传输通信消息的装置和方法与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及传输通信消息。

背景技术：

汽车的车联网(vehicletoeverything，v2x)通信技术为车辆提供与其它车辆或路侧单元通信的能力。通过允许移动车辆和路边设备或其它交通物体(例如，交通灯、收费站、车辆、行人、骑车人等，下文称为“交通物体”)之间的信息交换，通常是通过专用短程通信(dedicatedshortrangecommunication，dsrc)信道，v2x技术提高了道路上的安全性。dsrc信道是专门为汽车使用设计的单向或双向的短程到中程无线通信信道。dsrc在5.9ghz波段或范围大约1000米的其它频率内工作。示例性dsrc通信系统可以含有两种类型的通信节点：车辆(移动的)和路边站点(静止的)。车辆和路边站点通过v2x消息的传输为彼此提供信息，例如，安全警告和流量信息。相比于每个车辆试图单独避免事故和交通拥塞，dsrc通信系统作为一种合作方式可以更有效地解决这些问题。

对于大多数安全相关应用，希望在生成的100毫秒(milliseconds，msec)之内接收v2x消息。但是，人们发现在车辆之间通过dsrc信道有效传播v2x消息可能会受到例如，车辆附近阻碍视距(line-of-sight，los)通信的建筑物和高大的汽车等环境特性的不利影响。图1示出一示例性非视距(non-line-of-sight，nlos)场景，其中，建筑物a虽然没有阻碍车辆180和184之间进行v2x消息传播，但是阻碍了车辆180和182之间通过dsrc系统进行v2x消息有效传播。如果不能及时交换v2x消息，移动车辆可能会不准确地预测潜在驾驶危险。因此，需要提高v2x消息的传输可靠性。

技术实现要素：

因此，本申请的实施例提供一种传输通信消息的装置、系统和方法。

本申请的第一方面提供一种通信设备以提高相关弱信号区域中的通信能力。所述设备可主要用于车辆，可以包括：接收器；处理器；存储器；形成专用短程通信(dedicatedshortrangecommunication，dsrc)模块的电路；以及形成移动网络通信模块的电路。所述接收器用于获取指示所述通信设备的当前位置、当前移动速度和当前移动方向的定位信息，以及从一个或多个其它设备接收定位信息。所述处理器用于基于存储于所述存储器中的地理数据和所述设备和所述其它设备的定位信息识别围绕所述设备的弱信号区域，以及生成指示所述弱信号区域的区域消息。所述dsrc模块用于生成通信消息。所述移动网络模块用于传输指示所述弱信号区域的所述区域消息至移动网络节点，以及当所述弱信号区域在所述设备的临界距离内时，指示所述移动网络节点传输通信消息至位于所述弱信号区域内的一个或多个设备。

通过利用根据本申请的实施例的所述通信设备，藉由移动通信网络对在例如nlos区域的弱信号区域中的通信进行补偿。因此，提高了通信消息传输质量，实现了更可靠的通信。

根据第一方面的所述设备的一实施方式，所述dsrc模块进一步用于：基于所述地理数据和所述设备和其它设备的定位信息，生成围绕所述设备的区域的动态地图。

可选地，在识别围绕所述设备的弱信号区域中，所述处理器用于：根据所述通信设备的当前环境条件在所述动态地图上识别所述弱信号区域。

可选地，所述存储器进一步用于存储多个路径损耗模型，所述路径损耗模型中的每一个对应于一个环境条件，其中在所述动态地图上识别所述弱信号区域中，所述处理器用于：在所述动态地图上将围绕所述设备的区域划分为多个单位区域；根据每个单位区域的所述当前环境条件从多个路径损耗模型中为每个单位区域选择一个路径损耗模型；基于选择的接收信号强度(receivedsignalstrength，rss)模型计算所述动态地图上的单位区域的rss值；以及将rss值小于阈值的单位区域归为所述弱信号区域。

可选地，在所述动态地图上识别所述弱信号区域中，所述处理器用于：在所述动态地图上将围绕所述设备的区域划分为多个单位区域；根据所述设备的当前环境从所述存储的一个或多个路径损耗模型中选择一个或多个路径损耗模型；基于所述选择的一个或多个rss模型分别计算动态地图上多个划分的单位区域的多个rss值；以及将对应于rss值小于阈值的弱信号单位区域分为一组。

可选地，所述动态地图基于预定频率更新。

可选地，所述dsrc模块进一步用于在通信范围内通过dsrc网络广播所述通信消息。

因此，通过计算所述动态地图上多个划分的单位区域的多个rss值，所述处理器可以生成传播地图。因为可以基于所述传播地图计算每个单位区域的rss值，所以可以根据所述一个rss值/多个rss值和阈值的比较来确定所述弱信号区域。由此识别准确的弱信号区域，进一步确保所述弱信号区域内的通信可靠性。

第二方面，提供一种由通信设备执行的通信方法。所述方法包括以下步骤：接收指示所述通信设备的当前位置、当前移动速度和当前移动方向的定位信息；接收其它通信设备的定位信息；基于存储的地理数据和所述通信设备和其它通信设备的所述定位信息，识别围绕所述通信设备的弱信号区域；生成通信消息和指示所述弱信号区域的区域消息；传输指示所述弱信号区域的所述区域消息至移动网络节点，以及当所述弱信号区域在所述设备的临界距离内时，指示所述移动网络节点传输所述通信消息至位于所述弱信号区域内的一个或多个通信设备。

根据第二方面的所述通信方法的第一实施方式，所述通信方法包括：基于所述地理数据和所述设备和其它设备的所述定位信息，生成围绕所述设备的区域的动态地图。

可选地，所述通信方法包括：根据所述通信设备的当前环境条件在所述动态地图上识别所述弱信号区域。

可选地，所述通信方法包括：在所述动态地图上将围绕所述设备的区域划分为多个单位区域；根据每个单位区域的所述当前环境条件从多个路径损耗模型中为每个单位区域选择一个路径损耗模型，其中所述路径损耗模型中的每一个对应于一个环境条件；基于选择的接收信号强度(receivedsignalstrength，rss)模型计算所述动态地图上的单位区域的rss值；以及将rss值小于阈值的单位区域归为所述弱信号区域。

