專利名稱：一種專用短程通信協(xié)議的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通系統(tǒng)的電子不停車收費(fèi)(Electronic Toll Collection,簡(jiǎn)稱ETC)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于ETC系統(tǒng)的專用短程通信(Dedicated ShortRange Communications,簡(jiǎn)稱DSRC)協(xié)議的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著高速公路通車?yán)锍滩粩嘣鲩L(zhǎng)，收費(fèi)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)很多省市都建設(shè)了高速公路ETC系統(tǒng)。與人工收費(fèi)方式相比，電子不停車收費(fèi)能夠大大提高速度，減少車輛排隊(duì)等候時(shí)間，緩解交通擁堵情況并且減少?gòu)U氣排放。ETC系統(tǒng)的核心特征是由收費(fèi)站的ETC天線(或稱路側(cè)單元，Road Side Unit,簡(jiǎn)稱RSU)和過站車輛上安裝的車載電子標(biāo)簽(或稱車載單元，On Board Unit，簡(jiǎn)稱0BU)通過無線通信的方式實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)交易，通信協(xié)議采用專用短程通信協(xié)議。專用短程通信是智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)的重要基礎(chǔ)性通信協(xié)議之一，廣泛應(yīng)用于道路電子不停車收費(fèi)、車載交通信息服務(wù)、交通信息采集，以及車輛公共安全服務(wù)等領(lǐng)域。2007年5月，我國(guó)頒布實(shí)施GB/T20851系列專用短程通信國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，之后符合該標(biāo)準(zhǔn)的電子收費(fèi)技術(shù)和產(chǎn)品得到了廣泛的應(yīng)用。DSRC協(xié)議的通信模型主要由應(yīng)用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成，其中數(shù)據(jù)鏈路層主要用于建立通信實(shí)體之間可靠的通信，由介質(zhì)訪問控制(MAC,Media Access Control)子層和邏輯鏈路控制(LLC, Logic Link Control)子層組成。MAC子層負(fù)責(zé)與物理層交互，以管理共享媒體的使用等問題，LLC子層與MAC子層進(jìn)行交互，并向應(yīng)用層提供一定的服務(wù)原語。由于DSRC的物理鏈 路是無線環(huán)境中的一種共享媒體，即從物理角度來看，所有在無線信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)的設(shè)備都能收到信號(hào)，因此，MAC子層的一項(xiàng)重要功能是提供對(duì)于共享媒體的訪問控制，以避免各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)對(duì)無線信道地使用產(chǎn)生沖突碰撞，并提高物理媒體的使用率。國(guó)標(biāo)DSRC協(xié)議對(duì)MAC子層的媒體訪問控制功能沒有清晰的描述，各ETC設(shè)備廠商在設(shè)備實(shí)現(xiàn)時(shí)有很大差異，導(dǎo)致互通時(shí)出現(xiàn)問題。而在CEN (歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì))DSRC標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此有較為明確的說明。因此，本發(fā)明是在參考CEN DSRC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)DSRC的通信控制方法的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充。在各種DSRC協(xié)議中，都需要從RSU向OBU發(fā)送數(shù)據(jù)，或者在二者之間交換數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)傳送過程都要按照規(guī)定的時(shí)序來進(jìn)行。這里以CEN DSRC協(xié)議為例進(jìn)行說明。在CEN DSRC協(xié)議中，MAC子層的媒體訪問控制是非平衡的。即:系統(tǒng)采用主從工作模式，RSU總是控制著物理媒體的使用，OBU僅請(qǐng)求和使用RSU分配的時(shí)間窗口。授權(quán)的物理媒體訪問有:(1)下行鏈路窗口 ；(2)專用上行鏈路窗口 ；(3)公共上行鏈路窗口。下行鏈路窗口用于RSU傳送報(bào)文給OBU ;專用上行鏈路窗口用于單個(gè)OBU傳送報(bào)文給RSU ；公共上行鏈路窗口可供多個(gè)OBU競(jìng)爭(zhēng)選擇，主要用于OBU傳送專用上行鏈路窗口請(qǐng)求信息。所有的上行鏈路窗口都由RSU分配。
專用上行鏈路窗口和公共上行鏈路窗口的區(qū)別在于分配該窗口的下行鏈路幀的鏈路地址是否為專用地址。如果是專用地址，則其后跟隨的是專用上行鏈路窗口 ；否則，為公共上行鏈路窗口。RSU在信道空閑時(shí)，通過分配公共上行鏈路窗口，使得在RSU覆蓋范圍內(nèi)的所有OBU可以發(fā)送專用上行鏈路窗口請(qǐng)求。RSU根據(jù)實(shí)際信道的使用情況，在允許的情況下，發(fā)送專用上行鏈路窗口分配命令給某個(gè)0BU，該OBU則在分配的專用上行鏈路窗口中傳送上行中貞。公共上行鏈路窗口可根據(jù)特定的窗口選擇機(jī)制被任何OBU使用，進(jìn)行公共上行鏈路窗口分配的目的僅僅是允許OBU利用其進(jìn)行專用上行鏈路窗口分配的申請(qǐng)。各個(gè)窗口都存在一定的窗口定時(shí)。在CEN DSRC協(xié)議中，公共上行鏈路窗口定時(shí)如圖1所示。