一种车联网中支持多跳WLAN的用户接入终端选择装置及方法

摘要

本发明涉及智能交通领域车联网接入选择技术，公开一种支持多跳WLAN的用户接入终端选择装置及方法。收集周围可用AP及RS的状态信息，信息分析处理模块，对业务需求以及各类信息进行分析处理，对新用户的业务特性、候选AP及RS的状态信息进行综合评估，实现接入模式以及最佳AP/RS的选择，对已接入网络用户当前的各候选AP的综合性能进行评估，实现切换控制。本发明支持在车联网混合通信场景下移动用户接入模式以及最佳AP/RS的选择，并通过接入选择以及切换控制实现各AP间的负载均衡，提高网络的综合性能及用户QoS满意度。

主权项

一种车联网中支持多跳WLAN的移动用户MN接入终端选择装置，其特征在于，包括：监测模块：监测MN所关联接入点AP周期性广播的Beacon消息，监测用户所关联中继节点RS周期性广播的RelayAdv消息，并传送至信息收集模块；信息收集模块：根据Beacon消息进行AP信息的收集，根据RelayAdv消息进行RS信息的收集，获知各RS总带宽可用带宽所在位置、移动速度v，用户接收信息强度RSS_AP，中继关联AP的可用带宽总带宽为信息分析处理模块提供预处理信息，为接入选择模块接入模式及最佳RS选择提供RS的参量信息；业务感知模块：感知用户业务QoS需求，包括误包率PER_req、带宽需求B_req，连接时延D_req，并输入信息分析处理模块，为候选AP及RS的选择提供参量信息；信息分析处理模块：根据用户邻近AP的状态信息判断该AP是否满足用户业务需求，若满足PER^AP≤PER_req，则该AP为候选AP；根据用户邻近RS及其所关联AP的状态信息，确定两跳链路可用带宽$B_{link}=min(B_{ava}^{RS},B_{ava}^{AP}),$连接延时$D_{link}=max(D_{ava}^{RS},D_{ava}^{AP}),$误包率PER_link＝max(PER^RS,PER^AP)，判断该链路是否满足用户业务特性，若B_link≥B_req，D_link≤D_req，PER_link≤PER_req，则该RS为候选RS，其中，分别表示RS、AP的连接延时，PER^RS,PER^AP分别表示RS、AP的丢包率；接入选择模块：根据信息分析处理模块的信息，对用户的业务特性、候选AP及RS的状态信息进行评估，选择接入模式及最佳AP/RS，如候选AP集中AP数目为M^AP，若M^AP>1，根据Q^AP_m＝α₁RSS_m+α₂(1‑L_m)，评估各候选AP性能，选择最大Q^AP_m对应的AP作为目标接入AP，其中，L_m为第m个AP的负载值，RSS_m为用户接收到来自第m个AP的RSS，α₁、α₂为标识RSS及负载状况在AP性能评估中的权重，若M^AP＝1，且该AP负载低于门限值，则接入该AP，若M^AP＝0，则判断候选RS集中是否存在满足业务需求的RS，记候选RS集中RS数目为N^RS，若N^RS>1，则根据各RS的位置、运动速度及其关联AP的负载状况，选择接入RS，调用${Q^{RS}}_n={\beta }_1\frac{\Delta d}{R_r}+{\beta }_2\frac{\Delta v}{2v_{max}}+{\beta }_3\frac{{\mathrm{PER}}_n^{link}}{{\mathrm{PER}}_{\max }}+{\beta }_4{L}_n^{link},$评估各候选RS性能，选择最小Q^RS_n对应的RS作为目标接入RS，其中，用户与第n个RS之间链路PER为第n个RS与其关联AP之间链路PER为则用户经第n个RS与AP相连的链路PER为：第n个RS及其关联AP的链路负载值分别为及用户经第n个RS与AP相连的链路负载值为△d、△v分别为发起接入用户与RS间的距离与相对速度，R_r为传输范围，PER_max为最大可容忍误包率，v_max为车辆最大速度，β₁，β₂，β₃，β₄为标识RS与用户间的距离、速度、误包率及负载状况的权重，若N^RS＝1，且RS的负载及该RS当前关联AP负载低于负载门限值，则接入该RS，若N^RS＝0，则此次通信请求失败；切换控制模块：根据已接入AP的用户周期性评估候选AP集中的RSS及负载状况，若确定邻近AP的RSS及负载性能更优，则启动基于切换的负载均衡机制，执行切换至目标AP；接入模块：根据接入选择模块确定的最佳目标AP，执行AP接入，根据确定的最佳目标RS，执行基于RRTS/CRTS的RS接入；切换执行模块：根据切换控制模块确定的切换目标AP，执行AP间的切换。