[发明专利]用于在自组织网络中发送消息的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在具有多个网络节点的异步自组织(ad hoc)网络中的消息的无线发送和接收方法，在该异步自组织网络中，至少一个网络节点以预定的周期长度周期性地发送消息。本发明还涉及一种用于该方法的网络节点。

背景技术

这种自组织网络使用在例如车辆与车辆(V2V)或车辆到基础设施(V2I)通信中；这种网络具有高度的灵活性，并且，由于网络节点的互相啮合，这种网络能够实现故障保护。然而，由于每个网络节点基于其自身的内部定时来发起消息发送，因此，当两个或多个网络节点试图同时发送消息时将会发生冲突。出于这个原因，用于冲突检测(CD)和冲突避免(CA)的方法被标准化到具有载波侦听多路访问(CSMA)的这种网络中。然而，在大量的网络节点和/或消息的情况下，这些方法是不够的，尤其是：随着消息数量的增加，成功地发送消息的数量，并且因此，网络效率降低。

从文献中可以获知用于抵消上述缺陷的各种改进。在G.Bansal等所著的，“Cross-Validation of DSRC Radio Testbed and NS-2Simulation Platform for Vehicular Safety Communications”(2011IEEE Vehicular Technology Conference(VTC fall))中，建议减少网络节点的发送功率，或延长周期性发送消息的周期长度，从而减少冲突次数。作为其结果，自组织网络的直接互连的网络节点的数量减少了，但是，因此消息不再能够直接发送(“单跳”)，而是必须通过多个中间网络节点路由(“多跳”)，这进一步提高了发送消息的总数；它的另一个结果是，信息的传播速度降低，特别是重要消息的情况下，这是不希望的，所述重要消息例如是关于危险情况或事故的消息。

相反，在S.Sundar等所著的，“Congestion Control for Vehicular Safety：Synchronous and Asynchronous MAC Algorithms”(VANET’12会议，2012年6月25日，英国)中提议，对网络节点进行同步，这需要一个复杂的同步算法，该算法还必须处理在整个自组织网络中单个网络节点的添加或删除，并且在每一个网络节点中需要一个GPS接收器的精确的、共同时间基准。可以理解的是，这样的方法仅当自组织网络中的所有参与网络节点都无间隙的同步，也就是说，当自组织网络完全被这样的网络节点覆盖时才会起作用。

发明内容

本发明的目的是创建一种用于异步自组织网络中的消息的无线发送和接收的方法和网络节点，该方法和网络节点使得即使在有大量的网络节点或消息的情况下也可以进行有效的发送，而不需要要求同步的复杂性和完整实施。

根据本发明的第一方面，上述目标通过以下方法来实现，该方法用于在具有多个网络节点的异步自组织网络中的消息的无线发送和接收，在该异步自组织网络中，至少一个第一网络节点以预定的周期长度周期性地发送消息，所述方法被如下的步骤表征，这些步骤在第二网络节点中执行：

定义至少两个连续的时间间隔，其中这两个时间间隔中的每一个都具有一个周期长度，其中，第一时间间隔是在过去并且第二时间间隔是在未来，并且将时间间隔各自细分成至少两个时隙；

基于在第一个时间间隔的每个时隙中接收到的一个或多个其他网络节点的消息的数量，为该时隙计算占用率；

识别具有最低占用率的时隙；并且

在第二时间间隔的与所识别的时隙相对应的时隙中传送至少一个消息。

本发明是基于这样的发现，由于来自各个网络节点的消息一般而言以相同周期长度周期性地发送——例如，根据ITS-G5或WAVE标准的普通认识消息(CAM)或基本安全消息(BSM)通常每100毫秒到500毫秒被发送一次——二次冲突的高危险生由其消息已先前相冲突的两个网络节点在相同的周期长度到期后同时进行另一次尝试发送引起。

根据本发明所述的方法使用时隙进行消息发送，所述时隙基于对过去的观察，在未来极有可能是空闲的，从而防止与其他网络节点的消息相冲突。发射功率和周期长度保持不变，因此效率不会受到损害。由于网络节点保持相互独立，该方法能够同样有利地在自组织网络中使用，在该自组织网络中，所述方法由所有网络节点、一些网络节点或没有任伺其它的网络节点来使用。在这种情况下，每个网络节点执行其自己的伪同步，无需自组织网络的全部网络节点的复杂同步。