[發明專利]一種車載通信方法和通信節點

有效

• 申請號: 201210080866.9
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN103327559B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 魏星;李晴陽;羅志峰
• 申請（專利權）人: 北京新岸線移動多媒體技術有限公司
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W74/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種車載通信方法和通信節點，該方法包括：源節點根據傳輸距離將其覆蓋范圍劃分為直接通信區域和中繼通信區域，所述直接通信區域對應的最大傳輸距離小于所述中繼通信區域對應的最小傳輸距離；源節點檢測到目的節點位于其直接通信區域時，使用兩者間的直接通信路徑傳輸數據；源節點檢測到目的節點位于其中繼通信區域時，使用兩者間的直接通信路徑和中繼通信路徑中具有最短傳輸時間者傳輸數據。該方法能夠在確保通信可靠性的基礎上，保證較大的傳輸速率，從而可以有效地減小延遲時間和提高系統的吞吐量。

技術領域

本發明屬于無線通信領域，尤其涉及一種車載通信通信方法和通信節點。

背景技術

802.11是IEEE制定的一個無線局域網標準，它主要用于用戶與用戶終端的無線接入，目前已廣泛應用于工業和日常生活中。為了滿足更多的應用需求和進一步擴大其應用場景，802.11系列標準是在不斷地壯大，其標準化工作也在不斷地進行。總的來說，802.11的媒體接入控制(Medium Access Control，簡稱MAC)機制主要存在以下特點：

載波偵聽多點接入/沖突避免(簡稱CSMA/CA)機制的原理如圖1所示。在發送數據前，欲發送數據節點必須先檢測信道空閑。當源節點發送第一個MAC幀時，若檢測到信道空閑，則在等待分布協調功能幀間間隔(Distributed Coordination Function InterframeSpace，簡稱DIFS)開始發送。假如其它節點沒有高優先級的幀要傳輸，則源節點在發送了自己的數據幀后，若目的節點正確收到了所述數據幀，目的節點經過最短幀間間隔(ShortInterframe Space，簡稱SIFS)后，就向源節點發送確認幀(ACK)，SIFS時長小于DIFS時長。若源節點沒有在規定的時間內收到此確認，就必須重傳此數據幀。

其它節點檢測到正在信道中傳送的MAC幀首部的持續時長(Duration)字段時，就調整自己的網絡分配向量(NAV)。NAV指出了必須經過多少時間才能完成這次數據幀的傳輸。當信道從忙狀態轉為空閑時，其它節點若要發送數據時，不僅要等待一個DIFS間隔，而且還要進入爭用窗口，并計算隨機退避時間以便重新試圖接入到信道。

為了解決隱藏節點的問題，IEEE802.11協議規定了RTS-CTS機制，其幀時序如圖2所示。在RTS-CTS機制中，源節點在發送數據前先發送一個RTS；目的節點在收到RTS后，再回復一個CTS，告訴源節點可以送出數據并且告訴其他節點在這段時間內不能傳送數據，以避免發生碰撞。因此，RTS-CTS除了可以解決隱藏節點問題外，它還可以一定程度上避免碰撞問題。

針對汽車的高速移動環境以及現有標準的不足，IEEE專門制定了一個用于車載無線通信的標準，即802.11p。802.11p是在802.11a基礎上改變而來，所以它本質是802.11的擴充和延伸。本申請人通過仔細分析和深入研究后，發現802.11p存在如下問題：

(1)延遲問題

從IEEE802.11p標準可知，它可以為高速移動的汽車提供3～27Mb/s的速率，由于考慮到信道的衰落，所以實際傳輸數據時我們會根據車載單元(On Board Unit，簡稱OBU)離路邊單元(Road Side Unit，簡稱RSU)距離的遠近來選擇不同的傳輸速率。當OBU離RSU較近時，我們選擇較大的傳輸速率；否則，我們選擇較小的傳輸速率。

如圖3中，由于汽車A、B、C、D均距離RSU較近，所以它們均采用最大的傳輸速率直接跟RSU進行通信即可，而汽車E、F、G、H均距離RSU較遠，為了提高抗通信可靠性，所以它們只能采用較小的傳輸速率跟RSU進行通信。

但是，對于時間敏感的業務，如汽車安全信息，如果采用較小的傳輸速率，當接收節點接收到發送節點傳送過來的安全信息時可能已經沒有用了。

(2)吞吐量問題