【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自适应功率调节，特别是一种面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法。
技术介绍
1、随着智能交通系统的快速发展，车联网技术逐渐成为了提升道路安全和改善驾驶体验的关键；其路侧通信单元rsu作为车联网中的重要组成部分，负责在车辆与基础设施之间进行信息交换；然而，现有的路侧通信单元rsu技术大多采用固定的发射功率，难以适应复杂多变的通信环境；具体的，如天气条件、车辆密度、电磁环境等因素都会影响通信质量，固定功率发射的路侧通信单元rsu在这种情况下常常导致通信不稳定；例如，当车辆密度增加时，固定功率发射会导致信道拥挤，进而影响通信质量；而在车辆较少的情况下，固定功率发射则会造成能量的浪费；此外，现有的路侧通信单元rsu系统通常缺乏对信号干扰因素的实时监测和智能响应能力，从而影响了通信效率和服务质量；本专利技术提出了一种实时调节自适应功率方法，通过集成多种传感器实时监测信号干扰因素，并根据动态调整发射功率，从而提升通信质量和系统的灵活性。
2、现有技术中，虽然也有尝试优化路侧通信单元rsu的通信性能的方法，但由于缺乏对实时数据的有效融合和处理，这些方法在动态调整通信参数方面仍存在不足；本专利技术通过气象传感器、路面状态传感器和车辆密度检测器实时收集环境数据，并利用先进的数据融合和预处理技术；利用频谱感知检测周围的频段，并根据当前的通信数据传输需求和信号干扰因素选择最优的通信频段；随后，根据频段选择结果和信号干扰因素状况，计算所需最小功率调节阈值，完成自适应功率调节；这种方法不仅提高了通信的可靠性，还能显著降低能
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术提供了一种面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法解决自适应功率调节问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其包括，路侧通信单元rsu集成多种传感器，实时监测周围信号干扰因素，并收集数据；将收集到的数据上传至中央处理单元，进行数据融合和预处理；基于融合和预处理后的数据，利用频谱感知检测周围的频段，根据当前的通信数据传输需求和信号干扰因素选择最优的通信频段；根据频段选择和信号干扰因素情况，计算最小功率调节阈值，完成自适应功率调节；完成自适应功率调节后，进行多层优化；完成多层通信优化后，执行实时通信，实现车辆和路侧通信单元rsu双向通信。
5、作为本专利技术所述面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法的一种优选方案，其中：所述多种传感器包括气象传感器，路面状态传感器，车辆密度检测器。
6、作为本专利技术所述面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法的一种优选方案，其中：所述将收集到的数据上传至中央处理单元，进行数据融合和预处理，具体步骤为，
7、通过内置的安全通信协议将利用传感器收集的数据上传至路侧通信单元rsu的中央处理单元中；
8、中央处理单元接收从传感器收集到的数据，启动数据清洗程序，使用异常检测算法清除无效数据；
9、通过k折交叉验证算法识别并修正数据的异常值；
10、把所有数据通过单位换算和编码转换为统一的格式，并进行数据融合。
11、作为本专利技术所述面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法的一种优选方案，其中：所述基于融合和预处理后的数据，利用频谱感知检测周围的频段，根据当前的通信数据传输需求和信号干扰因素选择最优的通信频段，具体步骤为，
12、启动频谱感知引擎，扫描可用频段，并记录每个频段占用情况；
13、根据当前的通信数据传输需求以及信号干扰因素选择最优的通信频段，表达式为：
14、
15、其中，fopt表示选择的最优频段，sf是频段f上接收到的信号强度值，if是在频段f上检测到的干扰水平值，nf是在频段f上的噪声水平值，f为频段的索引；
16、利用信噪比评估每个频段质量，表达式为：
17、
18、当sf>if+nf时，信噪比大于1，说明信号强度大于总噪声和干扰，信号较强，可以确定为最优频段；
19、当sf<if+nf时，信噪比小于1，说明信号强度小于总噪声和干扰，信号较弱，影响通信质量，不适合作为做优频段；
20、当sf＝if+nf时，信噪比等于1，说明信号强度等于总噪声和干扰，它们都相等，通信条件不佳。
21、作为本专利技术所述面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法的一种优选方案，其中：所述通信数据传输需求包括，数据传输的效率，数据发送到接收之间的时间间隔，数据传输的成功率和完整性，路侧通信单元rsu有效传输数据的地理区域，衡量通信服务质量的等级指标数据；
22、信号干扰因素包括，气象条件，车辆数量，干扰信号的电磁波环境，阻挡信号的障碍物。
