[发明专利]基于半双工通信的安全告警信息中继方法

权利要求书

1.一种基于半双工通信的安全告警信息中继方法，包括以下步骤：

S1、当有安全相关事件发生时，车辆产生安全告警信息广播需求，向基站发起无线信道接入请求；

S2、基站接收到无线信道接入请求后，为相关车辆进行无线资源调度，同时基站根据无线信道资源占用情况、车辆的位置及运行状态信息选择空闲车辆节点作为中继节点，并将无线资源调度结果与中继节点选择结果广播给基站覆盖范围内的车辆；

步骤S2中进行中继节点选择的具体过程为：将基站信号覆盖区域内需要中继覆盖的区域划分为小路段，遍历小路段中的所有空闲车辆选择中继节点，选择具有最大权值的中继节点组合，具体包括以下分步骤：

S21、基站根据无线资源的占用情况，以及广播车辆的位置信息判断是否进行中继；

S22、当需要进行中继时，基站将需要中继覆盖的区域划分为长度为r_w的路段，将每个长度为r_w的路段划分为长度为L_w的小路段，其中，r_w为安全告警信息的覆盖范围；

S23、基站遍历小路段中的所有空闲车辆，根据车辆位置及运行状态预估信道质量，根据信道质量选择空闲车辆作为备选中继节点，并为其赋予权值；

S24、将相对路段边界距离相同的小路段归为一个集合，选择权值最大的集合为中继节点集合，其中的备选中继节点为实际中继节点；

S3、广播车辆根据接收到的无线资源调度结果，发送安全告警信息，同时被选为中继节点的空闲车辆，监听无线信道，并存储相关的广播信息；

S4、中继节点以发送功率转发接收到的安全告警信息。

2.根据权利要求1所述的基于半双工通信的安全告警信息中继方法，其特征在于，步骤S1中所述的安全相关事件产生的准则为：安全事件的到来会导致与该安全事件相关的车辆产生安全告警广播需求，且相关车辆数目与场景中车辆密度与安全事件类型相关。

3.根据权利要求1所述的基于半双工通信的安全告警信息中继方法，其特征在于，步骤S21中判断是否进行中继的条件为：同时广播安全告警信息的车辆集合为A_w，若满足条件其中，D_i,j为车辆i与车辆j间的距离，x,y,z代表了车辆的坐标位置。

4.根据权利要求1所述的基于半双工通信的安全告警信息中继方法，其特征在于，步骤S23中权值计算方法为：通过预估信道质量计算成功解析报文的概率，选择最大概率值作为该备选中继节点的权值；即基站通过车辆的位置及运行状态信息预估收发车辆间无线信道的衰落模型，计算出收发车辆间信号的信干噪比，进而获得不同空闲车辆作为中继节点时广播车辆成功解析冲突广播报文的概率，并选择最大成功概率对应的空闲车辆作为备选中继节点，最大成功概率即为备选中继节点的权值，当没有备选中继节点时，该小路段的权值为0。

5.根据权利要求4所述的基于半双工通信的安全告警信息中继方法，其特征在于，通过预估信道质量计算成功解析报文的概率具体过程如下：在中继模式下接收广播的车辆m，其成功解析车辆i发送的广播报文的概率具体为：

其中，车辆k为中继节点，P_T表示车辆发送安全告警信息的功率，每辆车默认的发送功率相同；P'_T表示中继节点转发安全告警信息的功率；G_i表示发送车辆i与接收车辆m之间的信道增益；G_j表示干扰车辆j与接收车辆m之间的信道增益；N表示噪声功率；A_i表示一定范围内，与发送车辆i使用相同无线资源的车辆集合；α表示接收车辆k自干扰的干扰系数；r_threshold表示车辆可以成功解析安全告警信息的最小信干噪比；Prob{}表示满足{}内条件时对应的概率大小。

6.根据权利要求1所述的基于半双工通信的安全告警信息中继方法，其特征在于，步骤S24中最大权值集合的计算方法为：当集合中不存在为0的权值时，集合有效，否则无效；从有效集合中，选择权值和最大的集合作为最终的中继节点集合，集合中的元素为中继节点；当集合全部无效时，则扩大小路段长度后，重新计算直到存在有效集合为止。