用于车辆组合的数据网络

技术领域

本公开涉及车辆信息和通信技术的领域。具体地，其提出了用于跨车辆组合中的联接的车辆单元建立数据网络的方法和装置。

背景技术

商业用途中的非永久性车辆组合经常被分离以使车辆独立运行或将它们重新联接以形成新的组合。如果联接和分离过程快速且简单，并且需要的手动干预尽可能少，则这种处理会大大加快。联接过程可以包括在车辆和配对电线、气动或液压软管以及数据连接器之间建立牢固连接(例如，牵引杆、主销(kingpin)、第五车轮)。ISO 11992标准(主要在欧盟实施)和SAE J1939标准(主要在美国实施)指定了用于连接重型道路车辆的有线数据接口的较低协议层。数据接口允许与控制器局域网(CAN)总线互通。以当今的标准衡量，这些标准化接口的吞吐量相当有限。

近年来，随着先进控制和传感器技术的发展，出现了对整个车辆组合的可靠的高带宽数据通信的需求。例如，可以从挂车中的传感器收集50Mbps的实时视频数据，并将其显示在牵引车车辆的驾驶室中。在其他应用中，传感器信息被传输到云处理资源或后台位置以进行进一步分析和决策。在联接过程中添加将手动组合新颖格式的数据连接器的步骤将不容易获得用户社区的接受。由于上述行业标准尚未发展到提供所需的带宽，因此人们也可能会预见到互操作性方面的困难，因为制造商往往只专注于卡车或挂车，但很少同时提供两者。由于这些原因，无线解决方案值得探索。

作为一个示例，EP3618564A1公开了一种用于支持牵引车与多个挂车之间通过无线链路进行通信的系统。所述挂车中的每一者都配备了通信模块，所述通信模块具有与本地传感器的有线链路，并使用定向天线将从传感器读取的数据转发到前面的挂车。通信模块还可以中继从尾随车辆单元发送的传感器数据。该系统的可靠性和效率有待进一步开发。

发明内容

本公开的首要目的是为车辆组合提供共同的通信平台。一个具体目的是提出一种在以下意义上可扩展的车辆网络：当车辆利用对应的车辆网络联接到另一车辆时，两个车辆网络通过无线车辆间链路连接。期望连接的网络具有单个网络的高级功能，诸如资源共享、自适应路由、点对点连接。进一步的目的是提供这种具有高可靠性的无线车辆间连接。进一步的目的是提供这种具有高数据完整性的无线车辆间连接。又一目的是就能量消耗和/或射频发射而言实现无线车辆间连接的有效操作。

这些目的中的至少一些是通过独立权利要求中限定的本发明实现的。从属权利要求涉及有利的实施方案。

在本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的有线或无线车辆网络。所述车辆可以联接到另一车辆以形成车辆组合。车辆网络包括车辆间收发器，所述车辆间收发器被配置为与所述另一车辆中的车辆网络的对应的车辆间收发器进行通信。车辆间收发器还被配置为执行由旨在定位对应的车辆间收发器的无线电测量或车辆组合的铰接角度或这两者引导的波束自适应。

因为相应的联接车辆的车辆网络通过成对的车辆间收发器连接(桥接)，所以无论车辆处于联接状态还是分离状态，每个车辆的车辆网络都可以在内部操作而没有显著差异。这简化了集成和互操作性，而连接的车辆网络不限于简单的数据转发，而是能够提供单个网络的高级功能(例如，资源共享、自适应路由、点对点连接)。此外，因为每个车辆间收发器被配置用于波束自适应，所以联接的车辆之间的一个或多个无线链路将针对效率和/或可靠性被稳定地改进和调整。当联接的车辆在弯曲或倾斜的道路上移动时，车辆间无线链路的调整可以至少部分地补偿瞬时几何形状的波动，包括车辆相对取向的变化。波束自适应环路可以使用来自无线电测量的反馈信息、或者来自铰接角度测量/估计的前馈信息、或者这两者。

在本发明的第二方面，提供了一种操作安装在车辆中的车辆网络的方法。所述方法包括：检测车辆正在或已经联接到另一车辆以形成车辆组合；建立从车辆网络的车辆间收发器到所述另一车辆中的车辆网络的对应的车辆间收发器的通信链路；以及在执行波束自适应的同时维持通信链路。波束自适应可以包括：执行旨在定位对应的车辆间收发器的无线电测量并基于其引导波束自适应和/或测量或估计车辆组合的铰接角度并基于其引导波束自适应。

本发明的第三方面涉及一种计算机程序，其包含用于使得计算机或者特别是车辆网络实行上述方法的指令。计算机程序可以存储或分布在数据载体上。如本文所使用的，“数据载体”可以是暂时性数据载体，诸如调制电磁波或光波，或者是非暂时性数据载体。非暂时性数据载体包括易失性存储器和非易失性存储器，诸如磁、光或固态类型的永久性和非永久性存储介质。仍然在“数据载体”的范围内，这样的存储器可以是固定安装的或便携式的。

一般而言，本发明的第二方面和第三方面共享第一方面的优点，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下以对应的技术变型来实施。

在一个实施方案中，车辆间收发器被配置用于基于由对应的车辆间收发器发射的数据承载信号的基于无线电的定位。与对来自对应的车辆间收发器的导频信号进行测量的选项相比，该实施方案节省了无线电资源。

在一个实施方案中，车辆间收发器被配置为基于地图信息和当前车辆位置来确定铰接角度。这可以包括使用地图信息来估计车辆组合所沿循的道路的局部水平曲率半径，由此可以确定铰接角度的横摆分量φ。替代地，如果地图信息包括地形数据(例如，海拔、高度、轮廓、倾斜度)，则可以使用该数据来估计车辆组合占据的路段的局部竖直曲率半径，由此可以确定铰接角度的俯仰分量θ。然后根据铰接角度的俯仰和/或横摆分量来调整车辆间收发器的波束方向。用于估计铰接角度的基于地图的方法可以相对较快，例如，当车辆组合以高速公路速度移动时，其可以优于基于无线电的定位。基于地图的方法可以与铰接角度传感器交替使用，例如，如果传感器的准确度下降，则作为后备数据源，反之亦然。

在一个实施方案中，车辆间收发器被配置为估计对应的车辆间收发器的铰接角度或位置随时间的变化，并且根据所述变化来调整波束宽度。

在一个实施方案中，波束自适应还由气象数据引导。其主要与考虑已知或预期影响无线电波传播的气象因素(诸如能见度、降水、湿度和/或温度)有关。气象因素可以影响传播的不同方面，诸如衰减、波束指向性和散射，并且合适的响应可以包括发射功率和/或波束宽度的调整。

在一个实施方案中，车辆间收发器与车辆的车架处于非移动关系。通过不将车辆间收发器安装在联接元件上，收发器可以在车辆组合形成之前就已经使用，例如，以辅助如申请人的共同未决申请EP20198913.4和其他公开中所描述的联接过程。然而，这使得建议在俯仰和横摆移动以及车辆组合的其他静止或移动配置(这可能暂时改变一对车辆间收发器的对准)期间适应车辆间波束。例如，车辆间波束可能需要重新对准。

在一个实施方案中，车辆间收发器通过调制将由汽车雷达单元发射的雷达波来进行通信。以感测或测距为基本任务的汽车雷达单元可以包括在车辆间收发器中或与其连接。这减少了车辆中物理单元的数量。示例性雷达频率可以属于76至81GHz范围，诸如78GHz。

在一个实施方案中，车辆间收发器被配置为甚至在车辆联接到另一车辆之前，通过反向散射与对应的车辆间收发器交互以执行距离测量。通过反向散射进行的交互可以被描述为在转发器模式下与对应的车辆间收发器的通信。反向散射波可以是射频波或光波。可以任选地使距离测量可用于辅助联接过程(或对接辅助过程)。

在一个实施方案中，车辆间收发器被配置为生成在一次地面反射之后到达对应的车辆间收发器的波束。例如，如果车辆间收发器之间的直接路径被牵引杆、横梁或牢固连接的其他元件遮蔽，则这是有利的。当车辆间收发器以波束通常较窄的相对较高的频率通信时，这可能尤其相关。

在一个实施方案中，车辆间收发器被配置为以5GHz或更高频率、优选地至少30GHz、优选地至少60GHz发射波束。这是一个频率范围，其中频谱是商业可用的(许可的)，并且使实施者具有一定的自由度来选择期望的指向性程度。还可使用免许可频谱，包括第9、第10和第11工业、科学和医疗(ISM)频段：5725至5875MHz(中心频率5800MHz)、24至24.25GHz(中心频率24.125GHz)和61至61.5GHz(中心频率61.25GHz)。

