両または半自律走行車両を含み得る。例えば、自車両123は、先進運転支援システム(例えば、ADASシステム183)を含み得る。ADASシステム183は、自律機能性を提供する機能性の一部または全てを提供し得る。
自車両123は、以下の要素、すなわち、プロセッサ125、メモリ127、通信ユニット145、GPSユニット170、センサセット182、ECU186、ADASシステム183、自動運転システム184、および修正システム199のうちの1つ以上を含み得る。自車両123のこれらの要素は、バスを介して互いに通信可能に結合され得る。自車両123のこれらの要素は、図1Aを参照して上記に記載されており、類似の説明は、ここでは繰り返さない。
幾つかの実施形態では、自車両123のメモリ127は、リモート位置データ151、リモート位置精度データ152、自車位置データ153、自車位置精度データ154、距
離データ137、位置誤差データ139、およびビーム幅設定データ140のうちの1つ以上を保存する。
リモート位置データ151は、リモート車両124の1つ以上の搭載センサによって決定された、リモート車両124の地理的場所を表すデジタルデータを含む。例えば、リモート位置データ151は、リモート車両124の地理的場所を表すGPSデータを含む。リモート位置データ151は、第2の位置データ133の一例となり得る。
リモート位置精度データ152は、リモート位置データ151を決定するリモート車両124の1つ以上の搭載センサに関する精度を表すデジタルデータを含む。例えば、リモート位置精度データ152は、リモート位置データ151が車線レベルの精度を有することを示す。このように、リモート車両124の1つ以上の搭載センサの測定誤差が、自車両123の修正システム199によって、その機能性を提供する際に、考慮され得る。リモート位置精度データ152は、第2の位置精度データ135の一例となり得る。
自車位置データ153は、自車両123の1つ以上の搭載センサによって決定された、自車両123の地理的場所を表すデジタルデータを含む。例えば、自車位置データ153は、自車両123の地理的場所を表すGPSデータを含む。自車位置データ153は、第1の位置データ129の一例となり得る。
自車位置精度データ154は、自車位置データ153を決定する1つ以上の搭載センサに関する精度を表すデジタルデータを含む。例えば、自車位置精度データ154は、自車位置データ153が車線レベルの精度を有することを示す。このように、自車両123の1つ以上の搭載センサの測定誤差が、自車両123の修正システム199によって、その機能性を提供する際に、考慮され得る。自車位置精度データ154は、第1の位置精度データ131の一例となり得る。
距離データ137は、例えば、自車両123とリモート車両124との間の距離を表すデジタルデータを含む。例えば、距離データ137は、自車位置データ153およびリモート位置データ151に基づいて計算される。
位置誤差データ139は、距離データ137の推定精度を表すデジタルデータを含む。例えば、位置誤差データ139は、自車位置精度データ154およびリモート位置精度データ152に基づいて計算される。別の例では、自車位置精度データ154およびリモート位置精度データ152が、それぞれ車線レベルの精度を有する(例えば、±1.5メートルの偏差を有する)と仮定する。この場合、位置誤差データ139は、距離データ137によって表される推定距離における推定精度が、実際の距離から±3メートルの偏差を有することを表す。さらに別の例では、自車位置精度データ154が、車線レベルの精度を有し(例えば、自車両123の実際の位置から±1.5メートルの偏差を有する)、かつリモート位置精度データ152が、リモート車両124の実際の位置から±10メートルの偏差の精度を有すると仮定する。この場合、位置誤差データ139は、距離データ137の推定精度が、実際の距離から±11.5メートルの偏差を有することを表す。
ビーム幅設定データ140は、例えば、リモート車両124とmmWave V2Xメッセージを交わす際の自車両123のV2X無線機143向けのビーム幅設定を表すデジタルデータを含む。
図1Cを参照すると、幾つかの実施形態による、修正システム199によって実行される例示的プロセス191、192、および193が示されている。例示的プロセス191では、修正システム199は、リモート車両124の地理的場所を表すリモート位置デー
タ151、および自車両123の地理的場所を表す自車位置データ153を入力として使用し、リモート車両124と自車両123との間の距離を表す距離データ137を出力として生成する。
例示的プロセス192では、修正システム199は、リモート位置精度データ152および自車位置精度データ154を入力として使用し、位置誤差データ139を出力として生成する。
例示的プロセス193では、修正システム199は、プロセス191で生成された距離データ137、およびプロセス192で生成された位置誤差データ139を入力として使用し、距離データ137および位置誤差データ139に基づいて、V2X無線機143向けのビーム幅設定を表すビーム幅設定データ140を決定する。
(例示的コンピュータシステム)
ここで図2を参照すると、示されているのは、幾つかの実施形態による修正システム199を含む例示的コンピュータシステム200を示すブロック図である。幾つかの実施形態では、コンピュータシステム200は、図3〜4を参照して以下に記載する方法300、および400、並びに図5A〜5Bを参照して以下に記載するプロセス500および550の1つ以上のステップを行うようにプログラミングされた専用コンピュータシステムを含み得る。
幾つかの実施形態では、コンピュータシステム200は、第1のエンドポイント101の要素であってもよい。幾つかの実施形態では、コンピュータシステム200は、第1のエンドポイント101の搭載車両コンピュータであってもよい。幾つかの実施形態では、コンピュータシステム200は、第1のエンドポイント101のエンジン制御ユニット、ヘッドユニット、またはその他のプロセッサベースのコンピューティングデバイスを含み得る。
コンピュータシステム200は、幾つかの例によれば、以下の要素、すなわち、修正システム199、プロセッサ125、通信ユニット145、センサセット182、GPSユニット170、メモリ127、およびストレージ241のうちの1つ以上を含み得る。コンピュータシステム200のコンポーネントは、バス220によって通信可能に結合される。
図示した実施形態では、プロセッサ125は、信号線238を介してバス220に通信可能に結合される。通信ユニット145は、信号線246を介してバス220に通信可能に結合される。センサセット182は、信号線248を介してバス220に通信可能に結合される。GPSユニット170は、信号線249を介してバス220に通信可能に結合される。ストレージ241は、信号線242を介してバス220に通信可能に結合される。メモリ127は、信号線244を介してバス220に通信可能に結合される。
