Коммуникационное устройство для автомобиля для беспроводной передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, система помощи водителю и автомобиль, включающие указанное коммуникационное устройство и способ передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к технике коммуникации и технике безопасности для автомобилей. В частности, изобретение относится к коммуникационному устройству для автомобиля для беспроводной передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, системе помощи водителю и автомобилю, включающему указанное коммуникационное устройство, способу передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру. Технический результат - улучшение коммуникации между транспортными средствами. Коммуникационное устройство, содержащее первый коммуникационный модуль для передачи первых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру и второй коммуникационный модуль для передачи выбранных вторых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, отличающееся тем, что первые релевантные для автомобиля данные передаются с первой частотой, ограниченной диапазоном, а вторые релевантные для автомобиля данные передаются со второй частотой, ограниченной диапазоном, которая меньше, чем первая частота, причем второй коммуникационный модуль выполнен как модуль беспроводного доступа и разрешения передвижения. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл., 19 пр.
Реферат
Область изобретения
Изобретение касается техники коммуникации и техники безопасности для автомобилей. В частности, изобретение касается коммуникационного устройства для автомобиля для беспроводной передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, системы помощи водителю и автомобиль, включающие указанное коммуникационное устройство, способа передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру.
Технологическая основа
Техника для коммуникации Автомобиль-Автомобиль или Автомобиль-Инфраструктура (С2Х-коммуникация) на базе сотовой мобильной связи известна. Floating-Car-Data также известна.
С2Х-коммуникация обычно применяется в сочетании с коммуникативной техникой, основанной на WLAN. Важнейшим применением для С2Х-коммуникации является предупреждение о скрыто приближающихся автомобилях, например, на перекрестках. В этом контексте говорится о функции помощи при пересечении перекрестков.
Для С2Х-применений выделен диапазон частот при 5,9 GHz (точнее: между 5875 MHZ и 5905 MHz). К сожалению, радиоволны в этом диапазоне частоты, так же как и видимый свет, поглощаются домами, кустами, припаркованными машинами. По этой причине прямая коммуникация на перекрестке возможна только тогда, когда автомобили имеют видимый контакт друг с другом, что ограничивает использование С2Х-коммуникации для функции помощи при пересечении перекрестков. В нелицензируемых ISM-диапазонах (промышленный, научный и медицинский диапазон, диапазоны частоты ниже 1 GHz) не обязательно требуется зрительный контакт, в противоположность диапазону частоты 5.9 GHz, но имеющийся диапазон частоты там значительно меньше.
Резюме изобретения
Задачей изобретения является улучшение коммуникации между транспортными средствами, в частности за счет повышения скорости передачи вторых данных, если отрезок радиопередачи блокируется препятствиями.
Поставленная задача решается предлагаемым коммуникационным устройством для автомобиля для беспроводной передачи релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, включающим первый коммуникационный модуль для передачи первых, релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру и второй коммуникационный модуль для передачи выбранных вторых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру, за счет того, что первые релевантные для автомобиля данные передаются с первой частотой, ограниченной диапазоном; а вторые релевантные для автомобиля данные передаются со второй частотой, ограниченной диапазоном, которая меньше, чем первая частота, причем второй коммуникационный модуль выполнен как модуль беспроводного доступа и разрешения передвижения.
Благодаря применению двух коммуникационных модулей можно передать важную лимитированную информацию через второй коммуникационный модуль с гарантией того, что эта информация дойдет до получателя. Остальные данные можно передавать через первый коммуникационный модуль, при необходимости, при более высокой полосе частот, но меньшей дальности. Таким способом можно достигнуть того, что важнейшие данные, независимо от условий окружающей среды, в которых находится автомобиль, дойдут до получателя.
Благодаря применению уже существующих коммуникационных технологий можно просто и недорого решить проблему экранирования зданиями для второго коммуникационного модуля (также и для первого коммуникационного модуля). Требования коммуникации на WLAN-основе при этом не затрагиваются.
Второй коммуникационный модуль, выполненный как беспроводной модуль доступа и разрешения передвижения, выполняет двойную функцию. С одной стороны, он может применяться для коммуникации с другим автомобилем или инфраструктурой, чтобы передавать выбранные вторые данные. С другой стороны, он может применяться для определения права доступа и/или для запуска автомобиля.
