在應(yīng)用環(huán)境傳感器系統(tǒng)的測量結(jié)果的情況下為車輛和其他通信參與者之間的無線通信時 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種用于為在機動車和另一個通信參與者之間的無線通信時進行信道評估的可能性，其中，在信道評估時要一起使用環(huán)境傳感器系統(tǒng)的結(jié)果。這應(yīng)由此實現(xiàn)，即，借助環(huán)境傳感器系統(tǒng)識別在機動車附近的無線通信的傳播特性并且對其進行分類，其中，基于對傳播特性的分類來調(diào)整信道評估。
【專利說明】在應(yīng)用環(huán)境傳感器系統(tǒng)的測量結(jié)果的情況下為車輛和其他通信參與者之間的無線通信時進行自適應(yīng)的信道評估的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于為在機動車和另一個通信參與者之間的無線通信時進行信道評估的方法，該通信參與者可能是移動的或靜態(tài)的通信參與者。在信道評估時要一起使用環(huán)境傳感器系統(tǒng)的結(jié)果。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，首先對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行數(shù)字調(diào)制。這也稱為符號映射(Symbolmapping)。然后在脈沖成形濾波器中生成時間連續(xù)的基帶信號。在該信號能夠通過真正的傳輸信道進行傳輸之前，例如借助正交調(diào)制器將基帶信號轉(zhuǎn)換為所謂的帶通信號。
[0003]在接收器方面，接收信號通過相應(yīng)的正交調(diào)制器轉(zhuǎn)換回基帶信號，其中在這次反轉(zhuǎn)換以后可以連接特定的抗干擾機構(gòu)。
[0004]傳輸信道是通過系統(tǒng)的物理通信特征確定的。其中，發(fā)送信號可以通過選擇合適的傳輸及調(diào)制方法匹配于傳輸信道的特征，從而實現(xiàn)盡可能優(yōu)化的傳輸。在接收器方面要進行所謂的信道評估，是為了能夠通過傳輸信道平衡出現(xiàn)的扭曲的情況。為此經(jīng)常在發(fā)送器中將參考信號加入數(shù)據(jù)流，接收器能夠從中推導出關(guān)于信道傳輸功能的信息。從這些信息出發(fā)可以評估信道的傳輸功能。
[0005]在此，已知的信道評估法生成環(huán)境的模型，其中，迄今一般只使用來自通信本身的信息。然而，當通信參與者、例如機動車以高速運動，并且環(huán)境條件由此迅速變化時，這在與外界進行無線通信時是有問題的。這也導致無線通信或無線電通信的傳播特征迅速變化。
[0006]作為與外界進行無線通信的系統(tǒng)，在機動車里已知了多種可能性。這些系統(tǒng)能夠借助車輛對基礎(chǔ)設(shè)施或車輛對車輛通信(C2X)來提高車輛安全性，移動性被優(yōu)化并且用于商業(yè)用途。在這里首先能想到的通信技術(shù)有蜂窩通信系統(tǒng)，如GPRS，EDGE ,UMTS, LTE，WiMax、符合 IEEE802.1lp 標準的自動 WLAN 或鑰匙無線電(Schliisselfunk)(RKE-Remote KeylessEntry )。通過這些技術(shù)也可以實施網(wǎng)絡(luò)連接或無線的駕駛許可。
[0007]由US 6,349,119 BI中已經(jīng)公知一種用于信道評估的方法，其通過信道的幾何模型估計出帶有高準確性的發(fā)送器和接收器之間的信道的特征，通過使用基于模型的幾何信息識別發(fā)送天線的位置，并且估計發(fā)送器和接收器之間的路徑。幾何信息在車輛上是通過攝像頭采集的。
[0008]然而在這里存在一個問題，S卩，通過攝像頭經(jīng)常很難識別發(fā)送天線，并且必須進行耗費成本的圖像處理，才能從捕捉的圖像數(shù)據(jù)中實際地確定攝像頭的位置。因此，這種方法成本很高并且計算強度大，而且恰恰在車輛高速行駛時經(jīng)常不能得到令人滿意的結(jié)果，因為天線位置的評估持續(xù)時間太長，并且發(fā)送器和接收器之間的相對位置直至確定發(fā)送器位置時已經(jīng)再次發(fā)生了變化。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的是提出一種用于信道評估的方法，其中為了信道評估簡化了包括環(huán)境傳感器系統(tǒng)的情況。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的方法來實現(xiàn)。在此提出，首先借助環(huán)境傳感器系統(tǒng)識別機動車附近的無線通信的傳播特性，并且對其進行分類，其中，在對傳播特性進行分類的基礎(chǔ)上來調(diào)整信道評估。
