一种数据发送的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，尤其涉及一种数据发送的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着车载通信系统的发展和移动自组网技术的逐渐成熟，为了实现对车辆的实 时、动态、智能化管理，国际上专口开发了针对车联网的专用短程通信（Dedicated化ort RangeCommunications,DSRC)协议。DSRC通过信息的双向传输，将车辆与车辆、车辆和路 侧的信息采集设备有机的连接起来，支持点对点、点对多点通信。
[0003]现有的车联网DSRC资源分配协议可W分为两类，一类是基于载波检测多址访问(CarrierSenseMultipleAccess,CSMA) / 载波聚合（CarrierAggregation,CA)方式， 当节点有高层数据包需要发送时，先进行载波侦听，如果信道是空闲的就发送数据，如果信 道忙则在信道变闲后随机退避一段时间再判断是否可W发送。在后续研究中发现，交通安 全应用的消息要求保证发送的可靠性W及消息发送的时延要求且很多交通安全应用的消 息都是通过点对多点的广播方式进行传播需要保证所有节点能够公平接入信道，然而采用 CSMA/CA机制时发送方节点不能通过接收方节点的反馈来确认消息是否成功发送，并且也 难W保证所有节点公平的接入信道，接入信道的时间也是不可预期的。CSMA/CA在车辆数 量少，网络数据业务负荷不高时，能够较好的满足道路交通安全应用的可靠性、低时延和公 平性等要求，但当网络负荷增加时，消息发送可靠性降低、节点接入公共信道的不公平性增 加、信道接入时延增加，因而难W满足交通安全类消息发送的要求。
[0004] 另一类是基于时隙预留的时隙资源分配机制。网络中节点在其所使用的时隙(包 括自占时隙和申请时隙）上都发送帧信息（化ameIn化rmation，FI)，每个节点通过监听周 围节点周期性发送的FI，能够判断相邻多跳范围内每个时隙占用情况，从而可W选择未被 其他节点时隙用来发送自己的数据包，只要节点不主动释放占用时隙资源或因拓扑变化发 生时隙资源碰撞，节点可W-直使用自己占用的时隙资源。采用该种资源分配方式，每个节 点可W可靠地周期性获得时隙资源，同时可W保证各节点接入信道的公平性，从而逐渐受 到人们的重视。
[0005] 时隙预留的时隙资源分配算法机制是指采用时隙预留方式的时隙资源分配机 巧||，通常借助峽信息交互来实现时隙资源的预留，比较典型的是预留ALOHA(Reli油le ReservedALOHA,RR-ALOHA)、移动分时隙ALOHA(MobileSlottedAloha,MS-ALOHA)算法， MS-ALOHA基本原理如下：
[0006]移动分时隙ALOHA(MobileSlottedAloha,MS-ALOHA)机制是一种基于分时方式 的DSRC分布式媒体接入控制（MediaAccessControl,MAC)层接入和时隙资源复用机制，资 源复用基于帧结构W时隙（slot)为单位。如图1所示，每N个slot构成一个帧（化ame), 每个峽中的slot的编号为0~N-1，在帧之间循环往复。每个slot中只允许一个车辆进行 发送，即车辆之间为时分复用接入（TimeDivisionMultipleAccess,TDMA)模式。车辆在 所占用的时隙上中不仅发送应用层的数据，而且还需要发送峽信息（化ameIn化rmation， FI),在FI中会指示一个峽中各个slot的占用状况，例如，图2为一种可能的峽信息FI结 构示意图，FI中每个时隙对应的占用状况信息中给出的H类信息分别为时隙占用状态、临 时资源标识（SourceTemporaryIdentifier,STI)、优先级信息。
