蜂窩-vanet異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蜂窩?VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，包括如下步驟：(1)小區(qū)邊緣車輛發(fā)起切換協(xié)助請求；(2)選擇協(xié)作節(jié)點；(3)協(xié)作節(jié)點發(fā)起信道接入請求，基站分配信道；(4)基站間進行接收數(shù)據(jù)合并，邊緣車輛接入信道。本發(fā)明提供的小區(qū)間切換方法使得處于切換過程中的車輛通過車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中其他車輛的協(xié)助與源小區(qū)和目標小區(qū)的基站通信，使得在切換過程中，車輛始終與基站保持通信，不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，并且可以保持較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
【專利說明】
蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及VANET(車輛自組織網(wǎng)絡(luò))異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的下行通信技術(shù)，具體為一種蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002 ]高速移動中的車輛在蜂窩小區(qū)進行小區(qū)間切換時，傳統(tǒng)的方式是對車輛的高速移動進行一些補償，但是補償方式在多數(shù)情況下不一定能達到理想的效果，車輛切換過程中仍然會發(fā)生丟包，數(shù)據(jù)傳輸速率下降等問題。
[0003]有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對蜂窩一VANET(車輛自組織異構(gòu)網(wǎng)絡(luò))中車輛運行到蜂窩網(wǎng)絡(luò)小區(qū)邊緣，需要進行小區(qū)間切換的場景，提供一種蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，使得在切換過程中，車輛始終與基站保持通信，不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是:
[0006]—種蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，包括如下步驟:
[0007](I)小區(qū)邊緣車輛發(fā)起切換協(xié)助請求；
[0008](2)選擇協(xié)作節(jié)點；
[0009](3)協(xié)作節(jié)點發(fā)起信道接入請求，基站分配信道；
[0010](4)基站間進行接收數(shù)據(jù)合并，邊緣車輛接入信道。
[0011]更進一步的，上述蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法中，所述小區(qū)邊緣車輛發(fā)起切換協(xié)助請求包括；
[0012]小區(qū)邊緣車輛計算從源小區(qū)接收到的平均電平與從鄰小區(qū)接收到的平均電平之差，該差值小于給定門限值，并且該差值持續(xù)減小，則所述車輛處于小區(qū)邊緣，所述車輛作為請求車輛向蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中廣播切換協(xié)助請求信令。
[0013]更進一步的，上述蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法中，所述選擇協(xié)作節(jié)點包括:
[0014]鄰小區(qū)作為切換的目標小區(qū)，目標小區(qū)中的車輛偵聽到請求車輛的協(xié)助切換請求后，對自身進行判斷，自身與請求車輛之間的數(shù)據(jù)傳輸速率大于給定門限，且
[0015]自身與所述目標小區(qū)基站之間的信道質(zhì)量大于給定門限的車輛作為協(xié)作節(jié)點。
[0016]更進一步的，上述蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法中，所述協(xié)作節(jié)點發(fā)起信道接入請求，基站分配信道包括:
[0017]作為協(xié)作節(jié)點的協(xié)作車輛經(jīng)過隨機的時延后，首先偵聽所述目標小區(qū)內(nèi)是否已有其他車輛對請求車輛進行協(xié)助，如果沒有其他車輛對請求車輛進行協(xié)助，則向目標小區(qū)基站發(fā)起信道接入請求；目標小區(qū)基站依據(jù)信道接入請求給請求車輛分配信道。
[0018]更進一步的，上述蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法中，所述協(xié)作節(jié)點發(fā)起信道接入請求，基站分配信道還包括:
[0019]如果協(xié)作車輛偵聽到所述目標小區(qū)內(nèi)已有其他車輛對請求車輛進行協(xié)助，則協(xié)作車輛放棄信道接入請求。
[0020]更進一步的，上述蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法中，所述基站間進行接收數(shù)據(jù)合并，邊緣車輛接入信道包括:
[0021]請求車輛接入分配的所述信道之前，目標小區(qū)基站接收請求車輛通過協(xié)作車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過基站間的接口將接收的數(shù)據(jù)傳送到源小區(qū)基站;源小區(qū)基站將接收到的請求車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)和目標小區(qū)發(fā)送的數(shù)據(jù)進行合并處理，之后請求車輛接入分配的信道切換到目標小區(qū)。
[0022]更進一步的，上述蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法中，所述基站間進行接收數(shù)據(jù)合并，邊緣車輛接入信道還包括:
[0023]請求車輛接入分配的信道之后，源小區(qū)接收請求車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)并將其通過基站間接口傳送到目標小區(qū)基站，目標小區(qū)基站將接收到的請求車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)和源小區(qū)發(fā)送的進行合并。
[0024]更進一步的，上述蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法中，還包括步驟:
[0025](5)結(jié)束對小區(qū)邊緣車輛的協(xié)助小區(qū)切換。
[0026]更進一步的，上述蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法中，小區(qū)邊緣車輛在連續(xù)的N個時間窗內(nèi)接收到的源小區(qū)主BCCH電平與鄰小區(qū)的主BCCH電平之差分別為CU，d2,......(In，
[0027]令Δ dn=dn_dn—i，n = 2，3，......，N;
[0028]如果cU’cb，……dN均小于設(shè)定的門限值參數(shù)SSth，并且N-1個Adn的值大于零的比例大于給定的比例門限參數(shù)RTth，則判定當前車輛處于服務(wù)小區(qū)的邊緣。
[0029]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0030]本發(fā)明提供的小區(qū)間切換方法使得處于切換過程中的車輛通過車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中其他車輛的協(xié)助與源小區(qū)和目標小區(qū)的基站通信，使得在切換過程中，車輛始終與基站保持通信，不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，并且可以保持較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是本發(fā)明一種蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法的切換流程圖；
[0032]圖2是圖1中所示步驟A處的流程圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明，以助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。
[0034]如圖1-2所示，一種蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，包括如下步驟:
[0035](I)小區(qū)邊緣車輛發(fā)起切換協(xié)助請求；
[0036](2)選擇協(xié)作節(jié)點；
[0037](3)協(xié)作節(jié)點發(fā)起信道接入請求，基站分配信道；
[0038](4)基站間進行接收數(shù)據(jù)合并，邊緣車輛接入信道；
[0039 ](5)結(jié)束對小區(qū)邊緣車輛的協(xié)助小區(qū)切換。
[0040]具體的，上述方法中，
[0041](I)小區(qū)邊緣車輛發(fā)起切換協(xié)助請求:
[0042]車輛的運行路徑被限制為必須沿著道路行駛，這使得與車輛相關(guān)的某些變量不會發(fā)生突變，使得車輛的運行具有規(guī)律性和可預(yù)測性，基于此，可以判斷車輛是否處于小區(qū)邊緣。
[0043]具體的，在車輛運行過程中，如果車輛從源小區(qū)(當前所處小區(qū))接收到的平均電平與從鄰小區(qū)接收到的平均電平之差小于給定門限值，并且該差值持續(xù)減小，則當前車輛認為自己處于小區(qū)邊緣，并向蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱車輛自組織網(wǎng)絡(luò))中廣播切換協(xié)助請求信令，該信令包括源小區(qū)和目標小區(qū)(即將切換到的鄰小區(qū))等等的信息。協(xié)助請求信令作為事件驅(qū)動類型的信息由當前該待切換的車輛(以下成為請求車輛)向車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的鄰居車輛廣播，發(fā)送和接收均按照標準802.1lp協(xié)議。
[0044]具體的，假設(shè)當前車輛自組織網(wǎng)絡(luò)為GSM網(wǎng)絡(luò)，小區(qū)邊緣車輛在連續(xù)的Ν(Ν>0)個時間窗內(nèi)接收到的服務(wù)小區(qū)(當前小區(qū))主BCCH電平與某一鄰小區(qū)的主BCCH電平之差分別為
di,d2,......dN，令 Δ dn=dn-dn-1，n = 2，3，......，N;
[0045]如果cU’cb，……dN均小于設(shè)定的門限值參數(shù)SSth，并且N-1個Adn的值大于零的比例大于給定的比例門限參數(shù)RTth，則判定，當前車輛處于服務(wù)小區(qū)的邊緣，并且正向著鄰小區(qū)基站的方向進行。當前車輛向車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的車輛發(fā)送協(xié)助切換請求。本文中出現(xiàn)的各門限參數(shù)和門限值均為系統(tǒng)設(shè)定的可調(diào)參數(shù)。
