[发明专利]基于车路协同的车联网编队无缝切换方法

说明书

本发明属于V2I车联网通信技术领域，具体为一种基于车路协同的车联网编队无缝切换方法。本发明方法包括：当编队领车刚进入双连接范围便立刻进行与目标路边单元的随机接入，目标路边单元收到其行驶状态信息，然后向源路边单元发送命令让其回传编队规模；当收到编队规模后且待收到指定数目的车辆信息时，目标路边单元再次向源路边单元发送命令让其回传编队控制输入数据，同时自身也开始计算整个编队的控制输入，直至计算的控制输入和收到的控制输入相同时，便最后一次告知源路边单元切换成功，源路边单元收到切换成功命令后便停止编队服务，整个切换过程完成。本发明具有普适性，使得编队车辆可以无缝切换，实现更加高效的编队控制。

技术领域

本发明属于V2I车联网通信技术领域，具体涉及一种基于车路协同的车联网编队无缝切换方法。

背景技术

车用无线通信技术(Vehicle to Everything,V2X)是将车辆与万物互联的新一代通信技术，是各种车载通信技术的总称。另外由于5G核心网控制面和数据面相分离，便于分布式的边缘计算(Multi-Access Edge Computing，MEC)部署，而在车与基础设施(Vehicleto Infrastructure,V2I)模式下，路边单元(Road side Unit,RSU)均部署边缘计算来完成本地端车辆信息的数据处理、加密和决策，并提供实时、高可靠的通信能力。借此，具有通信功能的车辆通过编队行驶，车与车之间保持理想的既定车间距，既保证了司机的驾驶安全和乘客的乘车体验，同时又有效提高了道路吞吐量、缓解了道路堵塞和减少环境污染。除此之外，所有车辆上传的行驶状态信息(driving state information，DSI)，包括车辆实时位置、车辆速度、车辆加速度不必再经过传输网络到达云端处理，从而降低时延和网络负荷，也提升了数据安全性和隐私性。

然而，在V2I车联网环境下，由于单个路边单元RSU的通信覆盖范围有限，因此需要道路旁布设的多个路侧单元协同合作。这会导致编队车辆从一个路边单元的覆盖范围驶入另一个路边单元的覆盖范围的过程中涉及通信切换和编队控制问题，而目前智能车辆的计算处理性能有限，且车辆行驶过程中具有高机动性的特点，因此要保证V2I的服务质量(Quality of Service，QoS),就必须在车辆行驶过程中避免发生通信和编队控制服务中断。

而在当今的5G网络和4G传统网络中，双连接(DC，Dual-Connectivity)技术支持移动终端在网络切换时与源小区的连接始终保持活跃状态，以接收和发送用户数据，直到它能够在目标小区中发送和接收用户数据为止，这样可以大大减少移动性中断时间，但这只针对于单个终端。对于V2I车联网编队场景，存在多个车辆协同行驶，路边单元需要整个编队的行驶状态信息来保证计算正确的车辆控制输入，因此整个编队车辆在行驶过程中至少要保证有一个路边单元可以收到完整的车辆行驶信息。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于车路协同的车联网编队无缝切换方法，用以保证车路协同下的服务质量和解决车路协同编队控制的问题。

本发明提供的基于车路协同的车联网编队无缝切换方法，具体技术方案为：

首先，设车路协同系统包括M+1辆编队车辆和提供编队服务的路边单元；将行驶方向最前方的第一辆车定义为领车，其余为跟随车辆；将当前为车辆提供编队服务的路边单元定义为源路边单元(源RSU)，行驶方向上的下一个路边单元定义为目标路边单元(目标RSU)；在路边单元上装配N根天线，车辆在行驶过程中向路边单元上传自身实时状态信息，路边单元控制决策器根据一定的控制法则利用边缘云处理计算得到编队控制输入，最后再将车辆的控制输入通过下行链路传输发送给车辆执行器运行，从而动态调整车辆行驶状态，使之达到编队稳定。