CN114338756A - 一种用于商用车智能网联高并发通信的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于商用车智能网联高并发通信的方法，涉及智能网联高并发通信技术领域，本发明包括商用车用户可以通过车载终端向通信终端发送上行报文的控制信息，通过蜂窝网络进行传输，智能网联云端接收上述上行报文的控制信息，自行判断是否处于高并发状态，智能网联云端接收消息后，自行判断解析控制消息的标识，当解析为确认标识时，向商用车的车载终端发送下行应答报文的控制信息，过采用移动CDMA/EVDO通信单元，可以实现通信时的安全与便捷，同时通过采用多线程来解决高并发问题可以有效的解决在某个时间段通信慢，延缓的现象，保证了系统的使用效果，使车子的运行情况得到了保证，保证了用户的行驶安全。
Description
技术领域
本发明涉及智能网联高并发通信技术领域，尤其涉及一种用于商用车智能网联高并发通信的方法及系统。
背景技术
智能网联是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器的车辆，并融合了现代的通信与网络技术。实现了车与X(人、车、路、云等系统)之间进行智能化的信息交换、共享，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制等功能，可综合实现安全、高效、舒适、节能行驶，并最终实现替代人来操作的新一代汽车，车联网通过新一代信息通信技术，实现车与云平台、车与车、车与路、车与人、车内等全方位网络链接，主要实现了“三网融合”，即将车内网、车际网和车载移动互联网进行融合。智能网联利用传感技术感知车辆的状态信息，并借助无线通信网络与现代智能信息处理技术实现交通的智能化管理，以及交通信息服务的智能决策和车辆的智能化控制。
随着加入智能网联的汽车越来越多，也就导致在通信时，或者在某个通信时间段，由于通信人数增多，会出现高并发状态，在高并发状态会导致通信延缓，缓慢，大大影响了系统的使用效果，通信缓慢延迟的同时也会影响车子的运行情况，对用户的使用安全造成影响，使车辆无法感知周围的情况。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于商用车智能网联高并发通信的方法及系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于商用车智能网联高并发通信的方法，包括；
商用车用户可以通过车载终端向通信终端发送上行报文的控制信息，通过蜂窝网络进行传输。
智能网联云端接收上述上行报文的控制信息，自行判断是否处于高并发状态；
智能网联云端接收消息后，自行判断解析控制消息的标识，当解析为确认标识时，向商用车的车载终端发送下行应答报文的控制信息。
优选地，所述车载终端内置移动CDMA/EVDO通信单元，通过蜂窝网络与智能网联云端通信，所述CDMA/EVDO通信单元包括数字基带处理单元、射频单元，所述射频单元接收和发送通信消息，经调制解调后连接到所述数字基带处理单元，所述电源管理单元连接所述数字基带处理单元，所述射频单元提供电源，所述的车载通信终端包括主处理器、音频输入单元、音频输出单元以及快捷输入单元，所述快捷输入单元接收外部一键接通的触发信号，经过所述主处理器连接到所述服务台。
优选地，所述智能网联云端基于API协作，所述网联云端包括SaCa ACAP，所述SaCaACAP提供了完整的微服务开发框架、运行支撑及治理框架，所述SaCa ACAP设有管理模块，所述管理模统一配置，提供统一入口。
一种用于商用车智能网联高并发通信的系统，包括；
发送单元，通过边缘蜂窝网络C-V2X，将控制消息发送给智联网联云终端；
接收单元，接收上述发送单元的消息，并将消息发送到下一单元；
判断单元，利用单进程的最大并发数来判断通信状态是否处于高并发状态；
控制单元，当上述判断单元判断为高并发状态时自动切换为多线程通信。