公共上行鏈路窗口應(yīng)當(dāng)在下述時(shí)刻開始: 如果該公共上行鏈路窗口是下行鏈路窗口之后所分配的第一個(gè)窗口，那么該公共上行鏈路窗口起始于下行鏈路窗口結(jié)束之后的T3時(shí)刻；如果前一窗口是公共上行鏈路窗口，則在前一個(gè)公共上行鏈路窗口結(jié)束時(shí)。公共上行鏈路幀的傳輸必須在公共上行鏈路窗口開始后的T4b時(shí)刻內(nèi)開始。在公共上行鏈路窗口中傳送的是專用上行鏈路窗口請(qǐng)求(Private Uplink Window Request)數(shù)據(jù)幀，其幀長(zhǎng)度是固定的，因此，公共上行鏈路窗口具有固定的時(shí)長(zhǎng)，等于T5。同時(shí)，在CEN DSRC協(xié)議中，專用上行鏈路窗口定時(shí)機(jī)制如圖2所示。專用上行鏈路窗口在分配該上行鏈路窗口的下行鏈路窗口結(jié)束T3時(shí)間之后開始，且必須在T3 T3+T4a時(shí)刻內(nèi)開始傳輸。如果在 該上行鏈路窗口開始后的T4a時(shí)間內(nèi)，沒有OBU開始發(fā)送數(shù)據(jù)，則專用上行鏈路窗口在T3+T4a時(shí)刻結(jié)束。T4a/T4b在CEN DSRC協(xié)議中有明確規(guī)定，這兩個(gè)參數(shù)主要用于對(duì)專用/公共上行鏈路窗口的定時(shí)，RSU在下行鏈路窗口結(jié)束后開始啟動(dòng)定時(shí)。當(dāng)OBU未在T3 T3+T4a/T4b內(nèi)返回?cái)?shù)據(jù)，RSU將采取相應(yīng)的超時(shí)釋放機(jī)制，以提高信道資源的利用效率；同時(shí)，參數(shù)T4a/T4b也對(duì)OBU的性能提出基本約束，利于多家設(shè)備間互聯(lián)互通。在CEN DSRC協(xié)議中，規(guī)定 T3=160 u s，T4a=320u s, T4b=32u S。如上所述，在各種DSRC協(xié)議中，都需要從RSU向OBU發(fā)送數(shù)據(jù)，或者在二者之間交換數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)傳送過程都要按照規(guī)定的時(shí)序來進(jìn)行。當(dāng)需要在二者之間交換數(shù)據(jù)時(shí)，如果OBU能夠按照規(guī)定的時(shí)序準(zhǔn)備好RSU需要的數(shù)據(jù)，則是如圖3所示的典型情況。然而，在CEN DSRC協(xié)議的實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)OBU通信執(zhí)行過程中包括了較為復(fù)雜的加解密操作，或者OBU在執(zhí)行RSU發(fā)出的命令時(shí)需要訪問低速的IC卡時(shí)，OBU無法在協(xié)議規(guī)定的T3 T3+T4a時(shí)段內(nèi)返回響應(yīng)數(shù)據(jù)。S卩，OBU不能在規(guī)定的時(shí)間窗口內(nèi)向RSU返回響應(yīng)數(shù)據(jù)。因此，在這種低速數(shù)據(jù)處理的情況下如何進(jìn)行響應(yīng)就成了一個(gè)無法避免的問題。這并不是CEN DSRC協(xié)議特有的問題，在現(xiàn)有的各種DSRC研究中都沒有觸及?，F(xiàn)有的各種DSRC研究都致力于研究信號(hào)傳送的各個(gè)時(shí)間窗口長(zhǎng)短和時(shí)序等，并沒有考慮到有可能出現(xiàn)OBU無法按時(shí)準(zhǔn)備好響應(yīng)數(shù)據(jù)的情況，因此也針對(duì)這一問題也沒有任何對(duì)策。在我國(guó)ETC標(biāo)準(zhǔn)中，OBU采用的是兩片式電子標(biāo)簽，即由車載電子標(biāo)簽和IC卡兩部分組成，其中IC卡操作速度較低。在這種硬件條件下，容易出現(xiàn)OBU無法按時(shí)準(zhǔn)備好響應(yīng)數(shù)據(jù)的情況。本發(fā)明針對(duì)這一實(shí)際情況以及可能帶來的問題，提出了有效的解決方案。從通信協(xié)議的角度上來講，只要OBU的響應(yīng)數(shù)據(jù)的計(jì)算(準(zhǔn)備)不能在規(guī)定的時(shí)間窗口內(nèi)完成(例如，在CEN DSRC協(xié)議中，如果OBU的響應(yīng)數(shù)據(jù)的計(jì)算(準(zhǔn)備)不能在T3 T3+T4a內(nèi)完成)，就可以采用本發(fā)明所提出的技術(shù)方案。所謂的“低速數(shù)據(jù)延遲數(shù)據(jù)響應(yīng)”方式，就是在這種情況下采用的響應(yīng)方式。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提出了一種用于智能交通領(lǐng)域的專用短程通信的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法。該控制方法針對(duì)OBU的響應(yīng)數(shù)據(jù)的計(jì)算(準(zhǔn)備)不能在規(guī)定的時(shí)間窗口內(nèi)完成的情況，提出了有效的解決手段。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于智能交通領(lǐng)域的專用短程通信的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，在專用短程通信中，路側(cè)單元向車載單元發(fā)送下行數(shù)據(jù)和命令，車載單元根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)和命令，按照規(guī)定的時(shí)間段在專用上行鏈路窗口中向路側(cè)單元返回?cái)?shù)據(jù)，其中，當(dāng)車載單元無法在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好路側(cè)單元所要求的數(shù)據(jù)時(shí)，車載單元向路側(cè)單元發(fā)送確認(rèn)幀，該確認(rèn)幀指示命令已經(jīng)成功送達(dá)，但是不攜帶所要求的返回?cái)?shù)據(jù)，直至車載單元準(zhǔn)備好路側(cè)單元所要求的數(shù)據(jù)之后，再返回?cái)y帶數(shù)據(jù)的上行幀給路側(cè)單元。由此，即使車載單元無法在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好路側(cè)單元所要求的數(shù)據(jù)，也可以及時(shí)通知路側(cè)單元，并且在準(zhǔn)備好所述數(shù)據(jù)之后將所述數(shù)據(jù)幀發(fā)送給路側(cè)單元。