基站、车联网系统及V2X消息传输方法与流程

基站、车联网系统及v2x消息传输方法
技术领域
1.本技术涉及车联网技术领域，尤其涉及一种基站、车联网系统及v2x消息传输方法。


背景技术：

2.随着第五代移动通信技术(5g)网络的广泛部署以及车联网等新型业务的发展，在人口密集的城区或交通繁忙的路口存在着同时部署微基站和路侧单元(rsu，road side unit)的需求。相关技术中，采用了部署终端类型的rsu的方案，该方案存在资源浪费及部署成本高的问题。


技术实现要素：

3.为解决相关技术问题，本技术实施例提供一种基站、车联网系统及v2x消息传输方法。
4.本技术实施例的技术方案是这样实现的：
5.本技术实施例提供了一种基站，所述基站中设置有pc5射频单元和pc5天线；其中，
6.所述pc5射频单元和所述pc5天线用于与车辆交互车辆到任何对象(v2x，vehicle to everything)消息；
7.所述基站的基带处理单元(bbu，building base band unite)集成有智能交通系统(its，intelligent traffic system)协议栈，通过uu接口与v2x计算节点基于its协议交互v2x消息。
8.其中，上述方案中，所述基站包括有源天线单元(aau，active antenna unit)；所述pc5射频单元和所述pc5天线设置于所述aau中。
9.上述方案中，所述aau与所述bbu之间通过光纤连接，基于通用公共无线接口(cpri，common public radio interface)协议传输v2x消息。
10.上述方案中，所述bbu还用于对pc5数据与第五代移动通信技术(5g，5th generation mobile networks)新空口(nr，new radio)数据进行相互转换。
11.本技术实施例还提供了一种车联网系统，包括如上任一方案所述的基站。
12.其中，上述方案中，所述系统还包括：
13.设置于传输网络的移动边缘计算(mec，mobile edge computing)节点，用于对pc5数据与5g nr数据进行相互转换；其中，
14.所述基站通过所述传输网络接入核心网络。
15.本技术实施例还提供了一种v2x消息传输方法，其特征在于，应用于如上任一方案所述的基站中；所述方法包括：
16.接收v2x计算节点发送的第一v2x消息，并广播所述第一v2x消息；或者，
17.接收车辆发送的第二v2x消息，并将所述第二v2x消息发送给所述v2x计算节点。
18.其中，上述方案中，所述方法还包括：
19.在所述pc5射频单元和所述pc5天线设置于所述aau中的情况下，基于cpri协议在所述aau与所述bbu之间传输v2x消息。
20.上述方案中，所述方法还包括：
21.在所述bbu中对pc5数据与5g nr数据进行相互转换。
22.本技术实施例提供的基站、车联网系统及v2x消息传输方法，基站中设置有pc5射频单元和pc5天线；所述pc5射频单元和所述pc5天线用于与车辆交互v2x消息；所述基站的bbu用于通过uu接口与v2x计算节点基于its协议交互v2x消息。通过将pc5射频单元和pc5天线集成至基站中，基站可以同时基于pc5接口和uu接口进行通信，实现rsu设备的相关功能，基站与rsu设备集成部署，有效地避免了资源浪费，降低了部署成本。
附图说明
23.图1为相关技术中一种5g nr基站的结构示意图；
24.图2为本技术实施例基站的结构示意图；
25.图3为相关技术中另一种5g nr基站的结构示意图；
26.图4为本技术实施例另一种基站的结构示意图；
27.图5为本技术实施例车联网系统的结构示意图；
28.图6为本技术实施例v2x消息传输方法的实现流程示意图。
具体实施方式
29.在人口密集的城区或交通繁忙的路口，存在着网络需求高，网络热点繁忙，且宏基站取址困难的特点，因此往往通过部署微基站来实现网络覆盖增强；并且，上述区域的交通繁忙，车辆信息众多，需要部署路侧单元(rsu，road side unit)来实现车路协同。因此，随着5g网络的广泛部署以及车联网等新型业务的发展，在上述区域分别部署了微基站与rsu设备，其中，rsu设备均为终端形态的设备，例如lte-v2x终端。相关技术中，终端形态的rsu设备支持uu接口与pc5接口的双模通信，通过uu接口实现与v2x计算节点的数据交互，以及通过pc5接口实现与车辆交互v2x消息。具体地，终端形态的rsu设备内嵌c-its协议栈以支持多种v2x消息，可以实现复杂的v2x业务逻辑，以及对车辆的自动化的远程控制与管理。然而，由于微基站和终端形态的rsu设备均具备uu接口的通信功能，在软硬件功能及天线上也存在相同的设计思路，因此，将微基站与rsu设备同时分别部署在上述区域中，存在软硬件资源的重复浪费，并且，分别部署的微基站与rsu设备各自需要独立的传输、电力等基础设施，增加了设备部署成本。
