V2x通信的基站集群系統(tǒng)、集群方法和集群服務(wù)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種V2X通信的基站集群系統(tǒng)、方法和服務(wù)器。該系統(tǒng)包括多個(gè)基站和集群服務(wù)器。集群服務(wù)器主要包括車(chē)輛注冊(cè)信息獲取、車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取、車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)、基站集群范圍確定，車(chē)輛注冊(cè)信息復(fù)制分發(fā)等單元。該方法包括：第一基站收到車(chē)輛的注冊(cè)信息并轉(zhuǎn)發(fā)，車(chē)輛接入該基站；接收車(chē)輛注冊(cè)信息及位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息；根據(jù)收到的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息對(duì)照存儲(chǔ)的基站分布情況，預(yù)測(cè)該車(chē)輛在下一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)的各基站；復(fù)制該車(chē)輛注冊(cè)信息并分發(fā)到被預(yù)測(cè)的各基站，從而將被預(yù)測(cè)的各基站集群起來(lái)用于該車(chē)輛首次切換基站。本發(fā)明減少移動(dòng)車(chē)輛在基站間頻繁切換，提高數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，而數(shù)據(jù)帶寬并未縮減。
【專利說(shuō)明】
V2X通信的基站集群系統(tǒng)、集群方法和集群服務(wù)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種V2X無(wú)線通信技術(shù)，尤其涉及一種V2X通信的基站集群系統(tǒng)、集群方法和集群服務(wù)器。
【背景技術(shù)】
[0002]V2X是一種新型的通信技術(shù)，用于車(chē)輛移動(dòng)狀態(tài)下的無(wú)線通信。V代表移動(dòng)車(chē)輛，2代表對(duì)象，X代表車(chē)輛、行人或者其他基礎(chǔ)設(shè)施。在美國(guó)，V2X的協(xié)議是基于wifi協(xié)議，由此衍生出的802.1lp標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為主流，在2017年之后的新出廠車(chē)輛，必須具有符合該協(xié)議的通信單元模塊。在中國(guó)，V2X通信的專用標(biāo)準(zhǔn)是DSRC標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T31024系列標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]在V2X通信過(guò)程中，其中有一種通信模式是V2I，其中I代表的是基礎(chǔ)設(shè)施，也就是V2X的通信基站。在標(biāo)準(zhǔn)中，每個(gè)通信基站覆蓋的范圍大約為300m?lkm。車(chē)輛連續(xù)通過(guò)兩個(gè)基站，在基站的邊界處，需要進(jìn)行基站切換，切換的速度一般在3秒左右。車(chē)輛在高速行駛時(shí)，速度能夠達(dá)到每秒50米，在3秒鐘的時(shí)間內(nèi)，可能行駛的距離超過(guò)150米。因此，基站切換造成的通信切斷，已成為限制V2X通信能力的一個(gè)瓶頸。
[0004]現(xiàn)有的移動(dòng)通信技術(shù)比如3G/4G，其設(shè)計(jì)的行人移動(dòng)速度不超過(guò)每秒1.5米，因此不適用于車(chē)輛高速行駛的環(huán)境。在高速公路或者高鐵環(huán)境下，通常采用長(zhǎng)距離、大功率的基站來(lái)抵消頻繁切換基站造成的數(shù)據(jù)中斷。而用更低速率的信號(hào)調(diào)制方式和更長(zhǎng)的比特位時(shí)間來(lái)緩解信道衰落造成的丟包率，因此數(shù)據(jù)帶寬受限。同時(shí)，這兩種技術(shù)都不是3G/4G技術(shù)常規(guī)的應(yīng)用。
[0005]但是對(duì)于V2X技術(shù)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求很高，因?yàn)閂2X可以控制車(chē)輛緊急剎車(chē)，絲毫的延誤都會(huì)造成嚴(yán)重后果。對(duì)于車(chē)載V2X的娛樂(lè)應(yīng)用，視頻和直播對(duì)帶寬要求很高，不能采用低頻率的信號(hào)調(diào)制方式。因此以上兩種方法都不能解決高速行駛條件下的車(chē)輛通?目需求。
[0006]—般來(lái)說(shuō)，V2X技術(shù)也需要切換基站，在切換基站的過(guò)程中同樣需要進(jìn)行身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)保密性服務(wù)的操作。這幾步操作完成之后，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種在后臺(tái)預(yù)先虛擬化完成基站切換的V2X通信的基站集群系統(tǒng)、集群方法和集群服務(wù)器。
[0008]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]一方面，提供一種V2X通信的基站集群方法。該方法包括如下步驟:
[0010]步驟1，第一基站收到車(chē)輛的注冊(cè)信息并轉(zhuǎn)發(fā)，該車(chē)輛接入第一基站；
[0011]步驟2，接收車(chē)輛注冊(cè)信息、以及當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息；
[0012]步驟3，根據(jù)收到的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息對(duì)照所存儲(chǔ)的基站分布情況，預(yù)測(cè)該車(chē)輛在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)其信號(hào)覆蓋范圍的各個(gè)基站；
