專利名稱：一種車輛安全信息廣播方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛安全信息廣播方法和系統(tǒng)，屬于車輛間無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
車輛安全信息是指與車輛行駛安全直接相關(guān)的信息，例如車輛的故障信息、剎車信息等車輛自身信息，以及車輛檢測(cè)出的道路危險(xiǎn)狀況信息等。車輛安全信息廣播系統(tǒng)是一種 廣播車輛安全信息的通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)安裝在車輛上，將車輛安全信息，通過(guò)無(wú)線廣播的形式，傳輸給周邊的車輛，為鄰居車輛提供各種緊急交通信息，以提醒鄰居車輛應(yīng)對(duì)可能的危險(xiǎn)狀況。通過(guò)該系統(tǒng)接收到安全信息的車輛，判斷該安全信息與本車輛的相關(guān)性，并據(jù)此，確定是否對(duì)本車輛司機(jī)提出相應(yīng)的警告，從而有利于司機(jī)對(duì)有關(guān)的安全狀況及時(shí)做出反應(yīng)。如何使分布車輛及時(shí)接入信道，確保安全信息的及時(shí)可靠傳輸，是車輛安全信息廣播需要解決的主要問(wèn)題。為保證車輛可靠地接入信道，需要預(yù)約信道；為保證安全信息的可靠傳輸，需要實(shí)時(shí)指示信道的當(dāng)前狀態(tài)。現(xiàn)有廣播方法主要利用RTS/CTS握手來(lái)預(yù)約廣播車輛兩跳范圍內(nèi)信道，而利用忙音信號(hào)來(lái)指示廣播車輛兩跳范圍內(nèi)信道的使用情況。對(duì)于車輛安全信息廣播系統(tǒng)而言，由于車輛之間相對(duì)位置的迅速變化，廣播車輛難以與所有鄰居車輛之間完成完整的RTS/CTS握手，因此，難以可靠地預(yù)約信道；另外，預(yù)約廣播車輛兩跳范圍內(nèi)的信道，以及指示廣播車輛兩跳范圍內(nèi)的信道狀態(tài)，可以通知隱藏終端即將或正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸，從而避免隱藏終端發(fā)送數(shù)據(jù)導(dǎo)致的沖突，然而，在車輛密度大的情況下，這會(huì)導(dǎo)致大量的車輛等待接入信道，進(jìn)而影響到接入信道的速度?？傊?，現(xiàn)有的無(wú)線信道接入方法具有信道接入算法復(fù)雜、接入速度慢等缺點(diǎn)，難以保證車輛密集情況下的車輛安全信息的有效廣播?，F(xiàn)有車載通信系統(tǒng)基本都是用于傳輸非安全相關(guān)信息的。對(duì)于車輛安全信息的廣播，缺乏合適的廣播方法，導(dǎo)致其對(duì)于車輛安全信息的傳輸能力是有限的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種滿足車輛安全信息傳輸需求的廣播方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到一種車輛安全信息廣播方法，其特征在于其包括以下步驟
車輛偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)；
車輛確定自身是否有數(shù)據(jù)需要廣播；
響應(yīng)于偵聽到數(shù)據(jù)信道閑，且忙音信道閑，且本車輛有數(shù)據(jù)需要廣播，則預(yù)約信道；響應(yīng)于偵聽到忙音信道閑，且數(shù)據(jù)信道閑，且本車輛無(wú)數(shù)據(jù)需要廣播，則繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)；
響應(yīng)于偵聽到忙音信道忙，且數(shù)據(jù)信道閑，則繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)； 響應(yīng)于偵聽到數(shù)據(jù)信道忙，則開始接收數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)完畢，繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)；
響應(yīng)于預(yù)約信道成功，相應(yīng)車輛廣播數(shù)據(jù)，同時(shí)發(fā)送忙音信號(hào)，廣播數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，終止在忙音信道上發(fā)送忙音，繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)；
上述預(yù)約信道的步驟為
持續(xù)發(fā)送忙音信號(hào)一段時(shí)間t，同時(shí)通過(guò)接收器偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道上是否有來(lái)自其他車輛的信號(hào)，t=d/c，d為無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)囊惶嚯x，C為光速，t為無(wú)線信號(hào)傳輸一跳距離所需的時(shí)間；
響應(yīng)于在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)接收器偵聽到來(lái)自其他車輛的數(shù)據(jù)，則終止本車輛的忙音發(fā)送，開始接收數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)完畢，則繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)；
