[发明专利]一种基于贝叶斯模型的城市环境下VANET消息转发方法

说明书

本发明公开了一种基于贝叶斯模型的城市环境下VANET消息转发方法，包括步骤：1.车辆节点通过hello数据包交换上下文信息；2.源节点根据上下文信息，使用贝叶斯模型计算出投递成功概率；3.源节点使用本地缓存S₁临时存储待转发消息，并使用负载均衡算法，将待转发消息分配到通信范围内的目标节点，避免因单个节点的缓存空间占用过多而导致网络拥塞现象；4.投递完成后，源节点会获得投递信息反馈报表，并存入本地缓存S₂。节点定时地使用S₂中的数据训练出新的贝叶斯模型参数。之后，节点使用新的模型参数去完成步骤2中的概率计算。贝叶斯模型参数能实时更新，因此，方案具有良好的自适应性和鲁棒性，能够有效地提高VANET环境中消息数据的投递成功率。

技术领域

本发明属于移动自组织网络领域，是一种消息包的转发方法，适用于VANET(Vehicular Ad-hoc Network)环境中。特别适合城市环境下的VANET消息投递。

背景技术

在城市车联网的环境下，车辆是按照道路轨迹行驶的，并且城市环境下高楼林立，无线信号的覆盖受到影响，车辆节点的无线信号很难做覆盖其他车道，消息只能在同一 道路上邻近车辆间进行投递，很难做到跨越道路传递，因此消息的路由轨迹几乎是沿着 道路方向的。虽然VANET中的路由算法有很多种，但是无论是哪一种算法，能快速高 效的将消息由一个路段投递到另一个路段，很大程度上决定VANET路由算法的性能， 而实现的关键在于源节点对中继节点的选择策略。

目前VANET中比较主流的数据包转发策略有GPSR(Greedy Perimeter StatelessRouting)协议，它采用贪婪周边转发方法，贪婪转发模式时，能够将消息投递到距离目 的节点最近的中继节点上，实现每次投递完成后消息距离目的节点都比投递前更近。由 于GPSR协议采用贪婪转发方法，在选择下一跳节点时有一定的盲目性和随机性，会 造成大量数据丢失和重传现象，并导致路径选择不合理，出现路由跳数增加及回环路由 的情况，从而影响网络性能。此外，GPSR是基于理想链路模型的，由于电磁波在无线 传播的过程中存在自由衰落和阴影效应，以及传输环境的多径衰落等现象，它并不能很 好的和真实环境相契合。一味地考虑最远传输，并没有考虑符合投递条件的节点消息缓 存使用情况，这样可能造成某个节点的消息缓存使用率过高，导致网络拥塞的现象。

基于以上的投递模型，有很多改进模型，这些模型有的提出真实链路模型，比如基于链路通信效率的高能效路由转发策略模型，但这些模型都缺乏自适应性，或者不能很 好的将众多因素考虑在内。

综合以上情况，迫切需要提出一种真实链路模型，并且它能够应对恶劣环境，动态的调整，实现自适应的投递策略。

发明内容

随着汽车电子设备的日益完善，依靠强大车载传感器的感知能力可以比较容易的获 取上下文信息，依靠这些信息，本发明提出一种基于贝叶斯模型的城市环境下VANET 消息转发方法，以解决现有消息投递方法的不足，该方法包括如下步骤：

(1)使用车载电子设备实时的获得车辆所处环境的相对湿度RH％，车辆经纬度 坐标index，加速度大小a，加速度方向a_v，速度方向V_v，速度大小V，节点的S₁(缓 存接收消息的内存)的使用率S_1v以及气象数据，比如是否是雷电IS_thound，大雾情况IS_fog属性值。