本发明涉及一种在车对x(网联汽车技术)通信、车对x(网联汽车技术)通信系统中用于测定信道负载的方法，以及一种用于实施这类方法的计算机可读存储媒介。
背景技术：
车对x(网联汽车技术)通信也被称为c2x(网联汽车技术)通信或v2x(网联汽车技术)通信，是欧洲和美国的标准化通信系统，该系统目前正处于批量引进状态。
原则上，在车对x(网联汽车技术)通信中所接收数据的数据量相对于车辆中专用应用程序的相关数据要大很多。常常只有很少一部分信息真正与应用程序相关，所有其他信息原则上可通过一个预处理装置提前摒弃，以降低系统负载。
车对x(网联汽车技术)通信鉴于其实用性和有效性正被大量车辆快速引进，但在很短时间内给所有车辆配备具有相应技术的产品，这是不现实的。尤其是在车对x(网联汽车技术)通信投放市场之初，因为只有少数车辆配备了相应技术，由于所接收的信息量不多，这就没有必要采用一个预处理装置。随着车对x(网联汽车技术)通信的日益普及，这才需要执行预处理，以便使实际有待处理的信息与系统性能相匹配。因此，在车辆使用寿命过程中，将从具备足够计算能力，无需执行预处理的状态变为有必要执行预处理的状态，以使现有计算能力可继续满足相应应用程序的需求。
文件de102014213771a1公布了一种计算负载相对于车对x(网联汽车技术)通信系统计算容量的过滤调整方法，其中，借助车对x(网联汽车技术)通信系统接收和/或发送车对x(网联汽车技术)信息，所接收的车对x(网联汽车技术)信息会通过车对x(网联汽车技术)通信系统执行处理，并且过滤方式会决定，所接收的哪些车对x(网联汽车技术)信息需要处理，哪些信息需要被丢弃。
文件us2014/143834a1公布了一种车对x(网联汽车技术)通信系统中的数据选择方法，以减少解码的复杂性。
文件“itu-rm.1371-4建议书vhf(甚高频)水上移动频段时分多址自动识别系统的技术特点”(20100430)公布了在水上vhf(甚高频)频段中，使用时分多址自动识别系统的技术特性。
因此，本发明的一个任务是，考虑到所推测的这类发展，规定一种在车对x(网联汽车技术)通信中用于测定信道负载的方法以及一种在车对x(网联汽车技术)通信系统中用于调节预处理系统的方法。本发明的另一任务是，提供一种车对x(网联汽车技术)通信系统，以及执行这类方法的计算机可读存储媒介。
技术实现要素：
根据本发明，这些任务通过按照权利要求1所述的、用于在车对x(网联汽车技术)通信中测定信道负载的方法，按照权利要求13所述的、用于在车对x(网联汽车技术)通信中用于调节预处理装置的方法，按照权利要求15所述的一个车对x(网联汽车技术)通信系统，以及按照权利要求15所述的、计算机可读存储媒介来完成。有益的结构形式可查阅例如各相应的从属权利要求。本权利要求的内容通过明确引用而成为说明的内容。
本发明涉及一种用于在车到x(网联汽车技术)通信中测定信道负载的方法，其具有下列步骤：
-接受一定数量的车到x(网联汽车技术)信息，
-基于车到x(网联汽车技术)信息测定一定数量的信道负载参数，并且
-至少在信道负载参数基础上测定信道负载。
借助本发明所提供的的方法首先可测定一定数量的信道负载参数，这些参数说明已接收和待处理的车对x(网联汽车技术)信息数量以及必要时所需计算性能。为此，不仅可对信息进行简单计数，而且还能使用考虑了鉴于规定信息预处理的特定情况、为此所需投入以及所需计算性能的信道负载参数。由此，当可纯粹依靠简单、直接测定的信道负载时，通过测定一定数量信道负载参数的中间步骤可测定与例如在车对x(网联汽车技术)通信中进行预处理装置调节等特定目的相匹配的信道负载。这里所涉及的也是一个伪信道负载、虚拟信道负载或广义信道负载。但这不排除，可使用例如由通信芯片提供的简单、直接测定的信道负载作为信道负载参数，必要时也可作为唯一的信道负载参数。
