1.车载通讯中针对连续退避冻结的时延性能分析方法,其特征在于,其包括以下步骤:S1:建立紧急信息与常规信息的传输队列模型,其中紧急信息对应802.11p中最高优先级队列AC0,常规信息对应次优先级队列AC1;
AC0队列包的到达率服从泊松分布,AC1队列包定期到达;
其中:pa0代表包到达AC0的概率,pa1代表包到达AC1的概率,σ代表一个时隙的长度;
因此,将AC0队列建模为M/G/1排队模型,将AC1队列建模为D/G/1排队模型;
S2:建立数据包进入MAC层AC0与AC1到完成传输过程的Z域模型,该过程包括排队过程与服务过程两部分;其中MAC层服务时间 可表示为:式中:μi表示ACi的服务率,ρi表示ACi的利用率,λi表示ACi的包到达率,i为0或1;
S3:用 代表ACi的服务时间的概率母函数,则有:其中:Bi,j(z)代表ACi在j阶的退避时间的概率母函数, 代表AC1的内部碰撞概率,Ml代表最大重传次数,Ttr(z)代表传输时间的概率母函数;
传输时间的概率母函数Ttr(z)表达式为:S4:数据包的退避过程中,退避时间的概率母函数Bi,j(z)可由退避计数器减一的平均时间Hi(z)和当前ACi的竞争窗口大小Wi,j来表示:其中:M表示最大退避阶数,退避计数器减一的平均时间Hi(z)由退避冻结时间Fi(z)和一个时隙σ组成;
退避冻结时间Fi(z)的计算公式为:Fi(z)=Ttr+AIFSi其中:AIFSi是仲裁帧间间隔,它表示必须等待以获得传输机会的信道空闲时间;
基于802.11p协议规定:
AIFSi=AIFSNi×σ+SIFS其中:AIFSNi是ACi的仲裁帧间间隔数,SIFS表示短帧间间隔;
S5:根据梅森公式计算退避计数器减一的平均时间Hi(z):其中: 表示ACi的退避计数器被冻结的概率;
梅森公式计算退避计数器减一的平均时间Hi(z),Hi(z)中梅森公式各项参数表示如下:S6:根据退避冻结的定义, 可表示为:其中:Ncs表示目标车辆的通信范围内的车辆数,τi表示ACi的传输概率;
根据马尔科夫退避过程,ACi的传输概率τi的表达公式为:假设ACi的退避冻结概率设置为 的初始值为pb;
将计算出的ACi的传输概率τi带入公式,得出ACi的退避冻结概率预先设置误差界限ε;
如果 则将 的值赋值给pb,通过迭代的方法计算 直至S7:所述MAC层服务时间 可以计算为:S8:假设ACi的利用率设置为ρi的初始值为ρ0;
将计算出的MAC层服务时间 带入公式,得出ACi的利用率设置为ρi:S9:预先设置误差界限ε;
如果|ρi‑ρ0|≥ε,则将ρi的值赋值给ρ0,通过迭代的方法计算ρi,直至|ρi‑ρ0|<ε;
S10:基于ACi的利用率设置为ρi的计算方法计算得出AC0、AC1的利用率ρ0、ρ1;
S11:基于AC0、AC1的利用率ρ0、ρ1计算出AC0、AC1队列中的平均数据包数 对于M/G/1队列AC0的平均数据包数 计算,根据Pollaczek‑Khintchine(P‑K)公式得出AC0队列中的平均数据包数如下:
其中:
对于D/G/1队列AC1的平均数据包数 计算,采用Kramer和Lagbenbach‑Belz(KLB)公式来求 的近似解:
其中:
S12:计算数据包的时延PDi:其中, 表示ACi队列中平均数据包的数量。
2.根据权利要求1所述车载通讯中针对连续退避冻结的时延性能分析方法,其特征在于:所有数据包的大小统一为E[P],则有:其中:PHYH是物理层中的标头长度,MACH是MAC层中的报头长度,Rb是基本速率,Rd是数据速率,δ是传播延迟。
3.根据权利要求1所述车载通讯中针对连续退避冻结的时延性能分析方法,其特征在于:步骤S7中,所述MAC层服务时间 的方差 计算公式为: