本發(fā)明涉及車輛通信傳輸，尤其涉及一種用于電動(dòng)自行車的通信傳輸控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電動(dòng)自行車的普及和發(fā)展，自行車之間的高效通信傳輸控制成為一個(gè)重要問題。傳統(tǒng)的通信傳輸控制方法主要依賴于車鎖、手環(huán)等硬件設(shè)備，通過近場(chǎng)通信進(jìn)行身份識(shí)別和數(shù)據(jù)傳輸。這些方法雖然在一定程度上滿足了基本需求，但由于硬件設(shè)備成本高昂、通信距離有限以及數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定等因素，已無法適應(yīng)電動(dòng)自行車日益增長(zhǎng)的通信需求。

2、在一種現(xiàn)有技術(shù)中，一種電動(dòng)自行車的無線充電方法，該技術(shù)主要解決了電動(dòng)自行車充電系統(tǒng)的可靠性問題，并提升了車與充電系統(tǒng)之間的通信可靠性。然而，這種方法仍然依賴于傳統(tǒng)的短距離通信技術(shù)，如藍(lán)牙，在密集交通環(huán)境中容易產(chǎn)生干擾，并未能充分利用車聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)通信和大數(shù)據(jù)分析能力。此外，該現(xiàn)有技術(shù)通常依賴于靜態(tài)通信協(xié)議，難以自適應(yīng)不同的通信環(huán)境。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，無法滿足電動(dòng)自行車交通實(shí)際需求，存在通信數(shù)據(jù)傳輸效率低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種用于電動(dòng)自行車的通信傳輸控制系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中無法滿足電動(dòng)自行車交通實(shí)際需求，通信數(shù)據(jù)傳輸效率低的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種用于電動(dòng)自行車的通信傳輸控制系統(tǒng)，配置在數(shù)據(jù)接收端，包括：

3、電動(dòng)自行車數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取電動(dòng)自行車數(shù)據(jù)，所述電動(dòng)自行車數(shù)據(jù)包括車輛的位置數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、電池狀態(tài)數(shù)據(jù)、自身歷史數(shù)據(jù)及歷史通信速率；

4、更新數(shù)據(jù)包獲取模塊，用于基于電動(dòng)自行車車聯(lián)網(wǎng)，將所述電池狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作，得到所述電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)包，將所述數(shù)據(jù)包與所述自身歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新操作，得到更新數(shù)據(jù)包；

5、聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)獲取模塊，用于根據(jù)所述更新數(shù)據(jù)包，進(jìn)行計(jì)算操作，得到所述電動(dòng)自行車的連接度指標(biāo)及通信接收率，并根據(jù)所述連接度指標(biāo)和所述通信接收率分析得到所述電動(dòng)自行車與其他車輛的聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)及通信傳輸數(shù)據(jù)；

6、實(shí)際通信速率獲取模塊，用于根據(jù)所述聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)和所述通信傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析操作，得到所述電動(dòng)自行車的實(shí)際通信速率；

7、參數(shù)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述實(shí)際通信速率，計(jì)算對(duì)應(yīng)所述電動(dòng)自行車的控制變量、通信接收信噪比及信噪比方差；

8、通信控制指令獲取模塊，用于根據(jù)所述實(shí)際通信速率、所述控制變量及所述信噪比方差，構(gòu)建并訓(xùn)練強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，將所述強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型的輸出結(jié)果確定為通信控制指令；所述通信控制指令包括通信速率調(diào)整指令、信號(hào)增強(qiáng)指令、連接管理指令、數(shù)據(jù)包發(fā)送指令、動(dòng)態(tài)調(diào)整指令及異常處理指令；

9、車對(duì)車通信模塊，用于根據(jù)所述通信控制指令控制電動(dòng)自行車，以完成車對(duì)車通信。

10、第二方面，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于電動(dòng)自行車的通信傳輸控制方法，由數(shù)據(jù)接收端執(zhí)行，包括：

11、獲取電動(dòng)自行車數(shù)據(jù)，所述電動(dòng)自行車數(shù)據(jù)包括車輛的位置數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、電池狀態(tài)數(shù)據(jù)、自身歷史數(shù)據(jù)及歷史通信速率；

12、基于電動(dòng)自行車車聯(lián)網(wǎng)，將所述電池狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作，得到所述電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)包，將所述數(shù)據(jù)包與所述自身歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新操作，得到更新數(shù)據(jù)包；

13、根據(jù)所述更新數(shù)據(jù)包，進(jìn)行計(jì)算操作，得到所述電動(dòng)自行車的連接度指標(biāo)及通信接收率，并根據(jù)所述連接度指標(biāo)和所述通信接收率分析得到所述電動(dòng)自行車與其他車輛的聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)及通信傳輸數(shù)據(jù)；

14、根據(jù)所述聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)和所述通信傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析操作，得到所述電動(dòng)自行車的實(shí)際通信速率；

