[发明专利]基于车联网最大化中继转发概率的分布式多跳广播方法

说明书

本发明公开了一种基于车联网最大化中继转发概率的分布式多跳广播方法，解决了消息传播过程中广播风暴、时延和可靠性问题。具体步骤是，源节点发起路由请求；寻找并确定中继节点；计算中继节点中继转发概率和等待时间并开始等待；最大加权概率的中继转发节点再次接收到广播的紧急消息时丢弃该消息但继续发消息；多跳选择下一个最大加权概率中继转发节点广播紧急消息；处于路口的接收方广播信息；本发明方法是完全分布式的并且不需要任何握手，既保证了广播实时性又保证了包传递的可靠性要求。本发明用于通信技术领域中的车辆自组织网络，在紧急事故发生路段有明显优势。

技术邻域

本发明属于通信技术领域，涉及车联网广播方法，具体是一种基于车联网最大化中继转发概率的分布式多跳广播方法。用于城市车联网环境中紧急事故发生路段的紧急消息传递的信息服务。

背景技术

车联网是一种在交通领域支持动态、随机、多跳拓扑结构应用的特殊区域性网络，也是一个极具应用价值的研究，车联网中每个车辆节点通过自主计算和相互通信，车联网的应用一般包括安全性应用和信息服务类应用。前者可以减少交通事故，改善交通安全；后者通过向道路上的车辆提供多种信息服务来提高交通行驶效率，一方面能够显著提高车辆交通效率以及安全性，另一方面能提供多种信息服务可以提高行驶效率，满足乘客的舒适性和娱乐性要求，同时带来大量商机。但由于车辆快速移动以及无线环境不稳定等车联网特性，过路车辆常常无法在通信范围内完整接收需要获得的通用内容。在城市交通环境中，如何快速的传递紧急消息、延长驾驶员反应时间是目前车联网应用研究的关注点。广播是传输紧急消息最有效的方式和途径。

哈尔滨工业大学的专利申请“基于距离的车联网广播信息的方法”(公开号CN103763785A，申请号CN201310751049.6)的核心思想是基于距离等因素设置一个等待时间来对信息进行转发，即在车辆密集环境下，当中继节点广播数据时，每个节点在收到广播信息后根据公式计算自己的等待时间；它是为了解决车联网在车辆密集情况下的车辆与车辆之间的信息传输，很多节点参与信息的广播，造成的广播信息延迟，广播信息冗余的问题；此发明在此时间内，若收到相同的广播信息，则停止转发信息；否则，在等待时间到来时，立即广播该信息，导致其实际应用场景的局限性，并不适用于城市车联网环境中紧急消息的广播。

上述方案中对中继节点的选择没有明确规定，当车辆密度高时，将导致重复重播广播消息，导致大量冗余、广播风暴和信息延迟；节点在接收消息时会判断是否为相同消息，若是相同消息会丢弃此消息，不进行再广播，这种方式不利于紧急消息的广播传递。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种避免了广播风暴，具有实时性和可靠性的最大化中继转发概率的分布式多跳广播方法。

本发明是一种基于车联网最大化中继转发概率的分布式多跳广播方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)车联网中的源节点发起路由请求：车联网中的事故车辆在发生事故后，事故车辆作为源节点发起路由请求，车联网中的所有节点从自身配备的GPS接收机中获取自身的节点信息，车联网中的所有节点周期性与邻居节点进行节点信息交换，节点信息交换后，源节点根据所获取的节点信息，以发送方的身份向各节点发送事故信息；

(2)发送方寻找并确定中继节点：源节点作为发送方在广播之前，根据单跳方式获取邻居节点信息，计算每个邻居节点成功传输概率发送方选择成功传输概率最大的节点作为期望中继节点，将其ID标记在分组的头部，若期望中继节点接收到数据包，它将成为再广播中继节点，并立即发起再广播，执行步骤(6)；若期望中继节点没有收到数据包，发送方需要选择成功传输率最大的中继节点作为候选中继节点，该选择是在源节点通信范围内接收到该广播紧急消息的后方邻居节点中进行，采用分布式的方法进行选择，当选择了候选中继节点后执行步骤3，进入等待；