[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

摘要

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。

主权项

1.一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：/n(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紧急信息；/n(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，用分布函数计算每个邻居节点成功传输率/n /n 是信道衰落影响下发射端V_i和接收端V_j成功传输概率:/np_l是车辆V_i和车辆V_j之间的连通概率:/n /n 是成功接入信道的概率:/nF_d(r_T；m；Ω)表示接收信号功率的累积分布函数，r_T是信号的接受阈值，Ω是给定的平均功率强度；R为通信半径；d_ij是车辆间的初始距离；T_e是进行消息数据包传输的时间；Δv_ij为相对速度，遵循高斯分布；Δd是两辆车的几何距离；p_b是在相同时隙发送数据包的概率；/n发送方选择成功传输率最大的节点作为期望中继节点，将其地址标记在分组的头部，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；/n(3)候选中继节点计算中继转发概率p_f和等待时间T_W并开始等待：传播方向上的候选中继节点先计算中继转发概率p_f，基于中继转发概率p_f来计算等待时间T_W，并开始等待过程；/n3a)计算中继转发概率p_f：候选中继节点开始计算广播传播方向上车辆节点的中继转发概率p_f；/n3b)候选中继节点开始等待过程：候选中继节点基于中继转发概率p_f来计算自身等待时间T_W，计算完成，所有后方车辆即候选中继节点进入等待过程；/n(4)确定最大加权概率中继节点紧急消息：等待时间结束，等待时间先结束的候选中继节点确定为最大加权概率中继转发节点，具有最大加权概率的中继转发节点开始广播紧急消息，其他处于分布式选择的中继节点在第二次接收到广播的数据包后，说明最大加权概率中继转发节点已经选出，则停止等待过程，并更新自己的NAV，单跳结束；/n(5)最大加权概率中继节点再次接收到广播的紧急消息时丢弃该消息：当最大加权概率中继节点第二次接收到紧急消息，最大加权概率中继转发节点将丢弃该消息，不执行等待过程；/n(6)多跳选择下一个最大加权概率中继转发节点紧急消息：一跳结束后，由上一跳已选出的中继节点重复步骤(2)-(5)选择下一跳，选出下一个具有最大加权概率的中继节点进行广播紧急消息，直至紧急消息传至交叉路口M；/n(7)处于路口的接收方紧急信息：紧急消息传到交叉路口，采用距离路口最近的其他方向的车辆充当转发器来向各个方向转发紧急信息，实现紧急消息的广播。/n