本发明涉及车联网技术，尤其涉及一种车联网中通信周期控制方法、装置及程序产品。
背景技术
车辆自组织网络(vehicularad-hocnetwork，简称vanet)是指在道路上车辆之间、车辆与固定接入点之间组成的能够相互通信的开放移动点对点(adhoc)网络，是智能交通系统(intelligenttransportsystem，简称its)重要组成部分。vanet是一个自组织、部署方便、费用低廉、结构开放的车辆间无线通信网络，可以在车载自组织网络中车辆之间以及车辆和基础设施之间进行短距离通信，用于传递辅助驾驶、事故避免等实时信息，同时提供车载娱乐、实时导航等服务，从而提高交通运输的效率和可靠性。
目前很多国家都为车联网(vehicletox，v2x)分配专用或共享频段来保证设备间的通信，例如，分配多个专用信道用于v2x之间的通信，不同设备间的通信通过切换信道来完成(例如车间通信(vehicle-to-vehiclecommunication，简称v2v)和车与路侧设备(vehicletoroadcommunication，简称v2i)通信采用不同信道完成)，或者，为v2x通信分配了单一信道进行消息通信。其中，在单一信道的背景下，如何协调v2x之间的通信是一个挑战。例如，在std-t109标准中提出了车间通信(inter-vehiclecommunication，简称ivc)及路侧与车辆通信(roadside-to-vehiclecommunication，简称rvc)的概念，ivc周期用于v2v车车间通信，rvc则用于车和路侧设备之间通信，即在ivc周期内禁止车与路侧设备通信，rvc周期内则禁止车车间通信。
但是，现有技术中采用固定时间分片方式来分配rvc分片及ivc分片，不能满足一些场景下的数据传输需求。
技术实现要素：
本发明提供一种车联网中通信周期控制方法、装置及程序产品，用于合理分配车联网中的rvc分片及ivc分片。
本发明第一方面提供一种车联网中通信周期控制方法，包括：
根据路侧设备覆盖范围内的车辆数量、车间需传输安全类消息的大小、传输速率，确定车间需传输安全类消息的传输时间；
根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及所述车间需传输安全类消息的传输时间，获取所述通信周期内车间通信ivc分片的时长、路侧设备与车通信rvc分片的时长。
本发明第二方面提供一种车联网中通信周期控制装置，包括：
确定模块，用于根据超凡覆盖范围内的车辆数量、车间需传输安全类消息的大小、传输速率，确定车间需传输安全类消息的传输时间；
获取模块，用于根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及所述车间需传输安全类消息的传输时间，获取所述通信周期内车间通信ivc分片的时长、路侧设备与车通信rvc分片的时长。
本发明第三方面提供一种车联网中通信周期控制装置，该装置包括处理器和存储器，存储器用于存储程序，处理器调用存储器存储的程序，以执行本申请第一方面提供的方法。
本发明第四方面提供一种车联网中通信周期控制装置，包括用于执行以上第一方面的方法的至少一个处理元件(或芯片)。
本发明第五方面提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行以上第一方面的方法。
本发明实施例提供的车联网中通信周期控制方法及装置中，根据覆盖范围内的车辆数量、车间需传输安全类消息的大小、传输速率，确定车间需传输安全类消息的传输时间，进而根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及上述车间需传输安全类消息的传输时间，获取通信周期内ivc分片的时长、rvc分片的时长。实现了根据实际传输的消息来灵活确定ivc分片的时长、rvc分片的时长，以更好地保证消息传输。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的车联网中通信周期控制方法流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的车联网中通信周期控制方法流程示意图；
图3为本申请中提供的一通信周期示意图；
图4为本发明又一实施例提供的车联网中通信周期控制方法流程示意图；
图5为本发明再一实施例提供的车联网中通信周期控制方法流程示意图；
