WO2021018708A2 - Kommunikationsvorrichtung und verfahren zur synchronisation von kommunikationskanälen und verwendung der vorrichtung - Google Patents

Kommunikationsvorrichtung und verfahren zur synchronisation von kommunikationskanälen und verwendung der vorrichtung Download PDF

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WO2021018708A2
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Marc Menzel
Ulrich STÄHLIN
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Aumovio Germany GmbH
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Continental Teves AG and Co OHG
Continental Automotive Technologies GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a communication device for vehicle-to-X communication and a method for synchronizing communication channels of a communication device for vehicle-to-X communication and the use of the device.
  • V2X vehicle-to-X
  • IEEE802.11 p
  • IEEE1609 IEEE1609
  • SAE 2735 SAE 2945
  • ETSI ETSI ITS-G5.
  • new standards are currently being drawn up at 3GPP for C-V2X, LTE-V2X and 5G V2X.
  • Techniques to use ITS-G5 and LTE-V2X and 5G V2X in the same band are currently being developed by ETSI.
  • a transmitter transmits on a V2X channel, it can at the same time
  • Unsynchronized transmission over several channels can therefore result in the failure of a possible reception of V2X messages over a comparatively long period of time.
  • the object of the invention is to provide a means which implements an efficient use of a plurality of V2X channels and thereby reduces time periods without the possibility of receiving V2X messages.
  • the invention describes a communication device for vehicle-to-X communication (V2X communication), comprising a first interface for V2X communication on a first communication channel, a second interface for V2X communication on a second communication channel and a computing device for processing, in particular by means of the first and the second interface, received and / or to be sent V2X messages, wherein the communication device is configured, triggered by the sending of a first V2X message via the first interface, to send a second V2X message via the second interface.
  • V2X communication vehicle-to-X communication
  • the respective frequency bands include a plurality of communication channels.
  • the ITS G5A band (5.875 GHz to 5.905 GHz) has the so-called control channel (CCH), the so-called service channel 1 (SCHI) and the so-called service Channel 2 (SCH2).
  • the specifications for ITS-G5 / DSRC currently require that the relevant communication devices at least on the control channel (“Control Channel”) (ITS-G5) or the safety channel (“Safety Channel”) (DSRC) can send and receive .
  • V2X messages can be sent out essentially simultaneously via the first and second communication channels and possibly other channels.
  • This synchronizes the sending of V2X messages from all or several V2X communication channels in vehicle-to-X communication.
  • the first communication channel is used thus, in addition to sending the relevant V2X messages to be sent, as a synchronization channel for at least one further communication channel of the communication device.
  • the further channel or channels would thus also send out messages that may be sent out as a result of the sending of a message on the first channel.
  • the first communication channel and second communication channel are covered by the same frequency band, for example.
  • the communication device expediently has an antenna designed for this purpose for sending and receiving V2X messages.
  • further communication channels for V2X communication can be provided in the frequency band for V2X communication and the communication device in these cases is also designed for V2X communication via these further communication channels. Accordingly, it can be provided that the device for carrying out the described procedure is designed for all communication channels and / or some of the communication channels of a frequency band. As described, one of the channels serves as synchronization for the other channels. In particular, if only some of the communication channels of a frequency band are used, a more efficient use of the bandwidth of the first communication channel can possibly be achieved. For example, channels that are not synchronized by means of the first communication channel can be used Send messages that are sent particularly long and / or particularly frequently, regardless of the synchronization.
  • the communication device can also be designed for V2X communication via further frequency bands, possibly also with a plurality of communication channels.
  • the device is configured according to one embodiment to determine the point in time of the transmission of the first V2X message over the first communication channel using a method or protocol for media access control.
  • the method or protocol for media access control is used in particular to check whether the relevant communication channel is free for sending a V2X message. If the check determines that the first communication channel is free, the first V2X message is sent via the first interface on the first communication channel. Since the transmission of a message by means of the second interface on the second channel is triggered by means of transmission over the first channel, according to an embodiment of the invention, there is no implementation of a message with regard to the start time of the transmission of messages by means of the second interface Process for media access control provided.
  • the method for media access control with regard to the further communication channels triggered by the transmission of a message by means of the first interface is carried out according to the invention, in particular only with regard to the first communication channel.
  • the execution of a method for media access control can continue to be provided accordingly.
  • Exemplary methods for media access control are methods based on CSMA (Carrier Sense Multiple Access), such as CSMA / CA, CSMA / CD and CSMA / CR.
  • CSMA Carrier Sense Multiple Access
  • the messages would be sent on the different channels at different times, since due to the media access control, each transmission is preceded by a random waiting time and the sideband broadcast of a transmission on one channel and on the other channels would be interpreted as information that this is already occupied by a transmission from another communication device.
  • the communication device is designed to store messages to be sent in at least one data memory of at least one transceiver comprised by the communication device.
  • the transceiver is expediently designed by means of an integrated circuit (“radio chipset”).
  • the device is thus designed to store the first V2X message and the second V2X message in the data memory of the transceiver before transmission.
  • the communication device is designed to store the first V2X message and the second V2X message in a queue assigned to the respective first interface and second interface before they are sent. In this way, a simultaneous sending of the messages on all communication channels is possible in an advantageous manner.
  • the queues are expediently stored by means of the data memory of the transceiver.
