车辆之间的机会数据传输的制作方法
专利名称：车辆之间的机会数据传输的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于优化无线车对车通信的系统和方法，且更具体地涉及配置成通过在车间通信会话期间适应性地调节消息数据包大小和数据通信速率而使得在瞬时相遇期间能够从一个车辆传输给另一个车辆的数据量最大化的系统和方法。
背景技术：
交通事故和道路拥堵是车辆行驶的重要问题。基于车辆点对点网络的主动控制和驾驶员辅助系统允许短程无线车辆通信系统(例如本领域技术人员已知的专用短程通信 (DSRC)系统或基于WiFi的无线通信系统)将消息传输给其它车辆。DSRC或WiFi可以用于实施基于无线的车辆特征，可以改进驾驶员便利性、道路效率且利于许多类型的车载服务。 DSRC技术基于与其它车辆(V2V)或基础设施(V2I)通信允许一类新的车辆特征。广泛地说， 术语“V2X”可以用于表示车辆环境中DSRC或WiFi允许的各种类型的通信应用。车对车(V2V)和车辆对基础设施(V2X)应用需要最少一个实体来传送消息给另一个实体。例如，许多车对车应用可以通过简单地从相邻车辆接收所传送消息而在一个车辆上执行。这些传送消息不针对任何特定车辆，但意味着与车辆群体共用。在期望避免碰撞的这些类型的应用中，当两个或更多车辆彼此通信且碰撞成为可能时，车辆系统可以警告车辆驾驶员或者可能为驾驶员采取逃避动作，例如施用制动器。类似地，交通控制单元可以观察信息从经过车辆的传送且对通过给定路口或道路的交通流产生统计。除了提供道路事件的提前通知之外，DSRC或WiFi还可以用于在车辆之间(V2V)或在车辆和道路基础设施之间(V2I)交换其它类型的信息。在这种情况下，车辆将可能从另一个车辆或者从基础设施接入点下载大量的数据。由于车辆是高度流动的，其将具有有限的机会来执行数据传输操作，因为它们在通信量程内的时间段可能受限制。在极端情况下， 两个车辆可能以相反方向经过每一个，同时以高速行驶。给定有限相遇持续时间，重要的是优化在可能通信的时间窗期间的数据吞吐量。因而，需要使得在瞬时相遇期间能够从一个车辆传输给另一个车辆的数据量最大化的系统和方法。
发明内容
根据本发明的教导，公开了一种用于优化车辆之间传输的数据的系统和方法。所述方法包括确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值且所接收信号强度指示是否增加；确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值且所接收信号强度指示是否减少； 如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加， 那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及如果丢失数据包传输的次数大于或等于丢失数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。
方案1. 一种用于优化车辆之间传输的数据的方法，所述方法包括 确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；
如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值以及所接收信号强度指示是否增加；
如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值以及所接收信号强度指示是否减少；
如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及
如果丢失数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。方案2.根据方案1所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包， 那么累增成功数据包传输的次数。方案3.根据方案1所述的方法，还包括如果数据包设置变化，那么重置丢失数据包传输的次数和成功数据包传输的次数。方案4.根据方案1所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包， 那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加。方案5.根据方案4所述的方法，还包括如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位。方案6.根据方案1所述的方法，还包括如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少。方案7.根据方案6所述的方法，还包括如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。方案8. —种用于优化车辆之间传输的数据的方法，所述方法包括 确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；
如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加；
如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少；
如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位；以及
如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。方案9.根据方案8所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包， 那么累增成功数据包传输的次数。方案10.根据方案8所述的方法，还包括如果数据包设置变化，那么重置丢失数据包传输的次数和成功数据包传输的次数。方案11. 一种具有计算机可读介质的系统，所述计算机可读介质有形地实施计算机可执行指令，用于
