CN112469137A - 面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法、装置和系统 - Google Patents

面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法、装置和系统。该方法包括：在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息；在根据所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域时，其中，所述多个其他车辆在所述预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居，发出警示信息，其中，所述警示信息用于指示所述多个其他车辆会发生资源冲突，所述警示信息还用于指示所述多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。本申请的方法，能减少接入冲突，能够提前发现当前道路是否存在潜在合并冲突，并及时解决合并冲突，从而提高了车联网的网络性能。

Description

面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法、装置和系统
技术领域
本申请涉及无线通信技术，尤其涉及一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法、装置和系统。
背景技术
随着生活的进步和发展，车辆已经成为人们出行的必备工具，人们选择车辆成为出行工具的频率非常高。
现有技术中，车辆在行驶过程中常常需要进行数据的传输，车辆可以通过时隙传输数据。
然而现有技术中，当车辆的距离较远，不同的车辆互为三跳邻居，甚至多跳邻居的时候，其中，三跳邻居指的是车辆之间通信过程需要通过两次传输才可以完成，不同的车辆可能会占用同一时隙向外发送数据，由于车辆距离较远，并不会产生冲突，但当随着车辆的移动和通信的变化，车辆之间可能会发生时隙占用的冲突，导致车辆均不能完成数据的传输。
发明内容
本申请提供一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法、装置和系统，用以解决车联网中，由于各个车辆高速移动，整个网络的拓扑结构会频繁发生变化，导致接入冲突和合并冲突的问题。
第一方面，本申请提供一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法，包括：
在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息；
在根据所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域时，其中，所述多个其他车辆在所述预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居，发出警示信息，其中，所述警示信息用于指示所述多个其他车辆会发生资源冲突，所述警示信息还用于指示所述多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。
可选的，所述方法，还包括：
获取其他车辆广播的第一广播消息，其中，所述第一广播消息中携带有其他车辆的时隙占用信息；
根据各所述第一广播消息，更新所述当前车辆的时隙表。
可选的，获取所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，包括：
广播第二广播消息，其中，所述第二广播消息用于获取其他车辆的车辆行驶状态；
获取所述其他车辆返回的车辆行驶状态。
可选的，所述广播第二广播消息，包括：
若监听到与所述当前车辆互为邻居的车辆未发出第二广播消息，则广播第二广播消息。
可选的，所述车辆行驶状态信息包括以下的任意一项：行驶方向、行驶速度、车辆当前位置。
可选的，根据所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域，包括：根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域，并根据每一其他车辆的行驶速度和车辆当前位置，确定所述多个其他车辆进入所述预设区域的时间。
可选的，根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域，包括：
根据每一其他车辆的行驶方向，确定所述多个其他车辆为同向行驶；
若根据每一其他车辆的车辆当前位置和行驶速度，确定所述多个其他车辆中的后一车辆的速度大于所述多个其他车辆中的前一车辆，则确定所述多个其他车辆会进入预设区域。
可选的，根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域，包括：
根据每一其他车辆的行驶方向，确定所述多个其他车辆为相向行驶；
若根据每一其他车辆的车辆当前位置，确定所述多个其他车辆相互靠近，则确定所述多个其他车辆会进入预设区域。
可选的，根据每一其他车辆的行驶速度和车辆当前位置，确定所述多个其他车辆进入所述预设区域的时间，包括：
根据每一其他车辆的车辆当前位置，确定所述多个其他车辆中的每一对车辆之间的距离；
根据所述每一对车辆之间的距离、预设半径以及所述每一对车辆各自的行驶速度，确定所述每一对车辆进入所述预设区域的时间。
可选的，所述发出警示信息，包括：
若监听到与所述当前车辆互为邻居的车辆未发出警示信息，则发出警示信息。
可选的，所述方法，还包括：
在待占用的时隙的第一区间内，发送忙音信号，其中，忙音信号表征车辆需要占用所述待占用的时隙；所述时隙中包括具有时序关系的第一区间、第二区间、第三区间和第四区间，第一区间、第二区间、第三区间和第四区间分别占用多个微时隙；
若在所述待占用的时隙的第二区间内，监听到其他车辆发送的短忙音信号，且在所述待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号和短忙音信号时，其中，长忙音信号表征车辆请求占用所述待占用的时隙，则通过所述待占用的时隙的第三区间发送长忙音信号，并通过所述待占用的时隙的第四区间传输数据。
可选的，所述方法，还包括：
若在所述待占用的时隙的第二区间内，未监听到其他车辆发送的短忙音信号，则通过所述待占用的时隙传输数据。
可选的，所述方法，还包括：
若在所述待占用的时隙的第三区间内监听到其他车辆发送的长忙音信号，则在所述长忙音信号的第三微时隙，发送短忙音信号；
在确定其他车辆发送的长忙音信号结束之后，在等待一个微时隙之后通过待占用的时隙的第三区间发送短忙音信号，并监听下一个时隙。
可选的，所述方法，还包括：
若在所述待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号，且监听到其他车辆发送的短忙音信号，则监听下一个时隙。
可选的，在通过所述待占用的时隙的第四区间传输数据之后，还包括：
接收与当前车辆互为一跳邻居的其他车辆发送的第三广播消息，所述第三广播消息中携带有其他车辆的时隙占用信息；
根据所述第三广播消息，更新所述当前车辆的时隙表；
若根据所述第三广播消息确定其他车辆已获知所述待占用的时隙被所述当前车辆占用，则确定时隙占用成功；
若根据所述第三广播消息确定其他车辆未获知所述待占用的时隙被所述当前车辆占用，则确定监听下一个时隙。
第二方面，本申请提供一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入装置，包括：
第一获取单元，用于在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息；