可选地，所述动态地图基于预定频率更新。

可选地，所述方法进一步包括在通信范围内通过dsrc网络广播所述通信消息的步骤。

本申请的第三方面提供一种通信系统以保证传递所述传输消息。所述通信系统包括：通信设备，用于接收指示所述设备的当前位置、当前移动速度和当前移动方向的定位信息，以及从一个或多个其它设备接收定位信息，基于所述定位信息识别围绕所述设备的弱信号区域，传输指示所述弱信号区域的区域消息，以及当所述弱信号区域在临界距离内时通过移动网络传输通信消息；以及移动网络服务器，用于接收所述区域消息和转发所述通信消息至位于所述弱信号区域内的一个或多个设备。

根据第三方面的所述通信方法的第一实施方式，所述通信系统包括应用服务器，耦合至所述通信设备和移动网络服务器，其中所述应用服务器包括：处理器，用于选择传输模式以传输所述通信消息；以及传输器，用于当选择广播传输模式时传输一个或多个小区标识(identification，id)至所述移动网络服务器，以及当选择多播传输模式时传输一个或多个道路物体id至所述移动网络服务器。

可选地，所述应用服务器进一步包括：接收器，用于接收指示所述弱信号区域的区域消息；以及存储器，耦合至所述处理器，并用于存储小区布局，其中所述处理器进一步用于通过识别所述弱信号区域和所述小区布局的重叠区域覆盖的一个或多个小区确定小区id。

可选地，在转发所述通信消息中，所述移动网络服务器用于从应用服务器接收所述识别的小区的小区id，并广播所述通信消息至对应于所述小区id的小区中的交通物体，以及所述传输器进一步用于当选择所述多播模式时，传输指示所述弱信号区域的请求消息。

可选地，所述通信系统进一步包括：位置服务器，耦合至所述通信设备，其中所述位置服务器包括：位置服务器接收器，用于接收所述请求消息；位置服务器存储器，用于存储所述交通物体的行进信息；以及位置服务器处理器，耦合至所述位置服务器接收器和所述位置存储器，并用于基于所述存储的行进信息识别所述弱信号区域内的所述交通物体，并提供所述交通物体id。

可选地，所述应用服务器进一步包括：存储器，用于存储所述交通物体的行进信息，其中所述处理器进一步用于基于所述存储的行进信息识别所述弱信号区域内的所述交通物体，并提供所述交通物体id。

可选地，在转发所述通信消息中，所述移动网络服务器进一步用于接收所述交通物体id，并多播所述通信消息至对应于所述交通物体id的所述交通物体。

一般来说，通过利用所述通信系统，藉由所述lte网络实现了有前景的传输，提高了所述弱信号区域中的通信质量。第四方面，提供了一种通信设备。所述通信设备包括：处理器；以及非瞬时性计算机可读存储介质，具有存储于其上的计算机可执行指令和地理数据，所述计算机可执行指令在由所述处理器执行时，使得所述处理器：获取指示所述通信设备的当前位置、当前移动速度和当前移动方向的定位信息，并从一个或多个其它设备接收定位信息；基于地理数据和所述设备和其它设备的所述定位信息，识别围绕所述设备的弱信号区域；生成指示所述弱信号区域的区域消息和通信消息；以及传输指示所述弱信号区域的所述区域消息至移动网络节点，以及当所述弱信号区域在所述设备的临界距离内时，指示所述移动网络节点传输所述通信消息至位于所述弱信号区域内的一个或多个设备。

根据第四方面的所述通信设备的第一实施方式，所述计算机可执行指令在由所述处理器执行时，进一步使得所述处理器：基于所述地理数据和所述设备和其它设备的所述定位信息，生成围绕所述设备的区域的动态地图。

通过利用根据本申请的实施例的所述通信设备，藉由移动通信网络对在例如nlos区域的弱信号区域中的通信进行补偿。因此，提高了通信消息传输质量，实现了更可靠的通信。

在查阅以下图式和具体描述后，本发明的其它系统、方法、特征以及优点将对所属领域的技术人员是显而易见的或变得显而易见。所有此类附加系统、方法、特征以及优点都希望包括在本说明书内，属于本发明的范围并由所附权利要求书保护。

附图说明

下文结合附图对本申请内容进行描述，附图用于说明而非限制所公开内容，其中相似的标号表示相似的元素，其中：

图1为nlos场景的示意性说明；

图2为根据本申请的实施例的通信设备的简化框图；

图3为根据本申请的一实施例的通信设备的简化框图；

图4为绘示临界距离一实例的示意图；

图5为根据本申请的另一实施例的通信设备的简化框图；

图6为根据本申请的一实施例的通信系统的简化框图；

图7为根据本申请的一实施例的应用服务器的简化框图；

图8为根据本申请的一实施例的位置服务器的简化框图；

图9为根据本申请的一实施例的请求消息格式的图式；

图10为根据本申请的一实施例的答复消息格式的图式；

图11为根据本申请的一实施例的传输车辆通信消息的方法的流程图；

图12为根据本申请的一实施例的识别弱信号区域的方法的流程图；

图13为根据本申请的一实施例的在动态地图上识别弱信号区域的方法的流程图；

图14为根据本申请的另一实施例的传输车辆通信消息方法的流程图；以及

图15为根据本申请的另一实施例的转发车辆通信消息的方法的流程图。

具体实施方式

以下参考附图和实施例描述本申请的目标、技术方案和优点。显然，所描述的实施例仅是本申请案一部分实施例，而不是全部的实施例。

另外，在本实施例的以下详细描述中，阐述了许多特定细节以便提供对本申请的透彻理解。然而，所属领域的普通技术人员将认识到，可以在没有这些具体细节的情况下实践本申请。另一方面，没有详细描述众所周知的方法、流程和部件，以免对本申请的各方面造成不必要地模糊。