优选地，所述边缘蜂窝网络C-V2X是基于蜂窝网络，与目前的4G和5G网络可以复用，所述边缘蜂窝网络C-V2X通过直连通信和蜂窝通信两种方式，支持包括车车、车路、车人以及车网等各类车联网应用,所述边缘蜂窝网络C-V2X包含LTE-V2X和5G-V2X。
优选地，所述边缘蜂窝网络C-V2X具有数据采集单元，所述LTE-V2X在数据单元层主要负责车联网安全事件及V2X应用异常行为的采集，所述LTE-V2X当收集检测到车内各模块的安全事件时LTE-V2X上报到安全运营管理平台。
优选地，所述边缘蜂窝网络C-V2X采用NOMA技术，允许多个蜂窝用户通过不同功率共享同一子信道，在密集城区出现并发状态时，可以共享NOMA的频谱，在所述NOMA网络覆盖下信号叠加公式如下；
优选地，所述单进程调用select函数来处理多个连接请求，所述Select函数统一管理连接到服务器的socket，所述select函数支持I/O复用的系统调用，允许进程指示内核等待多个事件中的任何一个发生，所述单进程可支持同时处理多个通信请求，最大并发为1024个，单并发数超过1024个时，自动切换多线程。
优选地，所述多线程中，每个工作线程对应一个接收队列，每个接收线程将接收到的数据只放在自己对应的队列中，所述多线程中，当只有一个TCP连接，由Recv线程2负责接收该连接中的所有数据，所述Recv线程2每收到一条数据，就将随机通知工作线程到该队列上取数据。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、通过采用移动CDMA/EVDO通信单元，可以实现通信时的安全与便捷，同时通过采用多线程来解决高并发问题可以有效的解决在某个时间段通信慢，延缓的现象，保证了系统的使用效果，使车子的运行情况得到了保证，保证了用户的行驶安全。
2、通过采用NOMA技术，相比传统技术,NOMA有着更高的频谱效率，可以实现大量的接入，有着较低的延时与低信令花费，同时NOMA具有较强的鲁棒性，抵抗帅抵抗衰落与小区间干扰，高的边缘吞吐率宽松的信道反馈，只需要接收信号的强度，不需要具体的CSI，相比于OMA在准同步传输中具有灵活性，使用户在通信过程中更加流畅，在高并发状态下通信不会受影响。
3、由于车载终端内部电路各个器件工作时钟CLK频率处于几百KHz一直到几十MHz，为了车载终端通信更加稳定，在器件收发时钟线上串联10-22Ω不等的电阻，让时钟脉冲上升沿变为缓慢上升，在时钟线做包地处理，空间上与其他布线之间满足了3W原则，保证了整个系统的稳定运行。
4、通过采用边缘蜂窝网络C-V2X，与传统的通信网络相比，边缘蜂窝网络具有通信范围更广、容量更大、车辆移动速度更快、抗干扰性更强等方面的优点，同时在车协同方面也具有高精度的定位技术，与人车交互技术，保证了通信更加顺畅与安全。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于商用车智能网联高并发通信的方法流程示意图；
图2为本发明提出的一种用于商用车智能网联高并发通信的方法及系统的架构示意图；
图3为本发明提出的一种用于商用车智能网联高并发通信的方法及系统中的多线程示意图；
图4为本发明提出的一种用于商用车智能网联高并发通信系统的流程示意图；
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。
参照图1、图2，一种用于商用车智能网联高并发通信的方法，包括；
商用车用户可以通过车载终端向通信终端发送上行报文的控制信息，通过蜂窝网络进行传输，车载终端内置移动CDMA/EVDO通信单元，通过蜂窝网络与智能网联云端通信，CDMA/EVDO通信单元包括数字基带处理单元、射频单元，射频单元接收和发送通信消息，经调制解调后连接到数字基带处理单元，电源管理单元连接所述数字基带处理单元，射频单元提供电源，车载通信终端包括主处理器、音频输入单元、音频输出单元以及快捷输入单元，快捷输入单元接收外部一键接通的触发信号，经过主处理器连接到所述服务台，通过采用移动CDMA/EVDO通信单元，可以实现通信时的安全与便捷，同时通过采用多线程来解决高并发问题可以有效的解决在某个时间段通信慢，延缓的现象，保证了系统的使用效果，使车子的运行情况得到了保证，保证了用户的行驶安全。
