[发明专利]一种异构无线车联网垂直切换选择方法

说明书

本发明公开一种异构无线车联网垂直切换选择方法，通过计算每辆车的垂直切换倾向值，来对各个车辆进行分组，根据分组结果以及负载均衡因子得到目标函数，通过对目标函数进行约束求最优解，得到各个车辆的垂直切换选择结果，本发明的这一方法既考虑切换后相同时间用户吞吐量的增益，同时考虑该部分吞吐量对于本次业务服务整个流程的增益情况，实现了异构无线车联网系统资源的充分利用，并且提升用户体验。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种异构无线车联网垂直切换选择技术。

背景技术

随着多种无线通信技术的广泛应用，越来越多的用户开始使用异构无线网络来提高服务体验。车联网系统已经利用现有成熟的通信技术进行数据传递，其中包括蜂窝移动通信网，无线城域网，利用路旁接入点的无线局域网以及车辆相互形成的自组织网。面对异构网络的垂直切换选择决策，传统意义上的节点通常不像车辆节点那样具有较高的移动性。在垂直切换选择决策中，算法多考虑网络信道质量，网络负载情况，用户接入网络享受数据服务的费用，用户业务类型等指标。而在车联网中，车辆速度对异构网络垂直切换选择策略同样具有举足轻重的作用。

为了使本发明及其背景技术更易于理解，在对本发明的背景技术进行描述时，首先做如下定义：

1、无线蜂窝移动通信系统：是蜂窝移动通信技术的统称，主要包括第三代移动通信系统，第四代移动通信系统等。

2、基站(BS,Base Station)：是负责用户接入无线蜂窝移动通信系统的设备，覆盖一定的地区区域，通过移动通信交换中心，与移动终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

3、无线局域网系统：是使用IEEE 802.11协议组中标准工作的无线通信系统的统称，一般通过无线访问接入点与用户进行数据交互。

4、无线访问接入点(AP，Wireless Access Point)：AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁，其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起，然后将无线网络接入以太网。

5、路旁单元(RSU，Road Side Unit)：指安装在道路两旁的基础设施，可以与车载单元进行通信，负责其覆盖区域内车辆的数据通信，是应用于车联网场景中的AP。

6、异构无线网络：异构网络是相对于同构网络的一种网络类型，该网络由不同的网络设备与系统组成。异构无线网络是指运用不同无线技术同时为用户服务的无线网络，通常可以融合无线蜂窝移动通信系统和无线局域网系统。

7、垂直切换：在异构网络中通常会涉及到不同网络之间的切换，比如用户同时处于一个BS和一个AP的服务范围内，用户一次服务过程中先与BS进行数据交互，之后又与AP进行数据交互。这种涉及在不同接入网络中不同协议层之间的切换技术就是垂直切换。垂直切换一般包括接入网络发现阶段，切换判决阶段和切换执行阶段。

8、垂直切换控制模块：异构网络中控制决策目标节点是否发生垂直切换的控制实体。

9、系统负载：通信系统承担业务数据总量，系统负载作为系统级参数通常用来衡量系统资源的使用情况。

10、负载均衡：不同通信系统承担的业务数据总量保持平衡，防止一个系统出现资源紧缺困境的同时另一个系统还剩余大量可用资源。

11、阈值：阈值策略主要适用于针对为某种特定的业务提供优先服务，设置一个阈值，当相应参数低于阈值的时候，就会触发相应的设计算法。

为了本领域的普通技术人员能够更好地理解本发明，现结合图1对现有技术中基于速度的异构无线车联网垂直切换选择方法作简单介绍。其基本流程有：移动节点在蜂窝移动网络中进行数据服务的过程中检测到进入无线局域网的覆盖范围内，此时获取自己的速度v，用该值与阈值速度V作比较。如果高于阈值，则放弃垂直切换；如果低于阈值则进一步判断目标网络的剩余带宽是否能容纳切换业务，如果不能则放弃垂直切换，如果能则发生垂直切换。