如本公开中所使用的，“铰接角度”可以包括横摆角度φ、俯仰角度θ或两者。图7中示出了横摆铰接角度φ。可以相对于联接的车辆的纵向轴线X

通常，除非本文另外明确定义，否则在权利要求中使用的所有术语应当根据它们在本技术领域中的普通含义来解释。除非另外明确声明，否则所有提及的“一种/一个/所述元件、设备、部件、装置、步骤等”将被开放性地解释为是指所述元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则不必以所公开的确切顺序执行本文公开的任何方法的步骤。

附图说明

现在参考附图以举例方式描述各方面和实施方案，在附图中：

图1是形成车辆组合的两个联接车辆的侧视图，其中相应的车辆网络通过一对车辆间收发器连接；

图2是从下方观察突出显示图1的车辆组合中的车辆网络的部件的示意图；

图3和图4是车辆组合广域网的功能框图，每个广域网由两个车辆网络形成，所述两个车辆网络通过一对车辆间收发器连接；

图5是操作安装在车辆中的车辆网络的方法的流程图；

图6示出了牵引车和两个挂车，它们被定位成联接以便形成车辆组合，其中已经指示了车辆间收发器和车辆间无线链路；

图7是在两个车辆之间的铰接点处接合第五车轮的主销的俯视图，其中已经指示了铰接角度的横摆分量φ；

图8示出了车辆间波束的方向对铰接角度的俯仰分量θ的相依性；

图9和图10示出了车辆组合的几何形状如何随当地地形变化；以及

图11示出了车辆间波束的方向对铰接角度的横摆分量φ的相依性；

具体实施方式

现在将在下文参考附图更完整地描述本公开的各方面，在附图中示出了本发明的某些实施方案。然而，这些方面可以以许多不同形式体现并且不应当被解释为限制性的；而是，以举例方式提供这些实施方案使得本公开将是透彻的并且完整的，并且将本发明的所有方面的范围全面传达给本领域技术人员。贯穿本说明书，相同的附图标记指代相同的元件。

图1是牵引车10和挂车110的侧视图，它们被联接以形成车辆组合100。牵引车10配备有推进系统，所述推进系统包括中央发动机12或分布式发动机。挂车110原则上可以包括独立推进系统或辅助推进系统，所述独立推进系统或辅助推进系统被配置或控制为模仿牵引车10的加速；然而，典型的商业挂车110配备有制动系统但没有推进装置。车辆单元10、110之间的机械联接由牵引杆40提供，所述牵引杆至少在前(牵引车)端以旋转方式固定到牵引车10的车架11。牵引杆40的后端可以在横摆维度上刚性地固定到前轮车轴，所述前轮车轴可相对于挂车110的车架111转向。牵引杆40可以任选地在俯仰维度上相对于所述前轮车轴旋转，以有利于在丘陵地形中、在偶尔的路缘石上移动，并且更一般地改善车辆组合100的竖直弯道行驶。牵引车10和挂车110的纵向轴线X

车辆组合的100个其余部件21、22、23、24、25、121、122——全部与网络相关——在图2的示意性仰视图中更容易辨别，并且现在将参考该图进行描述。牵引车10的车辆网络包括主计算机23(例如，车辆单元计算机(VUC)、远程信息处理控制单元(TCU)或无线通信主机(WCH))，所述主计算机具有到车顶安装的无线网关(WGW)24和无线传感器网关(WSGW)22的有线连接25。每个有线连接25优选地是适合于传送基带信号的高速数字连接。

