[發明專利]基于車隊的無線信道訪問控制方法

有效

• 申請號: 201810204005.4
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108471605B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 冷甦鵬;姚彤;吳凡;陳笑沙
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W4/46;H04W4/20;H04W28/02;H04W72/04;H04W72/10;H04W74/08;H04L12/851
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開一種基于車隊無線信道訪問控制方法，應用于無線通訊技術領域，為解決現有技術中車輛無線收發設備長時間駐留在控制信道上，不能得到充分的業務數據發送機會的問題，本發明通過對不同車隊的頭車進行優先級的劃分，讓它們以不同的發送概率競爭信道，同時也可以根據具體安全告警信息的內容動態的調整發送概率，使得緊急信息優先傳遞的前提下，實現系統總體性能最優和系統的最大吞吐量。

技術領域

本發明屬于無線通信領域，特別涉及一種車隊的無線信道訪問控制技術。

背景技術

車用無線自組織網絡(VANETs)，是物聯網技術應用于智能交通領域的具體形式。相對于傳統的智能交通系統，VANETs具有更多主動性、交互性、實時性和準確性等特性，能夠指利用先進傳感技術、網絡技術、計算技術、控制技術、智能技術，對道路和交通進行全面感知，實現多個系統間大范圍、大容量數據的交互，對每一輛汽車進行交通全程控制，對每一條道路進行交通全時空控制，以提供交通效率和交通安全為主的網絡與應用。

VANETs里面，信道一般分為控制信道(CCH)和業務信道(SCH)，控制信道中完成控制信令的傳輸，例如安全告警，服務宣告，以及業務信道的申請。當一對節點在控制信道中完成服務傳輸的預約后，將跳轉至業務信道，進行具體業務數據的傳輸。在一個幀周期里面，前半部分為控制信道時隙，節點在此期間跳轉至控制信道收發信息，后半部分為業務數據時隙，節點在期間跳轉至業務信道收發信息，具體幀周期如圖1所示。所有的節點都具有相同的計時器，這樣的設計框架讓通信流程更加清晰，以及避免的在業務信道的沖突，同時有足夠的空間在控制信道上進行更為細致的時隙劃分，使整個網絡具有更好的效率。

目前VANETs中的網絡協議并沒有考慮到車隊這樣特殊形態的存在。在交通系統中，一個車隊往往由一個車頭和它后面的數個成員組成，呈線性排列，并且在一個車隊里面，各個成員的位置比較固定，成員與成員之間的間距也不會有太大波動。作為一個車隊的車頭，與普通車輛相比具有更大的發送和接受功率。按照目前信道的設計，所有車輛都需要不停地在控制信道與業務信道之間不停的跳轉來接受或發送信息。如果一輛車，它對控制信道的大部分信息不感興趣，并且它還擁有大量需要傳輸的業務數據，按照目前的設計它就得浪費大量的時間在停留在控制信道上，不能得到充分的業務數據發送機會。而現在有車隊這樣的存在形態，就可以讓車頭在控制信道額外承擔額外責任，對重要進行備份并進行重傳，便可以讓其車隊內的成員只需要在控制信道上停留比較短的時間，從而使得車隊成員在整個周期里面擁有更多的時間來進行業務數據的傳輸。

為了便于本領域的普通技術人員理解本發明內容及背景技術，對如下術語進行定義：

(1)控制信道(CCH)：多個節點共同使用的信道，用于傳出控制信息。

(2)業務信道(SCH)：當一對節點達成業務傳輸的約定后，向基站申請傳輸業務的信道。

(3)服務質量(QoS，Quality of Service)：網絡的一種安全機制，用來解決網絡延遲和阻塞等問題的一種技術。在正常情況下，如果網絡只用于特定的無時間限制的應用系統，并不需要QoS。但對于關鍵應用和多媒體應用就十分必要。當網絡過載或擁塞時，QoS能確保重要業務量不受延遲或丟棄，保證網絡的高效運行。

(4)分布協調功能(DCF，Distributed Coordination Function)：一種基本的媒質訪問協議，允許使用CSMA/CA和一個隨機退避過程，在兼容的PHY之上實現自動媒質共享。DCF協議中有一些可以選擇的參數，用戶可以針對不同的網絡情況對之進行調整以提高性能。

(5)載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA，Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Avoidance)：一種工作在MAC層的協議，在一個支持多個用戶共享資源的共享信道中，由發送者在發送數據前先進行網絡的可用性檢測的機制。