專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域和交通信息管理領(lǐng)域，特別涉及實(shí) 現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)高速切換和移動環(huán)境下高帶寬通信的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著在公路交通系統(tǒng)的高度發(fā)達(dá)，車輛通信和高速環(huán)境下的寬帶通信 已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的重要問題，以車輛作為移動終端輔以路邊基站設(shè)施 能有效的解決高速公路環(huán)境寬帶通信問題。其中，核心問題是路邊基站設(shè) 備的快速切換和大數(shù)據(jù)量的多媒體業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。目前在高速移動性的快速 切換方面，存在嚴(yán)重的切換滯后和乒乓效應(yīng)，造成切換的不完全，尤其在 寬帶通信時(shí)，切換的時(shí)機(jī)直接影響通信的質(zhì)量，過早或太晚的切換都會造 成通信帶寬的下降，對于實(shí)時(shí)流媒體業(yè)務(wù)，是無法忍受的；短距離高速無 線通信多采用傳統(tǒng)的802.11a/b協(xié)議的無線局域網(wǎng)，其54Mbits/s的帶寬可 以滿足寬帶通信，但任何版本的WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11/16均不是移動通 信的標(biāo)準(zhǔn)，而是靜態(tài)無線介入的一些實(shí)用做法形成的工作組合，如果終端 移動性較強(qiáng)，媒體數(shù)據(jù)流性能可能會顯著降低。其次，性能的降低會影響 WLAN中的所有客戶端，不僅僅是正在移動的客戶端。為此，本發(fā)明以快 速切換保證終端移動性不對通信產(chǎn)生嚴(yán)重影響，在高速公公路邊布置大量 基站設(shè)備，通過車輛終端和路邊基站設(shè)備的單跳通信，路邊基站的快速有 向切換，實(shí)現(xiàn)高速率下的寬帶通信，滿足大業(yè)務(wù)量多媒體通信的QoS。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信的 系統(tǒng)及方法，用來實(shí)現(xiàn)高速公路環(huán)境下運(yùn)動車輛的寬帶無線通信和網(wǎng)絡(luò)的 快速平穩(wěn)切換。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信
的系統(tǒng)，其技術(shù)方案為沿高速公路的路邊分布安裝N個(gè)基站，所述N為
大于2的整數(shù)常量；所述基站為符合802.11a/b/g/p標(biāo)準(zhǔn)的WLAN的無線接 入設(shè)備，基站之間用光纖連接成局域網(wǎng)；相互鄰近的所述基站的無線信號
覆蓋區(qū)域存在交叉；
高速公路行駛的車輛安裝車載無線通信終端，該車載無線通信終端為
符合802.11a/b/g/p標(biāo)準(zhǔn)的WLAN多端口設(shè)備，并且具備GPS全球定位系統(tǒng) 功能；所述車載無線通信終端建有路由表，所述路由表用于選擇通信鏈路。
基于上述的實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信的系統(tǒng)，本發(fā)明提出了一種實(shí) 現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信方法，技術(shù)方案包括如下步驟
當(dāng)車輛剛進(jìn)入所述基站的信號覆蓋區(qū)域，車載無線通信終端監(jiān)聽到該 基站信號時(shí)，若，該基站信號強(qiáng)度大于信號連接閾值，所述信號連接閾值 為常量參數(shù)，且所述路由表沒有該基站的記錄，貝IJ，車載無線通信終端將 基站ID、基站信號強(qiáng)度以及當(dāng)前時(shí)刻作為一條記錄寫入所述路由表，所述
記錄按信號強(qiáng)度由高到低排序；
