[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)優(yōu)先級、鏈路狀態(tài)和交通流密度的多鏈路選擇方法

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• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108200601A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁男;高壯林;譚國真
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04L12/865
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所有限公司 21208
• 代理人: 楊翠翠

1.一種基于數(shù)據(jù)優(yōu)先級、鏈路狀態(tài)和交通流密度的多鏈路選擇方法，其特征在于：

(1)獲取數(shù)據(jù)類型：當(dāng)從上層有數(shù)據(jù)報文到達(dá)數(shù)據(jù)鏈路層時，提取該數(shù)據(jù)報文的優(yōu)先級，如果優(yōu)先級為最高，即該數(shù)據(jù)報文的類型為WSM，則直接把數(shù)據(jù)報文分發(fā)到IEEE802.11p鏈路上進(jìn)行傳輸；

(2)計算并比較各鏈路的數(shù)據(jù)優(yōu)先級匹配度：當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路層從上層收到的是非WSM類型的數(shù)據(jù)報文時，此時需要獲取各鏈路的往返延時和負(fù)載情況，同時也要獲取當(dāng)前車輛所處環(huán)境的交通流密度，利用數(shù)據(jù)優(yōu)先級計算優(yōu)先級系數(shù)，用往返延時和負(fù)載情況分別計算各鏈路的延時占比因子和負(fù)載占比因子，最后用以上三個參數(shù)計算數(shù)據(jù)報文與鏈路的匹配程度，如果計算的是數(shù)據(jù)報文與IEEE802.11p鏈路的匹配度，還要加上交通流密度作為參數(shù)，最后將該數(shù)據(jù)報文分配到最匹配的鏈路進(jìn)行傳輸：

延時占比因子用于表示鏈路某時刻的延時在判斷鏈路的數(shù)據(jù)優(yōu)先級匹配度時所占的權(quán)重，用RE_i(t)表示；其表達(dá)式如下

其中，R_i(t)表示鏈路i在t時刻的往返延時，R_imax表示鏈路i的最大延遲響應(yīng)容忍時間常數(shù)；RE_i(t)的取值范圍為(0,1]；

負(fù)載占比因子表示鏈路某時刻的負(fù)載在判斷鏈路的數(shù)據(jù)優(yōu)先級匹配度時所占的權(quán)重，用LE_i(t)表示；表達(dá)式如下

L_i(t)表示鏈路i在t時刻的負(fù)載值，L_imax表示鏈路i的最大負(fù)載值；LE_i(t)的取值范圍為[0,1]；

數(shù)據(jù)報文優(yōu)先級β用以表示當(dāng)前數(shù)據(jù)報文的緊急程度，其表達(dá)式如下

其中，ACI∈{0,1,2,3}，表示數(shù)據(jù)幀的發(fā)送優(yōu)先級；ACNum為ACI的種類，ACNum＝4；數(shù)據(jù)報文優(yōu)先級β∈(0,1)；

某車輛在t時刻與其他車輛的通信量估計值，由以下公式獲得

x(t)＝fPRρ (4)

其中，f為IEEE 802.11p協(xié)議廣播車輛狀態(tài)消息的頻率；P為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中每輛通信車輛所運(yùn)行安全類應(yīng)用的平均數(shù)量；R為車輛的通信距離，ρ是當(dāng)前車輛移動環(huán)境的交通流密度；

鏈路的數(shù)據(jù)優(yōu)先級匹配度表示某時刻鏈路對當(dāng)前數(shù)據(jù)報文的合適程度。

當(dāng)時，取

其中，s_i(t)表示鏈路i在t時刻關(guān)于數(shù)據(jù)報文p的鏈路的數(shù)據(jù)優(yōu)先級匹配度值；β_p是非安全數(shù)據(jù)報文p的優(yōu)先級，RE_i(t)是鏈路i在t時刻的延時占比因子，LE_i(t)是鏈路i在t時刻的延時占比因子和負(fù)載占比因子，x(t)是該車輛當(dāng)前的通信量估計值；

根據(jù)(5)式，計算出所有鏈路的數(shù)據(jù)優(yōu)先級匹配度值，并選取數(shù)據(jù)優(yōu)先級匹配度值最小的鏈路，將數(shù)據(jù)報文p分發(fā)到相應(yīng)的鏈路進(jìn)行傳輸；如果數(shù)據(jù)報文p分發(fā)到非IEEE802.11p鏈路，則分發(fā)完成，算法結(jié)束，重新執(zhí)行步驟1；如果數(shù)據(jù)報文p分發(fā)到IEEE 802.11p鏈路，則還需要經(jīng)過步驟3。

(3)計算IEEE802.11p鏈路的非安全數(shù)據(jù)報文最大分發(fā)頻率：經(jīng)過以上兩個步驟，若數(shù)據(jù)報文p被分發(fā)到IEEE 802.11p鏈路，此時需要計算IEEE 802.11p鏈路的非WSM最大分發(fā)頻率f_umax；

在一個WSM周期內(nèi)IEEE 802.11p鏈路所能發(fā)送的非WSM數(shù)量c為

c＝kT (6)

其中，k是WSM的發(fā)送周期，T是IEEE 802.11p鏈路的最大吞吐量；

以MAC層發(fā)送緩沖區(qū)的剩余空間是否比c大為判斷條件，得IEEE 802.11p鏈路的非WSM最大分發(fā)頻率f_umax

其中，Lmax是IEEE802.11p鏈路的發(fā)送緩沖區(qū)大小，L_i(t)是IEEE802.11p鏈路當(dāng)前已經(jīng)使用的發(fā)送緩沖區(qū)大小；

然后，利用最新被分發(fā)到IEEE 802.11p鏈路的兩個非WSM數(shù)據(jù)報文，計算此時IEEE802.11p鏈路的瞬時分發(fā)頻率f_u

其中，t₁和t₂是兩個非WSM報文分別分發(fā)到IEEE 802.11p鏈路的時刻；

使用f_u與f_umax進(jìn)行比較，若f_u≤f_umax，分發(fā)成功，算法結(jié)束，重新執(zhí)行步驟1；若f_u＞f_umax，分發(fā)失敗，該報文進(jìn)入LLC層的待分發(fā)隊(duì)列重新等待分發(fā)，算法結(jié)束，重新執(zhí)行步驟1。