一种基于认知OFDM的V2I/V2V车联网系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于OFDM的V2I/V2V车联网系统，包括车载单元和路边单元，所述车载单元和所述路边单元被配置为采用ISM频段进行无线通信，传输视频、语音、文本数据，并提供给驾驶员交通安全信息和交通状况信息。本发明专利技术还提供了一种移动自组织网络信息传输方法，包含信息采集模块开始采集视频，声音，文本等信息，控制主机模块进行压缩、编码、封装、调制，将调制后的信息送往发送队列；发送端在控制信道通知接收端，即将发送数据；接收端进行频谱感知，并将目前信道质量较好的载波频率和子载波群，通过控制信道反馈给发送端；接收端接收到一个数据包的信息，并解调校验，得到校验信息；记录连续丢包次数，根据丢包次数决定是否进行频谱感知。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车联网领域，尤其涉及一种基于认知OFDM的V2V/V2I车联网系统。
技术介绍
物联网利用先进的通信和组网技术将物体之间连成网络，并整合到现有的互联网之中，使得人们能够通过物联网与现实世界中广域、多维的信息进行交互，实现人机物环境的无缝融合。在物联网的快速发展，城市交通拥堵和可持续性发展要求的背景之下，车联网已经由车载自组织网络(VehicularAdHocNetwork,VANET)演进到IoV(InternetofVehicles)的时代。基于IEEE802.11p的WAVE(WirelessAccessinVehicularEnvironment)协议、基于IEEE802.11b的Drive-thru等技术都为VANET提出了众多有效的通信和组网方案。2014年2月，美国交通安全管理署正式宣布，奥巴马政府将会强制要求新轿车和轻型卡车装载无线电应答器，推行车-车互联，以减少车祸和人员及财产损失。目前，Google推行OAA(OpenAutomotiveAlliance)计划来构建基于Android设备的标准化。苹果公司也专门与本田和现代汽车公司合作开发汽车专用的iOS7操作系统。目前主流使用的蜂窝网络的并发速度仅有100Mbps，车内数据总量正以指数式海量增长，车内数据急需分流，然而wifi技术又面临着链路不稳定，切换时延长等缺点。车联网急需找到一种网络技术进行大量信息的传输。另外，认知无线电可以不断感知无线通信环境的变化，并通过自适应地调整自身内部的通信参数来适应无线环境的变化。正交频分复用技术(OFDM)，具有抗多径、频率利用率高等特点，是目前国际上认为比较容易实现的无线电系统的良好平台。经对现有文献检索发现，中国专利申请号为：CN201410801787，名称为：一种基于车联网框架下的车载wifi网络系统，涉及一种基于车联网框架下的车载wifi网络系统，属于车载无线网络领域。但是wifi的切换速度较慢，不适合车载网络快速切换。中国专利申请号为：CN201410759270，名称为：一种基于OFDM的数据传输装置，公开了一种基于OFDM的数据传输装置，采用高速DSP以及相应的软件编程，对双主机、双通道的运行情况进行检测与判断，但是OFDM技术并没有使用在车联网领域，也没有对信号进行认知。以上专利没有构造出基于认知OFDM的车联网系统，也没有提出基于移动自组织网络的信息传输方法，具有一定的局限性。现有技术的缺点主要有：1)基于车联网框架下的车载wifi网络系统，使用wifi作为通信方式，切换时延很长；2)4G网络容量有限，开放出来的车载数据量很大，4G蜂窝网络难以负载；3)802.11p协议，没有进行动态的频谱感知和切换，不能很好得适应动态变化的通信环境。因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于认知OFDM的V2I/V2V车联网系统及其方法，减轻目前紧缺的蜂窝网络资源的压力，和wifi相比提高了网络的接入速度，并保证数据传输的实时性和可靠性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术所述技术方案针对前两个缺点，使用ISM频段使用正交频分复用技术(OFDM)，具有抗多径、频率利用率高等特点，更重要的是，这种方法，切换时延短，部署成功后，可以有效缓解4G网络的压力。移动自组织网络信息传输方法，不断感知无线通信环境的变化，并通过自适应地调整自身内部的通信参数来适应无线环境的变化，可以降低误码率、提高信息吞吐量。本专利技术充分考虑无线链路面临的噪声、干扰及衰落问题，保证车载单元与周围的车载单元和路边单元的通信。本专利技术还提供了一种移动自组织网络信息传输方法，从而保证数据传输的实时性和可靠性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于OFDM的V2I/V2V车联网系统，包括车载单元和路边单元，所述车载单元和所述路边单元被配置为采用ISM频段进行无线通信，传输视频、语音、文本数据，并提供给驾驶员交通安全信息和交通状况信息。进一步地，所述车载单元被配置为采集车辆附近的信息，并无线传输给周围的所述路边单元或其他车载单元，同时接收周围的所述路边单元或其他车载单元传输过来的数据。