CN103236910A - 一种专用短程通信协议的低速数据延迟响应方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种专用短程通信协议的低速数据延迟响应方法。在专用短程通信中，路侧单元向车载单元发送下行数据和命令，车载单元按规定时间段向路侧单元返回数据。当车载单元无法在规定时间段内准备好数据时，车载单元发送指示命令已经成功送达但未携带所要求数据的确认帧，直至车载单元准备好数据之后，再返回携带数据的上行帧给路侧单元。由此，即使车载单元无法在规定时间段内准备好路侧单元要求的数据，也可以及时通知路侧单元，并在准备好数据之后发送给路侧单元。路侧单元根据车载单元返回的不同类型的响应，作出停止本次通信并进行其他数据交互、重复发送相同数据帧、发送简化数据帧和等待等4种不同处理，以保证专用短程通信的可靠性。

Description

一种专用短程通信协议的低速数据延迟响应方法

技术领域

本发明涉及智能交通系统的电子不停车收费（Electronic Toll Collection，简称ETC）系统技术领域，尤其涉及一种用于ETC系统的专用短程通信（Dedicated ShortRange Communications，简称DSRC）协议的低速数据延迟响应控制方法和系统。

背景技术

随着高速公路通车里程不断增长，收费技术的不断进步，我国很多省市都建设了高速公路ETC系统。与人工收费方式相比，电子不停车收费能够大大提高速度，减少车辆排队等候时间，缓解交通拥堵情况并且减少废气排放。

ETC系统的核心特征是由收费站的ETC天线（或称路侧单元，Road Side Unit，简称RSU）和过站车辆上安装的车载电子标签（或称车载单元，On Board Unit，简称OBU）通过无线通信的方式实现计费交易，通信协议采用专用短程通信协议。专用短程通信是智能交通系统领域内的重要基础性通信协议之一，广泛应用于道路电子不停车收费、车载交通信息服务、交通信息采集，以及车辆公共安全服务等领域。2007年5月，我国颁布实施GB/T20851系列专用短程通信国家标准，之后符合该标准的电子收费技术和产品得到了广泛的应用。

DSRC协议的通信模型主要由应用层、数据链路层和物理层组成，其中数据链路层主要用于建立通信实体之间可靠的通信，由介质访问控制（MAC，Media AccessControl）子层和逻辑链路控制（LLC，Logic Link Control）子层组成。MAC子层负责与物理层交互，以管理共享媒体的使用等问题，LLC子层与MAC子层进行交互，并向应用层提供一定的服务原语。

由于DSRC的物理链路是无线环境中的一种共享媒体，即从物理角度来看，所有在无线信号覆盖区域内的设备都能收到信号，因此，MAC子层的一项重要功能是提供对于共享媒体的访问控制，以避免各个通信节点对无线信道地使用产生冲突碰撞，并提高物理媒体的使用率。国标DSRC协议对MAC子层的媒体访问控制功能没有清晰的描述，各ETC设备厂商在设备实现时有很大差异，导致互通时出现问题。而在CEN（欧洲标准化委员会）DSRC标准中对此有较为明确的说明。因此，本发明是在参考CEN DSRC标准的基础上，对DSRC的通信控制方法的进一步完善和补充。

在各种DSRC协议中，都需要从RSU向OBU发送数据，或者在二者之间交换数据，这些数据传送过程都要按照规定的时序来进行。这里以CEN DSRC协议为例进行说明。

在CEN DSRC协议中，MAC子层的媒体访问控制是非平衡的。即：系统采用主从工作模式，RSU总是控制着物理媒体的使用，OBU仅请求和使用RSU分配的时间窗口。授权的物理媒体访问有：(1)下行链路窗口；(2)专用上行链路窗口；(3)公共上行链路窗口。下行链路窗口用于RSU传送报文给OBU；专用上行链路窗口用于单个OBU传送报文给RSU；公共上行链路窗口可供多个OBU竞争选择，主要用于OBU传送专用上行链路窗口请求信息。所有的上行链路窗口都由RSU分配。

专用上行链路窗口和公共上行链路窗口的区别在于分配该窗口的下行链路帧的链路地址是否为专用地址。如果是专用地址，则其后跟随的是专用上行链路窗口；否则，为公共上行链路窗口。RSU在信道空闲时，通过分配公共上行链路窗口，使得在RSU覆盖范围内的所有OBU可以发送专用上行链路窗口请求。RSU根据实际信道的使用情况，在允许的情况下，发送专用上行链路窗口分配命令给某个OBU，该OBU则在分配的专用上行链路窗口中传送上行帧。