Согласно первому примеру исполнения изобретения первый коммуникационный модуль для передачи первых релевантных для автомобиля данных выполнен на базе WLAN.
Согласно второму примеру исполнения изобретения при вторых релевантных для автомобиля данных речь идет о базовой информации, как, например, идентификации автомобиля (ID транспортного средства), позиции автомобиля, скорости и/или направлении движения автомобиля.
Для этого в автомобиле предусмотрены соответствующие сенсоры для учета позиции автомобиля, скорости и направления движения автомобиля.
Согласно третьему примеру исполнения изобретения в качестве вторых релевантных для автомобиля данных передаются только те данные, которые по сравнению с последней передачей значительно изменились.
Если, например, автомобиль стоит, позиция автомобиля заново не передается. Если автомобиль движется с высокой скоростью, позиция автомобиля передается с более высокой частотой. Если автомобиль сильно тормозит, скорость и/или позиция автомобиля передаются, соответственно, часто, при равномерном прямолинейном движении, напротив, достаточно меньшей частоты передачи.
Таким образом, обмен данными можно настроить индивидуально и тем самым сократить.
Согласно четвертому примеру исполнения изобретения первые и вторые релевантные для автомобиля данные указывают, соответственно, на идентификацию автомобиля, при этом установление связи первых данных со вторыми данными (или наоборот) происходит через эту идентификацию.
Согласно пятому примеру исполнения изобретения первые и вторые релевантные для автомобиля данные передаются в одном и том же формате.
Таким образом, можно убедиться, что в конечном приборе можно считать вторые данные, если считываются первые данные (и наоборот).
Согласно шестому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для помощи при пересечении перекрестков.
Согласно седьмому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство передает вторые релевантные для автомобиля данные только тогда, когда работает мотор автомобиля, активно аварийное освещение или сенсоры автомобиля определяют транспортное происшествие.
Во всех других случаях второй коммуникационный модуль может взять на себя другие функции, например функцию электронного ключа.
Согласно восьмому примеру исполнения изобретения для контроля перегрузки при коммуникации через второй коммуникационный модуль применяется Carrier Sense Multiple Access.
Согласно девятому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль применяется для передачи только первоочередных, т.е. приоритетных, данных.
Согласно десятому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль выполнен для коммуникации между коммуникационным устройством и инфраструктурой.
Согласно одиннадцатому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль выполнен для периодической передачи команды поиска пешеходу.
Согласно двенадцатому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль выполнен для подготовки резервирования для надежного применения автомобиля.
Согласно тринадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для объединения данных измерения простого сенсора окружающей среды с данными, принимаемыми с другого автомобиля или инфраструктуры, для интерпретации ситуации.
Согласно четырнадцатому примеру исполнения изобретения первый коммуникационный модуль выполнен для выбора коммуникационного партнера и определения, через какое коммуникационное устройство и через какой коммуникационный канал должна проходить коммуникация между автомобилем и коммуникационным партнером.
Согласно пятнадцатому примеру исполнения изобретения второй коммуникационный модуль выполнен для осуществления вывода коммуникационного соединения наружу и приема коммуникационного соединения.
Согласно семнадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для предостережения соседнего автомобиля после ДТП с собственным автомобилем через второй коммуникационный модуль.
Согласно восемнадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для рассылки сообщения при проеме собственного идентификационного номера для защиты от кражи.
Согласно девятнадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство имеет «спящий» режим, причем коммуникационное устройство выполнено так, чтобы распознавать в этом режиме, идет ли речь в принимаемом сообщении о сообщении специально для этого автомобиля или об общем, рассылаемом С2Х, сообщении для множества автомобилей.
Согласно двадцатому примеру исполнения изобретения коммуникационное устройство выполнено для приема сообщений дорожного знака вторым коммуникационным модулем и для дальнейшего анализа принимаемого сообщения системой помощи водителю.
Другими объектами изобретения являются система помощи водителю и автомобиль, включающие вышеуказанное коммуникационное устройство.