[0013]步驟4，對(duì)該車(chē)輛注冊(cè)的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站，從而將被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站集群起來(lái)用于該車(chē)輛首次切換基站。
[0014]上述V2X通信的基站集群方法，首次切換基站之后，還包括如下步驟:
[0015]步驟5，接收該車(chē)輛當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息；
[0016]步驟6，重復(fù)步驟3;
[0017]步驟7，對(duì)該車(chē)輛注冊(cè)的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站，從而將被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站集群起來(lái)用于該車(chē)輛下一次切換基站。
[0018]上述V2X通信的基站集群方法還包括:每次切換基站之后都重復(fù)步驟5至步驟7，直至檢測(cè)到退出V2X通信服務(wù)的指示。
[0019]上述V2X通信的基站集群方法還包括:檢測(cè)到退出V2X通信服務(wù)的指示時(shí)，將各個(gè)集群基站的注冊(cè)信息刪除。
[0020]對(duì)于上述V2X通信的基站集群方法，預(yù)測(cè)該車(chē)輛在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)其信號(hào)覆蓋范圍的各個(gè)基站是在一維空間上進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0021]對(duì)于上述V2X通信的基站集群方法，預(yù)測(cè)該車(chē)輛在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)其信號(hào)覆蓋范圍的各個(gè)基站是在二維空間上進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0022]對(duì)于上述V2X通信的基站集群方法，步驟3進(jìn)一步包括:根據(jù)該車(chē)輛目前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算按照車(chē)輛現(xiàn)有移動(dòng)狀態(tài)，在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)車(chē)輛可能的運(yùn)動(dòng)范圍，將計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)范圍對(duì)照所存儲(chǔ)的基站分布情況，找到信號(hào)覆蓋范圍與該運(yùn)動(dòng)范圍有重疊的所有基站。
[0023]另一方面，提供一種V2X通信的基站集群系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個(gè)基站、與各個(gè)基站相連的集群服務(wù)器，該集群服務(wù)器包括:
[0024]收發(fā)器，用于向基站發(fā)送并從基站接收信息；
[0025]車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元，用于從收發(fā)器獲取車(chē)輛在啟動(dòng)V2X通信時(shí)首次接入基站發(fā)送的注冊(cè)信息并存儲(chǔ)到車(chē)輛注冊(cè)信息存儲(chǔ)器；
[0026]車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元，用于從收發(fā)器獲取車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?目息;
[0027]車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元，用于根據(jù)車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元獲取的車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的范圍；
[0028]基站集群范圍確定單元，用于將車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元計(jì)算得到的下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的范圍與基站分布情況存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各個(gè)基站的位置分布情況對(duì)照得到車(chē)輛在下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)的各個(gè)基站；
[0029]基站集群存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)基站集群范圍確定單元確定集群的各個(gè)基站的標(biāo)識(shí)；
[0030]車(chē)輛注冊(cè)信息復(fù)制分發(fā)單元，用于將車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元獲取的車(chē)輛注冊(cè)信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車(chē)輛注冊(cè)信息。
[0031]對(duì)于上述V2X通信的基站集群系統(tǒng)，車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元包括:
[0032]車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)車(chē)輛是否發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換；
