V2x通信的基站集群系統(tǒng)、集群方法和集群服務(wù)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種V2X通信的基站集群系統(tǒng)、方法和服務(wù)器。該系統(tǒng)包括多個基站和集群服務(wù)器。集群服務(wù)器主要包括車輛注冊信息獲取、車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取、車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測、基站集群范圍確定，車輛注冊信息復(fù)制分發(fā)等單元。該方法包括：第一基站收到車輛的注冊信息并轉(zhuǎn)發(fā)，車輛接入該基站；接收車輛注冊信息及位置和運(yùn)動狀態(tài)信息；根據(jù)收到的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息對照存儲的基站分布情況，預(yù)測該車輛在下一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過或到達(dá)的各基站；復(fù)制該車輛注冊信息并分發(fā)到被預(yù)測的各基站，從而將被預(yù)測的各基站集群起來用于該車輛首次切換基站。本發(fā)明減少移動車輛在基站間頻繁切換，提高數(shù)據(jù)實(shí)時性，而數(shù)據(jù)帶寬并未縮減。
【專利說明】
V2X通信的基站集群系統(tǒng)、集群方法和集群服務(wù)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種V2X無線通信技術(shù)，尤其涉及一種V2X通信的基站集群系統(tǒng)、集群方法和集群服務(wù)器。
【背景技術(shù)】
[0002]V2X是一種新型的通信技術(shù)，用于車輛移動狀態(tài)下的無線通信。V代表移動車輛，2代表對象，X代表車輛、行人或者其他基礎(chǔ)設(shè)施。在美國，V2X的協(xié)議是基于wifi協(xié)議，由此衍生出的802.1lp標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為主流，在2017年之后的新出廠車輛，必須具有符合該協(xié)議的通信單元模塊。在中國，V2X通信的專用標(biāo)準(zhǔn)是DSRC標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T31024系列標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]在V2X通信過程中，其中有一種通信模式是V2I，其中I代表的是基礎(chǔ)設(shè)施，也就是V2X的通信基站。在標(biāo)準(zhǔn)中，每個通信基站覆蓋的范圍大約為300m?lkm。車輛連續(xù)通過兩個基站，在基站的邊界處，需要進(jìn)行基站切換，切換的速度一般在3秒左右。車輛在高速行駛時，速度能夠達(dá)到每秒50米，在3秒鐘的時間內(nèi)，可能行駛的距離超過150米。因此，基站切換造成的通信切斷，已成為限制V2X通信能力的一個瓶頸。
[0004]現(xiàn)有的移動通信技術(shù)比如3G/4G，其設(shè)計(jì)的行人移動速度不超過每秒1.5米，因此不適用于車輛高速行駛的環(huán)境。在高速公路或者高鐵環(huán)境下，通常采用長距離、大功率的基站來抵消頻繁切換基站造成的數(shù)據(jù)中斷。而用更低速率的信號調(diào)制方式和更長的比特位時間來緩解信道衰落造成的丟包率，因此數(shù)據(jù)帶寬受限。同時，這兩種技術(shù)都不是3G/4G技術(shù)常規(guī)的應(yīng)用。
[0005]但是對于V2X技術(shù)來說，數(shù)據(jù)的實(shí)時性要求很高，因?yàn)閂2X可以控制車輛緊急剎車，絲毫的延誤都會造成嚴(yán)重后果。對于車載V2X的娛樂應(yīng)用，視頻和直播對帶寬要求很高，不能采用低頻率的信號調(diào)制方式。因此以上兩種方法都不能解決高速行駛條件下的車輛通?目需求。
[0006]—般來說，V2X技術(shù)也需要切換基站，在切換基站的過程中同樣需要進(jìn)行身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)保密性服務(wù)的操作。這幾步操作完成之后，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述問題，本發(fā)明提出一種在后臺預(yù)先虛擬化完成基站切換的V2X通信的基站集群系統(tǒng)、集群方法和集群服務(wù)器。
[0008]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]一方面，提供一種V2X通信的基站集群方法。該方法包括如下步驟:
[0010]步驟1，第一基站收到車輛的注冊信息并轉(zhuǎn)發(fā)，該車輛接入第一基站；
[0011]步驟2，接收車輛注冊信息、以及當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息；
[0012]步驟3，根據(jù)收到的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息對照所存儲的基站分布情況，預(yù)測該車輛在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過或到達(dá)其信號覆蓋范圍的各個基站；
[0013]步驟4，對該車輛注冊的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測的各個基站，從而將被預(yù)測的各個基站集群起來用于該車輛首次切換基站。
