專利名稱：車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)通信領(lǐng)域和交通信息領(lǐng)域，尤其涉及一種在車輛高速移動(dòng) 中加速無線局域網(wǎng)(WLAN)的小區(qū)切換的技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著公路交通系統(tǒng)的高度發(fā)達(dá)，車輛在高速運(yùn)行環(huán)境下的無線通信已經(jīng)成為國(guó)內(nèi) 外研究的重要問題，車載無線通信終端和路邊地面通信基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合能有效解決高速環(huán) 境下的通信問題。而目前現(xiàn)有技術(shù)如簡(jiǎn)單的鄰居圖信息方法，由于切換時(shí)延較大，導(dǎo)致在高 速移動(dòng)中的快速切換方面存在著嚴(yán)重的切換滯后性，造成切換的不完全，對(duì)通信質(zhì)量產(chǎn)生 嚴(yán)重影響，對(duì)于實(shí)時(shí)流媒體業(yè)務(wù)，是無法忍受的。
短距離高速無線通信多采用IEEE 802. lla/b標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的無線局域網(wǎng)(WLAN)，該 標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層介質(zhì)訪問控制(MAC)規(guī)范，允許無線局域網(wǎng)及無線設(shè)備制造商建立互操 作網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)中物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)特征和調(diào)制，在該標(biāo)準(zhǔn)中 RF (射頻)傳輸標(biāo)準(zhǔn)是跳頻擴(kuò)頻(HlSS)和直接序列擴(kuò)頻(DSSS)，工作在2. 4000^2. 4835GHZ 頻段。但由于以上相關(guān)表中的WLAN標(biāo)準(zhǔn)均不是移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)，而是靜態(tài)無線接入的一些 實(shí)用做法形成的工作組合，如果終端移動(dòng)性較強(qiáng)，媒體數(shù)據(jù)流性能可能會(huì)顯著降低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種當(dāng)車輛高速運(yùn)行在道路時(shí)的移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法， 提高車載無線通信終端快速越區(qū)切換，減少切換時(shí)延，改善在高速移動(dòng)中出現(xiàn)的嚴(yán)重切換 滯后問題。
鑒于以上問題的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法，包括如下步驟車載無線通信終端從 當(dāng)前連接的無線接入點(diǎn)獲取鄰居無線接入點(diǎn)的信息并存儲(chǔ)，并根據(jù)其GPS導(dǎo)航系統(tǒng)獲取自 身地理位置信息和目的路線，根據(jù)目的路線的方向以及所述鄰居無線接入點(diǎn)信息中的地理 位置信息，計(jì)算出下一跳需連接的無線接入點(diǎn)；在小區(qū)切換前，車載無線通信終端將切換時(shí) 所需發(fā)送的信息發(fā)送到所述下一跳需連接的無線接入點(diǎn)，提前做好切換準(zhǔn)備。
所述車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法，具體包括如下步驟a、車載無線通信終端從當(dāng)前連接的無線接入點(diǎn)獲取鄰居無線接入點(diǎn)的信息并存儲(chǔ)，所 述鄰居無線接入點(diǎn)的信息中包括其自身的地理位置信息；b、車載無線通信終端根據(jù)其GPS導(dǎo)航系統(tǒng)提供的自身地理位置信息和目的路線，以及 獲取的鄰居無線接入點(diǎn)的地理位置信息，從鄰居無線接入點(diǎn)中計(jì)算選取和目的路線的方向 一致的無線接入點(diǎn)作為候選無線接入點(diǎn)；C、車載無線通信終端從候選無線接入點(diǎn)中計(jì)算選取與所述目的路線距離最短的無線 接入點(diǎn)，作為下一跳需連接的無線接入點(diǎn)；d、車載無線通信終端在小區(qū)切換前，將切換時(shí)所需發(fā)送的信息發(fā)送到所述下一跳需連接的無線接入點(diǎn)，做好切換準(zhǔn)備；
