一种减少etc指令碰撞保障业务效率的方法及射频系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于射频识别技术领域，尤其是涉及一种减少ETC指令碰撞保障业务效率 的方法。
【背景技术】
[0002] 随着ETC全国联网的推进，ETC应用越来越被人们所接受。越来越多的车主开始使 用ETC车载标签，体验ETC带来的便捷的出行体验。据统计，到2015年，ETC用户已突破2100 万，9月份实现初步全国ETC联网，ETC用户可以在全国范围内享受不停车快速行驶通过收费 站带来的便利。可以预见，在未来的3至5年内，ETC系统会持续呈现一个高速发展的状态。 ETC在后续的发展中，也会逐渐从高速公路应用扩展到城市内应用，实现更多的基于ETC系 统的扩展应用，带来新的市场商机和应用前景。
[0003] 在ETC取得长足发展的同时，目前还有一些应用中需要解决的难题需要ETC系统营 运单位、设备厂家、集成商等各方面参与者进行持续的优化和攻关，包括:邻道干扰问题，相 邻ETC车道部署会带来邻道干扰，导致流程干扰或误扣款等问题;扩展应用支持，越来越多 定制化的城市应用和繁杂应用规范的使用，使阅读器支持变的复杂;无法实现真正的快速 通行，目前大多数ETC车道都限制在20km/h时速下通行，在许多实际场景中车辆只能以更低 的车速通过等。其中无法实现真正的快速通行，是最直接影响用户体验的问题，直接对ETC 系统的使用效果带来严重的负面影响。
[0004] 要解决快速通行问题，在覆盖距离受设备性能和现场部署条件制约而通常无法做 理想优化的情况，缩短交易时间是一个重要的优化思路。交易时间通常包括以下环节:指令 空口传输时间，0BU和RSU本身处理时间，PSAM卡或ESAM卡等运算和加解密时间、车道计算机 处理时间等几部分，这些时间都属于显性固定时间，通过提升CPU系统处理速度、SAM卡处理 能力和优化程序可以进行优化;除了显性时间外，还有一种隐性浮动时间，是由流程之间的 配合决定的，其中典型的是RSU指令的发送和0BU的响应的碰撞，所谓碰撞一般是指RSU的一 次重传与0BU响应在一个相近的时间段同时发送，由于RSU-般是收发单工，发送指令的同 时无法完成接收，这样就错过了本次接收，需要等待下次RSU重发才能接收到0BU数据，交易 时间就延长了一个重传周期，目前RSU重传间隔一般是10~20ms，流程上有4次空口交互，如 果每次交互都存在碰撞，交易时间就会有40~80ms的整体延长;还有一种更恶劣的情况，重 传周期过短，每次重传时机都与0BU响应接近，这样就会造成每次重传都碰撞，从而不只是 延长了交易时间而是无法接收0BU数据导致交易失败。
[0005 ]综上可见，RSU重传命令与0BU响应的碰撞是造成ETC交易时间波动延长的重要原 因，减少空口交互碰撞，是保障交易时间最短、业务效率最优的重要手段。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明旨在提出一种减少ETC指令碰撞保障业务效率的方法，能有效减 少ETC指令碰撞发生几率，从而保障业务效率。
[0007] 0BU有两种回复的方式:一种是主动回复，即当指令完成后立即主动回复结果数据 给RSU;另一种是被动回复，即指令完成后也不立即回复，而需要等待下一次RSU重传后再进 行回复。可见主动回复会比被动回复效率更高，被动回复可能会使结果延长一个重传周期 再上传。
[0008] 为了缩短交易时间，目前现行0BU都采用主动方式回复，但这种形式也更容易发生 碰撞，本发明是针对0BU主动回复方式进行的优化。
[0009] 0BU主动回复最理想的时机是在重传命令间隔之间，0BU的回复数据传输不与RSU 重传指令数据传输有任何重合，0BU响应阶段的交易耗时就是0BU本身对指令的处理时间。 一旦0BU的响应接近RSU的重发指令，就可能产生碰撞，导致交易时间延长一个重传周期，更 严重的情况是每次回复都与重传指令碰撞，造成RSU无法完成接收。
[0010]本发明的核心思想是:〇BU的主动回复时间是固定的，那么让RSU的重发指令避开 0BU的回复就是避免碰撞的关键，需要使0BU预估自己的处理时间并告知RSU，RSU来动态的 调整重传时机来避免碰撞。
[0011] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0012] -种减少ETC指令碰撞保障业务效率的方法，包括如下步骤：
[0013] 1)RSU在第一次发送指令时，指令中携带RSU重传时间周期h的字段IID，并在每次 重传指令中也同样携带该字段IID;
[0014] 2)0BU在第一次收到RSU发送的指令后，开始指令处理，同时根据重传时间周期T1 启动计时，计时直到指令处理完成后结束；
[0015] 3)0BU在每1/2T!时刻检查当前指令处理状态，来预判当前指令剩余处理时间T3; [00 16] 如果可以预估出当前指令剩余处理时间τ3,则在每1/2L时刻返回带有剩余处理时 间Τ3的快速响应帧;如果无法预估，则在每1/21^时刻返回带有处理未完成标识的快速响应 帧;0BU将快速响应帧上报给RSU;
[0017] 4)如果RSU在重传到来前收到0BU返回的快速响应帧，则RSU将记录重传过程中无 快速响应次数的无快速响计数参数见置0，
