CN113259902B - 基于v2x车载终端的同步方法、v2x车载终端及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于V2X车载终端的同步方法、V2X车载终端及车辆，该方法包括：通过GNSS模块将GPS信号发送至时钟同步模块，GPS信号至少包括：GPS的每秒脉冲数、UTC时间；基于时钟同步模块将每秒脉冲数和UTC时间作为一组时钟信号转发至V2X通信模块；若时钟同步模块在一个预设接收周期内未接收到所述时钟信号，则根据GPS的每秒脉冲数以及时钟同步模块中的自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向V2X通信模块发送；若时钟同步模块在下一个预设接收周期内继续接收到所述时钟信号，则将时钟信号向V2X通信模块发送，保证V2X通信模块能够正常获取到PPS信号和时间，使V2X空口通信正常的目的。

Description

基于V2X车载终端的同步方法、V2X车载终端及车辆

技术领域

本发明涉及智能车辆技术领域，尤其涉及一种基于V2X车载终端的同步方法、V2X车载终端及车辆。

背景技术

车载终端的GNSS模块依赖卫星定位信号输出UTC时间和GPS的每秒脉冲数（即PPS信号）。PPS信号作为V2X空口通信的时钟同步源，UTC时间用于数据通信处理。由于GNSS模块依赖卫星定位信号能够输出UTC时间和PPS信号，因此，当装有V2X车载终端的车辆驶入隧道、桥下等路况时，GNSS模块会处于丢失卫星定位信号的状态，即处于失星状态，此时将不再输出UTC时间和PPS信号。V2X车载终端无法实现获取同步时间同步源，V2X通信会出现异常，所有基于V2X的应用将全部瘫痪。。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于V2X车载终端的同步方法、V2X车载终端及车辆。

本发明提供一种基于V2X车载终端的同步方法，所述V2X车载终端包括GNSS模块、时钟同步模块和V2X通信模块，其中：所述GNSS模块通过所述时钟同步模块与所述V2X通信模块连接；所述方法包括：

通过所述GNSS模块将GPS信号发送至所述时钟同步模块，其中，所述GPS信号至少包括：GPS的每秒脉冲数、UTC时间；

基于所述时钟同步模块将所述每秒脉冲数和所述UTC时间作为一组时钟信号转发至所述V2X通信模块；

所述方法还包括：

若所述时钟同步模块在一个预设接收周期内未接收到所述时钟信号，则根据所述GPS的每秒脉冲数以及所述时钟同步模块中的自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向所述V2X通信模块发送；

若所述时钟同步模块在下一个预设接收周期内继续接收到所述时钟信号，则将所述时钟信号向所述V2X通信模块发送。

根据本发明提供的一种基于V2X车载终端的同步方法，所述预设接收周期的时间间隔与发送GPS的每秒脉冲数的间隔时间相同。

本发明还提供一种V2X车载终端，包括GNSS模块、时钟同步模块和V2X通信模块，其中：所述GNSS模块通过所述时钟同步模块与所述V2X通信模块连接；

所述GNSS模块，用于将GPS信号发送至所述时钟同步模块，其中，所述GPS信号至少包括：GPS的每秒脉冲数、UTC时间；

所述时钟同步模块，用于将所述每秒脉冲数和所述UTC时间作为一组时钟信号转发至所述V2X通信模块；

所述时钟同步模块，还用于：

若在一个预设接收周期内未接收到所述时钟信号，则根据所述GPS的每秒脉冲数以及自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向所述V2X通信模块发送；

若在下一个预设接收周期内继续接收到所述时钟信号，则将所述时钟信号向所述V2X通信模块发送；

所述V2X通信模块，用于根据所述时钟信号或所述补偿时钟信号进行V2X空口通信。

根据本发明提供的一种V2X车载终端，所述时钟同步模块包括处理单元和晶振单元，其中，所述处理单元与所述晶振单元连接：

所述晶振单元，用于在所述处理单元在上一个预设接收周期内接收到所述时钟信号时，接收所述处理单元的计时信号，校准自身的时间；

所述处理单元，用于在一个预设接收周期内未接收到所述时钟信号，则根据所述GPS的每秒脉冲数以及所述晶振单元中自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向所述V2X通信模块发送。