  • the device is designed to sign V2X messages to be sent out, in particular the first V2X message and the second V2X message, before they are stored in the respective queue. Accordingly, V2X messages to be sent are signed before they are saved in the transceiver's data memory or in the respective queue. Compared to the signing directly in front of the outside there is the advantage that there is no time delay due to the performance limitation of a signature purity performing the signing when sending the individual messages.
  • the device is designed to form the first V2X message of the same length or longer than the second V2X message. According to a further development, it can be provided that the device is designed to lengthen the first V2X message and / or the second V2X message to shorten the transmission length compared to the first V2X message on several communication channels , if available and apart from the first communication channel, to be divided in such a way that all channels can be sent again as soon as the first communication channel is no longer occupied.
  • the device is designed to send an empty message via the first interface over the first communication channel after a predetermined period of time has elapsed.
  • An empty message is understood to mean, in particular, a message without any relevant information content.
  • the predefined period of time is defined in particular by a predefined maximum age, for example since the message was stored in the data memory of the transceiver, a message to be sent out via the second communication channel.
  • One advantage that arises from this is that there are no intolerable latencies in the V2X communication, since it can be ensured that regardless of whether a message comprising relevant information is to be sent via the first interface, a message is sent through the sending of a message by means of the first interface triggered sending of a further message by means of the second interface taking into account the maximum tolerable age of the further message takes place.
  • the communication device is configured to form at least two channel groups each with a plurality of communication channels, V2X messages of similar length and frequency to be sent being assigned to the same channel group.
  • Each channel group has at least two communication channels in the sense of the first communication channel and the second communication channel or two interfaces in the sense of the first interface and second interface, in the sense that each channel group can be synchronized essentially independently of one another by means of a first interface comprised by the respective channel group.
  • Each of the channel groups can thus be designed in accordance with a development as described for the respective embodiments of the invention. This enables further optimization of the bandwidth utilization, for example because unnecessary waiting times when sending messages can be avoided and thus latencies in which can be further reduced.
  • the first communication channel according to ITS-G5 is designed as the control channel specified in this regard and / or according to DSRC as the safety channel specified in this regard.
  • the vehicle can be a motor vehicle, in particular a passenger vehicle, a truck, a motorcycle, an electric vehicle or a hybrid motor vehicle, a water vehicle or an aircraft.
  • the invention also relates to a method for synchronizing communication channels of a vehicle-to-X communication device comprising the steps:
  • the transmission of the second V2X message by means of the second interface is triggered by the transmission of the first V2X message by means of the first interface.
  • the communication device according to the invention is set up to carry out a corresponding method.
  • the respective specified device has at least one memory and at least one processor.
  • the specified method is stored in the memory in the form of a computer program and the processor is provided for executing the method when the computer program is loaded from the memory into the processor.
  • a computer program comprises program code means in order to carry out all the steps of one of the specified methods when the computer program is executed on a computer or one of the specified devices.
  • a computer program product contains a program code which is stored on a computer-readable data carrier and which, when it is executed on a data processing device, carries out one of the specified methods.
  • the invention also relates to the use of at least one embodiment of the communication device according to the invention in a vehicle or a mobile device, such as a smartphone or a tablet computer.
  • a vehicle or a mobile device such as a smartphone or a tablet computer.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the communication device according to the invention
  • Fig. 2 shows an embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 3 shows an exemplary timing diagram of a synchronized transmission of V2X messages by an embodiment of the communication device or the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the communication device 10 for vehicle-to-X communication (V2X communication) according to the invention, comprising a transceiver 10-4 for sending and receiving vehicle-to-X messages by means of an antenna 10-6 over a plurality of communication channels using a first interface for V2X communication 10-1 over a first communication channel, a second interface 10-2 for V2X communication over a second communication channel and a third interface 10-3 for V2X communication via a third communication channel. Furthermore, the communication device 10 has a computing device 10-5 for processing V2X messages to be sent and received by means of the transceiver 10-4.
  • V2X communication vehicle-to-X communication
  • the communication device 1 is designed, triggered by the sending of a first V2X message by means of the first interface 10-1, a second V2X message to send out a third V2X message by means of the second interface 10-2 and a third interface 10-3. Accordingly, triggered by the sending of a V2X message via the first communication channel, a V2X message is essentially simultaneously sent via the second communication channel and a V2X message via the third communication channel.
  • the first communication channel is the so-called "Control Channel” (CCH)
  • the second communication channel is the so-called “Service Channel 1” (SCHI)
  • the third communication channel is the so-called “Service Channel 2 "(SCH2) of the ITS G5A band (5.875 GHz to 5.905 GHz) in accordance with the specifications according to ETSI TS 102 724 VI .1.1 (2012-10).
  • the" Control Channel is used in addition to transmission V2X messages to be sent out, thus also as the basis for synchronizing "Service Channel 1" and "Service Channel 2".
  • a data transmission device 10-7 such as a data bus
  • the communication device can be designed for data communication with at least one further electronic device, such as an electronic control unit for controlling a vehicle.
  • Fig. 2 shows as a timing diagram an Austrac approximately example of the method for synchronizing communication channels of a vehicle-to-X communication device according to the invention.
  • a first V2X message is sent to a first communication channel, such as the "control channel" already mentioned, by means of a first interface.
  • a second V2X message is sent to one via a second interface second communication channel.
  • the sending of messages via the "Service Channel 1" and the “Service Channel 2" would be triggered when this method was carried out by sending a message via the "Control Channel".
