[发明专利]一种车载自组织网络的多通道认知MAC协议

摘要

本发明涉及一种车载自组织网络的多通道认知MAC协议，其包括：①对频段的分配方法：将DSRC频段划分为7个信道，其中1个作为虚拟授权用户的控制信道，1个作为虚拟次级用户的控制信道；剩余的5个信道作为虚拟授权用户的服务信道；将UHF频段划分为多个服务信道。②对同步周期的设定方法：DSRC频段的同步周期是现有同步周期的一半。③虚拟授权用户的通信过程。④虚拟次级用户的通信过程。本方法对比传统方法，具有以下优点：①在车辆节点密集的情况下，虚拟授权用户所广播的安全信息的到达率有显著提高；②由于使用了UHF频段，虚拟次级用户的服务需求得到有效保证。

主权项

一种车载自组织网络的多通道认知MAC协议，其特征在于：其包括：（1）对频段的分配方法；在车载自组织网络中传输的信息分为2种：①与安全相关的信息，称为安全信息；②与安全不相关的信息，称为服务信息；将安全信息的发送节点定义为“虚拟授权用户”；将服务信息的发送节点定义为“虚拟次级用户”；所述频段包括DSRC频段和UHF频段；DSRC频段是从5.860GHz到5.920GHz，将DSRC频段划分为7个信道；选择DSRC频段的7个信道中的一个信道作为虚拟授权用户的控制信道；从DSRC频段的另外6个信道中选择一个信道作为虚拟次级用户的控制信道；剩余的5个信道作为虚拟授权用户的服务信道；UHF频段是从470MHz到860MHz，将UHF频段分为m个信道，30≤m≤50作为虚拟次级用户的服务信道；（2）对同步周期的设定方法；设定虚拟授权用户的同步周期为50ms，其中控制信道时间间隔25ms，服务信道时间间隔25ms；设定虚拟次级用户的同步周期为100ms，其中控制信道时间间隔50ms，服务信道时间间隔50ms；（3）虚拟授权用户的通信过程；步骤1.1：虚拟授权用户将需要发送的安全信息放入发送队列；步骤1.2：虚拟授权用户从DSRC频段的5个服务信道中检测是否具有空闲服务信道，如果有，选择一个服务信道，并在控制时间间隔，广播使用该服务信道的请求帧；否则，重复执行步骤1.2；步骤1.3：虚拟授权用户在广播使用该服务信道的请求帧以后，在该服务信道实现安全信息的当前数据帧的广播通信；如果通信失败，则转到步骤1.2；否则重复步骤1.3进行安全信息的下一数据帧的广播通信，直到安全信息传输完毕；（4）虚拟次级用户的通信过程；对于虚拟次级用户的服务信息的传输，本发明采用频谱机会接入的方法进行传输，具体通信过程为：步骤2.1：车载自组织网络中的每个节点都维护一个频谱状态表，用SST表 示；频谱状态表SST用于记录该节点在通信范围内的DSRC频段中的5个虚拟授权用户的服务信道以及UHF频段中的虚拟次级用户的m个服务信道的占用情况；步骤2.2：车载自组织网络中的每个节点都周期性的与邻居节点交换频谱状态表SST；每个节点再据此维护一个邻居频谱状态表，用NSST表示；邻居频谱状态表NSST用于记录该节点的所有邻居节点在通信范围内的DSRC频段中的5个虚拟授权用户的服务信道以及UHF频段中的虚拟次级用户的m个服务信道的占用情况；所述邻居节点定义为：与某一节点能够实现通信的节点称为该节点的邻居节点；步骤2.3：预先设定虚拟次级用户可以选择的空闲服务信道的最大数量，用n表示，2≤n≤10；虚拟次级用户根据自身维护的邻居频谱状态表NSST，选择p个空闲服务信道，发送请求传送帧RTS；如果可选择的空闲服务信道的数量大于n，则p=n；否则，p值为实际可选的空闲服务信道的数量；步骤2.4：如果接收节点接收到q个请求传送帧RTS，1≤q≤p，接收节点从q传输请求传送帧RTS的服务信道中选择一个服务信道发送确认传送帧CTS；否则，重复步骤2.3；步骤2.5：虚拟次级用户在接收到确认传送帧CTS以后，在该服务信道实现服务信息的当前数据帧的通信；如果通信失败，则转到步骤2.3；否则重复步骤2.5进行服务信息的下一数据帧的通信，直到该服务信息传输完毕。