WO2020221554A1 - Systeme et procede de gestion de communication v2x entre un vehicule et un dispositif recepteur - Google Patents

Systeme et procede de gestion de communication v2x entre un vehicule et un dispositif recepteur Download PDF

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WO2020221554A1
WO2020221554A1 PCT/EP2020/059758 EP2020059758W WO2020221554A1 WO 2020221554 A1 WO2020221554 A1 WO 2020221554A1 EP 2020059758 W EP2020059758 W EP 2020059758W WO 2020221554 A1 WO2020221554 A1 WO 2020221554A1
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WO
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service
vehicle equipment
quality
vehicle
mobile vehicle
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/059758
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Inventor
Matthieu Baglin
Cédric BONDIER
Eric Perraud
Stéfania SESIA
Original Assignee
Renault S.A.S
Nissan Motor Co., Ltd.
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Publication date
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Priority to US17/607,274 priority patent/US20220210688A1/en
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Definitions

  • the invention relates generally to wireless communication systems and in particular to a device and a method for managing V2X communication between a vehicle and one or more receiving devices.
  • V2X radio access technologies including communication technologies 'between Vehicles' (V2V or "Vehicle To Vehicle” in English), between 'Vehicles and infrastructures' ( V2I), and between 'Vehicles and Pedestrians' (V2P).
  • V2X radio access technologies including communication technologies 'between Vehicles' (V2V or "Vehicle To Vehicle” in English), between 'Vehicles and infrastructures' ( V2I), and between 'Vehicles and Pedestrians' (V2P).
  • V2X radio access technologies including communication technologies 'between Vehicles' (V2V or "Vehicle To Vehicle” in English), between 'Vehicles and infrastructures' ( V2I), and between 'Vehicles and Pedestrians' (V2P).
  • Such messages are generally used to determine an action to be taken in a real time situation such as for example an alert action if a risk of collision is detected or an urgent stop
  • Automotive applications can send their V2X messages (V2V, V2I and V2P) by various means.
  • the sending of V2X messages can for example be carried out by means of V2V 'direct' communications based, for example, on 802.11 p standards, on PC5 radio technology or even on a 5G link.
  • V2V 'direct' communications are still referred to as short range or ad hoc technologies.
  • the invention improves the situation. To this end, it offers a mobile vehicle equipment comprising a V2X communication management device, connected to a cellular communication network.
  • the communication management device comprises a Radio Access Technology selection unit configured to determine at least one Radio Access Technology (RAT) available to use for the transmission of a data packet, associated with an application. V2X performed by the mobile vehicle equipment, to at least one receiving device.
  • the selection unit is configured to select at least one available Radio Access Technology from a set of Radio Access Technologies, based on target Quality of Service information comprising a tuple of radio access indicators. performance indicators, the tuple of performance indicators comprising at least one performance indicator and being determined from a set of performance indicators chosen as a function of the V2X application.
  • the performance indicators of the set of performance indicators can be chosen from a group comprising at least one latency parameter, a reliability parameter, an availability parameter, a data rate parameter and an information age parameter.
  • the mobile vehicular equipment can be configured to receive an opening notification of an information transport medium between the application server and the mobile vehicular equipment, if an estimated Quality of Service over a future period of time satisfies one or more conditions relating to Quality of Service information.
  • the subscription request can also include a description of the Region of Interest associated with the V2X application, the description being a relative description with respect to the position of the vehicle equipment or an absolute description defined in an absolute frame of reference.
  • the communication management device can include a V2X service availability estimation unit, the service availability estimation unit being able to estimate the availability of a V2X service from QoS Quality of Service prediction information.
  • the mobile vehicular equipment can further include an availability determination unit configured to calculate an availability vector of RATs, from the comparison between the target Quality of Service and a predicted Quality of Service over a future time window, the vector availability comprising a set of components having a binary value, each component being associated with a RAT usable for the transmission of the data packet from the mobile vehicle equipment, the binary value indicating the availability or the unavailability of the RAT.
  • an availability determination unit configured to calculate an availability vector of RATs, from the comparison between the target Quality of Service and a predicted Quality of Service over a future time window, the vector availability comprising a set of components having a binary value, each component being associated with a RAT usable for the transmission of the data packet from the mobile vehicle equipment, the binary value indicating the availability or the unavailability of the RAT.
  • a method of transmitting a data packet associated with a V2X application of a mobile vehicle equipment executing the V2X application to at least one receiving device is also proposed, the mobile vehicle equipment being connected to a cellular communication network.
  • the method comprises a selection step consisting in selecting at least one Radio Access Technology available to be used for the transmission of the data packet, from a set of Radio Access Technologies, as a function of information from Target Quality of Service comprising a n-tuple of performance indicators, said n-tuple of performance indicators comprising at least one performance indicator and being determined from a set of performance indicators chosen as a function of the V2X application .
  • the embodiments of the invention also make it possible to control the availability of radio access technologies from the Quality of Service, and to select the optimal radio access technologies to be applied for the transmission of a V2X message.
  • FIG. 2 is a diagram representing the communication management system according to certain embodiments.
  • FIG. 3 is a diagram representing the connection management unit according to one embodiment
  • FIG. 4 is a flowchart representing a method of managing communication between a motor vehicle and a receiving device, according to certain embodiments
  • FIG. 5 is a flowchart representing the subscription method according to one embodiment
  • FIG. 6 is a diagram representing the Quality of Service control unit, according to one embodiment
  • FIG. 8 is a flowchart showing the method of mapping a category of data packet to be sent, according to one embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart representing the method of selecting RATs for transmission, according to one embodiment.
  • FIG. 1 represents an example of V2X 100 communication infrastructure, according to embodiments of the invention.
  • the embodiments of the invention provide a device and a method for managing V2X communication between a mobile vehicle equipment 2 (also called hereinafter 'vehicle' or 'sender vehicle') and at least one receiver device 3, capable of dynamically determining one or more RAT radio access technologies available to be used for the transmission of data from the mobile vehicle equipment 2 to the receiver device (s) 3, as a function of at least one target performance indicator.
  • a mobile vehicle equipment 2 also called hereinafter 'vehicle' or 'sender vehicle'
  • receiver device 3 capable of dynamically determining one or more RAT radio access technologies available to be used for the transmission of data from the mobile vehicle equipment 2 to the receiver device (s) 3, as a function of at least one target performance indicator.
  • the environment 100 forms an intelligent transport architecture (ITS) configured to manage the safety and efficiency of road traffic using V2X wireless communications between a vehicle 2 and a connected receiver device 3.
  • ITS intelligent transport architecture
  • Each vehicle 2 can be equipped with a communication device 20 configured to allow communication relating to one or more V2X applications:
  • V2X communication can be used in applications for optimizing road efficiency, managing road traffic, reducing victims and improving road safety, of autonomous vehicles.
  • the vehicle can be equipped with wireless communication means (in transmission and reception) suitable for communication with the cellular network 1 and for communication based on RATs with the receiving devices 3 located nearby.
  • the receiver devices 3 also implement one or more corresponding V2X applications and a device communication 30 capable of communicating with the communication device 20 of the vehicle 2.
  • the vehicle 2 can also be equipped with a set of sensors configured to measure environmental parameters and / or at least one camera configured to record image sequences of the environment of the vehicle. Data from sensors and / or cameras can be used by communication device 20.
  • V2X communication can be used for the use of intelligent services by 2 vehicles by sharing the information
  • a V2X communication uses a transmitting or receiving vehicle equipment such as the vehicle 2, implementing a V2X application via a data transport conforming to 3GPP.
  • the V2X communication can be V2V, V2I or V2N communication.
  • V2V communication communication takes place between two vehicles 2 and 3 which use a V2V application.
  • a vehicle 2 and a road infrastructure 3 also called the Roadside Unit or RSU
  • RSU Roadside Unit
  • a road infrastructure 3 supports a V2I service configured to send and / or receive data to / from the vehicle 2 using the V2I application.
  • a road infrastructure 3 can be implemented in a base station or stationary vehicle equipment.
  • V2N communication is between a vehicle 2 and a V2X application server (such as server 7).
  • the communication device comprises a communication management device 200 configured to dynamically determine the available radio access technology (s) likely to be used for the transmission of a V2X data packet. to the detected receiver devices 3, as a function of a set of target performance indicators comprising at least one performance indicator.
  • Radio Access Technology refers to the underlying physical connection method for a radio communication network, such as for example and without limitation:
  • a RAT here designates any current or future generation Radio Access Technology.
  • the execution of the V2X application by the vehicle 2 can use a cellular communication network 1 comprising at least a base station 4, a cellular network core 5 and an application server (AS) 6 is used.
  • the communication network allows the vehicle 2 to access the V2X service corresponding to the V2X application and to communicate V2X messages (in the form of V2X data packets) with the receiver devices 3.
  • a receiving device 3 designates any device provided with means of
  • the base stations 4 can be equipped with V2X communication functions to support V2X communication.
  • the application server 6 can be any type of server off the network (“cloud” server or distributed server for example) implementing data processing functions configured to send the information that the vehicle needs.
  • the cellular communication network may for example be an LTE network, the base stations 4 being eNB nodes of the LTE network.
  • the receiver device 3 can receive data directly from the sending vehicle 2 or from the application server 6 via the base station (s) 4 and the heart of the device. network 5.
  • the vehicle 2 can use the V2X application server to relay, multi-broadcast or broadcast road traffic information or safety information or road application information to 3 receiver devices located in a proximity zone and running an application V2X corresponding.
  • vehicle 2 can broadcast a V2V message simultaneously (for example in parallel) to several other vehicles 3 located nearby or a V2I message to a single road infrastructure 3 or broadcast a V2P message to all pedestrian devices equipped with a mobile device 3 located nearby.
  • the vehicle 2 can transmit a V2X subscription request to the application server 6 through at least one base station 4, when the vehicle is in the coverage area of the or base stations 4, the request comprising application layer information such as location information or service attributes.
  • the base station 4 serving the vehicle 2 transmits the subscription request to the core network 5.
  • the core network 5 can be configured to read this request, register a mobile vehicle equipment 2 in response to a V2X subscription request, locate the 'mobile vehicle equipment 2, authenticate the mobile vehicle equipment 2, and / or manage the Quality of Service of the connection between the vehicle 2 and the application server 6 as a function of the type of subscription.
  • the vehicle 2 can negotiate with the core network 5 the Quality of Service of the connection between the vehicle 2 and the application server 6 as a function of the type of subscription, independently of the subscription process itself.
  • the V2X service hosted in the application server 6 can negotiate with the core network 5 the Quality of Service of the connection between the vehicle 2 and the application server 6 according to the type of subscription, independently of the process. subscription.
  • the core network 5 can establish, during the registration of the vehicle with the core of cellular network, connectivity with a default Quality of Service, each level of Quality of Service having been provisioned (allocated) by the operator according to the vehicle's subscription to it.
  • the vehicle 2 can reach the network core 5 using one or more access technologies such as access technology conforming to the 3GPP specification, such as for example E-UTRAN (in LTE and LTE-Advanced), or UTRAN , or not compliant with 3GPP such as WiMAX, or WLAN.
  • access technology conforming to the 3GPP specification such as for example E-UTRAN (in LTE and LTE-Advanced), or UTRAN , or not compliant with 3GPP such as WiMAX, or WLAN.
  • the cellular communication network 1 serves to relay and provide data between the vehicle 2 and the external application server 6 which provides the V2X service.
  • the subscription request may include information relating to the target Quality of Service desired by the vehicle 2.
  • the Quality of Service is made up of a tuple of performance indicators, depending on the V2X application executed.
  • the performance indicators (denoted KPIs) of the tuple can comprise one or more indicators among:
  • one or more parameters relating to latency such as maximum latency or average latency
  • one or more reliability parameters such as the maximum or average message loss rate
  • Maximum latency refers to the maximum transfer time of V2X data from vehicle 2 (sending vehicle) to application server 6 or from application server 6 to receiving device 3.
  • the average latency designates the average transfer time of V2X data from the vehicle 2 (sending vehicle) to the application server 6 or from the application server 6 to the receiving device 3.
  • the maximum message loss rate denotes the maximum percentage of V2X packets lost between vehicle 2 (sender vehicle) and application server 6 or between application server 6 and receiver device 3.
  • Maximum throughput refers to the throughput negotiated between vehicle 2 (sending vehicle) and application server 6 for the latency and rate of loss of targeted messages.
  • the embodiments of the invention also make it possible to dynamically determine the RATs available for use in V2X communication between a vehicle 2 and a receiver device 3 which guarantee optimal performance indicators KPIs with respect to the target performances defined as a function of the V2X application executed by vehicle 2 (eg V2X emergency braking message, V2X traffic jam message, remote driving, etc.).
  • the V2X communication management device 200 can dynamically determine the available RATs and select those which make it possible to reduce the network load.
  • FIG. 2 is a diagram representing the communication management device 200 on board the vehicle 2, according to certain embodiments.
  • the V2X communication management device 200 may include a connection management unit 2001 configured for establishing a connection with the application server 6 via the base station or stations 4 which serve the vehicle and the core network 5, according to a registration and subscription process.
  • the connection management unit 2001 makes it possible to establish communication with the application server 6 which is off-loaded on the network, to register the vehicle equipment 2 and / or to subscribe to the V2X service.
  • the subscription allows vehicle 2 to indicate its needs to the offloaded application server 6.
  • connection management unit 2001 is configured to send the application server 6 a request
  • the registration request may include:
  • the Region of Interest can be detected by the vehicle during execution the V2X application using one or more sensors and / or signaling means fitted to the vehicle;
  • the Region of Interest can be represented by a set of ROI parameters (Region of Interest parameters) characterizing the Region of Interest;
  • V2X service attributes indicating the type of information that the vehicle 2 needs
  • KPIncible defined by a tuple comprising n target values defined for n KPIjtarget Performance Indicators (n being an integer at least equal to 1) associated with the V2X application executed by the vehicle such as reliability, latency, etc.
  • the V2X communication management device 200 further comprises a selection unit for available Radio Access Technologies (RATs) 2000 (also called an “availability unit”) configured to determine a list of available RATs to be used for the transmission of data. a V2X message relating to a V2X application executed by vehicle 2 to receiving devices 3.
  • the V2X communication management device 200 can further include a QoS 2002 control module configured to analyze the current value of each of the n performance indicators, during the execution of the V2X application, for each of the P RAT technologies.
  • the control module 2002 can include one or more storage structures (not shown) for storing the current value of each of the n performance indicators, for example in the form of a matrix P * n (P times n).