コンピュータシステム200の以下の要素、すなわち、プロセッサ125、通信ユニット145、センサセット182、GPSユニット170、およびメモリ127は、図1A〜1Bを参照して上記に記載したので、それらの説明は、ここでは繰り返さない。
ストレージ241は、本明細書に記載する機能性を提供するためのデータを保存する非一時的ストレージ媒体であってもよい。ストレージ241は、動的ランダムアクセスメモリ(DRAM)デバイス、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)デバイス、フラッシュメモリ、またはその他のメモリデバイスであってもよい。幾つかの実施形態では、ストレージ241は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、CD−ROM
デバイス、DVD−ROMデバイス、DVD−RAMデバイス、DVD−RWデバイス、フラッシュメモリデバイス、または情報をより永続的に保存するためのその他のマスストレージデバイスを含む、不揮発性メモリまたは類似の永久ストレージデバイスおよび媒体も含む。
図2に示す図示した実施形態では、修正システム199は、通信モジュール202、交換モジュール204、ビーム幅モジュール206、アライメントモジュール207、およびデータ通信モジュール208を含む。修正システム199のこれらのコンポーネントは、バス220を介して互いに通信可能に結合される。幾つかの実施形態では、修正システム199のコンポーネントは、単一のサーバまたはデバイスに保存され得る。幾つかの他の実施形態では、修正システム199のコンポーネントは、複数のサーバまたはデバイスにわたり分布および保存され得る。例えば、修正システム199のコンポーネントの幾つかは、第2のエンドポイント103、および第1のエンドポイント101にわたり分布され得る。
通信モジュール202は、修正システム199と、コンピュータシステム200の他のコンポーネントとの間の通信を扱うためのルーチンを含むソフトウェアであってもよい。幾つかの実施形態では、通信モジュール202は、コンピュータシステム200のメモリ127に保存されてもよく、並びにプロセッサ125によってアクセス可能および実行可能であり得る。通信モジュール202は、信号線222を介したプロセッサ125およびコンピュータシステム200の他のコンポーネントとの連携および通信に適応し得る。
通信モジュール202は、通信ユニット145を介して、動作環境100または150の1つ以上の要素に対してデータを送受信する。例えば、通信モジュール202は、通信ユニット145を介して、V2X無線メッセージの受信または送信を行う。通信モジュール202は、通信ユニット145を介して、図1A〜1Cを参照して上記に記載したデータまたはメッセージの何れかの送信または受信を行い得る。
幾つかの実施形態では、通信モジュール202は、修正システム199のコンポーネントからデータを受信し、ストレージ241およびメモリ127の1つ以上にデータを保存する。例えば、通信モジュール202は、メモリ127に関して上記に記載したデータの何れかを通信ユニット145から受信し(ネットワーク105、DSRCメッセージ、BSM、DSRCプローブ、全二重無線メッセージなどを介して)、このデータをメモリ127(またはコンピュータシステム200のバッファとして機能し得るストレージ241に一時的に)に保存する。
幾つかの実施形態では、通信モジュール202は、修正システム199のコンポーネント間の通信を扱い得る。例えば、通信モジュール202は、交換モジュール204、ビーム幅モジュール206、アライメントモジュール207、およびデータ通信モジュール208間の通信を扱い得る。これらのモジュールの何れも、通信モジュール202をコンピュータシステム200または動作環境100もしくは150の他の要素と通信させ得る(通信ユニット145を介して)。例えば、交換モジュール204は、通信モジュール202を用いてセンサセット182と通信することができ、センサセット182にセンサデータを記録させることができる。
幾つかの実施形態では、通信モジュール202は、ネットワーク105からV2X無線メッセージを受信し、V2X無線メッセージは、第2のエンドポイント103によって生成された第2の位置データおよび第2の位置精度データを含む。例えば、V2X無線メッセージは、DSRCメッセージ、BSM、LTEメッセージ、LTE−V2X無線メッセージ、5G−V2Xメッセージ、およびその他の非mmWaveタイプのメッセージなど
から成る群から選択される。通信モジュール202は、V2X無線メッセージから第2の位置データおよび第2の位置精度データを読み出し、並びに第2の位置データおよび第2の位置精度データを交換モジュール204に送信する。
交換モジュール204は、第2のエンドポイント103と位置データおよび位置精度データを交換するためのルーチンを含むソフトウェアであってもよい。幾つかの実施形態では、交換モジュール204は、コンピュータシステム200のメモリ127に保存されてもよく、並びにプロセッサ125によってアクセス可能および実行可能であり得る。交換モジュール204は、信号線224を介したプロセッサ125およびコンピュータシステム200の他のコンポーネントとの連携および通信に適応し得る。
幾つかの実施形態では、交換モジュール204は、センサセット182の測定値を表すセンサデータを生成するために、センサセット182の1つ以上のセンサを動作させ得る。交換モジュール204は、センサデータをメモリ127に保存させ得る。具体的には、交換モジュール204は、コンピュータシステム200に近接した物理的環境の測定値を表すセンサデータを記録するために、センサセット182に含まれる1つ以上のセンサを動作させ得る。第2のエンドポイント103は、コンピュータシステム200を含む第1のエンドポイント101に近接した物理的環境内に位置し得る。
幾つかの実施形態では、交換モジュール204は、コンピュータシステム200の位置情報をGPSユニット170に読み出させ得る。例えば、コンピュータシステム200は、第1のエンドポイント101の要素であり、交換モジュール204は、第1のエンドポイント101の地理的場所を表す第1の位置データ(例えば、GPSデータ)をGPSユニット170に読み出させ得る。
幾つかの実施形態では、交換モジュール204は、第1の位置データに関連する第1の位置精度データを決定する。例えば、交換モジュール204は、第1の位置データが車線レベルの精度を有することを示す第1の位置精度データを決定する。
幾つかの実施形態では、交換モジュール204は、V2X無線機143の非mmWaveタイプチャネル142を介して、第2のエンドポイント103と位置データおよび位置精度データを交換する。位置データは、(1)第1のエンドポイント101の位置を表す第1の位置データ、および、(2)第2のエンドポイント103の位置を表す第2の位置データを含み、位置精度データは、(1)第1の位置データの精度を表す第1の位置精度データ、および、(2)第2の位置データの精度を表す第2の位置精度データを含む。例えば、交換モジュール204は、非mmWaveタイプチャネル142を介して、第1の位置データおよび第1の位置精度データを第2のエンドポイント103に送信し、非mmWaveタイプチャネルを介して、第2の位置データおよび第2の位置精度データを第2のエンドポイント103から受信する。
