电子信息技术

本发明提供一种分布式车联网MAC层时隙资源自适应选择方法，用于供车联网中的车辆节点选择时隙资源，主要包括信号发射功率自适应控制和时隙相向选择这两个部分。通过功率自适应控制，车联网中的车辆节点能够根据车流密度的实时变化情况自适应地、分布式地动态调节信号发射功率，从而调节其通信范围；通过时隙相向选择，不同行驶方向的车辆节点能够自适应地选择通信范围内的可用时隙。因此，两者结合能够让车联网中的车辆节点根据不同时段、不同地段的交通流量状况自适应地、合理地选择可用时隙进行通信，避免了车联网MAC层时隙资源浪费或不够用的情况，大大提高了网络资源的利用效率。

随着车载通信系统的发展和移动自组网技术的逐渐成熟，为了实现对车辆的实时、动态、智能化管理，出现了针对车联网的短程通信(Dedicated  Short RangeCommunications，DSRC)技术。车辆节点间及车辆节点与路侧节点间通过DSRC，采用点对多点、点对点方式进行位置、速度、道路环境及设备状态等信息的双向交互，将车辆与车辆、车辆与路侧的信息采集设备有机的连接起来，当感知到危险道路状况发生时，及时向车辆告警，从而可以避免道路安全事故的发生。

基于时隙预约的时隙资源分配算法是一类采用分时复用方式且可以支持车联网DSRC通信的资源分配方法，包括可靠预留ALOHA(Reliable Reserved ALOHA,RR‑ALOHA)、移动分时隙ALOHA(Mobile Slotted ALOHA,MS‑ALOHA)等。资源分配基于帧结构，以时隙(Time slot)为单位。每帧(Frame)包含N个时隙，时隙的编号为1～N。在同一时间每个时隙只允许一个车辆发送数据，其基本思想如下：

当节点(如车载终端)加入网络时，需要先监听一帧时间长度内的空闲时隙资源，然后选择一个空闲时隙作为自己占用的时隙，如果节点不主动放弃所占用的时隙资源，则可一直使用所占用的时隙传输数据，在这期间其他节点不能使用该时隙。在所占用的时隙上，节点需要周期性发送帧信息(Frame Information,FI)，FI中携带该节点获得的与该节点相距约定跳数(如RR‑ALOHA算法的FI中指示与发送节点相距一跳范围内的其他节点占用时隙的情况，又如MS‑ALOHA算法指示与发送节点相距两跳范围内的其他节点占用时隙的情况)范围内的其他节点占用时隙的情况，指示该节点感知到的每个时隙的占用状况信息等。

现有技术中，基于TDMA技术的车联网MAC层时隙资源分配机制无法灵活地适应车辆节点密度动态变化的情况，因此实用性差。

根据本发明的分布式车联网MAC层时隙资源自适应选择方法，主要包括信号发射功率自适应控制和时隙相向选择这两个部分。通过功率自适应控制，车联网中的车辆节点能够根据车流密度的实时变化情况自适应地、分布式地动态调节信号发射功率，从而调节其通信范围；通过时隙相向选择，不同行驶方向的车辆节点能够自适应地选择通信范围内的可用时隙。因此，两者结合能够让车联网中的车辆节点根据不同时段、不同地段的交通流量状况自适应地、合理地选择可用时隙进行通信，避免了车联网MAC层时隙资源浪费或不够用的情况，大大提高了网络资源的利用效率。