[发明专利]一种基于DSRC协议的ETC路侧单元及并发交易方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通系统(Intelligent Transport System，简称：ITS)领域，具体而言，本发明涉及一种基于DSRC协议的ETC路侧单元及并发交易方法。

背景技术

电子不停车收费(Electronic Toll Collection，简称ETC)系统可用于高速公路和城市道路收费、停车场收费等应用。现有的ETC系统都是带车道栏杆的封闭式系统，相对传统的人工收费，可提高车道通行能力，减少交费服务时间，达到节能减排的效果，但该模式存在收费站点土建费用高、受收费岛影响通行速度相对较低、交易异常或者非法车辆需现场人工处理等不足。为了适应高速公路和城市道路无障碍通行和收费，一种被称为多车道自由流电子收费的技术被提出。

多车道自由流电子收费是指在收费站点没有车道隔离设施，收费设施架设在车道上方或者路侧的门架上，与过站车辆安装的车载电子标签通过无线通信的方式完成收费交易，车辆可按照正常车速、以任意方式(包括按车道、跨车道和变车道)通过收费站点。

现有的高速公路ETC电子标签(OBU)在多车道自由流应用环境下，主要面临如下挑战：

首先，现有的专用短程通信(DSRC)标准不支持协议层面的并发通信机制。GB/T20851-2007系列ETC国家标准规定的是时分(TDMA)通信协议，不支持一个路侧单元(RSU)与多个OBU同时通信。如图1所示的现有ETC交易典型流程示意图，时间轴上方的长方条为RSU发出的下行信号，时间轴下方的阴影长方条为OBU发射的上行信号。在没有车辆驶入的情况下，RSU以固定周期(图1中为40ms)下发BST唤醒信号。当车辆驶入RSU通信区域，车载OBU收到BST，返回VST即进入ETC交易。通信交易为半双工方式，上行和下行链路存在转换时间，即RSU在发射的时候不能同时接收上行信号。由于DSRC信号为ASK或者FSK调制方式，如果RSU收到同时到达或者有部分重叠的上行数据帧，也无法分别解析。

其次，现有的ETC交易过程中，RSU未收到OBU响应数据时，RSU重发的继续交易指令的周期较长(典型数值为10ms)，由于OBU对RSU指令的响应时间未有明确协议规定，存在一定的随机性，上下行数据帧时间间隔未能充分优化。现有OBU用于多车道自由流收费时，可能会因交易时间长而影响通信可靠性。

发明内容

为了解决现有技术中ETC系统中不能实现针对多OBU同时处理的问题，提供了一种基于DSRC协议的ETC系统路侧单元(RSU)及其并发交易方法。

本发明实施例提供的一种基于DSRC协议的ETC系统并发交易方法，包括，

路侧单元RSU周期性的广播BST信号，并接收检测区域中复数个OBU返回的上行数据帧；

根据所述上行数据帧生成复数个与OBU继续通信的下行数据帧；

根据所述继续通信的数据帧的长度、优先级、帧间保护时隙，生成针对复数个OBU的下行数据帧队列；

向所述复数个OBU发送所述下行数据帧队列。

作为本发明实施例所述一种ETC系统并发交易方法的一个进一步的方面，根根据所述上行数据帧生成与复数个OBU继续通信的下行数据帧中进一步包括，如果RSU在预定时间内没有接收到OBU返回的上行数据帧，则立即生成针对于该OBU的重发下行数据帧。

作为本发明实施例所述一种基于DSRC协议的ETC系统并发交易方法的再一个进一步的方面，RSU的射频接收和射频发射模块分离工作，接收模块连续接收通信区域内的所有上行信号，发射模块根据时间控制模块的处理结果时分发射BST信号和与不同OBU继续通信的下行数据帧。

作为本发明实施例所述一种基于DSRC协议的ETC系统并发交易方法的另一个进一步的方面，时间控制模块根据OBU返回的上行数据帧的时间，以及生成的所述继续通信下行数据帧的长度、帧间保护时隙，确定所述下行数据帧队列中各下行数据帧的发送时刻。

作为本发明实施例所述一种基于DSRC协议的ETC系统并发交易方法的另一个进一步的方面，对于多车道的收费断面并排安装多个RSU的应用场景，发送所述下行数据帧队列的相邻两个RSU之间的通信区域有重叠部分时，相邻RSU发送的下行继续交易数据帧时刻由控制模块采用时分方式进行分配。

本发明实施例还提供了一种基于DSRC协议的ETC系统路侧单元，包括，

射频发射模块，用于周期性的广播BST信号；

射频接收模块，用于接收检测区域中复数个OBU返回的上行数据帧；