CN105791368A - 一种车载终端通信的调度方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载终端通信的调度方法及装置，该调度方包括：实时获取车载终端发送的车载终端的状态数据，状态数据包括：所述车载终端所在车辆的行驶参数和车载终端的近场通信参数；根据车辆的行驶参数确定预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信参数，为预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序；向各个车载终端发送分配的工作时序，使得各个车载终端能够根据工作时序进行近场通信的广播。本发明实施例将移动通信网络作为车辆近距离通信的信令管理通道，通过实时获取车载终端的状态数据，对处于信号拥塞区域的车辆上的车载终端的近场通信方式进行有序规划，使得各个车载终端的广播工作在不同时序，从而提升车辆近场通信的性能。

Description

一种车载终端通信的调度方法及装置

技术领域

本发明涉及车联网技术领域，特别涉及一种车载终端通信的调度方法及装置。

背景技术

基于车载终端通信的车辆碰撞预警系统，车辆通过广播方式将自身目前的状态(包括车辆的位置、速度、加速度及行驶路径)发送给相邻车辆，同时接收相邻车辆的状态信息，进而实现车辆的防撞预警，防止道路交通安全事故的发生。其中，高可靠、低时延的车载终端通信技术是该系统的成败关键。

现有的车载终端通信技术主要采用两类技术：

1.以专用短程通信DSRC(DedicatedShortRangeCommunication)为代表的车载终端近距通信技术；2.以长期演进LTE、全球移动通信系统GSM为代表的通过移动通信系统实现车载终端之间的通信。

现有的车载终端通信技术主要存在以下主要缺点：

1.对于基于DSRC的车载终端通信技术，存在当节点密度高是可靠性下降的问题，例如当车辆节点数密集(50以上)时，丢包率达到30％以上；

2.对于基于LTE的车载终端通信方式，存在两个问题：第一是资源占用高，当节点数超过300时，LTE上行资源出现瓶颈；第二是时延大，在节点数为100时，下行的通信时延接近100ms。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载终端通信的调度方法及装置，解决了车车通信中节点密度高时可靠性下降以及占用资源高，时延大的问题，提升了车辆近距离通信的性能。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种车载终端通信的调度方法，包括：

获取车载终端发送的所述车载终端的状态数据，所述状态数据包括：所述车载终端所在车辆的行驶参数和所述车载终端的近场通信参数；

根据所述车辆的行驶参数确定预设区域内的车辆上的所述车载终端的近场通信参数，为所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序；

向各个车载终端发送分配的工作时序，使得各个车载终端能够根据所述工作时序进行近场通信的广播。

其中，所述车载终端所在车辆的行驶参数至少包括所述车辆的位置信息、所述车辆的速度信息以及所述车辆的加速度信息；

所述车载终端的近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

其中，所述预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率的确定方法包括：

根据预设时间段内距所述车载终端预设距离的相邻车载终端的数量、实际接收到的所述相邻车载终端所在车辆的行驶参数的数量以及相邻车载终端发送车辆行驶参数的频率，确定预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

其中，所述根据所述车辆的行驶参数确定预设区域内的车辆上的所述车载终端的近场通信参数，为所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序，具体包括：

根据所述车辆的行驶参数，确定所述预设区域内的车辆；

获取所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信参数，所述近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率；

根据预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率，获取所述预设区域内的近场通信质量；

若所述预设区域内的近场通信质量显示所述预设区域为通信冲突区域，根据预设规则为预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序。

其中，所述预设规则为服从均匀分布或正态分布的随机分配规则。

其中，所述向各个车载终端发送分配的工作时序，具体为：

将所述分配的工作时序发送至移动通信网络，进而由移动通信网络的下行链路发送至各个车载终端。

本发明实施例还提供一种车载终端通信的调度装置，包括：

获取模块，用于获取车载终端发送的所述车载终端的状态数据，所述状态数据包括：所述车载终端所在车辆的行驶参数和所述车载终端的近场通信参数；

分配模块，用于根据所述车辆的行驶参数确定预设区域内的车辆上的所述车载终端的近场通信参数，为所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序；

