车载通信设备,车辆间通信系统和通信方法
【技术领域】
[0001]本技术涉及在车辆间进行通信的技术。
【背景技术】
[0002]近年来，进行了从行驶中的车辆收集数据，并利用所述数据的研宄。例如，通过从多台车收集当前位置和速度信息，能够实时生成交通拥堵信息。此外，如果收集每台车的目的地和路线信息，能够预测交通流量。除了这些之外，如果根据收集的数据，分析交通信号的周期，那么能够把绿灯的剩余时间通知驾驶员，以致能够避免不必要的加速和减速。从而，通过从各个角度分析从车辆收集的数据，能够实现流畅的交通。
[0003]为了从车辆收集数据，必须在每台车上安装无线通信设备。然而，归因于成本，诸如3G或LTE之类的移动通信服务并非在所有车辆中都可用。尽管可利用公共无线LAN传送数据，不过只有当车辆在服务范围中时，才能上传数据。
[0004]为了解决这种问题，存在一种通过利用车辆间通信传送数据的方法。具体地，在所述方法中，车辆通过利用无线LAN等的较廉价的通信设备，相互传送数据，能够利用与诸如因特网之类广域网的连接的车辆上传所述数据。
[0005]不过，这里遇到未重视目前在无线LAN中使用的认证方式的响应性，并且协商花费时间的问题。当在车辆之间交换信息时，通信时间有限，从而需要尽可能快地建立通信。
[0006]解决这种问题的技术包括记载在非专利文献I中的通信标准。所述标准实现无线LAN标准(IEEE802.11)中的认证处理的加速，从2012年起，作为IEEE802.llai，促进了该标准的标准化。所述标准通过简化常规认证处理中的终端的定位、认证和连接的各个序列，实现高速协商。
[0007][引文列表]
[0008][非专利文献]
[0009][NPLl]“Status of Project IEEE 802.llai”[在线]，IEEE，[Retrieval on 17thOctober 2012]，网址〈URL:http://www.1eee802.0rg/11/Reports/tgai_update.htm>
【发明内容】
[0010]由于在非专利文献I中记载的标准提供无线LAN中的高速协商，因此所述标准适合于其中通信时间有限的车辆间通信。不过，连接中的序列的简化不能解决认证本身花费时间的问题。
[0011]在IEEE802.1x标准中，称为EAP (可扩展认证协议)的认证协议用于客户端认证。当客户端访问利用EAP的接入点时，接入点与负责认证的服务器(RADIUS服务器)通信，以接受认证。当客户端被认证时，端口被开放，从而能够进行通信。
[0012]这种方式存在由于其使用外部认证服务器的特性因而处理花费时间的缺陷。例如，如果假定车辆留在车辆能够相互通信的范围中的时间为10秒，并且从找出通信伙伴到完成认证，通信设备需要5秒，那么能够确定的通信时间为5秒。然而实际上，用于数据通信的连接的建立是在认证完成之后开始的，从而存在不能确保实际性的能够进行通信的时间。
[0013]鉴于以上问题，实现了本发明，本发明的目的是提供一种能够在短时间内建立无线通信的车载通信设备。
[0014]在一个方面，本发明提供一种传送上行链路数据的车载通信设备，所述上行链路数据是在车辆中生成的数据，所述车载通信设备包括第一无线通信单元，所述第一无线通信单元被配置成建立到第二车载通信设备的上行链路连接；第二无线通信单元，所述第二无线通信单元被配置成建立到第三车载通信设备的下行链路连接；认证单元，所述认证单元被配置成认证第三车载通信设备；地址管理单元，所述地址管理单元被配置成向第三车载通信设备分配网络地址；和地址转换单元，所述地址转换单元被配置成进行从第二车载通信设备分配的网络地址和所述车载通信设备使用的网络地址的转换。
