[發(fā)明專(zhuān)利]一種車(chē)聯(lián)網(wǎng)中基于相對(duì)位置的多信道分配系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010065793.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111541987B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張寶晨;龔?;耿雄飛;張鷺;王雪松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H04W4/02
• 分類(lèi)號(hào): H04W4/02;H04W4/06;H04W4/40;H04W72/04;H04W84/18
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;李彪

本發(fā)明公開(kāi)了一種車(chē)聯(lián)網(wǎng)中基于相對(duì)位置的多信道分配系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：位置及方向采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集車(chē)輛自身的位置和速度信息，鄰域車(chē)輛信息獲取模塊，用于接收多個(gè)鄰居車(chē)輛的信息；相對(duì)位置與局部拓?fù)浞治瞿K，用于在接收到多個(gè)鄰居車(chē)輛的信息后，根據(jù)自身的位置信息和鄰居車(chē)輛的信息，確定其前、后、左、右、左前、右前、左后、右后八個(gè)方位中的一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛，建立米字型的鄰域拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；信道分配模塊，用于確定車(chē)輛自身的“顏色”，根據(jù)“顏色”從四種預(yù)設(shè)的信道分配方案選擇一種；所述四種預(yù)設(shè)的信道分配方案是將信道分配問(wèn)題轉(zhuǎn)化為染色問(wèn)題而確定的；通信模塊，用于根據(jù)選擇的信道分配方案，與各個(gè)方位的鄰居車(chē)輛以約定的信道進(jìn)行多信道同步通信。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車(chē)聯(lián)網(wǎng)中基于相對(duì)位置的多信道分配系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

自動(dòng)車(chē)駕駛是科研和商業(yè)的熱點(diǎn)，如何解決自動(dòng)車(chē)駕駛中的安全問(wèn)題是自動(dòng)車(chē)駕駛的關(guān)鍵。現(xiàn)有自動(dòng)車(chē)駕駛方法，主要通過(guò)融合超聲、視覺(jué)、激光、GPS等信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)車(chē)的實(shí)時(shí)定位與環(huán)境感知，是自動(dòng)車(chē)進(jìn)行行駛決策的基礎(chǔ)。一部分研究工作采用車(chē)間通信手段輔助自動(dòng)車(chē)駕駛，包括手機(jī)通信等，但是面臨組網(wǎng)困難，通信不充分等問(wèn)題。

車(chē)載自組網(wǎng)(VANET)作為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。隨著無(wú)限射頻收發(fā)器的硬件成本的降低，采用多射頻，多信道的車(chē)載自組網(wǎng)被廣泛應(yīng)用。多信道VANET中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是多信道通信設(shè)備工作方式的設(shè)計(jì)，以及多信道通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。車(chē)載通信的信道帶寬范圍為5.85GHz-5.925GHz之間，具有75MHz的頻帶寬度。

在現(xiàn)在車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，這一頻段多被劃分為7個(gè)子信道，車(chē)載通信設(shè)備可以采用這七個(gè)信道進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。如圖1所示，假設(shè)交通工具a的周邊有四輛車(chē)，分別為車(chē)b、交通工具c、交通工具d、交通工具e；如果這五輛車(chē)想要建立一個(gè)相互完全通信的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)，通常是采用如下準(zhǔn)則：

準(zhǔn)則1、每輛車(chē)采用不同的通信信道連接不同的交通工具，以避免信道沖突；

準(zhǔn)則2、相互連接的兩輛車(chē)采用相同的通信信道連接。

因此這五輛車(chē)想要形成一個(gè)相互完全通信的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)，則可以采用如下表1和圖1所示的信道分配方式，這輛五輛車(chē)之間就可以實(shí)現(xiàn)沖突避免的同時(shí)通信。

表1

上述方法的理論雖然并不復(fù)雜，但是在實(shí)現(xiàn)上確不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳煌捎每煽康剡@信道分配方法或信道分配協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)目標(biāo)并不容易。

多信道分配的沖突避免在國(guó)內(nèi)外也吸引了廣泛的研究工作。在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議研究中，已有了廣泛的研究工作。參考文獻(xiàn)[1](束永安,洪佩琳,覃振權(quán).無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)中基于干擾模型的多信道分配策略[J].電子學(xué)報(bào),2008,36(7):1256-1260.)中研究了在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，多跳無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中多信道預(yù)約沖突避免接入?yún)f(xié)議和算法；參考文獻(xiàn)[2](中國(guó)專(zhuān)利：多信道網(wǎng)絡(luò)的信道分配方法，申請(qǐng)?zhí)枺?01310294714.3申請(qǐng)日：2013-07-14)分別在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)絡(luò)中提出基于多信道，多天線(xiàn)收發(fā)的信道分配機(jī)制。

但現(xiàn)有多信道分配的算法和協(xié)議主要是針對(duì)傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、固定網(wǎng)絡(luò)或者移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的，協(xié)議的設(shè)計(jì)一般是基于通用性的網(wǎng)絡(luò)模型，即基于一般的聯(lián)通圖結(jié)構(gòu)模型。但在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中，交通工具的位置和相互關(guān)系是具有特殊性的，交通工具的運(yùn)動(dòng)是受到道路和行駛方向限制的，信道分配機(jī)制也應(yīng)該利用這些特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)存在的組網(wǎng)困難及通信不充分的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種有效且高效的基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)的多信道分配系統(tǒng)及方法。