[发明专利]基于区域危险度的车载网信道拥塞控制方法及系统

说明书

本发明属于智能交通系统技术领域，具体公开了一种基于区域危险度的车载网信道拥塞控制方法及系统，该方法利用车辆驾驶员的驾驶行为和车辆的物理性能，计算道路车辆密度，调整BSM传输间隔，并计算车辆的危险度；对路网中的危险车辆分簇，设定危险车辆为簇中心，计算道路区域中各个危险车辆簇的危险度指标；基于各个车辆簇的运行趋势和位置判断，计算危险车辆簇的权重因子和整个道路的区域危险度，再分别计算危险车辆HVF和危险车辆簇内车辆NVF，调整安全消息分发策略。采用本技术方案，根据惩罚因子自适应调整安全消息传输间隔，保证基本安全消息在车辆密度较大的情况下以合适的传输频率发送，又避免因车辆数量过多导致信道拥塞。

技术领域

本发明属于智能交通系统技术领域，涉及一种基于区域危险度的车载网信道拥塞控制方法及系统。

背景技术

随着经济的不断发展和汽车工业的更新进步，智能交通系统(IntelligentTraffic System，ITS)的概念应运而生，智能交通系统利用车载自组网(Vehicular Ad HocNetwork，VANET)在无线网络中的车辆之间传播信息，提高了交通流动性并减少了道路事故的数量。车载自组网的常见通信技术有车辆专用短程通信技术(Dedicated Short RangeCommunications,DSRC)和蜂窝车联网通信技术C-V2X。

从1999年以来，DSRC技术在车载通信解决方案中占据主导位置，直到引入了C-V2X技术。在拥塞管理方面，DSRC技术有相当成熟的研究，而C-V2X技术在这方面的运用则是一个值得关注的新主题。目前有几种主流控制信道负载过大、信道容量限制等问题的方法：其一，限制发送节点的数量，当密度较大时，车速相对较小，附近车辆发送信息相差不大，可通过限制发送节点，选取典型节点发送数据来达到拥塞控制目的；其二，选择表示信道拥塞的指标，当该指标超过拥塞阈值时判定当前区域信道处于拥塞状态，采取措施调控使指标低于阈值；其三，根据当前通信环境自适应调控方案。

在V2V(Vehicle to Vehicle，车对车通讯技术)环境下，根据环境自适应的拥塞控制方案更为适合。而目前主要的拥塞控制研究对象是安全消息的传输间隔和传输功率，传输功率的调整主要是针对传输的安全消息距离影响，传输功率越大则安全消息的传输距离越远，对周围车辆的干扰也就越强，反之通信距离越小，干扰越弱。传输间隔的调整主要是针对安全消息的发送频率，延长传输间隔可以降低安全消息发送频率，减少信道负载以缓解网络拥塞。

现有的基于传输功率调整的自适应拥塞控制策略方法主要有如下几种：

根据车辆周围密度调整传输功率实时分布式控制策略，通过道路场景中车辆的泊松分布获取车辆通信范围内车辆密度，再结合提出的信息投递率模型得到保持最大PDR所需的传输距离，针对该车辆调整其传输功率，既保证了最大信息投递率又避免网络拥塞；

根据车辆自测的信道繁忙率来评估信道状态，再通过贝叶斯网络学习预测下一时刻信道负载，根据预测结果自适应调整发送功率；

基于道路车辆密度动态调整传输功率的控制算法，保障车辆之间的连通性。

现有的基于传输间隔调整的自适应拥塞控制策略方法主要有如下几种：一种自适应信标生成速率ABGR拥塞控制机制；将汽车工程师协会(SAE)J2945/1标准规定的一种无线信道拥塞控制算法移植到C-V2X技术；在IEEE802.11p和C-V2X下的不同拥塞管理方法。

现有技术中，没有考虑到不同道路车辆密度下的Beacon(信标)自适应问题，以周期性的频率发送安全消息，可能会造成大量的数据冗余、信道带宽的浪费和广播风暴，导致严重的网络拥塞问题，最终可能会造成交通安全隐患。此外，没有考虑到实际道路区域中危险车辆对周围车辆的辐射影响，没有将区域危险度考虑进车载自组织网络的安全消息拥塞控制研究中，导致信道拥塞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区域危险度的车载网信道拥塞控制方法及系统，解决信道拥塞的问题。