[0033]命令提交單元，用于在車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)到車(chē)輛發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時(shí)要求車(chē)輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。
[0034]對(duì)于上述V2X通信的基站集群系統(tǒng)，集群服務(wù)器還包括與收發(fā)器依次相連的車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元和車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元，其中，車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元用于在收到車(chē)輛退出V2X通信的指示時(shí)啟動(dòng)車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元，車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元用于將基站集群存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站上的車(chē)輛注冊(cè)信息刪除。
[0035]還有一方面，提供一種V2X通信的集群服務(wù)器。該集群服務(wù)器與多個(gè)基站相連并且包括:
[0036]收發(fā)器，用于向基站發(fā)送并從基站接收信息；
[0037]車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元，用于從收發(fā)器獲取車(chē)輛在啟動(dòng)V2X通信時(shí)首次接入基站發(fā)送的注冊(cè)信息并存儲(chǔ)到車(chē)輛注冊(cè)信息存儲(chǔ)器；
[0038]車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元，用于從收發(fā)器獲取車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?目息;
[0039]車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元，用于根據(jù)車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元獲取的車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的范圍；
[0040]基站集群范圍確定單元，用于將車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元計(jì)算得到的下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的范圍與基站分布情況存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各個(gè)基站的位置分布情況對(duì)照得到車(chē)輛在下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)的各個(gè)基站；
[0041]基站集群存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)基站集群范圍確定單元確定集群的各個(gè)基站的標(biāo)識(shí)；
[0042]車(chē)輛注冊(cè)信息復(fù)制分發(fā)單元，用于將車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元獲取的車(chē)輛注冊(cè)信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車(chē)輛注冊(cè)信息。
[0043]對(duì)于上述V2X通信的集群服務(wù)器，車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元包括:
[0044]車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)車(chē)輛是否發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換；
[0045]命令提交單元，用于在車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)到車(chē)輛發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時(shí)要求車(chē)輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。
[0046]上述V2X通信的集群服務(wù)器還包括與收發(fā)器依次相連的車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元和車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元，其中，車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元用于在收到車(chē)輛退出V2X通信的指示時(shí)啟動(dòng)車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元，車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元用于將基站集群存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站上的車(chē)輛注冊(cè)信息刪除。
[0047]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案主要的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0048]在本發(fā)明中V2X的基站在后臺(tái)虛擬化完成相應(yīng)的切換步驟，后臺(tái)同時(shí)將多個(gè)V2X基站虛擬成一個(gè)基站群。在車(chē)輛進(jìn)入V2X的服務(wù)范圍之后，這種方法開(kāi)始啟動(dòng)，對(duì)于車(chē)輛本身而言，不管行駛到哪個(gè)基站覆蓋的范圍內(nèi)，仿佛都在同一個(gè)基站的覆蓋范圍內(nèi)。本發(fā)明可以減少移動(dòng)車(chē)輛在V2X基站間的頻繁切換，提高了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，而數(shù)據(jù)帶寬并未縮減。
