专利名称：车辆网络中保证业务时延要求的时隙分配方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，涉及多址接入技术，更进ー步涉及ー种以保证业务时延要求为目的的基于时隙利用效率的时隙分配方法，可用于车辆网络中车辆节点与路旁设备之间的通信。
背景技术：
在车辆网络中，每个车辆节点通过自主计算和相互通信，在智能交通通信系统中发挥着重要的作用。在路边设备的协助下，节点间可以相互提供交通状态、地域天气、驾驶安全警告及景色图片等信息。但是由于节点的高速移动性和应用业务的时延限制，如何保证车辆节点在有效的通信范围内和可容忍的时延要求内成功地获得路边设备的服务时隙是亟待解决的问题。目前，车辆网络中时隙分配方法主要包括两类。一类是基于竞争的时隙分配机 制，即时隙式载波侦听多址接入/冲突避免(CSMA/CA)机制；另一类是基于无竞争的时隙分配机制。若要满足业务的时延要求，时隙式CSMA/CA机制就必须考虑业务的时延敏感程度。T. Kim 等人在 2005 年的 JCCI 中的 Priority toning strategy for fast emergencynotification in IEEE 802.15.4 LR-WPAN中为安全应用业务设置高优先级，从而保证业务的时延要求。T. Kim等人在 2006年的 IEEEC0MMUNICATI0NS LETTERS 中的 Priority-baseddelay mitigation for event-monitoring IEEE 802. 15. 4 LR-WPANs 中通过为时延敏感业务设计优化的帧结构，从而降低其业务的传输碰撞概率。尽管这些做法，可以减轻传输的碰撞概率，但是并不能从根本上解决传输的碰撞问题，无法满足具体业务的时延要求。于是，有学者开始研究可以保证业务时延要求的基于无竞争的时隙分配机制。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 中通过对节点突发业务数、业务的到达速率和业务的时延要求进行综合考虑，从而进行时隙分配。但是，存在的不足是没有考虑到节点的移动性对其接入网络的影响。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中通过综合考虑时延要求和节点公平性进行时隙分配。但是，存在的不足是不能保证网络呑吐量的最大化。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出ー种车辆网络中保证业务时延要求的时隙分配方法，从根本上解决传输的碰撞问题，保证移动的车辆网络中业务的时延要求，且兼顾整个网络的公平性，提高网络的吞吐量。为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤(I)每个路旁设备测量其通信范围内的所有车辆节点数量Np、各车辆节点的速度Sj, i, t和位置Pj,しt，并通过周期性的广播，将Nj, t，Sj,しt和Pj,しt告知其他路旁设备；
(2)根据上述Nj, t，Sj,しt和Pj,しt，判断t时刻在路旁设备j的通信范围も内有数据发送的第i个车辆节点V^t与路旁设备的通信时延Dy是否满足Dy彡min (Di, Tdjji)，式中，Di表示车辆节点自身数据业务的允许时延，Tdy表示节点V^t在も内的最大停留时间，如果满足，则执行步骤(3)，否则，执行步骤(9);(3)判断上述车辆节点Vy,t的速度S^t是否满足条件Smin彡Sjjijt彡Smax，式中，Sfflin和Smax分别表示该道路的最小和最大速度限制，如果满足，则执行步骤(4)，否则，执行步骤(9)；(4)路旁设备j在接纳上述车辆节点t后，判断其自身的容量Gq是否满足条
件
权利要求
1.ー种车辆网络中保证业务时延要求的时隙分配方法，包括如下步骤 (1)每个路旁设备测量其通信范围内的所有车辆节点数量Nj,,、各车辆节点的速度t和位置Pj, i, t，并通过周期性的广播，将Np，Sj,しt和Pj,しt告知其他路旁设备； (2)根据上述Nj,,,S^t和Pp,t，判断t时刻在路旁设备j的通信范围も内有数据发送的第i个车辆节点 '，い与路旁设备的通信时延Dm是否满足Dy≤min^i，Tc^i)，式中，Di表示车辆节点Vut自身数据业务的允许时延，Tdy表示节点VM,t在も内的最大停留时间，如果满足，则执行步骤(3)，否则，执行步骤(9); (3)判断上述车辆节点V^t的速度S^t是否满足条件Smin( Sjjijt ( Smax，式中，Smin和Smax分别表示该道路的最小和最大速度限制，如果满足，则执行步骤(4)，否则，执行步骤(9)； (4)路旁设备j在接纳上述车辆节点Vii,,后，判断其自身的容量Gq是否满足条件
2.根据权利要求I所述的方法，其中步骤(10)所述的路旁设备j根据时隙分配情况及调度列表I1和子调度列表I2中的车辆节点集合，对剩余时隙进行分配，包括如下步骤 (IOa)路旁设备j计算剩余时隙Rsltrt ^-slot vjIiiax し slot 式中，Gmax为路旁设备j的总的时隙数
全文摘要
本发明公开了一种在车辆网络中保证业务时延要求的时隙分配方法，主要解决现有方法中无法兼顾业务的时延要求和网络吞吐量最大化的问题。其实现步骤包括路旁设备测量其通信范围内车辆节点的数量、速度和位置；路旁设备判断车辆节点和所属路旁设备之间的通信时延、车辆节点速度和所有分组到达速率之和是否满足相应的条件；将满足条件的车辆节点加入到调度列表中，计算其业务的时延敏感因子，确定为其分配的时隙数；路旁设备若还有未被分配的调度时隙，则在车辆节点没有新业务到达时，对剩余时隙进行分配；路旁设备停止对本调度周期的时隙安排。本发明能够保证业务的时延要求，实现时隙利用率最大化，且兼顾公平性。
文档编号H04B7/26GK102868438SQ20121033490
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者陈晨, 戴志巍, 焦晓辉, 裴庆祺, 沈玉龙, 杜晓博, 吕宁 申请人:西安电子科技大学