CN109906560B - 执行无线通信的车辆及其通信方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及将支持比第四代(4G)系统更高数据速率的第五代(5G)通信系统与物联网(IoT)的技术进行汇聚的通信方法和系统。本公开可应用于基于5G通信技术和物联网相关技术的智能服务，诸如智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车、联网汽车、医疗保健、数字教育、智能零售、安保和安全服务。提供了执行无线通信的车辆及其通信方法。执行无线通信的车辆包括收发器和至少一个处理器，收发器包括放置在第一表面中的第一射频模块和放置在形成车辆的外边缘的多个表面中的第二表面中的第二射频模块，且至少一个处理器控制收发器以通过使用第一射频模块或第二射频模块中的至少一个来发送和接收无线信号，其中，第一射频模块和第二射频模块中的每个包括至少两个天线元件。

Description

执行无线通信的车辆及其通信方法
技术领域
本公开涉及使用包括在车辆中的至少一个射频(RF)模块执行无线通信的方法和装置。
背景技术
为了满足自4G通信系统的部署以来增加的对无线数据业务的需求，已经致力于开发改进的5G或预5G通信系统。因此，5G或预5G通信系统也称为“超4G网络”或“后LTE系统”。正在考虑在更高频率(mmWave)频带(例如，60GHz频带)中实施5G通信系统，以便实现更高的数据速率。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束成形技术、大规模多输入多输出(MIMO)技术、全维MIMO(FD-MIMO)技术、阵列天线技术、模拟波束成形技术、大规模天线技术。此外，在5G通信系统中，正在基于高级小型小区、云无线电接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(CoMP)、接收端干扰消除等进行对系统网络改善的开发。在5G系统中，已经开发了作为高级编码调制(ACM)的混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)、以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。
互联网是人类生成和消费信息的以人为中心的连接网络，而互联网现在正在演变成如事物的分布式实体在没有人为干预的情况下交换和处理信息的物联网(IoT)。已经出现通过与云服务器的连接使IoT技术与大数据处理技术相结合的万物互联网(IoE)。针对IoT实施，作为技术要素已经要求了诸如“传感技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”，最近已经研究了传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器类型通信(MTC)等。这种IoT环境可提供智能互联网技术服务，其通过收集和分析在连接的事物之间产生的数据来为人类生活创造新的价值。IoT可通过现有信息技术(IT)与各种工业应用之间的融合和结合而被应用到包括智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能家电和高级医疗服务的各种领域。
据此，已经进行了各种尝试以将5G通信系统应用于IoT网络。例如，诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)和机器对机器(M2M)通信的技术可通过波束成形、MIMO和阵列天线来实现。作为上述的大数据处理技术的云无线接入网(RAN)的应用属于5G技术与IoT技术之间的融合的一示例。
由于第四代(4G)通信系统已商业上可用，因此正在致力于开发增强型第五代(5G)通信系统或预5G通信系统以便满足无线数据业务需求的增加。5G通信系统或预5G通信系统被称为超4G网络通信系统或后长期演进(LTE)系统。为了实现高数据传输速率，正在考虑在mmWave频带(例如，60GHz频带)中实现5G通信系统。为了减轻mmWave频带中电子波的任何路径损耗并且增加电子波的传输距离，针对5G通信系统，讨论了波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形和大规模天线的技术。此外，为了增强5G通信系统中的网络，已开发了创新小型小区、先进小型小区、云无线接入网络(云RAN)、超密集网络、设备到设备通信(D2D)、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(CoMP)和干扰消除的技术。另外，针对5G系统，已开发了作为高级编码调制(ACM)方法的混合频移键控和正交幅度调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)、以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。
互联网从人类生成并消费信息的基于人类的连接网络革新为向分布式构成元素(如已发生的事物)提供信息并且从分布式构成元素(如已发生的事物)接收并处理信息的物联网(IoT)网络。已出现了通过连接到云服务器的大数据处理技术与IoT技术相结合的万物互联(IoE)技术。为了实现IoT，需要诸如感测技术、有线和无线通信和网络基础设施、服务接口技术和安全技术的技术元素；因此，如今，正在进行对于传感器网络的技术、机器对机器(M2M)通信和用于事物之间连接的机器类型通信(MTC)的研究。在IoT环境中，可提供智能互联网技术服务，而智能互联网技术服务收集并分析在连接的事物中生成的数据以向人类生活提供新的价值。物联网可通过现有信息技术(IT)以及各种行业之间的融合和复杂连接来应用到智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能家电和高科技医疗服务领域。