进一步地，所述车载单元包括信息采集模块、通信模块和控制主机模块，所述信息采集模块包括摄像头和麦克风，所述信息采集模块被配置为获取视频信息和声音信息；所述通信模块被配置为将摄像头采集的视频信息和麦克风采集的声音信息无线传输给其他车载单元和路边单元；所述控制主机模块被配置为处理采集信息的数据，并将处理过的数据传输给所述通信模块。进一步地，所述车载单元被配置为感知无线信道质量，使所述车联网系统工作在最佳的载波频率和子载波群上。进一步地，所述路边单元被配置为发送信息给周围的车载单元和路边单元，同时接收周围的车载单元和路边单元传输过来的信息；所述路边单元被配置为能够实时接收车载单元上传的实时路况信息，并将所述信息转发给其他的路边单元；所述路边单元被配置为将实时路况，天气信息下发给附近的车载单元；所述路边单元被配置为能够实时监控无线通信质量，进行频谱感知，使所述车联网系统工作在最佳的载波频率和子载波群上。本专利技术还提供了一种移动自组织网络信息传输方法，包含以下步骤:第一步，提供车载单元和路边单元，配置无线通信参数，设备编号；第二步，信息采集模块开始采集视频，声音，文本等信息，控制主机模块进行压缩、编码、封装、调制，将调制后的信息送往发送队列；第三步，发送端在控制信道通知接收端，即将发送数据；第四步，发送端等待确认信号，在规定时间内没有确认信号，则返回第三步；第五步，接收端进行频谱感知，并将目前信道质量较好的载波频率和子载波群，通过控制信道反馈给发送端；第六步，发送端根据接收端的反馈数据，在指定的载波频率和子载波群上发送一个数据包的视频，声音或文本信息；第七步，接收端接收到一个数据包的信息，并解调校验，得到校验信息；记录连续丢包次数，根据丢包次数决定是否进行频谱感知，以便OFDM载波频率和子载波群的切换；第八步，发射端接收应答信息，解调应答信息，分别提取校验信息，信道切换信息；或者应答信息超时，则记录连续超时次数，以此来动态调整功率；第九步，重复第五步到第八步，直到完成数据传输。进一步地，所述的无线通信参数包括OFDM信道的个数及相应的载波频率，IQ速度，调制解调参数，滤波器参数，信息数据包参数，应答数据包参数；所述设备编号被配置为通过不同的编号来区分的车载单元和路边单元。进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于OFDM的V2I/V2V车联网系统，其特征在于，包括车载单元和路边单元，所述车载单元和所述路边单元被配置为采用ISM频段进行无线通信，传输视频、语音、文本数据，并提供给驾驶员交通安全信息和交通状况信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于OFDM的V2I/V2V车联网系统，其特征在于，包括车载单元和路边单元，
所述车载单元和所述路边单元被配置为采用ISM频段进行无线通信，传输视频、语音、
文本数据，并提供给驾驶员交通安全信息和交通状况信息。
2.根据权利要求1所述的基于OFDM的V2I/V2V车联网系统，其特征在于，所述车
载单元被配置为采集车辆附近的信息，并无线传输给周围的所述路边单元或其他车载
单元，同时接收周围的所述路边单元或其他车载单元传输过来的数据。
3.根据权利要求1所述的基于OFDM的V2I/V2V车联网系统，其特征在于，所述车
载单元包括信息采集模块、通信模块和控制主机模块，所述信息采集模块包括摄像头
和麦克风，所述信息采集模块被配置为获取视频信息和声音信息；所述通信模块被配
置为将摄像头采集的视频信息和麦克风采集的声音信息无线传输给其他车载单元和路
边单元；所述控制主机模块被配置为处理采集信息的数据，并将处理过的数据传输给
所述通信模块。
4.根据权利要求1所述的基于OFDM的V2I/V2V车联网系统，其特征在于，所述车
载单元被配置为感知无线信道质量，使所述车联网系统工作在最佳的载波频率和子载
波群上。
5.根据权利要求1所述的基于OFDM的V2I/V2V车联网系统，其特征在于，所述路
边单元被配置为发送信息给周围的车载单元和路边单元，同时接收周围的车载单元和
路边单元传输过来的信息；所述路边单元被配置为能够实时接收车载单元上传的实时
路况信息，并将所述信息转发给其他的路边单元；所述路边单元被配置为将实时路况，
天气信息下发给附近的车载单元；所述路边单元被配置为能够实时监控无线通信质量，
进行频谱感知，使所述车联网系统工作在最佳的载波频率和子载波群上。
6.一种移动自组织网络信息传输方法，其特征在于，包含以下步骤:
第一步，提供车载单元和路边单元，配置无线通信参数，设备编号；
第二步，信息采集模块开始采集视频，声音，文本等信息，控制主机模块进行压
缩、编码、封装、调制，将调制后的信息送往发送队列；
第三步，发送端在控制信道通知接收端，即将发送数据；
第四步，发送端等待确认信号，在规定时间内没有确认信号，则返回第三步；
第五步，接收端进行频谱感知，并将目前信道质量较好的载波频率和子载波群，
通过控制信道反馈给发送端；
第六步，发送端根据接收端的反馈数据，在指定的载波频率和子载波群上发送一
个数据包的视频，声音或文本信息；
第七步，接收端接收到一个数据包的信息，并解调校验，得到校验信息；记录连

\t续丢包次数，根据丢包次数决定是否...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊健，陈彩莲，贾舟，李立安，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31