发送模块，用于向各个车载终端发送分配的工作时序，使得各个车载终端能够根据所述工作时序进行近场通信的广播。

其中，所述车载终端所在车辆的行驶参数至少包括所述车辆的位置信息、所述车辆的速度信息以及所述车辆的加速度信息；

所述车载终端的近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

其中，所述调度装置还包括：

确定模块，用于根据预设时间段内距所述车载终端预设距离的相邻车载终端的数量、实际接收到的所述相邻车载终端所在车辆的行驶参数的数量以及相邻车载终端发送车辆行驶参数的频率，确定预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

其中，所述分配模块包括：

确定子模块，用于根据所述车辆的行驶参数，确定所述预设区域内的车辆；

第一获取子模块，用于获取所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信参数，所述近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率；

第二获取子模块，用于根据预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率，获取所述预设区域内的近场通信质量

分配子模块，用于若所述预设区域内的近场通信质量显示所述预设区域为通信冲突区域，根据预设规则为预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序。

其中，所述预设规则为服从均匀分布或正态分布的随机分配规则。

其中，所述发送模块包括：

发送子模块，用于将所述分配的工作时序发送至移动通信网络，进而由移动通信网络的下行链路发送至各个车载终端。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例的车载终端通信的调度方法及装置中，将高可靠、有保障的移动通信网络作为车辆近距离通信的信令管理通道，通过实时获取车载终端的状态数据，对处于信号拥塞区域的车辆上的车载终端的近场通信方式进行有序规划，使得各个车载终端的广播工作在不同时序，从而提升车辆近场通信的性能。

附图说明

图1表示本发明实施例的车载终端通信的调度方法的基本步骤示意图；

图2表示本发明实施例的车载终端的结构示意图；

图3表示现有技术中车载终端的工作时序图；

图4表示应用本发明实施例的车载终端通信的调度方法后车载终端的工作时序图；

图5表示本发明实施例的车载终端通信的调度方法中获取车载终端的状态数据的时序图；

图6表示本发明实施例的车载终端通信的调度装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术的车车通信中节点密度高时可靠性下降以及占用资源高，时延大的问题，提供一种车载终端通信的调度方法及装置，将高可靠、有保障的移动通信网络作为车辆近距离通信的信令管理通道，通过实时获取车载终端的状态数据，对处于信号拥塞区域的车辆上的车载终端的近场通信方式进行有序规划，使得各个车载终端的广播工作在不同时序，从而提升车辆近场通信的性能。

如图2所示，本发明实施例提供一种车载终端通信的调度方法，包括：

步骤11，实时获取车载终端发送的所述车载终端的状态数据，所述状态数据包括：所述车载终端所在车辆的行驶参数和所述车载终端的近场通信参数；

步骤12，根据所述车辆的行驶参数确定预设区域内的车辆上的所述车载终端的近场通信参数，为所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序；

步骤13，向各个车载终端发送分配的工作时序，使得各个车载终端能够根据所述工作时序进行近场通信的广播。

本发明的上述实施例的调度方法应用于调度平台端，简言之，该调度平台手机来自车辆上报的状态数据，通过规划调度对车车通信的发送时隙进行分配，进而通过移动通信网络向每辆车的车载终端下发；本发明提供的调度方法相比于现有技术，可有效地解决传统方法在车辆密度增大时出现的通信质量严重下降的问题，比如丢包率高，同时又充分利用了移动通信网络的广域覆盖、传输可靠性高等优势。

