TWI524793B - 車載網路之傳輸方法及傳輸系統 - Google Patents

Description

車載網路之傳輸方法及傳輸系統

本案是有關於一種車載網路之傳輸方法及傳輸系統。

現今，在車載資通訊的領域中，車載隨意網路發展的速度相當地快速，而在此網路中訊息如何正確地傳遞給需要的車輛以及有效率地傳輸是目前最需要解決的問題。所以ETSI(European Telecommunications Standards Institute)提出了GeoNetworking(GN)傳輸協定，此為網路層的傳輸協定，用以提升訊息在車載隨意網路中的傳輸效率以及避免訊息在傳遞時在網路中造成廣播風暴的問題。雖然透過GN協定，可使車載無線網路以地理位置資訊為基礎有效率的傳送網路訊息至目標區域，但在目標區域內及外圍仍存在多餘封包重送的問題，進一步而言，由於大部分車間訊息的來源端均會重覆廣播其資訊，而實際上並不需要僅為了單一封包能讓範圍內絕大部分的人都能收 到，故以此方式傳送訊息往往會產生過多的重覆封包。

因此，有效率的傳送網路訊息至目標區域已為現今業界不斷致力的方向之一。

本案係有關於一種車載網路之傳輸方法及傳輸系統。

根據本案之一實施例，提出一種車載網路之傳輸方法。車載網路之傳輸方法包括以下步驟。一第一傳輸裝置傳送一資料訊號至一第二傳輸裝置。判斷第二傳輸裝置是否位於一目標區域內。若第二傳輸裝置位於一目標區域內，則擷取第一傳輸裝置之一地理位置。計算第一傳輸裝置之一傳輸範圍。判斷目標區域內所有與第二傳輸裝置鄰近之至少一第三傳輸裝置是否皆位於傳輸範圍內。若目標區域內與第二傳輸裝置鄰近之所有第三傳輸裝置皆位於傳輸範圍內，則第二傳輸裝置不再繼續傳送資料訊號。

根據本案之另一實施例，提出一種車載網路之傳輸系統。車載網路之傳輸系統包括一第一傳輸裝置、一第二傳輸裝置及一第三傳輸裝置。第一傳輸裝置設置於一第一車輛上。第一傳輸裝置用以傳送一資料訊號。第二傳輸裝置設置於一第二車輛上。第二傳輸裝置用以接收資料訊號。第三傳輸裝置設置於一第三車輛上且鄰近於第二傳輸裝置。第二傳輸裝置用以在第二傳輸 裝置位於一目標區域內且目標區域內與第二傳輸裝置鄰近之所有第三傳輸裝置位於第一傳輸裝置之傳輸範圍內時，不再繼續傳送資料訊號。

根據本案之另一實施例，提出一種傳輸裝置，設置於一車輛上。傳輸裝置包括一傳輸單元及一處理單元。傳輸單元用以接收一前次傳輸裝置傳送之一資料訊號。處理單元耦接於傳輸單元。處理單元用以在傳輸裝置位於一目標區域內且目標區域內與傳輸裝置鄰近之所有下一傳輸裝置位於前次傳輸裝置之傳輸範圍內時，控制傳輸單元不再繼續傳送資料訊號。