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，車載單元通過在所述確認(rèn)幀中將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為等待模式，從而指示目前無法準(zhǔn)備好所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，路側(cè)單元在接收到該確認(rèn)幀之后結(jié)束本次命令操作，之后，一旦車載單元準(zhǔn)備好了路側(cè)單元所請(qǐng)求·的返回?cái)?shù)據(jù)，則車載單元在路側(cè)單元分配的公共上行鏈路窗口中請(qǐng)求路側(cè)單元向其分配專用上行鏈路窗口，以在路側(cè)單元針對(duì)該請(qǐng)求而分配的專用上行鏈路窗口中將所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)返回給路側(cè)單元。由此，路側(cè)單元可以及時(shí)結(jié)束本次命令操作并且進(jìn)行其他操作，而不必等待車載單元準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，并且可以在車載單元準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)之后獲得數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，車載單元通過在所述確認(rèn)幀中將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為已收到指令并提交響應(yīng)的數(shù)值，并將應(yīng)用層響應(yīng)返回代碼設(shè)為處理中狀態(tài)，從而指示所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)正在處理中，但結(jié)果尚不能用，路側(cè)單元在接收到該確認(rèn)幀之后，重新向該車載單元發(fā)送命令，并且，車載單元在接收到路側(cè)單元重新發(fā)送的命令時(shí)，如果所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，則在所述重新發(fā)送的命令之后的專用上行鏈路窗口中將所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)返回給路側(cè)單元，否則仍然向路側(cè)單元返回其應(yīng)用層狀態(tài)子域的值為處理中狀態(tài)的確認(rèn)幀。由此，路側(cè)單元持續(xù)地等待車載單元準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，不會(huì)發(fā)出新的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，這樣可以避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)的混亂。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，路側(cè)單元在重新發(fā)送命令之前，判斷是否已經(jīng)到達(dá)重發(fā)時(shí)間和最大允許重發(fā)次數(shù)，在已經(jīng)到達(dá)重發(fā)時(shí)間并且尚未到達(dá)最大允許重發(fā)次數(shù)時(shí)，路側(cè)單元重新發(fā)送命令，而如果已經(jīng)到達(dá)最大允許重發(fā)次數(shù)，則路側(cè)單元結(jié)束本次命令操作。由此，可以避免路側(cè)單元等待時(shí)間過長(zhǎng)而影響其他操作。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，所述路側(cè)單元重新發(fā)送的命令是與先前發(fā)送的數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令相同的命令，帶有先前已經(jīng)發(fā)送給車載單元的數(shù)據(jù)。由此，路側(cè)單元的操作較為簡(jiǎn)單，容易控制。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，所述路側(cè)單元重新發(fā)送的命令僅僅是分配專用上行鏈路窗口的數(shù)據(jù)交換命令，而不再攜帶先前已經(jīng)發(fā)送給車載單元的數(shù)據(jù)。由此，可以避免車載單元重復(fù)接收到相同的數(shù)據(jù)，不會(huì)導(dǎo)致上端應(yīng)用自身的邏輯沖突，而且可以減少在無線鏈路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，路側(cè)單元在得到所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)之前，不向車載單元發(fā)出新的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。由此，可以避免數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪壿嫽靵y。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，車載單元通過在所述確認(rèn)幀中將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為已收到指令并提交響應(yīng)的數(shù)值，并將應(yīng)用層響應(yīng)返回代碼設(shè)為處理中狀態(tài)，從而指示所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)正在處理中，但結(jié)果尚不能用，路側(cè)單元在接收到該確認(rèn)幀之后，在收到所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)之前，不再向該車載單元發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀，保留其最初分配給該車載單元的專用上行鏈路窗口，等待車載單元的返回?cái)?shù)據(jù)，直到達(dá)到最大允許的等待時(shí)間或者接收到車載單元的返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)結(jié)束本次命令操作；車載單元在準(zhǔn)備好所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)時(shí)，通過所述專用上行鏈路窗口將所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)返回給路側(cè)單