[0011]根據(jù)本發(fā)明對此同樣滿足的是，借助環(huán)境傳感器系統(tǒng)獲取機動車內(nèi)的接收器的典型的環(huán)境條件，從中能夠推導出傳輸信道的情況和傳輸信道中可能存在的干擾。這些信息通過分類得以統(tǒng)一，其然后實現(xiàn)對信道評估的適合地調(diào)整。因此，相比在US 6,349,118 BI中描述的實施方式，據(jù)此必須通過攝像頭環(huán)境傳感器系統(tǒng)對環(huán)境進行詳細的評估，根據(jù)本發(fā)明也滿足的是，檢測對于無線通信傳播重要的合適的環(huán)境特征，并且然后在信道評估時一起使用這些檢測的特征。由此實現(xiàn)了一種用于改進信號評估的、簡單的并且即使在高速下也能夠迅速起作用的系統(tǒng)，憑借盡管是借助分類來概括的環(huán)境特征也能夠?qū)崿F(xiàn)顯著改善在無線通信中的傳輸質(zhì)量。
[0012]根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式這樣提出，為了對傳播特性進行分類，從多個預(yù)設(shè)的分類中選擇一個類別。
[0013]優(yōu)選將一個這樣的來自分類的類別對應(yīng)于特定的典型的傳輸模式。所以特別屬于該預(yù)設(shè)的分類的是這些類別，如:城市、州縣公路、高速公路、高樓之間的馬路、丘陵、空地、隧道或類似地點。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，在分類改變時，重新進行或者說重新開始信道評估，例如通過重置信道評估和重新得到所需的數(shù)據(jù)。根據(jù)一種優(yōu)選的改進方案，可以將重新進行的信道評估限定在分類中的特定的過渡上，也就是說在分類的不同類別之間進行轉(zhuǎn)換時，會隨之出現(xiàn)在傳輸信道中的傳輸情況的顯著變化。一個實例對此就是從空曠的鄉(xiāng)村駛?cè)霕敲?Haeuserfronten)很高的城市中，在這些樓面上會反射傳輸信號并使其轉(zhuǎn)向。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，可以通過以下方式實現(xiàn)信號評估的調(diào)整，即，在對傳播特性進行分類的基礎(chǔ)上為信號評估選擇模型，其中，由于物理狀況不同，各種模型不同地適于各種分類。
[0016]作為補充或者作為代替，可以在對傳播特性進行分類和/或環(huán)境傳感器系統(tǒng)的其他信息的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整信道評估中的參數(shù)實現(xiàn)對信道評估的調(diào)整。由此能夠在模型內(nèi)通過將參數(shù)匹配于機動車的實際環(huán)境特征來達到信道評估的質(zhì)量。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，可以考慮將遺忘因數(shù)、反射強度、車速、環(huán)境和/或通信的衰減、屏蔽和/或其他特征作為參數(shù)。遺忘因數(shù)提供的是在環(huán)境變化時將過去的內(nèi)容以什么速度被遺忘。所以當環(huán)境迅速變化時，通常迅速遺忘過去，而當變化不大時，通常緩慢遺忘過去。對此的一個標準也可以是車速。通過反射強度給出的是，例如反射在城市內(nèi)的樓面上的無線電信號為何種強度，從而能夠基于反射情況更好地檢測干擾的情況。對于車輛的速度，合適的環(huán)境傳感器系統(tǒng)可以是運動測量儀或轉(zhuǎn)速表，對于場地特征的變化來說特別可以是攝像頭和相應(yīng)的圖像識別法，并且對于環(huán)境的反射特性的測量來說可以是雷達、激光雷達和/或激光傳感器。在測量反射特性時，前面描述的傳感器可以發(fā)射信號，并且測量反射的速度和強度，從而估計出機動車附近的總反射特性，并且在調(diào)整信道評估時將其考慮在內(nèi)。
[0018]衰減描述的是由于環(huán)境使無線電信號以何種程度減弱。這個信息首先能夠由攝像頭(針對例如霧、森林等等)和/或雷達傳感器(經(jīng)過它們的有效距離)得出。屏蔽的情況類似，其中，它會導致通信的有效距離的突然縮小。在轉(zhuǎn)義中其涉及是指本地的、突然的劇烈衰減。
