自动建立或自动切换用于在车辆与远程站之间交换数据的车辆通信的控制方法与流程

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于自动建立或自动切换用于在车辆与远程站之间交换数据的车辆通信的控制方法。


背景技术：

2.从移动通信网络中的数据传输领域中已知的是，基于用户需求来调整数据传输的质量和速度。例如，通过个性化的合同设计，可以向用户保证提供商提供的特定传输质量和/或传输速度，其中，这例如可以通过指定服务质量要求(qos：quality of service)来定义。这种服务质量从各个用户的角度说明了通信服务的质量，并且包含对数据传输的各种质量要求。
3.此外，普遍已知的是，根据服务质量要求来选择合适的网络连接。
4.如今，地面网络(特别是移动通信网络)和非地面网络(特别是卫星支持的通信)可用于更大规模的无线数据传输。wo 98/10521a2公开了一种在卫星支持网络与地面网络之间自动切换的移动终端。该切换可以根据由用户选择或自动选择的数据协议进行。
5.为了能够保证移动通信网络中针对特定用户的特别高的数据传输速率，还提出了所谓的网络切片，参见2017年2月28日发布的《服务可保证的5g网络切片白皮书》1.0版本(中国移动通信集团公司、华为技术有限公司、德国电信股份公司、大众汽车)。
6.由此，网络中的保证最高数据传输质量和传输速度的网络连接可供移动数据传输使用。然而，与使用这样的网络连接并预留相应的连接容量相关联的是相对高的成本。此外，随着“物联网”技术的逐步引入，例如在m2m(机器对机器)服务或机动车自动驾驶的发展中，这种高速网络连接存在过载的风险。特别是在自主或半自主行驶的机动车辆中，如本发明所涉及的，为了控制车辆，大量数据在车辆与远程站之间传输，其中远程站可以是一个或多个其他车辆、交通基础设施的部分或可手动操作的终端。如果所有这些数据都通过具有最高数据质量和数据传输速率的可用网络传输，则关联的是高成本和这些网络的相应的高负载。
7.us 2019/0258251 a1公开了一种系统，其改进了自主级别3至5级的自主行驶车辆的功能，其中应将高度自适应的超级计算机应用于与车辆通信的平台中，以提高单一车辆的学习成效。数据传输在车辆与远程站(即包括超级计算机在内的基于云的基础设施)之间进行。自主级别3至5级的每辆车的数据应通过移动通信网络或其他地面网络(例如可用的lte、wcdma、umts、cdma2000、hspa+、gsm)或者卫星网络传输到基于云的基础设施。基于云的基础设施分析这些数据，然后将更新传输给自动驾驶车辆。
8.us 9 565 625 b1公开了当车辆沿着路线移动时对最佳的可用网络连接的选择。在此生成网络覆盖图，车辆可以基于该图来确定哪个网络在哪个位置可用以及信号强度如何。车辆由此可以选出沿途的不同区域中的一种或多种类型的网络连接以优化通信。
9.us 2017/0219364 a1公开了半自主或全自主车辆，其中导航系统除了常规参数外
还考虑了车辆可以自主行驶的路线的份额。由此，驾驶员可以优先选择车辆在很大程度上自主行驶的路线。
10.wo 2020/107991 a1公开了一种用于自动驾驶车辆的方法、装置和系统。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提出一种用于自动建立或自动切换用于在车辆与远程站之间交换数据的车辆通信的控制方法，通过该方法可以降低特别是技术密集型和成本密集型网络的成本和网络负载。
12.根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的控制方法来实现。从属权利要求描述了本发明的有利且特别适宜的设计方案。
13.根据本发明，不再使用最佳可用网络连接传输所有数据，而是根据车辆当前行驶的或车辆将要行驶的自主级别有针对性地选择可用网络连接。由此，例如可以避免不必要的在不同网络中并行的网络连接(multi-connectivity-connections)，若非如此则会增加这些网络的运营成本和网络负载。由此比从前更有效地使用网络资源。
14.具体地，按照根据本发明的用于自动建立新的车辆通信或自动切换现有的车辆通信以在车辆与远程站之间交换数据的控制方法，其中，以不同的自主级别驾驶车辆，通过以下网络连接类型中的至少一种在车辆与远程站之间传输数据，即地面网络中的网络连接、非地面网络中的网络连接以及在地面和在非地面网络中并行的网络连接，其中根据当前设置的和/或请求的自主级别选择网络连接类型。
15.在此，自主级别可以根据sae j3016在本技术的优先权日有效的版本中定义。特别是，提供了五个自主级别的定义，其中0级没有提供自动化，即即使使用了辅助的警告系统或干预系统，动态驾驶任务的所有方面都始终由人类驾驶员执行，5级提供了完全的自动化，在人类驾驶员可以处理的所有驾驶条件和环境条件下，始终由自动驾驶系统执行动态驾驶任务的所有方面。在级别1中，驾驶员辅助系统在特定的驾驶情况下为驾驶员提供支持，这些系统利用有关驾驶环境的信息干预加速、减速或转向，并期望人类驾驶员接管所有剩余的动态驾驶任务。在级别2中，一个或多个驾驶员辅助系统在特定的驾驶情况下为驾驶员提供支持，这些系统利用有关驾驶环境的信息既干预加速/减速也干预转向，并期望人类驾驶员接管所有剩余的动态驾驶任务。在级别3中，除人类驾驶员根据干预请求接管对车辆的控制的情况外，有条件的自动化发生在动态驾驶任务的所有方面。级别4描述了在动态驾驶任务的所有方面的高度自动化驾驶，即使在人类驾驶员不按照请求进行干预和接管对车辆的控制的情况下也是如此。