图6为本申请中提供的另一通信周期示意图；
图7为本申请一实施例提供的车联网中通信周期控制装置结构示意图；
图8为本申请另一实施例提供的车联网中通信周期控制装置结构示意图；
图9为本申请又一实施例提供的车联网中通信周期控制装置结构示意图。
具体实施方式
vanet中，路侧设备(roadsideunit，简称rsu)发送的消息主要有两类：服务类消息及安全类消息。实际应用场景中，安全类消息具有较高的优先级，具备周期性广播的特点。一个通信周期内可以包括一个或多个rvc分片、以及一个或多个ivc分片。现有技术中，主要采用固定的时间分片，例如设定每100毫秒(ms)为一个通信周期，每个通信周期内划分为多个ivc分片及rvc分片通信，并规定100ms通信周期最多可以有16个rvc分片，每个rvc分片最长可以是3024微秒(us)。
但是在城市道路某些交通事故高发区及交叉路口等区域，需要借助rsu保证网络连通的场景下，由rsu发送安全类消息。这种场景下，需要较多较长的rvc分片，避免rvc分片的时间段过短而导致消息接收方收到的消息不完整、不及时，但同时需要兼顾ivc分片。另外，针对只需要发送服务类消息的rsu，优先保证用于车车通信的ivc分片，在保证ivc通信的前提下，设计合理的rvc分片时长。
本发明实施例中，提供一种方法，在不同场景下合理控制通信周期内的rvc分片和ivc分片。
图1为本发明一实施例提供的车联网中通信周期控制方法流程示意图，该方法的执行主体可以是rsu、也可以是车辆(例如由车辆中的车载设备执行)。
如图1所示，该方法包括：
s101、根据rsu覆盖范围内的车辆数量、车间需传输安全类消息的大小、传输速率，确定车间需传输安全类消息的传输时间。
其中，传输速率由无线传输的调制模式决定，传输速率用于计算固定大小的数据包在无线传输时所需的时间。需要说明的是，调制模式是预先配置好的，一般地，不同调制模式对应的带宽、通信距离不同。
安全类消息指的是周期性的安全信标消息，车辆周期性的将自身的状态信息发送给周围，称之为安全类信标消息，正常环境下，安全类信标消息的大小不超过200字节(bytes)。
上述车间需传输安全类消息的传输时间指的是rsu覆盖范围内，车辆之间需要传输安全类消息的传输时间。
s102、根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及上述车间需传输安全类消息的传输时间，获取通信周期内ivc分片的时长、rvc分片的时长。
根据安全类消息的更新频率可以计算通信周期内ivc分片的次数，进而也可以计算出rvc分片的次数。从而合理分配通信周期中的在ivc分片、rvc分片。
确定ivc分片的时长、rvc分片的时长后，可以进行广播，例如在广播消息中携带上述通信周期内ivc分片的时长、rvc分片的时长。以便rsu、以及rsu覆盖范围内的车辆可以知道什么时候发送安全类消息、什么时候发送服务类消息。
本实施例中，根据rsu覆盖范围内的车辆数量、车间需传输安全类消息的大小、传输速率，确定车间需传输安全类消息的传输时间，进而根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及上述车间需传输安全类消息的传输时间，获取通信周期内ivc分片的时长、rvc分片的时长。实现了根据实际传输的消息来灵活确定ivc分片的时长、rvc分片的时长，以更好地保证消息传输。
进一步地，对于发送服务类消息和发送安全类消息的不同场景，在具体计算ivc分片的时长、rvc分片的时长上，有一些不同。
若针对只需要发送服务类消息的rsu设备，那么优先保证用于车间通信的ivc分片时长，在保证ivc分片时长的前提下，设计合理的rvc分片时长。若rsu需要发送安全类消息(服务类消息可能同时存在，但安全类消息优先)，则设置较多较长的rvc分片，避免rvc分片的时长过短而导致消息接收方收到的消息不完整、不及时，但同时也需要兼顾ivc分片。
图2为本发明另一实施例提供的车联网中通信周期控制方法流程示意图。
如图2所示，若准备传输服务类消息，那么上述根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及车间需传输安全类消息的传输时间，获取所述通信周期内ivc分片的时长、rvc分片的时长，可以包括：
s201、根据车间需传输安全类消息的传输时间，确定上述通信周期内ivc分片的时长。
