CN102761908A - 车辆通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆通信系统及方法，包括：至少一个SINK节点和车载终端；每个SINK节点接收SINK节点对应分组内的车载终端发送的第一信息获取请求，根据SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息向SINK节点对应分组内的车载终端发送第一信息标识对应的第一信息；第一信息获取请求包括SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息和第一信息标识；车载终端向车载终端所在分组对应的SINK节点发送第一信息获取请求，接收车载终端所在分组对应的SINK节点返回的第一信息。本发明通过车载终端与其所在分组的SINK节点进行通信，由SINK节点为其提供区域信息，解决了汽车大密度分布时，汽车通信给基站带来极大负荷，严重时会导致接入拥塞的问题。

Description

车辆通信系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种车辆通信系统及方法。

背景技术

随着通信技术和移动互联网的快速发展，汽车具备通信功能，用于方便获取信息。现有技术中的汽车通信一般是通过车载终端上配置通信模块（2G或3G）及嵌入式SIM卡，类似于目前的手机终端来实现。具体的，实现汽车通信首先通过车载通信模块直接接入基站，再连接电信核心网络，从而实现相应信息的发送或获取。但在汽车大密度分布（如严重堵车）的区域，汽车通信将给基站带来极大负荷，严重的时候会导致接入拥塞。

发明内容

本发明目的在于提供一种车辆通信系统及方法，用于解决现有技术中汽车大密度分布时，汽车通信将给基站带来极大负荷，严重的时候会导致接入拥塞的问题。

本发明提供了一种车辆通信系统，包括：至少一个SINK节点和车载终端；

每个所述SINK节点，用于接收所述SINK节点对应分组内的车载终端发送的第一信息获取请求，根据所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息向所述SINK节点对应分组内的车载终端发送第一信息标识对应的第一信息；所述第一信息获取请求包括所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息和第一信息标识；

所述车载终端，用于向所述车载终端所在分组对应的SINK节点发送所述第一信息获取请求，接收所述车载终端所在分组对应的SINK节点返回的所述第一信息。

本发明提供了一种车辆通信方法，包括：

SINK节点接收所述SINK节点对应分组内的车载终端发送的第一信息获取请求，所述第一信息获取请求包括所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息和第一信息标识；

所述SINK节点根据所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息向所述SINK节点对应分组内的车载终端发送所述第一信息标识对应的第一信息。

本发明还提供了一种车辆通信方法，包括：

车载终端向所述车载终端所在分组对应的SINK节点发送第一信息获取请求，所述第一信息获取请求包括所述车载终端的地址信息和第一信息标识；

所述车载终端接收所述车载终端所在分组对应的SINK节点根据所述车载终端的地址信息返回的与所述第一信息标识对应的第一信息。

本发明的技术方案，通过对车载终端按照区域分组，车载终端与其所在分组的SINK节点进行通信，由SINK节点为其提供区域信息，解决了现有技术中汽车大密度分布时，汽车通信将给基站带来极大负荷，严重的时候会导致接入拥塞的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例提供给的车辆通信系统的工作状态示意图；

图2为本发明又一实施例提供的一种车辆通信方法的流程示意图；

图3为本发明再一实施例提供的一种车辆通信方法的流程示意图。

具体实施方式

图1为本发明一实施例提供给的车辆通信系统的工作状态示意图，如图1所示，本实施例提供了一种车辆通信系统，包括：至少一个SINK节点1和车载终端2，如图1中所示，SINK节点1按照区域分布，相应的车载终端在车辆行驶过程中自动接入其所处区域所在的SINK节点1的分组，如图中椭圆形虚线所示的分组，并通过与所在分组SINK节点1进行信息的交互，如图1中的SINK节点1与车载终端2之间的点划线连线示意。

具体的，每个SINK节点1，用于接收SINK节点1对应分组内的车载终端2发送的第一信息获取请求，根据SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息向SINK节点对应分组内的车载终端发送第一信息标识对应的第一信息；第一信息获取请求包括SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息和第一信息标识。该第一信息标识具体可以为经过车载终端2及SINK节点1已相互认可的标识，可以使用数字、字母、数字或字母组合或特定形式的编码代表相应的信息需求。例如车载终端2发送的第一信息获取请求中的第一信息标识为“abc”，该第一信息标识“abc”表示所需的信息类型为当前的路况信息。则该车载终端2所在分组的SINK节点1接收到第一获取请求后，判断第一信息标识为“abc”，确定该车载终端2所需的信息为当前路况信息，于是将第一信息即当前路况信息，根据车载终端2的地址信息发送给该车载终端2。