響應(yīng)于在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)接收器偵聽到來(lái)自其他車輛的忙音信號(hào)，而沒有偵聽到來(lái)自其它車輛的數(shù)據(jù)，則終止本車輛的忙音發(fā)送，繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)；
響應(yīng)于在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)接收器沒有偵聽到來(lái)自其他車輛的忙音信號(hào)和數(shù)據(jù)，則成功預(yù)約了信道?！N車輛安全信息廣播系統(tǒng)，其特征在于其包括處理器、無(wú)線射頻設(shè)備、用于產(chǎn)生車輛安全信息的自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)設(shè)備、天線，無(wú)線射頻設(shè)備包括發(fā)送器和接收器；
處理器分別連接產(chǎn)生安全信息的自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)設(shè)備和無(wú)線射頻設(shè)備，無(wú)線射頻設(shè)備連接天線；
發(fā)送器具有兩個(gè)信道，一個(gè)用于發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信道，另一個(gè)用于發(fā)送忙音信號(hào)的忙音信道；
接收器具有兩個(gè)信道，一個(gè)用于接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信道，另一個(gè)用于接收忙音信號(hào)的忙音信道；
處理器用于觀察信道的狀態(tài)，控制信道的預(yù)約，以及數(shù)據(jù)、忙音信號(hào)的發(fā)送、接收與處理；處理器通過(guò)接收器接收數(shù)據(jù)，并控制接收數(shù)據(jù)的過(guò)程；處理器通過(guò)發(fā)送器發(fā)送忙音來(lái)預(yù)約信道，并控制預(yù)約信道的過(guò)程；處理器通過(guò)發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)發(fā)送忙音信號(hào)，并控制廣播數(shù)據(jù)的過(guò)程。本發(fā)明同已有技術(shù)相比可產(chǎn)生如下積極效果本發(fā)明提供了一種車輛安全信息廣播方法，廣播車輛在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先發(fā)送忙音預(yù)約信道，預(yù)約時(shí)間長(zhǎng)度為忙音傳輸一跳所需的時(shí)間；廣播車輛在廣播數(shù)據(jù)的同時(shí)，利用忙音指示廣播車輛信道狀態(tài)。因此，本發(fā)明提供的預(yù)約機(jī)制預(yù)約的是廣播車輛一跳范圍內(nèi)的信道，預(yù)約信道等待時(shí)間最多為忙音傳輸一跳所需的時(shí)間，而且，利用忙音指示廣播車輛一跳范圍內(nèi)的信道狀態(tài)。本發(fā)明提供的信道預(yù)約機(jī)制，和利用RTS/CTS預(yù)約信道相比，不需等待預(yù)約信息包，保證了預(yù)約的可靠性，降低了由于等待預(yù)約信息包而引起的接入信道延遲；而且，這種預(yù)約機(jī)制預(yù)約了廣播車輛一跳范圍內(nèi)的信道，而RTS/CTS預(yù)約的是廣播車輛兩跳范圍內(nèi)的信道，因此，當(dāng)車輛密集時(shí)，本發(fā)明的預(yù)約機(jī)制能夠降低大量車輛等待接入信道時(shí)引起的接入延遲；本發(fā)明利用忙音指示廣播車輛一跳范圍內(nèi)的信道狀態(tài)，這和常規(guī)的廣播車輛兩跳范圍內(nèi)的信道狀態(tài)指示相t匕，能夠降低大量車輛等待接入信道時(shí)引起的接入延遲。本發(fā)明提供的車輛安全信息廣播系統(tǒng)，通過(guò)處理器控制數(shù)據(jù)的廣播。發(fā)送器和接收器都具有兩個(gè)信道數(shù)據(jù)信道和忙音信道。處理器通過(guò)發(fā)送器控制預(yù)約信道的過(guò)程，以及廣播數(shù)據(jù)的過(guò)程，通過(guò)接收器控制接收數(shù)據(jù)的過(guò)程。和目前的其他車載通信系統(tǒng)相比，針對(duì)車輛安全信息的廣播，提供了專門的能夠滿足安全信息傳輸需求的通信系統(tǒng)。


圖I是車輛安全信息廣播系統(tǒng)的通信架構(gòu) 圖2是車輛安全信息廣播方法的流程 圖3是根據(jù)實(shí)施例的端到端數(shù)據(jù)傳輸 延遲仿真曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說(shuō)明
實(shí)施例一種車輛安全信息的廣播系統(tǒng)(參見圖1)，它包括處理器2、無(wú)線射頻設(shè)備I、用于產(chǎn)生車輛安全信息的自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)設(shè)備3、天線4，無(wú)線射頻設(shè)備I包括發(fā)送器和接收器；處理器2分別連接產(chǎn)生安全信息的自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)設(shè)備3和無(wú)線射頻設(shè)備1，無(wú)線射頻設(shè)備I連接天線4 ；