  • the 2002 n Performance Indicators control module can store predicted values of the n performance indicators, each predicted value being associated with a future time window corresponding to the period of validity of the predicted value.
  • KPI value prediction can be done by a prediction function implemented in
  • the environment 100 for example in the cellular network 1 (for example, in the core network 5) or in the vehicle 2 or in the application server 6.
  • the rest of the description will be given with reference to predicted values of KPI, as an illustrative example.
  • the RATs selection unit can be activated by vehicle 2 when a V2X message is to be sent to receiver devices 3, for example in response to the detection of conditions for sending V2X messages (depending on detected events) by vehicle 2.
  • the unit for determining available RATs 2000 can then determine the set of RATs available among the RATs of the tuple from the predicted values of each of the n performance indicators maintained by the control module 2002, and from a time estimate T_j associated with the current value of each performance indicator.
  • the unit of determination of available RATs 2000 is further configured to determine an availability bit representing the availability of the RAT as a function of the result of the comparison, using a time estimator configured to estimate for the considered RAT an availability time T_k representing the time during which the k-th RAT is estimated to be available or not available.
  • the time estimator can be configured to estimate only the availability time of a RAT, if it is determined by the comparator that the RAT is available.
  • the comparator and the time estimator are shown in the available RATs determination unit 2000, those skilled in the art will readily understand that the comparator and the time estimator can be arranged in other elements of the monitoring device. communication management 20, outside the selection unit 200.
  • the selection unit 200 can be configured to compare the QoS vectors j (with j ⁇ P) with the targeted QoS values, by message class ( target QoS for V2X messages of the 'Decentralized Event' type and target QoS for V2X MCM or 'Switch Collaboration Message' type messages), instead of comparing them to the QoS values targeted by application.
  • message class target QoS for V2X messages of the 'Decentralized Event' type and target QoS for V2X MCM or 'Switch Collaboration Message' type messages
  • the unit for determining available RATs 2000 can be configured to calculate a vector of available RATs V comprising P components, each component being associated with one RAT among the P RATs, each k-th component corresponding to the availability bit determined for the k -th RAT and may have a first value (for example 1) indicating the availability of the RAT or a second value (for example 0) indicating the non-availability of the RAT.
  • a first value for example 1
  • a second value for example 0
  • the vector V i can be specific to each application “i” or to each class of messages “i”.
  • the vector V can be semi-static. As used here a 'semi-static' vector designates a vector which changes little in the over time, that is, as long as no change in performance indicators is detected or reported.
  • the selection unit 200 can further comprise a selector 2004 configured to select an RAT of the vector V, from selection criteria comprising at least one criterion from among a redundancy criterion, a V2X service cost criterion, a criterion of message priority, and / or a service criterion.
  • the selector 2004 thus provides an availability sub-vector V 'thus comprises a subset of the components of the availability vector V, each component of the vector V' being associated with a RAT and having the value associated with it in the vector of availability V, the other components of the availability vector V having been deleted.
  • the unit for determining available RATs 2000, and the control module 2002 form a control plane making it possible to establish V2X communication.
  • the communication management module 200 may further comprise a transmission manager 2005 configured to select the RATs of the sub-vector V, 'associated with an availability bit having the first binary value (for example ⁇ ') which indicates the availability of the Corresponding RAT and adds information relating to the available RATs selected to the payload of the data packet to be transmitted to the receiver devices 3, for example at the header of the data packet (data plan of
  • the communication management device 200 can be used for dynamic routing of the V2X data by matching the data packet to be sent to the receiver devices 3 with the available RATs selected taking into account the radio conditions.
  • the communication management device 200 can be used for semi-static data routing by matching the data packet to be sent from the vehicle 2 to the receiver devices 3 with the available RATs selected in function of message traffic classes taking into account information such as priority information, and content.
  • 'traffic classes' also called 'packet classes'
  • the traffic classes correspond to network classifications representing Quality of Service needs in the network.
  • the embodiments of the invention allow the selection and deselection of a long-range communication link Uu according to the message to be sent.
  • the Uu interface represents the interface between the vehicle equipment 2 and a base station 4 (air interface for long-range connectivity). It should be noted that although the description is made with reference to the Uu interface of the LTE network, the invention is not limited to LTE connectivity and applies to other types of connectivity such as connectivity. 5G or future centralized communication links.
  • An autonomous vehicle in fact uses a communication architecture for the execution of autonomous vehicle applications implemented in different systems (for example ADAS, GPS, etc.).
  • the communication management device according to the invention makes it possible to dynamically adapt communication with the network according to the different system needs of the autonomous vehicle.
  • the communication management device 200 may further comprise a V2X 2006 service availability estimation unit configured to estimate the availability of a V2X service from predicted Quality of Service information or from Quality of Service values negotiated with the application server 6, the Quality of Service (QoS) being defined as a subset of quality indicators.
  • Vehicle 2 can then activate or deactivate V2X services corresponding to V2X applications on board the vehicle 2 as a function of the vehicle's service availability information.
  • the embodiments of the invention allow the emitting vehicle 2 to obtain an estimate (prediction) of the Quality of Service and of the
  • the communication management device can assign priorities to V2X services based on the received estimates.
  • the control of the Quality of Service is carried out by the control module 2002 on board the vehicle 2 and not in the application server 6 which is offloaded in the network.
  • the KPIs to estimate the availability of the cellular RAT can use the QoS notifications of the connections created, when the vehicle connects to the offloaded service, or an overestimation (prediction) of the Quality of Service and the future availability of the cellular RAT. (in a future time window such as in the following minutes or seconds),
  • FIG. 3 represents an example of implementation of the communication management device 20, according to one embodiment.
  • connection management unit 2001 can comprise:
  • a registration and subscription module 21 configured to establish the connection between the vehicle 2 and the application server 6, independently of the location of the application server 6, and
  • a geographic service discovery module representing a web service having geographic components which can be hosted by the application server 6.
  • the geoservice discovery module 22 can be configured to exchange authentication information (identifiers) with a geoserver (which can be integrated into the application server 6) associated with the geoservice, for example example using an http message, to obtain the list of services supported by the geoserver.
  • a geoserver which can be integrated into the application server 6 associated with the geoservice, for example example using an http message, to obtain the list of services supported by the geoserver.
  • the list of services supported by the geoserver can be exchanged by means of a service management function embedded in the network.
  • Fig. 4 is a flowchart showing the method of communication management, according to some embodiments.
  • step 400 a V2X subscription request is sent by the vehicle 2 to the application server 6 via the base station 4 and the core network 5.
  • step 404 if the subscription is successful (step 402), a connection is established between the vehicle 2 and the application server 6.
  • step 406 a tuple of target performance indicators KPIs is received by the vehicle 2.
  • step 408 the value of the performance indicator tuple is checked for each RAT among a set of predefined RATs.
  • step 412 if a V2X message sending trigger condition is detected (410), the RATs available among the RATs monitored in step 408 are selected from the current value of the flag tuple. performance.
  • the selected available RATs can be returned as an availability vector. Available RATs RATs
  • selected are those that are associated with optimal KPIs performance indicators compared to the target performance defined for the V2X application.
  • At least one RAT is selected from among the available RATs of the availability vector as a function of one or more selection criteria (or metrics) such as redundancy, V2X service cost, V2X message priority. , etc.
  • step 416 the RATs selected in step 414 are put into
  • step 418 the V2X message is sent to the receiving devices 3 capable of receiving the V2X message sent by the vehicle 2.
  • Fig. 5 is a flowchart showing the registration and subscription process (step 400 of Fig. 4), according to one embodiment.
  • the registration and subscription process can be implemented by the block 21 of the connection unit 2001.
  • step 500 a registration request is sent to the V2X communication service corresponding to the V2X application which may include record attributes.
  • the attributes of records included in the record request can include, for example:
  • the communication protocol supported by the communication management device 200 for the subscription to the V2X service for example http, MQTT, etc.
  • the data plane for example UDP / IP, TCP / IP, MQTT, etc. .
  • a registration response is returned to the communication management device 200 which may include an identifier and a list of usable RATs.
  • the communication device 20 can optionally connect to the offloaded service via an APN (acronym for 'Access Point Name' meaning Access Point Name ) dedicated or via a dedicated network slice.
  • APN an APN (acronym for 'Access Point Name' meaning Access Point Name ) dedicated or via a dedicated network slice.
  • step 506 the subscription is carried out on the new connectivity created (in the case of a dedicated APN or a dedicated network split).
  • This step includes the assignment of a default QoS level by the core network 5 to the V2X pipe ('bearer') by default.
  • a subscription message can then be sent via the cellular network to the application server 6 so that it performs the subscription.
  • the subscription request may include the following subscription information:
  • Region of Interest information representing the target area to be detected for the implementation of the V2X service corresponding to the V2X application executed by the vehicle 2.
  • the Region of Interest information can include Region descriptors of interest; and or
  • the types of information required by the vehicle eg object, event, card, etc.
  • the types of information required by the vehicle eg object, event, card, etc.
  • attributes one or more attributes being associated with a type of information that vehicle 2 needs (examples of attributes for the type of information 'object' can be 'truck' or 'car'; an example of 'attribute for the' event 'information type can be' weather 'or' accident '; an example attribute for the' map 'information type can be' rounding '); and or
  • the target QoS target Quality of Service can be defined by an n- tuple comprising n target values defined for n KPI j target Performance Indicators:
  • Target QoS ( target KPh, ..., target KPIj, ..., n target KPI).
  • each cause comprising a set of sub-causes, each cause being associated with a cause identifier, each sub-cause being associated with a sub-identifier.
  • cause and a set of cause attributes designating information of interest to the vehicle 2.
  • the set of causes may include:
  • Sub_cause 2.a attributes ⁇ 2.a.1, 2. a.2, 2. a.3 ... ⁇
  • Sub_cause 2.b attributes ⁇ 2. b.2, 2. b.2, 2. b.3 ... ⁇
  • An example of the type of message specified in the subscription request can be for example 'DENM'.
  • Examples of causes can be Dangerous-ObstacleOnRoad, Slow Vehicle, Faulty Vehicle, PostAccident, Human Problem,
  • cause attributes can include, but are not limited to:
  • the application server offloaded on the network 6 can be configured to predict (ie estimate) the Quality of Service over a future period of time, the Quality of Service information specified in the subscription request. in addition to including a nominal QoS nominal Quality of Service and / or Quality of Service conditions.
  • the Quality of Service conditions can be formulated in the form of a range of Quality of Service target values representing the range of acceptable QoS values for a degraded mode over a period of time (eg acceptable target QoS interval or lower threshold min QoS Quality of Service, representing the lower acceptable QoS value for degraded mode).
  • the target target QoS Quality of Service can be represented by performance indicators, such as a QoS descriptor.
  • the M performance indicators can include one or more performance indicators (KPIs) such as target latency, and / or target packet error rate.
  • KPIs performance indicators
  • QoS information specified in the subscription request can be represented by QoS descriptors, these QoS descriptors can include other information relating to QoS, such as:
  • the ROI Region of Interest information indicated in the subscription request can be described in several ways in the subscription information.
  • the region of interest ROI can be described in a relative manner with respect to the position of the vehicle 2 (quantified).
  • the relative description of the region of interest can then be in the form of a set of tiles arranged around a square in which vehicle 2 is located.
  • the information update rate may be limited and the update may contain only changes to its square or changes due to new relevant squares due for example to change of environment (eg change from an urban environment to a motorway environment).
  • the region of interest may not exactly match the region of relevance of vehicle 2.
  • the description of the region of interest can be based on a shape standardized with respect to a barycenter, such as for example an ellipse (defined by its major axis and its minor axis), a circle (defined by its center and its radius), a rectangle (defined by its length and width).
  • the barycenter information can be updated regularly to inform the geoserver.
  • Such a description of the region of interest is advantageously adapted to the proximity zone of the vehicle 2, the proximity zone being determined by the vehicle application based on a set of parameters such as speed, road characteristics, etc.
  • a barycenter update rate may be required, the update rate may be high with limited information to exchange.
  • an absolute description of the region of interest can be used.
  • the absolute description is defined in an absolute frame of reference.
  • the absolute description can be represented from vectors and / or polygons and / or tiles, which makes it possible to obtain a description adapted to the proximity zone of the vehicle 2.
  • the subscription can be made using a notification method.
  • the server According to this notification method, the server
  • offloaded application 6 can either periodically send information that matches the required subscription conditions or can be configured to detect a change in the information that matches the required subscription conditions since the last notification.
  • connection unit 2001 (after step 510 of FIG. 5) can output a list of the ports of the registered V2X services, where a port can be mapped (mapped) to a single service. V2X or a plurality of V2X services.
  • the same level of Quality of Service QoS can be applied to the different links created during the subscription.
  • the QoS 2002 control module is responsible for controlling the QoSs of all communication links in order to determine the available RATs.
  • the 2002 Quality of Service control module can include:
  • a first control component 222 configured to control the QoS for cellular connectivity on the Uu interface (cellular network 1) and for the V2X services provided by the application server 6.
  • the first control component 222 can control the QoS for connectivity with the Uu interface from functions that may be available on the cellular network 1 (4G or 5G for example).
  • the first control component 222 can use data determined by media allocation, notification and QoS prediction functions implemented by cellular network 1. In one embodiment of the invention, at least some of these functions can be implemented in the offloaded application server 6. Alternatively, at least some of these functions can be controlled by the communication management device 2.
  • the application server 6 can
  • the application server 6 can use the Quality of Service prediction performed by the prediction function (implemented for example by the core network 5) to obtain prediction information relating to the levels of Possible Quality of Service in the specified Region of Interest for the specified V2X services.
  • Figure 7 shows the method of QoS prediction and QoS allocation, according to some embodiments.
  • the method of QoS prediction and QoS allocation may be implemented by one or more cellular network elements.
  • the list of a priori predicted (or estimated over a future period of time) Quality of Service levels is determined, at step 702, for at least one of the Quality of Service information specified in the subscription request (for example target QoS, nominal QoS, etc.).
  • the prediction step can be carried out by the network core 5 for example.
  • the step of predicting may first determine a prediction for the target Quality of Service.
  • a dedicated connection (“bearer") is requested for the target QoS specified in the subscription request (for example by the application server 6 or the geoservice), if the default connection does not satisfy the Target QoS (the predicted QoS equals the target QoS).
  • the term “bearer” refers to a medium or 'pipe' which serves to carry information associated with a V2X service (condition tested in step 704).
  • the medium can be a new dedicated radio medium (eg in an LTE cellular network) or a traffic flow (in a 5G cellular network).
  • the medium can be opened using an application programming interface API (acronym for "Application Programming Interface”) such as GARI MEC (acronym for "Mobile Edge Computing” literally meaning “Mobile edge computing”).