确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包； 如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值以及所接收信号强度指示是否增加；
如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值以及所接收信号强度指示是否减少；
如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及
如果丢失数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。方案12.根据方案11所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么累增成功数据包传输的次数。方案13.根据方案11所述的方法，还包括如果数据包设置变化，那么重置丢失数据包传输的次数和成功数据包传输的次数。方案14.根据方案11所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加。方案15.根据方案14所述的方法，还包括如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位。方案16.根据方案11所述的方法，还包括如果在消息序列中存在丢失数据包， 那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少。方案17.根据方案16所述的方法，还包括如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。本发明的附加特征将从以下说明和所附权利要求书结合附图显而易见。
图1是包括无线通信系统的车辆的平面图；和
图2示出了根据一个实施例的配置成通过改变消息数据包大小来优化车辆之间的通信的示例性算法；
图3示出了根据一个实施例的配置成通过改变数据包传输的数据调制速率来优化车辆之间的通信的示例性算法；和
图4示出了根据一个实施例的用于适应性地改变消息数据包大小和数据调制速率两者的示例性算法。
具体实施例方式涉及用于优化在瞬时相遇期间能够从一个车辆传输给另一个车辆的数据量的系统和方法的本发明实施例的以下阐述本质上仅仅是示例性的且不旨在以任何方式限制本发明或其应用或使用。图1是车辆10的图示，车辆10具有驾驶员顾问系统，包括用于建立驾驶车辆(下文称为主车辆)的全球位置的全球定位系统装置12 (GPS)。主车辆与在主车辆的传送量程内的多个远程车辆通信，用于交换与例如全球位置、速度和航向数据有关的信息和数据。所述系统还包括通信装置14，通信装置14配置成采用短程车辆通信系统，例如专用短程通信(DSRC)系统或WiFi系统。替代地，所述装置可包括但不限于其它类型的无线装置和网络，例如蜂窝电话。通信装置14还配置成在车辆之间交换数据，作为在车对车(V2V) 通信系统或V2X通信系统(S卩，车辆对基础设施或其它类型的实体)中传送的标准定期信标消息的一部分。无线消息可包括与车辆位置、车辆运动/动态参数、由相应远程车辆感测的交通或道路事件相关的数据，以给附近车辆的驾驶员预警一些类型的状况、交通延迟、事故、或可能导致事故的当前状况。与远程车辆的GPS确定位置、远程车辆行驶的速度、和远程车辆行驶的航向相关的数据可以作为定期信标消息的一部分从远程车辆传输。如本领域普通技术人员理解的那样，数据还可以包括其它类型的信息，例如但不限于远程信息处理信息、娱乐信息(例如，音乐或视频)或与车辆驾驶员和乘员有关的其它类型信息。驾驶员顾问系统10还包括传感装置16(例如，激光雷达、雷达、视觉和/或其它目标传感机构)和配置成与车辆驾驶员交互的显示装置18。显示装置可包括但不限于视觉显示屏(例如导航显示屏)或投射到挡风玻璃上的抬头显示器。本文所述的系统通过基于来自于远程通信车辆的接收信号强度和其它类型信道反馈进行通信调节而优化在由两个经过车辆产生的有限时间窗口内发生的通信。具体地， 消息数据包大小和数据通信速率以优化一组接收车辆的消息吞吐量的方式被调节。在一个实施例中，优化车辆之间的通信的一种方法包括在较大数据包在信道状况欠佳时具有较高丢失概率的假定下基于信号强度和信道反馈改变消息数据包大小。如果通信在长距离内发生或者如果信道经受多路径衰退或遮蔽效应，那么会发生数据包丢失。例如，在采用IEEE 802. Ilp (DSRC)的系统中，信道估计在数据包开始时开始，但是信道的变化会导致在数据包结束之前信道均衡终止。在信号强度弱时传输较小消息数据包且在信号强度腔时传输较大消息数据包，缓解了该风险且可以改进数据包传输比且导致吞吐量的总增 ο存在优化数据包大小的各种方法。一种方法是将接收信号强度指示(RSSI)和信道反馈结合的适应性数据包消息算法。信息反馈(例如，在固定间隔内(例如，每一秒)到达的MAC-层信标消息)从定期消息获得，定期消息从远程车辆接收。限定最小数据包大小，因为由于与总体消息大小相比时的小有效载荷，低于某一值的数据包大小通常不获得附加益处。RSSI趋势信息可以用于预测改进的信道状况。在先前循环已经超过数据包丢失阈值但是信号强度在改进的情况下，在下一循环期间相同消息大小将通过的概率增加。RSSI 趋势可以使用先前RSSI值计算，或者可以在一定时间内取样以确定相对增加或减少。根据试验结果，已经发现500字节的最小数据包大小在信道状况欠佳时有效地工作。最大数据包大小推荐设定为IP协议支持的最大帧大小(例如，1500字节)。图2示出了配置成通过改变消息数据包大小而优化车辆之间的通信的示例性算法20。在步骤22，在主车辆和远程车辆之间发生通信握手，其中，主车辆估计近似相遇时间且选择数据传输。