公共上行链路窗口可根据特定的窗口选择机制被任何OBU使用，进行公共上行链路窗口分配的目的仅仅是允许OBU利用其进行专用上行链路窗口分配的申请。各个窗口都存在一定的窗口定时。在CEN DSRC协议中，公共上行链路窗口定时如图1所示。

公共上行链路窗口应当在下述时刻开始：

如果该公共上行链路窗口是下行链路窗口之后所分配的第一个窗口，那么该公共上行链路窗口起始于下行链路窗口结束之后的T3时刻；如果前一窗口是公共上行链路窗口，则在前一个公共上行链路窗口结束时。

公共上行链路帧的传输必须在公共上行链路窗口开始后的T4b时刻内开始。在公共上行链路窗口中传送的是专用上行链路窗口请求（Private Uplink WindowRequest）数据帧，其帧长度是固定的，因此，公共上行链路窗口具有固定的时长，等于T5。

同时，在CEN DSRC协议中，专用上行链路窗口定时机制如图2所示。专用上行链路窗口在分配该上行链路窗口的下行链路窗口结束T3时间之后开始，且必须在T3～T3+T4a时刻内开始传输。如果在该上行链路窗口开始后的T4a时间内，没有OBU开始发送数据，则专用上行链路窗口在T3+T4a时刻结束。

T4a/T4b在CEN DSRC协议中有明确规定，这两个参数主要用于对专用/公共上行链路窗口的定时，RSU在下行链路窗口结束后开始启动定时。当OBU未在T3～T3+T4a/T4b内返回数据，RSU将采取相应的超时释放机制，以提高信道资源的利用效率；同时，参数T4a/T4b也对OBU的性能提出基本约束，利于多家设备间互联互通。在CEN DSRC协议中，规定T3=160μs，T4a=320μs，T4b=32μs。

如上所述，在各种DSRC协议中，都需要从RSU向OBU发送数据，或者在二者之间交换数据，这些数据传送过程都要按照规定的时序来进行。当需要在二者之间交换数据时，如果OBU能够按照规定的时序准备好RSU需要的数据，则是如图3所示的典型情况。

然而，在CEN DSRC协议的实际应用中，当OBU通信执行过程中包括了较为复杂的加解密操作，或者OBU在执行RSU发出的命令时需要访问低速的IC卡时，OBU无法在协议规定的T3～T3+T4a时段内返回响应数据。即，OBU不能在规定的时间窗口内向RSU返回响应数据。因此，在这种低速数据处理的情况下如何进行响应就成了一个无法避免的问题。

这并不是CEN DSRC协议特有的问题，在现有的各种DSRC研究中都没有触及。现有的各种DSRC研究都致力于研究信号传送的各个时间窗口长短和时序等，并没有考虑到有可能出现OBU无法按时准备好响应数据的情况，因此也针对这一问题也没有任何对策。在我国ETC标准中，OBU采用的是两片式电子标签，即由车载电子标签和IC卡两部分组成，其中IC卡操作速度较低。在这种硬件条件下，容易出现OBU无法按时准备好响应数据的情况。本发明针对这一实际情况以及可能带来的问题，提出了有效的解决方案。从通信协议的角度上来讲，只要OBU的响应数据的计算（准备）不能在规定的时间窗口内完成（例如，在CEN DSRC协议中，如果OBU的响应数据的计算（准备）不能在T3～T3+T4a内完成），就可以采用本发明所提出的技术方案。所谓的“低速数据延迟数据响应”方式，就是在这种情况下采用的响应方式。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提出了一种用于智能交通领域的专用短程通信的低速数据延迟响应控制方法。该控制方法针对OBU的响应数据的计算（准备）不能在规定的时间窗口内完成的情况，提出了有效的解决手段。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于智能交通领域的专用短程通信的低速数据延迟响应控制方法，在专用短程通信中，路侧单元向车载单元发送下行数据和命令，车载单元根据接收到的数据和命令，按照规定的时间段在专用上行链路窗口中向路侧单元返回数据，其中，当车载单元无法在规定的时间段内准备好路侧单元所要求的数据时，车载单元向路侧单元发送确认帧，该确认帧指示命令已经成功送达，但是不携带所要求的返回数据，直至车载单元准备好路侧单元所要求的数据之后，再返回携带数据的上行帧给路侧单元。