即本实施例中优先保证ivc分片的时长可以足够车辆与车辆之间发送安全类消息。
s202、根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率，确定通信周期内ivc分片的次数。
s201、s202的执行顺序可以不区分先后。
s203、根据所述通信周期内ivc分片的次数、所述通信周期内ivc分片的时长以及所述车间需传输安全类消息的传输时间，确定所述通信周期内rvc分片的时长。
即本实施中，在确定了ivc分片的时长后，将剩余时间分配给rvc分片。
具体计算过程可以包括：
(1)获取其覆盖范围内车辆数n，n为大于0的整数。
其中，rsu可以通过消息通信或图像识别的方式来获取其通信范围内的车辆数目。
(2)计算车间需传输安全类消息总大小totalsize，即n辆车需要产生的安全类消息总大小。
具体地，totalsize＝n*p，p表示车间通信安全类消息的大小，单位为字节(bytes)。
(3)确定车间需传输安全类消息的传输时间t，t大于0。需要说明的是，这里以传输速率为固定值s，s大于0。
t＝a*(totalsize/s)＝a*((n*p)/s)其中，a可以表示字节数，a大于0，例如a＝8，在此不做限制。
(4)计算通信周期内ivc分片的时长。
要保证rsu覆盖范围内n个车辆在每个ivc分片内都能够有时间发送出安全类消息，在此前提下，则每次ivc分片的长度tivc要至少保证可以传输总大小为totalsize的数据包，即tivc至少等于时间t。
其中，通信周期的时长可以记为c，单位可以为毫秒(ms)。
进而可以根据安全类消息的更新频率r(单位可以是赫兹(hz))，确定通信周期内ivc分片的次数fivc，
(5)通信时长为c的通信周期需要被均匀的分割为fivc个时间片，每个时间片优先分配给ivc，剩余时间则可分配给rvc。
具体地，先计算ivc的总时长tivc＝tivc*fivc，那么rvc的总时长trvc＝c-tivc。进而可以获取rvc分片的时长trvc＝c/fivc-tivc。
如果由车辆来执行上述方法，车辆可以向rsu请求获取上述参数进行计算，也可以由rsu广播上述参数，在此不做限制。
图3为本申请中提供的一通信周期示意图。
举例说明，假设无线传输的调制模式选择常用的1/2正交相移键控(quadraturephaseshiftkeyin，简称qpsk)，则传输速率s为6(兆位/秒，mbps)，安全类消息大小p为200bytes，安全类消息的更新频率r为20hz，通信周期c为100ms，rsu覆盖范围内的车辆数目n为150辆，则通过上述公式计算可知：
tivc＝40ms，trvc＝10ms，fivc＝2。
那么通信周期的具体划分可以如图3所示。
对于rsu与车辆进行通信的情况，为了避免路侧设备和车辆通信过程中消息重复发送，可以在rsu侧对要发送的安全类消息进行过滤。
具体地，由于在实际应用中，行人和某些车辆上并没有安装v2x通信设备，而为了将此类没有安装v2x通信设备的车辆信息广播给已安装v2x通信设备的车辆，就需要借助rsu设备。rsu通过图像识别等方式不仅可以识别到没有安装v2x通信设备的行人和车辆，同时也能识别到已经安装v2x通信设备的车辆。
其中，已安装v2x通信设备的车辆间可直接进行通信，不需要借助rsu设备。这种情况下，可以将已经安装v2x通信设备的车辆滤除，这样既可以保证安装v2x通信设备的车辆可以通过rsu识别到周围行人和其他车辆信息，同时通过过滤，去除不需要广播的车辆，避免不必要的消息占用rvc通信时间。
具体实现过程中，可以识别覆盖范围内所有车辆中可车间通信的车辆，将这些可车间通信的车辆的标识从车辆标识列表中删除，得到覆盖范围内的车辆数量。
删除后，rsu确定rvc分片的时长时，就可以不考虑这些车间通信的车辆，避免不必要的消息占用rvc通信时间。
一种可选的方案中，rsu将识别到的覆盖范围内的行人及车辆信息和通过v2x通信的方式获取到的车辆信息作对比。rsu可以建立一个数据库，里面存储识别到的覆盖范围内行人及车辆的标识信息，若通过v2x通信的方式可以接收到某个车辆发送的信息，就将该车辆对应的标识信息从rsu的数据库中滤除。其中，车辆发送的信息中包含该车辆的标识信息，该标识信息可以是车牌号码、发动机号码、地理位置信息等，本申请不做限制。
图4为本发明又一实施例提供的车联网中通信周期控制方法流程示意图。
对于rsu周期性发送安全类消息的情况，如果不考虑滤除车间通信的车辆，可以采用图2所示的方法，得到trvc。