相应地，已进行了将5G通信系统应用于IoT网络的各种尝试。例如，已通过作为5G通信技术的波束成形、MIMO和阵列天线技术实现了诸如传感器网络、M2M通信和MTC的技术。作为前述大数据处理技术的云RAN的应用可为5G技术和IoT技术的融合的示例。
在5G通信技术中，考虑了超高频带中的通信规范，并且在超高频带(即，30GHz或更高的频带)中，由于波长为10mm或更小，因此将其称为mmWave频带。
mmWave频带的最大特征在于，与在低频带中相比，根据距离的电波损耗在高频带中增大得多。然而，由于还缩短了波长，通过使用多天线的高增益模拟定向天线应用波束成形，可以克服电波损耗。因此，使用多天线的波束成形设计在mmWave频带通信中是重要的。
以上信息仅作为背景信息呈现，以帮助理解本公开。对于以上内容中的任何内容是否适用于与本公开相关的现有技术而言，并没有做出任何确定，也没有做出断言。
发明内容
技术问题
当前，对于使用安装在车辆中的天线进行通信的方法的研究正持续进行中。
解决问题的方法
本公开的各方面在于至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供以下优点。相应地，本公开的一方面是提供使用包括在车辆中的包括至少两个天线元件的射频(RF)模块根据通信情况来执行各种通信的方法。
根据本公开的一方面，提供了执行无线通信的车辆。车辆包括收发器和至少一个处理器，其中，收发器包括放置在第一表面中的第一RF模块和放置在形成车辆的外边缘的多个表面中的第二表面中的第二RF模块，并且至少一个处理器控制收发器以通过使用第一RF模块或第二RF模块中的至少一个来发送和接收无线信号，其中，第一RF模块和第二RF模块中的每个包括至少两个天线元件。
根据本公开的另一方面，提供了执行无线通信的车辆的通信方法。该方法包括：控制包括第一RF模块和第二RF模块的收发器，以通过使用第一RF模块或第二RF模块中的至少一个来发送和接收无线信号，其中，在形成车辆的外边缘的多个表面之中，第一RF模块放置在第一表面中，且第二RF模块放置在第二表面中，其中，第一RF模块和第二RF模块中的每个包括至少两个天线元件。
通过公开了本公开各种实施方式的、结合附图的以下详细描述，本公开的其它方面、优点和显著特征将对于本领域技术人员变得显而易见。
有益效果
如上所述，因为布置在根据本公开实施方式的车辆中的RF模块包括至少两个天线元件，因此通信距离可根据车辆的移动而增加。此外，当根据本公开实施方式的至少两个RF模块布置在车辆中时，通过基于车辆的状态信息来选择最适合于当前车辆状态的通信方法(例如，SISO通信、MIMO通信)，可执行更有效的通信。
附图说明
通过结合附图的以下描述，本公开某些实施方式的上述和其它方面、特征和优点将更加显而易见，在附图中：
图1是示出根据本公开实施方式的与基站和终端通信的车辆的概念图；
图2a是示出根据本公开实施方式的车辆的通信方法的流程图；
图2b是示出根据本公开实施方式的车辆的内部配置的框图；
图3a是示出根据本公开实施方式的执行车辆通信的射频(RF)单元的框图；
图3b是示出根据本公开实施方式的执行车辆通信的RF单元和控制器的框图；
图3c是示出根据本公开实施方式的车辆中放置有一个RF模块的示例的视图；
图4是示出根据本公开实施方式的放置有两个RF模块的车辆的视图；
图5a和图5b是示出根据本公开实施方式的放置有第一RF模块和第二RF模块的车辆的视图；
图6a是示出根据本公开实施方式的在第一表面中放置有两个RF模块并且在第二表面中放置有两个RF模块的车辆的视图；
图6b是示出根据本公开实施方式的图6a的车辆的内部配置的框图；
图7是示出根据本公开实施方式的包括四个RF模块的RF单元的配置的框图；以及
图8a和图8b是示出根据本公开实施方式的两个RF模块各自放置在其外边缘的不同的表面处的车辆的视图。
在整个附图中，相同的附图标记将被理解为指示相同的部分、部件和结构。
具体实施方式
提供以下参考附图的描述以帮助全面理解由权利要求书及其等同物限定的本公开的各种实施方式。其包括各种具体细节以帮助这种理解，但这些细节将被视为仅仅是示例性的。相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可对本文中描述的各种实施方式进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明，对公知功能和结构的描述可被省略。
在以下描述和权利要求书中使用的术语和词语不限于书面意义，而是仅由发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本公开。相应地，对本领域技术人员应显而易见的是，本公开各种实施方式的以下描述仅为了说明的目的而提供的，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同物限定的本公开的目的。
应理解，除非上下文中另有明确规定，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数指示物。因此，例如，对“部件表面”的引用包括对一个或多个这种表面的引用。
在本文中，可理解，流程图的每个框和流程图的组合可由计算机程序指令执行。由于这些计算机程序指令可安装在通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器中，通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令生成用于执行在流程图的框中所描述的功能的装置。为了利用特定方法实现功能，因为这些计算机程序指令可存储在可引导计算机或其它可编程数据处理设备的计算机可用存储器或计算机可读存储器中，存储在计算机可用或计算机可读存储器处的指令可产生包括执行流程图的框中所描述的功能的指令装置。因为计算机程序指令可安装在计算机或其它可编程数据处理设备上，因此在计算机或其它可编程数据处理设备上执行一系列操作并生成用计算机执行的处理，并且引导计算机或其它可编程数据处理设备的指令可提供用于执行流程图的框中所描述的功能的操作。
此外，每个块可表示包括用于执行特定逻辑功能的至少一个可执行指令的模块、段或代码的一部分。此外，在若干可替换的执行示例中，应注意，可执行框中所描述的功能，而与顺序无关。例如，两个连续示出的框可基本上同时执行或者可有时根据对应的功能以相反的顺序执行。
在这种情况下，在本实施方式中使用的措辞“-单元”表示诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的软件或硬件部件并且执行任何功能。但是，“-单元”不限于软件或硬件。“-单元”可配置成存储在可寻址的存储介质上并且可配置成再现至少一个处理器。因此，“-单元”包括例如部件(诸如软件部件、面向对象的软件部件、类部件和任务部件)、处理、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。提供在构成元件和“-单元”内的功能可通过联接较少数量的构成元件和“-单元”或通过将构成元件和“-单元”细分为附加构成元件和“-单元”来执行。此外，构成元件和“-单元”可以再现设备或安全多媒体卡内的至少一个中央处理单元(CPU)的方式来实现。
图1是示出根据本公开实施方式的与基站和终端通信的车辆的概念图。
参照图1，根据本公开实施方式的车辆100可包括用于从外部接收无线信号并将无线信号发送到外部的至少一个射频(RF)模块101，并且使用RF模块与基站1和终端10中的至少一个进行通信。
根据本公开实施方式的车辆100可包括位于其前保险杠的一个区域中的RF模块101。然而，与附图不同地，根据本公开实施方式的车辆100可包括位于形成其外边缘的多个表面中的至少一个表面中的至少一个RF模块。根据本公开实施方式的RF模块101可例如附接到形成车辆的外边缘的金属结构体，或者安装在金属结构体内。也就是说，为了使用根据本公开实施方式的车辆100的各种通信方法发送和接收在通信的各个方向上发射的无线信号，布置在车辆处的RF模块101的位置和数量可不同地确定。
根据本公开实施方式的车辆可使用包括在其中的至少一个RF模块根据车辆状态来执行各种通信。例如，车辆的控制器可确定最适合于车辆的当前状态的通信方法，并且根据所确定的通信方法来控制RF单元以执行通信。
在下文中，将参照附于本说明书的附图对根据本公开实施方式的基于车辆状态的车辆的通信方法进行详细描述。
图2a是示出根据本公开实施方式的车辆的通信方法的流程图，并且图2b是示出根据本公开实施方式的车辆的内部配置的框图。
参照图2a，在操作S201处，为了确定车辆的当前状态，根据本公开实施方式的车辆可获取其状态信息。
此处，车辆的状态信息是用于确定车辆的当前状态的一整套信息，并且可包括例如驾驶速度、驾驶模式、驾驶环境、车辆的驾驶路线以及与车辆的部件操作有关的信息。
参照图2b，根据本公开实施方式的车辆的控制器220可根据包括在车辆中的各种配置获取车辆的状态信息。
例如，车辆的控制器220(例如，至少一个处理器)可连续地从RF单元210接收车辆的位置信息，并且获取车辆的驾驶路线信息，或者基于从外部接收到的天气信息和道路状况信息来获取车辆的驾驶环境信息。此外，例如，车辆的控制器220可识别车辆的驾驶速度信息、车辆部件的操作信息(例如，车辆的雨刷是否操作、车辆的天窗是否打开)、车辆的驾驶环境信息(车辆外部和内部之间的温度差或湿度差)以及来自感测单元240(例如，至少一个传感器)的车辆的驾驶模式信息(由驾驶员驾驶的手动驾驶模式或用于自动驾驶的自动驾驶模式)。
通过这种方式，在操作S202处，当获取到车辆的状态信息时，根据本公开实施方式的车辆的控制器可基于识别到的车辆状态信息来确定车辆的通信方法。
此处，车辆的通信方法可根据布置在车辆上的RF模块的数量和位置而改变。例如，当在形成车辆的外边缘的不同表面中的每个表面处布置有一个RF模块时，车辆的控制器220可根据车辆状态确定以单输入单输出(SISO)通信、SISO和分集通信以及多输入多输出(MIMO)通信中的任一种方法进行通信。可选地，当在形成车辆的外边缘的不同的表面中的每个表面处布置有两个RF模块时，车辆的控制器220可根据车辆状态确定以SISO通信、SISO和分集通信、MIMO通信以及MIMO和分集通信中的任一种方法进行通信。
在更详细的示例中，当根据本公开实施方式的控制器220获取到车辆的驾驶速度信息时，如果车辆的驾驶速度是第一速度，则控制器220可确定执行SISO通信，并且如果车辆的驾驶速度是大于第一速度的第二速度，则控制器220可确定执行MIMO通信。此处，第一速度可以是包括这样一种车辆的速度范围内，即，其中驾驶员在移动通信系统中以平均传输速度发送和接收数据。此外，第二速度为比第一速度快上预定幅度或大于第一速度的速度，并且可基于从基站发送的无线信号的接收速率恶化的水平或者切换执行次数增加的水平来确定。关于根据本公开实施方式的第一速度和第二速度的基准的信息可预先存储在图2b的存储器单元230(例如，存储器)中。
在另一示例中，根据本公开实施方式的控制器220可获取车辆的驾驶模式信息。此处，车辆的驾驶模式可包括例如手动驾驶模式和自动驾驶模式。更具体地，手动驾驶模式可表示车辆由驾驶员驾驶的驾驶模式，并且自动驾驶模式可为车辆执行由其控制器驱动的自主驾驶的驾驶模式。也就是说，自动驾驶模式可为通过附接到车辆的传感器识别车辆的位置并且基于从RF单元210收集到的相邻车辆的行驶信息或车辆的当前驾驶环境信息在避开障碍物的同时行驶、或者在调节车辆速度的同时行驶的驾驶模式。
在这种情况下，当车辆的驾驶模式是手动驾驶模式时，车辆的控制器220可确定执行SISO通信。此外，当车辆的驾驶模式是自动驾驶模式时，为了从相邻车辆中的每个车辆接收相邻车辆的多个状态信息(例如，相邻车辆的速度信息或驾驶路线信息)，根据本公开实施方式的控制器220可确定执行MIMO通信。
在另一示例中，根据本公开实施方式的控制器220可获取车辆的驾驶路线信息，并且当基于所获取的车辆估计路线的、车辆的移动方向行进至特定区域时，控制器220可确定执行分集通信。在这种情况下，车辆的控制器220可通过导航模块(未示出)获取车辆的目的地信息，并且确定特定区域是否包括在朝向车辆的目的地的估计路线中。
