一种基于虚拟移动蜂窝的智能网联车无缝通信方法技术

本发明专利技术属于车联网远距离无线通信技术领域，公开了一种基于虚拟移动蜂窝的智能网联车无缝通信方法。该方法利用蜂窝网络边缘基站的计算能力构建虚拟移动蜂窝为网联车提供无缝通信连接能力。其中：应用软件定义网络方法将全程路段覆盖的蜂窝基站构建为一个虚拟移动蜂窝，当网联车接入第一个基站时生成业务匹配的通信配置文件，该通信配置文件在虚拟移动蜂窝中依次传输至邻居基站。当网联车需要越区切换时，仅“使能”存储的邻居基站通信配置文件实现无缝通信。其优点是利用蜂窝网络基站的计算能力和通信开销换取网联车与基站间的通信开销，提高了车联网中无线频谱效率和高速运动越区切换的连通性。

A seamless communication method based on virtual mobile cell

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟移动蜂窝的智能网联车无缝通信方法
本专利技术属于车联网远距离无线通信
，尤其一种基于虚拟移动蜂窝的智能网联车无缝通信方法。
技术介绍
车联网(InternetofVehicles,IoV)是物联网在交通运输领域的典型应用，巨大的车辆保有量和潜在的车载智能业务市场使车联网智能应用成为最具爆炸力的移动业务增长点，是汽车智能化产业和蜂窝通信行业的新机遇。目前，车联网中信息通信方案主要有两种，一是基于IEEE802.11p协议族的DSRC(DedicatedShortRangeCommunications)通信方案，该通信方案的技术和产品相对成熟，但通信距离短，网络基础设施匮乏，市场渗透率低；二是基于PC5协议的C-V2X(Car-VehicletoEverything)通信方案，该通信方案借助蜂窝通信网络实现远距离移动通信接入，一定程度上克服了DSRC通信方案的不足，但其技术和产品尚不成熟。我国在蜂窝通信网络技术和市场上具有双重国际领先优势，第五代蜂窝通信(5thGeneration，5G)网络架构和技术能够对运动车辆的实时交通状态等信息进行有效传输，满足车联网智能应用对网络高连通、低时延、高可靠的通信要求，是实现物联网的潜在信息通信平台。智能网联车(IntelligentConnectedVehicle，ICV)作为连接蜂窝通信网络的车联网移动终端，能综合承载交通信息、移动互联网应用等车载智能业务。而车载通信系统是智能网联车获取和传输信息的基础，是车联网潜在智能应用普及的前提。伴随高速移动的频繁越区切换是蜂窝通信网络中车联网智能应用的难题，频繁越区切换可能导致通信数据传输中断，降低无线资源的使用效率，破坏网络的连通性。智能网联车具有GPS/北斗等定位系统、具备高性能计算和数据存储能力、具有连接5G蜂窝网络的车载无线通信系统。因此，基于5G蜂窝网络边缘基站(eNBs)实现网联车运动轨迹上无缝接入的远距离移动通信，解决高速运动带来的频繁越区切换问题，对于服务智慧城市网格化发展具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于虚拟移动蜂窝的智能网联车无缝通信方法，在5G网络eNBs构建的虚拟移动蜂窝基础上，通过计算通信方法实现eNBs与智能网联车间的配置文件切换，达到智能网联车在全程行驶路段上远距离无缝通信目的，提高无线频谱效率和链路的连通性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于虚拟移动蜂窝的智能网联车无缝通信方法，包括以下步骤：S1.将智能网联车Vi全程行驶路段上的多个边缘基站构建为虚拟移动蜂窝网络；S2.智能网联车Vi通过车载无线通信系统接入全程行驶路段入口处的边缘基站eNBx时，所述边缘基站eNBx生成匹配网络业务的通信配置文件将所述通信配置文件存储于智能网联车Vi，并将所述通信配置文件设置为使能状态；S3.将所述通信配置文件传输至沿所述智能网联车Vi行驶方向与所述入口处边缘基站eNBx相邻的边缘基站eNBy，所述边缘基站eNBy根据自身通信状态和所述智能网联车Vi业务属性生成匹配网络业务的通信配置文件然后将所述通信配置文件回传到所述入口处的边缘基站eNBx，并通过所述入口处的边缘基站eNBx的下行信道传播到智能网联车Vi中；S4.当所述智能网联车Vi进入所述边缘基站eNBy的通信覆盖区域时，将所述通信配置文件设置为使能状态，同时删除所述通信配置文件并获取下一个相邻基站eNBz生成的匹配网络业务的通信配置文件S5.重复步骤S4，直至所述智能网联车Vi进入所述全程行驶路段的出口处边缘基站的通信覆盖区域。优选的，步骤S4中，在所述智能网联车Vi进入所述边缘基站eNBy的通信覆盖区域之前，还包括：当所述智能网联车Vi从所述边缘基站eNBx通信覆盖区域逐步驶向所述边缘基站eNBy通信覆盖区域时，检测并比较所述边缘基站eNBx发送的信干噪比rix和所述边缘基站eNBy发送的信干噪比riy，若riy≥rix，则将所述通信配置文件设置为使能状态，将所述通信配置文件设置为非使能状态；其中，所述边缘基站eNBx发送的信干噪比rix的计算公式如下式所示：上式中，Pix为智能网联车Vi和边缘基站eNBx使用信道通信的发射功率；为信道的增益；为信道中智能网联车Vj和边缘基站eNBx使用信道通信的发射功率；为干扰增益；为信道干扰相关系数；为信道噪声功率；Vx为eNBx通信覆盖区域内的智能网联车的集合；所述边缘基站eNBy发送的信干噪比riy的计算公式如下式所示：上式中，Piy为智能网联车Vi和边缘基站eNBy使用信道通信的发射功率；为信道的增益；为信道中其他智能网联车Vj'和边缘基站eNBy使用信道通信的发射功率；为干扰增益；为信道干扰相关系数；为信道噪声功率；Vy为边缘基站eNBy通信覆盖区域内的智能网联车的集合。与现有技术相比，本专利技术方将智能网联车运动路段上所有通信基站eNBs构建为一个虚拟移动蜂窝，通过沿途eNBs分发基站匹配的通信配置文件实现智能网联车通信参数的预配置，而智能网联车则“使能”不同eNBs的通信配置文件改变连接的通信链路实现越区切换，提高蜂窝网络中智能网联车远距离移动通信的连通性。附图说明图1是本专利技术提供的基于虚拟移动蜂窝的智能网联车通信模型；图2是本专利技术提供的智能网联车越区配置文件切换过程示意图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。如图1、图2所示，本专利技术提供了一种基于虚拟移动蜂窝的智能网联车无缝通信方法，包括以下步骤：S1.将智能网联车Vi全程行驶路段上的多个边缘基站构建为虚拟移动蜂窝网络；智能网联车通过车载无线通信系统连接5G蜂窝网络eNBs，应用软件定义网络方法沿行驶方向将覆盖全程路段的eNBs节点集构建为一个虚拟移动蜂窝，为智能网联车在全程路段上提供跟随式的通信连接和连续的无线资源。S2.智能网联车Vi通过车载无线通信系统接入全程行驶路段入口处的边缘基站eNBx时，边缘基站eNBx生成匹配网络业务的通信配置文件将所述通信配置文件存储于智能网联车Vi，并将通信配置文件设置为使能状态；在全程行驶路段上，当智能网联车Vi通过车载无线通信系统接入交通路网入口处的边缘基站eNBx时，边缘基站eNBx生成匹配网络业务的通信配置文件该文件以表格形式存储智能网联车Vi的ID(Identification)、边缘基站eNBx的ID和业务通信参数。“使能”该通信配置文件应用于智能网联车Vi到边缘基站eNBx间的移动通信，直至智能网联车Vi离开边缘基站eNBx的通信覆盖区域。同时，边缘基站eNBx通过所述入口处的边缘基站eNBx的下行信道将通信配置文件传播到智能网联车Vi中。S3.将所述通信配置文件传输至沿所述智能网联车Vi行驶方向与所述入口处边缘基站eNBx相邻的边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟移动蜂窝的智能网联车无缝通信方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.将智能网联车V

