[發(fā)明專利]基于多信道協(xié)同合作的需求感知MAC協(xié)議優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810346717.X
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108513364A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙海濤;朱銀陽;段佳秀;高凱強;于洪蘇
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W74/02
• 分類號: H04W74/02;H04W74/04;H04W74/08;H04W4/44;H04W4/46;H04W72/04
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發(fā)明公開了一種基于多信道協(xié)同合作的需求感知MAC協(xié)議優(yōu)化方法，方法應(yīng)用于車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中，車輛自組織網(wǎng)絡(luò)包括RSU和在對應(yīng)RSU信號覆蓋范圍內(nèi)的車輛，方法包括：RSU根據(jù)當(dāng)前覆蓋范圍的車輛數(shù)量，RSU根據(jù)車輛數(shù)量初始化MAC幀的時隙，并且在DA時隙向所有車輛發(fā)送一個查詢數(shù)據(jù)包；若有新車輛進入RSU的覆蓋范圍，每一個新進車輛在DA時隙給RSU發(fā)送報道信號，RSU根據(jù)接收到的報道信號動態(tài)維護覆蓋范圍內(nèi)的車輛總數(shù)信息；RSU根據(jù)每個車輛給RSU反饋回的RES信號準(zhǔn)備與當(dāng)前時隙同步的下一個LI包，發(fā)送至RSU覆蓋范圍內(nèi)的所有車輛；所有RSU覆蓋范圍內(nèi)的車輛根據(jù)LI包中包含的信息通過多信道進行無碰撞的數(shù)據(jù)傳輸操作；本發(fā)明動態(tài)為車輛劃分時隙，降低了分組碰撞的概率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多信道協(xié)同合作的需求感知MAC協(xié)議優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

近年來關(guān)于VANET網(wǎng)絡(luò)的研究越來越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視，已經(jīng)與一些流行的技術(shù)如車載云計算網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全和完整性一起研究。VANET（Vehicular Ad-hocNETwork，車載自組織網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)是由車輛通過ad hoc網(wǎng)絡(luò)連接而成，由路邊單元（roadside unit，RSU）和車載控制單元（on board unit，OBU）組成。OBU安裝在車內(nèi)可視為一個移動節(jié)點，車輛的基本通信形式可分為車輛對車輛( Vehicle to Vehicle，V2V)和車輛對基礎(chǔ)設(shè)施(Vehicle to Infrastructure，V2I)。WAVE是一種應(yīng)用于VANET網(wǎng)絡(luò)的無線通信協(xié)議，包含了IEEE802.11p和1609協(xié)議族。WAVE中定義了七個信道其中一個控制信道（CCH），六個服務(wù)信道（SCH）。IEEE 1609.4的多信道定義同步時隙的長度為100ms，其中分為CCH時隙（CCHI）和SCH時隙（SCHI）。由于VANET網(wǎng)絡(luò)中拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)的變化，基于競爭的MAC協(xié)議和固定控制信道時隙和服務(wù)信道時隙，MAC協(xié)議不能有效的支持時延敏感和吞吐量敏感應(yīng)用。

安全消息的傳輸為道路提供安全保障，發(fā)送頻率一般為10Hz。在控制時隙CCHI中，信道傳輸?shù)氖前踩畔ⅲ恳惠v車節(jié)點在CCHI中周期性的發(fā)送安全信息。由于安全信息屬于高級別的消息類型，因此會分派一個較小的競爭窗口。在密集型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，碰撞頻率會因為競爭窗口太小而增加，因此道路安全不能得到保證。目前有一種基于TDMA的安全消息傳輸機制，該算法主要通過車輛交換時隙占用信息，來獲得他們自己的安全消息傳輸?shù)目臻e時隙，這種方案增加了額外的信息并且與IEEE802.11p不匹配。安全信息的時隙長度由車輛的數(shù)量決定，然而在密集網(wǎng)絡(luò)下安全數(shù)據(jù)包的碰撞并沒有降低。安全數(shù)據(jù)包發(fā)送的頻率發(fā)生了改變，在SCHI期間車輛節(jié)點通過在CCH信道發(fā)送額外的安全信息來增加安全數(shù)據(jù)包的可靠性。

現(xiàn)有技術(shù)中大多都是固定時隙的MAC協(xié)議，這種方法雖在一定程度上提高了鏈路吞吐量和降低了時延，但由于VANET網(wǎng)絡(luò)中拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)的變化，基于競爭的MAC協(xié)議和固定控制信道時隙和服務(wù)信道時隙，事實上在SCHI期間，一些車輛節(jié)點可能沒有在監(jiān)聽CCH的安全信息。所以固定比例的安全消息傳輸時隙不適用于車輛數(shù)量變化的情況，不能有效的支持時延敏感和吞吐量敏感應(yīng)用。在這種情況下，設(shè)計一個有效的MAC協(xié)議來提高VANETS網(wǎng)絡(luò)的可靠性和降低信道時延是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的的題，提供一種基于多信道協(xié)同合作的需求感知MAC協(xié)議優(yōu)化方法，具體技術(shù)方案如下：

一種基于多信道協(xié)同合作的需求感知MAC協(xié)議優(yōu)化方法，所述方法應(yīng)用于車輛自組織網(wǎng)絡(luò)中，所述車輛自組織網(wǎng)絡(luò)包括RSU和在對應(yīng)RSU信號覆蓋范圍內(nèi)的車輛，其特征在于，所述方法包括步驟：

S1：RSU根據(jù)當(dāng)前覆蓋范圍的車輛數(shù)量，RSU根據(jù)車輛數(shù)量初始化MAC幀的時隙，并且在DA時隙向所有車輛發(fā)送一個查詢數(shù)據(jù)包；