由此，即使车载单元无法在规定的时间段内准备好路侧单元所要求的数据，也可以及时通知路侧单元，并且在准备好所述数据之后将所述数据帧发送给路侧单元。

根据本发明的第一方面的低速数据延迟响应控制方法，其中，车载单元通过在所述确认帧中将逻辑链路子层的状态子域的值设置为等待模式，从而指示目前无法准备好所请求的数据，路侧单元在接收到该确认帧之后结束本次命令操作，之后，一旦车载单元准备好了路侧单元所请求的返回数据，则车载单元在路侧单元分配的公共上行链路窗口中请求路侧单元向其分配专用上行链路窗口，以在路侧单元针对该请求而分配的专用上行链路窗口中将所请求的数据返回给路侧单元。

由此，路侧单元可以及时结束本次命令操作并且进行其他操作，而不必等待车载单元准备好数据，并且可以在车载单元准备好数据之后获得数据。

根据本发明的第一方面的低速数据延迟响应控制方法，其中，车载单元通过在所述确认帧中将逻辑链路子层的状态子域的值设置为已收到指令并提交响应的数值，并将应用层响应返回代码设为处理中状态，从而指示所请求的数据正在处理中，但结果尚不能用，路侧单元在接收到该确认帧之后，重新向该车载单元发送命令，并且，车载单元在接收到路侧单元重新发送的命令时，如果所请求的数据已经准备好，则在所述重新发送的命令之后的专用上行链路窗口中将所请求的数据返回给路侧单元，否则仍然向路侧单元返回其应用层状态子域的值为处理中状态的确认帧。

由此，路侧单元持续地等待车载单元准备好数据，不会发出新的数据请求，这样可以避免出现数据的混乱。

根据本发明的第一方面的低速数据延迟响应控制方法，其中，路侧单元在重新发送命令之前，判断是否已经到达重发时间和最大允许重发次数，在已经到达重发时间并且尚未到达最大允许重发次数时，路侧单元重新发送命令，而如果已经到达最大允许重发次数，则路侧单元结束本次命令操作。

由此，可以避免路侧单元等待时间过长而影响其他操作。

根据本发明的第一方面的低速数据延迟响应控制方法，其中，所述路侧单元重新发送的命令是与先前发送的数据请求命令相同的命令，带有先前已经发送给车载单元的数据。

由此，路侧单元的操作较为简单，容易控制。

根据本发明的第一方面的低速数据延迟响应控制方法，其中，所述路侧单元重新发送的命令仅仅是分配专用上行链路窗口的数据交换命令，而不再携带先前已经发送给车载单元的数据。

由此，可以避免车载单元重复接收到相同的数据，不会导致上端应用自身的逻辑冲突，而且可以减少在无线链路上传输的数据量。

根据本发明的第一方面的低速数据延迟响应控制方法，其中，路侧单元在得到所请求的数据之前，不向车载单元发出新的数据请求。

由此，可以避免数据传输的逻辑混乱。

根据本发明的第一方面的低速数据延迟响应控制方法，其中，车载单元通过在所述确认帧中将逻辑链路子层的状态子域的值设置为已收到指令并提交响应的数值，并将应用层响应返回代码设为处理中状态，从而指示所请求的数据正在处理中，但结果尚不能用，路侧单元在接收到该确认帧之后，在收到所请求的数据之前，不再向该车载单元发送新的数据帧，保留其最初分配给该车载单元的专用上行链路窗口，等待车载单元的返回数据，直到达到最大允许的等待时间或者接收到车载单元的返回数据时结束本次命令操作；车载单元在准备好所请求的数据时，通过所述专用上行链路窗口将所请求的数据返回给路侧单元。

路侧单元在接收到确认帧之后不再向该车载单元发送新的数据帧，由此，可以最大限度地减少在无线链路上传输的数据量，并且，此时，路侧单元可以根据需要向其他车载单元发送数据帧，有利于信道的充分利用。