本实施例中车载终端2的地址信息可以为车载终端2中的SIM卡中的IMSI信息。而目前由于IMSI信息资源有限，对于车载终端2的地址信息也可以使用例如车辆的车牌号码，发动机号码等车辆的唯一性标识作为其地址信息，这样可以节约大量的IMSI信息资源，同时车载终端2的地址信息也具有唯一性。

车载终端2，用于向车载终端所在分组对应的SINK节点发送第一信息获取请求，接收车载终端所在分组对应的SINK节点返回的第一信息。车载终端2通过与SINK节点交互可以实现车载终端2区域性信息的快速获取，避免了给基站带来的极大负荷。

具体的车载终端2与SINK节点1之间的通信采用专用短程通信技术（Dedicated Short Range Communications，DSRC）。DSRC可支持的移动性小于180km/h，通信距离小于1000m的工作环境，其通信速率通常为3~27Mbps。

本实施例中，SINK节点优选布置于路边，目前车辆在市区道路上行驶时，通常6车道路宽为约20m，相对于通信距离则可忽略路宽。近似认为SINK节点可覆盖的与车载终端的有效通信范围在2000米内，假设车辆平均速率为50km/h，则有效通信时间范围为2/50小时即2.4分钟，由于采用快速分组的方法，结合DSRC的通信速率为3~27Mbps，只要设计适当的SINK广播周期，车辆从进入有效通信范围到完成分组的过程耗时很短，因此，应用DSRC可以实现本实施例中SINK节点与车载终端进行简单的数据通信。

本发明的技术方案，通过对车载终端按照区域分组，车载终端与其所在分组的SINK节点进行通信，由SINK节点为其提供区域信息，解决了现有技术中汽车大密度分布时，汽车通信将给基站带来极大负荷，严重的时候会导致接入拥塞的问题。

作为上述技术方案的优选，如图1所示，车辆通信系统还包括：基站3，与SINK节点1连接，用于与SINK节点1进行通信。SINK节点通过与基站3连接，可以通过基站3获取更多的车载终端所需的信息。例如当车载终端2所需的某一信息SINK节点中并未存储，则需要SINK节点将该车载终端2的信息需求转发到基站3，基站3还通过网络连接到核心网，核心网在附图中未示出，基站通过核心网获取相应的信息，再通过SINK节点1发送给车载终端2，从而实现车载终端2对其所需信息的及时获取。

作为上述技术方案的优选，SINK节点1还用于按预定频率接收并存储基站3发送的区域信息；区域信息为SINK节点1所在区域内的车载终端2对应的信息。由于车载终端2的需求信息内容通常包括几大类，例如时间信息、路况、餐饮、天气、加油站信息等。所以SINK节点1可以以例如每隔3分钟获取其所在区域的时间信息、路况信息、餐饮信息、天气信息、加油站信息等，以供该SINK节点1对应的分组内的车载终端2的需求。具体的预设频率可以根据例如时间点来确定，例如上班高峰期SINK节点的接收频率为1分钟，而在午夜等时间段SINK节点的接收频率可以为15分钟。具体的接收信息内容也可以根据实际情况或通过统计验证得到，即通过调查等方式获取车载终端2最需要的信息内容的情况。另外SINK节点1由于具有一定的地域分布性，所以，SINK节点1仅需要通过基站获取其所在区域的区域信息即可。

作为上述技术方案的优选，SINK节点1具体用于，根据第一信息获取请求中的第一信息标识进行判断，如果SINK节点存储的区域信息中有与第一信息标识对应的第一信息，根据第一信息获取请求中SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息将第一信息发送到SINK节点对应分组内的车载终端。例如当前车载终端2发送第一信息获取请求，其包括第一信息标识“xyz”及其地址信息“HB073”，具体的第一信息标识对应的需要获取的信息为当前区域的未来24小时内的天气情况，发送的目的地址为该车载终端2所在的分组的SINK节点的地址，具体的根据其分组时获得的组标识确定。当SINK节点1接收到该第一信息获取请求后，判断第一信息标识“xyz”为未来24小时内的天气情况，而SINK节点1经查找其存储的区域信息中已经存储有相应的信息内容，则SINK节点1将该信息内容作为第一信息发送给该车载终端2，发送的目的地址为车载终端的地址信息“HB073”。

