[发明专利]车载网络中基于邻居节点数估计的最小竞争窗口调整方法

权利要求书

1.一种车载网络中基于邻居节点数估计的最小竞争窗口调整方法，其特征在于，包括：竞争窗口和节点数的关系；邻节点数的估计；最小竞争窗口的优化调整方案。

2.根据权利要求1所述的一种车载网络中基于邻居节点数估计的最小竞争窗口调整方法，其特征在于，包括：

（1）根据IEEE802.11p退避模型图推出最小竞争窗口和竞争节点数的关系：

P{k|k+1}=1,k∈[0,W0-2]P{k|0}=1/W0k∈[0,W0-1]---(1)]]>

一阶马尔可夫链的极限分布可以表示为式(2)所示：

bk=limt→∞{b(t)=k},k∈[0,W0-1]---(2)]]>

构造二元函数：

f(W0,n)(1-2W0+1)n-1W0-1+2nW0+1---(9)]]>

以最小碰撞概率为目标，经过求导后得出最小竞争窗口和竞争节点数的关系：

W0=3n2+7n+4+[(n+1)2(3n+4)2-16(n-1)3]1/28(n-1),n>1---(12)]]>

按照公式(12)计算的初始竞争窗口值W₀可能取到小数值，这不符合真实的竞争窗口的含义；因此，对计算出来的W₀值上取整，得到新的初始窗口值CW_m'_in，如表达式(13)所示：

分析上式可知，CW_m'_in的值随着邻居节点数n单调递增；并且，通过计算可知，当n＝19时，CW_m'_in=16；所以，当n≥19时，CW_m'_in≥16，CW_m'_in的值满足□1的条件；因此当邻居节点数n≥19时，可以按照公式(13)计算最小竞争窗口值；

（2）开始时，每个节点将根据要传输的beacon消息的优先级设置初始最小竞争窗口值，假设所有的周期性广播消息具有相同的优先级别，并设置相同的初始竞争窗口CW_init，然后开始传输数据；

在数据传输和接收过程中，节点根据收到的beacon消息维护好邻居节点列表；在每一个观测期结束后，节点根据上述方法算出本次邻居节点数和上两次观测期观测的邻居节点数的平均值n，并把n的值作为本次观测期估计的竞争节点数；

如果不在观测期的结尾，就继续根据收到的beacon消息维护邻居节点列表；

（3）在估算好n的值之后，节点开始调整最小竞争窗口值；根据邻居节点数的不同，分为以下两种情况：

当1≤n≤19时，不满足公式(13)成立的条件，令最小竞争窗口CW_min＝CW_init；

当n>19时，满足公式(13)成立的条件，因此可以按照公式(13)计算最小竞争窗口CW_min＝CW_m'_in；

最小竞争窗口的值确定以后，再确定退避时间，并持续更新和维护邻居节点列表。

3.根据权利要求1所述的一种车载网络中基于邻居节点数估计的最小竞争窗口调整方法，其特征在于：在车载自组织网络中，MAC层通过使用IEEE802.11DCF实现信道接入；

由于车载自组织网络中的广播没有ACK，因此不能采用二进制指数退避算法进行碰撞退避；

实时估计车辆的邻居节点数来自适应地调整最小竞争窗口，使得最小竞争窗口的调整反映了车辆密度的变化。