根据本发明提供的一种V2X车载终端，所述预设接收周期的时间间隔与发送GPS的每秒脉冲数的间隔时间相同。

本发明还提供一种车辆，包括上述的V2X车载终端。

本发明提供的基于V2X车载终端的同步方法、V2X车载终端及车辆，在GNSS模块检测到GPS信号失常不向时钟同步模块发送UTC时间和PPS信号，时钟同步模块能够自身完成同步计算，输出补偿时间和PPS信号，保证V2X通信模块能够正常获取到PPS信号和时间，使V2X空口通信正常，达到使V2X的应用程序能够正常运行的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的V2X车载终端的结构示意图；

图2是本发明提供的基于V2X车载终端的同步方法的流程示意图；

图3是本发明提供的时钟同步模块的具体结构图；

图4是本发明提供的时钟同步模块的具体流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

下面结合图1-图4描述本发明提供的基于V2X车载终端的同步方法、V2X车载终端及车辆。

首先参见图1，图1示出了本发明提供的V2X车载终端的结构示意图，该V2X车载终端包括GNSS模块、时钟同步模块和V2X通信模块，其中：GNSS模块通过时钟同步模块与V2X通信模块连接。

本发明提供的同步方法，是基于V2X车载终端的结构支持所实现，具体参见图2的方法流程示意图，该方法包括：

21、通过GNSS模块将GPS信号发送至时钟同步模块，其中，GPS信号至少包括：GPS的每秒脉冲数、UTC时间；

22、基于时钟同步模块将每秒脉冲数和UTC时间作为一组时钟信号转发至V2X通信模块；

23、若时钟同步模块在一个预设接收周期内未接收到时钟信号，则根据GPS的每秒脉冲数以及时钟同步模块中的自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向V2X通信模块发送；

24、若时钟同步模块在下一个预设接收周期内继续接收到时钟信号，则将时钟信号向V2X通信模块发送。

针对步骤21-步骤24，需要说明的是，在本发明中，GNSS模块是一种信号接收设备，涵盖GPS、北斗、GALILEO、GLONASS多个卫星定位系统的定位导航模块。GNSS模块依赖卫星定位信号输出GPS信号，GPS信号至少包括：GPS的每秒脉冲数（PPS信号）、UTC时间。PPS信号作为V2X空口通信的时钟同步源，UTC时间用于数据通信处理。例如1PPS信号是一秒脉冲信号，2PPS信号是两秒脉冲信号。UTC时间是协调世界时，又称世界统一时间、世界标准时间、国际协调时间。

由于GNSS模块依赖卫星定位信号（GPS信号）能够输出UTC时间和PPS信号，在GPS信号正常的状态下，GNSS模块持续会在每个预设接收周期将GPS信号发送给时钟同步模块。时钟同步模块再将每秒脉冲数（PPS信号）和UTC时间作为一组时钟信号转发至V2X通信模块，V2X通信模块根据PPS信号和UTC时间进行V2X空口通信。

但当装有V2X车载终端的车辆驶入隧道、桥下等路况时，GNSS模块检测到丢失卫星定位信号的状态，即处于失星状态；或是，卫星定位信号较弱；或是，卫星定位信号发生漂移，此时将不再向时钟同步模块输出UTC时间和PPS信号。即时钟同步模块在一个预设接收周期内未接收到时钟信号。

为此，本发明中，需要通过时钟同步模块向V2X通信模块自身生成并发送同步时间和PPS信号以进行补偿，直到在后续预设接收周期内接收到GNSS模块发送的UTC时间和PPS信号，再重新转发接收到的UTC时间和PPS信号给V2X通信模块。

