技术领域本公开一般涉及一种使用通信网络的车辆的无线通信方法，并且更具体地，涉及一种车辆的音频视频导航(AVN)设备的通信系统及其无线通信方法，其为了改进运动车辆的通信服务质量。
背景技术：
最近，用于将车辆连接到移动通信网络(例如，蜂窝通信网络)的技术已经发展，使车辆本身被用作智能设备，以及提供远程信息处理服务。根据这样的技术，被称为“连接车辆技术”的信息通信技术与能够在车辆上实现双向因特网、移动服务等的车辆相关。例如，车辆可以从外部源被远程启动或远程接通，并且驾驶员能够实时的接收关于天气、新闻等信息。此外，用户能够实时的使用各种内容如图像、音乐等，并且可以通过语音进行地图搜索、电话呼叫等。为了支持移动通信网络服务，在其上具有连接车辆技术的车辆需要反映连接车辆的移动性的切换(handover)或越区切换(handoff)技术。切换或越区切换技术是指一种功能，其中被接入或正在发送和接收数据的移动终端自动的与相邻的增强型基站(eNB)的新信道同步，以便当从相应的eNB的边界偏离并移动到相邻eNB的小区边界时，持续地保持收发状态。然而，当移动终端与新信道同步时，与任何eNB的通信被中断的切换中断时间发生(约15毫秒)。此外，切换中断时间积累，以及通信服务的延迟发生。因此，存在一种克服通信服务延迟以便加强连接车辆技术质量的需要。
技术实现要素：
因此，本公开涉及一种用于车辆的音频视频导航(AVN)装置的通信系统及其无线通信方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。本公开的目的是提供一种车辆AVN装置的通信系统及其无线通信方法，其为了克服车辆切换期间的数据延迟方面的问题。本公开的其他优点、目的和特点将会在下文描述中做部分阐述，并且部分地通过对接下来的内容的考察，对本领域技术人员来说是显而易见的，或者能够从本公开的实践中理解。本公开的目的和其他优点能够通过说明书、权利要求以及附图中具体指出的结构实现和获得。为实现这些目的和其他优点且根据本发明的目的，如文中实施和充分描述的那样，一种用于使用移动通信网络的车辆的音频视频导航(AVN)装置的无线通信方法包括：一种使用移动通信网络的车辆的音频视频导航(AVN)装置的无线通信方法，所述方法包括以下步骤：接收要被估计的目标基站的位置信息，要被估计的目标基站的位置信息基于导航路径信息来估计；接收切换命令；当接收到切换命令时，比较要被估计的目标基站的位置信息和车辆AVN装置的位置信息；确定从所述要被估计的目标基站到所述车辆AVN装置的第一距离是否在阈值距离内；当所述第一距离在阈值距离内时，请求相对于要被估计的目标基站的预发送；与要被估计的目标基站进行同步；以及响应于所述切换命令生成确认信号。此外，根据本公开的实施方式，使用移动通信网络的车辆的音频视频导航(AVN)装置的无线通信方法包括：由通信网络提供商服务器基于车辆AVN装置的导航路径信息来对要被估计的目标基站的位置信息进行估计；由所述通信网络提供商服务器利用车辆AVN装置的信号水平报告来生成切换命令；当接收到所述切换命令时，由所述车辆AVN装置比较要被估计的目标基站的位置信息和车辆AVN装置的位置信息；由所述车辆AVN装置确定从要被估计的目标基站到所述车辆AVN装置的第一距离是否在阈值距离内；当所述第一距离在阈值距离内时，由所述车辆AVN装置请求相对于要被估计的目标基站的预发送；由所述车辆AVN装置来同步要被估计的目标基站；以及响应于所述切换命令，由所述车辆AVN装置生成确认信号。此外，根据本发明的实施方式，一种使用移动通信网络的车辆的音频视频导航(AVN)通信系统包括：通信网络提供商服务器，其(1)基于导航路径信息对要被估计的目标基站的位置信息进行估计，及(2)利用信号水平报告生成切换命令；以及车辆AVN装置，其(1)当接收到所述切换命令时，比较要被估计的目标基站的位置信息和车辆AVN装置的位置信息；(2)确定从要被估计的目标基站到所述车辆AVN装置的第一距离是否在阈值距离内；(3)当所述第一距离在阈值距离内时，请求相对于要被估计的目标基站的预发送；(4)与要被估计的目标基站进行同步；以及(5)响应于所述切换命令生成确认信号。