(12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP 274092 B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. H04W 16/14 (09.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert 14.03.24 (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet 13.11.13 (86) Europeisk søknadsnr 1140123.2 (86) Europeisk innleveringsdag 11.09.21 (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato 13.03.27 (84) Utpekte stater AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR (73) Innehaver Kapsch TrafficCom AG, Am Europlatz 2, 11 Wien, Østerrike (72) Oppfinner Smely, Dieter, Friedhofstraße 7/4+, 23 Schwechat, Østerrike Nagy, Oliver, Leopold Steiner Gasse 48, 1190 Wien, Østerrike (74) Fullmektig Zacco Norway AS, Postboks 03 Vika, 012 OSLO, Norge (4) Benevnelse Radiofyr og fremgangsmåte for selektiv kommunikasjon etter,8 og,9 ghz DSRCstandarder (6) Anførte publikasjoner US-A1-04 223 467 US-A1-0 197 680 US-A1-06 189 9 US-A1-07 063 872 US-A1-07 171 887
1 Radiofyr og fremgangsmåte for selektiv kommunikasjon etter,8 og,9 GHz DSRC-standarder 1 2 3 Den foreliggende oppfinnelsen vedrører et radiofyr med minst én første transceiver til radiokommunikasjon med første kjøretøyenheter etter,8 GHz DSRC-standarder og med minst én andre transceiver til radiokommunikasjon med andre kjøretøyenheter etter,9 GHz DSRC-standarder. Oppfinnelsen vedrører videre en fremgangsmåte for selektiv kommunikasjon mellom et slikt radiofyr og første og andre kjøretøyenheter. Fra US 07/063872 A1 er det kjent et radiofyr med flere antenner til kommunikasjon med kjøretøyenheter. Antennene styres én etter én i tidsdelt multipleks av minst én transceiver etter et syklisksekvensielt mønster, for å tilveiebringe en belastningsutjevning for antenner med høyere kommunikasjonsbelastning. Til dette tjener en adaptiv tidsdelt multipleksmodul, som til styring av hver enkelt antenne ved hjelp av hhv. transceiveren eller transceiverne for hver antenne allokerer hver et bestemt tidsvindu som tidsmessig begrenset, eksklusiv senderett. Hvis det oppstår økt kommunikasjonsbelastning på en antenne, så forlenger tastemodulen det tilhørende senderettstidsvinduet og forsinker alle etterfølgende tidsvindu eller tildeler den følgende antennen ingen senderett i det hele tatt. Ved dette systemet styres til enhver tid kun én av antennene samtidig av den minst ene transceiveren, noe som systembetinget utelukker a priori forstyrrelser og interferenser i radiokommunikasjonen. Radiofyr etter,8 GHz DSRC-standarder anvendes som regel i veiavgiftssystemer for å bestemme stedsbruken til kjøretøy som er utstyrt med kjøretøyenheter ("Onboard Units", OBU), ved hjelp av kort rekkevidderadiokommunikasjon med kjøretøyenhetene, og for deretter å belaste disse med avgifter. Til dette anvendes ofte kjøretøyenheter og radiofyr etter,8 GHz DSRC-standarder, slik som standardene CEN EN 1223, ETSI EN 0 674, ETSI ES 0 674-1 og ETSI ES 0 674-2. I den senere tiden anvendes i større og større grad imidlertid også veiavgifts- og -kommunikasjonssystemer etter,9 GHz DSRC-standarder, slik som standardene IEEE 802.11p ("WAVE"), ETSI ES 2 663, ETSI EN 2 71, ETSI EN 2 66 ("ITS-G").