本申请的实施例提供一种通信设备。设备可以基于使用dsrc技术的现有技术车辆通信设备，并额外配备有合适的能使设备与其它通信设备通过无线蜂窝式通信网络(下文称为移动网络)进行通信的硬件电路，由此实现更可靠的通信。移动网络分布于被称作小区的陆地区域，小区中的每一个由至少一个被称为小区站台或基站的固定位置收发器服务。收发器连接至移动网络的各种节点，包括网络控制器和网络服务器。移动网络的实例包括长期演进(longtermevolution，lte)网络、高级lte(lteadvance，lte-a)网络、全球移动通信系统(globalsystemformobilecommunication，gsm)网络、码分多址接入(codedivisionmultipleaccess，cdma)网络、宽带码分多址(widebandcodedivisionmultipleaccess，wcdma)网络、通用分组无线业务(generalpacketradioservice，gprs)网络等。使用通信设备，在非视距(non-line-of-sight，nlos)方向上通过移动网络传播车辆通信消息，例如，v2x消息，可以提升nlos方向的通信可靠性。在以下描述中，使用lte网络进行说明，出于说明的目的使用lte网络不应该理解为将本申请限制为此类特定网络。

图2为根据本申请的实施例的通信设备150的简化框图。通信设备150可主要用于车辆，也可以用于其它移动或不移动的物体。因此，应理解，当说明车辆时，可以参考通信设备150可用于的车辆、移动物体或不移动物体。通信设备150包括各种电路和硬件模块，硬件模块包括接收器152、处理器158、专用短程通信(dedicatedshortrangecommunication，dsrc)模块154、lte通信模块156和存储器160，以及可选地，可以包括用户界面(未图示)。

接收器152用于接收通信设备150(或车辆)的定位信息。定位信息使得通信设备150能够确定其当前位置、当前移动速度和当前移动方向。可以通过习知技术，例如全球定位业务(globalpositioningservice，gps)或类似方式接收定位信息。

接收器152还用于从其它dsrc通信设备或交通物体接收v2x通信消息。这些设备中的每一个的定位信息，例如设备的当前位置、当前移动速度和当前移动方向，可以从包含于从设备接收的v2x消息中的定位信息中确定。

dsrc模块154用于基于接收到的设备150的定位信息，接收到的围绕设备的交通物体的定位信息和存储的地理数据，生成围绕设备150的区域的动态地图。dsrc模块154可以进一步用于生成一个或多个v2x消息，也可以用于在通信范围中通过dsrc网络广播v2x消息。如上文提到，v2x消息可用于指示车辆的当前行进状态，可以包括指示车辆的位置、速度和方向的常规信息，在例如事故或紧急情况等事件期间产生的紧急信息，以及其它通信信息。常规信息可以包括于合作意识消息(cooperativeawarenessmessages，cam)或基础v2x消息(basicv2xmessages，bsm)中，且通常设计为在dsrc模块154的控制下定期产生。紧急信息可以通过分散式环境通知消息(decentralizedenvironmentnotificationmessages，denm)传输。这些消息统称为v2x消息。在一实施例中，v2x消息在某一频率范围内生成，例如从1hz(每秒1次)到10hz(每0.1秒1次)。

dsrc模块154的这些功能可以由合适的部件执行，例如处理器和传输器。以下实施例中进一步描述dsrc模块154的具体结构。

处理器158用于基于动态地图识别围绕设备150的一个或多个弱信号区域，并进一步用于生成指示弱信号区域的区域消息。动态地图是在静态数字地图上结合有动态定位信息的地图。例如，静态数字地图可以根据例如存储在存储器160中的地理数据获取。地理数据可以包括经度、纬度和高度信息。此外，地理数据可以进一步包括环境物体的信息，例如交通属性和通信节点特征。但是，除非在设备的显示单元上显示，静态数字地图和/或动态地图不需要采用数字图像的形式，可以是含有生成数字图像所需的所有信息的数据包。例如，动态地图可以由dsrc模块154中的本地动态地图(localdynamicmap，ldm)设施(一种软件程序)基于接收到的定位信息、从其它交通物体接收到的v2x消息和地理数据生成。例如，生成动态地图可以通过使用交通属性、静态路边单元和通信节点特征、交叉特征和用于参考和定位的地标扩展静态数字地图，以及含有临时地区性信息，例如车辆附近的交通物体的动态定位信息。在一实施例中，动态地图以某一频率更新。例如，更新频率可以等于v2x消息的传播频率，因为动态地图可以基于从其它交通物体接收的v2x消息更新。ldm设施由etsien302895号etsi标准指定，本文不进一步描述。

同时，lte通信模块156用于传输指示弱信号区域的区域消息至移动网络节点，以及当弱信号区域在设备150的临界距离内时，指示移动网络节点传输dsrc模块154生成的v2x消息至位于弱信号区域内或在nols方向上的一个或多个交通物体。

因此，可以通过dsrc信道和移动网络传输v2x消息至位于弱信号区域内或在nols方向上的交通物体，由此提高传输可靠性。

通信设备150可以使用不同结构和组件实现，例如图3和图5中示出的通信设备。

图3为根据本申请的一实施例的通信设备100的框图。通信设备100包括各种电路和硬件模块，硬件模块包括主处理器102、dsrc模块104、lte通信模块106和存储器108，以及可选地，可以包括用户界面110。

dsrc模块104可以包括处理器120、传输器124、接收器126和存储器122。在一实施例中，接收器126用于执行类似图2中接收器152执行的功能，即，接收定位信息。此类定位信息使得通信设备100能够确定其当前位置、当前移动速度和当前移动方向。此外，接收器126用于从其它交通物体接收v2x消息。从接收到的v2x消息可以确定其它交通物体的当前位置、当前移动速度和当前移动方向。

或者，和通信设备150一样，通信设备100可以使用专用接收器(图3未示出)来接收定位信息。应理解，不管接收器是否包括于dsrc模块104中或位于dsrc模块104外部，都可以实现接收定位信息和v2x消息的相同功能。

动态地图可以由处理器120执行本地动态地图(localdynamicmap，ldm)设施(一种软件程序)中的指令生成。在生成动态地图后，dsrc模块104与主处理器102共享动态地图(或对应于动态地图的数据包)。