  • FIG. 3 shows an exemplary timing diagram of a synchronized transmission of V2X messages by an embodiment of the communication device or the method according to the invention, the signal S of a transmitted V2X message of a respective channel being applied over time t .
  • the signals of the V2X messages of the respective channels are shown in FIG. 3 by hatched fields If a first V2X message is sent out on the "Control Channel” CCH at a start time TI, the V2X messages are also sent out for transmission via the "Service Channel 1" SCHI and "Service", triggered by this sending Channel 2 "SCH2.
  • all messages are sent out essentially at the same time.
  • the transmission of all messages is completed, the message sent on the "Service Channel 1" SCHI being shorter according to the example compared to the others, which is reflected in a shorter transmission duration
  • at least one of the further messages is to wait for a predetermined period of time until the start of the transmission.
  • the coverage period of the transmissions also results in this version an im essentially simultaneous transmission of all messages triggered by the first message.
  • vehicle-to-X communication is understood to mean in particular direct communication between vehicles and / or between vehicles and infrastructure facilities.
  • it can be vehicle-to-vehicle communication or vehicle-to-infrastructure communication. If communication between vehicles is referred to within the scope of this registration, this can in principle take place, for example, in the context of vehicle-to-vehicle communication, which typically takes place without switching through a cellular network or a similar external infrastructure and which therefore must be distinguished from other solutions that are based on a cellular network, for example.
  • vehicle-to-X communication can take place using the IEEE 802.11p or IEEE 1609.4 or 4G or 5G standards.
  • Vehicle-to-X communication can also be referred to as C2X communication or V2X communication.
  • the sub-areas can be referred to as C2C (Car-to-Car), V2V (Vehicle-to-Vehicle) or C2I (Car-to-Infrastructure), V2I (Vehicle-to-Infrastructure).
  • C2C Car-to-Car
  • V2V Vehicle-to-to-Vehicle
  • C2I Car-to-Infrastructure
  • V2I Vehicle-to-Infrastructure
  • the invention explicitly does not exclude vehicle-to-X communication with switching, for example via a cellular network, and is to be regarded as such as being included.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Kommunikationsvorrichtung (10) zur Fahrzeug-zu-X Kommunikation (V2X Kommunikation), umfassend eine erste Schnittstelle (10-1) zur V2X-Kommunikation auf einen ersten Kommunikationskanal, eine zweite Schnittstelle (10- 2) zur V2X-Kommunikation auf einen zweiten Kommunikationskanal und eine Recheneinrichtung (10-5) zur Verarbeitung empfangener und/oder zu sendender V2X-Nachrichten, wobei die Vorrichtung ausgestaltet ist, ausgelöst durch die Aussendung einer ersten V2X-Nachricht mittels der ersten Schnittstelle, eine zweite V2X-Nachricht mittels der zweiten Schnittstelle auszusenden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Verfahren sowie die Verwendung der Kommunikationsvorrichtung in einem Fahrzeug oder einer mobilen Vorrichtung.

Description

Kommunikationsvorrichtung und Verfahren zur Synchronisation von Kommunikationskanälen und Verwendung der Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrich tung zur Fahrzeug-zu-X Kommunikation und ein Verfahren zur Synchronisation von Kommunikationskanälen einer Kommunikati onsvorrichtung zur Fahrzeug-zu-X Kommunikation und die Verwen dung der Vorrichtung.
Derzeit relevante Standards der Fahrzeug-zu-X (V2X) Kommuni kation sind beispielsweise IEEE802.11 (p) , IEEE1609, SAE 2735, SAE 2945 und ETSI ITS-G5. Zusätzlich werden gerade neue Stan dards bei 3GPP für C-V2X bzw. LTE-V2X bzw. 5G V2X erstellt. Techniken um ITS-G5 und LTE-V2X und 5G V2X im gleichen Band benutzen zu können werden gerade durch ETSI erarbeitet.
Sendet ein Sender auf einem V2X-Kanal, so kann er zur selben Zeit
auf keinem der vorhandenen V2X-Kanäle empfangen. Ein unsyn- chronisiertes Senden über mehrere Kanäle kann somit ein Aus bleiben eines möglichen Empfangs von V2X-Nachrichten über ei nen vergleichsweisen langen Zeitraum zur Folge haben.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Mittel bereitzustellen, wel ches eine effiziente Nutzung einer Mehrzahl von V2X-Kanälen realisiert und dabei Zeiträume ohne die Möglichkeit des Emp fangs von V2X-Nachrichten reduziert.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen An sprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispiels weise den Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Die Erfindung beschreibt eine Kommunikationsvorrichtung zur Fahrzeug-zu-X Kommunikation (V2X Kommunikation) , umfassend eine erste Schnittstelle zur V2X-Kommunikation auf einem ers ten Kommunikationskanal, eine zweite Schnittstelle zur V2X- Kommunikation auf einem zweiten Kommunikationskanal und eine Recheneinrichtung zur Verarbeitung, insbesondere mittels der ersten und der zweiten Schnittstelle, empfangener und/oder zu sendender V2X-Nachrichten, wobei die Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet ist, ausgelöst durch die Aussendung einer ersten V2X-Nachricht mittels der ersten Schnittstelle, eine zweite V2X-Nachricht mittels der zweiten Schnittstelle auszusenden.
Gemäß den Spezifikationen zu ITS-G5/DSRC V2X umfassen die je weiligen Frequenzbänder eine Mehrzahl an Kommunikationskanä len. Zum Beispiel weist nach ETSI TS 102 724 VI .1.1 (2012-10) das ITS G5A Band (5,875 GHz bis 5,905 GHz) den sog. Control Channel (CCH) , den sog. Service Channel 1 (SCHI) und den sog. Service Channel 2 (SCH2) auf. Weiterhin fordern die Spezifi kationen zu ITS-G5/DSRC aktuell, dass betreffende Kommunika tionsvorrichtungen zumindest auf dem Kontrollkanal („Control Channel") (ITS-G5) bzw. dem Sicherheitskanal („Safety Chan nel") (DSRC) senden und empfangen kann.
Der Erfindung zugrundeliegender Gedanke ist es nun einen der Kommunikationskanäle, insbesondere jedoch den Kontrollkanal bzw. Sicherheitskanal, als Basis für die Synchronisierung zu mindest eines weiteren Kommunikationskanals und/oder aller ggf. vorhandenen weiteren Kommunikationskanäle zu verwenden. Demnach kann also eine im wesentlichen zeitgleiche Aussendung von V2X-Nachrichten über den ersten und zweiten Kommunikati onskanal und ggf. weitere Kanäle erfolgen. Hierdurch wird eine Synchronisierung des Sendens von V2X Nachrichten aller bzw. mehrerer V2X-Kommunikationskanäle bei der Fahrzeug-zu-X Kom munikation erreicht. Der erste Kommunikationskanal dient somit, neben der Aussendung betreffender auszusendender V2X- Nachrichten, als Synchronisierungskanal für zumindest einen weiteren Kommunikationskanal der Kommunikationsvorrichtung. Der oder die weiteren Kanäle würden somit als Folge der Aus sendung einer Nachricht auf dem ersten Kanal ebenfalls ggf. auszusendende Nachrichten aussenden. Dadurch entfällt die Not wendigkeit einer vergleichsweise aufwändigen Synchronisierung mittels einer ggf. externen Synchronisationsquelle. Hierdurch kann die effiziente Nutzung mehrerer Kommunikationskanäle er höht werden. Außerdem wird eine Synchronisierung mehrerer Kom munikationskanäle ohne zusätzliche Anforderungen an die Genau igkeit der absoluten Zeitsynchronisierung, welche häufig über ein globales Satellitennavigationssystem realisiert wird, er möglicht. Der erste Kommunikationskanal und zweite Kommunika tionskanal sind dabei beispielsweise durch dasselbe Frequenz band umfasst. Zweckmäßigerweise weist die Kommunikationsvor richtung zum Senden und Empfangen von V2X-Nachrichten eine hierfür ausgebildete Antenne auf.
Es sei verstanden, dass in dem Frequenzband zur V2X Kommuni kation weitere Kommunikationskanäle zur V2X Kommunikation vor gesehen sein können und die Kommunikationsvorrichtung in die sen Fällen auch zur V2X Kommunikation über diese weiteren Kom munikationskanäle ausgestaltet ist. Entsprechend kann vorge sehen sein, dass die Vorrichtung zur Ausführung der beschrie benen Vorgehensweise auf alle Kommunikationskanäle und/oder einen Teil der Kommunikationskanäle eines Frequenzbands aus gestaltet ist. Einer der Kanäle dient dabei wie beschrieben als Synchronisierung für die weiteren Kanäle. Insbesondere wenn lediglich ein Teil der Kommunikationskanäle eines Fre quenzbands herangezogen wird, kann gegebenenfalls eine effi zientere Ausnutzung der Bandbreite des ersten Kommunikations kanals erzielt werden. Zum Beispiel können durch die nicht mittels des ersten Kommunikationskanals synchronisierte Kanäle besonders lange und/oder besonders häufig versandte Nachrich ten unabhängig von der Synchronisation versenden.
Grundsätzlich kann die Kommunikationsvorrichtung auch zur V2X- Kommunikation über weitere Frequenzbänder mit ggf. ebenfalls einer Mehrzahl an Kommunikationskanälen ausgestaltet sein.
Die Vorrichtung ist entsprechend einer Aus führungs form konfi guriert den Zeitpunkt der Aussendung der ersten V2X-Nachricht über den ersten Kommunikationskanal unter Verwendung eines Verfahrens bzw. Protokolls zur Medienzugriffssteuerung zu be stimmen. Mittels des Verfahrens bzw. Protokolls zur Medienzu griffssteuerung erfolgt insbesondere eine Prüfung dahingehend, ob der betreffende Kommunikationskanal für die Aussendung ei ner V2X-Nachricht frei ist. Wird im Rahmen der Prüfung fest gestellt, dass der erste Kommunikationskanal frei ist, erfolgt die Aussendung der ersten V2X Nachricht mittels der ersten Schnittstelle auf dem ersten Kommunikationskanal. Da die Aus sendung einer Nachricht mittels der zweiten Schnittstelle auf dem zweiten Kanals mittels Aussendung über den ersten Kanal getriggert wird, ist bezüglich des StartZeitpunkts der Aussen dung von Nachrichten mittels der zweiten Schnittstelle, ent sprechend einer Aus führungs form der Erfindung, keine Ausfüh rung eines Verfahrens zur Medienzugriffssteuerung vorgesehen. Mit anderen Worten wird das Verfahren zur Medienzugriffssteu erung hinsichtlich der durch die Aussendung einer Nachricht mittels der ersten Schnittstelle getriggerten weiteren Kommu nikationskanäle gemäß der Erfindung insbesondere lediglich be züglich des ersten Kommunikationskanals ausgeführt wird. Für nicht durch die durch die Aussendung einer Nachricht mittels der ersten Schnittstelle getriggerte weitere Kommunikations kanäle kann die Ausführung eines Verfahrens zur Medienzu griffssteuerung entsprechend weiterhin vorgesehen sein. Beispielhafte Verfahren zur Medienzugriffsteuerung (Media Ac cess Control oder MAC) sind Verfahren auf Basis von CSMA (Car rier Sense Multiple Access), wie CSMA/CA, CSMA/CD und CSMA/CR. Grundsätzlich gilt, dass ohne jegliche Synchronisierung die Nachrichten auf den unterschiedlichen Kanälen zu unterschied lichen Zeitpunkten gesendet würden, da aufgrund der Medienzu griffssteuerung jedem Sendevorgang jeweils eine zufällige War tezeit voraus geht und die Seitenbandausstrahlung eines Aus- sendevorgangs auf einem Kanal, auf den anderen Kanälen jeweils als Information interpretiert würde, dass diese bereits durch eine Sendung einer anderen Kommunikationsvorrichtung belegt sind .