应当理解，本公开的上述一般描述和以下详细描述是示例性和解释性的，并且旨在对所要求保护的本公开提供进一步的解释。附图说明附图被纳入以提供对本公开的进一步理解并被合入并构成本申请的一部分，这些附图示出说明本公开的实施方式并与具体实施方式一起解释本公开的原理。在这些附图中：图1是示出根据本公开实施方式的用于车辆的音频视频导航(AVN)通信系统的框图；图2是用于说明图1所示的要被估计的目标eNB的导航路径信息(NPI)和位置信息的图；图3A到3C是根据本公开实施方式的用于说明图2所示在位置P对用于车辆的AVN通信系统进行操作的图；图4A到4C是根据本公开的对比示例的用于说明图2所示在位置P的周围对用于车辆的AVN通信系统进行操作的图；以及图5是用于说明对图1的车辆的AVN通信系统进行操作的流程图。具体实施方式在下文中，根据本公开的用于车辆的音频视频导航(AVN)系统将会参照附图来进行详细的描述。另外，本文中元件的后缀“模块”和“单元”被用于描述方便，从而可以互换使用，并且没有任何区别的含义或功能。本文使用的术语仅出于说明具体实施方式的目的，而不意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”、“该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外明确指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有结合。应该理解的是，本文中使用的术语“车辆”、“车辆的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，比如包含多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商业车辆的客运汽车、包括各种轮船和舰船的船只、飞机等，还包括混合动力车、电动车、插电式混合动力电动车、氢动力车和其它替代燃料车辆(例如，燃料是从非石油资源中提炼出来的)。如本文所述，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如同时具有汽油动力和电动力的车辆。此外，可以理解的是，如本文所涉及的AVN装置包括如本领域普通技术人员所理解的存储器和处理器。上述存储器配置成存储程序指令，以及上述处理器被专门编程来执行程序指令以实现其在下面进一步描述的一个或多个进程。现在参照公开的实施方式，图1是示出根据本公开实施方式的用于车辆的AVN通信系统10的框图。如图1所示，一种用于车辆的AVN通信系统10可以包括：车辆AVN装置100(可替代的“车载AVN”或简单地“AVN”)、远程信息处理中心200和通信网络提供商服务器300。上述车载AVN100可以安装在车辆中，并且根据驾驶员的请求可以控制如显示器、触摸屏、扬声器等的硬件，以及执行音乐、视频或导航程序。此外，该车载AVN100可以根据外部远程控制请求来控制车辆控制器(未示出)以执行充电、空调或其它车辆功能的操作。上述车载AVN100可以是与特定的移动通信网络服务进行预连接和预注册的终端，并且可以利用由提供移动通信网络服务的通信网络提供商管理的移动通信网络，与远程信息处理中心200和通信网络提供商服务器300中的每个进行数据的无线发送和接收。例如，移动通信网络是指用于支持移动通信标准如第三代(3G)、长期演进(LTE)、5G等的通信网络。即，该车载AVN100可以在使用连接车辆技术的车辆中实现双向因特网、移动服务等。