CN102831658A - 一种用于公路收费的相邻车道信号干扰解决方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于公路电子收费的相邻车道信号干扰解决方法及装置，该方法包括：在具有多条车道的公路上确定出路侧装置RSU在某一条车道内的有效通信区域，有效通信区域仅覆盖RSU的对应车道而不与相邻车道相交；根据有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)；向公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息；根据OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)；根据OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断OBU是否在RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则RSU与OBU建立通信连接，如果否，则RSU拒绝与OBU通信。以解决ETC系统中相邻车道的信号干扰问题。

Description

一种用于公路收费的相邻车道信号干扰解决方法及装置

技术领域

本发明涉及高速公路的电子收费技术领域，特别是涉及电子收费系统中的路侧技术，具体的讲是一种用于公路收费的相邻车道信号干扰解决方法及装置。

背景技术

随着高速公路电子收费系统（ETC：Electronic Toll Collection)的迅速发展，ETC应用不断增加，对ETC系统的高效稳定等性能要求也在提高。然而，在现有技术中ETC系统所面临的主要问题是，相邻车道信号干扰而造成的错误交易问题。

如图1所示，是现有ETC系统中三个相邻车道的路侧装置（RSU）通信区域图。在图1中，三个RSU（10a，10b，10c）安装在横跨高速公路的框架20上，三个RSU（10a，10b，10c）所得到的通信区域往往是图1中的椭圆区域。由于三个椭圆区域存在交叉，很容易产生相邻车道干扰问题，最终导致错误交易或交易失败。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于公路收费的相邻车道信号干扰解决方法及装置，以解决ETC系统中的相邻车道信号干扰问题。

本发明的目的之一是，提供一种用于公路电子收费的相邻车道信号干扰解决方法，该方法包括：在具有多条车道的公路上确定出路侧装置RSU在某一条车道内的有效通信区域，有效通信区域仅覆盖所述RSU的对应车道而不与相邻车道相交；根据有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)；向公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息；根据OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)；根据OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断OBU是否在RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则RSU与OBU建立通信连接，如果否，则RSU拒绝与OBU通信。

本发明的目的之一是，提供一种用于公路收费的相邻车道信号干扰解决装置，该装置包括：判定函数存储单元，用于存储根据RSU对应车道内的有效通信区域的几何形状所生成的通信区域判定函数f(x,y,z)；信号发送接收单元，用于向公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息；位置函数生成单元，用于根据OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)；通信建立单元，用于根据OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断OBU是否在RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则RSU与OBU建立通信连接，如果否，则RSU拒绝与OBU通信。

本发明的目的之一是，提供一种用于公路收费的相邻车道信号干扰解决装置，该装置包括：有效通信区域设定单元，用于在具有多条车道的公路上确定出路侧装置RSU在某一条车道内的有效通信区域，有效通信区域仅覆盖RSU的对应车道而不与相邻车道相交；判定函数生成单元，用于根据有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)；信号发送接收单元，用于向公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息；位置函数生成单元，用于根据OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)；通信建立单元，用于根据OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断OBU是否在RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则RSU与OBU建立通信连接，如果否，则RSU拒绝与OBU通信。

本发明的有益效果在于，通过确定不同几何形状的有效通信区域，并使不同几何形状的有效通信区域限制在一条车道之内而不与相邻车道相交，使RSU实现仅对单一车道内行驶的OBU进行通信，还可根据实际情况，随时改变通信区域的形状和大小，解决了邻道干扰的问题，提高了RSU交易成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的电子收费系统的车道及通信区域示意图；