[0014]上述V2X通信的基站集群方法，首次切換基站之后，還包括如下步驟:
[0015]步驟5，接收該車輛當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息；
[0016]步驟6，重復(fù)步驟3;
[0017]步驟7，對該車輛注冊的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測的各個基站，從而將被預(yù)測的各個基站集群起來用于該車輛下一次切換基站。
[0018]上述V2X通信的基站集群方法還包括:每次切換基站之后都重復(fù)步驟5至步驟7，直至檢測到退出V2X通信服務(wù)的指示。
[0019]上述V2X通信的基站集群方法還包括:檢測到退出V2X通信服務(wù)的指示時，將各個集群基站的注冊信息刪除。
[0020]對于上述V2X通信的基站集群方法，預(yù)測該車輛在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過或到達(dá)其信號覆蓋范圍的各個基站是在一維空間上進(jìn)行預(yù)測。
[0021]對于上述V2X通信的基站集群方法，預(yù)測該車輛在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過或到達(dá)其信號覆蓋范圍的各個基站是在二維空間上進(jìn)行預(yù)測。
[0022]對于上述V2X通信的基站集群方法，步驟3進(jìn)一步包括:根據(jù)該車輛目前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息計(jì)算按照車輛現(xiàn)有移動狀態(tài)，在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)車輛可能的運(yùn)動范圍，將計(jì)算得到的運(yùn)動范圍對照所存儲的基站分布情況，找到信號覆蓋范圍與該運(yùn)動范圍有重疊的所有基站。
[0023]另一方面，提供一種V2X通信的基站集群系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個基站、與各個基站相連的集群服務(wù)器，該集群服務(wù)器包括:
[0024]收發(fā)器，用于向基站發(fā)送并從基站接收信息；
[0025]車輛注冊信息獲取單元，用于從收發(fā)器獲取車輛在啟動V2X通信時首次接入基站發(fā)送的注冊信息并存儲到車輛注冊信息存儲器；
[0026]車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元，用于從收發(fā)器獲取車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)?目息;
[0027]車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元，用于根據(jù)車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元獲取的車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的范圍；
[0028]基站集群范圍確定單元，用于將車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元計(jì)算得到的下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的范圍與基站分布情況存儲器中存儲的各個基站的位置分布情況對照得到車輛在下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過或到達(dá)的各個基站；
[0029]基站集群存儲器，用于存儲基站集群范圍確定單元確定集群的各個基站的標(biāo)識；
[0030]車輛注冊信息復(fù)制分發(fā)單元，用于將車輛注冊信息獲取單元獲取的車輛注冊信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲器中存儲的各個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車輛注冊信息。
[0031]對于上述V2X通信的基站集群系統(tǒng)，車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元包括:
[0032]車輛狀態(tài)檢測單元，用于檢測車輛是否發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換；
[0033]命令提交單元，用于在車輛狀態(tài)檢測單元檢測到車輛發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時要求車輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息。
[0034]對于上述V2X通信的基站集群系統(tǒng)，集群服務(wù)器還包括與收發(fā)器依次相連的車輛退出V2X通信的指示獲取單元和車輛注冊信息刪除單元，其中，車輛退出V2X通信的指示獲取單元用于在收到車輛退出V2X通信的指示時啟動車輛注冊信息刪除單元，車輛注冊信息刪除單元用于將基站集群存儲器中存儲的各個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站上的車輛注冊信息刪除。
[0035]還有一方面，提供一種V2X通信的集群服務(wù)器。該集群服務(wù)器與多個基站相連并且包括:
[0036]收發(fā)器，用于向基站發(fā)送并從基站接收信息；
