專(zhuān)利名稱(chēng)：自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)的通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自由流電子收費(fèi)技術(shù)，具體的說(shuō)，涉及一種自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)的通/[目方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)ETC (不停車(chē)收費(fèi))標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，ETC系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但目前ETC系統(tǒng)應(yīng)用仍處在以高速公路專(zhuān)用車(chē)道為使用基礎(chǔ)的電子收費(fèi)初級(jí)階段，專(zhuān)用車(chē)道電子收費(fèi)技術(shù)，一般還需有收費(fèi)站存在，還要設(shè)置自動(dòng)欄桿，車(chē)輛通過(guò)收費(fèi)站時(shí)必須沿某個(gè)車(chē)道行駛通過(guò)，車(chē)輛的通行能力依然不高。多車(chē)道自由流電子收費(fèi)技術(shù)(或稱(chēng)“自由流不停車(chē)收費(fèi)技術(shù)”)是一種更為先進(jìn)的高速公路不停車(chē)電子收費(fèi)技術(shù)。這種收費(fèi)技術(shù)沒(méi)有車(chē)道隔離設(shè)施，能讓車(chē)輛隨意通過(guò)收費(fèi)點(diǎn)，車(chē)輛通過(guò)收費(fèi)點(diǎn)時(shí)感覺(jué)不到收費(fèi)過(guò)程的發(fā)生。多車(chē)道自由流電子收費(fèi)技術(shù)作為ETC系統(tǒng)應(yīng)用的高級(jí)階段，以更智能、效果更好、成本更低等優(yōu)勢(shì)指示著ETC電子收費(fèi)技術(shù)發(fā)展的方向。自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)與專(zhuān)用車(chē)道不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)盡管都是DSRC短程通信的應(yīng)用，但二者對(duì)系統(tǒng)性能要求存在較大差異。由于自由流狀態(tài)下，車(chē)輛行駛狀態(tài)呈現(xiàn)多樣化，如并馳、跨線(xiàn)和并道行駛等，這就要求自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)需做到多車(chē)道通信區(qū)域全覆蓋。自由流狀態(tài)下，車(chē)輛行駛速度較高，這需要有安全簡(jiǎn)潔的通信協(xié)議支持和優(yōu)異的系統(tǒng)處理能力。自由流狀態(tài)下，為了識(shí)別并記錄車(chē)輛信息，往往有車(chē)輛定位的需求。這些問(wèn)題是自由流電子收費(fèi)技術(shù)應(yīng)用中的重要問(wèn)題。下面首先對(duì)現(xiàn)有的自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)自由流收費(fèi)系統(tǒng))做一闡述。參見(jiàn)圖I、圖2，現(xiàn)有的自由流收費(fèi)系統(tǒng)，采用兩種空中無(wú)線(xiàn)鏈路幀模式公共鏈路幀、專(zhuān)用鏈路幀。其中，圖I示出了其公共鏈路幀，圖2示出了其專(zhuān)用鏈路幀。幀中的主要參數(shù)參見(jiàn)表
Io表I
參數(shù)參數(shù)定義參數(shù)取值
~ RSU由發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)換為接收狀態(tài)的切換時(shí)間160^
