一種數據包發送方法及裝置製造方法

2023-04-23 18:14:31

一種數據包發送方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種數據包發送方法及裝置，用於解決在車路協同通信系統中，在數據包的最大發送時延允許範圍對應的所有時隙隨機選擇數據包的發送時隙，當上述發送時隙出現異常，使得在上述最大發送時延允許範圍內未能及時將數據包成功發送出去，影響系統可靠性和安全性的問題。方法為：基於SU-ALOHA算法，根據數據包對應的數據包發送優先級設置相應的時延裕量值；根據該時延裕量值和數據包中攜帶的數據包最大發送時延信息，計算數據包的發送剩餘時間；利用上述發送剩餘時間發送上述數據包。
【專利說明】一種數據包發送方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，尤其涉及一種數據包發送方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著車路協同通信系統的發展和移動自組網技術的逐漸成熟，為了實現對車輛的實時、動態、智能化管理，國際上專門開發了針對車聯網的專用短程通信(Dedicated ShortRange Communications，DSRC)協議。DSRC通過信息的雙向傳輸，將車輛與車輛、車輛和路側的信息採集設備有機的連接起來，支持點對點、點對多點通信。
[0003]移動分時隙ALOHA (Mobile Slotted Aloha，MS-AL0HA)機制是一種基於分時方式的DSRC MAC層接入和資源分配機制，資源分配基於幀結構以slot(時隙)為單位。參閱圖1所示，每N個slot構成一個幀(記為Frame)，每個幀中的slot的編號為0-Ν_1，在幀之間循環往復。每個slot中只允許一個車輛進行發送，即車輛之間為(Time Division MultipleAccess，時分復用接入)模式。車輛在所佔用的時隙上中不僅發送應用層的數據，而且還需要發送FI (Frame Information,幀信息),在FI中會指示一個幀中各個slot的佔用狀態。
[0004]MS-ALOHA機制的基本思想是:任意一節點(如，車輛)加入網絡時，需要通過監聽幀中的空閒時隙資源佔用一個時隙，如果節點不主動放棄該所佔用的時隙資源，則可一直使用佔用的時隙傳輸數據，在這期間其他節點不能使用該時隙。在佔用的時隙上，節點需要周期性發送FI，FI中攜帶節點獲得的與該節點相距兩跳範圍內的其他節點佔用時隙的情況，指示節點感知到的每個時隙的佔用狀況信息，對每個時隙給出該時隙的包括:時隙佔用狀態信息，佔用時隙的節點對應的STI (Source Temporary Identifier,臨時資源標識)或可稱為節點標識，佔用時隙的節點的優先級狀態(也可認為是佔用時隙節點在該時隙發送的數據對應的優先級狀態)；其中，時隙佔用狀態信息可以表達時隙的四種佔用狀態:(00)表示時隙為空閒狀態，(10)表示時隙已被與本節點相距一跳的其他節點佔用(簡稱為一跳節點佔用)或本節點佔用，(11)表示時隙已被與本`節點相距兩跳的其他節點佔用(簡稱為兩跳節點佔用)，(01)表示時隙已被其他兩個以上的節點佔用，即為碰撞狀態；在非自身佔用的時隙，每個節點通過監聽相鄰一跳的節點發送的FI，能夠判斷相鄰三跳範圍內每個節點佔用時隙的情況，當發現本節點佔用的時隙資源與其他節點使用的資源發生碰撞時，重新預約新的空閒時隙。為方便後續描述，本發明中對FI及其內部信息內容統一採用如下描述方式:
[0005]節點發送幀信息(FI)稱為:FI消息，也可簡稱為FI ；FI中指示的每個時隙對應的佔用狀況信息稱為:FI消息中每個時隙對應的時隙信息域。
[0006]節點在一個時隙上接收到FI消息時，總是用新接收到的FI消息中攜帶的時隙信息內容覆蓋一個幀周期前記錄的內容。節點在自身佔用的時隙生成並發送FI消息，需要按照一定規則填寫各個field (域)，包括時隙佔用狀態子域、STI子域以及優先級子域。發送完畢後，節點會清空所發送的FI信息。
[0007]在狀態更新AL0HA( State Update Aloha, SU-AL0HA)機制下,對FI的傳輸方式，以及節點根據FI消息中攜帶的時隙信息內容對本地維護時隙的時隙信息內容的處理方式，在MS-ALOHA機制處理方式的基礎上進行了相應改進。具體為:在SU-ALOHA機制下，節點採用迭代方式保存FI信息，即節點僅保存一個關於各時隙當前佔用狀態的向量，稱為時隙狀態向量(也可稱作時隙狀態表)後續稱為時隙狀態向量(表)，當一個節點僅擁有一個自身使用的時隙時，該節點僅保存自身使用的時隙對應的時隙狀態向量(表)。節點接收到其他節點發送的FI後，根據新接收FI中各時隙對應的時隙信息域對本地保存的時隙狀態向量(表)中每一個時隙對應的時隙信息單元進行更新。當節點需發送自身判定的FI時，會根據保存的時隙狀態向量(表)中的信息生成要發送的FI。
[0008]在車路協同通信系統中，應用層發送至媒體接入控制(Medium Access Control ；MAC)層的數據包中攜帶該數據包的最大發送時延，即從數據包發送至MAC層至該數據包被MAC層從空口成功發送出去的最大允許時延。若在最大發送時延內，數據包未獲得MAC層的發送機會，則表明該數據包發送失敗，即被丟棄，應用層需要重新發送該數據包至MAC層。