J Li o路側(cè)單元在接收到確認(rèn)幀之后不再向該車載單元發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀，由此，可以最大限度地減少在無線鏈路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，并且，此時(shí)，路側(cè)單元可以根據(jù)需要向其他車載單元發(fā)送數(shù)據(jù)幀，有利于信道的充分利用。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于智能交通領(lǐng)域的專用短程通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車載單元和路側(cè)單元，其中，路側(cè)單元包括:命令生成部件，用于生成發(fā)送給車載單元的命令；發(fā)送部件，用于將命令生成部件生成的命令發(fā)送給車載單元；接收部件，用于接收從車載單元返回的響應(yīng)信息；以及響應(yīng)/請(qǐng)求分析部件，用于對(duì)接收部件接收到的響應(yīng)信息進(jìn)行分析；其中，命令生成部件根據(jù)響應(yīng)/請(qǐng)求分析部件的分析結(jié)果而生成命令，車載單元包括:接收部件，用于接收路側(cè)單元發(fā)送的命令；命令處理部件，用于根據(jù)路側(cè)單元發(fā)送的命令進(jìn)行操作處理；響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件，用于生成發(fā)送給路側(cè)單元的響應(yīng)信息；以及發(fā)送部件，用于將響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成的響應(yīng)信息或請(qǐng)求信息發(fā)送給路側(cè)單元，其中，響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件根據(jù)命令處理部件的處理結(jié)果而生成響應(yīng)信息或者請(qǐng)求信息，當(dāng)路側(cè)單元發(fā)送的命令要求車載單元返回?cái)?shù)據(jù)、而車載單元的命令處理部件無法在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好路側(cè)單元所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)時(shí)，車載單元的響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成如下的響應(yīng)信息:該響應(yīng)信息指示命令已經(jīng)成功送達(dá)，但是不攜帶所請(qǐng)求的返回?cái)?shù)據(jù)，其中，響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件通過在所述響應(yīng)信息中將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為等待模式，從而指示目前無法準(zhǔn)備好所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，路側(cè)單元在接收到該響應(yīng)信息之后結(jié)束本次命令操作，之后，一旦車載單元的命令處理部件準(zhǔn)備好了路側(cè)單元所請(qǐng)求的返回?cái)?shù)據(jù)，則車載單元的響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成請(qǐng)求路側(cè)單元向其分配專用上行鏈路窗口的請(qǐng)求消息，并且生成包含準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)的新響應(yīng)信息，以在路側(cè)單元針對(duì)所述請(qǐng)求消息而分配的專用上行鏈路窗口中將所述新響應(yīng)信息發(fā)送給路側(cè)單元；或者，響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件通過在所述響應(yīng)信息中將邏輯鏈路子層狀態(tài)子域的值設(shè)置為已收到指令并提交響應(yīng)的數(shù)值，并將應(yīng)用層響應(yīng)返回代碼設(shè)為處理中狀態(tài)，從而指示所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)正在處理中，但結(jié)果尚不能用，路側(cè)單元在接收到該響應(yīng)信息之后，重新向車載單元發(fā)送命令，并且，車載單元在接收到路側(cè)單元重新發(fā)送的命令時(shí)，如果命令處理部件準(zhǔn)備好了所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，則響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成包含準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)的新響應(yīng)信息，并在所述重新發(fā)送的命令之后的專用上行鏈路窗口中將所述新響應(yīng)信息返回給路側(cè)單元，否則仍然向路側(cè)單元返回響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成的其中邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值為處理中狀態(tài)的響應(yīng)信息；或者，路側(cè)單元在接收到該響應(yīng)信息之后，不再向該車載單元發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀，而是通過保留其最初分配給該車載單元的專用上行鏈路窗口來等待車載單元的返回?cái)?shù)據(jù)，車載單元在準(zhǔn)備好所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)時(shí)，通過所保留的專用上行鏈路窗口將所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)返回給路側(cè)單元。