车载通信设备,车辆间通信系统和通信方法_2

文档序号:8449553阅读:来源:国知局
述处理和手段可被自由组合和实现,只要不出现技术矛盾。
[0030]按照本发明,能够提供一种可在短时间内建立无线连接的车载通信设备。
【附图说明】
[0031]图1是说明由按照本发明的车载通信设备进行的通信的概况的示图;
[0032]图2是按照第一实施例的车载通信设备的系统结构的示图;
[0033]图3是说明各个车载通信设备的网络地址的示图;
[0034]图4是由按照第一实施例的车载通信设备进行的连接处理的流程图;
[0035]图5是分配给下行链路通信部分的ESS-1D的列表;
[0036]图6是由按照第一实施例的车载通信设备进行的数据传输处理的流程图;
[0037]图7是由按照第一实施例的车载通信设备进行的数据接收处理的流程图;
[0038]图8表示按照第一实施例的车载通信设备的性能测定结果;
[0039]图9是表示第二实施例中的数据流的示图。
【具体实施方式】
[0040]首先参考图1,说明由按照本发明的车载通信设备进行的通信的概况。按照本发明的车载通信设备是把在车辆中生成的数据传送给收集数据的服务器(下面称为管理服务器)的无线通信设备。在实施例的说明中,在车辆中生成的数据(下面称为上行链路数据)是用于收集和车辆的行驶状态有关的信息的数据(下面称为探测数据)。
[0041]当生成上行链路数据时,车载通信设备判定在车辆中,因特网连接是否可用。在因特网连接不可用的情况下,车载通信设备搜索安装有车载通信设备的另一台车,然后利用无线通信传送上行链路数据。收到数据的车载通信设备重复相同的操作,从而上行链路数据最终到达其中因特网连接可用的车辆。在图1的例子中,从车辆4生成的数据被传送给车辆3,类似地被传送给车辆2,随后经因特网被传送给管理服务器。从而,按照本发明的车载通信设备通过在车辆之间进行多跳通信,以把数据中继到其中因特网连接可用的车辆,来实现上行链路数据向管理服务器的传输。
[0042](第一实施例)
[0043]下面参考图2,说明实现上述操作的按照第一实施例的车载通信设备的结构。
[0044]<系统结构>
[0045]上行链路通信部分11是用于上行连接的无线通信单元。具体地,上行链路通信部分11是起IEEE802.11中的Non-AP-STA (非接入点)作用的无线接口。上行链路通信部分11的连接目的地是广域网的接入点,或者另一个车载通信设备(本发明中的第二车载通信设备)。例如,上行链路通信部分11连接到W1-Fi (注册商标)热点的接入点,或者在其网络共享(tethering)操作中的个人数字助手,以提供因特网连接。另外,上行链路通信部分11连接到另一个车载通信设备,以与之进行通信。
[0046]注意,当上行链路通信部分11连接到接入点或另一个车载通信设备时,需要认证,从而上行链路通信部分11中具有用于认证的认证客户端(请求者)。可以预先保存认证所需的密钥或证书。
[0047]另外,上行链路通信部分11具有用于与不同网络进行NAT(网络地址转换)的功能。操作的细节将在后面说明。
[0048]下行链路通信部分12是用于下行连接的无线通信单元。具体地,下行链路通信部分12是起IEEE802.11中的AP (接入点)作用的无线接口。下行链路通信部分12的连接目的地是另一个车载通信设备(本发明中的第三车载通信设备)的上行链路通信部分11。下行链路通信部分12提供的AP的网络标识符(ESS-1D)由后面说明的控制部分13动态控制。另外,下行链路通信部分12能够利用后面说明的接入控制手段,对请求连接的设备进行接入控制。该处理的细节将在后面说明。
[0049]上行链路通信部分11和下行链路通信部分12是符合在非专利文献I中记载的IEEE802.1lai 协议的接口。