為了對本案之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

D0~D10‧‧‧傳輸裝置

100‧‧‧第二傳輸裝置

10‧‧‧傳輸單元

20‧‧‧處理單元

d‧‧‧距離

R‧‧‧目標區域

Ra‧‧‧傳輸範圍

S210~S280‧‧‧流程步驟210~280

第1圖繪示依照一實施例之第二傳輸裝置。

第2圖繪示依照一實施例之車載網路之傳輸方法的流程圖。

第3圖繪示依照第1圖之車載網路之傳輸方法之第一例。

第4圖繪示依照第1圖之車載網路之傳輸方法之第二例。

第5圖繪示依照第1圖之車載網路之傳輸方法之第三例。

第6圖繪示依照第1圖之車載網路之傳輸方法之第四例。

請參照第1~3圖，第1圖繪示依照一實施例之第二傳輸裝置，第2圖繪示依照本案一實施例之車載網路之傳輸方法 之流程圖，第3圖繪示依照第1圖之車載網路之傳輸方法之第一例。車載網路之傳輸系統包括數個傳輸裝置(例如是第3圖之傳輸裝置D0、D1、D2、D3、D4)。傳輸裝置D0、D1、D2、D3、D4分別設置於不同之車輛上。於第2圖步驟S210中，一第一傳輸裝置傳送一資料訊號至一第二傳輸裝置。其中，如第1圖所示，第二傳輸裝置包含傳輸單元10及處理單元20，且處理單元20耦接至傳輸單元10。於實際應用中，傳輸單元10可以為，但不受限於，一無線認證(Wireless fidelity,WiFi)網路介面或一藍芽網路介面。此外，處理單元20可以為，但不受限於，一微處理晶片、一韌體電路或儲存複數組程式碼之一儲存媒體。

接著，以第3圖為例，第一傳輸裝置例如是第3圖 之傳輸裝置D1，第二傳輸裝置例如是第3圖之傳輸裝置D2。資料訊號從傳輸裝置D0發出之後，逐漸傳遞至傳輸裝置D1，接著再由傳輸裝置D1傳送資料訊號誌傳輸裝置D2。於此步驟中，當第二傳輸裝置之傳輸單元10接收資料訊號後，處理單元20可進一步判斷資料訊號是否已重複接收，若重複接收則結束此流程。 然此部份可以依據設計需求，選擇性地將系統設計為是否需要進行此判斷。

於步驟S220中，收到資料訊號的第二傳輸裝置利用 處理單元20判斷第二傳輸裝置是否位於一目標區域內。於本實施例中，第二傳輸裝置可藉由一衛星定位系統判斷其是否位於目標區域內。若是，則進入步驟S230；若否，則進入步驟S270。 以第2圖為例，傳輸裝置D2判斷傳輸裝置D2是否位於一目標區域R內。

在步驟S230中，第二傳輸裝置利用處理單元20擷 取第一傳輸裝置之一地理位置。車載網路中所有的傳輸裝置會定期傳送資料訊號，此資料訊號包含傳輸裝置的地理位置可以讓直接相鄰的傳輸裝置根據接收到的資料訊號，以維護一表格，例如傳輸裝置自己的鄰居表格(neighbor table)，因此，根據資料訊號，第二傳輸裝置可以得知第一傳輸裝置之地理位置，且第二傳輸裝置可將第一傳輸裝置所定期傳送的地理位置儲存於第二傳輸裝置之鄰居表格中，藉此第二傳輸裝置透過查詢鄰居表格以取得第一傳輸裝置之地理位置。以第3圖為例，傳輸裝置D2可藉由此方式擷取傳輸裝置D1之一地理位置。

此外，於步驟S240中，第二傳輸裝置之處理單元 20計算第一傳輸裝置之一傳輸範圍。以第3圖為例，傳輸裝置D2計算傳輸裝置D1之一傳輸範圍Ra。

於步驟S250中，第二傳輸裝置之處理單元20判斷 是否目標區域內所有與第二傳輸裝置鄰近之至少一第三傳輸裝置皆位於傳輸範圍內。若否，則進入步驟S260；若是，則結束本流程。以第3圖為例，傳輸裝置D2判斷是否目標區域R內所有與傳輸裝置D2鄰近之傳輸裝置D3、D4皆位於傳輸範圍Ra內。

此外，於步驟S250中，目標區域內所有與第二傳輸裝置鄰近之至少一第三傳輸裝置各別皆會定期地傳輸資料訊號 至第二傳輸裝置，此資料訊號包含其對應之至少一第三傳輸裝置之地理位置，接著，第二傳輸裝置之處理單元20將至少一第三傳輸裝置之地理位置儲存於一表格，使第二傳輸裝置之處理單元20可透過查詢表格以取得至少一第三傳輸裝置之地理位置。