e、車載無線通信終端在需要進(jìn)行小區(qū)切換時(shí)，直接發(fā)送切換請(qǐng)求到所述下一跳需連接 的無線接入點(diǎn)，完成切換。所述方法進(jìn)一步包括，所述選取的下一跳需連接的無線接入點(diǎn)為2個(gè)，并按照與 所述目的路線的距離情況排序，以供車載無線通信終端在切換時(shí)優(yōu)選連接距離最短的無線 接入點(diǎn)。所述方法進(jìn)一步包括，所述切換時(shí)所需發(fā)送的信息包括切換過程中認(rèn)證階段所需 要的安全認(rèn)證密鑰，根據(jù)所述安全認(rèn)證密鑰，所述下一跳需連接的無線接入點(diǎn)提前對(duì)所述 車載無線通信終端進(jìn)行身份認(rèn)證。所述方法進(jìn)一步包括，所述車載無線通信終端定期檢測(cè)是否需要觸發(fā)小區(qū)切換， 如果是，則與下一跳需連接的無線接入點(diǎn)建立連接，并通過當(dāng)前新連接的無線接入點(diǎn)重新 獲取第一跳需連接的無線接入點(diǎn)；如果否，還要判斷車輛行駛的速率以確定是否需要獲取 第二跳及以后幾跳需連接的無線接入點(diǎn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的，還提供一種高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的系統(tǒng)，包括道 路上分布安裝N個(gè)無線接入點(diǎn)，所述N為大于2的整數(shù)常量，且相互鄰近的所述無線接入點(diǎn) 的無線信號(hào)覆蓋區(qū)域存在交叉；道路上行使的車輛安裝車載無線通信終端，所述車載無線 通信終端端口符合WLAN標(biāo)準(zhǔn)，并且該無線通信終端具備GPS導(dǎo)航系統(tǒng)功能，其特征在于，所 述車載無線通信終端用于從當(dāng)前連接的無線接入點(diǎn)獲取鄰居無線接入點(diǎn)的信息并存儲(chǔ)，并 根據(jù)其GPS導(dǎo)航系統(tǒng)獲取自身地理位置信息和目的路線，根據(jù)目的路線的方向以及所述鄰 居無線接入點(diǎn)的信息中的地理位置信息，計(jì)算出下一跳需連接的無線接入點(diǎn)；在小區(qū)切換 前，車載無線通信終端將切換時(shí)所需發(fā)送的信息發(fā)送到所述下一跳需連接的無線接入點(diǎn)， 提前做好切換準(zhǔn)備。具體的，所述車載無線通信終端包括有第一緩存區(qū)和第二緩存區(qū)，所述第一緩存 區(qū)用于存儲(chǔ)車載無線通信終端的自身地理坐標(biāo)信息、以及所述鄰居無線接入點(diǎn)的地理坐標(biāo) 信息；所述第二緩存區(qū)用于存儲(chǔ)從鄰居無線接入點(diǎn)中選取的候選無線接入點(diǎn)的信息，所述 候選無線接入點(diǎn)中與所述目的路線距離最短的，作為下一跳需連接的無線接入點(diǎn)。具體的，所述無線接入點(diǎn)在接收到車載無線通信終端的請(qǐng)求消息時(shí)，發(fā)送其鄰居 無線接入點(diǎn)的信息給車載無線通信終端作為響應(yīng)請(qǐng)求消息。具體的，所述第二緩存區(qū)中所存儲(chǔ)的下一跳需連接的無線接入點(diǎn)為2個(gè)。具體的，所述第二緩存區(qū)中根據(jù)車輛的運(yùn)行速率存儲(chǔ)有第二跳及以后幾跳需連接 的無線接入點(diǎn)。本發(fā)明通過以上方案的實(shí)施，在車輛高速移動(dòng)環(huán)境中，使得車載無線通信終端快 速越區(qū)切換，減少切換時(shí)延，改善在高速移動(dòng)中出現(xiàn)的嚴(yán)重切換滯后問題。


圖1是本發(fā)明無線局域網(wǎng)的快速切換方法實(shí)施方式1的流程圖。圖2是本發(fā)明無線局域網(wǎng)的快速切換方法實(shí)施方式2的流程圖。圖3是本發(fā)明無線局域網(wǎng)快速切換系統(tǒng)及方法示意圖。具體實(shí)施方 式下面將結(jié)合具體附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。本發(fā)明提供一種車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法，包括如下步驟車載 無線通信終端從當(dāng)前連接的無線接入點(diǎn)獲取鄰居無線接入點(diǎn)的信息并存儲(chǔ)，并根據(jù)其GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)獲取自身地理位置信息和目的路線，根據(jù)目的路線的方向以及所述鄰居無線接入 點(diǎn)信息中的地理位置信息，計(jì)算出下一跳需連接的無線接入點(diǎn)；在小區(qū)切換前，車載無線通 信終端將切換時(shí)所需發(fā)送的信息發(fā)送到所述下一跳需連接的無線接入點(diǎn)，提前做好切換準(zhǔn) 備。圖1為本發(fā)明車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法實(shí)施方式1的流程圖，具 體包括如下步驟