在步骤对，主车辆从远程车辆接收状态消息。在步骤沈，算法20评估数据包序列以确定在传输序列中是否存在指示丢失数据包的间隙。如果没有丢失数据包，在步骤28，累增成功数据包计数。接下来，算法20在步骤30评估成功数据包计数值是否大于或等于数据包长度成功阈值且RSSI趋势值是否增加。如果这两个条件中的任一个不满足，那么算法20在步骤32确定是否已经改变任何设置。如果是，在步骤34，与数据包丢失计数和成功数据包计数相关的寄存器被重置，且过程返回至步骤M。如果没有改变设置，那么过程返回至步骤对。返回步骤30，如果成功数据包计数值大于或等于数据包长度成功阈值且RSSI趋势值增加，那么在步骤36，消息数据包长度增加等于预定数据包增加长度的量。然而，数据包长度应当不超过数据包长度最大值。在增加数据包长度之后，算法20在步骤32确定是否已经改变任何设置，且如上所述，或者返回至步骤24，或者重置数据包丢失计数和成功数据包计数，然后返回至步骤对。返回步骤沈，如果存在在步骤M中识别的状态消息序列中的丢失数据包，那么在步骤38评估数据包丢失计数，以确定计数值是否超过数据包长度丢失阈值且RSSI是否减少。如果这两个条件中的任一个不满足，那么算法20在步骤32确定是否已经改变任何设置。如果是，在步骤34，与数据包丢失计数和成功数据包计数相关的寄存器被重置，且过程返回至步骤24。如果没有改变设置，那么过程返回至步骤24。返回步骤38，如果数据包丢失计数值大于或等于数据包长度丢失阈值且RSSI减少，那么在步骤40，数据包长度减少等于预定数据包减少长度的量。然而，数据包长度应当不低于数据包长度最小值。在数据包长度减少之后，算法20在步骤32确定是否已经改变任何设置，且如上所述，或者返回至步骤24，或者重置数据包丢失计数和成功数据包计数， 然后返回至步骤M。优化车辆之间的通信的另一种方法包括适应性数据调制速率优化，其通过根据信道状况适应性地调整数据调制速率而增加网络吞吐量。例如，当通信车辆相隔远时，信道不太可能足够稳固以支持大数据调制速率。然而，当车辆之间的距离减少且信道状况改进时， 存在增加数据调制速率的机会。下文所示的表1示出了用于使用IEEE 802. Ilp的每个数据调制速率的调制方案和编码率。在研究文献中已经示出，QAM调制比BPSK或QPSK调制方案对噪音更敏感。因而，使用QAM调制的较高数据调制速率应当仅在信道状况良好时使用。对于其它类型的短程无线通信技术(如，WiFi )，进行类似的观察。表1 一 IEEE 802. Ilp中的数据调制速率
权利要求
1.一种用于优化车辆之间传输的数据的方法，所述方法包括 确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值以及所接收信号强度指示是否增加；如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值以及所接收信号强度指示是否减少；如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及如果丢失数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么累增成功数据包传输的次数。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括如果数据包设置变化，那么重置丢失数据包传输的次数和成功数据包传输的次数。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。
8.一种用于优化车辆之间传输的数据的方法，所述方法包括 确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加；如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少；如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位；以及如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么累增成功数据包传输的次数。
10.一种具有计算机可读介质的系统，所述计算机可读介质有形地实施计算机可执行指令，用于确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包； 如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值以及所接收信号强度指示是否增加；如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值以及所接收信号强度指示是否减少；如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及如果丢失数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。
全文摘要
本发明涉及车辆之间的机会数据传输。一种用于优化无线车对车通信的系统和方法配置成通过适应性地调节车内通信会话期间消息数据包大小和数据通信速率而使得在瞬时相遇期间能够从一个车辆传输给另一个车辆的数据量最大化。
文档编号H04L1/00GK102170324SQ201110046108
公开日2011年8月31日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月25日
发明者D·K·格林, F·白 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术领域：
本发明总体上涉及用于优化无线车对车通信的系统和方法，且更具体地涉及配置成通过在车间通信会话期间适应性地调节消息数据包大小和数据通信速率而使得在瞬时相遇期间能够从一个车辆传输给另一个车辆的数据量最大化的系统和方法。