由于包括在其上安装的车载AVN100的车辆高速移动，该车载AVN100支持反映移动性的切换(handover)或越区切换(handoff)。切换(或越区切换)是指一种功能，其中当正在发送和接收数据的车载AVN100偏离当前对应的eNB小区边界且移动到相邻eNB的小区边界时，该车载AVN100自动同步到相邻eNB的新信道上以便持续的保持收发状态。为了防止切换期间的数据延迟，上述车载AVN100可以生成导航路径信息(NPI)并且将该NPI发送到远程信息处理中心200。该NPI指有关路径的信息，其通过由用户将目的地输入到该车载AVN100的导航程序来获得，并且被确定为从当前位置引导移动到目的地。上述远程信息处理中心200是用于提供远程信息处理服务的服务器，并且可以收集用户所需的信息以及将该信息发送到车载AVN100，或者可以将从车载AVN100接收的信息发送到通信网络提供商服务器300或相应的组织(例如，保险公司或医疗急救中心)。上述远程信息处理中心200可以将从车载AVN100接收的NPI发送到通过车载AVN100的唯一信息识别的通信网络提供商服务器300。该唯一信息可以包括关于通信网络服务的类型的信息，其中发送NPI的车载AVN100订阅该通信网络服务以及与通信网络服务进行注册。上述通信网络提供商服务器300是管理车载AVN100使用的移动网络服务的服务器，并且根据上述NPI可以生成作为要被估计的目标eNB的要被估计的目标eNB的位置信息PI_T，以与车载AVN100实现同步，并且将该位置信息PI_T发送到车载AVN100。在应用切换技术的数据通信过程中，基站(或增强型基站(eNB))可以被分类为源eNB和目标eNB。该源eNB是当前连接到车载AVN100并且中继在通信网络提供商服务器300和车载AVN100之间的数据通信的eNB，以及目标eNB是通过切换过程将要连接到车载AVN100的eNB。上述车载AVN100可以利用要被估计的目标eNB的位置信息PI_T和包括在其上安装的车载AVN100的车辆的当前位置信息来生成预发送请求PS。该预发送请求PS是请求数据预下载的信号，该数据与由车载AVN100从源eNB当前正在下载的数据相同。由于要被估计的目标eNB的预发送操作，在切换期间可能发生数据延迟。与上述预发送请求PS相关的用于车辆的AVN通信系统10的详细操作将参照图2-5进行说明。图2是用于说明图1所示的要被估计的目标eNB的NPI和位置信息PI_T的图。图1和2示出了在车载AVN100的导航程序中显示的小地图MN。上述小地图MN被划分成车辆通过的道路(例如，削减区域)和其他区域。假定车辆将要移动通过的导航路径(NP)是由用户进行选择的，该车载AVN100生成NPI作为关于NP的信息(例如，关于起始点位置、地图上的路径、目的地位置等信息)。通信网络提供商服务器300可以接收该NPI，并且当车辆沿该NP移动时，生成要被估计的目标eNB的位置信息PI_T，其作为关于将被选择为目标eNB的eNB信息。如图2所示，在小地图MN定位的eNB包括：第一增强型基站eNB1到第十增强型基站eNB10。虽然eNB被显示在MN上用于描述生成要被估计的目标eNB的位置信息PI_T，但是eNB可以不被显示在由车载AVN100执行的导航程序中。上述通信网络提供商服务器300可以利用从第一增强型基站eNB1到第十增强型基站eNB10中的每个eNB的位置和上述NP，顺序地估计出目标eNB为第六增强型基站eNB6到第八增强型基站eNB8以及第四增强型基eNB4。关于目标eNB的估计，该通信网络提供商服务器300可以通过考虑每个eNB的覆盖半径和从第一增强型基站eNB1到第十增强型基站eNB10中的每个eNB的位置来估计目标eNB。