預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球汽車保有量的大幅度上升、交通安全事故頻發(fā)W及道路擁堵問題與日俱 增，因此汽車廠商、交管部口、科研院所、科技公司都在努力的探索如何提升交通順楊、降低 交通事故的方案。車間通信技術(shù)是近幾年日漸成熟的技術(shù)，它可W通過專用短距離通信協(xié) 議，將車輛間的運(yùn)行狀態(tài)相互告之，并W此來預(yù)測(cè)潛在的危險(xiǎn)W及車輛周邊的交通狀況。因 此在車聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的通信成功率是關(guān)鍵，通信成功率有和通信信道間的時(shí)間同步性有巨大的關(guān) 聯(lián)，所W在車間網(wǎng)絡(luò)中，通信信道的時(shí)間同步性是重中之重。
[0003] 目前車間網(wǎng)絡(luò)存在信道分配的問題，在美國(guó)，聯(lián)邦通信委員會(huì)為車間網(wǎng)絡(luò)分配了 75Mhz的頻譜資源，劃分成7個(gè)信道，其中1個(gè)為CCH，控制信道，用于交互車間的安全相關(guān) 信息，其余6個(gè)SCH，服務(wù)信道，用于車與基礎(chǔ)交通設(shè)置交互周邊路況信息，因此在單射頻模 塊的條件下，存在信道切換的情況。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)IEEE1609. 4規(guī)定，每50毫秒進(jìn)行一次控制信 道、服務(wù)信道的切換，用W保證安裝單射頻模塊的車輛既可W接收安全類消息，也同時(shí)可W 接收周邊道路信息。但在信道切換時(shí)，需要保證通信范圍內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)的切換時(shí)機(jī)是相同 的，否則會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)間信道的錯(cuò)位，嚴(yán)重影響通信效率。
[0004] 相關(guān)技術(shù)中車間網(wǎng)絡(luò)中時(shí)間同步的方案主要有=類，基于發(fā)送者的時(shí)間同步機(jī) 審IJ、基于發(fā)送者、接收者的時(shí)間同步機(jī)制和基于接收者、接收者的時(shí)間同步機(jī)制。由于基于 發(fā)送者、接收者的同步機(jī)制需要經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)階段和網(wǎng)絡(luò)同步2個(gè)階段，并且每個(gè)階段都 需要進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)交互，造成帶寬的資源占用；基于接收者、接收者的時(shí)間同步機(jī)制由于 存在不確定性的分組傳輸延遲，對(duì)信道切換運(yùn)種要求時(shí)間同步精度高的場(chǎng)景并不適用。然 而，基于發(fā)送者的時(shí)間同步機(jī)制，基準(zhǔn)點(diǎn)一般為路邊單元，采用廣播的機(jī)制，將時(shí)間同步信 息傳遞給其它節(jié)點(diǎn)，降低了交換信息量、節(jié)省了傳輸帶寬。 W05] 相關(guān)技術(shù)中，發(fā)送者的時(shí)間同步機(jī)制的經(jīng)典算法是FTSP(FloodingTime Sync虹onizationProtocol,洪泛時(shí)鐘同步協(xié)議），F(xiàn)TSP具有根節(jié)點(diǎn)只需要發(fā)送一個(gè)廣播消 息，發(fā)送節(jié)點(diǎn)通過泛洪機(jī)制就可W使它的鄰居節(jié)點(diǎn)達(dá)到時(shí)間同步的特點(diǎn)，并且該算法可W 對(duì)時(shí)鐘漂移和時(shí)鐘偏移的問題進(jìn)行線性回歸估計(jì)。然而，上述算法并不適合應(yīng)用在車間網(wǎng) 絡(luò)中，運(yùn)主要是因?yàn)檐囬g網(wǎng)絡(luò)的帶寬有限，節(jié)點(diǎn)快速的接入、離開的特點(diǎn)，如果使用泛洪機(jī) 制會(huì)帶來網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，耗盡網(wǎng)絡(luò)資源的特性，W及頻繁的計(jì)算根節(jié)點(diǎn)與葉子節(jié)點(diǎn)的維護(hù)表，帶 來巨大的系統(tǒng)開銷。
[0006]目前，在車間網(wǎng)絡(luò)中，信道切換的同步方法基本流程如下，服務(wù)提供者向服務(wù)接收 者發(fā)起邀請(qǐng)，接收者如果對(duì)此信道上的服務(wù)感興趣，就會(huì)執(zhí)行該服務(wù)信道的切換。運(yùn)種通用 的做法只會(huì)在流程上滿足信道切換的需求，但實(shí)際上由于接收節(jié)點(diǎn)的信道切換的時(shí)間不確 定性20至30毫秒，W及服務(wù)信道與控制信道的保持時(shí)間很短50毫秒，因此真正的可用信 道傳輸率只有50 %左右，大大的降低了通信效率。
[0007] 綜上所述，在車間網(wǎng)絡(luò)中信道切換時(shí)，如何在時(shí)間同步的基礎(chǔ)上加入精準(zhǔn)預(yù)測(cè)信 道切換時(shí)間是目前急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0009] 為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間的方法，該方法能夠精 準(zhǔn)預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間，從而保證了服務(wù)端與接收端之間的信道切換時(shí)切換時(shí)機(jī)一致，有效 的降低網(wǎng)絡(luò)的資源消耗和延遲所引起的不確定性，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ判省?br>[0010] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間的裝置。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間的方法，包 括W下步驟：接收服務(wù)端發(fā)送的服務(wù)公告帖和N個(gè)時(shí)間公告帖，其中，所述服務(wù)公告帖中包 含邀請(qǐng)信息，第i個(gè)時(shí)間公告帖中包含信道切換延遲時(shí)間信息和所述服務(wù)端在第i個(gè)信道 切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息，其中，N為正整數(shù)，且N由信道切換的周期和傳輸所述服 務(wù)公告帖所消耗的時(shí)間確定，其中，1《i《N;在接收到用戶確認(rèn)所述邀請(qǐng)信息的確認(rèn)指令 之后，分別獲取接收端在第i個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息；根據(jù)所述信道切換 的周期、所述信道切換延遲時(shí)間信息、所接收到的所述服務(wù)端的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息和所 獲取到的所述接收端的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息預(yù)測(cè)所述接收端在第K個(gè)信道切換周期的信 道切換時(shí)間點(diǎn)信息，其中，K大于N。