这样通过SINK节点进行区域信息的更新存储，可以节省车载终端在获取信息时对基站的访问，有效地减少网络负载，提高通信效率。

作为上述技术方案的优选，SINK节点还用于在SINK节点存储的区域信息中没有与第一信息标识对应的第一信息时，向基站发送第二信息获取请求，接收基站根据第二信息获取请求下发的第一信息，根据SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息将第一信息发送到车载终端；第二信息获取请求包括与第一信息标识和SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息。

例如当前车载终端2发送第一信息获取请求，其包括第一信息标识“uvw”及其地址信息“HB073”，具体的第一信息标识对应的需要获取的信息为当前区域的商场购物打折信息，发送的目的地址为该车载终端2所在的分组的SINK节点的地址，具体的根据其分组时获得的组标识确定。当SINK节点1接收到该第一信息获取请求后，判断第一信息标识“uvw”为商场购物打折信息，而SINK节点1经查找其存储的区域信息中并未存储有相应的信息内容，则SINK节点1将该第一信息获取请求中的第一信息标识“uvw”及SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息“HB073”或其他用于基站识别的标识作为第二信息获取请求发送给与该SINK节点1通信的基站3。基站3再通过与核心网的通信，获取与第一信息标识“uvw”对应的信息内容，并将该信息内容及对应的车载终端的地址信息“HB073”下发给SINK节点1。基站3与核心网之间的通信为现有技术，具体内容在此处不再赘述。SINK节点1接收基站3根据第二信息获取请求下发的第一信息，SINK节点1再根据车载终端2的地址信息将该第一信息发送到车载终端2。

本发明的技术方案，通过对车载终端按照区域分组，车载终端与其所在分组的SINK节点进行通信，由SINK节点为其提供区域信息，解决了现有技术中汽车大密度分布时，汽车通信将给基站带来极大负荷，严重的时候会导致接入拥塞的问题。

具体的，本实施例中车辆通信系统是基于区域的车辆分组的基础上完成的，可以以下述车辆分组方式为例，完成车辆基于区域的分组，具体的：

该分组方式包括，至少一个SINK节点1和车载终端2，如图1中所示，SINK节点1按照区域分布，相应的车载终端在车辆行驶过程中自动接入其所处区域所在的SINK节点的分组，如图中椭圆形虚线所示的分组，并通过与所在分组SINK节点进行信息的交互，如图1中的SINK节点1与车载终端2之间的点划线连线示意。

具体的分组方法为SINK节点1，用于发送广播消息，广播消息包括SINK节点对应分组的组标识。SINK节点1对于分组处于松散式的管理，通过发送广播消息，并通过广播消息中加入分组用的组标识，如SINK1等，当车载终端2处于该SINK节点广播消息覆盖的范围内时，车载终端2就自动分入该SINK节点的分组。

车载终端2，接收广播消息，根据车载终端存储的分组标记进行判断，如果判断出车载终端未分组，则判断广播消息的信号强度，当广播消息的信号强度大于预设第一信号强度门限时，存储广播消息中的组标识，并将分组标记置成已分组。

车载终端2对于接收到的广播消息，首先根据分组标记判断自己是否已经分组了，具体的分组标记可以例如为一个二值数，当为0时表示尚未分组，当为1时表示已经分组，该分组标记也可以为其他类型数值如特定意义的标识，在此不再赘述。

当车载终端2根据分组标记判断结果为尚未分组，由于本发明实施例的分组系统是基于区域的，所以，还需要判断该广播消息的信号强度。原因主要为，通常情况下信号的强度与距离成一定的正比关系，距离越近，则信号强度越强，所以通过判断广播信息的信号强度来判断车载终端2距离该发送广播信息的SINK节点1之间远近程度。

具体的，例如可以将广播信息的信号强度分为多个等级，本实施例中以强中弱三级为例，当广播信息的信号强度为强的时候，可以确定该车载终端2距离发送广播信息的SINK节点1之间非常近，可以理解为处于发送广播信息的SINK节点1的分组内。当广播信息的信号强度为中的时候，可以确定该车载终端2距离发送广播信息的SINK节点1之间距离在信号可以快速传递的范围内，另外由于本车载终端2尚未处于任何一分组内，所以可以将其加入该SINK节点1的分组。当广播信息的信号强度为弱的时候，可以确定该车载终端2距离发送广播信息的SINK节点1之间距离非常远，即使此刻进行了分组，考虑到本车载终端2处于移动状态，存在车载终端2无法与SINK节点进行有效通信的可能，所以，对于弱的广播信息的信号强度，不进行分组。

