[發明專利]基于車路協同的車聯網編隊無縫切換方法

有效

• 申請號: 202110291500.5
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113162981B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 段煜;王禮鋒;李翔
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04L67/12
• 分類號: H04L67/12;H04W4/40
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于V2I車聯網通信技術領域，具體為一種基于車路協同的車聯網編隊無縫切換方法。本發明方法包括：當編隊領車剛進入雙連接范圍便立刻進行與目標路邊單元的隨機接入，目標路邊單元收到其行駛狀態信息，然后向源路邊單元發送命令讓其回傳編隊規模；當收到編隊規模后且待收到指定數目的車輛信息時，目標路邊單元再次向源路邊單元發送命令讓其回傳編隊控制輸入數據，同時自身也開始計算整個編隊的控制輸入，直至計算的控制輸入和收到的控制輸入相同時，便最后一次告知源路邊單元切換成功，源路邊單元收到切換成功命令后便停止編隊服務，整個切換過程完成。本發明具有普適性，使得編隊車輛可以無縫切換，實現更加高效的編隊控制。

技術領域

本發明屬于V2I車聯網通信技術領域，具體涉及一種基于車路協同的車聯網編隊無縫切換方法。

背景技術

車用無線通信技術(Vehicle to Everything,V2X)是將車輛與萬物互聯的新一代通信技術，是各種車載通信技術的總稱。另外由于5G核心網控制面和數據面相分離，便于分布式的邊緣計算(Multi-Access Edge Computing，MEC)部署，而在車與基礎設施(Vehicleto Infrastructure,V2I)模式下，路邊單元(Road side Unit,RSU)均部署邊緣計算來完成本地端車輛信息的數據處理、加密和決策，并提供實時、高可靠的通信能力。借此，具有通信功能的車輛通過編隊行駛，車與車之間保持理想的既定車間距，既保證了司機的駕駛安全和乘客的乘車體驗，同時又有效提高了道路吞吐量、緩解了道路堵塞和減少環境污染。除此之外，所有車輛上傳的行駛狀態信息(driving state information，DSI)，包括車輛實時位置、車輛速度、車輛加速度不必再經過傳輸網絡到達云端處理，從而降低時延和網絡負荷，也提升了數據安全性和隱私性。

然而，在V2I車聯網環境下，由于單個路邊單元RSU的通信覆蓋范圍有限，因此需要道路旁布設的多個路側單元協同合作。這會導致編隊車輛從一個路邊單元的覆蓋范圍駛入另一個路邊單元的覆蓋范圍的過程中涉及通信切換和編隊控制問題，而目前智能車輛的計算處理性能有限，且車輛行駛過程中具有高機動性的特點，因此要保證V2I的服務質量(Quality of Service，QoS),就必須在車輛行駛過程中避免發生通信和編隊控制服務中斷。

而在當今的5G網絡和4G傳統網絡中，雙連接(DC，Dual-Connectivity)技術支持移動終端在網絡切換時與源小區的連接始終保持活躍狀態，以接收和發送用戶數據，直到它能夠在目標小區中發送和接收用戶數據為止，這樣可以大大減少移動性中斷時間，但這只針對于單個終端。對于V2I車聯網編隊場景，存在多個車輛協同行駛，路邊單元需要整個編隊的行駛狀態信息來保證計算正確的車輛控制輸入，因此整個編隊車輛在行駛過程中至少要保證有一個路邊單元可以收到完整的車輛行駛信息。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種基于車路協同的車聯網編隊無縫切換方法，用以保證車路協同下的服務質量和解決車路協同編隊控制的問題。

本發明提供的基于車路協同的車聯網編隊無縫切換方法，具體技術方案為：

首先，設車路協同系統包括M+1輛編隊車輛和提供編隊服務的路邊單元；將行駛方向最前方的第一輛車定義為領車，其余為跟隨車輛；將當前為車輛提供編隊服務的路邊單元定義為源路邊單元(源RSU)，行駛方向上的下一個路邊單元定義為目標路邊單元(目標RSU)；在路邊單元上裝配N根天線，車輛在行駛過程中向路邊單元上傳自身實時狀態信息，路邊單元控制決策器根據一定的控制法則利用邊緣云處理計算得到編隊控制輸入，最后再將車輛的控制輸入通過下行鏈路傳輸發送給車輛執行器運行，從而動態調整車輛行駛狀態，使之達到編隊穩定。