车顶安装的无线网关24可以包括蜂窝、卫星或局域网收发器，所述蜂窝、卫星或局域网收发器被配置为例如使用宽带无线电接入网络技术来提供到车辆网络的互联网连接。蜂窝收发器可以适于连接到根据GSM、UMTS、LTE、NR(“5G”)或用于通用数据通信的类似技术的蜂窝无线电接入网络的节点。可以使用车辆专用蜂窝技术，诸如C-V2X。为了区别于车辆内部网络，局域网收发器可以是符合IEEE 802.11的任何移动站，诸如IEEE 802.11p(在美国也称为DSRC，在欧盟也称为ITS-G5)或特别是IEEE 802.11ad。WGW 24可以被体现为所谓的智能天线模块(或智慧天线模块、或无线电集成天线、或天线集成收发器、或天线集成无线电、或集成天线模块)，其出于本公开的目的表明基带电路与天线元件位于同一位置，它们之间没有有线连接。智能天线模块的使用使得未来能够从低千兆赫兹频率范围迁移到数十千兆赫兹(例如，28至30GHz)，而不会造成大量能量损失；事实上，已知在同轴电缆(具有方便的外部维度)中行进的载体信号在高频时会遭受显著的衰减。没有类似的衰减问题影响网络内部有线连接25，其中设计者可以使用任何合适的频率范围。

WSGW 22可以被配置为从其附近的传感器30或者可能从相对较远的传感器30收集测量数据，只要其视线合理地不被遮挡或者无线电条件在其他方面是可行的。WSGW 22可以包括智能天线模块。传感器30可以安装在轮胎上、发动机12处、底盘上、驾驶室中，并且它们可以被配置为捕捉视听媒体以及物理化学量，诸如压力、流体流量、温度、振动、应变、角位置、电流和电压。通过无线地收集测量数据，可以避免笨拙的电缆布线以及振动或污垢引起的电缆故障，特别是对于移动或加热的部件。除非电池供电或以其他方式自供电，否则传感器30本身仅需要连接到电源，这通常比有线数据线更稳健。所收集的测量数据通过有线连接25从牵引车10的WSGW 22转发到主计算机23。

在一些实施方案中，WSGW 22还包括边缘计算单元，所述边缘计算单元在本地处理测量数据。然后，可能只需要向主计算机23报告趋势变化。例如，WSGW 22可以被配置为从相机收集图像数据并检测图像数据中的特定类型的对象；仅报告检测到的对象。边缘计算架构不仅减少了车辆网络的负载；一些对象检测(识别)算法可能会在运行时期间自适应，并且因此在提供近实时数据而不是延迟数据时表现更好。作为使用WSGW 22进行边缘计算的替代方案，如果牵引车10和挂车110的车辆网络都具有中央处理器23、123(参见图3)，并且车辆组合100的操作由牵引车10的处理器23监督，则可以在挂车110的中央处理器123中提供这种计算功能。具体地，挂车110的中央处理器123可以被配置为经由挂车的WSGW 122从挂车110的传感器30接收测量数据，并提取与向牵引车10的处理器23报告而不是按原样转发测量数据相关的信息。

继续图2的描述，类似地，可以看出，挂车110的车辆网络包括布置成从其附近的多个传感器30收集测量数据的后部WSGW 122。传感器30可以形成高级驾驶员辅助系统(ADAS)的一部分，诸如相机、激光雷达或超声波传感器，它们产生具有相对较高的数据速率(例如20Mbps)的实时输出数据流，这通常无法容纳在传统网络(诸如最小的符合ISO 11992的网络)中。挂车110的车辆网络与牵引车10的车辆网络的不同之处在于网络部件仅通过无线链路连接，如下文将描述的。

牵引车和挂车车辆网络通过无线数据链路91(包括上行链路、下行链路或这两者)连接，所述无线数据链路由相应的车辆间收发器21和121建立和维护。如图2所示，本实施方案的车辆间收发器21和121是多功能装置，其也充当服务于附近传感器30的WGSW。因此，由挂车110的前部WSGW 22收集的测量数据通过在无线链路91上发射并且然后经由有线连接25向前传送而被传送到主计算机23。由挂车110的后部WSGW 22收集的测量数据经由到车辆间收发器121的无线网络内链路、无线链路91以及然后牵引车10的车辆网络中的有线连接25到达主计算机23。数据也可以沿相反方向行进，例如以更新在布置在挂车110中的传感器30中执行的软件。此外，所述连接还使得资源共享成为可能，包括向挂车110的车辆网络提供互联网连接，由于无线链路91，所述挂车的车辆网络的部件现在可连接到WGW 24。

