通信装置、通信系统与其相关的通信方法与流程
本公开涉及一种通信装置、通信系统与其相关的通信方法，且涉及一种车用移动通信网络的通信装置、通信系统与其相关的通信方法。
背景技术：
车用移动通信网络以移动中的车辆及交通设施为节点，利用无线通信技术，在车辆及交通设施间形成移动网络。车用移动通信网络允许彼此相据一段距离(例如︰100至300米)的车辆，彼此连结并交换动态讯息。通过动态讯息的传送，位于后方的车辆的驾驶者可以及早得知前方的路况，并能提早应对。例如，后方车辆的驾驶者提早获知前方路段发生事故或塞车后，避免行经该路段。
为便于说明，以下以A车代表前方车辆，并以B车代表后方车辆。此外，仅就A车传送动态讯息至B车为例说明，但实际应用并不限于前方车辆传送动态讯息至后方，且后方车辆也可能接收来自多部车辆的讯息。
为了让B车提前掌握壅塞发生的情形，一般技术会根据A车所观测的车辆动态值(observed vehicle dynamics)，调整A车传送动态讯息的频率。例如，当A车位于路口、弯道等车辆动态易改变处时，或者，A车因为周边有事故而急踩刹车，导致速度骤减等情形，A车的动态变化量愈大。此时，A车传送动态讯息的频率也愈高。然而，A车周边同样有其他的车辆会以较高频率发出动态讯息至B车。
车载网络环境中，许多应用通过讯息广播达到车辆状态与事件的通知。例如：道路危险信号(Road Hazard Signaling，简称为RHS)、路口碰撞风险预警(Intersection Collision Risk Warning，简称为ICRW)、违反信号警告(Signal Violation Warning，简称为SVW)、运输信号优先(Transit Signal Priority，简称为TSP)、碰撞前警告(Pre-crash Warning，简称为PCW)等应用讯息。这些应用讯息同时于一环境运作时，将造成严重的通道壅塞(channel congestion)问题，影响重要(尤其是安全性)讯息的即时性。因此，一般技术亦会根据带宽的 状况而调降动态讯息的发出频率。连带的，B车实际接收到由A车发出的动态讯息的频率，有可能因带宽不足的缘故而降低。
例如：在一般情况下，A车会以10Hz的频率发出动态讯息。一旦遇到突发状况，导致A车所在的位置发生壅塞。则采用一般技术的A车改以较高频率(例如︰20Hz)发出动态讯息。然而，因为在A车周边的车辆同样会以较高频率发送动态讯息的缘故，A车为了纾缓带宽拥塞的现象，有可能反而将动态讯息的传送频率由10Hz降低至4Hz。
假设B车的车速为100公里/小时(相当27.78米/秒)。则若A车的传送频率由10Hz降低至4Hz，相当于动态讯息的传送周期由100ms延长为250ms。连带的，B车收到动态讯息的时间变得更迟，且B车也会因为此段延迟期间而持续往前行驶。换句话说，B车的实际位置有可能会更加接近A车。
表1比较当频率间距由10Hz降低至4Hz时，对B车移动距离的影响。表1的栏位分别对应于频率为10Hz(相当于接收周期为100ms)、频率为4Hz(相当于接收周期为250ms)时，B车移动的距离；以及这两种情况下，B车移动距离的差距。
此外，表1的各列(由上而下)分别代表：当A车传送的动态讯息第一次即被B车接收；B车错过第一个动态讯息，仅接收到第二个动态讯息；以及，B车错过两个动态讯息，仅接收到第三个动态讯息的情形。
表1
首先，表1的第1列代表B车第一次即成功接收由A车发出的讯息。若讯息发出频率由10Hz降低至4Hz时，B车将再朝A车位置移动4.162米。其次，表1的第2列代表B车第二次方成功接收由A车发出的讯息。若讯息 发出频率由10Hz降低至4Hz时，B车将再朝A车位置移动8.324米。再者，表1的第3列代表B车第三次才接收到A车发出的讯息。若讯息发出频率由10Hz降低至4Hz时，B车将再朝A车位置移动12.496米。
在A车的动态变化量愈大的情况下，正是B车更加需要提早获知A车周边情况的情况。但是，采用提升动态讯息的传送频率的一般技术作法却有可能衍生动态讯息拥塞的副作用。连带的，B车的移动距离增加而有可能更加靠近A车。由表1也可以看出，动态讯息的接收频率减少时，B车越晚获得通报。此种延迟通报的现象，导致车辆动态系统的效果有可能受到负面的影响。
承上，在车辆动态易改变处，以高频率传送动态讯息的做法，有可能将导致信息通道拥塞，进而降低动态讯息的实际接收频率。一旦通道拥塞的现象发生后，车辆动态有可能就无法即时反映，进而影响车用移动通信网络的整体效果。
技术实现要素：
本公开涉及一种通信装置、通信系统与其相关的通信方法，应用于车用移动通信网络。
根据本公开的一实施例，提出一种通信方法，应用于第一通信装置与一第二通信装置间，该通信方法包括以下步骤：传送至少一第一动态参数，其中该至少一第一动态参数为设置于第一移动装置的该第一通信装置在第一时点感测该第一移动装置的动态而得出；该第二通信装置接收并存储该至少一第一动态参数；根据内部估计参数与至少一第二动态参数的比较而选择性将该至少一第二动态参数传送至该第二通信装置，其中该至少一第二动态参数由该第一通信装置在第二时点感测该第一移动装置的动态而得出，且该第二时点晚于该第一时点；以及该第二通信装置依据该至少一第二动态参数与一外部估计参数中的一个而得出该第一移动装置的动态，其中该外部估计参数由该第二移动装置根据至少一估计函数与该至少一第一动态参数，对该第一移动装置在该第二时点的位置进行估计而得出。
根据本公开的另一实施例，提出一种通信系统，包括：第一通信装置，设置于第一移动装置，其是在第一时点感测该第一移动装置的动态而得出至少一第一动态参数，以及在第二时点感测该第一移动装置的动态而得出至少 一第二动态参数后，根据内部估计参数与至少一第二动态参数的比较而选择性传送该至少一第二动态参数，其中该第二时点晚于该第一时点；以及第二通信装置，其是接收并存储由该第一通信装置传送的该至少一第一动态参数，并依据该至少一第二动态参数与外部估计参数中的一个而得出该第一移动装置的动态，其中该外部估计参数由该第二移动装置根据至少一估计函数与该至少一第一动态参数，对该第一移动装置在该第二时点的位置进行估计而得出。
