本發(fā)明涉及車輛通信，特別是涉及一種基于多元鏈路的無人駕駛終端通信方法。

背景技術(shù)：

1、隨著無人駕駛技術(shù)的迅猛發(fā)展，無人駕駛終端的通信需求日益復(fù)雜。無人駕駛終端需要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地接收并處理來自車輛周圍環(huán)境、其他車輛、交通基礎(chǔ)設(shè)施以及遠(yuǎn)程控制中心的大量信息，以確保行駛的安全性和高效性。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，現(xiàn)有的無人駕駛終端通信系統(tǒng)通常采用多種通信鏈路，如v2x通信、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的rdss（radiodetermination?satellite?service）功能以及4g/5g移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。

2、v2x通信是一種車輛與周圍環(huán)境進(jìn)行信息交換的通信技術(shù)，包括車輛與車輛（v2v）、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施（v2i）、車輛與行人（v2p）等通信場(chǎng)景。v2x通信能夠提供實(shí)時(shí)路況、交通信號(hào)、緊急制動(dòng)預(yù)警等關(guān)鍵信息，極大地提升了無人駕駛車輛的安全性和行駛效率。

3、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其rdss功能支持雙向通信，能夠?qū)崿F(xiàn)定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。在無人駕駛領(lǐng)域，北斗rdss可以為車輛提供高精度定位信息，同時(shí)支持車輛與北斗衛(wèi)星之間的短報(bào)文通信，為車輛提供緊急情況下的通信保障。

4、4g/5g移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為廣泛覆蓋的無線通信網(wǎng)絡(luò)，能夠?yàn)闊o人駕駛終端提供高速、穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。通過4g/5g網(wǎng)絡(luò)，無人駕駛車輛可以實(shí)時(shí)上傳車輛狀態(tài)信息至遠(yuǎn)程控制中心，同時(shí)接收來自控制中心的指令和調(diào)度信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

5、然而，現(xiàn)有的無人駕駛終端通信系統(tǒng)存在以下弊端：

6、1、通信鏈路單一：許多無人駕駛終端通信系統(tǒng)僅依賴單一的通信鏈路（如僅使用4g/5g網(wǎng)絡(luò)），在復(fù)雜多變的行駛環(huán)境中，單一通信鏈路可能無法滿足實(shí)時(shí)、可靠的信息傳輸需求。

7、2、信道資源利用不充分：在多種通信鏈路并存的情況下，現(xiàn)有的通信系統(tǒng)往往缺乏智能的信道選擇和資源分配機(jī)制，導(dǎo)致信道資源利用不充分，通信效率低下。

8、3、數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)處理不當(dāng)：無人駕駛終端在行駛過程中會(huì)產(chǎn)生大量不同類型的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)時(shí)性和安全性的要求各不相同?，F(xiàn)有的通信系統(tǒng)往往缺乏有效的數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)處理機(jī)制，無法確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的優(yōu)先傳輸。

9、4、缺乏用戶指定的通信鏈路支持：在某些特定場(chǎng)景下，用戶可能希望無人駕駛終端通過特定的通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。然而，現(xiàn)有的通信系統(tǒng)往往缺乏用戶指定的通信鏈路支持，無法滿足用戶的個(gè)性化需求。

10、因此，亟需一種基于多元鏈路的無人駕駛終端通信方法提高了無人駕駛終端通信的實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多元鏈路的無人駕駛終端通信方法用于解決現(xiàn)有技術(shù)中通信鏈路單一和信道資源利用不充分的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于多元鏈路的無人駕駛終端通信方法，所述駕駛終端包括hmi、多元通信集成器、v2x通信天線、北斗三號(hào)天線和4g/5g天線，所述多元通信集成器包括智能調(diào)度模塊、v2x通信模塊、北斗rdss模塊以及移動(dòng)4g/5g模塊，所述v2x通信天線、北斗三號(hào)天線和4g/5g天線與智能調(diào)度模塊的通信端口連接，所述v2x通信模塊與所述v2x通信天線連接，所述北斗rdss模塊與所述北斗三號(hào)天線連接，所述移動(dòng)4g/5g模塊與所述4g/5g天線連接，所述智能調(diào)度模塊的數(shù)據(jù)交互端口與所述hmi連接，所述通信方法包括以下步驟：

