[发明专利]VANET中基于IEEE80211p的切换方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及到利用斯坦伯格博弈和二进制指数退避算法对路侧单元(Road Side Units,RSU)重叠覆盖区域的车辆进行切换的方法；在基于IEEE802.11p协议的车联网(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)中，给出了具体的移动通信切换方法，车辆能够根据当前需要切换的车辆数量、车辆行驶速度、车辆接收到的信号强度和数据包紧急度等因素，选择合适的时间片进行切换； 

背景技术

在基于IEEE802.11p协议的VANET中，一个完整的切换过程分成两个部分：MAC层切换和网络层切换；在MAC层切换中，移动节点在物理层与新的接入节点连接，并且无线连接在移动节点和新的接入点之间建立；对于完整的MAC层切换，基于不同的无线技术，不同的切换协议可能被应用；在网络层切换中，移动节点更新自己的路由表，新的路由路径被创建来维持存在的通信； 

现阶段基于IEEE802.11p协议的VANET中切换方法的研究主要存在以下方面的问题，车辆从一个RSU切换到另一个RSU的过程，都是以改善扫描、认证等过程来保证无缝切换，这些都是基于IEEE802.11a/b/g等协议思想；但IEEE802.11p取消了Wi-Fi等网络的身份认证和关联的过程，IEEE1609.3规定WSA(WAVE协议服务通告)能提前告知车辆关于RSU的信道和服务信息，即通过在扫描、认证等过程降低切换拥塞概率来保证无缝切换的方法不适合基于IEEE802.11p的VANET；例如：车辆被分成不同的集合，在每个集合中分别选择一个移动路由车辆和一个协助车辆，这两个不能为同一个车辆，协助车辆为移动路由车辆扫描并发现新的RSU，通过协助车辆采集并缓存临近的RSU信息，然后移 动路由分析协助车辆中的信息决定是否进行切换(VANET中基于NEMO降低切换延迟，Azzedine Boukerche,Zhenxia Zhang,XinFei.Reducing Handoff Latency for NEMO-based Vehicular Ad Hoc Networks.Proc.of IEEE Global Communications Conference(Globecom).Houston,TX,USA,2011.1-5.)；MIPv6忽视了吞吐量，尤其对于多媒体应用，会导致较长的切换延迟和包丢失问题；快速移动IPv6(FMIPv6)机制尽力解决MIPv6的这些问题，它是通过切换预测来解决的，但是车辆的高速移动和突然变向的特性使预测不确定；FMIPv6的提前预测机制不一定能改善切换机制(VANET中基于不可预测车辆行为分析的鲁棒切换，Hayoung Oh,Chong-kwon Kim.A Robust Handover under Analysis of Unexpected Vehicle Behaviors in Vehicular Ad-hoc Network.Proc.of Vehicular Technology Conference(VTC),Taipei,Taiwan,2010.1-7.)；利用移动IPv6(MIPv6)与预测机制相结合来实现视频的流畅(城市VANET场景中视频流的一种基于质量的无缝切换机制，Mahdi Asefi,Sandra C′espedes,Xuemin(Sherman)Shen,Jon W.Mark.A Seamless Quality-Driven Multi-Hop Data Delivery Scheme for Video Streaming in Urban VANET Scenarios.Proc.of International Conference on Communications(ICC),Kyoto,2011.1-5.)；一种跨层切换机制，利用物理层信息与MAC层信息共享来优化切换过程(VANET中跨层快速切换机制，Kuan-Lin Chiu,Ren-Hung Hwang,Yuh-Shyan Chen.A Cross Layer Fast Handover Scheme in VANET.Proc.of IEEE International Conference on Communications(ICC),Dresden,2009.1-5.)；在RSU_m和RSU_n的重叠覆盖范围中心设置一个中继站RS(Relay Station)，当车辆驶入RS的覆盖范围，且尚未驶出RSU_m的覆盖范围时，RS接收RSU_m给车辆提供的服务信息，继续为车辆服务；当车辆驶入RSU_n与RS的覆盖范围时，RS与RSU_n通信，通过RSU_n为车辆提供服务，从而提高车辆成功切换概 率(高速公路上定位和中继协助的鲁棒性切换机制，Linghui Lu,Xuming Fang,Meng Cheng,Chongzhe Yang,WantuanLuo,Cheng Di.Positioning and Relay Assisted Robust Handover Scheme for High Speed Railway.Proc.of Vehicular Technology Conference(VTC),Budapest,2011.1-5.)；