车辆间收发器21、121被配置为生成具有高指向性(笔形波束)和/或随着距离快速衰减的无线电波束。这些目标可以通过以高频发射和/或通过使用一维或二维天线阵列来实现。示例性频率范围是5GHz或更高频率，优选地30GHz或更高频率，优选地60GHz或更高频率。ITU频段11(IEEE V频段)可能是合适的。有用的无线电技术的示例包括IEEE 802.11、LTE、5G NR、IEEE 802.15.4、亚千兆赫兹无线电(315/433)、IEEE 802.11p(ITS-G5接口)、C-V2X(PC5接口)、DSRC、GNSS、毫米波、BLE和卫星通信。车辆间收发器21、121可以包括智能天线模块。车辆间收发器21、121还被配置为当维持牵引车10与挂车110之间的无线数据链路91时自适应地执行波束自适应(或波束转向、或波束形成)。波束自适应可以包括调整天线阵列权重，对应于阵列中的天线元件之间的相对发射功率和/或相移。

挂车车辆间收发器121可以被配置为执行用于上行链路(即，朝向牵引车车辆间收发器21行进的有效负载数据)的波束自适应环路，而牵引车车辆间收发器21可以执行用于下行链路的波束自适应环路，在下行链路中，有效负载数据在相反方向上传输。与电信中常用的术语一致，上行链路根据所谓的下行链路控制数据(即，通过下行链路发射的与上行链路的操作相关的信令)来操作，并且下行链路根据上行链路控制数据(即，上行链路上的关于下行链路的信令)来操作。每个波束自适应环路可以使用来自无线电测量的反馈信息。例如，挂车车辆间收发器121可以从牵引车车辆间收发器21接收与上行链路波束的方向(基于无线电的定位)、其信号功率、信噪比和其他有用的品质因数相关的反馈信息。作为另一个示例，挂车车辆间收发器121可以对下行链路波束执行对应的测量，并且在信道互易性的假设下使用这些测量来适应上行链路波束。作为又一示例，仅车辆间收发器21、121中的一者执行波束自适应环路，但是所得到的波束自适应控制数据被车辆间收发器21、121两者使用。无论哪种方式，基于无线电的定位可以对参考信号(例如，导频信号、同步信号)或对数据承载信号执行。对承载有效负载或控制数据的信号进行测量的选项可能消耗更少的无线电资源(即，测量在时频网格中具有更小的足迹)，但对于定位目的来说仍然足够。

替代地或另外，每个或两个波束自适应环路由来自铰接角度传感器或铰接角度估计器的前馈信息引导。如果车辆间收发器21和121附接到车辆车架11、111的元件——或者如果它们以其他方式与相应车架11、111成非移动关系布置——则上行链路和下行链路波束角度的变化将遵循铰接角度的感测或估计的变化。因此，可以快速且可靠地预测当铰接角度由于水平或竖直曲线而改变时所预期的波束角度的改变。铰接角度传感器在本领域中是已知的，并且可以使用激光雷达、雷达、相机、陀螺仪、角度传感器、磁力计、霍尔传感器或这些元件的组合作为输入。一个示例是US5152544中公开的主销传感器；其包括安装在第五车轮中的磁体承载盖，所述第五车轮可以联接到挂车主销并承载磁性装置以形成用于感测铰接角度或其衍生者之一的磁性传感器(磁力计)。在申请人的共同未决申请EP21152300.6中讨论了基于运动和动态的铰接角度估计器，其可以组合运动量的测量结果以连续更新铰接角度。如果铰接角度数据源——无论其是传感器还是估计器——位于牵引车10中，则铰接角度数据将被转发到挂车车辆间收发器121以调整上行链路波束，反之亦然。如果该数据由于无线链路91的故障而变得不可用，则挂车车辆间收发器121可以被配置为在默认方向上发射波束和/或暂时使用其天线阵列的宽波束设置，从而允许无线链路91被稳健地重建。

在这些实施方案的进一步发展中，波束自适应环路不仅可以考虑瞬时值，还可以考虑随时间的变化。这既适用于对应的车辆间收发器的无线电定位位置，也适用于测量或估计的铰接角度φ,θ。更准确地，响应于发现位置或铰接角度具有相对较高的变化(例如，通过统计方差、标准偏差、范围来测量)，波束自适应环路可以被配置为调整波束宽度以具有相对更大的值。这可以抑制控制环路的不稳定行为(振荡)并减少其响应时间(瞬态时间)。相反，如果位置或铰接角度随时间相对稳定，则波束自适应环路可以使用使波束更窄(即，更具指向性)的设置，这提高了能量效率、减少无线电发射并限制被窃听的风险。可以在1分钟量级的移动时间窗口中估计所述变化；也可以使用更长或更短的时间窗口。

