[发明专利]一种稳定的车联网中继节点选择方法

说明书

一种稳定的车联网中继节点选择方法，实现单跳区域内中继节点的选择，完成消息的多跳传输。具体为：1)预先使用A优化方法，获得不同车辆密度λ下的压缩系数A的最优值A_opt，存储为保存于各车辆的数据表：A_opt值表；2)利用选择区域的λ估算值，查询A_opt值表。如该λ不在表中，则使用A优化方法。获得λ对应的A_opt；4)利用基于指数的分割方法对选择区域进行迭代分割，寻得最终区域块；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。其特点是：该方法实现的消息传输速度性能相对车辆密度变化独立，克服了传统方法中由于车辆密度过大或过小带来的性能瓶颈。且采用预算A_opt值表及查询的方法，降低了对车辆本地端计算性能的要求和计算时间的消耗。

技术领域

本发明涉及车联自组织网络，特别涉及车联自组织网络中的中继节点的选择。

背景技术

车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)，作为一种适用于道路环境下的新型通信技术，能有效避免车辆碰撞事故的发生，提高车辆的安全和道路交通效率，缓解大气污染。VANET网络具有拓扑结构不稳定，节点受限于道路运动，节点密度变化范围广等特点，这些特点使得在多跳传输中选择中继节点，以确保消息通过中继传递，实时、可靠、稳定地传播成为一项需解决的重要命题。中继节点的选择可以由网络中定时交互的beacon获得邻节点位置信息，来选择合适的节点作为中继节点。但考虑网络的负载，beacon交互的周期不会太短，在VANET中，其值一般为100ms，这使得节点获知的车辆位置信息因不是实时而不准确。另一类方法是利用一种带外信道阻塞信号black burst来实时获知是否存在邻节点来进行中继节点选择。但现研究显示：在不同区域(例如：农村和城市)和不同时段(例如：上下班高峰时段和深夜)，车辆密度广范围变化，这会影响到利用black burst进行中继节点选择方法的性能。尤其在车辆密度极大的时候，中继节点的选择会存在严重的性能瓶颈。此前有文献固定基于指数分割的中继节点选择方法中的压缩系数A，来获得性能改进的中继节点选择方法。但随着车辆密度的变化，性能仍有较大波动。因此，设计一种不受节点密度影响的中继节点选择方法，确保消息能稳定实时地传输是需解决的问题之一。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是，在VANET网络中提供一种中继节点选择方法，来实现不受节点密度变化影响的消息传播。

技术方案：为解决上述的技术问题，本发明提出一种自适应基于指数分割的中继节点选择方法，其具体实施方式如下：

1)预先使用A优化方法，获得不同车辆密度下的压缩系数A的最优值A_opt，存储为一数据表：A_opt值表，保存在各车辆中；

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，获得选择区域R即发送节点的通信范围的车辆密度；

3)根据估计的车辆密度，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对选择区域进行迭代分割，寻得最终区域块；

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。

所述步骤1)的详细步骤为：

利用A优化方法，分别计算对应车辆密度{λ_i,i＝1,2,…,N_λ}，中λ_i的A最优值A_opt,i，其中N_λ为预计算的车辆密度值个数。A优化方法描述如下。