Дальнейшим объектом изобретения является способ передачи релевантных для автомобиля данных через мобильную коммуникацию на другой автомобиль или инфраструктуру, включающий следующие этапы: передача первых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру первым коммуникационным модулем и передача выбранных вторых релевантных для автомобиля данных на другой автомобиль или инфраструктуру вторым коммуникационным модулем, выполненным как беспроводной модуль доступа и разрешения перемещения, причем первые релевантные для автомобиля данные передаются с первой частотой, ограниченной диапазоном; а вторые релевантные для автомобиля данные передаются со второй частотой, ограниченной диапазоном, которая меньше, чем первая частота.
При этом первый коммуникационный модуль выполнен для передачи первых релевантных для автомобиля данных на базе WLAN.
Согласно форме исполнения изобретения возможно применять радиоключи зажигания дополнительно к коммуникациям на базе WLAN, что осуществляется только при работающем моторе и в случае аварии также и при стоящем автомобиле.
Далее, возможно посылать только несколько данных через второй коммуникационный модуль (например, система радиоключей), чтобы оптимально использовать узкую полосу частот второго коммуникационного модуля. Например, посылаются только те данные, которые значительно изменились.
При коммуникации используется та же идентификация транспортного средства (ID транспортного средства), что и при WLAN-коммуникации, чтобы можно было соотнести друг с другом 25 данных.
Например, через второй коммуникативный модуль проводится только т.н. Single-Hop Broadcast, через первый коммуникационный модуль (WLAN-система), напротив, может производиться также коммуникация Multi-Hop 30.
На этом месте следовало бы указать, что в контексте настоящего изобретения GPS представляет все глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS), как, например, GPS, Galileo, GLONASS (Россия), Compass (Китай), IRNSS (Индия), …
Под понятием «цифровые карты» должны пониматься также карты для 5 прогрессивных систем помощи водителю (ADAS, Advanced Driver Assistance System), без осуществления навигации.
При транспортном средстве речь идет, например, о таком транспортном средстве, как автомобиль, автобус или грузовой автомобиль, либо также о шинном транспортном средстве, судне, воздушном судне, как вертолет или самолет, или, например, велосипед.
Далее описываются наиболее предпочтительные примеры исполнения изобретения со ссылкой на чертежи.
Фиг.1 показывает схематическое представление коммуникационного устройства согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.2 показывает схематическое представление всей системы согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.3 показывает блок-схему способа согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.4 показывает блок-схему способа согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.5 показывает блок-схему модуса С2С согласно примеру исполнения изобретения.
Фиг.6 показывает передачу информации через ограничение скорости отдельно для каждой полосы движения. Изображения на чертежах схематичны и не масштабны. На следующих описаниях изображений для одинаковых или подобных элементов применяются одни и те же цифры.
Фиг.1 показывает схематичное представление коммуникационного устройства 100 для автомобиля для беспроводной передачи данных автомобиля на другой автомобиль или стационарную инфраструктуру. Коммуникационное устройство 100, например, инсталлировано в автомобиль и имеет первый коммуникационный модуль 115 с антенной 116, второй коммуникационный модуль 121 с антенной 124, а также модуль управления 102.
Отправляемые данные, которые передаются с модуля управления 102, выполненного, например, в форме CPU, на коммуникационный модуль 115 или на коммуникационный модуль 121, могут быть закодированы одним или несколькими кодировочными устройствами 114. Для передачи данных с CPU 102 на второй коммуникационный модуль 121 может быть предусмотрена антенна 123, которая, например, размещена на шифровальном устройстве 114. Для приема этих данных и для отправки на другие автомобили второй коммуникационный модуль 121 имеет антенну 124. Второй коммуникационный модуль может, однако, быть частью коммуникационного устройства 100.
Также принимаемые данные, которые передаются с коммуникационного модуля 115 или с коммуникационного модуля 121 на модуль управления 102, кодируются кодировочным устройством 114. Таким способом и динамической сменой идентификационных номеров можно снизить опасность злоупотреблений и обеспечить защиту данных.
С модулем управления 102 соединен модуль ввода 112 verbunden. При помощи ввода 112 осуществляются различные настройки коммуникационного устройства, а также связанного с ним навигационного модуля 120. Также предусмотрен оптический модуль вывода в форме монитора 110, при помощи которого можно выводить целевую информацию. Исходя из этого эта целевая информация и, при необходимости, предостережения могут быть выданы через акустический модуль вывода 111. Выдача через акустический модуль вывода 111 имеет то преимущество, что водитель меньше отвлекается от актуального дорожного движения.