2 "Hybrid-radiofyr" skal kunne kommunisere både med kjøretøy som er utstyrt med,8 GHz DSRC-OBU-er, og med kjøretøy som har,9 GHz DSRC-OBU-er. Det har imidlertid vist seg at på tross av de forskjellige frekvensbåndene, på grunn av den tette tilgrensingen mellom de tilsvarende transceiverne i radiofyret, og deres til tider overlappende radiodekningsområder, kan det komme til gjensidige forstyrrelser mellom transceiverne og deres radiokommunikasjon med OBU-ene. ETSI TR 2 64 beskriver denne mulige interferensen mellom de to radiosystemene. Oppfinnelsen har som mål å overvinne dette problemet, og å tilveiebringe en løsning for en drift som er uimottakelig for forstyrrelser, av,8 og,9 GHz DSRC-OBU-er med et hybrid-radiofyr. 1 Dette målet oppnås i et første aspekt av oppfinnelsen med et radiofyr med minst én første transceiver til radiokommunikasjon med første kjøretøyenheter etter,8 GHz DSRC-standarder, ifølge hvilke den første transceiveren sender en rekke av første datapakker i et første frekvensbånd, og med minst én andre transceiver til radiokommunikasjon med andre kjøretøyenheter etter,9 GHz DSRC-standarder, ifølge hvilke den andre transceiveren sender eller mottar minst én andre datapakke i et andre frekvensbånd, der dette radiofyret ifølge oppfinnelsen er utformet for å forsinke utsendelsen av en datapakke i rekken av første datapakker med den maksimale varigheten av en andre datapakke, når en andre datapakke opptrer i det andre frekvensbåndet. 2 3 Etter,8 GHz DSRC-standarder sender et fyr som "første datapakker" oftest ut en regelmessig rekke av BST-meldinger (Beacon Service Table Messages), for å anspore passerende OBU-er til å svare. Den tidsmessige avstanden mellom to datapakker i rekken kan ikke være så stor at det oppstår fare for at en OBU som kjører fort gjennom radiodekningsområdet til fyrets,8 GHz DSRC-transceiver, ikke mottar noen BST-datapakke og dermed ikke kan ta opp kommunikasjon med fyret. Ved en vanlig lengde på m på fyrets,8 GHz DSRCradiodekningsområde og en maksimal kjørehastighet på ca. 0 km/t bestemmes tidsavstandene i rekken av første datapakker til dette f.eks. til ms. Oppfinnelsen beror på løsningen at hver datapakke etter,9 GHz DSRCstandarder kun har lav varighet, f.eks. maks. 2 ms, slik at de periodisk gjentakende,8 GHz DSRC-datapakkene kan forsinkes med denne varigheten for å unngå kollisjoner. Rekken av,8 GHz DSRC-datapakker varieres
3 1 derigjennom tidsmessig ubetydelig i form av en "fasedirring", noe som ikke fører til en forringelse av,8 GHz DSRC-funksjonaliteten, men som likevel virksomt forhindrer forstyrrelser ved hhv. interferens eller krysstale mellom de to kommunikasjonsstandardene,8 og,9 GHz DSRC. Ifølge en første foretrukket variant av oppfinnelsen overvåker den første transceiveren det andre frekvensbåndet for å bevirke den nevnte forsinkelsen av utsendelsen av en første datapakke, når den detekterer en andre datapakke i den andre frekvensbåndet. Dette implementerer en "listen-before-talk"-funksjon for,8 GHz DSRC-transceiveren, dvs. denne "lytter" på en måte inn i et "fremmed" frekvensbånd,,9 GHz-båndet, før den sender i,8 GHz DSRCbåndet i sin egen standard. Alternativt kan den andre transceiveren styre den første transceiveren direkte for å bevirke den nevnte forsinkelsen av utsendelsen av en første datapakke, når den sender eller mottar en andre datapakke. Ifølge en videre spesielt fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen kan også den andre transceiveren overvåke det første frekvensbåndet, og kun sende en andre datapakke når det første frekvensbåndet er fritt. Dette gir,9 GHz DSRCtransceiveren en modifisert "listen-before-talk"-funksjon, hvoretter også denne "lytter inn" i det "fremmede",8 GHz DSRC-båndet før den sender i frekvensbåndet i sin egen standard. Alternativt kan den første transceiveren også direkte hindre den andre transceiveren ved utsendelsen av en andre datapakke når den sender eller mottar en første datapakke. 2 3 I et andre aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for selektiv radiokommunikasjon mellom et radiofyr og første kjøretøyenheter etter,8 GHz DSRC-standarder, ifølge hvilke en rekke av første datapakker sendes ut av radiofyret i et første frekvensbånd, og mellom det samme radiofyret og andre kjøretøyenheter etter,9 GHz DSRC-standarder, ifølge hvilke minst én andre datapakke sendes eller mottas av radiofyret i et andre frekvensbånd, hvorved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at utsendelsen av en datapakke i rekken av første datapakker forsinkes med den maksimale varigheten av en andre datapakke når en andre datapakke opptrer i det andre frekvensbåndet. Med hensyn til fordeler og ytterligere trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen henvises det til de ovennevnte utførelsesformene av radiofyret.