例如，当车辆沿上述NP移动时，如果考虑每个第六增强型基站eNB6和第七增强型基站eNB7的覆盖半径，在第六增强型基站eNB6和第五增强型基站eNB5之间切换是没有必要的，虽然在该NP和第五增强型基站eNB5之间的距离相对较短，但是第五增强型基站eNB5可以不被估计作为估计的目标eNB。最后，上述通信网络提供商服务器300可以生成要被估计的目标eNB的位置信息PI_T，如第六增强型基站eNB6至第八增强型基站eNB8以及第四增强型基站eNB4中的每个eNB的位置信息。此外，上述通信网络提供商服务器300可以基于NPI和车辆的当前位置信息，生成要被估计的目标eNB的位置信息PI_T，其包括作为下一个目标eNB的要被估计的eNB的位置信息。例如，在点P周围发送的要被估计的目标eNB的位置信息PI_T可以包括第八增强型基站eNB8到第四增强型基站eNB4中的每个eNB的位置信息。图3A到4C示出图2所示的在点P周围的用于车辆的AVN通信系统10的操作，其中出现了在第七增强型基站eNB7和第八增强型基站eNB8之间的切换问题。图3A到3C是根据本公开实施方式的用于说明图2所示在位置P对用于车辆的AVN通信系统进行操作的图。参照图1至3C，图3A示出了包括在其上安装的车载AVN100的车辆MT，其在图2所示的点P周围移动。假设第七增强型基站eNB7是当前的源eNB，该车载AVN100可以通过第七增强型基站eNB7向和从通信网络提供商服务器300发送和接收下载数据DL和上传数据UL。上述车载AVN100可以周期性地生成关于数据是被顺利地发送到第七增强型基站eNB7和从第七增强型基站eNB7是否顺利地接收到数据的信号水平报告，并且将该信号水平报告发送到通信网络提供商服务器300。上述通信网络提供商服务器300可以基于该信号水平报告来确定是否需要进行切换。即，当基于该信号水平报告确定出车载AVN100没有顺利的发送和接收数据时，该通信网络提供商服务器300可以将用于请求切换的区切换命令发送到该车载AVN100。当接收到切换命令时，上述车载AVN100可以基于要被估计的目标eNB的位置信息PI_T来计算车辆MT和作为下一个目标eNB的要被估计的第八增强型基站eNB8之间的第一距离。此外，要被估计的目标eNB的位置信息PI_T可以包括第四增强型基站eNB4以及第八增强型基站eNB8的位置信息，但是车载AVN100可以将优先顺序应用和存储到每条eNB信息中以减少计算负荷，以便仅计算第八增强型基站eNB8和车辆MT之间的距离。上述车载AVN100可以比较第一距离和阀值距离D。该阈值距离D是根据作为要被估计的目标eNB的第八增强型基站eNB8的覆盖半径的预设距离。例如，考虑到预发送请求PS的处理时间，与eNB的覆盖半径相比该阈值距离D可以被设置为相对长，但本公开的范围不限于此。上述增强型基站eNB1到eNB10的覆盖半径可以相同或不同。在图3B中，当车辆MT被连续地驾驶时，根据第一距离和阈值距离D之间的比较结果使得第一距离小于阈值距离D，该车载AVN100可以将预发送请求PS发送到通信网络提供商服务器300。此外，当第一距离等于阈值距离D时，即当第一距离在阈值距离D内时，预发送请求PS可以被生成。上述通信网络提供商服务器300可以执行预发送操作，其用于通过包括关于要被估计的目标eNB和正在被下载的数据DL的信息的预发送请求PS，将正在被下载的数据DL发送到作为要被估计的目标eNB的第八增强型基站eNB8。上述车载AVN100可以尝试与作为要被估计的目标eNB的第八增强型基站eNB8进行同步，并且可以测试(或发信号)数据是否可以被发送到第八增强型基站eNB8和是否从该eNB8接收到数据。当完成与第八增强型基站eNB8的同步且确定数据能够被稳定地发送和接收时，上述车载AVN100可以发送确认信号给通信网络提供商服务器300。当接收到该确认信号时，通信网络提供商服务器300可以将车载AVN100的数据路径从第七增强型基站eNB7改变成第八增强型基站eNB8。