在車輛行進(jìn)中，車載無線通信終端實(shí)時(shí)監(jiān)聽所述基站信號，并更新所 述路由表中記載的該基站的信號強(qiáng)度，并根據(jù)所述信號強(qiáng)度對該基站記錄
排序；車載無線通信終端逐步接近該基站，則信號強(qiáng)度增強(qiáng)，所述路由表 中該基站記錄排序上升；車輛離該基站最近的時(shí)候，信號強(qiáng)度最強(qiáng)，該基 站記錄位于所述路由表的頂部；
所述車載無線通信終端讀取所述路由表，選擇路由表中基站ID作為建 立通信連接的路由，建立并保持與該基站的通信連接；
車輛離開該基站，則監(jiān)聽到的該基站信號強(qiáng)度變?nèi)酰?dāng)基站信號強(qiáng)度 低于第一斷開閾值時(shí)，所述車載無線通信終端斷開與該基站的物理連接，
并且在所述路由表中刪除該基站記錄；所述第一斷開閾值為常量參數(shù)。
作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述車載無線通信終端斷開與所述基站的物理
連接，并且在路由表中刪除該基站記錄時(shí)，還必須滿足該基站記錄的時(shí)間
小于當(dāng)前路由表頂部記錄的時(shí)間。
優(yōu)化地，車輛離開該基站，則監(jiān)聽到的該基站信號強(qiáng)度變?nèi)酰?dāng)基站
信號強(qiáng)度高于第一斷開閾值時(shí)，若該基站信號強(qiáng)度低于第二斷開閾值，則
所述車載無線通信終端中斷與基站的業(yè)務(wù)連接；所述第二斷開閾值為常量 參數(shù)。
進(jìn)一步地，所述車載無線通信終端中斷與所述基站的業(yè)務(wù)連接時(shí)，還 必須滿足該基站記錄的時(shí)間小于當(dāng)前路由表頂部記錄的時(shí)間。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述車載無線通信終端讀取所述路由表，選擇路由 表中基站ID作為建立通信連接的路由，建立并保持與該基站的通信連接， 包括
當(dāng)車輛移動速率低于第一速率并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要求第一帶寬閾值 時(shí)，所述車載無線通信終端讀取所述路由表頭部的若干記錄，獲取信號強(qiáng) 度值均大于第二信號強(qiáng)度的基站ID作為路由，建立并保持與該若干基站的 通信連接，同時(shí)將與所述路由表頂部記錄的基站ID作為主路由；所述第二 信號強(qiáng)度為常量參數(shù)；
當(dāng)車輛移動速率低于第一速率并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要求高于第一帶寬 閾值時(shí)，所述車載無線通信終端讀取所述路由表的所有記錄，獲取信號強(qiáng) 度值均大于第三信號強(qiáng)度的基站ID，建立并保持與該若干基站的通信連接， 同時(shí)將與所述路由表頂部記錄的基站ID作為主路由；所述第三信號強(qiáng)度為 常量參數(shù)；
當(dāng)車輛移動速率高于第一速率并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要求低于第一帶寬 閾值時(shí)，所述車載無線通信終端選擇所述路由表的基站記錄中時(shí)間最大的 那個(gè)基站ID作為路由，與之建立連接，直到，該基站信號強(qiáng)度接近于所述 基站的最大信號強(qiáng)度，然后重復(fù)上述過程；所述最大信號強(qiáng)度為常量參數(shù);
當(dāng)車輛移動速率高于第一速率并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要求高于第一帶寬 閾值時(shí)，選擇所述路由表的基站記錄中時(shí)間最大的那個(gè)基站ID作為主路由， 與之建立連接，直到，該基站信號強(qiáng)度接近于所述基站的最大信號強(qiáng)度， 然后重復(fù)上述過程；同時(shí)，所述車載無線通信終端讀取所述路由表的所有 記錄，獲取信號強(qiáng)度值均大于第四信號強(qiáng)度的基站ID作為路由，與該基站 建立通信連接；所述第四信號強(qiáng)度、最大信號強(qiáng)度為常量參數(shù)。
