一种扩大车载单元接收范围的系统及方法与流程

本发明实施例涉及通信技术领域，具体涉及一种扩大车载单元接收范围的系统及方法。

背景技术：

车路协同是采用先进的无线通信技术和新一代互联网技术相结合，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。

自动驾驶主要分为lte-v(lte-vehicle)和专用短程通信技术(dedicatedshortrangecommunications，简称dsrc)实现车载单元和路侧单元的通信，进而实现车路协同。

但是，由于路侧单元和车载单元的发射功率和接收灵敏度的射频指标限制，导致车路协同的实现受到限制，其中原因就是路测单元和车载单元之间的通信距离较短。

一旦道路前方发生什么危险，例如设施故障、山体滑坡等意外事故时，车辆在收到路测单元发送的告警信息时，实际已经离发生故障的位置很近了，很难在短时间内采取有效措施进行规避。

那么，如何才能在基于目前车载单元的发射功率和接收灵敏度不变的情况下，扩大车载单元接收范围，为车路协同扩大通信距离，则成为本申请亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种扩大车载单元接收范围的系统及方法，以解决现有技术路侧单元和车载单元的发射功率和接收灵敏度的射频指标限制，车载单元和路测单元之间的通信距离较短的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种扩大车载单元接收范围的系统，该系统包括：

接收天线模组，所述接收天线模组中包括至少两根接收天线；

所述接收天线模组中的每一根接收天线，采用分时开启方式，同一时刻仅有一根天线开启；

每一根接收天线分别用于接收一个预设方向的路测单元发出的广播信息。

进一步地，所述接收天线模组中，任一根天线开启预设时间，用以在所述预设时间内接收与自身对应的预设方向的路测单元发出的广播信息。

进一步地，所述预设时间的时间范围为毫秒级的时间段。

进一步地，所述系统还包括：全方位接收天线；所述全方位接收天线，用于接收每一个方位上的路测单元发出的广播信息。

进一步地，所述系统应用于自动驾驶场景。

进一步地，第一接收天线还用于，当接收到第一预设方向的路测单元发出的广播信息时，向所述车载单元进行反馈，以便所述车载单元根据所述广播信息采取相应措施，其中，所述接收天线模组中的第一接收天线与第一预设方向的路测单元之间的通信距离，大于全方位接收天线与所述第一预设方向的路测单元之间的通信距离，所述第一接收天线为所述接收天线模组中的任一根接收天线，所述第一预设方向为与所述第一接收天线对应的预设方向。

进一步地，所述全方位接收天线还用于，当接收到任一预设方向的路测单元发出的广播信息时，向所述车载单元进行反馈，以便所述车载单元根据所述广播信息采取相应措施。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种扩大车载单元接收范围的方法，该方法包括：

设计接收天线模组，所述接收天线模组中包括至少两根接收天线；

采用分时开启方式，控制所述接收天线模组中同一时刻仅有一根天线开启；

每一根接收天线分别用于接收一个预设方向的路测单元发出的广播信息。

可选的，设计一根全方位接收天线；所述全方位接收天线，用于接收每一个方位上的路测单元发出的广播信息。

本发明实施例具有如下优点：在车载单元上安装有接收天线模组，模组中的接收天线采用分时开启方式，如此一来，同一时刻都有一根定向接收天线开启，接收与其对应的方向的路测单元发送的广播信息。通过守恒定律可知，当某一根接收天线仅与一个方向的路测单元建立通信连接时，其通信距离必然大于全方位接收天线与该方向的路测单元建立通信连接时的通信距离。如此一来，当该方向确实发生什么特殊情况时，接收特定方向的天线必然早于全方位接收天线收到广播消息，通过这种方式，就可以实现扩大车载单元接收范围，更有利于车辆能够及时采取有效措施进行规避。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种扩大车载单元接收范围的系统结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的另一种扩大车载单元接收范围的系统结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例1提供了一种扩大车载单元接收范围的系统，具体如图1所示，本实施例主要是在不改变车载单元的发射功率和接收灵敏度的前提下做出改进的，该系统包括：接收天线模组，所述接收天线模组中包括至少两根接收天线101～10n，其中n为大于或者等于2的正整数，图1中示出的是包括天线模组包括4根天线101～104，安装于车载单元上。