由此，即使車載單元無法在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好路側(cè)單元所要求的數(shù)據(jù)，也可以及時(shí)通知路側(cè)單元，并且在準(zhǔn)備好所述數(shù)據(jù)之后將所述數(shù)據(jù)發(fā)送給路側(cè)單元。另外，根據(jù)本發(fā)明，其中，所述規(guī)定的時(shí)序是在歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的專用短程通信協(xié)議EN12795中規(guī)定的時(shí)序，或者是在DSRC國(guó)標(biāo)GB/T20851.2— 2007中規(guī)定的時(shí)序。


圖1示出了 CEN DSRC協(xié)議中的公共上行鏈路窗口定時(shí)；圖2示出了 CEN DSRC協(xié)議中的專用上行鏈路窗口定時(shí)；圖3示出了典型的DSRC數(shù)據(jù)通信時(shí)序；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的專用短程通信系統(tǒng)的示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法的第一實(shí)施例的流程圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法的第二實(shí)施例的流程圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法的第三實(shí)施例的流程圖；以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法的第四實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的專用短程通信系統(tǒng)的示意圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的專用短程通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車載單元和路側(cè)單元。路側(cè)單元包括:命令生成部件，用于生成發(fā)送給車載單元的命令；發(fā)送部件，用于將命令生成部件生成的命令發(fā)送給車載單元；接收部件，用于接收從車載單元返回的響應(yīng)信息；以及響應(yīng)/請(qǐng)求分析部件，用于對(duì)接收部件接收到的響應(yīng)信息進(jìn)行分析。其中，命令生成部件根據(jù)響應(yīng)/請(qǐng)求分析部件的分析結(jié)果而生 成命令。車載單元包括:接收部件，用于接收路側(cè)單元發(fā)送的命令；命令處理部件，用于根據(jù)路側(cè)單元發(fā)送的命令進(jìn)行操作處理；響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件，用于生成發(fā)送給路側(cè)單元的響應(yīng)信息；以及發(fā)送部件，用于將響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成的響應(yīng)信息或請(qǐng)求信息發(fā)送給路側(cè)單元。其中，響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件根據(jù)命令處理部件的處理結(jié)果而生成響應(yīng)信息或者請(qǐng)求信息。當(dāng)路側(cè)單元發(fā)送的命令要求車載單元返回?cái)?shù)據(jù)、而車載單元的命令處理部件無法在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好路側(cè)單元所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)時(shí)，車載單元的響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成如下的響應(yīng)信息:該響應(yīng)信息指示命令已經(jīng)成功送達(dá)，但是不攜帶所請(qǐng)求的返回?cái)?shù)據(jù)。更具體來說，存在兩種響應(yīng)信息:(I)響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件通過在所述響應(yīng)信息中將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為等待模式，從而指示目前無法準(zhǔn)備好所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)；以及(2)響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件通過在所述響應(yīng)信息中將應(yīng)用層的返回代碼設(shè)置為處理中狀態(tài)，從而指示所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)正在處理中但結(jié)果尚不能用。路側(cè)單元在接收到第一種確認(rèn)幀之后結(jié)束本次命令操作，之后，一旦車載單元的命令處理部件準(zhǔn)備好了路側(cè)單元所請(qǐng)求的返回?cái)?shù)據(jù)，則車載單元的響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成請(qǐng)求路側(cè)單元向其分配專用上行鏈路窗口的請(qǐng)求消息，并且生成包含準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)的新響應(yīng)信息，以在路側(cè)單元針對(duì)所述請(qǐng)求消息而分配的專用上行鏈路窗口中將所述新響應(yīng)信息發(fā)送給路側(cè)單元?