在一些实施方案中，波束自适应环路还可以考虑指示车辆正在操作的当地天气条件的气象数据。气象数据可以通过布置在车辆中的传感器测量或者从在线天气数据源检索。气象数据可以表示为变量(诸如能见度、降水、湿度和温度)的m＝(m

为此目的，波束自适应环路可以配置有包含每个气象变量的默认值的向量m

s＝s

在变型中，适应环路可以被配置为仅响应于与默认气象值m

s＝s

其中(x)

应注意，图1和图2所示的实施方案中的无线链路91包括地面反射。为简单起见，图1仅示出了下行链路波束的地面反射，但上行链路可能具有类似的路径。以一些无线电衰减为代价，具有地面反射的路径允许波束在与牵引杆40物理分离的空间区域中传播，所述牵引杆通常是金属的并且因此可以产生遮蔽、吸收、散射和相关的不期望的效果。换句话说，选择具有地面反射的路径是因为图1中的车辆组合不允许车辆间收发器21、121之间存在视线。车辆间收发器21、121优选地布置在地面反射使波束偏转近似直角的高度处。如果基于测量的或估计的铰接角度来预测波束角度变化，则地面反射的引入将不会显著影响横摆分量。可以通过简单的计算找到铰接角度的俯仰分量和反射光束的发射角度的俯仰分量之间的关系。

图3是两个车辆网络的功能框图，这两个车辆网络通过由一对车辆间收发器21、121提供的无线链路91连接。左侧车辆网络包括WGW 24，所述WGW具有到无线电接入网络的基站50的无线链路，所述无线电接入网络至少提供数据和语音服务。WGW 24具有到中央处理器(或VUC)23和多功能车辆间收发器21的有线连接25。车辆间收发器21具有从传感器30收集测量数据并将数据转发到车辆网络的其他部分(诸如中央处理器23或在车辆外部使用的WGW 24)的进一步功能。车辆间收发器21还包括被配置为发射雷达波并检测所产生的反射波或散射波的汽车雷达单元26。汽车雷达单元26的一种用途是对物理对象进行测距。汽车雷达单元26还可以用于通信目的，即，使用雷达波作为无线链路91的介质。这可以通过调制雷达波来实现，使得其携载要在两个连接的车辆网络之间(即，通过无线链路91)交换的数据，以使得所述调制不影响雷达的基本用途(例如，测距)或以可预测和可补偿的方式进行。调制可以是模拟的或数字的。另一车辆的车辆间收发器121被配置为接收雷达频率波并对其进行解调制，例如，车辆间收发器121可以包括兼容的汽车雷达单元126。由于可以预期承载更高数据速率的调制会更大程度地干扰基本雷达功能，因此该选项至少在业务流量较小的链路中有意义，所述链路通常是下行链路，其承载有效负载数据远离负责处理、显示和分析传感器数据的部件。

图3中的右侧车辆网络(其可以布置在挂车或牵引车或其他车辆类型中)包括具有雷达单元126的双功能车辆间收发器121，并且还包括被配置为从传感器30收集测量数据的WSGW 122。车辆间收发器121与WSGW 122之间的连接125可以是有线的或无线的，无论哪一个被认为最适合当前的使用情况。如果连接125是无线的，则其可以利用与WSGW 122用来从传感器30收集数据的技术不同的无线电技术。从更高协议层的角度来看，左侧和右侧车辆网络被集成，使得当建立无线链路91时，两个车辆网络之间可以实现资源共享、点对点连接和类似的功能。

图4用与图3类似的绘图惯例示出了两个连接的车辆网络。左侧车辆网络的网络内连接25(单实线)可以是有线的或无线的，它们可以包括这些技术的混合。右侧车辆网络的网络内连接125(双实线)可以独立地被设计为有线的、无线的或混合连接。

与图3相比的一个显著差异是两个车辆网络都包括WGW 24、124，使得每个车辆网络都具有外部连接性，例如朝向蜂窝接入网络的外部连接性。通过无线链路91连接两个车辆网络的好处之一可以是冗余性。举例来说，如果两个车辆属于与不同的电信运营商签约的不同的企业，则车辆组合每次都可以从当前提供更好覆盖范围的运营商获得连接。与图3的另一个区别在于每个车辆网络具有中央处理器23、123。仍在本公开的范围内的又一区别在于，车辆间收发器21、121仅用于互连车辆网络的目的，即，既不用于传感器数据收集，也不用于雷达服务。