4 Oppfinnelsen forklares nærmere i det følgende ved hjelp av et utførelseseksempel vist i de medfølgende tegningene. I tegningene viser: Fig. 1 et radiofyr ifølge oppfinnelsen i skjematisk form, og Fig. 2 et tidsdiagram av datapakkesendingene til radiofyret fra fig. 1. Fig. 1 viser utsnittsvis en vei 1, der et radiofyr 2 er anordnet et (ikke ytterligere fremstilt) veiavgifts- og/eller -kommunikasjonssystem. Radiofyret 2 betegnes også som Roadside Unit (RSU) og omfatter en lokal fyrdatamaskin 3 som via en dataledning 4 står i forbindelse med en (ikke vist) sentral til hhv. veiavgifts- eller -kommunikasjonssystemet, samt flere transceivere 4, som eksempelvis er montert på en monteringsbro 6 som spenner over veien 1. 1 Radiofyret 2 er et "hybridfyr" og kan radiokommunisere med to forskjellige typer hhv. kjøretøyenheter eller OBU-er 7, 8, som medføres av kjøretøy 9, på veien 1. Den første typen OBU-er er,8 GHz DSRC-OBU-er 7 etter,8 GHz DSRCstandarder som virker sammen med én (eller flere) hertil dediserte,8 GHz DSRC-transceivere 4 til radiofyret 2. Den andre typen OBU-er er,9 GHz DSRC- OBU-er 8 etter,9 GHz DSRC-standarder som virker sammen med minst én hertil dedisert,9 GHz DSRC-transceiver til radiofyret 2. 2 I den foreliggende beskrivelsen betyr betegnelsen ",8 GHz DSRC-standarder" alle DSRC-standarder ("dedicated short range communication standards") som arbeider i,8 GHz-båndet, og da både HDR- ("High Data Rate"), MDR- ("Medium Data Rate") og LDR- ("Low Data Rate") varianter av disse standardene, inkludert CEN EN 1223, ETSI EN 0 674, ETSI ES 0 674-1 og ETSI ES 0 674-2, og betegnelsen ",9 GHz DSRC-standarder" betyr alle DSRC-standarder som arbeider i,9 GHz-båndet, inkludert IEEE 802.11p ("WAVE"), ETSI ES 2 663, ETSI EN 2 71 og ETSI EN 2 66 ("ITS-G"). 3 Hver av,8 GHz DSRC-transceiverne 4 til radiofyret 2 har foretrukket (om ikke nødvendigvis) en antenne med rettet antennekarakteristikk (retningskarakteristikk) med et tett begrenset radiodekningsområde 11, f.eks. begrenset til ett kjørespor på veien 1.,9 GHz DSRC-transceivere har derimot foretrukket (om ikke nødvendigvis) en antenne med rundtvirkende karakteristikk
og et større radiodekningsområde 12. Radiokommunikasjon 13 mellom transceivere 4 og OBU-er 7 skjer i,8 GHz-båndet ("første frekvensbånd") etter,8 GHz DSRC-standarder, radiokommunikasjon 14 mellom transceivere og OBU-er 8 skjer i,9 GHz-båndet ("andre frekvensbånd") etter,9 GHz DSRCstandarder. På grunn av den tette stedlige nærheten mellom transceiverne 4, og den delvise overlappingen av deres radiodekningsområder 11, 12 kan det på tross av de forskjellige frekvensbåndene til radiokommunikasjonene 13, 14 opptre gjensidige hhv. interferenser, forstyrrelser eller datapakkekollisjoner mellom,8 GHz- og,9 GHz-systemene til radiofyret 2, noe som forhindres som følger. 1 Fig. 2 viser en rekke av datapakker 1, 16, hver representert ved deres midlere signalytelse P over tiden t.,8 GHz DSRC-datapakkene 1 til radiokommunikasjonen 13 er fremstilt skravert,,9 GHz DSRC-datapakkerne16 til radiokommunikasjonen 14 er tegnet punktert. 