另外，根据本发明的另一方面，提供了一种用于智能交通领域的专用短程通信系统，该系统包括车载单元和路侧单元，其中，路侧单元包括：命令生成部件，用于生成发送给车载单元的命令；发送部件，用于将命令生成部件生成的命令发送给车载单元；接收部件，用于接收从车载单元返回的响应信息；以及响应/请求分析部件，用于对接收部件接收到的响应信息进行分析；其中，命令生成部件根据响应/请求分析部件的分析结果而生成命令，

车载单元包括：接收部件，用于接收路侧单元发送的命令；命令处理部件，用于根据路侧单元发送的命令进行操作处理；响应/请求生成部件，用于生成发送给路侧单元的响应信息；以及发送部件，用于将响应/请求生成部件生成的响应信息或请求信息发送给路侧单元，其中，响应/请求生成部件根据命令处理部件的处理结果而生成响应信息或者请求信息，

当路侧单元发送的命令要求车载单元返回数据、而车载单元的命令处理部件无法在规定的时间段内准备好路侧单元所请求的数据时，车载单元的响应/请求生成部件生成如下的响应信息：该响应信息指示命令已经成功送达，但是不携带所请求的返回数据，其中，

响应/请求生成部件通过在所述响应信息中将逻辑链路子层的状态子域的值设置为等待模式，从而指示目前无法准备好所请求的数据，路侧单元在接收到该响应信息之后结束本次命令操作，之后，一旦车载单元的命令处理部件准备好了路侧单元所请求的返回数据，则车载单元的响应/请求生成部件生成请求路侧单元向其分配专用上行链路窗口的请求消息，并且生成包含准备好的数据的新响应信息，以在路侧单元针对所述请求消息而分配的专用上行链路窗口中将所述新响应信息发送给路侧单元；或者，

响应/请求生成部件通过在所述响应信息中将逻辑链路子层状态子域的值设置为已收到指令并提交响应的数值，并将应用层响应返回代码设为处理中状态，从而指示所请求的数据正在处理中，但结果尚不能用，

路侧单元在接收到该响应信息之后，重新向车载单元发送命令，并且，车载单元在接收到路侧单元重新发送的命令时，如果命令处理部件准备好了所请求的数据，则响应/请求生成部件生成包含准备好的数据的新响应信息，并在所述重新发送的命令之后的专用上行链路窗口中将所述新响应信息返回给路侧单元，否则仍然向路侧单元返回响应/请求生成部件生成的其中逻辑链路子层的状态子域的值为处理中状态的响应信息；或者，路侧单元在接收到该响应信息之后，不再向该车载单元发送新的数据帧，而是通过保留其最初分配给该车载单元的专用上行链路窗口来等待车载单元的返回数据，车载单元在准备好所请求的数据时，通过所保留的专用上行链路窗口将所请求的数据返回给路侧单元。

由此，即使车载单元无法在规定的时间段内准备好路侧单元所要求的数据，也可以及时通知路侧单元，并且在准备好所述数据之后将所述数据发送给路侧单元。

另外，根据本发明，其中，所述规定的时序是在欧洲标准化委员会的专用短程通信协议EN12795中规定的时序，或者是在DSRC国标GB/T20851.2—2007中规定的时序。

附图说明

图1示出了CEN DSRC协议中的公共上行链路窗口定时；

图2示出了CEN DSRC协议中的专用上行链路窗口定时；

图3示出了典型的DSRC数据通信时序；

图4示出了根据本发明的专用短程通信系统的示意图；

图5示出了根据本发明的低速数据延迟响应控制方法的第一实施例的流程图；

图6示出了根据本发明的低速数据延迟响应控制方法的第二实施例的流程图；

图7示出了根据本发明的低速数据延迟响应控制方法的第三实施例的流程图；以及

图8示出了根据本发明的低速数据延迟响应控制方法的第四实施例的流程图。

具体实施方式

图4示出了根据本发明的专用短程通信系统的示意图。如图4所示，根据本发明的专用短程通信系统，该系统包括车载单元和路侧单元。

路侧单元包括：命令生成部件，用于生成发送给车载单元的命令；发送部件，用于将命令生成部件生成的命令发送给车载单元；接收部件，用于接收从车载单元返回的响应信息；以及响应/请求分析部件，用于对接收部件接收到的响应信息进行分析。其中，命令生成部件根据响应/请求分析部件的分析结果而生成命令。