  • step 708 the creation of the medium is notified to the communication management device 20, the notification including information relating to the QoS class identifier (QCI).
  • the notification can be done for example by using secure notification messages such as NAS messages (acronym for "Non-Access stratum” meaning “Non-access layer”) and an AT command (AT is the abbreviation of "AThold ”) between the core network 5 and the mobile vehicle equipment 2.
  • step 704 if the predicted or allocated QoS is different from the target QoS target Quality of Service, it can be further verified (for example by the geoservice) whether the predicted QoS level is within a range of values of Degraded QoS acceptable, if such a QoS range is specified in the subscription request (the range can be defined by an interval of QoS values or by a QoS threshold). If the QoS value range condition is satisfied (i.e. the predicted QoS is within the specified QoS value range), a request can be sent (e.g.
  • degraded refers to a predicted QoS which does not satisfy the Target QoS but is within the acceptable QoS value range specified in the subscription request.
  • a notification can be sent by one of the off-board components (application server 6) to the on-board communication management device 200 to notify unavailability of the service.
  • the prediction function may not be implemented or used or usable by the system, for example if the application server 6 hosting the geoservice does not support a prediction function or if the core network cannot predict the Quality of Service of a particular V2X service in a given area.
  • V2X services can be made unavailable in response to the detection of certain events (security attack for example), or over a given geographical area or a given period of time.
  • the application server 6 may request from the core network 5 the creation of a dedicated connection and negotiate QoS parameters until a QoS satisfies the QoS conditions specified in the request. subscription (target QoS and optionally QoS value range) is found. The application server 6 will then consider that the negotiated QoS is valid until a change in QoS is notified by the cellular network.
  • allocation and control of the Quality of Service can be directly implemented in the vehicle 2 (on-board side) by the communication management device 200 (at least in part by the QoS control module 2002).
  • the communication management device 200 can then be configured to determine the availability or the unavailability of the cellular RAT for the V2X service considered from the QoS prediction information received from the prediction function, for example in the form of notification ( s).
  • the communication management device 200 can be configured to request a dedicated connection opening with a Quality of Service identified by a QoS identifier (QCI in 4G or 5QI by example) if the default connection does not meet the QoS conditions specified in the subscription request (the QoS conditions specified in the subscription request, for example in the form of QoS descriptors can be stored in a local database ).
  • QoS identifier QoS identifier
  • the communication management device 200 can request QoS prediction information (in the form of notifications for example) in a given geographical area, for example depending on the route planned by the vehicle 2.
  • the communication management device 200 can communicate with the prediction function by using signaling messages, for example of the NAS type.
  • the on-board communication management device 200 can then communicate with the QoS prediction function hosted in the cellular network 1 and request QoS prediction information, in different ways.
  • communication 200 can request the QoS prediction information at a given time, by providing information relating to the Region of Interest in the form for example of descriptors of the Region of Interest, and by receiving the prediction function in response. QoS predicted.
  • the communication management device 200 may receive, periodically or in response to the detection of events, a predicted QoS.
  • the management system may receive, periodically or in response to the detection of events, a predicted QoS. For this, the management system
  • communication 200 can:
  • the device for managing receives a notification in response to the detection of a predicted QoS lower than one of the thresholds of the set of thresholds; conversely, no notification is sent when the predicted QoS is greater than or equal to all thresholds.
  • the device for managing receives a notification in response to the detection of a predicted QoS lower than one of the thresholds of the set of thresholds; conversely, no notification is sent when the predicted QoS is greater than or equal to all thresholds.
  • the on-board communication 200 can use signaling messages via the user plane.
  • the QoS information can be requested by the communication management device 200 from a service located in the application server 6 in which the geoserver is registered.
  • the geoserver can then establish communication with the prediction function located in the cellular network (in the core network 5 for example) to obtain the QoS prediction information, as described in the first embodiment.
  • the communication management device 200 can associate an availability indicator with the connectivity of the Uu interface for a given V2X service, the indicator being able to have a first value if the connectivity is available for a given V2X service or a second value to indicate the unavailability of the connectivity of the Uu interface for the V2X service considered if the predicted QoS does not meet the QoS conditions specified by the vehicle 2 (for example by means of the QoS descriptors in the subscription request).
  • the communication management device 200 can request the cellular network to create a dedicated connection for the transport of relative information. to V2X service and negotiate reference QoS parameters satisfying the target QoS conditions specified in the subscription request. The communication management device 200 of the vehicle 2 will then consider the reference QoS to be valid until it is notified of a change by the cellular network.
  • the prediction QoS is associated with an estimated time period representing the period of time during which the prediction was made (QoS validity time window predicted).
  • the communication management device 200 may further include a notification unit configured to send information to one or more components of the communication management device 200 to notify the availability / unavailability of the cellular connection for the V2X service (connectivity Uu available / unavailable for V2X service).
  • the QoS prediction information being provided in advance, this allows the communication management device 200 (or more generally the vehicle 2) to adapt in the event of unavailability of a V2X service.
  • the selector of RATs 2004 can be configured to take account of packet transmission criteria according to a long-term transmission strategy, for the V2X service considered.
  • Transmission criteria may include one or more of the following criteria:
  • the availability information of the Uu interface for the V2X service which can be received from the service availability estimation unit, as well as the time window corresponding to this availability information (duration during which the connectivity link is available or unavailable as appropriate);
  • a correspondence table can be used by the selector of RATs 2004, the correspondence table associating a given type of service with a set of parameters relating to the V2X service.
  • the parameters relating to a given V2X service type may include one or more of the following parameters: the system requesting the service, the system providing the service, the message type, the packet category (or 'traffic class'), the 'set of RATs usable for the service, and port information comprising, for each usable RAT, the associated transmission port (s).
  • table T1 An example of a correspondence table is given by table T1:
  • the transmission manager 2005 can rely on the correspondence table.
  • the transmission manager 2005 can be configured to analyze the content of the message to be transmitted or the system providing this data to determine through which RAT such data must pass.
  • FIG. 8 is a flowchart representing the method implemented by the transmission manager 2005.
  • step 800 packet category matching information is received, the matching information possibly including at least some of the following information:
  • a semi-static correspondence table which associates RATS with categories of packets, this table being able to be used by the selector of RAT 2004 to filter the RATs of the availability vector V according to the long-term transmission strategy.
  • a list of the transmission ports available for connection with cellular network 1 for example, Uu connection for an LTE network
  • information relating to network slices connection to a virtual part of the network for a 5G cellular network
  • connections and their port characteristics eg GBR, QCI / 5QI, or TFT.
  • step 802 data can be received from the data provider corresponding to the packet to be sent from the vehicle 2 to the receiving devices 3 located nearby.
  • Supplier data can be received in a format suitable for transmission of the data packet (standardized format for example).
  • step 804 the semantic information included in the data packet can be analyzed.
  • step 806 the contents of the data packet can be highlighted.
  • step 808 from the filtered availability vector Vi which stores the availability information for a subset of the RATs and for the selected category, the RATs identified as available in the vector Vi are selected for the transmission of the data packet .
  • step 810 the information relating to the selected RATs is added to the data packet which is to be transmitted to the receiving devices 3, for example in the header of the packet.
  • the receiving devices 3 for example in the header of the packet.
  • information added to the package may include:
  • a binary data structure of available RATs such as a binary vector (bitmap) indicating, for each message, the list of RATs
  • the binary data structure can include a number of components at least equal to the number of available RATs (i.e. number of RATs associated with a value 1 in the vector Vi for example, if the value 1 represents the availability of a RAT).
  • the data structure of available RATs can for example include 4 components [no, hi, P2, n3], where no corresponds to RAT LTE (Uu), ni corresponds to RAT 5G (gU), n2 corresponds to RAT 802.11 p and n3 corresponds to RAT C-V2X (PC5).
  • the data structure of available RATs may further include port information indicating the transmission ports through which the information is to be routed.
  • Fig. 9 is a flowchart showing the method of selecting RATs, according to some embodiments.
  • the method for selecting RATs can be implemented by the 2005 transmission manager for apply the selection of RATs identified in the RAT availability data structure dynamically, using routing rules for each packet to be transmitted.
  • the RAT selection method can be implemented on the service layer ('facility layer' in English).
  • the service layer can be independent of the RAT used and separate protocol stack layers which are RAT dependent can be used.
  • the RATs selection method can be implemented under the geonetwork layer.
  • the RATS selection method can include a preliminary step in which it is verified whether the data packet to be transmitted on one or more RATs satisfies predefined transmission rules.
  • step 902 for each RAT (block 901) of the set of RATs indicated as available in the availability data structure (if
  • the probability of deletion or interception of the data packet by a congestion control or flow control mechanism is then determined.
  • the notion of 'data packet interception' refers to a process of discarding a data packet.
  • deletion or interception allows you to assess the risk that the packet will not be transmitted.
  • the tested RAT can be deleted in step 904 from candidate available RATs identified in the RAT availability data structure.
  • step 902 for a RAT Uu indicated as available for transmission of the data packet, it can be checked whether the data packet is mapped to a GBR bearer (using the selection information received by the selection process). If such condition is true for RAT LTE, the GBR bearer rate can be calculated. If the GBR media rate is higher than the negotiated maximum rate, there is a risk that the packet will be dropped in a 4G or 5G network.
  • the RAT Uu can then be deleted in step 904 from the candidate available RATs identified in the RAT availability data structure. When all the RATs have been processed in step 902 (block 906), the data packet can then be routed, in step 908, over the remaining available RATs (not deleted in step 904).
  • the RATs selection method makes it possible to select the optimal RATs for each V2X message (data packet) to be transmitted so that the effective connectivity performance meets the required performance (represented by the target QoS specified by the vehicle 2 in the subscription request).
  • the vehicle 2 can thus configure the geoservice so that the V2X information of the data packet is transmitted without the vehicle 2 having to communicate its position.
  • the confidentiality of the private data of the user of the vehicle 2 can be preserved.
  • the invention can be used for any V2X application involving transmission of a data packet from a vehicle 2 to at least one receiver device 3 (another vehicle, RSU, smart phone, etc.) located in a proximity area, whatever the environment of the vehicle.
  • a receiver device 3 another vehicle, RSU, smart phone, etc.
  • system or subsystems according to the embodiments of the invention can be implemented in various ways by hardware (“hardware”), software, or a combination of hardware and software, in particular in the form of program code which can be distributed in the form of a program product, in various forms.
  • the program code may be distributed using computer readable media, which may include computer readable storage media and communication media.
  • the methods described in the present description can in particular be implemented in the form of computer program instructions executable by one or more processors in a computer computing device. These instructions computer program can also be stored in a computer readable medium.
  • the invention is not limited to the embodiments described above by way of nonlimiting example. It encompasses all the variant embodiments which may be envisaged by those skilled in the art. In particular, those skilled in the art will understand that the invention is not limited to the performance indicators mentioned in the description above, and can include other types of performance indicators.
  • V2X Abbreviation for 'Vehicle to everything' (significant between vehicles).
  • - V2V Abbreviation for 'Vehicle to Vehicle' (meaning 'vehicle to vehicle').
  • V2N Abbreviation for 'Vehicle to Network' (meaning 'vehicle to network').
  • V2N2V Abbreviation to indicate indirect V2V communication, via a network.
  • - MNO Acronym for 'Mobile Network Operator' (meaning Mobile Network Operator).
  • - MEC Acronym for 'Mobile Edge Computing' (meaning 'Computing on the mobile edge').
  • - eNB / gNB Base Station for LTE and 5G respectively.
  • - RAT Radio Access Technology.
  • Radio access interface used when two users communicate directly without using the cellular network infrastructure (for V2V).
  • QoS Quality of Service (QoS stands for 'Quality of Service').
  • AT comes from ATTENTION
  • Type of signal used to send specific commands (AT comes from ATTENTION)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Il est proposé un équipement véhiculaire mobile (2) comprenant un dispositif de gestion de communication V2X (20), connecté à un réseau de communication cellulaire. Le dispositif de gestion de communication comprend une unité de sélection de Technologie d'Accès Radio (200) qui détermine les Technologies d'Accès Radio (RAT) disponibles à utiliser pour la transmission d'un paquet de données, associé à une application V2X exécutée par l'équipement véhiculaire mobile (2), à au moins un dispositif récepteur (3). L'unité de sélection (200) est configurée pour sélectionner les Technologies d'Accès Radio disponibles à partir d'un ensemble de Technologies d'Accès Radio, en fonction d'informations de Qualité de Service cible comprenant un nuplet d'indicateurs de performances, le n-uplet d'indicateurs de performances comprenant au moins un indicateur de performance et étant déterminé parmi un ensemble d'indicateurs de performance choisis en fonction de l'application V2X.

Description

SYSTEME ET PROCEDE DE GESTION DE COMMUNICATION V2X ENTRE UN VEHICULE ET UN DISPOSITIF RECEPTEUR
L'invention concerne de manière générale les systèmes de communication sans fil et en particulier un dispositif et un procédé de gestion de communication V2X entre un véhicule et un ou plusieurs dispositifs récepteurs.
Les technologies de communication entre véhicules ont connu des avancées majeures ces dernières années grâce à l'émergence de systèmes de transport intelligents (STI) mises en œuvre entre véhicules connectés pour améliorer la sécurité et l'efficacité de la circulation routière. Les systèmes STI sont basés sur la diffusion de messages, selon des technologies d'accès radio V2X comprenant des technologies de communication 'entre Véhicules' (V2V ou "Vehicle To Vehicle" en langue anglo-saxonne), entre 'Véhicules et infrastructures' (V2I), et entre 'Véhicules et Piétons' (V2P). De tels messages sont généralement utilisés pour déterminer une action à mettre en œuvre dans une situation en temps réel comme par exemple une action d'alerte si un risque de collision est détecté ou une action d'arrêt urgent si un danger est détecté, l'action devant généralement être mise en œuvre rapidement.
Les applications automobiles peuvent envoyer leurs messages V2X (V2V, V2I et V2P) par différents moyens. L'envoi des messages V2X peut être par exemple effectué au moyen de communications 'directes' V2V basées par exemple sur les normes 802.11 p, sur la technologie radio PC5 ou encore sur une liaison 5G. De telles communications 'directes' V2V sont encore appelées technologies à courte portée ou adhoc.