[0009]現有技術下，主要採用MS-ALOHA算法為接入車路協同通信系統的節點分配發送時隙。具體為，當MAC層接收到應用層發送的數據包後，即根據時隙狀態向量(表)，在該數據包的最大發送時延允許範圍內查詢是否存在自佔時隙可以用於發送該數據包，若存在，則選擇該自佔時隙作為該數據包的發送時隙；若不存在，則在該數據包的最大發送時延允許範圍內隨機分配一個空閒時隙作為該數據包的發送時隙。在車路協同通信系統中，自佔時隙，是指第一節點向其他節點發送FI的時隙。並且，當在以後的幀周期中，第一節點在發送FI的時隙不發生碰撞時，則該時隙一直為第一節點的自佔時隙。申請時隙，是指第一節點在當前幀周期中選擇某個時隙η作為向其他節點發送FI的發送時隙，計劃在上述時隙η中向其他節點發送FI，但是未到達發送FI時刻的時隙η。自佔時隙是申請時隙經過周圍節點正反饋FI由申請時隙轉化得到。
[0010]因此，自佔時隙和申請時隙在本質上都體現了在MS-ALOHA算法下數據包的發送時隙選擇的隨機性。在上述數據包發送時隙的選擇機制下，當隨機選擇的數據包發送時隙位於最大發送時延允許範圍對應的最後時刻時，一旦上述選定的發送時隙出現異常，即會造成數據包的發送失敗。例如，參閱圖2所示，節點在時隙2觸發數據包的發送，該數據包的最大發送時延為I幀，即從第I幀時隙2開始到第2幀時隙I結束為最大發送時延允許的數據包發送時間範圍。根據MS-ALOHA算法，在上述數據包最大發送時延對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為數據包的發送時隙，此處選擇第2幀時隙I為數據包的發送時隙；節點從第I幀的時隙2開始進入持續監聽階段，當某個時隙不是本節點的發送時隙時，則收發機將處於接收狀態，接收其他節點發送的FI，並根據該FI對本節點保存的時隙狀態向量(表)進行更新，根據上述時隙狀態向量(表)，當在第2幀時隙O判斷第2幀時隙I發生時隙資源碰撞時，則不能在第2幀時隙I發送上述數據包；只能對上述數據包進行丟棄處理。
[0011]綜上所述，在車路協同通信系統中，MAC層對應用層發送的數據包經空口進行發送過程中，需要在該數據包的最大發送時延對應的所有時隙中隨機選擇一個空閒時隙作為發送時隙，當上述隨機選擇的發送時隙對應的時刻位於最大發送時延允許範圍的後期時刻時，當該發送時隙發生異常(發生碰撞)，且在最大發送時延允許範圍內，上述發送時隙之後沒有空閒時隙時，或者，當隨機選擇的發送時隙位於最大發送時延對應的所有時隙的最後一個時隙，且該發送時隙發生異常時，則沒有機會再次為該數據包選擇發送時隙，即會使該數據包發送失敗而被丟棄，此時，需要應用層向MAC層重新發送上述數據包，造成資源的浪費，安全性差的問題。

【發明內容】

[0012]本發明實施例提供一種數據包發送方法及裝置，用以解決現有技術中存在的車路協同通信系統中，在最大發送時延允許範圍內未能及時將數據包成功發送出去，影響系統可靠性和安全性的問題。
[0013]本發明實施例提供的具體技術方案如下:
[0014]一種數據包發送方法，包括:
[0015]確認數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，根據所述數據包發送優先級信息，設置所述數據包對應的時延裕量值；
[0016]根據所述數據包攜帶的最大發送時延信息與所述時延裕量值，計算數據包第一發送剩餘時間；
[0017]利用第一發送剩餘時間發送所述數據包。
[0018]一種數據包發送裝置，包括:
[0019]設置單元，用於確認數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，根據所述數據包發送優先級信息，設置所述數據包對應的時延裕量值；
[0020]計算單元，用於根據所述數據包攜帶的最大發送時延信息與所述時延裕量值，計算數據包第一發送剩餘時間；
[0021]發送單元，用於利用所述第一發送剩餘時間發送所述數據包。
[0022]本發明實施例中，基於SU-ALOHA算法，根據數據包對應的數據包發送優先級設置相應的時延裕量值；根據該時延裕量值和數據包中攜帶的數據包最大發送時延信息，計算數據包的發送剩餘時間；利用上述發送剩餘時間發送上述數據包。採用本發明技術方案，能夠針對數據包對應的優先級設置其時延裕量值，從而在發送剩餘時間對應的所有時隙中隨機選擇空閒時隙作為發送時隙發送上述數據包，能夠避免將最大發送時延時長的最後時刻對應的時隙作為發送時隙，當該發送時隙出現異常時，造成數據包發送失敗的問題，保證高優先級數據包的發送，提高了系統的安全性和穩定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為現有技術下超幀結構示意圖；
[0024]圖2為現有技術下採用MS-ALOHA算法發送數據包的幀結構示意圖；
[0025]圖3為本發明實施例中數據包發送裝置結構示意圖；
[0026]圖4為本發明實施例中數據包發送的詳細流程圖；
[0027]圖5為本發明實施例中高優先級數據包在第一發送時隙發送成功的幀結構示意圖；
[0028]圖6為本發明實施例中高優先級數據包在第一發送時隙發送成功的流程圖；
[0029]圖7為本發明實施例中高優先級數據包在第二發送時隙發送成功的幀結構示意圖；[0030]圖8為本發明實施例中高優先級數據包在第二發送時隙發送成功的流程圖；
[0031]圖9為本發明實施例中高優先級數據包在第三發送時隙發送成功的流程圖；
[0032]圖10為本發明實施例中高優先級數據包發送不成功的流程圖。
【具體實施方式】
[0033]為了解決現有技術中存在的車路協同通信系統中，在數據包的最大發送時延時長對應的所有時隙中隨機選擇空閒時隙作為數據包的發送時隙，當上述發送時隙出現異常，使得在上述最大發送時延允許範圍內未能及時將數據包成功發送出去，影響系統可靠性和安全性的問題。本發明實施例中，基於SU-ALOHA算法，根據數據包對應的數據包發送優先級設置相應的時延裕量值；根據該時延裕量值和數據包中攜帶的數據包最大發送時延信息，計算數據包的發送剩餘時間；利用上述發送剩餘時間發送上述數據包。採用本發明技術方案，能夠針對數據包對應的優先級設置其時延裕量值，從而在發送剩餘時間對應的所有時隙中隨機選擇空閒時隙作為上述數據包發送時隙，能夠避免將最大發送時延時長的最後時刻對應的時隙作為發送時隙，當該發送時隙出現異常時，造成數據包發送失敗的問題，保證高優先級數據包的發送，提高了系統的安全性和穩定性。
