[发明专利]一种车辆与车辆通信中簇切换方法

说明书

本发明公开了一种车辆与车辆通信的簇切换方法，针对V2V系统，引入报告门限、增加滞后门限和替换滞后门限等参数，通过计算和比较动态指标值进行簇切换，本发明的方法能保证切换的准确性，有效降低乒乓效应，降低信令开销；与传统方法相比，不需要定位，所以可以用在有遮挡的场景，比如隧道等。除了蜂窝通信的4G和5G系统，本发明的设计思想还适用于其它车联网通信系统，比如：专用短程通信（DSRC）系统等。

技术领域

本发明提出了是一种适用于车辆与车辆通信（V2V）的簇（Cluster）切换方法，可以保证切换的准确性，降低信令开销，属于车联网技术中的信号处理领域。

背景技术

随着智能交通及车联网的迅速发展，车辆与车辆之间的通信技术已成为目前第五代移动通信系统（5G）中的热点技术。但是，由于信道等通信资源有限，随着车辆的增多，彼此间干扰也快速增大，使得资源调度更为复杂。因此，为了更加充分利用有限的通信资源，对车辆进行分簇（Cluster）管理是一种十分有效的方法，即利用分簇对资源进行空分，簇与簇之间满足一定条件后便可对资源进行复用，从而提高资源的使用效率。例如，基于LTE-V2V的车联网技术将车辆划分为很多簇，同一虚线椭圆中的车辆属于同一个簇。每一个簇中只能有一辆簇首（Cluster head）车辆，但可以有多个成员车辆。只有具有相似移动性且相距较近的车辆才能被分配到同一个簇中，一旦某个非簇首车辆加入到某个簇中，它便是该簇的成员车辆。簇首车辆负责与基站（eNode B）交互获得通信资源，同时负责簇内资源的分配。基站将资源以资源块的形式分配给簇首后不再参与簇内通信。举例来说，如图1所示，簇A包含4辆车。其中一辆为簇首车辆，负责与基站通过蜂窝通信链路进行交互，其它3辆为成员车辆，相互之间通过V2V技术通信。另外，簇可以有交叠，某些成员车辆可以属于多个簇。

V2V 通信与传统的D2D（Device to Device）不同，网络中的车辆具有高速移动性，物理位置时刻发生着变化，因而车辆彼此间的相对位置也在不断变化着。当这个变化超过了一定的界限，原先属于同一簇的成员车辆可能不再适合待同一簇中，需要切换到其它簇里，导致了簇内成员的组成情况随着车辆的运动在不断变化。传统的切换方法主要是根据接收信号强度或车辆的位置。但是，车辆高速移动时，信号强度变化较大，且GPS在有遮挡的地方定位通常不准确。所以，传统的方法会导致车辆频繁切换，产生象乒乓球一样来来回回的乒乓效应，使信令开销迅速增大，在一定程度上将影响正常通信指标。本发明提出了一种新的簇切换方法，通过引入有效集、报告门限、增加滞后门限和替换滞后门限等参数可以有效降低乒乓效应，保证切换的准确性，大幅降低信令开销。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种车辆与车辆通信中簇切换方法，针对V2V系统，引入报告门限、增加滞后门限和替换滞后门限等参数，通过计算和比较动态指标值进行簇切换，可以有效降低乒乓效应，保证切换的准确性，降低信令开销。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种车辆与车辆通信中簇切换方法，包括以下步骤：

步骤1）、各簇的簇首车辆广播所属簇的信息，车辆选择导频功率最强的簇加入，假设为簇A；

步骤2）、车辆读取各簇首信息，建立有效集和候选集，并设定报告门限、增加滞后门限和替换滞后门限等参数的值；

步骤3）、候选集里簇B的信号强度逐渐增强，当簇B的导频强度达到（最好导频强度－（报告门限－增加滞后门限））并维持△T时间，而此时有效集没有满，簇B此时被加入到有效集里；

步骤4）、候选集里簇C的信号强度逐渐增加并开始超过车辆所属的簇A信号强度，在簇C的导频强度达到（最弱导频强度＋替换滞后门限）并维持△T时间，而此时有效集的数目已满（假设此时系统设置的有效集最大数目是两个），簇C（候选集中最强的信号）此时替代簇A（有效集里最弱的信号）被加入到有效集里，簇A同时被移出有效集，移入候选集；