[发明专利]面向最大交付能力的车载异构网络垂直切换方法

摘要

本发明公开了一种面向最大交付能力的车载异构网络垂直切换方法，解决了现有技术中存在的缺乏对异构网络实时状态和车载终端对网络系统影响的考虑的问题，以提高车载异构网络系统的整体效用与工作能力；与现有车载异构网络垂直切换算法相比，本发明能够提高车载异构网络中，车载自组织网络的利用率，降低应用面端到端传输时延和丢包率，提高异构网络整体通信性能。

主权项

1.面向最大交付能力的车载异构网络垂直切换方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，引入初始值为0的切换计数器switch_counter1；步骤2,某一车载终端以专用短程通信为初始通信方式，发布自身运动信息；所述车载终端同时在不同网络上接收其他车辆的运动信息，并根据接收到的运动信息得到不同网络上的车辆数目，并分别计算不同网络上的传输时延、丢包率以及时延抖动；步骤3，利用步骤2得到的专用短程通信上的传输时延和丢包率，判断专用短程通信性能是否满足需求，若满足需求，switch_counter1计数器减半，执行步骤4；若不满足需求，则切换计数器switch_counter1加1，并生成随机数j，当j小于switch_counter1/50时，执行步骤5，否则返回步骤2；步骤4，利用步骤2中所述的车载终端接收到的来自专用短程通信的运动信息进行实时处理，若在一个广播周期内通过所述车载终端感知到的专用短程通信网络上的车辆数大于影响网络性能的阈值，执行切换判断流程；否则，返回步骤2；所述切换判断流程：首先建立概率函数，车载终端切换至非专用短程通信的概率为x为阈值，其中p为概率修正参数，i＝1，以保证尽可能多的车辆保持在车载异构网络中；生成随机数j属于(0,1)，当j小于切换概率时进行切换，即执行步骤5，否则返回步骤2；步骤5，针对步骤2得到的不同网络上的传输时延、丢包率以及时延抖动，进行归一化处理，得到归一化后的不同网络上的传输时延、丢包率以及时延抖动；利用归一化后的不同网络上的传输时延、丢包率以及时延抖动采用层次分析法构造比较矩阵W；步骤6，求比较矩阵W的最大特征值，根据最大特征值计算时延权重、丢包率权重和时延抖动权重；步骤7，根据时延权重、丢包率权重和时延抖动权重选择切换的目标网络；步骤8，将当前网络切换至目标网络；步骤9，引入初始值为0的切换计数器switch_counter2；步骤10，计算专用短程通信上的传输时延和丢包率，判断专用短程通信性能是否满足需求，若不满足需求且switch_counter2不为0，switch_counter2减1，进入步骤11，若switch_counter2为0则直接进入步骤11；若满足需求，则switch_counter2加1，车载终端生成随机数r，若r<(switch_counter2/50),则切换至专用短程通信，并返回步骤1，否则进入步骤11；步骤11，计算当前网络上的传输时延和丢包率，判断当前网络性能是否满足需求，若满足，则返回步骤5，否则执行步骤10；所述步骤2中的计算不同网络上的传输时延、丢包率以及时延抖动，采用的公式如下：其中，t₀为车载终端收到的信标的本地时间；t_j为第i个网络内第j辆车的信标内包含的时间戳；n_iamount为最近1s内车载终端通过信标感知到第i个网络内的车辆总数；n_i为当前0.1s周期内载终端通过信标感知到第i个网络内的车辆数；f_jtRTT为当前周期内车载终端与第i个网络内第j辆车的通信时延，f_j(t‑1)RTT为上一个beacon周期车载终端与第i个网络内第j辆车的通信时延；f_iRTT为第i个网络上的传输时延，f_iPLR为第i个网络上的丢包率，f_i(jit)为第i个网络上的时延抖动；所述步骤3中的利用步骤2得到的专用短程通信上的传输时延和丢包率，判断专用短程通信性能是否满足需求，具体方法如下：若专用短程通信上的传输时延大于车载异构网络所能接受的最大RTT时延且专用短程通信上的丢包率大于车载异构网络所能接受的最大丢包率，则专用短程通信性能不满足需求；否则，专用短程通信性能满足需求；所述步骤5中的针对步骤2得到的不同网络上的传输时延、丢包率以及时延抖动，进行归一化处理，得到归一化后的不同网络上的传输时延、丢包率以及时延抖动；采用公式如下：其中，F_RTT为车载异构网络所能接受的最大RTT时延；F_PLR为车载异构网络所能接受的最大丢包率；和分别为归一化后的不同网络上的传输时延、丢包率以及时延抖动；所述步骤7中的根据时延权重、丢包率权重和时延抖动权重选择切换的目标网络；具体包括以下步骤：计算各个网络对应的效用值：其中W₁为时延权重，W₂为丢包率权重，W₃为时延抖动权重；选取最大的效用值对应的网络，作为目标网络。