3、步驟1：多元通信集成器接收由hmi傳輸?shù)慕换?shù)據(jù)，并對(duì)所述交互數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序；

4、步驟2：根據(jù)交互數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)獲取信息傳輸?shù)呐判蚪Y(jié)果，基于優(yōu)先級(jí)排序依次發(fā)送交互數(shù)據(jù)，所述交互數(shù)據(jù)將被封裝成數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸，其中，對(duì)于存在用戶指定的通信鏈路的交互數(shù)據(jù)通過指定的通信鏈路的傳輸；

5、步驟3：利用物理載波偵聽v2x通信鏈路、北斗rdss通信鏈路和4g/5g通信鏈路，通過能量檢測(cè)判斷是否超過設(shè)定的閾值確定通信鏈路的信道是否繁忙；

6、步驟3.1：對(duì)于通信鏈路不繁忙時(shí)，基于優(yōu)先級(jí)排序結(jié)果擇一不繁忙的通信鏈路發(fā)送信息，根據(jù)指令、數(shù)傳和圖傳三種任務(wù)類別以及安全性、工作場(chǎng)景選擇所述通信鏈路；

7、步驟3.2：對(duì)于通信鏈路繁忙時(shí)，同一優(yōu)先級(jí)的交互數(shù)據(jù)進(jìn)行再排序，并對(duì)所述v2x通信鏈路、北斗rdss通信鏈路和4g/5g通信鏈路進(jìn)行信道狀態(tài)計(jì)算，基于信道狀態(tài)計(jì)算結(jié)果，選擇鏈路發(fā)送所述交互數(shù)據(jù)。

8、可選地，所述交互數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)包括影響車輛安全和任務(wù)成功的最高優(yōu)先級(jí)、影響車輛的正常運(yùn)行和任務(wù)執(zhí)行的次高優(yōu)先級(jí)、在正常任務(wù)執(zhí)行過程中交互常規(guī)信息的中等優(yōu)先級(jí)、與任務(wù)執(zhí)行無關(guān)的最低優(yōu)先級(jí)。

9、可選地，在對(duì)所述交互數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序前，對(duì)所述交互數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性、正確性和格式合規(guī)性檢測(cè)，對(duì)通過檢測(cè)的交互數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。

10、可選地，所述基于優(yōu)先級(jí)排序依次發(fā)送交互數(shù)據(jù)，所述交互數(shù)據(jù)將被封裝成數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸，其中，對(duì)于存在用戶指定的通信鏈路的交互數(shù)據(jù)通過指定的通信鏈路的傳輸，具體包括：

11、步驟2.1：獲取待發(fā)信息；

12、步驟2.2：檢查是否存在用戶指定的通信鏈路，若存在用戶指定的通信鏈路，則執(zhí)行步驟2.3，若不存在用戶指定的通信鏈路，則基于交互數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)排序結(jié)果，執(zhí)行步驟s2.4；

13、步驟2.3：在用戶指定的通信鏈路上發(fā)送待發(fā)信息；對(duì)最高優(yōu)先級(jí)的待發(fā)信息，在發(fā)送信息的同時(shí)將其備份存儲(chǔ)至本地緩存或非易失性存儲(chǔ)器中；若發(fā)送不成功，則根據(jù)預(yù)設(shè)的重試策略重復(fù)發(fā)送直至發(fā)送成功為止，發(fā)送成功后清除備份信息；

14、步驟2.4：根據(jù)交互數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)排序結(jié)果，從最高優(yōu)先級(jí)開始依次選擇通信鏈路發(fā)送信息。