交換モジュール204は、位置データ(例えば、第1の位置データおよび第2の位置データ)と、位置精度データ(例えば、第1の位置精度データおよび第2の位置精度データ)とをビーム幅モジュール206に送信する。
ビーム幅モジュール206は、プロセッサ125によって実行された場合に、V2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビームアライメントを実行するためのビーム幅設定をプロセッサ125に決定させるルーチンを含むソフトウェアであってもよい。幾つかの実施形態では、ビーム幅モジュール206は、コンピュータシステム200のメモリ127に保存された命令のセットでもよく、並びにプロセッサ125によってアクセス可能および実行可能であり得る。ビーム幅モジュール206は、信号線281を介し
たプロセッサ125およびコンピュータシステム200の他のコンポーネントとの連携および通信に適応し得る。
幾つかの実施形態では、ビーム幅モジュール206は、位置データおよび位置精度データに基づいて、V2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビーム幅設定を調節するように動作可能である。具体的には、位置データおよび位置精度データに基づいて、ビーム幅モジュール206は、(1)第1のエンドポイント101と第2のエンドポイント103との間の推定距離、および、(2)推定距離における推定位置誤差を決定する。例えば、ビーム幅モジュール206は、第1の位置データおよび第2の位置データに基づいて、第1のエンドポイント101と第2のエンドポイント103との間の推定距離を決定し、並びに第1の位置精度データおよび第2の位置精度データに基づいて、推定距離における推定位置誤差を決定する。次いで、ビーム幅モジュール206は、推定距離および推定位置誤差に基づいて、V2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビーム幅設定を決定する。
ビーム幅の選択は、図6に示すように、mmWave V2X通信に影響を与える。図6を参照すると、幾つかの実施形態による、第1のビーム幅設定(例えば、より広いビーム幅を有するビームローブ)と、第2のビーム幅設定(より狭いビーム幅を有するビームローブ)との間の比較600が提供されている。ビーム幅の設定に応じて、mmWave
V2X通信における通信範囲と、ビームアライメント誤差と、ビームアライメントオーバーヘッドとの間でトレードオフが存在する。ここで、ビームアライメントオーバーヘッドとは、ビームアライメントを行うために必要とされるリソースの量および時間のうちの1つ以上を指し得る。
通信範囲に関して、より広いビーム幅を有する第1のmmWave V2X通信は、より低いビーム形成ゲインを有し、これは、より低い信号対雑音比(SNR)をもたらす。従って、より広いビーム幅を有する第1のmmWave V2X通信は、より短い通信範囲を有する。一方、より狭いビーム幅を有する第2のmmWave V2X通信は、より高いビーム形成ゲインを有し、これは、より高いSNRをもたらす。従って、より狭いビーム幅を有する第2のmmWave V2X通信は、より長い通信範囲を有する。
ビームアライメント誤差に対する影響に関して、より広いビーム幅を有する第1のmmWave V2X通信は、より広い角度カバレージを有し、従って、より広いビーム幅を有する第1のmmWave V2X通信は、より低いビームアライメント誤差を有する。一方、より狭いビーム幅を有する第2のmmWave V2X通信は、より狭い角度カバレージを有し、従って、より狭いビーム幅を有する第2のmmWave V2X通信は、より高いビームアライメント誤差を有する。
ビームアライメントオーバーヘッドに関して、より広いビーム幅を有する第1のmmWave V2X通信は、より少ないビームローブ候補を有し、従って、より広いビーム幅を有する第1のmmWave V2X通信は、より低いビームアライメントオーバーヘッドを有する。一方、より狭いビーム幅を有する第2のmmWave V2X通信は、より多くのビームローブ候補を有し、従って、より狭いビーム幅を有する第2のmmWave
V2X通信は、より高いビームアライメントオーバーヘッドを有する。例えば、より広いビーム幅を有する第1のmmWave V2X通信向けのビームアライメントの実行は、第2のmmWave V2X通信のものよりも少ないリソースおよび時間を必要とし得る。
図2に戻り、ビーム幅モジュール206は、推定距離および推定位置誤差に基づいて、V2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビーム幅設定を決定する。幾つ
かの実施形態では、ビーム幅モジュール206は、推定距離および推定位置誤差に基づいてビーム幅を選択し、アライメントモジュール207が、ビーム幅に基づいてビームアライメントのビームローブ候補を決定することができるように、アライメントモジュール207にビーム幅を通知する。例えば、より大きな推定距離に関しては、ビーム幅モジュール206は、mmWave通信中に、通信範囲要件(または相応にSNR要件)が満たされるように、より狭いビーム幅を選択し得る。別の例では、より小さな推定距離に関しては、ビーム幅モジュール206は、mmWave通信中に、通信範囲要件(または相応にSNR要件)が満たされる一方で、ビームアライメント誤差およびビームアライメントオーバーヘッドも減少させることができるように、より広いビーム幅を選択し得る。
ここで、例として、SNR要件は、送信機から受信機へ(例えば、第1のエンドポイント101から第2のエンドポイント103へ、またはその逆)mmWave通信により送信された信号は、受信機で受信される際に、SNR閾値を満たす必要があることを示し得る。通信範囲要件は、送信機から送信された信号が、SNR閾値、および特定の通信範囲を伝搬した後の受信信号強度閾値のうちの1つ以上を満たす必要があることを示し得る。
ビーム幅モジュール206は、ビーム幅を決定する際に、推定位置誤差を考慮に入れることができる。例えば、推定位置誤差が±3メートルであると仮定する。決定されたビーム幅は、±3メートルの偏差を有する推定距離に適したものである。
幾つかの実施形態では、ビーム幅モジュール206は、非mmWaveタイプチャネル142およびmmWaveチャネル141のうちの1つ以上を介して、第2のエンドポイント103からV2Xフィードバックデータを受信し、さらにV2Xフィードバックデータに基づいて、V2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビーム幅設定を調節する。例えば、V2Xフィードバックデータは、(1)第1のエンドポイント101と第2のエンドポイント103との間のmmWave通信向けのmmWaveフィードバック、(2)第2のエンドポイント103の計画ルートを表すルートデータ、(3)第2のエンドポイント103の進行方向を表す進行方向データ、および、(4)第2のエンドポイント103のスピードを表すスピードデータなどのうちの1つ以上を表し得る。