Alternativement, l'envoi des messages V2X peut être effectué au moyen de communications 'indirectes' (V2N2V) utilisant une connectivité 4G ou 5G (via l'interface air, encore appelée interface Uu, pour les réseaux LTE and 5G). Dans le cas de communications indirectes V2N2V, un serveur débarqué dans le réseau ("Offboard" en langue anglo-saxonne) héberge un service qui traite les données et les rend disponibles pour l'utilisateur. Les performances de connectivité requises sont généralement différentes en fonction de la situation utilisateur, par exemple en termes de latence, de fiabilité, et/ou de débit. Dans d'autres situations, la disponibilité de service peut jouer également un rôle important. Cependant, il n'existe pas de solution permettant de déterminer dynamiquement la technologie d'accès radio la plus adaptée à appliquer en fonction des performances cibles.
Dans la demande de brevet CN106658351 , une solution est proposée pour déterminer une stratégie de transmission sur liaison descendante pour une station de base 4G. En particulier, cette solution permet de déterminer le type de liaison (diffusion, multidiffusion, monodiffusion) à utiliser et le nœud eNB cible à sélectionner et de transmettre des données V2X reçues selon le type de service V2X. Cependant, cette solution ne permet pas de sélectionner la technologie d'accès radio RAT la plus adaptée au niveau de Qualité de Service cible des messages V2X.
Dans une autre approche, décrite dans la demande WO2001705531 , il est proposé de sélectionner un réseau LTE ou des unités de bord de route (‘Road Side unit’ en langue anglaise ou RSU) pour des stations de base V2X pour certains types de message V2X. Cette solution déporte une partie du traitement V2X dans les RSUs pour une répartition de charge optimisée entre les réseaux cellulaires et V2X. Cependant, la sélection est réalisée à partir des stations de base LTE et non de la partie embarquée dans le véhicule. Par ailleurs, cette solution ne permet pas de déterminer la technologie RAT à appliquer par message qui permet d'atteindre au mieux les performances cibles.
Il existe donc un besoin pour un système et un procédé amélioré permettant de déterminer dynamiquement la Technologie d'Accès Radio optimale à appliquer pour l'envoi d'un message V2X en fonction de performances cibles.
L’invention vient améliorer la situation. A cet effet, elle propose un équipement véhiculaire mobile comprenant un dispositif de gestion de communication V2X, connecté à un réseau de communication cellulaire. Avantageusement, le dispositif de gestion de communication comprend une unité de sélection de Technologie d'Accès Radio configurée pour déterminer au moins une Technologie d'Accès Radio (RAT) disponible à utiliser pour la transmission d'un paquet de données, associé à une application V2X exécutée par l'équipement véhiculaire mobile, à au moins un dispositif récepteur. U'unité de sélection est configurée pour sélectionner au moins une Technologie d'Accès Radio disponible à partir d'un ensemble de Technologies d'Accès Radio, en fonction d'informations de Qualité de Service cible comprenant un n- uplet d'indicateurs de performances, le n-uplet d'indicateurs de performances comprenant au moins un indicateur de performance et étant déterminé parmi un ensemble d'indicateurs de performance choisis en fonction de l'application V2X.
Dans un mode de réalisation, les indicateurs de performances de l’ensemble d'indicateurs de performances peuvent être choisis dans un groupe comprenant au moins un paramètre de latence, un paramètre de fiabilité, un paramètre de disponibilité, un paramètre de débit de données et un paramètre d'âge d'information.
Le dispositif de gestion de communication peut comprendre une unité de connexion configurée pour établir une connexion initiale avec un serveur d'application fournissant le service V2X associé à l'application V2X, via un réseau cellulaire, l'unité de connexion étant configurée pour envoyer une requête de souscription à l'application V2X au serveur d'application, la requête de souscription identifiant le service V2X et comprenant des informations de Qualité de Service souhaitées par l'équipement véhiculaire mobile, les informations de Qualité de Service comprenant la Qualité De Service cible.
En particulier, l'équipement véhiculaire mobile peut être configuré pour recevoir une notification d'ouverture de support de transport d'information entre le serveur d'application et l'équipement véhiculaire mobile, si une Qualité de Service estimée sur une période de temps future satisfait une ou plusieurs conditions relatives aux informations de Qualité de Service.
Les informations de Qualité de Service peuvent comprendre en outre une plage de valeur de Qualité de Service dégradée acceptable.
La requête de souscription peut comprendre en outre une description de Région d'intérêt associée à l'application V2X, la description étant une description relative par rapport à la position de l'équipement véhiculaire ou une description absolue définie dans un référentiel absolu.
En particulier, la description absolue peut être représentée dans le référentiel absolu à partir de vecteurs et/ou de polygones et/ou de tuiles.
La requête de souscription peut en outre comprendre des types d’information et des attributs, chaque attribut étant associé à un type d’information donné.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de gestion de communication peut comprendre une unité d'estimation de disponibilité de service V2X, l’unité d'estimation de disponibilité de service étant apte à estimer la disponibilité d'un service V2X à partir d'information de prédiction de la Qualité de Service QoS.
L’équipement véhiculaire mobile peut comprendre en outre une unité de détermination de disponibilité configurée pour calculer un vecteur de disponibilité de RATs, à partir de la comparaison entre la Qualité de Service cible et une Qualité de Service prédite sur une fenêtre temporelle future, le vecteur de disponibilité comprenant un ensemble de composants ayant une valeur binaire, chaque composant étant associé à un RAT utilisable pour la transmission du paquet de données depuis l'équipement véhiculaire mobile, la valeur binaire indiquant la disponibilité ou l'indisponibilité du RAT.
Dans un mode de réalisation, l’équipement véhiculaire mobile peut en outre comprendre un sélecteur de RATs configuré pour sélectionner au moins un RAT parmi les RATs du vecteur de disponibilité de RATs en fonction d'un ensemble de critères de transmission.
En particulier, les critères de transmission peuvent comprendre un critère relatif à un paramètre de redondance et/ou un paramètre de coût de service V2X et/ou un paramètre de priorité de message et/ou un paramètre de service V2X.
Il est en outre proposé un système de communication V2X comprenant au moins un équipement véhiculaire selon l'une des caractéristiques précédentes, un réseau de communication cellulaire et un serveur d'application délivrant le service V2X associé à l'application V2X, le système comprenant une fonction de prédiction apte à prédire la Qualité de Service à partir des informations de Qualité de Service cible.
Il est également proposé un procédé de transmission d'un paquet de données associé à une application V2X d'un équipement véhiculaire mobile exécutant l’application V2X à au moins un dispositif récepteur, l'équipement véhiculaire mobile étant connecté à un réseau de communication cellulaire. Avantageusement, le procédé comprend une étape de sélection consistant à sélectionner au moins une Technologie d'Accès Radio disponible à utiliser pour la transmission du paquet de données, à partir d'un ensemble de Technologies d'Accès Radio, en fonction d'informations de Qualité de Service cible comprenant un n-uplet d'indicateurs de performances, ledit n-uplet d'indicateurs de performances comprenant au moins un indicateur de performance et étant déterminé parmi un ensemble d'indicateurs de performance choisis en fonction de l'application V2X.
Les modes de réalisation de l'invention permettent ainsi de contrôler et de prédire la qualité d'une technologie d'accès radio de manière à anticiper des changements et adapter le comportement embarqué.
Les modes de réalisation de l'invention permettent en outre de contrôler la disponibilité des technologies d'accès radio à partir de la Qualité de Service, et de sélectionner les technologies d'accès radio optimales à appliquer pour la transmission d'un message V2X.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit et des figures des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma représentant un exemple d'environnement opérationnel dans lequel peut être implémenté le système de gestion communication, selon des modes de réalisation de l'invention;
- la figure 2 est un diagramme représentant le système de gestion de communication selon certains modes de réalisation;
- la figure 3 est un diagramme représentant l'unité de gestion de connexion selon un mode de réalisation;
- la figure 4 est un organigramme représentant un procédé de gestion de communication entre un véhicule automobile et un dispositif récepteur, selon certains modes de réalisation;
- la figure 5 est un organigramme représentant le procédé de souscription selon un mode de réalisation;
- la figure 6 est un diagramme représentant l'unité de contrôle de Qualité de Service, selon un mode de réalisation;
- la figure 7 est un organigramme représentant le procédé de traitement d'une requête de souscription, selon un mode de réalisation;
- la figure 8 est un organigramme représentant le procédé de mise en correspondance d'une catégorie de paquet de données à envoyer, selon un mode de réalisation; et
- la figure 9 est un organigramme représentant le procédé de sélection de RATs pour la transmission, selon un mode de réalisation.
La description détaillée est en outre augmentée de l'annexe A1. Cette annexe est mise à part dans un but de clarification, et pour faciliter les renvois.
L'annexe fait partie intégrante de la description, et pourra donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. Ceci s’applique également en tous points aux dessins.
La figure 1 représente un exemple d’infrastructure de communication V2X 100, selon des modes de réalisations de l’invention. Les modes de réalisation de l'invention fournissent un dispositif et un procédé de gestion de communication V2X entre un équipement véhiculaire mobile 2 (encore appelé ci-après‘véhicule’ ou‘véhicule émetteur’) et au moins un dispositif récepteur 3, apte à déterminer dynamiquement une ou plusieurs technologies d'accès radio RAT disponibles à utiliser pour la transmission des données de l'équipement véhiculaire mobile 2 vers le ou les dispositifs récepteurs 3, en fonction d'au moins un indicateur de performance cible.
L'environnement 100 forme une architecture de transports intelligents (STI) configurée pour gérer la sécurité et l’efficacité du trafic routier en utilisant des communications sans fil V2X entre un véhicule 2 et un dispositif récepteur 3 connectés.
Chaque véhicule 2 peut être équipé d'un dispositif de communication 20 configuré pour permettre une communication relative à une ou plusieurs applications V2X :
- entre le véhicule 2 et un serveur d'application 6 distribuant le service V2X vers les dispositifs récepteurs 3, via un réseau cellulaire de communicationl , ou
- un échange de paquets de données relatifs à une ou plusieurs applications V2X entre le véhicule 2 et des dispositifs récepteurs 3 situés dans une zone de portée, au moyen d'une ou plusieurs Technologies d'Accès Radio Adhoc, la zone de portée correspondant à la portée la plus faible des technologies radio Adhoc.
Plus généralement, une communication V2X peut être utilisée dans des applications d'optimisation de l'efficacité routière, de gestion de trafic routier, de réduction des victimes et d'amélioration de la sécurité routière, de véhicules autonomes.
Le véhicule peut être équipé de moyens de communication sans fil (en émission et réception) adaptés pour la communication avec le réseau cellulaire 1 et pour la communication à base de RATs avec les dispositifs récepteurs 3 situés à proximité. Les dispositifs récepteurs 3 implémentent également une ou plusieurs applications V2X correspondantes et un dispositif de communication 30 apte à communiquer avec le dispositif de communication 20 du véhicule 2.
Le véhicule 2 peut être en outre équipé d'un ensemble de capteurs configurés pour mesurer des paramètres environnementaux et/ou d'au moins une caméra configurée pour enregistrer des séquences d'images de l'environnement du véhicule. Les données des capteurs et/ou des caméras peuvent être utilisées par le dispositif de communication 20.
Une communication V2X peut être utilisée pour l'utilisation de services intelligents par des véhicules 2 en partageant les informations
environnementales acquises par les véhicules, des infrastructures routières ou des piétons équipés d'un dispositif mobile grâce à des véhicules ou
équipements de capteurs situés à proximité.
Une communication V2X utilise un équipement véhiculaire émetteur ou récepteur tel que le véhicule 2, mettant en œuvre une application V2X via un transport de données conforme à 3GPP. En fonction du type de dispositifs récepteurs 3, la communication V2X peut être une communication V2V, V2I ou V2N. Dans une communication V2V, la communication a lieu entre deux véhicules 2 et 3 qui utilisent une application V2V. Dans une communication V2I, un véhicule 2 et une infrastructure routière 3 (encore appelée Unité de Bord de Route ou RSU) utilisent une application V2I. Une infrastructure routière 3 supporte un service V2I configuré pour envoyer et/ou recevoir des données au/du véhicule 2 en utilisant l'application V2I. Une infrastructure routière 3 peut être implémentée dans une station de base ou un équipement véhiculaire stationnaire. Dans une communication V2N, la communication V2N est entre un véhicule 2 and un serveur d'application V2X (tel que le serveur 7). Selon les modes de réalisation de l'invention, le dispositif de communication comprend un dispositif de gestion de communication 200 configuré pour déterminer dynamiquement la ou les technologies d'accès radio disponibles susceptibles d’être utilisées pour la transmission d'un paquet de données V2X aux dispositifs récepteurs détectés 3, en fonction d'un ensemble d'indicateurs de performances cibles comprenant au moins un indicateur de performance. Telle qu'utilisée une Technologie d'Accès Radio (RAT) fait référence au procédé de connexion physique sous-jacent pour un réseau de communication radio, tel que par exemple et de manière non limitative:
- un RAT de troisième génération (3G),
- un RAT de quatrième génération (4G, LTE),
- un RAT de cinquième génération (5G),
- une communication Adhoc de type 11 p,
- une communication Adhoc de type PC5,
Plus généralement, un RAT désigne ici toute Technologie d'Accès Radio actuelle ou de génération future.
L'exécution de l'application V2X par le véhicule 2 peut utiliser un réseau cellulaire de communication 1 comprenant au moins une station de base 4, un cœur de réseau cellulaire 5 et un serveur d'application (AS) 6 est utilisé. Le réseau de communication permet au véhicule 2 d'accéder au service V2X correspondant à l'application V2X et de communiquer des messages V2X (sous la forme de paquets de données V2X) avec les dispositifs 3 récepteurs. Un dispositif récepteur 3 désigne tout dispositif muni de moyens de
communication pour recevoir les paquets de données V2X émis par le véhicule émetteur 2.
Les stations de base 4 peuvent être équipées de fonctions de communication V2X pour supporter la communication V2X.
Le serveur d'application 6 peut être tout type de serveur débarqué sur le réseau (serveur 'cloud' ou serveur distribué par exemple) implémentant des fonctions de traitement de données configurées pour envoyer les informations dont le véhicule a besoin.
Le réseau de communication cellulaire peut être par exemple un réseau LTE, les stations de base 4 étant des nœuds eNB du réseau LTE.
Dans les modes de réalisation où le dispositif récepteur 3 est un véhicule, le dispositif récepteur 3 peut recevoir des données directement du véhicule émetteur 2 ou du serveur d’application 6 par l’intermédiaire de station de base(s) 4 et du cœur de réseau 5. Le véhicule 2 peut utiliser le serveur d'application V2X pour relayer, multi- diffuser ou diffuser des informations de trafic routier ou des informations de sécurité ou des informations d'applications routières aux dispositifs 3 récepteurs situés dans une zone de proximité et exécutant une application V2X correspondante. Par exemple, le véhicule 2 peut diffuser un message V2V simultanément (par exemple en parallèle) à plusieurs autres véhicules 3 situés à proximité ou un message V2I à une unique infrastructure routière 3 ou diffuser un message V2P à tous les dispositifs piétons équipés d'un dispositif mobile 3 situés à proximité.