[0019]優(yōu)選地通過環(huán)境傳感器系統(tǒng)檢測在機動車的運行方向上處于車輛前方的環(huán)境情況，因為這對于未來的接收質(zhì)量至關(guān)重要。通過這種用于影響信道評估的方法，然后同樣對檢測到的環(huán)境在車輛在短期內(nèi)駛過的范圍內(nèi)的傳播特性方面進行分類。然而，根據(jù)情況也可以檢測車輛周圍的其他區(qū)域，例如當車輛倒車或想轉(zhuǎn)換車道時，檢測后方區(qū)域，或者當車輛想拐彎或者受到來自側(cè)面的危險的威脅時，檢測側(cè)向區(qū)域。
[0020]在設(shè)計為短有效距離無線電的無線通信中，特別是在符合IEEE802.ll/p-標準的自動WLAN中，提供了前述方法的一種根據(jù)本發(fā)明特別優(yōu)選的應(yīng)用方式。
[0021]根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)計方案，在機動車的通信功能單元的計算單元中執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的用于進行信道評估的方法，優(yōu)選地在機動車的用于移動通信的功能單元內(nèi)執(zhí)行。
[0022]相應(yīng)地，本發(fā)明也涉及機動車的功能單元，其具有用于無線通信的發(fā)送和接收裝置、用于接收機動車的環(huán)境傳感器系統(tǒng)的信息的在車輛通信網(wǎng)絡(luò)上的接口和計算單元，其中，根據(jù)本發(fā)明，計算單元配置用于執(zhí)行前述方法或者其中的部分內(nèi)容。
[0023]同樣能夠通過本發(fā)明的計算機程序產(chǎn)品實現(xiàn)功能單元或任意計算單元的配置，該計算機程序產(chǎn)品用于對機動車和另一個通信參與者之間進行無線通信時執(zhí)行信道評估并具有用于在計算機程序應(yīng)用到計算機單元以后執(zhí)行該計算機程序的程序代碼工具，其中，程序工具設(shè)置用于在應(yīng)用到計算單元中以后執(zhí)行前述方法或其中的部分內(nèi)容。
[0024]本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和應(yīng)用可能性也從以下對實施例和附圖的描述中得出。其中，所有描述的和/或用圖像表示的特征本身或任意的特征組合形成本發(fā)明的對象，其同樣不取決于它們在權(quán)利要求中的總結(jié)內(nèi)容或?qū)ζ涞囊谩?br> 【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]唯一的圖1示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖，該方法也可以實施到機動車的功能單元的計算單元內(nèi)，或者可以通過計算機程序產(chǎn)品的程序代碼工具在計算單元中實施。
【具體實施方式】
[0026]在機動車和另一個通信參與者，其可以是靜態(tài)的或者也可以是移動的通信參與者，之間的無線通信中通常的信道評估的框架內(nèi)，首先隨環(huán)境傳感器系統(tǒng)的檢測開始。為此對機動車的環(huán)境傳感器系統(tǒng)的信號進行評估。環(huán)境傳感器系統(tǒng)可以簡單地例如是對準機動車的行駛方向的攝像頭，利用該攝像頭拍攝車輛環(huán)境的情況，并且借助圖像識別系統(tǒng)大體上對可分類的特定環(huán)境進行識別。這例如意味著，圖像處理系統(tǒng)迅速識別車輛是否處于空曠的環(huán)境中、受植物限制的環(huán)境(森林、灌木或類似物)中或是處于有建筑物的環(huán)境中，其中，在有建筑物的環(huán)境中還可以在沒有大量消耗的情況下估計或計算出建筑物的高度。此外還可以應(yīng)用雷達、激光雷達或激光傳感器，它們促使車輛放出射線并且檢測被反射的射線，以測試電磁波在車輛的周圍環(huán)境中的傳播。
[0027]然后就能夠從利用環(huán)境傳感器系統(tǒng)檢測的信息中評價無線通信在機動車附近的傳播特性，也就是說在無線通信的框架內(nèi)進行交換的電磁波。在對傳播特性識別或評價以后，緊接著對傳播特性進行分類，其中，通過劃分的不同類別將在無線通信的電磁波傳播時的不同屬性對應(yīng)于特定的利用環(huán)境傳感器系統(tǒng)識別的特征。
[0028]然而在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中具有意義的是，可以選擇性地檢查，從上一次對傳播特性進行分類開始，分類是否已經(jīng)發(fā)生了變化。如果確實如此，也取決于從特定的第一類別到特定的第二類別的過渡，有意義的是重設(shè)整個信道評估，以便使信道評估匹配于變化的環(huán)境條件。
