[发明专利]一种基于粒子群优化的车联网分簇车-车多跳路由方法

说明书

本发明公开了一种基于粒子群优化的车联网分簇车‑车多跳路由方法，采用簇首选举的当选判据值计算公式以及普通节点选择加入簇的方法，使得簇首以及普通节点能够保持相对稳定，可以提高尤其是簇内链路稳定性；本发明提出路径粒子及速度的编码规则，制定粒子迭代规则，设计适应度函数，解决了路径粒子群的参数设置问题。并且，本发明采用的寻找边界中继节点的方法，使得跨簇之间的信息交互变得更加高效。

技术领域

本发明涉及车联网，尤其是一种解决车联网车-车通信路由效率低的路由优化方法。

背景技术

随着汽车数量的迅猛增长，交通拥堵等道路交通问题日益严重，世界各国都在努力寻找解决交通问题的有效途径。车联网随着现代电子技术、通信技术、计算机技术、物联网技术等相关技术的发展而应运而生，其通过车辆对车辆、车辆对基础设施的相互通信，将车辆由传统的载运工具发展成为信息发布与传输平台，利用道路交通相关信息的共享，提高交通效率，改善交通安全。

然而，车辆的高速移动性使得车联网拓扑变化频繁，无线信道不稳定，不易在车-车节点之间维持稳定的链路，如何设计车联网车—车通信路由算法，保持链路稳定性，从而实现可靠高效的远距离多跳成员间的信息交互一直备受关注，同时研究表明传统无线自组网路由协议如AODV、DSR等不适用于车联网车—车通信存在路由效率较低等问题。

基于簇的路由方法将网络分成不同的簇，利用簇首计算从源节点到目标节点的最佳路由，能够提升数据收发的成功率，有效减少尤其是簇内的数据收发延迟，减少网络数据通信量，并能适应规模比较大的车联网系统。

然而单纯地分簇路由算法也存在寻找路由时间较长(尤其是在跨簇情况下)、寻找的路由不能兼顾高效路由的不同约束条件等问题，使得车联网车—车通信效率仍具有较大提升空间。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种基于粒子群优化的车联网分簇车-车多跳路由方法。

技术方案：一种基于粒子群优化的车联网分簇车-车多跳路由方法，包括如下步骤：

(1)网络初始化；

(2)进行簇首选举：计算节点与相同方向邻居节点的速度标准差V_i，与相同方向邻居节点的距离平均值S_i，和当选判据值T(i)：

式中，N_i为第i个节点的相同方向邻居节点个数，|v_im|为第i个节点的第m个方向相同的邻居节点速度的绝对值，cosθ_iim为速度v_i和v_im之间的夹角余弦值；

每个节点随机生成t(i)∈(0,1)，若t(i)＜T(i)，则该车辆节点即为簇首；

(3)簇的形成：步骤(2)中选举出的簇首广播当选消息，普通节点转发并选择加入簇首或自己当选为簇首；

(4)源节点所在簇首寻找目的节点所在位置；

(5)源节点所在簇首计算从源节点到目的节点的路径；

(6)源节点发送信息至目的节点，源节点沿步骤(5)中计算的路径发送数据至目的节点。