一種基于時(shí)延優(yōu)化的車聯(lián)網(wǎng)控制信道自適應(yīng)接入方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于時(shí)延優(yōu)化的車聯(lián)網(wǎng)控制信道(CCH)自適應(yīng)接入方法，屬于車聯(lián)網(wǎng)通信【技術(shù)領(lǐng)域】?；谲嚶?lián)網(wǎng)時(shí)隙交替下控制信道的接入時(shí)延包括業(yè)務(wù)時(shí)隙(SCHI)中的凍結(jié)時(shí)延和控制時(shí)隙(CCHI)中的退避時(shí)延；在當(dāng)前時(shí)隙的前一SCHI內(nèi)，統(tǒng)計(jì)接入CCH請(qǐng)求的個(gè)數(shù)N，在時(shí)隙交替的保護(hù)間隔內(nèi)，根據(jù)個(gè)數(shù)N設(shè)定SCHI內(nèi)接入請(qǐng)求的競(jìng)爭窗口和退避值；根據(jù)最早到期優(yōu)先機(jī)制(EDF)選擇剩余有效時(shí)間最短的接入請(qǐng)求進(jìn)行接入；根據(jù)接入請(qǐng)求的剩余有效時(shí)間設(shè)定繼續(xù)退避接入請(qǐng)求的競(jìng)爭窗口和退避值，繼續(xù)進(jìn)行下一輪接入競(jìng)爭。本發(fā)明使得控制信道的接入競(jìng)爭中能夠保證各優(yōu)先級(jí)的接入請(qǐng)求及時(shí)接入控制信道，改善了820.11p的接入性能。
【專利說明】-種基于時(shí)延優(yōu)化的車聯(lián)網(wǎng)控制信道自適應(yīng)接入方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于車聯(lián)網(wǎng)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是指一種基于時(shí)延優(yōu)化的車聯(lián)網(wǎng)控 制信道自適應(yīng)接入方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 車聯(lián)網(wǎng)的控制信道（CCH)主要傳輸行車安全相關(guān)的信息或車聯(lián)網(wǎng)的控制信息。車 聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部通信時(shí)需要避免相互干擾，在交通擁堵時(shí)這種干擾更嚴(yán)重，因此需要有效的接入 策略。而且，CCH中傳輸?shù)男畔⑹桥c行車安全密切相關(guān)的時(shí)延敏感業(yè)務(wù)，因此對(duì)接入策略的 接入時(shí)延有嚴(yán)格要求。現(xiàn)有車聯(lián)網(wǎng)中CCH的接入策略延用了 IEEE 802. lie的增強(qiáng)型分布 式信道訪問（Enhanced Distributed Channel Access，簡稱EDCA)。相關(guān)研究主要關(guān)注競(jìng) 爭窗口大小的自適應(yīng)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的劃分，以使EDCA更好地適應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)。
[0003] 但是在現(xiàn)有接入策略沒有考慮車聯(lián)網(wǎng)多信道操作下時(shí)隙交替對(duì)時(shí)延的影響。此 夕卜，現(xiàn)有研究主要關(guān)注周期信息如信標(biāo)信息等，而在CCH中的實(shí)時(shí)應(yīng)用業(yè)務(wù)中，像彎道加速 警告、緊急剎車指示、碰撞預(yù)警、變道提醒等事件觸發(fā)信息或緊急信息，都是隨時(shí)可以提出 請(qǐng)求的非周期信息。
[0004] 現(xiàn)有相關(guān)接入策略的研究中沒有考慮事件觸發(fā)的非周期業(yè)務(wù)，在時(shí)隙交替下對(duì)接 入時(shí)延性能的影響，如：1.同一時(shí)隙中，不同時(shí)刻接入請(qǐng)求的接入時(shí)延差別很大；2.接入策 略沒有考慮低優(yōu)先級(jí)接入在SCHI (Service Channel Interval，業(yè)務(wù)時(shí)隙）消耗有效時(shí)延 下變?yōu)槭Ｓ鄷r(shí)延短的緊急接入，應(yīng)該有高優(yōu)先接入順序的需求；3. CCHI (Control Channel Interval，控制時(shí)隙）開始會(huì)有在SCHI內(nèi)積累的接入請(qǐng)求，導(dǎo)致接入擁堵增加接入時(shí)延。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)車聯(lián)網(wǎng)多信道操作下控制信道接入時(shí)延無法保證問題，公 開了一種基于時(shí)延優(yōu)化的車聯(lián)網(wǎng)控制信道自適應(yīng)接入方法，該方法的在時(shí)隙交替的前提 下，推導(dǎo)了控制信道接入時(shí)延的表達(dá)式，通過利用剩余有效時(shí)延控制接入、自適應(yīng)業(yè)務(wù)時(shí)隙 內(nèi)接入的初始窗口、最早優(yōu)先到期的沖突處理方法，提高控制信道的接入時(shí)延性能。
