[发明专利]车载无线通信信道接入方法、基站单元和车载移动终端有效

专利信息
申请号: 201310346654.5 申请日: 2013-08-09
公开(公告)号: CN103415082B 公开(公告)日: 2017-02-08
发明(设计)人: 郑侃;曾陟维;张尧 申请(专利权)人: 北京邮电大学
主分类号: H04W74/04 分类号: H04W74/04;H04W74/02;H04W48/08;H04B5/00
代理公司: 北京国昊天诚知识产权代理有限公司11315 代理人: 许志勇
地址: 100876 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 车载 无线通信 信道 接入 方法 基站 单元 移动 终端
【说明书】:

技术领域

发明涉及通信领域,尤其涉及一种车载无线通信信道接入方法、基站单元和车载移动终端。

背景技术

随着未来城市交通环境智能化的发展,针对城市交通网络会产生大量新型的车辆无线通信应用,例如:视频点播、地图下载等。与之相应的,无线通信技术也随之不断发展。例如,针对车载无线通信建立路边基站单元(RSU,Road Side Unit),该路边基站单元覆盖区域中的车辆节点可以向该路边基站单元发送数据业务请求,来实现业务数据的下载,如下载地图等,以此来满足车辆信息智能化的需要。

电气和电子工程师协会(IEEE,Institute of Electrical and Electronics Engineers)提出了车载无线通信接入(WAVE,Wireless Access in the Vehicular Environment)标准,用于专用短距离通信(DSRC,Dedicated Short Range Communication)技术,DSRC是专门设计用于车载通信的技术。

当前车载无线通信WAVE/DSRC的国际协议核心标准为IEEE 802.11p/IEEE 1609协议栈。在开放式系统互连模型(OSI,Open System Inter Connect)中,WAVE的物理层和媒体接入控制层(MAC,Medium Access Control)主要是基于IEEE 802.11p协议来实现的。WAVE的物理层主要用于规定信道数量、信道带宽等等,WAVE的MAC层主要用于规定每个信道的功能,数据传输的优先级控制等。DSRC在IEEE 802.11p/1609协议栈基础上还规定了OSI中相应的高层协议,可以用于车辆节点(OBU,On Board Unit)与车辆节点之间、车辆节点与路边基站单元之间、路边基站单元与互联网服务器(Internet Server)之间的通信,具体如图1所示,图1是根据现有技术的车载无线通信系统示意图。

IEEE 1609.4针对IEEE 802.11p协议的MAC层作了补充,以提供对多信道接入的操作标准。在频率上将75MHz的带宽均匀的划分为7个信道(每信道10MHz,剩余5MHz保留),规定了1个用于传输安全信息的控制信道(CCH,Control Channel)和6个用于传输普通业务数据的服务信道(SCH,Service Channel),并且在信道时间上划分出周期性的同步时隙间隔,并规定一个同步时隙间隔由控制信道时隙(CCH时隙)和服务信道时隙(SCH时隙)组成,并通过周期性的切换CCH时隙和SCH时隙,以实现CCH信道和SCH信道协调。如图2所示为IEEE 1609.4信道切换示意图。按照一定时间(周期,如,100ms),在CCH信道和SCH信道上周期切换,并且每个信道上保持一个时间间隔,如在CCH信道保持CCH时隙(如,50ms),在SCH信道保持SCH时隙(如,50ms)。车辆节点可以根据需要收发的业务数据在SCH时隙接入一个该业务对应的SCH信道。

然而,IEEE 802.11p/1609.4MAC层的多信道操作方式在OBU高密度、高速运动的环境下存在如下问题。

1、带有冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA/CA,Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)机制效率低下。IEEE 802.11p的MAC层采用带有冲突避免的载波侦听多路访问机制,在OBU接入SCH信道之前侦听信道的数据传输情况,以避免冲突发生。但是,在密集网络中,大量的OBU同时竞争信道,例如当信道周期性的切换至SCH信道时,SCH时隙开始的时刻信道处于空闲状态,大量OBU会在该时刻同时接入SCH信道并发送数据,使SCH信道中同时传输大量数据,造成信道冲突,导致降低信道利用率,甚至会发生信道拥塞。

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