[0046](2)選擇協(xié)作節(jié)點；
[0047]目標小區(qū)中的車輛通過車輛自組織網(wǎng)絡(luò)偵聽到請求車輛的切換協(xié)助請求信令之后，判斷兩個條件:
[0048]1.)自身與請求車輛之間的數(shù)據(jù)傳輸速率是否大于給定門限；
[0049]自身與請求車輛之間的傳輸速率由該接收信息的車輛對接收到的鄰居節(jié)點(請求車輛)的信標數(shù)據(jù)進行信道估計得到，信道估計和信道值與數(shù)據(jù)傳輸速率之間的映射關(guān)系為本領(lǐng)域公知技術(shù)，此處不做多余贅述；
[0050]2.)自身與本小區(qū)(目標小區(qū))基站之間的信道質(zhì)量是否大于給定門限；
[0051]按照蜂窩網(wǎng)絡(luò)標準的要求，終端必須周期性的測量自身與所在小區(qū)基站之間的信道質(zhì)量，并且上報給基站，本發(fā)明將測得的信道質(zhì)量數(shù)據(jù)與門限值對比，門限值是可以修改的系統(tǒng)參數(shù)。
[0052]3、協(xié)作節(jié)點發(fā)起信道接入請求，基站分配信道；
[0053]滿足步驟2中的條件的車輛(即協(xié)作節(jié)點)經(jīng)過隨機的時延后，首先偵聽本小區(qū)內(nèi)是否已有其他車輛對請求車輛進行協(xié)助，如果沒有，則向基站發(fā)起信道接入請求，在接入請求信令中標明，其接入原因是協(xié)助某一特定邊緣車輛進行小區(qū)間切換，并且通過車輛自組織網(wǎng)絡(luò)廣播其已對請求車輛進行協(xié)助；如果車輛偵聽到本小區(qū)內(nèi)已有車輛對請求車輛協(xié)助，則放棄信道接入請求；目標小區(qū)基站依據(jù)接入請求給目標小區(qū)內(nèi)的協(xié)作車輛節(jié)點分配信道。
[0054](4)基站間進行接收數(shù)據(jù)合并，邊緣車輛接入信道；
[0055]請求車輛通過車輛自組織網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)給目標小區(qū)的協(xié)作車輛，協(xié)作車輛使用目標小區(qū)基站分配的蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源與目標小區(qū)基站通信;源小區(qū)和目標小區(qū)基站可以接收到邊緣的請求車輛直接發(fā)送的信息，以及協(xié)作車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0056]具體的，協(xié)作車輛接收到請求車輛的切換協(xié)助請求后，判斷自身符合步驟2中的協(xié)助切換條件且目標小區(qū)內(nèi)沒有其他車輛對該請求車輛進行協(xié)助，之后作出協(xié)助決策，向請求車輛發(fā)送協(xié)助請求ACK信息，并向目標小區(qū)基站發(fā)送信道接入請求；目標小區(qū)基站依據(jù)信道接入請求給請求車輛分配信道；
[0057]在此過程中，同時源小區(qū)基站接收到的請求車輛發(fā)送的小區(qū)切換請求后，通過基站間接口向目標小區(qū)發(fā)送切換請求，目標小區(qū)基站接收到源小區(qū)基站發(fā)送的請求后向源小區(qū)基站發(fā)送切換請求ACK，源小區(qū)基站依據(jù)ACK信息向請求車輛發(fā)送切換命令，請求車輛收到切換命令后接入目標小區(qū)基站分配的指定信道，釋放原有的網(wǎng)絡(luò)資源，切換到目標小區(qū)。
[0058]請求車輛按指定信道切換前，目標小區(qū)基站接收到的請求車輛通過協(xié)作車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)，通過基站間的接口傳送到源小區(qū)基站，源小區(qū)基站將接收到的請求車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)和目標小區(qū)發(fā)送的數(shù)據(jù)進行合并處理;之后請求車輛按照指定的信道切換到目標小區(qū)，切換完成后，源小區(qū)將接收到的請求車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)通過基站間接口傳送到目標小區(qū)基站，目標小區(qū)基站將接收到的請求車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)和源小區(qū)發(fā)送的數(shù)據(jù)進行合并。
[0059]這樣，在切換過程中，請求車輛通過車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作車輛實現(xiàn)與源小區(qū)和目標小區(qū)基站的通信，使得在切換過程中，請求車輛始終與基站保持通信，基站間數(shù)據(jù)在小區(qū)切換前后均合并一次，不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，并且可以保持較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
[0060](5)結(jié)束對小區(qū)邊緣車輛的協(xié)助小區(qū)切換。
[0061]請求車輛小區(qū)切換完成后，請求車輛與目標小區(qū)基站之間的信道質(zhì)量超過給定門限的時候，協(xié)助車輛停止為其提供協(xié)助，協(xié)助過程完成。
