[发明专利]一种车联网传输速率自适应控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车联网传输控制技术领域，尤其是涉及一种提高了吞吐量和效率的车联网传输速率自适应控制装置以及控制方法。

背景技术

目前，交通事故已经成为全球公共的交通安全问题。诱发交通事故的一个重要原因是驾驶员无法实时获得邻近车辆信息，如车速、方向、位置等。车联网的发展，无疑将大大减少交通事故的发生。随着无线技术的不断发展和成功应用，人们对车联网提出了更高的服务要求，这就需要车联网具有一定的QoS（quality of service，服务质量）保证能力。由于车联网的网络拓扑经常发生变化，其网络管理、QoS保障等方面的技术难度很大。传统的适合静态网络的QoS存在很多局限性，已不再适合车联网动态变化的需要，必须提出新型的适用于车联网的QoS技术。

车联网需要一套无线通信协议来完成车路通信和车车通信。专用短程通信(Dedicated Short Range Communication,简称DSRC) 是车联网系统领域内针对车辆和道路基础设施间的信息交换而开发的一种专用无线通信技术，它能够提供高速的数据传输，并且能保证通信链路的低延迟和系统的可靠性。目前DSRC技术已归纳为基于IEEE 802.11p 的车辆通信环境下的无线接入(WAVE) 技术。

WAVE/DSRC 通信系统由车载单元（On-Board Unit， OBU）和路侧单元（Road Side Unit，RSU）及DSRC通信链路组成。OBU是放在行驶车辆上的嵌入式设备，是一个移动单元。RSU安装在路边的设备，固定不动。DSRC作为专用的通信链路，为OBU和RSU提供信息交互的通道。

事实上，基于IEEE802.11p的WAVE/DSRC 是IEEE802.11 协议在车辆网络中无线接入的推广与扩充，主要适用于高速移动的环境和短持续时间的信息交互需要。IEEE 802.11p 标准中的物理层采用 IEEE 802.11a标准中的 OFDM(正交频分复用)调制技术，频率范围为5.85 ～ 5.925GHz，信道带宽为 10MHz，对应的速率在 IEEE 802.11a 的基础上减半，支持3 ～ 27Mbit/s的8个传输速率，速率越高对信道质量的要求越高。RSU和OBU可以支持多速率的无线通信。

IEEE802.11p定义了服务提供者（Provider）和用户（User）两种工作模式。 Provider周期性地发送WSA（Wave Service Advertisement，WSA）广播帧，通告一个WAVE基本服务集（WBSS）的存在。WSA中的信息单元携带了很多服务信息。当User 设备进入Provider提供的WBSS区域后，能收到Provider广播的WSA信息，而User 通过发送带有通配符BSSID的WAVE短消息帧（WAVE Short Message，WSM）和Provider通信。RSU工作在Provider模式，OBU工作在User 模式，一个RSU可以和多个OBU同时通信。

IEEE802.11标准支持动态速率转换（Dynamic Rate Shifting，DRS）或自适应速率选择（Adaptive Rate Selection，ARS）允许数据速率动态调整以补偿干扰或变化的路径损耗。当出现干扰或站点移动超出最大数据速率的可靠传输范围时，接入点会逐渐降低到低速率直到恢复可靠通信。而IEEE802.11p一般采用最低的基本速率（3Mbit/s）作为固定传输速率来发送数据报文，没有充分利用物理层同时支持多速率的特性。面对车载无线网路拓扑的动态变化，以固定速率传输已无法保证高质量的多媒体业务的高带宽要求。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中车载单元以固定速率传输信息，无法保证高质量多媒体业务的高带宽要求的问题，提供了一种提高了吞吐量和效率的车联网传输速率自适应控制装置。

本发明还提供了一种提高了吞吐量和效率的车联网传输速率自适应控制方法。