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟移动蜂窝的智能网联车无缝通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将智能网联车Vi全程行驶路段上的多个边缘基站构建为虚拟移动蜂窝网络；
S2.智能网联车Vi通过车载无线通信系统接入所述全程行驶路段入口处的边缘基站eNBx时，所述边缘基站eNBx生成匹配网络业务的通信配置文件将所述通信配置文件存储于智能网联车Vi，并将所述通信配置文件设置为使能状态；
S3.将所述通信配置文件传输至沿所述智能网联车Vi行驶方向与所述入口处边缘基站eNBx相邻的边缘基站eNBy，所述边缘基站eNBy根据自身通信状态和所述智能网联车Vi业务属性生成匹配网络业务的通信配置文件然后将所述通信配置文件回传到所述入口处的边缘基站eNBx，并通过所述入口处的边缘基站eNBx的下行信道传播到智能网联车Vi中；
S4.当所述智能网联车Vi进入所述边缘基站eNBy的通信覆盖区域时，将所述通信配置文件设置为使能状态，同时删除所述通信配置文件并获取下一个相邻基站eNBz生成的匹配网络业务的通信配置文件
S5.重复步骤S4，直至所述智能网联车Vi进入所述全程行驶路段的出口处边缘基站的通信覆盖区域。


2.根据权利要求1所述的智能网联车无缝通信方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱恭安，张士兵，曹娟，
申请(专利权)人：南通大学，南通先进通信技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32