[0007] MS-ALOHA机制的基本思想是；当节点巧日车载终端）加入网络时，需要通过监听峽 中的空闲时隙资源，然后选择一个空闲作为自己占用的时隙，如果节点不主动放弃所占用 的时隙资源，则可一直使用占用的时隙传输数据，在该期间其他节点不能使用该时隙。在占 用的时隙上，节点需要周期性发送FI，FI中携带节点获得的与该节点相距两跳范围内的其 他节点占用时隙的情况，指示节点感知到的每个时隙的占用状况信息，对每个时隙给出该 时隙的包括；时隙占用状态信息、占用时隙的节点对应的临时资源标识（SourceTemporary Identifier,STI)或可称为节点标识、占用时隙的节点的优先级状态(也可认为是占用时隙 节点在该时隙发送的数据对应的优先级状态）；其中，时隙占用状态信息可W表达时隙的四 种占用状态；（00)表示时隙为空闲状态，（10)表示时隙已被与本节点相距一跳的其他节点 占用（简称为一跳节点占用）或本节点占用，（11)表示时隙已被与本节点相距两跳的其他节 点占用（简称为两跳节点占用），（01)表示时隙已被其他两个W上的节点占用，即为碰撞状 态。在非自身占用的时隙，每个节点通过监听相邻一跳的节点发送的FI，能够判断相邻H跳 范围内每个节点占用时隙的情况，当发现本节点占用的时隙资源与其他节点使用的资源发 生碰撞时，释放占用的时隙资源，重新预约新的空闲时隙作为自己的占用时隙。
[000引MS-AL0HA机制下，在对时隙信息的维护过程中，节点需要维护N*N时隙状态缓存 表，用来存储对应时隙上接收到的相邻节点发送的FI中携带的各时隙的时隙信息域，每一 行保存在对应时隙上接收到的FI，如；在第0个时隙接收到的FI保存在时隙状态缓存表的 第一行、第1个时隙接收到的FI保存在时隙状态缓存表的第二行……，每一列保存在接收 到的FI中所指示的对应时隙信息，如第一列保存各时隙接收的FI中指示的时隙0的时隙 信息、第二列保存各接收的FI中指示的时隙2的时隙信息……。时隙状态缓存表中的m*n 格中保存的信息为在第m个时隙上接收到FI中指示的第n个时隙的信息。如图3所示的 时隙状态缓存表的维数为N*N维，由于节点本身在所占时隙发送的FI不需要存储，因此节 点实际维护的时隙状态缓存表为N-1行(假设每个节点只占用一个时隙);其中，时隙对应的 "检测域"是指占用该时隙发送的FI中该时隙对应的时隙信息域，"非检测域"是指非占用 该时隙发送的FI中该时隙对应的时隙信息域。其中default值为缺省值。
[0009] 节点在一个时隙上接收到FI时，总是用新接收到的FI中携带的时隙信息内容覆 盖时隙状态缓存表中对应时隙所在行的信息内容，即覆盖前一峽中相同时隙上记录的FI 的内容，具体过程如下：
[0010] 节点在非自身占用的时隙上，需要接收周围节点发送的FI，并根据接收到的FI更 新时隙状态缓存表，在到达本节点自身占用的时隙前判断自身占用的时隙是否维护成功， W及非自己占用时隙各时隙的占用状态，其中，当在非自身占用的时隙上没有接收到FI 时，节点会将时隙状态缓存表中该时隙对应的行的各元素填default值。Default值当前按 空闲状态（00)处理，当然也可W定义其他处理方式。
[0011] 节点在自身占用的时隙上根据维护的时隙状态缓存表中记录的信息生成FI并发 送FI。生成FI时需要按照一定规则填写FI中时隙对应的时隙信息域中的内容，包括时隙 占用状态子域、STI子域W及优先级子域。发送完毕后，节点会清空所发送的FI。
[001引 上述基于时隙预留时隙资源分配算法巧^RR-ALOHA、MS-ALOHA、SU-ALOHA等)，解决 的是时隙资源维护的问题，节点如何使用基于时隙预留时隙资源分配算法获得的资源来发 送数据包属于资源调度问题，现有技术中尚未有适用于基于时隙预留的时隙资源分配算法 的资源调度方法。
【发明内容】
[0013] 本发明提供了一种数据发送方法及装置，用W实现基于剩余时间的资源调度算法 与基于时隙预留的时隙资源分配算法相结合的数据传输，通过时隙优先级和数据包优先级 尽可能的匹配，更好地支持拥塞场景下时隙资源抢断和时隙资源发生碰撞时的高优先数据 的优先发送，更好地保证各节点接入信道的公平性。
[0014] 本发明实施例提供的一种数据发送方法，该方法包括：