可选地另一实施例中，如果先对车间通信的车辆进行滤除，那么还可以进一步确定rvc分片的时长。
具体地，上述rsu根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及所述车间需传输安全类消息的传输时间，获取所述通信周期内ivc分片的时长、路侧设备与车通信rvc分片的时长之前，rsu将覆盖范围内的车辆中，采用车间通信的车辆滤除，得到最终车辆数，进而根据该最终车辆数确定路侧设备需传输安全类消息的传输时间。
即车辆数减少了，需要通过路侧设备来传输的安全类消息也就变少了，那么路侧设备需传输安全类消息的传输时间也会发生变化。
相应地，如图4所示，若rsu周期性发送安全类消息，那么上述rsu根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及所述车间需传输安全类消息的传输时间，获取所述通信周期内ivc分片的时长、rvc分片的时长，可以包括：
s401、根据车间需传输安全类消息的传输时间，确定所述通信周期内ivc分片的时长。
s402、根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率，确定所述通信周期内ivc分片的次数。
s403、根据所述通信周期内ivc分片的次数、所述通信周期内ivc分片的时长以及车间需传输安全类消息的传输时间，确定第一备选时间trvc。
即先采用图2所示的方法，获取一个备选时间，进而再根据路侧设备需传输安全类消息的传输时间另外确定一个备选时间，最后在备选时间中进一步确定rvc分片的时长。
s404、根据上述路侧设备需传输安全类消息的传输时间，确定第二备选时间trsu。
s405、将第一备选时间和第二备选时间中最大的数值作为通信周期内rvc分片的时长。
即选择其中较大的一个来作为最终的rvc分片的时长。
具体计算过程如下：
(1)先采用图2所示的实施方式，获取tivc、trvc。
(2)根据滤除车间通信车辆后，rsu覆盖范围内的车辆数n，并确定路侧设备需传输安全类消息的总大小size，以及计算rsu需传输安全类消息的传输时间
需要说明的是，若trsu＞c，表示rsu需要发送的安全类消息过大，在一个通信周期都不能发送完成。那么可以将需要发送的安全类消息拆分，获取一个通信周期内可以发送的消息大小，并重新设置路侧设备需传输安全类消息的大小size，进而重新计算trsu，重复循环该过程，以得到最终的trsu，其中，最终的trsu小于或等于c。
(3)最终的trsu确定之后，为了尽量保证安全类消息完整传输，取trsu和trvc中较大的一个作为通信周期中rvc分片的时长。
举例说明，假设调制模式选择常用的1/2正交相移键控(quadraturephaseshiftkeyin，简称qpsk)，则传输速率s为6(兆位/秒，mbps)，安全类消息大小p为200bytes，安全类消息的更新频率r为20hz，通信周期c为100ms，rsu覆盖范围内的车辆数目n为150辆，则通过上述公式计算可知：
trsu＝20ms，trvc＝10ms，fivc＝2，tivc＝30ms。
图5为本发明再一实施例提供的车联网中通信周期控制方法流程示意图。
在确定好ivc分片的时长、rvc分片的时长后，rsu可以具体来发送消息。具体发送过程中还可以考虑预设传输阈值，预设传输阈值表示预设时长内系统所允许处理的报文多少，预设传输阈值越大则允许处理的报文越多，反之则越少。
需要说明的是，预设传输阈值设置过大时会造成队列中存有大量的过期报文，系统会处理一些过期的无意义的报文，而预设传输阈值设置过小，则会导致丢弃大量的有用的报文，系统不能处理到，因此要结合实际的场景设置合理的阈值。
如图5所示，具体传输过程可以包括：
s501、按数据包的发生时间顺序将待发送的数据包放入消息队列。
本实施例中的数据包可以指安全类消息的数据包。
s502、计算每个数据包的需要的传输时间以及所有待传输数据包需要的总传输时间。
s503、判断总传输时间是否大于预设传输阈值。
若是，执行s504；若否，执行s505。
s504、丢弃部分旧的数据包，得到的剩余数据包所需总传输时间小于或等于预设传输阈值。
这里旧的数据包是指消息队列中排位靠前的数据包，即先排进队列的数据包。
s505、遍历上述队列中的数据包，判断是否存在单个数据包所需的传输时间大于本次rvc分片的时长。