Pour envoyer un paquet de données V2X à des dispositifs récepteurs 3, le véhicule 2 peut transmettre une requête de souscription V2X au serveur d’application 6 à travers au moins une station de base 4, lorsque le véhicule est dans la zone de couverture de la ou des stations de base 4, la requête comprenant des informations de couches d'application telles que des informations de localisation ou des attributs de service.
La station de base 4 servant le véhicule 2 transmet la requête de souscription au cœur de réseau 5. Le cœur de réseau 5 peut être configuré pour lire cette requête, enregistrer un équipement véhiculaire mobile 2 en réponse à une requête de souscription V2X, localiser l'équipement véhiculaire mobile 2, authentifier l'équipement véhiculaire mobile 2, et/ou gérer la Qualité de Service de la connexion entre le véhicule 2 et le serveur d’application 6 en fonction du type de souscription.
Dans un autre mode de réalisation, le véhicule 2 peut négocier avec le cœur de réseau 5 la Qualité de Service de la connexion entre le véhicule 2 et le serveur d’application 6 en fonction du type de souscription, indépendamment du procédé de souscription proprement dite. En variante, le service V2X hébergé dans le serveur d’application 6 peut négocier avec le cœur de réseau 5 la Qualité de Service de la connexion entre le véhicule 2 et le serveur d’application 6 en fonction du type de souscription, indépendamment du procédé de souscription. Dans une autre variante de réalisation, le cœur de réseau 5 peut établir, pendant l’enregistrement du véhicule auprès du cœur de réseau cellulaire, des connectivités avec une Qualité de Service par défaut, chaque niveau de Qualité de Service ayant été provisionné (alloué) par l’opérateur en fonction de l’abonnement du véhicule auprès de celui-ci.
Le véhicule 2 peut atteindre le Cœur de réseau 5 en utilisant une ou plusieurs technologies d'accès telles qu'une technologie d'accès conforme à la spécification 3GPP, comme par exemple E-UTRAN (dans LTE et LTE- Advanced), ou UTRAN, ou non conforme à 3GPP telle que WiMAX, ou WLAN.
Le réseau de communication cellulaire 1 sert à relayer et fournir des données entre le véhicule 2 et le serveur d'application externe 6 qui fournit le service V2X.
La requête de souscription peut comprendre des informations relatives à la Qualité de Service cible souhaitée par le véhicule 2. La Qualité de Service est constitué d'un n-uplet d'indicateurs de performance, dépendant de l'application V2X exécutée.
Dans un mode de réalisation les indicateurs de performance (notés KPIs) du n-uplet peuvent comprendre un ou plusieurs indicateurs parmi :
- un ou plusieurs paramètres relatifs à la latence (tel que la latence maximale ou la latence moyenne),
- un ou plusieurs paramètres de fiabilité (tel que le taux de perte de message maximal ou moyen),
- un paramètre de disponibilité,
- un paramètre de débit de données (tel que le débit maximal), et/ou
- un paramètre d'âge d'information.
La latence maximale désigne le temps de transfert maximal d’une donnée V2X du véhicule 2 (véhicule émetteur) vers le serveur d’application 6 ou du serveur d’application 6 vers le dispositif récepteur 3.
La latence moyenne désigne le temps de transfert moyen d’une donnée V2X du véhicule 2 (véhicule émetteur) vers le serveur d’application 6 ou du serveur d’application 6 vers le dispositif récepteur 3. Le taux de perte de messages maximal désigne le pourcentage maximal de paquets V2X perdus entre le véhicule 2 (véhicule émetteur) et le serveur d’application 6 ou entre le serveur d’application 6 et le dispositif récepteur 3.
Le débit maximal désigne le débit négocié entre le véhicule 2 (véhicule émetteur) et le serveur d’application 6 pour la latence et le taux de perte de messages ciblés.
Les modes de réalisation de l'invention permettent en outre de déterminer dynamiquement les RATs disponibles à utiliser dans la communication V2X entre un véhicule 2 et un dispositif récepteur 3 qui garantissent des indicateurs de performances KPIs optimaux par rapport aux performances cibles définies en fonction de l'application V2X exécutée par le véhicule 2 (e.g. message V2X de freinage d'urgence, message V2X d'embouteillage, conduite à distance, etc.).
Les modes de réalisation de l'invention permettent de déterminer
dynamiquement en temps réel ou quasi-réel la ou des technologies d'accès radio RATs disponibles qui garantissent des indicateurs de performances optimaux par rapport aux indicateurs de performance cibles définies pour l'application V2X exécutée par le véhicule émetteur 2. Ainsi, le routage de l'information relative à l'application V2X, le contenu du message envoyé par le véhicule émetteur 2 aux dispositifs récepteurs 3 en utilisant les technologies d'accès radio disponibles sélectionnées sont effectuées de manière à optimiser dynamiquement l'utilisation des ressources radio. Par exemple, pour une application V2X associée à des indicateurs de performance liés à la charge du réseau, le dispositif de gestion de communication V2X 200 peut déterminer dynamiquement les RATs disponibles et sélectionner ceux qui permettent de réduire la charge du réseau.
La figure 2 est un diagramme représentant le dispositif de gestion de communication 200 embarqué dans le véhicule 2, selon certains modes de réalisation.
Comme illustré sur la figure 2, le dispositif de gestion de communication V2X 200 peut comprendre une unité de gestion de connexion 2001 configurée pour établir une connexion avec le serveur d'application 6 via la ou les stations de base 4 qui servent le véhicule et le réseau cœur 5, selon un procédé d'enregistrement et de souscription. L'unité de gestion de connexion 2001 permet d'établir la communication avec le serveur d'application 6 qui est débarqué sur le réseau, d'enregistrer l'équipement véhiculaire 2 et/ou de souscrire au service V2X. La souscription permet au véhicule 2 d'indiquer ses besoins au serveur d'application débarqué 6.
Dans un mode de réalisation, l'unité de gestion de connexion 2001 est configurée pour envoyer au serveur d'application 6 une requête
d'enregistrement au service de communication V2X, correspondant à l'application V2X. La requête d'enregistrement peut comprendre :
- une Région d'intérêt (ROI) représentant la zone cible à détecter pour la mise en œuvre du service V2X correspondant à l'application V2X exécutée par le véhicule 2, la Région d'intérêt peut être détectée par le véhicule pendant l'exécution de l'application V2X en utilisant un ou plusieurs capteurs et/ou moyens de signalisation équipant le véhicule; la Région d'intérêt peut être représentée par un ensemble de paramètres ROI (paramètres de Région d'intérêt) caractérisant la Région d'intérêt;
- des attributs de services V2X indiquant le type d'information dont le véhicule 2 a besoin; et
- une Qualité de Service cible QoScible=(KPI1 cible, ... , KPIjcible, ... ,
KPIncible) définie par un n-uplet comprenant n valeurs cibles définies pour n Indicateurs de Performance KPIjcible (n étant un entier au moins égal à 1 ) associés à l'application V2X exécutée par le véhicule tels que la fiabilité, la latence, etc.
Le dispositif de gestion de communication V2X 200 comprend en outre une unité de sélection de Technologies d'Accès Radio (RATs) disponibles 2000 (encore appelée « unité de disponibilité ») configurée pour déterminer une liste de RATs disponibles à utiliser pour la transmission d'un message V2X relatif à une application V2X exécutée par le véhicule 2 aux dispositifs récepteurs 3. Le dispositif de gestion de communication V2X 200 peut en outre comprendre un module de contrôle de QoS 2002 configuré pour analyser la valeur courante de chacun des n indicateurs de performance, pendant l'exécution de l'application V2X, pour chacun des P technologies RATs. Le module de contrôle 2002 peut comprendre une ou plusieurs structures de stockage (non représentées) pour stocker la valeur courante de chacun des n indicateurs de performance, par exemple sous la forme d'une matrice P*n (P fois n).
En variante, le module de contrôle 2002 des n Indicateurs de Performance peut stocker des valeurs prédites des n indicateurs de performance, chaque valeur prédite étant associée à une fenêtre temporelle future correspondant à la période de validité de la valeur prédite. La prédiction de valeur de KPI peut être effectuée par une fonction de prédiction implémentée dans
l'environnement 100, par exemple dans le réseau cellulaire 1 (par exemple, dans le cœur de réseau 5) ou dans le véhicule 2 ou dans le serveur d’application 6. La suite de la description sera faite en référence à des valeurs prédites de KPI, à titre d'exemple illustratif.
L'unité de sélection de RATs peut être activée par le véhicule 2 lorsqu'un message V2X est à envoyer aux dispositifs récepteurs 3, par exemple en réponse à la détection de conditions d'envoi de messages V2X (en fonction d'événements détectés) par le véhicule 2.
L'unité de détermination de RATs disponibles 2000 peut alors déterminer l'ensemble des RATs disponibles parmi les RATs du n-uplets à partir des valeurs prédites de chacun des n indicateurs de performance maintenues par le module de contrôle 2002, et d'un temps estimé T_j associé à la valeur courante de chaque indicateur de performance.
L'unité de détermination de RATs disponibles 2000 peut comprendre un comparateur configuré pour comparer, pour chaque RAT, les valeurs prédites des n indicateurs de performance QoSj=(KPhj , ... , KPIJJ, ... , KPInj) de chaque RAT d’un ensemble de P RATs (avec j < P) maintenues par le module de contrôle 2002, avec les valeurs cibles des n indicateurs de performance KPI définies par l'application QoScible=(KPhcible, ... , KPIj cible, ... , KPIn cible). L'unité de détermination de RATs disponibles 2000 est en outre configuré pour déterminer un bit de disponibilité représentant la disponibilité du RAT en fonction du résultat de la comparaison, en utilisant un estimateur de temps configuré pour estimer pour le RAT considéré un temps de disponibilité T_k représentant le temps pendant lequel le k-ième RAT est estimé disponible ou non disponible. Dans un mode de réalisation, l'estimateur de temps peut être configuré pour estimer seulement le temps de disponibilité d'un RAT, s'il est déterminé par le comparateur que le RAT est disponible. Bien que le comparateur et l'estimateur de temps soient représentés dans l'unité de détermination de RATs disponibles 2000, l'homme du métier comprendra aisément que le comparateur et l'estimateur de temps peuvent être agencés dans d'autres éléments du dispositif de gestion de communication 20, à l'extérieur de l'unité de sélection 200.
Dans une autre mode de réalisation, l’unité de sélection 200 peut être configurée pour comparer les vecteurs QoSj (avec j < P) aux valeurs QoS ciblées, par classe de message (QoScible pour les messages V2X de type ‘Evénement Décentralisé’ et QoScible pour les messages V2X de type MCM ou ‘Message de Collaboration de Manœuvre’), au lieu de les comparer aux valeurs de QoS ciblées par application.
L'unité de détermination de RATs disponibles 2000 peut être configurée pour calculer un vecteur de RATs disponible V comprenant P composants, chaque composant étant associé à un RAT parmi les P RATs, chaque k-ième composant correspondant au bit de disponibilité déterminé pour le k-ième RAT et pouvant avoir une première valeur (par exemple 1 ) indiquant la disponibilité du RAT ou une deuxième valeur (par exemple 0) indiquant la non-disponibilité du RAT. La suite de la description sera faite en référence à l'utilisation d'un tel vecteur de disponibilité V, à titre d'exemple non limitatif. Dans un mode de réalisation, le vecteur V, peut être spécifique à chaque application « i » ou à chaque classe de messages « i ». Le vecteur V, peut être semi-statique. Tel qu’utilisé ici un vecteur‘semi-statique’ désigne un vecteur qui évolue peu au cours du temps, c’est-à-dire tant qu’aucun changement des indicateurs de performance n’est détecté ou signalé.
L'unité de sélection 200 peut en outre comprendre un sélecteur 2004 configuré pour sélectionner un RAT du vecteur V, à partir de critères de sélection comprenant au moins un critère parmi un critère de redondance, un critère de coût de service V2X, un critère de priorité de message, et/ou un critère de service. Le sélecteur 2004 fournit ainsi un sous-vecteur de disponibilité V’ comprend ainsi un sous-ensemble des composants du vecteur de disponibilité V, chaque composant du vecteur V’ étant associé à une RAT et ayant la valeur qui lui est associé dans le vecteur de disponibilité V, les autres composants du vecteur de disponibilité V ayant été supprimés.
L'unité de détermination de RATs disponibles 2000, et le module de contrôle 2002 forment un plan de contrôle permettant d'établir la communication V2X.
Le module de gestion de communication 200 peut comprendre en outre un gestionnaire de transmission 2005 configuré pour sélectionner les RATs du sous-vecteur V,’ associés à un bit de disponibilité ayant la première valeur binaire (par exemple Ί ') qui indique la disponibilité du RAT correspondant et ajoute des informations relatives aux RATs disponibles sélectionnés à la charge utile du paquet de données à transmettre aux dispositifs récepteur 3, par exemple en entête du paquet de données (plan de données de
transmission) ou dans une métadonnée, pour permettre le routage du message vers les RATs sélectionnés par des couches logicielles.
Le dispositif de gestion de communication 200 peut être utilisé pour un routage dynamique des données V2X en mettant en correspondance le paquet de données à envoyer vers les dispositifs récepteur 3 avec les RATs disponibles sélectionnés en tenant compte des conditions radios.
Dans un autre exemple d'application, le dispositif de gestion de communication 200 peut être utilisé pour un routage des données semi-statique en mettant en correspondance le paquet de données à envoyer du véhicule 2 vers les dispositifs récepteur 3 avec les RATs disponibles sélectionnés en fonction des classes de trafic de messages en tenant compte d'informations telles que des informations de priorité, et de contenu.
Telle qu'utilisée ici, des 'classes de trafic' (encore appelées 'classes de paquets') font référence à des catégories de messages groupés en fonction de critères de similarité ou de KPIs ciblés. Les classes de trafic correspondent à des classifications réseaux représentant des besoins de Qualité de Service dans le réseau.
Les modes de réalisation de l'invention permettent la sélection et la désélection d'une liaison de communication à longue portée Uu en fonction du message à envoyer.
