[发明专利]在无线车载网络中实现可靠通信的拓扑布置

说明书

技术领域

本发明涉及网络系统、并且尤其涉及无线网络系统。

背景技术

现代的车辆具有复杂的功能性并且具有支持众多功能的网络架构。据推测，车辆内的电子产品将从目前的大约车辆总开销的百分之二十五增长到在可预见未来的大约车辆总开销的百分之四十。车辆中的电子产品的增长将会提出对于更好的并且更加完备的网络结构的需求。车辆中的网络基础设施的程度以及网络的完备性取决于车辆制造商、品牌和型号。尽管尚未实现车辆的网络基础设施的普及，但高端车辆一般都具有一个以上的有线网络。通常，高端车辆至少具有用于动力系统的高带宽网络、用于车身控制和舒适特性的相对较低的带宽网络。低端车则往往具有较少的网络特性。与车辆进行网络化相关联的开销是网络架构、布局和规划的开发与测试的开销。由于对于车辆所期望的高度可靠以及相关联的设计开销，因此在增加新特性或者改变现有网络架构的方面，制造商是极其谨慎的。

近年来，业界和学术界对无线网络的研究和开发给予了很大的关注。尽管射频集成电路的开销在下降，但是技术本身已经达到了成熟的水平。目前，能够建立可以嵌入在任意环境中的开销大大降低的无线节点，这仅仅在几年前还是不可能的。然而，无线网络具有下面的缺点：其不能在妨碍物阻碍了无线信号传输的环境下可靠地通信。这样的妨碍物以座位、控制台和乘客的形式常见于车辆的乘员舱中，因而使得无线网络在车辆的乘员舱内通常是不实用的。更一般地说，与有线网络相比，无线网络可能具有诸如多路径衰减和干扰之类的众多性能缺点。因此，无线网络的可靠性可能会低于有线网络的可靠性。

在现有技术中并未公开一种能够在车辆的乘员舱内可靠地进行操作的无线网络的布置或给出相关启示。

发明内容

本发明提供一种在车辆的乘员舱中使用的无线网络，其中，该网络包括至少一个将信号从发射器中继到接收器的中间节点。该中间节点可以用于如下的配置中：在发射器和接收器之间的视准线被乘员舱内的乘客或者诸如座位之类的某些结构物理地阻挡，这导致了在没有中间节点的情况下的不可靠的信号传输。可以放置一个或多个中间节点，以便实现从发射器通过一个或多个中间节点到达接收器的无障碍的路径。

本发明提供一种在车载环境中放置无线节点以产生所需的可靠水平的方法。特别地，本发明提供一种在诸如车舱之类的无线车载环境中创建可靠的无线通道的方法。本发明可以定义如下的可靠性指标：误码率和包出错率(BER-PER)。根据本发明的无线网络中的链接可以堪比有线网络中的这些指标性能。

在本发明的一种形式中，本发明所包含的无线网络布置包括包络体(enclosure)，该包络体具有无线通信的障碍物(hindrance)。该障碍物包括固定障碍(barrier)和/或用于容纳可移动障碍的空间。将至少三个无线电子节点无线地并且可通信地相互耦接。节点的广播范围大于乘员舱的最大尺度。障碍物被设置在第一节点与第二节点之间。在包络体内放置该至少三个节点，使得无线信号通信路径将第一节点无线地并且可通信地耦接到第二节点。通信路径不与障碍物相交。通信路径经过至少第三节点。通信路径由多个接合的线段排他地形成。将每个线段的相对端设置于节点中的相对应的那些节点处。

在本发明的另一种形式中，本发明所包含的车载网络布置包括具有乘员舱的车体。在乘员舱内设置有无线通信的障碍物。障碍物包括固定障碍和/或用以容纳可移动障碍的空间。将至少三个无线电子节点无线地并且可通信地相互耦接。节点的广播范围大于乘员舱的最大尺度。障碍物被设置在第一节点与第二节点之间。在乘员舱内放置该至少三个节点，使得无线信号通信路径将第一节点无线地并且可通信地耦接到第二节点。通信路径不与障碍物相交。通信路径经过至少第三节点。通信路径由多个线段排他地形成。将每个线段的相对端设置于节点中的相对应的那些节点处。

在本发明的另一种形式中，本发明所包含的车载网络布置包括车体，该车体具有顶部和位于顶部之下的乘员舱。在乘员舱内设置有无线通信的障碍物。障碍物包括设置于乘员舱内的座位和/或由座位限定的容纳乘客的立体空间部分。将至少三个无线电子节点无线地并且可通信地相互耦接。节点的广播范围大于乘员舱的最大尺度。障碍物被设置在第一节点与第二节点之间。在包络体内放置该至少三个节点，使得无线信号通信路径将第一节点无线地并且可通信地耦接到第二节点。通信路径不与障碍物相交。通信路径经过至少第三节点。将第三节点附接到车体的顶部。通信路径由多个线段排他地形成。将每个线段的相对端设置于节点中的相对应的那些节点处。