在图3C中，上述车辆MT被连续地驾驶，使得车载AVN100通过第八增强型基站eNB8向和从通信网络提供商服务器300发送和接收数据。在这种情况下，由于第八增强型基站eNB8通过该预发送操作来预接收正在被下载的数据DL，该车载AVN100可以持续地接收正在被下载的数据DL而无数据延迟。图4A到4C是根据本公开的对比示例的用于说明图2所示在位置P的周围对用于车辆的AVN通信系统进行操作的图。参照图1至图4C，图4A示出了包括安装在其上的车载AVN的车辆MT'，其在图2所示的点P周围移动，如同图3A所示。此外，假设该第七增强型基站eNB7是当前的源eNB，该车载AVN可以通过第七增强型基站eNB7向和从通信网络提供商服务器300'发射和接收下载数据DL和上传数据UL。上述车载AVN可以周期性地生成关于数据是否被顺利的发送到第七增强型基站eNB7和是否顺利的从eNB7接收到数据的信号水平报告，并且将该信号水平报告发送给通信网络提供商服务器300'。上述通信网络提供商服务器300'可以根据该信号水平报告来确定是否需要进行切换。即，当基于该信号水平报告确定出车辆AVN100没有顺利的传送和接收数据时，该通信网络提供商服务器300'可以将用于请求切换的切换命令发送到车载AVN，并且可以被控制以形成用于将正在被下载的数据DL从第七增强型基站eNB7发送到第八增强型基站eNB8的直接隧道。在图4B中，上述第七增强型基站eNB7可以通过在第八增强型基站eNB8和第七增强型基站eNB7之间形成的直接隧道来执行用于将正在被下载的数据DL发送到第八增强型基站eNB8的分组转发操作。上述车载AVN可以根据切换命令尝试与第八增强型基站eNB8进行同步，并且可以测试(或发信号)数据是否可以被发送到第八增强型基站eNB8和是否从eNB8接收到数据。当完成与第八增强型基站eNB8的同步且确定数据能够被稳定地发送和接收时，上述车载AVN100可以发送确认信号给通信网络提供商服务器300'。当接收到该确认信号时，该通信网络提供商服务器300'可以将车载AVN的数据路径从第七增强型基站eNB7改变成第八增强型基站eNB8。然而，在分组转发操作期间，上述车载AVN不能从第七增强型基站eNB7和第八增强型基站eNB8中的任一eNB接收数据的切换中断时间(例如，约15毫秒)可能会发生。当切换中断时间积累时，数据通信服务的质量下降。在图4C中，在车辆MT被连续地驾驶且切换中断时间过去之后，上述车载AVN可以通过第八增强型基站eNB8向和从通信网络提供商服务器300'发送和接收数据。图5是用于说明对图1的车辆的AVN通信系统10进行操作的流程图。参照图1至图5，上述AVN100可以设置根据用户选择确定的导航路径NP(S100)。包括在其上安装的车载AVN100的车辆MT可以沿着NP开始驾驶(S101)。上述车载AVN100可以将关于该NP的导航路径信息NPI和车辆的当前位置信息发送到远程信息处理中心200(S102)。上述远程信息处理中心200检查发送关于NP的NPI和车辆位置信息的车载AVN100的唯一信息(S200)，并且将该NPI和车辆位置信息发送到由该唯一信息识别的通信网络提供商服务器300(S201)。上述通信网络提供商服务器300可以基于该NPI和车辆位置信息来确定要被估计的目标eNB作为要被估计的下一目标eNB，并且将要被估计的目标eNB的位置信息PI_T发送到远程信息处理中心200(S300)。该远程信息处理中心200可以将要被估计的目标eNB的位置信息PI_T发送到车载AVN100(S202)。上述AVN100可以周期性地生成关于数据是否被顺利的发送到源eNB和是否顺利的从源eNB接收到数据的信号水平报告，并且可以将该信号水平报告发送到通信网络提供商服务器300(S103)。上述通信网络提供商服务器300可以基于该信号水平报告来确定是否需要进行切换和切换命令是否将被生成(S301)。