警示单元，用于在根据所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域时，其中，所述多个其他车辆在所述预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居，发出警示信息，其中，所述警示信息用于指示所述多个其他车辆会发生资源冲突，所述警示信息还用于指示所述多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。
可选的，所述装置，还包括：
第二获取单元，用于获取其他车辆广播的第一广播消息，其中，所述第一广播消息中携带有其他车辆的时隙占用信息；
第一更新单元，用于根据各所述第一广播消息，更新所述当前车辆的时隙表。
可选的，所述第一获取单元，包括：
广播模块，用于广播第二广播消息，其中，所述第二广播消息用于获取其他车辆的车辆行驶状态；
获取模块，用于获取所述其他车辆返回的车辆行驶状态。
可选的，所述广播模块具体用于若监听到与所述当前车辆互为邻居的车辆未发出第二广播消息，则广播第二广播消息。
可选的，所述车辆行驶状态信息包括以下的任意一项：行驶方向、行驶速度、车辆当前位置。
可选的，所述装置还包括：
第一确定单元，用于根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域；
第二确定单元，用于根据每一其他车辆的行驶速度和车辆当前位置，确定所述多个其他车辆进入所述预设区域的时间。
可选的，所述第一确定单元，包括：
第一确定模块，用于根据每一其他车辆的行驶方向，确定所述多个其他车辆为同向行驶；
第二确定模块，用于若根据每一其他车辆的车辆当前位置和行驶速度，确定所述多个其他车辆中的后一车辆的速度大于所述多个其他车辆中的前一车辆，则确定所述多个其他车辆会进入预设区域。
可选的，所述第一确定单元，包括：
第三确定模块，用于根据每一其他车辆的行驶方向，确定所述多个其他车辆为相向行驶；
第四确定模块，用于若根据每一其他车辆的车辆当前位置，确定所述多个其他车辆相互靠近，则确定所述多个其他车辆会进入预设区域。
可选的，所述第二确定单元，包括：
第五确定模块，用于根据每一其他车辆的行驶方向，确定所述多个其他车辆为相向行驶；
第六确定模块，用于根据每一其他车辆的车辆当前位置，确定所述多个其他车辆相互靠近，则确定所述多个其他车辆会进入预设区域。
可选的，所述警示单元，用于若监听到与所述当前车辆互为邻居的车辆未发出警示信息，则发出警示信息。
可选的，所述装置，还包括：
第一发送单元，用于在待占用的时隙的第一区间内，发送忙音信号，其中，忙音信号表征车辆需要占用所述待占用的时隙；所述时隙中包括具有时序关系的第一区间、第二区间、第三区间和第四区间，第一区间、第二区间、第三区间和第四区间分别占用多个微时隙；
第二发送单元，用于若在所述待占用的时隙的第二区间内，监听到其他车辆发送的短忙音信号，且在所述待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号和短忙音信号时，其中，长忙音信号表征车辆请求占用所述待占用的时隙，则通过所述待占用的时隙的第三区间发送长忙音信号，并通过所述待占用的时隙的第四区间传输数据。
可选的，所述装置，还包括：
传输单元，用于若在所述待占用的时隙的第二区间内，未监听到其他车辆发送的短忙音信号，则通过所述待占用的时隙传输数据。
可选的，所述装置，还包括：
第三发送单元，用于若在所述待占用的时隙的第三区间内监听到其他车辆发送的长忙音信号，则在所述长忙音信号的第三微时隙，发送短忙音信号；
第四发送单元，用于在确定其他车辆发送的长忙音信号结束之后，在等待一个微时隙之后通过待占用的时隙的第三区间发送短忙音信号，并监听下一个时隙。
可选的，所述装置，还包括：
第一监听单元，用于若在所述待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号，且监听到其他车辆发送的短忙音信号，则监听下一个时隙。
可选的，所述装置，还包括：
接收单元，用于接收与当前车辆互为一跳邻居的其他车辆发送的第三广播消息，所述第三广播消息中携带有其他车辆的时隙占用信息；
第二更新单元，用于根据所述第三广播消息，更新所述当前车辆的时隙表；
确定单元，若根据所述第三广播消息确定其他车辆已获知所述待占用的时隙被所述当前车辆占用，则确定时隙占用成功；
第二监听单元，若根据所述第三广播消息确定其他车辆未获知所述待占用的时隙被所述当前车辆占用，则确定监听下一个时隙。
第三方面，本申请提供一种控制器，包括：存储器，处理器；
存储器，用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于根据所述可执行指令执行如第一方面中任一项所述的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现第一方面中任一项所述的方法。
第五方面，本申请提供一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入系统，所述系统包括至少一个车辆，每一所述车辆用于执行如第一方面中任一项提供的方法。
本申请提供的面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法、装置和系统，通过在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息；在根据所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域时，发出警示信息，其中，所述警示信息用于指示所述多个其他车辆会发生资源冲突，所述警示信息还用于指示所述多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙；通过在待占用的时隙的第一区间内，发送短忙音信号；若在所述待占用的时隙的第二区间内，监听到其他车辆发送的短忙音信号，且在所述待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号和短忙音信号时，则通过所述待占用的时隙的第三区间发送长忙音信号，并通过所述待占用的时隙的第四区间传输数据。通过实施本申请的方法，能够有效地减少网络中的接入冲突和合并冲突，从而降低网络的信息传输时延和信道接入时延，提高网络的吞吐量。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的车辆行驶中合并冲突示意图一；
图2为本申请实施例提供的车辆行驶中合并冲突示意图二；
图3为本申请提供的一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法流程图；
图4为本申请实施例提供的同向行驶车辆的潜在冲突示意图；
图5为本申请实施例提供的相向行驶车辆的潜在冲突示意图；
图6为本申请实施例提供的潜在冲突时序图；
图7为本申请实施例提供的潜在冲突消除时序图；
图8为本申请提供的另一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法流程图；
图9为本申请实施例提供的车辆信息请求示意图；
图10为本申请实施例提供的潜在冲突车辆相向行驶的示意图；
图11为本申请实施例提供的行驶车辆接入冲突示意图；
图12为信道划分示意图；
图13为本申请提供的又一种车联网安全应用无冲突多址接入方法流程图；
图14为本申请提供的空闲时隙结构示意图；
图15为本申请提供的一种车辆网场景示意图；
图16为冲突感应机制时序图；
图17为一跳邻居时隙争用机制时序图一；
图18为一跳邻居时隙争用机制时序图二；
图19为一跳邻居时隙争用机制时序图三；
图20为两跳邻居时隙争用机制时序图一；
图21为两跳邻居时隙争用机制时序图二；
图22为两跳邻居时隙争用机制时序图三；