[0034]下面結合附圖對本發明優選的實施方式進行詳細說明。
[0035]參閱圖3所示，本發明實施例中，數據包發送裝置包括設置單元30，計算單元31和發送單元32，其中，
[0036]設置單元30，用於確認數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，根據上述數據包發送優先級信息，設置上述數據包對應的時延裕量值；
[0037]計算單元31，用於根據上述數據包攜帶的最大發送時延信息與上述時延裕量值，計算數據包第一發送剩餘時間；
[0038]發送單元32，用於利用上述第一發送剩餘時間發送上述數據包。
[0039]其中，數據包發送裝置還包括第一處理單元33，以及第二處理單元34:
[0040]第一處理單元33，用於判斷第一發送剩餘時間對應的所有時隙中是否存在空閒時隙；若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙；若不存在空閒時隙，且上述時延裕量值不為零時，將第一發送剩餘時間更新為第二發送剩餘時間，在第二發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙；
[0041]其中，第一處理單元33，具體用於判斷第一發送剩餘時間對應的所有時隙中是否存在空閒時隙；若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙；若不存在空閒時隙，且時延裕量值不為零時，記錄無空閒時隙確定時間，計算第一發送剩餘時間與無空閒時隙確定時間之間的差值，獲取第一剩餘時間差值，無空閒時隙確定時間為確定第一發送剩餘時間對應的所有時隙中不存在空閒時隙的時隙對應的時間，第一剩餘時間差值為大於等於零的值，計算第一剩餘時間差值與時延裕量值對應的時延裕量時長的和，獲取第二發送剩餘時間，將時延裕量值更新為零，在第二發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙。
[0042]第二處理單元34，用於當在第一發送時隙前的一個時隙中確定第一發送時隙發生碰撞時，判斷在由時隙碰撞事件確定時間至第一發送剩餘時間結束前對應的所有時隙中是否存在空閒時隙；若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙；若不存在空閒時隙，且時延裕量值不為零時，則將第一發送剩餘時間更新為第三發送剩餘時間，並在第三發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙。
[0043]其中，第二處理單元34，具體用於當在第一發送時隙前的一個時隙中確定第一發送時隙發生碰撞時，判斷在由時隙碰撞事件確定時間至第一發送剩餘時間結束前對應的所有時隙中是否存在空閒時隙；若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙；若不存在空閒時隙，且時延裕量值不為零時，記錄碰撞事件確定時間，計算第一發送剩餘時間與碰撞事件確定時間之間的差值，獲取第二剩餘時間差值，第二剩餘時間差值為大於等於零的值，碰撞事件確定時間為確定第一發送時隙發生碰撞的時隙對應的時間，計算第二剩餘時間差值與時延裕量值對應的時延裕量時長的和，獲取第三發送剩餘時間，將時延裕量值更新為零，在第三發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙。
[0044]基於上述技術方案，參閱圖4所示，本發明實施例中，在車路協同通信系統中，僅針對IOOms及以上的業務發送時延對應的處理流程，不考慮低時延業務(低時延業務處理有其他保障機制)，發送數據包的詳細流程如下:
[0045]步驟400:確認數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，根據上述數據包發送優先級信息，設置數據包對應的時延裕量值。
[0046]具體為:
[0047]MAC層接收高層發送的數據包，該數據包中攜帶數據包發送優先級信息,根據該數據包發送優先級信息，設置數據包對應的時延裕量值。
[0048]本發明實施例中，根據數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，設置該數據包的時延裕量對應的時延時長，例如，時延裕量值為20ms ;根據數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，設置該數據包的時延裕量對應的時延時隙數目，例如，時延裕量值為5個時隙，每個時隙可以對應一定的時長。
[0049]進一步地，本發明實施例中，針對數據包攜帶的優先級不同，為數據包設置不同的時延裕量值，即數據包的優先級與數據包對應的時延裕量值存在一定的映射關係，該映射關係可以預先設置。上述預設映射關係的原則為:預設高優先級數據包對應的時延裕量值比低優先級數據包對應的時延裕量值大。例如，當時延裕量值為時延裕量對應的時延時長時，數據包I的優先級高於數據包2的優先級，則預設數據包I的時延裕量值為20ms，數據包2的時延裕量值為IOms ;又如，當時延裕量值為時延裕量對應的時延時隙數目時，數據包I的優先級高於數據包2的優先級，則預設數據包I的時延時隙數目為5個時隙，預設數據包2的時延時隙數目為2個時隙。
[0050]步驟410:根據上述數據包攜帶的最大發送時延信息與上述時延裕量值，計算數據包第一發送剩餘時間。
[0051]具體為:
[0052]根據上述數據包攜帶的最大發送時延信息，獲取該數據包對應的最大發送時延時長；根據上述時延裕量值，獲取該數據包對應的時延裕量時長；計算上述最大發送時延時長與時延裕量時長的差值，該差值即為上述數據包的第一發送剩餘時間。例如，數據包對應的最大發送時延時長為100ms，根據該數據包對應的優先級得到數據包的時延裕量時長為30ms，則該數據包對應的第一發送剩餘時間為70ms，即從數據包到達時刻開始至其後的70ms之間為該數據包的第一發送剩餘時間。
[0053]步驟420:利用上述第一發送剩餘時間發送上述數據包。
[0054]具體為:
[0055]本發明實施例中，本節點可以根據其他節點發送的FI生成時隙狀態向量(表)，該時隙狀態向量(表)中記錄各個時隙的狀態信息，根據該時隙狀態向量(表)中記錄的各個時隙狀態信息，在上述第一發送剩餘時間對應的所有時隙中，判斷是否存在空閒時隙，若存在空閒時隙，則隨機選取一個空閒時隙作為第一發送時隙；若不存在空閒時隙，並且該數據包對應的時延裕量值不為零，則將第一發送剩餘時間更新為第二發送剩餘時間，在第二發送剩餘時間對應的所有時隙中選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙。
[0056]在上述過程中，將第一發送剩餘時間更新為第二發送剩餘時間的方法為:記錄無空閒時隙確定時間，計算上述第一發送剩餘時間與無空閒時隙確定時間之間的差值，該差值即為第一剩餘時間差值，即第一剩餘時間差值=第一發送剩餘時間-無空閒時隙確定時間，其中，無空閒時隙確定時間為確定上述數據包對應的第一發送剩餘時間對應的所有時隙中不存在空閒時隙的時隙對應的時間，上述第一剩餘時間差值為大於等於零的值；計算該第一剩餘時間差值與上述時延裕量值對應的時延裕量時長的和，即第二發送剩餘時間=第一剩餘時間差值+時延裕量時長，即可獲取第二發送剩餘時間；此時，將時延裕量值更新為零。
[0057]當在第一發送時隙前的各個時隙中均確定第一發送時隙未發生碰撞時,在第一發送時隙發送數據包。較佳地，可以預設一定時器，當數據包到達時，該定時器即可開始計時，用於指示該數據包可用於發送的剩餘時間，即定時器計數=最大發送時延時長-時延裕量時長。當定時器計數為零，且時延裕量時長同時為零時，則表明數據包在其最大發送時延時長允許範圍內未能成功發送，即被丟棄。
[0058]本發明實施例中，預設緩存隊列存儲未完成數據包發送，且未到達最大發送時延時長的數據包。該緩存隊列中的數據包可以按照優先級進行排序，優先級最高的數據包位於緩存隊列的隊首；也可以按照數據包對應的發送剩餘時間進行排序，發送剩餘時間最短的數據包位於隊首，該發送剩餘時間可以為第一發送剩餘時間，也可以為在第一發送時隙未成功發送數據包，而更新第一發送剩餘時間後獲得的第二發送剩餘時間；還可以按照其他方式進行排序。本發明實施例中，當到達某個已經選定的發送時隙時，在該發送時隙上發送哪一個數據包取決於緩存隊列中所有數據包的排序，即在發送時隙前的各個時隙中均確定該發送時隙未發生碰撞時，根據緩存隊列中數據包的排隊方式，在上述發送時隙發送位於緩存隊列隊首的數據包。當某個數據包對應的定時器計數為零，且時延裕量時長同時為零時，則將該數據包從緩存隊列中刪除，表明該數據包被丟棄。
[0059]由於時隙狀態向量(表)根據其他節點發送的FI實時進行更新，因此，可能存在在選擇第一發送時隙的時刻，第一發送時隙為空閒時隙，而在選定第一發送時隙後，本節點在第一發送時隙前的某個時隙發現第一發送時隙發生碰撞的情況，即其他節點佔用第一發送時隙的情況。因此，當在上述在第一發送時隙前的某個時隙中確定第一發送時隙發生碰撞時，即上述初次選擇發送時隙後發送數據包失敗時，判斷由碰撞事件確定時間至第一發送剩餘時間結束前對應的所有時隙中是否存在空閒時隙，若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙，上述碰撞事件確定時間為確定第一發送時隙發生碰撞的時隙對應的時間。當在由碰撞事件確定時間至第一發送剩餘時間結束前對應的所有時隙中，不存在空閒時隙，則將第一發送剩餘時間更新為第三發送剩餘時間後，在第三發送剩餘時間對應的所有時隙中，重新選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙。當在第二發送時隙前的各個時隙中均確定第二發送時隙未發生碰撞時，根據緩存隊列中數據包的排隊方式，在第二發送時隙發送位於緩存隊列隊首的數據包，即獲得再次選擇發送時隙發送數據包的機會。在獲取第三發送剩餘時間的同時，將時延裕量值更新為零。
[0060]在上述過程中，獲取第三發送剩餘時間的具體過程為:記錄碰撞事件確定時間，計算該第一發送剩餘時間與碰撞事件確定時間之間的差值，獲取第二剩餘時間差值，即第二剩餘時間差值=第一發送剩餘時間-碰撞事件確定時間；計算上述第二剩餘時間差值與時延裕量值對應的時延裕量時長的和，獲取第三發送剩餘時間，即第三發送剩餘時間=第二剩餘時間差值+時延裕量時長，其中，第二剩餘時間差值為大於等於零的值。例如，時延裕量值對應的時延預量時長為30ms,第一發送剩餘時間為70ms,第一發送時隙對應的時間為60ms,在第50ms處確定第一發送時隙發生碰撞，即碰撞事件確定時間為50ms,則第三發送剩餘時間為50ms(70ms-50ms+30ms)。此時,將上述定時器更新,根據第三發送剩餘時間，重新開始計時。
[0061]特殊地，當在第一發送時隙前的一個時隙中確定第一發送時隙發生碰撞，且時延預量值為零時，或者，在第二發送時隙前的一個時隙中確定第二發送時隙仍發生碰撞時，即再次發送數據包失敗時:搜索緩存隊列，查詢在緩存隊列中是否存在優先級較低的數據包，若存在，則獲取優先級較低的數據包的發送時隙作為第三發送時隙，在第三發送時隙發送上述數據包，上述優先級較低的數據包即被丟棄，其中，低優先級數據包的發送時隙對應的時間在數據包對應的最大發送時延結束之前。上述第一發送時隙為在第二發送剩餘時間對應的所有時隙中選擇的第一發送時隙。