T4a一個(gè)專(zhuān)用上行鏈路窗口發(fā)送開(kāi)始前的最大時(shí)間320^
T4b一個(gè)公共上行鏈路窗口發(fā)送開(kāi)始前的最大時(shí)間32^
~~T5公共上行鏈路窗口的持續(xù)時(shí)間320us
~N5同時(shí)分配的連續(xù)公共上行鏈路的窗口數(shù)5
現(xiàn)有的自由流收費(fèi)系統(tǒng)的復(fù)用方式參見(jiàn)表2，其在時(shí)域采用上、下行時(shí)分復(fù)用半雙工，空中鏈路幀為非同步時(shí)分多址；頻域?yàn)轭l分復(fù)用。由于路側(cè)單元(RSU)與車(chē)載單元(OBU)以非同步時(shí)分多頻多址方式通信，因而現(xiàn)有的自由流收費(fèi)系統(tǒng)中的RSU和OBU彼此不須事先建立通信視窗的同步關(guān)系。表 權(quán)利要求
1.一種自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)的通信方法，其特征在于包括， 設(shè)置由連續(xù)多個(gè)下行時(shí)隙、第一上下行間時(shí)間保護(hù)、連續(xù)多個(gè)上行時(shí)隙、第二上下行間時(shí)間保護(hù)組成的無(wú)線(xiàn)鏈路幀； 利用由連續(xù)多個(gè)所述無(wú)線(xiàn)鏈路幀形成的幀結(jié)構(gòu)，路側(cè)單元與車(chē)載單元之間按照預(yù)設(shè)原貝U，依序在所述幀結(jié)構(gòu)中的各個(gè)無(wú)線(xiàn)鏈路幀的規(guī)定時(shí)隙內(nèi)完成相應(yīng)交互過(guò)程。
2.如權(quán)利要求I所述的通信方法，其特征在于利用由連續(xù)多個(gè)所述無(wú)線(xiàn)鏈路幀形成的幀結(jié)構(gòu)，路側(cè)單元與車(chē)載單元之間按照預(yù)設(shè)原則，依序在所述幀結(jié)構(gòu)中的各個(gè)無(wú)線(xiàn)鏈路幀的規(guī)定時(shí)隙內(nèi)完成相應(yīng)交互過(guò)程包括 在所述幀結(jié)構(gòu)中的第一幀進(jìn)行所述交互過(guò)程的第一步驟路側(cè)單元發(fā)送喚醒信號(hào)和廣播公共系統(tǒng)消息；車(chē)載單元進(jìn)行相應(yīng)初始化； 在所述幀結(jié)構(gòu)中的第二幀進(jìn)行所述交互過(guò)程的第二步驟路側(cè)單元發(fā)送喚醒信號(hào)和廣播公共系統(tǒng)消息；初始化成功的車(chē)載單元解析公共系統(tǒng)消息以獲得系統(tǒng)消息、相應(yīng)通信參數(shù)和應(yīng)用參數(shù)，發(fā)送專(zhuān)用鏈路請(qǐng)求指令給路側(cè)單元； 在所述幀結(jié)構(gòu)中的第四幀進(jìn)行所述交互過(guò)程的第三步驟路側(cè)單元給車(chē)載單元發(fā)送分配專(zhuān)用鏈路指令；車(chē)載單元與路側(cè)單元協(xié)商通信參數(shù)及應(yīng)用參數(shù)，完成專(zhuān)用鏈路的建立； 在所述幀結(jié)構(gòu)中的第六幀進(jìn)行所述交互過(guò)程的第四步驟路側(cè)單元將交易記錄發(fā)送給車(chē)載單元，及在生成交易記錄時(shí)報(bào)告至車(chē)道控制器；車(chē)載單元在收到交易記錄后應(yīng)答路側(cè)單元以告知路側(cè)單元進(jìn)行結(jié)果取回等待； 在所述幀結(jié)構(gòu)中的第七幀進(jìn)行所述交互過(guò)程的第五步驟路側(cè)單元向車(chē)載單元取結(jié)果，根據(jù)車(chē)載單元返回的確認(rèn)信息確定交易正?；蛘弋惓?； 在所述幀結(jié)構(gòu)中的第八幀進(jìn)行所述交互過(guò)程的第六步驟路側(cè)單元將交易記錄上傳至車(chē)道控制器，及通知車(chē)載單元結(jié)束交易，釋放通信連接；車(chē)載單元進(jìn)行交易結(jié)束響應(yīng)。
3.如權(quán)利要求2所述的通信方法，其特征在于所述無(wú)線(xiàn)鏈路幀包括連續(xù)七個(gè)下行時(shí)隙，以及連續(xù)九個(gè)上行時(shí)隙。
