预测信道切换时间的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信技术领域，特别设及一种预测信道切换时间的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着全球汽车保有量的大幅度上升、交通安全事故频发W及道路拥堵问题与日俱 增，因此汽车厂商、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顺杨、降低 交通事故的方案。车间通信技术是近几年日渐成熟的技术，它可W通过专用短距离通信协 议，将车辆间的运行状态相互告之，并W此来预测潜在的危险W及车辆周边的交通状况。因 此在车联网内的通信成功率是关键，通信成功率有和通信信道间的时间同步性有巨大的关 联，所W在车间网络中，通信信道的时间同步性是重中之重。
[0003] 目前车间网络存在信道分配的问题，在美国，联邦通信委员会为车间网络分配了 75Mhz的频谱资源，划分成7个信道，其中1个为CCH，控制信道，用于交互车间的安全相关 信息，其余6个SCH，服务信道，用于车与基础交通设置交互周边路况信息，因此在单射频模 块的条件下，存在信道切换的情况。美国标准IEEE1609. 4规定，每50毫秒进行一次控制信 道、服务信道的切换，用W保证安装单射频模块的车辆既可W接收安全类消息，也同时可W 接收周边道路信息。但在信道切换时，需要保证通信范围内的所有节点的切换时机是相同 的，否则会导致节点间信道的错位，严重影响通信效率。
[0004] 相关技术中车间网络中时间同步的方案主要有=类，基于发送者的时间同步机 审IJ、基于发送者、接收者的时间同步机制和基于接收者、接收者的时间同步机制。由于基于 发送者、接收者的同步机制需要经历网络发现阶段和网络同步2个阶段，并且每个阶段都 需要进行双向的数据交互，造成带宽的资源占用；基于接收者、接收者的时间同步机制由于 存在不确定性的分组传输延迟，对信道切换运种要求时间同步精度高的场景并不适用。然 而，基于发送者的时间同步机制，基准点一般为路边单元，采用广播的机制，将时间同步信 息传递给其它节点，降低了交换信息量、节省了传输带宽。 W05] 相关技术中，发送者的时间同步机制的经典算法是FTSP(FloodingTime Sync虹onizationProtocol,洪泛时钟同步协议），FTSP具有根节点只需要发送一个广播消 息，发送节点通过泛洪机制就可W使它的邻居节点达到时间同步的特点，并且该算法可W 对时钟漂移和时钟偏移的问题进行线性回归估计。然而，上述算法并不适合应用在车间网 络中，运主要是因为车间网络的带宽有限，节点快速的接入、离开的特点，如果使用泛洪机 制会带来网络风暴，耗尽网络资源的特性，W及频繁的计算根节点与叶子节点的维护表，带 来巨大的系统开销。
[0006]目前，在车间网络中，信道切换的同步方法基本流程如下，服务提供者向服务接收 者发起邀请，接收者如果对此信道上的服务感兴趣，就会执行该服务信道的切换。运种通用 的做法只会在流程上满足信道切换的需求，但实际上由于接收节点的信道切换的时间不确 定性20至30毫秒，W及服务信道与控制信道的保持时间很短50毫秒，因此真正的可用信 道传输率只有50 %左右，大大的降低了通信效率。
[0007] 综上所述，在车间网络中信道切换时，如何在时间同步的基础上加入精准预测信 道切换时间是目前急需解决的问题。
【发明内容】
[0008] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0009] 为此，本发明的一个目的在于提出一种预测信道切换时间的方法，该方法能够精 准预测信道切换时间，从而保证了服务端与接收端之间的信道切换时切换时机一致，有效 的降低网络的资源消耗和延迟所引起的不确定性，提高了数据传输的通信效率。
[0010] 本发明的另一个目的在于提出一种预测信道切换时间的装置。