图2为本发明用于公路电子收费的相邻车道信号干扰解决方法及装置流程图；

图3为本发明电子收费系统的车道及通信区域示意图；

图4为本发明RSU通信区域控制流程图；

图5为本发明矩形通信区域示意图；

图6为本发明椭圆形通信区域示意图；

图7为本发明双矩形通信区域示意图；

图8为本发明双椭圆形通信区域示意图；

图9为本发明长方体形通信区域示意图；

图10为本发明球体形通信区域示意图；

图11为本发明用于公路电子收费的路侧装置的结构框图；

图12为本发明采用DBF定位的RSU的电路原理框图；

图13为本发明用于公路电子收费的路侧装置的结构框图；

图14为本发明采用相控阵定位的RSU的电路原理框图；

图15为本发明环形车道上RSU的环形通信区域示意图；

图16为本发明ETC和MTC混合车道上RSU的矩形通信区域示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图2所示，本实施例的用于公路电子收费的相邻车道信号干扰解决方法包括：在具有多条车道的公路上确定出路侧装置RSU在某一条车道内的有效通信区域，有效通信区域仅覆盖所述RSU的对应车道而不与相邻车道相交（步骤S101）；根据有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)（步骤S102）；向公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息（步骤S103）；根据OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)（步骤S104）；根据OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断OBU是否在RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则RSU与OBU建立通信连接，如果否，则RSU拒绝与OBU通信（步骤S105）。

如图3所示，本实施例的用于公路电子收费的相邻车道信号干扰解决方法及装置采用数字合成方式，能实现任意形状的通信区域，还可根据实际情况，随时改变区域形状和大小。可利用通信区域控制得到图3中矩形通信区域，解决天线区域不稳定和邻道干扰问题，提高RSU交易成功率。本实施例的用于公路电子收费的相邻车道信号干扰解决方法及装置是建立在对OBU精确定位的基础上的数字化通信区域控制方案。框架200设置在公路上，RSU100a和RSU 100b和RSU 100c设置在框架200上。RSU100a和RSU 100b和RSU 100c在对应的车道内形成矩形有效通信区域。也可形成椭圆、环形等其他几何形状的有效通信区域。

设有效通信区域判定函数为：

f(x,y,z)    （1）

式（1）的函数可以是三维空间的函数，也可以是二维平面函数，还可以是一维直线函数，根据所要确定的有效通信区域而定。RSU采用无线电定位技术，求出OBU的位置函数为：

OBU(x_o,y_o,z_o)    （2）

实现OBU精确定位的方法很多种，主要包括是基于信号强度的定位、基于时间测量的定位和基于方向角测量的定位。将OBU坐标代入判定函数f(x,y,z)函数中，判断f(x_o,y_o,z_o)是否满足区域判定函数的条件（例如，OBU的位置是否处于有效通信区域中），如果满足区域判定函数的条件，则RSU与OBU进行通信或交易，如果OBU所在的位置不满足区域判定函数的条件，则RSU拒绝与该OBU通信。

如图4所示，RSU通信区域的具体控制流程包括：

1）根据实际应用的需要，确定有效的通信区域，并给定区域判定函数f(x,y,z)。根据实际应用的需要是指根据公路上车道的形状确定路侧装置RSU的有效通信区域。

2）RSU发送广播信号，搜索是否有OBU存在。

3）当没有OBU回复时，回到第2步继续发送广播信号。

4）当有OBU回复时，即搜索到OBU，RSU接收OBU的回复信息，并根据OBU发送的微波信号对OBU进行精确定位。

5）RSU将OBU的位置信息代入到区域判定函数f(x,y,z)中，根据f(x_o,y_o,z_o)判断OBU(x_o,y_o,z_o)是否在有效区域。

6）如果OBU不在有效的通信区域内，则RSU拒绝与该OBU通信，并重新搜索OBU。

7）如果OBU在有效的通信区域内，则RSU与OBU建立通信连接，与OBU进行正常通信或交易。

8）与OBU通信交互完成后，RSU返回到第2步重新发送广播信号搜索OBU。

如图5所示，根据公路上车道的形状确定路侧装置RSU的有效通信区域为矩形通信区域。其中，在车道路面平面中，矩形区域是RSU的理想通信区域，平面矩形通信区域判定函数为：

$f(x,y):\left\{\begin{array}{c}|x-x_r|<\frac{\mathrm{Lx}}{2}\\ |y-y_r|<\frac{\mathrm{Ly}}{2}\end{array}\right.---\left(3\right)$