[0037]車輛注冊信息獲取單元，用于從收發(fā)器獲取車輛在啟動V2X通信時首次接入基站發(fā)送的注冊信息并存儲到車輛注冊信息存儲器；
[0038]車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元，用于從收發(fā)器獲取車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)?目息;
[0039]車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元，用于根據(jù)車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元獲取的車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的范圍；
[0040]基站集群范圍確定單元，用于將車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元計(jì)算得到的下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的范圍與基站分布情況存儲器中存儲的各個基站的位置分布情況對照得到車輛在下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過或到達(dá)的各個基站；
[0041]基站集群存儲器，用于存儲基站集群范圍確定單元確定集群的各個基站的標(biāo)識；
[0042]車輛注冊信息復(fù)制分發(fā)單元，用于將車輛注冊信息獲取單元獲取的車輛注冊信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲器中存儲的各個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車輛注冊信息。
[0043]對于上述V2X通信的集群服務(wù)器，車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元包括:
[0044]車輛狀態(tài)檢測單元，用于檢測車輛是否發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換；
[0045]命令提交單元，用于在車輛狀態(tài)檢測單元檢測到車輛發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時要求車輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息。
[0046]上述V2X通信的集群服務(wù)器還包括與收發(fā)器依次相連的車輛退出V2X通信的指示獲取單元和車輛注冊信息刪除單元，其中，車輛退出V2X通信的指示獲取單元用于在收到車輛退出V2X通信的指示時啟動車輛注冊信息刪除單元，車輛注冊信息刪除單元用于將基站集群存儲器中存儲的各個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站上的車輛注冊信息刪除。
[0047]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案主要的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0048]在本發(fā)明中V2X的基站在后臺虛擬化完成相應(yīng)的切換步驟，后臺同時將多個V2X基站虛擬成一個基站群。在車輛進(jìn)入V2X的服務(wù)范圍之后，這種方法開始啟動，對于車輛本身而言，不管行駛到哪個基站覆蓋的范圍內(nèi)，仿佛都在同一個基站的覆蓋范圍內(nèi)。本發(fā)明可以減少移動車輛在V2X基站間的頻繁切換，提高了數(shù)據(jù)實(shí)時性，而數(shù)據(jù)帶寬并未縮減。
【附圖說明】
[0049]圖1示出本發(fā)明實(shí)例I所述的一維坐標(biāo)基站集群系統(tǒng)；
[0050]圖2示出本發(fā)明實(shí)例2所述的二維坐標(biāo)基站集群系統(tǒng)；
[0051]圖3示出本發(fā)明一個實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群系統(tǒng)中集群服務(wù)器的結(jié)構(gòu)；
[0052]圖4是本發(fā)明一個實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]本發(fā)明的技術(shù)方案是V2X的基站在后臺虛擬化完成相應(yīng)的切換步驟，后臺同時將多個V2X基站虛擬成一個基站群。在車輛進(jìn)入V2X的服務(wù)范圍之后，這種方法開始啟動，對于車輛本身而言，不管行駛到哪個基站覆蓋的范圍內(nèi)，仿佛都在同一個基站的覆蓋范圍內(nèi)。本發(fā)明可以減少移動車輛在V2X基站間的頻繁切換，提高了數(shù)據(jù)實(shí)時性，而數(shù)據(jù)帶寬并未縮減。
[0054]如圖1和2所示，本發(fā)明所包含的具體模塊是:覆蓋在智慧道路上的多個V2X基站1，智慧道路包含多種通信設(shè)備，如電動汽車充電粧、物聯(lián)感知模塊、多種通信功能模塊、智能路燈、智能水管網(wǎng)、智能交通設(shè)備等功能的道路；以及與多個V2X基站I相連的集群服務(wù)器2。
