一种跨空中通信底层技术的车联网应用的交互方法技术

本发明专利技术提供了一种跨空中通信底层技术的车联网上层应用的交互方法，其特征在于，交通参与者和路边子系统（RSS,Road Side Sub‑System）之间采用跨多种底层空中（移动/无线）通信技术的交互步骤，包括：首次注册步骤、信息同步与分发步骤、离开或老化步骤，为车联网上层应用提供了一套统一的交互方法。本发明专利技术具有简单、实用的优点；极大提升了车联网应用的灵活性和扩展性。

An Interactive Method of Vehicle Networking Application Based on Cross-Air Communication Bottom Technology

【技术实现步骤摘要】
一种跨空中通信底层技术的车联网应用的交互方法
本专利技术涉及车联网
，具体地，涉及一种跨空中（移动/无线）通信底层技术的车联网上层应用的交互方法。
技术介绍
车联网是利用空中（移动/无线）通信技术、以摄像头和雷达为代表的传感/探测技术和定位等技术收集以车为代表的交通参与者（带空中通信接口）的信息；并在以车为代表的交通参与者之间通过自带的空中通信接口组成网络交换这些信息，从而实现智能交通管理、车辆智能驾驶等，是物联网在交通领域的延伸。最初以汽车厂商的研发机构为代表的研发力量，大多专注基于车的改进和提升，例如：增加车基的空中（移动/无线）通信功能、加强或提升车载摄像头和雷达等传感器并增加人工智能算法、提升定位为高精度定位等等。主要应用是车与车的协同、半自动和自动驾驶。随着信息技术和汽车交通技术的融合，车路协同成为车联网的一个新的方向，单独车基的智能和联网总会受到车基空中（移动/无线）通信和车基传感器的距离或角度的限制；而且，将车基的智能和联网与公路交通的割裂开来，将导致信息数据和智能计算的局限，车路协同可以减少限制、割裂和局限。车路协同的最终形式是车辆连接一切（V2X,VehicletoEverything）。X代表所有具有空中通信接口的交通参与者，包括各种类型的机动车，非机动车，行人等等。道路交通领域最先使用空中信号通道进行车路协同的是专用短程通信（DSRC，DedicatedShortRangeCommunications）技术，该技术基于IEEE802.11P无线通信（跟Wi-Fi是同源技术）；比较成熟的应用是不停车电子收费系统（ETC，ElectronicTollCollection）。目前新兴的技术是LTE-V(在第四代移动通信LTE的基础上增加V2X解决方案)。现有技术的解决方案如专利文献CN109686095A，公开了一种基于LTE-V的车路协同方法及系统；该系统由车载协同处理设备、路测处理设备、远程服务器构成，三者设备中均包含LTE-V通信模块，并通过LTE-V协议进行通信，这类方法明显的缺陷是没有向前兼容已经成熟商用的基于DSRC技术的车辆和向后支持基于第五代移动通信技术的车辆。现实场景中，道路上的车辆是基于旧技术的存量与基于新技术的增量共存的，实际应用时必须考虑跨技术的解决方法。即将大量部署商用的第五代移动通信技术（简称5G）除了带宽更高，时延更小，V2X也是其重要内容之一。专利技术人经过深入研究，发现目前没有一套跨空中（移动/无线）通信底层技术的车联网上层应用的交互协议，在DSRC技术成熟应用之后，到LTE-V技术走向实用，再到今后5G技术，将各自提供一套上层应用的交互协议，因此，提供一种跨空中（移动/无线)通信底层技术的车联网上层应用的交互方法具有很高的实用价值和现实意义。
技术实现思路
针对现有技术中的缺失，本专利技术的目的是提供一种跨空中（移动/无线）通信底层技术的车联网上层应用的交互方法。根据本专利技术提供的一种跨空中（移动/无线）通信底层技术的车联网上层应用的交互方法，包括首次注册步骤、信息同步与分发步骤、离开或老化步骤；首次注册步骤：交通参与者在公路上，通过空中（移动/无线）通信底层技术（例如：DSRC或LTE-V或5G或其他）定时（时间间隔毫秒级）广播注册信息（所有广播注册信息均采取非对称加密方式加密，交通参与者在进入该区域之初，就已经通过移动数据网获取到了本区域的非对称加密的公钥，如果遇到获取不到的极端情况，则使用预先设置的缺省公钥）。当车辆行驶至路边子系统（RSS,RoadSideSub-System）空中信号覆盖范围（通常在几百到几千米，取决于采用的底层通信技术，例如：波长频率、发射功率等参数）时，交通参与者通过空中发出的广播注册信息（含交通参与者的非对称加密的公钥）被路边子系统接受到（并通过非对称加密的私钥解密），路边子系统先进行判断（可选）是否合法，然后记录该交通参与者的信息（例如：空中通信底层技术是DSRC/LTE-V/5G）；注册过程采取非对称加解密，后续注册成功后的交互采取对称性加解密，这样可以兼顾安全和效率，因为后面的交互比较频繁且信息量大，如果采取对称加解密，效率更高；路边子系统记录完刚才注册的交通参与者信息到本地后，将后续交互用的对称加解密密钥、本路边子系统基本信息等连同注册结果一并用该交通参与者给的公钥加密后通过对应的空中通信底层技术发送给该交通参与者；最后路边子系统将所有信息更新到它自己维护的交通参与者列表。信息同步与分发步骤：路边子系统定时（时间间隔毫秒级）通过空中广播（对称加密，密钥已经在注册过程中通知给各个交通参与者）它自己维护的道路交通参与者列表中的每个成员同步位置、方向和速度等信息，包括但不局限于向每个成员查询实时的位置、方向和速度等信息；路边子系统根据需要触发对某个或某一组交通参与者查询指定或者全部信息；路边子系统根据需要触发对某个或某一组交通参与者推送信息；交通参与者根据需要触发向所属路边子系统查询定制化信息或全部信息；交通参与者根据需要触发向所属路边子系统报告信息。离开或老化步骤：交通参与者在驶离路边子系统空中通信覆盖范围时，交通参与者可以根据距离或者因为更新、更近的路边子系统注册上了，主动跟原先的路边子系统发送离开信息；如果交通参与者没有主动发送离开信息，则路边子系统可以根据在信息同步和分发步骤中多次没有应答同步的交通参与者从他维护的列表中删除（也称为老化）。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、跨各种空中（移动/无线）通信底层技术，支持基于LTE-V技术的，向前兼容基于DSRC技术的，向后支持基于5G或其他移动/无线新技术；2、支持基于DSRC技术的车辆和LTE-V技术的车辆在同一套系统里车路协同，包括今后基于5G技术或其他空中移动/无线通信新技术的车辆；3、本专利技术充分利用空中移动/无线通信的广播特性，在保证通信安全的前提下，最大限度的提升交互的效率和性能。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的系统框图；图2为本专利技术的流程时序图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的一种跨空中（移动/无线）通信底层技术的车联网上层应用的交互方法，包括首次注册步骤、信息同步与分发步骤、离开或老化步骤；首次注册步骤：交通参与者在公路上，通过空中（移动/无线）通信底层技术（例如：DSRC或LTE-V或5G或其他）定时（时间间隔毫秒级）广播注册信息（所有广播注册信息均采取非对称加密方式加密，交通参与者在进入该区域之初，就已经通过移动数据网获取到了本区域的非对称加密的公钥，如果遇到获取不到的极端情况，则使用预先设置的缺省公钥）。具体的，不同的空中通信底层技术需要单独的物理天线和射频芯片及其电路；交通参与者可以只一套物理天线射频芯片及其电路来支持空中通信接口功能，路边子系统则需要根据其支持情况，拥有多套不同空中通信底层技术的物理天线和射频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨空中通信底层技术的车联网应用的交互方法，其特征在于，交通参与者和路边子系统（RSS, Road Side Sub‑System）之间采用跨多种空中（移动/无线）通信底层技术的交互步骤，包括：首次注册步骤、信息同步与分发步骤、离开或老化步骤，为上层的车联网应用提供了一套统一的交互方法。