如上文提到，通信设备100可以包括用户界面110。用户界面110可以包括任何元素或部件传达信息至通信设备100的用户和/或接收来自用户的输入，例如键盘、麦克风、扬声器和/或显示单元。例如v2x消息可以由通信设备100的用户通过用户界面110自动生成或创建。在一实施例中，动态地图在用户界面110的显示单元上显示。

dsrc模块104的功能在etsien302637-2号欧洲电信标准协会(europeantelecommunicationsstandardsinstitute，etsi)标准中指定，本文不进行详细论述。

基于动态地图，主处理器102识别围绕设备或车辆的一个或多个弱信号区域。在一实施例中，弱信号区域是区域或分区，在区域或分区中，穿过路径从设备到另一车辆或交通物体的无线传输被完全或部分阻碍，通常是被物理物体阻碍。由于传输端和接收端之间的nlos情况，通过dsrc信道穿过路径传输信号可能变得低效。通常引起nlos情况的障碍物包括静态障碍物，比如建筑物、树、山丘、山等，一些情况下还包括移动障碍物，例如，大型或高大的车辆。如下文将讨论，障碍物可能引起各种程度的路径损耗，可以使用不同的路径损耗模型计算与车辆有关的动态地图上的点的路径损耗值。

通常，路径损耗是由传输端和接收端之间的环境条件造成的从传输端传输到接收端的信号经历的信号强度损耗。如上文所述，可能引起大量路径损耗的环境条件的实例包括传输端到接收端之间的建筑物、树、车辆、交叉点和距离等。在一实施例中，当前环境条件指示围绕通信设备100的物体。动态地图上环境和交通物体的组成可以分类为不同类型的环境条件。每种类型的环境条件可以由一个用于计算信号路径损耗值的路径损耗模型表示。每组程序代码对应于一个路径损耗模型，可以存储于存储器108中用于主处理器102计算路径损耗值。例如，路径损耗模型a可以表示城市环境，并包括建筑物的影响；路径损耗模型b可以表示高速公路环境，并包括高速公路上高大或大型车辆的影响；以及路径损耗模块c可以表示相交环境，并包括建筑物和桥梁等的影响；可能还有表示其它环境条件或其组合的其它路径损耗模型。

在一实施例中，主处理器102基于动态地图上指示的环境条件，从存储于存储器108中的若干路径损耗模型中选择一个或多个路径损耗模型。例如，主处理器102基于动态地图分析车辆周围区域的环境。在一实施例中，周围区域可以定义为车辆周围单位长度半径的圆形区域。例如，如果主处理器102确定当前环境是主要包含建筑物的城市类型，则可以选择路径损耗模型a来计算路径损耗值。可以在各种公开案中发现路径损耗模型的实例，例如，s.biddlestone等在2012年12月的《ieee智能交通系统汇刊》第13卷第4号1792-1802页发表的“集成式802.11pwavedsrc及使用实验验证的城市(los和nlos)传播模型的车辆交通模拟器(anintegrated802.11pwavedsrcandvehicletrafficsimulatorwithexperimentallyvalidatedurban(losandnlos)propagationmodels)”描述了考虑到建筑物影响的用于城市环境的路径损耗模型。但是，应理解，本申请案中可以采用的路径损耗模型不限于任何特定路径损耗模型。

在选择一个或多个路径损耗模型后，主处理器102计算信号从车辆当前位置到动态地图上一个或多个点的路径损耗值。具体来说，每个路径损耗值是基于两个点即信号传输点和信号接收点的位置、表示所选择的路径损耗模型的参数和传输信号强度(transmittedsignalstrength，tss)计算的。路径损耗值是所传输信号在信号接收点的损耗值。因此，通过输入通信设备100或车辆的当前位置以及动态地图上某一点的位置和tss，就可以计算在该点的损耗值。同时，基于路径损耗值，根据以下等式(1)可以计算在信号接收点的接收信号强度(receivedsignalstrength，rss)值：

rss＝tss-路径损耗(1)

其中tss是传输信号强度。因此，可以计算从车辆当前位置到动态地图上每个点的rss值。

在一实施例中，主处理器102将动态地图划分为一个或多个单位区域，单位区域的尺寸取决于主处理器102的计算能力。例如，单位区域可以为1米乘1米(1x1平方米)的正方形区域或不同形状或尺寸的区域。对于这些单元区域中的每一个，主处理器102利用所选择的用于区域的一个或多个路径损耗模型，基于从单位区域的中心到通信设备100或车辆的距离，计算rss值。在一实施例中，主处理器102进一步用于通过基于所选择的用于区域的一个路径损耗模型或若干路径损耗模型，计算动态地图上划分的每个单位区域的rss值,生成传播地图。

计算出的rss值低于预定阈值的单位区域称为弱信号单位区域。预定阈值可以根据传输信号强度调节。主处理器102进一步用于将若干弱信号单位区域归为一个区域中。在一实施例中，集合的弱信号单位区域可被称为相关nlos区域。

同时，为了确保精确计算nlos区域，主处理器102在某些频率更新传播地图。例如，传播地图的更新频率可以等于动态地图更新的频率，或者等于v2x消息的传播频率，例如10hz。

在一实施例中，为了提高主处理器102的效率，主处理器102可以只计算紧密围绕通信设备100或车辆的区域内的rss值来生成传播地图。换言之，主处理器102不是计算rss值来更新整个传播地图，而可以只更新紧邻周围区域内的传播地图并计算紧邻周围区域内对应单位区域的rss值。紧邻周围区域的一个实例可以为具有半径的单位圆。半径可以根据主处理器102的计算能力调节，例如，更高的计算能力对应于更大的半径。在一实施例中，主处理器102更新传播地图的紧邻周围区域等于如上文所述主处理器102分析环境所基于的周围区域。

在一实施例中，为了进一步优化主处理器102的性能，主处理器102只计算动态地图上与道路重叠的单位区域的rss值来生成传播地图，这意味着，可以省略与建筑物重叠的单位区域的计算。