[0015]按照本发明的车载通信设备在车载通信设备之间中继上行链路数据，从而使上行链路到达目标节点。另外，车载通信设备具有进行为通信设备之间的连接所需的一系列过程，比如对于另一个车载通信设备的终端的认证和网络地址的分配的单元。在常规无线LAN中使用的认证标准中，这些过程由专用设备进行，以致通信设备之间的协商花费时间。相反，在本发明中，由于各个车载通信设备具有认证单元和地址管理单元，因此能够减少协商所需的时间。注意，由于必须对于每台车单独进行网络地址的管理，因此按照本发明的车载通信设备通过利用网络地址转换(NAT)，进行与另一个车载通信设备的通信。
[0016]注意，本发明中的上行链路连接表示沿网络的上游方向的连接，S卩，到广域网一侧的连接，而下行链路连接表示沿与上行链路连接相反的下游方向的连接。
[0017]在连接到广域网的接入点可用的情况下，第一无线通信单元可建立到接入点的上行链路连接。
[0018]在与接入点的连接可用的情况下，第一无线通信单元可建立到接入点的上行链路连接，以把数据传送给广域网。在与接入点的连接不可用的情况下，第一无线通信单元可把数据传送给另一个车载通信设备。这样，能够使数据被传送，从而快速到达广域网。广域网是用于收集数据的网络，比如因特网等。
[0019]第二无线通信单元可接收从第三车载通信设备传送的上行链路数据，第一无线通信单元可通过上行链路连接，把在主车辆中生成的上行链路数据或者从第三车载通信设备接收的上行链路数据传送给第二车载通信设备或接入点。
[0020]利用上述结构，能够通过多跳通信，把上行链路数据传送给接入点。
[0021]车载通信设备可进一步包括数据传送单元，所述数据传送单元被配置成临时保存在主车辆中生成的上行链路数据或者从第三车载通信设备接收的上行链路数据，并通过第一无线通信单元，把上行链路数据传送给第二车载通信设备或者接入点，其中数据传送单元可在第一无线通信单元建立到接入点或第二车载通信设备的上行链路连接时，传送保存的上行链路数据。
[0022]在上行链路连接不可用的情况下，上行链路数据可被临时保存，然后在上行链路连接变得可用时被传送。利用上述结构，能够可靠地使上行链路数据到达接入点。
[0023]第二无线通信单元可提供多个网络标识符，并在无数据传送单元的介入的情况下，把借助所述多个网络标识符中的至少一个网络标识符接收的数据中继给第一无线通信单元。
[0024]第二无线通信单元可提供多个网络标识符，比如ESS-1D等。在这些网络标识符之中，在建立到用于下行链路连接的标识符的连接的情况下，数据传送单元可提供传送上行链路数据的功能，而在建立到其它标识符的连接的情况下，只可进行向第一无线通信单元中继数据。这样，能够向上行链路侧中继除上行链路数据外的数据，并向车内外的用户提供广域网连接。
[0025]上行链路数据可以是从设置在车辆中的传感器获得的数据。
[0026]上行链路数据可以是任意数据，只要上行链路数据是能够从诸如设置在车辆中的传感器之类的设备获得的信息。例如，上行链路数据可以是诸如速度或加速度之类的数值，或者也可以是从GPS设备获得的位置信息。从而，通过感测作为收集对象的数据，能够有助于流畅的交通。
[0027]此外，按照本发明的车载通信设备可分别利用不同的网络地址空间，来进行通信。
[0028]在利用多个车载通信设备进行通信的情况下，车载通信设备优选利用不同的网络地址空间。这可获得两个优点。一个优点是由于对于每台车，封闭网络地址空间，因此能够高速进行地址的分配。另一个优点是不会出现其中上行链路侧和下行链路侧被连接的所谓回送(loopback)。
[0029]注意，本发明可被定义成包括上述手段中的至少一部分的车载通信设备。另外，本发明也可被定义成包括多个车载通信设备的车辆间通信系统，还可被定义为由车载通信设备进行的无线通信方法。上