16.特别地，在设置和/或请求相对较高的自主级别的情况下，例如根据一个实施例在级别3、4或5的情况下，根据另一实施例仅在级别4或5的情况下，或者根据另一实施例仅在级别5的情况下，可以选择相应的最快和/或最高质量的网络连接类型。如果可用，为此特别是选择同时使用至少一个地面网络和一个非地面网络，这通过建立所提到的并行网络连接实现。
17.根据本发明，由于地面网络中的网络连接和非地面网络中的网络连接彼此独立，因此可以选择最佳和最有效的网络连接。由此可以在极大的地理区域中提供足够的网络连接。
18.如果使用在地面网络和非地面网络中并行的网络连接，则可以特别是根据en-dc(e-utra-nr双连接)、sul(补充上行链路)或sdl(补充下行链路)或甚至作为在本技术的优先权日有效的版本中的etsi或3gpp电信标准中描述的载波聚合(ca)来实现连接的建立。
19.特别优选地，额外根据在车辆中激活和/或请求的软件应用程序和/或硬件应用程序来选择网络连接类型，这些应用程序分别具有多个服务质量要求(qos)中的一个。例如，可以根据在车辆用户界面中激活的app和/或在连接到车辆用户界面的智能手机上激活的app，或者基于app中的设置来选择网络连接类型。
20.服务质量要求可能例如因延迟、抖动、数据错误率、数据包丢失率和/或数据吞吐量而异。特别是，服务质量要求可能因不同的rx级别、tx级别和/或不同的rxqual值而不同。
21.根据本发明的特别有利的设计方案，根据当前达到的和/或预先指定的信号传播时间来选择网络连接类型。
22.特别优选的是，可以在地面网络内和/或在非地面网络内选择具有不同信号传播时间和/或不同数据吞吐率的网络连接，并且根据设置和/或请求的自主级别和/或根据在车辆中激活和/或请求的软件应用程序和/或硬件应用程序来选择相应网络内的这些网络连接中的一个。由此可以实现对网络连接选择的更好的优化以及对可用网络的极其有效的使用。
23.非地面网络中的数据传输特别是通过卫星进行。
24.地面网络中的数据传输例如通过特别是具有不同的移动通信标准的一个或多个移动通信网络进行。
25.特别优选地，可以选择不同地球轨道上的单个卫星和/或卫星组用于数据传输，并且根据设置和/或请求的自主级别和/或根据在车辆中激活和/或请求的软件应用程序和/或硬件应用程序来选择这些卫星和/或卫星组。例如在相对较高的自主级别下，就可以选择相对靠近地球的卫星和/或相对靠近地球的卫星组，特别是相对靠近地球的轨道上的卫星或卫星组。
26.相应地，在相对较高的自主级别下并且在地面网络中的网络连接情况下，当有不同的移动通信标准中的不同的数据传输速率可供选择时，可以选择数据传输速率相对较高的移动通信标准。
27.在地面网络的情况下，优选也可以选择基于wlan的网络连接作为移动通信网络的补充或替代。在此，在相对较高的自主级别下也可以如上所述选择数据传输速率较高的连接。
28.在非地面网络的情况下，也可以使用具有相应的网络连接的无人机支持的网络作为卫星支持网络的替代或补充，并且如上所述选择相应的网络连接。
29.可以在本发明的范围内用于选择网络连接类型的服务质量要求例如在3gpp ts 22.885和ts 22.186(分别在本技术的优先权日有效的版本)中公开。
30.下面参照实施例和附图示例性地对本发明进行说明。
附图说明
31.在附图中：
32.图1示出了根据本发明从地面网络到非地面网络自动建立或自动切换车辆通信的
示意图；
33.图2示出了根据本发明车辆通信从非地面网络到地面网络的自动建立或自动切换；
34.图3示出了从地面网络到在地面和非地面网络中并行的网络连接的相应切换；并且
35.图4示出了从非地面网络到在地面和非地面网络中并行的网络连接的相应切换。
具体实施方式
36.图1示意性地示出了车辆1，其通过网络连接3与远程站2连接并且通过该网络连接3与远程站2交换数据。在此，例如以相对较低的自主级别自主控制车辆1，为此进行数据交换。网络连接3通过地面网络4建立。地面网络4例如包括一个或多个可选择的移动通信网络7，其具有相应的信号塔。
37.如果现在提高了自主级别，则应该使用质量更高和/或更快的可用网络连接3。在图1所示的实施例中，可以通过非地面网络5建立该改进的网络连接3，该非地面网络通过卫星6建立网络连接3。因此，当请求或设置相对较高的自主级别时，将网络连接3切换到非地面网络5。
38.在图2示意性示出的情况中，例如确定了地面网络4中的网络连接3优于设置的非地面网络5中的网络连接3，其中设置的仍然是相对较高的自主级别。因此将网络连接3切换到地面网络4。
39.根据图3，现在应该调到更高的自主级别，或者通过地面网络4的现有网络连接3不足以进行充分的数据交换，并且单独使用非地面网络5中的网络连接3也是不足够的。因此，切换到在地面和非地面网络4、5中并行的网络连接3。
40.根据图4的情况对应于图3的情况，不同之处只在于最初单独存在非地面网络5中的网络连接3。