アライメントモジュール207は、プロセッサ125によって実行された場合に、V2X無線機143を使用して第2のエンドポイント103とのビームアライメントをプロセッサ125に行わせるルーチンを含むソフトウェアであってもよい。幾つかの実施形態では、アライメントモジュール207は、コンピュータシステム200のメモリ127に保存されてもよく、並びにプロセッサ125によってアクセス可能および実行可能であり得る。アライメントモジュール207は、信号線226を介したプロセッサ125およびコンピュータシステム200の他のコンポーネントとの連携および通信に適応し得る。
幾つかの実施形態では、アライメントモジュール207は、ビーム幅モジュール206からビーム幅設定を表すデータ(例えば、ビーム幅を表すデータ)を受信する。アライメントモジュール207は、V2X無線機143が、ビーム幅設定によって示されたビームアライメントを用いて、第2のエンドポイント103とmmWave通信を交わすようにV2X無線機143の動作を修正するために、ビーム幅設定に基づいてV2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビームアライメントを行う。例えば、アライメントモジュール207は、ビーム幅設定によって決定されたビーム幅を有する1つ以上のビームローブがmmWave通信のために選択されるように、V2X無線機143のビームを掃引して、V2X無線機143のビームを第2のエンドポイント103とアライメントさせる。
例えば、アライメントモジュール207は、ビーム幅設定によって表されたビーム幅に
基づいて、ビームローブ候補のセットを決定する(例えば、60度のビーム幅および180度のビーム掃引カバレージの場合、アライメントモジュール207は、180°/60°=3のビームローブ候補を決定し得る。30度のビーム幅の場合、アライメントモジュール207は、180°/30°=6のビームローブ候補を決定し得る)。次いで、アライメントモジュール207は、ビームローブ候補のセットに基づいて、ビームアライメントを行う(例えば、アライメントモジュール207は、V2X無線機143が、ビームローブ候補のセットに基づいて、第2のエンドポイント103とビームアライメントを行うように、V2X無線機143の動作を修正する)。この時、アライメントモジュール207は、mmWave通信のビームローブ候補のセットから、1つ以上のビームローブを選択する(例えば、第1のエンドポイント101のV2X無線機143が、1つ以上のビームローブを使用して、第2のエンドポイント103とmmWave通信を行うように、第2のエンドポイント103の方向に指向する1つ以上のビームローブが、第1のエンドポイント101のV2X無線機143について選択される)。
別の例では、第1のエンドポイント101から第2のエンドポイント103へのビームローブ指向方向の場合、アライメントモジュール207は、様々なビーム幅を有するビームローブ候補のセット(例えば、各ビームローブ候補は、第1のエンドポイント101から第2のエンドポイント103へのビームローブ指向方向を有するが、異なるビーム幅を有する)を決定する。アライメントモジュール207は、mmWave通信向けのビーム幅設定に基づいて、ビームローブ候補のセットからビームローブを選択する。例えば、アライメントモジュール207は、ビーム幅設定によって表されたビーム幅を有するビームローブを選択する。図5Bを参照して、ビームローブ選択のさらなる例を以下に記載する。
幾つかの実施形態では、mmWave通信中にSNR要件が満たされる一方でビーム幅も最大化されるように、1つ以上のビームローブが、第1のエンドポイント101で選択される。幾つかの実施形態では、ビーム幅設定は、ビームアライメント誤差の減少(例えば、ビームアライメント誤差に対してよりロバストな)、およびビームアライメントオーバーヘッドの減少のうちの1つ以上を含む、V2X無線機143のmmWave通信性能の向上を提供する。
データ通信モジュール208は、プロセッサ125によって実行された場合に、V2X無線機143を使用して第2のエンドポイント103とのmmWave通信をプロセッサ125に行わせるルーチンを含むソフトウェアであってもよい。幾つかの実施形態では、データ通信モジュール208は、コンピュータシステム200のメモリ127に保存されてもよく、並びにプロセッサ125によってアクセス可能および実行可能であり得る。データ通信モジュール208は、信号線228を介したプロセッサ125およびコンピュータシステム200の他のコンポーネントとの連携および通信に適応し得る。
幾つかの実施形態では、アライメントモジュール207によって行われるビームアライメントの完了に応答して、データ通信モジュール208は、ビームアライメント中に選択された1つ以上のビームローブを使用して、第2のエンドポイント103とのmmWave通信を行う。例えば、ビームアライメントの完了に応答して、データ通信モジュール208は、V2X無線機143が、ビーム幅設定によって示されるビーム幅を有する1つ以上のビームローブを使用して、第2のエンドポイント103とmmWave通信を交わすように、V2X無線機143の動作を修正する。
上記の記載では、図2は、第1のエンドポイント101に関して記載されたものである。類似の動作が、第2のエンドポイント103によっても行われ得ることが理解されるものとする。類似の説明は、ここでは繰り返さない。
(例示的プロセス)
ここで図3を参照すると、示されているのは、幾つかの実施形態による、第1のエンドポイント101と第2のエンドポイント103との間のmmWave通信向けのビーム幅設定を適応的に制御するための例示的方法300のフローチャートである。方法300のステップは、必ずしも図3に示される順序ではなく、任意の順序で実行可能である。方法300は、第1のエンドポイント101によって実行され得る。
ステップ301では、第1のエンドポイント101の交換モジュール204が、V2X無線機143の非mmWaveタイプチャネル142を介して、第2のエンドポイント103と位置データおよび位置精度データを交換する。
ステップ303では、ビーム幅モジュール206が、位置データおよび位置精度データに基づいて、V2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビーム幅設定を調節する。
ステップ305では、V2X無線機143が、ビーム幅設定によって示されるビームアライメントを用いて、第2のエンドポイント103とmmWave通信を交わすようにV2X無線機143の動作を修正するために、アライメントモジュール207が、ビーム幅設定に基づいて、V2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビームアライメントを行う。