[0055]如圖3所示，本發(fā)明一個實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群系統(tǒng)中的集群服務(wù)器2包括收發(fā)器201、與收發(fā)器201相連的車輛注冊信息獲取單元202和車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元203，與車輛注冊信息獲取單元202相連的車輛注冊信息存儲器209，以及與車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元203依次相連的車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元204、基站集群范圍確定單元206和基站集群存儲器207，還包括與基站集群范圍確定單元206相連的基站分布情況存儲器205、以及與車輛注冊信息存儲器209和基站集群存儲器207相連的車輛注冊信息復(fù)制分發(fā)單元208。
[0056]其中，收發(fā)器201用于向V2X基站發(fā)送并從V2X基站接收信息，車輛注冊信息獲取單元202用于從收發(fā)器201獲取車輛在啟動V2X通信時首次接入基站發(fā)送的注冊信息并存儲到車輛注冊信息存儲器209，車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元203用于從收發(fā)器201獲取車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)信息，車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元204用于根據(jù)車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元203獲取的車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的地理范圍，基站集群范圍確定單元206用于將車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元204計(jì)算得到的下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的地理范圍與基站分布情況存儲器205中存儲的各個基站的位置分布情況對照分析得到車輛在下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過或到達(dá)其信號覆蓋范圍的所有基站，基站集群存儲器207用于存儲基站集群范圍確定單元206確定集群的所有基站的標(biāo)識，車輛注冊信息復(fù)制分發(fā)單元208用于將車輛注冊信息獲取單元202獲取的車輛注冊信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲器207中存儲的每個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車輛注冊信息。
[0057]基站分布情況存儲器205、基站集群存儲器207以及車輛注冊信息存儲器209的實(shí)體可以某一個存儲器與另外兩個存儲器位于不同的存儲裝置上，也可以三個存儲器分別位于三個不同的存儲裝置上，還可以其中兩個存儲器或三個存儲器位于同一塊存儲裝置的不同存儲區(qū)域。
[0058]優(yōu)選地，車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元203包括車輛狀態(tài)檢測單元2031和與車輛狀態(tài)檢測單元2031相連的命令提交單元2032。其中，車輛狀態(tài)檢測單元2031用于檢測車輛是否發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換，命令提交單元2032用于在車輛狀態(tài)檢測單元2031檢測到車輛發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時要求車輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息。
[0059]優(yōu)選地，集群服務(wù)器2還包括與收發(fā)器201依次相連的車輛退出V2X通信的指示獲取單元210和車輛注冊信息刪除單元211。其中，車輛退出V2X通信的指示獲取單元210用于在收到車輛退出V2X通信的指示時啟動車輛注冊信息刪除單元211，車輛注冊信息刪除單元211用于將基站集群存儲器207中存儲的每個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站上的車輛注冊信息刪除。
[0060]如圖4所示，本發(fā)明一個實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群方法包括如下步驟:
[0061]步驟S101，第一基站收到車輛的注冊信息并轉(zhuǎn)發(fā)，該車輛接入第一基站。
[0062]乘坐車輛的人員或者車輛本身打開V2X服務(wù)，產(chǎn)生了通信需求。車輛與第一基站之間開始建立通信連接。需要經(jīng)過4個步驟，即身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)保密性服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸。車輛與第一基站建立連接的過程，需要將這些注冊信息同時傳遞給服務(wù)器后臺。在一般情況下，當(dāng)車輛駛離當(dāng)前基站范圍，進(jìn)入新的基站范圍時，需要重新完成這4個步驟的通信，這就是基站切換造成通信中斷的原因。
[0063]步驟S102，V2X基站搜集車輛當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息，通過第一基站提交給集群服務(wù)器，而且集群服務(wù)器在車輛接入第一基站時已收到車輛的注冊信息。
