CN103997786A - 一种基于csma/ca的低时延多跳广播通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，通过在业务信道间隔(SCHI)内对“事发车辆双重信道预约机制”、“事发/中继车辆多方握手机制”、“事发车辆即时预警发布机制”和“中继车辆随机退避转发机制”的综合应用，本发明能够在车载通信系统工作频段的所有子信道上可靠地发布安全类消息，并且显著地降低上述安全类消息的传输时延。

Description

一种基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别涉及一种基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法。

背景技术

智能交通系统(Intelligent Transport System，ITS)是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统，从而建立的一种能在大范围内全方位发挥作用的、实时准确高效的综合交通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、并提高运输效率；因而，日益受到各国的重视，是未来交通系统的必然发展方向。

由于智能交通系统是建立在网络化信息技术的基础之上的，因此，无线通信技术将在其中扮演非常重要的角色。当前，北美、欧洲和亚洲的很多国家已经为ITS无线应用分配的专属频段。如图1所示，美国联邦通信委员会(FCC)在5.9GHz频段为ITS应用分配了75MHz的带宽，专门用于车与车无线通信(Vehicle-to-Vehicle communication)以及车与基础设施无线通信(Vehicle-to-Infrastructure communication)。该带宽在频率上被进一步划分为多个子信道，即7个带宽为10MHz的信道，其中包括1个控制信道(ControlChannel,CCH)和6个业务信道(Service Channel,SCH)。所述CCH仅用于传输系统控制信息和公共安全相关信息，不能用于传输私人业务数据。而所述SCH则既可用于传输公共安全信息，也可以用于传输私人业务数据。

WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)标准，是近年来美国电气和电子工程师协会(IEEE)所制定的一套专门面向ITS的无线通信应用场景的主流国际标准。IEEE WAVE标准包含了IEEE802.11p和IEEE P1609等一系列标准，前者主要定义了无线通信系统的物理层(PHY layer)和媒体接入层(MAC layer)技术规范，而后者则定义了该通信系统中的多子信道操作的具体技术细节。为了达到各子信道间的协作和同步的目的，IEEE WAVE将时间划分为周期性的同步间隔(Synchronization Interval,SI)，如图1所示，每个同步间隔时长为100毫秒，并可进一步细分为前后相连的两个50毫秒时间间隔，即控制信道间隔(Control Channel Interval,CCHI)和业务信道间隔(Service Interval,SCHI)。考虑到同步的误差，在每个信道间隔的开始，预留了4毫秒的保护时间间隔(Guard Interval,GI)。IEEE WAVE标准要求，所有系统中的通信设备都必须在每个CCHI时间间隔内监控CCH信道；这是因为系统控制消息、公共安全消息以及服务通告消息等高优先级信息，通常是发布在CCHI时间间隔内的CCH信道上的。在SCHI时间间隔内，通信设备可以根据自身需求而自由切换到其他SCH信道，或者继续驻留在CCH信道上。

对于任何一个应用在智能交通环境(例如：ITS)中的车载无线通信系统(例如：IEEE WAVE或ISO CALM)而言，信号传输时延始终是一项至关重要的性能指标；因此，被学术和工业界广泛接受的DSRC SAE J2735标准，在定义了WAVE系统的消息集合和消息格式的同时，也根据实际应用需求规定了一系列安全类消息的最大传输时延。例如：高优先级的碰撞预警消息、紧急制动消息、车辆失控消息的最大允许传输时延为10毫秒；其它的警示信息(如：车距告警信息)的最大允许传输时延为20毫秒。

然而，以WAVE为代表的主流车载无线通信系统，目前很难达到上述时延指标。主要原因在于，车载无线通信系统的工作频段被划分为多个频率上正交的子信道。各通信设备通常会随机地工作在某一个子信道上，此时无法接收到发布在其它子信道上的消息。只在CCHI时间间隔内，所有的通信设备才会被强制要求切换至同一个子信道(即CCH信道)上进行消息接收。因此，为确保突发的安全类消息被邻近所有的车辆正确接收，安全类消息只能在CCH信道的CCHI时间间隔上发送。CCHI时间间隔的不连续性，导致了WAVE系统的传输时延指标至少大于54毫秒。如图2所示，当事故发生在某一个CCHI即将结束的时刻，即、剩余的CCHI时间不足以传输一个完整的预警消息，该消息必须推迟到下一个CCHI才能被发送；上述被推迟的时间至少包括一个SCHI和一个GI，共计54毫秒。该时延对一个时速超过100公里/小时的车辆而言，足以导致一场交通事故。