在这种情况下，当车辆正在执行SISO通信时，根据本公开实施方式的控制器220可确定执行SISO和分集通信，并且当车辆正在执行MIMO通信时，控制器220可确定执行MIMO和分集通信。此处，特定区域是在执行通信时发生信号的多径衰落或天线的极化失效(polarization miss)的高概率区域，并且可包括例如森林或山区。在根据本公开实施方式的存储器单元230处，可存储关于特定区域的地图信息和位置信息。
在另一示例中，根据本公开实施方式的控制器220可获取与车辆部件的操作有关的信息。例如，当从感测单元240获取关于车辆的雨刷操作的检测信息时，车辆的控制器220可根据天气考虑无线信号的衰减率来确定执行MIMO通信。在这种情况下，当车辆正在执行SISO通信时，根据本公开实施方式的控制器220可将通信方法改变为执行MIMO通信。此外，在这种情况下，除了与车辆部件有关的信息以外，根据本公开实施方式的控制器220还可考虑来自感测单元240的车辆的外部和内部之间的温度差或湿度差的信息来确定执行MIMO通信。
在前述各种实施方式中，已描述了根据本公开实施方式的控制器220基于车辆的状态信息来确定车辆的通信方法的示例，但是通过组合两个或更多个状态信息，可确定车辆的通信方法。
此外，当在执行任何一种通信方法的情况下基于车辆的状态信息改变车辆状态时，根据本公开实施方式的控制器220可改变所确定的通信方法。例如，在根据车辆的驾驶模式执行SISO通信或MIMO通信的情况下，当特定区域包括在车辆的估计驾驶路线中时，根据本公开实施方式的控制器220可将所确定的通信方法改变为执行SISO和分集通信或者MIMO和分集通信。
通过这种方式，在操作S203处，当根据本公开实施方式的控制器220确定车辆的通信方法时，控制器220可根据所确定的通信方法来控制RF单元210以操作布置在车辆处的至少一个RF模块。
在这种情况下，当根据所确定的通信方法来执行通信时，根据一方法和至少一个RF模块布置在车辆处的数量，可改变其中根据本公开实施方式的控制器220控制RF单元的操作。在下文中将参照附图对与其相关的RF单元的更详细的操作控制方法进行描述。
图3a是示出根据本公开实施方式的执行车辆通信的RF单元的框图，图3b是示出根据本公开实施方式的执行车辆通信的RF单元和控制器的框图，并且图3c是示出根据本公开实施方式的车辆中布置有一个RF模块的示例的视图。
参照图3a，根据本公开实施方式的车辆100可包括用于执行通信的RF单元。
根据本公开实施方式的RF单元210可包括RF模块211、基带模块212和连接RF模块211与基带模块212的线缆201。
根据本公开实施方式的RF模块211可包括可接收从外部接收到的无线信号(电子波)或者可向外部发送无线信号的至少两个天线元件20a和20b。图3a示出了两个天线元件包括在一个RF模块211中的示例，但是根据本公开实施方式的RF模块可包括至少两个天线元件。
根据本公开实施方式的包括在一个RF模块211中的各天线元件20a和20b可接收相同的无线信号或者可发射相同的无线信号。通过这种方式，因为根据本公开实施方式的包括在一个RF模块中的多个天线元件可发送和接收相同的无线信号，因此可增加移动车辆的通信距离并且可提高传输效率。
虽然未在图中示出，但是根据本公开实施方式的RF模块211可包括射频集成电路(RFIC)，而射频集成电路(RFIC)中内装有功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、滤波器和混频器。
根据本公开实施方式的线缆201可执行将通过天线元件接收到的无线信号发送到基带模块212的通道功能。在这种情况下，通过RF模块211的混频器下转换的信号通过线缆201发送到基带模块212。
根据本公开实施方式的基带模块212可包括RFIC，而RFIC包括模数转换器(ADC)。此外，基带模块212可分析包括信道信息的数字数据，并且处理和控制与从外部接收到的无线信号对应的最终信号或者将最终信号发送到外部。
在作为基带模块212与RF模块211之间的路径的线缆201中，可附加地布置用于连接或断开路径的开关单元。
参照图3b，用于连接或断开第一路径的第一开关单元213a可布置在第一RF模块211a与基带模块212之间，并且用于连接或断开第二路径的第二开关单元213b可包括在第二RF模块211b与基带模块212之间。图3b示出了包括两个开关单元的示例，但是当根据本公开实施方式提供三个或更多个RF模块时，可与之对应地提供用于连接或断开RF模块与基带模块之间的路径的三个或更多个开关单元。
图3b中所示的根据本公开实施方式的控制器220可根据基于车辆的状态信息确定的车辆状态来确定车辆的通信方法，并且控制RF单元210以使得RF模块基于所确定的通信方法来发送和接收无线信号。更具体地，根据本公开实施方式的控制器220可基于车辆的状态信息来确定执行SISO通信，并且控制一个开关单元以与之对应地连接一个RF模块与基带模块之间的路径。在另一示例中，根据本公开实施方式的控制器220可基于车辆的状态信息确定执行SISO和分集通信，并且控制开关单元以与之对应地连接或断开至少一个RF模块与基带模块之间的路径。
参照图3c，根据本公开实施方式的RF模块可布置在形成车辆100的外边缘的表面中的至少一个表面中。图3c示出了RF模块311布置在与车辆100的前侧对应的一个表面处的示例，但是RF模块可布置在与表面之中与另一方向(侧部或后侧)对应的一个表面处。
参照图3c，当根据本公开实施方式的车辆100包括一个RF模块311(下文中称为第一RF模块)时，车辆100可执行SISO通信。在这种情况下，根据本公开实施方式的控制器可控制第一开关单元313以连接第一RF模块311与基带模块312之间的第一路径。
在这种情况下，可从包括在第一RF模块311中的天线元件中的每个接收从外部发送的无线信号。此外，当车辆100具有待发送到外部基站或终端的预定数据时，可从包括在第一RF模块311中的天线元件中的每个发送包括该数据的无线信号。