根据本公开的一实施例，提出一种通信装置，设置于第一移动装置，包括：动态感测模块，其是分别于第一时点与第二时点感测该第一移动装置的动态并得出至少一第一动态参数与至少一第二动态参数，其中该第二时点晚于该第一时点；传送器，其是传送该至少第一动态参数；以及控制器，其是于第二时点根据估计函数与该至少第一动态参数而估计该第一移动装置在该第二时点的位置，进而得出内部估计参数，且该控制器根据该至少第二动态参数与该内部估计参数的比较，选择性控制该传送器传送该至少第二动态参数。
为了对本公开的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举若干实施范例，并配合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1，其是依据本公开的通信系统一实施例，在车辆间传送动态参数的示意图。
图2，其是依据本公开的通信装置一实施例的方块图。
图3，其是将本公开的通信装置安装于移动装置后，通信装置彼此传送动态参数的一实施例示意图。
图4，其是存储装置的存储分区的一实施例示意图。
图5，其是本公开根据估测结果与实际为至的差距，与一预设阈值比较的示意图。
图6，其是通信装置的分层架构与数据流向的示意图。
图7A、7B、7C，其是通信装置通过外送动态讯息传送动态参数至其他通信装置的一实施例流程图。
图8，其是通信装置执行图7A的流程时的数据流向的示意图。
图9，其是通信装置执行图7B的流程时的数据流向的示意图。
图10，其是通信装置执行图7C的流程时的数据流向的示意图。
图11A、11B，其是通信装置通过动态讯息接收其他通信装置所发出的动态参数的一实施例流程图。
图12，其是通信装置执行图11A的流程时的数据流向的示意图。
图13，其是通信装置执行图11B的流程时的数据流向的示意图。
图14A、14B、14C，其是不同路况的示意图。
【符号说明】
A车：21 B车：23
通信装置：20 控制器：201
传送器：207、451 动态感测模块：208、453
计时器：209、455 存储装置：203、3、457
接收器：205、459 定位模块：208a
速度传感器：208b 角度传感器：208c
角速度传感器：208d C车：25
D车：27 第一估计函数组：31a
第二估计函数组：31b 估计函数组数据库：31
内部信息存储区：33 外部信息存储区：35
动态参数存储区：331、351 估计函数组存储区：333、353
应用层：41 应用程序1：41a
应用程序N：41n 固件层：43
讯息产生部：431 参数管理模块：431a
内部动态估计模块431b 讯息合成模块：431c
讯息接收部：433 参数解析模块：433a
外部动态估计模块：433b 硬件层：45
步骤：S511、S513、S521、S522、S523、S524、S525、S526、S527、S528、S532、S533 S534、S535、S536、S537、S538、S611、S613、S615、S617、S619、S621、S622、S623、S624、S625、S626、S627、S628、S629
路段：C11、C12、C13、C14、C21、C22、C23、C24、C31、C32、C33、C34
具体实施方式
请参见图1，其是依据本公开的通信系统一实施例，在车辆间传送动态参数的示意图。假设A车21与B车23均朝图式的右方前进，位于前方的A车21会传送动态讯息至B车23，让B车23可以估计A车21在接下来一段期间内的位置。动态讯息包括至少一个动态参数，例如：A车传送至B车的动态参数可包括经度xA、纬度yA、速度vA、加速度aA、方向角θA和/或偏航率(角加速度)δA等，至少其中之一或其中的组合。此外，B车传送至A车的动态参数包括经度xB、纬度yB、速度vB、加速度aB、方向角θB和/或偏航率(角加速度)δB等，至少其中之一或其中的组合。
为便于说明，此处定义的变量名称与参数名称以内部和外部区隔来源。与通信装置本身相关的变量或参数，其名称前冠以内部一词；与其他通信装置相关的变量或参数，其名称前冠以外部一词。例如，将车辆本身产生的动态参数定义为内部动态参数(MP_int)，以及将由其他车辆接收得到的动态参数定义为外部动态参数(MP_ext)。此外，通信装置所选用的动态参数，无论是内部动态参数(MP_int)或外部动态参数(MP_ext)，其个数可能为一个或多个。
因此，A车产生的经度xA、纬度yA、速度vA、加速度aA、方向角θA、偏航率(角加速度)δA被A车视为内部动态参数。但是，对B车而言，经度xA、纬度yA、速度vA、加速度aA、方向角θA和/或偏航率(角加速度)δA会被视为外部动态参数。再者，B车将本身所产生的动态参数，即，经度xB、纬度yB、速度vB、加速度aB、方向角θB、偏航率(角加速度)δB，视为内部动态参数。同理，经度xB、纬度yB、速度vB、加速度aB、方向角θB和/或偏航率(角加速度)δB传送至A车后，会被A车视为外部动态参数。
请参见图2，其是依据本公开的通信装置一实施例的方块图。通信装置20安装于移动装置(例如A车、B车)。通信装置20包括：控制器201，以及与控制器201电连接的存储装置203、接收器205、传送器207、动态感测模块208、计时器209。其中动态感测模块208可进一步包括各类型的动态传感器，例如：产生经度参数(x)与纬度参数(y)的定位模块208a；产生速度参数(v)与加速度参数(a)的速度传感器208b；产生方向角参数(θ)的角度传感器208c；以及产生角速度参数(偏航率参数)(δ)的角速度传感器208d，至少其中之一或其中的组合。实际应用时，动态感测模块208所包括的动态感测元件并不以此为限。
根据用途的不同，通信装置20内的元件可大致分为三类：第一类为产生并传送内部动态参数(MP_int)的元件(包括传送器207与动态感测模块208)；第二类为接收外部动态参数(MP_ext)的元件(包括接收器205)；第三类为传送内部动态参数(MP_int)与接收外部动态参数(MP_ext)均会使用的元件(包括存储装置203、计时器209与控制器201)。