L'interface Uu représente l'interface entre l'équipement véhiculaire 2 et une station de base 4 (interface air pour une connectivité à longue portée). Il convient de noter que bien que la description soit faite en référence à l'interface Uu du réseau LTE, l'invention n'est pas limitée à une connectivité LTE et s'applique à d'autres types de connectivité telle qu'une connectivité 5G ou des liaisons de communication centralisées futures.
Bien que non limitée à de telles utilisations, l'invention a des avantages particuliers dans le domaine des applications de véhicules autonomes. Un véhicule autonome utilise en effet une architecture de communication pour l'exécution d'applications de véhicule autonomes implémentées dans des systèmes différents (par exemple ADAS, GPS, etc... ). Le dispositif de gestion de communication selon l'invention permet d’adapter dynamiquement la communication avec le réseau en fonction des différents besoins systèmes du véhicule autonome.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de gestion de communication 200 peut comprendre en outre une unité d'estimation de disponibilité de services V2X 2006 configurée pour estimer la disponibilité d'un service V2X à partir d'informations de Qualité de Service prédites ou de valeurs de Qualité de Service négociées avec le serveur d'application 6, la Qualité de Service (QoS) étant définie comme un sous-ensemble de indicateurs de qualité. Le véhicule 2 peut alors activer ou désactiver des services V2X correspondant à des applications V2X embarquées sur le véhicule 2 en fonction des informations de disponibilité de service du véhicule.
Les modes de réalisation de l'invention permettent au véhicule émetteur 2 d'obtenir une estimation (prédiction) de la Qualité de Service et de la
disponibilité à venir des RATs utilisables, dans une fenêtre temporelle future (comme par exemple dans les minutes ou secondes suivantes), pour estimer la disponibilité de RATs. Dans un mode de réalisation, le dispositif de gestion de communication peut assigner des priorités aux services V2X en fonction des estimations reçues. Avantageusement, le contrôle de la Qualité de Service est effectué par le module de contrôle 2002 de manière embarquée dans le véhicule 2 et non dans le serveur d'application 6 qui est débarqué dans le réseau. Les KPIs pour estimer la disponibilité du RAT cellulaire peuvent utiliser les notifications de QoS des connexions créées, lorsque le véhicule se connecte au service débarqué, ou une sur-estimation (prédiction) de la Qualité de Service et de la disponibilité à venir du RAT cellulaire (dans une fenêtre temporelle future comme par exemple dans les minutes ou secondes suivantes),
La figure 3 représente un exemple d'implémentation du dispositif de gestion de communication 20, selon un mode de réalisation.
Comme montré sur la figure 3, l'unité de gestion de connexion 2001 peut comprendre :
- un module d'enregistrement et de souscription 21 configuré pour établir la connexion entre le véhicule 2 et le serveur d'application 6, indépendamment de la localisation du serveur d'application 6, et
- un module de découverte de service géographique (géoservice) 22, représentant un service web ayant des composantes géographiques qui peut être hébergé par le serveur d'application 6.
Le module de découverte de géoservice 22 peut être configuré pour échanger des informations d'authentification (identifiants) avec un géoserveur (qui peut être intégré dans le serveur d'application 6) associé au géoservice, par exemple en utilisant un message http, pour obtenir la liste des services supportés par le géoserveur.
Dans un mode de réalisation, la liste des services supportés par le géoserveur peut être échangée au moyen d'une fonction de gestion de service embarquée dans le réseau.
La figure 4 est un organigramme représentant le procédé de gestion de communication, selon certains modes de réalisation.
A l’étape 400, une requête de souscription V2X est envoyée par le véhicule 2 à destination du serveur d’application 6 via la station de base 4 et le cœur de réseau 5.
A l’étape 404, si la souscription est réussie (étape 402), une connexion est établie entre le véhicule 2 et le serveur d’application 6.
A l’étape 406, un n-uplet d'indicateurs de performance cibles KPIs est reçu par le véhicule 2.
A l’étape 408, la valeur du n-uplet d’indicateur de performance sont contrôlées pour chaque RAT parmi un ensemble de RATs prédéfinis.
A l’étape 412, si une condition de déclenchement d’envoi de message V2X est détectée (410), les RATs disponibles parmi les RATs contrôlés à l’étape 408 sont sélectionnés à partir de la valeur courante du n-uplet d’indicateur de performance. Les RATs disponibles sélectionnés peuvent être retournés sous la forme d’un vecteur de disponibilité. Les RATs disponibles RATs
sélectionnés sont ceux qui sont associés à des indicateurs de performances KPIs optimaux par rapport aux performances cibles définies pour l'application V2X.
A l’étape 414, au moins un RAT est sélectionné parmi les RATs disponibles du vecteur de disponibilité en fonction d’un ou plusieurs critères (ou métriques) de sélection telle que la redondance, le coût de service V2X, la priorité de message V2X, etc.
A l’étape 416, les RATs sélectionnés à l’étape 414 sont mis en
correspondance avec les ports de transmission de message. A l’étape 418, le message V2X est envoyé aux dispositifs récepteurs 3 capable de recevoir le message V2X émis par le véhicule 2.
La figure 5 est un organigramme représentant le procédé d'enregistrement et de souscription (étape 400 de la figure 4), selon un mode de réalisation. Le procédé d'enregistrement et de souscription peut être mis en oeuvre par le bloc 21 de l'unité de connexion 2001.
A l'étape 500, une requête de d'enregistrement est envoyée au service de communication V2X correspondant à l'application V2X pouvant comprendre des attributs d'enregistrements.
Les attributs d'enregistrements compris dans la requête d'enregistrement peuvent inclure par exemple:
- une liste de types de messages supportés par le dispositif de gestion de communication 20, et/ou
- la version du protocole de communication V2X supportée par le dispositif de gestion de communication 20, et/ou
- le protocole de communication supporté par le dispositif de gestion de communication 200 pour la souscription au service V2X (par exemple http, MQTT, etc.) et pour le plan de données (par exemple UDP/IP, TCP/IP, MQTT, etc.).
A l'étape 502, une réponse d'enregistrement est retournée au dispositif de gestion de communication 200 qui peut comprendre un identifiant et une liste de RATs utilisables.
A l'étape 504, si la réponse d'enregistrement valide l'enregistrement du véhicule 2, le dispositif de communication 20 peut optionnellement se connecter au service débarqué via une APN (acronyme pour 'Access Point Name' signifiant Nom de Point d'Accès) dédiée ou via un une découpe de réseau (‘Network slice’) dédiée.
A l'étape 506, la souscription est effectuée sur la nouvelle connectivité créée (dans le cas d’un APN dédiée ou d’une découpe de réseau dédiée). Cette étape comprend l'assignation d'un niveau de QoS par défaut par le cœur de réseau 5 au tuyau ('bearer') V2X par défaut. Un message de souscription peut alors être envoyé via le réseau cellulaire au serveur d'application 6 pour qu'il effectue la souscription.
La requête de souscription peut comprendre les informations de souscription suivantes:
- des informations de Région d'intérêt (ROI) représentant la zone cible à détecter pour la mise en oeuvre du service V2X correspondant à l'application V2X exécutée par le véhicule 2. Les informations de Région d'intérêt peuvent comprendre des descripteurs de Région d'intérêt ; et/ou
- des types d’informations requis par le véhicule (par exemple objet, événement, carte, etc.) ; et/ou
- des attributs, un ou plusieurs attributs étant associés à un type d'informations dont le véhicule 2 a besoin (des exemples d’attributs pour le type d’information ‘objet’ peuvent être‘camion’ ou‘voiture’; un exemple d’attribut pour le type d’information‘événement’ peut être‘météo’ ou‘accident’ ; un exemple d’attribut pour le type d’information‘carte’ peut être‘arrondissement’); et/ou
- des informations relatives au niveau de Qualité De Service souhaité comprenant la Qualité de Service cible QoScible requise par l'application V2X et utilisée par le dispositif de gestion de communication 20. La Qualité de Service cible QoScible peut être définie par un n-uplet comprenant n valeurs cibles définies pour n Indicateurs de Performance KPIj cible :
QoScible = (KPhcible, ... , KPIjcible, ... , KPIn cible).
Dans un mode de réalisation, la requête de souscription peut comprendre les attributs suivants :
- le type d’information de message ; et/ou
- un ensemble de causes (représentant des conditions de déclenchement d’envoi de message), chaque cause comprenant un ensemble de sous- causes, chaque cause étant associé à un identifiant de cause, chaque sous- cause étant associé à un identifiant de sous-cause et à un ensemble d'attributs de cause, désignant les informations intéressantes pour le véhicule 2.
Par exemple, l'ensemble de causes peut comprendre :
Cause 1 Sous_cause 1 .a, attributs {1 .a.1 , 1 .a.2, 1 .a.3 ... }
Sous_cause 1 .b, attributs {1 .b.1 , 1 .b.2, 1 .b.3 ... }
Cause 2
Sous_cause 2. a, attributs {2.a.1 , 2. a.2, 2. a.3 ... }
Sous_cause 2. b, attributs {2. b.2, 2. b.2, 2. b.3 ... }
Un exemple de type de message spécifié dans la requête de souscription peut être par exemple 'DENM'.
Des exemples de causes peuvent être LieuDangereux-ObstacleSurLaRoute, VéhiculeLent, VéhiculeEnPanne, PostAccident, ProblèmeHumain,
Véhiculelmmobile, RisqueDeCollison, SituationDangereuse, comme défini dans les spécifications ETSI 302.637.
Des exemples d'attributs de cause peuvent inclure, à titre non limitatif :
- un niveau de confiance minimum d'événement;
- un mode de rapport (du géoservice vers le véhicule 2);
- un niveau de confiance minimum sur la position de l'événement;
- un âge maximum d'événement défini par rapport à l'instant de détection de l'événement.
Dans des modes de réalisation, le serveur d'application débarqué sur le réseau 6 peut être configuré pour prédire (i.e. estimer) la Qualité de Service sur une période de temps future, les informations de Qualité de Service spécifiées dans la requête de souscription pouvant en outre inclure une Qualité de Service nominale QoSnominale et/ou des conditions de Qualité de Service. Les conditions de Qualité de Service peuvent être formulées sous la forme d’une plage de valeurs cibles de Qualité de Service représentant la plage de valeur acceptable de QoS pour un mode dégradé sur une période de temps (e.g. intervalle de QoS cible acceptable ou seuil inférieur de Qualité de Service QoSmin, représentant la valeur inférieure acceptable de QoS pour le mode dégradé).
La Qualité de Service cible QoScible peut être représentée par M indicateurs de performance, par exemple sous la forme d'un descripteur de Qualité de Service. Les M indicateurs de performance peuvent inclure un ou plusieurs des indicateurs de performance (KPIs) tels que la latence cible, et/ou le taux d'erreur de paquet cible.
Les informations de QoS spécifiées dans la requête de souscription (QoS souhaité par le véhicule 2) peuvent être représentées par des descripteurs de QoS, ces descripteurs de QoS pouvant comprendre d'autres informations relatives au QoS, telle que :
- une information indiquant si la QoS cible doit être ou non garantie; et/ou
- le débit maximum sur la liaison montante et/ou sur la liaison descendante si la QoS cible doit être garantie et/ou
- un mode de notification.
L'information de Région d’intérêt ROI indiquée dans la requête de souscription peut être décrite de plusieurs manières dans les informations de souscription. Dans un mode de réalisation, la région d'intérêt ROI peut être décrite de manière relative par rapport à la position du véhicule 2 (quantifiée). La description relative de la région d'intérêt peut alors se présenter sous la forme d'un ensemble de tuiles ('tiles' en langue anglo-saxonne) agencés autour d’un carré dans lequel se situe le véhicule 2
Ainsi, en fonction de la taille du carré, le débit de mise à jour de l'information peut être limité et la mise à jour peut contenir uniquement les changements de son carré ou des changements dus à de nouveaux carrés pertinents en raison par exemple de changement d'environnement (par exemple, passage d'un environnement urbain à un environnement d'autoroute). Cependant, en fonction de la taille et du format des carrés, la région d'intérêt peut ne pas correspondre exactement à la région de pertinence du véhicule 2.
En variante, la description de la région d'intérêt peut être basée sur une forme standardisée par rapport à un barycentre, telle que par exemple une ellipse (définie par son grand axe et son petit axe), un cercle (défini par son centre et son rayon), un rectangle (définit par sa longueur et sa largeur). L'information du barycentre peut être mise à jour régulièrement pour informer le géoserveur. Une telle description de la région d'intérêt est avantageusement adaptée à la zone de proximité du véhicule 2, la zone de proximité étant déterminée par l’application véhicule en fonction d’un ensemble de paramètres tels que la vitesse, les caractéristiques de route, etc. Cependant, un taux de mise à jour du barycentre peut être requis, le taux de mise à jour pouvant être élevé avec des informations limitées à échanger.
Dans une autre variante, une description absolue de la région d'intérêt peut être utilisée. La description absolue est définie dans un référentiel absolu. La description absolue peut être représentée à partir de vecteurs et/ou de polygones et/ou de tuiles, ce qui permet d'obtenir une description adaptée à la zone de proximité du véhicule 2.
Dans un mode de réalisation, la souscription peut être effectuée en utilisant un procédé de notification. Selon ce procédé de notification, le serveur
d'application débarqué 6 peut soit envoyer périodiquement des informations qui correspondent aux conditions de souscriptions requises ou peut être configuré pour détecter un changement des informations qui correspondent aux conditions de souscription requises depuis la dernière notification.
Dans un mode de réalisation, l'unité de connexion 2001 (après l'étape 510 de la figure 5) peut fournir en sortie une liste des ports des services V2X enregistrés, un port pouvant être mis en correspondance (mappé) avec un unique service V2X ou une pluralité de services V2X. Un même niveau de Qualité de Service QoS peut être appliqué aux différentes liaisons crées pendant la souscription.
Comme illustré sur la figure 6, le module de contrôle de QoS 2002 est chargé de contrôler les QoS de toutes les liaisons de communication afin de déterminer les RATs disponibles. Le module de contrôle de Qualité De Service 2002 peut comprendre:
- un premier composant de contrôle 222 configuré pour contrôler la QoS pour la connectivité cellulaire sur l'Interface Uu (réseau cellulaire 1 ) et pour les services V2X fournis par le serveur d'application 6.
- un deuxième composant de contrôle 224 pour contrôler la QoS des autres RATs à faible portée. Dans un mode de réalisation, le premier composant de contrôle 222 peut contrôler la QoS pour la connectivité avec l'interface Uu à partir de fonctions qui peuvent être disponibles sur le réseau cellulaire 1 (4G ou 5G par exemple). Le premier composant de contrôle 222 peut utiliser des données déterminées par des fonctions d'allocation de support, de notification et de prédiction de QoS implémentées par le réseau cellulaire 1 . Dans un mode de réalisation de l'invention, au moins certaines de ces fonctions peuvent être implémentées dans le serveur d'application débarqué 6. Alternativement, une partie de ces fonctions au moins peuvent être contrôlées par le dispositif de gestion de communication 2.
