[发明专利]基于分布式拥塞控制策略的车联网跨层机会路由方法

权利要求书

1.基于分布式拥塞控制策略的车联网跨层机会路由方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)多态分布式拥塞控制状态机设计：多态分布式拥塞控制状态机有八种状态(s)，依次记为Relaxed(“0”)、Active(“1～6”)和Restrictive(“7”)，状态取值为0～7，每个状态对发射功率、发射数据速率和接收灵敏度进行设置，状态值越大，发射功率和接收灵敏度越低，发射数据速率越高；

(2)车辆节点记录当前状态值s，初始化时为s＝0，以1s的时间间隔周期统计介质访问控制层即MAC层信道负载CL，周期为1s则记为CL(1s)及其所有邻居节点状态均值AS；

(3)车辆节点根据CL(1s)、s和AS对状态机进行更新：

CL(s→s+1)表示从状态s到状态s+1转换条件中的信道负载阈值，CL(s→s-1)表示从状态s到状态s-1转换条件中的信道负载阈值，min(s,k)表示取s和k两者的较小值，max(s,k)表示取s和k两者的较大值；

3.1)状态机初始化状态为Relaxed(“0”)，计数Time初始化为0；

3.2)每秒触发统计信道负载CL(1s)、状态均值AS，记录当前状态值s；

3.3)若同时满足CL(1s)≥CL(s→s+1)和s<AS两个条件，则Time设置为0，执行状态转换，s取值为min(s+1,7)；若满足CL(1s)≥CL(s→s+1)而不满足s<AS，则Time设置为0，进入步骤3.2)；若不满足CL(1s)≥CL(s→s+1)，则进入下一步；

3.4)若满足CL(1s)<CL(s→s-1)，Time计数加1，否则Time设置为0，进入步骤3.2)；若满足Time＝5并且s>AS，Time设置为0，执行状态转换，s取值为max(s-1,0)，即同时满足连续五秒CL(1s)<CL(s→s-1)和当前状态s>AS两个条件，执行状态转换；若满足Time＝5而不满足s>AS，则Time设置为0，进入步骤3.2)；若不满足Time＝5，则进入步骤3.2)；

(4)协同感知信息CAM周期广播：车辆节点根据更新的状态值s设置对应的发射功率、发射数据速率和接收灵敏度，自适应调整CAM的广播范围；

(5)路由消息发送：车辆节点根据更新的状态值s设置对应的发射功率、发射数据速率和接收灵敏度，自适应调整路由消息的通信范围CR，利用CAM实时更新邻居节点状态信息，结合贪婪周边无状态路由GPSR，采用基于地理位置信息的单播多跳机会路由，选择离目的节点更近的邻居节点作为下一跳中继节点进行贪婪转发，陷入局部最优时采用机会转发。

2.根据权利要求1所述的基于分布式拥塞控制策略的车联网跨层机会路由方法，其特征在于步骤(2)所述的信道负载CL，定义为接收功率P大于载波监听阈值CST的时间比例，设探针间隔Tp＝10μs，一秒内的探针数N_p＝1s/Tp，则CL统计值为：

其中P_i表示第i个时刻的接收功率，若P_i>CST，则否则

3.根据权利要求1所述的基于分布式拥塞控制策略的车联网跨层机会路由方法，其特征在于步骤(2)所述的车辆节点统计所有邻居节点状态均值AS，包括如下步骤：

2.1)每辆车在广播的周期安全信息中携带其当前状态值信息；

2.2)车辆节点汇总收到安全信息的状态值，求出自身和所有邻居节点的状态平均值AS。

4.根据权利要求1所述的基于分布式拥塞控制策略的车联网跨层机会路由方法，其特征在于步骤(4)和步骤(5)所述的自适应调整CAM的广播范围和路由消息的通信范围CR，其估算公式如下：

其中，txPower是发射功率，datarate是发射数据速率，ΔSNR(datarate)是datarate对应的信噪比退避值，rxPower是接收功率，DCS是接收灵敏度的默认值，当rxPower与DCS相等时达到最远的通信范围，maxCsRange是最大的监听范围，refPathloss是路径损耗。