为了解决上述车载通信系统中安全类消息传输时延过大的问题，如图3所示，现有技术提出了一种基于随机异频转发的多跳广播传输方案。通过使邻近“事发车辆”(即信息源节点)的“同信道车辆”自发地成为中继节点，该改进方案能在SCHI时间间隔内对安全类消息进行全频段的发布，从而达到了降低传输时延的目的；具体包括如下步骤：

1)假设事发车辆的通信设备当前工作在子信道CH-k₁，事发时刻T₀位于SCHI时间间隔内。由于安全类消息必须在很短的时间内发布完成，当事发车辆监测到了事故发生，立即生成相应的预警消息，并在当前工作的子信道CH-k₁上对该预警消息的进行“首次广播”。同时，根据一定的准则，选择出即将对该预警消息进行“再次广播”的子信道(例如：CH-k₂，k₁≠k₂)。上述预警消息中包含子信道CH-k₁和CH-k₂的指示信息。

2)工作在子信道CH-k₁上的其它所有邻近车辆，在正确接收预警信息的首次广播后，在所有的“暴露子信道”(即：CH-i，i≠k₁且i≠k₂)中随机地选择一个子信道作为自己的“转发子信道”，并立即切换至转发子信道CH-i上，以预先确定的消息格式广播转发该条预警消息。

3)事发车辆在子信道CH-k₁上完成首次广播后，立即切换至的子信道CH-k₂上对上述预警消息进行再次广播。

上述改进方案，虽然能够在SCHI时间间隔内在多个子信道上对安全类消息进行快速发布，一定程度上降低了IEEE WAVE系统的消息传输时延；但仍然存在如下明显缺陷：

1)邻近车辆成为中继节点的过程是完全自发的(即：中继车辆与事发车辆之间不存在握手协议)；因此，中继车辆的个数完全无法控制。当中继车辆数目过少，可能无法实现预警消息在所有子信道上的发布；当中继车辆数目过多，可能会形成部分子信道上的拥塞，致使预警消息发布时延大大加长。

2)由于各个中继车辆对转发子信道的选择是完全随机的，当事发车辆邻近的共信道车辆(即当前工作在子信道CH-k₁上的车辆)数目不多时，很可能无法覆盖所有的“暴露子信道”，导致预警信息无法在全频带中的所有子信道上进行发布。

3)由于各个中继车辆对转发子信道的选择是完全随机的，很可能会出现多个中继车辆同时选择了同一个子信道进行转发的情况。考虑到当前主流的IEEE WAVE和ISO CALM系统均采用了基于CSMA/CA的EDCA信道接入机制，在上述情况下，相同子信道上的多个中继车辆之间会形成的不必要的资源竞争，从而大大增加了预警消息的发布时延。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，以解决现有车载通信系统中安全类消息传输时延过大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，包括：

事发车辆在当前子信道的业务信道间隔内广播请求发送控制帧，所述请求发送控制帧包含待转发子信道集；所述当前子信道是指事故发生时刻所述事发车辆工作或驻留的子信道；

工作在所述当前子信道上的其他车辆自主选择是否成为中继车辆，若不要成为中继车辆则不应答，若要成为中继车辆则执行N次“目标子信道选择”，在上述每一次“目标子信道选择”中，中继车辆从待转发子信道集中选择一个或几个子信道作为该中继车辆的目标子信道；

中继车辆根据自己的N次目标子信道选择的结果，依次在N个正交信道组中对应的正交信道上发送对请求发送控制帧的应答信号，所述正交信道与所述待转发子信道集中待转发子信道一一对应，N取正整数；

所述事发车辆对所述N个正交信道组进行检测，选择最优“目标子信道选择”次号，广播接收确认帧，随后广播预警消息，工作在所述当前子信道上的其他车辆接收所述预警消息。

优选的，在所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法中，所述待转发子信道集是指：按次序排列的全部或部分待转发子信道的编号。

优选的，在所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法中，所述请求发送控制帧包括接收机地址域、预约时长域和发射机地址域；所述接收机地址域依次排列了所述待转发子信道编号；所述预约时长域包括预约当前子信道的时长；所述发射机地址域域包括所述事发车辆的物理地址。

