[發(fā)明專利]基于區(qū)域危險度的車載網信道擁塞控制方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN115038063A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設計）人: 曾令秋;程繼強;韓慶文;吳玉萍;葉蕾;楊樂添
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W28/02;G08G1/01
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲;王婷婷

本發(fā)明屬于智能交通系統(tǒng)技術領域，具體公開了一種基于區(qū)域危險度的車載網信道擁塞控制方法及系統(tǒng)，該方法利用車輛駕駛員的駕駛行為和車輛的物理性能，計算道路車輛密度，調整BSM傳輸間隔，并計算車輛的危險度；對路網中的危險車輛分簇，設定危險車輛為簇中心，計算道路區(qū)域中各個危險車輛簇的危險度指標；基于各個車輛簇的運行趨勢和位置判斷，計算危險車輛簇的權重因子和整個道路的區(qū)域危險度，再分別計算危險車輛HVF和危險車輛簇內車輛NVF，調整安全消息分發(fā)策略。采用本技術方案，根據懲罰因子自適應調整安全消息傳輸間隔，保證基本安全消息在車輛密度較大的情況下以合適的傳輸頻率發(fā)送，又避免因車輛數量過多導致信道擁塞。

技術領域

本發(fā)明屬于智能交通系統(tǒng)技術領域，涉及一種基于區(qū)域危險度的車載網信道擁塞控制方法及系統(tǒng)。

背景技術

隨著經濟的不斷發(fā)展和汽車工業(yè)的更新進步，智能交通系統(tǒng)(IntelligentTraffic System，ITS)的概念應運而生，智能交通系統(tǒng)利用車載自組網(Vehicular Ad HocNetwork，VANET)在無線網絡中的車輛之間傳播信息，提高了交通流動性并減少了道路事故的數量。車載自組網的常見通信技術有車輛專用短程通信技術(Dedicated Short RangeCommunications,DSRC)和蜂窩車聯(lián)網通信技術C-V2X。

從1999年以來，DSRC技術在車載通信解決方案中占據主導位置，直到引入了C-V2X技術。在擁塞管理方面，DSRC技術有相當成熟的研究，而C-V2X技術在這方面的運用則是一個值得關注的新主題。目前有幾種主流控制信道負載過大、信道容量限制等問題的方法：其一，限制發(fā)送節(jié)點的數量，當密度較大時，車速相對較小，附近車輛發(fā)送信息相差不大，可通過限制發(fā)送節(jié)點，選取典型節(jié)點發(fā)送數據來達到擁塞控制目的；其二，選擇表示信道擁塞的指標，當該指標超過擁塞閾值時判定當前區(qū)域信道處于擁塞狀態(tài)，采取措施調控使指標低于閾值；其三，根據當前通信環(huán)境自適應調控方案。

在V2V(Vehicle to Vehicle，車對車通訊技術)環(huán)境下，根據環(huán)境自適應的擁塞控制方案更為適合。而目前主要的擁塞控制研究對象是安全消息的傳輸間隔和傳輸功率，傳輸功率的調整主要是針對傳輸的安全消息距離影響，傳輸功率越大則安全消息的傳輸距離越遠，對周圍車輛的干擾也就越強，反之通信距離越小，干擾越弱。傳輸間隔的調整主要是針對安全消息的發(fā)送頻率，延長傳輸間隔可以降低安全消息發(fā)送頻率，減少信道負載以緩解網絡擁塞。

現(xiàn)有的基于傳輸功率調整的自適應擁塞控制策略方法主要有如下幾種：

根據車輛周圍密度調整傳輸功率實時分布式控制策略，通過道路場景中車輛的泊松分布獲取車輛通信范圍內車輛密度，再結合提出的信息投遞率模型得到保持最大PDR所需的傳輸距離，針對該車輛調整其傳輸功率，既保證了最大信息投遞率又避免網絡擁塞；

根據車輛自測的信道繁忙率來評估信道狀態(tài)，再通過貝葉斯網絡學習預測下一時刻信道負載，根據預測結果自適應調整發(fā)送功率；

基于道路車輛密度動態(tài)調整傳輸功率的控制算法，保障車輛之間的連通性。

現(xiàn)有的基于傳輸間隔調整的自適應擁塞控制策略方法主要有如下幾種：一種自適應信標生成速率ABGR擁塞控制機制；將汽車工程師協(xié)會(SAE)J2945/1標準規(guī)定的一種無線信道擁塞控制算法移植到C-V2X技術；在IEEE802.11p和C-V2X下的不同擁塞管理方法。

現(xiàn)有技術中，沒有考慮到不同道路車輛密度下的Beacon(信標)自適應問題，以周期性的頻率發(fā)送安全消息，可能會造成大量的數據冗余、信道帶寬的浪費和廣播風暴，導致嚴重的網絡擁塞問題，最終可能會造成交通安全隱患。此外，沒有考慮到實際道路區(qū)域中危險車輛對周圍車輛的輻射影響，沒有將區(qū)域危險度考慮進車載自組織網絡的安全消息擁塞控制研究中，導致信道擁塞。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于區(qū)域危險度的車載網信道擁塞控制方法及系統(tǒng)，解決信道擁塞的問題。