根据本公开实施方式的车辆可包括多个RF模块，其中多个RF模块布置在形成其外边缘的多个表面的至少两个表面中。
图4是示出根据本公开实施方式的布置有两个RF模块的车辆的视图。
参照图4，根据本公开实施方式的车辆100可包括第一RF模块411a和第二RF模块411b，其中，在形成其外边缘的多个表面之中，第一RF模块411a布置在第一表面(例如，与车辆的前保险杠对应的表面)处，并且第二RF模块411b布置的第二表面(例如，与车辆的后保险杠对应的表面)处。
如上所述，第一RF模块411a和第二RF模块411b均可包括多个天线元件。此处，第一RF模块411a和第二RF模块411b可使用第一表面和第二表面中的每个作为基准表面以0°至180°的角度发送和接收无线信号。
例如，如图4中所示，当第一RF模块411a布置在与车辆的前侧对应的一个表面处并且当第二RF模块411b布置在与车辆的后侧对应的一个表面处时，第一RF模块411a和第二RF模块411b中的每个的发送和接收范围的总和可为0°至360°。因此，当通过这种方式布置第一RF模块411a和第二RF模块411b时，可接收在各个方向上传输的无线信号，并且可在各个方向上发射无线信号。
根据本公开实施方式的控制器可基于所获取的车辆状态信息来确定车辆的当前状态，并且基于所确定的当前状态来确定车辆的通信方法。例如，当根据本公开实施方式的控制器基于车辆的状态信息来确定执行SISO通信时，控制器可控制第一开关单元413a以连接第一RF模块411a与基带模块412之间的第一路径，并且控制第二开关单元413b以断开第二RF模块411b与基带模块412之间的第二路径。在这种情况下，可仅通过第一路径发送和接收无线信号。在本实施方式中，已描述了使用位于车辆的前侧处的第一RF模块411a执行SISO通信的示例，但是控制器可使用第二RF模块411b执行SISO通信。
在另一示例中，当根据本公开实施方式的控制器基于车辆的状态信息来确定执行SISO和分集通信时，控制器可控制第一开关单元413a以连接第一路径并且控制第二开关单元413b以连接第二路径。
更具体地，描述了这样一种情况，即：在车辆的控制器通过第一路径和布置在车辆的前侧处的第一RF模块411a来执行SISO通信的状态下，如果在通过第一RF模块411a接收到的无线信号中发生多径衰落，则控制第二开关单元413b与布置在车辆的后侧处的第二RF模块411b一同进行操作。也就是说，根据本公开实施方式的车辆的控制器可顺序地控制第一开关单元413a和第二开关单元413b以在连接第一路径之后连接第二路径。
此外，例如，当执行根据本公开实施方式的SISO和分集通信时，可通过第一路径和第二路径中的每个来发送和接收相同的无线信号(空间分集通信)。此外，例如，当执行根据本公开实施方式的SISO和分集通信时，可通过第一路径来发送和接收无线信号的具有第一方向性的分量(例如，水平极化波)，并且可通过第二路径(极化分集)来发送和接收无线信号的具有第二方向性的分量(例如，垂直极化波)。
在另一示例中，当根据本公开实施方式的控制器基于车辆的状态信息来确定执行MIMO通信时，控制器可控制第一开关单元413a以连接第一路径并且控制第二开关单元413b以连接第二路径。在这种情况下，通过第一路径发送和接收的无线信号和通过第二路径发送和接收的无线信号可为不同的信号。
通过这种方式，根据本公开实施方式的控制器可确定车辆的当前状态并且连接或断开RF模块与基带模块之间的路径以执行最适合于所确定的状态的通信方法，从而执行更有效的通信。
图4示出了第一RF模块411a和第二RF模块411b布置在与车辆的前侧对应的表面和与后侧对应的表面处的示例，但是第一RF模块和第二RF模块可布置在多种位置处。
图5a和图5b是示出根据本公开实施方式的布置有第一RF模块和第二RF模块的车辆的视图。
参照图5a，根据本公开实施方式的第一RF模块511a可布置在与车辆的侧部对应的一个表面处，并且第二RF模块511b可布置在与车辆的侧部对应的另一个表面处。通过这种方式，当布置有第一RF模块511a的表面和布置有第二RF模块511b的表面彼此平行时，根据第一RF模块511a和第二RF模块511b的发送和接收范围可具有0°至360°的角度。
可选地，参照图5b，第一RF模块511a可布置在与车辆的前侧对应的一个表面上，并且第二RF模块511b可布置在与车辆的侧部对应的一个表面上。在这种情况下，根据第一RF模块511a和第二RF模块511b的发送和接收范围可具有0°至270°的角度。
在RF模块中，随着与基带模块间的路径延长，过渡损耗可能增加。然而，如在图5a和图5b的情况下，当布置有各RF模块时，RF模块与基带模块之间的距离缩短，并且可减少在传输无线信号时发生的损耗。
虽然未在图中示出，但是根据本公开实施方式的车辆还可包括在第一表面处与第一RF模块平行布置的第三RF模块。此外，根据本公开实施方式的车辆还可包括用于连接或断开第三RF模块与基带模块之间的第三路径的第三开关单元。在这种情况下，根据本公开实施方式的车辆可使用第一RF模块、第二RF模块和第三RF模块来执行上述的SISO通信、SISO和分集通信以及MIMO通信。
例如，根据本公开实施方式的控制器可基于车辆的状态信息来确定执行SISO通信。在这种情况下，根据本公开实施方式的控制器可控制第一开关单元以连接第一路径并且控制第二开关单元以断开第二路径。在这种情况下，根据本公开实施方式的控制器可控制第一开关单元至第三开关单元以通过第二路径或第三路径来执行SISO通信。
在另一示例中，当根据本公开实施方式的控制器基于车辆的状态信息来确定执行SISO和分集通信时，控制器可控制第一开关单元以连接第一路径并且控制第二开关单元以连接第二路径。在这种情况下，根据本公开实施方式的控制器可控制第一开关单元至第三开关单元以通过第二路径和第三路径来执行SISO和分集通信。
