一種基于車輛網(wǎng)絡(luò)密度的自適應(yīng)edca方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車載自組織網(wǎng)絡(luò)中基于車輛網(wǎng)絡(luò)密度的自適應(yīng)EDCA方法，屬于網(wǎng)絡(luò) 通訊技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 早期的IEEE802. 11協(xié)議中使用的是DCF競爭接入方式，這種接入方式的優(yōu) 點是能保證每個節(jié)點接入信道的機(jī)會是公平的，但是它不提供QoS保證，2005年提出的 IEEE802.Ile協(xié)議補(bǔ)充了對各種不同業(yè)務(wù)的支持并且能提供QoS保證。IEEE802.Ilp在MAC 子層中使用的EDCA機(jī)制就是通過對修改IEEE802.IIe中EDCA部分傳輸參數(shù)，使其符合無 線車輛通信環(huán)境，提供有差別的服務(wù)和高質(zhì)量的優(yōu)先級服務(wù)。然而，現(xiàn)有的IEEE802.Ilp 協(xié)議的EDCA機(jī)制在傳輸消息時的動態(tài)缺陷，靜態(tài)的EDCA參數(shù)不能很好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點快 速變化情況下引起的網(wǎng)絡(luò)性能的急劇下降，且在車輛網(wǎng)絡(luò)密度過大時，碰撞率顯著增大。
[0003] 為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)密度動態(tài)變化帶來的影響，需要一種根據(jù)車輛網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度來動態(tài) 調(diào)整EDCA參數(shù)的方法，解決根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)密度對不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)閾值，使 其能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動態(tài)調(diào)整EDCA參數(shù)，以此來改善網(wǎng)絡(luò)密度變化帶來的吞吐量低，碰撞率 高的問題。而本發(fā)明能夠很好地解決上面的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供了一種基于車輛網(wǎng)絡(luò)密度的自適應(yīng)EDCA方法，該方法用于 解決車輛網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度快速變化帶來的網(wǎng)絡(luò)性能降低，降低數(shù)據(jù)幀間的碰撞率，提高傳輸 效率。
[0005] 方法流程：
[0006] 步驟1:本發(fā)明針對車載自組織網(wǎng)絡(luò)整個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行檢測，首先定義了一種計 算車輛網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的方法，并計算網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)記為Cm;
[0007] 步驟2:結(jié)合IEEE802.Ilp協(xié)議下EDCA機(jī)制中四種不同的接入類型，綜合計算，針 對不同的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對不同接入類型設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)閾值Cth[AC];
[0008] 步驟3:每個時間周期T內(nèi)更新一次網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)值Cni;
[0009] 步驟4:每個時間周期T結(jié)束時，比較(；與Cth[AC]的值；
[0010]步驟5:如果Cm>Cth[AC]，調(diào)整EDCA參數(shù)：
[0011]CWmin[AC] =mixICWmin[AC]，（CWmin[AC]+1) *2-1}
[0012]步驟6 :如果Cm〈Cth[AC]，調(diào)整EDCA參數(shù)：
[0013]CffmiJAC] =mix(Cffmin[AC] (CffmiJAC]+1)/2-1}
[0014] 步驟7:重新計算網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)閾值，進(jìn)行下一次判斷。
[0015] 有益效果：
[0016] 1、本發(fā)明能夠有效地提高傳輸效率。
[0017] 2、本發(fā)明還能降低幀間碰撞率。
【附圖說明】
[0018] 圖1為不同車輛節(jié)點數(shù)下的AC對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)閾值。
[0019] 圖2為現(xiàn)有IEEE802.Ilp的EDCA機(jī)制中不同車輛節(jié)點數(shù)下各業(yè)務(wù)類型成功傳輸 包的數(shù)目。
[0020] 圖3為本發(fā)明中的EDCA機(jī)制中不同車輛節(jié)點數(shù)下各業(yè)務(wù)類型成功傳輸包的數(shù)目。
[0021] 圖4為不同車輛節(jié)點數(shù)下的現(xiàn)有IEEE802.Ilp的EDCA機(jī)制和本發(fā)明的EDCA機(jī)制 的碰撞率。