首先说明内部动态参数(MP_int)的产生与传送。在动态感测模块208产生内部动态参数(MP_int)后，控制器201会判断是否要利用传送器207传送内部动态参数(MP_int)。若控制器201决定要传送这些内部动态参数(MP_int)，则控制器201会在存储装置203另存一份内部动态参数(MP_int)。若控制器201决定不需要传送这些内部动态参数(MP_int)，则控制器201仅将内部动态参数(MP_int)传送至上层的应用程序。关于控制器201如何判断是否传出内部动态参数(MP_int)的细节，请参考后续说明。
其次说明外部动态参数(MP_ext)的接收与使用。接收器205用于接收来自外部(其他车辆)传送的动态讯息(即，内送动态讯息(MST_in))后，由控制器解析(parse)内送动态讯息(MST_in)，并判断这些内送动态讯息(MST_in)内是否带有外部动态参数(MP_ext)。若确实存有外部动态参数(MP_ext)，控制器201便将外部动态参数(MP_ext)存储至存储装置203。若内送动态讯息(MST_in)并未带有外部动态参数(MP_ext)时，控制器201会视状况决定是否要自存储装置203取用先前存储的外部动态参数(MP_ext)并进行外部动态参数估计。关于控制器201判断如何使用外部动态参数(MP_ext)的细节，请参考后续说明。
请参见图3，其是将本公开的通信装置安装于移动装置后，通信装置彼此传送动态参数的一实施例示意图。假设B车23位于A车21、C车25、D车27的后方。A车21、B车23、C车25、D车27均设有通信装置，并会产生各自对应的动态参数(MP)。此外，A车21、B车23、C车25、D车27的通信装置，会根据动态参数(MP)而选择适用的估计函数组(EstFunc)。
以B车23为例，A车21的存储装置会存储B车的动态参数{xB，yB，vB，aB，θB，δB}与估计函数组{fxB(t)，fyB(t)，fvB(t)，faB(t)，fθB(t)，fδB(t)}。此外，B车23的通信装置亦会接收并存储由A车产生的动态参数{xA，yA，vA，aA，θA，δA}与估计函数组{fxA(t)，fyA(t)，fvA(t)，faA(t)，fθA(t)，fδA(t)}；由C车25产生的动态参数{xC，yC，vC，aC，θC，δC}与估计 函数组{fxC(t)，fyC(t)，fvC(t)，faC(t)，fθC(t)，fδC(t)}；以及由D车27产生的动态参数{xD，yD，vD，aD，θD，δD}与估计函数组{fxD(t)，fyD(t)，fvD(t)，faD(t)，fθD(t)，fδD(t)}。其中，通信装置本身选用的估计函数组称为内部估计函数组(EstFunc_int)；由其他通信装置选用的估计函数组称为外部估计函数组。因此，B车的动态参数{xB，yB，vB，aB，θB，δB}与估计函数组{fxB(t)，fyB(t)，fvB(t)，faB(t)，fθB(t)，fδB(t)}，被B车的通信装置视为内部动态参数与内部估计函数组。另一方面，A车、C车、D车的动态参数与估计函数组，则被B车的通信装置视为外部动态参数与外部估计函数组。需留意的是，估计函数组中包括至少一函数，而且所包括的估计函数的数量并不限定，可根据动态参数的种类而异。例如，通信装置间仅使用速度(v)作为动态参数，则估计函数组将只包括与速度相关的估计函数。
请参见图4，其是存储装置的存储分区的一实施例示意图。存储装置3可包括估计函数组数据库31、内部信息存储区33与外部信息存储区35。估计函数组数据库31用于存储多组估计函数组。估计函数组数据库31除了能让通信装置根据本身动态而自选用合适的估计函数组外，也可搭配其他通信装置传送的选用设定。假设A车选用第一估计函数组31a，则A车传送估计函数组的选用设定"1"至B车。
在图4中，在一实施例中，通信装置的估计函数组数据库提供两类估计函数组。其中，第一估计函数组31a包括至少一估计函数，譬如：
经度估计函数fx(t)＝x+Δx*t+0.5*δx*t*t；
纬度估计函数fy(t)＝y+Δy*t+0.5*δy*t*t；
速度估计函数fv(t)＝v+a*t；fθ(t)＝θ+δ*t；
加速度估计函数fa(t)＝a；
角加速度估计函数fδ(t)＝δ；
经度移动量估计函数Δx＝0.1*v*cosθ；
纬度移动量估计函数Δy＝0.1*v*sinθ；
经度夹角估计函数δx＝0.1*a*cosθ；和/或
纬度夹角估计函数δy＝0.1*a*sinθ。
此外，第二估计函数组31b包括至少一估计函数，譬如：
经度估计函数fx(t)＝x+Δx*t；
纬度估计函数fy(t)＝y+Δy*t；
速度估计函数fv(t)＝v+a*t；fθ(t)＝θ+δ*t；
加速度估计函数fa(t)＝a；
角加速度估计函数fδ(t)＝δ；
经度移动量估计函数Δx＝0.1*v*cosθ；
纬度移动量估计函数Δy＝0.1*v*sinθ；和/或
位置估计函数fd(t)＝squr(fx(t)-xt2)+(fy(t)-yt)2)。
估计函数组可以根据较旧的(较早产生的)动态参数与时间参数，对较新的(较晚产生的)动态参数进行预测。其中，时间参数相当于tn时点(第二时点)与t0时点(第一时点)的时间差。根据本公开可实施例，估计函数组可以是出厂时预存，或是由使用者根据个人偏好与需求设定。这些估计函数组可能因应乡村、城市、高速公路、山间道路等不同而异。需留意的是，实际应用时，通信装置所提供的估计函数组的数量与其计算方式并不以此为限。例如，通信装置也可能只提供一组预设的估计函数组；或者，通信装置可以通过外送动态讯息(MSG_out)而将自己采用的内部估计函数组传送至其他的通信装置等。
内部信息存储区33用于存储与通信装置所在的车辆相关的内部动态参数(MP_int)；而外部信息存储区35用于存储由其他车辆接收的外部动态参数(MP_ext)。此外，内部信息存储区33与外部信息存储区35均可进一步再分别划分为估计函数组存储区333、353，与动态参数存储区331、351，分别用于存储估计函数组与动态参数。其中，估计函数组存储区333、353所包括的用于估计车辆动态的估计函数个数可为一个或多个的组合，且动态参数存储区331、351所包括的与车辆动态相关的动态参数个数可为一个或多个的组合。再者，估计函数组所包括的估计函数，以及动态参数的种类并不需要被限定。