30.基于此，本技术实施例提供了一种基站、车联网系统及v2x消息传输方法，基站中设置有pc5射频单元和pc5天线；所述pc5射频单元和所述pc5天线用于与车辆交互v2x消息；所述基站的bbu用于通过uu接口与v2x计算节点基于its协议交互v2x消息。通过将pc5射频单元和pc5天线集成至基站中，基站可以同时基于pc5接口和uu接口进行通信，实现rsu设备的相关功能，基站与rsu设备集成部署，有效地避免了资源浪费，降低了部署成本
31.下面结合附图及实施例对本技术再作进一步详细的描述。
32.首先，图1示出了相关技术中5g nr基站的结构示意图。参照图1，基站的结构组成至少包括电源11、bbu 12、射频拉远单元(rru，remote radio unit)13、天线单元14。
33.其中，电源11为基站结构中的各个组成模块供电；天线单元14中包括5g nr天线和定位天线；bbu 12用于处理基带信号以及进行基站控制。如图1示出的，bbu 12的功能模块组成主要包括处理单元，例如中央处理器(cpu，central processing unit)，还包括基带处理模块、传输模块、时钟模块、存储模块、安全模块、定位模块等。rru 13和bbu 12之间通过光纤传输基带数字信号，rru 13再通过同轴电缆及功分器等连接至天线单元14。这样，在下行方向上，基站可以控制终端的信号从rru中指定的射频通道发射出去，在上行方向上，终端信号被rru中最近的射频通道收到，然后从这个射频通道经过光纤传输到bbu 12。
34.本技术实施例中，将rsu设备的结构集成于图1示出的基站之中，图2示出了本技术实施例提供的基站的结构示意图。参照图2，在图1示出的基站的结构基础之上，在基站中增加设置pc5射频单元15和pc5天线16。
35.其中，所述pc5射频单元15和所述pc5天线16用于与车辆交互v2x消息；
36.所述基站的bbu 12集成有its协议栈，通过uu接口与v2x计算节点基于its协议交互v2x消息。
37.这里，pc5天线16可以集成在基站的天线单元14中。
38.实际应用中，基于its协议，由基站的bbu 12通过uu接口与v2x计算节点进行通信，uu接口为图1中的5g nr基站支持的通信接口。v2x是车辆和外界进行通信互联的技术，目的是为了保障道路安全、提高交通效率和节省汽车能源。这里，v2x主要指基于蜂窝网的技术(c-v2x)，也就是说，基站与v2x计算节点之间基于its协议进行广域通信。pc5射频单元15与pc5天线16组成了rsu功能模块，基于pc5接口与车辆之间交互v2x消息。在下行方向上，基站的bbu 12接收来自v2x计算节点的v2x消息，基于its协议对v2x消息进行编解码及应用逻辑处理后，v2x消息传输至pc5射频单元15，并由pc5天线16广播给各车辆，其中，v2x消息可以包括红绿灯、道路事件等预警提示信息。在上行方向上，pc5射频单元15将pc5天线16接收到的来自车辆的v2x消息传输至基站的bbu 12，由bbu 12基于its协议对v2x消息进行编解码及应用逻辑处理后，发送给v2x计算节点。
39.这里，将its协议集成在基站的bbu 12中，利用bbu 12中处理单元的强大处理能力来对v2x消息进行编解码及应用逻辑，以消除由终端形态的rsu设备处理v2x消息时带来的额外软硬件成本。
40.此外，考虑到bbu 12中处理单元的强大处理能力，也可以在基站中部署应用，承担v2x相关的计算任务，相当于在基站中部署mec基站，实现v2x计算平台的功能下沉，在通信范围内实现pc5数据与5g nr数据的互联互通。
41.图3示出了相关技术中另一种5g nr基站的结构示意图。图1中，天线单元14为无源天线单元，相比于图1示出的结构，图3中，基站采用了aau，也就是说，rru被集成到天线中，形成了aau，aau与bbu分体式部署，各自通过独立的电源供电，构成了分体式的基站架构。图4是本技术实施例提供的另一种基站的结构示意图，参照图4，在图3示出的基站中集成pc5射频单元和pc5天线，也就是说，将所述pc5射频单元和所述pc5天线设置于所述aau中。同样地，图4中，将its协议集成在基站的bbu中，利用bbu中处理单元的强大处理能力来对v2x消息进行编解码及应用逻辑，以消除由终端形态的rsu设备处理v2x消息时带来的额外软硬件成本。
42.此外，在一实施例中，所述aau与所述bbu之间通过光纤连接，基于cpri传输v2x消
息。