[0062]當第二發送時隙前的一個時隙中確定第二發送時隙仍發生碰撞時，並且在緩存隊列中不存在優先級較低的數據包，獲取本節點的3跳節點佔用的時隙作為上述數據包的第三發送時隙，在該第三發送時隙發送上述數據包，其中，上述3跳節點佔用的時隙對應的時間在數據包對應的最大發送時延結束之前；或者，獲取優先級低於該數據包的其他節點佔用的時隙作為第三發送時隙，在第三發送時隙發送上述數據包；或者，直接丟棄上述數據包，請求高層重新發送該數據包。
[0063]若在上述第三發送時隙之前的任意一個時隙中確定上述第三發送時隙仍存在碰撞，或者在數據包對應的最大發送時延結束前，不存在優先級低於上述數據包的數據包時，即定時器為零，且時延裕量值對應的時長為零時，仍未完成數據包的發送時，則丟棄該數據包。
[0064]本發明實施例中，將數據包對應的最大發送時延信息對應的時長劃分為兩部分，即發送剩餘時間和時延裕量值對應的時延時長，根據數據包對應的優先級不同設置不同的時延裕量值，能夠優先在數據包的發送剩餘時間對應的所有時隙中選擇上述數據包對應的第一發送時隙，一旦第一發送時隙發生碰撞，仍能夠在確定第一發送時隙發生碰撞的碰撞事件確定時間至數據包對應的最大發送時延時長結束之前對應的所有時隙中重新選擇其他的發送時隙發送上述數據包,並且優先級高的數據包能夠搶佔優先級低的數據包對應的發送時隙，進一步保證了高優先級數據包的發送，提高了系統的可靠性和安全性。[0065]根據上述技術方案，下面結合具體場景，詳細介紹在車路協同通信系統中，發送數據包的過程:假設I幀包含100個時隙，每個時隙對應時長為1ms，數據包I和數據包2對應不同的業務優先級，其中數據包I對應的優先級低於數據包2對應的優先級，數據包I對應最大發送時延時長為200ms，發送時延裕量值對應的時延裕量時長為IOms ;數據包2對應的最大發送時延時長為100ms，發送時延裕量值對應的時延裕量時長為20ms。
[0066]實施例一
[0067]參閱圖5所示，數據包I到達MAC層的時刻為第I幀時隙0，數據包2到達MAC層的時刻為第2幀的時隙0，數據緩存隊列中僅包含數據包I和數據包2。參閱圖6所示，當為數據包I和數據包2初次選定的發送時隙未存在異常時，發送數據包的流程為:
[0068]步驟600:根據數據包I攜帶的優先級信息，設置數據包I對應的時延裕量值，根據數據包I的最大發送時延時長，計算數據包I的發送剩餘時間，並在該發送剩餘時間對應的所有時隙中隨機選擇一個空閒時隙作為數據包I的發送時隙。
[0069]參閱圖5所示，低優先級數據包I在第I幀時隙O到達後，根據最大發送時延時長200ms，時延裕量值對應的時延裕量時長10ms，確定低優先級數據包I發送剩餘時間為190ms (200ms-1Oms )，在該發送剩餘時間對應的所有時隙中隨機選擇一個空閒時隙作為數據包I的發送時隙，假設數據包I的發送時隙為第2幀的時隙89。數據包I對應的定時器I由190ms開始計時。
[0070]步驟610:根據數據包2攜帶的優先級信息，設置數據包2對應的時延裕量值，根據數據包2的最大發送時延時長，計算數據包2的發送剩餘時間，並在該發送剩餘時間對應的所有時隙中隨機選擇一個空閒時隙作為數據包2的第一發送時隙。
[0071]高優先級數據包2在第2幀時隙O到達後，根據最大發送時延時長100ms，時延裕量值對應的時延裕量時長20ms，確定高優先級數據包2發送剩餘時間為80ms(100ms-20ms)，在該發送剩餘時間對應的所有時隙中隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙，假設該第一發送時隙為第2幀的時隙79。數據包2對應的定時器由80ms開始計時。
[0072]步驟620:確定在數據包2的第一發送時隙及數據包I的發送時隙均不存在碰撞時，在上述第一發送時隙發送數據包2，在上述數據包I的發送時隙發送數據包I。
[0073]本發明實施例中，節點在非本節點的發送時隙接收其他節點發送的FI，根據該FI更新自身的時隙狀態向量(表)，根據該時隙狀態向量(表)中的信息，確定到達上述第一發送時隙及數據包I的發送時隙均未出現異常時，在上述第一發送時隙(第2幀時隙79)發送數據包2，在上述數據包I的發送時隙(第2幀時隙89)發送數據包I。
[0074]實施例二
[0075]參閱圖7所示，當上述數據包2的第一發送時隙發生異常，再次選擇數據包2的第二發送時隙後，成功完成數據包I和數據包2的發送，數據緩存隊列中僅包含數據包I和數據包2。參閱圖8所示，發送數據包的過程為:
[0076]步驟800:根據確定數據包2的第一發送時隙發生碰撞的碰撞事件確定時間，以及數據包2對應的時延裕量值，更新數據包2對應的發送剩餘時間。
[0077]本發明實施例中，數據包2對應的碰撞事件確定時間對應的時隙為第2幀時隙78，數據包2的時延裕量對應的時延裕量時長為20ms，則數據包2對應的更新後的發送剩餘時間為21ms (79ms-78ms+20ms)o根據更新後的發送剩餘時間，更新定時器2,即定時器2由21ms開始計時。
[0078]步驟810:在更新後的發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為數據包2的第二發送時隙。
[0079]此處選擇第2幀時隙95作為數據包2的第二發送時隙。
[0080]步驟820:確定數據包2的第二發送時隙及數據包I的發送時隙不存在碰撞時，在上述第二發送時隙發送數據包2，在上述數據包I的發送時隙發送數據包I。
[0081]本發明實施例中，節點根據時隙狀態向量(表)確定上述第二發送時隙及數據包I的發送時隙均未出現異常時，在上述第二發送時隙(第2幀時隙95)發送數據包2，在上述數據包I的發送時隙(第2幀時隙89)發送數據包I。