其中，矩形通信区域大小为Lx×Ly，(x_r,y_r)是矩形通信区域中心点坐标。当矩形通信区域中心坐标为(0,Ly/2)时，矩形通信区域如图5所示。

如图6所示，根据公路上车道的形状确定路侧装置RSU的有效通信区域为椭圆形通信区域。其中，椭圆通信区域判定函数为：

$f(x,y):\frac{{(x-x_r)}^2}{a^2}+\frac{{(y-y_r)}^2}{b^2}<1---\left(4\right)$

其中，a、b为椭圆的两半轴长度，(x_r,y_r)为椭圆区域中心点坐标。当椭圆中心点为(0,b)时，椭圆通信区域如图6所示。

上面仅给出了二种通信区域实例，在平面还可以形成其他任意形状的通信区域，如圆形、菱形、三角形等。除了上面描述的两种单一形状的通信区域情况以外，通信区域还可以由多个小区域组成，如图7所示的双矩形通信区域和图8所示的双椭圆通信区域。

与平面通信区域一样，空间通信区域也有很多，例如长方体通信区域，球体通信区域等。

如图9所示，根据公路上车道的形状确定路侧装置RSU的有效通信区域为长方体通信区域。长方体通信区域判定函数为：

$f(x,y,z):\left\{\begin{array}{c}|x-x_r|<\frac{\mathrm{Lx}}{2}\\ |y-y_r|<\frac{\mathrm{Ly}}{2}\\ |z-z_r|<\frac{\mathrm{Lz}}{2}\end{array}\right.---\left(5\right)$

其中，长方体通信区域大小为Lx×Ly×Lz，(x_r,y_r,z_r)是长方体通信区域中心点坐标。当长方体通信区域中心坐标为(0,Ly/2,Lz/2)时，长方体通信区域如图9所示。

如图10所示，根据公路上车道的形状确定路侧装置RSU的有效通信区域为球体通信区域。球体通信区域判定函数为：

f(x,y,z):(x-x_r)²+(y-y_r)²+(z-z_r)²＜R²    （6）

其中，R为球体通信区域半径，(x_r,y_r,z_r)是球体通信区域中心点坐标。当中心点为原点时，球体区域如图10所示。

在三维空间中，除长方体、球体形状的通信区域外，还有如堆体、椭球体等其他形状的通信区域，只要先求出判定函数，将OBU坐标代入到判定函数中便能确定是否与该OBU进行通信。

存储所述的矩形通信区域判定函数、椭圆形通信区域判定函数、环形通信区域判定函数、长方体形通信区域判定函数和球体形通信区域判定函数。

实施例2

如图11所示，本实施例的用于公路收费的相邻车道信号干扰解决装置包括：判定函数存储单元101，用于存储根据RSU对应车道内的有效通信区域的几何形状所生成的通信区域判定函数f(x,y,z)；信号发送接收单元102，用于向公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息；位置函数生成单元103，用于根据OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)；通信建立单元104，用于根据OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断OBU是否在RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则RSU与OBU建立通信连接，如果否，则RSU拒绝与OBU通信。

判定函数存储单元101存储的有效通信区域生成对应的通信区域判定函数包括：矩形通信区域判定函数、椭圆形通信区域判定函数、环形通信区域判定函数、长方体形通信区域判定函数和/或球体形通信区域判定函数。

