[发明专利]一种基于相邻车辆距离的VANET分簇维护方法

说明书

技术领域

本发明涉及，具体为一种基于相邻车辆距离的VANET分簇维护方法。

背景技术

车辆自组网络（Vehicular Ad-hoc NETwork）是一种特殊的移动自组网络（Mobile Ad-hoc NETworks），它所处的运行环境稳定性差、拓扑结构变化剧烈，无线信道又容易受街道建筑、车速、道路状况的等因素的影响，会产生广播风暴或路由不稳定等问题。这些都直接增加了VANET的路由协议设计的难度。而分簇作为解决车辆自组网络这些问题的一个手段，具有很大的实际应用价值。

发明内容

本发明目的是提供一种基于相邻车辆距离的VANET分簇维护方法，以解决车辆移动自组网中的路由成本高、广播风暴的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于相邻车辆距离的VANET分簇维护方法，其特征在于：将整个VANET网络抽象成为一个连通图，以构成VANET网络的车辆作为连通图中各个节点，并以相邻车辆的安全距离作为依据来分簇，把彼此相邻且相邻距离小于安全距离的车辆分成一簇；

在VANET网络中其中任意两个节点之间都有连接的边，任意两个节点之间是可到达的，对给定节点的网络采用相邻节点安全距离作为依据进行分簇，每个簇都是属于给定的网络节点集，分簇的数量不超过节点的总数量；在已经划定的簇结构中，任意两个属于同一个簇的节点之间的距离都是小于安全距离的；所有簇的合集是整个VANET网络的全部节点，在簇与簇之间没有相同的节点，即任意两个簇间没有交集。

所述的一种基于相邻车辆距离的VANET分簇维护方法，其特征在于：只考虑高速公路上一个方向的车辆，在安全距离远大于高速公路宽度的条件下，在VANET线状网络的结构中，头结点和尾节点定义如下：将在其前距离d内没有相临节点的节点作为头结点，将在其后距离d内没有相临节点的节点作为尾结点；每个车辆节点广播自己的ID、位置、速度信息，将回复信息的节点加入到自己的相邻节点列表中，并将两车辆节点之间位置信息相减的绝对值作为两节点之间的距离；

当前节点在自己的相临节点列表中没有找到在其前距离d内的相临节点，在将该节点作为头节点的同时向自己的相临节点广播自己作为头节点的信息；此时，若相临节点的列表包含头节点，则删除相临节点列表的头节点之前的节点；各节点根据自己的相临节点信息，采用上述方式进行头维护；

当前节点在自己的相临节点列表中没有找到在其后距离d的相临节点，在将该节点作为尾节点的同时向自己的相临节点广播自己作为尾节点的信息；此时，若相临节点的列表包含尾节点，则删除相临节点列表的尾节点之后的节点；各节点根据自己的相临节点信息，采用上述方式进行尾维护。

所述的一种基于相邻车辆距离的VANET分簇维护方法，其特征在于：当某一节点变成头节点，但非尾节点，发送成为头节点的信息；成为尾节点而非头节点时，发送成为尾节点信息；当相临节点收到头节点信息时，将相临节点列表中的头节点降为普通节点，并进一步向相临节点转发该头节点信息；当临接点收到尾节点信息时，将相临节点列表中的尾节点降为普通节点，并进一步向相临节点转发该尾节点信息。

本发明结合车联网的固有特性，将车辆的行为建立相互之间关系，加入评估参数，以车辆之间的安全相关距离作为车辆分簇的一个参考依据，进行车辆分簇。将相关车辆作为同一簇的成员，具有更为实际的应用效果。通过这样的分簇，可以将车辆之间的通信限制在具有相互影响的车辆之间，而不是漫无目的的大范围广播。在有效控制通信范围的同时，提高信息的有效性和实用性。

附图说明

图1为本发明基于相邻车辆安全距离d的分簇示意图。

具体实施方式

如图1所示。如果以相邻车辆距离作为标准来分簇，把彼此相邻且相邻距离小于d的车辆分成一簇，则分簇结果就和车辆安全相关性一致：同一簇内，相邻车辆距离小，车辆安全相关；不同簇中的车辆，距离大，安全相关性小。为此，本发明提出一种基于相邻车辆距离的分簇，把彼此相邻且相邻距离小于d的车辆分成一簇。

本发明的应用场景主要是高速公路上行驶的车辆，且只考虑一个方向的车辆。随着GPS系统在车辆上越来越普及，假定每辆车都可以提供自己的位置信息，每辆车都有相关的传感器能获知自己的速度、加速度信息等。

由于高速公路通常比较窄，在这样的条件下，VANET可以看成是线状网络。在这样的线状网络结构中，头节点和尾节点定义如下：

步骤一：如果在车辆前面距离d范围内没有相邻节点，则该车辆节点为头节点。