在一實施例中，上述步驟S240~S250可以透過接 收訊號強度(RSSI)之衰減模型評估第一傳輸裝置之訊號發送距離。以下公式(1)表示為RSSI之衰減模型：

其中，p(d)表示為訊號之發送端與接收端距離d公尺時所接收之RSSI，p(d0)表示為訊號之發送端與接收端距離d0公尺時所接收之RSSI，而n表示為路徑損耗(path loss)指數上述公式進行以下步驟，以計算出傳輸範圍：藉由各鄰近車輛發送帶有地理位置的信標(beacon)，以同一鄰近車輛所送連續性之RSSI計算發送端之路徑損耗指數n。

以第3圖為例：傳輸裝置D1於第5秒時發出資料訊號，且傳輸裝置D1與傳輸裝置D2之距離為100公尺，傳輸裝置D2收到傳輸裝置D1所發出之信標，此時傳輸裝置D2偵測出此信標之RSSI為-45，接著，傳輸裝置D1於第5.1秒時再一次發出資料訊號，且傳輸裝置D1與傳輸裝置D2之距離為95公尺，傳輸裝置D2收到傳輸裝置D1所發出之信標，此時傳輸裝置D2 偵測出此信標之RSSI為-40。接著，傳輸裝置D2可將已知數據帶入上述公式(1)，得到算式-45=-40-[10 * n * log(100/95)]，以求出傳輸裝置D1之路徑損耗指數n。

當傳輸裝置D2接收信標時，傳輸裝置D2會檢視所 記算所有鄰近車輛之路徑損耗指數n，取其中最適路徑損耗指數n進行剩餘訊號傳送距離之計算；其中，取路徑損耗指數n之方法可透過統計方法，例如：最小值、眾數、平均、最大值、回歸統計法。

假設於前述之例子中，-95為設備所能解析之訊號 底線，而2.3為當下統計之最佳路徑損耗指數n值，則當傳輸裝置D1與傳輸裝置D2之距離為100公尺，且傳輸裝置D2收到傳輸裝置D1所發出之信標，傳輸裝置D2偵測出此信標之RSSI為-45時，可將已知數據帶入上述公式(1)，得到-95=-45-[10 * 2.3 * log(d/100)]之式子，藉此算出距離d，以求出傳輸裝置D1之傳輸範圍Ra。

利用計算出的傳輸裝置D1之傳輸範圍Ra，以判斷傳輸裝置D2與鄰近車輛之間的距離是否落於傳輸範圍Ra內。

例如，於第3圖中，透過上述方式，傳輸裝置D2判斷出目標區域R內所有與傳輸裝置D2鄰近之傳輸裝置D3、D4皆位於傳輸範圍Ra內。由於傳輸裝置D3、D4皆位於傳輸範圍Ra內，故傳輸裝置D2不再繼續傳送資料訊號。藉此可減少資料訊號在傳輸裝置D1的傳輸範圍Ra內重複廣播的情形發生。

另外，於步驟S250中，第二傳輸裝置之處理單元 20判斷是否目標區域內所有與第二傳輸裝置鄰近之至少一第三傳輸裝置皆位於傳輸範圍內，若否，則進行步驟S260。

在步驟S260中，第二傳輸裝置之處理單元20控制 傳輸單元10以一廣播傳輸之方式繼續傳送資料訊號。請參照第4圖，第4圖繪示依照第2圖之車載網路之傳輸方法之第二例。以第4圖為例，當傳輸裝置D5接收到來自傳輸裝置D1的資料訊號後。傳輸裝置D5判斷其並非所有鄰近的傳輸裝置D6~D9皆位於傳輸裝置D1的傳輸範圍Ra內，例如傳輸裝置D7~D9並非位於傳輸裝置D1的傳輸範圍Ra內，則傳輸裝置D5以一廣播傳輸之方式繼續傳送資料訊號給其鄰近的傳輸裝置D6~D9。

