一种弱信号环境下的车载终端通信优化方法

技术领域

本发明涉及车载通信优化的技术领域，尤其涉及一种弱信号环境下的车载终端通信优化方法。

背景技术

现有车载终端之间的通信通常采用无线通信互联的方式，例如蓝牙、Wi-Fi和移动网络等。然而，在实际的行车环境中，车辆在行驶过程中会面临着多样的干扰问题，这导致车载终端之间的通信质量受到严重影响，可能会导致通信卡顿和中断。

尤其体现在：当车辆处于弱信号环境下，通信互联过程中一旦有车辆突然急加速或者急减速时，由于车辆的运动状态突然变化，导致信号速度的突然变化，这种瞬时变化会导致车载终端之间的信号传输延迟，进而造成通信卡顿。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有车载通信方法存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：解决当车辆处于弱信号环境下，运用现有车载通信方法实现通信互联时，一旦车辆突然急加速或者急减速，由于信号速度的突然变化，会造成车辆之间通信信号传输延迟的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种弱信号环境下的车载终端通信优化方法，车载终端内部嵌设有网络信号补偿器；

所述车载终端通信优化方法具体包括如下步骤：S1：不同车载终端连入同一卫星网络中实现互联通信，通过其内配置的网络信号分析器实时获取当前通信状态下的网络信号强度α；S2：状态感应器嵌设于车载终端中，通过相应的传感器实时获取车辆当前状态的行进状态信息，生成不同车辆的行进状态曲线；S3：数据集成器嵌设于车载终端中，与所述状态感应器数据连接，实时获取不同车辆的所述行进状态曲线，比对所述行进状态曲线，获取不同确定点下的行进状态差值，并当所述行进状态差值达到预设的补偿范围时，启动所述网络信号补偿器；S4：所述网络信号补偿器与所述数据集成器数据连接，依据各自对应的所述行进状态曲线及获取的所述行进状态差值获取需要补偿的车辆及补偿信息；S5：车辆互联通信的过程中依据所述补偿信息通过嵌设的所述网络信号补偿器实时完成信号补偿。

作为本发明所述的弱信号环境下的车载终端通信优化方法的一种优选方案，其中：所述网络信号分析器实时获取当前通信状态下的网络信号强度α时，通过当前状态网络信号变动曲边的均衡值进行强度描述；

即通过以下公式进行所述网络信号强度α的获取：

其中，α为网络信号强度，t为网络信号分析器的统计分析时间，P为连续不同时段自变量网络信号强度组成的曲线，积分常数定义为0。

作为本发明所述的弱信号环境下的车载终端通信优化方法的一种优选方案，其中：实时获取的行进状态信息具体为：速度变化值及加速度变化值。

作为本发明所述的弱信号环境下的车载终端通信优化方法的一种优选方案，其中：生成不同车辆的所述行进状态曲线具体为：Q1：获取车辆在车辆加速度变化程度超过5m/s的时间点；Q2：获取各时间点的车辆速度；Q3：获取各时间点相对于时间点前点车速的变化值；Q4：建立平面坐标系生成所述行进状态曲线时，以各时间点为X轴确定点，Y轴值通过以下公式进行获取：

其中，Y为坐标系Y轴值，T为所获取的时间点的时间值，a为时间点处加速度变化值，V

作为本发明所述的弱信号环境下的车载终端通信优化方法的一种优选方案，其中：获取所述行进状态差值时，依据不同所述行进状态曲线上对应的各确定点进行比对：

作为本发明所述的弱信号环境下的车载终端通信优化方法的一种优选方案，其中：预设的补偿范围定义为（25,50）中的任意一值；

通过以下公式获取所述补偿范围：

。

作为本发明所述的弱信号环境下的车载终端通信优化方法的一种优选方案，其中：所述网络信号补偿器获取补偿车辆时，当确定点处加速度为正数时，对当前确定点所在所述行进状态曲线车辆进行信号补偿，当确定点处加速度为负数时，对当前确定点所在所述行进状态曲线车辆的另一车辆进行信号补偿。

