[发明专利]一种基于中继传输的自适应车辆通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及车联网技术领域，尤其涉及一种基于中继传输的自适应车辆通信系统。

背景技术

随着我国经济的发展和科技水平的提高，交通业发展迅速，汽车已经越来越深入到人们的日常生活中。车辆的剧增势必引发交通拥堵、交通事故频发、停车困难等一系列社会问题。同时城市居民对车辆碰撞预警、交通拥堵检测以及信息共享等服务均提出较高要求。因此，智能交通的概念应运而生。目前传统的智能交通系统严重依赖于主要路口的摄像头、嵌入路面的传感器等预先部署的基础设施，通信网络经常采用蜂窝网，而且提供的各种交通信息对于用户来说仍属于有偿服务，这一切已不能满足当今城市居民对于日常出行交通状态的要求。车辆是高速移动的，同时城市环境中建筑物密集，这会导致无线信号在传输过程中受到阻挡，车辆无线信道传输特性变化快，衰落与多普勒效应严重，网络拓扑结构变化频繁，网络中数据的传输只能依靠节点间接性的传递，严重影响了这种以数据为中心的网络中数据传输的性能。城市街道中行驶车辆比较多，一旦发生交通事故，需要大量的人力和物力去协调才能保证交通安全。而且容易造成大面积的、长时间的交通拥堵，后续车辆在不知情的情况下继续驶向事故道路，加重了拥堵。

先进的信息技术、无线通信技术、传感器技术、电子控制技术、系统集成技术等与车辆结合形成车载自组织网络。它是一种自组织的临时移动通信网络，通过将视作超级传感器节点的行驶的车辆之间建立短距离无线通信，车辆能够通过自组织的临时移动通信网络向周围车辆自适应地选择发送自身状态以及周围环境的信息，实现包括瞬时地理位置、道路拥堵、车辆预警等信息之间的交互。这种车载自组织网络让信息在本地产生与共享，无需涉及到基础设施，具有成本低、容易部署与操作、为用户提供无偿服务等优势，势必成为未来智能交通系统的基础信息承载平台，在减少交通事故、改善驾驶环境、降低城市交通拥塞压力等方面具有深远意义。

发明内容

本发明提出一种基于中继传输的自适应车辆通信系统，实现的是车辆之间的无线自组织网络和自适应协同通信，利用中继传输保证车辆之间通信的连续性和信息的共享与传播，采用信息优先级别划分的形式避免多个车辆选择同一中继节点的“中继碰撞”问题，多种方法用以提高车载无线网络的通信效率和质量，实现车辆预警、辅助驾驶等安全保护。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于中继传输的自适应车联网通信系统，包括：车载无线网络智能控制模块、车载无线网络传感器模块、车载无线网络组网与传输通信模块、车载无线网络数据管理模块、车载无线网络应用模块和自适应车载通信系统。

自适应车载通信系统：一体现在将自适应协同通信模式引入车载无线网络，将车载无线网络中的车辆均视作潜在中继节点，自适应的选择中继转发与中继协作策略；二体现在路由算法的设计要适应车联网车辆运动速度快、路径变化频繁、无线信道衰落影响加重等情况，根据车流密度、路况信息等提出了基于簇的中继选择算法。所述基于簇的中继选择算法是根据源节点接收信息的不同将源节点分配不同的优先级，根据信息的优先级确定簇的范围和中继节点的选择。

信息优先级划分方式：车联网环境中，车辆之间会进行各种信息的广播和接收，在这种存在多类信息传输的多节点网络中，极易出现多个源节点同时发送不同信息的状况。同时在信息的转发过程中，极大可能会选择相同的中继进行信息转发，从而造成中继碰撞的问题。为避免该情况的发生，本发明采用信息优先级划分的方式。交通事故、路况信息、室外环境信息、生活信息优先级别依次由高到低，需要发送高优先级别信息的车辆享有优先选择中继的权利。

车载无线网络智能控制模块作为车载无线网络的控制中心用于整个通信系统的数据管理和自适应控制，其中智能模块会根据数据处理结果自适应的进行无线资源分配、车辆接入控制和组网管理，不同车辆之间形成临时移动自组织网络，进行无线通信。

车载无线网络组网与传输通信模块根据信息分级的结果自适应的进行路由协议、传输协议和发送模式的选择。

车载无线网络传感器模块包括车辆性能传感器模块和车辆外部传感器模块，用于车辆和路况信息的采集。

车载无线网络数据管理模块用于整个通信系统中数据的采集与融合、传输和利用。

车载无线网络应用模块用于进行车辆预警、辅助驾驶及娱乐活动。

车载无线网络智能控制模块与所述车载无线网络组网与传输模块、数据管理模块相连接，用于车辆无线网络的自组织网络的构建、自适应控制中的网络管理和中继传输，以便于自适应传输车辆感知信息及路况信息。