[0015] 当数据包到达发送缓存队列时，根据数据包对应的发送时延信息维护该数据包的 发送剩余时间；
[0016] 当用于发送数据包的发送资源的使用时间到达时，根据发送缓存队列中的数据包 的发送剩余时间、对应的优先级、W及节点可用的发送资源的资源优先级，确定当前需要发 送的数据包，并通过当前到达的发送资源发送该数据包。
[0017] 从上述方法可W看出，本发明通过时隙优先级和数据包优先级尽可能的匹配，更 好地支持拥塞场景下时隙资源抢断和时隙资源发生碰撞时的高优先数据的优先发送，更好 地保证各节点接入信道的公平性。
[0018] 较佳地，根据发送缓存队列中的数据包的发送剩余时间、对应的优先级、W及节点 可用的发送资源的资源优先级，确定当前需要发送的数据包，包括：
[0019] 对发送缓存队列中当前发送剩余时间最少的数据包所对应的优先级与节点可用 的发送资源的资源优先级进行匹配，根据匹配结果，确定当前需要发送的数据包。
[0020] 该样便可W根据发送缓存队列中当前发送剩余时间最少的数据包所对应的优先 级与当前到达的发送资源的资源优先级来确定当发送资源的使用时间到达时需要发送的 数据包。
[0021] 较佳地，对发送缓存队列中当前发送剩余时间最少的数据包所对应的优先级与当 前到达的发送资源的资源优先级进行匹配，根据匹配结果，确定当前需要发送的数据包，包 括：
[0022] 判断发送缓存队列中当前发送剩余时间最少的数据包所对应的优先级与当前到 达的发送资源的资源优先级是否相同；
[0023] 如果是，则将当前发送剩余时间最少的数据包确定为当前需要发送的数据包；
[0024] 否则，从缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中选择当前需要发送的数 据包；其中，K的值取自然数。
[00巧]该样，根据判断结果便可W确定当前需要发送的数据包。
[0026] 较佳地，根据发送缓存队列中的数据包的发送剩余时间、对应的优先级、W及节点 可用的发送资源的资源优先级，确定当前需要发送的数据包，包括：
[0027] 从缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中选择当前需要发送的数据包； 其中，K的值取自然数。
[002引该样，从缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中选择当前需要发送的数 据包，W保证当前需要发送的数据的优先级与节点可用的发送资源的资源优先级相匹配。
[0029] 较佳地，K的值取M和N中的较小值；
[0030] 其中，M的值为当前发送剩余时间最少的数据包的发送剩余时间内的发送资源的 个数，N的值为发送缓存队列中需要发送的数据包的个数。
[0031] 该样具体限定K的取值，使资源优先级和数据包优先级尽可能的匹配，更好地支 持拥塞场景下时隙资源抢断和时隙资源发生碰撞时的高优先数据的优先发送，更好地保证 各节点接入信道的公W保证选择最适合当前需要发送的数据包。
[0032] 较佳地，从缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中选择当前需要发送的 数据包，包括：
[0033] 对当前发送剩余时间最少的数据包的发送剩余时间内的前K个发送资源根据其 优先级进行资源排序，W及对发送缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包根据其优 先级进行数据包排序；
[0034] 根据资源排序结果和数据包排序结果，确定当前需要发送的数据包。
[00巧]该样对资源和数据包根据优先级进行排序，进一步更好地保证各节点接入信道的 公W保证选择最适合当前需要发送的数据包。
[0036] 较佳地，对当前发送剩余时间最少的数据包的发送剩余时间内的前K个发送资源 进行资源排序时，首先按照预设资源优先级对发送资源进行排序，对于预设的资源优先级 相同的发送资源，根据发送资源到达的先后顺序进行排序。
