一种增强媒体接入控制层可靠性的车载通信模式制造技术

本发明专利技术公开了一种增强媒体接入控制层可靠性的车载通信模式，属于通信技术领域，其在旁路控制信息中添加计数器信息和偏移量信息，基于LTE‑V2X中模式4的车载通信模式，使其协议中计数器的选择采用分布式算法，汽车分别计算其它车辆下次进行资源选择时选择窗出现的起始时间，在自己计数器选择范围内计算和其他车辆下次出现的选择窗重叠面积，选择重叠面积最小的那些选择窗对应的计数器的最大值，以此确定为自身的计数器，同时记录本次所选资源的相对于窗口起始位置的偏移量信息，将表示计数器和偏移量的二进制信息加入到自身旁路控制信息中。本发明专利技术极大程度的避免了由于选择窗重叠带来的包的碰撞，提高了LTE‑V2X中模式4媒体接入控制层(MAC)传输的可靠性。

A vehicle communication mode to enhance the reliability of media access control layer

【技术实现步骤摘要】
一种增强媒体接入控制层可靠性的车载通信模式
本专利技术涉及通信
，具体的涉及一种增强媒体接入控制层可靠性的车载通信模式。
技术介绍
2017年3月LTE在发布的V2XRel-14版本中引入了模式3和模式4的车载通信模式。其中，模式4主要用于在无蜂窝覆盖条件下车辆之间的通信，其在媒体接入控制层(MAC)采用的是基于感知的半静态调度。半静态调度的主要内容是：车辆在进行信道资源选择之前，先感知前1000毫秒内其它车辆信道资源占用位置和资源占用的周期，而后在自己的选择窗中排除其它车辆预订的信道资源，在剩下的空闲子信道中进行选择。采用半静态调度可以极大的减少MAC层中包的碰撞，从而提高了通信的可靠性。但该方法只能避免部分碰撞的发生，而当不同车辆在相近的时间内进行资源选择时，选择窗会部分甚至全部重叠，此时2辆或以上的车辆同时选择一个资源时，碰撞则会发生，而基于感知的半静态调度不能避免此类碰撞的发生。
技术实现思路
1.要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题在于提供一种增强媒体接入控制层可靠性的车载通信模式，其极大程度的避免了由于选择窗重叠带来的包的碰撞，提高了LTE-V2X中模式4MAC层传输的可靠性。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采取如下技术方案：一种增强媒体接入控制层可靠性的车载通信模式，其先在旁路控制信息中添加计数器信息和偏移量信息，计数器的值在每辆车预留间隔所规定的范围选取，用6bit二进制码表示计数器信息后添加到旁路控制信息中；偏移量信息是指子帧在选择窗口中的位置信息，将选择窗的时间轴平均分为4个部分，偏移量信息即判断子帧所在的部分，利用旁路控制信息中用于表示资源预留间隔的4bit二进制码剩余的4个二进制码表示前述4个部分；然后基于LTE-V2X中模式4的车载通信模式，并使其协议中的计数器采用分布式算法，在分布式算法中，该汽车分别计算其它车辆下次进行资源选择时选择窗出现的起始时间，然后在自己计数器选择范围内，计算和其他车辆下次出现的选择窗碰撞的面积最小的选择窗，选择重叠面积最小的那些选择窗对应的计数器的最大值，以此确定为自身的计数器，同时记录本次所选资源的相对于窗口起始位置的偏移量信息，并将表示计数器和偏移量所表示的二进制信息加入到自身的旁路控制信息中。具体地：所述选择窗的时间轴的范围为[T+Ts,T+TL]，其中，Ts≤4，20≤TL≤100；将选择窗的时间轴平均分为4个部分，分别为用二进制码1100，1101，1110，1111分别代表选择窗的时间轴的4个部分。对其它车辆下次进行资源选择时选择窗出现的起始时间的计算公式为：P'i＝ri·(ci-1)+bi+pi，其中P'i表示第i辆车下一次位置出现的开始时刻，ri和ci分别表示第i辆车的资源预留间隔和计数器的值，bi表示第i辆车资源所处的位置，3.有益效果本专利技术首先在旁路控制信息(SCI)中添加计数器信息和偏移量信息，然后将LTE-V2X模式4的协议中计数器的随机选择算法替换为本专利技术提出的分布式算法，在分布式算法中，该汽车分别计算其它车辆下次进行资源选择时选择窗出现的起始时间，然后在自己计数器选择范围内，计算和其他车辆下次出现的选择窗碰撞的面积最小的选择窗，选择重叠面积最小的那些选择窗对应的计数器的最大值，以此确定为自身的计数器，同时记录本次所选资源的相对于窗口起始位置的偏移量信息，并将表示计数器和偏移量所表示的二进制信息加入到自身的旁路控制信息中。经实验及研究可得，在不同信道忙率条件下，本专利技术提出的方案中包的碰撞率明显低于基于感知的半静态调度方案，且本专利技术提出的方案的包通过率明显高于基于感知的半静态调度方案；当信道忙率在50％以下时，本专利技术提出的方案的包的平均通过率高于0.9999，则本专利技术提供的方案可极大程度的避免由于选择窗重叠带来的包的碰撞，可极大的提高LTE-V2X中模式4MAC层传输的可靠性。