用于汽车Wi-Fi访问和连接的系统和方法技术方案

描述了一种用于提供车载设备无线连接至路边访问设备以连接至网络的改进的系统和方法。该系统包括车载设备、一个或多个路边访问设备、云管理服务器、以及回程因特网访问连接。路边访问设备在其广播的信标帧消息中包括车载设备所需要的信息，以设置网络连接参数。使用包括在广播的信标帧消息中的信息，车载设备自动连接至路边访问设备以访问网络。车载设备还管理和分类数据流量，将分配给数据流量的用户优先级映射为网络传输优先级，并且根据网络条件(诸如可用的回程网络带宽、连接至同一路边访问设备的移动用户的数量以及数据流量负载等)调节传输速率。

System and Method for Wi-Fi Access and Connection of Automobile

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于汽车Wi-Fi访问和连接的系统和方法
本专利技术一般涉及提供对车载设备的无线网络接入的领域。具体地，本专利技术涉及用于对路边访问单元提供改进的自动无线连接以连接到网络和接入因特网的系统和方法，并且提供连接管理以改进用户体验。
技术介绍
近些年，来自车辆用户的移动流量大幅度增加。需要对这些用户提供网络访问。大部分移动访问由蜂窝网络提供，这趋向于导致网络阻塞。需要的是从阻塞的蜂窝网络分流(offload)数据流量。Wi-FiTM被认为是领先技术。然而，手动连接到Wi-Fi热点的过程往往很麻烦，可能使得部署和操作不能实行，尤其是对于在行进的车辆中的移动用户。尽管已经提出某些行业标准(例如热点(Hotspot)2.0(HS2.0))，以提供用于解决移动用户的自动连接的框架，但是这样的标准必然遗漏了实现的细节。除了自动连接之外，对于汽车用户还需要的是减少网络开销，从而驾驶车辆能够迅速连接到网络并且访问互联网。还需要的是，远程操作者可以监控和管理网络活动并且对于在快速行进的车辆中的用户能够保持或改进网络性能，即服务质量(“QoS”)。前述内容对用于提供对车载设备的无线网络接入的系统和方法产生了挑战和限制。因此，需要一种改进的系统和方法，用于为路边访问单元提供改进的自动无线连接，以连接到网络和访问因特网，并且相比于现有技术提供连接管理以改进用户体验。本专利技术的目的在于，减轻或避免如上提到的至少一个缺点。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于为路边访问设备提供改进的车载无线连接以连接到网络的系统和方法。该系统包括车载设备、一个或多个路边访问设备、云管理服务器、以及回程互联网访问连接。路边访问设备在其广播的信标帧中包括车载设备所需的消息信息，以设置网络连接参数。车载设备使用广播的信标帧消息中包括的信息自动连接到路边访问设备以访问网络。车载设备还对数据流量进行管理和分类，将分配给数据流量的用户优先级映射为网络传输优先级，并使传输速率适应网络条件，诸如可用的回程网络带宽，连接到相同路边接入设备的移动用户的数量和数据流量负载等。在本专利技术的第一方面，提供了一种通过连接到远程通信网络的路边热点(“RSH”)设备将车辆内的车载设备连接到远程通信网络的方法。该方法包括步骤：路边热点设备广播包括标记信息的信标帧消息；车载设备接收RSH信标帧消息以检测标记信息并且提取包括在标记信息中的网络连接参数和路边热点设备的标识符；车载设备通过检查网络连接参数和路边热点设备的标识符来验证对RSH无线连接的支持；一旦成功验证，车载设备与路边热点设备协作以与使用车载设备的标识符的路边热点设备相关联；车载设备通过路边热点设备或云管理服务器请求用户认证；路边热点设备将确认消息发送到车载设备以确认车载设备的成功认证；以及一旦接收到确认消息，车载设备根据标记信息中包含的网络连接参数建立到路边热点设备的无线连接。该方法还可包括步骤：车载设备基于与网络传输能力相关的输入来计算效用函数的值；以及仅当效用函数的计算值指示出能够支持增加的链路速率的网络传输能力时，车载设备才增加其无线连接的链路速率；其中与网络传输能力相关的输入可以包括回程网络的传输带宽、路边热点设备的负载、以及RSH处传输队列的缓存状态中的至少一个。根据本专利技术的该方面的其它的特征，该方法还可包括步骤：车载设备根据对延迟传输的容忍度对输出数据流量进行分类和标记；仅在对低于延迟容忍度的全部输出数据流量的传输完成之后，车载设备传输对高于延迟容忍度更高的输出数据流量；路边热点设备将输出数据流量的标记延迟容忍度映射到网络传输的优先级值，更高的延迟容忍度映射到更高的优先级；以及仅在全部更高优先级的输出数据流量的传输完成之后，路边热点设备从车载设备传输更低优先级的输出数据流量。