【附圖說(shuō)明】
[0049]圖1示出本發(fā)明實(shí)例I所述的一維坐標(biāo)基站集群系統(tǒng)；
[0050]圖2示出本發(fā)明實(shí)例2所述的二維坐標(biāo)基站集群系統(tǒng)；
[0051]圖3示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群系統(tǒng)中集群服務(wù)器的結(jié)構(gòu)；
[0052]圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]本發(fā)明的技術(shù)方案是V2X的基站在后臺(tái)虛擬化完成相應(yīng)的切換步驟，后臺(tái)同時(shí)將多個(gè)V2X基站虛擬成一個(gè)基站群。在車(chē)輛進(jìn)入V2X的服務(wù)范圍之后，這種方法開(kāi)始啟動(dòng)，對(duì)于車(chē)輛本身而言，不管行駛到哪個(gè)基站覆蓋的范圍內(nèi)，仿佛都在同一個(gè)基站的覆蓋范圍內(nèi)。本發(fā)明可以減少移動(dòng)車(chē)輛在V2X基站間的頻繁切換，提高了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，而數(shù)據(jù)帶寬并未縮減。
[0054]如圖1和2所示，本發(fā)明所包含的具體模塊是:覆蓋在智慧道路上的多個(gè)V2X基站1，智慧道路包含多種通信設(shè)備，如電動(dòng)汽車(chē)充電粧、物聯(lián)感知模塊、多種通信功能模塊、智能路燈、智能水管網(wǎng)、智能交通設(shè)備等功能的道路；以及與多個(gè)V2X基站I相連的集群服務(wù)器2。
[0055]如圖3所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群系統(tǒng)中的集群服務(wù)器2包括收發(fā)器201、與收發(fā)器201相連的車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元202和車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元203，與車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元202相連的車(chē)輛注冊(cè)信息存儲(chǔ)器209，以及與車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元203依次相連的車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元204、基站集群范圍確定單元206和基站集群存儲(chǔ)器207，還包括與基站集群范圍確定單元206相連的基站分布情況存儲(chǔ)器205、以及與車(chē)輛注冊(cè)信息存儲(chǔ)器209和基站集群存儲(chǔ)器207相連的車(chē)輛注冊(cè)信息復(fù)制分發(fā)單元208。
[0056]其中，收發(fā)器201用于向V2X基站發(fā)送并從V2X基站接收信息，車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元202用于從收發(fā)器201獲取車(chē)輛在啟動(dòng)V2X通信時(shí)首次接入基站發(fā)送的注冊(cè)信息并存儲(chǔ)到車(chē)輛注冊(cè)信息存儲(chǔ)器209，車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元203用于從收發(fā)器201獲取車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元204用于根據(jù)車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元203獲取的車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的地理范圍，基站集群范圍確定單元206用于將車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元204計(jì)算得到的下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的地理范圍與基站分布情況存儲(chǔ)器205中存儲(chǔ)的各個(gè)基站的位置分布情況對(duì)照分析得到車(chē)輛在下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)其信號(hào)覆蓋范圍的所有基站，基站集群存儲(chǔ)器207用于存儲(chǔ)基站集群范圍確定單元206確定集群的所有基站的標(biāo)識(shí)，車(chē)輛注冊(cè)信息復(fù)制分發(fā)單元208用于將車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元202獲取的車(chē)輛注冊(cè)信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲(chǔ)器207中存儲(chǔ)的每個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車(chē)輛注冊(cè)信息。
[0057]基站分布情況存儲(chǔ)器205、基站集群存儲(chǔ)器207以及車(chē)輛注冊(cè)信息存儲(chǔ)器209的實(shí)體可以某一個(gè)存儲(chǔ)器與另外兩個(gè)存儲(chǔ)器位于不同的存儲(chǔ)裝置上，也可以三個(gè)存儲(chǔ)器分別位于三個(gè)不同的存儲(chǔ)裝置上，還可以其中兩個(gè)存儲(chǔ)器或三個(gè)存儲(chǔ)器位于同一塊存儲(chǔ)裝置的不同存儲(chǔ)區(qū)域。