在所述方法框架内可单独或任意组合使用的信道负载参数示例将在下面进一步说明。本专利申请中给出的所有任意数量或不同信道负载参数的组合，或其测算规定，都应理解为所公布本专利申请的固定组成部分。
所述信道负载典型情况下以相应单位表示，该单位给出时间单位中的信息数量，例如单位：秒-1。但应理解为，这是与例如一秒内等时间单位所实际接收的信息数有所偏差的计算量。
根据一种实施方式，信道负载参数通过计算规定时间范围内所接收车对x(网联汽车技术)信息数量来测定。这相当于简单计数所接收车对x(网联汽车技术)信息的数量，由此可直接推算出其他车辆或其他单元发送的信息和车辆接收的信息。
根据一种实施形式，信道负载参数通过下列步骤测定：
-存储所接收的每车对x(网联汽车技术)信息，包括一个时戳，
-测定两个先后接收的、车对x(网联汽车技术)信息之间的时间跨度，以及
-基于该时间跨度测定相应信道负载参数。
应理解为时间戳优选来自内部时钟。但也可使用例如全球参考时间、通过卫星导航系统获得或经由无线电传输的参考时间等其他参考时间。另外还应理解为，在基于时间间隔测算信道负载参数的步骤中，优选对时间间隔进行倒置。如果两个所接收信息之间的间隔例如为10毫秒，那么可将其转换为100秒-1的信道负载参数。
在上述规定的信道负载参数测定步骤中，可省略对信息的计数。取而代之可使用例如在与之相关的应用程序中为一个正确的信息分配输入等出于其他不同目的所需的时间戳。因此，可取消在规定时间间隔内进行信息计数的附加计算操作。
在上述实施方式中，信道负载参数根据基于规定数量时间间隔的平均值或中值的其他构成形式来测定。因此，为了测定信道负载参数，用到的不仅是两个先后连着接收信息之间的时间间隔，而且也用到多个信息或其与前一信息和/或后一信息的各相应间隔。在此情况下，可通过任意数量的信息或任意规定的持续时间来计算平均值或算出中值。应理解为，相对于平均值或中值的计算，也可采用其他计算方法，例如计算加权平均值。同样，平均值、中值或其它的运算操作也只有在倒置后才能进行。在此，例如可使用分段或平滑时间窗等计算方法。
根据一种实施形式，信道负载参数通过下列步骤测定：
-在缓冲储存器中储存每一个所接收的车对x(网联汽车技术)信息，其中相关应用程序从缓冲存储器中分别读取各循环的车对x(网联汽车技术)消息。
-以储存在缓冲储存器中的车对x(网联汽车技术)信息为基础测定信道负载参数。
如此测定的信道负载参数直接说明了缓冲存储器中的处理储备单元情况。其中，所谓缓冲存储器优选存储所接收车对x(网联汽车技术)信息，并提供可通过各相应应用程序提取的类似信息。在此，优选配置应用程序的方法是，使一些或所有应用程序能以相应的、优选可单独设置或规定的时间间隔对缓冲存储器进行检查，看看其中是否存储有相关信息，随后可选取并处理缓冲存储器中的信息。在此，缓冲存储器可优选为多个不同应用程序提供信息。在信息选取后，一个当时的应用程序可删除缓冲存储器中的信息，以便腾出空间，用于新信息的存储，其中优选只有当和/或在该信息对另一应用程序无关时，应用程序才会删除所述信息。
根据一种实施形式，信道负载参数通过下列步骤测定：
-在缓冲储存器中储存每一个所接收的车对x(网联汽车技术)信息，其中，相关应用程序从缓冲存储器中分别选取各循环的车对x(网联汽车技术)信息，
-测定缓冲储存器中所存储的、相同发射器的一定数量车对x(网联汽车技术)信息，以及
-以相同发射器一定数量车对x(网联汽车技术)信息为基础测定信道负载参数。