图6是牵引车10和两个挂车110、610的侧视图，它们被定位成联接以便形成车辆组合100。前挂车110被设计成通过将其主销140连接到牵引车10的所谓第五车轮40而联接到牵引车10。连接位置的俯视图包括在图7中，其进一步以点划线指示车辆10、110的纵向轴线X

当车辆10、110、610被联接时，或者在联接程序被启动时已经联接，车辆间收发器21、121.1、121.2、621建立无线链路91以用于连接相应的车辆网络。为此目的，牵引车10和后挂车610可以各自包括一个车辆间收发器21、621。前挂车110配备有双车辆间收发器121.1、121.2。值得注意的是，这些车辆间收发器121.1、121.2不一定直接通信，而是前挂车110的车辆网络充当中介。因此，在后挂车610中收集的数据以多跳方式(即，经由后无线链路91、前挂车110的车辆网络和前无线链路91)传送到牵引车10。

还值得注意的是，连接每对车辆间收发器21、121.1、121.2、621的波束是直接的，即，它们不包括如图1和图2中那样的地面反射。除了该差异之外，成对的车辆间收发器21、121.1、121.2、621可以执行如上面参考图1和图2所描述的波束自适应。

现在转向图8至图10，将描述车辆间收发器的波束自适应环路基于地图信息和当前车辆位置获得铰接角度的实施方案。计算机可读形式的地图信息可以从商业供应商或从开放数据源(诸如OpenStreetMap)获得。可以下载地图信息的副本并将其存储在车辆中(并且可能随后刷新)；替代地，可以在运行时期间在线检索地图信息，并且可以任选地针对当前行进区域(例如，接下来的100m)缓冲地图信息。当前的车辆位置可以从车辆中的全球导航卫星系统(GNSS)接收器获得，所述接收器任选地由惯性测量单元(IMU)补充，以便在接收到的GNSS信号功率较弱时也提供大致的车辆位置。它可以被用来–可能与过去位置的历史、速度向量或方位相结合–相对于地图描述的结构来定位车辆组合100，可以从所述结构提取车辆组合100的轨迹的几何性质。这可以包括使用地图信息来估计车辆组合所沿循的道路的局部水平曲率半径，由此可以确定铰接角度的横摆分量φ。

图10示出了一种简单的情况，其中车辆组合100在具有恒定曲率半径r的环岛车道中行驶。根据曲率半径r，可以计算铰接角度，其中所述计算可以考虑联接的车辆10、110和牵引杆40的尺寸，并且可以进一步考虑道路摩擦和转向相关的参数。替代地，如果地图信息包括地形数据(例如，海拔、高度、轮廓、倾斜度)，则可以使用该数据来估计车辆组合占据的路段的局部竖直曲率半径，由此可以确定铰接角度的俯仰分量θ。

不按比例的图9示出了车辆组合100正在山顶上移动的情况，所述山顶对应于道路标高的局部最大值。如上所述，铰接角度可以被定义为联接的车辆10、110的纵向轴线X

根据这些实施方案，根据铰接角度的俯仰和/或横摆分量来调整车辆间收发器21、121的发射方向。

图8示出了后车辆间收发器121中的波束自适应环路的可能实施方式，其根据铰接角度的俯仰分量θ来调整发射方向的俯仰分量。更准确地，图8A示出了当车辆组合100在竖直曲率为零或可忽略不计的表面上移动时车辆间波束的路径，使得车辆间收发器21、121的有效天线位置A、B和铰接点P共线。后车辆间收发器121以发射角度α

图8B示出了当铰接角度的俯仰分量增加到正值θ>0时产生的几何形状。收发器21、121之间的连接线ACB限定了它们的间隔，并且因此是l个单位长。如果假设反射点R是铰接点P的地面投影，则∠PCA是平角。由此可见，角度∠PAC和∠PBC各自为θ/2，即铰接角度的俯仰分量θ的一半。因此，后车辆间收发器121的发射角度可以根据以下等式进行调整：