根据上述的广播信息的信号强度分级方案，本实施例中的第一信号强度门限为中级的广播信息的信号强度的最低值，也就是说，当车载终端2接收到的广播信息的信号强度处于高或中级时，可以存储广播消息中的组标识，并将分组标记置成已分组，例如将分组标记置为1。

本实施例中SINK节点1在进行位置部署时，考虑到DSRC的有效通信距离1000m，路宽20m，以及结合上述的有效通信时间2.4分钟，为防止相邻SINK节点之间的分组干扰及与车载终端通信的频繁切换，优选地采用最大通信距离的间隔对SINK节点进行部署。也就是说，存在如下情况，当车辆行驶到相邻SINK节点的中间地带，车载终端接收到的两个广播信号都为弱的情况，此时，车载终端不归入其中的任一个SINK分组中。另外由于采用上述SINK节点的布局，车载终端同时检测到两个都为中等信号的概率很小，即使发生了此种情况，采用车载终端不归入其中的任一个SINK分组的处理方式。具体原因在于车辆处于高速运动，车载终端能够在短时间内又接收到SINK节点发出的广播信号，此时如果还收到两个广播信号，并能够完成强弱区分，则完成分组。

车载终端2还用于与所存储的组标识对应的SINK节点1进行通信。这样车载终端2就可以就近与SINK节点1进行通信，车载终端2从SINK节点1获取所需的信息，或向SINK节点1发送信息需求。

车载终端2还用于在判断出车载终端2已分组时，判断广播消息中的组标识和车载终端2中存储的组标识是否相同，如果不同，则判断广播消息的信号强度，当广播消息的信号强度大于预设第二信号强度门限时，将车载终端2中存储的组标识替换为广播消息中的组标识。

由于车载终端2处于移动状态，其分组情况是动态的，车载终端2需要按照区域进行分组，即接入距离较近的SINK节点1。所以，在车载终端2接收到广播信息并根据分组标记判断本车载终端2为已分组后，通过判断广播消息的信号强度来判断车载终端2距离SINK节点1之间的距离。与上述的判断方法相同，但是由于此刻车载终端2已具备分组，只有当接收到的广播信息的信号强度处于强的时候才考虑将其加入到该SINK节点1所在的分组，否则的话保持原分组。也就是说，当SINK节点1与本车载终端2之间的距离足够近的时候才加入该SINK节点1所在的分组。本实施例中的第二信号强度门限为强级的广播信息的信号强度的最低值。通过本方法可以实现车载终端2基于区域的分组。

由于分组的需求，车载终端2需要配置两条信道，广播接收信道及交互信道。车载终端2具体用于通过广播接收信道接收SINK节点发送的广播消息；车载终端2具体用于通过交互信道与车载终端所存储的组标识对应的SINK节点进行通信；其中，广播接收信道与交互信道的频率不同。这样两个信道之间的信息不相互干扰，分别实现分组及与SINK节点1之间的信息交互。

图2为本发明又一实施例提供的一种车辆通信方法的流程示意图，如图2所示，本发明又一实施例提供的一种车辆通信方法具体包括：

步骤11：SINK节点接收SINK节点对应分组内的车载终端发送的第一信息获取请求，第一信息获取请求包括SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息和第一信息标识。对时刻处于移动状态的车载终端提供以SINK节点作为分组的区域式分散的分组管理方式，SINK节点用于处理其所覆盖的车载终端的信息获取情况，缓解了基站3的通信压力。

步骤12：SINK节点根据SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息向SINK节点对应分组内的车载终端发送第一信息标识对应的第一信息。

本发明的技术方案，通过对车载终端按照区域分组，车载终端与其所在分组的SINK节点进行通信，由SINK节点为其提供区域信息，解决了现有技术中汽车大密度分布时，汽车通信将给基站带来极大负荷，严重的时候会导致接入拥塞的问题。本通信方法的具体实现过程与上述通信系统的实现过程相同，在此不再赘述。

作为上述技术方案的优选，还包括：

步骤10：SINK节点按预定频率接收并存储基站发送的区域信息，区域信息为SINK节点所在区域内的车载终端对应的信息。

作为上述技术方案的优选，步骤12中SINK节点根据SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息向SINK节点对应分组内的车载终端发送第一信息包括：

SINK节点根据第一信息获取请求中的第一信息标识进行判断，如果SINK节点存储的区域信息中有与第一信息标识对应的第一信息，根据第一信息获取请求中SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息将第一信息发送到SINK节点对应分组内的车载终端。

作为上述技术方案的优选，步骤12还包括：

如果SINK节点存储的区域信息中没有与第一信息标识对应的第一信息，SINK节点向基站发送第二信息获取请求，接收基站根据第二信息获取请求下发的第一信息，根据SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息将第一信息发送到车载终端；第二信息获取请求包括SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息和第一信息标识。

