[发明专利]基于信道感知和移动自适应的车联网邻节点发现方法

摘要

本发明提出了一种基于信道感知和移动自适应的车联网邻节点发现方法，用于解决现有技术存在的信道繁忙时高邻节点发现精度较低和系统开销较大的技术问题，实现步骤为：广播消息：1)车联网初始化；2)节点向周围节点发送包括时间、ID、位置和速度的自身状态消息，计算发送分组时间间隔τ；3)节点在τ内感知信道和周围节点状态信息；4)节点根据在τ内感知到的信息更新τ；5)执行2)，直到节点离开网络；接收消息：节点在τ内感知信道和周围节点状态信息，若感知到，将其保存，周围节点为该节点的邻节点；终止：当节点离开网络，广播和接收消息停止。本发明考虑了车联网中节点的移动性和信道的随机性，邻节点的发现精度高，系统开销小。

主权项

1.一种基于信道感知和移动自适应的车联网邻节点发现方法，其特征在于，其过程包括每个节点广播消息步骤、接收消息步骤和终止步骤：(1)每个节点广播消息的步骤：(1a)对车联网进行初始化：构建以n个车辆为节点，且节点之间通过无线信道进行通信的车联网，n＞1，n个节点表示为A₁,A₂,…,A_i,…,A_n，A_i表示第i个节点，设置初始时刻为T_ini，每个节点A_i的ID为N_i，初始位置为P_i⁰，初始移动速度为V_i⁰，初始广播消息半径为R_i⁰，每个节点A_i通过无线收发设备感知初始信道状态信息，通过预置地图感知初始时刻相邻的车道限速V_lim⁰；(1b)初始时刻T_ini每个节点A_i向周围节点广播当前时间T_ini、节点IDN_i、初始位置P_i⁰和初始移动速度V_i⁰；(1c)设每个节点A_i的第j个广播分组时间间隔为设在初始时刻T_ini，j＝0，并计算初始时刻T_ini每个节点A_i自身的第j个广播分组时间间隔其中，ΔV_i⁰为每个节点A_i的初始移动速度V_i⁰和初始时刻相邻的车道限速V_lim⁰之间的相对移动速度，ΔV_i⁰＝|V_lim⁰‑V_i⁰|，E[X]表示对X求期望；(1d)每个节点A_i在时间间隔内感知信道状态信息以及周围节点广播的时间、ID、位置、移动速度信息，然后在的结束时刻T_i^j，向周围节点广播包括时间T_i^j、节点IDN_i、位置P_i^j和移动速度V_i^j的自身状态消息，同时判断在时间间隔内是否收到周围节点广播的状态消息，若是，计算相对移动速度否则，计算相对移动速度ΔV_i^j＝|V_lim^j‑V_i^j|，其中为在时间间隔内A_i获取的周围节点速度的平均值，V_lim^j为T_i^j时刻相邻的车道限速；(1e)每个节点A_i在T_i^j时刻计算适应于此时信道状态和相对移动速度的自身的下一个广播分组时间间隔每个节点A_i在T_i^j时刻获取随其感知的信道状态变化的广播消息半径然后通过ΔV_i^j、R_i^j和计算适应于T_i^j时刻信道状态和相对移动速度的自身的第j+1个广播分组时间间隔τ_i^j+1：(1f)每个节点A_i令j＝j+1，并执行步骤(1d)，直到A_i自身的广播和接收消息设备关闭，即A_i离开网络为止，得到A_i自身的j+2个广播分组时间间隔(2)每个节点接收消息的步骤：(2a)每个节点A_i在内感知信道状态信息，以及周围节点广播的时间、ID、位置、移动速度信息，并持续判断是否感知到上述信息，若是，则周围节点为A_i的邻节点，并保存信道状态信息，以及周围节点广播的时间、ID、位置、移动速度信息，否则，节点A_i没有发现邻节点；(2b)每个节点A_i在T_i⁰时刻广播自身状态消息，同时令j＝1，计算(2c)每个节点A_i在内感知信道状态信息，以及周围节点广播的时间、ID、位置、移动速度信息，并在内持续判断是否感知到上述信息，若是，则周围节点为A_i的邻节点，并保存信道状态信息，以及周围节点广播的时间、ID、位置、移动速度信息，否则，节点A_i没有发现邻节点；(2d)每个节点A_i在T_i^j时刻广播自身状态消息，同时令j＝j+1，计算并执行步骤(2c)，直到A_i离开网络为止，得到A_i自身的j+1个广播分组时间间隔内的发现结果，与时间间隔内的发现结果共同组成了j+2个时间间隔内的发现结果；(3)每个节点A_i的终止步骤：节点A_i自身的广播和接收消息设备关闭，即节点A_i离开网络，节点A_i停止广播和接收消息。