此处，俯仰分量θ在以下意义上是带符号的量：当车辆组合100替代地移动通过道路标高的局部最小值时，发射角度应当从默认值α

基于地图的估计铰接角度的方法可以与来自铰接角度传感器的数据交替使用。例如，如果发现铰接传感器的准确度下降，则地图信息可以用作后备数据源。替代地，地图信息可以是默认数据源，但如果发生以下任何一种情况，则暂时放弃：a)地图信息本地不足或丢失，b)从中检索地图信息的在线服务无法回复，c)车辆位置变得不可用，例如由于GNSS故障。

图11示出了车辆间收发器21、121的发射方向对铰接角度的横摆分量φ的相依性。上面结合图8介绍了点A、B和P。在图11A中，车辆组合以零横摆定位或移动，由此联接的车辆10、110的纵向轴线X

可以以类似的方式控制后车辆间收发器121。无论车辆间波束是经由直线路径还是在地面反射之后到达对应的车辆间收发器，发射方向的横摆分量的这些控制律都是有效的。替代地，控制律可以表示为由以经验确定的值(可能还有内插值)填充的查找表。

在一个实施方案中，车辆间收发器21被配置为通过反向散射(转发器模式)与对应的车辆间收发器121交互。反向散射波可以是射频波或光波。对于射频情况，参考ITU-RM.1453-2建议书“智能传输系统——5.8GHz下的专用短程通信”(2000-2002-2005)的第2.2节。在一种实施方式中，车辆间收发器21使用在对应的车辆间收发器121中没有活动内部振荡器的载波频率。车辆间收发器21连续发射未调制的载波信号，对应的车辆间收发器121接收所述载波信号并将其作为自己的载波信号。在对应的车辆间收发器121中，传输数据(例如，另一车辆中的对应的车辆间收发器121的身份、由另一车辆中的传感器收集的测量数据)可以在载波信号朝向车辆间收发器21发送回之前对载波信号进行调制。

在该实施方案的进一步发展中，反向散射信号用于执行距离测量。例如，可以通过基于载波信号的发射时间和反向散射信号的接收时间的飞行时间计算来确定所述距离。所述距离可以包括指示两个车辆单元的相对取向的取向分量。可以使距离测量可用于辅助联接过程或对接辅助过程。例如，申请人的共同未决申请EP20198913.4中描述了一种联接程序，其中在车辆移动到近似联接位置期间使用声学传感器(例如，停车距离控制)，并且使用更短距离的光学传感器来监控随后到准确的联接位置的操纵。在根据EP20198913.4的联接过程中，本文描述的基于反向散射的距离测量可以代替光学传感器或声学传感器或这两者。

图5是总结作为方法500的每个车辆网络的功能的流程图。

在所述方法的第一步骤510中，检测到配备有车辆网络的车辆10正在或已经联接到另一车辆110，以形成车辆组合100。所述检测可以是接收机械连接器、电动连接器、气动连接器等已配对的传感器信号的形式，或者通过从处理器接收操作员已启动机器辅助联接过程的通知进行。

如果第一步骤510已经完成，则方法500的执行进行到第二步骤520，在所述第二步骤中，建立从车辆网络的车辆间收发器21到所述另一车辆110中的车辆网络的对应的车辆间收发器121的通信链路91。通信链路91具有连接两个车辆网络的作用，使得跨车辆网络的数据交换、资源共享等成为可能。

只要车辆10、110保持联接在车辆组合100中和/或只要认为通信链路91有用，则在执行波束自适应的同时维持通信链路91。方法500的该第三步骤530可以包括子步骤532：执行旨在定位对应的车辆间收发器121的无线电测量并且使用测量结果来例如以反馈方式指导波束自适应。

替代地或另外，第三步骤530包括子步骤534：获得铰接角度φ,θ，所述铰接角度用于例如以前馈方式引导波束自适应。如上所述，可以通过直接测量、间接测量或估计方法来获得铰接角度φ,θ。在一个实施方案中，波束自适应进一步由对应的车辆间收发器的位置的变化(如通过无线电测量确定的)或通过铰接角度φ,θ的变化(如通过测量或估计获得的)来引导。在又一个实施方案中，波束自适应由气象数据引导。

上面已经主要参考几个实施方案描述了本公开的各方面。然而，如本领域技术人员容易理解的那样，除了上面公开的实施方案之外的其他实施方案同样可能在本发明的如所附专利权利要求所限定的范围内。