1.一种车载自组织网络中基于簇的多信道协作MAC协议实现方法,其特征在于:在基于时分复用的簇机制中加入协作机制来提高系统的可靠性和防止控制信道的拥塞,具体包括:
1)通过簇内时分复用机制来传输安全消息;簇头给每个簇成员预留一个时隙,簇成员在预留的时隙里面发送安全消息;
2)当簇成员和簇头间出现链路条件较差导致消息无法送达时,启用协作机制;协作节点在未被预留的空闲时隙重传安全消息;
3)非安全消息的多信道方案;当簇成员有非安全消息发送时,簇头根据MAC地址检查目的节点所在簇来选择传输该非安全消息的信道;同簇节点则用收发机2在服务信道上传输,非同簇节点则用收发机1在控制信道上传输;
在本方法中,簇成员加入簇的过程如下:每个簇头在每个周期T于控制信道上广播簇信息,包括簇的ID,信道使用情况,时隙分配表;当一个节点进入到簇范围内,首先它侦听信道一个T时长,如果它收到簇信息,它会发送加入该簇的信息给簇头,然后簇头会返回一个确认信息,包括在簇内的ID和该节点分配的时隙;如果收到不止一个簇信息,它将会确认哪个簇头的车速与之更接近,然后发送加入信息给该簇头;
在本方法中,安全消息传输过程如下:当簇成员检测到有紧急情况,它等待自己的时隙的到来,于自己时隙传输安全消息给簇头,收到该消息,簇头将发送确认消息ACK给该簇成员,簇头将所有簇成员发送的紧急消息整合后,然后在收发机2上广播该消息给簇内所有成员;与此同时,簇头在收发机1上传输该消息给邻居簇头和孤立节点,然后邻居簇头再用收发机2发给自己的簇成员;如果簇成员没有安全消息发送,它仍会在自己的时隙传输一个OK消息给簇头,以示它的存在;
簇头的选择过程如下:车速近似看作为正态分布,概率密度函数为:
V为车速,u为期望,σ2为方差,显然越是靠近期望概率越大;邻居节点的车速信息在控制信道上交换,每个节点自己算出车辆的速度,节点车速最接近于期望值的被选为簇头;
在未预留的空闲时隙完成节点协作包括:当簇成员没有收到簇头的确认消息ACK,这个簇成员周围的邻居节点将会有一个节点被选作协作节点,帮助它向簇头传输消息;协作机制起动的条件如下:(1)簇成员消息传输失败,没有收到簇头发送的确认信息ACK;(2)协作节点能侦听到簇成员向簇头传输的包;(3)存在空闲的可用时隙;
在本方法中,选择协作节点过程如下:收到包含协作请求信息的包时,簇成员测量和记录它们的信噪比,然后簇成员选择具有最大SNR的节点作为协作节点,然后包含协作确认的C-ACK消息包头将会发送;这个C-ACK消息包含:选出协作节点的ID,重传的时隙。
2.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络中基于簇的多信道协作MAC协议实现方法,其特征在于:在本方法中,服务信道上采用混合时分复用和竞争机制,由簇头选择该簇的服务信道,而且这个簇内的每个节点都能管理这个服务信道。
3.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络中基于簇的多信道协作MAC协议实现方法,其特征在于:协作节点对传输失败安全消息的重传,在C-ACK消息中可用的空闲时隙中,对簇成员向簇头传输失败的安全消息进行重传。
4.根据权利要求1所述的一种车载自组织网络中基于簇的多信道协作MAC协议实现方法,其特征在于:非安全消息的传输过程如下:非安全消息传输发生在一个周期T内的Tn阶段,簇内每个节点保持一张该簇节点列表;当一个节点有非安全消息传送,它首先检查目的节点的MAC地址,当目的节点为同簇节点,则用收发机2在选定的服务信道的Tn阶段发送;如果目的节点不是同一个簇内的节点,则用收发机1在控制信道上的Tn阶段随机选择时隙发送发送,目的节点所在簇的簇头收到以后,再由簇头发送给目的节点。