[发明专利]一种基于移动性权重的VANET集群分簇优化方法

权利要求书

1.一种基于移动性权重的VANET集群分簇优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，车辆X_i进入网络时，通过最初与其通信范围内的其他车辆交换Hello消息来建立邻居关系，如果它收到簇加入消息M_jc，则表示附近已有一个现有簇，它将确认并加入该簇；相反，如果X_i在时间T_x，没有接收到M_jc，则需要簇的形成和选举过程；

在车辆在其变速器范围内发现多于一个主簇头PCH的情况下，通过将车辆的位置和相对速度与可用PCH的位置和相对速度进行比较，来确定要加入的最合适的PCH；如果PCH的位置大于车辆的位置，则车辆接受加入PCH；如果同时两个或更多个PCH在车辆前方，则车辆将加入相对较低速度的PCH；

步骤2，计算适应性值以确定哪个车辆将成为PCH，将这个新的状态信息广播到它的所有邻居的X_j；

步骤3，在接收到新的状态信息时，车辆执行CH选举算法以确定最高权重值β_i，拥有最高权重的车辆则被选举为PCH；

步骤4，在步骤3选举出PCH后，将该车辆ID置为簇ID，并发送成为簇头消息，收到簇头消息的成员将自身修改为簇成员CM状态；

步骤5，在步骤4的CM中，分配最高权重值的CM为副簇头SeCH状态，至此簇形成；

步骤6，周期性更新PCH和SeCH状态消息以应付发现以下情况：

1)领导权从PCH转移到SeCH；2)簇合并；3)PCH离开簇；

出现上述三种情况时将触发维护机制，将速度作为确定PCH是否适合继续其领导的标准；PCH需要定期维护其SeCH的状态信息，以确保其在需要时积极承担责任；在该过程中，每当它确定PCH的当前速度更大时，PCH继续其领导，更新SeCH的状态信息并与所有CM共享此信息；

交通堵塞车辆被迫减速的情况下，PCH不会放弃其责任；而当SeCH的当前速度大于PCH的速度而没有在道路上发生任何事件时，PCH减慢并且即将退出；PCH辞去了领导责任，并将其地位改为CM；然后SeCH将其状态更改为PCH并将其ID指定为簇ID；之后由新PCH确定新的SeCH，而不执行簇形成和CH选举算法；然后将更新的状态信息广播到簇内的所有CM。

2.根据权利要求1所述的一种基于移动性权重的VANET集群分簇优化方法，其特征在于：步骤1中，如果X_i在时间T_x，没有接收到M_jc，如公式(1)所示：

Nmax是变速器范围内的车辆总数，而MAC层由分布式协调功能控制，其中车辆利用最小竞争窗口CW_min和最大竞争窗口大小CW_max值；对于每次不成功的传输，车辆将CW_min值加倍，直到达到最大值。

3.根据权利要求1所述的一种基于移动性权重的VANET集群分簇优化方法，其特征在于：步骤3中，权重值β_i计算公式如公式(2)和(3)所示：

β_i＝(wv₁*N_i(t))+(wv₂*μ_normal)+(wv₃*ρ_normal) (2)

wv₁+wv₂+wv₃＝1 (3)

式中N_i(t)表示节点接连级别，即簇中时间t时节点i的邻居数量；μ_normal、ρ_normal表示相邻车辆标准化后的平均速度和距离，而wv₁、wv₂、wv₃分别为每个参数相关的权重因子。