Dans certains modes de réalisation, le serveur d'application 6 peut
implémenter la fonction d'allocation de support ('bearer' en langue anglo- saxonne) et de contrôle de la Qualité de Service tandis que le cœur de réseau 5 (cœur LTE/5G par exemple) implémente la fonction de prédiction de la Qualité de Service. Dans un tel mode de réalisation, le serveur d'application 6 peut utiliser la prédiction de Qualité de Service effectuée par la fonction de prédiction (mise en œuvre par exemple par le cœur de réseau 5) pour obtenir des informations de prédictions relatives aux niveaux de Qualité de Service possibles dans la Région d'intérêt spécifiée pour les services V2X spécifiés.
La figure 7 représente le procédé de prédiction de QoS et d'allocation de QoS, selon certains modes de réalisation. Dans un mode de réalisation, le procédé de prédiction de QoS et d'allocation de QoS peut être mis en œuvre par un ou plusieurs éléments de réseau cellulaire.
En réponse à la réception d'une requête de souscription spécifiant une Qualité de Service cible QoScible (étape 700), la liste des niveaux de Qualité de Service prédits a priori (ou estimés sur une période de temps future) est déterminée, à l'étape 702, pour au moins une des informations de Qualité de Service spécifiées dans la requête de souscription (par exemple QoS cible, QoS nominale, etc.). L'étape de prédiction peut être réalisée par le Cœur de réseau 5 par exemple. Dans un mode de réalisation, l'étape de prédiction peut d'abord déterminer une prédiction pour la Qualité de Service cible. A l'étape 708, une connexion dédiée ("bearer") est demandée pour la QoS cible spécifiée dans la requête de souscription (par exemple par le serveur d'application 6 ou le geoservice), si la connexion par défaut ne satisfait pas la QoS cible (la QoS prédit est égal à la QoS cible). Tel qu'utilisé ici, le terme "support" (ou "bearer") fait référence à un support ou 'tuyau' qui sert à transporter l'information associée à un service V2X (condition testée à l'étape 704). Le support peut être un nouveau support radio dédié (par exemple dans un réseau cellulaire LTE) ou un flux de trafic (dans un réseau cellulaire 5G). Par exemple, le support peut être ouvert en utilisant une interface de programmation d'application API (acronyme pour "Application Programming Interface") telle que GARI MEC (acronyme pour "Mobile Edge Computing" signifiant littéralement "Informatique de pointe mobile").
A l'étape 708, la création du support est notifiée au dispositif de gestion de communication 20, la notification incluant des informations relatives à l'identificateur de classe de QoS (QCI). La notification peut être effectuée par exemple en utilisant des messages de notification sécurisés tels que des messages NAS (acronyme pour "Non-Access stratum" signifiant "Couche de non-accès") et une commande AT (AT est l'abréviation de "ATtention") entre le réseau cœur 5 et l'équipement véhiculaire mobile 2.
A l'étape 704, si la QoS prédite ou allouée est différente de la Qualité de Service cible QoScible, il peut être en outre vérifié (par exemple par le géoservice) si le niveau de QoS prédit est compris dans une plage de valeurs de QoS dégradé acceptable, si une telle plage de QoS est spécifiée dans la requête de souscription (la plage peut être définie par un intervalle de valeurs de QoS ou par un seuil de QoS). Si la condition de plage de valeur de QoS est satisfaite (i.e. la QoS prédite est compris dans la plage de valeurs de QoS spécifiée), une requête peut être envoyée (par exemple par le serveur d'application 6) au cœur de réseau 5 pour requérir l'ouverture d'un support dédié, selon les étapes 706 et 708 pour la QoS prédite dégradée (tel qu'utilisé ici le terme "dégradée" fait référence à une QoS prédite qui ne satisfait pas la QoS cible mais est comprise dans la plage de valeurs de QoS acceptable spécifiée dans la requête de souscription).
Sinon, à l'étape 710, si la QoS prédite est inférieure à un seuil de QoS prédéfinie, une notification peut être envoyée par l'un des composants débarqués (serveur d'application 6) au dispositif de gestion de communication embarqué 200 pour notifier l'indisponibilité du service.
Dans d'autres modes de réalisation, la fonction de prédiction peut ne pas être implémentée ou utilisée ou utilisable par le système, par exemple si le serveur d'application 6 hébergeant le géoservice ne supporte pas de fonction de prédiction ou si le cœur de réseau ne peut pas prédire la Qualité de Service d'un service V2X particulier dans une zone donnée. De même, des services V2X peuvent être rendus indisponibles en réponse à la détection de certains événements (attaque de sécurité par exemple), ou sur une zone géographique donnée ou une période de temps donnée. Dans de telles situations, le serveur d'application 6 peut requérir auprès de cœur de réseau 5 la création d'une connexion dédiée et négocier des paramètres de QoS jusqu'à ce qu'une QoS satisfaisant les conditions de QoS spécifiées dans la requête de souscription (QoS cible et optionnellement plage de valeur de QoS) soit trouvée. Le serveur d'application 6 considérera alors que la QoS négociée est valide jusqu'à ce qu'un changement de QoS soit notifié par le réseau cellulaire.
Dans un mode de réalisation, une allocation et un contrôle de la Qualité de Service peut être directement mises en œuvre dans le véhicule 2 (côté embarqué) par le dispositif de gestion de communication 200 (au moins en partie par le module de contrôle de QoS 2002). Le dispositif de gestion de communication 200 peut alors être configuré pour déterminer la disponibilité ou l'indisponibilité du RAT cellulaire pour le service V2X considéré à partir des informations de prédiction de QoS reçues de la fonction de prédiction, par exemple sous la forme de notification(s).
Dans un tel mode de réalisation, le dispositif de gestion de communication 200 peut être configuré pour requérir une ouverture de connexion dédiée avec une Qualité de Service identifiée par un identifiant de QoS (QCI en 4G ou 5QI par exemple) si la connexion par défaut ne satisfait pas les conditions de QoS spécifiées dans la requête de souscription (les conditions de QoS spécifiées dans la requête de souscription, par exemple sous la forme de descripteurs de QoS peuvent être stockées dans une base de données locale).
Par ailleurs, le dispositif de gestion de communication 200 peut requérir des informations de prédiction de QoS (sous la forme de notifications par exemple) dans une zone géographique donnée, par exemple en fonction du trajet prévu par le véhicule 2. Dans un mode de réalisation, le dispositif de gestion de communication 200 peut communiquer avec la fonction de prédiction en utilisant des messages de signalisation, par exemple de type NAS. Le dispositif de gestion de communication embarqué 200 peut alors communiquer avec la fonction de prédiction de QoS hébergée dans le réseau cellulaire 1 et requérir des informations de prédiction de QoS, de différentes manières.
Dans un premier mode de réalisation, le dispositif de gestion de
communication 200 peut requérir les informations de prédiction de QoS à un instant donné, en fournissant des informations relatives à la Région d'intérêt sous la forme par exemple de descripteurs de la Région d'intérêt, et en recevant en réponse la fonction de prédiction la QoS prédite.
Dans une variante du premier mode de réalisation, le dispositif de gestion de communication 200 peut recevoir périodiquement ou en réponse à la détection d'événements une QoS prédite. Pour cela, le dispositif de gestion de
communication 200 peut :
- fournir des informations relatives à un ensemble de seuils;
- fournir des informations sur la Région d'intérêt mises à jour périodiquement et représentant les zones dans lesquelles la Qualité de Service a priori doit être prédite;
- recevoir une notification en réponse à la détection d'une QoS prédite inférieure à l'un des seuils de l'ensemble des seuils; inversement, aucune notification n'est envoyée lorsque la QoS prédite est supérieure ou égale à tous les seuils. Dans un deuxième mode de réalisation, le dispositif de gestion de
communication embarqué 200 peut utiliser des messages de signalisation via le plan utilisateur. Dans ce mode de réalisation, les informations de QoS peuvent être demandées par le dispositif de gestion de communication 200 à un service localisé dans le serveur d'application 6 dans lequel le géoserveur est enregistré. Le géoserveur peut ensuite établir la communication avec la fonction de prédiction localisée dans le réseau cellulaire (dans le cœur de réseau 5 par exemple) pour obtenir les informations de prédiction de QoS, comme décrit dans le premier mode de réalisation.
En fonction des conditions de QoS testées (comparaison de la QoS cible avec la QoS prédite), le dispositif de gestion de communication 200 peut associer un indicateur de disponibilité à la connectivité de l'interface Uu pour un service V2X donné, l'indicateur pouvant avoir une première valeur si la connectivité est disponible pour un service V2X donné ou une deuxième valeur pour indiquer l'indisponibilité de la connectivité de l'interface Uu pour le service V2X considéré si la QoS prédite ne satisfait pas les conditions de QoS spécifiées par le véhicule 2 (par exemple au moyen des descripteurs de QoS dans la requête de souscription).
Dans les cas où le réseau cellulaire 1 ne peut pas prédire la QoS pour un service V2X particulier dans une Région d’intérêt, le dispositif de gestion de communication 200 peut demander au réseau cellulaire de créer une connexion dédiée pour le transport d'information relatif au service V2X et négocier des paramètres de QoS de référence satisfaisant les conditions de QoS cibles spécifiées dans la requête de souscription. Le dispositif de gestion de communication 200 du véhicule 2 considérera alors la QoS de référence comme étant valide jusqu'à ce qu'il soit notifié d'un changement par le réseau cellulaire.
Dans les différents modes de réalisation où la QoS peut être prédit par la fonction de prédiction, la QoS de prédiction est associée à une période de temps estimée représentant la période de temps pendant laquelle la prédiction a été faite (fenêtre temporelle de validité de la QoS prédite). Le dispositif de gestion de communication 200 peut en outre comprendre une unité de notification configurée pour envoyer des informations à un ou plusieurs composants du dispositif de gestion de communication 200 pour notifier la disponibilité/l'indisponibilité de la connexion cellulaire pour le service V2X (connectivité Uu disponible/indisponible pour le service V2X). Les informations de prédiction de QoS étant fournies à l'avance, cela permet au dispositif de gestion de communication 200 (ou plus généralement au véhicule 2) de s'adapter en cas d'indisponibilité d'un service V2X.
Dans un mode de réalisation, le sélecteur de RATs 2004 (représenté sur la figure 2) peut être configuré pour tenir compte de critères de transmission de paquets selon une stratégie de transmission à long terme, pour le service V2X considéré. Les critères de transmission peuvent inclure un ou plusieurs des critères suivants :
- l'information de disponibilité de l'interface Uu pour le service V2X qui peut être reçue de l'unité d'estimation de disponibilité de service, ainsi que la fenêtre temporelle correspondant à cette information de disponibilité (durée pendant laquelle la liaison de connectivité est disponible ou indisponible selon le cas);
- des informations reçues de fournisseurs de données ou de consommateurs de données telles que des informations indiquant si un lien additionnel est requis qui nécessiterait une redondance d'information.
Une table de correspondance peut être utilisée par le sélecteur de RATs 2004, la table de correspondance associant un type de service donné à un ensemble de paramètres relatifs au service V2X. Les paramètres relatifs à un type de service V2X donné peuvent inclure un ou plusieurs des paramètres suivants: le système demandant le service, le système fournisseur du service, le type de message, la catégorie de paquet (ou 'classe de trafic'), l'ensemble des RATs utilisables pour le service, et des informations de port comprenant pour chaque RAT utilisable le ou les ports de transmission associés.
Un exemple de table de correspondance est donné par la table T1 :
[Table 1 ]
Figure imgf000033_0001
Le gestionnaire de transmission 2005 peut s’appuyer sur la table de correspondance. Le gestionnaire de transmission 2005 peut être configuré pour analyser le contenu du message à transmettre ou le système fournisseur de ces données pour déterminer par quel RAT de telles données doivent passer.
La figure 8 est un organigramme représentant le procédé mis en oeuvre par le gestionnaire de transmission 2005.
A l'étape 800, des informations de correspondance de catégories de paquet sont reçues, les informations de correspondance pouvant comprendre au moins certaines des informations suivantes:
- Une table de correspondance semi-statique qui associe des RATS à des catégories de paquets, cette table pouvant être utilisée par le sélecteur de RAT 2004 pour filtrer les RATs du vecteur de disponibilité V en fonction de la stratégie de transmission à long terme.
- Une liste des ports de transmission disponibles pour la connexion avec le réseau cellulaire 1 (par exemple, connexion Uu pour un réseau LTE) ou des informations relatives aux découpes ('slice') de réseau (connexion sur une partie virtuelle du réseau pour un réseau cellulaire 5G), ainsi que connexions et leurs caractéristiques de ports (par exemple GBR, QCI / 5QI, ou TFT).
A l'étape 802, des données peuvent être reçues du fournisseur de données correspondant au paquet à envoyer depuis le véhicule 2 vers les dispositifs récepteurs 3 situés à proximité. Les données de fournisseur peuvent être reçues dans un format adapté à la transmission du paquet de données (format standardisé par exemple).
A l'étape 804, les informations sémantiques incluses dans le paquet de données peuvent être analysées.
A l'étape 806, le contenu du paquet de données peut être mis en
correspondance (mappé) avec une ou plusieurs catégories de paquets
(classes de trafic) qui définissent la QoS cible pour le service V2X, la catégorie retenue étant indexée par « i ».
A l'étape 808, à partir du vecteur de disponibilité filtré Vi qui stocke les informations de disponibilité pour un sous ensemble des RATs et pour la catégorie retenue, les RATs identifiés comme disponibles dans le vecteur Vi sont sélectionnés pour la transmission du paquet de données.
A l'étape 810, les informations relatives aux RATs sélectionnés sont ajoutées au paquet de données qui est à transmettre aux dispositifs récepteurs 3, par exemple dans l'entête du paquet. Dans un mode de réalisation, les
informations ajoutées au paquet peuvent inclure :
- une structure de données binaire de RATs disponibles telle qu'un vecteur binaire (bitmap) indiquant, pour chaque message, la liste des RATs
disponibles pouvant être sélectionnés; la structure de données binaire peut inclure un nombre de composants au moins égal au nombre de RATs disponibles (i.e. nombre de RATs associés à une valeur 1 dans le vecteur Vi par exemple, si la valeur 1 représente la disponibilité d'un RAT). La structure de données de RATs disponibles peut par exemple comprendre 4 composants [no, h-i, P2, n3], où no correspond au RAT LTE (Uu), ni corresponds au RAT 5G (gU), n2 correspond au RAT 802.11 p et n3 correspond au RAT C-V2X (PC5). Dans un mode de réalisation, la structure de données de RATs disponibles peut en outre comprendre des informations de ports indiquant les ports de transmission à travers lesquels les informations doivent être routées.