図4は、幾つかの実施形態による、第1のエンドポイント101と第2のエンドポイント103との間のmmWave通信向けのビーム幅設定を適応的に制御するための別の方法400を示す。方法400のステップは、必ずしも図4に示される順序ではなく、任意の順序で実行可能である。方法400は、第1のエンドポイント101によって実行され得る。
ステップ401では、交換モジュール204が、非mmWaveタイプチャネル142を介して、第1の位置データおよび第1の位置精度データを第2のエンドポイント103に送信する。
ステップ403では、交換モジュール204が、非mmWaveタイプチャネル142を介して、第2の位置データおよび第2の位置精度データを第2のエンドポイント103から受信する。
ステップ405では、ビーム幅モジュール206が、第1の位置データおよび第2の位置データに基づいて、第1のエンドポイント101と第2のエンドポイント103との間の推定距離を決定する。
ステップ407では、ビーム幅モジュール206が、第1の位置精度データおよび第2の位置精度データに基づいて、推定距離における推定位置誤差を決定する。
ステップ409では、ビーム幅モジュール206が、推定距離および推定位置誤差に基づいて、V2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビーム幅設定を決定する。
ステップ411では、アライメントモジュール207が、ビーム幅設定に基づいて、V2X無線機143のmmWaveチャネル141向けのビームアライメントを行う。
ステップ413では、データ通信モジュール208が、ビームアライメント中に選択された1つ以上のビームローブを使用して、第2のエンドポイント103とmmWave通信を行う。
上記の記載では、図3〜4は、第1のエンドポイント101に関して記載されたものである。類似の動作が、第2のエンドポイント103によっても行われ得ることが理解されるものとする。類似の説明は、ここでは繰り返さない。
図5Aを参照すると、図示されているのは、幾つかの実施形態による、送信機(TX)と受信機(RX)との間の推定距離を決定するための例示的プロセス500である。ここで、送信機は、第1のエンドポイント101でもよく、受信機は、第2のエンドポイント103であってもよい。代替的に、受信機は、第1のエンドポイント101でもよく、送信機は、第2のエンドポイント103であってもよい。例えば、送信機および受信機のそれぞれは、車両、RSU、または基地局であってもよい。送信機および受信機のそれぞれは、mmWave無線機および低周波無線機(例えば、802.11p、LTE−V2X、5G−V2Xなど)の両方を有し、低周波無線機を使用して、送信機および受信機の位置情報を周期的に(例えば、100ミリ秒ごとに1回)交換することができる。
幾つかの実施形態では、送信機および受信機は、低周波無線機により、位置データおよび位置精度データを互いに交換する。例えば、送信機は、送信機の位置を表す第1の位置データ、および第1の位置データの精度を表す第1の位置精度データを受信機に送信する。受信機は、受信機の位置を表す第2の位置データ、および第2の位置データの精度を表す第2の位置精度データを送信機に送信する。
送信機および受信機は、第1の位置データおよび第2の位置データに基づいて、送信機と受信機との間の距離をそれぞれ推定し、並びに、第1の位置精度データおよび第2の位置精度データに基づいて、推定距離における位置誤差データをそれぞれ推定する。
図5Bを参照すると、図示されているのは、幾つかの実施形態による、図5Aの送信機と受信機との間のビーム幅設定を適応的に制御するための例示的プロセス550である。送信機および受信機は、通信範囲要件(またはSNR要件)が満たされることを確実にしながらビーム幅が最大化されるように、推定距離および推定位置誤差データに基づいて、mmWaveビームアライメントにおけるビーム幅をそれぞれ調節する。例えば、送信機は、推定距離および推定位置誤差データに基づいて、TX mmWaveビーム幅を調節する。同様に、受信機は、推定距離および推定位置誤差データに基づいて、RX mmWaveビーム幅を調節する。
例えば、送信機から受信機へ、または受信機から送信機へのビームローブ指向方向を有して、送信機は、第1のビームローブ候補551を有することができ、および受信機は、第2のビームローブ候補552を有することができ、第1のビームローブ候補551および第2のビームローブ候補552はそれぞれ、第1のビーム幅および第1の通信範囲を有する。また、送信機は、第3のビームローブ候補553を有することができ、および受信機は、第4のビームローブ候補554を有することができ、第3のビームローブ候補553および第4のビームローブ候補554はそれぞれ、第2のビーム幅および第2の通信範囲を有する。さらに、送信機は、第5のビームローブ候補555を有することができ、および受信機は、第6のビームローブ候補556を有することができ、第5のビームローブ候補555および第6のビームローブ候補556はそれぞれ、第3のビーム幅および第3の通信範囲を有する。
推定距離および推定位置誤差データに基づいて、修正システム199は、(1)第1の
ビームローブ候補551および第2のビームローブ候補552が、最大ビーム幅を有するが、通信範囲要件(またはSNR要件、またはその両方)を満たさないこと、(2)第3のビームローブ候補553および第4のビームローブ候補554が、二番目に大きなビーム幅を有し、かつ通信範囲要件(またはSNR要件)を満たすこと、並びに(3)第5のビームローブ候補555および第6のビームローブ候補556が、最小ビーム幅を有し、かつ通信範囲要件(またはSNR要件)を満たすことを決定する。通信範囲要件(またはSNR要件)の達成を確実にしながら、ビーム幅を最大化させるために、第3のビームローブ候補553および第4のビームローブ候補554が、送信機と受信機との間のmmWave通信のためのTX mmWaveビームローブおよびRX mmWaveビームローブとしてそれぞれ選択される。次いで、mmWave通信が、TX mmWaveビームローブおよびRX mmWaveビームローブを用いて実行される。
図6は、幾つかの実施形態による、第1のビーム幅設定と、第2のビーム幅設定との間の比較600を示すグラフィック表現である。図6は、上記で説明されており、類似の説明は、ここでは繰り返さない。
以上の説明では、本発明を十分に理解できるように、多くの詳細について説明した。しかしながら、各実装形態はこれらの具体的な詳細無しでも実施できることは当業者にとって明らかであろう。いくつかの実施形態では、発明が不明瞭になることを避けるために、構造や装置をブロック図の形式で表すこともある。たとえば、本実施形態は、ユーザインタフェースおよび特定のハードウェアへの参照とともに説明される。しかし、本実施形態は、データおよびコマンドを受信する任意のタイプの計算装置、および、サービスを提供する任意の周辺機器について適用できる。
本明細書における「一実施形態」または「ある実施形態」等という用語は、その実施形態と関連づけて説明される特定の特徴・構造・性質が、少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。「一実施形態における」等という用語は本明細書内で複数用いられるが、これらは必ずしも同一の実施形態を示すものとは限らない。