[0058]優(yōu)選地，車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元203包括車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元2031和與車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元2031相連的命令提交單元2032。其中，車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元2031用于檢測(cè)車(chē)輛是否發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換，命令提交單元2032用于在車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元2031檢測(cè)到車(chē)輛發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時(shí)要求車(chē)輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。
[0059]優(yōu)選地，集群服務(wù)器2還包括與收發(fā)器201依次相連的車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元210和車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元211。其中，車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元210用于在收到車(chē)輛退出V2X通信的指示時(shí)啟動(dòng)車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元211，車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元211用于將基站集群存儲(chǔ)器207中存儲(chǔ)的每個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站上的車(chē)輛注冊(cè)信息刪除。
[0060]如圖4所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群方法包括如下步驟:
[0061]步驟S101，第一基站收到車(chē)輛的注冊(cè)信息并轉(zhuǎn)發(fā)，該車(chē)輛接入第一基站。
[0062]乘坐車(chē)輛的人員或者車(chē)輛本身打開(kāi)V2X服務(wù)，產(chǎn)生了通信需求。車(chē)輛與第一基站之間開(kāi)始建立通信連接。需要經(jīng)過(guò)4個(gè)步驟，即身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)保密性服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸。車(chē)輛與第一基站建立連接的過(guò)程，需要將這些注冊(cè)信息同時(shí)傳遞給服務(wù)器后臺(tái)。在一般情況下，當(dāng)車(chē)輛駛離當(dāng)前基站范圍，進(jìn)入新的基站范圍時(shí)，需要重新完成這4個(gè)步驟的通信，這就是基站切換造成通信中斷的原因。
[0063]步驟S102，V2X基站搜集車(chē)輛當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，通過(guò)第一基站提交給集群服務(wù)器，而且集群服務(wù)器在車(chē)輛接入第一基站時(shí)已收到車(chē)輛的注冊(cè)信息。
[0064]車(chē)輛正常接入第一基站，集群服務(wù)器同時(shí)獲得了車(chē)輛的注冊(cè)信息。此外，后臺(tái)要求基站提交車(chē)輛當(dāng)前位置信息、車(chē)輛行駛方向、車(chē)輛速度信息。V2X基站通過(guò)數(shù)據(jù)通道，從車(chē)輛本身獲得這些數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)交給集群服務(wù)器。
[0065]步驟S103，集群服務(wù)器根據(jù)收到的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息與所存儲(chǔ)的基站分布情況對(duì)照分析，預(yù)測(cè)該車(chē)輛在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)其信號(hào)覆蓋范圍的所有基站。
[0066]集群服務(wù)器根據(jù)車(chē)輛目前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算按照車(chē)輛現(xiàn)有移動(dòng)狀態(tài)，在下一第一預(yù)定時(shí)隙比如未來(lái)t秒內(nèi)或者在預(yù)定距離內(nèi)車(chē)輛可能的運(yùn)動(dòng)范圍。將計(jì)算得到的車(chē)輛未來(lái)可能的運(yùn)動(dòng)范圍對(duì)照服務(wù)器內(nèi)部存儲(chǔ)的V2X基站地理位置分布情況，找到信號(hào)覆蓋范圍與該運(yùn)動(dòng)范圍有重疊的所有基站。這些基站將會(huì)成為V2X基站集群。優(yōu)選地，t大于每個(gè)基站信號(hào)覆蓋范圍最大直徑除以一般車(chē)輛的最慢行駛速度，預(yù)定距離大于基站信號(hào)覆蓋范圍的最大直徑，計(jì)算車(chē)輛運(yùn)動(dòng)范圍按照車(chē)輛從當(dāng)前位置開(kāi)始一直直線行駛的情況來(lái)計(jì)算。
[0067]步驟S104，集群服務(wù)器設(shè)置V2X基站集群。
[0068]在確定了 V2X基站集群的范圍后，集群服務(wù)器將車(chē)輛在第一個(gè)基站注冊(cè)的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到相對(duì)應(yīng)的集群基站，用于該車(chē)輛首次切換基站。這些基站仿佛也同車(chē)輛進(jìn)行過(guò)注冊(cè)。在車(chē)輛駛?cè)氡净緯r(shí)，不需要重復(fù)進(jìn)行身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)保密服務(wù)的操作，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。從而實(shí)現(xiàn)快速切換，并且將切換基站造成的中斷幾率降到最低。
