[發明專利]一種聯合車輛歷史信用及當前狀態的VANET成簇方法

有效

• 申請號: 201410192813.5
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN103973789B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 柴蓉;葛先雷;陳前斌;楊賓
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發明涉及車輛自組織網絡的成簇方法，屬于車載通信技術領域。

背景技術

近年來，基于車輛自組織網絡VANET(Vehicular Ad-hoc NETwork)的智能交通系統受到國內外廣泛關注。VANET采用先進的通信及網絡技術，能夠提供車輛之間以及車輛與路邊基礎設施之間的數據通信。VANET結合全球定位系統(GPS)及無線通信技術，如無線局域網(WLAN)、蜂窩網絡等，為處于高速移動狀態的車輛提供高速率的數據接入服務，并支持車輛之間的信息交互，已成為保障車輛行駛安全，提供高速數據通信、智能交通管理及車載娛樂的有效技術。

VANET中，車輛的快速移動特性以及接入點AP(Access Point)覆蓋范圍有限等因素導致部分車輛無法與AP進行直接通信，可通過采用中繼車輛(RV)協作轉發實現源車輛(SV)與AP之間的數據傳輸。針對特定應用場景，如密集分布車輛區域，可由地理距離較近的車輛構成簇，通過在各簇選擇簇頭，支持簇內節點直接通信，簇間節點通過簇頭進行中繼轉發，可有效降低路由控制信息開銷、提高用戶數據傳輸效率，并實現網絡資源高效利用。然而，節點高速運動導致鏈路特性動態變化、各節點可用資源及業務需求存在較大差異等特性均對VANET成簇算法提出新的挑戰。如何綜合考慮VANET中網絡、節點及業務特性，設計合理高效的成簇方法，是亟待解決的問題。

目前已有研究基于車輛的交通特性設計車輛的成簇方案,文獻[Shea Christine,Behnam Hassanabadi and Shahrokh Valaee,Mobility-based clustering in VANETs using affinity propagation,IEEE GLOBECOM，2009]提出了一種基于車輛移動性進行成簇的方法。在簇形成階段，通過利用分布式親和算法，最小化簇頭和簇成員之間的移動性，實現高效成簇。文獻[崔剛等，考慮車輛交通特性的VANET分簇方法，公開號102307373A，公開日2012年1月4日]提出了一種基于車輛交通特性的VANET分簇方法。通過對各車輛節點位置、速度、連通性及行駛行為進行簡單加權，選擇最優目標簇頭，實現VANET的優化成簇。文獻[劉征宇等，一種基于相鄰車輛距離的VANET分簇維護方法，公開號102883263A，公開日2013年1月16日]提出了一種基于相鄰車輛距離進行VANET分簇維護的方法，以行駛在高速公路上的車輛的直接安全距離作為參考依據，通過安全距離的計算評估車與車之間的相互關聯性，進而將具有一定安全相關性的車輛劃分為同一簇，確定相應簇頭及簇成員。

以上成簇方法僅考慮車輛速度、位置等特性，未綜合考慮候選簇頭資源可用性及業務傳輸效率等因素，可能導致網絡拓撲穩定性較低及數據傳輸性能嚴重受限，

發明內容

針對現有技術VANET成簇方法存在的上述缺陷和不足，本發明綜合考慮網絡及各車輛相對速度、距離及連通度等當前狀態特性，并基于平均可用帶寬、隊列長度及歷史擔任簇頭時間等因素建模候選簇頭歷史信用度，通過優化候選簇頭當前狀態及歷史信用加權和，確定最佳成簇方案，以實現網絡狀態相對穩定及車輛業務傳輸性能優化。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案是。