另一方面，於第2圖之步驟S220中，當第二傳輸裝 置之處理單元20判斷其並非位於目標區域內，則進行步驟S270。

在步驟S270中，第二傳輸裝置之處理單元20判斷 資料訊號是否來自於目標區域內。若是，則第二傳輸裝置之處理單元20控制傳輸單元10不再繼續傳送資料訊號；若否，則進入步驟S280。此外，於步驟S270中，第二傳輸裝置可藉由第一傳輸裝置之所在的位置資訊與目標區域之範圍進行地理比對，以判斷第一裝置是否位於目標區域內，若第一裝置位於目標區域內，則可得知資料訊號係來自目標區域。另外，亦可藉由資料訊號之一傳送方式，以判斷資料訊號是否來自目標區域內，其中，若傳送方式係以廣播方式，則判斷資料訊號來自目標區域內，若傳送 方式係以單點傳輸之方式，則資料訊號不是來自於目標區域內。

請參照第5圖，其繪示依照第2圖之車載網路之傳 輸方法之第三例。以第5圖為例，當位於目標區域R之外的傳輸裝置D9接收到來自目標區域R之內的傳輸裝置D7所發出的資料訊號後，傳輸裝置D9判斷此資料訊號來自目標區域R內，則不再繼續傳送此資料訊號。藉此，可避免位於目標區域R外的傳輸裝置將由目標區域R內發送出去的資料訊號，又再次傳回目標區域R中，造成不必要的訊號傳送。

另外，於步驟S270中，若第二傳輸裝置之處理單元 20判斷資料訊號並非來自於目標區域內，則進行步驟S280，第二傳輸裝置之處理單元20控制傳輸單元10以一單點傳輸之方式繼續傳送資料訊號。

請參照第6圖，其繪示依照第2圖之車載網路之傳 輸方法之第四例。以第6圖為例，傳輸裝置D10傳送資料訊號給傳輸裝置D8，此時，傳輸裝置D8判斷資料訊號並非來自目標區域R內，則傳輸裝置D8以單點傳輸方式繼續傳送此資料訊號。 另外，於本實施例中，傳輸裝置D8可查看其儲存於一儲存單元(例如：一硬碟或記憶卡)之表格，以得知傳輸裝置D8之傳輸範圍內、且距離目標區域R最近之一另一車輛，接著，傳輸裝置D8再以單點傳輸方式將資料訊號傳送至此位於傳輸裝置D8之傳輸範圍內、且距離目標區域R最近之另一車輛，藉此方法可將資料訊號往目標區域R的方向傳送。

本案提出一種適用於車載網路之區域性封包轉送機 制，於目標區域外的傳輸裝置皆係以單點傳輸方式進行傳送，而位於目標區域內的傳輸裝置則以廣播方式進行傳送。另外，目標區域內之車輛將透過資料訊號的訊號強度與鄰近車輛的位置資訊作為封包重送之判斷，而目標區域外之車輛則透過訊號來源或傳送方式作為封包重送之判斷。

藉由本提案，將可使現有標準的機制中減少重送多 餘的封包，進而提升網路的品質。此外，本案也相容於現有標準，因此上述方法亦可應用於地理網路(GeoNetworking)與壅塞控制(congestion control)之標準。因此，藉由本案可使車載無線網路以地理位置資訊為基礎有效率的傳送網路訊息至目標區域。

綜上所述，雖然本案已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S210~S280‧‧‧流程步驟

Claims (21)

