[發明專利]一種LTE-IEEE802.11p混合網絡協議切換方法

在審

• 申請號: 201910441769.X
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110149337A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 劉倩;杜偉強;譚國真
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04W4/40;H04W24/06;H04W28/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明提供一種LTE?IEEE802.11p混合網絡協議切換方法，包括以下步驟：提取車輛在當前行駛環境下的QoS指標，并更新QoS模型；根據更新后的QoS模型計算理論切換點；根據車輛速度和GPS定位精度計算圍繞理論切換點的預警區間；車輛進入理論切換點的預警區間，則開始協議切換。本發明從LTE和IEEE802.11p協議的本身出發，深入研究其QoS特點從而得到本方法，進而克服了單一協議與V2I通信要求不匹配的弊端，有效保證在QoS導向系統中，最大滿足V2I通信的需求。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體而言，尤其涉及一種LTE-IEEE802.11p混合網絡協議切換方法。

背景技術

近年來5G網絡在全球范圍內興起，為我們提供了更加便捷、安全的生活方式，尤其是構建了時間敏感型服務所需要的超低延遲通信環境。

智能交通系統(ITS)是5G技術的一個重要應用領域，它有助于改善駕駛體驗(例如車載多媒體服務)和提高駕駛安全性(例如避免碰撞)。ITS研發關鍵是如何實現車輛與車輛(V2V)或車輛與基礎設施(V2I)之間的高質通信，保證安全相關信息的有效傳輸，例如用于車道變換、制動、擁堵控制和碰撞避免的網絡消息。相比之下，V2V能夠及時地實現車輛交換狀態相關的本地信息，而V2I則受限于供應商、制造商的支持，由此存在巨大的利潤空間。V2I采用集中式的控制方式，可用于收集和分析城市交通信息，輔助交通系統的全局設計和控制。

在過去十多年中，業界眾多研究人員努力尋求合適的V2I通信框架。目前主流的V2I通信解決方案包括IEEE802.11p和LTE-V。前者是IEEE提出的用于車輛通訊的協議，衍生自802.11系列，因此，它依然具有802.11系列協議所固有的缺點，例如，隱藏終端問題，低容錯率(高車輛密度條件下的質量下降，例如每公里100輛車)。LTE-V是由中國移動服務提供商和汽車制造商提出的，旨在采用已有的通信基礎設施，盡可能少的修改現有的通信結構。相比802.11p網絡，它具有更大的覆蓋范圍，豐富的應用程序和成熟的技術，以及可以同時支持更多的用戶/車輛。然而，它在信道接入和通信期間由于頻繁的握手協議而引起的相對長的通信延遲是LTE網絡不可忽視的缺點。

綜合考慮802.11p和LTE網絡的優點，構建二者結合的混合網絡不失為一個可行的解決方案。但對于混合網絡而言，首要問題就是在特定的應用或環境條件下，車輛應該使用哪個網絡以及如何在這兩個網絡之間實現無縫切換。一些研究者基于無線輻射的路徑損耗模型開發了基于位置的切換算法，也有研究者利用發送功率或者信號強度等無線參數開發了切換算法。然而，對于V2I來說，通信時延是一個極其關鍵的因素，而這種功率導向的度量卻不能準確的判斷車輛通信中的QoS性能。針對上述問題，需要一種更加直觀的切換算法來達到最好的QoS性能。

發明內容

針對上述提到的現有通信協議切換方法不能平衡切換導向度量與車輛通信中QoS性能的技術問題，本發明提出了一種基于5G通信框架且適用于LET-IEEE802.11p混合網絡的通信協議切換方法，使系統達到最優QoS性能。

本發明的技術方案如下：

一種LTE-IEEE802.11p混合網絡協議切換方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S100、提取車輛在當前行駛環境下的QoS指標，并更新QoS模型；

步驟S200、根據更新后的QoS模型計算理論切換點；

步驟S300、根據車輛速度和GPS定位精度計算圍繞理論切換點的預警區間；

步驟S400、車輛進入理論切換點的預警區間，則開始協議切換。

進一步地，所述步驟S200中所述根據更新后的QoS模型計算理論切換點包括：

步驟S210、分別建立LTE和IEEE802.11p協議下的QoS模型；