使用上述方式测定信道负载参数时，如果缓冲存储器中相同的发射器存在多则车对x(网联汽车技术)信息，则须考虑假定其中一则信息具有特别高的信道负载。该信息例如可根据发射器识别号来识别。该信息也可给出应用程序处理储备方面的说明。适用的缓冲存储器是指上面所述的存储器。
其中，可优选额外测定，并在测定信道负载参数时考虑，相同类型发射器的车对x(网联汽车技术)信息有多少。其中，只有当相同发射器的信息也是同一类型时，才能将其例如假定为是一个特别高的信道负载。
典型情况下，在车对x(网联汽车技术)通信中使用的是例如协同感知信息(cam)、分散环境通知信息(denm)、基本安全信息(bsm)、信号相位和定时信息(spat)或地形与地图信息(topo)等信息类型。根据信息类型，在实际计算时可考虑，发射器可短时间使用前后连续的不同类型信息，从而不必涉及特别高的信道负载。
在缓冲存储器中，可使用先入先出的缓冲存储器。这种存储器也被称为fifo缓冲器。在此，典型情况下可在晚些时候从缓冲存储器中选取较迟到达的信息。
根据一种实施形式，信道负载参数通过下列步骤测定：
-需认证的车对x(网联汽车技术)信息存储器属于一种安全缓冲存储器，
-以安全缓冲储存器中所存储信息的数量为基础，测定信道负载参数。
安全缓冲存储器在此是指一种典型的缓冲存储器，某安全单元从中选取并认证车对x(网联汽车技术)信息。为此，优选使用先入先出(fifo)缓冲存储器。如果要测定车对x(网联汽车技术)信息是否从经授权的发射器中发出，或如要测定，车对x(网联汽车技术)信息实际上是从例如规定的发射器中发出，则有必要执行认证。由此，可防止车对x(网联汽车技术)通信受到未经许可者的影响。
典型情况下，在一个信道负载已被增加前，上述用于在安全缓冲储存器基础上测定信道负载参数的方式只在安全缓冲存储器中允许例如1、2或3则信息的较小数值偏差。这是因为在验证信息的安全单元中，典型情况下无法容忍积压处理。这也是整个系统的瓶颈所在，因为无法进一步处理未验证的信息。
根据实施例，信道负载参数是一个从通信芯片接收、可用于显示信道负载的数值。因此，从通信芯片接收的、直接表示信道负载的数值可用作几个信道负载参数中的一个，或用作唯一的信道负载参数。应理解的是，尤其是通过多个其他信道负载参数与一个通信芯片接收数值的组合，可改变通信芯片接收数值，以便更好考虑处理的实际情况。
根据实施例，如果至少有一个信道负载参数显示为信道负载增加，则在信道负载的分步测定过程中要对增加的信道负载进行测定。如果例如信道负载分步测定时，所有要考虑的信道负载参数中有超过一半的参数显示出信道负载增加，则在信道负载的分步测定过程中也要测定信道负载的增加。
信道负载增加例如可指增加的信道负载超过阈值的情况。在此情况下通常要测定，信道负载是否超过某规定阈值。如果只有一个信道负载参数显示信道负载被增加，例如信道负载的增加超过了阈值，则刚才所述的第一个实施例已假定只有一个类似的信道负载增加情况。如果多于信道负载参数的一半显示为增加的信道负载，例如信道负载的增加超过了阈值，此时刚才所述的第二个实施例才能假定为这是一个信道负载增加情况。应该理解为，取代所使用信道负载参数的一半也可相应使用信道参数的任意其他部分。也可对这些参数进行加权。
根据一个实施例，如果一个或几个信道负载参数在规定时间间隔内显示为增加的信道负载，则在信道负载分步测定过程中要测定增加的信道负载。在信道负载分步测定过程中也可应用一个时间低通。这种实施例可确保，不会在例如信道负载的增加短时间超过阈值等短时间测定的信道负载增加情况下，立即假定为一种信道负载增加情况并采取相应的措施。因此，例如可通过平滑平均值或其它已知方法来实现时间低通功能。
