[发明专利]基于额外度的VANET广播方法

说明书

技术领域

本发明涉及VANET(车载无线自组网)的广播通信方法。

背景技术

VANET以道路上的车辆做节点，使得其网络协议的性能与交通流的状况息息相关。在道路交通中，有时交通流呈现出自由流特征，即车辆能够自由行驶，在自由交通流中节点密度不饱和，其密度会在一定范围内发生变化，(当然密度变化仍不会致使网络断连，也就是说本发明所进行的研究仍然基于网络连通的假设。)而这种节点密度变化会对广播协议性能产生影响，一些现有的基于固定参数广播策略无法满足这种密度变化交通状况下的广播通信需求。

采用邻节点信息交换的方法不受密度变化的影响，但在非饱和的交通环境下，节点移动速度快，因此使得一些基于定期信息交换的协议无法有效实施。在这种情况下，若节点间信息交换过于频繁，则带来的网络开销过大，而若信息交换频率过低，则会有信息过时，节点信息更新跟不上拓扑变化的情况发生，此时信息交换不及时，将失去意义。现有技术中基于计数的、基于地理位置的和基于距离的方法以及基于概率转发的方法都属于基于固定门限值的方法，即通过将网络节点的某个属性与一个预先设定的门限值进行比较，并以此来决定是否转发。基于固定门限值方法能够有效的减少转发的节点数，但门限值是预先设定好的，其设定与密度相关，在密度相对稳定的场景下能够取得不错的效果，但如果密度频繁发生变化(如在交通环境中，车流量大，但未发生阻塞)时，基于固定门限值的方法的就无法满足应用需求了。而VANET环境下不断变化的交通流密度大大降低了此类方法的实用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于额外度的VANET广播方法，以解决基于固定门限值的车载无线自组网广播通信方法在密度频繁发生变化时无法满足应用需求的问题。

本发明包括下述步骤：

一、作为源节点的车辆节点发出广播消息；二、每个车辆节点在第一次收到这条广播消息后会询问其邻节点是否已经收到此条广播消息，询问发出后等待邻节点应答的时间为T₁，未收到过这条广播消息的邻节点被认为是新覆盖节点，询问节点会根据新覆盖节点对自己应答的数量计算本询问节点的额外度；三、每个车辆节点都等待一段时间T_2，，看是否有其它节点拥有比自己更大的额外度，当某车辆节点的时间T₂到且收到的额外度声明都比自己的额外度小，该车辆节点都会开始转发仲裁过程，声明本节点的额外度，并等待；四、收到此声明的车辆节点提取声明中的额外度与自己的额外度进行比较，若声明节点所声明的额外度大，则本节点不参与转发广播消息，否则发出比较结果声明，声明本节点的额外度；五、已发出声明的节点在等待时间T₂内若收到其它声明也进行比较，若自己的额外度大则继续等待，否则放弃转发广播消息；六、发出比较结果声明的节点在等待时间T₃到后仍收不到比自己大的额外度声明，则此节点转发广播消息。

由本发明步骤三至步骤五所做的仲裁过程选出的转发节点都具有最大的额外度，使每次转发所能覆盖到的新节点最多。本发明以尽量少的转发次数，尽快将广播信息传递给广播区域内的所有节点，而不受节点密度变化的影响。能够有效减少在节点稠密情况下广播产生的冲突与竞争，并能适应VANET由交通流引起的拓扑结构快速变化。解决了基于固定门限值的车载无线自组网广播通信方法在密度频繁发生变化时无法满足应用需求的问题。

本协议采用了基于邻节点信息的方法，通过VANET中每个车辆节点与其邻节点比较额外度来选择具有最大额外度的节点作为转发节点。但不同于其它基于邻节点信息的方法中所采用的定期交换节点信息的方式，本发明采用了按需通信的方式实现邻节点信息的获取，即通过询问、应答的方式在需要时获取邻节点信息，保证了邻节点信息的实时性。通过声明、等待的方式比较节点的额外度，进行转发仲裁，有效地减少了用于交换节点信息的通信开销，同时节点不用在本地保存其它节点的信息，也减少了节点内的存储开销。为了提高协议的转发效率，减少冗余转发引起的冲突，协议在确保广播覆盖率的前提下力求减少转发节点的个数。通过上述收集信息、比较仲裁的过程选择具有最大额外度的节点作为转发节点，以达到各种密度条件下都能使每次转发覆盖的新节点数最大，从而减少转发次数的目的。

附图说明