[發明專利]基于信息相關性的車用無線自組織網安全信息的投遞方法

有效

• 申請號: 201110273153.X
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102291687A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 冷甦鵬;黃龍嬌;邵彩幸;段景山
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W12/00;H04W84/18
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種適用于車用無線自組織網(VANET，Vehicular?Ad?hoc?Networks)的信息的多跳廣播投遞方法。

背景技術

車用無線自組織網(VANET，Vehicular?Ad?hoc?Networks)，是指道路上車輛間、車輛與路邊固定接入點之間互相通信組成的開放移動Ad?Hoc網絡，是一個自組織的、結構開放的車輛間通信網絡。車用無線自組織網的首要目標是提供開放的公共道路交通安全服務，具體就是通過車輛間交換安全信息來保證車輛行駛的安全性，因此如何保證安全信息可靠并快速地被所需車輛接收尤為重要。

安全信息用于通知其他車輛已經發生的緊急情況，如交通事故、堵塞，路面障礙物等。安全消息具有消息簡短，優先級高，實時性要求高的特點。

在實際應用中，一個安全信息通常都有范圍有效性和時間有效性，超出一定范圍和時間后，該安全信息失效。從范圍方面考慮，當源車輛(發起廣播安全信息行為的車輛)發現緊急情況時將廣播安全信息，該安全信息通常只會影響將要行駛到發生緊急情況地點附近的車輛，即受影響的車輛位于同源車輛同向運行的某些車道上，且這些車輛在源車輛后方的一定距離內。從時間方面考慮，安全信息通常只會在一定時間內影響源車輛后方一定距離內的某些同向車道上的車輛。安全信息的影響時間、影響距離和影響車道會因為安全信息的類型不同而各不相同。例如，在高速公路上，剎車安全類信息會在0.7s內影響本車道200米范圍內的后續車輛。在本發明中，我們稱安全信息的影響時間，影響距離和影響車道為該安全信息的相關性參數。

在車用無線自組織網中，安全信息封裝WSM(WAVE?short?message，車載短消息報文)中通過多跳廣播來實現投遞的，所以廣播方法的效率直接地影響著安全信息投遞的性能。

下面詳細介紹與本發明相關的現有技術：

基于地理位置類的廣播協議是車用無線自組織網中一類常用的廣播協議。在基于地理位置類的廣播協議中，節點選擇中繼節點時不需要網絡的拓撲信息，只需要鄰居節點的地理位置信息，其中位置信息是通過周期性的beacon報文或廣播報文在直接鄰近的節點間交換得到。基于地理位置類的廣播協議具有收斂速度快，用較少的計算開銷可決定是否轉發廣播報文的特點，適用于拓撲結構高速動態變化的車用無線自組織網。

基于地理位置類的廣播協議在廣播報文轉發過程中，中繼節點是否轉發廣播報文不是以全網的角度進行決策，而是采用局部最優的思想通過本地計算獨立確定的。基于地理位置類的廣播協議中一個常用的決定是否轉發廣播報文的方法是根據轉發時增加的覆蓋區域大小來確定。節點收首次到廣播報文后，計算轉發時增加覆蓋的區域AC，如圖1(a)中的黑色區域即節點m收到鄰居節點i廣播報文的AC，其中圖1中的小圓代表節點，大圓代表節點的覆蓋范圍。然后將AC與預先定義的覆蓋門限A比較，決定是否轉發。若AC小于A，則不予轉發。若AC大于A，則隨機等待一段時間，在此時間內收到其他鄰居節點發送的相同的廣播報文則更新AC，假設此時又收到鄰居節點j的相同廣播報文，圖1(b)中的黑色區域為此時節點m更新后的AC，再將更新后的AC與A比較，小于A則丟棄；否者繼續等待，直至等待結束后AC仍大于A才轉發該廣播報文。

基于距離的廣播協議是基于地理位置類的廣播協議中的一種，該協議是基于這樣一個事實，即離上一跳中繼節點越遠的節點轉發報文時增加覆蓋的區域AC越大。如圖2所示，i為上一跳中繼節點，收到節點i廣播報文的節點j和節點m的AC分別如圖2(a)和圖2(b)所示，其中圖2中的小圓代表節點，大圓代表節點的覆蓋范圍，顯然離節點i較遠的鄰居節點m的AC比較大。在基于距離的廣播協議中，節點收到鄰居節點的廣播報文后，將等待一段時間，其等待時間長度與該節點到鄰居節點的距離成反比，即離該鄰居節點越遠的節點轉發等待時間越短，轉發機會越高。在此等待時間內，若節點收到其他鄰居節點的相同廣播報文，則丟棄不予轉發；若等待時間結束時還沒收到相同的廣播報文，節點立即轉發該報文。基于距離的廣播協議通過選擇距離上一跳中繼節點更遠的節點轉發廣播信息，減少廣播傳輸過程中的跳數，降低廣播報文的傳輸時延，減少冗余廣播報文。

現有技術的存在的問題和不足：