具体的，本发明涉及的车载终端1至少包含移动通信模块和近场通信模块，如图2所示，其中，车载终端1的移动通信模块可支持各种通信网络，可以是全球移动通信系统GSM、3G网络模式：码分多址CDMA、时分同步码分多址TD-SCDMA和宽带码分多址WCDMA；4G网络模式：分时长期演进TD-LTE和频分全工长期演进LTEFDD等方式中的一种或多种；近场通信模块可以是专用短程通信技术DSRC、Wi-fi、紫蜂Zigbee及蓝牙等通信方式中的一种或多种。且发明实施例采用的移动通信网络是与上述移动通信模块对应的网络，具体的泛指各种通信网络，如全球移动通信系统GSM、3G网络模式：码分多址CDMA、时分同步码分多址TD-SCDMA和宽带码分多址WCDMA；4G网络模式：分时长期演进TD-LTE和频分长期演进LTEFDD等等。

具体的，本发明的上述实施例中，所述车载终端1所在车辆的行驶参数至少包括所述车辆的位置信息、所述车辆的速度信息以及所述车辆的加速度信息；

所述车载终端的近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

为了使得本发明的描述更加清楚，下面将车辆的行驶参数标识为beacon，包含车辆的位置、速度、加速度等信息。标准的近距通信的MAC协议往往采用CSMA的机制，即首先侦听信道在确认无信号冲突后进行广播；但是其节点密度增大时，其近距广播的性能将明显下降。现有技术中车载终端的工作时序如图1所示。

进一步的，设本发明实施例的车载终端的近场通信参数为A，即该近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的beacon的接收率。具体的，该近场通信参数A的确定方法包括：

步骤14，根据预设时间段内距所述车载终端预设距离的相邻车载终端的数量、实际接收到的所述相邻车载终端所在车辆的行驶参数的数量以及相邻车载终端发送车辆行驶参数的频率，确定预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。其中，相邻车载终端的界定可根据预先设定的距离，例如距离本车辆30米内的车辆上的车载终端均可作为本车辆的车辆终端的相邻车载终端。需要说明的是，该具体的预设距离可由调度平台根据当地的车流量、道路宽度等信息综合决定，在此不作具体限定。

具体的，近场通信参数可用公式表示为

其中n_neighbor为该预设时间段内邻车的数量，N_recv为实际接收到的邻车beacon数量，Rate_i是第i辆邻车的终端发送beacon的频率，一般为10Hz(根据车辆安全行驶的要求，车载通信模块需要按照至少10Hz的频度广播其状态数据beacon)。

进一步的，本发明的上述实施例中，步骤12具体包括：

步骤121，根据所述车辆的行驶参数，确定所述预设区域内的车辆；

步骤122，获取所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信参数，所述近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率；

步骤123，根据预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率，获取所述预设区域内的近场通信质量；

步骤124，若所述预设区域内的近场通信质量显示所述预设区域为通信冲突区域，根据预设规则为预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序。

需要说明的是，预设区域内的近场通信质量的判断可通过设定一阈值，即近场通信参数A大于上述设定的阈值时，该预设区域为通信冲突区域；否则该预设区域为正常工作区域，调度平台不需要对其进行调度；经过调度平台调度后的车载终端的工作时序如图4所示。其中，图3及图4中涉及的时长单元的含义如下表所示：

时长单元的含义

时长单元	含义
		Tcw	Beacon发送前的信道侦听时长
TBeacon	Beacon发送周期(例如100ms)
		TRep	通过移动通信网络上报本车状态的周期(例如2s)
TCH-STAT	评估近距通信质量的时长(例如1s)

本发明上述实施例中，根据所述车辆的行驶参数中的位置信息确定同一区域内的车辆，进一步获取同一区域的车辆的近场通信参数A，如图5所示，调度平台获取近场通信参数A的时序图；调度平台获取从车载终端上报的状态信息，对T_Collection周期内的车辆信息进行数据分析然后规划下发。T_Collection数值的选择跟车载终端LTE上报的T_Rep有关，也要确保在滑动窗T_Collection周期内能收到每辆车的上报至少一次，一般地，可采用T_Collection＝k*T_Rep,k＝1.5。