43.在通过aau与bbu之间的光纤传输pc5数据时，在通信机制上，aau与bbu之间的接口采用cpri协议进行pc5数据的传输，也就是说，在pc5射频单元与bbu之间交互的数据按照cpri协议进行封装，一方面，cpri协议的采用使得pc5数据可以通过光纤直接传输至bbu，保证了pc5数据的有效及时传输，另一方面，由于光纤传输的传输通道为图3中aau与bbu之间的原有传输通道，因此，本实施例中，aau与bbu之间在进行pc5数据的传输时，可以与5g nr数据共用传输通道，从而有效地降低了传输成本。
44.实际应用时，在车联网系统中具备pc5接口的车辆普及率不高的情况下，当仅支持pc5接口通信的车载单元(obu，on board unit)与仅支持uu接口的obu之间需要进行车辆到车辆(v2v，vehicle to vehicle)的数据交互时，相关技术中，需要由pc5接口的车辆通过pc5接口广播v2x消息，该v2x消息经过远端的v2x计算节点的处理，被转换成5g nr数据，这样，uu接口的车辆才能接收到该v2x消息；同样地，uu接口的车辆发送的v2x消息经过远端的v2x计算节点的处理，被转换成pc5数据进行广播，这样，pc5接口的车辆才能接收到该v2x消息。上述v2x消息的交互过程传输时延大，传输效率低。
45.基于此，在一实施例中，所述bbu还用于对pc5数据与5g nr数据进行相互转换。
46.这里，在基站中实现pc5数据与5g nr数据之间的相互转换，原先v2x计算节点的数据转换功能下沉至基站中，使得pc5接口的车辆与uu接口的车辆之间交互的v2x消息的传输时延大大降低，提升了车联网用户的用户体验。
47.实际应用时，基站按照发射功率可以划分为以下四类：宏基站、微基站、皮基站和飞基站。相对于宏基站来说，微基站、皮基站和飞基站统称为微站，其中，从安装载体来看，微基站和皮基站都适用于抱杆安装的方式，再结合覆盖范围和应用场景来看，微基站和皮基站是rsu设备的合适载体。基于此，在一实施例中，所述基站包括微基站或皮基站。
48.在上文实施例中，附图所示的基站中的各个功能模块通过总线系统耦合在一起。可理解，总线系统用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。
49.此外，附图所示的基站中的存储器用于存储各种类型的数据以支持基站操作。这些数据的示例包括：用于在基站上操作的任何计算机程序。
50.附图所示的基站中的处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过所述处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的所述处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp，digital signal processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。基于本技术实施例基站对应的v2x消息的传输方法，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器，所述处理器读取存储器中的信息，结合硬件完成v2x消息的传输方法的步骤。
51.在示例性实施例中，基站可以被一个或多个应用专用集成电路(asic，application specific integrated circuit)、dsp、可编程逻辑器件(pld，programmable logic device)、复杂可编程逻辑器件(cpld，complex programmable logic device)、现场可编程门阵列(fpga，field-programmable gate array)、通用处理器、控制器、微控制器
(mcu，micro controller unit)、微处理器(microprocessor)、或者其他电子元件实现，用于执行v2x消息的传输方法。