图23为两跳邻居时隙争用机制时序图四；
图24为两跳邻居时隙争用机制时序图五；
图25为本申请实施例提供的一种车辆网安全应用无冲突多址接入装置的结构示意图；
图26为本申请实施例提供的另一种车辆网安全应用无冲突多址接入装置的结构示意图；
图27为本申请提供的一种控制器。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
首先对本申请所涉及的名词进行解释：
(1)跳集：可以直接通讯的车辆的集合。
(2)两跳集：需要经过一次转发才能通讯的车辆的集合。
(3)一跳邻居：处于一跳集的车辆互为一跳邻居。
(4)二跳邻居：处于两跳集的车辆互为两跳邻居。
(5)三跳邻居：需要经过两次转发才能通讯的车辆互为三跳邻居。
(6)时隙：时隙是电路交换汇总信息传送的最小单位，专用于某一个单个通道的时隙信息的串行自复用的一个部分。
(7)微时隙：微时隙指非一个完整长度的时隙，与上述时隙概念相比，在持续时间上要短一些，一个时隙可以分成若干个微时隙。
(8)短忙音信号：长度为1个微时隙的忙音信号。
(9)长忙音信号：长度大于等于3个微时隙的忙音信号。
本申请具体的应用场景为车辆自组织网络(简称车联网)中，随着社会、经济的快速发展，人们的生活水平逐渐提高，购买能力日益增强，汽车和各种交通工具逐渐地进入人们的生活，成为人们生活的必需品。车联网主要提供以下两种服务：实时安全应用服务和媒体应用服务。不同的服务对网络的性能有不同的要求：实时安全应用服务希望网络的信息传输时延和信道接入时延尽可能小，而媒体应用服务希望网络的吞吐量尽可能大。
一个示例中，在车联网中，车联网中车载网络由道路上地位相等的车辆组成，所有车辆共享一个频谱宽度为75兆赫(MHz)的信道：用于收发安全应用消息(简称安全消息，下同)，信道是对称的，即所有车辆节点的广播范围相同。由于各个车辆高速移动，整个网络的拓扑结构会频繁发生变化，这个过程中可能会产生合并冲突问题，合并冲突问题是指不同两跳集里占有同一时隙的多个车辆，由于车辆间位置变化而进入同一个两跳集，它们发送的消息会发生冲突。
图1为本申请实施例提供的车辆行驶中合并冲突示意图一，图2为本申请实施例提供的车辆行驶中合并冲突示意图二。在车联网中，合并冲突发生的情况有两种，一种是占有相同时隙的车辆同向行驶，前面车辆的速度小于后面车辆，随着时间的推移两车相对距离小于消息两跳传输距离，合并冲突发生。如图1所示，车辆A和车辆D同向行驶，且车辆A和车辆D占有相同时隙1，由于车辆A速度大于车辆D，在车辆A进入两跳集2之后两车属于同一个两跳集。然后，当他们发送消息时，就会发生合并冲突；另一种是车辆相向行驶，如图2所示，车辆A与车辆D相向行驶，且占有相同时隙，由于两车距离越来越近，进入同一个两跳集后车辆A与车辆D在同一时隙发送的消息，发生合并冲突。
本申请提供的面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法、装置和系统，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
图3为本申请提供的一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法流程图，如图3所示，该方法包括：
101、在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取多个其他车辆的车辆行驶状态信息。
在本实施例中，本实施例的执行主体可以是后台系统，也可以是执行本实施例方法的装置或设备，本实施例以设置在车辆上的后台系统为执行主体进行说明。
一个示例中，每辆车在信道接入时需尝试占有一个时隙，占有成功后，在每一帧的此时隙里都要发送安全信息数据包，其中数据包包含当前车辆及它的一跳邻居的时隙占有信息，每辆车都会在本地系统中创建一个时隙表，该时隙表记录有关当前车辆一跳邻居和两跳邻居的时隙占有信息，其中两跳邻居的时隙占有信息由当前车辆的一跳邻居共享。
一个示例中，当前车辆根据本地系统中的时隙表，可以确定是否存在互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙，当确定互为三跳邻居的车辆占用同一时隙时，则认为存在潜在的合并冲突，其中，互为三跳邻居的车辆可以是同向行驶，也可以是相向行驶，此时当前车辆作为中间车辆，图4为本申请实施例提供的同向行驶车辆的潜在冲突示意图，图5为本申请实施例提供的相向行驶车辆的潜在冲突示意图。如图4所示，车辆A和车辆B同向行驶，车辆A和车辆B互为三跳邻居，它们占有着同一时隙i，此时它们自身无法发现潜在冲突，车辆X和车辆A互为一跳邻居，车辆X和车辆Y互为一跳邻居，车辆Y和车辆B互为一跳邻居，车辆X和车辆Y具有车辆A和车辆B的时隙信息，能够检测到车辆A和车辆B之间存在潜在冲突，此时车辆X和车辆Y作为中间车辆，图5中的车辆A和车辆B相向行驶，与图4中同向行驶潜在冲突相同，不再赘述。
一个示例中，通过上述步骤可以确认当前行驶车辆是否存在潜在合并冲突，当确定存在潜在合并冲突时，需获取存在潜在合并冲突的车辆的车辆行驶状态信息进一步确定潜在合并冲突是否会发生，其中，车辆行驶状态信息包括位置信息，速度信息和行驶方向信息，需要说明的是，本实施例中的每一车辆可以通过车辆自身传感器和车载全球定位系统GPS(Global Positioning System，简称GPS)时刻记录自身的行驶状态信息。
一个示例中，如果车辆密度非常低，则可能存在潜在冲突的两辆车之间不存在中间车辆的情况。通过图4可以看出，要想实现潜在冲突的检测，需要至少两个中间车辆X和Y来相互通知A和B的时隙信息。如果只有一个或没有中间车辆，则不能检测到潜在的冲突。但是，在这种稀疏的交通状况下，合并冲突对网络性能的影响不大。因此，不考虑这种情况。
102、在根据多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域时，其中，多个其他车辆在预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居，发出警示信息，其中，警示信息用于指示多个其他车辆会发生资源冲突，警示信息还用于指示多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。
一个示例中，根据步骤101获得的多个其他车辆的车辆行驶状态信息，可以确定多个其他车辆短时间内是否会进入预设区域，进而确定潜在合并冲突短时间内是否会发生，其中，多个其他车辆在预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居。
一个示例中，图6为本申请实施例提供的潜在冲突时序图，如图6所示，车辆A和车辆B同时占用时隙3发送数据包，车辆X占用时隙5发送数据包，车辆Y占用时隙9发送数据包，当车辆A和车辆B距离大于两次通信范围时，车辆A和车辆B可以同时占用时隙3发送数据包且互不影响，当车辆A和车辆B距离小于两次通信范围时，即车辆A和车辆B由于车速不同或相向行驶不断靠近，此时车辆A和车辆B互为两跳邻居或一跳邻居，车辆A和车辆B若还同时占用时隙3发送数据包，就会发生冲突。
一个示例中，当中间车辆根据多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域时，说明短时间内会有车辆发生合并冲突，则向上述多个其他车辆发出警示信息，其中警示信息用于指示多个其他车辆会发生资源冲突，还用于指示多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。
