[发明专利]一种车联网广播背景流下视频传输的方法

权利要求书

1.一种车联网广播背景流下视频传输的方法，包括车联网802.11p协议的DCF传输机制和竞争窗口比例积分(CW-PI)的算法设计，其特征在于：所述车联网802.11p协议的DCF传输机制具体包括以下步骤：

a1、利用物理层提供的载波监测指示信号确定信道的忙闲，车联网分组传输的过程是首先要等待信道空闲时间和一个TDIFS，确认信道没有信息传送，源节点开始发送数据DATA，数据传输完毕后还需要在等待一个TSIFS，此后由接收端发送ACK确认帧，源端收到该确认帧后，完成一个数据传输的过程，考虑理想状态，如果没有分组碰撞，则BackOff退避时间tBO为所以，发送一个数据帧所需的时间T可表达为T＝t_DIFS+t_BO+t_Data+t_SIFS+t_ACK，定义数据帧长度为Ldata，单节点信道容量计算公式为C＝LData/T；

a2、根据a1的分析，一个固定长度的数据帧，其传输时间仅与初始竞争窗口CWmin有关，具体而言，CWmin越小，传输一帧数据的时间就越短，换言之其传输效率就越高，以上分析针对单节点成功发送过程，得到某个发送节点的CWmin越小，其信道容量越大的结论，但是车联网环境中，无论目标车辆是否需要发送视频应用，所有车辆节点均在周期性广播交通感知信息，因此需要推导多节点竞争情况下的信道最大容量计算公式，在Ro通信范围内有n个车辆节点，假设任一车辆节点i在某个随机时隙内发送一个数据帧的概率为τ，该数据帧与其他节点发出的数据帧发生碰撞的概率为η，在n一定时，有如下关系：

a3、根据Bianchi对a1和a2的传输过程建模，m为最大重传次数，CWmin为最小竞争窗口值，令W＝CWmin，有

a4、通过联立a2和a3内的和两式，可求解τ的数值解，可见变量τ是W与n的函数，简记τ＝f(W,n)，802.11p协议MAC层的数据传输效率为假设某目标车辆i的通信覆盖范围内发送节点数n，有MAC层数据传输效率ψ(n)，802.11p协议理论带宽为ω，则车辆i的最大信道容量为

2.根据权利要求1所述的一种车联网广播背景流下视频传输的方法，其特征在于：所述竞争窗口比例积分(CW-PI)的算法设计具体包括以下步骤：

b1、统计当前的吞吐量th，计算可用信道容量；

b2、计算可用信道容量与视频带宽之差，记为e；

b3、执行比例调节原理的初始竞争窗口算法；

b4、视频传输结束，CWmin恢复为802.11p默认初值，且竞争窗口值按默认算法计算。

3.根据权利要求2所述的一种车联网广播背景流下视频传输的方法，其特征在于：所述步骤b3选用的比例积分控制算法来改变初始竞争窗口数值，PI调节器是一种线性控制器，它根据参考值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。

4.根据权利要求2所述的一种车联网广播背景流下视频传输的方法，其特征在于：所述步骤b3中的比例调节按比例反映系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立刻产生调节作用以减少偏差，比例系数kp大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，会使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定，需要注意的是，比例控制无法消除静态误差，这就导致系统的实际输出值一直在参考值附近震荡，因此对于精确控制，需要增加积分调节。