[发明专利]基于频段切换的认知车联网MAC协议、通信方法及系统

说明书

基于频段切换的认知车联网MAC协议，使用DSRC频段、ISM频段和UNII‑3频段，所述协议要求车辆使用DSRC频段信道传输控制信息并且使用DSRC频段信道、ISM频段信道或者UNII‑3频段信道传输数据；所述控制信息由控制帧组成，控制帧包括信标帧、请求发送帧、允许发送帧、请求切换帧、切换帧、延迟帧和确认帧，其中请求切换帧用于基于数据的类别表征信道切换请求，切换帧用于根据请求切换帧响应信道切换请求。本发明提供一种基于频段切换的认知车联网MAC协议、通信方法及系统，能够保证安全类数据总是在最佳可用信道内传输，从而提高了安全类数据的传输质量，进而能够降低传输时延并且提高总体网络吞吐量。

技术领域

本发明涉及车联网技术领域，具体的说是基于频段切换的认知车联网MAC协议、通信方法及系统。

背景技术

WAVE标准是车载无线通信标准的简称，其全称为Wireless Access in VehiclEnvironment，应用于智能交通系统(Intelligent Transport System，简称ITS)。ITS是未来交通系统的发展方向，它将数据通讯传输技术、信息技术、控制技术、计算机技术以及电子传感技术等有效地运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在全方位发挥作用的、大范围内的，准确、高效、实时的综合交通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而日益受到各国的重视。

WAVE标准由IEEE制定，其中包含了IEEE 1609协议族以及802.11p协议，采用了基于802.11的协议架构，能够达到更高的通信速率、传输范围。其中802.11p定义了物理层和MAC层，1609.4定义了一种MAC増强机制，提供多信道协作功能以使得只有一个接收天线的设备能够充分利用物理信道(CCH，SCH)，同时能够为高优先级的报文提供更加实时的传输服务：1609.3定义了WAVE的网络传输服务，并且规定了MLME和WME实体的功能和原语：1609.2制定了WAVE中的安全机制，提供加密、认证、以及Privacy等功能：1609.1为远程应用程序的管理、注册以及OBU设各中资源的存储以及存取提供了标准化的接口。WAVE标准可以实现在特定小区域内(通常为数十米)对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，例如车辆的“车－路”、“车－车”双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机连接。

美国联邦通信委员会在1999年为车联网通信分配专用的DSRC频段，该频段为WAVE协议的授权频段。而在DSRC频段前的ISM和UNII-3频段除了在少数国家被规定使用外，在大部分国家都是作为公用频段使用，且常用于户外通信，因此传输功率满足车联网通信要求。频段划分如图1所示。由于这些频段开放给所有用户使用，因此使用该频段的缺点是与其他无线电用户(WLAN或其他无线技术)共享频段，从而导致较高干扰。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于频段切换的认知车联网MAC协议、通信方法及系统，能够保证安全类数据总是在最佳可用信道内传输，从而提高了安全类数据的传输质量，进而能够降低传输时延并且提高总体网络吞吐量。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：基于频段切换的认知车联网MAC协议，使用DSRC频段、ISM频段和UNII-3频段，所述协议要求车辆使用DSRC频段信道传输控制信息并且使用DSRC频段信道、ISM频段信道或者UNII-3频段信道传输数据；所述控制信息由控制帧组成，控制帧包括信标帧、请求发送帧、允许发送帧、请求切换帧、切换帧、延迟帧和确认帧，其中请求切换帧用于基于数据的类别表征信道切换请求，切换帧用于根据请求切换帧响应信道切换请求。

作为一种优选方案，所述控制信息通过DSRC频段的178号信道传输。

作为一种优选方案，所述数据分为安全类、非安全实时类和非安全非实时类，且安全类数据、非安全实时类数据和非安全非实时类数据的优先级逐渐降低。