更進(jìn)一步優(yōu)化地，所述車載無線通信終端包括專用短程通信DSRC設(shè) 備，可進(jìn)行車輛之間的單跳、多跳短程高速通信。
這樣的方案可以保證在滿足業(yè)務(wù)通信的較短時(shí)間內(nèi)連通基站覆蓋的范 圍最大化，實(shí)現(xiàn)車輛高速狀況下的高速率通信，另外，通過主路由的確定 方法，避免了車輛高速運(yùn)動帶來的網(wǎng)絡(luò)頻繁切換以及終端高速移動性帶來 的網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲點(diǎn)和切換滯后等缺點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的高速公路車輛寬帶通信的系統(tǒng)及方法的示意圖。
圖2是本發(fā)明的多個(gè)基站信號強(qiáng)度與時(shí)間關(guān)系的原理圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明的高速公路車輛寬帶通信方法進(jìn)行詳細(xì)說明。 圖1是本發(fā)明的高速公路車輛寬帶通信的系統(tǒng)及方法的示意圖，所示 本發(fā)明的高速公路車輛寬帶通信的系統(tǒng)，車輛1、 2、 3上的車載無線通信 終端分別設(shè)置了DSRC、多端口 WLAN無線通信設(shè)備，DSRC可實(shí)現(xiàn)移動 的車輛l、 2、 3之間自組織通信單跳和多跳通信，多端口WLAN無線通信 設(shè)備同時(shí)與多個(gè)路邊基站建立無線鏈路，增加傳輸帶寬，利于實(shí)時(shí)多媒體 業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)；車載無線通信終端l、 2、 3還分別設(shè)置了GPS定位系統(tǒng)、嵌 入式處理系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)。GPS定位系統(tǒng)可實(shí)時(shí)獲得移動車輛的地理 位置；嵌入式處理系統(tǒng)可高速計(jì)算車輛運(yùn)動狀況及通信數(shù)據(jù)的處理；友好 的人機(jī)交互系統(tǒng)可方便、快捷的將計(jì)算分析信息圖形化和影音化的傳達(dá)給 車內(nèi)用戶。
圖1中所示的對象5、 6、 7、 8、 9、 10為6個(gè)具有WLAN設(shè)備的基站， 沿高速公路布置，具有較大范圍的信號重疊覆蓋區(qū)域，基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)相 同，并且等距離布置，車載無線通信終端離基站越近信號越強(qiáng)，基站信號 強(qiáng)度的變化曲線為正弦曲線。基站5-10之間用光纖ll連接有線局域網(wǎng)，可 實(shí)現(xiàn)基站之間高速轉(zhuǎn)接傳遞通信；圖1中所示區(qū)域12、 13、 14、 15、 16、 17分別表示基站5、 6、 7、 8、 9、 IO的信號覆蓋區(qū)域，18為車輛運(yùn)行方向。 其中5個(gè)鄰近的基站信號覆蓋區(qū)域存在交叉部分，即進(jìn)入高速公路車輛寬 帶系統(tǒng)的車輛終端最多可同時(shí)與5個(gè)路邊基站建立連接。
車輛1剛進(jìn)入基站5的信號覆蓋范圍12，車輛1的車載無線通信終端 檢測到基站5的信號，則在車輛1的車載無線通信終端的路由表中添加一 條包括基站5的ID、當(dāng)前的時(shí)間、信號強(qiáng)度值的記錄，由于此時(shí)基站5的 信號強(qiáng)度相對較弱，達(dá)不到業(yè)務(wù)要求的信號強(qiáng)度，所以，車輛1的車載無 線通信終端沒有與基站5建立通信連接。隨著記錄中的信號強(qiáng)度值隨車輛1 逐漸接近基站5，該記錄也在路由表中的序位逐漸上升。當(dāng)基站5的信號強(qiáng) 度大于連接閾值Pe時(shí)，^為常量參數(shù)，車輛1的車載無線通信終端與基站 5建立通信連接。車輛1繼續(xù)行進(jìn)，當(dāng)車輛1進(jìn)入基站6的信號覆蓋區(qū)域， 車載無線通信終端檢測到基站6的信號，則在車輛1的車載無線通信終端 的路由表中添加一條包括基站6的ID、當(dāng)前的時(shí)間、信號強(qiáng)度值的記錄。 