В элементе памяти 113, который соединен с модулем управления 102 или встроен в модуль управления 102, заложены цифровые данные карт (например, в виде данных карт навигации) в форме наборов данных. Например, в элементе памяти 113 заложена также дополнительная информация об ограничениях дорожного движения, элементах инфраструктуры и т.п. и разведена по наборам данных.
Предусмотрена система помощи водителю 117, которая оснащена цифровыми данными карт, позициями других объектов или другой информацией из коммуникации.
Для определения актуальной позиции автомобиля имеется коммуникационное устройство 100, навигационный модуль 120 и модуль позиционирования 106, причем модуль позиционирования рассчитан для приема сигнала позиционирования со спутников, например Galileo или GPS. Конечно, модуль навигации со спутниковым навигационным приемником 106 также выполнен для других спутниковых навигационных систем.
Модуль позиционирования 106 соединен с модулем управления 102. Модуль навигации 120 также соединен с модулем управления 102.
Имеется прямое соединение между модулем навигации 120 и модулем позиционирования 106. Тем самым GPS-сигналы могут напрямую передаваться в CPU 102.
Так как сигналы позиционирования не всегда принимаются внутри города, коммуникационное устройство имеет для проведения навигации счислением (и прокладки пути) еще сенсор направления 107, сенсор отрезка пути 108, сенсор поворота рулевого колеса 109, сенсор хода рессоры 118, ESP-сенсорику 104 и, при необходимости, детектор 105, например, в форме камеры или лучевого сенсора (радарный или лидарный сенсор). Детекторный модуль 119 имеет также устройство измерения скорости 122.
Сигналы GPS-приемника и прочих сенсоров обрабатываются в модуле управления 102. Получаемые из этих сигналов позиции автомобилей сравниваются на Map Matching с дорожными картами.
Полученная таким образом целевая информация, наконец, выводится на монитор 110.
Коммуникационный модуль 121 выполнен как беспроводной модуль доступа и расчета пути (RKE, Remote Keyless Entry). Почти во всех современных легковых автомобилях используются такие беспроводные модули доступа и расчета пути, которые работают внутри нелицензируемых ISM-частот (промышленные, научные и медицинские частоты). Только для обзора и в качестве выдержки для понимания того, что дано в таблице 1, указаны частоты и разрешенная мощность передачи. Встроенные в автомобиль модели могут, при отсутствии препятствий на пути, достигать дальности передачи более 1000 м. На основании относительно высокой длины волны сигналы очень легко огибают почти любое препятствие. В распоряжении имеется только один ограниченный диапазон частот для передачи данных, тем самым об этих частотах в качестве единственного носителя С2Х-коммуникации не стоит вопрос, если следует передать большие объемы данных.
Таблица 1 | ||
Диапазон частот и мощность передачи / Обзор рынка | ||
EU | 434 MHz | +10 dBm |
868 MHz | +14 dBm | |
US | 315 MHz | -25.6…-5.6 dBm |
902 MHz | -7.25 dBm | |
902 MHz | +30 dBm для DSSS | |
JP | 315 MHz | -6 dBm…-16 dBm |
426 MHz | 0 dBm на 500 hm | |
429 MHz | замерено | |
+10 dBm на 500 hm | ||
замерено | ||
KOR | 434 MHz | +4.7 dBm |
447 MHz | +7 dBm на 500 hm | |
замерено | ||
CHN | 434 MHz | +10 dBm |
868 MHz | +7 dBm |
Ключевой аспект изобретения следует рассматривать в том, что основанная на WLAN коммуникация (первый коммуникационный модуль) расширяется на дополнительные сообщения, которые могут быть отправлены и приняты системой ключей зажигания 121, 124. Чтобы на каждый автомобиль использовать как можно меньший диапазон частоты, через коммуникацию с ключами зажигания передается очень мало базовой информации: ID автомобиля, место, скорость и направление движения. С этой информацией можно создавать базовую функциональность или систему помощи на перекрестках. Как только автомобиль устанавливает визуальный контакт или контакт через реле (т.н. Road Side Unit, RSU) получает другой автомобиль, можно обмениваться информацией через основанную на WLAN коммуникацию и использовать весь комплект С2Х-функций.