若以图3的B车23的存储装置为例，则，B车23的内部信息存储区用于存储B车的动态参数，与B车对应的估计函数组。B车存储装置的外部信息存储区用于存储A车、C车、D车的动态参数，以及与A车、C车、D车对应的估计函数组。
假设在图4中，举例来说在一实施例中，可以"0"代表第一估计函数组，并以"1"代表第二估计函数组。则因为A车与D车较接近，可能采用相同的估计函数组。例如，假设在A车选用的估计函数组，以及D车选用的估计函 数组存放"1"。至于C车对应的估计函数组可假设为"0"，即，在C车选用的估计函数组存放"0"。因此，B车的控制器可藉由读取估计函数存储区353的内容而获知A车、C车、D车选用的估计函数组。
请参见图5，其是本公开根据估测结果与实际为至的差距，与一预设阈值比较的示意图。假设A车21在t0时点位于xA(t0)。当B车23收到A车21在t0时点的位置后，B车23会搭配估计函数组与xA(t0)，对A车21在tn时点的位置进行估测。例如，此处假设估计函数组与xA(t0)在tn时点仍然有效，因此，B车23对A车21的位置进行预测后，判断A车21在tn时点的位置在xA(tn)'。其中，t0时点可视为第一时点，tn时点可视为第二时点，且第二时点晚于第一时点。
由于A车21实际的位置xA(tn)需由A车21上的通信装置感测，因此，估测结果xA(tn)'的精确与否，需由A车21上的通信装置判断。因此，A车21会同步进行与B车类似的估计过程，利用估计函数组与xA(t0)估计A车在tn时点的位置xA(tn)'，并用于与更新的位置xA(tn)进行比较。并且，A车21的通信装置会根据预设阈值，决定是否重新传送更新的位置xA(tn)至B车23的通信装置。当A车的通信装置判断A车在tn时点的估测位置xA(tn)'与A车的实际位置xA(tn)相差甚小(小于或等于预设阈值Δd_th)时，A车21的通信装置判断不需要传送更新的位置xA(tn)至B车23。当A车的通信装置判断A车在tn时点的估测位置xA(tn)'与A车的实际位置xA(tn)相差过大(大于预设阈值Δd_th)时，A车21的通信装置判断需要传送更新的位置xA(tn)至B车。
在图5中，虽然是以位置为例，作为比较与判断使用的动态参数，但是实际应用时，也可采用其他的动态参数作为判断更新条件是否成立的比较标的。例如，以速度的变化量(是否大于0.5m/s，方向角的偏移程度(是否大于4度)等。其用于判断动态参数种类，以及预设阈值的阈值值选择，均可视应用的不同而调整。进一步的，通信装置也可以针对不同的估计函数组，使用不同数值的预设阈值。例如，若使用第一估计函数组时，设定一个相对较严苛的更新条件做为预设阈值，反之亦然。此部分的判断方式与预设阈值的选择与设定等，均可任意变化而不需要被限定。
请参见图6，其是通信装置的分层架构与数据流向的一实施例示意图。通信装置的分层架构可区分为应用层41、固件层43与硬件层45。应用层41包括多个由控制器执行的应用程序41a、41n，固件层43由控制器搭配硬件层 45执行。固件层43可区分为动态讯息产生部431与动态讯息接收部433。其中，动态讯息产生部431用于产生与通信装置所在的移动装置相关的外送动态讯息(MSG_out)；动态讯息接收部433则用于接收由其他通信装置发出之，与其他移动装置相关的内送动态讯息(MSG_in)。硬件层45包括传送器451、动态感测模块453、计时器455、存储装置457与接收器459。根据本公开的一实施例，每一个移动装置上的通信装置均可用于传送与接收动态参数。
请参见图7A、7B、7C，其是通信装置通过外送动态讯息传送动态参数至其他通信装置的一实施例流程图。需留意的是，在图7A、7B、7C中，部分较为细微的步骤并未绘出，且部分步骤的进行顺序也可调整。再者，以下提到的相关变量可存储至存储模块457，或由控制器存储在暂存器内。易言之，依据本公开的实施例，可搭配各种实作方式而变化。当移动装置(例如：图1的A车，相当于第一移动装置)上的通信装置(即，第一通信装置)作为来源端，传送外送动态讯息(MSG_out)至其他移动装置(例如：图1的B车，相当于第二移动装置)上的通信装置(即，第二通信装置)的过程可大致区分为三个流程。
首先，图7A所示的流程为，自外部(例如：基站)接收外送动态讯息时的传送间距(T_msgInt)的过程。外送动态讯息时的传送间距(T_msgInt)是车用移动通信网络为避免通道过于壅塞，而设定的一个时间间距，此处假设为0.1ms。此流程可在通信装置连接上无线通信网络时执行。其次，图7B所示的流程为，当通信装置第一次产生内部动态参数(MP_int)后，如何存储内部动态参数(MP_int)并产生外送动态讯息(MSG_out)的过程。接着，图7C所示的流程为，当通信装置后续产生内部动态参数(MP_int)后，如何判断是否存储(更新)内部动态参数(MP_int)并产生外送动态讯息(MSG_out)的过程。通信装置在图7A、7B、7C所示的三个流程进行的步骤，分别对应于图8、9、10的数据流向，以下一并说明。在图8、9、10中，元件间的箭头方向对应于数据的流向。此外，为简化说明，这些附图仅绘示与对应流程的步骤相关的元件。
请参见图8，其是通信装置执行图7A的流程时的数据流向的示意图。请一并参看图7A所示，通信装置进行流程的步骤流程与图8的元件间的数据流向。首先，接收器459判断是否自无线通信网络接收到内送动态讯息(MSG_in)(步骤S511)。若否，则重复进行步骤S511。若是，参数解析模块433a自内送动态讯息(MSG_in)取得外送动态讯息时的传送间距(T_msgInt)(步骤 S513)。此处假设外送动态讯息时的传送间距(T_msgInt)为0.1ms。