發(fā)送器具有兩個(gè)信道，一個(gè)信道用于發(fā)送數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)信道，另一個(gè)信道用于發(fā)送忙音信號(hào)，稱為忙音信道；接收器具有與發(fā)送器相同的兩個(gè)信道，一個(gè)信道用于接收數(shù)據(jù)，另一個(gè)信道用于接收忙音信號(hào)；處理器2用于觀察信道的狀態(tài)，控制信道的預(yù)約，以及數(shù)據(jù)、忙音信號(hào)的發(fā)送、接收與處理；處理器2通過(guò)接收器接收數(shù)據(jù)，并控制接收數(shù)據(jù)的過(guò)程；處理器2通過(guò)發(fā)送器發(fā)送忙音來(lái)預(yù)約信道，并控制預(yù)約信道的過(guò)程；處理器2通過(guò)發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù)和忙音信號(hào)，并控制廣播數(shù)據(jù)的過(guò)程。一種車輛安全信息的廣播方法(參見圖2)，它包括如下步驟
在步驟10，通過(guò)接收器偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的忙閑狀態(tài)；
如果在步驟11確定數(shù)據(jù)信道閑、忙音信道忙，則返回步驟10 ;如果在步驟11確定數(shù)據(jù)信道閑、忙音信道閑，則進(jìn)入步驟12 ;如果在步驟11確定數(shù)據(jù)信道忙，則進(jìn)入步驟21 ；
如果在步驟12確定自身有數(shù)據(jù)要廣播，則進(jìn)入步驟13 ;如果在步驟12確定自身無(wú)數(shù)據(jù)要廣播，則返回步驟10;
在步驟21，通過(guò)接收器接收數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)完畢，返回步驟10 ；
在步驟13，啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間為t=d/c (d為無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)囊惶嚯x，c為光速，t為無(wú)線信號(hào)傳輸一跳距離所需的時(shí)間)，通過(guò)發(fā)送器開始在忙音信道發(fā)送忙音信號(hào)，同時(shí)通過(guò)接收器偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道狀態(tài)；
如果在步驟14確定數(shù)據(jù)信道閑，無(wú)來(lái)自其它車輛的忙音信號(hào)，則進(jìn)入步驟15 ;如果在步驟14確定數(shù)據(jù)信道忙，則進(jìn)入步驟22 ;如果在步驟14確定數(shù)據(jù)信道閑，有來(lái)自其它車輛的忙音信號(hào)，則進(jìn)入步驟23;
在步驟22，取消定時(shí)器，終止在忙音信道上發(fā)送忙音信號(hào)；
在步驟23，取消定時(shí)器，終止在忙音信道上發(fā)送忙音信號(hào)；
如果在步驟15確定定時(shí)器到時(shí)，則進(jìn)入步驟16 ;如果在步驟15確定定時(shí)器未過(guò)時(shí)，則返回步驟14 ；
在步驟16，通過(guò)發(fā)送器在數(shù)據(jù)信道上廣播數(shù)據(jù)，通過(guò)發(fā)送器在忙音信道上發(fā)送忙音；如果在步驟17，處理器通過(guò)發(fā)送器偵聽到數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，則進(jìn)入步驟18 ;如果在步驟17，處理器通過(guò)發(fā)送器偵聽到數(shù)據(jù)發(fā)送未完畢，則返回步驟16 ；
在步驟18，終止在忙音信道上發(fā)送忙音，返回步驟10。為了說(shuō)明本發(fā)明提出的方法和系統(tǒng)的有效性，進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。該仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)置車輛安全信息廣播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送接收速率為1Mbps，安全信息數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為lOObit，車輛安全信息和忙音信號(hào)傳輸?shù)膯翁嚯x為600m，網(wǎng)絡(luò)范圍為1200mX50m，場(chǎng)景12、場(chǎng)景13、場(chǎng)景14中任意車輛產(chǎn)生安全信息數(shù)據(jù)包的頻率為O. I個(gè)/秒，車輛數(shù)目分別為40、80、120個(gè)，場(chǎng)景15、場(chǎng)景16中任意車輛產(chǎn)生安全信息數(shù)據(jù)包的頻率為I個(gè)/秒，車輛數(shù)目分別為120,240 個(gè)。
圖3示出了按照以上的場(chǎng)景試驗(yàn)，得到的仿真結(jié)果。仿真結(jié)果說(shuō)明，本發(fā)明提出的廣播方法和系統(tǒng)在各種車輛安全信息廣播負(fù)載下，具有幾乎相同的穩(wěn)定的端到端數(shù)據(jù)傳輸延遲，且該傳輸延遲極小，略高于10_4秒,能夠滿足車輛安全信息廣播的傳輸時(shí)延需求。
權(quán)利要求
1.一種車輛安全信息廣播方法，其特征在于其包括以下步驟 車輛偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)； 車輛確定自身是否有數(shù)據(jù)需要廣播； 響應(yīng)于偵聽到數(shù)據(jù)信道閑，且忙音信道閑，且本車輛有數(shù)據(jù)需要廣播，則預(yù)約信道；響應(yīng)于偵聽到忙音信道閑，且數(shù)據(jù)信道閑，且本車輛無(wú)數(shù)據(jù)需要廣播，則繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)； 響應(yīng)于偵聽到忙音信道忙，且數(shù)據(jù)信道閑，則繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)；響應(yīng)于偵聽到數(shù)據(jù)信道忙，則開始接收數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)完畢，繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)； 