以上の詳細な説明の一部は、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたデータビットに対する動作のアルゴリズムおよび記号的表現として提供される。これらのアルゴリズムの説明と表現は、データ処理分野の当業者が自己の成果の内容を他の当業者に最も効果的に伝えるために使用する手段である。なお、本明細書における(また一般に)アルゴリズムとは、所望の結果を得るための論理的な手順を意味する。処理のステップは、物理量を物理的に操作するものである。必ずしも必須ではないが、通常は、これらの量は記憶・伝送・結合・比較およびその他の処理が可能な電気的または磁気的信号の形式を取る。通例にしたがって、これらの信号をビット・値・要素・エレメント・シンボル・キャラクタ・項・数値などとして称することが簡便である。
なお、これらの用語および類似する用語はいずれも、適切な物理量と関連付いているものであり、これら物理量に対する簡易的なラベルに過ぎないということに留意する必要がある。以下の説明から明らかなように、特に断らない限りは、本明細書において「処理」「計算」「コンピュータ計算(処理)」「判断」「表示」といった用語を用いた説明は、コンピュータシステムや類似の電子的計算装置の動作および処理であって、コンピュータシステムのレジスタやメモリ内の物理的(電子的)量を、他のメモリやレジスタまたは同様の情報ストレージや通信装置、表示装置内の物理量として表される他のデータへ操作および変形する動作および処理を意味する。
本発明は、本明細書で説明される動作を実行する装置にも関する。この装置は要求される目的のために特別に製造されるものであっても良いし、汎用コンピュータを用いて構成
しコンピュータ内に格納されるプログラムによって選択的に実行されたり再構成されたりするものであっても良い。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータのシステムバスに接続可能な、例えばフロッピー(登録商標)ディスク・光ディスク・CD−ROM・磁気ディスクなど任意のタイプのディスク、読み込み専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、EPROM、EEPROM、磁気または光学式カード、USBキーを含む不揮発性フラッシュメモリ、電子的命令を格納するために適した任意のタイプの媒体などの、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶される。
実装形態は、完全にハードウェアによって実現されるものでも良いし、完全にソフトウェアによって実現されるものでも良いし、ハードウェアとソフトウェアの両方によって実現されるものでも良い。いくつかの好ましい実装形態では、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードやその他のソフトウェアによって実装される。
さらに、ある実装形態は、コンピュータが利用あるいは読み込み可能な記憶媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムプロダクトの形態を取る。この記憶媒体は、コンピュータや任意の命令実行システムによってあるいはそれらと共に利用されるプログラムコードを提供する。明細書の説明において、コンピュータが利用あるいは読み込み可能な記憶媒体とは、命令実行システムや装置によってあるいはそれらと共に利用されるプログラムを、保持、格納、通信、伝搬および転送可能な任意の装置を指す。
プログラムコードを格納・実行するために適したデータ処理システムは、システムバスを介して記憶素子に直接または間接的に接続された少なくとも1つのプロセッサを有する。記憶素子は、プログラムコードの実際の実行に際して使われるローカルメモリや、大容量記憶装置や、実行中に大容量記憶装置からデータを取得する回数を減らすためにいくつかのプログラムコードを一時的に記憶するキャッシュメモリなどを含む。
入力/出力(I/O)装置は、例えばキーボード、ディスプレイ、ポインティング装置などであるが、これらはI/Oコントローラを介して直接あるいは間接的にシステムに接続される。
データ処理システムが、介在するプライベートネットワークおよび/またはパブリックネットワークを介して、他のデータ処理システム、ストレージデバイス、リモートプリンタなどに結合されるようになることを可能にするために、ネットワークアダプタもシステムに結合されうる。モデム、ケーブルモデル、イーサネットカードは、ネットワークアダプタのほんの数例に過ぎない。
最後に、本明細書において提示される構造、アルゴリズム、および/または
インターフェースは、特定のコンピュータや他の装置と本来的に関連するものではない。本明細書における説明にしたがったプログラムを有する種々の汎用システムを用いることができるし、また要求された処理ステップを実行するための特定用途の装置を構築することが適した場合もある。これら種々のシステムに要求される構成は、以上の説明において明らかにされる。さらに、本発明は、特定のプログラミング言語と関連づけられるものではない。様々な実装形態で説明される本発明の内容を実装するために種々のプログラミング言語を利用できることは明らかであろう。
実装形態の前述の説明は、例示と説明を目的として行われたものである。したがって、明細書を、網羅的または開示された正確な形式に限定することを意図するものではない。本発明は、上記の開示にしたがって、種々の変形が可能である。本発明の範囲は上述の実装形態に限定解釈されるべきではなく、特許請求の範囲にしたがって解釈されるべきである。本発明の技術に詳しい者であれば、本発明はその思想や本質的特徴から離れることな
くその他の種々の形態で実現できることを理解できるであろう。同様に、モジュール・処理・特徴・属性・方法およびその他の本発明の態様に関する名前付けや分割方法は必須なものでものないし重要でもない。また、本発明やその特徴を実装する機構は異なる名前や分割方法や構成を備えていても構わない。
さらに、モジュール・処理・特徴・属性・方法およびその他の本発明の態様は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアもしくはこれらの組合せとして実装できる。また、本発明をソフトウェアとして実装する場合には、モジュールなどの各要素は、どのような様式で実装されても良い。例えば、スタンドアローンのプログラム、大きなプログラムの一部、異なる複数のプログラム、静的あるいは動的なリンクライブラリー、カーネルローダブルモジュール、デバイスドライバー、その他コンピュータプログラミングの当業者にとって既知な方式として実装することができる。さらに、本発明の実装は特定のプログラミング言語に限定されるものではないし、特定のオペレーティングシステムや環境に限定されるものでもない。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲に記載されている本明細書の範囲を例示するものであり、限定することを意図したものではない。