[0069]步驟S105，檢測(cè)是否有該車(chē)輛退出V2X通信功能的指示，如果有，則車(chē)輛退出，集群解散。
[0070]在車(chē)上乘員或者車(chē)輛本身退出V2X數(shù)據(jù)傳輸功能后，車(chē)輛向當(dāng)前提供服務(wù)的基站發(fā)送退出信息?；緦⑿畔魉椭良悍?wù)器。集群服務(wù)器將每個(gè)集群基站的注冊(cè)信息刪除。這樣當(dāng)車(chē)輛重新發(fā)起V2X通信時(shí)，需要重新進(jìn)行注冊(cè)。
[0071]如果沒(méi)有該車(chē)輛退出V2X通信功能的指示，則進(jìn)行到步驟S106，檢測(cè)該車(chē)輛是否需要切換到另一個(gè)基站。如果需要?jiǎng)t進(jìn)行到步驟S107，切換到另一個(gè)基站。
[0072]步驟S108，接收該車(chē)輛當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。
[0073]步驟S109，根據(jù)收到的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息對(duì)照所存儲(chǔ)的基站分布情況，預(yù)測(cè)該車(chē)輛在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)其信號(hào)覆蓋范圍的所有基站。
[0074]步驟S110，對(duì)該車(chē)輛注冊(cè)的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站，從而將被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站集群起來(lái)用于該車(chē)輛下一次切換基站。然后，返回步驟S105。
[0075]在車(chē)輛進(jìn)入新的基站覆蓋范圍內(nèi)，幾乎沒(méi)有額外的通信連接，就直接傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)，也將上報(bào)更新的位置信息和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，集群服務(wù)器會(huì)重新計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下的新的基站集群范圍。
[0076]如果在步驟S106檢測(cè)該車(chē)輛不需要切換到另一個(gè)基站，則進(jìn)行到步驟Slll等待第二預(yù)定時(shí)隙之后，返回步驟S106。
[0077]上述實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群方法只是為了說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而舉的一個(gè)例子，并不限定為這種具體的執(zhí)行順序，實(shí)際上各個(gè)步驟可以根據(jù)需要變換執(zhí)行順序。
[0078]本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)于不同的實(shí)際道路情況在未來(lái)t秒或者在預(yù)定距離內(nèi)車(chē)輛可能的運(yùn)動(dòng)范圍的計(jì)算以及與所存儲(chǔ)的基站分布情況對(duì)照分析的復(fù)雜度不同。對(duì)于實(shí)例I在尚速公路或者尚鐵沿線上的V2X通彳目，尚速公路或者尚鐵沿線屬于一維基站集群，車(chē)輛的行駛只有前后兩個(gè)方向，因此在設(shè)置基站集群的時(shí)候，僅需要考慮在t秒內(nèi)或者預(yù)定距離的前后方向V2X基站，并把這些基站集群，屬于線計(jì)算，如圖1所示。對(duì)于實(shí)例2在城市路網(wǎng)內(nèi)的V2X通信，城市路網(wǎng)內(nèi)的情況更復(fù)雜，屬于二維基站集群。在道路交叉口附近，車(chē)輛可以向各個(gè)方向行駛，因此在設(shè)置基站集群的時(shí)候，需要考慮在t秒內(nèi)車(chē)輛各個(gè)方向所能駛達(dá)的基站，把這些基站集群，屬于面計(jì)算，如圖2所示。
[0079]本發(fā)明的V2X通信的基站集群系統(tǒng)和集群方法在車(chē)輛接入第一基站或者后續(xù)每次切換基站時(shí)，預(yù)測(cè)下一次切換可能接入的所有目標(biāo)基站，將預(yù)測(cè)到的所有基站集群起來(lái)，各個(gè)基站單個(gè)的信號(hào)覆蓋范圍合并成一個(gè)虛擬的基站群的信號(hào)覆蓋范圍，車(chē)輛只要處于這個(gè)虛擬的基站群的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，就無(wú)需再次進(jìn)行身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)保密性服務(wù)而直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，好像車(chē)輛沒(méi)有進(jìn)行基站切換一樣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種V2X通信的基站集群方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟I，第一基站收到車(chē)輛的注冊(cè)信息并轉(zhuǎn)發(fā)，該車(chē)輛接入第一基站； 步驟2，接收車(chē)輛注冊(cè)信息、以及當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息； 步驟3，根據(jù)收到的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息對(duì)照所存儲(chǔ)的基站分布情況，預(yù)測(cè)該車(chē)輛在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)其信號(hào)覆蓋范圍的各個(gè)基站； 步驟4，對(duì)該車(chē)輛注冊(cè)的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站，從而將被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站集群起來(lái)用于該車(chē)輛首次切換基站。