52.可以理解，本技术实施例的存储器(可以是易失性存储器或者非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(rom，read only memory)、可编程只读存储器(prom，programmable read-only memory)、可擦除可编程只读存储器(eprom，erasable programmable read-only memory)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom，electrically erasable programmable read-only memory)、磁性随机存取存储器(fram，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(flash memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(cd-rom，compact disc read-only memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(ram，random access memory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(sram，static random access memory)、同步静态随机存取存储器(ssram，synchronous static random access memory)、动态随机存取存储器(dram，dynamic random access memory)、同步动态随机存取存储器(sdram，synchronous dynamic random access memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(ddrsdram，double data rate synchronous dynamic random access memory)、增强型同步动态随机存取存储器(esdram，enhanced synchronous dynamic random access memory)、同步连接动态随机存取存储器(sldram，synclink dynamic random access memory)、直接内存总线随机存取存储器(drram，direct rambus random access memory)。本技术实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
53.在上文实施例示出的集成了rsu功能的基站的基础之上，本技术实施例还提供了一种车联网系统，所述车联网系统中包括了上述集成了rsu功能的基站。
54.其中，在一实施例中，所述基站包括微基站或皮基站。
55.图5示出了本技术实施例提供的车联网系统的结构示意图，参照图5，车辆与基站之间可以基于uu接口进行数据交互，也可以基于pc5接口进行数据交互，此外，车辆与车辆之间基于pc5接口进行数据交互。基站通过传输网接入核心网络，对于v2x消息，在上行方向上，由基站接收来自车辆的v2x消息，并经由传输网及核心网，将v2x消息传送至区域v2x平台或者内容服务提供者(tsp，telematics service provider)平台；在下行方向上，区域v2x平台或者内tsp平台下发的v2x消息经由核心网及传输网被传送至基站，基站将接收到的v2x消息下发给车辆。
56.在一实施例中，所述车联网系统还包括：
57.设置于传输网络的mec节点，用于对pc5数据与5g nr数据进行相互转换。
58.为了降低pc5接口的车辆与uu接口的车辆之间交互的v2x消息的传输时延，这里，如图5所示，在传输网络上部署mec节点，也就是说，在基站附近部署用于承担计算任务的服务器，在mec节点中实现pc5数据与5g nr数据之间的相互转换，原先v2x计算节点的数据转换功能下沉至mec节点中，使得pc5接口的车辆与uu接口的车辆之间交互的v2x消息的传输时延大大降低，提升了车联网用户的用户体验。
59.基于本技术实施例提供的基站的结构，本技术实施例还提供了一种v2x消息传输方法，应用于本技术实施例提供的基站中。图6示出了本技术实施例提供的v2x消息传输方
法的实现流程示意图，参照图6，所述方法包括：
60.步骤601：接收v2x计算节点发送的第一v2x消息，并广播所述第一v2x消息；或者，
61.接收车辆发送的第二v2x消息，并将所述第二v2x消息发送给所述v2x计算节点。
62.这里，在下行方向上，基站的bbu接收来自v2x计算节点的第一v2x消息，基于its协议对第一v2x消息进行编解码及应用逻辑处理后，第一v2x消息传输至pc5射频单元，并由pc5天线广播给各车辆，其中，第一v2x消息可以包括红绿灯、道路事件等预警提示信息。在上行方向上，pc5射频单元将pc5天线接收到的来自车辆的第二v2x消息传输至基站的bbu，由bbu基于its协议对第二v2x消息进行编解码及应用逻辑处理后，发送给v2x计算节点。