15、根據(jù)所述實(shí)際通信速率，計(jì)算對(duì)應(yīng)所述電動(dòng)自行車的控制變量、通信接收信噪比及信噪比方差；

16、根據(jù)所述實(shí)際通信速率、所述控制變量及所述信噪比方差，構(gòu)建并訓(xùn)練強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，將所述強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型的輸出結(jié)果確定為通信控制指令，所述通信控制指令包括通信速率調(diào)整指令、信號(hào)增強(qiáng)指令、連接管理指令、數(shù)據(jù)包發(fā)送指令、動(dòng)態(tài)調(diào)整指令及異常處理指令；

17、根據(jù)所述通信控制指令控制電動(dòng)自行車，以完成車對(duì)車通信。

18、作為一種可選的實(shí)施方式，基于電動(dòng)自行車車聯(lián)網(wǎng)，將所述電池狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作，得到所述電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)包，將所述數(shù)據(jù)包與所述自身歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新操作，得到更新數(shù)據(jù)包，包括：

19、根據(jù)所述電池狀態(tài)數(shù)據(jù)，輸入到所述電動(dòng)自行車車聯(lián)網(wǎng)中，構(gòu)建得到所述電池狀態(tài)數(shù)據(jù)包；

20、所述電動(dòng)自行車接收所述電池狀態(tài)數(shù)據(jù)包，將所述自身歷史數(shù)據(jù)和所述電池狀態(tài)數(shù)據(jù)包的歷史數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在兩個(gè)隊(duì)列中，并通過以下公式計(jì)算數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度：其中，表示數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度，表示接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包的時(shí)刻，表示接收的數(shù)據(jù)包的歷史數(shù)據(jù)更新值，表示標(biāo)準(zhǔn)化的距離常數(shù)，表示兩個(gè)隊(duì)列的距離；

21、根據(jù)所述數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度和更新時(shí)刻，進(jìn)行數(shù)據(jù)更新操作，得到所述更新數(shù)據(jù)包。

22、作為一種可選的實(shí)施方式，所述更新時(shí)刻，包括：

23、將所述數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度作為輸入，進(jìn)行時(shí)刻更新操作，定義時(shí)刻更新的方式如下：其中，表示在時(shí)刻的更新時(shí)刻，表示上一個(gè)時(shí)刻的歷史時(shí)刻，表示基準(zhǔn)增益因子，表示服從參數(shù)為的高斯分布的隨機(jī)變量。

24、作為一種可選的實(shí)施方式，所述根據(jù)所述更新數(shù)據(jù)包，進(jìn)行計(jì)算操作，得到所述電動(dòng)自行車的連接度指標(biāo)及通信接收率，包括：

25、所述連接度指標(biāo)的計(jì)算公式表示為：其中，表示所述電動(dòng)自行車的連接度指標(biāo)，表示在通信范圍內(nèi)的所有其他電動(dòng)自行車數(shù)量，表示所述電動(dòng)自行車的連接權(quán)重，表示所述電動(dòng)自行車的通信接收率；

26、所述電動(dòng)自行車的連接權(quán)重，當(dāng)電動(dòng)自行車與電動(dòng)自行車建立通信時(shí)，值取1，值取0；

27、所述電動(dòng)自行車的通信接收率，計(jì)算方式為：其中，表示指示變量，當(dāng)電動(dòng)自行車成功接收電動(dòng)自行車的數(shù)據(jù)包時(shí)，值取1，值取0；表示在給定時(shí)間段內(nèi)電動(dòng)自行車向電動(dòng)自行車發(fā)送的數(shù)據(jù)包總數(shù)。

28、作為一種可選的實(shí)施方式，所述根據(jù)所述連接度指標(biāo)和所述通信接收率分析得到所述電動(dòng)自行車與其他車輛的聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)及通信傳輸數(shù)據(jù)，包括：

29、所述聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)的判斷方式表示為：

30、若?,?則電動(dòng)自行車與車聯(lián)網(wǎng)保持連接；

31、若?,?則電動(dòng)自行車處于斷開連接狀態(tài)；

32、其中，表示預(yù)設(shè)的連接閾值；

33、根據(jù)所述通信接收率及各連接的速率，計(jì)算所述電動(dòng)自行車的總通信傳輸數(shù)據(jù)，計(jì)算公式表示為：其中，表示所述電動(dòng)自行車的總通信傳輸數(shù)據(jù)，表示每一連接自行車的通信速率，表示所述電動(dòng)自行車的通信接收率，表示通信時(shí)間。

34、作為一種可選的實(shí)施方式，所述根據(jù)所述聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)和所述通信傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析操作，得到所述電動(dòng)自行車的實(shí)際通信速率，包括：

35、若所述電動(dòng)自行車與其他車輛建立連接，所述電動(dòng)自行車的實(shí)際通信速率通過最大數(shù)據(jù)傳輸速率來確定；

36、所述電動(dòng)自行車的數(shù)據(jù)傳輸速率的計(jì)算公式表示：其中，表示所述電動(dòng)自行車的數(shù)據(jù)傳輸速率，表示電動(dòng)自行車的數(shù)據(jù)傳輸速率，表示所述電動(dòng)自行車的連接權(quán)重；