；蛘撸穫?cè)單元在接收到第二種響應(yīng)信息之后，重新向車載單元發(fā)送命令，并且，車載單元在接收到路側(cè)單元重新發(fā)送的命令時(shí)，如果命令處理部件準(zhǔn)備好了所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，則響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成包含準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)的新響應(yīng)信息，并在所述重新發(fā)送的命令之后的專用上行鏈路窗口中將所述新響應(yīng)信息(應(yīng)用層的返回代碼為狀態(tài))返回給路側(cè)單元，否則仍然向路側(cè)單元返回響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成的其應(yīng)用層的返回代碼為處理中狀態(tài)的響應(yīng)信息。或者，路側(cè)單元在接收到第二種響應(yīng)信息之后，在收到所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)之前，不再發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀，保留其最初分配給車載單元的專用上行鏈路窗口，等待車載單元的返回?cái)?shù)據(jù)；如果在最大允許的等待時(shí)間內(nèi)，收到車載單元返回的正常響應(yīng)數(shù)據(jù)，則本次通信結(jié)束，否則路側(cè)單元在最大允許的等待時(shí)間內(nèi)未收到車載單元返回的正常響應(yīng)數(shù)據(jù)，則路側(cè)單元結(jié)束本次命令操作。可見，根據(jù)OBU返回的響應(yīng)信息的不同，當(dāng)車載單元無法在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好路側(cè)單元所要求的數(shù)據(jù)時(shí)，有兩種響應(yīng)類型，第一種是在其返回的上行數(shù)據(jù)幀的LLC子層狀態(tài)子域的值為等待中狀態(tài)；第二種是在其返回的上行數(shù)據(jù)幀中將應(yīng)用層狀態(tài)響應(yīng)代碼數(shù)值設(shè)置為處理中。而路側(cè)單元收到未準(zhǔn)備好的上行響應(yīng)幀時(shí)，有4種處理方法。第一種，針對(duì)車載單元返回的第一類上行數(shù)據(jù)幀，路側(cè)單元在接收到該確認(rèn)幀之后結(jié)束本次命令操作。之后，車載單元在準(zhǔn)備好了所需要的數(shù)據(jù)時(shí)，請(qǐng)求路側(cè)單元向其分配專用上行鏈路窗口，并且在所分配的專用上行鏈路窗口中將數(shù)據(jù)發(fā)送給路側(cè)單元。路側(cè)單元的第二至第四種處理方式都是針對(duì)車載單元的第二種上行響應(yīng)數(shù)據(jù)幀的。第二種是重復(fù)發(fā)送一個(gè)相同的下行數(shù)據(jù)幀；第三種是發(fā)送簡(jiǎn)化的下行數(shù)據(jù)幀。在第二種和第三種處理方法中，路側(cè)單元都繼續(xù)向該車載單元發(fā)送下行數(shù) 據(jù)幀，直至達(dá)到最大允許的等待時(shí)間或接收到了所需要的數(shù)據(jù)，在該下行數(shù)據(jù)幀之后是分配給該車載單元的專用上行鏈路窗口，一旦該車載單元準(zhǔn)備好了所需要的數(shù)據(jù)，就在這個(gè)專用上行鏈路窗口中將數(shù)據(jù)發(fā)送給路側(cè)單元。第四種是路側(cè)單元不再針對(duì)該車載單元發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀，而將下行數(shù)據(jù)幀分配給其他車載單元，但是路側(cè)單元保留最初分配給該車載單元的專用上行鏈路窗口，直至達(dá)到最大允許的等待時(shí)間或接收到了所需要的數(shù)據(jù)，一旦該車載單元準(zhǔn)備好了所需要的數(shù)據(jù)，就在這個(gè)專用上行鏈路窗口中將數(shù)據(jù)發(fā)送給路側(cè)單元。對(duì)于正常的DSRC通信，如果車載單元不存在低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)，則返回的上行數(shù)據(jù)幀LLC狀態(tài)域的值為OOH (H表示16進(jìn)制)，應(yīng)用層狀態(tài)響應(yīng)代碼數(shù)值為00H。存在低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)時(shí)，上述四種處理方式的比較如下表所示。表14種低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)處理機(jī)制比較
權(quán)利要求
1.一種用于智能交通領(lǐng)域的專用短程通信的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，在專用短程通信中，路側(cè)單元向車載單元發(fā)送下行數(shù)據(jù)和命令，車載單元根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)和命令，按照規(guī)定的時(shí)間段在專用上行鏈路窗口中向路側(cè)單元返回?cái)?shù)據(jù)， 其中，當(dāng)車載單元無法在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好路側(cè)單元所要求的數(shù)據(jù)時(shí)，車載單元向路側(cè)單元發(fā)送確認(rèn)幀，該確認(rèn)幀指示命令已經(jīng)成功送達(dá)，但是不攜帶所要求的返回?cái)?shù)據(jù)， 直至車載單元準(zhǔn)備好路側(cè)單元所要求的數(shù)據(jù)之后，再返回?cái)y帶數(shù)據(jù)的上行幀給路側(cè)單J Li o