若是，则执行s506；若否，则执行s507。
s506、将所需的传输时间大于本次rvc分片的时长的数据包拆分为多个数据包。
s507、判断待发送数据包所需的传输时间是否大于本次rvc分片的剩余时间。
若是，则执行s508；若否，则执行s509。
s508、暂不发送该待发送数据包，等下一rvc分片再发送。
s509、发送该待发送数据包。
发送完毕后，更新本次rvc分片的剩余时间，并从上述队列中删除该待发送数据包。
图6为本申请中提供的另一通信周期示意图。
举例说明：假设rvc分片的时长为10ms，传输如下5个数据包，每个数据包(packet)所需的传输时间如下：
packet1：2ms；packet2：3ms；packet3：4ms；packet4：2ms；packet5：4ms。
则具体传输过程可以图6所示，例如可以根据数据包需要的传输时间、rvc分片的时长，在第一个rvc分片传输packet1、packet2、packet3，剩下的packet4、packet5在下一个rvc分片传输。
图7为本申请一实施例提供的车联网中通信周期控制装置结构示意图，如图7所示，该装置包括：确定模块701、获取模块702，其中：
确定模块701，用于根据路侧设备覆盖范围内的车辆数量、车间需传输安全类消息的大小、传输速率，确定车间需传输安全类消息的传输时间。
获取模块702，用于根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及所述车间需传输安全类消息的传输时间，获取所述通信周期内ivc分片的时长、rvc分片的时长。
本实施例中，rsu根据覆盖范围内的车辆数量、车间需传输安全类消息的大小、传输速率，确定车间需传输安全类消息的传输时间，进而根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率、以及上述车间需传输安全类消息的传输时间，获取通信周期内ivc分片的时长、rvc分片的时长。实现了根据实际传输的消息来灵活确定ivc分片的时长、rvc分片的时长，以更好地保证消息传输。
可选地，一种可选地实施方式中，若传输服务类消息，获取模块702，具体用于根据所述车间需传输安全类消息的传输时间，确定所述通信周期内ivc分片的时长；根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率，确定所述通信周期内ivc分片的次数；根据所述通信周期内ivc分片的次数、所述通信周期内ivc分片的时长以及所述车间需传输安全类消息的传输时间，确定所述通信周期内rvc分片的时长。
图8为本申请另一实施例提供的车联网中通信周期控制装置结构示意图，如图8所示，在图7的基础上，若传输安全类消息，该装置还可以包括：识别模块801、删除模块802，其中：
识别模块801，用于识别覆盖范围内的所有车辆中可车间通信的车辆。
删除模块802，用于将所述可车间通信的车辆从车辆标识列表中删除，得到所述覆盖范围内的最终车辆数。
获取模块702，具体用于根据所述车间需传输安全类消息的传输时间，确定所述通信周期内ivc分片的时长；根据通信周期的时长、安全类消息的更新频率，确定所述通信周期内ivc分片的次数；根据所述通信周期内ivc分片的次数、所述通信周期内ivc分片的时长以及所述车间需传输安全类消息的传输时间，确定第一备选时间；根据所述路侧设备需传输安全类消息的传输时间，确定第二备选时间；将所述第一备选时间和所述第二备选时间中最大的数值作为所述通信周期内rvc分片的时长。
该装置用于执行前述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
图9为本申请又一实施例提供的车联网中通信周期控制装置结构示意图，如图9所示，该装置包括：处理器901和存储器902，其中：
存储器902用于存储程序，处理器901调用存储器902存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
可选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文：read-onlymemory，简称：rom)、随机存取存储器(英文：randomaccessmemory，简称：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。