步驟1、車載無線通信終端從當(dāng)前連接的無線接入點(diǎn)獲取鄰居無線接入點(diǎn)的信息并存 儲(chǔ)，所述鄰居無線接入點(diǎn)的信息中包括其自身的地理位置信息。在本步驟中，當(dāng)車輛剛進(jìn)入所述無線接入點(diǎn)(無線AP，Access Point)的信號(hào)覆蓋 區(qū)域，車載無線通信終端與該AP建立連接，并且車載無線通信終端向該連接AP發(fā)送請(qǐng)求， 請(qǐng)求該連接AP的鄰居AP信息，車載無線通信終端接收該連接AP的響應(yīng)消息，獲取該連接 AP的所有鄰居AP的信息并存儲(chǔ)，每個(gè)鄰居AP信息中含有該鄰居AP自身的地理位置信息。步驟2、車載無線通信終端根據(jù)其GPS導(dǎo)航系統(tǒng)提供的自身地理位置信息和目的 路線，以及獲取的鄰居無線接入點(diǎn)的地理位置信息，從鄰居無線接入點(diǎn)中計(jì)算選取和目的 路線的方向一致的無線接入點(diǎn)作為候選無線接入點(diǎn)。本步驟中，車載無線通信終端利用其GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，在車輛行駛過程中實(shí)時(shí)更新 存儲(chǔ)的車載無線通信終端自身的地理坐標(biāo)信息；并根據(jù)其在不同時(shí)刻的坐標(biāo)信息確定自己 的移動(dòng)方向，如所述車載無線通信終端在TO時(shí)刻獲得自己的地理坐標(biāo)信息(Χα、Ζ(ι)，Τ1 時(shí)刻獲得自己的地理坐標(biāo)信息(X1J1J1),車載無線通信終端根據(jù)兩個(gè)自己不同時(shí)刻 的位置確定自己的移動(dòng)方向向量V (X1-XojYI-YO, Z1-Ztl)；然后利用自己的初始位置坐標(biāo) (x0,Y0,Z0)，以及存儲(chǔ)的每一個(gè)鄰居AP點(diǎn)的地理坐標(biāo)信息(xn.，yn，ζη)，計(jì)算坐標(biāo)的變化向量 W(X-X0J-Y0Zn-Z0)；如果向量ν在向量w上的分量大于0，那么該鄰居AP點(diǎn)就被選擇作為 候選AP點(diǎn)。具體計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法，其特征在于，包括如下步驟車載無線通信終端從當(dāng)前連接的無線接入點(diǎn)獲取鄰居無線接入點(diǎn)的信息并存儲(chǔ)，并根 據(jù)其GPS導(dǎo)航系統(tǒng)獲取自身地理位置信息和目的路線，根據(jù)目的路線的方向以及所述鄰居 無線接入點(diǎn)信息中的地理位置信息，計(jì)算出下一跳需連接的無線接入點(diǎn)；在小區(qū)切換前，車 載無線通信終端將切換時(shí)所需發(fā)送的信息發(fā)送到所述下一跳需連接的無線接入點(diǎn)，提前做 好切換準(zhǔn)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法，其特征在于，具體 包括如下步驟a、車載無線通信終端從當(dāng)前連接的無線接入點(diǎn)獲取鄰居無線接入點(diǎn)的信息并存儲(chǔ)，所 述鄰居無線接入點(diǎn)的信息中包括其自身的地理位置信息；b、車載無線通信終端根據(jù)其GPS導(dǎo)航系提供的自身地理位置信息和目的路線，以及獲 取的鄰居無線接入點(diǎn)的地理位置信息，從鄰居無線接入點(diǎn)中計(jì)算選取和目的路線的方向一 致的無線接入點(diǎn)作為候選無線接入點(diǎn)；c、車載無線通信終端從候選無線接入點(diǎn)中計(jì)算選取與所述目的路線距離最短的無線 接入點(diǎn)，作為下一跳需連接的無線接入點(diǎn)；d、車載無線通信終端在小區(qū)切換前，將切換時(shí)所需發(fā)送的信息發(fā)送到所述下一跳需連 接的無線接入點(diǎn)，做好切換準(zhǔn)備；e、車載無線通信終端在需要進(jìn)行小區(qū)切換時(shí)，直接發(fā)送切換請(qǐng)求到所述下一跳需連接 的無線接入點(diǎn)，完成切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法，其特征在于，所 述方法進(jìn)一步包括所述選取的下一跳需連接的無線接入點(diǎn)為2個(gè)，并按照與所述目的路 線的距離情況排序，以供車載無線通信終端在切換時(shí)優(yōu)選連接距離最短的無線接入點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法，其特征在于，所 述方法進(jìn)一步包括所述切換時(shí)所需發(fā)送的信息包括切換過程中認(rèn)證階段所需要的安全認(rèn) 證密鑰，根據(jù)所述安全認(rèn)證密鑰，所述下一跳需連接的無線接入點(diǎn)提前對(duì)所述車載無線通 信終端進(jìn)行身份認(rèn)證。