Чтобы данные коммуникации WLAN и ключей зажигания могли быть соотнесены между собой в обеих системах, следует, например, применять одинаковую идентификацию автомобиля (ID автомобиля). Эта ID может быть динамически изменена, чтобы обеспечить защиту данных. Передаваемые данные имеют, например, одинаковый формат на всех путях передачи, чтобы их можно было сравнивать. Чтобы сэкономить на частоте диапазона, постоянно передаются не все указанные данные, а только те данные, которые значительно изменились со времени последней передачи.
При этом речь идет, например, о данных мест или позиционирования, которые передаются каждые 250 миллисекунд. Актуальная скорость движения при равномерном движении передается каждые 1000 миллисекунд, при торможении каждые 250 миллисекунд. Направление движения автомобиля передается каждые 2000 миллисекунд, при повороте в зависимости от радиуса поворота - каждые 250-1000 миллисекунд.
Соответствующие данные замеряются детекторным устройством 119 и сохраняются, например, в памяти 113, при необходимости, после обработки или анализа в CPU 102.
Чтобы не помешать функции расчета пути, модуль применяется в состоянии покоя при отключенном моторе, как и прежде, для открывания и закрывания дверей. При работающем моторе идет замена на С2Х-режим. Если автомобиль попал в аварию и включен аварийный свет, С2Х-коммуникация будет, естественно, поддерживаться и при отключенном моторе.
Другими словами, второй коммуникационный модуль может применяться в любом случае при работающем моторе и в состоянии покоя в случае аварии для С2Х.
Описанный выше сценарий пересечения - пример исполнения настоящего изобретения. Ключевой аспект изобретения состоит в том, что коммуникация доступа для СХ2 для передачи выбранных базовых данных применяется в незначительном количестве передатчиков. Эта основная идея может в общем применяться для С2Х. Если через «нормальную» С2Х-коммуникацию (через первый коммуникационный модуль) уже происходит обмен данными с автомобилями из большой зоны въезда (например, 300 м) и можно исходить из того, что экранирование не мешает коммуникации, то коммуникацию можно проводить только с помощью «нормальной» С2Х-коммуникации.
Для контроля заполнения при коммуникации доступа (при коммуникации через второй коммуникационный модуль) применяется Carrier Sense Multiple Access (CSMA). Очень дорогой контроль заполнения «нормальной» С2Х-коммуникации не нужен, т.к. при коммуникации доступа не предусмотрен Multi-Hop.
Фиг.2 показывает схематичное изображение всей системы согласно примеру исполнения изобретения. Предусмотрены два автомобиля 201, 202, которые имеют по одному коммуникационному устройству 100, по 2 коммуникационных модуля в каждом. Также предусмотрена инфраструктура или центральный пункт, который состоит из коммуникационного модуля 203 с антенной 206, сервера 204 и памяти данных 205. Оба автомобиля могут «общаться» друг с другом и с центральным пунктом через радиопередачу 207 kommunizieren, несмотря на то, что препятствие, например, в виде леса 208 делает невозможной радиопередачу на базе WLAN.
Фиг.3 показывает структурную схему способа, при котором на этапе 301 выбранные вторые данные автомобиля (например, актуальная позиция автомобиля вместе со скоростью) передается на другой автомобиль системой доступа. На этапе 302 дополнительно происходит передача первых данных автомобиля на другой автомобиль первым коммуникационным модулем, например радиопередача на базе WLAN.
На этапе 303 происходит передача данных только через WLAN, т.к. создано надежно функционирующее WLAN-соединение.
Далее описываются прочие примеры исполнения изобретения, которые могут быть исполнены независимо друг от друга или в комбинации друг с другом.
Первый пример исполнения:
Фиг.4 и фиг.5 показывают блок-схемы способа согласно примерам исполнения изобретения для разъяснения сосуществования С2Х, RKE или применения двух коммуникационных модулей.