[0018] 若返回的是当前指令剩余处理时间T3，RSU直接调整到剩余处理时间之后重发指 令；
[0019] 若返回的是处理未完成标识，RSU立即下发重传指令，并将本次重传与下次重传间 隔拉长至3/21^，在下次重传到来之前继续等待快速响应帧；
[0020] 5)如果RSU在重传到来之前没有收到快速响应帧，RSU在重传过程中对无快速响应 次数进行计数，则根据无快速响应计数见值，在Ti ± T2_值内通过加权随机算法随机调整重 传时间周期Ti，其中重传微调幅度阈值Τ2;在加权随机算法流程中一旦收到快速响应帧，则 清零他值并执行步骤4);如果未收到快速响应帧，则一直重复步骤直到收到数据响应帧或 重传超时；
[0021] 6)0BU完成指令处理后，立即上报数据响应帧，其中数据响应帧用于当前指令处理 结束后0BU将正常处理结果或失败情况反馈给RSU，
[0022] 若RSU收到数据响应帧则停止重传;若RSU没有收到数据响应帧，则重复步骤5)过 程继续重传。
[0023] 进一步的，步骤3)中，0BU可通过如下方面预判当前指令剩余处理时间T3:-是指 令信息，包括命令类型、传送参数数量、获取参数数量;二是芯片参数，包括时钟情况、是否 倍频、是否PPS;三是驱动执行位置信息，当前处于驱动执行哪个阶段；四是协议返回提示。 [0024]进一步的，步骤4)中，若返回的是当前指令剩余处理时间T3,将本次重传时间直接 调整到T 3+3ms后进行。
[0025]进一步的，步骤5)中，根据无快速响应计数他值，在Τ! ±T2阈值内随机调整重传时 间周期Ti的方法包括如下内容：
[0026] 如果见〈=3，见累加1，继续在加寸刻重传指令；
[0027] 如果Νι>3，则生成随机数Rnd并采用加权公式
算偏离Τι的幅度；
[0028]至于Ti左右的正负偏离范围选择，按照交替方式，初始为正偏离，下次偏离与本次 偏离相反。
[0029 ]相对于现有技术，本发明具有以下优势：
[0030] 本发明针对RSU重传命令与0BU响应碰撞影响交易时间的情况，在0BU侧引入处理 时间计时预警机制，在RSU增加协议参数传递和重传指令防碰撞算法，来减少RSU下行指令 与0BU上行响应的碰撞，起到缩短整体交易时间提升过车速度的目的。
[0031] 本发明另一个目的是提供实现上述减少ETC指令碰撞保障业务效率的方法的射频 系统，包括阅读器RSU和车载标签0BU，所述阅读器RSU用来在ETC交易流程中进行空口指令 的发送和重传，决定重传次数与间隔;所述阅读器RSU内的逻辑架构包括指令发送\重传模 块和防碰撞重传算法模块，防碰撞重传算法模块内设有快速响应防碰撞算法流程单元和加 权随机算法流程单元;防碰撞重传算法模块根据0BU的快速响应帧、当前重传次数等条件进 行相应的快速响应防碰撞算法流程或加权随机算法流程；
[0032]所述车载标签0BU内设有指令处理模块和处理时间预警模块，处理时间预警模块 包括计时器控制模块和处理时间预判断模块，根据RSU指令同步时间进行处理计时，根据 RSU指令重传间隔及当前处理状态进行处理时间预判断并根据预判结果发出快速响应预 警，提示RSU进行防碰撞调整。
[0033] 本发明阅读器的优异效果同上述方法，不再赘述。
【附图说明】
[0034] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0035]图1为本发明实施例所述阅读器RSU和车载标签0BU的功能架构图；
[0036]图2为本发明实施例所述重传及预警相关时间参数示意图；
[0037] 图3为本发明实施例所述RSU防碰撞重传处理的流程图。
【具体实施方式】
[0038] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。
[0039]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0040]本发明首先定义重传及预警相关参数如下：
[0041 ] Ti，RSU重传时间周期，一般为10~20ms;
[0042] T2,重传微调幅度阈值，重传指令周期在^土!^范围内根据重传次数加权随机调 整，3次重传无响应后开始调整，一般ΤΧ?Λη;
[0043] Τ3,当前指令剩余处理时间；
[0044] N，RSU重传命令总次数；
[0045] Νι，无快速响应计数，用于防碰撞重传算法模块进行算法控制，如果收到0BU快速 响应，根据快速响应进行重传控制；否则N1开始计数，防碰撞重传算法模块根据当前Λ值在 Τ! ± Τ2范围内进行加权随机重传控制。
[0046]本发明减少ETC指令碰撞保障业务效率的射频系统，包括阅读器RSU和车载标签 0BU，如图1所示，所述阅读器RSU用来在ETC交易流程中进行空□指令的发送和重传，决定重 传次数与间隔;所述阅读器RSU内的逻辑架构包括指令发送\重传模块和防碰撞重传算法模 块，防碰撞重传算法模块内设有快速响应防碰撞算法流程单元和加权随机算法流程单元； 防碰撞重传算法模块根据0BU的快速响应帧、当前重传次数等条件进行相应的快速响应防 碰撞算法流程或加权随机算法流程，来提尚一次回复率，减少碰撞；
[0047]所述车载标签0BU内设有指令处理模块和处理时间预警模块，处理时间预警模块 包括计时器控制模块和处理时间预判断模块，根据RSU指令同步时间进行处理计时，根据 RSU指令重传间隔及当前处理状态进行处理