CN106921939B - 一种面向自动驾驶的数据通信切换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向自动驾驶的数据通信切换方法及系统，该方法包括：根据车辆的行驶路线查找所述车辆经过的基站；根据所述车辆的车速和实时位置，查找所述车辆当前所在的基站覆盖范围；根据所述车辆的当前所在的基站覆盖范围，确定所述车辆经过当前基站后进入的下一个基站以及进入所述下一个基站的时间点；根据所述车辆进入下一个基站的时间点实时地将车辆切换到下一个基站。本发明通过在自动驾驶应用场景下应用动态网络覆盖簇，从而降低切换时延，合理利用非竞争随机接入资源，提高切换的成功率。

Description

一种面向自动驾驶的数据通信切换方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种面向自动驾驶的数据通信切换方法及系统。

背景技术

传统的自动驾驶汽车是通过车载传感系统感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，自动规划行车路线，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶，控制车辆到达预定目标的智能汽车。但随着5G网络技术到来，由于其低时延、高可靠的无线传输特性，而且基于无线通信网络的信息交互，车辆能够获取其他传感手段难以获取的宏观行驶信息、可实现车辆间信息共享，因此，将5G技术与自动驾驶进行融合，研究5G网络支持下的智能汽车将会成为下一次科技浪潮的主角。

为保证自动驾驶的安全可靠，需要保证数据传输的低时延、高可靠特性，其中影响数据传输时延和可靠性的一个主要因素是切换过程，特别是在车辆行驶这样的高速、高切换频率的场景下，研究提高可靠性、降低时延的切换方法是十分迫切的。

在现有技术中，为保证切换的成功率，多采用非竞争的随机接入方式完成切换过程，但由于非竞争随机接入资源相对匮乏，有可能出现eNB分配出去的非竞争随机接入资源无法尽早回收，导致无法满足更多的用户利用非竞争随机接入资源接入网络的问题出现。

现有的切换场景下的非竞争模式的随机接入过程，其处理流程为：

1.切换准备消息的发送

通过终端上报的测量结果，S-eNB(Source eNB，源基站)确定T-eNB(Target eNB，目的基站)，并通过向T-eNB发送HANDOVER REQUEST消息触发切换准备过程，并启动切换准备保护定时器TRELOCprep。

2.切换准备响应消息的接收

S-eNB收到T-eNB发来的HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE消息后关闭切换准备保护定时器TRELOCprep，并将该消息中的Handover Command信元连同其他切换相关信元组装成RRC Connection Reconfiguration，其中非竞争随机接入资源如果有，将包含在Handover Command信元中。如果切换准备保护定时器TRELOCprep超时还没有收到T-eNB的响应消息，就自动停止TRELOCprep定时器，并向T-eNB发送HANDOVER CANCEL消息，取消面向该目标基站切换过程，根据测量结果，寻找新的目标基站，再次发起切换请求。

3.S-eNB向UE发送切换命令消息

S-eNB向UE发送包含Handover Command的RRC Connection Reconfiguration消息，触发UE向T-eNB的随机接入过程，并启动切换执行过程保护定时器TX2RELOCoverall。

4.UE执行竞争随机接入过程

UE根据RRC Connection Reconfiguration消息中包含的非竞争随机接入资源发起非竞争随机接入过程。

5.UE通知T-eNB切换完成

UE完成向T-eNB的随机接入过程后，进行同步后的首次上行传输，如果随机接入响应中的上行授权足够大，UE会向T-eNB发送包含RRC Connection ReconfigurationComplete消息的上行数据，通知T-eNB UE切换完成。

6.T-eNB通知S-eNB切换完成

S-eNB收到T-eNB发送的UE CONTEXT RELEASE消息后，停止切换执行过程保护定时器TX2RELOCoverall，切换完成。如果切换执行过程保护定时器TX2RELOCoverall超时，没有收到T-eNB的任何反馈消息，将自动关闭TX2RELOCoverall定时器，并向T-eNB发送HANDOVERCANCEL消息，取消切换过程。

从上面的介绍可以看出，T-eNB的测量和选择过程、是否存在非竞争随机接入资源，是导致切换时延增加的主要因素，而且在实际应用过程中有可能出现，分配给用户的非竞争随机接入资源已经使用完毕，但由于网络侧回收该非竞争随机接入资源过晚，而导致无法分配给其他用户使用，以至于那些用户只能通过竞争模式接入网络。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种面向自动驾驶的数据通信切换方法及系统，通过在自动驾驶应用场景下应用动态网络覆盖簇，从而降低切换时延，合理利用非竞争随机接入资源，提高切换的成功率。

