[发明专利]一种基于路侧单元协助的多信道协同MAC接入方法

摘要

本发明公开一种基于路侧单元协助的多信道协同MAC接入方法。该方法中，在RSU时隙，路侧单元广播前一个同步周期SCH时隙的预约信息，所有节点收到该信息之后更新本地SCH预约表‑2，随后把预约表‑2中的信息合并到预约表‑1。在RFS时隙，节点进行安全信息发送或进行本周期SCH时隙业务信道预约。在SCH时隙，完成信道预约的节点根据预约表‑1在业务信道上进行无竞争的非安全数据传输；其他节点将监听CCH信道或在CCH信道上进行下一周期SCH时隙的信道预约，预约成功的信息会被路侧单元保存在预约表‑2中并在下一周期的RSU时隙进行广播。本发明提高了数据传输效率和信道预约及业务信道接入效率，并消除了预约冲突。

主权项

基于路侧单元协助的多信道协同MAC接入方法，其特征在于，CCH时隙被进一步划分为RSU时隙和RFS时隙；在RSU时隙，路侧单元均配有两个收发机，其中一台收发机始终监听CCH，另一台收发机则能在CCH和SCH之间进行自由切换，以实现在CCH上广播预约信息以及在SCH上进行非安全信息的交互；在RSU时隙，路侧单元首先根据前一个周期的SCH时隙中在CCH信道上是否发生了预约行为来决定是否广播预约信息；如果前一个SCH时隙中有节点在CCH信道进行了RFS/CTR的握手行为，即进行了成功的SCH信道预约，则成功预约的信息会被路侧单元监听到并且保存在路侧单元的SCH预约表‑2中，并在当前的RSU时隙，把SCH预约表‑2中存储的预约信息广播出去，路侧单元通信覆盖范围内的所有节点收到该预约信息之后立即更新本地SCH预约表‑2中的信息，随后把预约表‑2中的信息合并到预约表‑1中；在RFS时隙，所有节点均能进行安全信息发送或进行本周期SCH时隙业务信道预约，预约信息保存在各节点的SCH预约表‑1中；在接下来的SCH时隙，已完成SCH预约的节点根据自己的本地SCH预约表‑1的预约情况依次进行数据传输，其余节点将监听CCH信道并且能在CCH信道上进行下一周期SCH时隙的SCH信道预约，预约成功之后，成功预约的信息会被路侧单元保存在预约表‑2中并在下一周期的RSU时隙进行广播；RSU时隙路侧单元广播一个RSU数据包，RSU数据包包括了在上一个同步周期中的SCH时隙产生的成功预约信息；各节点接收到RSU数据包之后更新自己的预约表‑1，用来在RFS时隙进行下一轮业务信道预约时作为信道选择的依据；在SCH时隙允许所有节点在CCH信道发起下一个同步周期SCH时隙业务信道预约，预约成功的信息保存在预约节点自身的预约表‑2中；同时对于在本周期RFS时隙未能成功预约的节点对，允许在SCH时隙发起二次预约；发起预约的节点根据本地SCH预约表情况选择一个被预约时间占用最少的业务信道，并且该信道的剩余时间足以用来传输所要发送的数据包，在RFS时隙发起预约的节点在CCH信道上广播RFS数据包，接收到RFS数据包的目的节点立即检查该信道号的预约时间与自己的本地SCH预约表中相应的信道剩余时间是否均是空闲，如果是，则回复CTR，否则，不回复CTR；其他收到CTR的节点，立即更新自己的SCH预约表，并存储所有信道的预约情况，至此完成了一次成功的业务信道预约；发起预约的节点的业务信道选择执行以下步骤：步骤1、判断当前数据队列中是否有数据包需要发送，如果没有，就继续监听控制信道；否则，计算需要发的数据包的时长L；步骤2、判断当前的时间处于CCH时隙还是SCH时隙；如果是CCH时隙，计算出当前同步周期的截止时间，即本周期SCH时隙的终止时间，记作ends1；比较预约表‑1中的6个业务信道被预约的终止时间，得出最小值,即该业务信道被预约所占用的时间是最少的，记作endm1；否则，转到步骤5；步骤3、 判断L+endm1的和是否小于ends1,如果是，则发送RFS数据包，设置等待回复CTR定时器；否则，放弃预约；步骤4、判断CTR定时器是否超时，如果是，那么该节点准备在本周期SCH时隙发起第二次预约，返回步骤2；否则，把此次成功预约的信息保存到预约表‑1，返回步骤1；步骤5、如果是SCH时隙，计算出当前周期的截止时间，即本同步周期的终止时间，记作ends2；比较预约表‑2中的6个业务信道被预约的终止时间，计算出最小的值,记作endm2；步骤6、 判断L+endm2的和是否小于ends2,如果是，则发送RFS数据包，设置等待回复CTR定时器；否则，放弃预约；步骤7、判断CTR定时器是否超时，如果是，那么该节点放弃在本次同步周期进行预约；否则，把此次成功预约的信息保存到预约表‑2；被预约的节点在预约过程执行以下步骤：步骤1、接收到RFS数据包之后，从RFS数据包中提取出预约时长L，并判断当前的时间处于CCH时隙还是SCH时隙；若为CCH时隙跳转到步骤2，否则，跳转到步骤3；步骤2、CCH时隙，判断 L+endm1的和是否小于ends1, 如果是，则发送CTR，保存此次成功预约的信息保存到预约表‑1；否则，丢弃RFS,放弃此次预约；步骤3、SCH时隙，判断 L+endm2的和是否小于ends2, 如果是，则发送CTR，保存此次成功预约的信息保存到预约表‑2；否则，丢弃RFS,放弃此次预约。