La figure 9 est un organigramme représentant le procédé de sélection de RATs, selon certains modes de réalisation. Le procédé de sélection de RATs peut être mis en oeuvre par le gestionnaire de transmission 2005 pour appliquer la sélection de RATs identifiées dans la structure de données de disponibilité de RATs de manière dynamique, en utilisant des règles de routage pour chaque paquet à transmettre.
Dans un mode de réalisation, le procédé de sélection de RAT peut être implémenté sur la couche de service ('facility layer' en langue anglo-saxonne). Dans un tel mode de réalisation, la couche de service peut être indépendante du RAT utilisé et des couches de pile de protocole séparées qui sont dépendantes du RAT peuvent être utilisées.
En variante, le procédé de sélection de RATs peut être implémenté sous la couche de géoréseau (geonetwork).
Le procédé de sélection de RATS peut comprendre une étape préliminaire dans laquelle il est vérifié si le paquet de données à transmettre sur un ou plusieurs RATs satisfait à des règles de transmission prédéfinies.
A l'étape 902, pour chaque RAT (bloc 901 ) de l'ensemble de RATs indiqués comme disponibles dans la structure de données de disponibilité (si
l'ensemble comprend une pluralité de RATs), la probabilité de suppression ou d’interception du paquet de données par un mécanisme de contrôle de congestion ou de contrôle de flux est ensuite déterminé. Telle qu’utilisée ici la notion‘d’interception de paquet de données' fait référence à un procédé consistant à écarter un paquet de données. Une telle probabilité de
suppression ou d’interception permet d’évaluer le risque que le paquet ne soit pas transmis.
S'il est déterminé que la probabilité de suppression ou d’interception du paquet est élevée (étape 903), le RAT testé peut être supprimé à l'étape 904 des RATs disponibles candidats, identifiés dans la structure de données de disponibilité de RATs.
Par exemple, à l'étape 902, pour un RAT Uu indiqué comme disponible pour la transmission du paquet de données, il peut être vérifié si le paquet de données est mis en correspondance avec un support ('bearer') GBR (en utilisant les informations de sélection reçues par le procédé de sélection). Si une telle condition est vérifiée pour le RAT LTE, le débit du support GBR peut être calculé. Si le débit du support GBR est supérieur au débit maximum négocié, il existe un risque que le paquet soit supprimé dans un réseau 4G ou 5G. Le RAT Uu peut être alors supprimé à l'étape 904 des RATs disponibles candidats identifiés dans la structure de données de disponibilité de RATs. Lorsque tous les RATs ont été traités à l'étape 902 (bloc 906), le paquet de données peut être ensuite routé, à l'étape 908, sur les RATs disponibles restants (non supprimés à l'étape 904).
Avantageusement, le procédé de sélection de RATs permet de sélectionner les RATs optimaux pour chaque message (paquet de données) V2X à transmettre de telle sorte que les performances effectives de connectivité satisfont les performances requises (représentées par la QoS cible spécifiée par le véhicule 2 dans la requête de souscription).
Le véhicule 2 peut ainsi configurer le géoservice de sorte que l'information V2X du paquet de données soit transmise sans que le véhicule 2 n'ait à communiquer sa position. Ainsi, la confidentialité des données privées de l'utilisateur du véhicule 2 peut être préservée.
L'invention peut être utilisée pour toute application V2X impliquant une transmission d'un paquet de données d'un véhicule 2 à au moins un dispositif récepteur 3 (autre véhicule, RSU, téléphone intelligent, etc.) situé dans une zone de proximité, quel que soit l'environnement du véhicule.
L’homme du métier comprendra que le système ou des sous-systèmes selon les modes de réalisation de l’invention peuvent être mis en œuvre de diverses manières par matériel (« hardware »), logiciel, ou une combinaison de matériel et de logiciels, notamment sous la forme de code de programme pouvant être distribué sous la forme d'un produit de programme, sous diverses formes. En particulier, le code de programme peut être distribué à l'aide de supports lisibles par ordinateur, qui peuvent inclure des supports de stockage lisibles par ordinateur et des supports de communication. Les procédés décrits dans la présente description peuvent être notamment implémentés sous la forme d’instructions de programme d’ordinateur exécutables par un ou plusieurs processeurs dans un dispositif informatique d'ordinateur. Ces instructions de programme d’ordinateur peuvent également être stockées dans un support lisible par ordinateur.
Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci- avant à titre d’exemple non limitatif. Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l'homme du métier. En particulier, l’homme du métier comprendra que l’invention n’est pas limitée aux indicateurs de performance mentionnés dans la description ci avant, et peut inclure d’autres types d’indicateurs de performance.
ANNEXE A1
La définition de la liste des acronymes utilisée dans la description est indiquée ci-dessous :
- V2X: Abréviation pour 'Vehicle to everything' (significant‘entre véhicules’). - V2V: Abréviation pour 'Vehicle to Vehicle' (signifiant‘véhicule à véhicule’).
- V2I: Abréviation pour 'Vehicle to Infrastructure' (signifiant‘véhicule à infrastructure’).
- V2N: Abréviation pour 'Vehicle to Network' (signifiant‘véhicule à réseau’).
- V2N2V: Abréviation pour indiquer une communication V2V indirecte, via un réseau.
- V2P: Abbréviation pour 'Vehicle to Pedestrian' (significant 'Véhicule à
Piéton’).
- ETSI: Acronyme pour 'European Télécommunication Standard Institute' (signifiant‘Institut Standard de Télécommunication Européen’).
- ITS-G5: Acronyme pour 'Intelligent Transport System - G5' ('Intelligent
Transport System’ signifiant‘Système de Transport Intelligent’).
- CAM: Acronyme pour 'Co-operative Awareness Messages' (significant ‘Message de connaissance coopérative’).
- DENM: Acronyme pour 'Decentralized Environmental Notification Messages' (significant‘Messages de Notification Environnementale Décentralisée’).
- CPM: Acronyme pour 'Collective Perception Message' (significant‘Message de Perception Collective’).
- MCM: Acronyme pour 'Maneuver Coordination Message' (signifiant‘Message de Collaboration de Manœuvre’).
- 3GPP: Projet de partenariat de 3ème Génération.
- LTE: Acronyme pour 'Long term Evolution' (significant‘Evolution à Long Terme’).
- 5G: 5ème Génération.
- 702.11 p: Technologie basée sur le wifi.
- 5GAA: Acronyme pour '5G Automotive Association' (Association Automobile
5G). - Uu: Interface d'accès radio utilisée dans LTE ou 5G pour la communication entre un utilisateur et la station de base qui le sert.
- MNO: Acronyme pour 'Mobile Network Operator' (signifiant Opérateur de Réseau Mobile’).
- MEC: Acronyme pour 'Mobile Edge Computing' (signifiant‘Informatique en périphérie mobile’).
- eNB/gNB : Station de Base pour LTE et 5G respectivement.
- C-ACC: Contrôle de croisière Coopératif- Adaptatif (Cooperative - Adaptive Cruise Control).
- RAT: Technologie d'Accès Radio.
- PC5: Interface d'accès radio utilisée lorsque deux utilisateurs communiquent directement sans utiliser l'infrastructure de réseau cellulaire (pour V2V).
- KPI: Indicateur de Clé de Performance (acronyme pour 'Key Performance Indicator').
- QoS: Qualité de Service (QoS est l’acronyme pour 'Quality of Service').
- UDP/TCP/IP: protocole standard de réseau et de transport pour le LTE /5G.
- MQTT: acronyme pour 'Message Queuing Telemetry Transport' (significant Transport de Télémétrie de Queue de Message’).
- APN: acronyme pour 'Access point Name' (significant‘Nom de Point d’accès’).
- VPN: Acronyme pour 'Virtual private network' (signifiant‘réseau privé
Virtuel’).
- ADASIS: Acronyme pour 'Advanced Driver Assistance Systems Interface
Spécifications' (significant‘Spécifications d’interface de Système d’Assistance de Conducteur Avancée’)
- API: Acronyme pour 'Application programming Interface' (significant‘Interface de Programmation d’Application’).
- QCI: Acronyme pour 'QoS Class Identifier' (significant‘Identifiant de Classe de QoS’).
- 5QI: Acronyme pour '5G QoS Class Identifier'. - NAS: Acronyme pour 'Non Access Stratum' (signifiant "Couche de non- accès").
- Commande AT : (AT vient de ATtention) Type de signal utilisé pour envoyer des commandes spécifiques.
- QPF: Fonction de Prédiction de la Qualité de Service.
- PPPP: niveau de priorité
- CAN: Acronyme pour 'Controller Area Network' signifiant ("Réseau de Zone de Contrôleur").
- TFT: Acronyme pour 'Traffic Flow Template' (signifiant "Modèle de Flux de Trafic").
- GBR: Acronyme pour 'Guaranteed Bit Rate' (signifiant "Débit garanti").

Claims

REVENDICATIONS
1. Equipement véhiculaire mobile (2) comprenant un dispositif de gestion de communication V2X (20), connecté à un réseau de communication cellulaire, caractérisé en ce que le dispositif de gestion de communication comprend une unité de sélection de Technologie d'Accès Radio (200) configurée pour déterminer au moins une Technologie d'Accès Radio (RAT) disponible à utiliser pour la transmission d'un paquet de données, associé à une application V2X exécutée par l'équipement véhiculaire mobile (2), à au moins un dispositif récepteur (3), l'unité de sélection (200) étant configurée pour sélectionner au moins une Technologie d'Accès Radio disponible à partir d'un ensemble de Technologies d'Accès Radio, en fonction d'informations de Qualité de Service cible comprenant un n-uplet d'indicateurs de performances, ledit n-uplet d'indicateurs de performances comprenant au moins un indicateur de performance et étant déterminé parmi un ensemble d'indicateurs de performance choisis en fonction de l'application V2X.
2. Equipement véhiculaire mobile (2) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits indicateurs de performances dudit ensemble d'indicateurs de performances sont choisis dans un groupe comprenant au moins un paramètre de latence, un paramètre de fiabilité, un paramètre de disponibilité, un paramètre de débit de données et un paramètre d'âge d'information.
3. Equipement véhiculaire mobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de gestion de communication (200) comprend une unité de connexion (2001 ) configurée pour établir une connexion initiale avec un serveur d'application (6) délivrant le service V2X associé à l'application V2X, via un réseau cellulaire (1 ), l'unité de connexion (2001 ) étant configurée pour envoyer une requête de souscription à l'application V2X audit serveur d'application (6), la requête de souscription identifiant ledit service V2X et comprenant des informations de Qualité de Service souhaitées par l'équipement véhiculaire mobile (2), lesdites informations de Qualité de Service comprenant la Qualité De Service cible.
4. Equipement véhiculaire mobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'équipement véhiculaire mobile est configuré pour recevoir une notification d'ouverture de support de transport d'information entre le serveur d'application (6) et l'équipement véhiculaire mobile (2) si une Qualité de Service estimée sur une période de temps future satisfait une ou plusieurs conditions relatives aux informations de Qualité de Service.
5. Equipement véhiculaire mobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites informations de Qualité de Service comprennent en outre une plage de valeur de Qualité de Service dégradée acceptable.
6. Equipement véhiculaire mobile selon l'une des revendications précédentes 3 à 5, caractérisé en ce que la requête de souscription comprend en outre une description de région d'intérêt associée à l'application V2X, ladite description étant une description relative par rapport à la position de l'équipement véhiculaire ou une description absolue définie dans un référentiel absolu.
7. Equipement véhiculaire mobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que la description absolue est représentée dans ledit référentiel absolu à partir de vecteurs et/ou de polygones et/ou de tuiles.
8. Equipement véhiculaire mobile selon l'une des revendications précédentes 3 à 7, caractérisé en ce que ladite requête de souscription comprend en outre des types d’information et des attributs, chaque attribut étant associé à un type d’information donné.
9. Equipement véhiculaire mobile selon l'une des revendications précédentes 3 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de gestion de communication (200) comprend une unité d'estimation de disponibilité de service V2X, ladite unité d'estimation de disponibilité de service étant apte à estimer la disponibilité d'un service V2X à partir d'information de prédiction de la Qualité de Service QoS.
10. Equipement véhiculaire mobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de détermination de disponibilité (2000) configurée pour calculer un vecteur de disponibilité de RATs, à partir de la comparaison entre la Qualité de Service cible et une Qualité de Service prédite sur une fenêtre temporelle future, ledit vecteur de disponibilité comprenant un ensemble de composants ayant une valeur binaire, chaque composant étant associé à un RAT utilisable pour la transmission du paquet de données depuis l'équipement véhiculaire mobile, la valeur binaire indiquant la disponibilité ou l'indisponibilité du RAT.
11. Equipement véhiculaire mobile selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un sélecteur de RATs (2004) configurée pour sélectionner au moins un RAT parmi les RATs du vecteur de disponibilité de RATs en fonction d'un ensemble de critères de transmission.
12. Equipement véhiculaire mobile selon la revendication 11 , caractérisé en ce que lesdits critères comprennent un critère relatif à un paramètre de redondance et/ou un paramètre de coût de service V2X et/ou un paramètre de priorité de message et/ou un paramètre de service V2X.
13. Système de communication V2X, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un équipement véhiculaire (2) selon l'une des revendications précédentes, un réseau de communication cellulaire (1 ) et un serveur d'application (6) délivrant le service V2X associé à l'application V2X, le système comprenant une fonction de prédiction apte à prédire la Qualité de Service à partir des informations de Qualité de Service cible.
14. Procédé de transmission d'un paquet de données associé à une application V2X d'un équipement véhiculaire mobile (2) exécutant ladite application V2X à au moins un dispositif récepteur (3), l'équipement véhiculaire mobile (2) étant connecté à un réseau de communication cellulaire (1 ), caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de sélection consistant à sélectionner au moins une Technologie d'Accès Radio disponible à utiliser pour la transmission dudit paquet de données, à partir d'un ensemble de Technologies d'Accès Radio, en fonction d'informations de Qualité de Service cible comprenant un n-uplet d'indicateurs de performances, ledit n-uplet d'indicateurs de performances comprenant au moins un indicateur de performance et étant déterminé parmi un ensemble d'indicateurs de performance choisis en fonction de l'application V2X.
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