記載基站6的記錄同樣根據(jù)其相對車載無線通信終端的信號強(qiáng)度在路由表 中排序。當(dāng)車輛1行進(jìn)到車輛2的位置時(shí)，車輛2的車載無線通信終端位 于基站5、 6、 7的對應(yīng)的12、 13、 14信號覆蓋區(qū)域內(nèi)。車輛2的車載無線 通信終端的路由表中記載了包括基站5、 6、 7信息的三條記錄。但是此時(shí)， 車輛2距離基站5最近，基站5的信號強(qiáng)度最強(qiáng)，該記錄會排在路由表的 頂部，此時(shí)，基站5的ID作為主路由，在通信鏈路中的優(yōu)先級最高。
當(dāng)車輛1移動至車輛3的位置時(shí)，從圖1看出，車輛3的車載無線通 信終端位于路邊基站5、 6、 7、 8、 9所對應(yīng)的12、 13、 14、 15、 16信號覆 蓋的交叉區(qū)域內(nèi)，通過車載多端口 WLAN設(shè)備，車輛3的車載無線通信終 端可以同時(shí)和基站5、 6、 7、 8、 9建立連接，帶寬大大增加，而且基站均 為WLAN設(shè)備，因此車載終端設(shè)備可采用單模設(shè)備，避免了由于網(wǎng)絡(luò)異構(gòu) 帶來的多模需求。在車輛3向3'運(yùn)行過程中，基站5的信號強(qiáng)度逐漸減弱，
結(jié)合圖2所示，當(dāng)信號強(qiáng)度值低于第二斷開閾值Pd2并且高于第一斷開閾值
Pdl的時(shí)候，并且在基站5的加入時(shí)間小于當(dāng)前車輛3的車載無線通信終端 路由表頂部記錄記載時(shí)間的條件下，車輛3的車載無線通信終端中斷與基 站5的業(yè)務(wù)連接。
當(dāng)車輛運(yùn)動到3，時(shí)，基站5的信號強(qiáng)度值低于第一斷開閾值Pcn，車載 無線通信終端中斷與基站5的物理連接，并且在基站5的加入時(shí)間小于當(dāng) 前車輛3的車載無線通信終端路由表頂部記錄記載時(shí)間的條件下，在車輛3
的車載無線通信終端的路由表中刪除基站5的記錄。在此期間一直保持車
輛終端3與基站6、 7、 8、 9的連接，則通信會一直保持連續(xù)性，不會因?yàn)?切換導(dǎo)致鏈路的斷開。然后，車輛3離開基站5的覆蓋區(qū)域，進(jìn)入到基站 10的信號覆蓋區(qū)域，然后依上述方法繼續(xù)。
圖2所示為發(fā)明的多個(gè)基站信號強(qiáng)度與時(shí)間關(guān)系的原理圖。其中，p 軸表示基站設(shè)備信號強(qiáng)度，t軸表示時(shí)間，P5、 P6、 P7、 P8、 P9、 P10為基 站5、 6、 7、 8、 9、 10的信號強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線。在立項(xiàng)情況下，車 輛以勻速行駛，則車輛運(yùn)行時(shí)間和距路邊基站的距離成線性關(guān)系，認(rèn)為信 號傳播模型為自由空間模型，接收信號的強(qiáng)度與距離的平方成反比，則信 號強(qiáng)度曲線近似正弦，如P5、 P6、 P7、 P8、 P9、 P10所示。在Tl時(shí)作P 軸的平行線，該平行線與信號強(qiáng)度曲線P5、 P6、 P7、 P8、 P9相交，產(chǎn)生5 個(gè)交點(diǎn)，其中與信號強(qiáng)度曲線P7的交點(diǎn)的P值最大。這說明車載無線通信 終端處于基站5、 6、 7、 8、 9的信號覆蓋交叉區(qū)域內(nèi)，且基站7具有最大 的信號強(qiáng)度，車載無線通信終端可以同時(shí)與基站5、 6、 7、 8、 9建立了 5 個(gè)連接。但是如果，基站5的信號強(qiáng)度低于第一斷開閾值Pd,，并且基站5 記錄的時(shí)間小于當(dāng)前路由表頂部記錄--基站7的時(shí)間，則車載無線通信終端 僅僅斷開與基站5的業(yè)務(wù)連接，為斷開與基站5的物理鏈路連接做準(zhǔn)備， 但仍然保持與基站5的物理鏈路連接。當(dāng)車輛行駛至T2時(shí)刻時(shí)，基站5的 信號已經(jīng)衰減為0，低于第二斷開閾值Pd2，則終端斷開與基站5的物理鏈 路連接，繼續(xù)維持與基站6-9的連接。同時(shí)，車輛檢測到基站IO的信號， 且基站10的信號強(qiáng)度大于連接閾值Pe，則在路由表中加入新基站10的記 錄。