如图12所示，本实施例的用于公路收费的相邻车道信号干扰解决装置可以是基于DBF定位的RSU。该RSU具有定位功能，能够根据实际情况任意改变通信区域的形状，该RSU包括：交易模块、定位模块和控制模块组成。交易模块包括：交易天线、射频收发电路，实现微波信号的接收和发送，与OBU进行信号交互。定位模块包括：阵列天线、下变频、AD采集和信号处理单元，通过阵列天线接收微波信号，获得OBU的定位结果信息。控制模块包括：控制器、RAM和FLASH，用于完成交易和定位控制，同时与车道控制器进行通信。在图12中，FLASH、RAM组成判定函数存储单元101，用于存放预先设定的有效通信区域判定函数f(x,y,z)；交易天线、射频收发电路组成信号发送接收单元102，用于向OBU发送信号并接收OBU的回复信息，实现与OBU的交互；阵列天线、下变频、AD采集、信号处理单元组成位置函数生成单元103，用于接收OBU的微波信号并获取OBU的位置信息OBU(x_o,y_o,z_o)；控制器、通信接口等组成通信建立单元104，根据位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断OBU是否在对应的RSU的有效通信区域内，如果OBU在对应的RSU的有效通信区域内，则RSU与OBU建立通信连接，如果OBU不在对应的RSU的有效通信区域内，则RSU拒绝与OBU通信。

通过定位生成任意形状的通信区域，可彻底解决邻道干扰及跟车等问题。

实施例3

如图13所示，本实施例的用于公路收费的相邻车道信号干扰解决装置包括：有效通信区域设定单元201，用于在具有多条车道的公路上确定出路侧装置RSU在某一条车道内的有效通信区域，有效通信区域仅覆盖RSU的对应车道而不与相邻车道相交；判定函数生成单元202，用于根据有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)；信号发送接收单元203，用于向公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息；位置函数生成单元204，用于根据OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)；通信建立单元205，用于根据OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断OBU是否在RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则RSU与OBU建立通信连接，如果否，则RSU拒绝与OBU通信。

有效通信区域设定单元201，根据公路上车道的形状确定路侧装置RSU的有效通信区域为矩形通信区域；判定函数生成单元202，根据矩形通信区域生成对应的矩形通信区域判定函数式（3）。

有效通信区域设定单元201，根据公路上车道的形状确定路侧装置RSU的有效通信区域为椭圆形通信区域；判定函数生成单元202，根据椭圆形通信区域生成对应的椭圆形通信区域判定函数式（4）。

有效通信区域设定单元201，根据公路上车道的形状确定路侧装置RSU的有效通信区域为长方体形通信区域；判定函数生成单元202，根据长方体形通信区域生成对应的长方体形通信区域判定函数式（5）。

有效通信区域设定单元201，根据公路上车道的形状确定路侧装置RSU的有效通信区域为球体形通信区域；判定函数生成单元202，根据所述的球体形通信区域生成对应的球体形通信区域判定函数式（6）。

如图14所示，本实施例的用于公路电子收费的路侧装置可以是基于相控阵定位的RSU。该RSU具有定位功能，能够根据实际情况任意改变通信区域的形状，该RSU包括：交易模块、定位模块和控制模块组成。交易模块包括：交易天线、射频收发电路，实现微波信号的接收和发送，与OBU进行信号交互。定位模块包括：阵列天线、相移器、合路器和信号处理单元，通过阵列天线接收微波信号，获得OBU的定位结果信息。控制模块包括：控制器、RAM和FLASH，用于完成交易和定位控制，同时与车道控制器进行通信。在图14中，车道控制器组成有效通信区域设定单元201及判定函数生成单元202，可根据不同的车道形状设定各种RSU有效通信区域，生成相应的有效通信区域判定函数f(x,y,z)；交易天线、射频收发电路组成信号发送接收单元203，用于向OBU发送信号并接收OBU的回复信息，实现与OBU的交互；阵列天线、下变频、AD采集、信号处理单元组成位置函数生成单元204，用于接收OBU的微波信号并获取OBU的位置信息OBU(x_o,y_o,z_o)；控制器、通信接口等组成通信建立单元205，根据位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断OBU是否在对应的RSU的有效通信区域内，如果OBU在对应的RSU的有效通信区域内，则RSU与OBU建立通信连接，如果OBU不在对应的RSU的有效通信区域内，则RSU拒绝与OBU通信。

