一種車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送方法和節(jié)點(diǎn)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送方法和節(jié)點(diǎn)設(shè) 備。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國(guó)際上已經(jīng)開(kāi)展了許多面向車聯(lián)網(wǎng)V2X(Vehicle to X，車與車及車與路邊 設(shè)施的通信稱為V2X)應(yīng)用的自組網(wǎng)車載通信系統(tǒng)相關(guān)的研發(fā)項(xiàng)目，產(chǎn)出了很多研究成果， 一種較有代表性的是移動(dòng)分時(shí)隙ALOHA (Mobile Slotted Aloha，MS-AL0HA)協(xié)議。該協(xié)議 是一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)分多址（Time Division Multiple Access, TDMA)的分布式媒體接入控 制（Media Access Control, MAC)協(xié)議。該MS-AL0HA協(xié)議的資源分配基于幀結(jié)構(gòu)，以子中貞 為單位，每N個(gè)子幀構(gòu)成一個(gè)幀（Frame)，每個(gè)幀中的子幀的編號(hào)為1~N，在幀之間循環(huán)往 復(fù)。通常認(rèn)為，自組網(wǎng)車載通信系統(tǒng)中的任一節(jié)點(diǎn)（如車載設(shè)備等）在一個(gè)子幀上發(fā)送了 中貞信息（Frame Information, FI)消息之后，就認(rèn)為該子幀是該節(jié)點(diǎn)自己占用的子幀，節(jié)點(diǎn) 在自己占用的子幀上會(huì)廣播FI消息。
[0003] 目前，AL0HA機(jī)制為了保證數(shù)據(jù)包的可靠接收，規(guī)定三跳范圍內(nèi)時(shí)間資源是不可復(fù) 用的。在發(fā)送安全消息時(shí)，如果每個(gè)車輛設(shè)備的每個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送占用lms的時(shí)頻資源，發(fā)送 周期是100ms，則按照AL0HA機(jī)制的規(guī)定，三跳范圍內(nèi)只能容納100個(gè)車輛設(shè)備，這樣，當(dāng)車 輛設(shè)備密度較大時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致容量不夠用的問(wèn)題。
[0004] 為了解決上述容量不夠用的問(wèn)題，可以通過(guò)增加帶寬的方式來(lái)提升容量。但是直 接增加帶寬、縮短每個(gè)數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)間的方法，又會(huì)出現(xiàn)發(fā)射功率不夠用的問(wèn)題。如果采用 直接頻分的方式，則又可能導(dǎo)致部分周圍車輛丟失安全消息的問(wèn)題。
[0005] 綜上所述，按照AL0HA機(jī)制的現(xiàn)有規(guī)定，三跳范圍內(nèi)不可復(fù)用時(shí)間資源，會(huì)導(dǎo)致當(dāng) 車輛設(shè)備密度較大時(shí)，容量不夠用的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送方法和節(jié)點(diǎn)設(shè)備，用于解決現(xiàn) 有AL0HA機(jī)制，在車輛設(shè)備密度較大時(shí)，容量不夠用的問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，在一個(gè)幀周期內(nèi)，該方 法包括：
[0008] 位于A跳數(shù)范圍內(nèi)的任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備生成所需發(fā)送的數(shù)據(jù)，其中，A彡2且A為正整 數(shù)；
[0009] 所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備確定發(fā)送生成的數(shù)據(jù)的時(shí)頻單元，并在確定出的時(shí)頻單元上， 發(fā)送生成的數(shù)據(jù)；
[0010] 其中，一個(gè)幀周期包括Μ個(gè)子幀，每個(gè)子幀包括N個(gè)頻帶，所述時(shí)頻單元表示一個(gè) 子幀的一個(gè)頻帶，Μ，Ν均為正整數(shù)；一跳范圍內(nèi)的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備不能占用相同的子幀 發(fā)送生成的數(shù)據(jù)；一跳范圍外且Α跳范圍內(nèi)的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備能夠占用相同的子幀且不 同的頻帶發(fā)送生成的數(shù)據(jù)，或者占用相同的頻帶且不同的子幀發(fā)送生成的數(shù)據(jù)。
[0011] 在實(shí)施中，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備確定發(fā)送生成的數(shù)據(jù)的時(shí)頻單元，包括：
[0012] 在初次發(fā)送自身生成的數(shù)據(jù)之前，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備從所述幀周期內(nèi)確定出處于 空閑態(tài)的時(shí)頻單元，并從空閑態(tài)的時(shí)頻單元中，選擇發(fā)送生成的數(shù)據(jù)的時(shí)頻單元；或者
[0013] 在判斷出自身占用的時(shí)頻單元與其他節(jié)點(diǎn)設(shè)備所占用的時(shí)頻單元發(fā)生碰撞后，所 述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備從所述幀周期內(nèi)確定出處于空閑態(tài)的時(shí)頻單元，并從空閑態(tài)的時(shí)頻單元 中，選擇發(fā)送生成的數(shù)據(jù)的時(shí)頻單元。
[0014] 在實(shí)施中，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備從所述幀周期內(nèi)確定出處于空閑態(tài)的時(shí)頻單元，包 括：
[0015] 所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)表示一個(gè)幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元占用狀態(tài)的占用狀態(tài)表，確 定出處于空閑態(tài)的時(shí)頻單元。
[0016] 作為一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)以下步驟生成所述占用狀態(tài) 表：
[0017] 所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)接收到的第一 FI消息確定出 一組幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息，或者，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備 根據(jù)當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元的接收功率確定出一組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí) 頻單元占用狀態(tài)的子域信息；以及