技术特征：
1.一种用于自动建立或自动切换用于在车辆(1)与远程站(2)之间交换数据的车辆通信的控制方法，其中，以不同的自主级别驾驶所述车辆(1)，其特征在于，通过以下网络连接类型中的至少一种在所述车辆(1)与所述远程站(2)之间传输数据：-地面网络(4)中的网络连接(3)；-非地面网络(5)中的网络连接(3)；-在地面和非地面网络(4,5)中并行的网络连接(3)；其中根据当前设置的和/或请求的自主级别选择网络连接类型。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据在所述车辆(1)中激活和/或请求的软件应用程序和/或硬件应用程序来选择网络连接类型，所述应用程序分别具有多个服务质量要求中的一个。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，服务质量要求因延迟、抖动、数据错误率、数据包丢失率和/或数据吞吐量而异。4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于，根据当前达到的和/或预先指定的信号传播时间来选择网络连接类型。5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制方法，其特征在于，能够在所述地面网络(4)内和/或在所述非地面网络(5)内选择具有不同信号传播时间和/或数据吞吐率的网络连接(3)，并且根据设置和/或请求的自主级别和/或根据在所述车辆(1)中激活和/或请求的软件应用程序和/或硬件应用程序来选择所述网络连接(3)中的一个。6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制方法，其特征在于，在所述非地面网络(5)中的数据传输通过卫星(6)进行。7.根据权利要求5和6所述的控制方法，其特征在于，能够选择不同地球轨道上的单个卫星(6)和/或卫星组用于数据传输，并且根据设置和/或请求的自主级别和/或根据在所述车辆(1)中激活和/或请求的软件应用程序和/或硬件应用程序来选择所述卫星(6)和/或卫星组。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在相对较高的自主级别下，选择相对靠近地球的卫星(6)和/或相对靠近地球的卫星组。9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制方法，其特征在于，在所述地面网络(4)中的数据传输通过具有不同的移动通信标准的一个或多个移动通信网络(7)进行。
10.根据权利要求5和9所述的控制方法，其特征在于，在相对较高的自主级别下，选择数据传输速率相对较高的移动通信标准。

技术总结
本发明涉及一种用于自动建立或自动切换用于在车辆(1)与远程站(2)之间交换数据的车辆通信的控制方法，其中，以不同的自主级别驾驶车辆(1)。根据本发明的控制方法的特征在于，通过以下网络连接类型中的至少一种在车辆(1)与远程站(2)之间传输数据：-地面网络(4)中的网络连接(3)；-非地面网络(5)中的网络连接(3)；-在地面和非地面网络(4,5)中并行的网络连接(3)；其中根据当前设置的和/或请求的自主级别选择网络连接类型。级别选择网络连接类型。级别选择网络连接类型。


技术研发人员：O
受保护的技术使用者：梅赛德斯-奔驰集团股份公司
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2023/8/24