Entsprechend einer Aus führungs form ist die Kommunikationsvor richtung ausgestaltet zu versendende Nachrichten in zumindest einem Datenspeicher zumindest eines durch die Kommunikations vorrichtung umfassten Transceivers zu speichern. Zweckmäßiger weise ist der Transceiver mittels eines integrierten Schalt kreises („Radio Chipset") ausgebildet. Somit ist die Vorrich tung ausgestaltet die erste V2X-Nachricht und die zweite V2X Nachricht vor der Aussendung in dem Datenspeicher des Transcei vers zu speichern.
Entsprechend einer Aus führungs form ist die Kommunikationsvor richtung ausgestaltet die erste V2X-Nachricht und die zweite V2X-Nachricht vor der Aussendung in jeweils einer der jewei ligen ersten Schnittstelle und zweiten Schnittstelle zugeord neten Warteschlange, sogenannte Queue, zu speichern. In vor teilhafter Weise ist damit eine gleichzeitige Versendung der Nachrichten auf allen Kommunikationskanälen ermöglicht. Die Warteschlangen sind zweckmäßigerweise mittels des Datenspei chers des Transceivers gespeichert. Entsprechend einer Aus führungs form ist die Vorrichtung ausge staltet auszusendende V2X-Nachrichten, insbesondere die erste V2X-Nachricht und die zweite V2X-Nachricht , vor dem Speichern in der jeweiligen Warteschlange zu signieren. Demnach werden auszusendende V2X-Nachrichten vor dem Speichern im Datenspei cher des Transceivers bzw. der jeweiligen Warteschlange sig niert. Im Vergleich zur Signierung unmittelbar vor dem Aussen den ergibt sich der Vorteil, dass kein Zeitverzug aufgrund der Leistungsbegrenzung einer die Signierung vornehmenden Signie reinheit beim Senden der einzelnen Nachrichten entsteht.
Entsprechend einer Aus führungs form ist die Vorrichtung ausge bildet die erste V2X-Nachricht gleich lang oder länger auszu bilden als die zweite V2X-Nachricht . Es kann entsprechend ei ner Weiterbildung demnach vorgesehen sein, dass die Vorrich tung ausgestaltet ist die erste V2X-Nachricht zeitlich zu ver längern und/oder die zweite V2X-Nachricht zur Verkürzung der zeitlichen Übertragungslänge im Vergleich zur ersten V2X-Nach- richt auf mehrere Kommunikationskanäle, sofern vorhanden und abgesehen vom ersten Kommunikationskanal, aufzuteilen in der Weise, dass auf allen Kanälen wieder gesendet werden kann, sobald der erste Kommunikationskanal nicht mehr belegt ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass, wenn ein Verfahren zur Medienzugriffssteuerung lediglich auf den ersten Kanal ausgeführt wird, eine weitere Kommunikations vorrichtung in Empfangsreichweite der Kommunikationsvorrich tung anhand des Ergebnisses eines Verfahrens zur Medienzu griffssteuerung auf dem ersten Kanal erkennt, dass der erste Kommunikationskanal frei ist und z.B. auf dem zweiten Kanal eine Aussendung beginnt, obwohl auf diesem noch eine Nachrich- tenaussendung durch die Kommunikationsvorrichtung aktiv ist. Grundsätzlich kann es im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen sein das Problem dadurch zu umgehen auf dem zweiten bzw. den weiteren Kanälen gleichzeitig eine Prüffung der Medienzugriffssteuerung durchzuführen. Dies fällt allerdings nicht unter die besonders vorteilhaften Aus führungs formen der Erfindung, da im Vergleich ein höherer Implementierungsaufwand und/oder eine größere Fehleranfälligkeit gesehen wird.
Entsprechend einer Aus führungs form ist die Vorrichtung ausge staltet nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer eine Leer- Nachricht mittels der ersten Schnittstelle über den ersten Kommunikationskanal auszusenden. Unter einer Leer-Nachricht sei insbesondere eine Nachricht ohne wesentlichen relevanten Informationsinhalt verstanden. Die vorgegebene Zeitdauer ist insbesondere durch ein vorgegebenes maximales Alter, bei spielsweise seit Speicherung der Nachricht im Datenspeicher des Transceivers, einer über den zweiten Kommunikationskanal auszusenden Nachricht definiert. Ein Vorteil, welcher sich hieraus ergibt ist, dass es zu keinen nicht tolerierbaren La tenzen bei der V2X Kommunikation kommt, da sichergestellt wer den kann, dass unabhängig davon, ob eine relevante Informati onen umfassende Nachricht mittels der ersten Schnittstelle ausgesandt werden soll, eine durch die Aussendung einer Nach richt mittels der ersten Schnittstelle getriggerte Aussendung einer weiteren Nachricht mittels der zweiten Schnittstelle un ter Berücksichtigung des maximal tolerierbaren Alters der wei teren Nachricht erfolgt.