背景技术：
交通事故和道路拥堵是车辆行驶的重要问题。基于车辆点对点网络的主动控制和驾驶员辅助系统允许短程无线车辆通信系统(例如本领域技术人员已知的专用短程通信 (DSRC)系统或基于WiFi的无线通信系统)将消息传输给其它车辆。DSRC或WiFi可以用于实施基于无线的车辆特征，可以改进驾驶员便利性、道路效率且利于许多类型的车载服务。 DSRC技术基于与其它车辆(V2V)或基础设施(V2I)通信允许一类新的车辆特征。广泛地说， 术语“V2X”可以用于表示车辆环境中DSRC或WiFi允许的各种类型的通信应用。车对车(V2V)和车辆对基础设施(V2X)应用需要最少一个实体来传送消息给另一个实体。例如，许多车对车应用可以通过简单地从相邻车辆接收所传送消息而在一个车辆上执行。这些传送消息不针对任何特定车辆，但意味着与车辆群体共用。在期望避免碰撞的这些类型的应用中，当两个或更多车辆彼此通信且碰撞成为可能时，车辆系统可以警告车辆驾驶员或者可能为驾驶员采取逃避动作，例如施用制动器。类似地，交通控制单元可以观察信息从经过车辆的传送且对通过给定路口或道路的交通流产生统计。除了提供道路事件的提前通知之外，DSRC或WiFi还可以用于在车辆之间(V2V)或在车辆和道路基础设施之间(V2I)交换其它类型的信息。在这种情况下，车辆将可能从另一个车辆或者从基础设施接入点下载大量的数据。由于车辆是高度流动的，其将具有有限的机会来执行数据传输操作，因为它们在通信量程内的时间段可能受限制。在极端情况下， 两个车辆可能以相反方向经过每一个，同时以高速行驶。给定有限相遇持续时间，重要的是优化在可能通信的时间窗期间的数据吞吐量。因而，需要使得在瞬时相遇期间能够从一个车辆传输给另一个车辆的数据量最大化的系统和方法。
发明内容
根据本发明的教导，公开了一种用于优化车辆之间传输的数据的系统和方法。所述方法包括确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值且所接收信号强度指示是否增加；确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值且所接收信号强度指示是否减少； 如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加， 那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及如果丢失数据包传输的次数大于或等于丢失数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。
方案1. 一种用于优化车辆之间传输的数据的方法，所述方法包括 确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；
如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值以及所接收信号强度指示是否增加；
如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值以及所接收信号强度指示是否减少；
如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及
如果丢失数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。方案2.根据方案1所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包， 那么累增成功数据包传输的次数。方案3.根据方案1所述的方法，还包括如果数据包设置变化，那么重置丢失数据包传输的次数和成功数据包传输的次数。方案4.根据方案1所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包， 那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加。方案5.根据方案4所述的方法，还包括如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位。方案6.根据方案1所述的方法，还包括如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少。方案7.根据方案6所述的方法，还包括如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。方案8. —种用于优化车辆之间传输的数据的方法，所述方法包括 确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；
如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加；
如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少；
如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位；以及
如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。方案9.根据方案8所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包， 那么累增成功数据包传输的次数。方案10.根据方案8所述的方法，还包括如果数据包设置变化，那么重置丢失数据包传输的次数和成功数据包传输的次数。方案11. 一种具有计算机可读介质的系统，所述计算机可读介质有形地实施计算机可执行指令，用于