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，車載單元通過在所述確認(rèn)幀中將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為表示命令被接受但響應(yīng)LSDU尚不可用的特定值，從而將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為等待模式，指示目前未準(zhǔn)備好所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，路側(cè)單元在接收到該確認(rèn)幀之后結(jié)束本次命令操作， 之后，一旦車載單元準(zhǔn)備好了路側(cè)單元所請(qǐng)求的返回?cái)?shù)據(jù)，則車載單元在路側(cè)單元分配的公共上行鏈路窗口中請(qǐng)求路側(cè)單元向其分配專用上行鏈路窗口，以在路側(cè)單元針對(duì)該請(qǐng)求而分配的專用上行鏈路窗口中將所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)返回給路側(cè)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，車載單元通過在所述確認(rèn)幀中將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為已收到指令并提交響應(yīng)的數(shù)值，并將應(yīng)用層響應(yīng)返回代碼設(shè)為處理中狀態(tài)，從而指示所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)正在處理中，但結(jié)果尚不能用， 路側(cè)單元在接收到該確認(rèn)幀之后，重新向該車載單元發(fā)送命令，并且， 車載單元在接收到路側(cè)單元重新發(fā)送的命令時(shí)，如果所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，則在所述重新發(fā)送的命令之后的專用上行鏈路窗口中將所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)返回給路側(cè)單元，否則仍然向路側(cè)單元返回其應(yīng)用層狀態(tài)子域的值為處理中狀態(tài)的確認(rèn)幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，路側(cè)單元在重新發(fā)送命令之前，判斷是否已經(jīng)到達(dá)重發(fā)時(shí)間和最大允許重發(fā)次數(shù)，在已經(jīng)到達(dá)重發(fā)時(shí)間并且尚未到達(dá)最大允許重發(fā)次數(shù)時(shí)，路側(cè)單元重新發(fā)送命令，而如果已經(jīng)到達(dá)最大允許重發(fā)次數(shù)，則路側(cè)單元結(jié)束本次命令操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，所述路側(cè)單元重新發(fā)送的命令是與先前發(fā)送的數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令相同的命令，帶有先前已經(jīng)發(fā)送給車載單元的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，所述路側(cè)單元重新發(fā)送的命令僅僅是分配專用上行鏈路窗口的數(shù)據(jù)交換命令，而不再攜帶先前已經(jīng)發(fā)送給車載單元的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，路側(cè)單元在得到所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)之前，不向車載單元發(fā)出新的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)控制方法，其中，車載單元通過在所述確認(rèn)幀中將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為已收到指令并提交響應(yīng)的數(shù)值，并將應(yīng)用層響應(yīng)返回代碼設(shè)為處理中狀態(tài)，從而指示所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)正在處理中，但結(jié)果尚不能用， 路側(cè)單元在接收到該確認(rèn)幀之后，在收到所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)之前，不再向該車載單元發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀，保留其最初分配給該車載單元的專用上行鏈路窗口，等待車載單元的返回?cái)?shù)據(jù)，直到達(dá)到最大允許的等待時(shí)間或者接收到車載單元的返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)結(jié)束本次命令操作； 車載單元在準(zhǔn)備好所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)時(shí)，通過所述專用上行鏈路窗口將所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)返回給路側(cè)單元。
9.一種用于智能交通領(lǐng)域的專用短程通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車載單元和路側(cè)單元，其中， 路側(cè)單元包括:命令生成部件，用于生成發(fā)送給車載單元的命令；發(fā)送部件，用于將命令生成部件生成的命令發(fā)送給車載單元；接收部件，用于接收從車載單元返回的響應(yīng)信息；以及響應(yīng)/請(qǐng)求分析部件，用于對(duì)接收部件接收到的響應(yīng)信息進(jìn)行分析；其中，命令生成部件根據(jù)響應(yīng)/請(qǐng)求分析部件的分析結(jié)果而生成命令， 車載單元包括:接收部件，用于接收路側(cè)單元發(fā)送的命令；命令處理部件，用于根據(jù)路側(cè)單元發(fā)送的命令進(jìn)行操作處理；響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件，用于生成發(fā)送給路側(cè)單元的響應(yīng)信息；以及發(fā)送部件，用于將響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成的響應(yīng)信息或請(qǐng)求信息發(fā)送給路側(cè)單元，其中，響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件根據(jù)命令處理部件的處理結(jié)果而生成響應(yīng)信息或者請(qǐng)求信息， 