主处理器102可以基于车辆的行进情况进一步确定相关nlos区域。行进情况可以包括正面碰撞警告(front-endcollisionwarning，fcw)应用和追尾警告(rear-endcollisionwarning，rcw)应用。随后主处理器102基于行进情况定义相关nlos区域。例如，在fcw应用中，主处理器102定义车辆前方的那些单位区域为相关nlos区域；另一方面，在rcw应用中，主处理器102定义车辆后方的那些单位区域为相关nlos区域。行进应用可以涉及主处理器102用来计算rss值的环境。一个简单的实例是当车辆处于更可能发生正面碰撞的城市环境中时处理器102定义行进应用为fcw应用，或者当车辆处于更可能发生追尾的高速公路环境中时处理器102定义行进应用为rcw应用。

dsrc模块104中的传输器124在通信范围中通过dsrc信道广播v2x消息。如上文所述，v2x消息可以包括例如cam的常规消息和例如denm的紧急消息。在一实施例中，常规消息和紧急消息都可以由传输器124通过dsrc信道广播。在dsrc消息广播中，可以使用，例如，ieeewave或etsiitsg5协议。通信范围可以根据v2x消息的类型而变化。例如，cam消息可以由发端its站(itsstation，its-s)传输到etsits102637-2中定义的直接通信范围内的所有its-s。另一方面，denm消息可以传播到位于etsits102637-3中定义的关联区域内尽可能多的its-s。另外，dsrc模块104中的接收器126可以用于接收其它交通物体传输的v2x消息。

通信设备100的lte模块106能够以一种类似于移动终端的方式与lte网络基站(例如，enodeb)进行通信。例如，通信设备100的lte模块106通过基站与lte网络的各种网络节点通信。在主处理器102的控制下，lte模块106用于在识别到弱信号区域或相关nlos区域后，就传输指示弱信号区域或相关nlos区域的区域/nlos消息至lte网络节点，以及当弱信号区域或相关nlos区域在车辆的临界距离内时，指示lte网络节点通过lte网络传输v2x消息至一个或多个相关交通物体。如图3所示，lte模块106包括处理器130、传输器134、接收器136和存储器132。基于nlos区域确定通过lte网络将v2x消息发送至的相关交通物体，相关交通物体的识别将结合图6进一步描述。

具体地，主处理器102基于车辆的当前速度估计临界距离。如图4所示，临界距离可以定义为移动物体在某一时段内从当前位置行进到移动物体可能与另一物体碰撞的可能的点之间的距离。图4中的圆的中心示出车辆282和车辆292假定的碰撞点。作为实例，圆294的半径(25米)表示从车辆的位置到碰撞点的距离，车辆的位置可以在圆294的任意一点上，碰撞点即圆的中心。假设车辆的行进速度是30km/hr，车辆会在3秒内到达碰撞点，且估计驾驶员的反应时间为3秒。因此，25米是以30km/hr的速度行进的车辆的临界距离。或者，圆296的半径(42米)表示假设反应时间仍然为3秒时以50km/hr的速度行进的车辆的临界距离。

考虑到人类的反应时间是相对恒定的，可以基于车辆的当前速度粗略地估计临界距离。在一实施例中，表示临界距离和车辆速度的对应关系的图表可以存储于存储器108中。在另一实施例中，用于计算临界距离的算法作为车辆速度的函数存储于存储器108中。主处理器102可以根据车辆的当前速度查询图表以估计临界距离，或使用算法和车辆速度计算临界距离。另外，临界距离可以进一步关于需要的反应时间和其它场景。可以在x.yan等在2015年2月的《运输研究c部分：新兴技术》第51卷231-242页上发表的“车载语音警告定时对驾驶员在信号控制交叉口的防撞行为的影响(theinfluenceofin-vehiclespeechwarningtimingondrivers'collisionavoidanceperformanceatsignalizedintersections)”中找到一实例。

随后lte模块106中的传输器134利用移动网络节点，例如，lte网络的应用服务器和/或lte多媒体广播多播业务(multimediabroadcastmulticastservice，mbms)服务器来传播v2x消息。具体来说，lte模块106传输指示弱信号/nlos区域的弱信号区域/nlos区域消息到mbms服务器，以及当弱信号/nlos区域在通信设备100或车辆的临界距离内时，指示mbms服务器通过移动网络传输v2x消息至一个或多个位于弱信号/nlos区域内的交通物体。

在一实施例中，设计两个替代的传输模式用于转发v2x消息至相关交通物体：广播至对应于弱信号/nlos区域的相关小区中的所有交通物体，或只多播至v2x消息被标识为相关的交通物体。具体来说，lte网络模块106传输弱信号/nlos区域消息至lte网络中的应用服务器。弱信号/nols区域消息包括弱信号/nlos区域内的相关交通物体的定位信息。随后，应用服务器获取相关小区标识(identifications，id)或基于弱信号/nlos区域消息提供相关交通物体id。在一个例子中，应用服务器利用位置服务器来生成相关交通物体的id。lte网络的mbms服务器可以在相关小区内广播v2x消息或多播v2x消息至相关交通物体。下文结合图6进一步描述mbms服务器、应用服务器和位置服务器。在一实施例中，接收器136用于接收其它交通物体通过lte网络所发送的v2x消息。

此外，本文所描述的使得主处理器102执行不同功能的其它计算机可执行程序或指令也可存储于存储器108中。

在一实施例中，存储器108可以为存储应用数据和计算机程序的计算机可读存储介质，便于从一个地方传送数据和计算机程序到另一个地方。作为实例而非限制，此类计算机可读存储介质可以为ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储设备，或可用于以指令或数据结构的形式携带或存储所需的程序代码方法并且可由通用或专用计算机或通用或专用处理器存取的任何其它介质。

一般来说，通过利用根据本申请的实施例的通信设备100，藉由无线通信网络对在弱信号或nlos区域中的车辆通信进行补偿。因此，提高了v2x消息传输质量，实现了更可靠的通信。

应该知道的是，虽然通信设备100中示出三个处理器，但可能不需要三个物理上分开的处理器来实现主处理器102、处理器120和处理器130的对应功能。换言之，不应该限制通信设备100中处理器的数量。例如，通信设备100、dsrc模块104和lte模块106可以共享共同的处理器。类似地，可以采用共同的存储器来存储根据本申请的实施例的路径损耗模型、车辆定位信息、地理数据、动态地图和其它计算机程序指令或编码。