[0062]當車輛配置802.1Ip等車輛自組織網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的時候，車輛之間可以進行通信，利用車輛之間的通信輔助車輛在蜂窩小區(qū)中進行切換，將在很大程度上改善傳統(tǒng)切換過程中出現(xiàn)的問題。車輛的高速移動切換相對于普通的手機切換有其特殊點，由于快速移動，車輛將很快穿越兩個小區(qū)的邊緣，使得在切換過程中，發(fā)生乒乓切換的幾率較小。故對于蜂窩-車輛自組織異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明利用車輛自組織網(wǎng)絡(luò)資源空閑，令其輔助車輛進行蜂窩小區(qū)間切換是較好的選擇。
[0063]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)小區(qū)邊緣車輛發(fā)起切換協(xié)助請求； (2)選擇協(xié)作節(jié)點； (3)協(xié)作節(jié)點發(fā)起信道接入請求，基站分配信道； (4)基站間進行接收數(shù)據(jù)合并，邊緣車輛接入信道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，其特征在于:所述小區(qū)邊緣車輛發(fā)起切換協(xié)助請求包括； 小區(qū)邊緣車輛計算從源小區(qū)接收到的平均電平與從鄰小區(qū)接收到的平均電平之差，該差值小于給定門限值，并且該差值持續(xù)減小，則所述車輛處于小區(qū)邊緣，所述車輛作為請求車輛向蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中廣播切換協(xié)助請求信令。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，其特征在于:所述選擇協(xié)作節(jié)點包括: 鄰小區(qū)作為切換的目標小區(qū)，目標小區(qū)中的車輛偵聽到請求車輛的協(xié)助切換請求后，對自身進行判斷，自身與請求車輛之間的數(shù)據(jù)傳輸速率大于給定門限，且自身與所述目標小區(qū)基站之間的信道質(zhì)量大于給定門限的車輛作為協(xié)作節(jié)點。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，其特征在于:所述協(xié)作節(jié)點發(fā)起信道接入請求，基站分配信道包括: 作為協(xié)作節(jié)點的協(xié)作車輛經(jīng)過隨機的時延后，首先偵聽所述目標小區(qū)內(nèi)是否已有其他車輛對請求車輛進行協(xié)助，如果沒有其他車輛對請求車輛進行協(xié)助，則向目標小區(qū)基站發(fā)起信道接入請求；目標小區(qū)基站依據(jù)信道接入請求給請求車輛分配信道。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，其特征在于:所述協(xié)作節(jié)點發(fā)起信道接入請求，基站分配信道還包括: 如果協(xié)作車輛偵聽到所述目標小區(qū)內(nèi)已有其他車輛對請求車輛進行協(xié)助，則協(xié)作車輛放棄信道接入請求。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，其特征在于:所述基站間進行接收數(shù)據(jù)合并，邊緣車輛接入信道包括: 請求車輛接入分配的所述信道之前，目標小區(qū)基站接收請求車輛通過協(xié)作車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過基站間的接口將接收的數(shù)據(jù)傳送到源小區(qū)基站;源小區(qū)基站將接收到的請求車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)和目標小區(qū)發(fā)送的數(shù)據(jù)進行合并處理，之后請求車輛接入分配的信道切換到目標小區(qū)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，其特征在于:所述基站間進行接收數(shù)據(jù)合并，邊緣車輛接入信道還包括: 請求車輛接入分配的信道之后，源小區(qū)接收請求車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)并將其通過基站間接口傳送到目標小區(qū)基站，目標小區(qū)基站將接收到的請求車輛發(fā)送的數(shù)據(jù)和源小區(qū)發(fā)送的進行合并。8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，其特征在于:還包括步驟: (5)結(jié)束對小區(qū)邊緣車輛的協(xié)助小區(qū)切換。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蜂窩-VANET異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)間切換方法，其特征在于:小區(qū)邊緣車輛在連續(xù)的N個時間窗內(nèi)接收到的源小區(qū)主BCCH電平與鄰小區(qū)的主BCCH電平之差分別為 di’cb,......(In， 令 Δ dn = dn_dn—i，n = 2，3，......，N;如果山，(12，......dN均小于設(shè)定的門限值參數(shù)SSth，并且N-1個Adn的值大于零的比例大于給定的比例門限參數(shù)RTth，則判定當前車輛處于服務(wù)小區(qū)的邊緣。
【文檔編號】H04W36/18GK105873140SQ201610196472
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】馮振杰, 劉國英, 鄭霞
【申請人】馮振杰, 劉國英, 鄭霞