[0018] 所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)確定出的各組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元 占用狀態(tài)的子域信息，生成所述占用狀態(tài)表。
[0019] 該方式下，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元的接收功率確定出一 組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息，包括：
[0020] 當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)的接收功率小于或等于設(shè)定的功率閾值時(shí)， 所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備確定出當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息 為空閑狀態(tài)，以及確定出所述幀周期內(nèi)除當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元之外的其他時(shí)頻單元的 表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息為初始值；
[0021] 或者，當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)的接收功率大于設(shè)定的功率閾值，且 接收信噪比SNR小于設(shè)定的SNR閾值時(shí)，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備確定出當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單 元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息為碰撞狀態(tài)，以及確定出所述幀周期內(nèi)除當(dāng)前子幀 的每個(gè)時(shí)頻單元之外的其他時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息為初始值；
[0022] 或者，當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)的接收功率大于設(shè)定的功率閾值，且 接收SNR不小于設(shè)定的SNR閾值，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備確定出當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元的狀 態(tài)信息中表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息為一跳模糊占用狀態(tài)，以及確定出所述幀周期 內(nèi)除當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元之外的其他時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息 為初始值。
[0023] 該方式下，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)確定出的各組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示 時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息，生成所述占用狀態(tài)表，包括：
[0024] 所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備將所述占用狀態(tài)表中的第m行包含的子域信息移至第m-N行 中，并將當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)確定出的一組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單 元占用狀態(tài)的子域信息，添加到所述占用狀態(tài)表的第M*N-1行中，其中，m = N，…，M*N-1。
[0025] 作為另一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)以下步驟生成所述占用狀態(tài) 表：
[0026] 所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)采集到的一個(gè)幀周期內(nèi)接收到的第一 FI消息和自身生成 的第二FI消息，確定出M*N組所采集的幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子 域信息，以生成所述占用狀態(tài)表；
[0027] 其中，所述占用狀態(tài)表包括M*N*M*N個(gè)子域信息，所述占用狀態(tài)表的每一行的內(nèi) 容為所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備確定出的一組所采集的幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用 狀態(tài)的子域信息。
[0028] 該方式下，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備確定出M*N組所采集的幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示 時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息，包括：
[0029] 針對(duì)所采集的幀周期內(nèi)的每個(gè)時(shí)頻單元，若在該時(shí)頻單元接收到第一 FI消息，所 述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)接收到的第一 FI消息，確定出一組所采集的幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的 表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息；或者
[0030] 針對(duì)所采集的幀周期內(nèi)的每個(gè)時(shí)頻單元，若該時(shí)頻單元為自身發(fā)送第二FI消息 的時(shí)頻單元，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)自身生成的第二FI消息，確定出一組所采集的幀周期 內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息；或者
[0031] 針對(duì)所采集的幀周期內(nèi)的每個(gè)時(shí)頻單元，若在該時(shí)頻單元未接收到任何第一 FI 消息，且該時(shí)頻單元為除自身發(fā)送第二FI消息之外的其他時(shí)頻單元，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備確 定出的一組所采集的幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息的值均為 初始值。
[0032] 基于上述任一實(shí)施例，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)所述占用狀態(tài)表，確定出處于空閑 態(tài)的時(shí)頻單元，包括：
[0033] 所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè)備將所述占用狀態(tài)表中每列包含的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子 域信息的值進(jìn)行求和；