Claims (20)

  1. 第1のエンドポイント向けの方法であって、
    V2X(Vehicle−to−Everything)無線機の非ミリ波(非mmWave)タイプチャネルを介して、第2のエンドポイントと位置データおよび位置精度データを交換するステップと、
    前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機のミリ波(mmWave)チャネル向けのビーム幅設定を調節するステップと、
    前記V2X無線機が、前記ビーム幅設定によって示されるビームアライメントを用いて、前記第2のエンドポイントとmmWave通信を交わすように、前記V2X無線機の動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うステップと、
    を含む、方法。
  2. 前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を調節するステップは、
    前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定するステップと、
    前記推定距離および前記推定位置誤差に基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を決定するステップと、
    を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記位置データは、前記第1のエンドポイントの位置を表す第1の位置データと、前記第2のエンドポイントの位置を表す第2の位置データと、を含み、
    前記位置精度データは、前記第1の位置データの精度を表す第1の位置精度データと、前記第2の位置データの精度を表す第2の位置精度データと、を含む、
    請求項2に記載の方法。
  4. 前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定するステップは、
    前記第1の位置データおよび前記第2の位置データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離を決定するステップと、
    前記第1の位置精度データおよび前記第2の位置精度データに基づいて、前記推定距離における推定位置誤差を決定するステップと、を含む、
    請求項3に記載の方法。
  5. 前記V2X無線機の前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第2のエンドポイントと前記位置データおよび前記位置精度データを交換するステップは、
    前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第1の位置データおよび前記第1の位置精度データを前記第2のエンドポイントに送信するステップと、
    前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第2の位置データおよび前記第2の位置精度データを前記第2のエンドポイントから受信するステップと、を含む、
    請求項3に記載の方法。
  6. 前記V2X無線機の前記動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うステップは、
    前記ビーム幅設定によって決定されたビーム幅を有する1つ以上のビームローブが、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けに選択されるように、前記V2X無線機
    のビームを掃引して、前記V2X無線機の前記ビームを前記第2のエンドポイントに合わせるステップを含む、
    請求項1に記載の方法。
  7. 前記第2のエンドポイントとの前記mmWave通信が、前記1つ以上のビームローブを用いて行われる、
    請求項6に記載の方法。
  8. 前記mmWave通信中に信号対雑音比要件が満たされ、かつ、前記ビーム幅が最大化されるように、前記1つ以上のビームローブが、前記第1のエンドポイントにおいて選択される、
    請求項6に記載の方法。
  9. 前記ビーム幅設定が、ビームアライメント誤差の減少およびビームアライメントオーバーヘッドの減少のうちの1つ以上を含む、前記V2X無線機のmmWave通信性能の向上を提供する、
    請求項1に記載の方法。
  10. 前記非mmWaveタイプチャネルおよび前記mmWaveチャネルのうちの1つ以上を介して、前記第2のエンドポイントからV2Xフィードバックデータを受信するステップをさらに含み、
    前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定は、前記V2Xフィードバックデータに基づいてさらに調節される、
    請求項1に記載の方法。
  11. 第1のエンドポイントの車載コンピュータシステムによって実行された場合に、前記車載コンピュータシステムに、
    V2X(Vehicle−to−Everything)無線機の非ミリ波(非mmWave)タイプチャネルを介して、第2のエンドポイントと位置データおよび位置精度データを交換することと、
    前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機のミリ波(mmWave)チャネル向けのビーム幅設定を調節することと、
    前記V2X無線機が、前記ビーム幅設定によって示されるビームアライメントを用いて、前記第2のエンドポイントとmmWave通信を交わすように、前記V2X無線機の動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うことと、
    を実行させるコンピュータコードが記憶された非一時的記憶媒体を含む前記車載コンピュータシステムを含むシステム。
  12. 前記コンピュータコードは、前記車載コンピュータシステムによって実行された場合に、
    少なくとも、
    前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定することと、
    前記推定距離および前記推定位置誤差に基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を決定することと、
    によって、
    前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を調節することを前記車載コンピュータシステム
    に実行させる、
    請求項11に記載のシステム。
  13. 前記位置データは、前記第1のエンドポイントの位置を表す第1の位置データと、前記第2のエンドポイントの位置を表す第2の位置データと、を含み、
    前記位置精度データは、前記第1の位置データの精度を表す第1の位置精度データと、前記第2の位置データの精度を表す第2の位置精度データと、を含む、
    請求項12に記載のシステム。
  14. 前記コンピュータコードは、前記車載コンピュータシステムによって実行された場合に、
    少なくとも、
    前記第1の位置データおよび前記第2の位置データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離を決定することと、
    前記第1の位置精度データおよび前記第2の位置精度データに基づいて、前記推定距離における推定位置誤差を決定することと、
    によって、
    前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定することを前記車載コンピュータシステムに実行させる、
    請求項13に記載のシステム。
  15. 前記コンピュータコードは、前記車載コンピュータシステムによって実行された場合に、
    少なくとも、
    前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第1の位置データおよび前記第1の位置精度データを前記第2のエンドポイントに送信することと、
    前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第2の位置データおよび前記第2の位置精度データを前記第2のエンドポイントから受信することと、
    によって、
    前記V2X無線機の前記非mmWaveタイプチャネルを介して、前記第2のエンドポイントと前記位置データおよび前記位置精度データを交換することを前記車載コンピュータシステムに実行させる、
    請求項13に記載のシステム。
  16. 前記コンピュータコードは、前記車載コンピュータシステムによって実行された場合に、
    少なくとも、
    前記ビーム幅設定によって決定されたビーム幅を有する1つ以上のビームローブが、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けに選択されるように、前記V2X無線機のビームを掃引して、前記V2X無線機の前記ビームを前記第2のエンドポイントに合わせること
    によって、
    前記V2X無線機の前記動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うことを前記車載コンピュータシステムに実行させる、
    請求項11に記載のシステム。
  17. 前記第2のエンドポイントとの前記mmWave通信が、前記1つ以上のビームローブを用いて行われる、
    請求項16に記載のシステム。
  18. 前記mmWave通信中に信号対雑音比要件が満たされ、かつ、前記ビーム幅が最大化されるように、前記1つ以上のビームローブが、前記第1のエンドポイントにおいて選択される、
    請求項16に記載のシステム。
  19. プロセッサによって実行された場合に、前記プロセッサに、
    V2X(Vehicle−to−Everything)無線機の非ミリ波(非mmWave)タイプチャネルを介して、第2のエンドポイントと位置データおよび位置精度データを交換することと、
    前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機のミリ波(mmWave)チャネル向けのビーム幅設定を調節することと、
    前記V2X無線機が、前記ビーム幅設定によって示されるビームアライメントを用いて、前記第2のエンドポイントとmmWave通信を交わすように、前記V2X無線機の動作を修正するために、前記ビーム幅設定に基づいて前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビームアライメントを行うことと、
    を実行させるコンピュータコードが記憶された、
    第1のエンドポイントの車載コンピュータシステムの非一時的記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品。
  20. 前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、
    少なくとも、
    前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記第1のエンドポイントと前記第2のエンドポイントとの間の推定距離、および、前記推定距離における推定位置誤差を決定することと、
    前記推定距離および前記推定位置誤差に基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を決定することと、
    によって、
    前記位置データおよび前記位置精度データに基づいて、前記V2X無線機の前記mmWaveチャネル向けの前記ビーム幅設定を調節することを前記プロセッサに実行させる、
    請求項19に記載のコンピュータプログラム製品。
JP2020008499A 2019-01-23 2020-01-22 ミリ波v2x通信における適応的ビーム幅制御 Active JP7070591B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/254,593 2019-01-23
US16/254,593 US10868727B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Adaptive beamwidth control for millimeter wave V2X communications