2 3 Etter,8 GHz DSRC-standardene stråler minst én,8 GHz DSRC-datapakke 1 ut av radiofyret 2 innenfor en syklustid T c. Derved dreier det seg som regel om en såkalt BST-melding (Beacon Service Table Message), som meddeler en OBU 7 som passerer radiodekningsområdet 11, om at det her finnes et radiofyr 2.,8 GHz DSRC-OBU-er 7 svarer derpå med tilsvarende datapakker (ikke vist), hvorfra radiokommunikasjonen 13 utvikler seg. Syklustiden eller tidsavstanden T c velges tilsvarende radiodekningsområdets 11 størrelse og den forventede maksimale hastigheten til kjøretøyene 9 slik at hver passerende OBU 7 kan motta minst én datapakke 1. Tidsavstanden T c utgjør foretrukket ms, særlig foretrukket omtrent ms, for et radiodekningsområde 11 med en gjennomkjørbar lengde på ca. m og en maksfart på kjøretøyene 9 på 0 km/t. I motsetning til,8 GHz DSRC-datapakker 1 er,9 GHz DSRC-datapakker 16 - også når det i,9 GHz DSRC-standardene finnes WSA-meldinger ("WAVE Service Announcements") tilsvarende,8 GHz BST-meldinger - ikke bundet til en maksimal tidsavstand T c, men kan sendes ut til ethvert tidspunkt fra transceiverne eller OBU-ene 8.,9 GHz DSRC-datapakker 16 er likevel alltid korte og har en maksimal varighet T P på f.eks. 2 ms.
6 For å forhindre forstyrrelser mellom,8 GHz DSRC-datapakker 1 og,9 GHzdatapakker 16, forsinkes alltid utsendelsen av en,8 GHz DSRC-datapakke 1 når den kan sammenfalle med en,9 GHz DSRC-datapakke 16, og da med en p til en,9 GHz DSRC-datapakke 16. Datapakken 1 vist til høyre i fig. 2 i rekken sendes dermed ut i en tidsmessig avstand T c Den påfølgende (ikke lenger viste) datapakken 1 kan igjen følge på i vanlig tidsavstand T c eller i en redusert tidsavstand T c gjennomsnittlig tidsavstand T c. Omvendt kan også utsendelsen av en,9 GHz DSRC-datapakke 16 forhindres når den kan sammenfalle med en,8 GHz DSRC-datapakke 1, se den punktert tegnede "forhindrede" datapakken 16' i fig. 2. 1 2 For å oppnå den nevnte forsinkelsen av datapakken 1 kan enten,8 GHz DSRC-transceiveren 4 overvåke,9 GHz-frekvensbåndet for når en,9 GHz DSRC-datapakke 16 opptrer, eller så styrer,9 GHz DSRC-transceiveren direkte,8 GHz DSRC-transceiveren 4 for å forsinke dennes datapakke 1 når denselvsenderutellermottarendatapakke16. Omvendt kan,9 GHz DSRC-transceiveren enten overvåke,8 GHzfrekvensbåndet for når en,8 GHz DSRC-datapakke 1 opptrer, og så, når den detekterer en slik, utsette sin datapakke 16', eller så styrer,8 GHz DSRCtransceiveren 4,9 GHz DSRC-transceiveren 4 direkte for å undertrykke datapakken 16'. PågrunnavdenbegrensedelengdenTptil,9GHzDSRC-datapakken16sikres = Tp. Ved de forannevnte eksemplifiserte verdiene vil dermed alle,8 GHz DSRC-datapakkene 1 som er sendt ut med T c = ms, i hvert enkelt tilfelle forsinkes med maks. 2 ms, noe som ikke fører til en forringelse av,8 GHz DSRC-funksjonaliteten til radiofyret 2. 3 Oppfinnelsen er ikke begrenset til de fremstilte utførelsesformene, men omfatter alle varianter og modifikasjoner som faller innenfor rammene til de medfølgende kravene.