一个示例中，可能有多个中间车辆检测到相同的有效潜在冲突，因此需要选择其中一个来处理这种潜在的冲突。然后，所选择的中间车辆有权决定哪一个是“切换车辆”以释放其当前占有的时隙。具体的，当中间车辆发现有效潜在冲突时，它首先监听该通道，直到自己占有的时隙到来。如果没有收到其他车辆关于这种潜在的潜在冲突的通知，它就成为负责广播关于这种潜在冲突的通知的中间载体。同时，选择该负责中间车辆的一跳内的潜在冲突车辆作为切换车辆。通过这种方式，负责的中间车辆可以直接通知交换车辆而无需进一步转发。将警示信息添加到负责的中间车辆的广播中以指示某个时隙存在有效的潜在冲突。假设某时隙当前由切换车辆A占有，负责的中间车辆将在其广播中加入其具有有效潜在冲突的通知。当车辆A从中间车辆接收到消息时，它知晓其时隙将与另一车辆存在潜在冲突并且必须更换自身时隙。在切换车辆切换到新时隙后，它将更新其时隙表并使用其新时隙进行广播。这里可以允许潜在冲突车辆在更换自身时隙前再次使用其原始时隙预先宣布将更换到哪个时隙。这样，接收这种消息的其他车辆可以避免选择相同的时隙。可以防止来自不同潜在冲突或新加入的车辆之间的接入冲突。
一个示例中，图7为本申请实施例提供的潜在冲突消除时序图，如图7所示，车辆A和车辆B占有同一时隙3，中间车辆I1和车辆I2都检测到了这一潜在冲突，但由于车辆I1占有时隙5，车辆I2占有时隙8，车辆I1没有收到关于检测到的潜在冲突的通知，因此它将成为负责的中间车辆，需要广播关于此潜在冲突的通知，即发送警示信息。由于车辆A为车辆I1的一跳邻居，车辆A可以直接接收到车辆I1发出的警示信息，因此选择车辆A作为“更换时隙车辆”，同理的，如果车辆B为车辆I1的一跳邻居，则选择车辆B作为“更换时隙车辆”。同时，由于I2车的时隙在I1的时隙后面，I2可以监听到I1发出的警示信息，所以不需要广播重复的通知。当车辆A收到通知时，它将随机切换到另一个可用的时隙。当车辆A切换到一个新的时隙后，它的所有邻居都会更新它们关于车辆A的时隙。因此，车辆A和车辆B之间的潜在冲突在发生之前就被消除了。
本申请提供一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法，通过在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取多个其他车辆的车辆行驶状态信息；在根据多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域时，发出警示信息，能够提前发现当前道路是否存在潜在合并冲突，并且在潜在冲突发生前消除冲突，从而保证了车联网的网络性能。
图8为本申请提供的另一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法流程图，在图3提供的实施例的基础上，如图8所示，该方法包括：
201、获取其他车辆广播的第一广播消息，其中，第一广播消息中携带有其他车辆的时隙表，时隙表中包括车辆的时隙占用信息。
在本实施例中，本实施例的执行主体可以是后台系统，也可以是执行本实施例方法的装置或设备，本实施例以设置在车辆上的后台系统为执行主体进行说明。
一个示例中，每一车辆会在自己占用的时隙到来时向外发送广播信息，当前车辆获取其他车辆广播的第一广播消息，其中，第一广播消息中携带有其他车辆的时隙表，时隙表中包括车辆的时隙占用信息。
202、根据各第一广播消息，更新当前车辆的时隙表。
一个示例中，由于第一广播消息中携带其他车辆的时隙表，其他车辆可以是与当前车辆互为一跳邻居，也可以是与当前车辆互为二跳邻居，根据各第一广播消息，就能更新当前车辆的时隙表。
203、在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取多个其他车辆的车辆行驶状态信息。
在本实施例中，步骤203可以参见图3所示的步骤101，不再赘述。
204、广播第二广播消息，其中，第二广播消息用于获取其他车辆的车辆行驶状态。
一个示例中，当前车辆确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，则确定该多个其他车辆存在潜在冲突，为进一步判断该潜在冲突是否有效，会对外发送第二广播消息，第二广播消息用于获取存在潜在冲突的车辆的车辆行驶状态。
具体的，当中间车辆检测到两个互为三跳邻居的车辆(设为车辆A和车辆B)可能存在潜在冲突时，需要预测车辆A和车辆B的潜在冲突是否有效，可以基于车辆A、车辆B两车的位置、速度和移动方向等行驶状态信息来完成预测。但是，大多数时候车辆不会对外广播上述信息，因此中间车辆只具有车辆A、车辆B的时隙信息。为了获得车辆A、车辆B更多的车辆行驶信息，中间车辆需要在自身待发送的数据包中添加请求信息，形成第二广播信息，请求车辆A、车辆B在下次发送的数据包中添加自身的行驶状态信息。图9为本申请实施例提供的车辆信息请求示意图，如图9所示，中间车辆可能会有很多辆，为了更好地进行描述，在这将其分为两组，与车辆A为一跳邻居的为一组(称其为X组，X＝{X1，X2，…，Xn})，与车辆B为一跳邻居的为另一组(称其为Y组，Y＝{Y1，Y2，…，Yn})。假定X组的一个中间车辆X1所占时隙最先到来，则车辆X1将请求消息添加到自身的广播消息中，然后对外广播。X组中其他中间车辆收到车辆X1的广播后就不再重复发送请求。在这之后，Y组所占时隙最早到来的中间车辆Y1接收到车辆X1的请求后，会将车辆X1的请求消息添加到自身广播消息中,然后转发给车辆B；类似地，Y组中其他中间车辆忽略该请求。
205、获取其他车辆返回的车辆行驶状态。
车辆A、车辆B接收到车辆X1的请求后，通过广播和中间车辆转发将自身行驶信息发送给车辆X1。接收到所请求的车辆行驶信息后，中间车辆X1执行步骤206。
206、根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域，并根据每一其他车辆的行驶速度和车辆当前位置，确定多个其他车辆进入预设区域的时间。
一个示例中，可以将潜在冲突发生的场景分为两类：相同方向行驶的车辆、相反方向行驶的车辆之间的潜在冲突。
一个示例中，对于相同方向行驶的车辆，如果后面的车辆速度快得多，它们很可能会赶上前方车辆。由于两辆车之间的速度差异，两辆车之间的距离可能在短时间内会小于等于两跳通信距离(R是车辆的通信距离，两跳通信距离为2R)。假设车辆A位于B后面，并且它们占有相同的时隙，如果它们之间的距离可以在短时间内减小到2R，则认为此潜在冲突是在短时间内要发生的，此时需要立即处的，计算方法如公式(1-1)所示：
(VA-VB)×Tf≥DAB-2R，(ifVA＞VB) (1-1)
其中，VA和VB分别是车辆A和车辆B的速度。DAB是车辆A和车辆B之间的当前距离。Tf表示一段短时间，用于检查车辆A和车辆B在Tf后是否可以进入彼此的两跳范围，即是否进入预设区域。如果两辆可能冲突的车辆在Tf时间内不会相互冲突，潜在冲突的车辆不必过早更换车位，可以稍后消除潜在冲突。需要说明的是，Tf表示一段短时间，当潜在冲突车辆将其时隙切换到新时隙，但它可能会与另一个三跳邻居发生冲突。如果设置一个较大的Tf，潜在冲突的车辆将有多个机会切换其时隙，并且可以实现更高的消除冲突概率。但是，如果将Tf设置的太大，则潜在冲突车辆的原先的时隙将开放供争用，其他车辆可能会占有。在这种情况下，可能会立即出现新的潜在冲突，整个过程需要重新进行。因此，恰当的Tf可以节省资源和提高时隙利用率。
由于本实施例中Tf是一个很短的时间段(小于1秒)，因此，在Tf时间段内VA和VB可视为常量。如果车辆A比车辆B快并且满足式(2.9)，则认为该潜在冲突是有效的，会在将来发生的，必须消除。否则，VA如果不大于VB或(2.9)不满足，则该潜在冲突目前是无效的。
一个示例中，对于相向行驶的车辆，可能会有彼此逐渐靠近和逐渐远离两种状态，图10为本申请实施例提供的潜在冲突车辆相向行驶的示意图，如图10所示，车辆A与车辆B互为三跳邻居，且共同占用时隙i，此时车辆I1和车辆I2作为中间车辆，可以检测到车辆A和车辆B正在逐渐靠近，存在潜在冲突，且一定会发生；车辆A和车辆B′互为三跳邻居，此时，i′1和i′2为中间车辆，此时车辆A和车辆B′逐渐远离，中间车辆可以忽略此冲突。当确定存在潜在冲突的车辆正在逐渐靠近时，则通过公式(1-2)计算存在潜在冲突的车辆是否会在短时间Tf内进入预设区域，即潜在冲突是否即将在短时间Tf内发生：
