[发明专利]一种基于VANET的OBU与RSU快速切换方法

摘要

本发明属于移动通信技术领域，公开了一种基于VANET的OBU与RSU快速切换方法。首先，RSU通过接收OBU传来的车速判断此时的道路是否发生了拥堵；其次，如果道路没发生拥堵，RSU会对接收的OBU传来的车辆位置数据通过FCM算法进行运算，确定出最佳切换位置，并结合接收到的车速和信号强度决定是否进行切换；最后，如果满足切换条件，RSU会对接收到的车辆行驶的方向向量与自身存储的其它RSU的位置向量计算余弦值，确定出OBU向那个RSU方向行驶，完成切换；本发明充分考虑了道路的交通情况，充分利用了车辆沿固定道路行驶，方向可确定的优势，本方法可以大幅度的减少切换延时和减少信道的拥塞，提高用户的体验。

主权项

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，否者道路正常；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附近，那么就满足切换的条件；如果接收到的信号强度明显小于切换阈值，并在发生掉线的阈值附近，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，这主要考虑到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。