独立于蜂窝基站的V2X蜂窝通信同步和初始化制造技术

本公开提供了“独立于蜂窝基站的V2X蜂窝通信同步和初始化”。一种蜂窝车辆对外界(C‑V2X)[包括V2V]通信系统从一个或多个GNSS信号中获得定位和时间数据，并且从预先加载的数据库中检索蜂窝同步信息(包括但不限于3GPP MIP和/或SIB)并将所述信息用来与另一车辆建立C‑V2V连接。在时间段到期之后可以重复同步。可以根据所述车辆的定位和速度来选择所述时间段。当GNSS信号不可用时可以使用其他时间数据源，诸如内部石英钟或来自蜂窝基站的定时。

Synchronization and Initialization of V2X Cellular Communication Independent of Cellular Base Station

This disclosure provides \V2X cellular communication synchronization and initialization independent of cellular base stations\. A cellular vehicle obtains positioning and time data from one or more GNSS signals for an external (C_V2X) [including V2V] communication system, retrieves cellular synchronization information (including but not limited to 3GPP MIP and/or SIB) from a pre-loaded database and uses the information to establish a C_V2V connection with another vehicle. Synchronization can be repeated after the time period expires. The time period can be selected according to the positioning and speed of the vehicle. Other time data sources, such as internal quartz clocks or timing from cellular base stations, can be used when GNSS signals are unavailable.