Entsprechend einer Aus führungs form ist die Kommunikationsvor richtung ausgestaltet zumindest zwei Kanalgruppen mit jeweils einer Mehrzahl an Kommunikationskanälen auszubilden, wobei auszusendende V2X-Nachrichten ähnlicher Länge und ähnlicher Frequenz derselben Kanalgruppe zugeordnet werden. Jede Kanal gruppe weist hierbei zumindest zwei Kommunikationskanäle im Sinne des ersten Kommunikationskanals und des zweiten Kommu nikationskanals bzw. zwei Schnittstellen im Sinne der ersten Schnittstelle und zweiten Schnittstelle auf, in dem Sinne, dass jede Kanalgruppe im wesentlichen unabhängig voneinander mittels jeweils einer durch die betreffende Kanalgruppe um fassten ersten Schnittstelle synchronisierbar ist. Jede der Kanalgruppen kann somit weiterbildungsgemäß wie für die jewei ligen Aus führungs formen der Erfindung beschrieben ausgebildet sein. Hierdurch ist eine weitere Optimierung der Bandbreiten ausnutzung realisierbar, beispielsweise weil unnötige Warte zeiten bei der Aussendung von Nachrichten vermieden werden können und somit Latenzen bei der weiter reduzierbar sind.
Entsprechend einer Aus führungs form der Kommunikationsvorrich tung ist der erste Kommunikationskanal gemäß ITS-G5 als der diesbezüglich spezifizierte Kontrollkanal („Control Channel") und/oder gemäß DSRC als der diesbezüglich spezifizierte Si cherheitskanal („Safety Channel") ausgebildet.
Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Perso nenkraftfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug, ein Motorrad, ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug, ein Wasser fahrzeug oder ein Luftfahrzeug sein.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Synchroni sation von Kommunikationskanälen einer Fahrzeug-zu-X Kommuni kationsvorrichtung umfassend die Schritte:
- Aussendung einer ersten V2X-Nachricht mittels einer ers ten Schnittstelle auf einen ersten Kommunikationskanal
- Aussendung einer zweiten V2X-Nachricht mittels einer zweiten Schnittstelle auf einen zweiten Kommunikations kanal, wobei
die Aussendung der zweiten V2X-Nachricht mittels der zweiten Schnittstelle durch die Aussendung der ersten V2X-Nachricht mittels der ersten Schnittstelle ausgelöst wird. Weitere Aus führungs formen des Verfahrens gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungen zu den Aus führungs formen der Kommunikationsvorrichtung gemäß der Erfindung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die erfindungs gemäße Kommunikationsvorrichtung eingerichtet, ein entspre chendes Verfahren durchzuführen.
In einer Weiterbildung der angegebenen Kommunikationsvorrich tung weist die jeweilige angegebene Vorrichtung zumindest ei nen Speicher und zumindest einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Ver fahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Compu terprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der an gegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Compu terprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computer lesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der an gegebenen Verfahren durchführt.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung zumindest ei ner Aus führungs form der Kommunikationsvorrichtung gemäß der Erfindung in einem Fahrzeug oder einer mobilen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Smartphone oder einem Tabletcomputer . Einige besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere bevorzugte Aus führungsformen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
In lediglich schematischer Darstellung zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Kommunikationsvorrich tung gemäß der Erfindung und
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Er findung
Fig. 3 ein beispielhaftes Zeitverlaufsdiagramm einer syn chronisierten Aussendung von V2X-Nachrichten durch eine Aus führungs form der Kommunikationsvorrichtung bzw. des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Kommunikations vorrichtung 10 zur Fahrzeug-zu-X Kommunikation (V2X Kommuni kation) gemäß der Erfindung, umfassend einen Transceiver 10-4 zum Senden und Empfangen von Fahrzeug-zu-X Nachrichten mittels einer Antenne 10-6 über eine Mehrzahl an Kommunikationskanä len unter Verwendung einer ersten Schnittstelle zur V2X-Kom- munikation 10-1 über einen ersten Kommunikationskanal, einer zweiten Schnittstelle 10-2 zur V2X-Kommunikation über einen zweiten Kommunikationskanal und einer dritten Schnittstelle 10-3 zur V2X-Kommunikation über einen dritten Kommunikations kanal. Weiterhin weist die Kommunikationsvorrichtung 10 eine Recheneinrichtung 10-5 zur Verarbeitung von mittels des Transceivers 10-4 zu sendenden und empfangenen V2X-Nachrichten auf. Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist ausgestaltet, ausge löst durch die Aussendung einer ersten V2X-Nachricht mittels der ersten Schnittstelle 10-1, eine zweite V2X-Nachricht mittels der zweiten Schnittstelle 10-2 und eine dritte V2X- Nachricht mittels der dritten Schnittstelle 10-3 auszusenden. Demnach wird also getriggert durch die Aussendung einer V2X- Nachricht über den ersten Kommunikationskanal eine im wesent lichen zeitgleiche Aussendung einer V2X-Nachricht über den zweiten Kommunikationskanal und einer V2X-Nachricht über den dritten Kommunikationskanal vorgenommen. Beispielsgemäß han delt es sich bei dem ersten Kommunikationskanal um den sog. „Control Channel" (CCH) , bei dem zweiten Kommunikationskanal um den sog. „Service Channel 1" (SCHI) bzw. und bei dem dritten Kommunikationskanal um den sog. „Service Channel 2" (SCH2) des ITS G5A Band (5,875 GHz bis 5,905 GHz) entsprechend den Spe zifikationen nach ETSI TS 102 724 VI .1.1 (2012-10) . Entspre chend dieses Ausführungsbeispiels dient der „Control Channel", neben der Aussendung betreffender auszusendender V2X-Nachrich- ten, somit auch als Basis für die Synchronisierung des „Service Channel 1" und des „Service Channel 2". Mittels einer Daten übertragungseinrichtung 10-7, wie beispielsweise einem Daten bus, kann die Kommunikationsvorrichtung zur Datenkommunikation mit zumindest einer weiteren elektronischen Vorrichtung, wie beispielsweise einer elektronischen Kontrolleinheit zur Steu erung eines Fahrzeugs, ausgestaltet sein.