37、根據(jù)所述數(shù)據(jù)傳輸速率，得到所述實(shí)際通信速率：。

38、作為一種可選的實(shí)施方式，根據(jù)所述實(shí)際通信速率，計(jì)算對(duì)應(yīng)所述電動(dòng)自行車的控制變量、通信接收信噪比及信噪比方差，包括：

39、所述控制變量，計(jì)算公式表示為：其中，表示控制變量，表示所述電動(dòng)自行車的實(shí)際通信速率，視為系統(tǒng)的狀態(tài)變量，?表示所述電動(dòng)自行車的功率消耗，表示影響通信速率的控制增益常數(shù)；

40、所述通信接收信噪比，計(jì)算公式表示為：其中，表示為所述電動(dòng)自行車的通信接收信噪比，表示所述電動(dòng)自行車接收電動(dòng)自行車的信號(hào)功率，表示噪聲功率；

41、所述信噪比方差，計(jì)算公式表示為：其中，表示為所有信噪比的期望值。

42、作為一種可選的實(shí)施方式，根據(jù)所述實(shí)際通信速率、所述控制變量及所述信噪比方差，構(gòu)建并訓(xùn)練強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，將所述強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型的輸出結(jié)果確定為通信控制指令，包括：

43、構(gòu)建強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，其中，

44、狀態(tài)表示當(dāng)前的通信狀態(tài)，包括實(shí)際通信速率和信噪比方差；

45、動(dòng)作表示控制變量的選擇，影響通信速率和信噪比；

46、折扣因子表示未來的獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)當(dāng)前決策的影響因子；

47、獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)表示基于通信質(zhì)量和信噪比的優(yōu)化函數(shù)；

48、所述通信質(zhì)量為電動(dòng)自行車的通信速率與通信質(zhì)量的權(quán)衡模型，計(jì)算公式表示為：

49、其中：表示通信速率向量；

50、表示通信質(zhì)量向量；

51、表示為電動(dòng)自行車在時(shí)刻的通信速率，表示為學(xué)習(xí)率；

52、根據(jù)狀態(tài)r、動(dòng)作m、折扣因子γ和獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)r對(duì)所述強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，當(dāng)訓(xùn)練次數(shù)大于預(yù)設(shè)的次數(shù)閾值，或者獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)的獎(jiǎng)勵(lì)值大于預(yù)設(shè)的獎(jiǎng)勵(lì)閾值后判定訓(xùn)練完成，得到訓(xùn)練后的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型；

53、將所述訓(xùn)練后的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型的輸出結(jié)果，確定為通信控制指令。

54、第三方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，其中，在所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行時(shí)控制所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行上述中任意一項(xiàng)所述的一種用于電動(dòng)自行車的通信傳輸控制方法。

55、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

56、本發(fā)明提供一種用于電動(dòng)自行車的通信傳輸控制系統(tǒng)和方法，所述方法包括：獲取電動(dòng)自行車數(shù)據(jù)，所述電動(dòng)自行車數(shù)據(jù)包括車輛的位置數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、電池狀態(tài)數(shù)據(jù)、自身歷史數(shù)據(jù)及歷史通信速率；基于電動(dòng)自行車車聯(lián)網(wǎng)，將所述電池狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作，得到所述電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)包，將所述數(shù)據(jù)包與所述自身歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新操作，得到更新數(shù)據(jù)包；根據(jù)所述更新數(shù)據(jù)包，進(jìn)行計(jì)算操作，得到所述電動(dòng)自行車的連接度指標(biāo)及通信接收率，并根據(jù)所述連接度指標(biāo)和所述通信接收率分析得到所述電動(dòng)自行車與其他車輛的聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)及通信傳輸數(shù)據(jù)；根據(jù)所述聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)和所述通信傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析操作，得到所述電動(dòng)自行車的實(shí)際通信速率；根據(jù)所述實(shí)際通信速率，計(jì)算對(duì)應(yīng)所述電動(dòng)自行車的控制變量、通信接收信噪比及信噪比方差；根據(jù)所述實(shí)際通信速率、所述控制變量及所述信噪比方差，構(gòu)建并訓(xùn)練強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，將所述強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型的輸出結(jié)果確定為通信控制指令，所述通信控制指令包括通信速率調(diào)整指令、信號(hào)增強(qiáng)指令、連接管理指令、數(shù)據(jù)包發(fā)送指令、動(dòng)態(tài)調(diào)整指令及異常處理指令；根據(jù)所述通信控制指令控制電動(dòng)自行車，以完成車對(duì)車通信。

57、本方法利用電動(dòng)自行車車聯(lián)網(wǎng)，獲取車輛的數(shù)據(jù)并構(gòu)建公式算法模型，將車輛的數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，輸入到所述公式算法模型進(jìn)行分析與數(shù)據(jù)處理，形成數(shù)據(jù)模型；將所述數(shù)據(jù)模型傳輸至中央處理器，進(jìn)行參數(shù)確定和通信策略確定，構(gòu)建車對(duì)車通信模型，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)自行車之間的高效率通信傳輸。