63.实际应用时，将its协议集成在基站的bbu中，利用bbu中处理单元的强大处理能力来对v2x消息进行编解码及应用逻辑，以消除由终端形态的rsu设备处理v2x消息时带来的额外软硬件成本。
64.在一实施例中，所述方法还包括：
65.在所述pc5射频单元和所述pc5天线设置于所述aau中的情况下，基于cpri协议在所述aau与所述bbu之间传输v2x消息。
66.结合图4的基站结构，所述pc5射频单元和所述pc5天线设置于所述aau中，在通信机制上，aau与bbu之间的接口采用cpri协议进行数据传输，也就是说，在pc5射频单元与bbu之间交互的数据按照cpri协议进行封装，一方面，cpri协议的采用使得pc5数据可以通过光纤直接传输至bbu，保证了pc5数据的有效及时传输，另一方面，由于光纤传输的传输通道为图3中aau与bbu之间的原有传输通道，因此，本实施例中，aau与bbu之间在进行pc5数据的传输时，可以与5g nr数据共用传输通道，从而有效地降低了传输成本。
67.在一实施例中，所述方法还包括：
68.在所述bbu中对pc5数据与5g nr数据进行相互转换。
69.这里，在基站中实现pc5数据与5g nr数据之间的相互转换，原先v2x计算节点的数据转换功能下沉至基站中，使得pc5接口的车辆与uu接口的车辆之间交互的v2x消息的传输时延大大降低，提升了车联网用户的用户体验。
70.为了实现本技术实施例的方法，本技术实施例还提供了一种v2x消息传输装置，设置在基站上，该装置包括：
71.传输单元，用于：
72.接收v2x计算节点发送的第一v2x消息，并广播所述第一v2x消息；或者，
73.接收车辆发送的第二v2x消息，并将所述第二v2x消息发送给所述v2x计算节点。
74.其中，在一实施例中，所述传输单元还用于：
75.在所述pc5射频单元和所述pc5天线设置于所述aau中的情况下，基于cpri协议在所述aau与所述bbu之间传输v2x消息。
76.在一实施例中，该装置还包括：
77.转换单元，用于在所述bbu中对pc5数据与5g nr数据进行相互转换。
78.实际应用时，所述传输单元可由v2x消息传输装置中的处理器结合通信接口实现，所述转换单元可由v2x消息传输装置中的处理器实现。
79.需要说明的是：上述实施例提供的v2x消息传输装置在进行v2x消息传输时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不
同的程序模块完成，例如将装置的内部结构划分成如图2或图4示出的不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的v2x消息传输装置与v2x消息传输方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
80.本技术实施例提供了一种基站、车联网系统及v2x消息传输方法，基站中设置有pc5射频单元和pc5天线；所述pc5射频单元和所述pc5天线用于与车辆交互v2x消息；所述基站的bbu用于通过uu接口与v2x计算节点基于its协议交互v2x消息。通过将pc5射频单元和pc5天线集成至基站中，基站可以同时基于pc5接口和uu接口进行通信，实现rsu设备的相关功能，基站与rsu设备集成部署，有效地避免了资源浪费，降低了部署成本。并且，通过将its协议集成在基站的bbu中，利用bbu中处理单元的强大处理能力来对v2x消息进行编解码及应用逻辑，以消除由终端形态的rsu设备处理v2x消息时带来的额外软硬件成本。在设置有aau的基站中实现rsu设备功能的集成时，在通信机制上，aau与bbu之间的接口采用cpri协议进行数据传输，也就是说，在pc5射频单元与bbu之间交互的数据按照cpri协议进行封装，一方面，cpri协议的采用使得pc5数据可以通过光纤直接传输至bbu，保证了pc5数据的有效及时传输，另一方面，由于光纤传输的传输通道为aau与bbu之间的原有传输通道，因此，aau与bbu之间在进行pc5数据的传输时，可以与5g nr数据共用传输通道，从而有效地降低了传输成本。此外，将原先v2x计算节点的pc5数据与5g nr数据之间相互转换的功能下沉至基站或传输网络上的mec节点中，使得pc5接口的车辆与uu接口的车辆之间交互的v2x消息的传输时延大大降低，提升了车联网用户的用户体验。
81.需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。另外，本技术实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
82.以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。