[0006] 首先，本發(fā)明提供了一種車聯(lián)網(wǎng)時(shí)隙交替下控制信道的接入時(shí)延確定方法，接入 時(shí)延?ο」包括SCHI中的凍結(jié)時(shí)延1^和0〇11中的退避時(shí)延T B,i，表示為：Tw = Tm+Tm。
[0007] 基于所提供的接入時(shí)延確定方法，本發(fā)明提供的一種基于時(shí)延優(yōu)化的車聯(lián)網(wǎng)控制 信道自適應(yīng)接入方法，在第η個(gè)時(shí)隙進(jìn)行如下步驟1?步驟6,當(dāng)?shù)讦莻€(gè)時(shí)隙結(jié)束后，執(zhí)行步 驟7,具體各步驟如下：
[0008] 步驟1 :在第η個(gè)時(shí)隙的前一業(yè)務(wù)時(shí)隙SCHI內(nèi)，統(tǒng)計(jì)接入控制信道CCH請(qǐng)求的個(gè) 數(shù)N ;
[0009] 步驟2 :在由SCHI交替到控制時(shí)隙CCHI的保護(hù)間隔內(nèi)，確定SCHI中接入請(qǐng)求的 競(jìng)爭窗口的初始值，以及各接入請(qǐng)求的退避值；
[0010] 其中，接入請(qǐng)求的競(jìng)爭窗口的初始值cwinitial = τΝ，τ是SCHI接入請(qǐng)求個(gè)數(shù)N對(duì) 初始窗口大小的影響因子，通過仿真擬合得到；接入請(qǐng)求的退避值從競(jìng)爭窗口的取值范圍 [0，cwinitial]中隨機(jī)選擇得到。
[0011] 步驟3 :在CCHI中進(jìn)行基于退避的接入競(jìng)爭，當(dāng)存著競(jìng)爭沖突時(shí)，執(zhí)行步驟4 ;否 貝1J，執(zhí)行步驟5。
[0012] 步驟4:對(duì)所有滿足接入條件的接入請(qǐng)求，根據(jù)最早到期優(yōu)先機(jī)制選擇剩余有效 時(shí)間最短的接入請(qǐng)求，然后進(jìn)行步驟5執(zhí)行；剩余的接入請(qǐng)求繼續(xù)進(jìn)行退避，進(jìn)入步驟6執(zhí) 行。
[0013] 滿足接入條件的接入請(qǐng)求包含兩種：當(dāng)前時(shí)刻提出的新接入請(qǐng)求；當(dāng)前時(shí)刻退避 計(jì)數(shù)器為零的接入請(qǐng)求。
[0014] 接入請(qǐng)求的剩余有效時(shí)間Te = Tb-Td為實(shí)時(shí)取值，其中，Tb為接入請(qǐng)求的有效時(shí) 延，T d為從提出接入請(qǐng)求時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的接入時(shí)延。
[0015] 步驟5 :接入請(qǐng)求接入CCH，若接入成功，完成該接入請(qǐng)求的接入；若接入失敗，將 該接入請(qǐng)求繼續(xù)退避，進(jìn)入步驟6執(zhí)行。
[0016] 步驟6 :對(duì)繼續(xù)退避的接入請(qǐng)求，確定接入請(qǐng)求的剩余有效時(shí)間，并重新設(shè)置接入 請(qǐng)求的競(jìng)爭窗口和退避值，然后轉(zhuǎn)步驟3執(zhí)行。
[0017] 設(shè)某接入請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)別為i，該接入請(qǐng)求第j次競(jìng)爭的競(jìng)爭窗口為CWi, j，在第j 次競(jìng)爭失敗后，競(jìng)爭窗口增長為CWu+1 = min[CWu*MFn，CWuJ，min表示取最小值。
[0018] 其中MFn為增長因子，計(jì)算公式如下：