车载单元包括：接收部件，用于接收路侧单元发送的命令；命令处理部件，用于根据路侧单元发送的命令进行操作处理；响应/请求生成部件，用于生成发送给路侧单元的响应信息；以及发送部件，用于将响应/请求生成部件生成的响应信息或请求信息发送给路侧单元。其中，响应/请求生成部件根据命令处理部件的处理结果而生成响应信息或者请求信息。

当路侧单元发送的命令要求车载单元返回数据、而车载单元的命令处理部件无法在规定的时间段内准备好路侧单元所请求的数据时，车载单元的响应/请求生成部件生成如下的响应信息：该响应信息指示命令已经成功送达，但是不携带所请求的返回数据。更具体来说，存在两种响应信息：

（1）响应/请求生成部件通过在所述响应信息中将逻辑链路子层的状态子域的值设置为等待模式，从而指示目前无法准备好所请求的数据；以及

（2）响应/请求生成部件通过在所述响应信息中将应用层的返回代码设置为处理中状态，从而指示所请求的数据正在处理中但结果尚不能用。

路侧单元在接收到第一种确认帧之后结束本次命令操作，之后，一旦车载单元的命令处理部件准备好了路侧单元所请求的返回数据，则车载单元的响应/请求生成部件生成请求路侧单元向其分配专用上行链路窗口的请求消息，并且生成包含准备好的数据的新响应信息，以在路侧单元针对所述请求消息而分配的专用上行链路窗口中将所述新响应信息发送给路侧单元。

或者，路侧单元在接收到第二种响应信息之后，重新向车载单元发送命令，并且，车载单元在接收到路侧单元重新发送的命令时，如果命令处理部件准备好了所请求的数据，则响应/请求生成部件生成包含准备好的数据的新响应信息，并在所述重新发送的命令之后的专用上行链路窗口中将所述新响应信息（应用层的返回代码为状态）返回给路侧单元，否则仍然向路侧单元返回响应/请求生成部件生成的其应用层的返回代码为处理中状态的响应信息。

或者，路侧单元在接收到第二种响应信息之后，在收到所请求的数据之前，不再发送新的数据帧，保留其最初分配给车载单元的专用上行链路窗口，等待车载单元的返回数据；如果在最大允许的等待时间内，收到车载单元返回的正常响应数据，则本次通信结束，否则路侧单元在最大允许的等待时间内未收到车载单元返回的正常响应数据，则路侧单元结束本次命令操作。

可见，根据OBU返回的响应信息的不同，当车载单元无法在规定的时间段内准备好路侧单元所要求的数据时，有两种响应类型，第一种是在其返回的上行数据帧的LLC子层状态子域的值为等待中状态；第二种是在其返回的上行数据帧中将应用层状态响应代码数值设置为处理中。

而路侧单元收到未准备好的上行响应帧时，有4种处理方法。第一种，针对车载单元返回的第一类上行数据帧，路侧单元在接收到该确认帧之后结束本次命令操作。之后，车载单元在准备好了所需要的数据时，请求路侧单元向其分配专用上行链路窗口，并且在所分配的专用上行链路窗口中将数据发送给路侧单元。路侧单元的第二至第四种处理方式都是针对车载单元的第二种上行响应数据帧的。第二种是重复发送一个相同的下行数据帧；第三种是发送简化的下行数据帧。在第二种和第三种处理方法中，路侧单元都继续向该车载单元发送下行数据帧，直至达到最大允许的等待时间或接收到了所需要的数据，在该下行数据帧之后是分配给该车载单元的专用上行链路窗口，一旦该车载单元准备好了所需要的数据，就在这个专用上行链路窗口中将数据发送给路侧单元。第四种是路侧单元不再针对该车载单元发送新的数据帧，而将下行数据帧分配给其他车载单元，但是路侧单元保留最初分配给该车载单元的专用上行链路窗口，直至达到最大允许的等待时间或接收到了所需要的数据，一旦该车载单元准备好了所需要的数据，就在这个专用上行链路窗口中将数据发送给路侧单元。

对于正常的DSRC通信，如果车载单元不存在低速数据延迟响应，则返回的上行数据帧LLC状态域的值为00H（H表示16进制），应用层状态响应代码数值为00H。存在低速数据延迟响应时，上述四种处理方式的比较如下表所示。

表14种低速数据延迟响应处理机制比较

从上表的比较可以看出，第一种处理方式，存在数据帧丢失的风险。第二种处理方式，避免了数据丢失；第三种和第四种方式都是在第二种方式的基础上，进一步节约了下行数据资源。后面三种方式中，路侧单元在等待了设定的时间后，如果还未收到车载单元返回的请求数据，则终止本次通信。