從圖1、圖2可以看出，進(jìn)入高速公路車輛寬帶通信系統(tǒng)的車輛往往處 于多個(gè)基站的信號覆蓋區(qū)域內(nèi)，在車輛行進(jìn)過程中，隨著車輛接近或者離 開某基站，通信鏈路在通過不斷的連接或斷開而切換，而通信鏈路的切換 會影響通信質(zhì)量和消耗系統(tǒng)資源。因此，通信鏈路應(yīng)在滿足帶寬的基礎(chǔ)上， 盡可能減少鏈路尤其是主鏈路的切換頻次。影響鏈路切換的因素主要包括 兩個(gè)因素， 一是車輛的速率大小，二是車載無線通信終端所發(fā)生的通信業(yè) 務(wù)對鏈路帶寬的大小需要。
在本發(fā)明中，通信鏈路及其主鏈路是通過選擇車載無線通信終端路由
表的路由及其主路由而指示建立的。下面仍然以圖1中所示車輛3為例， 說明通信鏈路的切換策略。
車輛3位于路邊基站5-9所對應(yīng)的12、 13、 14、 15、 16信號覆蓋區(qū)域 內(nèi)，與基站5、 6、 7、 8、 9建立連接，車載無線通信終端路由表中包括基 站5、 6、 7、 8、 9的記錄。其中，車輛距基站7最近，以下依次為基站8、 6、 9、 5，這也是基站的信號強(qiáng)度值的次序，則在車載無線通信終端路由表 中基站的排序?yàn)榛?、 8、 6、 9、 5。
情形一，如果車輛3的移動速率低于第一速率域值并且業(yè)務(wù)對通信帶 寬要求低于第一帶寬閾值，則車載無線通信終端讀取路由表頭部的記錄包 括基站7、 8、 6，其中基站7、 8的信號強(qiáng)度值均大于第二信號強(qiáng)度域值， 車載無線通信終端就與基站7、 8建立并保持通信連接；并且基站7的信號 強(qiáng)度最大，基站7記錄位于路由表頂部，那么，選擇基站7作為主路由建 立主連接。當(dāng)路由表的再次更新后，重復(fù)上述過程。這樣，在滿足通信業(yè) 務(wù)要求的前提下，避免主路由的頻繁切換，同時(shí)節(jié)約信道資源。
情形二，如果車輛3的移動速率低于第一速率域值并且業(yè)務(wù)對通信帶 寬要求高于第一帶寬閾值，則車載無線通信終端讀取路由表的所有記錄包 括基站7、 8、 6、 9、 5的記錄，其中基站7、 8、 6的信號強(qiáng)度值均大于第 三信號強(qiáng)度值，車載無線通信終端就與基站7、 8、 6建立并保持通信連接， 另外，將位于路由表頂部記錄的基站7作為主路由建立主連接。當(dāng)路由表 的再次更新后，重復(fù)上述過程。這樣能最大化利用所有能連接的基站接入 點(diǎn)，提高通信帶寬。
情形三、如果車輛移動速率高于第一速率域值并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要 求低于第一帶寬閾值，車載無線通信終端讀取所述路由表的所有記錄包括 基站7、 8、 6、 9、 5，其中，基站9為最新加入路由表的基站，則選擇基站 9作為主路由建立通信連接，直到信號強(qiáng)度接近于基站的最大信號強(qiáng)度域 值，然后重復(fù)上述過程。這樣可以保證在較長時(shí)間內(nèi)維持連接，避免了車 輛高速運(yùn)動帶來的主路由的頻繁切換，節(jié)約信道資源。
情形四、如果車輛移動速率高于第一速率域值并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要 求高于第一帶寬閾值，車載無線通信終端讀取所述路由表的所有記錄包括
基站7、 8、 6、 9、 5，基站7、 8、 6的信號強(qiáng)度均大于第四信號強(qiáng)度域值， 則車載無線通信終端與基站7、 8、 6均建立通信連接，直到路由表的再次 更新。另外，選擇最新加入路由表的基站9作為主路由建立通信連接，直 到信號強(qiáng)度接近于基站的最大信號強(qiáng)度域值，然后重復(fù)對主路由的選擇過 程。這樣可以保證在較短時(shí)間內(nèi)通信帶寬的最大化，實(shí)現(xiàn)車輛高速狀況下 的高速率通信，避免終端高速移動性帶來的網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲點(diǎn)和切換滯后等缺 點(diǎn)。
