[发明专利]一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道管理方法

摘要

本发明提供了一种适用于车载短距离通信网络的无线认知信道管理方法，利用车载短距离通信网络(V2X)中路侧节点感知和学习频谱利用特性，以认知信道池的方式广播给经过的车载节点，然后利用V2X中的心跳信息，在授权频段通过扩展心跳信息实现部分认知控制信道的功能，支持车载节点之间认知信道的管理。通过本发明的方法，既不影响V2X授权频段安全累应用对时延的要求，又能有效调度各个车载节点在认知信道的工作，从而为V2X扩展应用提供了需要的高带宽信道。

主权项

1.一种适用于车载短距离通信(V2X)网络的无线认知信道管理方法，该方法采用路侧节点或者认知空闲信道池，广播给本区域的车载节点，利用V2X中的心跳信息，在授权频段扩展心跳信息实现部分认知控制信道的功能，支持车载节点之间认知信道的管理，其特征在于，具体包括如下步骤S1、S2、S3：S1、路侧节点认知信道的检测和发布，其包括S11、路侧节点认知信道检测；S12、认知信道池发布和维护；S2、车载节点信道协商和选择，其包括S21、邻居发现；S22、信道接入协商；S3、认知信道组维护，其包括S31、主用户工作感知和规避；S32、车辆和通信状态变化维护；S33、路侧节点认知信道池的变化维护，其中所述步骤S21中，车载节点在授权信道周期性广播包括车载节点唯一标识、地理位置的消息包，作为心跳信息，拓展心跳信息的结构，增加该车载节点已经使用的认知信道的描述，心跳信息广播包格式包括：Type：包类型，标识是车载节点的心跳信息广播包；VIN：车载节点的唯一标识，区别不同车载节点；GP：车载节点该时刻的地理位置，取自车载节点的GPS或者北斗设备；Ch‑XML：采用XML描述的本车载节点认知信道的使用情况，通知覆盖范围内的其他车载节点本节点正在使用的认知信道描述；车载节点通过接收周围节点的上述拓展后的心跳信息，获得周围车载节点包括车辆唯一标识、同本车载节点的距离、使用的认知信道的情况等信息，从而实现邻居发现功能，通过汇总覆盖范围内认知信道的使用情况，同本地缓存的路侧节点广播的信道池，计算出剩余的空闲认知信道；所述步骤S22中，假设车载节点A向覆盖范围内的车载节点B发起通信，需要进行信道发起协商；节点A和B节协商各自的设备能力，根据通信服务的种类和需要，在共同覆盖范围内协商使用的认知信道组合；其中，如果空闲认知信道能支持需要的业务，协商步骤包括：首先在授权频段，节点A根据自己的设备能力和通信业务理性，在信道组中选择空闲的信道，然后将呼叫请求发送给节点B，其中包括节点A选定的信道组合S，节点B收到呼叫请求后，根据自己的设备能力，确定信道组合然后发送呼叫应答，其中包括S′；然后双方在认知频段，通过数据发送请求和数据同意发送的握手信号，建立认知信道的通信链路，双方在认知信道组合S′中通信；如果认知信道没有空闲，或者空闲的认知信道不能支持节点要发起的业务，则节点A在授权频段的心跳信息中发送认知信道申请请求，格式采用步骤S21中的心跳信息广播包格式；周围节点中的节点C和节点D接收到信道申请请求后，首先根据业务，协商让出部分信道，包括：在授权频段，节点C首先根据收到的心跳信息中的认知信道请求，在使用的认知信道中划分出部分满足A节点要求的信道S放到信道更改请求中发给D节点；D节点接到后，选择S中的全部信道或者部分信道反馈给C节点；在认知频段，C节点在改变后的信道组中进行发送数据的请求；D节点在改变后的信道组中接收到数据发送请求后，发送允许发送，C节点和D节点在新的信道组中进行通信；在授权频段，C节点和D节点更新各自的心跳信息的认知信道占用描述部分，A节点通过C节点和D节点的心跳信息，知道发起的信道申请请求成功，A节点和B节点按照上述协商步骤完成信道接入协商。