7 Patentkrav 1. Radiofyr med minst én første transceiver (4) til radiokommunikasjon (13) med første kjøretøyenheter (7) etter,8 GHz DSRC-standarder, ifølge hvilke den første transceiveren (4) sender en rekke av første datapakker (1) i et første frekvensbånd, og med minst én andre transceiver () til radiokommunikasjon (14) med andre kjøretøyenheter (8) etter,9 GHz DSRC-standarder, ifølge hvilke den andre transceiveren () sender eller mottar minst én andre datapakke (16) i et andre frekvensbånd, karakterisert ved at radiofyret (2) er utformet for å forsinke utsendelsen av en datapakke (1) i rekken av første datapakker (1) med den maksimale varigheten (T p ) til en andre datapakke (16), når en andre datapakke (16) opptrer i det andre frekvensbåndet. 1 2. Radiofyr ifølge krav 1, karakterisert ved at tidsavstanden (T c ) mellom to datapakker (1) i den første rekken er ca. ms og den nevnte varigheten (Tp) til en andre datapakke (16) er maks. 2 ms. 3. Radiofyr ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den første transceiveren (4) overvåker det andre frekvensbåndet for å bevirke den nevnte forsinkelsen datapakke (16) i det andre frekvensbåndet. 2 4. Radiofyr ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den andre transceiveren av utsendelsen av en første datapakke (1), når den sender eller mottar en andre datapakke (16).. Radiofyr ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den andre transceiveren () overvåker det første frekvensbåndet, og kun sender en andre datapakke (16) når det første frekvensbåndet er fritt. 3 6. Radiofyr ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den første transceiveren (4) hindrer den andre transceiveren () i utsendelsen av en andre datapakke (16), når den sender eller mottar en første datapakke (1).
8 7. Radiofyr ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at den første transceiveren (4) har en antenne med retningskarakteristikk. 8. Fremgangsmåte for selektiv radiokommunikasjon mellom et radiofyr (2) og første kjøretøyenheter (7) etter,8 GHz DSRC-standarder, ifølge hvilke en rekke av første datapakker (1) i et første frekvensbånd sendes ut av radiofyret (2), og mellom det samme radiofyret (2) og andre kjøretøyenheter (8) etter,9 GHz DSRC-standarder, ifølge hvilke minst én andre datapakke (16) sendes eller mottas i et andre frekvensbånd av radiofyret (2), karakterisert ved at utsendelsen av en datapakke (1) i rekken av første datapakker (1) forsinkes med den maksimale varigheten av en andre datapakke (16) når en andre datapakke (16) opptrer i det andre frekvensbåndet. 1 9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at tidsavstanden (T c ) mellom to datapakker (1) i den første rekken er ca. ms, og den nevnte varigheten (Tp) til en andre datapakke (16) er maks. 2 ms.. Fremgangsmåteifølgekrav8eller9,karakterisert ved at det kun sendes en andre datapakke (16) når det første frekvensbåndet er fritt.
1
2