优选的，在所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法中，所述待转发子信道是指同时满足以下条件的子信道：非当前子信道、没有广播过预警消息的子信道、没有中继车辆应答进行预警消息转发的子信道。

优选的，在所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法中，事发车辆对所述N个正交信道组进行检测，选择最优“目标子信道选择”的次号的步骤通包括：

将检测结果记作二维序列H_target，其中，H_claim[i,j]＝1表示在第j次信道选择中第i个待转发子信道上有中继车辆“承诺”将进行预警消息转发；H_claim[i,j]＝0表示在第j次信道选择中第i个待转发子信道上没有中继车辆“承诺”将进行预警消息转发；

事发车辆对所述二维序列H_claim进行评估和比较，通过公式选择最优“目标子信道选择”的次号。

优选的，在所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法中，所述接收确认帧包括接收机地址域；所述接收机地址域包括事发车辆选择的最优“目标子信道选择”的次号。

优选的，在所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法中，在工作在所述当前子信道上的其他车辆接收所述预警消息的步骤后，中继车辆先在零到一个预设的最大时间内选择一个避退时间，在避退时间后再从当前工作的子信道切换到目标子信道。

优选的，在所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法中，在工作在所述当前子信道上的其他车辆接收所述预警消息的步骤后，还包括步骤：事发车辆判断是否存在暴露子信道，若存在则随机切换到一个暴露子信道后重复以上步骤直至广播预警消息。

优选的，在所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法中，所述暴露子信道是指同时满足以下条件的子信道：非当前子信道、没有转发过所述预警消息的子信道、没有转发所述预警消息的中继车辆的子信道。

本发明提供的一种基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，具有以下有益效果：本发明通过在业务信道间隔(SCHI)内采用了对“事发车辆双重信道预约机制”、“事发/中继车辆多方握手机制”、“事发车辆即时预警发布机制”和“中继车辆随机退避转发机制”的综合应用，能够在车载通信系统工作频段的所有子信道上可靠地发布安全类消息，并且显著地降低上述安全类消息的传输时延。

附图说明

图1是现有技术车载无线通信系统的信道结构与时隙划分示意图；

图2是现有技术IEEE WAVE系统中安全类消息最大传输时延示意图；

图3是现有技术基于随机异频转发的多跳广播传输方案示意图；

图4是本发明基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法的事发车辆通信流程图；

图5是本发明基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法的中继车辆通信流程图；

图6是本发明基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信流程图；

图7是本发明基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法的请求发送控制帧与信道映射关系示意图；

图8是本发明基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法的请求发送控制帧的帧结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

针对现有智能交通环境下车载无线通信系统(如IEEE WAVE和ISO CALM)中存在的不足，如图4-6所示，本发明提供了一种基于CSMA/CA(载波侦听多路访问/碰撞避免机制)的低时延多跳广播通信方法，具体包括：

假设一事发车辆工作在当前子信道CH-k上，所述当前子信道是指事故发生时刻所述事发车辆工作或驻留的子信道，所述事故发生时刻T₀位于SCHI时间间隔内，或者虽然T₀虽然位于CCHI时间间隔内，但CCHI的剩余时间已经不足以完成预警消息的发布。为了避免过长的预警消息传输时延，若此时子信道CH-k空闲，并保持空闲一个特定的时间段(为了与WAVE和CALM系统所采用的IEEE802.11p协议兼容，此处特定的时间段可以是IEEE802.11p协议所定义的AIFS时间间隔)，则所述事发车辆立即在子信道CH-k上广播一个请求发送控制帧(RTS_CH控制帧)，所述请求发送控制帧包含待转发子信道集；若此时子信道CH-k繁忙，则在该信道空闲并保持空闲一个特定的时间段(即AIFS时间间隔)后，所述事发车辆立即在子信道CH-k上广播RTS_CH控制帧。

所述RTS_CH控制帧的目的有两个：其一，事发车辆通过广播RTS_CH控制帧，预约信道资源，确保在后续的事发车辆与中继车辆“握手”期间以及事发车辆预警消息广播期间，子信道CH-k不被其它车辆占用；其二，事发车辆通过广播RTS_CH控制帧，向子信道CH-k上的其它车辆发布当前的“待转发子信道集”信息，该信息包括按次序排列的全部或部分待转发子信道的编号。所谓“待转发子信道”，是指同时满足下列条件的子信道：1)非当前子信道；2)没有广播(或转发)过预警消息的子信道；3)没有中继车辆已经(通过握手协议)承诺进行预警消息转发的子信道。