通过定位生成任意形状的通信区域，可彻底解决邻道干扰及跟车等问题。

如图15所示，为本实施例RSU的双向车道双矩形通信区域的通信实例。将RSU水平安装，通过定位形成两个并列的矩形区域，因此一个RSU便能实现双向车道交易问题。

如图16所示，在实际应用中，经常遇到同时存在ETC车道与MTC车道或多个ETC车道并列问题，这时，对区域控制就有了严格要求。图16是ETC车道与MTC车道并存的路面。ETC车道上装有RSU。设RSU正下方为车道平面原点，垂直车道方向为x轴，来车方向为y轴。设车道宽度为4米，RSU近端通信距离为1米，远端通信距离为7米，则RSU理想的通信区域为图中阴影区域，得到RSU矩形通信区域判定函数为：

$f(x,y):\left\{\begin{array}{c}\left|x\right|<2\\ |y-4|<3\end{array}\right.$

如图16所示，设图中OBU1的坐标为（0，6），OBU2的坐标为（-7，6）。

当RSU发出广播信号搜索OBU时，ETC车道和MTC车道同时都存在OBU车辆，且都收到了广播信号并回复。RSU对两个OBU进行定位，得到定位结果：OBU1的坐标为（0，6），OBU2的坐标为（-7，6）。将两个OBU的坐标分别代入到判定函数中，得到OBU1满足区域判定条件，RSU与OBU1建立通信。由于OBU2所在坐标不满足RSU通信区域判定条件，则RSU拒绝与OBU2通信。

本发明实施例通过确定RSU的不同几何形状的有效通信区域，并使不同几何形状的有效通信区域限制在一条车道之内而不与相邻车道相交，使RSU实现仅对单一车道内行驶的OBU进行通信，还可根据实际情况，随时改变通信区域的形状和大小，解决了邻道干扰的问题，提高了RSU交易成功率。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种用于公路收费的相邻车道信号干扰解决方法，其特征是，所述的方法包括：

在具有多条车道的公路上确定出路侧装置RSU在某一条车道内的有效通信区域，所述的有效通信区域仅覆盖所述RSU的对应车道而不与相邻车道相交；

根据所述有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)；

向所述的公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息；

根据所述OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)；

根据所述的OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断所述的OBU是否在所述RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则所述的RSU与所述的OBU建立通信连接，如果否，则所述的RSU拒绝与所述的OBU通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的根据所述有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)包括：

所述的有效通信区域为矩形通信区域，对应的矩形通信区域判定函数为：

$f(x,y):\left\{\begin{array}{c}|x-x_r|<\frac{\mathrm{Lx}}{2}\\ |y-y_r|<\frac{\mathrm{Ly}}{2}\end{array}\right.,$

其中，所述的矩形通信区域的面积为Lx×Ly，所述的矩形通信区域的中心点坐标为(x_r,y_r)；

存储所述的矩形通信区域判定函数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的根据所述有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)包括：

所述的有效通信区域为椭圆形通信区域，对应的椭圆形通信区域判定函数为：

$f(x,y):\frac{{(x-x_r)}^2}{a^2}+\frac{{(y-y_r)}^2}{b^2}<1,$

其中，a、b为椭圆形通信区域的两半轴长度，(x_r,y_r)为椭圆形通信区域的中心点坐标；

存储所述的椭圆形通信区域判定函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的根据所述有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)包括：

所述的有效通信区域为长方体形通信区域，

对应的长方体形通信区域判定函数为：

$f(x,y,z):\left\{\begin{array}{c}|x-x_r|<\frac{\mathrm{Lx}}{2}\\ |y-y_r|<\frac{\mathrm{Ly}}{2},\\ |z-z_r|<\frac{\mathrm{Lz}}{2}\end{array}\right.$

其中，所述的长方体形通信区域的体积为Lx×Ly×Lz，(x_r,y_r,z_r)是所述的长方体形通信区域的中心点坐标；

存储所述的长方体形通信区域判定函数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的根据所述有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)包括：

