專利名稱：車輛網(wǎng)絡(luò)中保證業(yè)務(wù)時延要求的時隙分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及多址接入技術(shù)，更進(jìn)ー步涉及ー種以保證業(yè)務(wù)時延要求為目的的基于時隙利用效率的時隙分配方法，可用于車輛網(wǎng)絡(luò)中車輛節(jié)點(diǎn)與路旁設(shè)備之間的通信。
背景技術(shù)：
在車輛網(wǎng)絡(luò)中，每個車輛節(jié)點(diǎn)通過自主計(jì)算和相互通信，在智能交通通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。在路邊設(shè)備的協(xié)助下，節(jié)點(diǎn)間可以相互提供交通狀態(tài)、地域天氣、駕駛安全警告及景色圖片等信息。但是由于節(jié)點(diǎn)的高速移動性和應(yīng)用業(yè)務(wù)的時延限制，如何保證車輛節(jié)點(diǎn)在有效的通信范圍內(nèi)和可容忍的時延要求內(nèi)成功地獲得路邊設(shè)備的服務(wù)時隙是亟待解決的問題。目前，車輛網(wǎng)絡(luò)中時隙分配方法主要包括兩類。一類是基于競爭的時隙分配機(jī) 制，即時隙式載波偵聽多址接入/沖突避免(CSMA/CA)機(jī)制；另一類是基于無競爭的時隙分配機(jī)制。若要滿足業(yè)務(wù)的時延要求，時隙式CSMA/CA機(jī)制就必須考慮業(yè)務(wù)的時延敏感程度。T. Kim 等人在 2005 年的 JCCI 中的 Priority toning strategy for fast emergencynotification in IEEE 802.15.4 LR-WPAN中為安全應(yīng)用業(yè)務(wù)設(shè)置高優(yōu)先級，從而保證業(yè)務(wù)的時延要求。T. Kim等人在 2006年的 IEEEC0MMUNICATI0NS LETTERS 中的 Priority-baseddelay mitigation for event-monitoring IEEE 802. 15. 4 LR-WPANs 中通過為時延敏感業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)優(yōu)化的幀結(jié)構(gòu)，從而降低其業(yè)務(wù)的傳輸碰撞概率。盡管這些做法，可以減輕傳輸?shù)呐鲎哺怕剩遣⒉荒軓母旧辖鉀Q傳輸?shù)呐鲎矄栴}，無法滿足具體業(yè)務(wù)的時延要求。于是，有學(xué)者開始研究可以保證業(yè)務(wù)時延要求的基于無競爭的時隙分配機(jī)制。例如，A. Koubaa等人在 2006 年的 Euromicro Conference 上的 i-GAME:an implicit GTSallocationmechanism in IEEE 802. 15. 4 for time-sensitive wireless sensor networks 中通過對節(jié)點(diǎn)突發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)、業(yè)務(wù)的到達(dá)速率和業(yè)務(wù)的時延要求進(jìn)行綜合考慮，從而進(jìn)行時隙分配。但是，存在的不足是沒有考慮到節(jié)點(diǎn)的移動性對其接入網(wǎng)絡(luò)的影響。又例如，Y. Huang等人在2006年的 IEEE ICC 中的AGA:adaptive GTS allocation with low latency and fairnessconsiderations for IEEE 802. 15. 4中通過綜合考慮時延要求和節(jié)點(diǎn)公平性進(jìn)行時隙分配。但是，存在的不足是不能保證網(wǎng)絡(luò)呑吐量的最大化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提出ー種車輛網(wǎng)絡(luò)中保證業(yè)務(wù)時延要求的時隙分配方法，從根本上解決傳輸?shù)呐鲎矄栴}，保證移動的車輛網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的時延要求，且兼顧整個網(wǎng)絡(luò)的公平性，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟(I)每個路旁設(shè)備測量其通信范圍內(nèi)的所有車輛節(jié)點(diǎn)數(shù)量Np、各車輛節(jié)點(diǎn)的速度Sj, i, t和位置Pj,しt，并通過周期性的廣播，將Nj, t，Sj,しt和Pj,しt告知其他路旁設(shè)備；
