[发明专利]一种基于VANET的OBU与RSU快速切换方法

权利要求书

1.一种基于VANET的OBU与RSU快速切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

OBU与RSU存储信息

OBU实时的测量车的位置和速度，以及车辆接收到的信号强度，并且通过当前位置和上一位置的差值来确定车辆的行驶方向；OBU存储的信息包括：信息获取的时间、OBU当前的位置即车辆位置、OBU当前的速度即当前车速、OBU接收到的信号强度、OBU的移动方向即车辆的行驶方向和下一个打算连接的目标RSU的ID，最开始时所有的字段默认值都是-1，表示尚未标记；

RSU除了存储自己的位置信息、MAC信息和覆盖半径外，还存储它周围RSU的位置信息、MAC信息以及和周围RSU形成的方向向量信息，和相应的道路信息,道路信息包括最大限速和道路号，此外RSU还存储了在覆盖范围内由OBU最佳切换位置、车辆速度以及相应的信号强度组成的数据表；

OBU在相邻RSU之间的快速切换过程

1) OBU和RSU开始通信；

2) 在通信时隙内，OBU把车辆的位置信息、车辆的速度、接收到的信号强度和车辆行驶的方向向量发送给RSU，RSU接收到信息后通过三辆不同位置车辆的车速来判断当前道路是否处于拥堵状态，判断方法如下：当三辆不同位置车辆的车速同时小于设定值时，道路发生了拥堵，否则道路正常；

3) 如果道路发生了拥堵，那么从行车方向最前面的车辆开始，RSU只与部分车通信，对于其它的车会被告知信道忙,然后RSU通过与OBU周期通信的帧实时监测不同位置三辆车的速度，判断当前道路是否仍处于拥堵状态；

4) 如果道路没有发生拥堵，RSU会对接收到的车的行驶速度进行四舍五入处理，对接收到的车辆位置数据通过FCM算法进行运算；

5) 用经过处理后的车辆速度和车辆位置数据与RSU中存储的数据表进行查找、匹配,如果信息匹配并且接收到的信号强度在切换阈值设定范围内，那么就满足切换的条件；如果接收到的信号强度小于切换阈值设定范围，并在发生掉线的阈值设定范围内，那么即使车辆位置信息和速度信息不满足要求也会触发切换，这考虑到RSU在恶劣天气下的呼吸效应；

6) 如果满足切换条件，接下来RSU就计算RSU接收到的车辆行驶的方向向量与RSU中存储的周围路测单元的方向向量的余弦值，并比较它们之间的大小,如果余弦值大则表明两向量的夹角比较小，那么RSU就可以判断出车辆接下来是向那个RSU的方向行驶,在下一个通信时隙内RSU不仅通过返回的信息值1告知行驶的车辆它需要切换了，而且可以把它要切换到的下一个RSU的ID告诉车辆,当OBU收到RSU发来的信息后就不需要再扫描RSU点，而是直接与后面要切换到的RSU进行认证和连接，大幅度的减少了切换的延时；

7) 如果经过计算后的车辆位置信息和速度信息与RSU存储的信息表中的数据不匹配，那么就不进行后面的计算，而是直接返回0值告诉车辆不需要切换。

2.根据权利要求1所述的快速切换方法，其特征在于，步骤4）中所述运算的具体过程如下：

A、在RSU覆盖范围切换的边界处设定几个最佳的切换点作为聚类中心，然后以车辆的地理位置数据作为输入,初始化隶属度矩阵,然后计算聚类中心向量；

B、通过A中计算得到的聚类中心再重新计算隶属度；

C、重复A和B的步骤，直到目标函数收敛到一个极小值，此时计算得到的车辆的地理位置数据就作为输出；

D、把运算后输出的位置数据与最佳切换点的位置数据做比较，如果在设定的误差范围内，那么此时车辆的切换位置就按最佳切换点的位置来处理。