一种异构车联网时隙分配方法组成比例

本发明专利技术提供一种异构车联网时隙分配方法，涉及异构车联网，所述异构车联网包括基站和车辆节点，所述车辆节点包括簇头和一般节点；所述异构车联网时隙分配方法包括下列步骤：1)各一般节点利用当前所分配的时隙将自身的实时位置信息传输给簇头；2)基站从各个簇头获得各个车辆节点的实时位置信息，以车辆节点为顶点，构建表达车辆位置关系的拓扑图，根据预设的时隙重用距离，基于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙，然后将所分配的时隙分发给对应的车辆节点。本发明专利技术甭管提高异构车联网的时隙资源的利用率；并且本发明专利技术既能够保证公平性，又能够提高系统的等效时隙数目。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，具体地说，本专利技术涉及一种异构车联网时隙分配方法。
技术介绍
面向道路安全的车联网系统旨在通过车车直接信息交互，有效地进行危险预警，从而显著降低交通事故率。这种安全类应用是车联网的重要应用方向之一。目前可应用于车联网场景的技术包括传统通信技术和异构车联网技术。传统通信技术包括继承于802.11协议家族的DSRC(DedicatedShort Rage Communication)技术和蜂窝移动通信中LTE(Long TermEvolution)技术。传统DSRC技术，由于采用竞争接入信道机制，缺乏有效的集中调度，在车辆数目较多时,信道拥塞严重，信道利用率低。此外，该技术对于多播类消息支持较差。由于缺乏ACK和重传机制信令设计，隐藏终端问题难以避免，同时多播类消息冲突严重，很难满足多播类消息的需求。而传统LTE技术目前不支持车车直接通信，所用数据都需要经过基站转发，系统时延明显增大，当车辆增多时，很多应用的时延和可靠性都无法得到保障。异构车联网技术主要指融合DSRC和LTE的双层异构车联网系统。基于TDMA(Time Domain Multiple Access)的异构车联网系统，通过LTE蜂窝网集中控制车辆接入DSRC的时隙，采用DSRC无线资源进行车车直接通信(LTE网络与DSRC网络工作在各自频段)。这样既避免了竞争接入方式导致的信道拥塞，同时也保留了低时延的车车通信方式，降低了系统时延。因此这种基于TDMA的异构车联网系统能够相对较好地支持面向道路安全的车联网应用场景。对于异构车联网系统，通常需要设计时隙接入机制，以为网络中的各个节点分配时隙。现有的异构车联网技术中，主要通过改进传统DSRC协议对时隙接入机制进行优化。例如：中国专利CN201310006110.4披露了一种根据移动方向划分节点集合，然后在不同的集合中竞争接入时隙的时
隙分配方案。中国专利申请CN201310342247.7披露了一种通过时隙信息采集模块、时隙占用状态更新与维护模块和空虚时隙匹配模块完成自组织网络中的时隙分配的方案。文献BARGHI S,JAFAKHANI H,YOUSEFIZADEH H,YOUSEFI’ZADEH H.Method for distributed time slot assignment(DSTA)for multi-user network e.g.wireles ad-hoc network,involes sending reply between neighbors,and dividing assignment for exitingcontrol mode for all neighbors of new node.US patent:2012026989-A1.,2012中，则披露了一种采用图着色技术的时隙分配方案，该方案中采用图着色的方法分配正交时隙并调度发送，通过为控制模式，传输局部邻居节点信息并控制帧长，通过发送应答包和采用Alamouti编码去除冲突。文献Huang Q,Li Y,Lin D,Peng L,et al.Delay delimitation multicast forwarding structure constructing method for wireless ad hoc network,involvesexecuting specific formula when node receives D message form nearby node.CNpatent:1020758s64-A,2010中，披露了另一种采用图着色技术的时隙分配方案，该方案中根据优先级通过分布式非同步的方式，采用图着色的方法为节点分配时隙。上述时隙分配方案虽然都能够为异构车联网中的各个节点分配时隙，但是，它们对时隙资源的利用率还有待提高，尤其是当车辆数目较大时，上述时隙分配方案可能会导致许多车辆无法获得发送时隙。