请参见图9，其是通信装置执行图7B的流程时的数据流向的示意图。请一并参看图7B所示的流程的步骤流程与图9的元件间的数据流向。为便于说明，简要说明此处关于数据与信号的表示方式。首先，与时间信号相关的标式分为两类。第一类为，设定做为比对用的阈值值，这些时间信号经设定后维持一段时间不会变化，标示为"T_"；第二类为，数值会动态改变的时间信号，这些时间信号的变量标示为"t_"。
再者，此处以t0时点代表通信装置须同时感测内部动态参数与更新估计函数组的情形(例如：第一次产生内部动态参数时)，以及以tn时点代表通信装置仅重新感测内部动态参数而不需更新内部估计函数组(EstFunc_int)的情形。其中，在t0时点产生的内部动态参数(MP_int(t0))视为第一动态参数；在tn时点重新感测产生的内部动态参数(MP_int(tn))视为第二动态参数。
动态感测模块453在感测内部动态参数(MP_int(t0))(步骤S521)后，将内部动态参数(MP_int(t0))传送给参数管理模块431a。动态感测模块453将t0时点感测的内部动态参数(MP_int(t0))视为第一动态参数。参数管理模块431a根据内部动态参数(MP_int(t0))选择合适的内部估计函数组(EstFunc_int)(步骤S522)。参数管理模块431a可根据内部动态参数(MP_int(t0))而进一步决定内部估计函数组的有效期间(T_funcValid_int)(步骤S523)。并且，参数管理模块431a可将内部估计函数组的有效期间(T_funcValid_int)存储至存储模块457。
参数管理模块431a自计时器455取得当前时间(t_now)后，利用当前时间(t_now)设定内部估计函数组的启用时间(t_intFunc)(步骤S524)。即，令t_intFunc＝t_now。之后，参数管理模块431a将内部动态参数(MP_int(t0))、内部估计函数组的启用时间(t_intFunc)，与内部估计函数组的有效期间(T_funcValidDur)存入存储模块457(步骤S525)。此外，参数管理模块431a并将内部动态参数(MP_int(t0))、所选用的内部估计函数组(EstFunc_int)，与内部估计函数组的有效期间(T_funcValid_int)一并送至讯息合成模块431c。
在欧洲电信标准协会(European Telecommunications Standards Institute)在信息与通信技术-智慧型运输系统(information and communication technologies-Intelligent Transport Systems，简称为ETSI TC-ITS)规范的外送动态讯息(MSG_out)中，标头(header)存在保留栏位。因此，本公开可利用这些保留栏位传送动态参数等信息。讯息合成模块431c自应用层41接收到准备传送给 其他通信装置的外送动态讯息(MSG_out(t0))后，将来自参数管理模块431a提供的内部动态参数(MP_int(t0))、选用的内部估计函数组(EscFunc_int)，与内部估计函数组的有效期间(T_funcValid_int)一起加入外送动态讯息(MSG_out)后，产生合成后的外送动态讯息(MSG_out(t0)')(步骤S526)。合成后的外送动态讯息(MSG_out(t0)')被讯息合成模块431c传送至传送器451后，传送器451将合成后的外送动态讯息(MSG_out(t0)')传送无线通信网络(步骤S527)。传送器451在tn时点传送出的动态讯息MSG_out(t0)'定义为第一动态讯息。
此时，参数管理模块431a需记录传送器451传送外送动态讯息(MSG_out)的时间。即，讯息传送时间变量(t_msgTrans)。因此，以计时器455提供的当前时间(t_now)作为讯息传送时间变量(t_msgTrans)(步骤S528)。即，t_msgTrans＝t_now。
请参见图10，其是通信装置执行图7C的流程时的数据流向的示意图。请一并参看图7C所示，通信装置用于传送动态参数时的流程的步骤流程与图10的元件间的数据流向。动态感测模块453再度感测内部动态参数(MP_int(tn))(步骤S532)。动态感测模块453在tn时点重新感测的内部动态参数(MP_int(tn))视为第二动态参数。此外，参数管理模块431a会自存储装置457读取讯息传送时间变量(t_msgTrans)与外送动态讯息时的传送间距(T_msgInt)，以及自计时器455取得当前时间(t_now)。
动态感测模块453将内部动态参数MP_int(tn))传送至参数管理模块431a后，参数管理模块431a根据当前时间(t_now)与讯息传送时间变量(t_msgTrans)，判断是否要将更新后的内部动态参数MP_int(tn))传给其他通信装置(步骤S533)。此步骤是车用移动通信网络为了防止动态参数过度频繁的被传送而导致通道产生壅塞，因此，参数管理模块431a是在当前时间(t_now)与讯息传送时间变量(t_msgTrans)间的时间差，大于外送动态讯息时的传送间距(T_msgInt)(0.1ms)时，才会进行后续步骤。否则，若步骤S533的结果为否定，动态感测模块453将重新感测新的内部动态参数(MP_int(tn))。
接着，参数管理模块431a会根据存储装置457所存储的t0时点的内部动态参数(MP_int(t0))与内部估计函数组(EscFunc_int)，产生tn时点的内部估计参数(MP_int(tn))。并且，在进一步比较与动态感测模块453新产生之内部动态参数(MP_int(tn))后，根据比较结果判断更新条件是否成立(步骤S534)。更新条件相当于，先前传送至其他车辆的内部动态参数(MP_int(t0))需要被更 新的条件。
根据本公开的一实施例，A车会在tn时点利用先前在t0时点产生的内部动态参数(MP_int(t0))与内部估计函数组(EstFunc_int)，对A车在tn时点的位置进行估测。据此，A车将计算得出A车在tn时点的内部估计参数(MP_int(tn)')。当A车在tn时点计算得出的内部估计参数(MP_int(tn)')，与tn时点实际感测得出的内部动态参数(MP_int(tn))差距过大时，代表A车的通信装置先前传送给其他B车上的通信装置的内部动态参数(MP_int(t0))已经偏离A车在tn时点的实际动态。在这种情况下，若B车上的通信装置在tn时点仍持续使用A车在t0时点传送的内部动态参数(MP_int(t0))，反而会对A车在tn时点的实际位置产生误判。此时，A车需更新tn时点的内部动态参数(MP_int(tn))至B车。