23、作为本专利技术所述面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法的一种优选方案，其中：所述根据频段选择和信号干扰因素情况，计算最小功率调节阈值，完成自适应功率调节，具体步骤为，
24、基于频段选择结果值和信号干扰因素状况，计算所需最小功率调节阈值，表达式为：
25、
26、其中，pr为调节后的功率值，e为信号干扰因素的量化值，υ为功率调节的最小阈值。
27、作为本专利技术所述面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法的一种优选方案，其中：所述完成自适应功率调节后，进行多层优化，具体步骤为，
28、对于物理层的优化，根据频段选择结果调整工作效率，基于计算出的最小功率调节阈值调整发射功率，选择qan调制法适应当前信道条件，使用fec高效前向纠错码提高数据传输可靠性；
29、对于数据链路层的优化，优化mac层帧结构提高帧的有效载荷比例，使用crc循环冗余校验机制检测和纠正传输数据错误，实施流量控制机制，优化csma/ca介质访问控制协议；
30、对于网络层的优化，基于网络拓扑和使用流量的情况选择最优路径进行数据传输，通过拥塞控制法避免网络拥塞，利用负载均衡方法分散网络流量，根据网络状况变化动态更新路由表；
31、对于传输层的优化，优化tcp/udp连接管理，使用tcp里的reno拥塞控制算法提高数据稳定性，优化数据分段大小减少重传次数；
32、对于应用层的优化，根据用户的需求提供实时交通信息变化服务，车辆状态监控服务，安全辅助驾驶服务，智能停车服务，车队管理服务，娱乐服务，对传输的数据进行优先级划分，对传输来的数据进行压缩，使用数据加密和身份验证机制保护隐私。
33、作为本专利技术所述面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法的一种优选方案，其中：所述完成多层通信优化后，执行实时通信，实现车辆和路侧通信单元rsu双向通信，具体步骤为，
34、根据多层通信优化结果，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述多种传感器包括气象传感器，路面状态传感器，车辆密度检测器。
3.如权利要求2所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述将收集到的数据上传至中央处理单元，进行数据融合和预处理，具体步骤为，
4.如权利要求3所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述基于融合和预处理后的数据，利用频谱感知检测周围的频段，根据当前的通信数据传输需求和信号干扰因素选择最优的通信频段，具体步骤为，
5.如权利要求4所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述通信数据传输需求包括，数据传输的效率，数据发送到接收之间的时间间隔，数据传输的成功率和完整性，路侧通信单元RSU有效传输数据的地理区域，衡量通信服务质量的等级指标数据；
6.如权利要求5所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述根据频段选择和信号干扰因
7.如权利要求6所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述完成自适应功率调节后，进行多层优化，具体步骤为，
8.如权利要求7所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述完成多层通信优化后，执行实时通信，实现车辆和路侧通信单元RSU双向通信，具体步骤为，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～8任一所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～8任一所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述多种传感器包括气象传感器，路面状态传感器，车辆密度检测器。
3.如权利要求2所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述将收集到的数据上传至中央处理单元，进行数据融合和预处理，具体步骤为，
4.如权利要求3所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述基于融合和预处理后的数据，利用频谱感知检测周围的频段，根据当前的通信数据传输需求和信号干扰因素选择最优的通信频段，具体步骤为，
5.如权利要求4所述的面向车联网的路侧通信单元自适应功率调节方法，其特征在于：所述通信数据传输需求包括，数据传输的效率，数据发送到接收之间的时间间隔，数据传输的成功率和完整性，路侧通信单元rsu有效传输数据的地理区域，衡量通信服务质量的等级指标数据；
<...【专利技术属性】
技术研发人员：宋锦刚，
申请(专利权)人：江苏财经职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。