在本发明中，时钟同步模块与GNSS模块连接，通过串口通信获取GNSS模块发送的UTC时间，以及通过物理连接，获取PPS信号。

V2X通信模块与时钟同步模块连接，通过串口通信获取时钟同步模块发送的UTC时间，以及通过物理连接，获取PPS信号。

由于在GPS信号正常的状态下，时钟同步模块会固定接收到UTC时间和PPS信号。例如在1PPS信号下，时钟同步模块会每一秒接收到UTC时间和PPS信号。时钟同步模块在接收到PPS信号和UTC时间，便会开始校准自身的时间。但由于是GPS信号正常的状态，时钟同步模块只需对接收到PPS信号和UTC时间转发给V2X通信模块即可，无需使用校准的自身时间。

当时钟同步模块在某个预设接收周期内未接收到PPS信号和UTC时间，表明装有V2X车载终端的车辆处于GPS信号失常（如失星、信号弱或信号漂移）的状态下，此时，由于时钟同步模块在上一个预设接收周期正常接收到PPS信号和UTC时间时，便被触发校准自身的时间，故能够根据GPS的每秒脉冲数以及时钟同步模块中的自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向V2X通信模块发送。

在本发明中，后续的V2X空口通信与现有技术的通信过程相同，在此不再阐述。

另外，当GPS信号重新进入正常的状态下，GNSS模块会再次向时钟同步模块发送正常接收到的UTC时间和PPS信号，此时，时钟同步模块重新转发UTC时间和PPS信号给V2X通信模块。V2X通信模块根据PPS信号和UTC时间再次进行V2X空口通信。

例如在第1-3个预设接收周期，时钟同步模块均是正常接收到PPS信号和UTC时间，将PPS信号和UTC时间正常转发给V2X通信模块。

在第4个预设接收周期，时钟同步模块未正常接收到PPS信号和UTC时间，此时，时钟同步模块将在第3个预设接收周期中正常接收到PPS信号和UTC时间时，开始校准的自身时间和PPS信号作为补偿时钟信号向V2X通信模块发送。

在第5个预设接收周期，时钟同步模块依旧未正常接收到PPS信号和UTC时间，此时，时钟同步模块将在第3个预设接收周期中正常接收到PPS信号和UTC时间时，开始校准的自身时间和PPS信号作为补偿时钟信号向V2X通信模块发送。

在第6个预设接收周期，时钟同步模块重新正常接收到PPS信号和UTC时间，将PPS信号和UTC时间正常转发给V2X通信模块。

需要说明的是，在本发明中，每次时钟同步模块正常接收到PPS信号和UTC时间，时钟同步模块便会重新开始同步自身的时间。

本发明提供的基于V2X车载终端的同步方法，在GNSS模块检测到GPS信号失常不向时钟同步模块发送UTC时间和PPS信号，时钟同步模块能够自身完成同步计算，输出补偿时间和PPS信号，保证V2X通信模块能够正常获取到PPS信号和时间，使V2X空口通信正常，达到使V2X的应用程序能够正常运行的目的。

参见图1，本发明提供一种V2X车载终端，包括GNSS模块11、时钟同步模块12和V2X通信模块13，其中：GNSS模块11通过时钟同步模块12与V2X通信模块13连接。

GNSS模块，用于将GPS信号发送至时钟同步模块，其中，GPS信号至少包括：GPS的每秒脉冲数、UTC时间；

时钟同步模块，用于将每秒脉冲数和UTC时间作为一组时钟信号转发至V2X通信模块；

时钟同步模块，还用于：

若在一个预设接收周期内未接收到时钟信号，则根据GPS的每秒脉冲数以及自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向V2X通信模块发送；

若在下一个预设接收周期内继续接收到时钟信号，则将时钟信号向V2X通信模块发送；

V2X通信模块，用于根据时钟信号或补偿时钟信号进行V2X空口通信。

在上述V2X车载终端的进一步发明中，主要是对时钟同步模块的进一步解释说明，具体如下：

参见图3所示，时钟同步模块包括处理单元21和晶振单元22，其中，处理单元21与晶振单元22连接：

晶振单元，用于在处理单元在上一个预设接收周期内接收到所述时钟信号时，接收处理单元的计时信号，校准自身的时间；

处理单元，用于在一个预设接收周期内未接收到时钟信号，则根据GPS的每秒脉冲数以及晶振单元中自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向V2X通信模块发送。