[0029]只要分類已經(jīng)發(fā)生了變化，那么就為信道評估選擇一種新的、適合于變化了的分類的模型，其中，該模型取決于分類。否則就繼續(xù)使用相同的模型。
[0030]緊接著可以依據(jù)分類和/或其他來自環(huán)境傳感器系統(tǒng)的信息特征用于信道評估的參數(shù)。此時也可以識別具有多路徑傳播方式的對象，并且在信道評估的模型參數(shù)中考慮進去。
[0031]在選擇好用于信道評估的模型可能以及用于該模型的參數(shù)以后，就進行信道評估，這意味著使在無線通信中的接收最佳化。在進行信道評估以后，環(huán)境傳感器系統(tǒng)的檢測再次開始，以發(fā)現(xiàn)車輛周圍可能發(fā)生的變化。
[0032]其中，根據(jù)本發(fā)明可以在進行上一次信道評估和通過環(huán)境傳感器系統(tǒng)的檢測重新開始流程之間預(yù)設(shè)一次休息。
[0033]前述通信評估特別是在短距離無線電中有意義，如符合IEEE802.ll/p標準的自動WALN，從而實現(xiàn)接收性能的提高。相反地，如果無線通信的有效距離明顯大于環(huán)境傳感器系統(tǒng)的有效距離，就不能收到大的改良效果。
[0034]本發(fā)明特別是基于以下內(nèi)容，S卩，識別無線通信在機動車周圍的傳播特性，并且以簡單的方式進行分類，從而在這種分類的基礎(chǔ)上改良信道評估或接收效果。
【權(quán)利要求】
1.用于為在機動車和另一個通信參與者之間的無線通信時進行信道評估的方法，其中，在所述信道評估時要一起使用環(huán)境傳感器系統(tǒng)的結(jié)果，其特征在于，借助所述環(huán)境傳感器系統(tǒng)識別所述機動車附近的所述無線通信的傳播特性，并且對所述傳播特性進行分類，其中，在對所述傳播特性進行所述分類的基礎(chǔ)上來調(diào)整所述信道評估。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了對所述傳播特性進行所述分類，從多個預(yù)先給定的分類中選出一個類別。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述分類改變時重新開始所述信道評估。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在對所述傳播特性進行所述分類的基礎(chǔ)上為所述信道評估選擇模型。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在對所述傳播特性進行所述分類和/或所述環(huán)境傳感器系統(tǒng)的信息的基礎(chǔ)上調(diào)整所述信道評估的參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)是遺忘因子、反射強度、衰減、屏蔽和/或車速。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述環(huán)境傳感器系統(tǒng)至少檢測處于所述機動車的運動方向上的環(huán)境。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法在設(shè)計為短距離無線電的無線通信中使用。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述機動車的通信功能單元的計算單元中執(zhí)行用于進行所述信道評估的所述方法。
10.一種機動車的功能單元，具有用于無線通信的發(fā)送和接收裝置、在車輛通信網(wǎng)絡(luò)上的用于接收機動車的環(huán)境傳感器系統(tǒng)的信息的接口和計算單元，其特征在于，所述計算單元配置用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法。
11.一種用于執(zhí)行在機動車和另一個通信參與者之間的無線通信時的信道評估的計算機程序產(chǎn)品，具有用于在將計算機程序安裝到計算單元中后運行所述計算機程序的程序代碼工具，其特征在于，所述程序工具設(shè)置用于在安裝到所述計算單元中以后執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的方法。
【文檔編號】H04B17/00GK103477597SQ201280018949
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月18日
【發(fā)明者】馬克·門策爾, 烏爾里?！な┨亓? 申請人:大陸汽車有限責任公司