图3为本发明再一实施例提供的一种车辆通信方法的流程示意图，如图3所示，本发明再一实施例提供的一种车辆通信方法，包括：

步骤21：车载终端向车载终端所在分组对应的SINK节点发送第一信息获取请求，第一信息获取请求包括车载终端的地址信息和第一信息标识；

步骤22：车载终端接收车载终端所在分组对应的SINK节点根据车载终端的地址信息返回的与第一信息标识对应的第一信息。

本发明的技术方案，通过对车载终端根据所在区域分组的SINK节点进行通信，由SINK节点为其提供区域信息，解决了现有技术中汽车大密度分布时，汽车通信将给基站带来极大负荷，严重的时候会导致接入拥塞的问题。本通信方法的具体实现过程与上述通信系统的实现过程相同，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种车辆通信系统，其特征在于，包括：至少一个SINK节点和车载终端；

每个所述SINK节点，用于接收所述SINK节点对应分组内的车载终端发送的第一信息获取请求，根据所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息向所述SINK节点对应分组内的车载终端发送第一信息标识对应的第一信息；所述第一信息获取请求包括所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息和第一信息标识；

所述车载终端，用于向所述车载终端所在分组对应的SINK节点发送所述第一信息获取请求，接收所述车载终端所在分组对应的SINK节点返回的所述第一信息。

2.根据权利要求1所述的车辆通信系统，其特征在于，所述车辆通信系统还包括：

基站，与所述SINK节点连接，用于与所述SINK节点进行通信。

3.根据权利要求2所述的车辆通信系统，其特征在于，所述SINK节点还用于按预定频率接收并存储所述基站发送的区域信息；所述区域信息为所述SINK节点所在区域内的车载终端对应的信息。

4.根据权利要求3所述的车辆通信系统，其特征在于，所述SINK节点具体用于，根据所述第一信息获取请求中的所述第一信息标识进行判断，如果所述SINK节点存储的区域信息中有与所述第一信息标识对应的所述第一信息，根据所述第一信息获取请求中所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息将所述第一信息发送到所述SINK节点对应分组内的车载终端。

5.根据权利要求4所述的车辆通信系统，其特征在于，所述SINK节点还用于在所述SINK节点存储的区域信息中没有与所述第一信息标识对应的所述第一信息时，向基站发送第二信息获取请求，接收所述基站根据所述第二信息获取请求下发的所述第一信息，根据所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息将所述第一信息发送到所述车载终端；所述第二信息获取请求包括与所述第一信息标识和所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息。

6.一种车辆通信方法，其特征在于，包括：

SINK节点接收所述SINK节点对应分组内的车载终端发送的第一信息获取请求，所述第一信息获取请求包括所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息和第一信息标识；

所述SINK节点根据所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息向所述SINK节点对应分组内的车载终端发送所述第一信息标识对应的第一信息。

7.根据权利要求6所述的车辆通信方法，其特征在于，还包括：

所述SINK节点按预定频率接收并存储基站发送的区域信息，所述区域信息为所述SINK节点所在区域内的车载终端对应的信息。

8.根据权利要求7所述的车辆通信方法，其特征在于，所述SINK节点根据所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息向所述SINK节点对应分组内的车载终端发送所述第一信息包括：

所述SINK节点根据所述第一信息获取请求中的所述第一信息标识进行判断，如果所述SINK节点存储的区域信息中有与所述第一信息标识对应的所述第一信息，根据所述第一信息获取请求中所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息将所述第一信息发送到所述SINK节点对应分组内的车载终端。

9.根据权利要求8所述的车辆通信方法，其特征在于，还包括：

如果所述SINK节点存储的区域信息中没有与所述第一信息标识对应的所述第一信息，所述SINK节点向所述基站发送第二信息获取请求，接收所述基站根据所述第二信息获取请求下发的所述第一信息，根据所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息将所述第一信息发送到所述车载终端；所述第二信息获取请求包括所述SINK节点对应分组内的车载终端的地址信息和所述第一信息标识。

10.一种车辆通信方法，其特征在于，包括：

车载终端向所述车载终端所在分组对应的SINK节点发送第一信息获取请求，所述第一信息获取请求包括所述车载终端的地址信息和第一信息标识；

所述车载终端接收所述车载终端所在分组对应的SINK节点根据所述车载终端的地址信息返回的与所述第一信息标识对应的第一信息。

Images