车辆间点对点通信方法技术

本发明专利技术提供了一种车辆间点对点通信方法，该方法包括：车载节点应用层管理模块采集无线网络中的数据，分析数据的来源和类型，实现对上层报文信息的收发管理，编码规则设置和侦听；路由管理模块进行路由机制的选择，路由请求以及侦听应答；接入管理模块在路由层获得数据同时对其分配随机的目标地址，然后将这些地址信息送到MAC层中；无线传输模块用于发射天线和接收天线管理，使用模拟的方式对其数据的编码结果进行相应的处理，通过天线将数据在对应的传输信道中传输。本发明专利技术提出了一种车辆间点对点通信方法，适用于车载网络的拓扑结构频繁变换的条件，提高网络的吞吐量，降低网络拥塞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车载网络，特别涉及一种车辆间点对点通信方法。
技术介绍
为了让交通运输的效率得以提升，减缓资源的消耗速度，车辆研发环节中不可避免地采用智能交通系统，而车辆间网络也已成为优化现代交通的热点课题。人们可利用配备在车辆上的无线通信设备，完成车辆节点之间的直接或间接通信，同时，车辆节点也可以同路边固定通信设备在其相对应的无线通信信道上实现无线通讯，以此来达到车辆间网络在智能交通系统中对各种传输信息完成传输、处理及交互过程的目的。从提高服务便捷性方面来看，驾驶员能够将其他车辆广播出来的各种信息搜集起来，从而很方便的找到附近的一些服务点。同时采用电子不停车收费系统，可以大大缩短车辆在支付等待时间。安装在道路两旁的设备与车辆自身携带的信息公共作用之后，相关部门能够充分利用这些信息对交通进行智能的调度。然而车辆本身是高速移动中的，并且由于城市道路对其限制较大，网络的拓扑方面也是瞬息万变的，各个节点之间进行通讯的时间较短，现有的车辆间通信方法不能很好地实时适应车载网络的拓扑结构频繁变换的动态特性，因此提高网络的吞吐量等网络特性方面没有发挥出较为优质的表现。在车载节点过多时常常造成网络堵塞。
技术实现思路
为解决上述现有技术所存在的问题，本专利技术提出了一种车辆间点对点通信方法，包括：车载节点应用层管理模块采集无线网络中的数据，分析数据的来源和类型，实现对上层报文信息的收发管理，编码规则设置和侦听；路由管理模块进行路由机制的选择，路由请求以及侦听应答；接入管理模块在路由层获得数据同时对其分配随机的目标地址，然后将这些地址信息送到MAC层中；无线传输模块用于发射天线和接收天线管理，使用模拟的方式对其数据的编码结果进行相应的处理，通过天线将数据在对应的传输信道中传输。优选地，所述应用层管理模块扩展中继节点的选择范围，执行基于位置估计的消息分发；车辆向邻接节点发送信标消息，通过信标消息获取邻接节点的位置信息，不断更新邻接表，当车辆的估计位置与实际位置之间的差超出设定的误差阈值时，同时采用周期性发送和条件驱动的发送方式；车辆通过GPS获取自身位置信息，结合车辆移动的历史记录和当前位置信息，计算出车辆当前的行驶速度s和方向θ；提取信标消息中的车辆节点ID，并判断发送该信标的车辆是否在当前车辆的邻接表中；如果是当前车辆的邻接节点，则更新邻接表；否则，将发送信标消息的车辆加入邻接表中；提取信标消息中的车辆位置信息、车辆方向信息、车辆速度信息和时间戳信息；估计邻接节点的当前时刻t2的位置(Xp，Yp)：Xp＝X+s×(t2-t1)×cos(θ)Yp＝Y+s×(t2-t1)×sin(θ)其中(X，Y)和t1是对邻接车辆进行估计前最后一次接收的信标携带的位置信息和时间戳；而s和θ是车辆进行估计前最后一次接收到的信标中的车辆速度和方向信息；当前车辆根据对邻接车辆的估计位置，计算出当前节点与其邻接节点间的通信链路的有效时间；车辆将邻接点的估计位置与自身位置进行比较，并将位置关系归为下面四类之一：前方同向、后方同向、前方反向、后方反向；当前车辆计算自己与其邻接节点之间的距离D：D＝((Xv-Xp)2+(Yv-Yp)2)1/2这里的(Xv，Yv)表示当前车辆的坐标位置，(Xp和Yp)是邻接节点位置的估计坐标值；位置估计过程停止，直到当前车辆收到新的信标消息再重新开始；当某一车辆发生异常事件时，异常车辆立刻生成异常消息，选定转发节点进行广播；当其他车辆节点收到异常消息后，判断是否需要对异常消息进行广播；如果其他车辆节点中的节点之一被选中为转发节点，则需要转发消息。本专利技术相比现有技术，具有以下优点：本专利技术提出了一种车辆间点对点通信方法，适用于车载网络的拓扑结构频繁变换的条件，提高网络的吞吐量，降低网络拥塞。附图说明图1是根据本专利技术实施例的车辆间点对点通信方法的流程图。具体实施方式下文与图示本专利技术原理的附图一起提供对本专利技术一个或者多个实施例的详细描述。结合这样的实施例描述本专利技术，但是本专利技术不限于任何实施例。本专利技术的范围仅由权利要求书限定，并且本专利技术涵盖诸多替代、修改和等同物。在下文描述中阐述诸多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。出于示例的目的而提供这些细节，并且无这些具体细节中的一些或者所有细节也可以根据权利要求书实现本专利技术。