Сосуществование или обработка обоих случаев применения (С2Х и RKE) в качестве интеграционного этапа было разъяснено на примере фиг.4. После одной инициализации [Start] прибора управления радиокоммуникации [на этапе 401 происходит опрос статуса автомобиля; на этапе 402 проверяется, включен ли мотор; на этапе 403 проверяется, включен ли аварийный световой сигнал; на этапе 404 проверяется, сработал ли сенсор ДТП, был ли определен несчастный случай] и на основании этого - принятие решения на научной основе соответствующего режима [С2С-режим, RKE-режим]. Если на один из этих вопросов было отвечено «да», система работает в С2С-режиме. Если на все эти вопросы было отвечено «нет», система работает в RKE-режиме.
В RKE-режиме прибор управления радиокоммуникации 102 (см. фиг.1) ищет соответствующие датчики идентификации радиосигналов. Это может происходить по причине экономии электроэнергии путем циклического включения и выключения приемника или передатчика транспортного средства. В цикле включения анализируется Aufwachsequenz переданной информации с ключей в случае нажатия кнопки на идентификационном датчике или при т.н. пассивном доступе автоматически при приближении к автомобилю. Если переданные идентификационные номера в протоколе, а также другие технические признаки (модуляция, диапазон передачи и т.д.) совпадают (см. также тринадцатые примеры исполнения внизу), то после положительной проверки на автомобиль направляется приказ действия, например открытие или закрытие дверей автомобиля.
В С2С или С2Х режиме 406 в режиме 501 счетчик выравнивается значением запуска. Затем опрашивается циклическая информация, как, например, позиция автомобиля 502, скорость 503, направление автомобиля 504, идентификационный номер автомобиля, а также возможные предостерегающие сообщения (например, гололед). Пример представлен на фиг.5.
На этапах 506, 507, 508 и 509 производится опрос, были ли изменения.
Если были быстрые изменения в этих параметрах, происходит более частая передача, как описано выше.
Если нет огромных изменений, происходит цикличная передача 512 данных при помощи радиопередачи в заранее запрограммированной временной точке. Для этого при каждом проходе, при котором не обнаружилось изменения параметра (этап 513), счетчик уменьшается на один (этап 514). Если счетчик достигает состояния «ноль» (этап 515), то он снова устанавливается на значение запуска (этап 516) и происходит передача данных. Для передачи определяются еще ID (этап 511), которые циклически изменены, но одинаковы между обеими коммуникационными техниками (например, WLAN и RKE), чтобы достичь соотнесения данных друг с другом. Но возможны и другие метрики для определения передачи или определения диапазона передачи данных, например отводы из определенного в С2С-СС стандарта передачи для С2Х на 5.9 GHz. Возможно также, чтобы данные передавались только тогда, когда наступило или наступает особо критичное состояние, т.е. есть опасность для здоровья и жизни людей, или имеются очень плохие условия передачи при 5.9 GHz.
Следует обратить внимание, что С2С- или С2Х-режим принципиально может быть расширен другими услугами или режимами также и во время поездки. Так при системах пассивного контроля доступа и во время движения всегда циклично происходит поиск датчиков идентификации, находятся ли они все еще в автомобиле и имеется ли разрешение на поездку.
То же самое действительно для систем радиоконтроля давления шин, которые передают во время движения состояние шин (давление, температура и т.д.). Эти режимы также могут комбинироваться с С2Х-режимом, т.к. коммуникация должна быть синхронизирована по времени.
Расширенные режимы (пассивные системы контроля доступа и запуска, а также системы контроля давления в шинах) по причинам наглядности не видны на фиг.5.
Радиосигналы могут обрабатываться параллельно. Для применения RKE в отношении к коммуникации "Long Range":
Известные системы доступа к автомобилю, основанные на радиосигналах (RKE), рассчитаны на радиус 30 m, чтобы воспрепятствовать случайному открытию или закрытию дверей.
Новые технологии дают возможность создать недорогую двунаправленную радиосвязь между идентификационными датчиками и автомобилем. Тем самым можно отследить актуальную обратную связь состояния соответствующей двери. Двунаправленный интерфейс дает возможность для других комфортных функций, как, например, опрос километража, или надежного запуска, или отключения отопления при стоянке. Для индикации некоторой информации на ручном передатчике есть дисплей.