作为本发明所述的弱信号环境下的车载终端通信优化方法的一种优选方案，其中：所述网络信号补偿器完成信号补偿时，所补偿的信号强度通过以下公式确定：

其中，α

本发明的有益效果：本发明提供一种弱信号环境下的车载终端通信优化方法，通过相应的传感器获取车辆行进状态信息，依据获取的行进状态信息获取实现无线通信车辆的行进状态曲线，通过比对不同的状态曲线获取不同确定点下的状态差值，依据预设的补偿范围确定当前确定点是否需要进行信号补偿，实现了补偿线路的智能检测及自主补偿，采用自适应信号传输功率调整策略，根据车辆行驶环境和信号质量自动调整无线通信的传输功率，从而提高通信的稳定性和可靠性，能够保持稳定的通信连接，解决了当车辆处于弱信号环境下，运用现有车载通信方法实现通信互联时，一旦车辆突然急加速或者急减速，由于信号速度的突然变化，会造成车辆之间通信信号传输延迟的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明提供的车载终端通信方法的整体方法流程图。

图2为本发明提供的生成不同车辆的行进状态曲线的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

当车辆处于弱信号环境下，通信互联过程中一旦有车辆突然急加速或者急减速时，由于车辆的运动状态突然变化，导致信号速度的突然变化，这种瞬时变化会导致车载终端之间的信号传输延迟，进而造成通信卡顿。

故此，请参阅图1，本发明提供一种弱信号环境下的车载终端通信优化方法，车载终端内部嵌设有网络信号补偿器；

车载终端通信优化方法具体包括如下步骤：

S1：不同车载终端连入同一卫星网络中实现互联通信，通过其内配置的网络信号分析器实时获取当前通信状态下的网络信号强度α；

需要提前说明的是，在本方法中，车载终端通过内置信号处理器和射频模块等设备进行通信。在车载终端启动时，信号处理器和射频模块会被初始化，以确保正常的通信功能。

初始化过程通常包括以下步骤：

加电和开机：车载终端通过接通电源和启动开关，完成加电和开机操作。

系统初始化：车载终端的通信系统进行初始化，包括加载操作系统和通信软件等。在此过程中，执行各种自检程序，确保系统正常运行。

配置参数加载：车载终端加载预先设置的通信参数，如通信频率、编码方式、协议类型等。这些参数将决定通信方式和特性。

信号处理器初始化：信号处理器是车载终端的核心组件，负责信号的解调、解码、编码和调制等操作。在初始化过程中，对信号处理器进行校准和配置，确保其能够正常工作。

射频模块初始化：射频模块负责将数字信号转换为无线电频率信号，并进行发送和接收。在初始化过程中，对射频模块进行校准和配置，确保其能够与其他车载终端正常通信。

连接建立：在完成信号处理器和射频模块的初始化后，车载终端尝试与其他车载终端建立通信连接。通过扫描可用通信频率、发送连接请求等步骤，建立稳定的通信链路。

通过以上初始化步骤，车载终端的信号处理器和射频模块得以正确配置和初始化，确保它们能够正常工作，为车载终端的通信提供可靠的基础。

进一步的，网络信号分析器实时获取当前通信状态下的网络信号强度α时，通过当前状态网络信号变动曲边的均衡值进行强度描述；

即通过以下公式进行网络信号强度α的获取：

其中，α为网络信号强度（dBm），t为网络信号分析器的统计分析时间（s），P为连续不同时段自变量网络信号强度组成的曲线，积分常数定义为0。

考虑到当前通信状态下网络信号强度α实际上是一个不断变动的值，当网络状态较为稳定时，α是处于一个恒定的范围内，但不难理解的是，α值是一个不断变动的值，此时，若是想用相对准确的表达式获取α时，考虑均衡值实际上是一个比较好的思路。故此，本方法获取（0，t）时间内由强度α所构成曲线的积分，而后求取时间的均衡值，从积分学的定义上不难理解可以获取相对准确的强度值，相较于常规意义上的直接取值，本方法所获取的强度值准确性更高。

S2：状态感应器嵌设于车载终端中，通过相应的传感器实时获取车辆当前状态的行进状态信息，生成不同车辆的行进状态曲线；

具体的，实时获取的行进状态信息具体为：速度变化值及加速度变化值。

不难理解的是，当车辆急加速或急减速时，反映其状态变化的直观值就是速度差值，反映其速度变化的本质实际上就是加速度，本方法获取两者参数能够准确反映出行进状态的变化信息。