根据一项实施例，在测定信道负载参数时，每则车对x(网联汽车技术)信息可使用复杂因素加权。这里的复杂因素是进一步处理步骤中计算预期负载的一种度量。因此，可考虑不同的信息在进一步处理步骤中需要使用不同的计算负载。
例如可考虑，信息的符号是否已知和/或已被验证。例如一则带已知或已验证符号的信息可使用因数0.5加权，而一则带未知或未经验证符号的信息可使用因数1加权。
也可根据信息类型来区别。例如分散环境通知消息(denm)由于要执行大量的计算可使用因数1.5加权，同时，协同感知信息(cam)可使用因数1加权，一则图谱信息(map)、地形与地图信息(topo)或信号相位和定时信息(spat)可使用因数3加权，因为这些信息含有较大的数据量。信标信息例如可使用因数0.5加权。
应理解的是，这里给出的权重数值仅用作示例，特别是各周期中给定的数值可使用小于给定数值的0.1、0.2、0.3、0.4或0.5这些下限值，以及使用大于给定数值0.1、0.2、0.3、0.4或0.5这些上限值。这种带上限和下限任意组合的周期被认为是所公布本专利申请文件的固定组成部分。
本发明还涉及在车对x(网联汽车技术)通信中另一种用于调节预处理装置的方法，其具有下列步骤：
-借助根据本发明提供的、在车对x(网联汽车技术)通信中测定信道负载方法测定信道负载，
-测定信道负载是否增大到超过了预处理装置阈值，
-并取决于下列方面：
-如果信道负载增大到超过了预处理装置阈值，则实施预处理，尤其是过滤车对x(网联汽车技术)信息，
-如果信道负载的增大没有超过预处理装置阈值，则无需实施预处理，尤其是无需过滤车对x(网联汽车技术)信息，
只有在信道负载很高，车对x(网联汽车技术)信息处理单元没有预处理装置其处理性能就不足以完成信息处理情况下，借助刚才所述方法通常情况下可以过滤的方式实现对信息的预处理。使用同样的方式，也可控制预处理的其他阶段。
本方法的实施例如可执行和/或确保，只要可提供足够数量的信息，则在时间单位中，始终会有相同数量的信息或大约相同数量信息中的一则被传输到应用程序中。预处理的执行方式例如可以是，根据信道负载对或多或少的信息加以过滤。
典型情况下，在此可通过预处理对不相关或不太相关的车对x(网联汽车技术)信息进行过滤，并由此阻止这类信息传输给应用程序或进入其他处理步骤。例如一个预处理阈值可被设定为30秒-1、50秒-1或30秒-1与50秒-1之间的一个数值。
此外，根据一种实施形式，所述方法具有下列步骤：
-测定信道负载的增加是否超过了监控阈值，其中，监控阈值小于预处理阈值，
-并取决于下列方面：
-如果信道负载的增加超过了监控阈值时，执行监控，
-如果信道负载的增加没有超过监控阈值，则不执行监控。
如果超出了监控阈值，但没有超出预处理阈值时，借助上述方法可激活监控装置。为了能开始监控，在一些预处理方法中预处理要具备一定的前提条件，或至少要简化或改善预处理方式。例如可对信息进行存储和进行某些分析，或可创建信息历史记录。在典型情况下，监控不会整理和筛选信息，所以在还没有超过预处理阈值情况下，所有信息都会被提供给应用程序或其他预处理步骤。
监控阈值例如可在25秒-1和35秒-1之间，特别可为30秒-1。
应该理解的是，这里所述在超出阈值时触发例如执行监控或预处理等相关功能的方法，也可相应逆转。例如在低于各相应阈值时，重新结束监控或预处理。应进一步理解的是，也可使用其他阈值，以便开启或关闭相应的预处理功能、预处理等级或其他机械功能。例如也可使用第三类阈值。为此也可使用滞后阈值，以避免出现频繁的切换。
应进一步理解的是，预处理参数也可借助阈值来调整匹配。这方面的例子有：
-例如一个信道负载上升/下降的相关过滤中，降低/上调距离阈值和/或碰撞时间阈值；
