[發明專利]一種提高車聯網安全信息廣播覆蓋范圍的方法

有效

• 申請號: 201310033066.6
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103118336A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 李曉歡;胡斌杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W74/00;H04H20/62
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及車聯網通信技術領域，具體涉及一種提高車聯網安全信息廣播覆蓋范圍的方法。

背景技術

車聯網是未來智能交通系統(Intelligent?Transportation?System,簡稱ITS)的核心部分,通過車輛節點之間(V2V)或車輛節點與路邊節點(V2R)之間的自組織無線多跳通信,為駕駛人、乘客等提供輔助駕駛、安全告警、多媒體應用服務等，以此來降低交通事故率、實施緊急救援、減輕交通擁堵、提高交通效率等。根據車聯網承載信息的不同可將其應用分為兩類，即：安全相關的信息和非安全相關的信息。其中與安全相關的信息主要使用廣播的通信方式。廣播通信方式按傳輸范圍劃分又可以進一步分為單跳廣播和多跳廣播。單跳廣播方式主要為一跳以內鄰居節點提供安全相關的廣播信息，鄰居節點只接收不轉發，該方式網絡資源利用率高，網絡中的冗余的廣播信息少，但信息覆蓋率低；多跳廣播方式可以將安全信息通過中繼節點在一定的區域內進行轉發從而提高信息的有效覆蓋范圍。

車聯網通信協議IEEE802.11p和IEEE1609協議族定義了兩種通信信道類型：控制信道（CCH）和服務信道（SCH）。其中控制信道（CCH）用于傳輸安全、控制相關的信息，服務信道（SCH）用于傳輸非安全相關信息（如增值服務、多媒體信息等）。協議中規定各車輛節點通過一個協同的全網時鐘在控制信道（CCH）時隙和服務信道（SCH）時隙之間交替，每一個交替周期為100ms，即：同步后當在控制信道時隙時，所有的車輛節點均調整到控制信道，持續時間為50ms，用于安全和控制相關信息交互；當在服務信道時隙時所有的車輛節點均調整到服務信道，持續時間為50ms，用于非安全相關信息的傳輸。

對于安全信息來說為使更多的節點在較短的時間內能夠接收到安全信息，其廣播過程多使用多跳廣播方式，但現有的協議存在以下弊端：（1）車聯網通信協議IEEE802.11p?MAC層使用EDCA（Enhanced?Distributed?Channel?Access增強的分布式信道接入）機制，該機制雖然通過區分隊列的方式為不同的信息類型設定了不同的優先級，但是在相同優先級信息的轉發過程中（如安全信息）信道的競爭是公平的、無序的，這種無序性，一方面必然會導致相鄰節點轉發信息的頻繁碰撞，從而使安全信息得不到有效轉發；另一方面，從提高安全信息轉發覆蓋范圍的角度來講，信息源節點一跳覆蓋范圍邊緣的轉發節點擁有比與其鄰近的轉發節點更優的轉發覆蓋范圍，但是在這種無序競爭方式下，兩者獲得信道使用權，進行信息轉發的概率是相同的，因此不利于提高安全信息的有效覆蓋范圍。（2）智能交通的應用場景中，與安全相關的信息有一個有效時間容限，大部分安全相關信息的最大有效時間容限為100ms，也就是說接收車輛節點收到安全信息的時間與源節點發送該信息的時間間隔要小于等于100ms，如果超過這個時間容限，該數據對接收到該信息的車輛節點來說就沒有價值了，與此同時車聯網通信協議IEEE1609協議族規定的用于安全信息發送的控制信道（CCH）時隙在每個周期的持續時間為50ms，因此可用于安全信息轉發的時間非常有限。綜上所述，在智能交通的安全應用的場景下，如何在更短的時間內提高安全信息的有效覆蓋范圍，是我們迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出一種提高車聯網安全信息廣播覆蓋范圍的方法，可以實現在車聯網通信協議IEEE802.11p和IEEE1609協議族定義的用于安全信息廣播的控制信道（CCH）時隙下，該方法通過設計一個非均勻的退避窗口約束函數動態調整與源節點不同距離轉發節點的退避窗口初值選擇概率，利用提高相對距離較遠節點獲得信道使用權概率的方式，從而提高相對距離較遠節點獲得信道使用權限并進行數據轉發的概率,在CCH信道時隙內提高轉發有效覆蓋范圍，以達到在短時間內提高安全信息的有效覆蓋范圍的目的。

本發明的目的通過以下方案實現：