1. 一種車載網路之傳輸方法，包括：一第一傳輸裝置傳送一資料訊號至一第二傳輸裝置；該第二傳輸裝置判斷該第二傳輸裝置是否位於一目標區域內；若該第二傳輸裝置位於該目標區域內，則該第二傳輸裝置擷取該第一傳輸裝置之地理位置；該第二傳輸裝置計算該第一傳輸裝置之一訊號發送距離；判斷該目標區域內與該第二傳輸裝置鄰近之至少一第三傳輸裝置是否位於該訊號發送距離內；以及若該目標區域內與該第二傳輸裝置鄰近之該至少一第三傳輸裝置位於該第一傳輸裝置之該訊號發送距離內，則該第二傳輸裝置停止傳送該資料訊號至該至少一第三傳輸裝置，以及該第二傳輸裝置根據該至少一第三傳輸裝置與該第一傳輸裝置之間之一距離判斷是否傳送該資料訊號至該至少一第三傳輸裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之傳輸方法，更包括：若該第二傳輸裝置不位於該目標區域內，則判斷該資料訊號是否來自於該目標區域內；若該資料訊號來自位該目標區域內，則該第二傳輸裝置停止傳送該資料訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之傳輸方法，其中判斷該資料訊號是否來自於該目標區域內之步驟更包括：透過該第一傳輸裝置之所在位置與該目標區域之範圍進行地理比對，並判斷該第一傳輸裝置是否位於該目標區域內，若該第 一傳輸裝置位於該目標區域內，則該資料訊號來自該目標區域內。
4. 如申請專利範圍第2項所述之傳輸方法，其中判斷該資料訊號是否來自於該目標區域內之步驟包括：判斷該資料訊號之傳輸方式係為一廣播傳輸(broadcast)之方式或一單點傳輸(unicast)之方式；若該資料訊號之傳輸方式係為該廣播傳輸之方式，則該資料訊號來自於該目標區域內；以及若該資料訊號之傳輸方式係為該單點傳輸之方式，則該資料訊號不是來自於該目標區域內。
5. 如申請專利範圍第1項所述之傳輸方法，其中在擷取該第一傳輸裝置之地理位置之步驟中，該第一傳輸裝置之地理位置係伴隨該資料訊號傳輸至該第二傳輸裝置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之傳輸方法，其中在擷取該第一傳輸裝置之地理位置之步驟中，該資料訊號係定期地傳輸至該第二傳輸裝置，並將該第一傳輸裝置之地理位置儲存於一表格，該第二傳輸裝置透過查詢該表格以取得該第一傳輸裝置之地理位置。
7. 如申請專利範圍第1項所述之傳輸方法，其中在判斷該目標區域內與該第二傳輸裝置鄰近之該至少一第三傳輸裝置是否位於該訊號發送距離內之步驟中，該至少一第三傳輸裝置定期地傳輸一另一資料訊號至該第二傳輸裝置，並將該至少一第三傳輸裝置之地理位置儲存於一表格，該第二傳輸裝置透過查詢該表格以取得該至少一第三傳輸裝置之地理位置。
8. 一種車載網路之傳輸系統，包括：一第一傳輸裝置，設置於一第一車輛上，該第一傳輸裝置 用以傳送一資料訊號；一第二傳輸裝置，設置於一第二車輛上，該第二傳輸裝置用以接收該資料訊號；以及至少一第三傳輸裝置，設置於一第三車輛上且鄰近於該第二傳輸裝置，該第二傳輸裝置用以在判斷該第二傳輸裝置位於一目標區域內且判斷該目標區域內與該第二傳輸裝置鄰近之該至少一第三傳輸裝置位於該第一傳輸裝置之一訊號發送距離內時，停止繼續傳送該資料訊號至該至少一第三傳輸裝置，以及該第二傳輸裝置根據該至少一第三傳輸裝置與該第一傳輸裝置之間之一距離判斷是否傳送該資料訊號至該至少一第三傳輸裝置。
