[發明專利]面向最大交付能力的車載異構網絡垂直切換方法

有效

• 申請號: 201610980691.5
• 申請日: 2016-11-08
• 公開（公告）號: CN106792432B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 趙祥模;李驍馳;徐志剛;王潤民;張立成;閔海根;孫朋朋;王振;李楠;胡錦超
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W4/40;H04W28/08;H04W36/00;H04W36/14;H04W36/22;H04L29/08
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

本發明公開了一種面向最大交付能力的車載異構網絡垂直切換方法，解決了現有技術中存在的缺乏對異構網絡實時狀態和車載終端對網絡系統影響的考慮的問題，以提高車載異構網絡系統的整體效用與工作能力；與現有車載異構網絡垂直切換算法相比，本發明能夠提高車載異構網絡中，車載自組織網絡的利用率，降低應用面端到端傳輸時延和丟包率，提高異構網絡整體通信性能。

技術領域

本發明屬于車聯網技術領域，涉及面向最大交付能力的車載異構網絡垂直切換方法，用于車聯網下車載設備選擇不同承載網絡完成通信傳輸業務。

背景技術

隨著車聯網技術的迅速發展，車聯網即將迅速的從科學研究轉向實際應用。相較于實驗室場景，真實交通場景下車輛密度更高，車聯網的信道爭用等相關技術將成為車聯網技術的瓶頸。由于時頻資源的緊張，我們無法為單一車聯網承載網絡分配大量的頻域資源，以保證車聯網能夠在高密度交通場景正常運行。為此，學術界提出了車載異構網絡的概念，即將多種適用于車輛接入的承載網絡共同組織成異構網絡，供車輛完成網絡接入，實現車聯網應用。目前，包括4G-LTE在內的蜂窩網絡、DSRC在內的車載自組織網絡以及WiMAX等先進無線通信技術都被引入到車載通信系統中。

目前關于車載異構網絡垂直切換方法的研究，主要以最低通信成本、通信時延和QoS為目的，僅針對如何提高切換效率，或針對不同數據服務進行研究，沒有面向整個車載異構網絡系統的最大承載能力。且考慮的網絡性能參數較為單一，沒有考慮車載終端和網絡他拓撲動態變化對網絡性能的動態影響，忽視了車載異構網絡工作環境的復雜性和網絡結構的特殊性，并不能全面的根據網絡狀態和環境做出切換決策，無法發揮車載異構網絡的最大性能。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于，提供一種面向最大交付能力的車載異構網絡切換方法，解決了現有技術中存在的缺乏對異構網絡實時狀態和車載終端對網絡系統影響的考慮的問題，以提高車載異構網絡系統的整體效用與工作能力。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

面向最大交付能力的車載異構網絡垂直切換方法，包括以下步驟：

步驟1，引入初始值為0的切換計數器switch_counter1；

步驟2,某一車載終端以專用短程通信為初始通信方式，發布自身運動信息；所述車載終端同時在不同網絡上接收其他車輛的運動信息，并根據接收到的運動信息得到不同網絡上的車輛數目，并分別計算不同網絡上的傳輸時延、丟包率以及時延抖動；

步驟3，利用步驟2得到的專用短程通信上的傳輸時延和丟包率，判斷專用短程通信性能是否滿足需求，若滿足需求，switch_counter1計數器減半，則執行步驟4；若不滿足需求，則切換計數器switch_counter1加1，并生成隨機數j，當j小于switch_counter1/50時，執行步驟5，否則返回步驟2；

步驟4，利用步驟2中所述的車載終端接收到的來自專用短程通信的運動信息進行實時處理，若在一個廣播周期內通過所述車載終端感知到的專用短程通信網絡上的車輛數大于影響網絡性能的閾值，執行切換判斷流程；否則，返回步驟2；

所述切換判斷流程：首先建立概率函數，車載終端切換至非專用短程通信的概率為x為閾值，其中p為概率修正參數，i＝1，以保證盡可能多的車輛保持在車載異構網絡中；生成隨機數j屬于(0,1)，當j小于切換概率時進行切換，即執行步驟5，否則返回步驟2；

步驟5，針對步驟2得到的不同網絡上的傳輸時延、丟包率以及時延抖動，進行歸一化處理，得到歸一化后的不同網絡上的傳輸時延、丟包率以及時延抖動；利用歸一化后的不同網絡上的傳輸時延、丟包率以及時延抖動采用層次分析法構造比較矩陣W；

步驟6，求比較矩陣W的最大特征值，根據最大特征值計算時延權重、丟包率權重和時延抖動權重；