下面，参照图5至图8，对这4种低速数据延迟响应控制方法进行详细说明，其中RSU表示路侧单元，OBU表示车载单元。

【第一实施例】

图5示出了根据本发明的低速数据延迟响应控制方法的第一实施例的示意图。如图5所示，当OBU在规定时间段内无法准备好数据时，OBU向RSU返回LLC状态域为等待模式的上行帧，RSU接到此帧后结束本次命令操作。之后，在OBU数据准备完毕后，OBU在RSU分配的公共上行链路窗口中向RSU请求分配专用上行链路窗口，并在所分配的专用上行链路窗口中将准备好的数据发送给RSU。

在本实施例中，车载单元将返回的DSRC数据帧的逻辑链路层的LLC子层的状态子域设置为等待模式的值，此时LLC状态子域的数值为90H，对应表1中第一种处理方式。以下以具体数据示例进行说明。

例如，RSU发送下行指令帧，要求OBU返回4个字节的随机数。DSRC数据帧内容为：

09003222407791050103180201050084000004

该数据帧各字节含义解释如下：

正常情况下，MAC地址为09003222的OBU返回的正确响应帧为：

09003222E0F700911801190201069F149CD6900000

该数据帧各字节含义解释如下：

其中，本数据帧的帧尾ret为ReturnStatus的缩写，即返回状态字节。

而在存在低速数据延迟响应的情况下，OBU返回的未准备好的低速数据延迟响应帧为：

09003222E0F790

该数据帧各字节解析如下：

RSU收到该响应帧，检测到LLC状态子域的值为90H时，结束本次命令操作。

【第二实施例】

图6示出了根据本发明的低速数据延迟响应控制方法的第二实施例的流程图。如图6所示，当OBU在规定时间段内无法准备好数据时，OBU向RSU返回响应信息，响应信息的应用层返回状态字节ret=5，根据国标20851.3的规定，该数值对应含义是：处理中，但结果不能用。

RSU在接收到该上行确认帧之后，在重发时间向OBU继续重复发送相同的下行指令帧，表示RSU在等待OBU的处理结果，直至下行数据帧的重发次数达到设定的上限值，对于下一次重发命令的时间以及最大重发次数，可由RSU生产厂商根据系统的具体实现和安装方式的要求自行设定和调整；或者

RSU在到达重发时间时向OBU重复发送先前的下行数据交换命令，直至收到带有所请求的数据的响应帧，或者下行数据帧重发次数超过预设的数值。

RSU在到达重发时间内或者下行数据帧重发次数在预设数值内，收到OBU返回已经准备好的数据，此时OBU的LLC状态子域的数值为00（OK），应用层数据的状态字节ret为00（OK），之后本次通信结束。

OBU在接收到RSU重新发送的指令时，如果所请求的数据已经准备好，则在所述重新发送的命令之后的专用上行链路窗口中将所请求的数据返回给RSU，否则仍然将应用层响应返回代码设为处理中，表示虽然所请求的数据尚不能用，但正在处理中的确认帧发送给RSU。以下以具体数据示例进行说明。

RSU发送的下行指令帧，含义为要求OBU返回4个字节的随机数：

09003222407791050103180201050084000004

该数据帧各字节解析如下：

OBU返回的未准备好的低速数据延迟响应帧为：

09003222E0F70091180119020005

该数据帧各字节解析如下：

RSU收到后，重新发送下行指令帧：

09003222407791050103180201050084000004

在设定的时间内，OBU返回的准备好的低速数据延迟响应帧为：

09003222E0F700911801190201069F149CD6900000

【第三实施例】

图7示出了根据本发明的低速数据延迟响应控制方法的第三实施例的流程图。与图6所示的流程图相比，图7所示的第三实施例的唯一区别就在于，在RSU进行重发时，发送的是简化的下行数据交换命令，即不带有数据的命令。