4.如權(quán)利要求3所述的通信方法，其特征在于在所述幀結(jié)構(gòu)中的第一幀的第一或第二下行時(shí)隙，路側(cè)單元發(fā)送喚醒信號(hào)和廣播公共系統(tǒng)消息。
5.如權(quán)利要求3所述的通信方法，其特征在于在所述幀結(jié)構(gòu)中的第二幀的第一或第二下行時(shí)隙，路側(cè)單元發(fā)送喚醒信號(hào)和廣播公用系統(tǒng)消息；在所述幀結(jié)構(gòu)中的第二幀的第一、第二、第三、第四或第五上行時(shí)隙，車(chē)載單元發(fā)送專(zhuān)用鏈路請(qǐng)求給路側(cè)單元。
6.如權(quán)利要求3所述的通信方法，其特征在于在所述幀結(jié)構(gòu)中的第四幀的第三下行時(shí)隙，路側(cè)單元給車(chē)載單元發(fā)送分配專(zhuān)用鏈路指令；在所述幀結(jié)構(gòu)中的第四幀的第六、第七和第八上行時(shí)隙中的任一時(shí)隙以及第九上行時(shí)隙的兩個(gè)時(shí)隙，車(chē)載單元與路側(cè)單元協(xié)商通信參數(shù)及應(yīng)用參數(shù)，完成專(zhuān)用鏈路的建立。
7.如權(quán)利要求3所述的通信方法，其特征在于在所述幀結(jié)構(gòu)中的第六幀的第四、第五和第六下行時(shí)隙中的任一時(shí)隙以及第七下行時(shí)隙的兩個(gè)時(shí)隙，路側(cè)單元將交易記錄發(fā)送給車(chē)載單元；在所述幀結(jié)構(gòu)中的第六幀的第六、第七或第八上行時(shí)隙，車(chē)載單元應(yīng)答路側(cè)單元 以告知路側(cè)單元進(jìn)行結(jié)果取回等待。
8.如權(quán)利要求3所述的通信方法，其特征在于在所述幀結(jié)構(gòu)中的第七幀的第四、第五或第六下行時(shí)隙，路側(cè)單元向車(chē)載單元取結(jié)果；在所述幀結(jié)構(gòu)中的第七幀的第九上行時(shí)隙，車(chē)載單元向路側(cè)單元返回確認(rèn)信息。
9.如權(quán)利要求3所述的通信方法，其特征在于在所述幀結(jié)構(gòu)中的第八幀的第四、第五或第六下行時(shí)隙，路側(cè)單元通知車(chē)載單元結(jié)束交易，釋放通信連接；在所述幀結(jié)構(gòu)中的第八幀的第六、第七或第八上行時(shí)隙，車(chē)載單元向路側(cè)單元發(fā)送交易結(jié)束響應(yīng)。
10.如權(quán)利要求2-9任一所述的通信方法，其特征在于所述路側(cè)單元以預(yù)設(shè)的固定頻率廣播公用系統(tǒng)消息，被喚醒的車(chē)載單元以該預(yù)設(shè)的固定頻率接收路側(cè)單元的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)的通信方法，包括設(shè)置由連續(xù)多個(gè)下行時(shí)隙、第一上下行間時(shí)間保護(hù)、連續(xù)多個(gè)上行時(shí)隙、第二上下行間時(shí)間保護(hù)組成的無(wú)線(xiàn)鏈路幀；利用由連續(xù)多個(gè)所述無(wú)線(xiàn)鏈路幀形成的幀結(jié)構(gòu)，路側(cè)單元與車(chē)載單元之間按照預(yù)設(shè)原則，依序在所述幀結(jié)構(gòu)中的各個(gè)無(wú)線(xiàn)鏈路幀的規(guī)定時(shí)隙內(nèi)完成相應(yīng)交互過(guò)程。本發(fā)明可以提高自由流電子收費(fèi)系統(tǒng)的空中資源使用效率，有效解決同一車(chē)道跟車(chē)問(wèn)題和車(chē)輛變道通信切換問(wèn)題，確保通信交易正常進(jìn)行。
文檔編號(hào)H04B7/26GK102904630SQ20111020842
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者陳育成, 吳嘉誼, 郭海陶, 劉詠平 申請(qǐng)人:深圳市金溢科技有限公司