-禁用/激活规定的相关过滤算法，尤其是较为复杂的相关过滤算法，以及例如信道负载上升/下降合理性处理中的附加计算；
-禁用/激活信息过滤功能，其中，如合理性处理功能等在信道负载上升/下降时预处理的其他部分保持激活。
原则上也可考虑对参数进行持续调整。这一调整例如可通过以下方式实现：即持续根据信道负载以动态方式来测定参数，这样不仅可在超出阈值时，也可在低于阈值时进行相应的调整匹配。可设置例如用于参数计算的公式或算法。
在以信道负载为基础调整匹配距离阈值时，可将数值与无线区域中已知的功能模块数值进行比较。
此外，本发明还涉及由一个或几个在此所述实施例组成，执行根据本发明提供方法的车对x(网联汽车技术)通信系统。该车对x(网联汽车技术)通信系统例如可包括处理器和存储器，其中，在存储器中可保存程序代码，在应用存储器装置时处理器可执行类似方法。
本发明还涉及一种包含程序代码的、计算机可读存储媒介，该类存储媒介在执行作业时通过处理器或车对x(网联汽车技术)通信系统，根据一个或多个在此所述的实施例执行根据本发明所提供的方法。
无论是车对x(网联汽车技术)通信系统，还是计算机可读存储媒介，都可使用在此所述的实施例和根据本发明所提供的不同变化方式。
应该理解的是，车对x(网联汽车技术)通信系统也被称作车对x(网联汽车技术)通信模块或包含该类系统或模块的设备。
附图说明
下面专业人员将参照附图中所示的实施例，对更多的特征和优势进行说明。
其中，图1展示了一种用于实施根据本发明提供方法的车对x(网联汽车技术)通信模块。
具体实施方式
图1展示了一种主要由车对x(网联汽车技术)通信系统构成的车对x(网联汽车技术)通信模块10。该车对x(网联汽车技术)通信模块10具备一个用于接收、预处理和监控来自车对x(网联汽车技术)通信的车对x(网联汽车技术)信息的预处理模块20。为此，该模块与在此未作进一步描述、只展示了示意图的天线相连接。
此外，该车对x(网联汽车技术)通信模块10还有一个缓冲存储器30，在该存储器中。预处理模块20可存储所接受的车对x(网联汽车技术)信息。在所述缓冲存储器30中主要可储存总共六则车对x(网联汽车技术)信息41、42、43、44、45和46，这些信息使用参考标记40简要命名。车对x(网联汽车技术)通信模块10的应用程序或其他装置可从缓冲存储器30中提取并进一步处理所述信息40。
作为范例，在车对x(网联汽车技术)通信模块10中显示了第一个应用程序50和第二个应用程序55。这类应用程序在各相应的电路中执行。应该理解的是，典型的车对x(网联汽车技术)通信模块10包含大量不同的应用程序，也可为外部运行的应用程序提供信息。
所述车对x(网联汽车技术)通信模块10还有一个安全缓冲存储器60和一个与之相连接的安全单元65。在安全缓冲存储器60中会写入所有应进行验证的信息。安全单元65会从安全缓冲存储器60中逐步提取所保存信息，并检查其是否来自规定的发射器。在此，安全缓冲存储器60以先入先出(fifo)缓冲存储器的形式构成。
所述车对x(网联汽车技术)通信模块10还有一个分析单元70。该分析单元70又有一个可提供本地参考时间的内部时钟75。
所述分析单元70的构成方式是用于根据可能的执行方式执行根据本发明所提供的方法。需明确指出的是，本文描述了一种根据本发明提供的可能执行实施方式，这些执行方式还可有大量的变异形式。需进一步指出的是，为了做到更加简单明了，图1中没有显示所有信号路径。
所述分析单元70首先会给每条从预处理单元20保存到缓冲存储器30中的信息40配置一个时间戳，在此要用到时钟75。
收到每条信息后，所收到信息的时间戳会与事先收到信息的时间戳进行比较。作为两个时间戳之间的差值，可测定出一个用于显示相应信息被接收或被写入缓冲储存器30的时间间隔。