当基于信号水平报告确定出车载AVN100不能顺利的发送和接收数据时(即，在S302中为是)，该通信网络提供商服务器300将用于请求切换的切换命令发送到车载AVN100(S303)。当基于信号水平报告确定出车载AVN100顺利的发送和接收数据时(即，在S302中为否)，该通信网络提供商服务器300可以重新执行S301的操作。当接收到切换命令时(即，在S104中为是)，上述车载AVN100可以从要被估计的目标eNB的位置信息PI_T计算在车辆MT和要被估计的目标eNB之间的第一距离(S105)。当车载AVN100没有接收到切换命令时(即，在S104钟为否)，执行将在下文进行描述的操作S110。上述车载AVN100可以比较第一距离和阈值距离D。根据第一距离和阈值距离D之间的比较结果，当第一距离小于阈值距离D时(即，在S106中为是)，该车载AVN100可以将预发送请求PS发送到通信网络提供商服务器300(S107)。根据第一距离和阈值距离D之间的比较结果，当第一距离不小于阈值距离D时(即，在S106中为否)，上述车载AVN100可以周期性地(例如，每100毫秒)计算第一距离以及可以比较第一距离和阈值距离D(S105)。上述通信网络提供商服务器300可以执行预发送操作，其用于通过包括关于要被估计的目标eNB和正在被下载的数据DL的信息的预发送请求PS来将正在被下载的数据DL发送到要被估计的目标eNB(S304)。上述车载AVN100和要被估计的目标eNB可以试图进行相互同步，并且可以测试(或发信号)数据是否能够在彼此之间进行发送和接收(S108和S305)。当完成与要被估计的目标eNB的同步且确定数据能够被稳定地发送和接收时，上述车载AVN100可以发送确认信号给通信网络提供商服务器300(S109)。当接收到该确认信号时，上述通信网络提供者服务器300可以将车载AVN100的数据路径从源eNB改变成要被估计的目标eNB(S306)，并且可以完成切换(S307)。当导航路径NP被用户改变时(即，在S110中为是)，上述车载AVN100可以将关于新导航路径NP的导航路径信息NPI和车辆的当前位置信息发送到远程信息处理中心200(S102)，并且可以重新执行后续操作。当用户没有改变该NP时(即，在S110中为否)，以及当车辆MT没有到达目的地且没有完成驾驶时(即，在S111中为否)，该车载AVN100可以重新执行操作S103。当车辆MT到达目的地或结束驾驶时(即，在S111中为是)，该车载AVN100可以将目的地到达和驾驶完成信号发送到远程信息处理中心200(S112)。上述远程信息处理中心200可以检查发送目的地到达和驾驶完成信号的车载AVN100的唯一信息，并且将该目的地到达和驾驶完成信号发送到通过该唯一信息识别的通信网络提供商服务器300(S203)。当切换操作完成且通信网络提供服务器300没能接收到目的地到达和驾驶完成信号时(即，在S308中为否)，重新执行S301的操作。当切换操作完成且通信网提供商服务器300接收到目的地到达和驾驶完成信号时(在S308中为是)，该通信网络提供者服务器300可以终止目标eNB估计算法，即基于该NPI用于目标eNB估计及没有延迟的数据传输的算法(S309)。因此，根据本公开实施方式的车载AVN通信系统10可以基于该NPI在目标eNB上执行预发送操作，使得快速移动的车辆MT能够进行数据通信而没有数据延迟。根据本公开的上述车载AVN通信系统可以基于导航路径信息在目标eNB上执行预发送操作，使得快速移动的车辆能够进行数据通信而没有数据延迟。本领域技术人员可以明显看出在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在本公开中各种修改和变化可以被实现。因此，可以预期的是，只要落在所附权利要求及其等同形式的范围之内，本公开涵盖这些修改和变化。