[0082]實施例三
[0083]當上述數據包2的第二發送時隙存在異常，在確定第二發送時隙發生碰撞的碰撞事件確定時間至數據包2對應的最大發送時延時長之間對應的所有時隙中，沒有空閒時隙可以作為發送時隙時，搶佔數據包I的發送時隙(第2幀時隙89)作為第三發送時隙，成功完成數據包2的發送，數據緩存隊列中僅包含數據包I和數據包2。參閱圖9所示，發送數據包的過程為:
[0084]步驟900:確定在數據包I的發送時隙不存在碰撞時，丟棄數據包I。
[0085]根據節點存儲的時隙狀態向量(表)，本節點在第2幀時隙85發現時隙95發生碰撞時，由於數據包2在第2幀時隙85對應的時間至數據包對應的最大發送時延時長之間對應的所有時隙中，沒有空閒時隙可以作為發送時隙時，且判定數據包I的發送時隙不存在碰撞時,則丟棄數據包I。
[0086]步驟910:將上述數據包I的發送時隙作為數據包2的第三發送時隙，在第三發送時隙發送數據包2。
[0087]在第三發送時隙(第2幀時隙89)發送數據包2。
[0088]實施例四
[0089]參閱圖10所示，當上述數據包2的第二發送時隙存在異常時，丟棄數據包2的過程為:
[0090]步驟1000:確定數據包2的第二發送時隙為碰撞狀態時，在確定第二發送時隙發生碰撞的碰撞事件確定時間至數據包2對應的最大發送時延時長之間對應的所有時隙中，確定沒有空閒時隙可以作為發送時隙，並且也不存在優先級低於數據包2的數據包等待發送。
[0091 ] 本發明實施例中,在第2巾貞時隙90發現第2巾貞時隙95發生碰撞時,在第2巾貞時隙90對應的時間至數據包2對應的最大發送時延時長之間對應的所有時隙中，確定沒有空閒時隙可以作為發送時隙。並且低於數據包2的低優先級數據包I在第2幀時隙89完成了發送過程，因此，在數據包2的最大發送時延允許範圍內，也不存在優先級低於數據包2的數據包等待發送。
[0092]步驟1010:丟棄數據包2。
[0093]本發明實施例中，確認數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，根據該數據包發送優先級信息，設置該數據包對應的時延裕量值，針對數據包的優先級不同，設置與數據包優先級對應的時延裕量值；根據上述數據包攜帶的最大發送時延信息與上述時延裕量值，計算數據包發送剩餘時間，使不同優先級的數據包對應不同的發送剩餘時間，優先級高的數據包對應更長的發送剩餘時間；利用上述發送剩餘時間發送上述數據包，當在發送剩餘時間結束前，未能完成數據包的發送，還可以根據時延裕量值更新發送剩餘時間，利用更新後的發送剩餘時間重新發送上述數據包。採用本發明技術方案，能夠針對數據包對應的優先級設置其時延裕量值，從而在發送剩餘時間中隨機選擇發送時隙發送上述數據包，能夠避免在最大發送時延的最後時刻發送上述數據包，當為數據包隨機選擇的發送時隙出現異常時，造成數據包發送失敗的問題，保證高優先級數據包的發送，提高了系統的安全性和穩定性。
[0094]本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。
[0095]本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
[0096]這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
[0097]這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
[0098]儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
[0099]顯然，本領域的技術人員可以對本發明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發明實施例的精神和範圍。這樣，倘若本發明實施例的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種數據包發送方法，其特徵在於，包括: 確認數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，根據所述數據包發送優先級信息，設置所述數據包對應的時延裕量值； 根據所述數據包攜帶的最大發送時延信息與所述時延裕量值，計算數據包第一發送剩餘時間； 利用第一發送剩餘時間發送所述數據包。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，確認數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，根據所述數據包發送優先級信息，設置所述數據包對應的時延裕量值，包括: 根據所述數據包發送優先級信息，設置所述數據包的時延裕量對應的時延時長，高優先級數據包的時延裕量對應的時延時長大於低優先級數據包的時延裕量對應的時延時長；或者， 根據所述數據包發送優先級信息，設置所述數據包的時延裕量對應的時延時隙數目，高優先級數據包的時延裕量對應的時延時隙數目大於低優先級數據包的時延裕量對應的時延時隙數目。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，根據所述數據包攜帶的最大發送時延信息與所述時延裕量值，計算數據包第一發送剩餘時間，包括: 根據所述數據包攜帶的最大發送時延信息，獲取最大發送時延時長； 根據所述時延裕量值，獲取時延裕量值對應的時延裕量時長； 計算所述最大發送時延時長與所述時延裕量時長的差值，獲取數據包第一發送剩餘時間。