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法，其特征在于，所 述方法進(jìn)一步包括，所述車載無線通信終端定期檢測(cè)是否需要觸發(fā)小區(qū)切換，如果是，則與 下一跳需連接的無線接入點(diǎn)建立連接，并通過當(dāng)前新連接的無線接入點(diǎn)重新獲取第一跳需 連接的無線接入點(diǎn)；如果否，還要判斷車輛行駛的速率以確定是否需要獲取第二跳及以后 幾跳需連接的無線接入點(diǎn)。
6.車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的系統(tǒng)，包括道路上分布安裝N個(gè)無線接入點(diǎn)， 所述N為大于2的整數(shù)常量，且相互鄰近的所述無線接入點(diǎn)的無線信號(hào)覆蓋區(qū)域存在交叉； 道路上行使的車輛安裝車載無線通信終端，所述車載無線通信終端端口符合WLAN標(biāo)準(zhǔn)，并 且該無線通信終端具備GPS導(dǎo)航系統(tǒng)功能，其特征在于，所述車載無線通信終端用于從當(dāng)前連接的無線接入點(diǎn)獲取鄰居無線接入點(diǎn)的信息并 存儲(chǔ)，并根據(jù)其GPS導(dǎo)航系統(tǒng)獲取自身地理位置信息和目的路線，根據(jù)目的路線的方向以 及所述鄰居無線接入點(diǎn)的信息中的地理位置信息，計(jì)算出下一跳需連接的無線接入點(diǎn)；在 小區(qū)切換前，車載無線通信終端將切換時(shí)所需發(fā)送的信息發(fā)送到所述下一跳需連接的無線接入點(diǎn)，提前做好切換準(zhǔn)備，進(jìn)行小區(qū)切換時(shí)，直接發(fā)送切換請(qǐng)求到所述下一跳需連接的無 線接入點(diǎn)，完成切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的系統(tǒng)，其特征在于，所述 車載無線通信終端包括有第一緩存區(qū)和第二緩存區(qū)，所述第一緩存區(qū)用于存儲(chǔ)車載無線通信終端的自身地理坐標(biāo)信息、以及所述鄰居無線 接入點(diǎn)的地理坐標(biāo)信息；所述第二緩存區(qū)用于存儲(chǔ)從鄰居無線接入點(diǎn)中選取的候選無線接入點(diǎn)的信息，所述候 選無線接入點(diǎn)中與所述目的路線距離最短的，作為下一跳需連接的無線接入點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的系統(tǒng)，其特征在于，所述 無線接入點(diǎn)在接收到車載無線通信終端的請(qǐng)求消息時(shí)，發(fā)送其鄰居無線接入點(diǎn)的信息給車 載無線通信終端作為響應(yīng)請(qǐng)求消息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的系統(tǒng)，其特征在于，所 述第二緩存區(qū)中所存儲(chǔ)的下一跳需連接的無線接入點(diǎn)為2個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述車輛高速移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的系統(tǒng)，其特征在于， 所述第二緩存區(qū)中根據(jù)車輛的運(yùn)行速率存儲(chǔ)有第二跳及以后幾跳需連接的無線接入點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種當(dāng)車輛高速運(yùn)行在道路時(shí)的移動(dòng)環(huán)境中加速小區(qū)切換的方法，包括如下步驟車載無線通信終端從當(dāng)前連接的無線接入點(diǎn)獲取鄰居無線接入點(diǎn)的信息并存儲(chǔ)，并根據(jù)其GPS導(dǎo)航系統(tǒng)獲取自身地理位置信息和目的路線，根據(jù)目的路線的方向以及所述鄰居無線接入點(diǎn)的信息中的地理位置信息，計(jì)算出下一跳需連接的無線接入點(diǎn)；在小區(qū)切換前，車載無線通信終端將切換時(shí)所需發(fā)送的信息發(fā)送到所述下一跳需連接的無線接入點(diǎn)，提前做好切換準(zhǔn)備。
文檔編號(hào)H04W36/08GK102045797SQ20101058576
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者孫偉, 蔡易君 申請(qǐng)人:邁普通信技術(shù)股份有限公司