(VA+VB)×Tf≥DAB-2R，(ifVA＞VB) (1-2)
当中间车辆发现两辆可能发生冲突的车辆相互靠近且符合式(1-2)时，则确定可能发生冲突的车辆会进入预设区域，潜在冲突是有效的。
在另一种可实行的实施例中，也可以根据公式(1-1)或(1-2)计算存在潜在冲突车辆进入预设区域的时间，若小于等于Tf,，则认为该潜在冲突有效，需要立即处理。
需要说明的是，在本实施例中，中间车辆仅对有效的潜在冲突进行处理。
207、在根据多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域时，其中，多个其他车辆在预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居，发出警示信息，其中，警示信息用于指示多个其他车辆会发生资源冲突，警示信息还用于指示多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。
在本实施例中，步骤207可以参见图3所示的步骤101，不再赘述。
本申请提供的一种车辆网安全应用无冲突多址接入方法，通过获取其他车辆广播的第一广播消息，更新当前车辆的时隙表，在根据当前车辆的时隙表，确定是否存在互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙，若存在，则认为多个其他车辆存在潜在合并冲突，并广播第二广播消息，获取存在其他车辆返回的车辆行驶状态；根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域，即潜在冲突会发生，并根据每一其他车辆的行驶速度和车辆当前位置，确定多个其他车辆进入预设区域的时间，即确定潜在冲突是否为有效潜在冲突；若为有效潜在冲突，则发出警示信息，用于消除该有效潜在冲突。通过上述方法能够提前发现当前道路是否有车辆存在潜在合并冲突，并且在潜在冲突发生前消除冲突，从而保证了车联网的网络性能。
一个示例中，如果道路车辆密度大，很容易产生接入冲突的问题，接入冲突问题是指两跳集内多个车辆试图占有相同的可用时隙，导致发生冲突，所有试图占有当前时隙的车辆都无法成功占有。这被称为接入冲突问题。图11为本申请实施例提供的行驶车辆接入冲突示意图，如图11所示，A、B、C位于同一两跳集，它们都试图占有同一个时隙，导致发生冲突，所有车辆都无法成功占有时隙，只能等待一段时间再重新选择时隙占有。接入冲突的发生导致数据传输时延增大，因此媒体访问控制(Medium Access Control，MAC)协议的设计至关重要。
一个示例中，车联网MAC协议按照信道接入方式的不同主要分为三大类，基于竞争接入的MAC协议、基于非竞争接入的MAC协议和基于混合接入的MAC协议。
基于竞争的MAC协议依赖于载波监听、退避和重传机制，没有中心协调。在基于竞争接入的MAC协议中，当车辆有消息传输需求时需先等待直到信道处于空闲状态，然后车辆竞争接入时隙。此类协议虽然可以一定程度上减小车辆的接入时延，但是当车辆密度较大时，不可避免的冲突问题会大大影响网络的性能。
基于非竞争接入的MAC协议主要包括时分多址接入(Time Division MultipleAccess，TDMA)、频分多址接入和码分多址接入等，这些协议允许车辆通过预先决定的时隙、频带或者码序列接入信道。现阶段基于非竞争的MAC协议的主要研究方向是TDMA MAC协议，此类协议可有效减少车辆因为竞争发生的消息接入冲突问题，但是由于TDMA时隙复用的机制，消息的合并冲突问题大大影响了网络性能。
基于混合接入的MAC协议是指将基于竞争的MAC协议机制和基于非竞争的MAC协议机制相结合，在不同的时间段采用不同的信道接入机制，从而使信道利用率达到最优。典型协议有ZMAC、DMMAC等。ZMAC的主要思想是在车辆密度低时采用载波监听多路访问/冲突避免机制实现低时延和高信道利用率，节点密度高时采用TDMA接入机制减小消息冲突。而DMMAC协议则是将控制信道时隙分为两部分，一部分采用载波监听多路访问/冲突避免机制占有时隙，另一部分采用TDMA机制预约控制信道。此类协议可以保证安全消息的低时延接入和服务信道的预约使用，但是在车辆密度较高、空闲时隙数量少的场景中，很容易出现多辆车尝试占有同一空闲时隙的情况，导致大量接入冲突。
综上，目前主流的各种MAC协议的性能仍不理想，未解决上述问题，避免接入冲突对网络性能带来的影响，本申请提出一种车联网安全应用无冲突多址接入方法，用以解决接入冲突问题。
车载网络由道路上地位相等的车辆组成，所有车辆共享一个频谱宽度为75MHz的信道：用于收发安全应用消息(简称安全消息，下同)；信道是对称的，即所有车辆节点的广播范围相同；为保证网络中的车辆能安全公平的共享无线信道，本发明的协议采用TDMA信道接入机制。在实际情况下，为了支持大多数应用并确保及时发现潜在危险，一般要求所有车辆每100ms至少对外广播一次安全消息。通常设一帧时长为100ms。因此，为满足上述要求，须保证每个接入网络的车辆都能在每一帧中稳定占有一个时隙。以此为目标，设计信道接入方案。图12为信道划分示意图，如图12所示，对信道按照TDMA的思想进行信道划分，将信道均分为若干帧，然后将每个帧均分为若干时隙。
图13为本申请提供的又一种车联网安全应用无冲突多址接入方法流程图，在现有的TDMA信道接入方法的基础上，如图13所示，该方法包括：
301、在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取多个其他车辆的车辆行驶状态信息。
示例性地，本实施例的执行主体可以是后台系统，也可以是执行本实施例方法的装置或设备，本实施例以设置在车辆上的后台系统为执行主体进行说明。
步骤301可以参见图3所示的步骤101，不再赘述。
302、在根据多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域时，其中，多个其他车辆在预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居，发出警示信息，其中，警示信息用于指示多个其他车辆会发生资源冲突，警示信息还用于指示多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。
示例性地，步骤302可以参见图3所示的步骤102，不再赘述。
需要说明的是，步骤301、步骤302与步骤303-步骤308的执行顺序不作限定。
303、在待占用的时隙的第一区间内，发送忙音信号，其中，忙音信号表征车辆需要占用待占用的时隙；时隙中包括具有时序关系的第一区间、第二区间、第三区间和第四区间，第一区间、第二区间、第三区间和第四区间分别占用多个微时隙。
示例性地，图14为本申请提供的空闲时隙结构示意图，如图14所示，将空闲时隙分成具有时序关系的四个部分，分别对应第一区间、第二区间、第三区间、第四区间，第一区间为冲突感知区间，由Npms个微时隙组成，每个微时隙的长度为Δ，典型值为经典CSMA/CA协议中最小时间单位长度10us；第二区间为警告区间，由1个微时隙组成；第三区间为时隙争用区间，由Ncms个微时隙组成；第四区间为数据包发送区间，由时隙中剩余部分组成。