2.如權(quán)利要求1所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，首次切換基站之后，還包括如下步驟: 步驟5，接收該車(chē)輛當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息； 步驟6，重復(fù)步驟3 ； 步驟7，對(duì)該車(chē)輛注冊(cè)的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站，從而將被預(yù)測(cè)的各個(gè)基站集群起來(lái)用于該車(chē)輛下一次切換基站。3.如權(quán)利要求2所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，還包括:每次切換基站之后都重復(fù)步驟5至步驟7，直至檢測(cè)到退出V2X通信服務(wù)的指示。4.如權(quán)利要求3所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，還包括:檢測(cè)到退出V2X通信服務(wù)的指示時(shí)，將各個(gè)集群基站的注冊(cè)信息刪除。5.如權(quán)利要求1或2所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，預(yù)測(cè)該車(chē)輛在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)其信號(hào)覆蓋范圍的各個(gè)基站是在一維空間上進(jìn)行預(yù)測(cè)。6.如權(quán)利要求1或2所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，預(yù)測(cè)該車(chē)輛在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)其信號(hào)覆蓋范圍的各個(gè)基站是在二維空間上進(jìn)行預(yù)測(cè)。7.如權(quán)利要求1或2所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，步驟3進(jìn)一步包括:根據(jù)該車(chē)輛目前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算按照車(chē)輛現(xiàn)有移動(dòng)狀態(tài)，在下一第一預(yù)定時(shí)隙或者預(yù)定距離內(nèi)車(chē)輛可能的運(yùn)動(dòng)范圍，將計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)范圍對(duì)照所存儲(chǔ)的基站分布情況，找到信號(hào)覆蓋范圍與該運(yùn)動(dòng)范圍有重疊的所有基站。8.一種V2X通信的基站集群系統(tǒng)，包括多個(gè)基站(I)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括與各個(gè)基站(I)相連的集群服務(wù)器(2)，該集群服務(wù)器(2)包括: 收發(fā)器(201)，用于向基站發(fā)送并從基站接收信息； 車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元(202)，用于從收發(fā)器(201)獲取車(chē)輛在啟動(dòng)V2X通信時(shí)首次接入基站發(fā)送的注冊(cè)信息并存儲(chǔ)到車(chē)輛注冊(cè)信息存儲(chǔ)器(209); 車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元(203)，用于從收發(fā)器(201)獲取車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息； 車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元(204)，用于根據(jù)車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元(203)獲取的車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的范圍； 基站集群范圍確定單元(206)，用于將車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元(204)計(jì)算得到的下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的范圍與基站分布情況存儲(chǔ)器(205)中存儲(chǔ)的各個(gè)基站的位置分布情況對(duì)照得到車(chē)輛在下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)的各個(gè)基站； 基站集群存儲(chǔ)器(207)，用于存儲(chǔ)基站集群范圍確定單元(206)確定集群的各個(gè)基站的標(biāo)識(shí)； 車(chē)輛注冊(cè)信息復(fù)制分發(fā)單元(208)，用于將車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元(202)獲取的車(chē)輛注冊(cè)信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲(chǔ)器(207)中存儲(chǔ)的各個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車(chē)輛注冊(cè)信息。9.如權(quán)利要求7所述的V2X通信的基站集群系統(tǒng)，其特征在于，車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元(203)包括: 車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元(2031)，用于檢測(cè)車(chē)輛是否發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換； 命令提交單元(2032)，用于在車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元(2031)檢測(cè)到車(chē)輛發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時(shí)要求車(chē)輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。