因此，当A车的参数管理模块431a比较估计产生的内部估计参数(MP_int(tn)')，与实际感测产生的内部动态参数(MP_int(tn))后，判断内部估计参数(MP_int(tn)')与内部动态参数(MP_int(tn))的差值过大时，A车的参数管理模块431a视为更新条件成立。反之，当A车的参数管理模块431a判断内部估计参数(MP_int(tn)')与内部动态参数(MP_int(tn))差距仍可接受时，视为更新条件不成立。
若更新条件不成立，便重新执行步骤S532。若更新条件成立，参数管理模块431a会将新的内部动态参数(MP_int(n))传送至讯息合成模块431c，并利用新的内部动态参数(MP_int(n))更新原本存储在存储装置457的内部动态参数(MP_int(0))(步骤S535)。在前述举例中，A车的通信装置会根据内部动态参数(MP_int(tn))与内部估计参数(MP_int(tn)')的比较，而选择性传送该内部动态参数(MP_int(tn))。当内部动态参数(MP_int(tn))与内部估计参数(MP_int(tn)')的差值大于一预设阈值时，才通过外送动态讯息(MSG_out(tn))传送内部动态参数(MP_int(tn))。否则便停止传送内部动态参数(MP_int(tn))至B车。
若参数管理模块431a未传送更新的内部动态参数(MP_int(tn))至讯息合成模块431c时，讯息合成模块431c通过传送器451将应用层41提供的动态讯息(MSG_out(tn))直接传送至无线通信网络。另一方面，若讯息合成模块431c确实由参数管理模块431a取得内部动态参数(MP_int(tn))时，则，讯息合成模块431c会将内部动态参数(MP_int(tn))加入外送动态讯息(MSG_out(tn))中，得出合成后的外送动态讯息(MSG_out(tn)')(步骤S536)。此时，传送器451将传 送合成后的外送动态讯息MSG_out(tn)'至无线通信网络。传送器451在tn时点传送出的动态讯息MSG_out(tn)'定义为第二动态讯息。
除了判断是否传送更新的内部动态参数(MP_int(tn))外，此流程亦会进行内部变量的更新与维护。因此，当传送器451传送合成后的外送动态讯息MSG_out(tn')至无线通信网络时，参数管理模块431利用计时器提供的当前时间(t_now)作为讯息传送时间变量(t_msgInt)(步骤S537)。即，纪录传送器451何时传出外送动态讯息。此外，参数管理模块431另需判断先前选用的内部估计函数组(EstFunc_int)是否仍然有效(步骤S538)。若当前时间(t_now)与内部估计函数组的启用时间(t_intFunc)的差值，小于或等于内部估计函数组的有效期间(T_funcValid_int)，代表内部估计函数组(EstFunc_int)仍然有效。即，|t_now-t_intFunc|T_funcValid_int。若步骤S538的判断结果为肯定，则重新执行步骤S532。若步骤S538的判断结果为否定，则须重新自步骤S521开始执行。
请参见图11A、11B，其是通信装置通过动态讯息接收其他通信装置所发出的动态参数的一实施例流程图。需留意的是，在图11A、11B中，部分较为细微的步骤并未绘出，且部分步骤的进行顺序并不需要限定。再者，以下提到的相关变量可存储至存储模块457，或由控制器存储在暂存器内。易言之，本公开的实施例，可搭配各种实作方式而变化。
此外，其他通信装置所接收的外部估计函数组(EstFunc_ext)，其传送格式并不需要被限定。例如，可直接接收外部估计函数组(EstFunc_ext)的算式，或者可以是与被选用的外部估计函数组(EstFunc_ext)对应的参数等。当移动装置(例如：图1的B车，相当于第二移动装置)上的通信装置(即，第二通信装置)作为接收端，自其他移动装置(例如：图1的A车，相当于第一移动装置)上的通信装置(即，第一通信装置)接收外部动态参数(MP_ext)的过程可大致区分为两个流程。
首先，图11A所示的流程为，接收外部估计函数组(EstFunc_ext)的过程。与外部估计函数组(EstFunc_ext)相关的参数包括，来源端装置所选用的外部估计函数组(EstFunc_ext)为何者，以及其所选用的外部估计函数组的有效期间(T_funcValid_ext)。其次，图7B所示的流程为，关于外部动态参数(MP_ext)的接收与处理过程。其中，B车的通信装置在流程接收的外部动态参数MP_ext(t0)相当于第一动态参数；在tn时点所接收的外部动态参数MP_ext(tn) 相当于第二动态参数。通信装置在图11A、11B所示的两个流程所进行的步骤，分别对应于图12、13的数据流向，以下一并说明。在图12、13中，元件间的箭头方向对应于数据的流向。此外，为简化说明，这些附图仅绘示在对应流程进行的步骤相关的元件。
请参见图12，其是通信装置执行图11A的流程时的数据流向的示意图。请一并参看图11A所示，通信装置用于接收外部动态参数(MP_ext)时的流程的步骤，与图12所示的元件间的数据流向。接收器459判断是否接收到内送动态讯息(MSG_in(t0))(步骤S611)。若否，重复执行步骤S611。待接收器459收到内送动态讯息(MSG_in(t0))，并将内送动态讯息(MSG_in(t0))传送参数解析模块433a后，参数解析模块433a判断内送动态讯息(MSG_in(t0))是否包括新的外部估计函数组(EstFunc_ext)(步骤S613)。若否，则可略过步骤S615、S617、S619。
