[發明專利]高吞吐量車聯網路邊單元部署方法、系統、介質及應用

有效

• 申請號: 202011137034.7
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112351406B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 李保;王長華;邵奇可;秦勇;姜瑜;喻鋒
• 申請（專利權）人: 浙江省機電設計研究院有限公司
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W16/18;H04W24/02
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明屬于高速公路場景下的車聯網絡技術領域，公開了一種高吞吐量車聯網路邊單元部署方法、系統、介質及應用，通過對RSU的部署位置的優化達到車聯網高吞吐量，將高速公路進行分段，將每段公路的中間點作為RSU的候選部署點，每當需要部署新的RSU時，利用本發明提出的車聯網覆蓋率計算方法計算RSU分別部署于各個候選部署點的網絡覆蓋率，并將該路邊單元放置于能使車聯網覆蓋率最大的候選部署點上，如此循環，直到所有RSU部署完畢。本發明提出低復雜度、高效的RSU部署方法。當在高速公路旁部署RSU時，通過對道路進行分段，并計算車輛節點在高速公路行駛過程中的數據吞吐量，優化RSU部署位置，達到車聯網高吞吐量。

技術領域

本發明屬于高速公路場景下的車聯網絡技術領域，尤其涉及一種高吞吐量車聯網路邊單元部署方法、系統、介質及應用。

背景技術

目前：隨著智能網聯汽車以及物聯網技術的發展，汽車已經不再僅僅是由控制器和執行器組成的代步工具。車車互聯、車路協同已經成為提升汽車出行效率，降低汽車事故率的不二選擇。以汽車車載單元(Onboard Unit，OBU)、路邊單元(Road Side Unit，RSU)組成的車聯網已經成為未來城市交通和汽車升級的主流目標。在車聯網場景中，車輛的移動是受到道路拓撲結構限制的，而道路結構的多樣性以及汽車的高速移動都對車聯網的性能分析和優化都有不可忽視的影響。高速公路場景中汽車移動速度較快，事故后果嚴重，在車聯網部署的過程中要盡可能的提升網絡吞吐量，保證信息傳輸的暢通，因此RSU在高速公路上的部署方法的研究是車聯網中有待研究的關鍵問題之一。

車聯網中，車輛移動速度較快，拓撲結構變化頻繁，車輛間的通信可能由于信道的不穩定導致網絡吞吐量降低。為了解決這個問題，車聯網的通信需要RSU的輔助，即在汽車行駛的道路一側部署RSU，汽車在發送和接收數據時，將所有的RSU作為中繼節點。汽車首先將信息發送至最近的RSU，RSU之間進行信息傳遞，當RSU附近有其它汽車時再將此信息發送給該汽車。通過RSU的輔助傳輸，車聯網中的所有汽車都可以實現信息共享。

車聯網通信采用IEEE802.11p協議，也被稱作WAVE(Wireless Access in theVehicular Environment)，主要用于專用短程通信(Dedicated Short RangeCommunications，DSRC)，應用的層面包括高速的車輛之間以及車輛與標準RSU之間的數據交換，通信頻率在5.9千兆赫(5.85-5.925千兆赫)波段。RSU價格昂貴通信距離較小，一個可用的通信節點大約需要十五萬元人民幣，而通信范圍僅僅大約300米。在高速公路這種長距離大范圍的車聯網通信場景中RSU很難做到全面覆蓋，所以如何利用數量有限的RSU盡可能的提升車聯網的數據吞吐量是車聯網系統落地必須要解決的問題。目前，常見的RSU部署策略為均勻部署，即將RSU等距離的部署于公路兩旁。此種部署方法為考慮網絡拓撲的變化、車輛的聚集等因素，可能導致在車輛稀疏的地區RSU長時間閑置，造成資源的浪費，而在車輛聚集的地區RSU的使用產生排隊、數據堵塞等現象。本發明則充分的考慮了車輛分布的因素，利用較少的RSU實現了車聯網的高吞吐量。

到目前為止，很少有文獻對高速公路上的車聯網場景進行研究。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：如何利用數量有限的RSU盡可能的提升車聯網的數據吞吐量是車聯網系統落地必須要解決的問題。

解決以上問題及缺陷的難度為：高速公路距離較長，傳統的均勻部署方法部署RSU花費較高，且由于公路上坑能出現的車輛聚集等因素可能導致在車輛稀疏的地區RSU長時間閑置，造成資源的浪費，而在車輛聚集的地區RSU的使用產生排隊、數據堵塞等現象。

解決以上問題及缺陷的意義為：通過對RSU的合理部署，可以利用較少的RSU實現較高的車聯網數據吞吐量，降低車聯網部署費用，提升車聯網的數據吞吐量。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種高吞吐量車聯網路邊單元部署方法、系統、介質及應用。