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于時(shí)延優(yōu)化的車聯(lián)網(wǎng)控制信道自適應(yīng)接入方法，其特征在于，在第η個(gè)時(shí)隙 內(nèi)執(zhí)行如下步驟1?步驟6,當(dāng)?shù)讦莻€(gè)時(shí)隙結(jié)束后，執(zhí)行步驟7,具體各步驟為 ： 步驟1 :在第η個(gè)時(shí)隙的前一業(yè)務(wù)時(shí)隙SCHI內(nèi)，統(tǒng)計(jì)接入控制信道CCH請(qǐng)求的個(gè)數(shù)Ν ; 步驟2 :在由SCHI交替到控制時(shí)隙CCHI的保護(hù)間隔內(nèi)，確定SCHI中接入請(qǐng)求的競(jìng)爭 窗口的初始值，以及各個(gè)接入請(qǐng)求的退避值； 其中，接入請(qǐng)求的競(jìng)爭窗口的初始值CWinitial = τ Ν，τ是SCHI接入請(qǐng)求個(gè)數(shù)Ν對(duì)初始 窗口大小的影響因子；接入請(qǐng)求的退避值從競(jìng)爭窗口的取值范圍[〇, CWinitial]中隨機(jī)選擇 得到； 步驟3 :在CCHI中進(jìn)行基于退避的接入競(jìng)爭，當(dāng)存著競(jìng)爭沖突時(shí)，執(zhí)行步驟4 ;否則，執(zhí) 行步驟5 ; 步驟4 :對(duì)所有滿足接入條件的接入請(qǐng)求，根據(jù)最早到期優(yōu)先機(jī)制（EDF)選擇剩余有效 時(shí)間最短的接入請(qǐng)求，然后進(jìn)行步驟5執(zhí)行；剩余的接入請(qǐng)求繼續(xù)退避，進(jìn)入步驟6執(zhí)行； 滿足接入條件的接入請(qǐng)求包括兩種：當(dāng)前時(shí)刻提出的新接入請(qǐng)求；當(dāng)前時(shí)刻退避計(jì)數(shù) 器為零的接入請(qǐng)求； 接入請(qǐng)求的剩余有效時(shí)間?； = Tb-Td，Tb為接入請(qǐng)求的有效時(shí)延，Td為從提出接入請(qǐng)求 時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的接入時(shí)延； 步驟5 :接入請(qǐng)求接入CCH，若接入成功，完成該接入請(qǐng)求的接入；若接入失敗，該接入 請(qǐng)求繼續(xù)退避，進(jìn)入步驟6執(zhí)行； 步驟6 :對(duì)繼續(xù)退避的接入請(qǐng)求，確定接入請(qǐng)求的剩余有效時(shí)間，并重新設(shè)置接入請(qǐng)求 的競(jìng)爭窗口和退避值，繼續(xù)轉(zhuǎn)步驟3執(zhí)行； 設(shè)某接入請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)別為i，該接入請(qǐng)求第j次競(jìng)爭的競(jìng)爭窗口為CWM，在第j次競(jìng) 爭失敗后，競(jìng)爭窗口增長為CW^+1 = min[CWu*MFn，CWuJ，CWi,^表示優(yōu)先級(jí)別為i的接 入請(qǐng)求的最大競(jìng)爭窗口；MFn為增長因子，計(jì)算公式如下：
表示在第n-1個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)生沖突和成功接入信道的次數(shù)，其比值為 第n-1個(gè)時(shí)隙的平均沖突率；α為權(quán)重因子，用于確定剩余有效時(shí)延在確定增長因子時(shí)的 影響程度； 優(yōu)先級(jí)別為i的接入請(qǐng)求在第j+Ι次競(jìng)爭的退避值從[〇, CWy+J中隨機(jī)選擇； 步驟7 :統(tǒng)計(jì)第η個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)生沖突和成功接入信道的次數(shù)，確定該時(shí)隙的平均沖突 率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時(shí)延優(yōu)化的車聯(lián)網(wǎng)控制信道自適應(yīng)接入方法，其特 征在于，步驟4中所述的Td根據(jù)下式獲得：
其中，TF,i為SCHI中的凍結(jié)時(shí)延，TB,i為CCHI中的退避時(shí)延，Dy表示第i類接入請(qǐng)求 第j+Ι次競(jìng)爭的時(shí)延，k+Ι表示接入請(qǐng)求的競(jìng)爭次數(shù)。
3. -種車聯(lián)網(wǎng)時(shí)隙交替下控制信道的接入時(shí)延確定方法，其特征在于，根據(jù)下式來確 定 Td, i - TF，i+TB，i 其中，Tw表示接入時(shí)延，TF，i表示業(yè)務(wù)時(shí)隙SCHI中的凍結(jié)時(shí)延，TB，i表示控制時(shí)隙CCHI 中的退避時(shí)延。
【文檔編號(hào)】H04W74/08GK104144518SQ201410384225
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】郭彩麗, 張磊, 馮春燕, 曾志民, 厲東明 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)