若步骤S613的判断结果为肯定，参数解析模块433a更新存储装置457所存储的外部估计函数组(EstFunc_ext)(步骤S615)。此外，当参数解析模块433a自内送动态讯息(MSG_in(t0))取得外部估计函数组的有效期间(T_funcValid_ext)(步骤S617)后，参数解析模块433a将利用计时器455提供的当前时间(t_now)设定外部估计函数组的启用时间(t_extFunc)(即，t_txtFunc＝t_now)(步骤S619)。此外，参数解析模块433a会从内送动态讯息(MSG_in(t0))取得外部估计函数组的有效期间(T_funcValid_ext)，并存储一份外部估计函数组的有效期间(T_funcValid_ext)至存储装置457。
请参见图13，其是通信装置执行图11B的流程时的数据流向的示意图。请一并参看图12A所示，通信装置用于接收外部动态参数时的流程的步骤，与图13所示的元件间的数据流向。接收器459接收新的内送动态讯息(MSG_in(tn))(步骤S621)后，将新的内送动态讯息(MSG_in(tn))传送至参数解析模块433a。参数解析模块433a判断在新的内送动态讯息(MSG_in(tn))中，是否包括新的外部动态参数(MP_ext(tn))(步骤S622)。需留意的是，A车的通信装置传出之内部动态参数(MP_int(t0))，会被B车的通信装置视为外部动态参数(MP_ext(t0))。同理，A车的内部估计函数组(EstFunc_int)相对于B车而言，会被当作外部估计函数组(EstFunc_ext)。
若步骤S622的判断结果为肯定，参数解析模块433a会在存储模块457存储新的外部动态参数(MP_ext(tn))(步骤S623)，以及将新的外部动态参数 (MP_ext(tn))传送至应用层41(步骤S624)。
若步骤S622的判断结果为否定，参数解析模块433a会判断在存储装置457先前是否存有旧的外部动态参数(MP_ext(t0))(即，第一动态参数)(步骤S625)。若无，则重新执行步骤S621。若存储装置457先前存有旧的外部动态参数(MP_ext(t0))，参数解析模块433a由存储模块457取得旧的外部动态参数(MP_ext(t0))后，将旧的外部动态参数(MP_ext(t0))传送给外部动态估计模块433b(步骤S626)。
接着，参数解析模块433a判断外部估计函数组(EstFunc_ext)是否仍然有效(步骤S627)。参数解析模块433a判断外部估计函数组(EstFunc_ext)是否仍然有效的方式是，计算当前时间(t_now)与先前存储的外部估计函数组的启用时间(t_extFunc)的差值，是否小于或等于外部估计函数组的有效期间(T_funcValid_ext)。若当前时间(t_now)与先前存储的外部估计函数组的启用时间(t_extFunc)的差值，大于外部估计函数组的有效期间(T_funcValid_ext)时，判断先前接收的外部估计函数组(EstFunc_ext)已经失效。此时，重新自步骤S611开始执行。
若步骤S627的判断结果为肯定，参数解析模块433a将当前时间(t_now)、外部估计函数组(EstFunc_ext)与外部动态参数(MP_ext(t0))传送至外部动态估计模块433b。外部动态估计模块433b据此而对外部的移动装置进行动态估计(步骤S628)后，产生外部估计参数(MP_ext(tn)’)。例如：B车利用A车先前传送的估计函数组，估计得出A车tn时点的位置。外部动态估计模块433b再将估计产生的外部估计参数(MP_ext(tn)’)传送至应用层41(步骤S629)。
承上，在B车的通信装置判断外部估计函数组(EstFunc_ext)仍然有效，且旧的外部动态参数(MP_ext(t0))未被更新时，A车与B车的通信装置在tn时点，会依据相同的第一动态参数与相同的估计函数组，分别计算得出估计参数。其中，第一动态参数被A车的通信装置视为内部动态参数(MP_int(t0))，却被B车的通信装置视为外部动态参数(MP_ext(t0))。以及，相同的估计函数组被A车的通信装置视为内部估计函数组(EstFunc_int)，却被B车的通信装置视为外部估计函数组(EstFunc_ext)。
因此，A车的通信装置在tn时点搭配第一动态参数与内部估计函数(EstFunc_int)计算后，产生tn时点的内部估计参数(MP_int(tn)')；另一方面，B车的通信装置在tn时点搭配第一动态参数与外部估计函数(EstFunc_ext)计 算后，产生tn时点的外部估计参数(MP_ext(tn)')。易言之，在tn时点，A车与B车的通信装置会依据相同的第一动态参数与相同的估计函数组，分别计算得出tn时点的内部估计参数(MP_int(tn)')与tn时点的外部估计参数(MP_ext(tn)')。因此，A车的通信装置在tn时点计算得出的内部估计参数(MP_int(tn)')，与B车的通信装置在tn时点计算得出外部估计参数(MP_ext(tn)')一致。
如前所述，A车的通信装置除了传送动态参数至B车的通信装置外，也会传送与与(内部)估计函数(组)对应的函数有效期间。即，内部估计函数组的有效期间(T_funcValid_int)。B车的通信装置接收到外部动态参数后，会判断是否仍在函数有效期间。若仍在函数有效期间内，便利用收到的外部动态参数一起进行估计。若已经超过函数有效期间，则B车的通信装置将停止使用先前接收到的(外部)估计函数(组)估计该A车的位置。
再者，装设在移动装置上的通信装置可同时作为传送与接收用途。因此，通信装置不但会产生内部动态参数，亦会自其他的通信装置接收外部动态参数。以A车的通信装置为例，除了产生并传送第一动态参数与第二动态参数外，A车也会用于接收B车的动态参数。即，B车的动态感测模块在产生与B车位置相对应的动态参数后，也会通过B车的传送器，传送至A车的通信装置。此处，A车可以将B车的动态参数视为第三动态参数。同样的，A车的通信装置可以根据B车传送的估计函数组与第三动态参数，对B车的位置进行估计。