本发明的一个方面，提出了一种面向自动驾驶的数据通信切换方法，其特征在于，包括：

根据车辆的行驶路线查找所述车辆经过的基站；

根据所述车辆的行驶速度和实时位置，查找所述车辆当前所在的基站覆盖范围；

根据所述车辆的当前所在的基站覆盖范围、路况信息和所述车辆的行驶速度，确定所述车辆经过当前基站后进入的下一个基站以及进入所述下一个基站的时间点；

根据所述车辆进入下一个基站的时间点实时地将车辆切换到下一个基站。

其中，所述根据车辆的行驶路线查找所述车辆经过的基站之前，还包括：

确定车辆行驶路线和车辆行驶速度。

其中，所述确定车辆行驶路线，具体包括：

根据所述车辆的出发点和目的地，生成所述车辆可行的所有路线；

根据所述所有路线的路况信息，确定所述车辆行驶路线和车辆行驶速度。

其中，所述方法还包括：

将查找到的所述车辆经过的所有基站组成动态网络覆盖簇。

其中，所述确定所述车辆经过当前基站后进入的下一个基站以及进入所述下一个基站的时间点后，还包括：

在距离所述车辆进入下一个基站的时间点预设的时间段之前，通知所述下一个基站为所述车辆规划非竞争随机接入资源。

根据本发明的另一个方面，提供一种面向自动驾驶的数据通信切换系统，其特征在于，包括：

途径基站查找模块，用于根据车辆的行驶路线查找所述车辆经过的基站；

当前基站查找模块，用于根据所述车辆的车速和实时位置，查找所述车辆当前所在的基站覆盖范围；

切换时间点确定模块，用于根据所述车辆的当前所在的基站覆盖范围、路况信息和车辆的行驶速度，确定所述车辆经过当前基站后进入的下一个基站以及进入所述下一个基站的时间点；

切换模块，用于根据所述车辆进入下一个基站的时间点实时地将车辆切换到下一个基站。

其中，所述系统还包括：

动态网络覆盖簇组件模块，用于将查找到的所述车辆经过的所有基站组成动态网络覆盖簇。

其中，所述系统还包括：

非竞争随机接入码规划模块，用于在距离所述车辆进入下一个基站的时间点预设的时间段之前，通知所述下一个基站为所述车辆规划非竞争随机接入资源。

其中，所述系统还包括车辆行驶路线和速度确定模块，用于确定车辆的行驶路线和行驶速度。

其中，所述车辆行驶路线确定模块具体包括：

车辆可行路线生成单元，用于根据所述车辆的出发点和目的地，生成所述车辆可行的所有路线；

车辆行驶路线确定单元，用于根据所述所有路线的路况信息，确定所述车辆行驶路线和行驶速度。

本发明提供的面向自动驾驶的数据通信切换方法及系统，通过在自动驾驶应用场景下应用动态网络覆盖簇，并且实时监测自动驾驶车辆的位置和行驶速度，可以提前通知动态网络覆盖簇中的车辆驶入的下一个基站，可以使得下一个基站提前分配非竞争随机接入资源，从而降低切换时延，合理利用非竞争随机接入资源，提高切换的成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例中一种面向自动驾驶的数据通信切换方法的流程图；

图2是本发明一个实施例中一种面向自动驾驶的数据通信切换系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例中一种面向自动驾驶的数据通信切换方法的流程图。

参照图1，本发明的一个实施例中，提供了一种面向自动驾驶的数据通信切换方法，具体包括：

S1、根据车辆的行驶路线查找所述车辆经过的基站；

S2、根据所述车辆的行驶速度和实时位置，查找所述车辆当前所在的基站覆盖范围；

S3、根据所述车辆的当前所在的基站覆盖范围、路况信息和所述车辆的行驶速度，确定所述车辆经过当前基站后进入的下一个基站以及进入所述下一个基站的时间点；

S4、根据所述车辆进入下一个基站的时间点实时地将车辆切换到下一个基站。

上述实施例中，在步骤S1之前，还包括：确定车辆行驶路线和车辆行驶速度。具体地，包括：

根据所述车辆的出发点和目的地，生成所述车辆可行的所有路线；

根据所述所有路线的路况信息，确定所述车辆行驶路线和车辆行驶速度。

此外，在另一个实施例中，上述方法还包括：

将查找到的所述车辆经过的所有基站组成动态网络覆盖簇。

另外，在进一步的实施例中，在确定所述车辆经过当前基站后进入的下一个基站以及进入所述下一个基站的时间点后，还包括：

在距离所述车辆进入下一个基站的时间点预设的时间段之前，通知所述下一个基站为所述车辆规划非竞争随机接入资源。

本发明的上述方法，主要应用于自动驾驶场景中，由于在车辆启动之前会首先输入车辆始发地和目的地，并根据当前的实时路况信息形成路线行驶规划和车辆行驶速度，因此，在车辆行驶过程中，能够提前预知车辆的行驶路线，即车辆行驶经过的基站覆盖。将车辆沿途经过的基站组成动态的网络覆盖簇，然后根据车速和车辆位置，可以将提前通知簇内的车辆驶入的下一个基站，不需要再通过测量确定下一个基站，从而降低切换时延。