在该实施例中，OBU将返回的DSRC数据帧的应用层响应返回代码设为处理中模式的值，指示所请求的数据正在处理中，但结果尚不能用。RSU在接收到该返回帧之后，向OBU发送等待处理模式的下行指令帧，表示RSU在等待OBU的处理结果。该指令帧的数据格式较为简单，无须再次重复发送前一个下行帧的数据。OBU在接收到RSU发送的简化下行指令时，如果所请求的数据已经准备好，则在所述下行指令之后的专用上行链路窗口中将所请求的数据返回给RSU，否则仍然将应用层响应返回代码设为处理中，表示虽然所请求的数据尚不能用，但正在处理中的确认帧发送给RSU。RSU在接收到该返回帧之后，在重发时间向OBU继续发送简化的下行指令帧，表示RSU在等待OBU的处理结果，直至下行数据帧的重发次数达到设定的上限值，或者收到OBU返回已经准备好的数据，本次通信结束。以下以具体数据示例进行说明。

RSU发送的下行指令帧，含义为要求OBU返回4个字节的随机数：

09003222407791050103180201050084000004

该数据帧各字节解析如下：

OBU返回的未准备好的低速数据延迟响应帧为：

09003222E0F70091180119020005

该数据帧各字节解析如下：

RSU收到后，发送新的简化的下行指令帧。

09003222407791050103180201020001

该数据帧各字节解析如下：

在设定的时间内，OBU返回的准备好的低速数据延迟响应帧为：

09003222E0F700911801190201069F149CD6900000

【第四实施例】

与第二和第三实施例不同之处在于，本实施例中，OBU在规定时间段内无法准备好数据时，OBU向RSU返回应用层返回状态字节（ret字节）为处理中状态的上行数据帧，RSU在收到该帧之后，在到达设定等待时间之前，保留其最初分配给OBU的专用上行链路窗口，但是不再向该OBU发送任何下行数据，而是将下行数据资源分配给其他OBU或者闲置，直至收到所请求的OBU的带有所请求的数据的响应帧时，结束本次通信。如果在设定时间内未收到所请求的数据帧，则本次通信失败，RSU进行后续操作。

本实施例的数据示例可参考第三实施例，只是RSU没有后续的简化下行指令数据帧，具体流程见图8所示。

与图5相比较，图6、7、8的方式不会导致上端应用自身的逻辑冲突，而且可以最大限度地减少在无线链路上传输的数据量。这样做的唯一要求是，RSU在前一条命令没有得到成功确认之前不允许对该OBU发出新的数据请求，即只要RSU应用在等待所请求的数据，RSU端的应用层就不会处理新的数据请求命令。

Claims (9)

1.一种用于智能交通领域的专用短程通信的低速数据延迟响应控制方法，在专用短程通信中，路侧单元向车载单元发送下行数据和命令，车载单元根据接收到的数据和命令，按照规定的时间段在专用上行链路窗口中向路侧单元返回数据，

其中，当车载单元无法在规定的时间段内准备好路侧单元所要求的数据时，车载单元向路侧单元发送确认帧，该确认帧指示命令已经成功送达，但是不携带所要求的返回数据，

直至车载单元准备好路侧单元所要求的数据之后，再返回携带数据的上行帧给路侧单元。

2.根据权利要求1所述的低速数据延迟响应控制方法，其中，车载单元通过在所述确认帧中将逻辑链路子层的状态子域的值设置为表示命令被接受但响应LSDU尚不可用的特定值，从而将逻辑链路子层的状态子域的值设置为等待模式，指示目前未准备好所请求的数据，路侧单元在接收到该确认帧之后结束本次命令操作，

之后，一旦车载单元准备好了路侧单元所请求的返回数据，则车载单元在路侧单元分配的公共上行链路窗口中请求路侧单元向其分配专用上行链路窗口，以在路侧单元针对该请求而分配的专用上行链路窗口中将所请求的数据返回给路侧单元。

3.根据权利要求1所述的低速数据延迟响应控制方法，其中，车载单元通过在所述确认帧中将逻辑链路子层的状态子域的值设置为已收到指令并提交响应的数值，并将应用层响应返回代码设为处理中状态，从而指示所请求的数据正在处理中，但结果尚不能用，

路侧单元在接收到该确认帧之后，重新向该车载单元发送命令，并且，

车载单元在接收到路侧单元重新发送的命令时，如果所请求的数据已经准备好，则在所述重新发送的命令之后的专用上行链路窗口中将所请求的数据返回给路侧单元，否则仍然向路侧单元返回其应用层状态子域的值为处理中状态的确认帧。