根据本公开的一实施例，应用层可由参数解析模块433a收到即时性的(新的)外部动态参数(MP_ext(tn))(即，第二动态参数)，或是由外部动态估计模块433b估测产生的外部估计参数(MP_ext(tn)')，进行其他应用。例如：以视觉化的方式在屏幕上显示其他车辆的动态等。易言之，当接收器确实接收到新的外部动态参数(MP_ext(tn))时，应用层可以直接使用新的外部动态参数(MP_ext(tn))；当接收器未能接收到新的外部动态参数(MP_ext(tn))时，应用层可以使用外部动态估计模块433b产生的外部估计参数(MP_ext(tn)’)。
前述的分层架构主要说明与本公开通信方法相关的数据如何被使用。实际应用时，各层间的控制方式与数据流向会依据系统应用的不同而异。例如，此处假设固件层直接由硬件层取得动态参数与计时结果。但实际应用时，应用程序也可通过动态感测模块的驱动程序先取得动态参数与计时结果后，再 将动态参数传送至固件层。
请参见图14A、14B、14C，其是不同路况的示意图。图14A的直线过弯路线可大致区分为路段C11、C12、C13与C14；图14B的椭圆弯道路线可大致区分为路段C21、C22、C23与C24；图14C的随机弯道路线可大致区分为路段C31、C32、C33与C34。由图14A、14B、14C可以看出，属于相对平直的路段为C12、C14、C22、C24、C31、C33、C35；属于相对曲折的路段为C11、C13、C21、C23、C32、C34、C36。
表2为针对这些路况，分别以固定频率、一般的动态调整频率作法与本公开作法进行测试的比较结果。
表2
以固定频率传送动态讯息的做法，无论是在相对平直的路段或是在相对曲折的路段，均维持以10Hz传送动态讯息。针对图14A的直线过弯路线，固定以10Hz传送动态讯息的作法共产生665个动态讯息；针对图14B的椭圆弯道路线，固定以10Hz传送动态讯息的作法共产生351个动态讯息；针对图14C的随机弯道路线，固定以10Hz传送动态讯息的作法共产生554个动态讯息。
一般技术采用的动态调整频率作法，是根据路况而调整动态讯息传出的频率。因此，针对相对平直的路段，以较低的发送频率传送动态讯息，在相 对曲折的路段则以10Hz的发送频率传送动态讯息。针对图14A的直线过弯路线，一般技术的调整作法共产生397个动态讯息，即，一般技术将动态讯息的产生比率降低至59.7％。针对图13B的椭圆弯道路线，一般技术的调整作法共产生148个动态讯息，即，一般技术将动态讯息的产生比率降低至42.17％；针对图14C的随机弯道路线，一般技术的调整作法共产生238个动态讯息，即，一般技术将动态讯息的产生比率降低至42.96％。
本公开的做法，则是依据预测结果与实际测量结果的差异而决定是否传送动态讯息。对相对平直的路段而言，车辆比较容易维持以固定的速度、方向驾驶，因此预测结果与实际测量结果的相符程度较高。此时，能够以较低的频率传送动态参数。另一方面，对相对曲折的路段而言，车辆的速度、方向较容易产生变化，因此预测结果与实际测量结果的相符程度较低。此时，会以较高的频率(10Hz)传送动态参数。对图14A的直线过弯路线，本公开的调整作法共产生143个动态讯息，即，本公开将动态讯息的产生比率降低至21.5％。针对图13B的椭圆弯道路线，本公开的调整作法共产生60个动态讯息，即，本公开将动态讯息的产生比率降低至17.09％；针对图9C的随机弯道路线，本公开的调整作法共产生143个动态讯息，即，本公开将动态讯息的产生比率降低至25.81％。
比较本公开与一般技术所产生的动态讯息的数量可以明显看出，本公开所需使用的动态讯息的数量大幅减少。也因此，本公开的做法确实可以减少带宽拥塞的现象。
对一般技术而言，当A车在t0时点发出实际位置时，尚需要一小段的传送时间(ΔT)，后方车辆才会收到该位置信息。但是，在那段传送时间(ΔT)经过时，A车已经又移动了一小段距离。也因此，一般技术的做法，B车所收到的A车位置于实际的A车位置间仍会有些差距。另一方面，本公开采用估计的方式，其估计结果与A车实际位置间，亦会存在一些差距。表3进一步比较采用一般技术与本公开技术时，后方车辆所接收到的前方车辆的状态，以及前方车辆的实际位置间的比较。
表3
由表3可以看出，无论是直线过弯路线(图14A)、椭圆弯道路线(图14B)或随机弯道路线(图14C)，本公开技术的平均距离与最大距离，均小于一般技术做法的平均距离与最大距离。一般技术虽然是以实际测量的动态参数而传送，但因为传送时间的缘故，导致实际位置产生误差的程度较高。另一方面，本公开的预测作法，却可以达到较高的精确度。即，本公开预测的出的A车位置，较一般技术的做法更接近A车的实际位置。
根据前述说明可以得知，本公开的通信装置、通信系统与通信方法，能够通过过去时点取得的动态参数，预测其他车辆在当前的动态参数。若预测结果尚可接受时，就不需要重新传送动态参数，故能减少动态讯息的传送频率。另一方面，若预测结果发生偏差，且偏差过大时，则重新传送动态参数。此种作法亦能满足接收端接收来源端的动态的感测质量。因此，本公开提出的通信装置、通信系统与通信方法能兼顾无线通信网络的带宽与动态参数的传输质量。
本领域技术人员均可了解：在上述的说明中，作为举例的各种逻辑方块、模块、电路及方法步骤皆可利用电子硬件、计算机软件，或二者的组合来实现，且这些实现方式间的连线方式，无论上述说明所采用的是信号连结、连接、耦接、电连接或其他类型的替代作法等用语，其目的仅为了说明在实现逻辑方块、模块、电路及方法步骤时，可以通过不同的手段，例如有线电子信号、无线电磁信号以及光信号等，以直接、间接的方式来进行信号交换，进而达到信号、数据、控制信息的交换与传递的目的。因此说明书所采的用语并不会形成本公开在实现连线关系时的限制，更不会因其连线方式的不同而脱离本公开的范围。
综上所述，虽然已以实施例公开如上，然其并非用以限定本公开。本发明所属领域技术人员在不脱离发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润 饰。因此，发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。
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