[发明专利]一种协同车辆安全系统广播传输公平性控制算法

说明书

本发明提供了一种协同车辆安全系统广播传输公平性控制算法，包括以下步骤：弱势节点的发现、弱势节点的通告和弱势节点的传输改进。本发明的有益效果为：本发明通过实验发现车联网协同车辆安全系统的广播公平性问题，网内可能存在传输异常的弱势节点，其分组投递率明显低于一般节点；其次，设计了一个包含“发送速率域”与“弱势地址域”的新广播分组结构，据此提出一个基于反馈控制的弱势节点发现、通告及传输改进算法，最后通过实验，验证了新算法可有效消除弱势节点，提高车联网各节点的传输公平性。

技术领域

本发明涉及车辆安全系统中广播传输公平性控制算法技术领域，尤其涉及一种协同车辆安全系统广播传输公平性控制算法。

背景技术

协同车辆安全性系统(CVSS，cooperative vehicle safety system)通过周期性广播含有车辆速度、加速度、位置等基本状态信息的单跳数据分组，以此追踪邻居车辆的位置，探测潜在的交通危险，及时告警避免车辆之间的碰撞。因此，CVSS在车联网安全应用中发挥着重要作用。

广播分组的发送周期设置，直接影响CVSS的性能。一方面，如果发送周期设置过大(发送速率过小)，安全提示的更新跟不上车辆行驶情况的动态变化，则安全告警机制起不到预设的作用。另一方面，如果发送周期设置过小(发送速率过大)，数据分组间的碰撞将会增加，从而导致数据分组的接受率下降。由于车辆追踪依赖于周期性广播的数据分组，信道拥塞会严重影响CVSS的追踪性能，最终造成安全告警机制失效。

为了解决上述问题，需要研究如何合理调节车辆的广播分组的发送速率，既防止信道空闲造成的浪费，又避免信道拥塞造成的发送失败。为了优化车联网信道资源，有研究方案考虑给不同安全需求的车辆设置不同的广播发送速率，优化了信道资源配置，合理提高了信道的利用率。

但目前的研究主要集中在车联网广播系统的整体性能上，例如广播分组的整网递送到达率与整网消息产生率，没有考虑车联网中各节点在配置不同的广播发送速率后，具体的性能差异。换言之，当车联网中的节点各自以不同的速率广播消息时，各速率节点是否互相影响，又影响到何种程度，接收方能否以发送方设置的速率，接收源节点的数据，这些问题的研究尚不充分。

发明内容

本发明的目的在于，提出了一种协同车辆安全系统中的广播传输公平性控制算法，可以改善弱势节点的分组投递率。针对车联网协同车辆安全系统的广播公平性问题，网内可能存在传输异常的弱势节点；设计了一个包含“发送速率域”与“弱势地址域”的新广播分组结构，提出一个基于反馈控制的弱势节点发现、通告及传输改进算法，最后通过实验，验证了新算法可有效消除弱势节点，提高了车联网各节点的传输公平性。协同车辆安全系统广播传输公平性控制算法

本发明是通过如下措施实现的：一种协同车辆安全系统广播传输公平性控制算法，其中，所述控制算法包括以下步骤：

S1：弱势节点的发现：由于传输冲突造成分组丢失，其发送的部分分组，未被正确接收，最终导致弱势节点的出现，既然车联网中可能存在传输弱势节点，那么，首先要解决如何发现弱势节点问题，本发明在广播分组结构中，分别增加一个“发送速率域”(1字节)、一个“弱势地址域”(4字节)，如图3所示；

结合广播分组中增加的两个数值域，弱势节点的发现步骤如下：

(1)发送节点i在发送广播分组前，在分组的“发送速率域”中填入当前的发送速率R_{i_ref}；

(2)接收节点j收到节点i的广播后，读取“发送速率域”中源端i设置的发送速率，同时，定期统计来自节点i的分组实际接收率R_{i_sta}；

(3)如果R_{i_sta}/R_{i_ref}的结果大于设定的阈值th，则可判定节点i为弱势节点；

S2：弱势节点的通告：