作为实例，图5示出根据本申请的另一实施例的通信设备200的简化框图。通信设备200可以包括处理器202、dsrc收发器204、lte收发器206、存储器208和用户界面210。dsrc模块104和lte模块106中的每一个包括其自身的处理器和存储器，与之不同的是dsrc收发器204和lte收发器206每个只包括传输器(224和234)和接收器(226和236)。处理器202可以执行dsrc模块104和lte模块106的相关功能。存储器208可以用于存储dsrc模块104和lte模块106使用的数据和程序代码。应理解，通过组合dsrc收发器204和处理器202，可以实现可以执行dsrc模块104的功能的虚拟dsrc模块，而通过组合lte收发器206和处理器202，可以实现可以执行lte模块106的功能的虚拟lte模块。通信设备200具有图3中通信设备100类似的功能，因此不再详细描述。

在另一实施例中，通信设备150、100或200可以由配备有对应的硬件端口或插件部件的lte终端设备实施，以实现dsrc通信功能。在一个例子中，可以通过连接dsrc硬件模块和/或使用下载的对应软件在lte终端设备上实现dsrc通信功能。例如，dsrc硬件端口可以与标准rs232或以太网兼容。同时，下载的软件可以为lte终端设备提供附加功能，以将lte终端设备转换为与前述通信设备150、100或200类似的通信设备。

在又一实施例中，通信设备150、100或200可以由配备有对应的硬件端口或插件部件的dsrc设备实施，以实现lte通信功能。

本领域技术人员认识到现有技术水平已经发展到系统方面硬件和软件实施仅存在极小差别，硬件或软件的使用通常(但并不总是，因为在某些情况下，硬件和软件之间的选择可能变得非常重要)是代表成本对效率权衡的设计选项。本领域技术人员将认识到，本文所描述的过程和/或系统和/或其它技术(例如，硬件、软件和/或固件)可以通过各种车辆实现，并且优选的车辆随着过程和/或系统和/或其它技术部署的有关内容而变化。

图6为根据本申请的一实施例的通信系统300的框图。通信系统300包括通信设备310、应用服务器302、移动网络服务器如lte多媒体广播多播服务(multimediabroadcastmulticastservice，mbms)服务器304、和位置服务器306，通信设备310可以携带或安装在移动车辆上，因此是无线设备。多个其它通信设备/交通物体308-1、308-2…308-n可以与系统300建立连接。在一实施例中，应用服务器302和位置服务器306可以位于lte网络的演进型分组核心网(evolvedpacketcore，epc)的外部，例如，可以集成在mme或mbms网关中，mbms服务器304可以集成在mbms网关中。

通信设备310用于基于根据车辆的定位信息生成的动态地图为车辆识别弱信号区域，例如，相关nlos区域，以及当弱信号区域在临界距离内时通过lte网络传输车辆通信消息。车辆通信消息指示车辆的当前行进状态，例如，车辆通信消息是通信设备310的dsrc模块生成的v2x消息。图6中的通信设备310与图2中所示的通信设备150、图3中所示的通信设备100或图5中所示的通信设备200具有相同的功能，因此不再详细描述。

在识别出存在v2x消息被部分或全部阻碍的相关nlos区域之后，通信设备310决定除通过dsrc网络外还通过lte网络传输v2x消息，由此发起与ltembms服务器304创建会话的过程，并传递v2x消息至ltembms服务器304。

另外，在识别出相关nlos区域后，通信设备310就通过lte网络传输nlos消息至应用服务器302。如图7所示，应用服务器302包括接收器402、存储器404、处理器406和传输器408。

在接收器402从通信设备310接收nlos消息之后，处理器406用于选择lte传输模式以基于所选择的lte传输模式传递v2x消息以及传输指示nlos区域的区域/nlos消息。如图3中所述，传输模式可以包括广播模式和多播模式。

在一实施例中，基于可以接收v2x消息的交通物体的数量选择传输模式。在广播模式中，与nlos区域重叠的一个或多个小区内的所有交通物体将接收到v2x消息。但是，v2x消息可能与交通物体无关，尤其是涉及大型小区的时候。在多播模式中，只有需要接收v2x消息的交通物体才接收v2x消息。因此，多播模式可以减少不必要的/不相关的接收的消息数量，减少车载处理。

具体地，处理器406用于在选择广播模式时传输一个或多个小区id至ltembms服务器304，在选择多播模式时传输交通物体id至ltembms服务器304。

在广播模式中，处理器406识别对应于nlos区域与存储于存储器404中的小区布局的重叠区域的一个相关小区或若干相关小区。具体地，处理器406从nlos消息中提取nlos区域，并将nlos区域覆盖在小区布局上以获取重叠区域。由此识别重叠区域内的一个或多个小区是相关的。在一实施例中，不同的移动网络提供商使用不同的小区布局。应用服务器302的处理器406还用于选择lte网络的移动网络提供商。在此情况下，应用服务器302的处理器406根据所选择的移动网络提供商信息选择小区布局中的一个以识别一个或多个相关小区。在一实施例中，考虑到应用服务器302可以对应于多个lte网络提供商，应用服务器302可以与属于特定lte网络提供商的epc中的任一个分开设置。

另外，应用服务器302传输所识别的一个或若干小区的小区id至ltembms服务器304。在接收小区id之后，ltembms服务器304在相关小区中广播v2x消息。预期一个或多个相关小区中的所有交通物体都接收到v2x消息。

或者，在多播模式中，应用服务器302利用位置服务器306获取相关交通物体id。如图8所示，位置服务器306包括接收器502、存储器504、处理器506和传输器508。存储器504用于提供交通物体的行进信息，例如，可提供每个交通物体的准确位置和方向信息。在一实施例中，存储器504可以用于只提供一定数量的指定交通物体的行进信息。例如，可以基于交通物体的类型决定指定的交通物体。在接收器502接收到nlos消息之后，处理器506基于交通物体的行进信息识别nlos区域内的交通物体。具体而言，处理器406基于存储的交通物体的行进信息分析每个交通物体的位置，并识别nlos区域内的交通物体。传输器508随后传输对应于识别的交通物体的交通物体id至应用服务器302，应用服务器302转发交通物体id至ltembms服务器304。在一实施例中，存储于存储器504中的交通物体的行进信息基于某一频率更新。在lte多播场景中，交通物体id可以表示为交通物体的ip地址。

