[发明专利]基于WLAN的ETC系统车载单元与路边单元的通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于高速公路或城市道路的ETC(电子不停车收费)系统车载单元(OBU)与路边单元(RSU)的通信方法，尤其涉及一种基于无线局域网(WLAN)技术实现的电子不停车收费系统的车载单元和路边单元之间的通信方法。本发明属于智能交通(简称ITS)技术领域。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，不断增长的汽车保有量与有限的道路面积的矛盾日益突出。为了解决这一矛盾，除了大力修建道路之外，提高现有道路的利用效率也是重要的一环。在这一背景下，智能交通系统日益成为当今世界研究发展的热点。

电子不停车收费系统(ETC)及其技术是智能交通系统的重要组成部分，它是解决收费道路上交通拥挤、堵塞和其它弊端、提高现有道路运行安全和效率的重要技术手段。车载单元(OBU)和路边单元(RSU)作为ETC系统的重要组成部分，对整个ETC系统的正常运行和性能的可靠保证起着至关重要的作用。车载单元(OBU)安装在车辆前挡风玻璃的内侧，通过与公路或者城市道路一侧的路边单元(RSU)进行通信，来实现对于行驶在公路或者城市道路上的车辆进行不停车收费，从而允许车辆高速通过，大大提高公路或者城市道路的通行能力。

现有的基于WLAN的电子不停车收费系统车载单元(OBU)和路边单元(RSU)具有以下特征：

车载单元上安装有无线网卡，所述路边单元上安装有无线网卡和无线接入点，所述车载单元和路边单元通过所述无线网卡和无线接入点进行无线通信；

车载单元通过无线网卡利用无线局域网标准协议与路边单元的无线接入点通信。

车载单元的无线网卡和所述路边单元的无线网卡均包括MAC层协议处理单元、基带处理单元、射频处理单元和天馈单元。

路边单元安装有定向天线，定向天线为一款为满足该项目整个ETC系统通信交易要求而研究设计的安装在路边单元上的天线。

无线接入点为一款满足该项目整个ETC系统通信交易要求的安装在路边单元上的无线接入点。

上述车载单元和路边单元通信时所进行的物理层和MAC层信号处理过程如图1所示。详细信号处理过程描述如下：

OBU后台处理中心将要传输的用户车辆数据信息传送给无线网卡中的MAC层协议处理单元，MAC层协议处理单元对数据信息进行编码，打包封装，添加包头，然后经基带处理单元(BBP)调制和扩频后，经数模变换，再将处理后的数据信息传送至射频处理单元(RF)，RF处理单元对信号进行上变频及功率放大处理并经由无线网卡中的天馈单元发送出去。

RSU端的无线接入点(AP)通过其前端的定向天线接收车载单元(OBU)传送来的数据信息，并传输给路边单元的无线网卡中的天馈单元，天馈单元将接收到的数据信息传输给射频处理单元，数据信息在射频处理单元经低噪声放大器及下变频处理之后被传送至基带处理单元，进行模/数变换、解扩、解调处理之后，数据信息被传送给无线网卡中的MAC层协议处理单元，以进行拆包处理，还原出原始数据后在传送给RSU后台处理中心。