Die Fig. 2 zeigt als zeitliches Ablaufdiagramm ein Ausfüh rungsbeispiel des Verfahrens zur Synchronisation von Kommuni kationskanälen einer Fahrzeug-zu-X Kommunikationsvorrichtung gemäß der Erfindung. Hierbei wird in einem Schritt 1 mittels einer ersten Schnittstelle eine erste V2X-Nachricht auf einen ersten Kommunikationskanal, wie beispielsweise den bereits ge nannten „Control Channel", ausgesandt. Ausgelöst durch die Aussendung der ersten V2X-Nachricht mittels der ersten Schnittstelle, erfolgt, insbesondere im wesentlichen zeit gleich, in einem Schritt 2 eine Aussendung einer zweiten V2X- Nachricht mittels einer zweiten Schnittstelle auf einen zweiten Kommunikationskanal. Mit Bezugnahme auf die Kommuni kationsvorrichtung gemäß Fig. 1 würde bei Ausführung dieses Verfahrens durch Aussendung einer Nachricht über den „Control Channel" die Aussendung von Nachrichten über den „Service Chan nel 1" sowie den „Service Channel 2" getriggert.
Die Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes Zeitverlaufsdiagramm einer synchronisierten Aussendung von V2X-Nachrichten durch eine Aus führungs form der Kommunikationsvorrichtung bzw. des Verfah rens gemäß der Erfindung, wobei das Signal S einer ausgesandten V2X-Nachricht eines jeweiligen Kanals über der Zeit t aufge tragen ist. Beispielhaft wurden die Kommunikationskanäle „Con trol Channel" CCH, „Service Channel 1" SCHI und „Service Chan nel 2" SCH2, wie bereits beschrieben, herangezogen. Die Sig nale der V2X-Nachrichten der jeweiligen Kanäle sind in Fig. 3 durch schraffierte Felder veranschaulicht. Wird eine erste V2X-Nachricht auf „Control Channel" CCH zu einem Startzeit punkt TI ausgesandt, erfolgt, getriggert durch diese Aussen dung, ebenfalls die Aussendung der V2X-Nachrichten zur Über mittlung über den „Service Channel 1" SCHI und „Service Channel 2" SCH2. Wie dargestellt geschieht die Aussendung aller Nach richten damit im wesentlichen zeitgleich. Zu einem Endzeit punkt T2 ist die Aussendung aller Nachrichten abgeschlossen, wobei die auf dem „Service Channel 1" SCHI ausgesandte Nach richt gemäß dem Beispiel im Vergleich zu den anderen kürzer ist, was sich in einer geringeren Aussendedauer wiederspie gelt. Generell kann im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen sein, nach dem StartZeitpunkt der Aussendung der ersten Nach richt, den Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer bis zum Start der Aussendung zumindest einer der weiteren Nachrichten abzu warten. Bezogen auf die Zeitdauer der Aussendung der ersten Nachricht ergibt sich aufgrund des Überdeckungszeitraums der Aussendungen auch bei dieser Aus führungs form eine im wesentlichen zeitgleiche Aussendung aller Nachrichten getrig gert durch die erste Nachricht.
Sofern sich im Laufe des Verfahrens herausstellt, dass ein Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen nicht zwingend nötig ist, so wird anmelderseitig bereits jetzt eine Formulierung zumindest eines unabhängigen Anspruchs angestrebt, welcher das Merkmal oder die Gruppe von Merkmalen nicht mehr aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs oder um eine durch weitere Merkmale eingeschränkte Unterkombination eines am An meldetag vorliegenden Anspruchs handeln. Derartige neu zu for mulierende Ansprüche oder Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass Ausgestaltungen, Merk male und Varianten der Erfindung, welche in den verschiedenen Ausführungen oder Ausführungsbeispielen beschriebenen und/o der in den Figuren gezeigt sind, beliebig untereinander kom binierbar sind. Einzelne oder mehrere Merkmale sind beliebig gegeneinander austauschbar. Hieraus entstehende Merkmalskom binationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
Rückbezüge in abhängigen Ansprüchen sind nicht als ein Ver zicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Diese Merkmale können auch beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden.
