預(yù)測信道切換時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)測信道切換時間的方法及裝置。
【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，將車輛間的運行狀態(tài)相互告之，并W此來預(yù)測潛在的危險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，聯(lián)邦通信委員會為車間網(wǎng)絡(luò)分配了 75Mhz的頻譜資源，劃分成7個信道，其中1個為CCH，控制信道，用于交互車間的安全相關(guān) 信息，其余6個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，也同時可W 接收周邊道路信息。但在信道切換時，需要保證通信范圍內(nèi)的所有節(jié)點的切換時機(jī)是相同 的，否則會導(dǎo)致節(jié)點間信道的錯位，嚴(yán)重影響通信效率。
[0004] 相關(guān)技術(shù)中車間網(wǎng)絡(luò)中時間同步的方案主要有=類，基于發(fā)送者的時間同步機(jī) 審IJ、基于發(fā)送者、接收者的時間同步機(jī)制和基于接收者、接收者的時間同步機(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個階段，并且每個階段都 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、接收者的時間同步機(jī)制由于 存在不確定性的分組傳輸延遲，對信道切換運種要求時間同步精度高的場景并不適用。然 而，基于發(fā)送者的時間同步機(jī)制，基準(zhǔn)點一般為路邊單元，采用廣播的機(jī)制，將時間同步信 息傳遞給其它節(jié)點，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)送者的時間同步機(jī)制的經(jīng)典算法是FTSP(FloodingTime Sync虹onizationProtocol,洪泛時鐘同步協(xié)議），F(xiàn)TSP具有根節(jié)點只需要發(fā)送一個廣播消 息，發(fā)送節(jié)點通過泛洪機(jī)制就可W使它的鄰居節(jié)點達(dá)到時間同步的特點，并且該算法可W 對時鐘漂移和時鐘偏移的問題進(jìn)行線性回歸估計。然而，上述算法并不適合應(yīng)用在車間網(wǎng) 絡(luò)中，運主要是因為車間網(wǎng)絡(luò)的帶寬有限，節(jié)點快速的接入、離開的特點，如果使用泛洪機(jī) 制會帶來網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，耗盡網(wǎng)絡(luò)資源的特性，W及頻繁的計算根節(jié)點與葉子節(jié)點的維護(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，接收者如果對此信道上的服務(wù)感興趣，就會執(zhí)行該服務(wù)信道的切換。運種通用 的做法只會在流程上滿足信道切換的需求，但實際上由于接收節(jié)點的信道切換的時間不確 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，如何在時間同步的基礎(chǔ)上加入精準(zhǔn)預(yù)測信 道切換時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)明的一個目的在于提出一種預(yù)測信道切換時間的方法，該方法能夠精 準(zhǔn)預(yù)測信道切換時間，從而保證了服務(wù)端與接收端之間的信道切換時切換時機(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)明的另一個目的在于提出一種預(yù)測信道切換時間的裝置。
[0011] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出了一種預(yù)測信道切換時間的方法，包 括W下步驟：接收服務(wù)端發(fā)送的服務(wù)公告帖和N個時間公告帖，其中，所述服務(wù)公告帖中包 含邀請信息，第i個時間公告帖中包含信道切換延遲時間信息和所述服務(wù)端在第i個信道 切換周期的信道切換時間點信息，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)公告帖所消耗的時間確定，其中，1《i《N;在接收到用戶確認(rèn)所述邀請信息的確認(rèn)指令 之后，分別獲取接收端在第i個信道切換周期的信道切換時間點信息；根據(jù)所述信道切換 的周期、所述信道切換延遲時間信息、所接收到的所述服務(wù)端的信道切換時間點信息和所 獲取到的所述接收端的信道切換時間點信息預(yù)測所述接收端在第K個信道切換周期的信 道切換時間點信息，其中，K大于N。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明實施例的預(yù)測信道切換時間的方法，首先接收服務(wù)端發(fā)送的服務(wù)公告 帖和N個時間公告帖，而后在接收到用戶確認(rèn)邀請信息的確認(rèn)指令之后，分別獲取接收端 在第i個信道切換周期的信道切換時間點信息，最后根據(jù)信道切換的周期、信道切換延遲 時間信息、所接收到的服務(wù)端的信道切換時間點信息和所獲取到的接收端的信道切換時間 點信息預(yù)測接收端在第K個信道切換周期的信道切換時間點信息。因此，該方法能夠精準(zhǔn) 預(yù)測信道切換時間，從而保證了服務(wù)端與接收端之間的信道切換時切換時機(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)測信道切換時間的方法還可W具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0014] 在本發(fā)明的一個實施例中，在所述根據(jù)所述信道切換的周期、所述信道切換延遲 時間信息、所接收到的所述服務(wù)端的信道切換時間點信息和所獲取到的所述接收端的信道 切換時間點信息預(yù)測所述接收端在第K個信道切換周期的信道切換時間點信息之后，還包 括：在所述第K個信道切換周期時，控制所述接收端根據(jù)所預(yù)測的信道切換時間點信息執(zhí) 行信道切換，W實現(xiàn)所述接收端和所述服務(wù)端的信道的時間同步。
[0015] 在本發(fā)明的一個實施例中，基于信道切換時間同步算法，根據(jù)所述信道切換的周 期、所述信道切換延遲時間信息、所接收到的所述服務(wù)端的信道切換時間點信息和所獲取 到的所述接收端的信道切換時間點信息預(yù)測所述接收端在第K個信道切換周期的信道切 換時間點信息，包括：基于最小二乘算法，根據(jù)所接收到的所述服務(wù)端的信道切換時間點信 息和所獲取到的所述接收端的信道切換時間點信息計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個信道切換周期的信道切換時間點信息和所述信道切換延遲時間信息預(yù)測所 述接收端在第K個信道切換周期的信道切換時間點信息。
[0016] 在本發(fā)明的一個實施例中，通過W下公式計算所述線性斜率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個信道切換周期的信道切換時間點信息，化1為所 述接收端在第i個信道切換周期的信道切換時間點信息，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個信道切換周期的信道切換時間點信息和所述信道切換延遲時間信息預(yù)測所述接收端在 第K個信道切換周期的信道切換時間點信息的公式為： 陽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個信道切換周期的信道切換 時間點信息，Trw為所述服務(wù)端在第N個信道切換周期的信道切換時間點信息，Tgd為所述 信道切換延遲時間信息。
[0024] 在本發(fā)明的一個實施例中，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] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一方面實施例提出了一種預(yù)測信道切換時間的裝置， 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個時間公告帖，其中，所述服務(wù)公 告帖中包含邀請信息，第i個時間公告帖中包含信道切換延遲時間信息和所述服務(wù)端在第 i個信道切換周期的信道切換時間點信息，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)公告帖所消耗的時間確定，其中，1《