[发明专利]一种智慧交通中无线链路资源管理方法

说明书

本发明涉及一种智慧交通中无线链路资源管理方法，从两个方面来对智慧道路的工作机制进行创新。一个是通过带宽估测算法来实现无线节点直接的公平性，从节点与节点之间的公平性问题进行创新，避免有些节点获取较多的带宽，而有些节点得不到带宽，一直处于饥饿的状态；另一个是通过资源预留模型来实现不同优先级数据的服务区分，从不同优先级数据的区分服务上进行创新，让优先级较高的数据流能够以更快的速度发送出去。在保证公平的前提下又能实现整体吞吐量的提高。

技术领域

本发明涉及一种计算机网络技术，特别涉及一种智慧交通中无线链路资源管理方法。

背景技术

近年来交通拥堵问题越来越得到全世界的广泛关注，为此，智慧道路(Intelligent Road,简称iRoad)的建设理念应运而生，为改善交通提供了一个解决问题的方向和手段。例如监控系统可以将交通路口的实时视频信号和交通数据传输到总控制室是一项很好的控制手段，但是如果将该措施应用到每个交通路口，无疑开销是巨大的，因为需要开挖路面，铺设电缆等。所以，低成本的无线解决方案更加诱人。可以利用现有的无线技术定制无线设备(称为智慧节点，也称iNode)安装于各个交通路口的信号灯处(易于接入电源)，彼此之间通过无线链路完成通信。

iRoad系统可以承载各种应用，例如之前提到的视频监控，可以通过若干节点的转发将视频信号送达控制室；每个iNode还可以通过传感器收集街道交通信息，并汇总到中央服务器，形成一个实时的交通图；iNode还可以改进交通信号灯的工作，即每个节点收集各自路口的交通情况并彼此之间交换信息，来改善交通灯的工作状态。iRoad本身也是一个普适性的无线网络，可以应用于商业服务平台。驾驶者可以通过最近的iNode来查询附近沿街服务，例如附近有哪些旅馆，酒吧，餐馆等，甚至可以查看顾客评分，具体菜系等。为了能支撑以上应用，需要对无线带宽资源进行综合管理。由于无线带宽受到物理条件的限制，所以如何合理高效的利用有限的带宽资源是智慧道路建设所面临的一个难题。其中一个重点就是如何为各种应用产生的数据流设定不同的优先级。例如邻近交通灯之间的通信具有最高的优先级，因为它的误操作会导致威胁生命的后果。对事故现场的监控视频信号也具有较高的优先级，而一些实时交通图信号，就近服务信号等可以分配给较低的优先级。不同优先级的数据流竞争相同的带宽，对它们进行区分服务就成为了必然。

发明内容

本发明是针对如何合理高效的利用有限的带宽资源进行智慧道路管理的问题，提出了一种智慧交通中无线链路资源管理方法，从两个方面来对智慧道路的工作机制进行创新。一个是从节点与节点之间的公平性问题进行创新，避免有些节点获取较多的带宽，而有些节点得不到带宽，一直处于饥饿的状态；另一个是从不同优先级数据的区分服务上进行创新，让优先级较高的数据流能够以更快的速度发送出去。在保证公平的前提下又能实现整体吞吐量的提高。

本发明的技术方案为：一种智慧交通中无线链路资源管理方法，包括两部分，第一部分是通过带宽估测算法来实现无线节点直接的公平性，第二部分是通过资源预留模型来实现不同优先级数据的服务区分，

第一部分的带宽估测算法具体为：定义Wi代表站点i的实际吞吐量，Li代表站点i的负载，代表站点i预先分配到的权重分配系数，为公平性，通过Mac层协议进行带宽估测，Mac层协议满足以下两种条件：

当所有站点的负载之和明显低于信道容量时，每个站点的传输要求都应该得到满足，即对于每个站点有Wi＝Li；

当站点的负载之和超过信道容量时，每个站点首先，依据站点的权重分配系数按比例分配到带宽，然后，站点通过接收到的数据包种类来计算传输时间从而估算出本站点的吞吐量以及其他竞争站点的吞吐量，再调整竞争窗口；