[0050]控制部分13是控制整个车载通信设备10的操作的单元。具体地,控制部分13控制其中临时保存从下行链路侧接收的上行链路数据,并中继给上行链路侧的处理。该处理的细节将在后面说明。
[0051]数据获取部分14是用于收集在车辆中生成的上行链路数据的单元。上行链路数据是把因特网上的管理服务器作为目的地的数据,如上所述,是指示车辆的行驶状态的探测数据。不过,上行链路数据也可以是从车辆的乘客传送的信息,比如电子邮件或者给SNS的消息。在收集探测数据的情况下,数据获取部分14从安装在车辆上的传感器接收信息。传感器可以是速度传感器或加速度传感器,也可是GPS设备或另一个计算机。另外,在获得从乘客传送的信息的情况下,可通过诸如蓝牙(注册商标)之类的接口,从诸如智能电话机之类的个人数字助手获得所述信息。
[0052]数据高速缓存部分15包括非易失性存储器和磁盘设备,是用于临时保存上行链路数据的单元。待保存的上行链路数据可以是在主车辆中生成的数据,即,利用数据获取部分14获得的数据,或者也可以是经下行链路通信部分12,从另一个车载通信设备接收的数据。
[0053]地址管理部分16是用于管理车载通信设备10使用的网络地址,和向连接到下行链路通信部分12的另一个车载通信设备分配网络地址的单元。地址管理部分16管理的网络地址的地址空间因车载通信设备而异。例如,在一个车载通信设备使用的网络地址是172.16.0.0/28的情况下,另一个车载通信设备使用172.16.0.16/28的网络地址。
[0054]图3是说明当按照本实施例的车载通信设备被相互连接时的网络地址的范围的示图。图3简化并且仅仅表示了车载通信设备10、上行链路通信部分11和下行链路通信部分12。另外,虚线围绕的区域表示一个网络地址空间。在本实施例中,由于上行链路通信部分n具有NAT功能,因此在上行链路通信部分被置于不同网络地址之间的情况下,使用所述不同的网络地址。
[0055]当在上行链路连接期间,从作为连接目的地的车载通信设备分配网络地址时,上行链路通信部分11开始该设备和主设备之间的网络地址转换(NAT)。不用说,当连接断开时,所述转换操作终止。
[0056]认证部分17是用于认证连接到下行链路通信部分12的另一个车载通信设备的单元。尽管可按照任何方式进行认证,只要确认试图连接到下行链路通信部分12的设备是正确设备即可,不过可取的是利用能够单独识别通信设备的认证方法,而不是利用公共密码短语的认证方法。例如,可以利用认证机构预先发行的诸如EAP-TLS (EAP-传输层安全)之类的电子证书,进行认证。
[0057]从而,按照本实施例的车载通信设备的特征在于具有进行网络地址的管理的单元,和具有认证另一个设备的单元。这样,与利用外部服务器进行认证和地址的分配的情况相比,能够减少连接所需的时间。此外,通过组合利用依据IEEE802.1lai协议的连接序列的上述简化,能够显著减少总协商时间。处理方法的细节及其效果将在后面说明。
[0058]注意,车载通信设备10可用计算机实现,或者也可用为专用而设计的硬件实现。在用计算机实现车载通信设备10的情况下,保存在辅助存储设备中的程序被载入主存储设备中,载入的程序由CPU执行,并且在图2中所示的各个装置运行(图中未图示CPU、辅助存储设备和主存储设备)。
[0059]<上行链路连接处理>
[0060]下面,说明上行链路通信部分11建立到另一个设备的连接的处理的细节。图4是按照本实施例的车载通信设备进行的上行链路连接处理的流程图。在车辆行驶期间,定期进行图4的处理。例如,所述处理可随着发动机的启动而开始,可随着发动机的停止而结束。
[0061]在步骤S11,控制部分13尝试通过上行链路通信部分11,连接到提供因特网连接的接入点(下面称为因特网网关)。例如,因特网网关是公共
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