智能网联云端接收上述上行报文的控制信息，自行判断是否处于高并发状态，智能网联云端基于API协作，网联云端包括SaCa ACAP，SaCa ACAP提供了完整的微服务开发框架、运行支撑及治理框架，SaCa ACAP设有管理模块，管理模统一配置，提供统一入口，智能网联云端接收消息后，自行判断解析控制消息的标识，当解析为确认标识时，向商用车的车载终端发送下行应答报文的控制信息，由于车载终端内部电路各个器件工作时钟CLK频率处于几百KHz一直到几十MHz，为了车载终端通信更加稳定，在器件收发时钟线上串联10-22Ω不等的电阻，让时钟脉冲上升沿变为缓慢上升，在时钟线做包地处理，空间上与其他布线之间满足了3W原则，保证了整个系统的稳定运行。
参照图3、图4，一种用于商用车智能网联高并发通信的系统，包括；
发送单元，通过边缘蜂窝网络C-V2X，将控制消息发送给智联网联云终端，边缘蜂窝网络C-V2X是基于蜂窝网络，与目前的4G和5G网络可以复用，边缘蜂窝网络C-V2X通过直连通信和蜂窝通信两种方式，支持包括车车、车路、车人以及车网等各类车联网应用,边缘蜂窝网络C-V2X包含LTE-V2X和5G-V2X，边缘蜂窝网络C-V2X具有数据采集单元，LTE-V2X在数据单元层主要负责车联网安全事件及V2X应用异常行为的采集，LTE-V2X当收集检测到车内各模块的安全事件时LTE-V2X上报到安全运营管理平台，边缘蜂窝网络C-V2X采用NOMA技术，允许多个蜂窝用户通过不同功率共享同一子信道，在密集城区出现并发状态时，可以共享NOMA的频谱，在NOMA网络覆盖下信号叠加公式如下；
接收单元，接收上述发送单元的消息，并将消息发送到下一单元，判断单元，利用单进程的最大并发数来判断通信状态是否处于高并发状态，单进程调用select函数来处理多个连接请求，Select函数统一管理连接到服务器的socket，select函数支持I/O复用的系统调用，允许进程指示内核等待多个事件中的任何一个发生，单进程可支持同时处理多个通信请求，最大并发为1024个，单并发数超过1024个时，自动切换多线程，通过采用NOMA技术，相比传统技术,NOMA有着更高的频谱效率，可以实现大量的接入，有着较低的延时与低信令花费，同时NOMA具有较强的鲁棒性，抵抗帅抵抗衰落与小区间干扰，高的边缘吞吐率宽松的信道反馈，只需要接收信号的强度，不需要具体的CSI，相比于OMA在准同步传输中具有灵活性，使用户在通信过程中更加流畅，在高并发状态下通信不会受影响。
控制单元，当上述判断单元判断为高并发状态时自动切换为多线程通信，多线程中，每个工作线程对应一个接收队列，每个接收线程将接收到的数据只放在自己对应的队列中，多线程中，当只有一个TCP连接，由Recv线程2负责接收该连接中的所有数据，Recv线程2每收到一条数据，就将随机通知工作线程到该队列上取数据，通过采用边缘蜂窝网络C-V2X，与传统的通信网络相比，边缘蜂窝网络具有通信范围更广、容量更大、车辆移动速度更快、抗干扰性更强等方面的优点，同时在车协同方面也具有高精度的定位技术，与人车交互技术，保证了通信更加顺畅与安全。
本发明中可通过以下操作方式阐述其功能原理：
参照图1-4，使用时用户可以用商用车内的车载终端通过边缘蜂窝网络C-V2X，向智能网联云终端发送上行报文，为了保证通信更加稳定，可以在车载终端内部电路器件收发时钟线上串联10-22Ω不等的电阻，让时钟脉冲上升沿变为缓慢上升，在时钟线做包地处理，当车载终端稳定发送消息时，智能网联云终端的接收模块接收消息，并传达到下一判断单元，判断单元依靠单线进程的最大并发数来判定是否处于高并发状态，当未超过最大并发状态时，采用单进程通信，当超过最大并发数时，会采用多线程通信，每个接收线程对应一个接收队列，每个接收线程将接收到的数据只放在自己对应的队列中，当智能网联云终端接收到消息后，会回复下行应答报文，以此来完成通信过程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于商用车智能网联高并发通信的方法，其特征在于，包括；