[0064]車輛正常接入第一基站，集群服務(wù)器同時獲得了車輛的注冊信息。此外，后臺要求基站提交車輛當(dāng)前位置信息、車輛行駛方向、車輛速度信息。V2X基站通過數(shù)據(jù)通道，從車輛本身獲得這些數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)交給集群服務(wù)器。
[0065]步驟S103，集群服務(wù)器根據(jù)收到的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息與所存儲的基站分布情況對照分析，預(yù)測該車輛在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過或到達(dá)其信號覆蓋范圍的所有基站。
[0066]集群服務(wù)器根據(jù)車輛目前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息計(jì)算按照車輛現(xiàn)有移動狀態(tài)，在下一第一預(yù)定時隙比如未來t秒內(nèi)或者在預(yù)定距離內(nèi)車輛可能的運(yùn)動范圍。將計(jì)算得到的車輛未來可能的運(yùn)動范圍對照服務(wù)器內(nèi)部存儲的V2X基站地理位置分布情況，找到信號覆蓋范圍與該運(yùn)動范圍有重疊的所有基站。這些基站將會成為V2X基站集群。優(yōu)選地，t大于每個基站信號覆蓋范圍最大直徑除以一般車輛的最慢行駛速度，預(yù)定距離大于基站信號覆蓋范圍的最大直徑，計(jì)算車輛運(yùn)動范圍按照車輛從當(dāng)前位置開始一直直線行駛的情況來計(jì)算。
[0067]步驟S104，集群服務(wù)器設(shè)置V2X基站集群。
[0068]在確定了 V2X基站集群的范圍后，集群服務(wù)器將車輛在第一個基站注冊的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到相對應(yīng)的集群基站，用于該車輛首次切換基站。這些基站仿佛也同車輛進(jìn)行過注冊。在車輛駛?cè)氡净緯r，不需要重復(fù)進(jìn)行身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)保密服務(wù)的操作，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。從而實(shí)現(xiàn)快速切換，并且將切換基站造成的中斷幾率降到最低。
[0069]步驟S105，檢測是否有該車輛退出V2X通信功能的指示，如果有，則車輛退出，集群解散。
[0070]在車上乘員或者車輛本身退出V2X數(shù)據(jù)傳輸功能后，車輛向當(dāng)前提供服務(wù)的基站發(fā)送退出信息?；緦⑿畔魉椭良悍?wù)器。集群服務(wù)器將每個集群基站的注冊信息刪除。這樣當(dāng)車輛重新發(fā)起V2X通信時，需要重新進(jìn)行注冊。
[0071]如果沒有該車輛退出V2X通信功能的指示，則進(jìn)行到步驟S106，檢測該車輛是否需要切換到另一個基站。如果需要則進(jìn)行到步驟S107，切換到另一個基站。
[0072]步驟S108，接收該車輛當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息。
[0073]步驟S109，根據(jù)收到的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息對照所存儲的基站分布情況，預(yù)測該車輛在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過或到達(dá)其信號覆蓋范圍的所有基站。
[0074]步驟S110，對該車輛注冊的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測的各個基站，從而將被預(yù)測的各個基站集群起來用于該車輛下一次切換基站。然后，返回步驟S105。
[0075]在車輛進(jìn)入新的基站覆蓋范圍內(nèi)，幾乎沒有額外的通信連接，就直接傳輸數(shù)據(jù)，同時，也將上報更新的位置信息和運(yùn)動狀態(tài)信息，集群服務(wù)器會重新計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下的新的基站集群范圍。
[0076]如果在步驟S106檢測該車輛不需要切換到另一個基站，則進(jìn)行到步驟Slll等待第二預(yù)定時隙之后，返回步驟S106。
[0077]上述實(shí)施例所述的V2X通信的基站集群方法只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)方案而舉的一個例子，并不限定為這種具體的執(zhí)行順序，實(shí)際上各個步驟可以根據(jù)需要變換執(zhí)行順序。
[0078]本發(fā)明的技術(shù)方案對于不同的實(shí)際道路情況在未來t秒或者在預(yù)定距離內(nèi)車輛可能的運(yùn)動范圍的計(jì)算以及與所存儲的基站分布情況對照分析的復(fù)雜度不同。對于實(shí)例I在尚速公路或者尚鐵沿線上的V2X通彳目，尚速公路或者尚鐵沿線屬于一維基站集群，車輛的行駛只有前后兩個方向，因此在設(shè)置基站集群的時候，僅需要考慮在t秒內(nèi)或者預(yù)定距離的前后方向V2X基站，并把這些基站集群，屬于線計(jì)算，如圖1所示。對于實(shí)例2在城市路網(wǎng)內(nèi)的V2X通信，城市路網(wǎng)內(nèi)的情況更復(fù)雜，屬于二維基站集群。在道路交叉口附近，車輛可以向各個方向行駛，因此在設(shè)置基站集群的時候，需要考慮在t秒內(nèi)車輛各個方向所能駛達(dá)的基站，把這些基站集群，屬于面計(jì)算，如圖2所示。
