借助RSU辅助传输的数据分发方法技术

本发明专利技术公开了一种借助RSU辅助传输的数据分发方法。主要解决在车联网的数据分发过程中，广播信息数据冗余大，频谱占用率和冲突发生率高的问题。其实现过程是：道路基础设施计算服务信息的广播优先级，并按优先级广播服务信息；车辆收到服务信息并接入簇；车辆节点向道路基础设施请求服务信息；道路基础设施计算收到的服务信息，并将计算的请求信息发给车辆节点；车辆收到回复信息，重组服务信息得到请求的业务信息；如果车辆的请求信息发生丢失，则车辆节点借助辅助时隙再次发送请求信息，并向车辆节点发送回复信息；车辆节点接收回复信息，数据分发结束。本发明专利技术避免了冲突，且兼顾公平性，增加了网络的带宽，可用于车联网中的数据分发。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，特别涉及一种数据分发方法，可用于车联网中节点之 间的通f目。
技术介绍
车辆被束缚在特定的道路环境和交通状况下，数据传输主要靠高速移动的车辆间 的多点通信进行完成。通过车辆间的通信，司机可以更好的了解道路情况，避免交通事故， 也可以了解广播收听到的广告信息。而因为车辆的高速移动，使得多跳的数据传输成为一 个相当复杂的任务。在城市环境中，网络拓扑变化迅速，节点移动受道路布局的限制，以及 路边障碍物对无线信号的遮挡，使得车辆间的数据分发变得更加困难，因此，如何结合车辆 网络的环境的特点，设计出一个稳定，高效的数据分发方法，成为了研宄的重点。B.Xu等人在《Opportunisticresourceexchangeininter-vehicleadhoc networks》文中提出了一个数据分发方案，在这个方案中，数据中周期性广播数据，当车辆 行驶时，通过数据中心的广播范围内时，车辆可以进行接收和存储数据。当有两辆车进入彼 此的传输范围内时，他们进行数据交换。在这个协议中，不需要任何道路基础设施，所以这 个协议很适合应用于高度动态变化的车辆网络中。但是这个方案的缺点是当车辆过于密集 时，数据不能进行有效的更新，数据的冗余性大。A.Gupta等人提出了依赖于车辆密度的数据传输方式，这个方案可以有效的解决 车联网中的数据传输。在转发过程中，被选择的转发路径与其他路径相比具有最小的容忍 时延，因此在每一个十字路口数据包先被传送到RSU，之后RSU再根据最小时延选在移动在 最优路径上的车辆，将数据传输给它。在这个协议中，数据通过使用中间节点，从源节点发 送到目的节点。当车辆向RSU移动时，车辆的到达时间，车辆的速度，移动的方向和数据包 都会存储在RSU内，如果这些数据已经在RSU内存在，RSU将舍弃这些信息。这个协议的缺 点也是未考虑广播数据的冗余性，受车辆密度的影响大。 XueYang等人提出了车辆碰撞警告通信VCWC的方案用于传播道路上的警告信 息。当道路上的车辆发生机械事故或者自然灾害时，在灾难发生道路行驶的车辆相比其他 车辆而言要更加容易受到威胁，事故车辆会发出预警信息。在VCWC协议中，EWM信息被事 故车辆和事故车辆周围的车辆通过广播快速而广泛的发送到其他周围车辆上，但是这样简 单的转发信息将会产生大量的冗余信息，导致频带资源的浪费，信道阻塞，使事故信息无法 得以快速的传输到周围节点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种借助RSU辅助传输的数据 分发方法，以减少数据分发时所产生的信息冗余，有效的进行数据分发。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下步骤： (1)以路边基础设施RSU为簇头，计算存储于路边基础设施RSU中的每种服务信息 的广播优先级Pi，并按计算出来的优先级顺序定期广播服务信息； (2)车辆驶入路边基础设施RSU广播范围内，收到广播信息后，采用802. 11中的请 求发送信令RTS和允许发送信令CTS，进行移动车辆节点的接入，即移动车辆节点不断的向 周围广播请求发送信令RTS，路边基础设施RSU收到请求信息后，对其进行回复允许发送信 令CTS，分配给移动车辆节点相应的频道和时隙； (3)移动车辆节点收到路边基础设施RSU分配的频道和时隙后，根据刚入簇时收 到的广播信息，向簇头请求相应的服务信息； (4)簇头接收到一帧的服务信息后，对服务信息进行拆分，即将每个服务信息拆分 为不同的业务信息，再将每种业务信息拆分为不同的数据内容信息，该数据内容信息为传 输的最小单元； (5)拆分完成后，簇头对拆分后的请求信息进行回复，将回复信息进行异或计算， 计算后得到的信息在B时间内的时隙进行传输，而其余的回复信息在A时间内的时隙进行 传输。 (6)车辆节点接收到数据后，将数据内容信息重组为业务信息，再将业务信息重组 为服务信息； (7)如果有服务信息发生丢失，车辆节点启动一个定时器，当定时器的时间耗尽， 车辆节点在下一帧请求信息的b时隙段中，随机的选择一个时隙发送请求信息； (8)路边基础设施RSU接收到车辆节点再次发送的请求信息后，在当前这一帧的 时间内的B时间内，发送回复信息； (9)车辆节点接收到回复信息后，按步骤（6)对收到的信息进行重组，得到请求的 服务信息，数据分发结束。 本专利技术与现有技术相比主要具有如下优点： (1)减少了数据冗余。本专利技术利用道路基础设施RSU接收到全部的请求信息后， 通过抑或计算，根据计算的结果，并根据信息类别的不同，采用不同的传播方式可以节省能 量，避免冲突，减小了网络中的数据冗余。 (2)增加了系统的带宽。本专利技术使用面向内容的数据传输方法，采取的新的数据传 输理念，以数据内容为传输的基本单位，避免了面向连接传输所产生的瓶颈，有效的增加了 系统的带宽，使得信息更快更有效的传输。【附图说明】 图1是本专利技术的场景图； 图2是本专利技术的流程图；图3是本专利技术在通信时所使用的帧的结构图； 图4是本专利技术中服务信息拆分原理示意图； 图5是本专利技术面向内容，异或计算的示意图。【具体实施方式】 以下结合附图实例对本专利技术作进一步详细描述； 参照图1，车联网中包含许多位置未知、随机分布的、并且可以运动的车辆节点，建 立在路边的道路基础设施RSU为车辆提供服务信息，其中，服务信息包括商场的广告信息， 停车场的空余车位信息，加油站的油的价格信息，体育场比赛场次信息，电影院电影票价信 息。道路基础设施RSU将从公共服务场所收到的服务信息进行存储，按计算出来的存储信 息的优先级进行广播服务信息；当车辆节点移动至路边基础设施的广播范围内，车辆节点 以路边基础设施RSU作为簇头建立簇，道路基础设施RSU，结合网络拓扑，和服务信息的内 容，向车辆节点进行数据分发。 参照图3,本专利技术将一帧分为A和B两个时间段，每一个时隙的头部由簇头编号 CID，源节点编号SID，信息类型MYTYPE，发送序号seqNo,时间戳Time，发送负载Payload 组成。 参照图2,本专利技术的实现步骤如下： 步骤1，道路基础设施RSU计算服务信息的广播优先级，并按优先级广播服务信 息。 1. 1)道路基础设施RSU接收服务场所上传的服务信息并存储，计算每个信息i的 广播优先级： 其中PiS计算出来的服务信息i的发送优先级，yi为服务信息i的受欢迎程度， Bi为服务信息i的大小，A,为服务信息i的可达程度，T,为服务信息i的存储时间，T为道 路基础设施RSU的广播间隔，屯为道路基础设施RSU广播范围内车辆节点的密度； 1. 2)按计算出来的广播优先级发送服务信息，广播时间间隔T按如下公式计算：<3> 其中n为道路基础设施RSU-跳距离内车辆节点数目，e为常数，为道路基础设施 RSU每秒钟发送数据的时间间隔。 步骤2,车辆节点接入以道路基础设施RSU为簇头的簇。 2. 1)车辆节点进入到道路基础设施RSU的广播范围内后，计算与道路基础设施 RSU的通信距离L:[003当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种借助路边基础设施RSU辅助传输的数据分发方法，包括如下步骤：(1)以路边基础设施RSU为簇头，计算存储于路边基础设施RSU中的每种服务信息的广播优先级pi，并按计算出来的优先级顺序定期广播服务信息；(2)车辆驶入路边基础设施RSU广播范围内，收到广播信息后，采用802.11中的请求发送信令RTS和允许发送信令CTS，进行移动车辆节点的接入，即移动车辆节点不断的向周围广播请求发送信令RTS，路边基础设施RSU收到请求信息后，对其进行回复允许发送信令CTS，分配给移动车辆节点相应的频道和时隙；(3)移动车辆节点收到路边基础设施RSU分配的频道和时隙后，根据刚入簇时收到的广播信息，向簇头请求相应的服务信息；(4)簇头接收到一帧的服务信息后，对服务信息进行拆分，即将每个服务信息拆分为不同的业务信息，再将每种业务信息拆分为不同的数据内容信息，该数据内容信息为传输的最小单元；(5)拆分完成后，簇头对拆分后的请求信息进行回复，将回复信息进行异或计算，计算后得到的信息在B时间内的时隙进行传输，而其余的回复信息在A时间内的时隙进行传输；(6)车辆节点接收到数据后，将数据内容信息重组为业务信息，再将业务信息重组为服务信息；(7)如果有服务信息发生丢失，车辆节点启动一个定时器，当定时器的时间耗尽，车辆节点在下一帧请求信息的B时隙段中，随机的选择一个时隙发送请求信息；(8)路边基础设施RSU接收到车辆节点再次发送的请求信息后，在当前这一帧的时间内的B时间内，发送回复信息；(9)车辆节点接收到回复信息后，按步骤(6)对收到的信息进行重组，得到请求的服务信息，数据分发结束。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，张建峰，赵虹惠，裴庆祺，赵力强，吕宁，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61