當(dāng)路側(cè)單元發(fā)送的命令要求車載單元返回?cái)?shù)據(jù)、而車載單元的命令處理部件無法在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好路側(cè)單元所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)時(shí)，車載單元的響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成如下的響應(yīng)信息:該響應(yīng) 信息指示命令已經(jīng)成功送達(dá)，但是不攜帶所請(qǐng)求的返回?cái)?shù)據(jù)，其中，響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件通過在所述響應(yīng)信息中將邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值設(shè)置為等待模式，從而指示目前無法準(zhǔn)備好所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，路側(cè)單元在接收到該響應(yīng)信息之后結(jié)束本次命令操作，之后，一旦車載單元的命令處理部件準(zhǔn)備好了路側(cè)單元所請(qǐng)求的返回?cái)?shù)據(jù)，則車載單元的響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成請(qǐng)求路側(cè)單元向其分配專用上行鏈路窗口的請(qǐng)求消息，并且生成包含準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)的新響應(yīng)信息，以在路側(cè)單元針對(duì)所述請(qǐng)求消息而分配的專用上行鏈路窗口中將所述新響應(yīng)信息發(fā)送給路側(cè)單元；或者， 響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件通過在所述響應(yīng)信息中將邏輯鏈路子層狀態(tài)子域的值設(shè)置為已收到指令并提交響應(yīng)的數(shù)值，并將應(yīng)用層響應(yīng)返回代碼設(shè)為處理中狀態(tài)，從而指示所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)正在處理中，但結(jié)果尚不能用， 路側(cè)單元在接收到該響應(yīng)信息之后，重新向車載單元發(fā)送命令，并且，車載單元在接收到路側(cè)單元重新發(fā)送的命令時(shí)，如果命令處理部件準(zhǔn)備好了所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，則響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成包含準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)的新響應(yīng)信息，并在所述重新發(fā)送的命令之后的專用上行鏈路窗口中將所述新響應(yīng)信息返回給路側(cè)單元，否則仍然向路側(cè)單元返回響應(yīng)/請(qǐng)求生成部件生成的其中邏輯鏈路子層的狀態(tài)子域的值為處理中狀態(tài)的響應(yīng)信息；或者，路側(cè)單元在接收到該響應(yīng)信息之后，不再向該車載單元發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀，而是通過保留其最初分配給該車載單元的專用上行鏈路窗口來等待車載單元的返回?cái)?shù)據(jù)，車載單元在準(zhǔn)備好所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)時(shí)，通過所保留的專用上行鏈路窗口將所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)返回給路側(cè)單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種專用短程通信協(xié)議的低速數(shù)據(jù)延遲響應(yīng)方法。在專用短程通信中，路側(cè)單元向車載單元發(fā)送下行數(shù)據(jù)和命令，車載單元按規(guī)定時(shí)間段向路側(cè)單元返回?cái)?shù)據(jù)。當(dāng)車載單元無法在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)時(shí)，車載單元發(fā)送指示命令已經(jīng)成功送達(dá)但未攜帶所要求數(shù)據(jù)的確認(rèn)幀，直至車載單元準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)之后，再返回?cái)y帶數(shù)據(jù)的上行幀給路側(cè)單元。由此，即使車載單元無法在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)備好路側(cè)單元要求的數(shù)據(jù)，也可以及時(shí)通知路側(cè)單元，并在準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)之后發(fā)送給路側(cè)單元。路側(cè)單元根據(jù)車載單元返回的不同類型的響應(yīng)，作出停止本次通信并進(jìn)行其他數(shù)據(jù)交互、重復(fù)發(fā)送相同數(shù)據(jù)幀、發(fā)送簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)幀和等待等4種不同處理，以保證專用短程通信的可靠性。
文檔編號(hào)H04L1/18GK103236910SQ20131009645
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者張北海, 李全發(fā), 薛金銀, 張明月, 張為民, 吳佳, 高文寶, 鄧曉慧, 宋淼 申請(qǐng)人:北京速通科技有限公司