[0079]本發(fā)明的V2X通信的基站集群系統(tǒng)和集群方法在車輛接入第一基站或者后續(xù)每次切換基站時，預(yù)測下一次切換可能接入的所有目標(biāo)基站，將預(yù)測到的所有基站集群起來，各個基站單個的信號覆蓋范圍合并成一個虛擬的基站群的信號覆蓋范圍，車輛只要處于這個虛擬的基站群的信號覆蓋范圍內(nèi)，就無需再次進(jìn)行身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)保密性服務(wù)而直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，好像車輛沒有進(jìn)行基站切換一樣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種V2X通信的基站集群方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟I，第一基站收到車輛的注冊信息并轉(zhuǎn)發(fā)，該車輛接入第一基站； 步驟2，接收車輛注冊信息、以及當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息； 步驟3，根據(jù)收到的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息對照所存儲的基站分布情況，預(yù)測該車輛在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過或到達(dá)其信號覆蓋范圍的各個基站； 步驟4，對該車輛注冊的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測的各個基站，從而將被預(yù)測的各個基站集群起來用于該車輛首次切換基站。2.如權(quán)利要求1所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，首次切換基站之后，還包括如下步驟: 步驟5，接收該車輛當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息； 步驟6，重復(fù)步驟3 ； 步驟7，對該車輛注冊的信息進(jìn)行復(fù)制，分發(fā)到被預(yù)測的各個基站，從而將被預(yù)測的各個基站集群起來用于該車輛下一次切換基站。3.如權(quán)利要求2所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，還包括:每次切換基站之后都重復(fù)步驟5至步驟7，直至檢測到退出V2X通信服務(wù)的指示。4.如權(quán)利要求3所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，還包括:檢測到退出V2X通信服務(wù)的指示時，將各個集群基站的注冊信息刪除。5.如權(quán)利要求1或2所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，預(yù)測該車輛在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過或到達(dá)其信號覆蓋范圍的各個基站是在一維空間上進(jìn)行預(yù)測。6.如權(quán)利要求1或2所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，預(yù)測該車輛在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)可能經(jīng)過或到達(dá)其信號覆蓋范圍的各個基站是在二維空間上進(jìn)行預(yù)測。7.如權(quán)利要求1或2所述的V2X通信的基站集群方法，其特征在于，步驟3進(jìn)一步包括:根據(jù)該車輛目前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息計(jì)算按照車輛現(xiàn)有移動狀態(tài)，在下一第一預(yù)定時隙或者預(yù)定距離內(nèi)車輛可能的運(yùn)動范圍，將計(jì)算得到的運(yùn)動范圍對照所存儲的基站分布情況，找到信號覆蓋范圍與該運(yùn)動范圍有重疊的所有基站。8.一種V2X通信的基站集群系統(tǒng)，包括多個基站(I)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括與各個基站(I)相連的集群服務(wù)器(2)，該集群服務(wù)器(2)包括: 收發(fā)器(201)，用于向基站發(fā)送并從基站接收信息； 車輛注冊信息獲取單元(202)，用于從收發(fā)器(201)獲取車輛在啟動V2X通信時首次接入基站發(fā)送的注冊信息并存儲到車輛注冊信息存儲器(209); 車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元(203)，用于從收發(fā)器(201)獲取車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)信息； 車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元(204)，用于根據(jù)車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元(203)獲取的車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的范圍； 基站集群范圍確定單元(206)，用于將車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元(204)計(jì)算得到的下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的范圍與基站分布情況存儲器(205)中存儲的各個基站的位置分布情況對照得到車輛在下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過或到達(dá)的各個基站； 基站集群存儲器(207)，用于存儲基站集群范圍確定單元(206)確定集群的各個基站的標(biāo)識； 車輛注冊信息復(fù)制分發(fā)單元(208)，用于將車輛注冊信息獲取單元(202)獲取的車輛注冊信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲器(207)中存儲的各個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車輛注冊信息。