[發明專利]一種移動性與DSRC/WAVE網絡相關反饋的自適應速率控制方法

有效

• 申請號: 201610134774.2
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105791143B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 譚國真;李帥兵;譚頌超
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801;H04L29/08
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 楊翠翠

1.一種移動性與DSRC/WAVE網絡相關反饋的自適應速率控制方法，車輛通信模塊通過檢測當前時刻的信道占有率、信噪比或者當前時刻節點的數目，判斷是否超過閾值，如果超過則視為信道擁塞，采用分段控制策略對傳輸速率進行自適應調整，其特征在于，包括以下步驟：

(1)交通流密度預測模塊根據道路交通環境中的每輛車自身的自由流狀態下的車速和道路擁塞密度，聯合流體力學模型、交通流理論和速率與密度的關系模型把速度和時間的變化規律簡化為一個偏微分方程，然后將偏微分方程轉化為常微分方程，并通過迭代求解常微分方程得到系統結束前時間片和路段的交通流密度，從而預測出下一時刻的交通流密度和下一時刻鄰居節點的數量；

(2)通信干擾計算模塊的作用是把通信范圍內的干擾和探測范圍內的干擾相累加計算出干擾值，其中通信范圍內的干擾為：

其中，I_CR(t)為通信范圍內的干擾值，i是干擾節點，j是接收節點，N_CR是通信范圍內的干擾節點數；C_i(t)是節點i的數據包發送速率，P_i^t(t)是當前時刻的功率，d_ij(t)是干擾節點到接收節點的歐幾里得距離，α為信道衰減因子，γ_i(t)為干擾增益；

探測范圍內的干擾為：

其中，I_DR(t)為探測范圍內的干擾值，N_DR是探測范圍內的節點數目，探測范圍為[d_cr,d_sr]，d_sr為感知范圍，d_cr為通信范圍，k為衰減因子，計算模型如下所示：

感知范圍的計算模型為：

其中，g為信道增益，α為信道衰減因子，α＞＝2，P_cs為物理載波感知門限，P_s為發射功率；

通信范圍的計算模型為：

其中，s為接收靈敏度，當信號強度高于s時，消息才能被成功解析；(3)通過下一時刻的有效信號和干擾信號強度的比值建立SINR計算模型，所述下一時刻的有效信號是由通信干擾計算模塊所預測的下一時刻的干擾值和通信設備的白噪聲所預測出來的；

Signal為下一時刻的有效信號；Interference為通信干擾計算模塊所預測的下一時刻的干擾值；Noise為白噪聲，Noise＝K·T₀·B

其中，B為基本帶寬，T₀為當前的溫度，K是玻爾茲曼常數K＝1.38·10^-23；

(4)下一時刻鏈路帶寬計算模塊的作用主要是根據所預測出來的下一時刻的信噪比，通過香農信息論所計算出來的下一時刻的可用鏈路帶寬；

C＝B·log₂(1+SINR)

(5)根據排隊論計算出當前隊列的平均隊列長度，用于準確的反應隊列的當前長度；

(6)通過應用層的消息產生速率和物理層的輸出數據速率之差和實際隊列長度與期望隊列長度之差預測下一時刻的信道擁塞代價，建立信道擁塞代價計算模型，使應用層的消息產生速率與鏈路帶寬相匹配，對于干擾節點i，在周期t它的代價是：

其中，CP_i(t)是當前時刻的信道擁塞代價，CP_i(t+1)是下一時刻的信道擁塞代價；是節點i的隊列在周期t的隊列占用長度，是節點i在周期t的理想隊列長度，λ_i(t)是節點i在周期t的消息產生速率，c_i(t+1)是節點i在周期t+1的傳輸鏈路帶寬的預測值，a_i和e_i是常數；

(7)根據信道擁塞代價建立下一時刻的消息產生率模型，用于自適應消息產生率，在t+1時刻干擾節點i的消息產生的速率為：

其中，θ＞1是一個常數。