例如正交地为所有车辆分配不同时隙的传统时隙分配方案下，如果车辆数目超过正交时隙的数目，那么有些车辆就无法获得发送时隙。因此，当前迫切需要一种能够提高时隙资源利用率的异构车联网时隙分配解决方案。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种能够提高时隙利用率的异构车联网时隙分配解决方案。本专利技术提供了一种异构车联网时隙分配方法，涉及异构车联网，所述异构车联网包括基站和车辆节点，所述车辆节点包括簇头和一般节点；所述异构车联网时隙分配方法包括下列步骤：1)各一般节点利用当前所分配的时隙将自身的实时位置信息传输给簇头；2)基站从各个簇头获得各个车辆节点的实时位置信息，以车辆节点为顶点，构建表达车辆位置关系的拓扑图，根据预设的时隙重用距离，基
于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙，然后将所分配的时隙分发给对应的车辆节点。其中，所述步骤2)中，根据预设的时隙重用距离，基于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙的方法包括：将异构车联网的时隙资源映射为相同数目的不同颜色，以任意两跳之内的节点着色不同为限定条件，基于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙；所述拓扑图中，对于任意两个车辆节点，如果二者之间的距离不超过预设的时隙重用距离，则这两个车辆节点为所述拓扑图中的一跳。其中，所述步骤2)中，根据预设的时隙重用距离，基于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙的方法包括下列子步骤：20)确定在下一个广播周期中所述拓扑图中，每个车辆节点的时隙数目；21)基于步骤20)所确定的每个车辆节点的时隙数目，以任意两跳之内的节点着色不同为限定条件，基于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙。其中，所述步骤20)还包括：将连接距离在两跳以内的节点的线段作为所述拓扑图的边，在确定时隙数目时，根据车辆节点的度为不同的车辆节点设置权重，度较大的车辆节点的权重小于度较小的车辆节点的权重。其中，所述步骤20)包括下列子步骤：步骤201)遍历所述拓扑图中的每一个车辆节点，对于所述拓扑图中任意一个车辆节点n，获取与该车辆节点n有相连边的所有车辆节点构成的相邻节点集:Tn＝{m；m与n相连，m≠n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构车联网时隙分配方法，涉及异构车联网，所述异构车联网包括基站和车辆节点，所述车辆节点包括簇头和一般节点；所述异构车联网时隙分配方法包括下列步骤：1)各一般节点利用当前所分配的时隙将自身的实时位置信息传输给簇头；2)基站从各个簇头获得各个车辆节点的实时位置信息，以车辆节点为顶点，构建表达车辆位置关系的拓扑图，根据预设的时隙重用距离，基于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙，然后将所分配的时隙分发给对应的车辆节点。

【技术特征摘要】
1.一种异构车联网时隙分配方法，涉及异构车联网，所述异构车联网包括基站和车辆节点，所述车辆节点包括簇头和一般节点；所述异构车联网时隙分配方法包括下列步骤：1)各一般节点利用当前所分配的时隙将自身的实时位置信息传输给簇头；2)基站从各个簇头获得各个车辆节点的实时位置信息，以车辆节点为顶点，构建表达车辆位置关系的拓扑图，根据预设的时隙重用距离，基于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙，然后将所分配的时隙分发给对应的车辆节点。2.根据权利要求1所述的异构车联网时隙分配方法，其特征在于，所述步骤2)中，根据预设的时隙重用距离，基于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙的方法包括：将异构车联网的时隙资源映射为相同数目的不同颜色，以任意两跳之内的节点着色不同为限定条件，基于图着色算法为所述拓扑图的各个顶点分配时隙；所述拓扑图中，对于任意两个车辆节点，如果二者之间的距离不超过预设的时隙重用距离，则这两个车辆节点为所述拓扑图中的一跳。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏涛，周一青，刘航，田霖，石晶林，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11