[0022] 圖5為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024] 如圖5所示，本發(fā)明提供一種基于車輛網(wǎng)絡(luò)密度的自適應(yīng)EDCA方法，該方法是根 據(jù)車載自組織網(wǎng)絡(luò)中車輛實時密度變化動態(tài)調(diào)整EDCA參數(shù)，確保在優(yōu)先級高的業(yè)務(wù)有優(yōu) 先傳輸權(quán)，降低了幀間碰撞率，具體包括如下步驟：
[0025] 步驟1:根據(jù)分析影響信道接入的因素，如果同一時間有大量站點競爭信道使用 權(quán)，會導(dǎo)致信道過載，并且碰撞率提高，所以網(wǎng)絡(luò)一旦過載將會出現(xiàn)兩個問題：
[0026] 1)信道的接入變得越來越困難，AC隊列的排隊消息數(shù)將增多；
[0027] 2)由于一定范圍內(nèi)車輛節(jié)點增多產(chǎn)生高碰撞而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)包的丟失。因此，隊列 長度越長，碰撞率越高，車輛網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)越差。
[0028] 所以本發(fā)明中定義計算車輛網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的公式：
[0030] 其中Nfail是傳輸失敗的包的個數(shù)，Nqu^AC隊列中的包的個數(shù)，Ntotal是整個過程 中產(chǎn)生的包的個數(shù)，其等于Nfail+N_+Nsu。的和。Cm的值為（0,1)。
[0031] 步驟2:根據(jù)步驟1所得結(jié)論，提出一種基于車輛網(wǎng)絡(luò)密度的自適應(yīng)EDCA方法，該 方法能使得在不同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，吞吐量，碰撞率，傳輸效率等網(wǎng)絡(luò)性能衡量指標(biāo)都能有效的 提尚。
[0032] 步驟3:為不同的優(yōu)先級業(yè)務(wù)設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)閾值。EDCA機(jī)制擁有四種不同的接 入業(yè)務(wù)優(yōu)先級，因此為它們分別設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)閾值來表示網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。而不同的優(yōu)先級 業(yè)務(wù)對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)閾值由Cth[AC]來表示，Cth[AC]的值為（0,1)，對應(yīng)四個不同AC，AC= 0， 1，2, 3,而優(yōu)先級越高的業(yè)務(wù)對應(yīng)的Cth[AC]越高。
[0033] 步驟4:每個站點的每個AC隊列會被定期的測量，用于判斷網(wǎng)絡(luò)的實時狀態(tài)，并且 本發(fā)明預(yù)先設(shè)置一個時間間隔T。在時間間隔T內(nèi)，每個AC隊列都會保持統(tǒng)計生成的數(shù)據(jù) 包的數(shù)量，在每個時間T的末了，計算AC隊列中數(shù)據(jù)包的數(shù)量和傳輸失敗數(shù)據(jù)包的數(shù)量用 于更新Cm的值。在用Cm的值和網(wǎng)絡(luò)閾值Cth[AC]比較，然后決定是否要調(diào)整EDCA的相關(guān) 參數(shù)。
[0034] 步驟5:根據(jù)步驟4,在這里，本發(fā)明選擇通過調(diào)整最小競爭窗口CWmin大小來適應(yīng) 車輛網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。因此，本發(fā)明做了如下的調(diào)整：
[0035] 1)如果Cm>Cth[AC]，調(diào)整最小競爭窗口大小為：
[0036]CWmin[AC] =mixICWmin[AC]，（CWmin[AC]+1) *2-1} (2)
[0037] 2)反過來，如果Cm〈Cth[AC]，調(diào)整最小競爭窗口大小為：
[0038]CWmin[AC] =mixICWmin[AC] (CWmin[AC]+1)/2-1} (3)
[0039] 步驟6 :最后，在每一個計算周期T的末尾，使Ntotal，Nque，Nfail三個參數(shù)的值 重置為〇,為計算下一個周期T內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)做準(zhǔn)備。
[0040] 綜上可以得出如下結(jié)論：本發(fā)明保證了車輛網(wǎng)絡(luò)過載時高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的可靠傳 輸，因此優(yōu)先級越低的業(yè)務(wù)，其對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)閾值越小，很明顯，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)閾值與車輛網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點密度息息相關(guān)。在車輛網(wǎng)絡(luò)密度較小時，太小的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)閾值將會導(dǎo)致吞吐量降低。 反過來講，當(dāng)車輛網(wǎng)絡(luò)密度較大時，太大的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)閾值將會導(dǎo)致頻繁的碰撞。表1中為本 發(fā)明的偽代碼。
[0041] 表1 一種基于車輛網(wǎng)