考虑到与IEEE WAVE和ISO CALM系统的兼容性，所述RTS_CH控制帧的传输格式及帧结构与IEEE802.11p协议中的RTS短控制帧保持一致，只是对“预约时长域”(Duration Field)和“接收机地址域”(Receiver Address Field,RA)的传输信息作了内容替换。具体格式如图7所示，所述RTS_CH控制帧包括接收机地址域(RA)、预约时长域(Duration域)和发射机地址域(TA域)；所述接收机地址域依次排列了当前“待转发子信道集”中所有待转发子信道编号；所述预约时长域包括预约当前子信道的时长，即信道预约时长T_RTS为从RTS_CH帧传输结束到预警消息在当前子信道上的广播完成所需的时间；所述TA域与IEEE802.11p协议相同，包括所述事发车辆的物理地址。

根据IEEE802.11协议以及所述RTS_CH控制帧定义，当事发车辆在CH-k子信道上成功广播了RTS_CH控制帧，之后的T_RTS时间段被预留为事发车辆和中继车辆之间的握手通信以及预警消息的广播发布，其它车辆不会在该子信道上发射信号。在预留的T_RTS时间段内，首先包含了N个正交信道组，N取正整数，用于传输中继车辆对事发车辆RTS_CH控制帧的应答信号。正交信道组的个数N为系统预先配置，当RTS_CH控制帧中仅含1个待转发子信道时，即N＝1，所述图6中所示包括了3个正交信道组；每个正交信道组内包含M个正交信道，M取正整数，M的数值等于RTS_CH控制帧RA域中包含的待转发子信道个数，所述图6中所示每个正交信道组包括了5个正交信道。所述这些正交信道，可以是多个独立时隙、正交扩频码或OFDM子载波等。在一个正交信道组内，每个正交信道固定地对应一个已由RTS_CH帧发布的待转发子信道。例如：当RTS_CH帧发布的待转发子信道依次为{CH-2,CH-3,CH-5}，则每个正交信道组中包含3个正交信道，其中，第1个正交信道对应CH-2，第2个正交信道对应CH-3，第3个正交信道对应子信道CH-5。考虑到传输时延和处理时延等因素，正交信道组与RTSCH控制帧之间保留了一个较短的时间保护间隔。为了与WAVE和CALM系统所采用的IEEE802.11p协议兼容，该时间保护间隔可以是IEEE802.11p协议所定义的SIFS时间间隔。

当接收到事发车辆广播的RTS_CH控制帧后，工作在CH-k子信道上的车辆可根据系统设置自主判断是否要成为中继车辆。如果不要成为中继车辆，则该车辆在接下来的T_RTS时间段内保持静默。如果要成为中继车辆，则该车辆首先独立地执行N次“目标子信道选择”，也就是说有N个正交信道组就可以有N次“目标子信道选择”。在每一次目标子信道选择中，中继车辆从RTS_CH控制帧公布的M个待转发子信道中随机选择一个或几个子信道作为个作为自己的“目标子信道”；每个中继车辆的N次“目标子信道选择”结果，都可记作一个长度为N的信息序列H_target，其中H_target[k]表示由第k次“目标子信道选择”所获得的待转发子信道编号，k＝1,2,…,N。

在完成N次独立地“目标子信道选择”后，每个中继车辆分别根据自己的H_target序列，在N个正交信道组中对应的正交信道上发送对RTS_CH控制帧的应答信号。该应答信号为系统预先配置，可以不携带任何额外信息；但事发车辆必须能够通过对某个正交信道的监测而得知是否有车辆在该正交信道上发送应答信号。如图6所例示，假设RTS_CH控制帧发布的待转发子信道及其次序为{CH-1,CH-3,CH-5,CH-6,CH-7}，每个正交信道组内的5个独立时隙依次对应上述待转发子信道；由于中继车辆1和中继车辆3在第一次目标子信道选择中都选择了子信道CH-3，则中继车辆1和中继车辆3同时在第1个正交信道组的第2个时隙发送应答信号；因此，事发车辆通过能量检测的方法可判断出有中继车辆将在子信道CH-3上进行预警信息的转发。(尽管当中继车辆1和中继车辆3使用非正交的应答信号时，事发车辆可能无法判断出是哪一个或者那几个中继车辆即将在子信道CH-3上进行预警信息的转发，但上述信息的缺失不影响本方法的正常工作。)