【技术实现步骤摘要】
独立于蜂窝基站的V2X蜂窝通信同步和初始化
本专利技术涉及使用蜂窝通信协议的车辆对车辆通信。
技术介绍
现代车辆具有很多便利设施和安全特征。诸如雷达、超声和相机的传感器使得车辆控制器能够识别障碍物和潜在碰撞。这些特征的一个可能应用是与车辆对车辆(V2V)通信结合来实现信息的共享和向车辆通知彼此的存在。存在用于执行诸如WI-FI、DSRC(数字短程通信)、蓝牙等V2V通信的很多无线协议。蜂窝通信提供很多益处，诸如更长的范围和更高的带宽，但尚未被广泛接受。本文中公开的系统和方法提供一种用于V2X蜂窝通信的改进方法。车辆对外界(V2X)协议包括V2V、车辆对行人(V2P)、车辆对互联网(V2I)等。在本专利技术中，V2X和V2V互换地使用。
技术实现思路
在本专利技术的一方面，一种方法由车辆计算机执行，并且所述方法包括：(a)从全球导航卫星系统接收信号；(b)从所述信号中提取时间和定位；(c)从存储在所述车辆计算机中的预先加载的数据库中检索与所述定位相关联的通信参数，所述预先加载的数据库不是从任何蜂窝基站接收的；以及(d)根据所述通信参数启动与另一车辆的通信。在一些实施例中，所述通信参数包括通信频率。所述通信参数包括根据第3代合作伙伴项目(3GPP)的主信息块(MIB)和系统信息块(SIB)。所述通信参数包括C-V2X(蜂窝车辆对外界)同步预先配置的参数。在一些实施例中，(d)包括根据所述通信参数在多个车辆之中分配通信资源。在一些实施例中，所述车辆计算机包括：蜂窝车辆对车辆(C-V2V)部件，所述C-V2V部件包括第一蜂窝天线；以及蜂窝数据通信部件，所述蜂窝数据通信部件包括第二蜂窝天线，所述C-V2V部件与所述蜂窝数据通信部件隔开。在此类实施例中，所述方法包括由所述C-V2V部件执行(a)至(d)。在一些实施例中，在不访问所述蜂窝数据通信部件的订户标识信息的情况下执行(a)至(d)。在一些实施例中，所述方法还包括：(e)启动计时器；以及(f)在所述计时器到期之后，重复(a)至(f)。在一些实施例中，启动所述计时器包括：确定容纳所述车辆计算机的车辆的定位和速度；确定离开与所述通信参数相关联的地理区域的穿越时间；以及启动所述计时器以从所述穿越时间倒计时。还公开并要求保护一种实施上述方法的车辆。附图说明为了容易理解本专利技术的优点，参考附图中示出的具体实施例。应理解，这些附图仅描绘了本专利技术的典型实施例并因此不被认为是对本专利技术范围的限制，将通过使用附图来用附加的特性和细节描述和解释本专利技术，在附图中：图1A至图1D是根据本专利技术的实施例的用于实施蜂窝V2V通信的通信系统的示意框图；图2是根据本专利技术的实施例的用于使蜂窝V2V通信系统同步的方法的过程流程图；以及图3是根据本专利技术的实施例的用于使蜂窝V2V通信系统同步的替代方法的过程流程图。具体实施方式蜂窝V2V(C-V2V)通信系统同步采用根据第三代合作伙伴项目(3GPP)标准的各种方式来执行。然而，如下文说明，它们不满足美国高速公路安全管理局(NHTSA)要求。因此，美国道路上将不准许实施3GPP同步的车辆。在一个实现方式中，3GPPC-V2V通信规定将来自基站(eNB)的信令用于初始通信系统同步，包括时钟同步。由于以下原因，这并不是可行的解决方案：1.3GPP基站提供具有0.2ppm(百万分率)时钟漂移误差的时钟同步。考虑到NTSHA要求，时钟漂移应在0.1ppm内，从而需要替代的解决方案。2.NHTSA要求规定来自GNSS(全球导航卫星系统)信号而不是其他来源的时间同步。因此，在符合NHTSA的车辆中不准许使用基站的同步。3.3GPPC-V2V的另一实现方式规定将来自GNSS的信令和蜂窝调制解调器的SIM(订户身份模块)/USIM(通用SIM)/eSIM用于初始通信同步，包括时钟同步。然而，将SIM/USIM用于系统同步并不是最佳解决方案，因为SIM/USIM是需要在C-V2V系统中具有直接数据路径、访问机制和处理方法的单独装置。在蜂窝车辆对外界(C-V2X)系统的情况下，SIM/USIM可以以某一方式与主远程信息处理控制单元(TCU)隔开，诸如，以独立单元、子板或集成硬件的形式。没有3GPP调制解调器信号可用于此类实现方式中的初始同步。此外，所有这些实现方式都必须包括硬件与软件之间的信息交换。这会增加制造商的硬件和软件设计以及实施费用。由于安全原因，即使集成式C-V2X和TCU设计都可能不准许SIM/USIM信息的共享。4.SIM/USIM含有用户(驾驶员)的身份。对SIM/USIM的连续访问会带来安全问题并且可以导致驾驶员匿名违规。5.在又一实现方式中，通过使用预先配置的调制解调器核心信息来实现C-V2V通信系统的初始同步，直到3GPP基站信号可用为止。这个解决方案具有与上文所述的其他选项相同的固有问题。因此，3GPP标准中的所有上述选项对制造商而言都是昂贵的并且仍不满足NHTSA对时钟同步和隐私保护的规定。本文中公开的系统和方法以克服所有上述缺点的方式来实施C-V2V通信。参考图1A，用于根据本文中描述的方法使用的车辆通信系统100a可以具有所示部件中的一些或全部。通信系统100a可以是车辆的TCU(远程信息处理控制单元)的一部分。系统100a可以包括应用处理器102，所述应用处理器102执行一个或多个移动通信功能，诸如，语音呼叫、网页浏览、检索导航信息、共享诊断信息等。应用处理器102通过耦合到蜂窝射频前端(RFFE)106的蜂窝调制解调器104来执行无线通信，所述RFFE106耦合到天线108。蜂窝调制解调器104和RFFE106可以实施本领域中已知的任何蜂窝通信协议，诸如，3G(代)、4G、LTE(长期演进)、5G等。蜂窝调制解调器104可以包括或访问SIM(订户标识模块)110和ROM(只读存储器)112。SIM110可以对订户的标识符进行编码并且可以另外包括敏感信息，诸如移动支付信息和联系人。如本领域中已知，SIM110可以用于验证订户，以便获得对蜂窝通信网络的访问。V2V通信具有固有风险，因为例行地执行与未经证实的系统的通信。另外，运营商对通过蜂窝网络的通信收费，使得频繁的V2V通信将导致订户的巨额费用。另外，一些运营商可能会向希望实施需要访问SIM110的服务的供应商收费。因此，在所示实施例中，通信系统100a还可以包括单独的蜂窝车辆对车辆(C-V2V)系统114，所述C-V2V系统114独立于蜂窝调制解调器104而根据蜂窝协议执行V2V通信并且不要求认证SIM的通信。C-V2V系统114可以包括实施V2V功能的单独应用处理器116。此类功能可以包括交换关于车辆定位、潜在障碍物的信息或者实施本领域中已知的任何V2V功能所必需的其他信息。应用处理器116还可以实施基于地理定位的同步模块118(下文称为“同步模块118”)，所述同步模块118在不与蜂窝基站通信的情况下实现车辆之间的蜂窝通信，如下文关于图2和图3所述。同步模块118可以与具有对应天线122的全球导航卫星系统(GNSS)模块120通信。GNSS模块120接收来自一个或多个卫星导航系统的信号，诸如，以下中的一些或全部：全球定位系统(GPS)、GLONASS(俄罗斯卫星导航系统)，以及伽利略(欧洲卫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，所述方法包括，通过车辆计算机：(a)从全球导航卫星系统接收信号；(b)从所述信号中提取时间和定位；(c)从存储在所述车辆计算机中的预先加载的数据库中检索与所述定位相关联的通信参数，所述预先加载的数据库不是从任何蜂窝基站接收的，所述通信参数包括通信频率；以及(d)根据所述通信参数启动与另一车辆的通信。