Merkmale, die lediglich in der Beschreibung offenbart sind oder Merkmale, welche in der Beschreibung oder in einem An spruch nur in Verbindung mit anderen Merkmalen offenbart sind, können grundsätzlich von eigenständiger erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Sie können deshalb auch einzeln zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Ansprüche aufgenommen werden.
Allgemein sei darauf hingewiesen, dass unter Fahrzeug-zu-X Kommunikation insbesondere eine direkte Kommunikation zwischen Fahrzeugen und/oder zwischen Fahrzeugen und Infrastrukturein richtungen verstanden wird. Beispielsweise kann es sich also um Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation oder um Fahrzeug-zu-Inf- rastruktur Kommunikation handeln. Sofern im Rahmen dieser An- meldung auf eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen Bezug ge nommen wird, so kann diese grundsätzlich beispielsweise im Rahmen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation erfolgen, wel che typischerweise ohne Vermittlung durch ein Mobilfunknetz oder eine ähnliche externe Infrastruktur erfolgt und welche deshalb von anderen Lösungen, welche beispielsweise auf ein Mobilfunknetz aufbauen, abzugrenzen ist. Beispielsweise kann eine Fahrzeug-zu-X Kommunikation unter Verwendung der Stan dards IEEE 802.11p oder IEEE 1609.4 oder 4G oder 5G erfolgen. Eine Fahrzeug-zu-X Kommunikation kann auch als C2X-Kommunika- tion oder V2X-Kommunikation bezeichnet werden. Die Teilberei che können als C2C (Car-to-Car) , V2V (Vehicle-to-Vehicle ) oder C2I (Car-to-Infrastructure) , V2I (Vehicle-to-Infrastrukture) bezeichnet werden. Die Erfindung schließt jedoch Fahrzeug-zu- X Kommunikation mit Vermittlung beispielsweise über ein Mobil- funknetz explizit nicht aus und ist als solches als mit umfasst anzusehen .

Claims

Patentansprüche
1. Kommunikationsvorrichtung (10) zur Fahrzeug-zu-X Kommuni kation (V2X Kommunikation) , umfassend:
- eine erste Schnittstelle (10-1) zur V2X-Kommunikation auf einen ersten Kommunikationskanal,
eine zweite Schnittstelle (10-2) zur V2X-Kommunikation auf einen zweiten Kommunikationskanal,
- eine Recheneinrichtung (10-5) zur Verarbeitung empfan gener und/oder zu sendender V2X-Nachrichten,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ausgestaltet ist, ausgelöst durch die Aussendung einer ersten V2X-Nach- richt mittels der ersten Schnittstelle, eine zweite V2X- Nachricht mittels der zweiten Schnittstelle auszusenden.
2. Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, ausgestaltet den Zeitpunkt der Aussendung der ersten V2X-Nachricht mit tels der ersten Schnittstelle unter Verwendung eines Ver fahrens zur Medienzugriffssteuerung zu bestimmen.
3. Kommunikationsvorrichtung gemäß zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, ausgestaltet auszusendender V2X- Nachrichten in einem durch die Kommunikationsvorrichtung umfassten Datenspeicher eines Transceivers (10-4) zu spei chern .
4. Kommunikationsvorrichtung gemäß zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, ausgestaltet die erste V2X-Nach- richt und die zweite V2X-Nachricht vor der Aussendung in jeweils einer der jeweiligen ersten Schnittstelle und zweiten Schnittstelle zugeordneten Warteschlange zu spei chern .
5. Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, ausge staltet auszusendende V2X-Nachrichten vor dem Speichern zu signieren .
6. Kommunikationsvorrichtung gemäß zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, ausgestaltet die erste V2X-Nach- richt gleich lang oder länger auszubilden als die zweite V2X-Nachricht .
7. Kommunikationsvorrichtung gemäß zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, ausgestaltet nach Ablauf einer vor gegebenen Zeitdauer eine Leer-Nachricht mittels der ersten Schnittstelle auszusenden.
8. Kommunikationsvorrichtung gemäß zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, ausgestaltet zumindest zwei Kanal gruppen mit jeweils einer Mehrzahl an Kommunikationskanä len auszubilden und auszusendende V2X-Nachrichten ähnli cher Länge und ähnlicher Frequenz derselben Kanalgruppe zuzuordnen .
9. Kommunikationsvorrichtung gemäß zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, wobei der erste Kommunikationskanal gemäß ITS-G5 als der diesbezüglich spezifizierte Kontroll- kanal („Control Channel") und/oder gemäß DSRC als der dies bezüglich spezifizierte Sicherheitskanal („Safety Chan nel") ausgebildet.
10. Verfahren zur Synchronisation von Kommunikationskanälen einer Fahrzeug-zu-X Kommunikationsvorrichtung umfassend die Schritte:
(1) Aussendung einer ersten V2X-Nachricht mittels einer ersten Schnittstelle auf einen ersten Kommunikations kanal (2) Aussendung einer zweiten V2X-Nachricht mittels ei ner zweiten Schnittstelle auf einen zweiten Kommunika tionskanal, wobei
die Aussendung der zweiten V2X-Nachricht mittels der zwei- ten Schnittstelle durch die Aussendung der ersten V2X-
Nachricht mittels der ersten Schnittstelle ausgelöst wird.
11. Verwendung der Kommunikationsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Fahrzeug oder einer mobilen Vorrichtung.
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