事发车辆通过对N个正交信道组的检测，可判断出：对应于每一次“目标子信道选择”，即将被转发预警消息的子信道。该结果可记作M×N的二维序列H_claim，其中：H_claim[i,j]＝1表示在第j次信道选择中第i个待转发子信道上有中继车辆“承诺”将进行预警消息转发；H_claim[i,j]＝0表示在第j次信道选择中第i个待转发子信道上没有中继车辆“承诺”将进行预警消息转发。事发车辆对N次目标子信道选择的结果(即二维序列H_claim)进行评估和比较，找出最有可能在最短时间内完成预警消息全频带发布的那一次目标子信道选择，该次目标子信道选择的次号记作j_opt。例如：最优次目标子信道选择的次号j_opt可计算如下：

$j_{\mathrm{opt}}=\underset{j=\mathrm{1,2},...,N}{\arg \max }\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{\mathrm{claim}}[i,j]$

当事发车辆计算出最优目标子信道选择的次号j_opt后，立即在当前子信道CH-k上以较高的发射功率广播一个接收确认帧(ACK_CH)。该ACK_CH控制帧的目的有两个：其一，在较大的范围内再次预约信道资源，降低“隐藏终端”现象的出现概率，从而提高在后续的预警消息广播期间邻近车辆(包括：中继车辆和其它车辆)正确接收预警消息的概率；其二，向子信道CH-k上的所有中继车辆发布最优目标子信道选择的次号j_opt。各个中继车辆在成功接收到ACK_CH控制帧之后，分别将自己第j_opt次目标子信道选择的结果(即子信道H_target[j_opt]，设为其“目标转发子信道”。

考虑到与IEEE WAVE和ISO CALM系统的兼容性，所述ACK_CH控制帧的传输格式及帧结构与IEEE802.11p协议中的ACK帧保持一致，只是对“接收机地址域”(RA)的传输信息作了内容替换。具体格式如图8所示，所述ACK_CH控制帧的RA域，包含了事发车辆所计算出的最优目标子信道选择的次号j_opt。由于传输时延和处理时延等因素，在ACK_CH控制帧的前后均保留了一个较短的时间保护间隔，该时间保护间隔可以是IEEE802.11p协议所定义的SIFS时间间隔。

事发车辆在完成了对ACK_CH控制帧的广播并等待一个时间保护间隔后，立即在当前子信道CH-k上广播其生成的预警消息，子信道CH-k上的所有其它车辆(包括中继车辆)接收该预警消息。

由于可能存在多个中继车辆选择了同一个“目标转发子信道”的情况，中继车辆在完成预警消息的接收后，需要先完成“随机退避”的过程，再分别进行子信道切换；否则，上述多个中继车辆，会在同一个“目标转发子信道”上形成不必要的资源竞争，导致传输时延大幅增加。所述“随机退避”过程，即：各中继车辆在0到T_max的时间范围内独立地随机选择一个退避窗口时长T_win，各自等待T_win时间后再进行子信道的切换；其中，参数T_max可以根据车辆密集程度等因素由系统预先设定。上述“子信道切换”操作，即各中继车辆由当前工作的子信道切换至其“目标转发子信道”。

事发车辆在当前子信道上完成预警消息的广播后，判断当前是否存在“暴露子信道”。所谓暴露子信道，是指同时满足下列条件的子信道：1)非当前子信道；2)没有广播(或转发)过预警消息的子信道；3)没有中继车辆已经(通过握手协议)承诺将转发预警消息的子信道。如果当前仍然存在暴露子信道，则事发车辆随机切换到其中一个暴露子信道上，并重复上述所有步骤；如果不存在暴露子信道，则表示预警消息已经完成了在全频带所有子信道上的广播，整个通信流程终止。

基此，本发明通过在业务信道间隔(SCHI)内采用了对“事发车辆双重信道预约机制”、“事发/中继车辆多方握手机制”、“事发车辆即时预警发布机制”和“中继车辆随机退避转发机制”的综合应用，能够在车载通信系统工作频段的所有子信道上可靠地发布安全类消息，并且显著地降低上述安全类消息的传输时延。