商用车用户可以通过车载终端向通信终端发送上行报文的控制信息，通过蜂窝网络进行传输；
智能网联云端接收上述上行报文的控制信息，自行判断是否处于高并发状态；
智能网联云端接收消息后，自行判断解析控制消息的标识，当解析为确认标识时，向商用车的车载终端发送下行应答报文的控制信息。
2.根据权利要求1所述的一种用于商用车智能网联高并发通信的方法，其特征在于，所述车载终端内置移动CDMA/EVDO通信单元，通过蜂窝网络C-V2X与智能网联云端通信，所述CDMA/EVDO通信单元包括数字基带处理单元、射频单元与电源管理单元，所述射频单元接收和发送通信消息，经调制解调后连接到所述数字基带处理单元，所述电源管理单元连接所述数字基带处理单元，所述射频单元提供电源；
所述的车载通信终端包括主处理器、音频输入单元、音频输出单元以及快捷输入单元，所述快捷输入单元接收外部一键接通的触发信号，经过所述主处理器连接到所述服务台。
3.根据权利要求1所述的一种用于商用车智能网联高并发通信的方法，其特征在于，所述智能网联云端基于API协作，所述网联云端包括SaCa ACAP，所述SaCa ACAP提供了完整的微服务开发框架、运行支撑及治理框架，所述SaCa ACAP设有管理模块，所述管理模统一配置，提供统一入口。
4.一种用于商用车智能网联高并发通信的系统，其特征在于，包括；
发送单元，通过边缘蜂窝网络C-V2X，将控制消息发送给智联网联云终端；
接收单元，接收上述发送单元的消息，并将消息发送到下一单元；
判断单元，利用单进程的最大并发数来判断通信状态是否处于高并发状态；
控制单元，当上述判断单元判断为高并发状态时自动切换为多线程通信。
5.根据权利要求4所述的一种用于商用车智能网联高并发通信的系统，其特征在于，所述边缘蜂窝网络C-V2X是基于蜂窝网络，与目前的4G和5G网络可以复用，所述边缘蜂窝网络C-V2X通过直连通信和蜂窝通信两种方式，支持包括车车、车路、车人以及车网等各类车联网应用,所述边缘蜂窝网络C-V2X包含LTE-V2X和5G-V2X。
6.根据权利要求5所述的一种用于商用车智能网联高并发通信的系统，其特征在于，所述边缘蜂窝网络C-V2X具有数据采集单元，所述LTE-V2X在数据单元层主要负责车联网安全事件及V2X应用异常行为的采集，所述LTE-V2X当收集检测到车内各模块的安全事件时LTE-V2X上报到安全运营管理平台。
7.根据权利要求5所述的一种用于商用车智能网联高并发通信的系统，其特征在于，所述边缘蜂窝网络C-V2X采用NOMA技术，允许多个蜂窝用户通过不同功率共享同一子信道，在密集城区出现并发状态时，可以共享NOMA的频谱，在所述NOMA网络覆盖下信号叠加公式如下；
8.根据权利要求4所述的一种用于商用车智能网联高并发通信的系统，其特征在于，所述单进程调用select函数来处理多个连接请求，所述Select函数统一管理连接到服务器的socket，所述select函数支持I/O复用的系统调用，允许进程指示内核等待多个事件中的任何一个发生，所述单进程可支持同时处理多个通信请求，最大并发为1024个，单并发数超过1024个时，自动切换多线程。
9.根据权利要求4所述的一种用于商用车智能网联高并发通信的系统，其特征在于，所述多线程中，每个工作线程对应一个接收队列，每个接收线程将接收到的数据只放在自己对应的队列中，所述多线程中，当只有一个TCP连接，由Recv线程2负责接收该连接中的所有数据，所述Recv线程2每收到一条数据，就将随机通知工作线程到该队列上取数据。
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