【技术特征摘要】
1.一种跨空中通信底层技术的车联网应用的交互方法，其特征在于，交通参与者和路边子系统（RSS,RoadSideSub-System）之间采用跨多种空中（移动/无线）通信底层技术的交互步骤，包括：首次注册步骤、信息同步与分发步骤、离开或老化步骤，为上层的车联网应用提供了一套统一的交互方法。2.根据权利要求1所述的一种跨空中通信底层技术的车联网应用的交互方法，其特征在于，所述首次注册步骤中，交通参与者定时（毫秒级）向空中广播注册请求信息（带非对称加密的公钥）；广播注册请求信息采取非对称加密，其中加密用的公钥在进入该区域之初就通过移动数据网获取，未成功获取的情况下使用缺省公钥；路边子系统接收到注册请求后，先用自己的私钥解密，然后进行处理，最后连同后续对称加密的密钥等信息一并回复给交通参与者（使用交通参与者给的非对称加密公钥进行加密）。3.根据权利要求1所述的一种跨空中通信底层技术的车联网应用的交互方法，其特征在于，所述信息同步与分发步骤中包括如下子步骤：路边子系统广播子步骤：路边子系统定时（毫秒级）向空中广播其本地维护的所覆盖区域交通参与者的速度、方向和速度等信息，对称加密；指定查询子步骤：路边子系统根据需要（随机，非定时）触发向单个或一组交通参与者查询指定的信息；指定推送子步骤：路边子系统根...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦生亮，
申请(专利权)人：秦生亮，
类型：发明
国别省市：湖南,43