9.如權(quán)利要求7所述的V2X通信的基站集群系統(tǒng)，其特征在于，車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元(203)包括: 車輛狀態(tài)檢測單元(2031)，用于檢測車輛是否發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換； 命令提交單元(2032)，用于在車輛狀態(tài)檢測單元(2031)檢測到車輛發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時要求車輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息。10.如權(quán)利要求7所述的V2X通信的基站集群系統(tǒng)，其特征在于，集群服務(wù)器(2)還包括與收發(fā)器(201)依次相連的車輛退出V2X通信的指示獲取單元(210)和車輛注冊信息刪除單元(211)，其中，車輛退出V2X通信的指示獲取單元(210)用于在收到車輛退出V2X通信的指示時啟動車輛注冊信息刪除單元(211)，車輛注冊信息刪除單元(211)用于將基站集群存儲器(207)中存儲的各個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站上的車輛注冊信息刪除。11.一種V2X通信的集群服務(wù)器，其特征在于，該集群服務(wù)器(2)與多個基站相連，包括: 收發(fā)器(201)，用于向基站發(fā)送并從基站接收信息； 車輛注冊信息獲取單元(202)，用于從收發(fā)器(201)獲取車輛在啟動V2X通信時首次接入基站發(fā)送的注冊信息并存儲到車輛注冊信息存儲器(209); 車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元(203)，用于從收發(fā)器(201)獲取車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)信息； 車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元(204)，用于根據(jù)車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元(203)獲取的車輛當(dāng)前的位置及運(yùn)動狀態(tài)信息計(jì)算下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的范圍； 基站集群范圍確定單元(206)，用于將車輛未來運(yùn)動范圍預(yù)測單元(204)計(jì)算得到的下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離車輛可能運(yùn)動的范圍與基站分布情況存儲器(205)中存儲的各個基站的位置分布情況對照得到車輛在下一預(yù)定時隙或下一預(yù)定距離可能經(jīng)過或到達(dá)的各個基站； 基站集群存儲器(207)，用于存儲基站集群范圍確定單元(206)確定集群的各個基站的標(biāo)識； 車輛注冊信息復(fù)制分發(fā)單元(208)，用于將車輛注冊信息獲取單元(202)獲取的車輛注冊信息進(jìn)行復(fù)制并向基站集群存儲器(207)中存儲的各個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站分發(fā)復(fù)制的車輛注冊信息。12.如權(quán)利要求11所述的V2X通信的集群服務(wù)器，其特征在于，車輛位置及運(yùn)動狀態(tài)信息獲取單元(203)包括: 車輛狀態(tài)檢測單元(2031)，用于檢測車輛是否發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站以及是否發(fā)生基站切換； 命令提交單元(2032)，用于在車輛狀態(tài)檢測單元(2031)檢測到車輛發(fā)生啟動V2X通信后首次接入基站或發(fā)生基站切換時要求車輛提交當(dāng)前的位置和運(yùn)動狀態(tài)信息。13.如權(quán)利要求11所述的V2X通信的集群服務(wù)器，其特征在于，還包括與收發(fā)器(201)依次相連的車輛退出V2X通信的指示獲取單元(210)和車輛注冊信息刪除單元(211)，其中，車輛退出V2X通信的指示獲取單元(210)用于在收到車輛退出V2X通信的指示時啟動車輛注冊信息刪除單元(211)，車輛注冊信息刪除單元(211)用于將基站集群存儲器(207)中存儲的各個基站標(biāo)識對應(yīng)的基站上的車輛注冊信息刪除。
【文檔編號】H04W36/00GK105873137SQ201510766098
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年11月11日
【發(fā)明人】徐勇, 鄒禹, 陳昆盛, 李文銳, 李丹, 劉鵬, 林偉
【申請人】樂卡汽車智能科技（北京）有限公司