[0037] 该样对资源和数据包根据优先级进行排序，进一步更好地保证各节点接入信道的 公W保证选择最适合当前需要发送的数据包。
[0038] 较佳地，对发送缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包进行数据包排序 时，首先按数据包对应的优先级进行排序，对于优先级相同的多个数据包，按照数据包的发 送剩余时间进行排序。
[0039] 该样对资源和数据包根据优先级进行排序，进一步更好地保证各节点接入信道的 公W保证选择最适合当前需要发送的数据包
[0040] 较佳地，根据资源排序结果和数据包排序结果，确定当前需要发送的数据包，包 括：
[0041] 根据资源排序结果，确定当前到达的发送资源的排序级别；
[0042] 根据数据包排序结果，确定与当前到达的发送资源的排序级别相同的数据包，将 该数据包确定为当前需要发送的数据包。
[0043] 该样便可W根据资源排序结果和数据包排序结果来确定当发送资源的使用时间 到达时需要发送的数据包。
[0044] 较佳地，从缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中选择当前需要发送的 数据包，包括：
[0045] 判断缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中是否存在优先级与当前到 达的发送资源的资源优先级级别相同的数据包，如果是，则将优先级与当前到达的发送资 源的资源优先级级别相同的数据包确定为当前需要发送的数据包；否则，从缓存队列中发 送剩余时间最少的前K个数据包中选择优先级与当前到达的发送资源的资源优先级匹配 的数据包作为当前需要发送的数据包。
[0046] 该样根据判断结果，使资源优先级和数据包优先级尽可能的匹配，更好地支持拥 塞场景下时隙资源抢断和时隙资源发生碰撞时的高优先数据的优先发送，更好地保证各节 点接入信道的公W保证选择最适合当前需要发送的数据包。
[0047] 较佳地，将优先级与当前到达的发送资源的资源优先级级别相同的数据包确定为 当前需要发送的数据包，包括：
[0048]当缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中存在多个优先级与当前到达 的发送资源的资源优先级级别相同的数据包时，将优先级与当前到达的发送资源的资源优 先级级别相同且剩余时间最短的数据包确定为当前需要发送的数据包。
[0049] 该样，使资源优先级和数据包优先级尽可能的匹配，更好地支持拥塞场景下时隙 资源抢断和时隙资源发生碰撞时的高优先数据的优先发送，更好地保证各节点接入信道的 公W保证选择最适合当前需要发送的数据包。
[0050] 较佳地，从缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中选择优先级与当前到 达的发送资源的资源优先级匹配的数据包作为当前需要发送的数据包，包括：
[0051] 从缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中选择优先级与当前到达的发 送资源的资源优先级的级别最接近的数据包作为当前需要发送的数据包；或者，
[0052] 建立缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包与节点可用的发送资源之间 的临时对应关系，其中相互对应的节点可用的发送资源的资源优先级与缓存队列中需要发 送的数据包的优先级的级别相同，从缓存队列中发送剩余时间最少的前K个数据包中除了 已经建立所述临时对应关系的数据包之外的数据包中选择优先级与当前到达的发送资源 的资源优先级的级别最接近的数据包作为当前需要发送的数据包。
[0053] 该样，使资源优先级和数据包优先级尽可能的匹配，更好地支持拥塞场景下时隙 资源抢断和时隙资源发生碰撞时的高优先数据的优先发送，更好地保证各节点接入信道的 公W保证选择最适合当前需要发送的数据包。
[0054] 较佳地，从缓存队列中发送剩余时间最少的前