所述接收天线模组中的每一根接收天线10i，采用分时开启方式，同一时刻仅有一根接收天线10i开启，其中i为大于或者等于1，且小于或者等于n的正整数；

每一根接收天线10i分别用于接收一个预设方向的路测单元发出的广播信息。

具体的，通过守恒定律可知，定向方向的接收天线10i在与自身对应的方向的路测单元建立通信连接时，其有效通信距离必然大于全方位接收天线与这个方向的路测单元建立通信连接时的有效通信距离。那么，为了扩大车载单元的接收范围，就可以采用本实施例的通信方式，采用定向接收天线10i，用于接收定向的路测单元发送的广播消息。为了提高广播消息的接收精度，则可以设置至少两根接收天线10i。至少两根天线分别用于接收不同方向的路测单元发送的广播消息。当然，天线数量越多，接收的方向就更多，精度也就越高。

以车辆在高速公路上行驶为应用场景进行说明，考虑到车载单元功率的消耗，更重要的是考虑到间歇性的实现全方位接收不同方向的广播消息。因此，可以采用分时开始方式，即同一时刻仅有一根接收天线10i开启。通过该种方式，不仅仅可以实现全方位的获取到每一个路测单元发出的广播消息，还可以扩大车载单元和路测单元之间的通信距离。

可选的，当采用分时开启方式控制接收天线模组中，同一时刻仅有一根接收天线10i开启时，如果天线切换频率过于频繁，那么每一根接收天线10i都有可能在没有接收到广播消息或者没有完成的情况下，就已经被关闭，轮询到其他接收天线10i开启。为了避免这种情况的发生，可以限定每一根接收天线10i开启的时间。例如，限定每一根接收天线10i开启预设时间，在这预设时间内，接收与自身对应的于是方向的路测单元发出的广播消息。进一步可选的，预设时间的时间范围为毫秒级的时间段。

一般而言，路测单元广播消息的周期都是几十毫秒，例如20毫秒。也就是，每隔20毫秒广播一次。那么，充分考虑到定向接收天线10i可以接收到广播消息，则可以设定接收天线10i开启的预设时间为40～60ms的范围，例如50ms。当然，这里仅仅是列举一个可行性的具体例子，预设时间并非一定要限定为40～60ms的范围内，具体开启多长时间完全可以根据实际情况设定。本申请中，将其设定为毫秒级，是考虑到毫秒级的时间段内，车辆行驶的距离不会很远，而车辆却可以在这毫秒级的时间段内接收到广播消息，进而根据广播消息采取有效措施，其性价比将会特别高。

进一步可选的，如上文所介绍的，如果设施接收天线模组中的接收天线10i分时开启接收广播消息。就会发生一些比较特殊的且不可避免的情况，例如在某一个时刻，方向1对应的路测单元发出了广播消息，而此时方向1对应的接收天线10i并没有开启，而是方向2对应的接收天线10i处于开启状态。那么，此时车载单元将会错过该广播消息。为了提升接收消息的准确性，该系统还包括：一根全方位接收天线20，全方位接收天线20始终处于工作状态，用于接收每一个方位上的路测单元发出的广播消息。如此一来，车载单元将不会错过任何一个方位的路测单元发出的广播消息。具体如图2所示，图2中示出了本发明实施例提供的另一种扩大车载单元接收范围的系统结构示意图。