Для гарантии радиуса в несколько сот метров и до километра необходимо согласование некоторых параметров. Так, в первую очередь должны применяться эффективные структуры антенны обоими участниками коммуникации. Во-вторых, чувствительность обоих приемников должна быть улучшена с типичной -100 dBm до примерно -120 dBm verbessert. Относительно мощности передачи следует придерживаться того, что должна быть как можно более высокой, насколько это позволяют предписания гомологизации или позволяет гомологизация (см. таблицу 1). Например, было упомянуто, что актуальный датчик идентификации RKE имеет мощность излучения в -6 dBm, при коммуникации на более высокие расстояния мощность передачи требуется+14 dBm (например, в 868 MHz ISM частоты).
Тем самым имеющийся в автомобиле передатчик прекрасно подходит для радиокоммуникации между автомобилям (С2С) или для С2Х-коммуникации.
Вторые примеры исполнения:
При помощи уже описанных способов и систем при помощи радиотехники беспроводных модулей доступа и разрешения передвижения можно поддержать или расширить коммуникацию Автомобиль-Х (С2Х).
При этом речь идет о том, чтобы дополнительно к предусмотренным 5.9 GHz (DSRC) пристроить радиосоединение при 433 MHz или 800 MHz до 980 MHz (коммуникация разрешения), чтобы использовать улучшенные физические свойства.
Благодаря описанному далее второму примеру исполнения изобретение улучшилось в области первоочередности и контроля загрузки.
До сих пор для контроля загрузки при коммуникации разрешения передвижения предлагалось применять CSMA. Это только расширяется. Если в ареале вокруг автомобиля уже есть коммуникация через DSRC, коммуникация разрешения передвижения уже больше не отсылается. Тем самым гарантируется, что в местах с большой автомобильной плотностью низкие частоты больше не перегружаются и освобождаются для выполнения других задач.
Автомобили, у которых возникают препятствия для коммуникации через DSRC из-за видимых препятствий, отправляют сообщения через коммуникацию разрешения передвижения, предупреждая этим другие автомобили, они становятся «видимыми». Если автомобили, которые отправляют сообщения только через DSRC-коммуникацию, убеждаются, что вблизи прочих автомобилей есть такие, которые отправляют сообщения только через коммуникацию разрешения передвижения, то коммуникация через разрешения передвижения peaктивизируется с меньшим диапазоном повторений (напр., 0,25 Hz), чтобы обеспечить скрытый автомобиль необходимой информацией об окружающей среде.
Если есть коммуникация через DSRC и через коммуникацию разрешения передвижения больше не отправляется регулярных данных, то можно использовать свободный канал коммуникации для приоритетности. Если наступает событие большей приоритетности (например, автомобиль службы спасения, большая опасность для здоровья и жизни), то сигнал об этом подается через коммуникацию разрешения передвижения. Прочие коммуникации настраиваются через DSRC и передатчик важных сообщений может передавать детали только через DSRC.
Если модуль инфраструктуры принимает информацию как на низкой, так и на высокой частоте, следует исходить из того, что не все участники смогут общаться между собой. В этом случае модуль инфраструктуры направляет послания высокой частоты дальше и действует как своего рода релейная станция (и исполняет т.н. Multi-Hop посланий). Благодаря этому процессу диапазон посланий на высокой частоте может быть расширен, без постоянного перенаправления через Multi-Hop, т.к. Multi-Hop несет в себе опасность перегрузки.
Послания, которые только что получили приоритет по низким частотам, направляются далее также через Multi-Hop, чтобы их распространение могло быть безопасно установлено на высоких частотах.
Есть также возможность затребовать через низкие частоты послания на высокой частоте. Тем самым можно проверить, может ли осуществляться коммуникация на высокой частоте. Таким запросом можно запустить передачу посланий для особых ситуаций. Так, например, можно за х метров до перекрестка послать запрос на низкой частоте, чтобы важная для перекрестка информация в дальнейшем передавалась на высокой частоте.
Для улучшения контроля загрузки на высоких частотах задуман Power Transmission Control. Тем самым можно убедиться, что передача осуществляться только с необходимой мощностью передачи и диапазон частоты не будет полностью заблокирован из-за слишком высокой мощности передачи. Изменение мощности передачи на высокую частоту может при этом быть переброшено, например, посланиями на низкой частоте (vice versa). Тем самым можно воспрепятствовать тому, чтобы вначале передача шла со слишком высокой скоростью, только потому, что высокая частота на короткое время экранировалась.