上述情形一、情形二、情形三、情形四中，所述的第一速率域值、第 一帶寬閾值、第二信號強(qiáng)度域值、第三信號強(qiáng)度域值，第四信號強(qiáng)度域值、 最大信號強(qiáng)度域值均為常量參數(shù)。
權(quán)利要求
1、一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信的系統(tǒng)，其特征在于，沿高速公路的路邊分布安裝N個(gè)基站，所述N為大于2的整數(shù)常量；所述基站為符合802.11a/b/g/p標(biāo)準(zhǔn)的WLAN的無線接入設(shè)備，基站之間用光纖連接成局域網(wǎng)；相互鄰近的所述基站的無線信號覆蓋區(qū)域存在交叉；高速公路行駛的車輛安裝車載無線通信終端，該車載無線通信終端為符合802.11a/b/g/p標(biāo)準(zhǔn)的WLAN多端口設(shè)備，并且具備GPS全球定位系統(tǒng)功能；所述車載無線通信終端建有路由表，所述路由表用于選擇通信鏈路。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信的系統(tǒng)，其特 征還在于，所述車載無線通信終端包括短程通信DSRC設(shè)備，所述短程通 信DSRC設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)車輛之間的單跳、多跳短程高速通信。
3、 一種權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信系統(tǒng)的方法，其 特征在于包括以下步驟，當(dāng)車輛剛進(jìn)入所述基站的信號覆蓋區(qū)域，車載無線通信終端監(jiān)聽到該 基站信號時(shí)，若，該基站信號強(qiáng)度大于信號連接闊值，所述信號連接閾值 為常量參數(shù)，且所述路由表沒有該基站的記錄，則，車載無線通信終端將 基站ID、基站信號強(qiáng)度以及當(dāng)前時(shí)刻作為一條記錄寫入所述路由表，所述 路由表記錄根據(jù)各條記錄的信號強(qiáng)度從高到低排序；在車輛行進(jìn)中，車載無線通信終端實(shí)時(shí)監(jiān)聽所述基站信號，并定時(shí)更 新所述路由表中記載的該基站的信號強(qiáng)度，并根據(jù)所述信號強(qiáng)度對所述路 由表中基站記錄排序；車載無線通信終端逐步接近該基站，則信號強(qiáng)度增 強(qiáng)，所述路由表中該基站記錄排序上升；車輛離該基站最近的時(shí)候，信號 強(qiáng)度最強(qiáng)，該基站記錄位于所述路由表的頂部；所述車載無線通信終端讀取所述路由表，選擇路由表中基站ID作為建 立通信連接的路由，建立并保持與該基站的通信連接；車輛離開該基站，則監(jiān)聽到的該基站信號強(qiáng)度變?nèi)酰?dāng)基站信號強(qiáng)度 低于第一斷開閾值時(shí)，所述車載無線通信終端斷開與該基站的物理連接， 并且在所述路由表中刪除該基站記錄；所述第一斷開閾值為常量參數(shù)。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信方法，其特征 還在于，所述車載無線通信終端斷開與所述基站的物理連接，并且在路由 表中刪除該基站記錄時(shí)，還必須滿足該基站記錄的時(shí)間小于當(dāng)前路由表頂 部記錄的時(shí)間。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信方法，其 特征還在于，車輛離開該基站，則監(jiān)聽到的該基站信號強(qiáng)度變?nèi)?，?dāng)基站 信號強(qiáng)度高于第一斷開閾值時(shí)，若該基站信號強(qiáng)度低于第二斷開閾值，則 所述車載無線通信終端中斷與基站的業(yè)務(wù)連接；所述第二斷開閾值為常量 參數(shù)。
6、 如權(quán)利要求5所述的一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信方法，其特征 還在于，所述車載無線通信終端中斷與所述基站的業(yè)務(wù)連接時(shí)，還必須滿 足該基站記錄的時(shí)間小于當(dāng)前路由表頂部記錄的時(shí)間。