在另一示例中，当根据本公开实施方式的控制器基于车辆的状态信息来确定执行MIMO通信时，控制器可控制第一开关单元以连接第一路径，控制第二开关单元以连接第二路径，并且控制第三开关单元以断开第三路径。在这种情况下，通过第一路径发送和接收的无线信号和通过第二路径发送和接收的无线信号可为不同的信号。可选地，根据本公开实施方式的控制器可控制第一开关单元以连接第一路径，控制第二开关单元以断开第二路径，并且控制第三开关单元以连接第三路径。相似地，通过第一路径和第三路径发送和接收的无线信号可为不同的无线信号。
在下文中，将对在多个RF模块布置在第一表面处并且当多个RF模块布置在第二表面处时的、根据本公开实施方式的车辆的通信方法进行描述。
图6a是示出根据本公开实施方式的在第一表面中布置有两个RF模块并且在第二表面中布置有两个RF模块的车辆的视图，并且图6b是示出根据本公开实施方式的图6a的车辆的内部配置的框图。
参照图6a，根据本公开实施方式的车辆100可包括布置在第一表面处的第一RF模块611a和第三RF模块611c、以及布置在第二表面处的第二RF模块611b和第四RF模块611d。在这种情况下，如图6b中所示，RF单元610还可包括第一开关单元613a、第二开关单元613b、第三开关单元613c和第四开关单元613d，其中，第一开关单元613a用于连接或断开第一RF模块611a与基带模块612之间的第一路径，第二开关单元613b用于连接或断开第二RF模块611b与基带模块612之间的第二路径，第三开关单元613c用于连接或断开第三RF模块611c与基带模块612之间的第三路径，并且第四开关单元613d用于连接或断开第四RF模块611d与基带模块612之间的第四路径。
根据本公开实施方式的控制器620(例如，至少一个处理器)可基于所获取的车辆状态信息来确定车辆的当前状态，确定最适合于车辆的当前状态的通信方法，并且控制第一开关单元613a、第二开关单元613b、第三开关单元613c和第四开关单元613d的开关操作。
例如，当根据本公开实施方式的控制器620基于车辆的状态信息来确定执行SISO通信时，控制器620可控制第一开关单元613a以连接第一路径，控制第二开关单元613b以断开第二路径，控制第三开关单元613c以断开第三路径，并且控制第四开关单元613d以断开第四路径。在这种情况下，可仅通过第一路径发送和接收无线信号。在本实施方式中，已描述了使用第一RF模块611a执行SISO通信的示例，然而，控制器620可控制第一开关单元613a、第二开关单元613b、第三开关单元613c和第四开关单元613d以通过第二路径至第四路径中的任一个路径来执行SISO通信。
在另一示例中，当根据本公开实施方式的控制器620基于车辆的状态信息来确定执行SISO和分集通信时，控制器620可控制第一开关单元613a以连接第一路径，控制第二开关单元613b以连接第二路径，控制第三开关单元613c以断开第三路径，并且控制第四开关单元613d以断开第四路径。
在这种情况下，例如，可通过第一路径和第二路径中的每个来发送和接收相同的无线信号(空间分集通信)。此外，例如，可通过第一路径来发送和接收无线信号的具有第一方向性的分量(例如，水平极化波)，并且可通过第二路径来发送和接收无线信号的具有第二方向性的分量(例如，垂直极化波)(极化分集)。
在根据本实施方式的SISO和分集通信中，已描述了连接第一路径和第二路径的情况，但是控制器620可控制第一开关单元613a、第二开关单元613b、第三开关单元613c和第四开关单元613d以连接第一路径和第四路径、第二路径和第三路径、或第三路径和第四路径以执行SISO和分集通信。
在另一示例中，当根据本公开实施方式的控制器620基于车辆的状态信息来确定执行MIMO通信时，控制器620可控制第一开关单元613a以连接第一路径，控制第二开关单元613b以断开第二路径，控制第三开关单元613c以连接第三路径，并且控制第四开关单元613d以断开第四路径。在这种情况下，通过第一路径发送和接收的无线信号和通过第三路径发送和接收的无线信号可为不同的信号。在本实施方式中，已描述了连接第一路径和第三路径的情况，但是根据本公开实施方式的控制器620可连接第一路径和第二路径，连接第三路径和第四路径，或者连接第二路径和第四路径以执行MIMO通信。
在另一示例中，当根据本公开实施方式的控制器620基于车辆的状态信息来确定执行MIMO和分集通信时，控制器620可控制第一开关单元613a以连接第一路径，控制第二开关单元613b以连接第二路径，控制第三开关单元613c以连接第三路径，并且控制第四开关单元613d以连接第四路径。在这种情况下，通过第一路径和第二路径发送和接收的无线信号以及通过第三路径和第四路径发送和接收的无线信号可为不同的信号。在更详细的示例中，可通过第一路径和第二路径发送和接收第一无线信号，并且可通过第三路径和第四路径发送和接收第二无线信号。
在根据本实施方式的MIMO和分集通信中，已描述了通过第一路径和第二路径发送和接收第一无线信号并且通过第三路径和第四路径发送和接收第二无线信号的情况，但是根据本公开实施方式的控制器620可控制第一开关单元613a、第二开关单元613b、第三开关单元613c和第四开关单元613d以通过第一路径和第四路径发送和接收第一无线信号并且通过第二路径和第三路径发送和接收第二无线信号。
通过这种方式，由于根据本公开实施方式的控制器考虑到从车辆的状态信息确定的车辆的当前状态来确定通信方法，因此可根据在车辆的当前状态下最有效的方法来执行通信。
当根据本公开实施方式布置四个RF/天线模块时，RF单元可包括两个基带模块。
图7是示出根据本公开实施方式的包括四个RF模块的RF单元的配置的框图。
参照图7，根据本公开实施方式的RF单元710可包括第一RF模块711a、第二RF模块711b、第三RF模块711c和第四RF模块711d。此处，第一RF模块711a和第三RF模块711c可布置在形成车辆的外边缘的第一表面处，并且第二RF模块711b和第四RF模块711d可布置在形成车辆的外边缘的第二表面处。
为了执行更有效的通信，根据本公开实施方式的基带模块可包括第一基带模块712a和第二基带模块712b，其中，第一基带模块712a连接到第一RF模块711a和第三RF模块711c，并且第二基带模块712b连接到第二RF模块711b和第四RF模块711d。