Вместо коммуникации разрешения передвижения может также применяться другая коммуникация в низком частотном диапазоне (как, например, 700 MHz в Японии). Однако коммуникация разрешения передвижения может применяться дополнительно к этому диапазону частоты. При этом предлагается через коммуникацию разрешения передвижения показать, когда происходит смена частоты для коммуникации или части коммуникации между высокой и низкой частотой.
Все способы возможны также в комбинации 5.9 GHz и 700 MHz без применения коммуникации разрешения передвижения. Преимущество уже упомянутой коммуникации разрешения передвижения при этом теряется.
Для улучшения безопасности могут применяться алгоритмы, применяющие обе частоты (разрешение передвижения и DSRC) вместе для затруднения прослушивания. Эта безопасность может применяться не только для коммуникации С2Х, но и для разрешения передвижения, чтобы в обоих случаях обеспечить более высокий стандарт безопасности.
Для отключения коммуникации разрешения передвижения, если возможна DSRC-коммуникация, разгружается радиоканал в низком диапазоне частоты. Тем самым он может применяться как сигнализация для важных событий, тем самым улучшается контроль загрузки и приоритетность DSRC-коммуникации.
Решающими пунктами вторых примеров исполнения являются:
- коммуникация через низкую частоту, если невозможна коммуникация через высокую частоту.
- настройка коммуникации через низкую частоту, если возможна коммуникация через высокую частоту.
- дополнительная коммуникация через низкую частоту при низком диапазоне повторения, если послание было принято через этот канал, которое закрывается на том, что передатчик не может работать на высокой частоте.
- сигнализация важных событий на низкой частоте. Тем самым настройка прочей коммуникации на высокую частоту и передача важной информации на высокой частоте.
Третьи примеры исполнения:
Кабельная передача информации все больше сокращается. Компьютер сегодня обычно соединяется через WLAN с сетью и информация /E-mails/ попадают через сотовую связь в мобильные телефоны (например, Вlackberry). До сих пор в этой области противостоял только автомобиль. Много информации доносилось водителю исключительно табличками. В лучшем случае эти таблички выполнены как сменные таблички. Оплата парковок тоже очень редко работает с помощью радио, а если так, то при помощи собственных решений, которые ведут к многообразию коммуникационных модулей на приборных панелях.
Согласно этим примерам исполнения в качестве единственной беспроводной формы в беспроводных модулях доступа и разрешения передвижения (ключи зажигания) используется те, которые передают при 433 MHz (ISM-диапазон), или между 800 и 980 MHz. Эти встроенные в автомобиль модули могут иметь диапазон до 1000 м (без препятствий) и благодаря своей длине волны легко огибают почти каждое препятствие. К сожалению, в применяемых частотах речь не идет о защищенных диапазонах, так что следует ожидать множество помех. Имеется только один ограниченный диапазон частоты для передачи данных.
Несмотря на эти ограничения, эта технология очень хорошо применяется для коммуникации между автомобилем и инфраструктурой. Примеры применений, которые обходятся низкими диапазонами передачи данных, приведены далее:
- Дорожные таблицы посылают актуальное ограничение скорости и т.д. при помощи радиовещания на все автомобили в окрестности. Для этого в идеале используются не все возможные диапазоны 1000 m, а посылается сообщение с меньшей мощностью, чтобы информацию мог получить только автомобиль, находящийся вблизи таблички с информацией, а другие автомобили не вводились в заблуждение. Дополнительно может передаваться информация о том, для какого направления, колеи эта информация предназначена. Этот способ очень помогает, в первую очередь, для сменных табличек.
- Право на въезд, например, на территорию фирмы, выдается только тогда, если автомобиль может быть идентифицирован коммуникацией разрешения передвижения. Если этого не происходит, шлагбаумы не поднимаются. Для этого можно применять ту же коммуникацию, как и для разрешения передвижения, и нет необходимости в дополнительном протоколе, так как постановка задачи одинакова для обоих. Разница только в том, что в одном случае ключ хочет открыть автомобиль, а в другом случае - автомобиль - шлагбаум.
- Оплата, например, парковок, платных дорог или городского сбора может также производиться через коммуникацию разрешения передвиж