附图说明图1表示不同信道忙率条件下包碰撞率随时间变化的情况；图2表示包通过率随信道忙率变化的情况；图3为十次实验中信道忙率为50％条件下的包通过率；图4为本专利技术的结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一种增强媒体接入控制层可靠性的车载通信模式，基于LTE-V2X中模式4的车载通信模式，在LTE-V2X中对旁路控制信息(SCI)的格式要求为：一、首先在旁路控制信息(SCI)中添加计数器信息和偏移量信息：计数器的值在每辆车预留间隔所规定的范围选取，其上限和下限的最大差值为50，具体见表1：表1计数器的取值范围与预留间隔的对应关系表预留间隔计数器的取值范围100ms的倍数，但小于等于1000ms[5,15]50ms[10,30]20ms[25,75]计数器的信息需使用6bit的存储空间，它们能够代表64种信息，而计数器信息数量的最大值为51，因此采用6bit可以完全表示计数器信息。偏移量信息是指子帧在选择窗口中的位置信息，将选择窗的时间轴平均分为4个部分，判断子帧所在的部分，共有4个信息；旁路控制信息(SCI)中由4bit二进制码表示资源预留间隔，其可以表示16个信息，而资源预留间隔仅有12个，因此可将其余的4个表示为所选资源所处选择窗的位置(即上述偏移量信息对应的4个信息)，将表示该信息的二进制码添加到自身的SCI信息中去。二、然后将LTE-V2X中模式4的协议中计数器的随机选择算法替换为分布式算法：在分布式算法中，该汽车分别计算其它车辆下次进行资源选择时选择窗出现的起始时间，然后在自己计数器选择范围内，计算和其他车辆下次出现的选择窗碰撞的面积较小的选择窗，其算法伪代码如下：输入：其它车辆个数，计数器的范围，下一次选择窗出现的时间，车辆的选择窗口时间轴长度，窗口占用的频率为，该车辆本次选择资源的时间轴位置，重复周期。初始化：，输出：选择窗重叠面积对应的的计数器的最大值找出最小的那些；返回这些最小重叠面积的中的计数器的最大值并输出。选择重叠面积最小的那些选择窗对应的计数器的最大值，以此确定为自身的计数器，将表示该数值的二进制信息加入到自身的SCI信息中。具体地，结合图4分析：当汽车vi在T时刻感知到有包需要发送，T的单位为毫秒，且当该车的计数器ci＝0时候，汽车v需要重新选择资源(即资源预留间隔r)，其重新选择的时间范围为[T+Ts,T+TL]，其中，Ts≤4，20≤TL≤100，Ts表示包到达后进行处理并发送的最长时间，TL表示包允许的最长延迟时间。在包到达时刻时计算前1000毫秒内资源的占用情况，并根据接收到的其它车辆的SCI信息，计算在重选区间内的资源被预订的资源个数和位置。汽车v在剩余的时频资源中随机挑选资源，并确定该资源所处的重选范围内的那个部分b，其中位置区间分为4部分，分别是将它们用二进制码表示后才能送入SCI信息中，如：1100，1101，1110，1111分别代表这4个部分，汽车v将这些信息添加到自身的SCI信息中去。汽车vi在获取其他车辆v-i资源预留间隔r-i的同时，也获取其它车辆的计数器信息和位置信息c-i。相应车辆下一次位置出现的开始时刻的计算公式如下：p'i＝ri·(ci-1)+bi+pi其中P'i表示第i辆车下一次位置出现的开始时刻，ri和ci分别表示第i辆车的资源预留间隔和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强媒体接入控制层可靠性的车载通信模式，其特征在于，先在旁路控制信息中添加计数器信息和偏移量信息，计数器的值在每辆车预留间隔所规定的范围选取，用6bit二进制码表示计数器信息后添加到旁路控制信息中；偏移量信息是指子帧在选择窗口中的位置信息，将选择窗的时间轴平均分为4个部分，偏移量信息即判断子帧所在的部分，利用旁路控制信息中用于表示资源预留间隔的4bit二进制码剩余的4个二进制码表示前述4个部分；然后基于LTE‑V2X中模式4的车载通信模式，并使其协议中的计数器采用分布式算法，在分布式算法中，该汽车分别计算其它车辆下次进行资源选择时选择窗出现的起始时间，然后在自己计数器选择范围内，计算和其他车辆下次出现的选择窗碰撞的面积最小的选择窗，选择重叠面积最小的那些选择窗对应的计数器的最大值，以此确定为自身的计数器，同时记录本次所选资源的相对于窗口起始位置的偏移量信息，将表示计数器和偏移量的二进制信息加入到自身旁路控制信息中。

【技术特征摘要】
1.一种增强媒体接入控制层可靠性的车载通信模式，其特征在于，先在旁路控制信息中添加计数器信息和偏移量信息，计数器的值在每辆车预留间隔所规定的范围选取，用6bit二进制码表示计数器信息后添加到旁路控制信息中；偏移量信息是指子帧在选择窗口中的位置信息，将选择窗的时间轴平均分为4个部分，偏移量信息即判断子帧所在的部分，利用旁路控制信息中用于表示资源预留间隔的4bit二进制码剩余的4个二进制码表示前述4个部分；然后基于LTE-V2X中模式4的车载通信模式，并使其协议中的计数器采用分布式算法，在分布式算法中，该汽车分别计算其它车辆下次进行资源选择时选择窗出现的起始时间，然后在自己计数器选择范围内，计算和其他车辆下次出现的选择窗碰撞的面积最小的选择窗，选择重叠面积最小的那些选择窗对应的计数器的最大值，以此确定为自身的计数器，同时记录本次所选资源的相对于窗口起始...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋辉，汪茂，符茂胜，孙博，肖明，陈帅帅，
申请(专利权)人：皖西学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34