7、 如權(quán)利要求6所述的一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信方法，其特征 還在于，所述車載無線通信終端讀取所述路由表，選擇路由表中基站ID作 為建立通信連接的路由，建立并保持與該基站的通信連接，包括當(dāng)車輛移動速率低于第一速率域值并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要求第一帶寬 閾值時(shí)，所述車載無線通信終端讀取所述路由表頭部的記錄，獲取信號強(qiáng) 度值均大于第二信號強(qiáng)度域值的基站ID作為路由，建立并保持與該若干基 站的通信連接，同時(shí)將與所述路由表頂部記錄的基站ID作為主路由建立連 接；當(dāng)路由表的再次更新后，重復(fù)上述過程；當(dāng)車輛移動速率低于第一速率域值并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要求高于第一 帶寬閾值時(shí)，所述車載無線通信終端讀取所述路由表的所有記錄，獲取信 號強(qiáng)度值均大于第三信號強(qiáng)度域值的基站ID，建立并保持與該若干基站的 通信連接，同時(shí)將與所述路由表頂部記錄的基站ID作為主路由建立連接； 當(dāng)路由表的再次更新后，重復(fù)上述過程；當(dāng)車輛移動速率高于第一速率域值并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要求低于第一 帶寬閾值時(shí)，所述車載無線通信終端選擇所述路由表的基站記錄中時(shí)間最 大的那個(gè)基站ID作為主路由建立連接，直到該基站信號強(qiáng)度接近于所述基站的最大信號強(qiáng)度閾值，然后重復(fù)上述過程；當(dāng)車輛移動速率高于第一速率閾值并且業(yè)務(wù)對通信帶寬要求高于第一 帶寬閾值時(shí)，所述車載無線通信終端讀取所述路由表的所有記錄，獲取信 號強(qiáng)度值均大于第四信號強(qiáng)度的基站ID作為路由，與該基站建立通信連接， 直到路由表的再次更新；另外，選擇所述路由表的基站記錄中時(shí)間最大的 那個(gè)基站ID作為主路由，與之建立連接，直到該基站信號強(qiáng)度接近于所述 基站的最大信號強(qiáng)度，然后重復(fù)主路由選擇過程；所述的第一速率域值、第一帶寬閾值、第二信號強(qiáng)度域值、第三信號 強(qiáng)度域值，第四信號強(qiáng)度域值、最大信號強(qiáng)度域值均為常量參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)高速切換和移動環(huán)境下高帶寬通信領(lǐng)域，所需解決的技術(shù)問題是一種實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括沿高速公路路邊分布安裝的基站和車載無線通信終端，基站與車載無線通信終端均符合WLAN無線接入的802.11a/b/g/p標(biāo)準(zhǔn)，基站之間用光纖連接成局域網(wǎng)，車載無線通信終端還具備GPS全球定位系統(tǒng)功能。車載無線通信設(shè)備可同時(shí)與多個(gè)路邊基站設(shè)備建立無線鏈路，實(shí)現(xiàn)以往傳輸速率數(shù)倍的高帶寬通信。車輛高速移動穿過不同基站覆蓋區(qū)域時(shí)，采用自適應(yīng)速率選擇和自適應(yīng)流量方法，逐步斷開無線信號趨弱的鏈路，依次或跨越式建立信號漸強(qiáng)的新鏈路，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)、極軟切換，保持通信的連續(xù)性。該方法支持車輛的高速移動性、移動設(shè)備的多媒體寬帶業(yè)務(wù)、大范圍的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，實(shí)現(xiàn)高速公路車輛寬帶通信。
文檔編號G08G1/0968GK101378343SQ20081004701
公開日2009年3月4日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者李可維, 浩 王, 王芙蓉, 旭 謝 申請人:華中科技大學(xué)