一个示例中，当前车辆若尝试占有某空闲时隙，须在此时隙的第一区间即冲突感知区间中随机选择两个(可不连续)微时隙发送忙音信号，忙音信号表征车辆需要占用此时隙。由此，若有多个车辆尝试占有同一时隙，当他们选择的微时隙不完全相同时，其共有的一跳邻居会监听到第一区间内忙音信号的长度大于两个微时隙的长度时，该一跳邻居会在第二区间即警告区间发送忙音信号，表征存在至少两辆车辆想要占有同一时隙。潜在接入冲突车辆们监听到此信号后,得知自己将要与其他车辆发生接入冲突，于是开启时隙争用机制。举例来说，图15为本申请提供的一种车辆网场景示意图，如图15所示，车辆A、车辆B、车辆C互为一跳邻居，车辆B、车辆C、车辆D互为一跳邻居，车辆A、车辆D互为两跳邻居。在此介绍两跳邻居间的冲突感知，一跳邻居间的冲突感知同理。图16为冲突感应机制时序图，如图16所示，设车辆A与车辆D争用同一时隙，车辆A在第一区间随机选择了第2个和第4个微时隙发送忙音信号，车辆D选择了第2个和第3个。此时，两车辆共有的一跳邻居车辆B、车辆C监听到区间内忙音信号长度大于两个微时隙的长度，则在当前时隙的警告区间发送忙音信号。这样，A、D就得知有其他车辆在与自己存在冲突，于是开启时隙争用机制。
一个示例中，只要潜在接入冲突车辆们选择的微时隙不完全相同，该机制就可以成功感知冲突。Npms取不同值，成功感知的概率Ps不同，Npms越大，成功感知概率越大。但Npms越大，冲突感知区间占有信道资源越多。在本实施例中，Npms取值可以是默认值，也可以是用户设定值。
304、若在待占用的时隙的第二区间内，监听到其他车辆发送的短忙音信号，且在待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号和短忙音信号时，其中，长忙音信号表征车辆请求占用待占用的时隙，则通过待占用的时隙的第三区间发送长忙音信号，并通过待占用的时隙的第四区间传输数据。
305、若在待占用的时隙的第二区间内，未监听到其他车辆发送的短忙音信号，则通过待占用的时隙传输数据。
306、若在待占用的时隙的第三区间内监听到其他车辆发送的长忙音信号，则在长忙音信号的第三微时隙，发送短忙音信号；在确定其他车辆发送的长忙音信号结束之后，在等待一个微时隙之后通过待占用的时隙的第三区间发送短忙音信号，并监听下一个时隙。
307、若在待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号，且监听到其他车辆发送的短忙音信号，则监听下一个时隙。
一个示例中，当前车辆没有在待占用的时隙的第二区间监听到忙音信号，则认为当前没有车辆争用时隙，则通过待占用的时隙传输数据，执行步骤308，此时第三区间和第四区间合并为一个区间，数据包发送区间，用来发送数据。
当前车辆如果在待占用的时隙的第二区间内，监听到其他车辆发送的短忙音信号后，得知存在其他车辆想要占用同一时隙，则开启时隙争用机制。
首先当前车辆会在第三区间内随机等待n个微时隙，用于监听第三区间是否有忙音信号，若有忙音信号，则表征已经有车辆比自己先占用该时隙，则进一步确定该忙音信号是否为长忙音信号，若是长忙音信号，则在该长忙音信号的第三个微时隙发送一个短忙音信号，并在该长忙音信号结束后等待一个微时隙，即长忙音结束后的第二个微时隙发送一个短忙音信号，然后放弃占用当前时隙，随机选择一个空闲时隙执行步骤303；若监听到的第三区间的信号为短忙音信号，则直接放弃占用当前时隙，随机选择一个空闲时隙执行步骤303。
如果当前车辆在第三区间内随机等待n个微时隙时，没有监听到忙音信号，则通过待占用的时隙的第三区间发送长忙音信号，其中，长忙音信号表征当前车辆请求占用当前待占用时隙，长忙音信号的长度为m个微时隙，(n、m为随机整数，m≥3且m+n≤Ncms)，如果当前车辆在发送完长忙音信号后的第二个微时隙之外监听到忙音信号，无论是长忙音信号还是短忙音信号，都会放弃占用当前时隙，随机选择一个空闲时隙执行步骤303。如果当前车辆在发送完长忙音信号后的第二个微时隙之外没有监听到忙音信号，则通过待占用的时隙的第四区间传输数据。
一个示例中，图17为一跳邻居时隙争用机制时序图一，图18为一跳邻居时隙争用机制时序图二，图19为一跳邻居时隙争用机制时序图三，如图15所示，车辆A、车辆B、车辆C互为一跳邻居，车辆B、车辆C、车辆D互为一跳邻居，车辆A、车辆D互为两跳邻居。设车辆A、车辆B争用同一时隙，有三种典型的时隙争用结果：
如图17所示，若车辆A与车辆B在第三区间随机等待的时间相同，车辆A与车辆B在等待时间内都没监听到忙音信号，所以两车辆同时发送了长忙音信号。但车辆A发送的长忙音信号长度大于车辆B。车辆B在自身发送结束后的第二个微时隙之外的时间里就能监听到车辆A发出的忙音信号，则车辆B放弃争用该时隙。于是车辆A成功接入信道占有时隙，避免了接入冲突。
如图18所示，若车辆A等待的时间小于车辆B，车辆A首先发送了长忙音信号，车辆B在等待时间内监听到忙音信号，则车辆B不再发送长忙音信号，并放弃争用该时隙。于是，车辆A成功接入信道占有时隙，避免了接入冲突。
如图19所示，若车辆A等待的时间等于车辆B，且车辆A与车辆B发送的长忙音信号长度也相同，这种情况下，A、B均认为自己是争用成功者，所以会发生接入冲突。
由上可知，对于互为一跳邻居的争用车辆，只要它们等待的时间长度和发送的长忙音信号长度不完全相同,则就只有一辆车能在接下来的数据包发送区间发送数据包，避免了接入冲突的发生。
一个示例中，图20为两跳邻居时隙争用机制时序图一，图21为两跳邻居时隙争用机制时序图二，图22为两跳邻居时隙争用机制时序图三，图23为两跳邻居时隙争用机制时序图四，图24为两跳邻居时隙争用机制时序图五。如图16所示，车辆A、车辆B、车辆C互为一跳邻居，车辆B、车辆C、车辆D互为一跳邻居，车辆A、车辆D互为两跳邻居。设车辆A、车辆D用同一时隙，有五种典型的时隙争用结果：
如图20所示，车辆A等待时间结束点比车辆D早3个微时隙,所以车辆A首先发送了长忙音信号。车辆B、车辆C在监听到车辆A在连续两个时隙发送忙音信号后，确认车辆A发送的是长忙音信号，紧接着在第三个微时隙发送忙音信号。车辆D在监听到车辆B、车辆C发送的忙音信号后，放弃争用时隙。于是，车辆A成功接入信道占有时隙，避免了接入冲突。
如图21所示，车辆A等待时间结束点比车辆D只早2个微时隙，车辆B、车辆C在车辆A等待时间结束后的第三个微时隙发送忙音信号，此时车辆D由于在等待时间内并没有监听到忙音信号，也开始发送长忙音信号。但由于车辆D长忙音信号的发送结束点晚于车辆A，在车辆D发送结束后的第二个微时隙，车辆B、车辆C发送忙音信号。车辆A在自身发送结束后的第二个微时隙之外的时间里监听到忙音信号，放弃争用时隙。于是，车辆D成功接入信道占有时隙，避免了接入冲突。
如图22所示，车辆A等待时间结束点比车辆D只早2个微时隙，车辆B、车辆C在车辆A等待时间结束后的第三个微时隙发送忙音信号，此时车辆D由于在等待时间内并没有监听到忙音信号，也开始发送长忙音信号。但由于车辆A长忙音信号的发送结束点晚于车辆D，在车辆A发送结束后的第二个微时隙，车辆B、车辆C发送忙音信号。车辆D在自身发送结束后的第二个微时隙之外的时间里监听到忙音信号，放弃争用时隙。于是，车辆A成功接入信道占有时隙，避免了接入冲突。
如图23所示，车辆A等待时间结束点比车辆D只早2个微时隙，车辆B、车辆C在车辆A等待时间结束后的第三个微时隙发送忙音信号，此时车辆D也开始发送长忙音信号。虽然车辆D长忙音信号的发送结束点与车辆A不相同，但结束点位于此时隙争用区间的倒数第二个微时隙，导致车辆B、车辆C无法在车辆D发送完长忙音信号后发送忙音信号。这种情况下，车辆A、车辆D均认为自己是该时隙的争用成功者，所以会发生接入冲突。
如图24所示，车辆A等待时间结束点比车辆D只早2个微时隙，车辆B、车辆C在车辆A等待时间结束后的第三个微时隙发送忙音信号，此时车辆D也开始发送长忙音信号，且长忙音信号的发送结束点与车辆A相同。在车辆A、车辆D发送结束后的第二个微时隙，车辆B、车辆C发送忙音信号，但忙音信号都位于车辆A、车辆D发送结束后的第二个微时隙。这种情况下，车辆A、车辆D均认为自己是争用成功者，所以会发生接入冲突。