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020145671A true JP2020145671A (ja) 2020-09-10
JP2020145671A5 JP2020145671A5 (ja) 2022-01-12
JP7070591B2 JP7070591B2 (ja) 2022-05-18

Family

ID=69167668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020008499A Active JP7070591B2 (ja) 2019-01-23 2020-01-22 ミリ波v2x通信における適応的ビーム幅制御

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10868727B2 (ja)
EP (1) EP3687195A1 (ja)
JP (1) JP7070591B2 (ja)
CN (1) CN111478722B (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022065665A1 (ko) * 2020-09-23 2022-03-31 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 빔 관리 방법 및 장치
US11825440B2 (en) 2021-03-04 2023-11-21 Qualcomm Incorporated Vehicular and cellular wireless device colocation using uplink communications
US11800581B2 (en) * 2021-03-04 2023-10-24 Qualcomm Incorporated Techniques for sidelink assisted device association
US11778435B2 (en) 2021-03-04 2023-10-03 Qualcomm Incorporated Sidelink assisted cellular operation optimization
US11844122B2 (en) * 2021-08-03 2023-12-12 Qualcomm Incorporated Vehicle-to-everything (V2X) communication transmit parameter selection using joint communication-radar side information
CN114785393B (zh) * 2022-06-21 2022-09-02 四川太赫兹通信有限公司 一种自适应波束宽度确定方法、系统、基站及介质
CN115361676B (zh) * 2022-10-19 2023-01-03 天地信息网络研究院(安徽)有限公司 一种基于波束宽度自适应调整的定向自组网邻居发现方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015527026A (ja) * 2012-08-28 2015-09-10 インターデイジタル パテント ホールディングス インコーポレイテッド 1次ビームを使用する通信リンクのハンドオーバのための方法
US10098014B1 (en) * 2018-01-31 2018-10-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Beam alignment using shared driving intention for vehicular mmWave communication

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004072268A (ja) 2002-08-02 2004-03-04 Mitsubishi Cable Ind Ltd 車々間通信方法
CN105814809B (zh) * 2013-12-16 2019-02-26 华为技术有限公司 无线通信系统中调整波束宽度的方法和装置
EP3289695A1 (en) * 2015-04-30 2018-03-07 Nokia Solutions and Networks Oy Rf beamforming control in a communication system
WO2018131934A1 (ko) 2017-01-12 2018-07-19 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 위치 에러 정보에 기초한 빔 탐색 또는 빔 전송을 수행하는 방법 및 장치
US11272426B2 (en) * 2017-05-26 2022-03-08 Qualcomm Incorporated Techniques for directional discovery in millimeter wave communications system
US10713956B2 (en) * 2017-08-02 2020-07-14 Qualcomm Incorporated Sharing critical flight information using mesh network
US10608723B2 (en) * 2018-02-15 2020-03-31 Qualcomm Incorporated Techniques for assisted beam refinement
CN108964736B (zh) * 2018-10-15 2021-01-19 西安交通大学 一种基于毫米波系统中用户发现阶段波束优化方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015527026A (ja) * 2012-08-28 2015-09-10 インターデイジタル パテント ホールディングス インコーポレイテッド 1次ビームを使用する通信リンクのハンドオーバのための方法
US10098014B1 (en) * 2018-01-31 2018-10-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Beam alignment using shared driving intention for vehicular mmWave communication

Also Published As

Publication number Publication date
JP7070591B2 (ja) 2022-05-18
CN111478722A (zh) 2020-07-31
US20200235997A1 (en) 2020-07-23
EP3687195A1 (en) 2020-07-29
US10868727B2 (en) 2020-12-15
CN111478722B (zh) 2022-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6992826B2 (ja) ビームアライメントフィードバックに基づくミリ波無線機の修正
JP7070591B2 (ja) ミリ波v2x通信における適応的ビーム幅制御
JP6677327B2 (ja) 見通し外シナリオでの車両間ミリ波通信
US11204428B2 (en) Communication for high accuracy cooperative positioning solutions
JP6747531B2 (ja) 車両間ミリ波通信における運転意図の共有に基づくビームアライメント
US11412360B2 (en) Vehicle-to-everything data transfer for automated vehicles
US10281925B2 (en) Estimate of geographical position of a vehicle using wireless vehicle data
US10531254B2 (en) Millimeter wave vehicle-to-vehicle communication system for data sharing
JP6241518B2 (ja) ミリ波通信システム
JP7468545B2 (ja) 方向性v2xネットワークのための位置ベースのビーム掃引
JP2019026250A (ja) 車両のadas機能を更新する方法
US11198443B2 (en) Message content selection based on uncertainty for cooperative vehicular systems
US10827548B2 (en) Efficient beam tracking for vehicular millimeter wave communication
JP6801732B2 (ja) コネクティッド車両向けのクラウドベースのネットワーク最適化
US10816348B2 (en) Matching a first connected device with a second connected device based on vehicle-to-everything message variables
US10219277B1 (en) Vehicle including dynamic sensor-based precoding for millimeter wave communication

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200522

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211228

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211228

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20211228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220418

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7070591

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151