所述的有效通信区域为球体形通信区域，

对应的球体形通信区域判定函数为：

f(x,y,z):(x-x_r)²+(y-y_r)²+(z-z_r)²＜R²，

其中，R为所述的球体形通信区域的半径，(x_r,y_r,z_r)是所述的球体形通信区域的中心点坐标；

存储所述的球体形通信区域判定函数。

6.一种用于公路收费的相邻车道信号干扰解决装置，其特征是，所述的装置包括：

判定函数存储单元，用于存储根据RSU对应车道内的有效通信区域的几何形状所生成的通信区域判定函数f(x,y,z)；

信号发送接收单元，用于向所述的公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息；

位置函数生成单元，用于根据所述OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)；

通信建立单元，用于根据所述的OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断所述的OBU是否在所述RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则所述的RSU与所述的OBU建立通信连接，如果否，则所述的RSU拒绝与所述的OBU通信。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述的判定函数存储单元存储的通信区域判定函数包括：矩形通信区域判定函数、椭圆形通信区域判定函数、长方体形通信区域判定函数和/或球体形通信区域判定函数。

8.一种用于公路收费的相邻车道信号干扰解决装置，其特征是，所述的装置包括：

有效通信区域设定单元，用于在具有多条车道的公路上确定出路侧装置RSU在某一条车道内的有效通信区域，所述的有效通信区域仅覆盖所述RSU的对应车道而不与相邻车道相交；

判定函数生成单元，用于根据所述有效通信区域的几何形状生成通信区域判定函数f(x,y,z)；

信号发送接收单元，用于向所述的公路发送广播信号，并接收车载装置OBU的回复信息；

位置函数生成单元，用于根据所述OBU的回复信息生成OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)；

通信建立单元，用于根据所述的OBU位置函数OBU(x_o,y_o,z_o)和通信区域判定函数f(x,y,z)判断所述的OBU是否在所述RSU的对应车道的有效通信区域内，如果是，则所述的RSU与所述的OBU建立通信连接，如果否，则所述的RSU拒绝与所述的OBU通信。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征是，所述的判定函数生成单元用于生成矩形通信区域判定函数：

$f(x,y):\left\{\begin{array}{c}|x-x_r|<\frac{\mathrm{Lx}}{2}\\ |y-y_r|<\frac{\mathrm{Ly}}{2}\end{array}\right.,$

其中，所述的矩形通信区域的面积为Lx×Ly，所述的矩形通信区域的中心点坐标为(x_r,y_r)；

所述的装置还包括判定函数存储单元，用于存储所述的矩形通信区域判定函数。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征是，所述的判定函数生成单元用于生成椭圆形通信区域判定函数：

$f(x,y):\frac{{(x-x_r)}^2}{a^2}+\frac{{(y-y_r)}^2}{b^2}<1,$

其中，a、b为椭圆形通信区域的两半轴长度，(x_r,y_r)为椭圆形通信区域的中心点坐标；

所述的装置还包括判定函数存储单元，用于存储所述的椭圆形通信区域判定函数。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征是，所述的判定函数生成单元用于生成长方体形通信区域判定函数：

$f(x,y,z):\left\{\begin{array}{c}|x-x_r|<\frac{\mathrm{Lx}}{2}\\ |y-y_r|<\frac{\mathrm{Ly}}{2}\\ |z-z_r|<\frac{\mathrm{Lz}}{2}\end{array}\right.,$

其中，所述的长方体形通信区域的体积为Lx×Ly×Lz，(x_r,y_r,z_r)是所述的长方体形通信区域的中心点坐标；

所述的装置还包括判定函数存储单元，用于存储所述的长方体形通信区域判定函数。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征是，所述的判定函数生成单元用于生成球体形通信区域判定函数：

f(x,y,z):(x-x_r)²+(y-y_r)²+(z-z_r)²＜R²，

其中，R为所述的球体形通信区域的半径，(x_r,y_r,z_r)是所述的球体形通信区域的中心点坐标；

所述的装置还包括判定函数存储单元，用于存储所述的球体形通信区域判定函数。

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