更进一步的，请参阅图2，生成不同车辆的行进状态曲线具体为：

Q1：获取车辆在车辆加速度变化程度超过5m/s的时间点；

此处，本发明设置加速度的变化程度为5m/s为常规设置，因为当加速度的改变量超过此值时，从仿真模型数据中或者直接从实际体验中都可以明显感觉到速度变化大，网络仿真强度值会有明显的衰减，符合本方法适用的定义。

Q2：获取各时间点的车辆速度；

Q3：获取各时间点相对于时间点前点车速的变化值；

此步骤即求出时间点相比于相邻正常点的速度变化差值。

Q4：建立平面坐标系生成行进状态曲线时，以各时间点为X轴确定点，Y轴值通过以下公式进行获取：

其中，Y为坐标系Y轴值，T为所获取的时间点的时间值，a为时间点处加速度变化值（m/s

此处需要着重说明的是，以加速度乘以速度而言，反映的是物体在某一时刻的功率，实际上从模拟数值上来看，也相当于另类的网络强度变化值。

Q5：获取各确定点后以平滑曲线连接各点，生成行进状态曲线。

依照上述步骤及模型公式所计算出的行进状态曲线，其上各点反映的即为网络信号的变动参数依据。

S3：数据集成器嵌设于车载终端中，与状态感应器数据连接，实时获取不同车辆的行进状态曲线，比对行进状态曲线，获取不同确定点下的行进状态差值，并当行进状态差值达到预设的补偿范围时，启动网络信号补偿器；

更进一步的，获取行进状态差值时，依据不同行进状态曲线上对应的各确定点进行比对：

其中，Y

具体的，预设的补偿范围定义为（25,50）中的任意一值；

通过以下公式获取补偿范围：

。

需要说明的是，类比上述描述，此处设置加速度5以及速度差值均是为了符合实际。

S4：网络信号补偿器与数据集成器数据连接，依据各自对应的行进状态曲线及获取的行进状态差值获取需要补偿的车辆及补偿信息；

需要说明的是：网络信号补偿器获取补偿车辆时，当确定点处加速度为正数时，对当前确定点所在行进状态曲线车辆进行信号补偿，当确定点处加速度为负数时，对当前确定点所在行进状态曲线车辆的另一车辆进行信号补偿。

即：基于车辆的状态信息，车载终端可以根据车辆速度选择适当的信号优化策略，包括传输功率的调整。具体的策略如下：

车速较高时的信号优化策略：

当车辆速度较高时，车载终端可以选择增加信号传输功率，以提升通信距离和稳定性。高速行驶状态下，信号衰减较快，可能面临信号弱化或信号干扰的问题。通过增加传输功率，可以增强信号的传播能力，扩大通信距离，并且提供更稳定的通信连接。

车速较低时的信号优化策略：

当车辆速度较低时，车载终端可以选择减少传输功率，以节省能源。低速行驶状态下，信号传播距离较短，且可能不会面临严重的信号衰减或干扰问题。通过降低传输功率，可以减少功耗和电池消耗，延长车载终端的使用时间。

具体的，网络信号补偿器完成信号补偿时，所补偿的信号强度通过以下公式确定：

S5：车辆互联通信的过程中依据补偿信息通过嵌设的网络信号补偿器实时完成信号补偿。

为了验证本发明的技术效果，采用车辆行驶仿真模拟，获取以下部分数据以供参考，请参阅下表1（模拟数据表）：

表1：

需要说明的是，使用者采用本方法时，需要提前设置好仿真参数进行模型模拟，获取对应设置仿真参数下的模拟数据，依据实际情况结合本发明实质进行参数调整。

本发明提供一种弱信号环境下的车载终端通信优化方法，通过相应的传感器获取车辆行进状态信息，依据获取的行进状态信息获取实现无线通信车辆的行进状态曲线，通过比对不同的状态曲线获取不同确定点下的状态差值，依据预设的补偿范围确定当前确定点是否需要进行信号补偿，实现了补偿线路的智能检测及自主补偿，采用自适应信号传输功率调整策略，根据车辆行驶环境和信号质量自动调整无线通信的传输功率，从而提高通信的稳定性和可靠性，能够保持稳定的通信连接，解决了当车辆处于弱信号环境下，运用现有车载通信方法实现通信互联时，一旦车辆突然急加速或者急减速，由于信号速度的突然变化，会造成车辆之间通信信号传输延迟的问题。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。