基带模块712a和712b各自可根据由控制器确定的通信模式来控制连接在第一RF模块711a、第二RF模块711b、第三RF模块711c和第四RF模块711d之间的开关单元。虽然未在图中示出，但是根据本实施方式，可包括分别与第一RF模块711a、第二RF模块711b、第三RF模块711c和第四RF模块711d对应的第一开关单元至第四开关单元。
当根据本公开实施方式的车辆在多个表面中的每个表面处包括多个RF模块时，多个RF模块可用与图6a的方法不同的方法布置在车辆处。
图8a和图8b是示出根据本公开实施方式的两个RF模块各自布置在其外边缘的不同的表面处的车辆的视图。
参照图8a，根据本公开实施方式的第一RF模块711a和第三RF模块711c可布置在与车辆的侧部对应的一个表面处，并且第二RF模块711b和第四RF模块711d可布置在与车辆的侧部对应的另一个表面处。通过这种方式，当布置有第一RF模块711a和第三RF模块711c的表面和布置有第二RF模块711b和第四RF模块711d的表面彼此平行时，根据第一RF模块711a和第三RF模块711c以及第二RF模块711b和第四RF模块711d的发送和接收范围可具有0°至360°的角度。
可选地，参照图8b，第一RF模块711aa和第三RF模块711cc可布置在与车辆的前侧对应的一个表面处，并且第二RF模块711bb和第四RF模块711dd可布置在与车辆的侧部对应的另一个表面处。在这种情况下，根据第一RF模块711aa和第三RF模块711cc以及第二RF模块711bb和第四RF模块711dd的发送和接收范围可具有0°至270°的角度。
如上所述，由于布置在根据本公开实施方式的车辆中的RF模块包括至少两个天线元件，因此通信距离可根据车辆的移动而增加。此外，当车辆中布置有根据本公开实施方式的至少两个RF模块时，通过基于车辆的状态信息来选择最适合于当前车辆状态的通信方法(例如，SISO通信、MIMO通信)，可执行更有效的通信。
虽然已参照本公开实施方式具体示出和描述了本公开，但本领域技术人员将理解，在不背离如随附的权利要求书所限定的本公开的精神和范围的情况下，能够进行形式和细节上的各种改变。因此，应理解，前述的实施方式并非限制性的，而是说明性的。本公开的范围由稍后描述的权利要求来呈现，而不是非详细描述，并且应解析出，权利要求书的含义和范围以及从其等同概念导出的整体改变或改变的形式包括在本公开的范围内。
虽然已经参照本公开各种实施方式示出和描述了本公开，但本领域技术人员将理解，在不背离如随附的权利要求及其等同项所限定的本公开的精神和范围的情况下，能够进行形式和细节上的各种改变。

Claims (15)

1.无线通信系统中的车辆，所述车辆包括：
收发器包括：
第一射频(RF)模块，所述第一射频模块放置在第一表面中；
第二射频模块，所述第二射频模块放置在形成所述车辆的外边缘的多个表面中的第二表面中，其中，所述第一射频模块和所述第二射频模块中的每个包括至少两个天线元件；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器配置成：
识别所述车辆的状态信息，
基于所识别的状态信息从多种通信方法中选择通信方法，其中，所述多种通信方法基于所述至少两个天线元件的数量以及所述至少两个天线元件放置在所述第一表面和所述第二表面的位置来确定，以及
控制所述收发器以通过使用所述第一射频模块或所述第二射频模块中的至少一个来执行所选择的通信方法。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个处理器还配置成：基于所述车辆的所述状态信息来控制所述收发器以操作所述第一射频模块或所述第二射频模块中的至少一个。
3.如权利要求2所述的车辆，其中，所述车辆的所述状态信息包括所述车辆的驾驶模式、所述车辆的速度、所述车辆的驾驶路线、所述车辆的驾驶环境或与包括在所述车辆中的部件的操作有关的信息中的至少一个。
4.如权利要求3所述的车辆，其中，所述收发器还包括：
基带模块，所述基带模块配置成将无线信号的频率转换为预定频率；
第一开关，所述第一开关用于连接或断开所述第一射频模块与所述基带模块之间的第一路径；以及
第二开关，所述第二开关用于连接或断开所述第二射频模块与所述基带模块之间的第二路径。
5.如权利要求3所述的车辆，其中，所述至少一个处理器还配置成：
如果所述车辆的速度为第一速度，则确定执行单输入单输出(SI SO)通信，以及
如果所述车辆的速度为大于所述第一速度的第二速度，则确定执行多输入多输出(MIMO)通信。
6.如权利要求4所述的车辆，其中，所述至少一个处理器还配置成：
当所述至少一个处理器基于所述车辆的所述状态信息来确定执行单输入单输出(SISO)通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径并且控制所述第二开关以断开所述第二路径，
当所述至少一个处理器基于所述车辆的所述状态信息来确定执行单输入单输出和分集通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径并且控制所述第二开关以连接所述第二路径，以及
当所述至少一个处理器基于所述车辆的所述状态信息来确定执行多输入多输出(MIMO)通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径并且控制所述第二开关以连接所述第二路径。
7.如权利要求4所述的车辆，其中，所述收发器还包括：
第三射频模块，所述第三射频模块放置在所述第一表面中并且包括至少两个天线元件；
第四射频模块，所述第四射频模块放置在所述第二表面中并且包括至少两个天线元件；
第三开关，所述第三开关用于连接或断开所述第三射频模块与所述基带模块之间的第三路径；以及
第四开关，所述第四开关用于连接或断开所述第四射频模块与所述基带模块之间的第四路径。
8.如权利要求7所述的车辆，其中，所述至少一个处理器还配置成：