由上可知，对于互为两跳邻居的争用车辆，只要它们等待时间结束点相差大于两个微时隙，或者相差虽小于等于两个微时隙，但长忙音信号发送结束点不相同且均不位于时隙争用区间最后两个微时隙，就可以避免接入冲突的发生。时隙争用区间中微时隙数量越多(即Ncms越大)，避免接入冲突发生的概率就越大。但Ncms越大，该机制触发时，占用信道资源越多。在本实施例中，Ncms为默认值，也可以是用户设定值。
308、接收与当前车辆互为一跳邻居的其他车辆发送的第三广播消息，第三广播消息中携带有其他车辆的时隙表，时隙表中包括车辆的时隙占用信息；根据第三广播消息，更新当前车辆的时隙表；若根据第三广播消息确定其他车辆已获知待占用的时隙被当前车辆占用，则确定时隙占用成功；若根据第三广播消息确定其他车辆未获知待占用的时隙被当前车辆占用，则确定监听下一个时隙。
本实施例中，当前车辆成功占用待占用的时隙后，需要监听信道一个帧周期，接收互为一跳邻居的其他车辆发送的广播消息，第三广播消息携带有其他车辆的时隙表，其中其他车辆可以是当前车辆的一跳邻居，也可以是当前车辆的两跳邻居，根据第三广播消息，更新当前车辆的时隙表，确认其他车辆是否已经获知当前车辆占用该待占用的时隙，若存在有车辆未获知当前车辆占用该待占用的时隙，则认为当前车辆没有成功占用该待占用的时隙，需要重新执行步骤303。
本申请提供的一种车联网安全应用无冲突多址接入方法，通过在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取多个其他车辆的车辆行驶状态信息；在根据多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域时，发出警示信息，能够提前发现潜在合并冲突并及时处理即将发生的合并冲突；通过在待占用的时隙的第一区间内，发送忙音信号，若在待占用的时隙的第二区间内，监听到其他车辆发送的短忙音信号，且在待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号和短忙音信号时，则通过待占用的时隙的第三区间发送长忙音信号，并通过待占用的时隙的第四区间传输数据；若在待占用的时隙的第三区间内监听到其他车辆发送的长忙音信号，则在长忙音信号的第三微时隙，发送短忙音信号；在确定其他车辆发送的长忙音信号结束之后，在等待一个微时隙之后通过待占用的时隙的第三区间发送短忙音信号，并监听下一个时隙；若在待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号，且监听到其他车辆发送的短忙音信号，则监听下一个时隙；若在待占用的时隙的第二区间内，未监听到其他车辆发送的短忙音信号，则通过待占用的时隙传输数据。通过在TDMA信道接入方案中引入冲突感知机制和时隙争用机制，降低接入冲突发生的概率。
图25为本申请实施例提供的一种车辆网安全应用无冲突多址接入装置的结构示意图，如图25所示，该装置包括：
第一获取单元11，用于在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取多个其他车辆的车辆行驶状态信息。
警示单元12，用于在根据多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域时，其中，多个其他车辆在预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居，发出警示信息，其中，警示信息用于指示多个其他车辆会发生资源冲突，警示信息还用于指示多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。
示例性地，本实施例可以参见上述方法实施例，其原理和技术效果类似，不再赘述。
图26为本申请实施例提供的另一种车辆网安全应用无冲突多址接入装置的结构示意图，如图26所示，在图25所示的装置基础上，该装置还包括：
第二获取单元13，用于获取其他车辆广播的第一广播消息，其中，第一广播消息中携带有其他车辆的时隙表，时隙表中包括车辆的时隙占用信息。
第一更新单元14，用于根据各第一广播消息，更新当前车辆的时隙表。
一个示例中，第一获取单元11，包括：
广播模块111，用于广播第二广播消息，其中，第二广播消息用于获取其他车辆的车辆行驶状态。
获取模块112，用于获取其他车辆返回的车辆行驶状态。
一个示例中，广播模块111，用于若监听到与当前车辆互为邻居的车辆未发出第二广播消息，则广播第二广播消息。
一个示例中，车辆行驶状态信息包括以下的任意一项：行驶方向、行驶速度、车辆当前位置。
一个示例中，该装置还包括：第一确定单元15，用于根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定多个其他车辆会进入预设区域。
第二确定单元16，用于根据每一其他车辆的行驶速度和车辆当前位置，确定多个其他车辆进入预设区域的时间。
一个示例中，第一确定单元15，包括：
第一确定模块151，用于根据每一其他车辆的行驶方向，确定多个其他车辆为同向行驶。
第二确定模块152，用于若根据每一其他车辆的车辆当前位置和行驶速度，确定多个其他车辆中的后一车辆的速度大于多个其他车辆中的前一车辆，则确定多个其他车辆会进入预设区域。
第三确定模块153，用于根据每一其他车辆的行驶方向，确定多个其他车辆为相向行驶。
第四确定模块154，用于若根据每一其他车辆的车辆当前位置，确定多个其他车辆相互靠近，则确定多个其他车辆会进入预设区域。
一个示例中，第二确定单元16，包括：第五确定模块161，用于根据每一其他车辆的行驶方向，确定多个其他车辆为相向行驶。
第六确定模块162，用于根据每一其他车辆的车辆当前位置，确定多个其他车辆相互靠近，则确定多个其他车辆会进入预设区域。
一个示例中，警示单元12，用于若监听到与当前车辆互为邻居的车辆未发出警示信息，则发出警示信息。
一个示例中，该装置还包括：第一发送单元17，用于在待占用的时隙的第一区间内，发送忙音信号，其中，忙音信号表征车辆需要占用待占用的时隙；时隙中包括具有时序关系的第一区间、第二区间、第三区间和第四区间，第一区间、第二区间、第三区间和第四区间分别占用多个微时隙。
第二发送单元18，用于若在待占用的时隙的第二区间内，监听到其他车辆发送的短忙音信号，且在待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号和短忙音信号时，其中，长忙音信号表征车辆请求占用待占用的时隙，则通过待占用的时隙的第三区间发送长忙音信号，并通过待占用的时隙的第四区间传输数据。
传输单元19，用于若在待占用的时隙的第二区间内，未监听到其他车辆发送的短忙音信号，则通过待占用的时隙传输数据。
第三发送单元20，用于若在待占用的时隙的第三区间内监听到其他车辆发送的长忙音信号，则在长忙音信号的第三微时隙，发送短忙音信号。
第四发送单元21，用于在确定其他车辆发送的长忙音信号结束之后，在等待一个微时隙之后通过待占用的时隙的第三区间发送短忙音信号，并监听下一个时隙。
第一监听单元22，用于若在待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号，且监听到其他车辆发送的短忙音信号，则监听下一个时隙。
接收单元23，用于接收与当前车辆互为一跳邻居的其他车辆发送的第三广播消息，第三广播消息中携带有其他车辆的时隙表，时隙表中包括车辆的时隙占用信息。
第二更新单元24，用于根据第三广播消息，更新当前车辆的时隙表。
确定单元25，若根据第三广播消息确定其他车辆已获知待占用的时隙被当前车辆占用，则确定时隙占用成功。
第二监听单元26，若根据第三广播消息确定其他车辆未获知待占用的时隙被当前车辆占用，则确定监听下一个时隙。
示例性地，本实施例可以参见上述方法实施例，其原理和技术效果类似，不再赘述。
图27为本申请提供的一种控制器，如图27所示，该控制器包括：存储器71，处理器72。
其中，存储器71，用于存储处理器可执行指令。具体地，可执行指令可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