可选的，第一接收天线10i还用于，当接收到第一预设方向的路测单元发出的广播信息时，向所述车载单元进行反馈，以便所述车载单元根据所述广播信息采取相应措施。

其原理如就在于，所述接收天线模组中的第一接收天线10i与第一预设方向的路测单元之间的通信距离，大于全方位接收天线20与所述第一预设方向的路测单元之间的通信距离，所述第一接收天线10i为所述接收天线模组中的任一根接收天线10i，所述第一预设方向为与所述第一接收天线10i对应的预设方向。

可选的，全方位接收天线20还用于，当接收到任一预设方向的路测单元发出的广播信息时，向所述车载单元进行反馈，以便所述车载单元根据所述广播信息采取相应措施。

不论是第一接收天线10i还是全方位天线，在接收到广播消息后，就需要反馈到车载单元，用以车载单元根据广播消息，采取相应措施。可选的，上述方法主要应用于车辆自动驾驶的应用场景。

本发明实施例提供的一种扩大车载单元接收范围的系统，在车载单元上安装有接收天线模组，模组中的接收天线10i采用分时开启方式，如此一来，同一时刻都有一根定向接收天线10i开启，接收与其对应的方向的路测单元发送的广播信息。通过守恒定律可知，当某一根接收天线10i仅与一个方向的路测单元建立通信连接时，其通信距离必然大于全方位接收天线20与该方向的路测单元建立通信连接时的通信距离。如此一来，当该方向确实发生什么特殊情况时，接收特定方向的天线必然早于全方位接收天线20收到广播消息，通过这种方式，就可以实现扩大车载单元接收范围，更有利于车辆能够及时采取有效措施进行规避。

与上述实施例1对应的，本发明实施例2还提供了一种扩大车载单元接收范围的方法，该方法包括：

设计接收天线模组，所述接收天线模组中包括至少两根接收天线；

采用分时开启方式，控制所述接收天线模组中同一时刻仅有一根接收天线开启；

每一根接收天线分别用于接收一个预设方向的路测单元发出的广播信息。

可选的，设计一根全方位接收天线；所述全方位接收天线，用于接收每一个方位上的路测单元发出的广播信息。

可选的，接收天线模组中，任一根接收天线开启预设时间，用以在所述预设时间内接收与自身对应的预设方向的路测单元发出的广播信息。

可选的，所述预设时间的时间范围为毫秒级的时间段。

可选的，所述全方位接收天线，用于接收每一个方位上的路测单元发出的广播信息。

可选的，当第一接收天线接收到第一预设方向的路测单元发出的广播信息时，该方法还包括：第一接收天线向所述车载单元反馈广播消息，以便所述车载单元根据所述广播信息采取相应措施，其中，所述接收天线模组中的第一接收天线与第一预设方向的路测单元之间的通信距离，大于全方位接收天线与所述第一预设方向的路测单元之间的通信距离，所述第一接收天线为所述接收天线模组中的任一根接收天线，所述第一预设方向为与所述第一接收天线对应的预设方向。

可选的，当所述全方位接收天线确定所述第一接收天线未处于工作状态，且此时接收到所述第一预设方向的路测单元发出的广播信息时，则向所述车载单元进行反馈，以便所述车载单元根据所述广播信息采取相应措施。

本发明实施例的上述方法步骤均已在实施例1中做了相应介绍，这里不做过多论述。

本发明实施例提供的一种扩大车载单元接收范围的方法，在车载单元上安装有接收天线模组，模组中的接收天线采用分时开启方式，如此一来，同一时刻都有一根定向接收天线开启，接收与其对应的方向的路测单元发送的广播信息。通过守恒定律可知，当某一根接收天线仅与一个方向的路测单元建立通信连接时，其通信距离必然大于全方位接收天线与该方向的路测单元建立通信连接时的通信距离。如此一来，当该方向确实发生什么特殊情况时，接收特定方向的天线必然早于全方位接收天线收到广播消息，通过这种方式，就可以实现扩大车载单元接收范围，更有利于车辆能够及时采取有效措施进行规避。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。