2.1 引言
随着无线通信技术的迅速发展,传统的车载自组织网络正朝着车载异构网络的方向发展。由于车辆节点的高速移动性使得网络拓扑结构变化较快,导致车辆终端在异构网络环境下容易发生频繁切换,进而降低了车辆终端与网络间的通信性能,使得车辆在移动过程中的QoS严重下降。因此,如何确保车辆在异构网络下能够有效地进行垂直切换具有重要的研究意义。
针对车载异构网络环境下的垂直切换,目前已经有许多解决方法。文献[1, 2]提出一种基于接收信号强度阈值的判决方法。该方法将接收信号强度作为垂直切换执行的判决依据,根据给定的信号强度阈值与计算出的接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)大小进行比较来选择切换。但由于异构网络间的信号强度变化较大,该方法易造成车辆在异构网络间来回切换,导致“乒乓效应”的发生。在文献[1, 2]的基础上,文献[3]提出一种基于迟滞电平的切换方法,通过设置相对于信号强度阈值的迟滞电平来进行切换的判决。该方法有效地减少了切换的次数,降低了频繁切换的概率,但它未考虑垂直切换中车载速度问题。文献[4]考虑了车载速度对垂直切换的影响,提出一种最佳分布式网络切换策略,将车辆分为慢速与高速两种模式,对于慢速模式下的车辆采用分布式策略进行垂直切换,而将高速模式下的车辆保持在蜂窝网络中。该方法能实现慢速模式下车辆的有效切换,但车辆在异构网络中的运动速度具有随机性,处于高速模式的车辆进出网络更频繁,进行切换也更频繁,该方法未具体考虑高速模式下车辆切换问题。文献[5]从速度随机性和网络性能两方面出发,提出一种基于多属性的效用函数切换方法,终端通过车辆运动趋势以及网络信号强度、带宽、终端业务性能参数构建出效用函数,确定垂直切换的最佳网络。但该方法未考虑终端节点进行切换的时间属性及网络吞吐量、阻塞率的变化,不能有效保证车辆切换到目标网络后的通信质量。因此,为解决上述问题,本章提出一种多维属性融合的车载异构网络垂直切换方法。
针对LTE/WLAN异构网络,首先从可靠性和有效性两个通信指标出发,综合考虑切换网络的信号强度、吞吐量、阻塞率、误码率等性能,选取最优的接入网络,通过二维属性融合的网络判决策略,对最优接入网络的可切换区进行判决。判决出可切换区后,引入切换的时间属性,建立基于三维属性的车载垂直切换判决模型,从而在适当的时间、准确的位置切换到目标网络。