[發明專利]基于分布式擁塞控制策略的車聯網跨層機會路由方法

有效

• 申請號: 201710401241.0
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107171965B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 胡斌杰;張滔;杜佳媛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04L12/761
• 分類號: H04L12/761;H04L12/801;H04L12/803;H04W4/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.基于分布式擁塞控制策略的車聯網跨層機會路由方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)多態分布式擁塞控制狀態機設計：多態分布式擁塞控制狀態機有八種狀態(s)，依次記為Relaxed(“0”)、Active(“1～6”)和Restrictive(“7”)，狀態取值為0～7，每個狀態對發射功率、發射數據速率和接收靈敏度進行設置，狀態值越大，發射功率和接收靈敏度越低，發射數據速率越高；

(2)車輛節點記錄當前狀態值s，初始化時為s＝0，以1s的時間間隔周期統計介質訪問控制層即MAC層信道負載CL，周期為1s則記為CL(1s)及其所有鄰居節點狀態均值AS；

(3)車輛節點根據CL(1s)、s和AS對狀態機進行更新：

CL(s→s+1)表示從狀態s到狀態s+1轉換條件中的信道負載閾值，CL(s→s-1)表示從狀態s到狀態s-1轉換條件中的信道負載閾值，min(s,k)表示取s和k兩者的較小值，max(s,k)表示取s和k兩者的較大值；

3.1)狀態機初始化狀態為Relaxed(“0”)，計數Time初始化為0；

3.2)每秒觸發統計信道負載CL(1s)、狀態均值AS，記錄當前狀態值s；

3.3)若同時滿足CL(1s)≥CL(s→s+1)和s<AS兩個條件，則Time設置為0，執行狀態轉換，s取值為min(s+1,7)；若滿足CL(1s)≥CL(s→s+1)而不滿足s<AS，則Time設置為0，進入步驟3.2)；若不滿足CL(1s)≥CL(s→s+1)，則進入下一步；

3.4)若滿足CL(1s)<CL(s→s-1)，Time計數加1，否則Time設置為0，進入步驟3.2)；若滿足Time＝5并且s>AS，Time設置為0，執行狀態轉換，s取值為max(s-1,0)，即同時滿足連續五秒CL(1s)<CL(s→s-1)和當前狀態s>AS兩個條件，執行狀態轉換；若滿足Time＝5而不滿足s>AS，則Time設置為0，進入步驟3.2)；若不滿足Time＝5，則進入步驟3.2)；

(4)協同感知信息CAM周期廣播：車輛節點根據更新的狀態值s設置對應的發射功率、發射數據速率和接收靈敏度，自適應調整CAM的廣播范圍；

(5)路由消息發送：車輛節點根據更新的狀態值s設置對應的發射功率、發射數據速率和接收靈敏度，自適應調整路由消息的通信范圍CR，利用CAM實時更新鄰居節點狀態信息，結合貪婪周邊無狀態路由GPSR，采用基于地理位置信息的單播多跳機會路由，選擇離目的節點更近的鄰居節點作為下一跳中繼節點進行貪婪轉發，陷入局部最優時采用機會轉發。

2.根據權利要求1所述的基于分布式擁塞控制策略的車聯網跨層機會路由方法，其特征在于步驟(2)所述的信道負載CL，定義為接收功率P大于載波監聽閾值CST的時間比例，設探針間隔Tp＝10μs，一秒內的探針數N_p＝1s/Tp，則CL統計值為：

其中P_i表示第i個時刻的接收功率，若P_i>CST，則否則

3.根據權利要求1所述的基于分布式擁塞控制策略的車聯網跨層機會路由方法，其特征在于步驟(2)所述的車輛節點統計所有鄰居節點狀態均值AS，包括如下步驟：

2.1)每輛車在廣播的周期安全信息中攜帶其當前狀態值信息；

2.2)車輛節點匯總收到安全信息的狀態值，求出自身和所有鄰居節點的狀態平均值AS。

4.根據權利要求1所述的基于分布式擁塞控制策略的車聯網跨層機會路由方法，其特征在于步驟(4)和步驟(5)所述的自適應調整CAM的廣播范圍和路由消息的通信范圍CR，其估算公式如下：

其中，txPower是發射功率，datarate是發射數據速率，ΔSNR(datarate)是datarate對應的信噪比退避值，rxPower是接收功率，DCS是接收靈敏度的默認值，當rxPower與DCS相等時達到最遠的通信范圍，maxCsRange是最大的監聽范圍，refPathloss是路徑損耗。