在一实施例中，应用服务器302传输包括nlos区域的请求消息至位置服务器306，位置服务器306以答复消息进行响应以指示相关交通物体id。图9和图10分别示出示例性请求消息格式和示例性答复消息格式。如图9所示，请求消息包括指示当前消息是请求类型的“类型”字段。请求消息可进一步包括“发起者”字段和nlos字段。“发起者”字段表示发送方即应用服务器302的ip地址，nlos字段可以包括指示nlos区域的信息。为响应请求，位置服务器306发送答复消息。如图10所示，答复消息也包括“类型”字段和表示传输器即位置服务器306的ip地址的“发起者”字段。答复消息进一步包括在其中呈现相关交通物体的ip地址列表的ip字段。

在一实施例中，应用服务器302的存储器504存储可以提供交通物体的行进信息的数据库。因此，应用服务器302不访问位置服务器306，而是查询其自身的存储器504以获取交通物体id。

因此，应用服务器302转发交通物体id至ltembms服务器304。在接收交通物体id之后，mbms服务器304根据交通物体id多播v2x消息至相关交通物体。

一般来说，通过利用根据本申请的一实施例的通信系统300，藉由lte网络改进nlos区域中的通信质量。同时，可以选择多种lte传输模式传递v2x消息至某些相关交通物体。因此，提高了传输效率，传输形式更灵活。

参见图11，图11示出根据本申请的一实施例的由通信设备执行的通信方法800。结合图2至图5描述图11。通信设备可以为图2中的通信设备150、图3中的通信设备100或图5中的通信设备200。

在步骤810中，接收器接收指示通信设备和其它设备的当前位置、当前移动速度和当前移动方向的定位信息，接收器可以为专用短程通信(dedicatedshortrangecommunication，dsrc)模块(dsrc模块104或dsrc模块204)中的接收器126，或通信设备150中的专用接收器152。

在步骤820中，处理器基于定位信息识别围绕设备的弱信号区域，处理器可以为图2中的处理器158、图3中的主处理器102或图5中的处理器202。在一实施例中，弱信号区域可以为通信设备150、100或200位于或安装的车辆的相关nlos区域。例如，相关nlos区域可以为区域或分区，在区域或分区中，跨越dsrc网络穿过路径到另一个交通物体的无线传输被完全或部分阻碍，通常是被物理物体阻碍。

在一实施例中，如图12所示，步骤820可以包括以下步骤以识别围绕设备的弱信号区域。

在步骤820-1，专用短程通信(dedicatedshortrangecommunication，dsrc)模块基于定位信息和存储在dsrc存储器中的地理数据生成围绕设备的区域的动态地图，dsrc模块可以是图3中的dsrc模块104或图5中的虚拟dsrc模块。例如，dsrc模块104中的ldm设施可以基于接收到的信息生成动态地图。或者，当执行存储在图5中的存储器208上的对应指令时，处理器202可以实现ldm设施的功能，以生成动态地图。在一实施例中，dsrc存储器可以为图3中的存储器122或图5中的存储器208。

在步骤820-2中，处理器根据通信设备的当前环境条件在动态地图上识别弱信号区域。如图13所示，步骤820-2可以包括以下步骤以识别围绕设备的弱信号区域。

在步骤820-2-2中，处理器在动态地图上将围绕设备的区域划分为多个单位区域。

在步骤820-2-2中，处理器根据设备的环境从多个路径损耗模型中选择一个或多个路径损耗模型。例如，主处理器102或处理器202基于车辆的当前位置和动态地图确定当前环境，随后根据当前环境相应地选择一个或多个路径损耗模型。路径损耗模型存储于存储器中，并且路径损耗模型中的每一个对应于一种环境。在一实施例中，存储器，可以是图3中的存储器108或图5中的存储器208，存储多组程序代码，每组对应于一个路径损耗模型。基于一个或多个路径损耗模型，可以计算动态地图上每个点的接收信号强度(receivedsignalstrength，rss)值。动态地图可以如图3所示由dsrc模块104中的本地动态地图(localdynamicmap，ldm)设施基于接收到的信息生成，或由处理器202执行存储于存储器208上的指令时基于接收到的信息生成。通常，路径损耗指的是由车辆和接收端之间的环境造成的车辆传输的信号经历的损耗。如上文所述，可能引起大量路径损耗的环境条件的实例包括建筑物、树、车辆、交叉点和距离等。因此，典型的环境条件可以由用于计算信号路径损耗的路径损耗模型表示。在一实施例中，每组程序代码对应于一个路径损耗模型，可以存储于存储器108或存储器208中。

在步骤820-2-3中，处理器基于所选择的至少一个rss模型分别计算动态地图上若干划分的单位区域的若干rss值。具体来说，两个点即信号传输点和信号接收点的位置以及传输信号强度输入每个路径损耗模型，输出所传输的信号在信号接收点的损耗值。因此，利用以上所示等式(1)可以计算从设备当前位置到动态地图上每个点的rss值。此外，在一实施例中，处理器将动态地图划分为单位区域。对于这些单位区域中的每一个，处理器利用所选择的一个或多个路径损耗模型，基于从单位区域的中心到安装通信设备100的通信设备/车辆的距离计算rss值。

在步骤820-2-4中，处理器将对应于rss值小于阈值的弱信号单位区域归为一组。在一实施例中，弱信号单位区域可以归为相关nlos区域。

在一实施例中，在步骤820-2-5中，处理器进一步基于通信设备的行进情况选择弱信号区域，其中，如图3有关说明，行进情况是根据环境确定的。

返回参见图11，在步骤830中，处理器生成指示弱信号区域的区域消息。

在步骤840中，dsrc模块生成一个或多个车辆通信消息。在一实施例中，车辆通信消息可以为v2x消息，在图3中已经说明，在此不再详细描述。

在步骤850中，移动网络模块传输车辆通信消息至移动网络节点。例如，移动网络模块可以为图3中的lte模块106或图5中的虚拟lte模块，移动网络节点可以为图6到图8中所描述的应用服务器和/或ltembms服务器。