进一步地，由于当前基站和下一个基站在同一个动态的网络覆盖簇内，因此自动驾驶车辆的位置和行驶速度可以被下一个基站提前预知，下一个基站可以提前规划非竞争随机接入资源的使用，保证车载终端采用非竞争随机接入方式完成切换接入，从而提高了切换效率。

图2是本发明一个实施例中一种面向自动驾驶的数据通信切换系统的结构框图。

参照图2，本发明的另一个实施例中，提供一种面向自动驾驶的数据通信切换系统，具体包括：

途径基站查找模块10，用于根据车辆的行驶路线查找所述车辆经过的基站；

当前基站查找模块20，用于根据所述车辆的车速和实时位置，查找所述车辆当前所在的基站覆盖范围；

切换时间点确定模块30，用于根据所述车辆的当前所在的基站覆盖范围、路况信息和车辆的行驶速度，确定所述车辆经过当前基站后进入的下一个基站以及进入所述下一个基站的时间点；

切换模块40，用于根据所述车辆进入下一个基站的时间点实时地将车辆切换到下一个基站。

基于上述实施例，所述系统还包括：

动态网络覆盖簇组件模块，用于将查找到的所述车辆经过的所有基站组成动态网络覆盖簇。通过设置动态网络覆盖簇，车辆行驶的当前基站和下一个基站在同一个簇内，从而可以使得下一个基站提前为车辆规划非竞争随机接入资源，从而可以提高切换效率。

进一步的实施例中，上述系统还包括：非竞争随机接入资源规划模块，用于在距离所述车辆进入下一个基站的时间点预设的时间段之前，通知所述下一个基站为所述车辆规划非竞争随机接入资源。

另外，所述系统还包括车辆行驶路线和速度确定模块，用于确定车辆的行驶路线和行驶速度。具体地，该车辆行驶路线确定模块具体包括：

车辆可行路线生成单元，用于根据所述车辆的出发点和目的地，生成所述车辆可行的所有路线；

车辆行驶路线确定单元，用于根据所述所有路线的路况信息，确定所述车辆行驶路线和行驶速度。

本发明提供的面向自动驾驶的数据通信切换方法及系统，通过在自动驾驶应用场景下应用动态网络覆盖簇，并且实时监测自动驾驶车辆的位置和行驶速度，可以提前通知动态网络覆盖簇中的车辆驶入的下一个基站，可以使得下一个基站提前规划非竞争随机接入资源，从而降低切换时延，合理利用非竞争随机接入资源，提高切换的成功率。

本实施例为本发明的系统的实施例，由于与方法的实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处请参见方法实施例部分的说明。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在于该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是互相排斥之处，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种面向自动驾驶的数据通信切换方法，其特征在于，包括：

根据车辆的行驶路线查找所述车辆经过的基站；

根据所述车辆的行驶速度和实时位置，查找所述车辆当前所在的基站覆盖范围；

根据所述车辆的当前所在的基站覆盖范围、路况信息和所述车辆的行驶速度，确定所述车辆经过当前基站后进入的下一个基站以及进入所述下一个基站的时间点；

在距离所述车辆进入下一个基站的时间点预设的时间段之前，通知所述下一个基站为所述车辆规划非竞争随机接入资源；

根据所述车辆进入下一个基站的时间点实时地将车辆切换到下一个基站；

所述根据车辆的行驶路线查找所述车辆经过的基站之前，还包括：

确定车辆行驶路线和车辆行驶速度；

所述确定车辆行驶路线，具体包括：

根据所述车辆的出发点和目的地，生成所述车辆可行的所有路线；

根据所述所有路线的路况信息，确定所述车辆行驶路线和车辆行驶速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将查找到的所述车辆经过的所有基站组成动态网络覆盖簇。

3.一种面向自动驾驶的数据通信切换系统，其特征在于，包括：

途径基站查找模块，用于根据车辆的行驶路线查找所述车辆经过的基站；

当前基站查找模块，用于根据所述车辆的车速和实时位置，查找所述车辆当前所在的基站覆盖范围；

切换时间点确定模块，用于根据所述车辆的当前所在的基站覆盖范围、路况信息和车辆的行驶速度，确定所述车辆经过当前基站后进入的下一个基站以及进入所述下一个基站的时间点；

非竞争随机接入码规划模块，用于在距离所述车辆进入下一个基站的时间点预设的时间段之前，通知所述下一个基站为所述车辆规划非竞争随机接入资源；

切换模块，用于根据所述车辆进入下一个基站的时间点实时地将车辆切换到下一个基站；

车辆行驶路线和速度确定模块，用于确定车辆的行驶路线和行驶速度；

所述车辆行驶路线确定模块具体包括：

车辆可行路线生成单元，用于根据所述车辆的出发点和目的地，生成所述车辆可行的所有路线；

车辆行驶路线确定单元，用于根据所述所有路线的路况信息，确定所述车辆行驶路线和行驶速度。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

动态网络覆盖簇组件模块，用于将查找到的所述车辆经过的所有基站组成动态网络覆盖簇。

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