[0034] 若求和得到的結(jié)果為設(shè)定值，且所述列對(duì)應(yīng)的時(shí)頻單元所屬的子幀的其他時(shí)頻單 元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息為非一跳占用且非一跳模糊占用，所述任一節(jié)點(diǎn)設(shè) 備確定所述列對(duì)應(yīng)的時(shí)頻單元為空閑時(shí)頻單元。
[0035] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種節(jié)點(diǎn)設(shè)備，該節(jié)點(diǎn)設(shè)備為位于A跳數(shù)范圍內(nèi)的任一節(jié)點(diǎn) 設(shè)備，A彡2且A為正整數(shù)，該節(jié)點(diǎn)設(shè)備包括：
[0036] 數(shù)據(jù)生成模塊，用于在一個(gè)幀周期內(nèi)，生成所需發(fā)送的數(shù)據(jù)；
[0037] 空閑資源確定模塊，用于確定發(fā)送生成的數(shù)據(jù)的時(shí)頻單元；
[0038] 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于在所述空閑資源確定模塊確定出的時(shí)頻單元上，發(fā)送所述數(shù) 據(jù)生成模塊生成的數(shù)據(jù)；
[0039] 其中，一個(gè)幀周期包括Μ個(gè)子幀，每個(gè)子幀包括N個(gè)頻帶，所述時(shí)頻單元表示一個(gè) 子幀的一個(gè)頻帶，Μ，Ν均為正整數(shù)；一跳范圍內(nèi)的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備不能占用相同的子幀 發(fā)送生成的數(shù)據(jù)；一跳范圍外且Α跳范圍內(nèi)的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備能夠占用相同的子幀且不 同的頻帶發(fā)送生成的數(shù)據(jù)，或者占用相同的頻帶且不同的子幀發(fā)送生成的數(shù)據(jù)。
[0040] 在實(shí)施中，所述空閑資源確定模塊具體用于：
[0041] 用于在初次發(fā)送所述數(shù)據(jù)生成模塊生成的數(shù)據(jù)之前，從所述幀周期內(nèi)確定出處于 空閑態(tài)的時(shí)頻單元，并從空閑態(tài)的時(shí)頻單元中，選擇發(fā)送所述數(shù)據(jù)生成模塊生成的數(shù)據(jù)的 時(shí)頻單元；或者，在判斷出自身所屬的節(jié)點(diǎn)設(shè)備所占用的時(shí)頻單元與其他節(jié)點(diǎn)設(shè)備所占用 的時(shí)頻單元發(fā)生碰撞后，從所述幀周期內(nèi)確定出處于空閑態(tài)的時(shí)頻單元，并從空閑態(tài)的時(shí) 頻單元中，選擇發(fā)送所述數(shù)據(jù)生成模塊生成的數(shù)據(jù)的時(shí)頻單元。
[0042] 在實(shí)施中，所述空閑資源確定模塊具體用于：
[0043] 根據(jù)表示一個(gè)幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元占用狀態(tài)的占用狀態(tài)表，確定出處于空閑態(tài)的 時(shí)頻單元。
[0044] 作為一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式，所述空閑資源確定模塊根據(jù)以下步驟生成所述占用狀 態(tài)表：
[0045] 根據(jù)當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)接收到的第一 FI消息確定出一組幀周期內(nèi)各時(shí) 頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息，或者，根據(jù)當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元的接收 功率確定出一組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息；
[0046] 根據(jù)確定出的各組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信 息，生成所述占用狀態(tài)表。
[0047] 該方式下，所述空閑資源確定模塊根據(jù)當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元的接收功率確定 出一組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息，包括：
[0048] 當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)的接收功率小于或等于設(shè)定的功率閾值時(shí)， 則確定出當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息為空閑狀態(tài)，以及 確定出所述幀周期內(nèi)除當(dāng)前子幀的時(shí)頻單元之外的其他時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀 態(tài)的子域信息為初始值；或者
[0049] 當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)的接收功率大于設(shè)定的功率閾值，且接收信 噪比SNR小于設(shè)定的SNR閾值時(shí)，則確定出當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用 狀態(tài)的子域信息為碰撞狀態(tài)，以及確定出所述幀周期內(nèi)除當(dāng)前子幀的時(shí)頻單元之外的其他 時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息為初始值；
[0050] 或者，當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)的接收功率大于設(shè)定的功率閾值，且 接收SNR不小于設(shè)定的SNR閾值，則確定出當(dāng)前子幀的每個(gè)時(shí)頻單元的狀態(tài)信息中表示時(shí) 頻單元占用狀態(tài)的子域信息為一跳模糊占用狀態(tài)，以及確定出所述幀周期內(nèi)除當(dāng)前子幀的 時(shí)頻單元之外的其他時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息為初始值。
[0051] 該方式下，所述空閑資源確定模塊根據(jù)確定出的各組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的 表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信息，生成所述占用狀態(tài)表，包括：
[0052] 將所述占用狀態(tài)表中的第m行包含的子域信息移至第m-N行中，并將當(dāng)前子幀的 每個(gè)時(shí)頻單元內(nèi)確定出的一組所述幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域 信息，添加到所述占用狀態(tài)表的第M*N-1行中，其中，m = Ν，"·，Μ*Ν-1。
[0053] 作為另一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式，所述空閑資源確定模塊具體用于：
[0054] 根據(jù)采集到的一個(gè)幀周期內(nèi)接收到的第一 FI消息和所述數(shù)據(jù)生成模塊生成的第 二FI消息，確定出Μ*Ν組所采集的幀周期內(nèi)各時(shí)頻單元的表示時(shí)頻單元占用狀態(tài)的子域信 息，以生成所述占用狀態(tài)表；
[0055] 其中，所述占用狀態(tài)表包括Μ*Ν*Μ*Ν個(gè)子域