(2)根據(jù)上述Nj, t，Sj,しt和Pj,しt，判斷t時刻在路旁設(shè)備j的通信范圍も內(nèi)有數(shù)據(jù)發(fā)送的第i個車輛節(jié)點(diǎn)V^t與路旁設(shè)備的通信時延Dy是否滿足Dy彡min (Di, Tdjji)，式中，Di表示車輛節(jié)點(diǎn)自身數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的允許時延，Tdy表示節(jié)點(diǎn)V^t在も內(nèi)的最大停留時間，如果滿足，則執(zhí)行步驟(3)，否則，執(zhí)行步驟(9);(3)判斷上述車輛節(jié)點(diǎn)Vy,t的速度S^t是否滿足條件Smin彡Sjjijt彡Smax，式中，Sfflin和Smax分別表示該道路的最小和最大速度限制，如果滿足，則執(zhí)行步驟(4)，否則，執(zhí)行步驟(9)；(4)路旁設(shè)備j在接納上述車輛節(jié)點(diǎn)t后，判斷其自身的容量Gq是否滿足條
件
權(quán)利要求
1.ー種車輛網(wǎng)絡(luò)中保證業(yè)務(wù)時延要求的時隙分配方法，包括如下步驟 (1)每個路旁設(shè)備測量其通信范圍內(nèi)的所有車輛節(jié)點(diǎn)數(shù)量Nj,,、各車輛節(jié)點(diǎn)的速度t和位置Pj, i, t，并通過周期性的廣播，將Np，Sj,しt和Pj,しt告知其他路旁設(shè)備； (2)根據(jù)上述Nj,,,S^t和Pp,t，判斷t時刻在路旁設(shè)備j的通信范圍も內(nèi)有數(shù)據(jù)發(fā)送的第i個車輛節(jié)點(diǎn) '，い與路旁設(shè)備的通信時延Dm是否滿足Dy≤min^i，Tc^i)，式中，Di表示車輛節(jié)點(diǎn)Vut自身數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的允許時延，Tdy表示節(jié)點(diǎn)VM,t在も內(nèi)的最大停留時間，如果滿足，則執(zhí)行步驟(3)，否則，執(zhí)行步驟(9); (3)判斷上述車輛節(jié)點(diǎn)V^t的速度S^t是否滿足條件Smin( Sjjijt ( Smax，式中，Smin和Smax分別表示該道路的最小和最大速度限制，如果滿足，則執(zhí)行步驟(4)，否則，執(zhí)行步驟(9)； (4)路旁設(shè)備j在接納上述車輛節(jié)點(diǎn)Vii,,后，判斷其自身的容量Gq是否滿足條件
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中步驟(10)所述的路旁設(shè)備j根據(jù)時隙分配情況及調(diào)度列表I1和子調(diào)度列表I2中的車輛節(jié)點(diǎn)集合，對剩余時隙進(jìn)行分配，包括如下步驟 (IOa)路旁設(shè)備j計(jì)算剩余時隙Rsltrt ^-slot vjIiiax し slot 式中，Gmax為路旁設(shè)備j的總的時隙數(shù)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在車輛網(wǎng)絡(luò)中保證業(yè)務(wù)時延要求的時隙分配方法，主要解決現(xiàn)有方法中無法兼顧業(yè)務(wù)的時延要求和網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大化的問題。其實(shí)現(xiàn)步驟包括路旁設(shè)備測量其通信范圍內(nèi)車輛節(jié)點(diǎn)的數(shù)量、速度和位置；路旁設(shè)備判斷車輛節(jié)點(diǎn)和所屬路旁設(shè)備之間的通信時延、車輛節(jié)點(diǎn)速度和所有分組到達(dá)速率之和是否滿足相應(yīng)的條件；將滿足條件的車輛節(jié)點(diǎn)加入到調(diào)度列表中，計(jì)算其業(yè)務(wù)的時延敏感因子，確定為其分配的時隙數(shù)；路旁設(shè)備若還有未被分配的調(diào)度時隙，則在車輛節(jié)點(diǎn)沒有新業(yè)務(wù)到達(dá)時，對剩余時隙進(jìn)行分配；路旁設(shè)備停止對本調(diào)度周期的時隙安排。本發(fā)明能夠保證業(yè)務(wù)的時延要求，實(shí)現(xiàn)時隙利用率最大化，且兼顧公平性。
文檔編號H04B7/26GK102868438SQ20121033490
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者陳晨, 戴志巍, 焦曉輝, 裴慶祺, 沈玉龍, 杜曉博, 呂寧 申請人:西安電子科技大學(xué)