本专利技术的一方面提供了一种车辆间点对点通信方法。图1是根据本专利技术实施例的车辆间点对点通信方法流程图。车载节点应用层管理模块采集无线网络中的数据，分析数据的来源和类型，实现对上层报文信息的收发管理，编码规则设置和侦听。路由管理模块负责路由机制的选择，路由请求以及侦听应答和维护等。接入管理模块存在于路由层与MAC层之间，负责在路由层处获得数据同时对其分配随机的目标地址，然后将这些地址信息送到MAC层之中。无线传输模块用于发射天线和接收天线管理，根据数据的编码结果，使用模拟的方式对其进行相应的处理，通过天线将队列中的数据在对应的传输信道中传输，通过其传输性能进行控制和管理。对于应用层管理模块的消息分发，本专利技术的实施例扩展中继节点的选择范围，同时采用位置估计，获得消息广播的低时延、低负载特性。车辆向邻接节点发送信标消息，当车辆的估计位置与实际位置之间的差超出设定的误差阈值时，同时采用周期性发送和条件驱动的发送方式。通过信标消息，网络中的车辆可以获取邻接节点的位置信息，不断更新邻接表。车辆通过GPS获取自身位置信息，结合车辆移动的历史记录和当前位置信息，计算出车辆当前的行驶速度s和方向θ。提取信标消息中的车辆节点ID，并判断发送该信标的车辆是否在当前车辆的邻接表中。如果是当前车辆的邻接节点，则更新邻接表；否则，将发送信标消息的车辆加入邻接表中。提取信标消息中的车辆位置信息、车辆方向信息、车辆速度信息和时间戳信息。估计邻接节点的当前时刻t2的位置(Xp，Yp)。Xp＝X+s×(t2-t1)×cos(θ)Yp＝Y+s×(t2-t1)×sin(θ)其中(X，Y)和t1是对邻接车辆进行估计前最后一次接收的信标携带的位置信息和时间戳。而s和θ是车辆进行估计前最后一次接收到的信标中的车辆速度和方向信息。当前车辆根据对邻接车辆的估计位置，计算出当前节点与其邻接节点间的通信链路的有效时间。车辆将邻接点的估计位置与自身位置进行比较，并将位置关系归为下面四类之一：前方同向、后方同向、前方反向、后方反向。当前车辆计算自己与其邻接节点之间的距离D：D＝((Xv-Xp)2+((Yv-Yp))2)1/2这里的(Xv，Yv)表示当前车辆的坐标位置，(Xp和Yp)是邻接节点位置的估计坐标值。位置估计过程停止，直到当前车辆收到新的信标消息再重新开始。当某一车辆发生高优先级的异常事件时，异常车辆立刻生成异常消息，选定转发节点进行广播。当其他车辆节点收到异常消息后，判断是否需要对异常消息进行广播。如果其他车辆节点中的节点之一被选中为转发节点，则需要转发消息。如果异常车辆的同向后方存在车辆节点，异常车辆选择最远的车辆作为直接后继节点，选择次远的车辆作为第二后继节点。如果异常车辆后方反向上存在车辆，选择最远的车辆作为直接后继节点，选择次远的车辆作为第二后继节点。如果在异常车辆反向前方存在车辆，选择最近的车辆作为直接后继节点，选择次近的车辆作为第二后继节点。如果以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆间点对点通信方法，其特征在于，包括：车载节点应用层管理模块采集无线网络中的数据，分析数据的来源和类型，实现对上层报文信息的收发管理，编码规则设置和侦听；路由管理模块进行路由机制的选择，路由请求以及侦听应答；接入管理模块在路由层获得数据同时对其分配随机的目标地址，然后将这些地址信息送到MAC层中；无线传输模块用于发射天线和接收天线管理，使用模拟的方式对其数据的编码结果进行相应的处理，通过天线将数据在对应的传输信道中传输。

【技术特征摘要】
1.一种车辆间点对点通信方法，其特征在于，包括：车载节点应用层管理模块采集无线网络中的数据，分析数据的来源和类型，实现对上层报文信息的收发管理，编码规则设置和侦听；路由管理模块进行路由机制的选择，路由请求以及侦听应答；接入管理模块在路由层获得数据同时对其分配随机的目标地址，然后将这些地址信息送到MAC层中；无线传输模块用于发射天线和接收天线管理，使用模拟的方式对其数据的编码结果进行相应的处理，通过天线将数据在对应的传输信道中传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应用层管理模块扩展中继节点的选择范围，执行基于位置估计的消息分发；车辆向邻接节点发送信标消息，通过信标消息获取邻接节点的位置信息，不断更新邻接表，当车辆的估计位置与实际位置之间的差超出设定的误差阈值时，同时采用周期性发送和条件驱动的发送方式；车辆通过GPS获取自身位置信息，结合车辆移动的历史记录和当前位置信息，计算出车辆当前的行驶速度s和方向θ；提取信标消息中的车辆节点ID，并判断发送该信标的车辆是否在当前车辆的邻接表中；如果是当前车辆的邻接节点，则更新邻接表；否则，将发送信标消息的车辆加入邻接表中...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢欣霖，陈波，
申请(专利权)人：成都之达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51