【技术特征摘要】
2017.11.29 US 15/826,5201.一种方法，所述方法包括，通过车辆计算机：(a)从全球导航卫星系统接收信号；(b)从所述信号中提取时间和定位；(c)从存储在所述车辆计算机中的预先加载的数据库中检索与所述定位相关联的通信参数，所述预先加载的数据库不是从任何蜂窝基站接收的，所述通信参数包括通信频率；以及(d)根据所述通信参数启动与另一车辆的通信。2.如权利要求1所述的方法，其中所述通信参数包括根据第3代合作伙伴项目(3GPP)的主信息块(MIB)和系统信息块(SIB)，包括C-V2X(蜂窝车辆对外界)同步预先配置的参数。3.如权利要求1所述的方法，其中(d)包括根据所述通信参数在多个车辆之中分配通信资源。4.如权利要求1所述的方法，其中所述车辆计算机包括：蜂窝车辆对车辆(C-V2V)部件，所述C-V2V部件包括第一蜂窝天线；以及蜂窝数据通信部件，所述蜂窝数据通信部件包括第二蜂窝天线，所述C-V2V部件与所述蜂窝数据通信部件隔开；所述方法包括由所述C-V2V部件执行(a)至(d)。5.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括在不访问所述蜂窝数据通信部件的订户标识信息的情况下执行(a)至(d)。6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：(e)启动计时器；以及(f)在所述计时器到期之后，重复(a)至(f)。7.如权利要求6所述的方法，其中启动所述计时器包括：确定容纳所述车辆计算机的车辆的定位和速度；确定离开与所述通信参数相关联的地理区域的穿越时间；以及启动所述计时器以从所述穿越时间倒计时。8.一种车辆，所述车辆包括车辆对车辆(V2V)通信系统，所述V2V通信系统被编程为：(a)从全球导航卫星系统(GNSS)接收信号；(b)从所述信号中提取时...

【专利技术属性】
技术研发人员：安贾莉·米什拉，李允浩，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US