[发明专利]一种基于蜂窝网络的车路实时通信系统及通信方法

说明书

本发明涉及一种基于蜂窝网络的车路实时通信系统及通信方法，该系统包括：车载端通信组件：用以实时从车载客户端获取车辆信息和运动参数，将其发送给中心平台，并且对控制信号数据进行信息校验和延迟修正；中心平台：用以接收车载端通信组件发来的位置信息数据进行解析和关联匹配，并将控制信号数据发送到车载端通信组件。与现有技术相比，本发明具有系统部署灵活、安全可控、开发与维护简便、支持自主开发、低延迟高可靠、低流量消耗、良好的可拓展性、支持通信技术演进等优点。

技术领域

本发明涉及智能网联汽车通信领域，尤其是涉及一种基于蜂窝网络的车路实时通信系统及通信方法。

背景技术

智能网联汽车，即ICV(全称Intelligent Connected Vehicle)，是指车联网与智能车的有机联合，是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与人、车、路、后台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车。智能网联汽车技术的发展，将带来新一代智能交通系统的升级和变革，也将是解决交通安全和交通拥堵等诸多问题的有效手段。

智能化和网联化是智能网联汽车技术领域的两类核心特征，其中，网联化即交通参与对象通过装置车路通信设备(模块)，实现参与对象之间以一定通信频率的实时信息交互，包括：车车通信(V2V)、车路通信(V2I)和车人通信(V2P)等，从而，通过对象之间的信息交互，实现在一定交通场景下交通安全和交通效率的提升。例如，通过V2I车路通信，实现车辆和路侧设备端到端的实时信息交互，车辆实时获取信号控制数据、交通标志标牌数据、交通状态数据等对车辆驾驶具有重要意义。

从技术实现的角度出发，现有车载端和路侧端通信主要有以下两种方式：

第一，基于短程通信设备直连的车路通信。通过安装在路侧的通信设备(RSU)与同样装配有同类通信设备(OBU)的车辆进行通信，实现车路信息实时交互。该类通信系统具有通信时延低的特点，但该类系统对硬件设备依赖程度高，且设备布设成本高；同时，受设备通信距离和道路几何特征的局限，在超过通信距离或存在障碍物遮挡的条件下，车路通信效果和稳定性欠佳。

第二，基于蜂窝网络的车路通信。该类系统通常通过通信基站和中心云端实现车路信息转发，具有布设成本低、易于部署的特点，但该类实现方式目前存在几方面问题：无成熟的、系统性的解决方案，欠缺清晰的车载端、路侧端和中心端角色分配和功能定义，且在现有无线通信技术的条件下，存在通信时延较高和通信不稳定的问题。

中国专利文献CN104021684公开了一种车路协同交通控制系统，该文献所述技术实现方案属于第一种，即基于短程通信设备直连的车路通信。系统包括车载单元，其包括GPS定位模块、车辆通讯模块、信息处理模块，道路指挥单元，其包括信号灯控制模块，信号灯通讯模块、信号处理单元；系统可根据路况情况实时调节交通信号灯的通行时间，减少主干道车辆在十字路口的无效停顿时间和等待时间，提高交通通行效率。但是该系统以短程通信设备为主要实现途径，一方面，不满足全类别交通参与对象信息交互要求，另一方面，技术的实现对硬件设备依赖较大，整体具有明显的局限性。

中国专利文献CN104021684公开了另一种车路协同交通控制系统，该文献所述技术实现方案属于第二种，即基于蜂窝网络的车路通信。系统包括路侧系统、车载系统和云端数据交互系统；路侧系统包括信号灯数据采集模块、交通事件检测模块、信号灯配时模块和路侧通信模块，但该系统利用云端作为信息交互的枢纽，系统对车载端、路侧端和云端的在车路通信链路中角色和计算功能定义欠清晰，技术可行性有待论证

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于蜂窝网络的车路实时通信系统及通信方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于蜂窝网络的车路实时通信系统，该系统包括：