[发明专利]基于动态优先级的车辆网络消息优化广播方法

说明书

一种基于动态优先级的车辆网络消息优化广播方法，通过实时监测车辆状态，并在发生突发情况时在应用层中根据消息类型和当前时刻车载终端存储的周围车辆环境数据计算出待发送消息的动态优先级和有效距离，对多跳广播中的当前动态优先级进行更新，再以此得到访问类别索引以及优化后的应用层数据帧，最终通过MAC层根据当前动态优先级将消息插入到队列中进行信道竞争并发出消息。本发明能够为不同优先级消息提供相应的服务质量，保障紧急程度较高的消息优先享有信道资源。

技术领域

本发明涉及的是一种车辆通信领域的技术，具体是一种基于动态优先级的车辆网络消息优化广播方法。

背景技术

随着经济的发展，车辆越来越普及，而随之而来的交通事故问题也成为社会关注的热点。车联网作为智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)的一部分，被寄予厚望用于解决车辆安全问题。车辆之间或车路之间以自组织的方式组成网络，即VANET(Vehicle Ad-hoc Network)，通过实时信息的交互能够及时发现周围的危险状况或者潜在的危险，可以提前做出相应的反应，提高车辆的主动安全性。为了使危险消息能够更快更及时地传播到周围的车辆，广播成为VANET信息传输最有效的方式之一。

根据美国通信联盟安全联盟2005年的车辆安全通信项目(Vehicle SafetyCommunication Project,VSC-P)任务最终报告，不同的应用场景产生的消息有着不同的通信要求，如时延、最大传输距离、传输频率等，并结合消息的紧急程度对应用进行优先级的划分。如前车急刹车或发生车祸，需要将这一消息及时传递给周围的车辆，对通信的时延和可靠性要求非常高。因此，这些消息的具有较高的优先级，在广播机制中需要为其提供较高的服务质量(Quality of Service)。

现有的关于车辆网络消息广播的研究中，部分通过对MAC层协议的改进提高广播的可靠性并动态适应车辆密度的变化，如有研究提出的基于自适应广播的多信道MAC机制，在CCH间隔进一步划分出自适应广播帧，通过基于RR-AlOHA协议的信道预约为安全消息提供无冲突的可靠传输。而在多跳广播中，大部分论文对如何选取转发节点以及避免广播风暴提出了不同的机制。另有研究中提出的城市道路的多跳广播协议，通过选取广播方向离源节点最远的节点作为转发节点，在车辆密集环境下能有效避免冲突，提高消息传输的成功率。然而，大多数论文都没有考虑消息的优先级，紧急消息与非紧急消息同等条件地争用信道，造成紧急消息的延时、阻塞，带来严重的安全隐患。

经过对现有技术的检索发现，在基于优先级的广播机制研究中，ChakkaphongSuthaputchakun做了大量的工作。他提出的VANET(Vehicular Ad-hoc Network)中基于优先级的车辆通信系统使用802.11e的EDCA(Enhanced Distributed Channel Access,增强分布式协调访问)机制为不同优先级的消息提供不同的服务质量(Quality of Service,QoS)，并利用重复广播的机制为消息的广播特别是优先级高的紧急消息提供更高的可靠性。但该技术对消息优先级的定义过于简单，没有结合实际的车辆环境，而且没有考虑到消息在网络中进行多跳广播中优先级的变化，如碰撞事故消息，在传播中其优先级会随着距离和时间的增大而降低等特点。