确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包； 如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值以及所接收信号强度指示是否增加；
如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值以及所接收信号强度指示是否减少；
如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及
如果丢失数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。方案12.根据方案11所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么累增成功数据包传输的次数。方案13.根据方案11所述的方法，还包括如果数据包设置变化，那么重置丢失数据包传输的次数和成功数据包传输的次数。方案14.根据方案11所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加。方案15.根据方案14所述的方法，还包括如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位。方案16.根据方案11所述的方法，还包括如果在消息序列中存在丢失数据包， 那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少。方案17.根据方案16所述的方法，还包括如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。本发明的附加特征将从以下说明和所附权利要求书结合附图显而易见。
图1是包括无线通信系统的车辆的平面图；和
图2示出了根据一个实施例的配置成通过改变消息数据包大小来优化车辆之间的通信的示例性算法；
图3示出了根据一个实施例的配置成通过改变数据包传输的数据调制速率来优化车辆之间的通信的示例性算法；和
图4示出了根据一个实施例的用于适应性地改变消息数据包大小和数据调制速率两者的示例性算法。
具体实施例方式涉及用于优化在瞬时相遇期间能够从一个车辆传输给另一个车辆的数据量的系统和方法的本发明实施例的以下阐述本质上仅仅是示例性的且不旨在以任何方式限制本发明或其应用或使用。图1是车辆10的图示，车辆10具有驾驶员顾问系统，包括用于建立驾驶车辆(下文称为主车辆)的全球位置的全球定位系统装置12 (GPS)。主车辆与在主车辆的传送量程内的多个远程车辆通信，用于交换与例如全球位置、速度和航向数据有关的信息和数据。所述系统还包括通信装置14，通信装置14配置成采用短程车辆通信系统，例如专用短程通信(DSRC)系统或WiFi系统。替代地，所述装置可包括但不限于其它类型的无线装置和网络，例如蜂窝电话。通信装置14还配置成在车辆之间交换数据，作为在车对车(V2V) 通信系统或V2X通信系统(S卩，车辆对基础设施或其它类型的实体)中传送的标准定期信标消息的一部分。无线消息可包括与车辆位置、车辆运动/动态参数、由相应远程车辆感测的交通或道路事件相关的数据，以给附近车辆的驾驶员预警一些类型的状况、交通延迟、事故、或可能导致事故的当前状况。与远程车辆的GPS确定位置、远程车辆行驶的速度、和远程车辆行驶的航向相关的数据可以作为定期信标消息的一部分从远程车辆传输。如本领域普通技术人员理解的那样，数据还可以包括其它类型的信息，例如但不限于远程信息处理信息、娱乐信息(例如，音乐或视频)或与车辆驾驶员和乘员有关的其它类型信息。驾驶员顾问系统10还包括传感装置16(例如，激光雷达、雷达、视觉和/或其它目标传感机构)和配置成与车辆驾驶员交互的显示装置18。显示装置可包括但不限于视觉显示屏(例如导航显示屏)或投射到挡风玻璃上的抬头显示器。本文所述的系统通过基于来自于远程通信车辆的接收信号强度和其它类型信道反馈进行通信调节而优化在由两个经过车辆产生的有限时间窗口内发生的通信。具体地， 消息数据包大小和数据通信速率以优化一组接收车辆的消息吞吐量的方式被调节。在一个实施例中，优化车辆之间的通信的一种方法包括在较大数据包在信道状况欠佳时具有较高丢失概率的假定下基于信号强度和信道反馈改变消息数据包大小。如果通信在长距离内发生或者如果信道经受多路径衰退或遮蔽效应，那么会发生数据包丢失。例如，在采用IEEE 802. Ilp (DSRC)的系统中，信道估计在数据包开始时开始，但是信道的变化会导致在数据包结束之前信道均衡终止。在信号强度弱时传输较小消息数据包且在信号强度腔时传输较大消息数据包，缓解了该风险且可以改进数据包传输比且导致吞吐量的总增 ο存在优化数据包大小的各种方法。一种方法是将接收信号强度指示(RSSI)和信道反馈结合的适应性数据包消息算法。信息反馈(例如，在固定间隔内(例如，每一秒)到达的MAC-层信标消息)从定期消息获得，定期消息从远程车辆接收。限定最小数据包大小，因为由于与总体消息大小相比时的小有效载荷，低于某一值的数据包大小通常不获得附加益处。RSSI趋势信息可以用于预测改进的信道状况。在先前循环已经超过数据包丢失阈值但是信号强度在改进的情况下，在下一循环期间相同消息大小将通过的概率增加。RSSI 趋势可以使用先前RSSI值计算，或者可以在一定时间内取样以确定相对增加或减少。根据试验结果，已经发现500字节的最小数据包大小在信道状况欠佳时有效地工作。最大数据包大小推荐设定为IP协议支持的最大帧大小(例如，1500字节)。图2示出了配置成通过改变消息数据包大小而优化车辆之间的通信的示例性算法20。在步骤22，在主车辆和远程车辆之间发生通信握手，其中，主车辆估计近似相遇时间且选择数据传输。在步骤对，主车辆从远程车辆接收状态消息。在步骤沈，算法20评估数据包序列以确定在传输序列中是否存在指示丢失数据包的间隙。如果没有丢失数据包，在步骤28，累增成功数据包计数。接下来，算法20在步骤30评估成功数据包计数值是否大于或等于数据包长度成功阈值且RSSI趋势值是否增加。