9. 如申請專利範圍第8項所述之傳輸系統，其中該第二傳輸裝置用以在判斷該第二傳輸裝置不位於該目標區域內且判斷該資料訊號來自位該目標區域內時，停止傳送該資料訊號至該至少一第三傳輸裝置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之傳輸系統，其中該第二傳輸裝置用以在判斷該第一傳輸裝置之所在位置位於該目標區域之範圍內時，判斷出該資料訊號來自該目標區域內。
11. 如申請專利範圍第9項所述之傳輸系統，其中該第二傳輸裝置更用以在該資料訊號之傳輸方式係為一廣播傳輸之方式時，判斷出該資料訊號來自於該目標區域內；該第二傳輸裝置更用以在該資料訊號之傳輸方式係為一單點傳輸之方式時，判斷出該資料訊號不是來自於該目標區域內。
12. 如申請專利範圍第8項所述之傳輸系統，其中該第二傳輸裝置用以判斷該第二傳輸裝置位於該目標區域內時，擷取該第一傳輸裝置之地理位置，且該第一傳輸裝置之地理位置係伴隨該資料 訊號傳輸至該第二傳輸裝置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之傳輸系統，其中該資料訊號係定期地傳輸至該第二傳輸裝置，該第二傳輸裝置更用以將該第一傳輸裝置之地理位置儲存於一表格，該第二傳輸裝置透過查詢該表格以取得該第一傳輸裝置之地理位置。
14. 如申請專利範圍第8項所述之傳輸系統，其中該至少一第三傳輸裝置係定期地傳輸一另一資料訊號至該第二傳輸裝置，該第二傳輸裝置更用以將該至少一第三傳輸裝置之地理位置儲存於一表格，該第二傳輸裝置透過查詢該表格以取得該至少一第三傳輸裝置之地理位置。
15. 一種傳輸裝置，設置於一車輛上，該傳輸裝置包括：一傳輸單元，用以接收一前次傳輸裝置傳送之一資料訊號；一處理單元，耦接於該傳輸單元，該處理單元用以在該傳輸裝置位於一目標區域內且該目標區域內與該傳輸裝置鄰近之至少一下一傳輸裝置位於該前次傳輸裝置之訊號發送距離內時，控制該傳輸單元停止傳送該資料訊號至該至少一下一傳輸裝置，以及該傳輸裝置之該處理單元根據該至少一下一傳輸裝置與該前次傳輸裝置之間之一距離判斷是否傳送該資料訊號至該至少一下一傳輸裝置。
16. 如申請專利範圍第15項所述之傳輸裝置，其中該處理單元用以在該傳輸裝置不位於該目標區域內且該資料訊號來自位該目標區域內時，控制該傳輸單元停止傳送該資料訊號。
17. 如申請專利範圍第16項所述之傳輸裝置，其中該處理單元用以判斷該前次傳輸裝置之所在位置位於該目標區域之範圍內時，判斷出該資料訊號來自該目標區域內。
18. 如申請專利範圍第16項所述之傳輸裝置，其中該處理單元更用以在該資料訊號之傳輸方式係為一廣播傳輸之方式時，判斷出該資料訊號來自於該目標區域內；該處理單元更用以在該資料訊號之傳輸方式係為一單點傳輸之方式時，判斷出該資料訊號不是來自於該目標區域內。
19. 如申請專利範圍第15項所述之傳輸裝置，其中該處理單元用以判斷該傳輸裝置位於該目標區域內時，擷取該前次傳輸裝置之地理位置，且該前次傳輸裝置之地理位置係伴隨該資料訊號傳輸至該傳輸裝置。
20. 如申請專利範圍第19項所述之傳輸裝置，其中該資料訊號係定期地傳輸至該傳輸裝置，該處理單元更用以將該前次傳輸裝置之地理位置儲存於一表格，該處理單元透過查詢該表格以取得該前次傳輸裝置之地理位置。
21. 如申請專利範圍第15項所述之傳輸裝置，其中該至少一下一傳輸裝置係定期地傳輸一另一資料訊號至該傳輸裝置，該處理單元更用以將該至少一下一傳輸裝置之地理位置儲存於一表格，該處理單元透過查詢該表格以取得該至少一下一傳輸裝置之地理位置。