10.如權(quán)利要求7所述的V2X通信的基站集群系統(tǒng)，其特征在于，集群服務(wù)器(2)還包括與收發(fā)器(201)依次相連的車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元(210)和車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元(211)，其中，車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元(210)用于在收到車(chē)輛退出V2X通信的指示時(shí)啟動(dòng)車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元(211)，車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元(211)用于將基站集群存儲(chǔ)器(207)中存儲(chǔ)的各個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站上的車(chē)輛注冊(cè)信息刪除。11.一種V2X通信的集群服務(wù)器，其特征在于，該集群服務(wù)器(2)與多個(gè)基站相連，包括: 收發(fā)器(201)，用于向基站發(fā)送并從基站接收信息； 車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元(202)，用于從收發(fā)器(201)獲取車(chē)輛在啟動(dòng)V2X通信時(shí)首次接入基站發(fā)送的注冊(cè)信息并存儲(chǔ)到車(chē)輛注冊(cè)信息存儲(chǔ)器(209); 車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元(203)，用于從收發(fā)器(201)獲取車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息； 車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元(204)，用于根據(jù)車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元(203)獲取的車(chē)輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的范圍； 基站集群范圍確定單元(206)，用于將車(chē)輛未來(lái)運(yùn)動(dòng)范圍預(yù)測(cè)單元(204)計(jì)算得到的下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離車(chē)輛可能運(yùn)動(dòng)的范圍與基站分布情況存儲(chǔ)器(205)中存儲(chǔ)的各個(gè)基站的位置分布情況對(duì)照得到車(chē)輛在下一預(yù)定時(shí)隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過(guò)或到達(dá)的各個(gè)基站； 基站集群存儲(chǔ)器(207)，用于存儲(chǔ)基站集群范圍確定單元(206)確定集群的各個(gè)基站的標(biāo)識(shí)； 車(chē)輛注冊(cè)信息復(fù)制分發(fā)單元(208)，用于將車(chē)輛注冊(cè)信息獲取單元(202)獲取的車(chē)輛注冊(cè)信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲(chǔ)器(207)中存儲(chǔ)的各個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車(chē)輛注冊(cè)信息。12.如權(quán)利要求11所述的V2X通信的集群服務(wù)器，其特征在于，車(chē)輛位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息獲取單元(203)包括: 車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元(2031)，用于檢測(cè)車(chē)輛是否發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換； 命令提交單元(2032)，用于在車(chē)輛狀態(tài)檢測(cè)單元(2031)檢測(cè)到車(chē)輛發(fā)生啟動(dòng)V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時(shí)要求車(chē)輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。13.如權(quán)利要求11所述的V2X通信的集群服務(wù)器，其特征在于，還包括與收發(fā)器(201)依次相連的車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元(210)和車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元(211)，其中，車(chē)輛退出V2X通信的指示獲取單元(210)用于在收到車(chē)輛退出V2X通信的指示時(shí)啟動(dòng)車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元(211)，車(chē)輛注冊(cè)信息刪除單元(211)用于將基站集群存儲(chǔ)器(207)中存儲(chǔ)的各個(gè)基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站上的車(chē)輛注冊(cè)信息刪除。
【文檔編號(hào)】H04W36/00GK105873137SQ201510766098
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日
【發(fā)明人】徐勇, 鄒禹, 陳昆盛, 李文銳, 李丹, 劉鵬, 林偉
【申請(qǐng)人】樂(lè)卡汽車(chē)智能科技（北京）有限公司