4.根据权利要求3所述的低速数据延迟响应控制方法，其中，路侧单元在重新发送命令之前，判断是否已经到达重发时间和最大允许重发次数，在已经到达重发时间并且尚未到达最大允许重发次数时，路侧单元重新发送命令，而如果已经到达最大允许重发次数，则路侧单元结束本次命令操作。

5.根据权利要求3所述的低速数据延迟响应控制方法，其中，所述路侧单元重新发送的命令是与先前发送的数据请求命令相同的命令，带有先前已经发送给车载单元的数据。

6.根据权利要求3所述的低速数据延迟响应控制方法，其中，所述路侧单元重新发送的命令仅仅是分配专用上行链路窗口的数据交换命令，而不再携带先前已经发送给车载单元的数据。

7.根据权利要求6所述的低速数据延迟响应控制方法，其中，路侧单元在得到所请求的数据之前，不向车载单元发出新的数据请求。

8.根据权利要求1所述的低速数据延迟响应控制方法，其中，车载单元通过在所述确认帧中将逻辑链路子层的状态子域的值设置为已收到指令并提交响应的数值，并将应用层响应返回代码设为处理中状态，从而指示所请求的数据正在处理中，但结果尚不能用，

路侧单元在接收到该确认帧之后，在收到所请求的数据之前，不再向该车载单元发送新的数据帧，保留其最初分配给该车载单元的专用上行链路窗口，等待车载单元的返回数据，直到达到最大允许的等待时间或者接收到车载单元的返回数据时结束本次命令操作；

车载单元在准备好所请求的数据时，通过所述专用上行链路窗口将所请求的数据返回给路侧单元。

9.一种用于智能交通领域的专用短程通信系统，该系统包括车载单元和路侧单元，其中，

路侧单元包括：命令生成部件，用于生成发送给车载单元的命令；发送部件，用于将命令生成部件生成的命令发送给车载单元；接收部件，用于接收从车载单元返回的响应信息；以及响应/请求分析部件，用于对接收部件接收到的响应信息进行分析；其中，命令生成部件根据响应/请求分析部件的分析结果而生成命令，

车载单元包括：接收部件，用于接收路侧单元发送的命令；命令处理部件，用于根据路侧单元发送的命令进行操作处理；响应/请求生成部件，用于生成发送给路侧单元的响应信息；以及发送部件，用于将响应/请求生成部件生成的响应信息或请求信息发送给路侧单元，其中，响应/请求生成部件根据命令处理部件的处理结果而生成响应信息或者请求信息，

当路侧单元发送的命令要求车载单元返回数据、而车载单元的命令处理部件无法在规定的时间段内准备好路侧单元所请求的数据时，车载单元的响应/请求生成部件生成如下的响应信息：该响应信息指示命令已经成功送达，但是不携带所请求的返回数据，其中，

响应/请求生成部件通过在所述响应信息中将逻辑链路子层的状态子域的值设置为等待模式，从而指示目前无法准备好所请求的数据，路侧单元在接收到该响应信息之后结束本次命令操作，之后，一旦车载单元的命令处理部件准备好了路侧单元所请求的返回数据，则车载单元的响应/请求生成部件生成请求路侧单元向其分配专用上行链路窗口的请求消息，并且生成包含准备好的数据的新响应信息，以在路侧单元针对所述请求消息而分配的专用上行链路窗口中将所述新响应信息发送给路侧单元；或者，

响应/请求生成部件通过在所述响应信息中将逻辑链路子层状态子域的值设置为已收到指令并提交响应的数值，并将应用层响应返回代码设为处理中状态，从而指示所请求的数据正在处理中，但结果尚不能用，

路侧单元在接收到该响应信息之后，重新向车载单元发送命令，并且，车载单元在接收到路侧单元重新发送的命令时，如果命令处理部件准备好了所请求的数据，则响应/请求生成部件生成包含准备好的数据的新响应信息，并在所述重新发送的命令之后的专用上行链路窗口中将所述新响应信息返回给路侧单元，否则仍然向路侧单元返回响应/请求生成部件生成的其中逻辑链路子层的状态子域的值为处理中状态的响应信息；或者，路侧单元在接收到该响应信息之后，不再向该车载单元发送新的数据帧，而是通过保留其最初分配给该车载单元的专用上行链路窗口来等待车载单元的返回数据，车载单元在准备好所请求的数据时，通过所保留的专用上行链路窗口将所请求的数据返回给路侧单元。

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