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在利用第一發送剩餘時間發送所述數據包之前，進一步包括: 判斷所述第一發送剩餘時間對應的所有時隙中是否存在空閒時隙； 若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙；若不存在空閒時隙，且所述時延裕量值不為零時，將第一發送剩餘時間更新為第二發送剩餘時間，在第二發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述將第一發送剩餘時間更新為第二發送剩餘時間，包括: 記錄無空閒時隙確定時間，計算所述第一發送剩餘時間與所述無空閒時隙確定時間之間的差值，獲取第一剩餘時間差值，所述無空閒時隙確定時間為確定所述第一發送剩餘時間對應的所有時隙中不存在空閒時隙的時隙對應的時間，所述第一剩餘時間差值為大於等於零的值； 計算所述第一剩餘時間差值與所述時延裕量值對應的時延裕量時長的和，獲取第二發送剩餘時間； 將所述時延裕量值更新為零。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，利用所述第一發送剩餘時間發送所述數據包，包括: 當在所述第一發送時隙前的各個時隙中均確定所述第一發送時隙未發生碰撞時，根據緩存隊列中數據包的排隊方式，在所述第一發送時隙發送位於所述緩存隊列隊首的數據包； 其中，所述緩存隊列用於存儲未到達最大發送時延且未成功發送的數據包；所述緩存隊列按照數據包對應的發送剩餘時間排序，發送剩餘時間最短的數據包位於所述緩存隊列隊首；或者，所述緩存隊列按照數據包對應的優先級排序，優先級最高的數據包位於所述緩存隊列隊首。
7.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，利用所述第一發送剩餘時間發送所述數據包之前，進一步包括: 當在第一發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙發生碰撞時，判斷在由碰撞事件確定時間至所述第一發送剩餘時間結束前對應的所有時隙中是否存在空閒時隙，所述所述碰撞事件確定時間為確定第一發送時隙發生碰撞的時隙對應的時間； 若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙；若不存在空閒時隙，且所述時延裕量值不為零時，則將第一發送剩餘時間更新為第三發送剩餘時間，並在所述第三發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述將第一發送剩餘時間更新為第三發送剩餘時間，包括: 記錄碰撞事件確定時間，計算所述第一發送剩餘時間與所述碰撞事件確定時間之間的差值，獲取第二剩餘時間差值，所述第二剩餘時間差值為大於等於零的值； 計算所述第二剩餘時間差值與所述時延裕量值對應的時延裕量時長的和，獲取第三發送剩餘時間； 將所述時延裕量值更新為零。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，利用所述第一發送剩餘時間發送所述數據包，進一步包括: 當在第一發送時隙或第二發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙或第二發送時隙發生碰撞時，並且當在緩存隊列中存在發送剩餘時間短的低優先數據包時，獲取優先級低於所述數據包的低優先級數據包的發送時隙作為所述數據包的第三發送時隙，在所述第三發送時隙發送所述數據包；或者， 當在第一發送時隙或第二發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙或第二發送時隙發生碰撞時，並且當在緩存隊列中不存在發送剩餘時間短的低優先數據包時，獲取本節點的3跳節點佔用的時隙作為所述數據包的第三發送時隙，在所述第三發送時隙發送所述數據包；或者， 當在第一發送時隙或第二發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙或第二發送時隙發生碰撞時，並且當在緩存隊列中不存在發送剩餘時間短的低優先數據包時，獲取優先級低於所述數據包的其他節點佔用的時隙作為第三發送時隙，在所述第三發送時隙發送所述數據包；或者， 當在第一發送時隙或第二發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙或第二發送時隙發生碰撞時，如果緩存隊列中不存在發送剩餘時間短的低優先數據包，丟棄所述數據包。
10.一種數據包發送裝置，其特徵在於，包括: 設置單元，用於確認數據包中攜帶的數據包發送優先級信息，根據所述數據包發送優先級信息，設置所述數據包對應的時延裕量值； 計算單元，用於根據所述數據包攜帶的最大發送時延信息與所述時延裕量值，計算數據包第一發送剩餘時間； 發送單元，用於利用所述第一發送剩餘時間發送所述數據包。
11.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述設置單元，具體用於: 根據所述數據包發送優先級信息，設置所述數據包的時延裕量對應的時延時長，高優先級數據包的時延裕量對應的時延時長大於低優先級數據包的時延裕量對應的時延時長；或者， 根據所述數據包發送優先級信息，設置所述數據包的時延裕量對應的時延時隙數目，高優先級數據包的時延裕量對應的時延時隙數目大於低優先級數據包的時延裕量對應的時延時隙數目。
12.如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述計算單元，具體用於: 根據所述數據包攜帶的最大發送時延信息，獲取最大發送時延時長； 根據所述時延裕量值，獲取時延裕量值對應的時延裕量時長； 計算所述最大發送時 延時長與所述時延裕量時長的差值，獲取數據包第一發送剩餘時間。
