[发明专利]一种基于SD-TDMA的VANET信道接入方法

说明书

本发明涉及一种基于SD‑TDMA的VANET信道接入方法，在地理位置上，将道路划分为区段与小区。在帧周期的起点，车辆节点通过GPS定位系统获得自己地理位置，并计算自己的区段与小区。在每个探测周期，节点仅在编号的探测时隙上发送探测包，并等待之后探测包的反馈。在探测接入阶段结束时，节点能够通过探测包统计出本区段的，并计算出自己的SDA。对于探测包碰撞的节点，转为竞争节点，以IEEE 802.11 DCF基本模式竞争接入信道。在数据周期，节点根据自己的SDA依次循环占用数据时隙直至数据周期结束。对于在数据周期才接入网络的节点，只能在安全信道上发送紧急消息，若有其他类型的消息需要发送，则需要等待下一个帧周期，根据以上的步骤接入信道。

技术领域

本发明涉及车联网通信技术领域，特别是一种基于SD-TDMA的VANET信道接入方法。

背景技术

随着无线通信技术和计算机技术的高速发展，车载自组织网络作为智能交通系统的重要组成部分，已经得到学术界和工业界的广泛关注。VANET的高动态的拓扑动态性、高速的节点移动性、短暂的链路连通性、数据类型的多样性及自组织通信等特有属性，使得VANET的信息传输能力面临新的挑战。节点移动速度较快导致了拓扑的动态性，车辆间的动态拓扑变化很快，使得在传统的通信机制中车辆要不断的侦听信道的状态和探测拓扑变化来决定是发送信息还是接受信息或者是静默。这使得提高网络的吞吐量、降低网络时延面临着严峻的挑战，所以一种新的通信机制是现在急需的。

信道接入协议是在Adhoc网络中的关键技术和研究重点，它是位于Adhoc网络协议栈的底层，就是由它来控制节点接入信道的方法。所以它在通信中起到了重要的作用，如果我们选择不当的话就会导致传输过程中有很多的冲突、重传以及大量空闲。Adhoc网络是多跳共享多点信道，一个节点发送的消息只有一跳范围内的节点可以接收到，所以传统的移动通信采用的方法已经很难适应这种环境，所以我们需要针对其网络的特点设计新的信道接入。

当前的信道接入协议主要分成两类：基于竞争的(contention-based)和无竞争(contention-free)的两种类型。前者的优势是能够适应完全分布式的网络环境，车辆的动态拓扑对它影响不大，但是缺点就是时延是不可预估的，信息发送时冲突也比较多；后者的优势是通过事先把时隙分配好给车辆，避免了用户间传输的冲突，降低了冲突率并且能够预测每个节点接入信道的时延。但是该方式在道路环境变化较大或者动态拓扑变化快的时候比较难适应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于SD-TDMA的VANET信道接入方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于SD-TDMA的VANET信道接入方法，包括如下步骤：

步骤S1：车辆节点接收路边基础设施在CCH上周期性广播的道路划分信息，包括：路段的起点(x_start,y_start)、区段长度R、小区长度r、区段与信道的映射表以及小区的铺设规则，并计算当前所处的区段ID_segment、小区ID_cell、本区段使用的服务信道SCH_i和安全信道SeCH_k；

步骤S2：在探测阶段，所述车辆节点通过两个探测周期，在所述本区段使用的服务信道SCH_i上发送和接收探测包，并根据探测包的内容转换为成功节点或竞争节点，若转为竞争节点，则转至步骤S3，否则转至步骤S4；

步骤S3：从数据周期的起点开始，所述竞争节点以IEEE 802.11DCF的基本模式在所述安全信道SeCH_k上竞争发送新增请求包，并在发出新增请求包后，开始侦听所述本区段使用的服务信道SCH_i，等待接收数据包；