在步骤860中，当弱信号区域在设备的临界距离内时，移动网络模块指示移动网络节点通过移动网络传输车辆通信消息至位于弱信号区域内的一个或多个交通物体。在一实施例中，处理器基于车辆的当前速度估计临界距离，临界距离在图3中已描述，在此不再详细说明。

在一实施例中，在步骤870中，dsrc模块在通信范围内通过dsrc网络广播车辆通信消息。在一实施例中，如图3相关描述，通信范围可以根据v2x消息的类型而变化。

因此，在弱信号区域内，通信设备可以通过dsrc网络和移动网络传递车辆通信消息，由此提高传输可靠性。

参见图14，图14示出根据本申请的一实施例的通信方法1000。结合图2至图9描述图14。

在步骤1010中，通信设备接收指示设备的当前位置、当前移动速度和当前移动方向的定位信息。通信设备可以为图3中的通信设备100或图5中的通信设备200。

在步骤1020中，通信设备基于定位信息识别围绕设备的弱信号区域。识别弱信号区域的过程在图2和图9中已详细说明，在此不再进一步描述。

在步骤1030中，当弱信号区域在临界距离内时，通信设备通过移动网络传输车辆通信消息，其中车辆通信消息指示设备的当前行进状态。临界距离在图3中已详细描述，在此不再进一步描述。

在步骤1040中，移动网络服务器转发车辆通信消息至位于弱信号区域内的一个或多个交通物体。移动网络服务器可以为图6中的ltembms服务器304。

在一实施例中，步骤1040可以通过执行图15中所示以下步骤实现。在步骤1040-1中，应用服务器的处理器在接收到车辆通信消息后就选择传输模式来传输车辆通信消息，处理器可以为图7中的主处理器406。

在步骤1040-2中，当选择广播传输模式时，传输器传输一个或多个小区id至移动网络服务器，传输器可以为应用服务器302的传输器408。在一实施例中，可以通过执行以下步骤获取小区id：在步骤1040-2-1中，应用服务器的接收器402接收通信设备发送的区域消息；在步骤1040-2-2中，应用服务器的处理器406通过识别弱信号区域和小区布局的重叠区域所覆盖的一个或若干小区确定小区id。在一实施例中，小区布局存储于应用服务器的存储器404中。应用服务器可以为应用服务器302或应用服务器400。

在步骤1040-3中，移动网络服务器从应用服务器接收识别的一个或多个小区的小区id。

在步骤1040-4中，移动网络服务器广播车辆通信消息至小区中的交通物体。换言之，如果选择广播传输模式，移动网络服务器广播v2x消息以转发v2x消息至交通物体。

在步骤1040-5中，当选择多播传输模式时，应用服务器的传输器408传输至少一个交通物体id至移动网络服务器。

在一实施例中，应用服务器可以包括位置服务器来生成交通物体id，可以包括以下步骤：在步骤1040-5-1中，应用服务器的传输器传输指示弱信号区域的请求消息；在步骤1040-5-2中，位置服务器的接收器接收请求消息；位置服务器的处理器506基于存储的行进信息识别弱信号区域内的一个或多个交通物体，行进信息可以存储于存储器中，如存储器504；在步骤1040-5-3中，位置服务器的处理器提供交通物体id。位置服务器可以为图6中的位置服务器306或图8中的位置服务器500。

在一实施例中，应用服务器生成交通物体id，无需涉及位置服务器。在此情况下，应用服务器包括可以存储交通物体的行进信息的存储器。在一实施例中，行进信息以某一频率更新。交通物体id生成过程可以包括以下步骤：在步骤1040-5-4中，应用服务器的处理器406基于存储的行进信息识别弱信号区域内的交通物体。例如，行进信息可以存储于图6中的应用服务器的存储器404中；在步骤1040-5-5中，处理器提供交通物体id。

在步骤1040-6中，移动网络服务器接收交通物体id。在一实施例中，在lte多播场景中，交通物体id可以表示为交通物体的ip地址。

在步骤1040-7中，移动网络服务器根据接收到的交通物体id多播车辆通信消息至交通物体。

在一实施例中，在步骤1050中，通信设备在通信范围内通过专用短程通信(dedicatedshortrangecommunication，dsrc)网络广播车辆通信消息。如图3中所说明，通信范围可以根据v2x消息的类型而变化。

综上所述，通信设备识别围绕通信设备的nlos区域，并发送指示nlos区域的区域消息。同时，当nlos区域在临界距离内时，通信设备利用移动网络服务器转发v2x消息通过移动网络至一个或多个相关交通物体。利用应用服务器识别相关交通物体并选择用于移动网络服务器的传输模式。当选择广播传输模式时，应用服务器为移动网络服务器提供一个或多个小区id。由此，移动网络服务器可以广播v2x消息至一个或多个小区中使用移动网络的所有用户。当选择多播传输模式时，应用服务器为移动网络服务器提供一个或多个交通物体id。由此，移动网络服务器可以多播v2x消息至对应的交通物体。因此，可以实现v2x消息传输的可靠性和效率。

应理解，图11至图15中描述的特征不限于连续执行，相反地，本公开涵盖可以异步、并行、平行、同时、同步和/或类似执行的任意数目之线程、过程、业务、服务器和/或类似者。如此，一部分这些特征可能彼此对立，因为无法在单个实施例中同时出现。类似地，部分特征适用于本发明的一个方面，不适用于其它方面。

上述内容包括一个或多个实施例的实例。当然，出于对上述实施例进行描述的目的，对器件或方法的每种可能的组合进行说明是不可能的，但是本领域普通技术人员能确认可能存在各种实施例的进一步组合及排列。相应地，所述实施例的目的在于包含所有的这种根据本发明的精神及所附权利要求书的范围可得到的变更、修改以及变形。更进一步地，无论是在具体实施方案还是在权利要求书中使用的“包括”一词，其所表达的意思与“包含”一词相似，“包含”一词在权利要求中作为过渡词使用。