进而通过近场通信参数A获取该区域内的近场通信质量，对于通信冲突区域的车辆进行调度，即调度平台采用预设规则为每辆车的车载终端分配工作时序，车载终端根据该工作时序进行近场通信广播。具体的，所述预设规则为服从均匀分布或正态分布的随机分配规则。其预设规则的主要原则为使得该区域内的不同车载终端工作在不同时序，保证其广播的新能，防止发生信号冲突导致数据丢失。

进一步的，本发明上述实施例中步骤13具体为：

步骤131，将所述分配的工作时序发送至移动通信网络，进而由移动通信网络的下行链路发送至各个车载终端。

下面具体说明本发明实施例的调度方法的具体实施例步骤：

对特定区域(例如十字路口)的车辆上报的近场通信参数行统计，从而得出该区域的车辆近场通信的通信质量。首先根据每辆车的上报数据A判断该车所处位置的近场通信质量LQI，例如可采用如下规则：

其中，Thr为邻车接收率门限，如60％。然后对该区域内所有车辆的LQI进行统计，如果超过一定比例的车辆的LQI为bad，则由调度平台对该区域的车辆上的车载终端的近场通信进行调度。

调度平台采用随机分配时隙的方法对通信冲突区域内车辆的近距通信的方式进行规划，即从时隙资源池中为每辆车随机选择工作时隙，用于该车辆的近距通信广播。随机分配可服从均匀分布、正态分布等。在完成调度规划后，调度平台将时隙分配信息发送至移动通信网络，进而通过下行链路发送到各个车载终端节点。

为了更好的实现上述目的，如图6所示，本发明实施例还提供一种车载终端通信的调度装置，包括：

获取模块61，用于实时获取车载终端发送的所述车载终端的状态数据，所述状态数据包括：所述车载终端所在车辆的行驶参数和所述车载终端的近场通信参数；

分配模块62，用于根据所述车辆的行驶参数确定预设区域内的车辆上的所述车载终端的近场通信参数，为所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序；

发送模块63，用于向各个车载终端发送分配的工作时序，使得各个车载终端能够根据所述工作时序进行近场通信的广播。

具体的，本发明的上述实施例中，所述车载终端所在车辆的行驶参数至少包括所述车辆的位置信息、所述车辆的速度信息以及所述车辆的加速度信息；

所述车载终端的近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

具体的，本发明的上述实施例中，所述调度装置还包括：

确定模块，用于根据预设时间段内距所述车载终端预设距离的相邻车载终端的数量、实际接收到的所述相邻车载终端所在车辆的行驶参数的数量以及相邻车载终端发送车辆行驶参数的频率，确定预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

具体的，本发明的上述实施例中，所述分配模块62包括：

确定子模块，用于根据所述车辆的行驶参数，确定所述预设区域内的车辆；

第一获取子模块，用于获取所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信参数，所述近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率；

第二获取子模块，用于根据预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率，获取所述预设区域内的近场通信质量

分配子模块，用于若所述预设区域内的近场通信质量显示所述预设区域为通信冲突区域，根据预设规则为预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序。

具体的，本发明的上述实施例中，所述预设规则为服从均匀分布或正态分布的随机分配规则。

具体的，本发明的上述实施例中，所述发送模块包括：

发送子模块，用于将所述分配的工作时序发送至移动通信网络，进而由移动通信网络的下行链路发送至各个车载终端。

本发明实施例的车载终端通信的调度方法，将高可靠、有保障的移动通信网络作为车辆近距离通信的信令管理通道，通过实时获取车载终端的状态数据，对处于信号拥塞区域的车辆上的车载终端的近场通信方式进行有序规划，使得各个车载终端的广播工作在不同时序，从而提升车辆近场通信的性能。

需要说明的是，本发明实施例提供的车载终端通信的调度装置的应用上述车载终端通信的调度方法的装置，则上述调度方法的所有实施例及其有益效果均适应于该调度装置。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种车载终端通信的调度方法，其特征在于，包括：

