一種車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法，在車輛節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，依據(jù)當(dāng)前車輛節(jié)點(diǎn)密度和地理位置自適應(yīng)地選擇轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明可以使車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有效降低無(wú)線信道的競(jìng)爭(zhēng)，避免過(guò)高的數(shù)據(jù)傳播延時(shí)，減少?gòu)V播次數(shù)，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼w性能。
【專利說(shuō)明】一種車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用無(wú)線傳輸技術(shù)，通過(guò)探測(cè)和傳播交通安全信息來(lái)避免交通事故。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，利用車輛之間通信迅速傳播安全警告信息。但是由于無(wú)線傳輸范圍有限，車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在轉(zhuǎn)發(fā)安全消息時(shí)采取多跳廣播的方式，需要通過(guò)多次廣播才能將安全信息傳播到網(wǎng)絡(luò)中的全部車輛節(jié)點(diǎn)。
[0003]因此，當(dāng)交通事故發(fā)生時(shí)面臨著兩個(gè)問(wèn)題:一是在很短的時(shí)間里如何完成多跳傳輸；二是如何保證消息傳輸?shù)目煽啃?。在車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高移動(dòng)環(huán)境下，很多文獻(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)低延時(shí)、高可靠性的快速消息傳播機(jī)制進(jìn)行了深入研究。
[0004]IEEE802.1lp協(xié)議是一個(gè)由IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充的車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入控制層協(xié)議。IEEE802.1lp采用了二進(jìn)制退避算法。當(dāng)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前，首先載波偵聽確定信道的閑忙狀態(tài)。如果信道持續(xù)空閑，那么節(jié)點(diǎn)將分組發(fā)送出去。如果信道忙，則啟動(dòng)一個(gè)退避計(jì)時(shí)器，繼續(xù)偵聽信道。隨機(jī)退避時(shí)間的計(jì)算如下式:
[0005]BackoffTime=RandomO XaSlotTimeO
[0006]當(dāng)信道持續(xù)空閑，則退避計(jì)時(shí)器執(zhí)行減計(jì)數(shù)。RandomO為從[0，Cff]均勻分布的整數(shù)中隨機(jī)選擇的偽隨機(jī)數(shù)，CW的取值范圍為CWmin到CWmax，aSlotTime為時(shí)隙長(zhǎng)度。CW的初始值設(shè)置為CWmin，取值為31。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要記錄重傳次數(shù)SRC。當(dāng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重傳時(shí)，則重傳次數(shù)SRC增加I。節(jié)點(diǎn)每次發(fā)送失敗都會(huì)增大CW，直到CW達(dá)到最大值aCWmax。當(dāng)CW大于或等于aCWmax，Cff將維持不變，直到CW被重設(shè)。CW的更新算法如下式:
[0007]CWnew=min ((Cffold+1) X 2 — 1，Cffmax)
[0008]其中，Cffold和CWnew分別是更新前后的CW值。節(jié)點(diǎn)每次成功發(fā)送數(shù)據(jù)后，或者SRC達(dá)到限定值后，會(huì)將CW重設(shè)為CWmin。IEEE802.1lp協(xié)議的問(wèn)題在于:在通信過(guò)程中隨著車輛密度的增加，會(huì)出現(xiàn)沖突次數(shù)變大、傳輸延時(shí)增高等問(wèn)題，降低了網(wǎng)絡(luò)整體傳輸性能。
[0009]Rec協(xié)議中各車輛節(jié)點(diǎn)通過(guò)GPS獲取自己的地理位置信息，在發(fā)送消息時(shí)選擇在傳輸范圍內(nèi)離當(dāng)前節(jié)點(diǎn)最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)收到消息，便立即轉(zhuǎn)發(fā)，能減少不必要的重傳，從而減少傳輸延時(shí)。但是由于車輛的高移動(dòng)性，很難對(duì)周圍節(jié)點(diǎn)完成完整持續(xù)的更新。而且當(dāng)車輛密度大時(shí)，Rec協(xié)議選取較遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)的方法導(dǎo)致消息覆蓋范圍內(nèi)出現(xiàn)大量消息碰撞，信道競(jìng)爭(zhēng)加劇，從而導(dǎo)致端到端傳輸延時(shí)和廣播次數(shù)急劇增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述車載無(wú)線網(wǎng)在車輛密度大時(shí)端到端的傳輸延時(shí)高、沖突次數(shù)高等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0012]步驟一:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)初始化,計(jì)時(shí)器清零并開始計(jì)時(shí)；[0013]步驟二:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)等待接收消息，收到消息后轉(zhuǎn)入步驟三；
[0014]步驟三:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)判斷計(jì)時(shí)器是否超時(shí)，如果超時(shí)則廣播所收到的消息，并通過(guò)發(fā)送beacon包中通告本節(jié)點(diǎn)成為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，計(jì)時(shí)器清零，返回步驟二 ；如果沒(méi)超時(shí)則判斷消息類型，如果是beacon包則轉(zhuǎn)入步驟四，如果是message包則跳轉(zhuǎn)至步驟五；
[0015]步驟四:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依據(jù)beacon包首先判斷此beacon包的發(fā)送節(jié)點(diǎn)是否在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的鄰居列表中，如果不在鄰居列表內(nèi)則添加該發(fā)送節(jié)點(diǎn)到鄰居列表中，并更新車輛密度α并返回步驟二，如果在鄰居列表內(nèi)，再判斷該發(fā)送節(jié)點(diǎn)是否為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，如果是則記錄該發(fā)送節(jié)點(diǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F，并更新當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F的距離4后返回步驟二，如果不是則直接返回步驟二，其中所述的車輛密度α為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)廣播范圍內(nèi)的車輛數(shù)量；