13.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於，還包括第一處理單元，具體用於: 判斷所述第一發送剩餘時間對應的所有時隙中是否存在空閒時隙； 若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙；若不存在空閒時隙，且所述時延裕量值不為零時，將第一發送剩餘時間更新為第二發送剩餘時間，在第二發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙。
14.如權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述第一處理單元，具體用於: 判斷所述第一發送剩餘時間對應的所有時隙中是否存在空閒時隙； 若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙； 若不存在空閒時隙，且所述時延裕量值不為零時，記錄無空閒時隙確定時間，計算所述第一發送剩餘時間與所述無空閒時隙確定時間之間的差值，獲取第一剩餘時間差值，所述無空閒時隙確定時間為確定所述第一發送剩餘時間對應的所有時隙中不存在空閒時隙的時隙對應的時間，所述第一剩餘時間差值為大於等於零的值；計算所述第一剩餘時間差值與所述時延裕量值對應的時延裕量時長的和，獲取第二發送剩餘時間，將所述時延裕量值更新為零；在所述第二發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第一發送時隙。
15.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述發送單元，具體用於: 當在所述第一發送時隙前的各個時隙中均確定所述第一發送時隙未發生碰撞時，根據緩存隊列中數據包的排隊方式，在所述第一發送時隙發送位於所述緩存隊列隊首的數據包； 其中，所述緩存隊列用於存儲未到達最大發送時延且未成功發送的數據包；所述緩存隊列按照數據包對應的發送剩餘時間排序，發送剩餘時間最短的數據包位於所述緩存隊列隊首；或者，所述緩存隊列按照數據包對應的優先級排序，優先級最高的數據包位於所述緩存隊列隊首。
16.如權利要求13所述的裝置，其特徵在於，還包括第二處理單元，具體用於: 當在第一發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙發生碰撞時，判斷在由時隙碰撞事件確定時間至所述第一發送剩餘時間結束前對應的所有時隙中是否存在空閒時隙，所述碰撞事件確定時間為確定第一發送時隙發生碰撞的時隙對應的時間； 若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙；若不存在空閒時隙，且所述時延裕量值不為零時，則將第一發送剩餘時間更新為第三發送剩餘時間，並在所述第三發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙。
17.如權利要求16所述的裝置，其特徵在於，所述第二處理單元，具體用於: 當在第一發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙發生碰撞時，判斷在由時隙碰撞事件確定時間至所述第一發送剩餘時間結束前對應的所有時隙中是否存在空閒時隙； 若存在空閒時隙，則隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙； 若不存在空閒時隙，且所述時延裕量值不為零時，記錄碰撞事件確定時間，計算所述第一發送剩餘時間與所述碰撞事件確定時間之間的差值，獲取第二剩餘時間差值，所述第二剩餘時間差值為大於等於零的值；計算所述第二剩餘時間差值與所述時延裕量值對應的時延裕量時長的和，獲取第三發送剩餘時間，將所述時延裕量值更新為零；在所述第三發送剩餘時間對應的所有時隙中，隨機選擇一個空閒時隙作為第二發送時隙。
18.如權利要求17所述的 裝置，其特徵在於，所述發送單元，進一步用於: 當在第一發送時隙或第二發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙或第二發送時隙發生碰撞時，並且當在緩存隊列中存在發送剩餘時間短的低優先數據包時，獲取優先級低於所述數據包的低優先級數據包的發送時隙作為所述數據包的第三發送時隙，在所述第三發送時隙發送所述數據包；或者， 當在第一發送時隙或第二發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙或第二發送時隙發生碰撞時，並且當在緩存隊列中不存在發送剩餘時間短的低優先數據包時，獲取本節點的3跳節點佔用的時隙作為所述數據包的第三發送時隙，在所述第三發送時隙發送所述數據包；或者， 當在第一發送時隙或第二發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙或第二發送時隙發生碰撞時，並且當在緩存隊列中不存在發送剩餘時間短的低優先數據包時，獲取優先級低於所述數據包的其他節點佔用的時隙作為第三發送時隙，在所述第三發送時隙發送所述數據包；或者， 當在第一發送時隙或第二發送時隙前的一個時隙中確定所述第一發送時隙或第二發送時隙發生碰撞時，如果緩存隊列中不存在發送剩餘時間短的低優先數據包，丟棄所述數據包。
【文檔編號】H04L12/927GK103812791SQ201210458373
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優先權日:2012年11月14日
【發明者】趙麗, 趙毅, 房家奕, 馮媛, 李鳳 申請人:電信科學技術研究院