[发明专利]一种稳定的车联网中继节点选择方法

权利要求书

1.一种稳定的车联网中继节点选择方法，其特征在于：根据车辆密度，自适应选择基于指数分割方法中的压缩系数A，获得消息传输速度性能稳定的中继节点选择；所述方法具体为：

1)预先使用A优化方法，获得不同车辆密度对应的压缩系数A的最优值A_opt，存储为A_opt值表，保存于各车辆中，A优化方法描述如下：

由式(1.1)获得对应车辆密度λ的A_opt

其中，β和T_d分别是对应于平均单跳覆盖比例和单跳时延，(1.1)式中β、T_d、和可以分别由式(1.2)、(1.8)、(1.13)和(1.18)获得，

β能由式(1.2)得到

其中，

是当第k个区域块为最终区域块时的平均单跳覆盖比例，

是第k个区域块被选中的概率，N_part为每次迭代分割的区域块个数，W_seg(k)和μ_k是第k个区域块的相对宽度和平均车辆个数，μ_{seg_bro}(k)是第k个区域块消息传输方向上其他区域块的平均车辆个数，W_seg(k)、μ_k和μ_{seg_bro}(k)能由下式得到，

其中，R为选择区域，λ为车辆密度，单跳时延T_d能由下式得到

T_d＝T_init+T_part+T_cont+T_data (1.8)

式中，T_init、T_part、T_cont和T_data分别是接入时延、分割时延、竞争时延和数据传输时延，在这四个性能指标中，A的不同选择会影响到T_part和T_cont的值，它们可由下式得到，

式中，

为当最终区域块是第k个区域块发送B所耗的时隙个数，T_slot为时隙持续时长，

为第k个区域块被选中为最终区域块所耗平均时延，T_col和T_suc分别是冲突和成功状态的平均时延，为退避窗被选中的概率，Cw为退避窗最大宽度，的表达式可由式(1.13)得到，如下

其中，

式(1.14)中的和可分别由式(1.16)、(1.17)得到，

的表达式可由式(1.18)得到，表达式如下，

其中，

式(1.20)中，根据A优化方法，计算{λ_i}，i＝1，2，…，N_λ对应的A最优值{A_opt，i}，i＝1，2，…，N_λ，其中N_λ为预计算的车辆密度值个数，将计算所得{A_opt，i}，i＝1，2，…，N_λ存于A_opt值表中；

2)利用车联自组织网络中交互的beacon或网络中广播的车流量信息，估计选择区域R内的车辆密度λ，选择区域R为发送节点的通信范围；

3)根据估计的车辆密度λ，查询A_opt值表，如该车辆密度在表中，则获得A_opt，否则使用A优化方法，计算A_opt；

4)采用优化后的A_opt，利用基于指数的分割方法寻得最终区域块，具体过程如下：根据公式(1.5)，以W_seg(k)为宽度对区域R进行分割，各节点确定其所在的区域块序号k，在其对应的第k个slot发送black burst(B)，在发送自己的B之前，侦听信道，是否有其他的B被发送，所有通信范围内的节点如果在发送自己的B前侦听到其他节点发送的B，则退出中继节点选择，否则如果该节点不是在本次迭代的第N_part个区域块内，则发送B通知其他节点，否则直接进入下次迭代或直接进入竞争阶段；

5)采用指数退避窗，选择最终区域块中唯一节点作为中继节点，完成中继节点的选择。