如果所述车辆的速度为第一速度并且特定区域包括在所述车辆的估计驾驶路线中，则确定执行单输入单输出(SISO)和分集通信，以及
如果所述车辆的速度为大于所述第一速度的第二速度并且所述特定区域包括在所述车辆的所述估计驾驶路线中，则确定执行多输入多输出(MIMO)和分集通信。
9.如权利要求7所述的车辆，其中，所述至少一个处理器还配置成：
当所述至少一个处理器基于所述车辆的所述状态信息来确定执行单输入单输出(SISO)通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径，控制所述第二开关以断开所述第二路径，控制所述第三开关以断开所述第三路径，并且控制所述第四开关以断开所述第四路径，
当所述至少一个处理器基于所述车辆的所述状态信息来确定执行单输入单输出和分集通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径，控制所述第二开关以连接所述第二路径，控制所述第三开关以断开所述第三路径，并且控制所述第四开关以断开所述第四路径，
当所述至少一个处理器基于所述车辆的所述状态信息来确定执行多输入多输出(MIMO)通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径，控制所述第二开关以断开所述第二路径，控制所述第三开关以连接所述第三路径，并且控制所述第四开关以断开所述第四路径，以及
当所述至少一个处理器基于所述车辆的所述状态信息来确定执行多输入多输出和分集通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径，控制所述第二开关以连接所述第二路径，控制所述第三开关以连接所述第三路径，并且控制所述第四开关以连接所述第四路径。
10.用于无线通信系统中的车辆的方法，所述方法包括：
控制包括第一射频(RF)模块和第二射频模块的收发器，以通过使用所述第一射频模块或所述第二射频模块中的至少一个来发送和接收无线信号，其中，所述第一射频模块和所述第二射频模块中的每个包括至少两个天线元件，所述第一射频模块放置在第一表面中，且所述第二射频模块放置在形成所述车辆的外边缘的多个表面中的第二表面中，以及
控制所述至少一个处理器以：
识别所述车辆的状态信息，
基于所识别的状态信息从多种通信方法中选择通信方法，其中，所述多种通信方法基于所述至少两个天线元件的数量以及所述至少两个天线元件放置在所述第一表面和所述第二表面的位置来确定，以及
控制所述收发器以通过使用所述第一射频模块或所述第二射频模块中的至少一个来执行所选择的通信方法。
11.如权利要求10所述的方法，其中，控制所述收发器以通过使用所述第一射频模块或所述第二射频模块中的至少一个来执行所选择的通信方法包括：
控制所述收发器以执行无线通信。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述车辆的所述状态信息包括所述车辆的驾驶模式、所述车辆的速度、所述车辆的驾驶路线、所述车辆的驾驶环境或与包括在所述车辆中的部件的操作有关的信息中的至少一个。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：
如果所述车辆的速度为第一速度，则确定执行单输入单输出(SI SO)通信，以及
如果所述车辆的速度为大于所述第一速度的第二速度，则确定执行多输入多输出(MIMO)通信。
14.如权利要求11所述的方法，还包括：
当所述至少一个处理器确定执行通信方法之中的单输入单输出(SISO)通信时，控制位于第一路径中的第一开关以连接所述第一射频模块与将无线信号的频率转换为预定频率的基带模块之间的所述第一路径，以及控制位于第二路径中的第二开关以断开所述第二射频模块与所述基带模块之间的所述第二路径；
当所述至少一个处理器确定执行所述通信方法之中的单输入单输出和分集通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径并且控制所述第二开关以连接所述第二路径；以及
当所述至少一个处理器确定执行所述通信方法之中的多输入多输出(MIMO)通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径并且控制所述第二开关以连接所述第二路径。
15.如权利要求11所述的方法，还包括：
当所述至少一个处理器确定执行通信方法之中的单输入单输出(SISO)通信时，控制位于第一路径中的第一开关以连接所述第一射频模块与将无线信号的频率转换为预定频率的基带模块之间的所述第一路径，控制位于第二路径中的第二开关以断开所述第二射频模块与所述基带模块之间的所述第二路径，控制位于第三路径中的第三开关以断开放置在所述第一表面中的第三射频模块与所述基带模块之间的所述第三路径，并且控制位于第四路径中的第四开关以断开放置在所述第二表面中的第四射频模块与所述基带模块之间的所述第四路径；
当所述至少一个处理器确定执行所述通信方法之中的单输入单输出和分集通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径，控制所述第二开关以连接所述第二路径，控制所述第三开关以断开所述第三路径，并且控制所述第四开关以断开所述第四路径；
当所述至少一个处理器确定执行所述通信方法之中的多输入多输出(MIMO)通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径，控制所述第二开关以连接所述第二路径，控制所述第三开关以断开所述第三路径，并且控制所述第四开关以断开所述第四路径；以及
当所述至少一个处理器确定执行所述通信方法之中的多输入多输出和分集通信时，控制所述第一开关以连接所述第一路径，控制所述第二开关以连接所述第二路径，控制所述第三开关以连接所述第三路径，并且控制所述第四开关以连接所述第四路径。
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