所述分析单元70通过分别以十个时间间隔构成一个平均值并由一个以此方法构成的时间范围平均值构成一个倒数的方法测定第一个信道负载参数。该参数也等于显示每秒平均输入信息数的数值。
此外，分析单元70会监控当前处于安全缓冲存储器60中的信息数量。该数值要乘以一个系数10，并配置一个单位：秒-1。由此测定的数值形成第二个信道负载参数。
如果两个信道负载参数中的一个超出30秒-1的监控阈值，则分析单元70会对预处理单元20发出指令，让其开始监控所接收信息。这并不表示要对信息进行过滤，但快速启动一预处理所需的监控功能被激活。例如可存储和监控所接收信息的规定参数。
如果两个信道负载参数中的一个超出50秒-1的预处理阈值，则分析单元70会对预处理单元20发出指令，开始执行预处理。在此，会过滤不相关或不太相关的信息，并使其暂时完全不写入缓冲存储器30中。由此明显降低系统负载，并确保车对x(网联汽车技术)通信模块10能按实际处理能力处理所接收的大量信息。
在一个这类实施例中，例如可将两个信道负载参数中的较高值给出作为信道负载。在此所述执行方法中仅考虑了两个信道负载参数中的较高值，所以在超出两个极限值中的一个时，两个信道负载参数中的一个数值不会影响另一信道负载参数。这也符合在出现系统有可能过载的征兆时，为了抵消车对x(网联汽车技术)通信模块10的过载，激活预处理或监控功能的实施方法。
应该理解的是，车对x(网联汽车技术)通信模块10典型情况下安装在例如汽车、二轮车、卡车等机动车辆或类似交通工具中，并可执行相应的应用。应进一步理解的是，车对x(网联汽车技术)通信模块10典型情况下有与其他车辆组件和其他功能的接口。为了简化描述和说明，在此没有对接口进行解释。
通常应注意，车对x(网联汽车技术)通信特别是指车辆之间和/或车辆对基础设备之间的直接通信。它可以是例如车对车通信，或车对基础设施的通信。只要在本专利申请框架内涉及的是一种车辆之间的通信，原则上例如可在车对车通信范围内实现，通常不需要通过一个移动无线网络或类似的外部基础设施进行调制解调，因此可有别于例如基于一个移动无线网络的其他解决方案。例如，一个车对x(网联汽车技术)通信可根据ieee802.11p标准或ieee1609.4标准实现。车对x(网联汽车技术)通信也可被称为c2x通信。部分范围内可被称为c2c(车对车)通信或c2i(车对基础设施)通信。然而，本发明不明确排除例如通过移动通信网络带调制解调功能的车对车通信。
所述根据本发明所提供方法的步骤可按照给定的顺序执行。但也可以其他顺序来执行。根据本发明所提供方法可根据其应用方式，例如使用特定步骤，在不执行其他步骤的情况下来实施。但原则上也可使用这里没有提到的其他步骤。
本专利申请中包括的权利要求不放弃实现进一步的防护。
如果在运行相应方法过程中，发现某项特征或某组特征已无必要，须由申请者立即重新编写某个不再包含该特征或该组特征的、独立的权利要求。这可能会涉及例如在申报日呈交的权利要求的从属组合，或申报日呈交的权利要求被其他特征限定的从属组合。这类重新编写的权利要求或特征组合属于本专利申请公布的范畴。
此外还须注意，本发明不同实施形式或实施例中所述的和/或图示的形式、特征和方案应可任意组合。单项特征或多个特征可任意替换。由此构成的特征组合属于本专利申请公布的范畴。
在关联的权利要求中参照的内容并不放弃对所参照从属权利要求的特征进行保护。这些特征也可与其他特征任意组合。
仅在说明部分公布的，且在说明中或某项权利要求中只与其他特征一起联合公布的特征，原则上都拥有自身的发明意义。因此也可单一收录到权利要求中，以作为现有技术的界定。