響應(yīng)于預(yù)約信道成功，相應(yīng)車輛廣播數(shù)據(jù)，同時(shí)發(fā)送忙音信號(hào)，廣播數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，終止在忙音信道上發(fā)送忙音，繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)； 上述預(yù)約信道的步驟為 持續(xù)發(fā)送忙音信號(hào)一段時(shí)間t，同時(shí)通過(guò)接收器偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道上是否有來(lái)自其他車輛的信號(hào)，t=d/c，d為無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)囊惶嚯x，c為光速，t為無(wú)線信號(hào)傳輸一跳距離所需的時(shí)間； 響應(yīng)于在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)接收器偵聽到來(lái)自其他車輛的數(shù)據(jù)，則終止本車輛的忙音發(fā)送，開始接收數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)完畢，則繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)； 響應(yīng)于在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)接收器偵聽到來(lái)自其他車輛的忙音信號(hào)，而沒有偵聽到來(lái)自其它車輛的數(shù)據(jù)，則終止本車輛的忙音發(fā)送，繼續(xù)偵聽數(shù)據(jù)信道和忙音信道的狀態(tài)； 響應(yīng)于在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)接收器沒有偵聽到來(lái)自其他車輛的忙音信號(hào)和數(shù)據(jù)，則成功預(yù)約了信道。
2.—種車輛安全信息廣播系統(tǒng)，其特征在于其包括處理器(2)、無(wú)線射頻設(shè)備(I)、用于產(chǎn)生車輛安全信息的自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)設(shè)備(3)、天線(4)，無(wú)線射頻設(shè)備(I)包括發(fā)送器和接收器； 處理器(2 )分別連接產(chǎn)生安全信息的自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)設(shè)備(3 )和無(wú)線射頻設(shè)備(I)，無(wú)線射頻設(shè)備(I)連接天線(4); 發(fā)送器具有兩個(gè)信道，一個(gè)用于發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信道，另一個(gè)用于發(fā)送忙音信號(hào)的忙音信道； 接收器具有兩個(gè)信道，一個(gè)用于接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信道，另一個(gè)用于接收忙音信號(hào)的忙音信道； 處理器(2)用于觀察信道的狀態(tài)，控制信道的預(yù)約，以及數(shù)據(jù)、忙音信號(hào)的發(fā)送、接收與處理；處理器(2)通過(guò)接收器接收數(shù)據(jù)，并控制接收數(shù)據(jù)的過(guò)程；處理器(2)通過(guò)發(fā)送器發(fā)送忙音來(lái)預(yù)約信道，并控制預(yù)約信道的過(guò)程；處理器(2)通過(guò)發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)發(fā)送忙音信號(hào)，并控制廣播數(shù)據(jù)的過(guò)程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車輛安全信息廣播方法及系統(tǒng)，廣播車輛在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先發(fā)送忙音預(yù)約信道，預(yù)約時(shí)間長(zhǎng)度為忙音傳輸一跳所需的時(shí)間；廣播車輛在廣播數(shù)據(jù)的同時(shí)，利用忙音指示廣播車輛信道狀態(tài)。系統(tǒng)包括處理器(2)、無(wú)線射頻設(shè)備(1)、用于產(chǎn)生車輛安全信息的自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)設(shè)備(3)、天線(4)，無(wú)線射頻設(shè)備(1)包括發(fā)送器和接收器；處理器(2)分別連接產(chǎn)生安全信息的自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)設(shè)備(3)和無(wú)線射頻設(shè)備(1)，無(wú)線射頻設(shè)備(1)連接天線(4)；本發(fā)明滿足了車輛安全信息傳輸需求。
文檔編號(hào)H04H20/71GK102811105SQ201210234710
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者曹文靜, 徐勝紅, 李連, 張毅, 韓慶田, 楊林, 李文強(qiáng), 蘇濤 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍航空工程學(xué)院