实时获取车载终端发送的所述车载终端的状态数据，所述状态数据包括：所述车载终端所在车辆的行驶参数和所述车载终端的近场通信参数；

根据所述车辆的行驶参数确定预设区域内的车辆上的所述车载终端的近场通信参数，为所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序；

向各个车载终端发送分配的工作时序，使得各个车载终端能够根据所述工作时序进行近场通信的广播。

2.根据权利要求1所述的车载终端通信的调度方法，其特征在于，所述车载终端所在车辆的行驶参数至少包括所述车辆的位置信息、所述车辆的速度信息以及所述车辆的加速度信息；

所述车载终端的近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

3.根据权利要求2所述的车载终端通信的调度方法，其特征在于，所述预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率的确定方法包括：

根据预设时间段内距所述车载终端预设距离的相邻车载终端的数量、实际接收到的所述相邻车载终端所在车辆的行驶参数的数量以及相邻车载终端发送车辆行驶参数的频率，确定预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

4.根据权利要求3所述的车载终端通信的调度方法，其特征在于，所述根据所述车辆的行驶参数确定预设区域内的车辆上的所述车载终端的近场通信参数，为所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序，具体包括：

根据所述车辆的行驶参数，确定所述预设区域内的车辆；

获取所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信参数，所述近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率；

根据预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率，获取所述预设区域内的近场通信质量；

若所述预设区域内的近场通信质量显示所述预设区域为通信冲突区域，根据预设规则为预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序。

5.根据权利要求4所述的车载终端通信的调度方法，其特征在于，所述预设规则为服从均匀分布或正态分布的随机分配规则。

6.根据权利要求1所述的车载终端通信的调度方法，其特征在于，所述向各个车载终端发送分配的工作时序，具体为：

将所述分配的工作时序发送至移动通信网络，进而由移动通信网络的下行链路发送至各个车载终端。

7.一种车载终端通信的调度装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于实时获取车载终端发送的所述车载终端的状态数据，所述状态数据包括：所述车载终端所在车辆的行驶参数和所述车载终端的近场通信参数；

分配模块，用于根据所述车辆的行驶参数确定预设区域内的车辆上的所述车载终端的近场通信参数，为所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序；

发送模块，用于向各个车载终端发送分配的工作时序，使得各个车载终端能够根据所述工作时序进行近场通信的广播。

8.根据权利要求7所述的车载终端通信的调度装置，其特征在于，所述车载终端所在车辆的行驶参数至少包括所述车辆的位置信息、所述车辆的速度信息以及所述车辆的加速度信息；

所述车载终端的近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

9.根据权利要求8所述的车载终端通信的调度装置，其特征在于，所述调度装置还包括：

确定模块，用于根据预设时间段内距所述车载终端预设距离的相邻车载终端的数量、实际接收到的所述相邻车载终端所在车辆的行驶参数的数量以及相邻车载终端发送车辆行驶参数的频率，确定预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率。

10.根据权利要求9所述的车载终端通信的调度装置，其特征在于，所述分配模块包括：

确定子模块，用于根据所述车辆的行驶参数，确定所述预设区域内的车辆；

第一获取子模块，用于获取所述预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信参数，所述近场通信参数为预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率；

第二获取子模块，用于根据预设时间段内对预设范围内的车载终端所在车辆的行驶参数的接收率，获取所述预设区域内的近场通信质量

分配子模块，用于若所述预设区域内的近场通信质量显示所述预设区域为通信冲突区域，根据预设规则为预设区域内的车辆上的车载终端的近场通信分配工作时序。

11.根据权利要求10所述的车载终端通信的调度装置，其特征在于，所述预设规则为服从均匀分布或正态分布的随机分配规则。

12.根据权利要求7所述的车载终端通信的调度装置，其特征在于，所述发送模块包括：

发送子模块，用于将所述分配的工作时序发送至移动通信网络，进而由移动通信网络的下行链路发送至各个车载终端。