如果这两个条件中的任一个不满足，那么算法20在步骤32确定是否已经改变任何设置。如果是，在步骤34，与数据包丢失计数和成功数据包计数相关的寄存器被重置，且过程返回至步骤M。如果没有改变设置，那么过程返回至步骤对。返回步骤30，如果成功数据包计数值大于或等于数据包长度成功阈值且RSSI趋势值增加，那么在步骤36，消息数据包长度增加等于预定数据包增加长度的量。然而，数据包长度应当不超过数据包长度最大值。在增加数据包长度之后，算法20在步骤32确定是否已经改变任何设置，且如上所述，或者返回至步骤24，或者重置数据包丢失计数和成功数据包计数，然后返回至步骤对。返回步骤沈，如果存在在步骤M中识别的状态消息序列中的丢失数据包，那么在步骤38评估数据包丢失计数，以确定计数值是否超过数据包长度丢失阈值且RSSI是否减少。如果这两个条件中的任一个不满足，那么算法20在步骤32确定是否已经改变任何设置。如果是，在步骤34，与数据包丢失计数和成功数据包计数相关的寄存器被重置，且过程返回至步骤24。如果没有改变设置，那么过程返回至步骤24。返回步骤38，如果数据包丢失计数值大于或等于数据包长度丢失阈值且RSSI减少，那么在步骤40，数据包长度减少等于预定数据包减少长度的量。然而，数据包长度应当不低于数据包长度最小值。在数据包长度减少之后，算法20在步骤32确定是否已经改变任何设置，且如上所述，或者返回至步骤24，或者重置数据包丢失计数和成功数据包计数， 然后返回至步骤M。优化车辆之间的通信的另一种方法包括适应性数据调制速率优化，其通过根据信道状况适应性地调整数据调制速率而增加网络吞吐量。例如，当通信车辆相隔远时，信道不太可能足够稳固以支持大数据调制速率。然而，当车辆之间的距离减少且信道状况改进时， 存在增加数据调制速率的机会。下文所示的表1示出了用于使用IEEE 802. Ilp的每个数据调制速率的调制方案和编码率。在研究文献中已经示出，QAM调制比BPSK或QPSK调制方案对噪音更敏感。因而，使用QAM调制的较高数据调制速率应当仅在信道状况良好时使用。对于其它类型的短程无线通信技术(如，WiFi )，进行类似的观察。表1 一 IEEE 802. Ilp中的数据调制速率
权利要求
1.一种用于优化车辆之间传输的数据的方法，所述方法包括 确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值以及所接收信号强度指示是否增加；如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值以及所接收信号强度指示是否减少；如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及如果丢失数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么累增成功数据包传输的次数。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括如果数据包设置变化，那么重置丢失数据包传输的次数和成功数据包传输的次数。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。
8.一种用于优化车辆之间传输的数据的方法，所述方法包括 确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包；如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否增加；如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于数据速率成功阈值以及所接收信号强度指示是否减少；如果成功数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将数据包传输数据速率增加预定数据速率单位；以及如果丢失数据包传输的次数大于或等于数据速率成功阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将数据包传输数据速率减少预定数据速率单位。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么累增成功数据包传输的次数。
10.一种具有计算机可读介质的系统，所述计算机可读介质有形地实施计算机可执行指令，用于确定在两个车辆之间传输的状态消息序列中是否存在丢失数据包； 如果在消息序列中不存在丢失数据包，那么确定成功数据包传输的次数是否大于或等于成功数据包阈值以及所接收信号强度指示是否增加；如果在消息序列中存在丢失数据包，那么确定丢失数据包传输的次数是否大于或等于丢失数据包阈值以及所接收信号强度指示是否减少；如果成功数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示增加，那么将消息数据包的长度增加预定数据包增加量；以及如果丢失数据包传输的次数大于或等于成功数据包阈值且如果所接收信号强度指示减少，那么将消息数据包的长度减少预定数据包减少量。
全文摘要
本发明涉及车辆之间的机会数据传输。一种用于优化无线车对车通信的系统和方法配置成通过适应性地调节车内通信会话期间消息数据包大小和数据通信速率而使得在瞬时相遇期间能够从一个车辆传输给另一个车辆的数据量最大化。
文档编号H04L1/00GK102170324SQ201110046108
公开日2011年8月31日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月25日
发明者D·K·格林, F·白 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
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