其中，预设接收周期的时间间隔与发送GPS的每秒脉冲数的间隔时间相同。

在本发明中，基于上述对基于V2X车载终端的同步方法的详细描述，在此不再对V2X车载终端的处理过程进行描述。

下面以图4对时钟同步模块的处理过程进行展示，参见图4，具体如下：

1）启动后，时钟同步模块进行初始化。

2）利用GNSS模块输出的PPS信号触发时钟同步模块的时钟校准，校准时钟同步模块的时间为GNSS输出的UTC时间。

3）利用GNSS模块输出PPS信号作为触发信号，时钟同步模块内部计时复位，重新开始计时。

4）利用GNSS模块输出PPS信号作为触发信号，将PPS信号和UTC时间发送至V2X通信模块。

5）如果处于隧道、桥下等场景，GNSS模块不能正常输出UTC和PPS信号，设置一计时阈值作为触发信号，替代PPS信号触发3）~4）步骤操作。

本发明还提供一种车辆，该车辆上安装有上述提及的V2X车载终端。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于V2X车载终端的同步方法，其特征在于，所述V2X车载终端包括GNSS模块、时钟同步模块和V2X通信模块，其中：所述GNSS模块通过所述时钟同步模块与所述V2X通信模块连接；所述方法包括：

通过所述GNSS模块将GPS信号发送至所述时钟同步模块，其中，所述GPS信号至少包括：GPS的每秒脉冲数、UTC时间；

基于所述时钟同步模块将所述每秒脉冲数和所述UTC时间作为一组时钟信号转发至所述V2X通信模块；

所述方法还包括：

若所述时钟同步模块在一个预设接收周期内未接收到所述时钟信号，则根据所述GPS的每秒脉冲数以及所述时钟同步模块中的自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向所述V2X通信模块发送；

若所述时钟同步模块在下一个预设接收周期内继续接收到所述时钟信号，则将所述时钟信号向所述V2X通信模块发送；

其中，所述预设接收周期的时间间隔与发送GPS的每秒脉冲数的间隔时间相同。

2.一种V2X车载终端，其特征在于，包括GNSS模块、时钟同步模块和V2X通信模块，其中：所述GNSS模块通过所述时钟同步模块与所述V2X通信模块连接；

所述GNSS模块，用于将GPS信号发送至所述时钟同步模块，其中，所述GPS信号至少包括：GPS的每秒脉冲数、UTC时间；

所述时钟同步模块，用于将所述每秒脉冲数和所述UTC时间作为一组时钟信号转发至所述V2X通信模块；

所述时钟同步模块，还用于：

若在一个预设接收周期内未接收到所述时钟信号，则根据所述GPS的每秒脉冲数以及自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向所述V2X通信模块发送；

若在下一个预设接收周期内继续接收到所述时钟信号，则将所述时钟信号向所述V2X通信模块发送；

所述V2X通信模块，用于根据所述时钟信号或所述补偿时钟信号进行V2X空口通信；

其中，所述预设接收周期的时间间隔与发送GPS的每秒脉冲数的间隔时间相同。

3.根据权利要求2所述的V2X车载终端，其特征在于，所述时钟同步模块包括处理单元和晶振单元，其中，所述处理单元与所述晶振单元连接：

所述晶振单元，用于在所述处理单元在上一个预设接收周期内接收到所述时钟信号时，接收所述处理单元的计时信号，校准自身的时间；

所述处理单元，用于在一个预设接收周期内未接收到所述时钟信号，则根据所述GPS的每秒脉冲数以及所述晶振单元中自身的时间，生成一组补偿时钟信号并向所述V2X通信模块发送。

4.一种车辆，其特征在于，包括上述权利要求2或3所述的V2X车载终端。

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