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間的方法，首先接收服務(wù)端發(fā)送的服務(wù)公告 帖和N個(gè)時(shí)間公告帖，而后在接收到用戶確認(rèn)邀請(qǐng)信息的確認(rèn)指令之后，分別獲取接收端 在第i個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息，最后根據(jù)信道切換的周期、信道切換延遲 時(shí)間信息、所接收到的服務(wù)端的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息和所獲取到的接收端的信道切換時(shí)間 點(diǎn)信息預(yù)測(cè)接收端在第K個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息。因此，該方法能夠精準(zhǔn) 預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間，從而保證了服務(wù)端與接收端之間的信道切換時(shí)切換時(shí)機(jī)一致，有效的 降低網(wǎng)絡(luò)的資源消耗和延遲所引起的不確定性，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ判省?br>[0013] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間的方法還可W具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述根據(jù)所述信道切換的周期、所述信道切換延遲 時(shí)間信息、所接收到的所述服務(wù)端的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息和所獲取到的所述接收端的信道 切換時(shí)間點(diǎn)信息預(yù)測(cè)所述接收端在第K個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息之后，還包 括：在所述第K個(gè)信道切換周期時(shí)，控制所述接收端根據(jù)所預(yù)測(cè)的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息執(zhí) 行信道切換，W實(shí)現(xiàn)所述接收端和所述服務(wù)端的信道的時(shí)間同步。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，基于信道切換時(shí)間同步算法，根據(jù)所述信道切換的周 期、所述信道切換延遲時(shí)間信息、所接收到的所述服務(wù)端的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息和所獲取 到的所述接收端的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息預(yù)測(cè)所述接收端在第K個(gè)信道切換周期的信道切 換時(shí)間點(diǎn)信息，包括：基于最小二乘算法，根據(jù)所接收到的所述服務(wù)端的信道切換時(shí)間點(diǎn)信 息和所獲取到的所述接收端的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息計(jì)算所述接收端和所述服務(wù)端之間的 線性斜率a和截距0 ;根據(jù)所述線性斜率a、所述截距0、所述信道切換的周期、所述服 務(wù)端在第N個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息和所述信道切換延遲時(shí)間信息預(yù)測(cè)所 述接收端在第K個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過W下公式計(jì)算所述線性斜率a，
[0017] ?二(V *巧-A'*7Y7r)/(藝,:V/V -:V.啼V?)
[0018] 其中，Tsi為所述服務(wù)端在第i個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息，化1為所 述接收端在第i個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息，扔,/W為TSi的算術(shù)平 均值，抗=玄；Ii巧/W為Tri的算術(shù)平均值，
[0019] 其中，通過W下公式計(jì)算所述截距0，
[0020] 9 =于1'-品、
[0021] 其中，根據(jù)所述線性斜率a、所述截距0、所述信道切換的周期、所述服務(wù)端在第N個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息和所述信道切換延遲時(shí)間信息預(yù)測(cè)所述接收端在 第K個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息的公式為： 陽(yáng)0。] Tr(K)=曰燈S (N)+化-腳*100) + 0巧Sd
[0023] 其中，T為所述信切的周期，TrW為所述接收端在第K個(gè)信道切換周期的信道切換 時(shí)間點(diǎn)信息，Trw為所述服務(wù)端在第N個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息，Tgd為所述 信道切換延遲時(shí)間信息。
[0024] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述信道切換的周期為100ms，所述服務(wù)端與所述接收 端處于車間網(wǎng)絡(luò)中。
[0025] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出了一種預(yù)測(cè)信道切換時(shí)間的裝置， 包括：接收模塊，用于接收服務(wù)端發(fā)送的服務(wù)公告帖和N個(gè)時(shí)間公告帖，其中，所述服務(wù)公 告帖中包含邀請(qǐng)信息，第i個(gè)時(shí)間公告帖中包含信道切換延遲時(shí)間信息和所述服務(wù)端在第 i個(gè)信道切換周期的信道切換時(shí)間點(diǎn)信息，其中，N為正整數(shù)，且N由信道切換的周期和傳輸 所述服務(wù)公告帖所消耗的時(shí)間確定，其中，1《