其中，所述事发车辆在SCHI内的双重信道预约机制是指：事故发生后，事发车辆在当前子信道的SCHI内广播RTS_CH控制帧，为之后的“事发/中继车辆握手”和“预警消息广播”预约时间；完成“握手”后，事发车辆在当前子信道SCHI内以较高的功率广播ACK_CH控制帧，再次为之后的“预警消息发布”预约时间；所述事发/中继车辆在SCHI内的多方握手机制是指：首先，事发车辆广播包含“待转发子信道集”RTS_CH控制帧；其次，作为对RTS_CH帧的应答，各中继车辆在共享的“正交信道组”的对应位置上反馈其N次“目标子信道选择”结果；最后，事发车辆广播ACK_CH控制帧，确认其计算出的最优次“目标子信道选择”；所述事发车辆在SCHI内的即时预警发布机制是指：当事故发生在CCHI的末端(即剩余时间不足以发布预警信息)或SCHI中时，事发车辆不必等到下一个CCHI，而是立即在最近的SCHI内通过双重预约和多方握手机制进行中继转发方案选择和预警消息发布；所述中继车辆在SCHI内的随机退避转发机制是指：各中继车辆通过多方握手机制确定自己的目标转发子信道；完成预警消息的接收后，必须先等待一个随机长度的退避窗口后，才能进行子信道切换和预警消息转发。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，其特征在于，包括：

事发车辆在当前子信道的业务信道间隔内广播请求发送控制帧，所述请求发送控制帧包含待转发子信道集，所述当前子信道是指事故发生时刻所述事发车辆工作或驻留的子信道；

工作在所述当前子信道上的其他车辆自主选择是否成为中继车辆，若不要成为中继车辆则不应答，若要成为中继车辆则执行N次“目标子信道选择”，在上述每一次“目标子信道选择”中，中继车辆从待转发子信道集中选择一个或几个子信道作为该中继车辆的目标子信道；

中继车辆根据自己的N次目标子信道选择的结果，依次在N个正交信道组中对应的正交信道上发送对请求发送控制帧的应答信号，所述正交信道与所述待转发子信道集中待转发子信道一一对应，N取正整数；

所述事发车辆对所述N个正交信道组进行检测，选择最优“目标子信道选择”次号，广播接收确认帧，随后广播预警消息，工作在所述当前子信道上的其他车辆接收所述预警消息。

2.如权利要求1所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，其特征在于，所述待转发子信道集是指：按次序排列的全部或部分待转发子信道的编号。

3.如权利要求2所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，其特征在于，所述请求发送控制帧包括接收机地址域、预约时长域和发射机地址域；所述接收机地址域依次排列了所述待转发子信道编号；所述预约时长域包括预约当前子信道的时长；所述发射机地址域包括所述事发车辆的物理地址。

4.如权利要求2所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，其特征在于，所述待转发子信道是指同时满足以下条件的子信道：非当前子信道、没有广播过预警消息的子信道、没有中继车辆应答进行预警消息转发的子信道。

5.如权利要求1所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，其特征在于，事发车辆对所述N个正交信道组进行检测，选择最优“目标子信道选择”的次号的步骤包括：

将检测结果记作二维序列H_target，其中，H_claim[i,j]＝1表示在第j次信道选择中第i个待转发子信道上有中继车辆“承诺”将进行预警消息转发；H_claim[i,j]＝0表示在第j次信道选择中第i个待转发子信道上没有中继车辆“承诺”将进行预警消息转发；

事发车辆对所述二维序列H_claim进行评估和比较，通过公式选择最优“目标子信道选择”的次号。

6.如权利要求1所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，其特征在于，所述接收确认帧包括接收机地址域；所述接收机地址域包括事发车辆选择的最优“目标子信道选择”的次号。

7.如权利要求1所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，其特征在于，在工作在所述当前子信道上的其他车辆接收所述预警消息的步骤后，中继车辆先在零到一个预设的最大时间内选择一个避退时间，在避退时间后再从当前工作的子信道切换到目标子信道。

8.如权利要求1所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，其特征在于，在工作在所述当前子信道上的其他车辆接收所述预警消息的步骤后，还包括步骤：事发车辆判断是否存在暴露子信道，若存在则随机切换到一个暴露子信道后重复以上步骤直至广播预警消息。

9.如权利要求8所述的基于CSMA/CA的低时延多跳广播通信方法，其特征在于，所述暴露子信道是指同时满足以下条件的子信道：非当前子信道、没有转发过所述预警消息的子信道、没有转发所述预警消息的中继车辆的子信道。