15、可選地，對(duì)所述v2x通信鏈路、北斗rdss通信鏈路和4g/5g通信鏈路進(jìn)行信道狀態(tài)計(jì)算，用以衡量該通信鏈路的信道傳輸質(zhì)量和業(yè)務(wù)負(fù)載情況，具體公式如下：

16、

17、其中，為信道忙閑指標(biāo)，越大代表信道狀況越繁忙，越小則代表信道忙閑狀況越好，為信道接入失敗次數(shù)，為信道接入成功次數(shù)，為信道接入總次數(shù)，為重傳總次數(shù)，為重傳失敗次數(shù)。

18、可選地，所述基于信道狀態(tài)計(jì)算結(jié)果，選擇所述交互數(shù)據(jù)的發(fā)送鏈路，具體包括：

19、步驟3.2.1：在同一優(yōu)先級(jí)交互數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)幀添加qos?control字段以宣告數(shù)據(jù)幀優(yōu)先級(jí)，對(duì)同一優(yōu)先級(jí)交互數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行排序；

20、步驟3.2.2：對(duì)不同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)幀設(shè)置不同的通信鏈路分配權(quán)重；

21、步驟3.2.3：計(jì)算各優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)幀的平均權(quán)重與各鏈路信道忙閑指標(biāo)均值的乘積，具體公式如下：

22、

23、其中，為優(yōu)先級(jí)為的數(shù)據(jù)幀權(quán)重，為通信鏈路的信道忙閑指標(biāo)，為數(shù)據(jù)幀優(yōu)先級(jí)級(jí)數(shù)，為鏈路數(shù)量；

24、步驟3.2.4：基于乘積結(jié)果，根據(jù)數(shù)據(jù)幀權(quán)重的高低，將數(shù)據(jù)幀分配至信道忙閑狀況最適合的通信鏈路上。

25、可選地，所述qos?control字段包括：識(shí)別數(shù)據(jù)幀通信類別或通信流的tid子字段、指示當(dāng)前服務(wù)周期結(jié)束的esop子字段、用于根據(jù)不同mpdu發(fā)送情況指示不同應(yīng)答策略的應(yīng)答策略子字段、指示在cfp傳輸周期內(nèi)qos?cf-poll幀的傳輸時(shí)間限制、指示該數(shù)據(jù)幀屬于某個(gè)通信類別的帶通信數(shù)據(jù)多少的隊(duì)列大小字段。

26、可選地，同一優(yōu)先級(jí)交互數(shù)據(jù)根據(jù)不同數(shù)據(jù)幀鏈路分配原則進(jìn)行通信鏈路的分配，所述分配原則為：將數(shù)據(jù)幀權(quán)重與各通信鏈路的信道忙閑指標(biāo)乘積.與進(jìn)行比較，選擇乘積最接近的通信鏈路作為發(fā)送鏈路。

27、如上所述，本發(fā)明提出的一種基于多元鏈路的無人駕駛終端通信方法，具有以下有益效果：

28、通過融合v2x、北斗rdss和4g/5g等多種通信鏈路，該方法能夠根據(jù)信道狀態(tài)和任務(wù)需求智能選擇最優(yōu)通信鏈路，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃?。?duì)交互數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，并根據(jù)優(yōu)先級(jí)依次發(fā)送，確保了關(guān)鍵信息的優(yōu)先傳輸，進(jìn)一步提升了通信的可靠性。

29、通過計(jì)算信道狀態(tài)并據(jù)此選擇通信鏈路，該方法能夠充分利用各通信鏈路的資源，避免信道擁堵和浪費(fèi)。同時(shí)，對(duì)于同一優(yōu)先級(jí)的交互數(shù)據(jù)，該方法還提供了數(shù)據(jù)幀鏈路分配原則，以確保數(shù)據(jù)能夠高效地分配到最合適的通信鏈路上。通過優(yōu)化通信鏈路選擇和數(shù)據(jù)傳輸流程，能夠顯著降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和丟包率，從而提升用戶體驗(yàn)。