[0011] 为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种预测信道切换时间的方法，包 括W下步骤：接收服务端发送的服务公告帖和N个时间公告帖，其中，所述服务公告帖中包 含邀请信息，第i个时间公告帖中包含信道切换延迟时间信息和所述服务端在第i个信道 切换周期的信道切换时间点信息，其中，N为正整数，且N由信道切换的周期和传输所述服 务公告帖所消耗的时间确定，其中，1《i《N;在接收到用户确认所述邀请信息的确认指令 之后，分别获取接收端在第i个信道切换周期的信道切换时间点信息；根据所述信道切换 的周期、所述信道切换延迟时间信息、所接收到的所述服务端的信道切换时间点信息和所 获取到的所述接收端的信道切换时间点信息预测所述接收端在第K个信道切换周期的信 道切换时间点信息，其中，K大于N。
[0012] 根据本发明实施例的预测信道切换时间的方法，首先接收服务端发送的服务公告 帖和N个时间公告帖，而后在接收到用户确认邀请信息的确认指令之后，分别获取接收端 在第i个信道切换周期的信道切换时间点信息，最后根据信道切换的周期、信道切换延迟 时间信息、所接收到的服务端的信道切换时间点信息和所获取到的接收端的信道切换时间 点信息预测接收端在第K个信道切换周期的信道切换时间点信息。因此，该方法能够精准 预测信道切换时间，从而保证了服务端与接收端之间的信道切换时切换时机一致，有效的 降低网络的资源消耗和延迟所引起的不确定性，提高了数据传输的通信效率。
[0013] 另外，根据本发明上述预测信道切换时间的方法还可W具有如下附加的技术特 征：
[0014] 在本发明的一个实施例中，在所述根据所述信道切换的周期、所述信道切换延迟 时间信息、所接收到的所述服务端的信道切换时间点信息和所获取到的所述接收端的信道 切换时间点信息预测所述接收端在第K个信道切换周期的信道切换时间点信息之后，还包 括：在所述第K个信道切换周期时，控制所述接收端根据所预测的信道切换时间点信息执 行信道切换，W实现所述接收端和所述服务端的信道的时间同步。
[0015] 在本发明的一个实施例中，基于信道切换时间同步算法，根据所述信道切换的周 期、所述信道切换延迟时间信息、所接收到的所述服务端的信道切换时间点信息和所获取 到的所述接收端的信道切换时间点信息预测所述接收端在第K个信道切换周期的信道切 换时间点信息，包括：基于最小二乘算法，根据所接收到的所述服务端的信道切换时间点信 息和所获取到的所述接收端的信道切换时间点信息计算所述接收端和所述服务端之间的 线性斜率a和截距0 ;根据所述线性斜率a、所述截距0、所述信道切换的周期、所述服 务端在第N个信道切换周期的信道切换时间点信息和所述信道切换延迟时间信息预测所 述接收端在第K个信道切换周期的信道切换时间点信息。
[0016] 在本发明的一个实施例中，通过W下公式计算所述线性斜率a，
[0017] ?二(V *巧-A'*7Y7r)/(艺,:V/V -:V.啼V?)
[0018] 其中，Tsi为所述服务端在第i个信道切换周期的信道切换时间点信息，化1为所 述接收端在第i个信道切换周期的信道切换时间点信息，扔,/W为TSi的算术平 均值，抗=玄；Ii巧/W为Tri的算术平均值，
[0019] 其中，通过W下公式计算所述截距0，
[0020] 9 =于1'-品、
[0021] 其中，根据所述线性斜率a、所述截距0、所述信道切换的周期、所述服务端在第N个信道切换周期的信道切换时间点信息和所述信道切换延迟时间信息预测所述接收端在 第K个信道切换周期的信道切换时间点信息的公式为： 阳0。] Tr(K)=曰灯S (N)+化-脚*100) + 0巧Sd
[0023] 其中，T为所述信切的周期，TrW为所述接收端在第K个信道切换周期的信道切换 时间点信息，Trw为所述服务端在第N个信道切换周期的信道切换时间点信息，Tgd为所述 信道切换延迟时间信息。
[0024] 在本发明的一个实施例中，所述信道切换的周期为100ms，所述服务端与所述接收 端处于车间网络中。
[0025] 为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种预测信道切换时间的装置， 包括：接收模块，用于接收服务端发送的服务公告帖和N个时间公告帖，其中，所述服务公 告帖中包含邀请信息，第i个时间公告帖中包含信道切换延迟时间信息和所述服务端在第 i个信道切换周期的信道切换时间点信息，其中，N为正整数，且N由信道切换的周期和传输 所述服务公告帖所消耗的时间确定，其中，1《