[0016]步驟五:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依據(jù)message包內(nèi)容判斷其是否為新消息,如果是則計(jì)算計(jì)算距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F的最優(yōu)距離Cltjpt和等待時(shí)隙CW，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，返回步驟三；如果不是新消息，則計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，返回步驟二。
[0017]所述車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的訪問(wèn)控制方法，所述步驟一中:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)初始化包括:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的鄰居列表中節(jié)點(diǎn)數(shù)量^初始化為O ;當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所記錄的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F初始化為空；當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的距離df初始化為O ;當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的鄰居表neighbour_list初始化為空；計(jì)時(shí)器超時(shí)時(shí)間的初值設(shè)為O和31個(gè)時(shí)隙之間的隨機(jī)值；當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F的最優(yōu)距離Cltjpt的初值設(shè)為300m。
[0018]所述車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的訪問(wèn)控制方法，所述步驟五中:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)計(jì)算距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F的最優(yōu)距離d。-首先，消息在道路路段的起端到末端傳輸延時(shí)T的計(jì)算如下:
【權(quán)利要求】
1.一種車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)初始化，計(jì)時(shí)器清零并開始計(jì)時(shí)； 步驟二:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)等待接收消息，收到消息后轉(zhuǎn)入步驟三； 步驟三:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)判斷計(jì)時(shí)器是否超時(shí)，如果超時(shí)則廣播所收到的消息，并通過(guò)發(fā)送beacon包中通告本節(jié)點(diǎn)成為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，計(jì)時(shí)器清零，返回步驟二 ；如果沒(méi)超時(shí)則判斷消息類型，如果是beacon包則轉(zhuǎn)入步驟四，如果是message包則跳轉(zhuǎn)至步驟五； 步驟四:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依據(jù)beacon包首先判斷此beacon包的發(fā)送節(jié)點(diǎn)是否在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的鄰居列表中，如果不在鄰居列表內(nèi)則添加該發(fā)送節(jié)點(diǎn)到鄰居列表中，并更新車輛密度α并返回步驟二，如果在鄰居列表內(nèi)，再判斷該發(fā)送節(jié)點(diǎn)是否為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，如果是則記錄該發(fā)送節(jié)點(diǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F，并更新當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F的距離Clf后返回步驟二，如果不是則直接返回步驟二，其中所述的車輛密度α為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)廣播范圍內(nèi)的車輛數(shù)量； 步驟五:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依據(jù)message包內(nèi)容判斷其是否為新消息,如果是則計(jì)算計(jì)算距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F的最優(yōu)距離Cltjpt和等待時(shí)隙CW，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，返回步驟三；如果不是新消息，則計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，返回步驟二。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的訪問(wèn)控制方法，其特征在于，所述步驟一中:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)初始化包括:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的鄰居列表中節(jié)點(diǎn)數(shù)量^初始化為O ;當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所記錄的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F初始化為空；當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的距離df初始化為O ;當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的鄰居表neighbour_liSt初始化為空；計(jì)時(shí)器超時(shí)時(shí)間的初值設(shè)為O和31個(gè)時(shí)隙之間的隨機(jī)值；當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F的最優(yōu)距離dopt的初值設(shè)為300m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于車輛密度的訪問(wèn)控制方法，其特征在于，所述步驟五中:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)計(jì)算距轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F的最優(yōu)距離(1_，首先，消息在道路路段的起端到末端傳輸延時(shí)T的計(jì)算如下:
【文檔編號(hào)】H04W40/20GK103826284SQ201410100068
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】黃家瑋, 黃懿, 王建新 申請(qǐng)人:中南大學(xué)