在第二方面中，提供了一种路边热点设备将车载设备连接至与路边热点设备连接的远程通信网络的方法。该方法包括路边热点设备的如下步骤：广播信标帧消息以被车载设备接收，信标帧消息包括网络连接参数和路边热点设备的标识符；一旦从车载设备接收到关联请求，关联车载设备，该关联请求包括车载设备的标识符；一旦从车载设备接收到认证请求，对车载设备认证，并且将确认消息发送至车载设备以确认成功认证；根据包括在信标帧消息中的网络连接参数建立与车载设备的无线连接，以将车载设备连接至远程通信网络。根据本专利技术的该方面的一个特征，该方法还可包括路边热点设备的如下步骤：在关联期间将唯一索引发送至车载设备，其中路边热点设备使用由车载设备基于唯一索引确定的网络连接参数的子集建立与车载设备的无线连接。根据本专利技术的该方面的另一个特征，该方法还可包括如下步骤：在从车载设备接收的数据流量中提取优先级标记并且判定与数据流量的每个数据帧相关联的优先级值；以及在与更高的优先级值相关联的数据帧的传输已经由路边热点设备接收之后，传输与更低的优先级值相关联的数据帧。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种路边热点设备，该路边热点设备用于将车载设备连接至与路边热点设备连接的远程通信网络。路边热点设备包括用于通过无线连接来连接到车载设备的无线网络接口；用于将路边热点设备连接至远程通信网络的回程网络接口；用于在无线网络接口和回程网络接口之间转发数据流量的数据路径转发单元；数据存储器；已经在数据存储器上存储预定映射方案的优先级映射单元，所述优先级映射单元在从接收自车载设备的数据流量提取用户优先级标记并且根据预定映射方案将网络传输优先级值分配到由数据路径转发单元转发到回程网络接口的数据流量；连接管理器，连接管理器与车载设备协作以建立无线连接；以及可编程微处理器，当执行存储在数据存储器上的计算机程序指令时，可编程微处理器指示优先级映射单元的映射操作和连接管理器的无线连接操作。根据本专利技术的另一方面，提供了一种通过连接至远程通信网络的路边热点(“RSH”)设备将车载设备连接至远程通信网络的方法。该方法包括如下步骤：接收由路边热点设备广播的RSH信标帧消息并且提取包括在RSH信标帧消息中的网络连接参数和路边热点设备的标识符；通过检查网络连接参数和路边热点设备的标识符来验证对RSH的无线连接的支持；一旦成功验证，与路边热点设备协作以使用车载设备的标识符与其相关联；将认证请求传输至路边热点设备；以及一旦从成功认证的路边热点设备接收到确认消息，根据接收在RSH信标帧消息中的网络连接参数设置到路边热点设备的无线连接。根据本专利技术的该方面的一个特征，该方法还可包括如下步骤：在关联期间从接收自路边热点设备的关联消息中提取唯一索引；以及基于信标帧消息中包括的网络连接参数的唯一索引确定网络连接参数的子集，其中使用网络连接参数的子集建立无线连接。根据本专利技术的该方面的另一特征，该方法还可包括如下步骤：基于与网络传输能力相关的输入计算效用函数的值；以及仅当计算出的效用函数的值指示出网络传输性能能够支持增加的链路速率的情况下增加无线连接的链路速率，其中效用函数的输出可包括回程网络的传输带宽、路边热点设备的负载、以及RSH处传输队列的缓存状态的至少一个。根据本专利技术的该方面的另一特征，该方法还可包括如下步骤：根据对延迟传输的容忍度对输出数据流量分类和标记；以及仅在对延迟容忍度更低的全部输出数据流量的传输已经完成之后，传输对延迟容忍度更高的输出数据流量。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过连接至远程通信网络的路边热点(“RSH”)设备将车辆内部的车载设备连接至所述远程通信网络的方法，所述方法包括步骤：所述路边热点设备广播包括标记信息的信标帧消息；所述车载设备接收RSH信标帧消息以检测所述标记消息并且提取包括在所述标记信息中的网络连接参数和所述路边热点设备的标识符；所述车载设备通过检查所述网络连接参数和所述路边热点设备的标识符来验证对RSH的无线连接的支持，一旦成功验证，所述车载设备与所述路边热点设备协作以使用所述车载设备的标识符与路边热点设备相关联；所述路边热点设备将确认消息发送至所述车载设备以确认所述车载设备的成功验证；以及一旦接收所述确认消息，所述车载设备根据包括在所述标记信息中的所述网络连接参数建立到所述路边热点设备的无线连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.01 US 62/496,8551.