其中，处理器72可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。处理器72可以执行上述任一实施例提供的方法。
可选的，在具体实现上，如果存储器71和处理器72独立实现，则存储器71和处理器72可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(IndustryStandard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图27中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器71和处理器72集成在一块芯片上实现，则存储器和处理器可以通过内部接口完成相同间的通信。
本申请的另一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述任一项实施例的方法。
本申请的又一实施例还提供了一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入系统，该系统包括至少一个车辆，每一车辆用于执行上述任一实施例的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (12)

1.一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入方法，其特征在于，所述方法应用于当前车辆，所述方法包括：
在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息；
在根据所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域时，其中，所述多个其他车辆在所述预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居，发出警示信息，其中，所述警示信息用于指示所述多个其他车辆会发生资源冲突，所述警示信息还用于指示所述多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
获取其他车辆广播的第一广播消息，其中，所述第一广播消息中携带有其他车辆的时隙占用信息；
根据各所述第一广播消息，更新所述当前车辆的时隙表。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，包括：
广播第二广播消息，其中，所述第二广播消息用于获取其他车辆的车辆行驶状态；
获取所述其他车辆返回的车辆行驶状态；
其中，所述广播第二广播消息，包括：若监听到与所述当前车辆互为邻居的车辆未发出第二广播消息，则广播第二广播消息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆行驶状态信息包括以下的任意一项：行驶方向、行驶速度、车辆当前位置；根据所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域，包括：
根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域，并根据每一其他车辆的行驶速度和车辆当前位置，确定所述多个其他车辆进入所述预设区域的时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域，包括：
根据每一其他车辆的行驶方向，确定所述多个其他车辆为同向行驶；
若根据每一其他车辆的车辆当前位置和行驶速度，确定所述多个其他车辆中的后一车辆的速度大于所述多个其他车辆中的前一车辆，则确定所述多个其他车辆会进入预设区域。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据每一其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域，包括：
根据每一其他车辆的行驶方向，确定所述多个其他车辆为相向行驶；
若根据每一其他车辆的车辆当前位置，确定所述多个其他车辆相互靠近，则确定所述多个其他车辆会进入预设区域。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据每一其他车辆的行驶速度和车辆当前位置，确定所述多个其他车辆进入所述预设区域的时间，包括：
根据每一其他车辆的车辆当前位置，确定所述多个其他车辆中的每一对车辆之间的距离；
根据所述每一对车辆之间的距离、预设半径以及所述每一对车辆各自的行驶速度，确定所述每一对车辆进入所述预设区域的时间。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
在待占用的时隙的第一区间内，发送忙音信号，其中，忙音信号表征车辆需要占用所述待占用的时隙；所述时隙中包括具有时序关系的第一区间、第二区间、第三区间和第四区间，第一区间、第二区间、第三区间和第四区间分别占用多个微时隙；
若在所述待占用的时隙的第二区间内，监听到其他车辆发送的短忙音信号，且在所述待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号和短忙音信号时，其中，长忙音信号表征车辆请求占用所述待占用的时隙，则通过所述待占用的时隙的第三区间发送长忙音信号，并通过所述待占用的时隙的第四区间传输数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
若在所述待占用的时隙的第二区间内，未监听到其他车辆发送的短忙音信号，则通过所述待占用的时隙传输数据；
若在所述待占用的时隙的第三区间内监听到其他车辆发送的长忙音信号，则在所述长忙音信号的第三微时隙，发送短忙音信号；在确定其他车辆发送的长忙音信号结束之后，在等待一个微时隙之后通过待占用的时隙的第三区间发送短忙音信号，并监听下一个时隙；
若在所述待占用的时隙的第三区间内未监听到其他车辆发送的长忙音信号，且监听到其他车辆发送的短忙音信号，则监听下一个时隙。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在通过所述待占用的时隙的第四区间传输数据之后，还包括：
接收与当前车辆互为一跳邻居的其他车辆发送的第三广播消息，所述第三广播消息中携带有其他车辆的时隙占用信息；
根据所述第三广播消息，更新所述当前车辆的时隙表；
若根据所述第三广播消息确定其他车辆已获知所述待占用的时隙被所述当前车辆占用，则确定时隙占用成功；
若根据所述第三广播消息确定其他车辆未获知所述待占用的时隙被所述当前车辆占用，则确定监听下一个时隙。
11.一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入装置，其特征在于，所述装置，包括：
第一获取单元，用于在根据当前车辆的时隙表，确定互为三跳邻居的多个其他车辆占用同一时隙时，获取所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息；
警示单元，用于在根据所述多个其他车辆的车辆行驶状态信息，确定所述多个其他车辆会进入预设区域时，其中，所述多个其他车辆在所述预设区域内互为一跳邻居或二跳邻居，发出警示信息，其中，所述警示信息用于指示所述多个其他车辆会发生资源冲突，所述警示信息还用于指示所述多个其他车辆中的至少一个其他车辆重新选择时隙。
12.一种面向车联网安全应用的无冲突多址接入系统，其特征在于，所述系统包括至少一个车辆，每一所述车辆用于执行如权利要求1至10任一项所述的方法。
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