一种通过连接至远程通信网络的路边热点(“RSH”)设备将车辆内部的车载设备连接至所述远程通信网络的方法，所述方法包括步骤：所述路边热点设备广播包括标记信息的信标帧消息；所述车载设备接收RSH信标帧消息以检测所述标记消息并且提取包括在所述标记信息中的网络连接参数和所述路边热点设备的标识符；所述车载设备通过检查所述网络连接参数和所述路边热点设备的标识符来验证对RSH的无线连接的支持，一旦成功验证，所述车载设备与所述路边热点设备协作以使用所述车载设备的标识符与路边热点设备相关联；所述路边热点设备将确认消息发送至所述车载设备以确认所述车载设备的成功验证；以及一旦接收所述确认消息，所述车载设备根据包括在所述标记信息中的所述网络连接参数建立到所述路边热点设备的无线连接。2.根据权利要求1所述的方法，其中包括在接收自所述路边热点设备的RSH信标帧消息中的所述网络连接参数包括网络地址并且所述车载设备在所述网络地址处连接至所述远程通信网络。3.根据权利要求1所述的方法，其中在RSH消息中接收的所述网络连接参数包括多个网络地址并且所述方法还包括步骤：所述车载设备从所述多个网络地址中选择一个网络地址；以及所述车载设备在选择出的网络地址处连接至所述远程通信网络。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述车载设备利用所述车载设备的唯一标识符选择网络地址。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述车载设备利用在关联步骤期间从所述路边热点设备接收的唯一索引选择网络地址。6.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：所述车载设备基于与网络传输能力相关的输入计算效用函数的值；以及仅当计算出的所述效用函数的值指示出网络传输能力能够支持增加的链路速率的情况下，所述车载设备增加其无线连接的链路速率。7.根据权利要求6所述的方法，其中与网络传输性能力有关的所述输入包括所述回程网络的传输带宽、所述路边热点设备的负载、以及在所述路边热点设备处的传输队列的缓存状态中的至少一个。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：所述车载设备根据延迟传输的容忍度对输出数据流量分类和标记；仅在低于所述延迟容忍度的所有输出数据流量的传输完成之后，所述车载设备传输高于所述延迟容忍度输出数据流量；所述路边热点设备将所述输出数据流量的标记的延迟容忍度映射为网络传输的优先级值，将更高的延迟容忍度映射为更高的优先级；以及仅在全部的更高优先级输出数据流量的传输已经完成之后，所述路边热点设备从所述车载设备传输更低优先级的输出数据流量。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述路边热点设备将返回的数据流量分配到对应于与对应的输出数据流量相同优先级和相同延迟容忍度的输出数据流量的车载设备，并且所述方法还包括：仅在全部的更高优先级的返回数据流量的传输完成之后，所述路边热点设备将更低优先级的返回数据流量传输到车载设备。10.根据权利要求8所述的方法，还包括：提供所述车载设备的网关网络接口，用于将车辆中的多个用户设备通过所述车载设备连接至所述网络。11.根据权利要求10所述的方法，其中源自多个用户设备的用户设备的全部数据流量共享相同的延迟容忍度标记。12.根据权利要求10所述的方法，其中源自在多个用户设备的用户设备上执行的用户应用的全部数据流量共享相同的延迟容忍度标记。13.根据权利要求1所述的方法，其中车载设备为具有用于对车辆内的另一用户设备提供网络连接的网络接口的车载智能设备。14.一种路边热点设备将车载设备连接至远程通信网络的方法，所述远程通信网络连接至所述路边热点设备，所述方法包括所述路边热点设备的如下步骤：广播用于被所述车载设备接收的信标帧消息，所述信标帧消息包括网络连接参数和所述路边热点设备的标识符；当从所述车载设备接收关联请求时关联所述车载设备，所述关联请求包括所述车载设备的标识符；当从所述车载设备接收认证请求时认证所述车载设备并且将确认消息发送到所述车载设备以确认成功认证；根据包括在所述信标帧消息中的网络连接参数建立与所述车载设备的无线连接，以将所述车载设备连接至所述远程通信网络。15.根据权利要求14所述的方法，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈学民，徐文超，周海波，
申请(专利权)人：沈学民，徐文超，周海波，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA